Đồ án Thiết kế trạm biến áp 100 kVA - 22/0,4 kV, cấp điện bằng dây AC - 95 từ trạm trung gian cánh xa 5 km

Lời nói Đầu Hệ thống điện là tập hợp các nhà máy điện, trạm biến áp, đường dây tải điện và hộ tiêu thụ. Thực hiện nhiệm vụ sản xuất, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng tin cậy, kinh tế và đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp cho các phụ tải. Thiết kế, xây dựng mạng điện là những công việc hết sức quan trọng của ngành điện, có ảnh hưởng lớn tới các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của hệ thống điện. Giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật trong thiết kế, xây dựng và vận hành sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với hệ thống kinh tế quốc dân nói chung và hệ thống điện nói riêng. Thiết kế lưới điện nhằm giúp sinh viên tổng hợp lại kiến thức đã được đào tạo khi học trong môi trường đại học và học hỏi thêm được nhiều điều giá trị, cần thiết cho công việc. Đặc biệt là trong công tác thiết kế, thi công và vận hành hệ thống. Nhiệm vụ thiết kế gồm hai phần chính: Phần I: thiết kế mạng điện khu vực có một nhà máy nhiệt điện, tổng công suất tác dụng 300MW, một hệ thống có công suất vô cùng lớn và 9 phụ tải; Phần II: thiết kế trạm biến áp 100 kVA - 22/0,4 kV, cấp điện bằng dây AC - 95 từ trạm trung gian cánh xa 5 km. Phần I Thiết kế lưới điện khu vực Chương 1 Phân tích đặc điểm của các nguồn cung cấp và các phụ tải Tổng hợp thông tin về nguồn điện và phụ tải là bước đầu quan trọng trong thiết kế mạng điện, đây là bước quyết định việc thành công hay thất bại của công việc. Từ đó đưa ra được những phương án nối dây hợp lý, đáp ứng được nhu cầu của phụ tải. Trước khi thiết kế phải nắm được chính xác các đặc điểm của nguồn và phụ tải nằm trong phạm vi thiết kế như: số nguồn điện, đặc điểm của nguồn phát, khả năng phát, nhiên liệu sử dụng cũng như đặc điểm của phụ tải: số phụ tải, công suất yêu cầu, sơ đồ bố trí, mức độ đảm bảo cung cấp điện . Sơ đồ địa lý 1.2. Những số liệu về nguồn cung cấp Nguồn điện 1 là nhà máy điện ( NĐ ) - Công suất đặt: P1 = 6 50 = 300 mw - Hệ số công suất: cos = 0,85 - Điện áp định mức: Uđm= 10,5 kV Nguồn điện 2 là nút hệ thống ( HT ) - Hệ số công suất: Cos = 0,8 - Điện áp trên thanh góp là : 110 kV Công suất vô cùng lớn: Bảng số liệu phụ tải Phụ tải Số liệu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Pmax(MW) 42 40 42 42 40 44 34 32 36 Pmin(MW) 21 20 21 21 20 22 17 16 18 Cos 0,92 0,9 0,9 0,85 0,9 0,92 0,9 0,9 0,92 Smax(MVA) 45,65 44,44 46,67 49,41 44,44 47,83 37,78 35,56 39,13 Smin(MVA) 22,83 22,22 23,33 24,71 22,22 23,91 18,89 17,78 19,57 Qmax(MVAr) 17,89 19,36 20,33 26,04 19,36 18,74 16,47 15,5 15,34 Qmin(MVAr) 8,95 9,68 10,16 13,02 9,68 9,37 8,24 7,75 7,67 Loại hộ phụ tải I I III I I I I III I Yêu cầu đ.c điện áp KT T T KT T T kT T T 1.1.4. Phân tích nguồn và phụ tải Từ những số liệu trên ta có thể rút ra những nhận xét sau Hệ thống điện thiết kế được cung cấp bởi nhà máy nhiệt điện và một nút hệ thống là nút cân bằng công suất trong mạng điện, nó có thể cung cấp đủ công suất tác dụng cho các phụ tải, các nguồn này tương đối gần các phụ tải. Các phụ tải có công suất khá lớn và được bố trí tập trung giữa nhà máy điện và nút hệ thống nên rất thuận lợi cho việc cung cấp điện. Xung quanh nhà máy điện 1 là các phụ tải 1; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6; với khoảng cách xa nhất là 86,02 km, gần nhất là 50 km . Xung quanh nút hệ thống là các phụ tải 7 ; 8 ; 9 với khoảng cách xa nhất là 78,1 km, gần nhất là 50,99 km. Các phụ tải 1; 2; 4; 5; 6; 7; 9 là hộ tiêu thụ loại 1, phụ tải 3; 8 là hộ tiêu thụ loại 3, với chế độ điều chỉnh điện áp cho các phụ tải 1; 4;7 là khác thường còn các phụ tải 2; 3; 5; 6; 8; 9 là thường. Tổng công suất phát của nguồn một NMNĐ là: 300 MW Tổng công suất các phụ tải xung quanh nguồn NĐ là: 250 MW Tổng công suất các phụ tải xung quanh nguồn TĐ là: 102 MW Do khoảng cách giữa các nhà máy và giữa các phụ tải tương đối lớn nên ta dùng đường dây trên không để dẫn điện. Các hộ loại 1 là phụ tải quan trọng nếu ngừng cấp điện có thể gây ảnh hưởng xấu đến an ninh, chính trị, xã hội, gây thiệt hại lớn về kinh tế. Do vậy yêu cầu cung cấp điện phải đảm bảo tính liên tục và ở mức độ cao nên ta phải thiết kế mỗi phụ tải được cung cấp bởi đường dây kép hoặc cung cấp theo mạch vòng kín. Các hộ loại 3 là phụ tải không quan trọng khi mất điện không gây thiệt hại lớn nên mỗi phụ tải chỉ cần được cung cấp bởi 1 đường dây đơn. Đối với dây dẫn để đảm bảo yêu cầu về độ bền cơ cũng như yêu cầu về khả năng dẫn điện ta dùng loại dây AC để truyền tải điện. Đối với cột thì tuỳ theo từng vị trí mà ta dùng cột bê tông hay cột sắt. Với cột đỡ thì dùng cột bê tông, các vị trí góc, vượt sông, đường quốc lộ thì ta dùng cột sắt. Chương 2 Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng trong mạng điện 2.1 Cân bằng công suất tác dụng Phương trình cân bằng công suất: Pfđm+PHT = PYC = mPt + Pmđ + Ptd + Pdt Trong đó: * PFđm : Tổng công suất tác dụng do các nhà máy nhiệt điện phát ra theo * chế độ kinh tế trong tính toán thiết kế chọn từ ( 80 90 %) PFđm:ở đây chọn 85% PFđm = 255 MW PFKT là công suất phát của nhà máy nhiệt điện chọn bằng 85% công suất định mức PFKT = 0,85 x 6 x50 = 255 MW * Pt : Tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ Thay số vào ta có: Pt = 42 + 40 + 42 + 42 + 40 + 44 + 34 + 32 + 36 = 352 MW. * Pmđ : Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp, tính theo 5% của phụ tải cực đại. Thay số vào ta có: P = 5%Pt. = 0,05 x 352 = 17,6 MW. * Ptd: Tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện, chọn từ (8 14% )PFKT. Thay số vào ta có: Ptd = 10%.PFKT = 0,1 x 255 = 25,5 MW * Pdt : Tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống, nó thường nằm trong khoảng (10 - 15)% tổng công suất của phụ tải và không được bé hơn công suất lớn nhất của 1 tổ máy. Do nhà máy được nối với hệ thống do vậy ta không cần dự trữ công suất : Pdt = 0 Từ đó ta có : PYC = 352 + 17,6 + 25,5 = 395,1 MW Như vậy trong chế độ phụ tải cực đại, tổng công suât tác dụng nhận từ hệ thống về bằng PHT = PYC - PFKT = 395,1- 255 = 140,1 MW 2.2. Cân bằng công suất phản kháng và bù sơ bộ công suất phản kháng Phương trình cân bằng công suất phản kháng : QP = mQtmax + QB + Q L - QC + Qtd +Qdt Trong đó. * QP : Tổng công suất phản kháng phát ra bởi các nguồn trong HTĐ QP = QNĐ + QHT QH công suất phản kháng lấy từ hệ thhống về ta có cos= 0,8 tgHT= 0,75 QHT = PHTx tgHT = 140,1 x 0,75 = 105,08 MVAr QN là tổng công suất phản kháng phát ra của nhà máy nhiệt điện . QNĐ = PFKT x tgf cosf = 0,85 tgf = 0,62 Thay số vào ta có: QNĐ = 255 x 0,62 = 158,1 MVar * Qt : Tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải. Qt = 169,05(MVAr) * QBA : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp. Có thể lấy bằng 15%Qt Thay số vào ta có: QBA = 15%. 169,05 = 25,36 Mvar Q L : Tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng điện. *QC : Tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây cao áp sinh ra. Đối với bước tính sơ bộ ta lấy Q L = QC * Qtd : Tổng công suất phản kháng tự dùng trong các nhà máy điện. Qtd = Ptd . tg td ; ( Costd = 0,7 0,8 ) Ta chọn Costd = 0,8 tgtd = 0,75 Thay số vào ta có: Qtd = 25,5 . 0,75 = 19,13 MVar * Qdt : Tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống Qdtr = 0 Qyc = 169,05 + 25,36 + 19,13 + 0 = 213,54 MVAr QP = 105,08 + 158,1 = 263,18 MVAr Ta nhận thấy: > Qyc Vậy HTĐ không cần phải đặt thêm các thiết bị bù cưỡng bức Hộ tiêu thụ P ( MW ) Cos Q ( MVAr) ( MVA) 1 42 0,92 17,89 45,65 2 40 0,90 19,37 44,44 3 42 0,90 20,34 46,67 4 42 0,85 26,03 49,41 5 40 0,90 19,37 44,44 6 44 0,92 18,74 47,83 7 34 0,90 16,47 37,78 8 32 0,90 15,5 35,56 9 36 0,92 15,34 39,13 Tổng 352 169,05 390,91 2.3. Phân bố công suất cho các nguồn 23.1. Phân bố công suất cho các nguồn ở chế độ cực đại Nguồn 1 - Nhà máy điện cho vận hành cả 6 tổ máy phát với công suất 85% công suất đặt, công suất phát của nguồn 1 là: = 0,85.300 = 255 MW Nguồn 2 – Nút hệ thống phát đảm nhận phần còn lại P HT PHT = Pyc –= 395,1 - 255 = 140,1 MW 3.2. Phân bố công suất cho các nguồn ở chế độ cực tiểu Trong chế độ này công suất yêu cầu của phụ tải bằng 50% công suất lúc phụ tải cực đại. Pyc = 0,5.395,1 = 197,55 MW Cho nhà máy điện nghỉ 3 tổ máy, 3 tổ máy còn lại phát với công suất 85% công suất đặt, công suất phát của nhà máy điện là: = 0,85.150 = 127,5 MW Nguồn 2 – Nút hệ thống phát đảm nhận phần còn lại PHT = Pyc – = 197,55 – 127,5 = 70,05 MW 1.3.3. Phân bố công suất cho các nguồn ở chế độ sự cố Chế độ sự cố nặng nề nhất là khi sự cố 1 tổ máy phát của nhà máy điện phụ tải ở chế độ cực đại Khi đó nhà máy điện còn 5 tổ máy hoạt động với công suất 100% PF = 1.5.50 = 250 MW Nguồn 2 – Nút hệ thống phải đảm nhận phần còn lại PHT = Pyc – = 395,1 – 250 = 145,1 MW 1.4. Kết luận ở chế độ cực đại nhà máy điện phát với 85% công suất đặt, nút hệ thống phải cung cấp cho các phụ tải một lượng công suất là: 140,1 MW ở chế độ cực tiểu nhà máy điện cho nghỉ 3 tổ máy, các tổ máy còn lại phát với 85% công suất đặt, nút hệ thống phải đảm nhận phần còn lại cho các phụ tải một lượng công suất là: 70,05 MW ở chế độ sự cố 1 tổ máy phát của nhà máy điện các tổ máy khác phát 100% công suất đặt, nút hệ thống phải cung cấp cho các phụ tải một lượng công suất là: 145,1 MW Các nguồn có khả năng cung cấp đủ công suất phản kháng cho các phụ tải nên không phải bù sơ bộ công suất phản kháng. Bảng tổng hợp phương thức vận hành các nguồn cung cấp ở các chế độ Phụ tải Max min sự cố Nguồn điện P ( MW) Số tổ máy làm việc P (MW) Số tổ máy làm việc P ( MW) Số tổ máy làm việc NĐ 85%(300) 255 6 x 50 85%(150) 127,5 3 x 50 100%(250) 250 5 x 50 HT 140,1 70,05 145,1 ``Chương 3 chọn phương án cung cấp điện tối ưu 3.1. Phương pháp tính toán 3.1.1. Nguyên tắc lập phương án Một trong những yêu cầu của thiết kế mạng điện là đưa ra được các phương án nối dây đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục đồng thời phải đảm bảo các yêu cầu kinh tế. Việc lựa chọn và vạch tuyến đường dây là khởi đầu của công tác thiết kế nên phải được quan tâm đúng mức tới các công tác quy hoạch, điều kiện địa lý nguồn cung cấp nguyên vật liệu, điều kiện thi công, quản lý vận hành hiện tại cũng như sau này. Khi thiết kế mạng điện phải đảm bảo một số yêu cầu sau: * Cung cấp điện liên tục * Đảm bảo chất lượng điện * Đảm bảo tính linh hoạt cao * Đảm bảo an toàn Để có được một phương án tối ưu thì ta phải đưa ra các phương án nối dây rồi so sánh các phương án đó với nhau, để tìm ra một phương án vừa đảm bảo kỹ thuật vừa có tính kinh tế. Trong các phương án nối dây đề ra do phải đảm bảo cấp điện cho các phụ tải loại 1 rất cao nên mỗi phụ tải sẽ được cấp điện bởi đường dây kép hoặc từ hai nguồn khác nhau và được nối trực tiếp với nguồn. Phụ tải loại 3 được cấp điện bởi một đường dây đơn để tiết kiệm chi phí nhưng vẫn phải đảm bảo cung cấp điện liên tục ổn định. Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện thì 2 nhà máy được nối với nhau bởi đường dây kép. Liệt kê tất cả các phương án có thể sau đó dùng phương pháp mômen phụ tải để loại bớt phương án có mômen phụ tải lớn. 3.1.2. Chọn điện áp của mạng điện Một trong những công việc cần thiết để thiết kế hệ thống điện là lựa chọn đúng điện áp của đường dây tải điện. Mỗi mạng điện được đặc trưng bằng điện áp định mức Uđm , điện áp này được dùng để chọn điện áp định mức của mạng điện thiết kế các thiết bị trong mạng điện như ( máy biến áp, máy phát điện, đường dây...). Điện áp định mức đảm bảo cho các thiết bị điện hoạt động bình thường và đem lại hiệu quả kinh tế tốt nhất. Dựa vào công thức kinh nghiệm: U = 4,34. Trong đó: li là khoảng cách chuyên tải (km) Pi là công suất chuyên tải trên đường dây ( Mw ) Tính điện áp cho từng đường dây sau đó lấy điện áp định mức của mạng theo các điện áp của các đường dây vừa tính được. 3.1.3. Chọn tiết diện dây dẫn Ta chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế tính toán được tiến hành theo các bước sau: * Dòng làm việc trên mỗi mạch đường dây xác định theo công thức: Imaxi = .103 = .103 Trong đó: maxi: Công suất lớn nhất chuyên tải trên đoạn đường dây thứ i Uđm: Điện áp định mức của mạng điện n: Số lộ dây trên đoạn thứ i * Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện : F Fkt i = Trong đó: Jkt: Mật độ kinh tế của dòng điện, A/ mm2 Theo số liệu đã cho Tmax = 4900h và dây AC thì Jkt = 1,1 Imaxi: Dòng điện làm việc cực đại trên đường dây thứ i trong chế độ bình thường. Fkt i : Tiết diện dây dẫn kinh tế trên đoạn truyền tải thứ i. 3.1.4. Kiểm tra điều kiện * Kiểm tra phát sáng vầng quang, theo điều kiện tiết diện dây dẫn không được nhỏ hơn trị số cho phép đối với mỗi cấp điện áp. Đối với cấp điện áp 110kV tiết diện dây dẫn không được nhỏ hơn trị số cho phép là 70mm2 * Kiểm tra phát nóng dây dẫn Đối với đường dây kép khi đứt 1 lộ đường dây thì dòng điện sự cố tăng nên gấp đôi Isc = 2.Imax, để đảm bảo điều kiện phát nóng của dây dẫn thì Isc < k.ICP * Kiểm tra tổn thất điện áp Yêu cầu: DUbtmax < 10 - 15% DUscmax < 15 - 20% Trong đó: DUbtmax là tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện và được xác định theo công thức: Pi, Qi công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên nhánh i. Ri, Xi điện trở và điện kháng của đường dây i. DUSCmax là tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện khi đứt một lộ đường dây DUscmax = 2 DUbtmax Kiểm tra cả trong chế độ cực đại và chế độ sự cố một tổ máy của nhà máy điện nghỉ làm việc. 3.2. Thành lập các phương án Căn cứ vào chế độ làm việc của các nhà máy, yêu cầu của phụ tải và sự phân bố của các phụ tải trên sơ đồ địa lý ta đề ra được 5 phương án khả thi như sau: 3.2.1. Phương án 1 3.2.2 . Phương án 2 3.2.3. Phương án 3 3.2.4. Phương án 4 3.2.5.Phương án 5 3.3. so sánh các phương án về mặt kỹ thuật 3.3.1 Phương án 1 3.3.1.1 Chọn điện áp định mức Điện áp định mức của mạng điện được tính theo công thức kinh nghiệm sau U = 4,34. Trong đó: li là khoảng cách chuyên tải (km) Pi là công suất chuyên tải trên đường dây ( Mw ) Nếu điện áp tính toán nằm trong khoảng : 70 kV < U < 150 kV thì ta chọn điện áp của mạng là 110 kV. Để đơn giản trong tính toán, ta chọn điện áp định mức chung cho các phương án thông qua việc tính toán điện áp của phương án 1 Nhánh N- 1 UN1 = 4,34.= 4,34.= 118,27 kV Nhánh N- 2 UN2 = 4,34.= 4,34.= 114 kV Nhánh N- 3 UN3 = 4,34.= 4,34.= 119,49 kV Nhánh N- 4 UN4= 4,34.= 4,34.= 119,49 kV Nhánh N- 5 UN5 = 4,34.= 4,34.= 114,32 kV Nhánh N- 6 UN6 = 4,34.= 4,34.= 120,74 kV Nhánh HT- 7 UH7 = 4,34.= 4,34.= 105,86 kV Nhánh HT - 8 UH8 = 4,34.= 4,34.= 105,43 kV Nhánh HT- 9 UH9 = 4,34.= 4,34.= 111,76 kV Nhánh HT- 6 UH6 = 4,34.= 4,34.= 120,02 kV Lập bảng tính cho từng đường dây ĐD L (km) P(MW) Q(MVAr) Ui(kV) N1 70,71 42 17,89 118,27 N2 50 40 19,36 114 N3 86,02 42 20,33 119,49 N4 72,11 42 26,04 118,39 N5 53,85 40 19,36 114,32 N6 70 44 18,74 120,74 H7 50,99 34 16,47 105,86 H8 78,1 32 15,5 105,43 H9 87,08 36 15,34 111,76 H6 60,78 44 18,74 120,02 Ta thấy Ui đều nằm trong khoảng ( 70 kV < U < 150 kV ) nên ta chọn điên áp định mức của mạng là 110kV. 3.3.1.2 Chọn tiết diện dây dẫn Ta chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế tính toán được tiến hành theo các bước sau: * Dòng làm việc trên mỗi mạch đường dây xác định theo công thức: Imaxi = .103 = .103 Trong đó: Smaxi: Công suất lớn nhất chuyên tải trên đoạn đường dây thứ i Uđm: Điện áp định mức của mạng điện . n: Số lộ dây trên đoạn thứ i. * Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện : F Fkt i = Trong đó: Jkt: Mật độ kinh tế của dòng điện, A/ mm2 Theo số liệu đã cho Tmax = 4900h và dây AC thì Jkt = 1,1 Imaxi: Dòng điện làm việc cực đại trên đường dây thứ i trong chế độ bình thường. Fkt i : Tiết diện dây dẫn kinh tế trên đoạn truyền tải thứ i. Xét lộ đường dây N1 ImaxN-1 = .103 = .103= .103 = 119,8 A FNĐ-1 = = = 108,9 mm2 Chọn dây AC - 120 có ICP = 380 A Xét lộ đường dây N2 ImaxN-2 = .103 = .103= .103 = 116,64 A FNĐ-2 = = = 106,36 mm2 Chọn dây AC - 95 có ICP = 330 A Xét lộ đường dây N3 ImaxN-3 = .103 = .103= .103 = 244,94 A FNĐ-3 = = = 226,67 mm2 Chọn dây ACO - 240 có ICP = 605 A Xét lộ đường dây N4 ImaxN-4 = .103 = .103= .103 = 129,67 A FNĐ-4 = = = 117,88 mm2 Chọn dây AC - 120 có ICP = 380 A Xét lộ đường dây N5 ImaxN-5 = .103 = .103= .103 = 116,64 A FNĐ-5 = = = 106,03 mm2 Chọn dây AC – 95 có ICP = 330 A Xét lộ đường dây NĐ-6-HT đường dây liên lạc Công suất tác dụng từ nhiệt điện truyền vào đường dây NĐ- 6 được xác định như sau PNĐ-6 = - ( + P td + ) Trong đó : Tổng công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện bằng 255 MW : Tổng công suất các phụ tải nối với nhà máy nhiệt điện . = P1+ P2+ P3+ P4+ P5 = 42 + 40 + 42 + 42 + 40 = 206 MW. : Tổng tổn thất công suất trên các đường dây do NĐ cung cấp. = 5% = 0,05 . 206 = 10,3 MW. P td : Tổng công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện bằng 25,5 MW. PNĐ-6 = 255 – 206 – 10,3 – 25,5 = 13,2 MW . PHT-6 = P6 – PNĐ-6 = 44 – 13,2 = 30,8 MW. ImaxND-6 = .103 = .103= .103 = 37,65 A FNĐ- 6 = = = 34,23 mm2 Chọn dây AC - 70 có ICP = 265 A Xét lộ đường dây H7 ImaxHT-7 = .103 = .103= .103 = 99,14 A FHT-7 = = = 90,13 mm2 Chọn dây AC - 95 có ICP = 330 A Xét lộ đường dây H8 ImaxHT-8 = .103 = .103= .103 = 186,62 A FHT-8 = = = 169,65 mm2 Chọn dây AC -185 có ICP = 510A Xét lộ đường dây H9 ImaxHT-9 = .103 = .103= .103 = 102,69 A FHT-9= = = 93,36 mm2 Chọn dây AC - 95 có ICP = 330 A Xét lộ đường dây H6 ImaxHT6 = .103 = .103= .103 = 87,85 A FHT-6 = = = mm2 Chọn dây AC - 70 có ICP = 265 A ĐD P(MW) Q(MVAr) Imax(A) Ftt( mm2) Ftc (mm2) N1 42 17,89 119,8 108,9 AC -120 N2 40 19,36 116,64 106,36 AC - 95 N3 42 20,33 244,94 226,67 ACO - 240 N4 42 26,04 129,67 117,88 AC -120 N5 40 19,36 116,64 106,36 AC - 95 N6 13,2 5,62 34,23 31,12 AC - 70 H7 34 16,47 99,14 90,12 AC- 95 H8 32 15,5 186,62 169,5 AC - 185 H9 36 15,34 102,69 93,36 AC - 95 H6 30,8 13,12 87,85 79,86 AC - 70 Các thông số của đường dây ĐD n Dây L ( km) R0 () X0 () B0.10-6 (1/) icp (A) R () X () B0.10-6 (1/) N1 2 AC-120 70,71 0,27 0,423 2,69 380 9,55 14,96 190 N2 2 AC-95 50 0,33 0,44 2,65 330 8,25 11 133 N3 1 ACO-240 86,02 0,13 0,39 2,86 605 11,18 33,5 123 N4 2 AC-120 72,11 0,27 0,423 2,69 380 9,73 15,25 194 N5 2 AC-95 53,85 0,33 0,429 2,65 330 8,89 11,55 143 N6 2 AC-70 70 0,46 0,44 2,58 265 16,1 15,02 180 H7 2 AC-95 50,99 0,33 0,429 2,65 330 8,41 10,94 135 H8 1 AC-185 78,01 0,21 0,416 2,74 445 16,38 32,45 107 H9 2 AC-95 67,08 0,33 0,429 2,65 330 11,07 14,76 178 H6 2 AC-70 67,08 0,46 0,44 2,58 265 15,43 14,39 173 3.3.1.3. Kiểm tra điều kiện phát nóng cho phép Chọn k = 0,8 ĐD Dây Imax ( A ) ISC ( A ) ICP ( A ) k.ICP ( A ) N1 AC-120 119,8 239,6 380 304 N2 AC-95 116,64 233,28 330 264 N3 ACO-240 244,94 0 605 484 N4 AC-120 129,67 259,34 380 304 N5 AC-95 116,64 232,28 330 264 N6 AC-70 34,23 68,46 265 212 H7 AC-95 99,14 198,28 330 464 H8 AC-185 186,62 0 510 408 H9 AC-95 102,69 204,58 330 264 H76 AC-70 87,85 175,7 265 212 Ta thấy Isc < k.Icp nên thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép. 3.3.1.4. Kiểm tra tổn thất điện áp a) Tổn thất điện áp khi làm việc ở chế độ cực đại và khi sự cố đứt 1 lộ đường dây kép Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện và được xác định theo công thức: - Pi, Qi công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên nhánh i - Ri, Xi điện trở và điện kháng của đường dây i Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện khi đứt một lộ đường dây DUscmax = 2DUbtmax Lập bảng tính toán ĐD P(MW) Q(MVAr) R(W) X(W) DU% DUsc% N1 42 17,89 9,54 14,96 5,52 11,05 N2 40 19,36 6,75 10,58 3,92 7,85 N3 42 20,33 11,18 33,55 9,52 0 N4 42 26,04 9,73 15,25 6,66 13,32 N5 40 19,36 8,89 11,39 4,83 9,66 N6 13,2 5,62 16,1 15,02 2,51 5,02 H7 34 16,47 8,41 11,22 3,89 7,78 H8 32 15,5 16,38 32,45 8,49 0 H9 36 5,34 11,07 14,76 3,94 7,89 H6 30,8 13,12 15,43 14,39 5,47 10,95 b) Tổn thất điện áp khi sự cố 1 tổ máy phát của nhà máy điện Khi sự cố 1 tổ máy phát của nhà máy các tổ máy khác phát 100% công suất định mức. Công suất truyền trên N6 N6 = N – (1 + 2+ 3 +4 + 5+ TD+NĐ ) Trong đó : NĐ = PNĐC + j QNĐC PNĐC = 10% PNĐC = 0,1 x 231 = 23,1 MW QNĐC= 15% QNĐC = 0,15 x 121,73 = 18,26 MVAr N6 = 250 + j 154,94 – ( 42 + j 17,89 + 40 + j 19,37 + 42 + j 20,34 + 42 + j 26,03 + 40 + j 19,37 + 25 + j 18,73 + 21,3 + j18,26 ) = 2,7 + j 14,95 MVA Công suất truyền trên H6: H6 = 6 – N6 = 44 +j 18,74 – 2,7 + j 14,95 = 41,3 + j 3,79 MVA. Tổn thất điện áp trên nhánh H6 khi sự cố một tổ máy phát = = 5,72 %. Ta thấy tổn thất điện áp trên đường dây nối giữa 2 nguồn trong trường hợp sự cố này có giá trị nhỏ hơn DUbt max < 10 - 15%. Như vậy tổn thất điện áp lớn nhất của phương án 2 trong điều kiện bình thương là DUbt tmax = DU N -3 = 9,52 % . trong điều kiện sự cố DUSCmax = DU SCN -3 = 13,32 %. 3.3.2 Phương án 2 Tương tự cách tính như ở phương án một ta có kết quả tính toán chọn tiết diện dây dẫn trong bảng sau : ĐD n P(MW) Q(MVAr) Imax(A) Ftt ( mm2) Ftc( mm2) N1 2 42 17,89 119,8 108,9 AC -120 N2 2 82 39,69 239,08 217,34 ACO - 240 2- 3 1 42 20,33 244,94 226,67 ACO - 240 N4 2 42 26,04 129,67 117,88 AC - 120 N5 2 40 19,36 116,64 106,36 AC - 95 N6 2 13,2 5,62 34,23 31,12 AC - 70 H7 2 66 31,97 192,45 174,95 AC - 185 7- 8 1 32 15,5 186,62 169,5 AC - 185 H9 2 36 15,34 102,69 93,36 AC - 95 H6 2 30,8 13,12 87,85 79,86 AC - 70 Các thông số của đường dây. ĐD n Dây L ( km) R0 () X0 () B0.10-6 (1/) icp (A) R () X () B0.10-6 (1/) N1 2 AC-120 70,71 0,27 0,423 2,69 380 9,55 14,96 190 N2 2 ACO-240 50 0,13 0,39 2,86 605 3,25 9,75 143 N3 1 ACO-240 41,23 0,13 0,39 2,86 605 5,36 16,08 59 N4 2 AC-120 72,11 0,27 0,423 2,69 380 9,73 15,25 194 N5 2 AC-95 53,85 0,33 0,429 2,65 330 8,89 11,55 143 N6 2 AC-70 70 0,46 0,44 2,58 265 16,1 15,02 180 H7 2 AC-95 50,99 0,33 0,429 2,65 330 8,41 10,94 135 H8 1 AC-185 78,01 0,21 0,416 2,74 445 16,38 32,45 107 H9 2 AC-95 67,08 0,33 0,429 2,65 330 11,07 14,76 178 H6 2 AC-70 67,08 0,46 0,44 2,58 265 15,43 14,39 173 Kiểm tra điều kiện phát nóng cho phép Lập bảng kiểm tra theo điều kiện đốt nóng :chọn k = 0,8 ĐD Dây Imax(A) Isc(A) Icp(A) k.Icp(A) N1 AC -120 119,8 239,6 380 304 N2 ACO - 240 239,08 478,15 605 484 2- 3 ACO - 240 244,94 0 605 484 N4 AC - 120 129,67 259,34 380 304 N5 AC - 95 116,64 232,8 330 264 N6 AC - 70 34,23 68,46 265 212 H7 AC - 185 99,14 198,28 510 408 7- 8 AC - 185 186,62 0 510 408 H9 AC - 95 102,69 205,38 330 264 H6 AC - 70 87,85 175,7 265 212 Ta thấy Isc < k.Icp nên thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép Kiểm tra tổn thất điện áp Tổn thất điện áp khi làm việc ở chế độ cực đại và khi sự cố đứt 1 lộ đường dây kép. Kết quả tính toán tổn thất điện áp được thể hiện trong bảng. Tổn thất điện áp trên nhánh N-2-3 bình thường DU N-2-3 = DUN-2 +DU2-3 = = 5,4 + 4,56 = 9,96 % Tổn thất điện áp trên nhánh N-2-3 sự cố xét trường hợp đứt một dây nhánh N2 DU N-2-3sc = DUN-2 sc+ DU2-3 = 10,8 + 4,56 =15,36 % Tổn thất điện áp trên nhánh H-7-8 bình thường DU H-8 = DUH-7 +DU7-8 = = 5,12 + 4,01 = 9,13 % Tổn thất điện áp trên nhánh H-7-8 sự cố xét trường hợp đứt một dây nhánh H-7 DU H-7-8sc = DUH-7 sc+DU7-8= 10,24 + 4,01 =14,25 % Như vậy tổn thất điện áp lớn nhất của phương án 2 trong điều kiện bình thương là DUbtmax = DU N -2-3 = 9,96 % trong điều kiện sự cố DUSCmax = DU SCN-2 -3 = 15,36 % 3.3.3 Phương án 3 Tương tự cách tính như ở phương án một ta có kết quả tính toán chọn tiết diện dây dẫn trong bảng sau : ĐD n P(MW) Q(MVAr) Imax(A) Ftt ( mm2) Ftc ( mm2 ) N1 2 42 17,89 119,8 108,9 AC -120 N2 2 82 39,69 239,08 217,34 ACO - 240 2- 3 1 42 20,33 244,94 226,67 ACO - 240 N4 1 41,45 19,36 255,95 232,68 ACO - 240 N5 1 40,55 21,19 236,48 214,98 ACO - 240 4-5 1 1,45 4,85 26,56 24,15 AC - 70 N6 2 13,2 5,62 34,23 31,12 AC - 70 H7 2 66 31,97 192,45 174,95 AC - 185 7- 8 1 32 15,5 186,62 169,5 AC - 185 H9 2 36 15,34 102,69 93,36 AC - 95 H6 2 30,8 13,12 87,85 79,86 AC - 70 Các thông số của đường dây ĐD n Dây L(km) Ro (W/km) Xo (W/km) Bo.10-6 (1/Wkm) Icp (A) R (W) X (W) B.10-6 (1/W) N1 2 AC -120 70,71 0,27 0,423 2,69 380 9,54 14,96 190 N2 2 ACO - 240 50 0,13 0,39 2,86 605 3,25 9,75 143 2- 3 1 ACO - 240 41,23 0,13 0,39 2,86 605 5,35 16,08 60 N4 1 ACO - 240 72,11 0,13 0,39 2,84 605 9,37 28,12 102,4 N5 1 ACO - 240 53,85 0,13 0,39 2,86 605 7,00 21 77 4-5 1 AC - 70 70,71 0,46 0,4