Đồ án tốt nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là dạng năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các
lĩnh vực hoạt động kinh tế và đời sống của con người. Nhu cầu sử dụng điện ngày
càng cao, chính vì vậy chúng ta cần xây dựng thêm các hệ thống điện nhằm đảm
bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ. Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện,
các mạng điện và các hộ tiêu thụ điện được liên kết với nhau thành một hệ thống
để thực hiện quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng. Mạng
điện là một tập hợp gồm có các trạm biến áp, trạm đóng cắt, các đường dây trên
không và các đường dây cáp. Mạng điện được dùng để truyền tải và phân phối
điện năng từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ.
Cùng với sự phát triển công nghiệp hoá , hiện đại hoá của đất nước . Công
nghiệp điện lực giữ vai trũ đặc biệt quan trọng do điện năng là nguồn năng lượng
được sử dụng rộng rói nhất trong các nghành kinh tế quốc dân. Ngày nay nền
kinh tế nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ , đời sống không ngừng nâng
cao, các khu đô thị , dân cư cũng như các khu công nghiệp xuất hiện ngày càng
nhiều , do đó nhu cầu về điện năng tăng trưởng không ngừng .
Để đáp ứng được nhu cầu cung cấp điện ngày càng nhiều và không ngừng
của đất nước của điện năng thỡ công tác quy hoạch và thiết kế mạng lưới điện
đang là vấn đề cần quan tâm của ngành điện nói riêng và cả nước nói chung.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện giúp sinh viên áp dụng được
những kiến thức đó học để thực hiện được những công việc đó. Tuy là trên lý
thuyết nhưng đó phần nào giúp cho sinh viên hiểu được hơn thực tế đồng thời có
những khái niệm cơ bản trong công việc quy hoạch và thiết kế mạng lưới điện và
cũng là bước đầu tiên tập duợt đêt có những kinh nghiệm cho công việc sau này
nhằm đápứng đúng đắn về kinh tế và kỹ thuật trong công việc thiết kế và xây
dựng mạng lưới điện sẽ mang lại hiệu quả cao đối với nền kinh tế đang phát triển
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
12
Đồ án tốt nghiệp
ở nước ta nói chung và đối với ngành điện nói riêng. Việc thiết kế mạng lưới điện
phải đạt đuợc những yêu cầu về kỹ thuật đồng thời giảm tối đa được vốn đầu tư
trong phạm vi cho phép là vô cùng quan trọng đối vơi nền kinh tế của nước ta
hiện nay.
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
13
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG I : CÂN BẰNG CÔNG SUẤT - ĐỊNH RA PHƯƠNG THỨC
VẬN HÀNH CỦA CÁC NHÀ MÁY
I. Phân tích nguồn điện cung cấp và phụ tải
Phân tích nguồn và phụ tải của mạng điện là một phần quan trọng trong
tính toán thiết kế.
Tính toán thiết kế có chính xác hay không hoàn toàn phụ thuộc vào mức độ
chính xác của công tác thu thập phụ tải và phân tích nó.
Phân tích nguồn là một việc làm cần thiết nhằm định hướng phương thức
vận hành của nhà máy điện, phân bố công suất giữa các tổ máy, hiệu suất, cos
và khả năng điều chỉnh.
1.Phụ tải
Phụ tải
Pmax(MW)
Cos
Y/c đ/c U
Loại PT
Udm (kV)
1
45
0,85
Kt
I
2
30
0,85
Kt
I
3
25
0,85
Kt
I
4
25
0,85
T
III
5
28
0,8
T
III
10kV
6
24
0,8
T
I
7
26
0,8
T
I
8
15
0,8
T
I
- Tmax = 4500h.
- Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại.
- Phụ tải 1, 2, 3 có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, phụ tải 4, 5, 6, 7
và 8 có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường.
- hệ số công suất Cos của các phụ tải 1, 2,3 và 4 là: Cos = 0,85. Các phụ tải
còn lại có hệ số công suất Cos = 0,8.
- Lập bảng các thông số phụ tải:
Bảng 1.1 Thông số của các phụ tải
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
14
Đồ án tốt nghiệp
Hộ tiêu
&
Smax =Pmax +jQ max
Smax ,
&
Smin =Pmin +jQ min
Smin ,
thụ
,
MVA
,
MVA
1
2
3
4
5
6
7
8
Tổng
MVA
45 +j27,86
30 + j18,57
25 + j15,47
25 + j15,47
28 + j21,00
24+j18,00
26+j19,50
15+j11,25
218+j147,12
53,93
35,28
29,4
29,4
35
30
32,5
18,75
MVA
31,50 + j19,50
21,00 + j13,00
17,50 + j10,83
17,50 +j10,83
19,60 +j14,70
16,80 +j12,60
18,20 +j13,65
10,50 +j7,88
37,05
24,70
20,58
20,58
24,50
21,00
22,75
13,13
2. Nguồn điện
Mạng điện thiết kế bao gồm hai nhà máy nhiệt điện cung cấp cho 8 phụ tải.
+ Nhà máy nhiệt điện I gồm:
- 3 tổ máy, mỗi tổ có công suất định mức là 50MW.
- Công suất đặt PĐNĐ = 3.50 = 150 MW.
- Hệ số công suất Cosö = 0,8.
+ Nhà máy nhiệt điện II gồm :
- 4 tổ máy, mỗi tổ có công suất định mức là 50MW.
- Công suất đặt PĐNĐ= 4.50 = 200MW.
- Hệ số công suất Cosö=0,8.
Đặc điểm của nhà máy nhiệt điện là hiệu suất thấp (Khoảng 30%) thời gian
khởi động lâu (nhanh nhất cũng mất từ 4 đến 10 giờ ), nhưng điều kiện làm việc
của nhà máy nhiệt điện là ổn định, công suất phát ra có thể thay đổi tuỳ ý, điều đó
phù hợp với sự thay đổi của phụ tải trong mạng điện.
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
15
Đồ án tốt nghiệp
Thời gian xuất hiện phụ tải cực tiểu thường chỉ vài giờ trong ngày, nên muốn
đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải nằm rải rác xung quanh nhà máy nhiệt
điện ta dùng nguồn điện dự phòng nóng.
Chế độ làm việc của nhà máy nhiệt điện chỉ đảm bảo được tính kinh tế khi
nó vận hành với (80 – 90%)Pđm.
Để đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ta phải quan tâm đến tính chất của
các phụ tải, đặt phương thức cung cấp điện đáp ứng yêu cầu của các hộ phụ tải.
II. Cân bằng công suất
1. Cân bằng công suất tác dụng
Để đảm bảo cho mạng điện làm việc ổn định, đảm bảo cung cấp điện cho
các hộ phụ tải thì nguồn điện phải cung cấp đầy đủ cả về công suất tác dụng và
công suất phản kháng cho các phụ tải, tức là mỗi thời điểm luôn luôn tồn tại cân
bằng giữa nguồn công suất phát và công suất tiêu thụ cộng với công suất tổn hao
trên đường dây và máy biến áp.
Mục đích của phần này ta tính toán xem nguồn điện có đáp ứng đủ công
suất tác dụng và công suất phản kháng không. Từ đó đưa ra phương thức vận
hành cụ thể cho từng nhà máy điện, nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các
phụ tải cũng như chất lượng điện năng.
Khi tính toán sơ bộ ta coi tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và
máy biến áp là không đổi. Nó được tính theo phần trăm công suất của phụ tải cực
đại.
Cân bằng công suất tác dụng trong mạng điện được biểu diễn bằng biểu
thức sau:
PF = PYC = m .PPT + PMĐ + PTD+ PDT
(1)
Trong đó :
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
16
Đồ án tốt nghiệp
- ÓPYC: tổng công suất tác dụng yêu cầu trong mạng điện.
- m : hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại cùng 1 lúc, lấy m =1
- PF : tổng công suất tác dụng của các nhà máy
PF = PF1 + PF2
=3,50 +4.50 = 350 MW
- PPT : tổng công suất tác dụng của các phụ tải
PPT = PPT1 + PPT2 + PPT3 + PPT4+ PPT5+ PPT6+ PPT7+ PPT8 =
= 45+30+25+25+28+24+26+15 = 218 MW
- PMĐ : tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện Từ (5 8%)PPT,ở
đây ta lấy PMĐ = 5%PPT .
PMĐ= 5%PPT = 0.05 * 218 = 10.9 MW
- PTD: Tổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện. ( Đối với nhiệt điện
ta lấy bằng 10 %)
PTD=10%PF = 0,1.(3.50 + 4.50) = 35 MW
- PDT : Tổng công suất tác dụng dự trữ
Theo công thức cân bằng (1) ta có:
PDT =PF - m .PPT - PMĐ - PTD =
= 350 - 218 – 10,9 - 35 = 86,1 MW.
Thấy rằng : PDT = 86,1 MW; PDT/PPT = 86,1/218 =39,5%
- Lớn hơn công suất của một tổ máy lớn nhất, lớn hơn 15% PPT
DO ĐÓ TA KHÔNG CẦN PHẢI ĐẶT THÊM MỘT TỔ MÁY ĐỂ DỰ PHũng.
2. Cân bằng công suất phản kháng
Cân bằng công suất phản kháng được biểu diễn bằng biểu thức sau:
Qbù + QF = ÓQYC = m.QPT + QL - QC + QBA + QTD + QDT (2)
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
17
Đồ án tốt nghiệp
Trong đó :
- ÓQYC: tổng công suất phản kháng yêu cầu trong mạng điện.
- m: hệ số đồng thời, lấy m = 1.
- QF : tổng công suất phản kháng của các nhà máy phát ra
QF = PF . tg F=350.0,75 = 262,5 MVAr
( với cosöF1 = cosöF2 = cosöF = 0.8 nên tgöF = 0,75)
- QPT : tổng công suất phản kháng của các phụ tải.
QPT = QPT1 + QPT2 + QPT3 + QPT4+ QPT5+ QPT6+ QPT7+ QPT8 =
= 27,86+18,57+15,47+15,47+21+18+19,5+11,25 = 147,12 MVAr
- QL: tổng tổn thất công suất phản kháng trên cảm kháng của đường dây.
- QC : tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây sinh ra. Trong khi
tính sơ bộ ta lấy : QL ≈ QC .
- QBA: tổng tổn thất công suất phản kháng trong các MBA.
QBA = 15%.QPT = 0,15 .147,12 = 22,07 MVAr
- QTD : tổng công suất phản kháng tự dùng của nhà máy điện.
QTD =PTD . tg TD = 35 . 0,75 = 26,25 MVAr
(với cosöTD = 0,8 nên tgöTD = 0,75)
- QDT: tổng công suất phản kháng dự trữ cho mạng điện, có thể lấy bằng công
suất phản kháng của một tổ máy phát lớn nhất.
QDT = PDT . tg DT = 86,1. 0,75 = 64,58 (MVAr)
( Với Cos = 0,8 tg = 0,75 )
DO ĐÓ TA CÓ TỔNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG YÊU CẦU CỦA
MẠNG ĐIỆN bằng:
∑QYC = 147,12 + 22,07 + 26,25 + 64,58 =
260,02 MVAR
Từ biểu thức cân bằng (2) ta có:
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
18
Đồ án tốt nghiệp
Qbù = PYC - QF = 260,02 – 262,5 = - 2,48 MVA
Vì vậy ta không cần bù sơ bộ công suất phản kháng trong mang điện
Như vậy qua tính toán sơ bộ luôn có sự cân bằng công suất.
III. Xác định sơ bộ phương thức vận hành của các nhà máy
1. Chế độ phụ tải cực đại
Chọn nhà máy I làm nhà máy chủ đạo. Ta có công suất yêu cầu của phụ tải
(PYC) không kể công suất dự trữ (PDT) là :
PYC = PPT + PMĐ +PTD = 218 + 10,9 + 35 = 263,9 MW
Cho nhà máy NĐI phát 85% công suất đặt ta có :
PF1=85% .150 =127,5 MW
Nhà máy II phải đảm nhận một lượng công suất phát là :
PF2 = PYC- PF1 = 263,9 -127,5 = 136,4 MW
Vậy nhà máy II phải phát 136,4/200 = 68,2% công suất định mức.
2. Chế độ phụ tải cực tiểu.
Theo đồ án ở chế độ phụ tải cực tiểu thì
∑PMIN = 70% . ∑PMAX = 0,7.218 = 152,6 MW
Ta có : PYCmin = 70% . PYCMax= 0,7.263,9 = 184,73 MW.
Ở chế độ phụ tải cực tiểu cho phép phát đến 50% công suất đặt của nhà máy, nên
cắt bớt một số tổ máy. Giả sử cắt bớt ở nhà máy I 1 tổ máy, cho các tổ máy còn
lại phát với 85% công suất định mức.
Công suất phát của nhà máy I là:
PF1 = 85%. 100 = 85MW
Nhà máy II phải đảm nhận một lượng công suất phát là :
PF2= PYCmin- PF1 = 184,73 - 85= 99,73 MW
Khi đó nhà máy II vận hành 3 tổ với 99,73/150 = 66,4 % công suất định mức.
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
19
Đồ án tốt nghiệp
3. Chế độ sự cố
Sự cố nhà máy I bị sự cố hỏng 1 tổ máy.Khi đó 2 tổ máy còn lại sẽ phát với
100% công suất định mức.
PF1 SC= 100% .100 = 100MW
Do : PYC = 263,9
Nhà máy II cần phát :
PF2SC = PYC –PF1SC = 263,9 –100= 163,9 MW
Vậy nhà máy 2 vận hành cả 4 tổ máy với 163,9/200 = 81,95% công suất định
mức của chúng thỡ ĐÁP ỨNG ĐƯỢC YÊU CẦU CÔNG SUẤT CỦA PHỤ TẢI.
4. Tổng kết về phương thức vận hành của các nhà máy
Từ các lập luận cùng với các tính toán ở trên ta có bảng tổng kết phương thức vận hành
của 2 nhà máy trong các chế độ như sau :
Chế độ vận hành
Nhà máy điện I
Nhà máy điện 1
- 3tổ máy
Phụ tải cực đại
- 4 tổ máy
- Phát 127.5MW
- Phát 136,4MW
- Chiếm 85% công suất - Chiếm 68,2% công suất
định mức.
- 2tổ máy
Phụ tải cực tiểu
định mức.
- 3 tổ máy
- Phát 85MW
- Phát 99,73 MW
- Chiếm 85 % công suất - Chiếm 66,4 % công suất
định mức.
- 2 tổ máy
Chế độ sự cố
định mức.
- 4 tổ máy
- Phát 100 MW
- Phát 163,9 MW
- Chiếm 100% công suất - Chiếm 81,5% công suất
định mức.
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
định mức.
20
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ
I. Đề xuất phương án
1. Phương án chung thành lập các phương án
Tính toán lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý phải dựa trên nhiều
nguyên tắc, nhưng nguyên tắc chủ yếu và quan trọng nhất của công tác thiết kế
mạng điện là cung cấp điện kinh tế với chất lượng và độ tin cậy cao. Mục đích
tính toán thiết kế là nhằm tìm ra phương án phù hợp. Làm được điều đó thì vấn
đề đầu tiên cần phải giải quyết là lựa chọn sơ đồ cung cấp điện. Trong đó những
công việc phải tiến hành đồng thời như lựa chọn điện áp làm việc, tiết diện dây
dẫn, tính toán các thông số kỹ thuật, kinh tế …
Trong quá trình thành lập phương án nối điện ta phải chú ý tới các nguyên tắc
sau đây :
-
Mạng điện phải đảm bảo tính án toàn cung cấp điện liện tục, mức độ
đảm bảo an toàn cung cấp điện phụ thuộc vào hộ tiêu thụ. Đối với phụ tải
loại 1 phải đảm bảo cấp điện liên tục không được phép gián đoạn trong bất
cứ tình huống nào, vì vậy trong phương án nối dây phải có đường dây dự
phòng.
-
Đảm bảo chất lượng điện năng .
-
Chỉ tiêu kinh tế cao, vốn đầu tư thấp, tổn thất nhỏ, chi phí vận hành
hàng năm nhỏ.
-
Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Vận hành đơn giản, linh hoạt và
có khả năng phát triển.
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
21
Đồ án tốt nghiệp
Kết hợp với việc phân tích nguồn và phụ tải ở trên nhận thấy: Trong các hộ
phụ tải có 6 phụ tải là hộ loại I và 2 phụ tải là hộ loại III, yêu cầu độ tin cậy cung
cấp điện khác nhau. Do đó phải sử dụng các biện pháp cung cấp điện như: lộ kép,
lộ đơn, mạch vòng.
Từ bản đồ vị trí của các nhà máy điện và các hộ tiêu dùng ta vẽ đuợc sơ đồ dưới
đây:
Sơ đồ địa lý của hệ thống điện
7
4
Spt2=26+j19,5
8
53,
m
70 km
km
km
50
42 Spt3=25+j15,47
,43
Spt2=24+j18
km
72,8 k
60 km
m
1
km
Spt1=45+j27,86
03
,
64
2
NĐI
3x50MW
cosf =0,8
m
6
7
,5
56
m
3
Spt2=25+j15,47
44,
72
k
72,8
km
5k
NĐII
4x50MW
cosf =0,8
41,23 k
m
50,99 k
km
50
Spt2=30+j18,57
5
Spt5=28+j21
30 km
8
Spt2=15+j11,25
2. Thành lập các phương án
Từ các điều kiện trên và căn cứ vào sơ đồ địa lý hệ thống điện ta có thể đưa ra
nhiều phương án thiết kế hệ thống điện,tuy nhiên sau khi tính toán sơ bộ ta chọn
ra năm phưong án tói ưu hơn cả để tính toán chi tiết sau đó sẽ so sánh và chọn ra
phương án tói ưu nhất.
Các phương án thiết kế đựoc lựa chọn để tính toán chi tiết:
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
22
Đồ án tốt nghiệp
7
7
7
4
4
4
3
3
3
6
6
6
NĐII
4x50MW
cosf =0,8
NĐII
4x50MW
cosf =0,8
NĐII
4x50MW
cosf =0,8
NĐI
3x50MW
cosf =0,8
1
NĐI
3x50MW
cosf =0,8
1
2
2
2
8
5
8
5
Phuong án 1
NĐI
3x50MW
cosf =0,8
1
5
Phuong án 2
8
Phuong án 3
7
7
4
4
3
3
6
6
NĐII
4x50MW
cosf =0,8
NĐII
4x50MW
cosf =0,8
NĐI
3x50MW
cosf =0,8
1
2
NĐI
3x50MW
cosf =0,8
1
2
5
Phuong án 4
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
8
5
8
Phuong án 5
12
Đồ án tốt nghiệp
II. Tính toán chi tiết kỹ thuật các phương án
A.Phương pháp tính toán
1.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 tính điện áp định mức của các thiết
bị trong mạng điện như máy biến áp, máy phát, đường dây. Điện áp định mức
đảm bảo cho các thiết bị hoạt động tốt và đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất.
Dựa vào công thức kinh nghiệm:
U = 4,34. l 16 , kV (1)
Trong đó:
l - là khoảng cách truyền tải, km
P - là công suất truyền 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.
2.Chọn tiết diện dây dẫn.
Đối với các lưới điện cao áp, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ
kinh tế của dòng điện:
max i
Ftt =
(mm) (2)
J kt
Trong đó: Jkt - Mật độ kinh tế của dòng điện, A/ mm2
Với Tmax = 4500h và dây AC thì Jkt = 1,1
Imaxi - Dòng điện làm việc trong chế độ phụ tảI cực đại trên đường
dây thứ i, A
Dòng làm việc trên mỗi mạch đường dây xác định theo công thức:
S maxi
P2 Q2
Imaxi = n 3 U .103 =
.103 (A) (3)
n 3 U dm
dm
Trong đó:
Smaxi -Công suất lớn nhất chạy trên đường dây thứ i, MVA
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
12
Đồ án tốt nghiệp
Uđm - Điện áp định mức của mạng điện, kV
n - Số lộ dây trên đoạn thứ i
Sau khi tính toán ta chọn tiế diện dây dẫn có tiết diện:
F ≥ Ftt
3.Kiểm tra điều kiện.
Kiểm tra điều kiện xuất hiện vầng quang, đối với đường dây 110 kV, để
không xuất hiện vầng quang các dây AC cần phải có tiết diện F 70 mm2
Kiểm tra phát nóng dây dẫn
Đối với đường dây kép khi đứt 1 lộ đường dây thì dòng điện sự cố tăng lên
gấp đôi Isc = 2.Imax, để đảm bảo điều kiện phát nóng của dây dẫn thì Isc Icp
Kiểm tra tổn thất điện áp
Yêu cầu đối với điều chỉnh điện áp là:
Umaxbt % 10 %
Umaxsc % 20 %
Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i nào đó khi vận hành bình thường
được xác định theo công thức:
U ibt
Pi Ri Qi X i
.100 (4)
2
U dm
Trong đó:
Pi, Qi - công suất chạy trên đường dây thứ i
Ri, Xi - điện trở và điện kháng của đường dây thứ i
Tổn thất điện áp trong mạng điện khi đứt một mạch đường dây( đối với đường
dây có hai mạch )
Ui sc = 2Ui bt
Kiểm tra cả trong chế độ cực đại và chế độ sự cố của nhà máy điện khi một tổ
máy phát ngừng hoạt động.
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
13
Đồ án tốt nghiệp
B.Tính toán chi tiết kỹ thuật.
1.Phương án 1
7
4
Spt7
Spt4
3
6
NĐII
4x50MW
cosf =0,8
Spt3
Spt6
NĐI
3x50MW
cosf =0,8
1
S
pt1
2
Spt2
8
5
Spt5
Spt8
a. Phân bố công suất.
Dòng công suất từ các nhà máy điện truyền đến các phụ tải là:
SII – 2 = 30 + j18,57 MVA; SII – 6 = 24+ j18 MVA
SII – 7 = 26 + j19,5 MVA; SI – 8 = 15 + j11,25 MVA
SI – 3 = 25 + j15,47 MVA; SI – 4 = 25 + j15,47 MVA
SI – 5 = 28 + j21 MVA
Công suất từ nhà máyI truyền vào đường dây I – 1 được xác định:
PI - 1 = PF1 – PI – PTD1
Trong đó:
PF1- Tổng công suất phát của nhà máy NĐI
PTD1- Công suất tự dùng trong nhà máy NĐI
SI- Tổng công suất của các phụ tải nối với NĐI
( SI = PI – 3+ PI – 4 + PI – 5+ PI – 8 )
Ta có:
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
14
Đồ án tốt nghiệp
PI – 1 = 0,85.150-(25+25+28+15) -15 = 19,5MW
QI – 1= 19,5. tg = 19,5.0,619 = 12,07
Vậy :
SI – 1 = 19,5+j12,07MVA
Khi đó công suất từ NĐII truyền vào đường dây II – 1 là:
SII – 1 = S1 – SI – 1 = 45 + j27,86– (19,5+ j12,07) = 25,5+j15,79MVA
b. Chọn điện áp định mức của mạng điện.
Lập bảng tính điện áp mạng điện theo công thức (1) ta đươc bảng sau:
Bảng 2.1 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Đường
Công suất
Chiều dài
Điện áp tính
Điện áp định
dây
truyền tải,
đường dây L,
toán U kV
mức của mạng
II – 1
I–3
I–4
I–5
II – 2
II – 6
II – 7
I–8
I–1
MVA
25.5+j15,79
25+j15,47
25+j15,47
28+j21
30+j18,57
24+j18
26+j19,5
15+j11,25
19.5 + j12,07
km
78,2
56,57
70
64,03
50
41.23
72,8
44,72
60
Uđm, kV
95,16
92,73
94,09
98,2
99,9
89,49
95,95
73,23
83,7
110
Vậy ta chọn điện áp định mức của mạng điện là 110kV.
c. Chọn tiết diện dây dẫn.
*) Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây I – 1.
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại
II - 1 =
SI - 1
2. 3.U dm
3
.10 =
19,52 +12,07 2
2. 3.110
.103 =60,18 A
Tiết diện dây dẫn
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
15
Đồ án tốt nghiệp
FI - 1 =
II - 1
60,18
=
= 54,71 mm 2
J kt
1,1
Để không xuất hiện vầng quang ta chọn dây AC có F = 70 mm 2 và dòng điện cho
phép ICP = 265 A.
*) Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây II – 1.
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại
I II - 1 =
SII - 1
2. 3.U dm
3
,10 =
25,52 +15,792
2. 3.110
.103 = 78,71 A
Tiết diện dây dẫn
FII - 1 =
I II - 1
78,71
=
= 71,55 mm 2
J kt
1,1
Để không xuất hiện vầng quang ta chọn dây AC có F = 70 mm 2 và dòng điện cho
phép ICP = 265 A.
Kiểm tra dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ sau sự cố:
- ngừng 1 mạch trên đường dây
- ngừng 1 tổ máy phát điện
* Khi ngừng 1 mạch của đường dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
II – 1 SC = 2II – 1 = 2.60,18 = 120,36 A
III – 1 SC = 2III – 1 = 2 .78,71 = 157,42 A
Như vậy
ISC < ICP
* Khi ngừng 1 tổ máy phát của nhà máy NĐI thì 3 tổ máy phát còn lại sẽ phát
100% công suất.
Công suất từ NĐI truyền vào đường dây I – 1 bằng:
PI – 1 = 100 – 10 – (25+25+28+15) = -3 MVA
QI – 1= -3. tg = -3.0,75 = -2,25MVAr
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
16
Đồ án tốt nghiệp
SI – 1 = -3 -j2,25MVA
đường dây II – 1 là:
SII – 1 = S1– SI – 1 = 45 + j27,86– (-3 –j2,25) =
= 48+ j30.11 MVA
Dòng điện chạy trên đường dây I – 1 bằng:
I I - 1 SC =
(3) 2 +(-2,25) 2
2. 3.110
.103 = 9,84 A
Dòng điện chạy trên đường dây II – 1 bằng:
I II - 1 SC =
Vậy
482 +30,112
2. 3.110
.103 = 148,69 A
ISC < ICP
Tương tự ta tính cho các đường dây khác. Kết quả tính toán ở trong bảng dưới
đây:
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
17
Đồ án tốt nghiệp
ảng 2.2 Thông số của các đường dây trong mạng điện
b0.10-6
R,
X,
Ù/km Ù/km
S/km
Ù
Ù
60
0,46
0,440
2,58
13,8
13,2
1,55
Đường
S,
Ibt ,
Ftt,
Ftc,
ICP,
ISC,
L,
dây
MVA
A
mm2
mm2
A
A
km
1
x0,
B 4
.10 ,
2
S
1 tổ
máy
9,84
r0,
I– 1
19.5+j12,07
60,18
54,70
70
265
mạch
120,36
II – 1
25.5+j15,79
78,71
68,5
70
265
157,42 148,69
72,8
0,46
0,440
2,58
16,74 16,02
1,88
I –3
I–4
25+j15,47
25+j15,47
70
150
265
445
154,3
308,6
56,57
70
0,46
0,21
0,440
1,416
2,58
2,74
13,04 12,44
14,7 29,12
1,46
0,96
64,03
0,17
0,409
2,84
10,89 26,19
0,91
77,15 70,13
154,31 140,28
28+j21
183,7
167
185
510
2
367,4
II – 2
30+j18,57
0
93,50
84,087
95
330
-
50
0,33
0,429
2,65
8,25
10,73
1,33
II – 6
24+j18
78,73
71,57
70
265
-
41,23
0,46
0,440
2,58
9,48
9,07
1,06
II – 7
26+j19,5
85,29
77,54
70
265
-
72,8
0,46
0,440
2,58
16,74 16,02
1,88
I–8
15+j11,25
49,21
44,73
70
265
98,42
44,72
0,46
0,440
2,58
10,29
1,15
I–5
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
-
9,84
18
Đồ án tốt nghiệp
d. Kiểm tra tổn thất điện áp.
ΔU I - 3bt % =
25.13,04+15,47.12,44
.100 = 4.35%
1102
Khi một mạch đường dây ngừng làm việc khi đó tổn thất trên đường dây:
ΔU I - 3SC % = 2.4,35 = 8,7%
Với các lộ đường dây khác ta lập bảng tính toán sau :
Bảng 2.3 Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng
Đường
dây
I–1
I–3
I–4
I–5
I-8
ÄUbt%
3,54
4,35
6,76
7,06
2,19
ÄUSC%
1 mạch 1tổ máy
7,08
8,7
4,38
Đường
ÄUbt%
dây
ÄUSC%
1 mạch 1tổ máy
0,7
II – 2
II – 6
II – 7
II - 1
3,69
3,23
6,18
5,62
7,38
6.46
12,36
11,23
10,62
Từ kết quả ở bảng trên ta thấy rằng tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong
phương án I là:
ÄUmaxbt = ÄUI – 5 = 7,06 %
Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng:
ÄUmaxsc = ÄUII – 7 = 12,36 %
2. Phương án II
Sinh viên : Lương Đức Cường
Lớp
: Hệ Thống Điện 2 – k47
19
- Xem thêm -