Đồ án Thiết kế lưới điện khu vực - Khảo sát ổn định động

LờI NóI ĐầU Năng lượng nói chung và điện năng nói riêng, có vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước, cũng như phục vụ cuộc sống sinh hoạt của nhân dân. Trong những năm gần đây do sự phát triển mạnh mẽ, đời sống của nhân dân ngày càng được nâng cao. Nhu cầu sử dụng năng lượng điện cho sản xuất và cuộc sống ngày càng tăng với tốc độ lớn. Để đáp ứng nhu cầu điện năng cho nền kinh tế và đời sống, hệ thống điện việt nam cũng ngày càng được phát triển, chất lượng điện năng ngày càng phải được nâng cao. Để đáp ứng được những yêu cầu đó, công tác khảo sát thiết kế các lưới điện khu vực đóng một vai trò quan trọng. Nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục, ổn định chất lượng điện năng tốt hơn cho các phụ tải với chi phí thấp nhất Với đề tài tốt nghiệp được giao là :" thiết kế lưới điện khu vực - khảo sát ổn định động " Trong thời gian qua vận dụng những kiến thức đã học, tham khảo thêm tài liệu, và ý kiến giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn hệ thống điện, nhằm bổ sung kiến thức, để hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao cũng như phục vụ cho công tác thực tiễn sau này. Chương1 Phân tích phụ tải và nguồn cung cấp điện I .Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải 1.Sơ đồ địa lý của các phụ tải: 2.Những số liệu về nguồn cung cấp a.Nhà máy 1: - Công suất đặt : P1 = 4x50 = 200 (MW) - Hệ số công suất : cos= 0.85 - Điện áp định mức : Uđm= 10.5 kv b. Nhà máy 2 : - Công suất đặt : P2 = 3x100 = 300 (MW) - Hệ số công suất : cos= 0.85 - Điện áp định mức : Uđm= 10.5 kv 3.Những số liệu về phụ tải. Phụ tải số liệu 1 2 3 4 5 6 7 8 Pmax(MW) 44 32 36 44 40 36 44 42 Pmin(MW) 22 16 18 22 20 18 22 21 Cos 0,85 0,90 0,90 0,85 0,85 0,85 0,90 0,85 Qmax(MVAR) 27,269 15,498 17,436 27,269 24,790 22,311 21,310 16,029 Qmin(MVAR) 13,634 7,749 8,718 13,634 13,395 11,155 10,655 13,015 Loại hộ phụ tải I III I I I III I I Y/cđiều chỉnh Đ/A T T KT KT T T KT T Điện áp thứ cấp 22 22 22 22 22 22 22 22 II.Phân tích nguồn và phụ tải. Do đặc thù của lưới điện khu vực có mặt bằng tương đối rộng, nên để thiết kế được lưới điện tối ưu phù hợp với thực tế, thì việc phân tích phụ tải và nguồn cung cấp là vô cùng quan trọng. Thiết kế hệ thống có tối ưu hay không hoàn toàn phụ thuộc vào mức độ chính xác của quá trình phân tích nguồn và phụ tải quyết định. 1.Nguồn điện: Qua những số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải đã cho. Với hai nhà máy nhiệt điện có tổng công suất lắp đặt là 500MW. Trong đó: - NĐI có Pđ = 4x50 = 200(MW) cosj = 0,85 - NĐII có Pđ = 3x100 = 300(MW) cosj = 0,85 Vì hai nhà máy đều là nhiệt điện, ta có thể chủ động về nguồn nhiên liệu nên chủ động về công suất phát. Do tính chất của nhà máy nhiệt điện là công suất đặt lớn thì suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ.Vậy để đảm bảo tính kinh tế trong quá trình vận hành ta ưu tiên cho nhà máy II nhận công suất trước. 2.Phụ tải: Với 8 trung tâm phụ tải, công suất khá lớn .Phụ tải được phân bố tập trung về phía hai đầu nhà máy điều đó cho phép khi thiết kế có thể phân thành hai vùng phụ tải Công suất cực đại của phụ tải là: SPptmax = 318 MW ; Tmax = 5000h Công suất cực tiểu của phụ tải là: SPptmin= 50%SPptmax = 159MW Trong đó có 6 phụ tải là phụ tải loại I (chiếm 75%) có yêu cầu cao về độ tin cậy cũng như chất lượng điện năng, vì nếu xảy ra mất điện sẽ gây thiệt hại lớn về kinh tế, chính trị và cả an toàn cho tính mạng con người.Và 2 phụ tải loại II chiếm 21% Phụ tải xa nguồn nhất là phụ tải 7 (50km) Phụ tải gần nguồn nhất là phụ tải 6 (30km) Tmax = 5000h Ta thấy đây là khu công nghiệp và dân cư, với khoảng cách giữa hai nhà máy cũng như khoảng cách từ nguồn tới phụ tải xa nhất là khá lớn .Do vậy ta sử dụng đường dây trên không để tải điện Khi thiết kế ta nên vạch ra nhiều phương án để chọn ra phương án tối ưu nhất ,tránh tình trạng sót phương án .Để đảm bảo khả năng cung cấp điện ,chất lượng điện năng đạt mức cao nhất ,với phụ tải loại I ta cấp điện bằng đường dây lộ kép hoặc hai nguồn đến ,còn với hai phụ tải loại III thì ta chỉ cần dùng lộ đơn. Nhìn vào sơ đồ phân bố phụ tải ta nên chú ý tới phương án nối dây có đường dây liên lạc giữa hai nhà máy đi qua phụ tải 5. ở đây khi thiết kế để đảm bảo khả năng dẫn điện, độ bền cơ cũng như tính kinh tế cao ta dùng dây nhôm lõi thép làm dây truyền tải. Sử dụng cột bê tông li tâm cho những vị trí cột đỡ, sử dụng cột sắt cho những vị trí cột néo, cột góc, cột vượt và ta sử dụng sứ chuỗi cho các tuyến của mạng điện. Chương 2 Cân bằng công suất, sơ bộ xác định chế độ làm việc của hai nhà máy Do tính chất của điện năng là tiêu thụ bao nhiêu thì sản xuất bấy nhiêu mà không thể dự trữ được như các dạng năng lượng khác. Hơn nữa trong hệ thống điện chế độ vận hành ổn định chỉ tồn tại khi có sự cân bằng công suất phản kháng và công suất tác dụng. Sự cân bằng công suất tác dụng sẽ làm cho tần số được ổn định. Để giữ được điện áp bình thường trên các thanh cái của mạng điện thì phải đảm bảo cân bằng công suất phản kháng của hệ thống. I. Cân bằng công suất tác dụng. Sự cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống được biểu diễn bằng biểu thức sau: SPF = mSPpt +SDPmđ+SPtd+SPdt trong đó : -SPF là tổng công suất tác dụng do máy phát điện của cả hai nhà máy phát ra: SPF = 4x50 +3x100 = 500 (MW) - m là hệ số đồng thời của các phụ tải, ở đây sơ bộ ta chọn : m=1 - SPpt là tổng công suất tác dụng cực đại mà các phụ tải yêu cầu SPpt = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 + P7 + P8 = 44 +32 + 36 + 44 + 40 + 36 + 44 + 42 = 318 (MW) - SDPmđ là tổng công suất tác dụng tổn thất trên đường dây và trong máy biến áp : Khi thiết kế sơ bộ ta lấy theo số phần trăm phụ tải cực đại (ta lấy là 10% của phụ tải) Vậy : SDPmđ = 10%SPpt= 0,1x318 = 31,8 (MW) - SPtd là tổng công suất tự dùng của hai nhà máy. ở đây là nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, nên theo tài liệu của Taraxop ta lấy : SPtd = 8%( mSPpt+ SDPmđ) = 8% (318 + 31,8 ) = 27,98 (MW) - SPdt là tổng công suất dự trữ của toàn hệ thống. Dựa vào phương trình cân bằng ta có : SPdt = SPF - SPpt - SDPmđ - SPtd = 500 - 318 - 31,8 - 27,984 = 122,22 MW > 100 MW (là công suất của tổ máy lớn nhất trong hệ thống) Vậy ta thấy hệ thống hai nhà máy hoàn toàn đủ khả năng cung cấp công suất tác dụng cho phụ tải II.Cân bằng công suất phản kháng : Sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống được biểu diễn bằng biểu thức: SQF + SQb = mSQpt + SDQB + SDQL+ SQtd+ Qdt - SQc trong đó : -SQF là tổng công suất phản kháng phát ra bởi các máy phát điện. SQF = SPFtgj tgj = SQF = 500.0,62 = 310 (MVAR) -SQpt là tổng phụ tải phản kháng cực đại của toàn mạng điện SQpt = = 181,91 (MVAR) -SDQB là tổng tổn thất công suất trong các máy biến áp của hệ thống. Trong thiết kế sơ bộ ta lấy bằng 10% tổng công suất biểu kiến của phụ tải SDQB = 10%.SSpt = 10%= 36,69 (MVAR) -SDQL là tổng tổn thất công suất phản kháng trên các đoạn đường dây của mạng điện -SDQc là tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây sinh ra. ở đây là mạng 110kv nên ta có thể xem SDQL= SDQc -SQtd là tổng công suất tự dùng của các nhà máy trong toàn hệ thống SQtd = SPtd.tgjtd= SPtd. (trong đó tgj được tính theo hệ số công suất của các động cơ trong nhà máy nhiệt điện, thường là cosjtd= 0,7đ0,8) -SQdt là tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống .ở đây thiết kế sơ bộ nên ta có thể lấy SQdt bằng công suất phản kháng cuả một tổ máy lớn nhất có thể phát ra: SQdt =Q100 = P100.tgj = 100. Trong đó : Q100 và P100 lần lượt là công suất phản kháng và công suất tác dụng của một tổ máy nhà máy nhiệt điện II Vậy từ phương trình cân bằng công suất phản kháng ta có công suất phản kháng cần bù sơ bộ là: SQb = (SQpt+ SDQB + SQtd + SQdt) - SQF = (181,911 + 36,640 +28,549 + 61,974)- 310 = - 0,926 (MVAR) Nhận xét : Qua tính toán cân bằng công suất phản kháng ta thấy lượng công suất phản kháng do nhà máy có thể phát ra lớn hơn lượng công suất phản kháng mà hệ thống yêu cầu, vì vậy ta không phải bù sơ bộ III.Sơ bộ xác định phương thức vận hành cho hai nhà máy. Để sơ bộ xác định được phương thức vận hành cho từng nhà máy ta xét hệ thống trong các trường hợp sau: 1.Khi phụ tải cực đại: Để tối ưu trong vận hành ,do nhà máy II có công suất đặt của các tổ máy lớn hơn nên ta cho nhà máy II phát công suất trướcvà lượng công suất còn lại do nhà máy I đảm nhận.ở đây theo tính chất vận hành kinh tế của các nhà máy nhiệt điện ta cho nhà máy II phát 85% công suất đặt của nó. Như vậy: - Nhà máy II phát lên hệ thống : PvhII = 85%SPFII- PtdII= 85%SPFII- 8%.PvhII ịPvhII= (MW) - Nhà máy I phải đảm nhận một lượng công suất là: SPvhI = SPpt+ SDPmđ- PvhII = 318 + 31,8 -236,11=1113,69 (MW) - Công suất các tổ máy nhà máy I phát : SPFI = PvhI + PtdI = PvhI + 8%PvhI ịSPFI = 1,08.PvhI= 1,08.113,69= 122,78(MW) Trong đó : - PvhI là công suất do nhà máy I phát lên lưới - PvhII là công suất do nhà máy II phát lên lưới - PtdI,PtdII là công suất tự dùng của nhà máy I và II - SDPmđ là tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện - SPFI, SPFII là tổng công suất phát của các nhà máy I và II Kết luận: Trong chế độ phụ tải cực đại ,nhà máy II phát 3 tổ máy với 85% công suất đặt. Nhà máy I phát 3 tổ máy 81,9% công suất đặt 2.Trong chế độ phụ tải cực tiểu Trong chế độ phụ tải cưc tiểu thì tổng công suất mà hệ thống yêu cầu là 174,9MW(kể cả tổn thất ), nhỏ hơn khả năng phát kinh tế của nhà máy II là 234,6MW(đã trừ tự dùng).Tức là chỉ cần vận hành nhà máy II cũng đủ khả năng cung cấp cho phụ tải. Nhưng để đảm bảo tính kinh tế của toàn hệ thống thì ta nên cho nhà máy II phát 2 tổ máy với 75% công suất mỗi tổ máy. Lượng công suất còn thiếu do nhà máy I đảm nhận. - Công suất tác dụng nhà máy II phát lên hệ thống là PvhII = SPFII - PtdII= SPFII- 8%PvhII ị PvhII= (MW) - Công suất nhà máy I đảm nhận: PvhI = SPPtmin+ SDPmđmin-PvhII = 159 + 15,9 - 138,889 = 36,01 (MW) - Công suất nhà máy I phát : SPFI = PvhI+ PtdI =PvhI + 8%PvhI = 1,08.PvhI = 1,08.36,011 = 38,89(MW) Kết luận: Trong chế độ phụ tải min nhà máy I phát 2 tổ máy với 75% công suât đặt của tổ máy. Nhà máy một vận hành 1 tổ máy với 77,8% công suất đặt 3.Trường hợp sự cố : Ta giả thiết một tổ máy của nhà máy II bị sự cố, và hai tổ máy còn lại phát 100% công suất đặt. Lượng công suất tác dụng còn thiếu do nhà máy I đảm nhận. - Công suất tác dụng mà nhà máy II phát lên hệ thống : PvhII= SPFII- PtdII= SPFII - 8%PvhII ịPvhII= (MW) - Lượng công suất mà nhà máy I phải đảm nhận là PvhI = SPpt + SPmđ- PvhII = 318 + 31,8 - 185,185 = 164,615(MW) - Công suất tự dùng của nhà máy I là: PtdI = 8%PvhI = 8%.164,615 = 13,169 (MW) -Tổng công suất tác dụng mà nhà máy I phải phát là SPFI = PvhI + PtdI = 164,165 + 13,169 = 177,784(MW) Nhận xét : Trong trường hợp sự cố thì nhà máy I vận hành tất cả 4 tổ máy với 88,9% công suất đặt Qua tính toán ta có bảng tổng kết kết quả sau: Phụ tải nhà máy Max Min Sự Cố PF(MW) Số tổ máy l/v PF(MW) Số tổ máy l/v PF(MW) Số tổ máy l/v 1 122,784 3 38,892 1 177,334 4 2 255,000 3 150,00 2 200,000 2 Nhận xét: Qua sơ bộ xác định phương thức vận hành cho hai nhà máy ta thấy: - Phụ tải phân bố cho hai nhà máy là khá đồng đều - Nhà máy II có công suất định mức của các tổ máy và công suất đặt của nhà máy là khá lớn so với nhà máy I - Chiều dài đường dây liên lạc giữa hai nhà máy là khá lớn ,khoảng 110 km Nếu trong chế độ phụ tải cực đại ta vận hành nhà máy II với 85% công suất đặt thì ta sẽ tận dụng được tính kinh tế của các tổ máy có công suất lớn. Nhưng khi này công suất truyền tải trên đường dây liên lạc là khá lớn (khoảng 70- 114MW, phụ thuộc vào mỗi sơ đồ ). Điều này dẫn đến sự chi phí cho xây dựng đường dây, nâng cấp điện áp lên 220kv, tổn hao trên đường dây liên lạc là khá lớn. Để vận hành chính xác thì ta phải làm bài toán so sánh ở đây trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp, để đơn giản và giảm lượng tính toán ta cho nhà máy II vận hành với 70% công suất đặt, và lượng công suất còn lại do nhà máy I đảm nhận. Chương 3 Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện và so sánh các phương án về mặt kỹ thuật A.Dự kiến các phương án nối dây: Do tính chất của truyền tải điện năng và tầm quan trọng của điện năng đối với sự nghiệp Công nghiệp hoá - hiện đại hoá. Trong quá trình vạch những phương án nối dây phải đảm bảo những yêu cầu sau. - cung cấp điện liên tục nhất cho phụ tải - đảm bảo chất lượng điện năng mà phụ tải yêu cầu - đảm bảo tính linh hoạt cao trong vận hành - đảm bảo an toàn Dựa vào các nguyên tắc trên ta vạch ra 10 phương án nối dây sau: Phương án 1. Phương án 2. Phương án 3. Phương án 4. Phương án 5. Phương án 6. Phương án 7. Phương án 8. Phương án 9. Phương án 10. II. Phân tích sơ bộ các phương án. Có nhiều phương pháp để phân tích các phương án.ở đây phân tích sơ bộ, ta dùng phương pháp mô men phụ tải để loại bớt các phương án có mô men phụ tải lớn. Công thức tính mô men phụ tải M = SPi.li Trong đó : Pi là dòng công suất chạy trên đường dây thứ i li là chiều dài đường dây thứ i 1.Phương án 1: Ta có :- Tổng công suất các tổ máy nhà máy II phát : SPFII =0,7.300 = 210 (MW) - Công suất phát lên hệ thống của nhà máy II: PvhII = SPFII - Ptd2 = SPFII - 8%PvhII ị PvhII = (MW) - Công suất truyền trên lộ II-5: PII-5 = PvhII - ( P6 + P7 + P8 ) = 194,444 - (36 +44 +42) = 72,444(MW) - Công suất truyền trên lộ 5-I: P5-I = PII-5 - P5 = 72,444 - 40 =32,444(MW) ở các lộ khác tính toán tương tự ta có: Bảng kết quả tính toán đoạn đ/d I-1 I-2 I-3 I-4 II-5 II-6 II-7 II-8 5-I L (km) 36,06 41,23 41,23 36,06 41,23 30 50 44,72 70,71 P (MW) 44 32 36 44 72,44 36 44 42 32,44 P.l 1586,64 1329,36 1484,28 1586,64 2986,87 1080 2200 1878,24 2294,12 Tổng: SP.l = 16416,14 2.Phương án 2. - Công suất phát lên hệ thống của nhà máy II: PvhII = SPFII - Ptd2 = 194,44(MW) - Công truyền trên lộ nhà máy II-I PII-I = PvhII - (P5 + P6 + P7 + P8) = 194,44 - (40 +36 + 44 + 42) = 32,44(MW) Bảng kết quả tính toán đoạn đ/d I- 1 I-2 I- 3 I-4 II-5 II-6 II-7 II-8 II-I L(km) 36,06 41,23 41,23 36,06 41,23 30 50 44,72 110 P (MW) 44 32 36 44 40 36 44 42 32,44 P.l 1586,64 1319,36 1484,28 1586,64 1649,2 1080 2200 1878,24 3568,84 Tổng : SPi.li = 16353,2 3.Phương án 3. - Công suất phát lên hệ thống của nhà máy II: PvhII = 194,44 (MW) - Công suất truyền tải trên đoạn II-5: PII-5 = PvhII - (P6 + P7 + P8) = 194,44 - (36 +44 + 42) = 72,44(MW) - Công suất truyền trên lộ 5-4: P5-4 = PII-5 - P5 = 72,44 - 40 = 32,44(MW) - Công suất truyền trên lộ I-4: PI-4 = P4 - P5-4 = 44 -32,44 = 11,57(MW) Bảng kết quả tính toán : đoạn đ/d I-1 I-2 I-3 II-6 II-7 II-8 II-5 5-4 I-4 L(km) 36,06 41,23 41,23 30 50 44,72 41,23 64,03 36,06 P(MW) 44 32 36 36 44 42 72,44 32,44 11,57 P.l 1586,64 1319,36 1484,28 1080 2200 1878,24 2986,87 2077,42 416,71 Tổng : SPi.li = 15029,52 4.Phương án 4: - Công suất truyền trên lộ II-4 PII-4 = PvhII - (P5 + P6 + P7 + P8) = 32,44(MW) - Công suất truyền tải trên lộ I-4: PI-4 = P4 - PII-4 = 44 - 32,44 = 11,56(MW) - Công suất truyền trên lộ I-1: PI-1 = P1 + P2 = 44 + 36 = 80(MW) Bảng kết quả tính toán đoạn đ/d I-1 1-3 I-2 I-4 II-5 II-6 II-7 II-8 II-4 L(km) 36,06 31,62 41,23 36,06 41,23 30 50 44,72 94,86 P(MW) 80 36 32 11,56 40 36 44 42 32,44 P.l 2884,80 1138,32 1319,36 416,85 1649,20 1080 2200 1878,24 3077,26 Tổng: SPi.li = 15644,03 5.Phương án 5: Ta có : - Công suất truyền trên lộ II-4: PII-4 = PvhII- (P5 + P6 + P7 + P8) = 32,44(MW) - Công suất truyền tải trên lộ I-4: PI-4 = P4 + PI--4 = 11,56(MW) Bảng kết quả tính toán đoạn đ/d I-1 I-2 I-3 II-5 II-6 II-7 II-8 II-4 I-4 L (km) 36,06 41,23 41,23 41,23 30 50 44,72 94,86 36,06 P (MW) 44 32 36 40 36 44 42 32,44 11,56 P.l 1586,64 1319,36 1484,28 1649,20 1080 2200 1878,24 3077,58 416,85 Tổng : SPi.li = 14630,15 6.Phương án 6: - Công suất truyền trên lộ II-5: PII-5 = PvhII - (P6 + P7 + P8) = 72,44(MW) - Công suất truyền trên lộ 5-3: P5-3 = PII-5 - P5 = 72,44 -40 =32,44(MW) - Công suất truyền trên lộ I-3: PI-3 = P3 - P5-3 = 36 - 32,44 = 3,56(MW) Bảng kết quả tính toán: đoạn đ/d I-1 I-2 I-4 II-6 II-7 II-8 II-5 5-3 I-3 L (km) 36,06 41,23 36,06 30 50 44,72 41,3 67,08 41,23 P (MW) 44 32 44 36 44 42 72,44 32,44 3,56 P.l 1586,64 1319,36 1586,64 1080 2200 1878,24 2986,87 2176,34 146,61 Tổng : SPi.li = 14960,70 7.Phương án 7: - Công suất truyền trên lộ II-5: PII-5 = PvhII - (P6 + P7 + P8) =194,44 - (36 + 44 + 42)= 72,44(MW) - Công suất truyền trên lộ 5-I: P5-I = PII-5 - P5 = 72,44 - 40 = 32,44(MW) - Công suất truyền trên lộ I-4: PI-4 = P4 + P2 = 44 + 32 = 76(MW) - Công suất truyền trên lộ 4-2: P4-2 = P2 = 36(MW) Bảng kết quả tính toán đoạn đ/d I-1 I-4 4-2 I-3 II-6 II-7 II-8 II-5 5-I L(km) 36,06 36,06 31,62 41,23 30 50 44,72 41,23 70,71 P(MW) 44 76 32 36 36 44 42 72,44 32,44 P.l 1586,64 2740,56 1011,94 1484,28 1080 2200 1878,24 2986,87 2294,12 Tổng : SPi.li = 17262,64 8.Phương án 8: - Công suất truyền tải trên lộ I-4: PI = P4 + P2 - PII-4 = 43,56(MW) Bảng kết quả tính toán đoạn đ/d I-1 I-3 I-4 4-2 II-5 II-6 II-7 II-8 II-4 L(km) 36,06 41,23 36,06 31,62 41,23 30 50 44,72 94,86 P(MW) 44 36 43,56 32 40 36 44 42 32,44 P.l 1586,64 1484,28 1570,77 1011,94 1649,20 1080 2200 1878,24 3077,26 Tổng : SPi.li = 15538,23 9.Phương án 9: - Công suất truyền trên lộ II-5: PII-5 = PvhII - (P6 + P7 +P8) = 72,44(MW) - Công suất truyền trên lộ 5-I: P5-I = PII-5 - P5 = 72,44 - 40 = 32,44(MW) - Công suất truyền trên lộ II-8: PII-8 =(MW) - Công suất truyền trên lô II-7: PII-7 = P7 + P8 -PII-8 = 44+ 42 -44,07 = 41,93(MW) - Công suất truyền trên lộ 8-7: P8-7 = PII-8- P8 = 44,07 - 42 =2,07(MW) Bảng kết quả tính toán đoạn đ/d I-1 I-2 I-3 I-4 II-5 5-1 II-6 II-7 II-8 8-7 L(km) 36,06 41,23 41,23 36,06 41,23 70,71 30 50 44,72 60,83 P(MW) 44 32 36 44 72,44 32,44 36 41,93 44,07 2,07 P.l 1586,64 1319,36 1484,28 1586,64 2986,87 2294,12 1080 2096,55 1970,77 125,86 Tổng : SPi.li = 16531,07 10.Phương án 10: - Công suất truyền trên lộ I-4: PI-4 = P4 + P2 =44 + 32 = 76(MW) - Công suất truyền trên lộ 4-2: P4-2 = P2 = 36(MW) - Công suất truyền trên lộ I-1: PI-1 = (MW) - Công suất truyền trên lộ I-3: PI-3 = P1 + P3 - PI-1 = 44 + 36 -43,06 = 36,94(MW) - Công suất truyền trên lộ 3-1: P3-1 = PI-3 - P3 = 36,94 -36 =0,94(MW) Bảng kết quả tính toán đoạn đ/d I-1 I-3 I-4 4-2 3-1 II-6 II-7 II-8 II-5 5-I L(km) 36,06 41,23 36,06 31,62 31,62 30 50 44,72 41,23 70,71 P(MW) 43,06 36,94 76 32 0,94 36 44 42 72,44 32,44 P.l 1552,74 1523,04 2740,56 1011,84 29,72 1080 2200 1878,24 2986,87 2294,12 Tổng : SPi.li = 17297,12 Bảng tổng kết tính toán mô men phụ tải các phương án PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SPili 16416,14 16353,20 15029,52 15644,03 14630,15 14160,70 17262,64 15538,23 16531,02 17297,12 Nhận xét : Qua bảng tổng kết ta thấy các phương án 3, 4, 5, 6, 8 có mô men phụ tải nhỏ hơn, vậy ta giữ lại các phương án này để so sánh về kỹ thuật. B. So sánh các phương án về mặt kỹ thuật Để so sánh các phương án về mặt kỹ thuật ta tiến hành các nội dung sau 1.Tính toán lựa chọn điện áp danh định của hệ thống: Ta tính theo công thức kinh nghiệm : Ui = 4,34 (kv) Trong đó : - li là chiều dài đoạn đường dây(km) - Pi là công suất chuyên tải trên đường dây(MW) 2.Chọn tiết diện dây dẫn. Với mạng điện khu vực, ta tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt Fkti = (mm2) Trong đó : - Jkt là mật độ dòng điện kinh tế. ở đây với lưới điện thiết kế ta dùng dây nhôm lõi thép đặt trên không, và theo số liệu đã cho Tmax= 5000 h. Tra bảng ta có Jkt = 1,1 (A/mm2) - Ii là dòng điện chạy trên đường dây thứ i Ii = với n là số mạch đường dây, và Si là công suất biểu kiến chạy trên đường dây Sau khi chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện kinh tế xong thì ta kiểm tra lại theo 3 điều kiện sau: a.Kiểm tra điều kiện vầng quang : tiết diện dây dẫn không được nhỏ hơn trị số cho phép của mỗi cấp điện áp. Với mạng 110kv thì Fvq 70 mm2 b.kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn: Ta kiểm tra theo biểu thức : Iscmax< kIcp Trong đó : + Iscmax là dòng điện lớn nhất khi sự cố nguy hiểm nhất + Icp là dòng điện cho phép lâu dài chạy qua dây dẫn + k là hệ số, ở đây ta k=1 c. kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp: - Tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường DUthiết bị là tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải xa nhất khi phụ tải cực đại - Tổn thất điện áp lúc sự cố nguy hiểm nhất công thức tính tổn thất điện áp: DU% = các trị số DU% phải thoả mãn điều kiện DUbtmax% 10% DUscmax% 20% Nếu có dự kiến dùng máy biến áp điều áp dưới tải thì: DUbtmax% 15% DUscmax% 25% Tính toán cụ thể cho từng phương án: Để dễ dàng theo dõi và thuận tiện trong việc tính toán các phương án .Ta tiến hành tính toán một số thông số chung cho các phương án - Công suất nhà máy II phát lên hệ thống SvhII = PvhII + jQvhII = 194,44 + j194,44.0,62 = 194,44 + j120,55 = 228,78é31,800(MVA) - Công suất phụ tải 1 tiêu thụ : S1 = P1 + jQ1 = 44 + j27,27 = 51,77é31,790(MVA) - Công suất phụ tải 2 tiêu thụ : S2 = P2 + jQ2 = 32 + j15,50 = 35,56é25,840(MVA) Tính toán tương tự cho các phụ tải khác ta có bảng Phụ tải P(MW) Q(MVAR) S(MVA) NĐII 194,44 120,55 228,78 1 44 27,27 51,77 2 32 15,50 35,56 3 36 17,42 39,99 4 44 27,27 51,77 5 40 24,79 47,06 6 36 22,32 42,36 7 44 21,30 48,88 8 42 26,04 49,42 I.Phương án 3. - Công suất truyền tải trên lộ II-5: SII-5 = SvhII - (S6 + S7 + S8) = 72,44 + j 50,89 = 88,53é35,090(MVA) - Công suất truyền tải trên lộ 5-4: S5-4 = SII-5 - S5 = 32,44 + j26,10 = 41,64é38,820(MVA) - Công suất truyền tải trên lộ I-4: SI-4 = S4 - S5-4 = 11,56 + j1,17 = 11,62é5,780(MVA) 1.Tính toán chọn điện áp danh định của hệ thống: Ui = 4,34 - Lộ đường dây I-1: lI-1 = 36,06km - Lộ đường dây II-5: lII-5= 41,23km - Lộ đường dây 5-4: l5-4= 64,03km Tính toán tương tự cho các lộ đường dây khác ta có: Bảng kết quả tính toán chọn điện áp danh định của hệ thống Lộ đ/d L(KM) P(MW) U(KV) I-1 36,06 44 118,07 I-2 41,23 32 102,08 I-3 41,23 36 107,82 II-6 30 36 64,52 II-7 50 44 150,36 II-8 4,72 42 104,80 II-5 41,23 72,44 106,84 5-4 64,03 32,44 119,17 I-4 36,06 11,56 116,19 Qua kết quả tính toán ta chọn điện áp danh định của hệ thống là Uđm = 110kv 2.Lựa chọn tiết diện của dây dẫn: - Lộ đường dây I-1: n=2 - Lộ đường dây II-5: n=2 - Lộ đường dây I-2: n=1 SI-2 = 32 + j15,50 = 35,55é25,840 (MVA) Bảng kết quả tính toán lựa chọn dây dẫn: Lộ đ/d P(MW) Q(MVAR) S(MVA) I(A) F(mm2) I-1 44 27,27 51,77 135,86 123,51 I-2 32 15,49 35,55 186,59 16,63 I-3 36 17,42 39,99 104,15 95,41 II-6 36 22,32 42,36 222,33 202,12 II-7 44 21,30 48,88 128,25 116,59 II-8 42 26,04 49,42 129,69 117,90 II-5 72,44 50,89 88,53 232,33 211,21 5-4 32,44 26,10 41,62 109,22 99,29 I-4 11,56 1,17 11,62 30,49 27,72 Nhận xét: Qua số liệu tính toán ta thấy FI-4 = 27,72 mm2,nhưng để đảm bảo điều kiện phát sáng vầng quang ta chọn FI-4= 70 mm2 Bảng tiết diện tiêu chuẩn và thông số của các lộ đường dây: Lộ đ/d Ftc L(km) r0(W/km) R(W) x0(W/km) X(W) b0(10-6 /Wkm) B(10-6/W) I-1 AC-120 36,06 0,27 9,74 0,423 15,25 2,69 97,00 I-2 AC-150 41,23 0,21 8,66 0,416 17,15 2,74 112,97 I-3 AC-95 41,23 0,33 13,61 0,429 17,69 2,65 109,26 II-6 AC-185 30 0,17 5,10 0,409 12,27 2,84 85,20 II-7 AC-120 50 0,27 13,50 0,423 21,15 2,69 134,50 II-8 AC-120 44,72 0,27 12,07 0,423 18,92 2,69 120,30 II-5 AC-240 41,23 0,13 5,36 0,390 16,08 2,86 117,92 5-4 AC-95 64,03 0,33 21,13 0,429 27,47 2,65 169,68 I-4 AC-70 41,23 0,46 18,97 0,440 18,14 2,58 106,37 3.Kiểm tra điều kiện kỹ thuật: a.Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố: khi sự cố trên đường dây 2 lộ thì dòng điện chạy trong lộ còn lại tăng 2 lần Isc = 2Ibt b.Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp: ta tính cho trạng thái bình thường và trường hợp sự cố.ở đây ta giả thiết không có sự cố xếp chồng nên sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt 1 trong 2 lộ của đường dây 2 lộ, và khi này tổn thất điện áp tăng lên hai lần Ta tính tổn thất điện áp trên đường dây theo công thức: Tính cụ thể cho từng lộ: - Lộ đường dây I-1: n=2 - Lộ đường dây I-2: n=1 - Lộ đường dây II-5: n=2 Tính tương tự cho các lộ đường dây khác ta có: Bảng kết quả tính toán kiểm tra điều kiện kỹ thuật: Lộ đ/d Ftc(mm2) Ibt(A) Isc(A) Icp(A) KIcp(A) DUbt% DUsc% I-1 AC-120 135,8 271,70 380 304 3,49 6,98 I-2 AC-150 186,59 445 356 4,49 I-3 AC-95 104,15 209,92 33