Tài liệu Phân tích hệ thống,cân bằng công suất

Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 Ch-¬ng I Ph©n tÝch hÖ thèng,c©n b»ng c«ng suÊt vµ s¬ bé bï kü thuËt I - C¸c sè liÖu vÒ nguån cung cÊp vµ phô t¶i : 1. S¬ ®å ®Þa lý : Dùa vµo s¬ ®å mÆt b»ng cña hÖ thèng ®iÖn thiÕt kÕ vµ s¬ ®å ph©n bè gi÷a c¸c phô t¶i vµ nguån cung cÊp ta x¸c ®Þnh ®-îc kho¶ng c¸ch gi÷a chóng nh- H1.1 1 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 2. Nguån ®iÖn : M¹ng gåm hai nguån cung cÊp : a) Nhµ m¸y I : Lµ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn cã c¸c th«ng sè nh- sau : - C«ng suÊt ®Æt P1 = 2  100 = 200MW - HÖ sè c«ng suÊt : cos = 0,85 - §iÖn ¸p ®Þnh møc : U®m = 10,5kV b) Nhµ m¸y II : Lµ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn cã c¸c th«ng sè nh- sau : - C«ng suÊt ®Æt P2 = 2  100MW - HÖ sè c«ng suÊt : cos = 0,85 - §iÖn ¸p ®Þnh møc : U®m = 10,5kV 3. Phô t¶i : C¸c sè liÖu vÒ phô t¶i cho trong b¶ng 1 - 1 B¶ng 1.1 - C¸c sè liÖu vÒ phô t¶i Phô t¶i C¸c sè liÖu Pmax (MW) 1 2 3 4 5 6 7 8 25 35 10 20 40 45 36 30 Pmin (MW) 15 21 6 12 24 27 21.6 18 Cos 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 Qmax (MVAr) 12.1 16.94 4.84 9.68 19.36 21.78 17.42 14.52 Qmin (MVAr) 7.26 10.16 2.9 Smax (MVA) 27.77 38.88 11.11 22.22 44.44 49.99 39.99 33.33 Smin (MVA) 16.66 23.33 6.67 13.33 26.66 5.81 11.62 13.07 10.45 8.71 30 24 20 Lo¹i hé phô t¶i I I III I I I I I Yªu cÇu §C ®iÖn ¸p T T T KT KT KT KT KT §iÖn ¸p thø cÊp (kV) 22 22 22 22 22 22 22 22 - Phô t¶i cùc tiÓu : Pmin = 0,6Pmax - Thêi gian sö dông c«ng suÊt cùc ®¹i Tmax = 5.500h II - Ph©n tÝch nguån vµ phô t¶i : Tõ nh÷ng sè liÖu trªn ta cã thÓ rót ra nh÷ng nhËn xÐt sau : 2 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 Trong hÖ thèng ®iÖn thiÕt kÕ cã 2 nguån cung cÊp ®ã lµ : 2 nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, kho¶ng c¸ch gi÷a 2 nhµ m¸y lµ 116.62km v× vËy cÇn ph¶i cã sù liªn hÖ gi÷a 2 nhµ m¸y ®iÖn ®Ó cã thÓ trao ®æi c«ng suÊt gi÷a hai nguån cung cÊp khi cÇn thiÕt, ®¶m b¶o cho hÖ thèng thiÕt kÕ lµm viÖc b×nh th-êng trong c¸c chÕ ®é vËn hµnh. C¸c phô t¶i cã c«ng suÊt kh¸ lín vµ ®-îc bè trÝ xung quanh 2 nguån cung cÊp nªn rÊt thuËn lîi cho viÖc cung cÊp ®iÖn cña 2 nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn. C¸c phô t¶i 1;2;4;5;7;8 lµ hé lo¹i I, phô t¶i 3 lµ hé lo¹i III víi chÕ ®é ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p cho c¸c phô t¶i 4;5;6;7;8 lµ kh¸c th-êng. Cßn c¸c phô t¶i 1;2;3 lµ th-êng. Tæng c«ng suÊt cña nguån I lµ 200MW Tæng c«ng suÊt nguån II lµ 200MW Do kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c nhµ m¸y vµ gi÷a c¸c phô t¶i t-¬ng ®èi lín nªn ta dïng ®-êng d©y trªn kh«ng ®Ó dÉn ®iÖn. C¸c hé lo¹i I lµ phô t¶i quan träng nÕu ngõng cÊp ®iÖn cã thÓ g©y ¶nh h-ëng xÊu ®Õn an ninh, chÝnh trÞ, x· héi, g©y thiÖt h¹i lín vÒ kinh tÕ. Do vËy yªu cÇu cung cÊp ®iÖn ph¶i ®¶m b¶o tÝnh liªn tôc vµ ë møc ®é cao nªn ta ph¶i thiÕt kÕ mçi phô t¶i ®-îc cung cÊp b»ng ®-êng d©y 2 m¹ch hoÆc cung cÊp theo m¹ch vßng kÝn. C¸c hé lo¹i III lµ phô t¶i kh«ng quan träng khi mÊt ®iÖn kh«ng g©y thiÖt h¹i lín nªn mçi phô t¶i chØ cÇn cung cÊp b»ng ®-êng d©y 1 m¹ch. §èi víi d©y dÉn ®Ó ®¶m b¶o ®é bÒn c¬ còng nh- yªu cÇu vÒ kh¶ n¨ng dÉn ®iÖn ta dïng lo¹i d©y dÉn AC ®Ó truyÒn t¶i ®iÖn. §èi víi cét th× tuú tõng vÞ trÝ mµ ta dïng cét bª t«ng cèt thÐp hay cét thÐp ®Þnh h×nh. Víi cét ®ì th× dïng cét bª t«ng ly t©m, c¸c vÞ trÝ gãc, v-ît s«ng, v-ît quèc lé th× ta dïng cét thÐp. Trong ®å ¸n nµydù kiÕn sö dông cét thÐp cho toµn tuyÕn ®-êng d©y. VÒ mÆt bè trÝ d©y dÉn trªn cét ®Ó ®¶m b¶o vÒ kinh tÕ, kü thuËt. §èi víi ®-êng d©y 2 m¹ch ta bè trÝ trªn cïng mét tuyÕn cét. 3 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 III - C©n b»ng c«ng suÊt t¸c dông P : 1 - Môc ®Ých : §Æc ®iÓm ®Æc biÖt cña ngµnh s¶n xuÊt ®iÖn lµ ®iÖn n¨ng do c¸c nhµ m¸y ®iÖn trong hÖ thèng s¶n xuÊt ra c©n b»ng víi ®iÖn n¨ng tiªu thô cña c¸c phô t¶i. C©n b»ng c«ng suÊt trong hÖ thèng ®iÖn tr-íc hÕt lµ xem xÐt kh¶ n¨ng cung cÊp vµ tiªu thô ®iÖn trong hÖ thèng ®iÖn cã c©n b»ng hay kh«ng. Sau ®ã ®Þnh ra ph-¬ng thøc vËn hµnh cho tõng nhµ m¸y ®iÖn trong hÖ thèng ë c¸c tr¹ng th¸i vËn hµnh khi phô t¶i cùc ®¹i, cùc tiÓu vµ chÕ ®é sù cè. Dùa trªn sù c©n b»ng cña tõng khu vùc, ®Æc ®iÓm vµ kh¶ n¨ng cung cÊp cña tõng nguån ®iÖn. Trong hÖ thèng ®iÖn, chÕ ®é vËn hµnh æn ®Þnh chØ cã thÓ tån t¹i khi cã sù c©n b»ng c«ng suÊt t¸c dông vµ c«ng suÊt ph¶n kh¸ng. C©n b»ng c«ng suÊt t¸c dông ®Ó gi÷ æn ®Þnh tÇn sè trong hÖ thèng ®iÖn. C©n b»ng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ë hÖ thèng ®iÖn nh»m æn ®Þnh ®iÖn ¸p toµn m¹ng. Sù mÊt æn ®Þnh vÒ ®iÖn ¸p còng lµm ¶nh h-ëng ®Õn tÇn sè trong toµn hÖ thèng vµ ng-îc l¹i. Ta cã ph-¬ng tr×nh c©n b»ng c«ng suÊt t¸c dông nh- sau : 8 Pf = m .  Ppt max + m® + Ptd + Pdt 1 Trong ®ã : - Pf : Lµ tæng c«ng suÊt t¸c dông ®Þnh møc cña c¸c nhµ m¸y ®iÖn. Thay sè vµo ta cã : Pf = PN§I + PN§II = 200 + 200 = 400MW - m : Lµ hÖ sè ®ång thêi trong ®å ¸n nµy lÊy (m = 1) 8 - P ptmax : Lµ c«ng suÊt t¸c dông cña c¸c phô t¶i trong hÖ thèng ë chÕ ®é cùc ®¹i. 1 8 P ptmax = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 + P7 + P8 1 = 25 + 35 + 10 + 20 + 40 + 45 + 36 + 30 = 241 MW - Pm® : Lµ tæng tæn thÊt c«ng suÊt t¸c dông trªn ®-êng d©y vµ m¸y biÕn ¸p trong m¹ng ®iÖn ®ang thiÕt kÕ. Tæn thÊt nµy phô thuéc vµo b×nh ph-¬ng 4 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 8 phô t¶i. Nh-ng trong thiÕt kÕ s¬ bé coi nh- mét sè kh«ng ®æi lÊy b»ng 5%  Ppt. 1 Pm® = 5%  241 = 12,05 MW - Ptd : Lµ tæng c«ng suÊt t¸c dông tù dïng trong c¸c nhµ m¸y ®iÖn. Ta chän : Ptd = 10% (m 8 P pt + Pm®) 1 Ptd = 0,1 (241 + 12,05) = 25,305 MW - Pdt : Tæng c«ng suÊt t¸c dông dù tr÷ trong hÖ thèng ®iÖn (bao gåm dù tr÷ sù cè, dù tr÷ phô t¶i, dù tr÷ b¶o d-ìng, tu söa, dù tr÷ ph¸t triÓn...) Pdt = Pf - m Pptmax - Pm® - Ptd = 400 - 241 - 12,05 - 25,305 = 121,645 MW Pdt th-êng n»m trong kho¶ng 10 - 15% tæng c«ng suÊt phô t¶i vµ kh«ng ®-îc bÐ h¬n c«ng suÊt cña 1 tæ m¸y lín nhÊt trong hÖ thèng. nh- vËy míi ®¶m b¶o ®-îc cung cÊp ®iÖn liªn tôc vµ kh«ng ph¶i c¾t bít phô t¶i khi tæ m¸y ph¸t lín nhÊt cña hÖ thèng gÆp sù cè ph¶i ngõng lµm viÖc. Pdt = 121,645 MW > 100MW lµ c«ng suÊt cña tæ m¸y lín nhÊt, nh- vËy hÖ thèng ®¶m b¶o ®ñ c«ng suÊt t¸c dông trong mäi chÕ ®é vËn hµnh cña hÖ thèng. 2 - C©n b»ng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q : §Ó gi÷ ®iÖn ¸p b×nh th-êng cÇn cã sù c©n b»ng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ë hÖ thèng ®iÖn nãi chung vµ tõng khu vùc nãi riªng. Sù thiÕu hôt c«ng suÊt ph¶n kh¸ng sÏ lµm cho chÊt l-îng ®iÖn ¸p gi¶m khi d- thõa c«ng suÊt ph¶n kh¸ng sÏ lµm cho ®iÖn ¸p t¨ng, c¶ hai tr-êng hîp qu¸ ¸p vµ sôt ¸p ®Òu ¶nh h-ëng ®Õn chÊt l-îng ®iÖn n¨ng cña hÖ thèng ®iÖn. Ph-¬ng tr×nh c©n b»ng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng : 8 Qf + Qb = m .  Qpt max + QB + QL - QC + Qtd + Qdt 1 Trong ®ã : - Qf : Lµ tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ®Þnh møc cña c¸c nhµ m¸y ®iÖn ®-îc tÝnh nhsau : 5 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 Qf = Pf . tgf tgf ®-îc tÝnh theo cosf = 0,85  tgf = 0,62 VËy : Qf = 400  0,62 = 248 MVAr 8 -  Qpt max : Lµ tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cùc ®¹i cña c¸c phô t¶i cã xÐt ®Õn hÖ sè 1 ®ång thêi (m = 1). i Q pt max = Pptmax . tgi 1 Víi cos 8 Q ptmax = 0,90  tg = 0,48 = 241  0,48 = 115,68 MVAr 1 - QB : Tæng tæn thÊt c«ng suÊt ph¶n kh¸ng trong m¸y biÕn ¸p cña hÖ thèng th-êng lÊy QB = 15% Qptmax = 0,15  115,68 = 17,352 MVAr - QL : Tæng tæn thÊt c«ng suÊt ph¶n kh¸ng trªn ®-êng d©y cña m¹ng ®iÖn. - QC : Tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng do dung dÉn cña ®-êng d©y cao ¸p sinh ra. §èi víi b-íc tÝnh s¬ bé, víi m¹ng ®iÖn khu vùc coi : QL = QC - Qtd : Tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng tù dïng cña c¸c nhµ m¸y ®iÖn. Qtd = Ptd . tgtd víi costd = 0,7  0,8;chän costd =0,8 tgtd = 0,75 nªn Qtd = 25,305  0,75 = 18,98 MVAr - Qdt : Tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng dù tr÷ cña toµn hÖ thèng. LÊy Qdt b»ng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cña tæ m¸y lín nhÊt trong hÖ thèng. Qdt = PfN§I . tgf = 100  0,62 = 62MVAr Tõ ph-¬ng tr×nh c©n b»ng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng : Qf + Qb = m Qpt + QB + Qtd + Qdt Thay sè vµo ta cã : 248 + Qb = 115,68 + 17,352 + 18,98 + 62 = 214,012 Suy ra : Qb = 214,012 - 248 = - 33,988 MVAr VËy Qb < 0 nªn ta kh«ng ph¶i tiÕn hµnh bï s¬ bé c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cho m¹ng thiÕt kÕ. 6 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 3 - S¬ bé x¸c ®Þnh ph-¬ng thøc vËn hµnh cho hai nhµ m¸y : a. Khi phô t¶i cùc ®¹i : NÕu ch-a kÓ ®Õn dù tr÷, tæng c«ng suÊt yªu cÇu cña hÖ thèng lµ : Pyc = m Ppt + Pm® + Ptd = 241 + 12,05 + 25,305 = 278,805 MW L-îng c«ng suÊt nµy chiÕm 69,7% tæng c«ng suÊt ph¸t ®Þnh møc cña 2 nhµ m¸y ®iÖn. §Ó ®¶m b¶o c©n b»ng c«ng suÊt t¸c dông trong hÖ thèng, ta huy ®éng tæ m¸y cã c«ng suÊt ®¬n vÞ lín h¬n trong hÖ thèng nhËn phô t¶i tr-íc ®Ó ®¶m b¶o tÝnh kinh tÕ cao h¬n. Nh-ng theo ®Çu bµi ra ta cã c¸c tæ m¸y cña nhµ m¸y I vµ II cã c«ng suÊt ®¬n vÞ b»ng nhau. C«ng suÊt cña 1 nhµ m¸y lµm chñ ®¹o (ch¼ng h¹n nhµ m¸y I) ph¸t lªn l-íi lµ : PvhI = Pf1 - Ptd1 = 80% P®m1 - 10% (80% . P®m1) = 144MW Nh- vËy nhµ m¸y II sÏ cßn ph¶i ®¶m nhËn : Pf2= Pyc - Pf1 = 278,805 - 160 = 118,808 MW (chiÕm 59,4% P®mII) Trong ®ã tù dïng lµ : Ptd2 = Ptd - Ptd1 = 25,305 - 16 = 9,305MW b. Khi phô t¶i cùc tiÓu : T-¬ng tù ta cã : Pycmin = m Pptmin + Pm® + Ptd = 144,6 + 7,23 + 15,183 = 167,283 MW L-îng c«ng suÊt nµy chiÕm 41,82% c«ng suÊt ph¸t ®Þnh møc cña 2 nhµ m¸y. Khi phô t¶i cùc tiÓu do c«ng suÊt yªu cÇu thÊp, nªn cÇn ph©n bè l¹i c«ng suÊt cho hai nhµ m¸y. Nhµ m¸y I vÉn gi÷ vai trß chñ ®¹o nh-ng chØ ph¸t lªn l-íi mét tæ m¸y c«ng suÊt ®Þnh møc lµ 100MW. Pvh1 = Pf1 - Ptd1 = 80%P®m1 - 10% (80%P®m1) = 72MW Nh- vËy nhµ m¸y II sÏ cãn ph¶i ®¶m nhËn : Pf2 = Pycmin - Pf1 = 167,283 - 80 = 87,293 MW 7 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 §Ó ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu kü thuËt vµ kinh tÕ víi c«ng suÊt cßn l¹i ph¶i ph¸t, nhµ m¸y II còng chØ nªn ph¸t 1 tæ m¸y cã c«ng suÊt ®Þnh møc lµ 100 MW. Tù dïng cña nhµ m¸y II lµ : Ptd2 = Ptd - Ptd1 = 15,183 - 8 = 7,183 MW c. Tr-êng hîp sù cè : Ta xÐt tr-êng hîp sù cè 1 tæ m¸y bªn nhµ m¸y I trong khi phô t¶i cùc ®¹i. Theo tÝnh to¸n vµ ph©n bè c«ng suÊt cho tõng nhµ m¸y khi phô t¶i cùc ®¹i nh- trªn, ta thÊy r»ng nÕu tr-íc khi sù cè, nhµ m¸y I ph¸t 80% P®m th× khi sù cè 1 tæ m¸y l-îng c«ng suÊt nhµ m¸y II ph¶i ph¸t t¨ng lªn ®Ó g¸nh cho nhµ m¸y I lµ 72MW, C«ng suÊt ph¸t cña nhµ m¸y N§II lµ : Pf2 = Pyc - Pf1 = 278,805 - 72 = 206,805 MW (lín h¬n P®mII) §Ó ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu tèi thiÓu vÒ kü thuËt vµ kinh tÕ ta cÇn t×m ra ph-¬ng thøc vËn hµnh hîp lý cho c¶ hai nhµ m¸y. Ph-¬ng thøc vËn hµnh míi sÏ lµ : Sau khi sù cè, n©ng c«ng suÊt ph¸t cña tæ m¸y cßn l¹i nhµ m¸y I lªn 100%P®m. Khi ®ã c«ng suÊt cßn ph¸t lªn l-íi cña nhµ m¸y I lµ : Pvh1 = Pf1 - Ptd1 = P®m1 - 10%P®m1 = 100 - 10% x 100 = 90MW C«ng suÊt ph¸t cña nhµ m¸y II sÏ lµ : Pf2 = Pyc - Pf1 = 278,805 - 100 = 178,805 MW (chiÕm 89,4%P®mII) Nh- vËy trong tr-êng hîp sù cè nguy hiÓm nhÊt hai nhµ m¸y vÉn ®¶m b¶o cung cÊp ®ñ c«ng suÊt yªu cÇu cña hÖ thèng. 8 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 Ch-¬ng II C¸c ph-¬ng ¸n cña l-íi ®iÖn,chän ®iÖn ¸p vµ d©y dÉn, kiÓm tra c¸c chØ tiªu kü thuËt I - Nguyªn t¾c chung : Lùa chän cÊp ®iÖn ¸p vËn hµnh cho m¹ng ®iÖn lµ mét nhiÖm vô rÊt quan träng, bëi v× trÞ sè ®iÖn ¸p ¶nh h-ëng trùc tiÕp ®Õn c¸c chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt cña m¹ng ®iÖn. §Ó chän ®-îc cÊp ®iÖn ¸p hîp lý ph¶i tho¶ m·n yªu cÇu sau ; - Ph¶i ®¸p øng ®-îc yªu cÇu më réng phô t¶i sau nµy. - CÊp ®iÖn ¸p phï hîp víi t×nh h×nh l-íi ®iÖn hiÖn t¹i vµ phï hîp víi t×nh h×nh l-íi ®iÖn quèc gia. - B¶o ®¶m tæn thÊt ®iÖn ¸p tõ nguån ®Õn phô t¶i trong quy ph¹m U% = PR  QX .100 U2 Tõ c«ng thøc ta thÊy ®iÖn ¸p cµng cao th× U cµng nhá, truyÒn t¶i c«ng suÊt cµng lín. - Tæn thÊt c«ng suÊt : P = P2  Q2 .R U2 Khi ®iÖn ¸p cµng cao th× tæn hao c«ng suÊt cµng bÐ, sö dông Ýt kim lo¹i mµu (do I nhá) tuy nhiªn lóc ®iÖn ¸p t¨ng cao th× chi phÝ cho x©y dùng m¹ng ®iÖn cµng lín vµ gi¸ thµnh cña thiÕt bÞ t¨ng cao. II - TÝnh to¸n cÊp ®iÖn ¸p cña m¹ng ®iÖn : §iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¹ng ®iÖn thiÕt kÕ ®-îc chän ®ång thêi víi s¬ ®å cung cÊp ®iÖn. §iÖn ¸p ®Þnh møc s¬ bé cña m¹ng ®iÖn cã thÓ x¸c ®Þnh theo gi¸ trÞ cña c«ng xuÊt trªn mçi ®-êng d©y trong m¹ng ®iÖn ®ang thiÕt kÕ. Tõ s¬ ®å h×nh tia cÊp ®iÖn cho c¸c phô t¶i (theo ph-¬ng ¸n 1). Tõ b¶n ®å cÊp ®iÖn ®· cho (theo tû lÖ 1 ®¬n vÞ = 10km) ta tÝnh ®-îc chiÒu dµi mçi ®-êng d©y (theo tam gi¸c vu«ng). Råi tÝnh U cña c¸c nh¸nh ®ã theo c«ng thøc kinh nghiÖm sau : Ui = 4,34 . li  16Pi .kV 9 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 Trong ®ã : - Ui : Lµ ®iÖn ¸p vËn hµnh trªn ®-êng d©y thø i tÝnh b»ng (kV). - li : Lµ chiÒu dµi ®-êng d©y thø i (km) - Pi : Lµ c«ng suÊt t¸c dông chuyªn t¶i trªn ®-êng d©y thø i (MW) §Ó ®¬n gi¶n ta chØ chän ph-¬ng ¸n h×nh tia nh- sau : 10 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 1) TÝnh ®iÖn ¸p vËn hµnh trªn ®-êng d©y N§I-1 : Dùa vµo s¬ ®å ®Þa lý cña m¹ng ®iÖn thiÕt kÕ (h×nh 1.1 vµ sè liÖu b¶ng 1.1) ta cã : UN§I-1 = 4,34  l1  16P1  4,34 41, 23  16  25  91,16kV 2) TÝnh ®iÖn ¸p vËn hµnh trªn ®-êng d©y N§I-2 : UN§I-2 = 4,34  l2  16P2  4,34 44,72  16  35  106,72kV 3) TÝnh ®iÖn ¸p vËn hµnh trªn ®-êng d©y N§I-3 : UN§I-3 = 4,34  l3  16P3  4,34 78,1  16 10  66,97kV 4) TÝnh ®iÖn ¸p vËn hµnh trªn ®-êng d©y N§I-4 : UN§I-4 = 4,34  l4  16P4  4,34 82, 46  16  20  87,07kV 5) TÝnh ®iÖn ¸p trªn ®--êng d©y N§II-5 b»ng : N§II-5 = 4,34 44,72  16  40  113,56kV 6) TÝnh ®iÖn ¸p vËn hµnh trªn ®-êng d©y N§I-6 : Nguån I vµ II cã c«ng suÊt ph¸t b»ng nhau,do ®ã : PN§I-6 = PN§II-6 = 45:2 = 22,5 MW C«ng suÊt ph¶n kh¸ng do N§I (vµ N§II) truyÒn vµo ®-êng d©y (N§II-6) cã thÓ tÝnh gÇn ®óng nh- sau : QN§I-6 = PN§I-6 . tg6 = 22,5  0,484 = 10,89 MVAr Nh- vËy : SN§I-6 = SN§II-6 = 22,5 + j10,89 MVA - §iÖn ¸p tÝnh to¸n trªn ®-êng d©y N§I-6 b»ng : UN§I-6 = 4,34 58,3  16  22,5  88,76kV - §iÖn ¸p tÝnh to¸n trªn ®-êng d©y N§II-6 b»ng : UN§II-6 = 4,34 50  16  22,5  87,88kV 7) TÝnh ®iÖn ¸p trªn ®-êng d©y N§II-7 b»ng : N§II-7 = 4,34 80  16  36  111,16kV 8) TÝnh ®iÖn ¸p trªn ®-êng d©y N§II-8 b»ng : N§II-8 = 4,34 58,3  16  30  100,69kV Ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau : 11 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 B¶ng 2.1 - KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®iÖn ¸p cña m¹ng ®iÖn Lé §-êng d©y li (km) . S (MVA) Ui (kV) N§I-1 41,23 25 + j12,1 91,16 N§I-2 44,72 35 + j16,94 106,72 N§I-3 78,1 10 + j4,84 66,97 N§I-4 82,46 20 + j9,68 87,07 N§I-6 58,3 22,5 + j10,89 88,76 N§II-5 44,72 40 + j19,36 113,56 N§II-6 50 22,5 + j10,89 87,88 N§II-7 80 36 + j17,42 111,16 N§II-8 58,3 30 + j14,52 100,69 Tõ kÕt qu¶ trong b¶ng trªn ta thÊy U thÊp nhÊt tÝnh ®-îc lµ 66,97kV vµ U cao nhÊt tÝnh ®-îc lµ 113,56kV. §Ó thuËn tiÖn cho viÖc lùa chän c¸c phÇn tö cña m¹ng ®iÖn ta chän ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¹ng thiÕt kÕ lµ 110kV. 12 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 Dù kiÕn c¸c ph-¬ng ¸n nèi d©y cña m¹ng ®iÖn, lùa chän s¬ bé c¸c ph-¬ng ¸n nèi d©y : III: C¸c chØ tiªu kinh tÕ - kü thuËt cña m¹ng ®iÖn phô thuéc rÊt nhiÒu vµo s¬ ®å cña nã. V× vËy c¸c s¬ ®å m¹ng ®iÖn cÇn ph¶i cã c¸c chi phÝ nhá nhÊt ®¶m b¶o ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn cÇn thiÕt vµ chÊt l-îng ®iÖn n¨ng yªu cÇu cña c¸c hé tiªu thô thuËn tiÖn vµ an toµn trong vËn hµnh, kh¶ n¨ng ph¸t triÓn trong t-¬ng lai vµ tiÕp nhËn c¸c phô t¶i míi. Tõ c¸c vÞ trÝ ®· cho cña c¸c phô t¶i vµ c¸c nguån cung cÊp cÇn dù kiÕn mét sè ph-¬ng ¸n tèt nhÊt sÏ chän ®-îc ph-¬ng ¸n tèi -u trªn c¬ së so s¸nh kinh tÕ - kü thuËt c¸c ph-¬ng ¸n ®ã. Nh÷ng ph-¬ng ¸n ®-îc lùa chän ®Ó tiÕn hµnh so s¸nh vÒ mÆt kinh tÕ ph¶i lµ nh÷ng ph-¬ng ¸n tho¶ m·n c¸c yªu cÇu kü thuËt cña m¹ng ®iÖn. Nh÷ng yªu cÇu kü thuËt chñ yÕu ®èi víi c¸c m¹ng ®iÖn lµ ®é tin cËy vµ chÊt l-îng cao cña ®iÖn n¨ng cung cÊp cho c¸c hé tiªu thô. §Ó thùc hiÖn yªu cÇu vÒ ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn cho c¸c hé tiªu thô lo¹i I, cÇn ®¶m b¶o dù phßng 100% trong m¹ng ®iÖn, ®ång thêi dù phßng ®-îc ®ãng tù ®éng. V× vËy ®Ó cung cÊp ®iÖn cho c¸c hé tiªu thô lo¹i I cã thÓ sö dông ®-êng d©y hai m¹ch hay m¹ch vßng kÝn. C¸c hé lo¹i III ®-îc cung cÊp ®iÖn b»ng ®-êng d©y mét m¹ch. Trªn c¬ së ph©n tÝch nh÷ng ®Æc ®iÓm cña nguån cung cÊp vµ c¸c phô t¶i còng nhvÞ trÝ cña chóng cã thÓ dù kiÕn 4 ph-¬ng ¸n hîp lý nhÊt ®ã lµ 4 ph-¬ng ¸n nh- ë h×nh 22a,b,c,d. 13 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 IV - C¸c chØ tiªu ®Ó so s¸nh vÒ mÆt kü thuËt gi÷a c¸c ph-¬ng ¸n : 1. Chän tiÕt diÖn d©y dÉn : C¸c m¹ng ®iÖn 110kV ®-îc thùc hiÖn chñ yÕu b»ng c¸c ®-êng d©y trªn kh«ng, c¸c d©y dÉn ®-îc sö dông lµ d©y nh«m lâi thÐp, ®ång thêi c¸c d©y dÉn th-êng ®-îc ®Æt trªn c¸c cét bª t«ng ly t©m hay cét thÐp tuú theo ®Þa h×nh ®-êng d©y ®i qua. §èi víi ®-êng d©y 110kV kho¶ng c¸ch trung b×nh h×nh häc gi÷a d©y dÉn c¸c pha b»ng 5m (Dtb = 5m) §èi víi c¸c m¹ng ®iÖn khu vùc, c¸c tiÕt diÖn d©y dÉn ®-îc chän theo mËt ®é kinh tÕ cña dßng ®iÖn. NghÜa lµ : Trong ®ã : F= I max j kt - Imax : Lµ dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y trong chÕ ®é phô t¶i cùc ®¹i (A) - jkt : Lµ mËt ®é kinh tÕ cña dßng ®iÖn (A/mm2) Víi d©y dÉn AC vµ Tmax = 5500h th× tra ®-îc jkt = 1A/mm2 Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y trong c¸c chÕ ®é phô t¶i cùc ®¹i ®-îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Imax = Trong ®ã : S max .103 A n 3.U dm - n : Sè m¹ch cña ®-êng d©y (®-êng d©y mét m¹ch n=1, ®-êng d©y 2 m¹ch n=2) - U®m : §iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¹ng ®iÖn (kV) - Smax : C«ng suÊt ch¹y trªn ®-êng d©y khi phô t¶i cùc ®¹i (MVA) Dùa vµo tiÕt diÖn d©y dÉn tÝnh ®-îc theo c«ng thøc trªn tiÕn hµnh chän tiÕt diÖn tiªu chuÈn gÇn nhÊt vµ kiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn vÒ sù t¹o thµnh vÇng quang ®å bÒn c¬ cña ®-êng d©y vµ ph¸t nãng d©y dÉn trong c¸c chÕ ®é sau sù cè. §èi víi ®-êng d©y 110kV ®Ó kh«ng xuÊt hiÖn vÇng quang c¸c d©y nh«m lâi thÐp cÇn ph¶i cã tiÕt diÖn  70mm2. 14 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 §å bÒn c¬ cña ®-êng d©y trªn kh«ng th-êng ®-îc phèi hîp ®iÒu kiÖn vÒ vÇng quang cña d©y dÉn, cho nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn nµy. §Ó ®¶m b¶o cho ®-êng d©y vËn hµnh b×nh th-êng trong c¸c chÕ ®é sau sù cè cÇn ph¶i cã ®iÒu kiÖn sau : Isc  Icp Trong ®ã : - Isc : Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y trong chÕ ®é sù cè - Icp : Dßng ®iÖn lµm viÖc l©u dµi cho phÐp cña d©y dÉn. 2. KiÓm tra l¹i c¸c ®iÒu kiÖn sau : - KiÓm tra ph¸t nãng d©y dÉn : Theo ®iÒu kiÖn : Iscmax < K . Icp Trong ®ã : - Iscmax : Lµ dßng ®iÖn lín nhÊt trong c¸c tr-êng hîp sù cè (lé kÐp hay m¹ch vßng bÞ ®øt mét d©y) - Icp : Lµ dßng ®iÖn lµm viÖc l©u dµi trªn d©y dÉn, øng víi nhiÖt ®é tèi ®a lµ 25oC - K : Lµ hÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é, K = 0,8 (øng víi nhiÖt ®é m«i tr-êng lµ 35 oC) - KiÓm tra tæn thÊt ®iÖn ¸p trong ®iÒu kiÖn b×nh th-êng vµ ®iÒu kiÖn sù cè : Tæn thÊt ®iÖn ¸p ®-îc tÝnh theo biÓu thøc : U = P.R  Q. X .100 U2 Ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn : - Lóc b×nh th-êng : Ubtmax %  Ubtcp% = 10% - Lóc sù cè : Uscmax %  Usccp% = 20% Víi hé tiªu thô dïng m¸y biÕn ¸p cã ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p d-íi t¶i th× xÐt theo ®iÒu kiÖn sau : - Lóc b×nh th-êng : Ubtmax %  15% - Lóc sù cè : Uscmax %  25% 15 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 V - TÝnh to¸n vÒ mÆt kü thuËt cña c¸c ph-¬ng ¸n : A. Ph-¬ng ¸n 1 : S¬ ®å m¹ng ®iÖn cña ph-¬ng ¸n I cho trªn h×nh 2.2a 1. Chän tiÕt ®iÖn d©y dÉn : Khi tÝnh tiÕt diÖn c¸c d©y dÉn cÇn sö dông c¸c dßng c«ng suÊt ë b¶ng 3.1 a) Chän tiÕt diÖn d©y dÉn cña ®-êng d©y N§I-6 : C«ng suÊt tõ N§I truyÒn vµo ®-êng d©y N§I-4 ®· ®-îc x¸c ®Þnh ë môc tr-íc lµ : S = 22,5 + j10,89 MVA Dßng ®iÖn trªn ®-êng d©y khi phô t¶i cùc ®¹i b»ng : IN§I-6 = S ND 6 2 3U dm .103  22,52  10,892 .103  65, 6 A 2. 3.110 TiÕt diÖn d©y dÉn cã gi¸ trÞ : FN§I-6 = I ND16 65,9   65,9mm2 J kt 1 §Ó kh«ng xuÊt hiÖn vÇng quang trªn ®-êng d©y cÇn chän d©y dÉn AC cã tiÕt diÖn F = 70mm2 vµ dßng ®iÖn cho phÐp Icp = 265A KiÓm tra dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y trong c¸c chÕ ®é sù cè. §èi víi ®-êng d©y liªn kÕt N§I - 6 - N§II sù cè cã thÓ x¶y ra trong 2 tr-êng hîp sau : - Ngõng mét m¹ch trªn ®-êng d©y - Ngõng mét tæ m¸y ph¸t ®iÖn cña N§I NÕu ngõng mét m¹ch cña ®-êng d©y th× dßng ®iÖn trªn m¹ch cßn l¹i b»ng : I1sc = 2IN§I-6 = 2  65,9 = 131,8 A Nh- vËy I1sc = 131,8A < 0,8Icp = 212A vËy ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn ph¸t nãng khi sù cè Khi ngõng mét tæ m¸y ph¸t ®iÖn N§I th× mét m¸y ph¸t cßn l¹i sÏ ph¸t 100% c«ng suÊt N§I b»ng : Pf1 = 1  100 = 100MW C«ng suÊt tù dïng cña nhµ m¸y b»ng : Ptd = 0,01  100 = 10MW 16 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 C«ng suÊt ch¹y trªn ®-êng d©y b»ng : PN§I-6 = Pf1 - Ptd - PN§I-6 - PN§I Ta cã : PN§I = P1 +P2 +P3 +P4 =25+35+10+20=90MW ; PN§I = 0,05  PN§I =0,05  90=4,5 MW Do ®ã : PN§I-6 = 100 - 10 - 90 - 4,5 = - 4,5MW Nh- vËy trong chÕ ®é sù cè nµy N§II cÇn cung cÊp cho nhµ m¸y N§I b»ng 4,5MW. C«ng suÊt ph¶n kh¸ng ch¹y trªn ®-êng d©y cã thÓ tÝnh gÇn ®óng nh- sau: QN§1-6 = PN§I-6 tgf1 = 4,5  0,62 = 2,79MVAr Do ®ã : S6-N§I = 4,5 + j2,79 MVA Dßng c«ng suÊt tõ N§II truyÒn vµo ®-êng d©y N§II-6 b»ng : SN§II-6 = S6 + S6-N§I = 45 + j21,78 + 4,5 + j2,79 = 49,5 + j24,57 MVA Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y 4-N§I : I2sc = 4,52  2, 792 .103  13,89 A 2. 3.110 KÕt qu¶ tÝnh cho thÊy r»ng : I2sc < 0,8Icp = 212 A  ®¶m b¶o vËn hµnh b) TÝnh tiÕt diÖn ®-êng d©y N§II-6 : Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y trong chÕ ®é phô t¶i cùc ®¹i. IN§II-6 = 22,52  10,892 .103  65, 6 A 2. 3.110 TiÕt diÖn d©y dÉn : FN§II-6 = Chän d©y dÉn AC - 70 ; 65,6  65,6mm2 1 Icp = 265 Khi ngõng mét ®-êng d©y, dßng ®iÖn ch¹y trªn m¹ch cßn l¹i cã gi¸ trÞ. I1sc = 2  65,6 = 131,2A < 0,8Icp = 212A Tr-êng hîp háng mét tæ m¸y cña N§I, dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng b»ng : 17 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 I2sc = 49,52  24,57 2 .103  145, 03  0,8I cp  212 A 2. 3.110 c) TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cña ®-êng d©y N§I-1 : Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y b»ng : IN§I-1 = 252  12,12 .103  72,89 A 2. 3.110 TiÕt diÖn d©y dÉn cã gi¸ trÞ : FN§I-1 = Chän d©y dÉn AC - 95 ; 72,89  72,89mm2 1 Icp = 330A Khi ngõng mét m¹ch ®-êng d©y, dßng ®iÖn ch¹y trªn m¹ch cßn l¹i b»ng: Isc = 2  72,89 = 145,78A Nh- vËy Iscmax < 0,8Icp = 264A d) TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cña ®-êng d©y N§I-2 : Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y b»ng : IN§I-2 = 352  16,942 .103  102, 04 A 2. 3.110 TiÕt diÖn d©y dÉn cã gi¸ trÞ : FN§I-2 = Chän d©y dÉn AC - 120 ; 102,04  102,04mm2 1 Icp = 380A e) TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cña ®-êng d©y N§I-3 : Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y b»ng : IN§I-3 = 102  4,842 .103  58,31A 3.110 TiÕt diÖn d©y dÉn cã gi¸ trÞ : FN§I-3 = Chän d©y dÉn AC - 70 ; 58,31  58,31mm2 1 Icp = 265A 18 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 f) TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cña ®-êng d©y N§I-4 : Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y b»ng : IN§I-4 = 202  9, 682 .103  58,31A 2. 3.110 TiÕt diÖn d©y dÉn cã gi¸ trÞ : FN§I-4 = Chän d©y dÉn AC - 70 ; 58,31  58,31mm2 1 Icp = 265A g) TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cña ®-êng d©y N§II-5 : Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y b»ng : IN§II-5 = 402  19,362 .103  116, 62 A 2. 3.110 TiÕt diÖn d©y dÉn cã gi¸ trÞ : FN§II-5 = Chän d©y dÉn AC - 120 ; 116,62  116,62mm2 1 Icp = 380A h) TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cña ®-êng d©y N§II-7 : Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y b»ng : IN§II-7 = 362  17, 422 .103  104,95 A 2. 3.110 TiÕt diÖn d©y dÉn cã gi¸ trÞ : FN§II-7 = Chän d©y dÉn AC - 120 ; 104,95  104,95mm2 1 Icp = 380A i) TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cña ®-êng d©y N§II-8 : Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®-êng d©y b»ng : IN§II-8 = 302  14,522 .103  87, 47 A 2. 3.110 TiÕt diÖn d©y dÉn cã gi¸ trÞ : 19 SV:NguyÔn H÷u S¬n Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368 FN§II-8 = Chän d©y dÉn AC - 95 ; 87, 47  87, 47 mm2 1 Icp = 330A Khi ngõng mét m¹ch ®-êng d©y, dßng ®iÖn ch¹y trªn m¹ch cßn l¹i b»ng: Isc = 2  87,47 = 174,94A Nh- vËy Iscmax < 0,8Icp = 264A So s¸nh Isci víi KIcpi trªn c¸c ®o¹n ta thÊy KIcpi > Isci Do ®ã d©y dÉn ®· chän trªn ®Òu tho¶ m·n vÒ ®iÒu kiÖn ph¸t nãng lóc sù cè. B¶ng2.2 - KÕt qu¶ tÝnh to¸n cña ph-¬ng ¸n I Simax (MVA) Lé §D Iimax (A) Fi tÝnh to¸n Fi chän Icpi Iscimax (mm2) (mm2) (A) (A) N§I-1 25 + j12,1 72,89 72,89 AC-95 330 145,78 N§I-2 35 + j16,94 102,04 102,04 AC-120 380 204,08 N§I-3 10 + j4,84 58,31 58,31 AC-70 265 116,62 N§I-4 20 + j9,68 58,31 58,31 AC-70 265 116,62 N§I-6 22,5+j10,89 65,6 65,6 AC-70 265 131,2 N§II-5 40 + j19,36 116,62 116,62 AC-120 380 233,24 N§II-6 22,5+j10,89 65,6 65,6 AC-70 265 131,2 N§II-7 36 + j17,42 104,95 104,95 AC-120 380 209,9 N§II-8 30 + j14,52 87,47 87,47 AC-95 330 174,94 Víi d©y dÉn AC kho¶ng c¸ch TB h×nh häc gi÷a c¸c pha DTB = 5m tra b¶ng ta ®-îc B c¸c th«ng sè r0 ; x0 ; b0 cña c¸c ®o¹n ®-êng d©y, råi tõ ®ã tÝnh ®-îc R ; X ; . Trong s¬ 2 ®å thay thÕ h×nh  cña c¸c ®-êng d©y theo c¸c c«ng thøc sau : R= 1 r0 . l n ; X= 1 x0 . l n ; 1 B = nb0 . l 2 2 Trong ®ã : n lµ sè m¹ch cña ®-êng d©y, ®èi víi ®-êng d©y cã 1 m¹ch th× n = 1, cã hai m¹ch th× n = 2. KÕt qu¶ tÝnh c¸c th«ng sè cña tÊt c¶ c¸c ®-êng d©y trong m¹ng ®iÖn cña ph-¬ng ¸n I ®-îc ghi l¹i ë b¶ng 2.3 20 SV:NguyÔn H÷u S¬n