Tài liệu Thiết kế mạng điện 110kv

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN 1 TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN 110KV TP.Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2016 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy Nguyễn Đoàn Quốc Anh-giảng viên Trường Đại học Tôn Đức Thắng và thầy cũng là người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện Đồ án 1 về Thiết kế mạng điện 110kV. Đồ án này là kết quả của quá trình học tập trong gần 4 học kỳ tại trường. Do đó, em cũng xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể tất cả thầy, cô khoa Điện-Điện tử của Trường Đại học Tôn Đức Thắng- những người đã tham gia vào quá trình giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức để em có thể hoàn thành đồ án này. Tiếp đến là lời cảm ơn tới người thân, bạn bè đã động viên em trong suốt thời gian làm đồ án cũng như thời gian học tập. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Trang 2 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................................................2 PHẦN MỞ ĐẦU.........................................................................................................................................5 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI..........................................................................................................5 I. THU THẬP SỐỐ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH VỀỀ PHỤ TẢI..................................................................................5 I. PHÂN TÍCH NGUỐỀN CUNG CÂỐP ĐIỆN :...............................................................................................7 CHƯƠNG I.................................................................................................................................................9 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN...........................................................................9 MỤC ĐÍCH...............................................................................................................................................9 I. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG......................................................................................10 II. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG................................................................................11 CHƯƠNG 2...............................................................................................................................................15 DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT............................................................................15 I. LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN................................................................................................15 II. CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN.............................................................................16 III. TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN............................................................................................24 IV. TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC PHƯƠNG ÁN...........................................................................27 1. PHƯƠNG ÁN I.........................................................................................................................27 2. PHƯƠNG ÁN IV......................................................................................................................58 CHƯƠNG 3...............................................................................................................................................70 SO SÁNH PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ...................................................................................................70 I. NỘI DUNG...................................................................................................................................70 II. PHÍ TỔN TÍNH TOÁN HÀNG NĂM CHO MỖI PHƯƠNG ÁN.................................................70 III. BẢNG TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ :......................................................................75 CHƯƠNG 4...............................................................................................................................................76 SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP.................................................76 I. NỘI DUNG :.................................................................................................................................76 II. CHỌN SÔ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG TRẠM GIẢM ÁP..........76 CHƯƠNG 5...............................................................................................................................................80 BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN.......................................................................................................80 I. NỘI DUNG :.................................................................................................................................80 II. TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ...........................................................................................................80 Trang 3 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh CHƯƠNG 6...............................................................................................................................................94 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT KHÁNG VÀ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ THIẾT BỊ BÙ CƯỚNG BỨC................................................................................................................................94 I. MỤC ĐÍCH...................................................................................................................................94 II. TÍNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT KHÁNG.................................................................................95 CHƯƠNG 7.............................................................................................................................................109 TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT..................................................................................................109 TRONG MẠNG ĐIỆN............................................................................................................................109 I. MỤC ĐÍCH.................................................................................................................................109 II. TÍNH TOÁN TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CẢU MẠNG ĐIỆN LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI :......109 1. VẼ SƠ ĐỒ THAY THẾ CỦA MẠNG ĐIỆN (XEM CHƯƠNG 6).........................................109 2. BẢNG PHỤ TẢI TRƯỚC VÀ SAU KHI BÙ, BẢNG THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY VÀ BẢNG MÁY BIẾN ÁP :..............................................................................................................................109 3. III. 1. TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP VÀ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI :.............111 TÍNH TOÁN TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA MẠNG ĐIỆN LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU. .126 VẼ SƠ ĐỒ THAY THẾ CỦA MẠNG ĐIỆN : (XEM HÌNH CHƯƠNG 6)................................126 a. BẢNG SỐ LIỆU PHỤ TẢI :...................................................................................................126 2. TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP VÀ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU :..........126 IV. TÍNH TOÁN TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA MẠNG ĐIỆN LÚC SỰ CỐ :.......................129 1. VẼ SƠ ĐỒ THAY THẾ CỦA MẠNG ĐIỆN :.........................................................................129 2. TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP VÀ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÚC SỰ CỐ :..................................130 CHƯƠNG 8.............................................................................................................................................142 ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP...............................................142 I. MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................142 II. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP..............................................................................................................142 1. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRẠM 1 :......................................................146 2. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRẠM 2........................................................147 3. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRẠM 3 :......................................................149 4. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRẠM 4 :......................................................150 5. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRẠM 5 :......................................................152 6. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRẠM 6 :......................................................153 Trang 4 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV III. : GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh CHỌN ĐÂỀU PHÂN ÁP CHO MÁY BIỀỐN ÁP TRONG CÁC TÌNH TR ẠNG LÀM VI ỆC C ỦA M ẠNG ĐI ỆN 155 BẢNG 8.2 KẾT QUẢ CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP...........................................155 CHƯƠNG 9.............................................................................................................................................157 TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN.............................................157 I. MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................157 II. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG.....................................................................................157 1. TỔN THẤT CÔNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN...........................................157 2. TỔN THẤT ĐIỆN ÁP HÀNG NĂM TRONG MẠNG ĐIỆN :...............................................158 3. TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN :.................................................................................158 4. LẬP BẢNG CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT.............................................................160 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................................162 Trang 5 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh PHẦN MỞ ĐẦU PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI THU THẬP SỐỐ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH VỀỀ PHỤ TẢI Phụ tải điện là số liệu ban đầu để giải quyết những vấn đề tổng hợp kinh tế kỹ thuật phức tạp khi thiết kế mạng điện . Xác định phụ tải là giai đoạn đầu tiên khi thiết kế hệ thống nhằm mục đích vạch ra sơ đồ , lựa chon và kiểm tra các phần tử của mạng điện như máy phát , đường dây , máy biến áp và các chỉ tiêu kỹ thuật . Vì thế công tác phân tích phụ tải chiếm một vị trí hết sức quan trọng cần được thực hiện một cách chu đáo . I. Việc thu thập số liệu về phụ tải chủ yếu là để nắm vững vị trí và yêu cầu của các hộ tiêu thụ lớn , dự báo nhu cầu tiêu thụ ,sự phát triển của phụ tải trong tương lai .Có nhiều phương pháp dựa trên cơ sở khoa học để xác định phụ tải điện. Ngoài ra cũng cần phải có những tài liệu về dặc tính của vùng , dân số và mật độ dân số , mức sống của dân cư trong khu vực , sự phat triển của công nghiệp, giá điện .. các tài liệu về khí tượng ,địa chất , thủy văn , giao thông vận tải . Những thông tin này có ảnh hưởn đến dự kiến về kết cấu sơ đồ nối dây của mạng điện sẽ lựa chọn. Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện , phụ tải phân ra làm ba loại : Loại một :bao gồm các phụ tải quan trọng . Việc ngưng cung cấp điện cho các phụ tải này có thể gây nguy hiểm cho tính mạng con người , thiệt hại đến sản xuất , ảnh hưởng đến an ninh quốc phòng . Vì phải đảm bảo liên tục cung cấp điện nên các đường dây phải bố trí sao cho vẫn đảm bảo cung cấp ngay cả khi có sự cố trong mạng điện . Chú ý rằng không phải tất cả các thành phần tiêu thụ điện trong phụ tải đều yêu cầu cung cấp điện liên tục vì vậy có thể cắt bớt một phần nhỏ các thành phần không quan trọng của phụ tải để đảm bảo cung cấp trong trường hợp có sự cố nặng nề trong mạng điện. Trang 6 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh Loại hai : bao gồm các phụ tải quan trọng nhưng việc mất điện chỉ làm suy giảm về số lượng sàn phẩm . Vì vậy mức độ đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục cho các phụ tải này cần được cân nhắc mới có thể quyết định được. Loại ba : bao gồm các phụ tải không quan trọng , việc mất điện không gây ra những hậu quả nghiêm trọng . Trong trường hợp này không cần phải xét đến các phương tiện dự trữ để đảm bảo cung cấp. Tuy phân ra làm ba loại phụ tải nhưng khi nghiên cứu sơ đồ nên tận dụng các điều kiện đảm bảo mức độ cung cấp điện cao nhất có thể được cho tất cả các phụ tải trong đó kể cả các phụ tải loại ba . Thời gian sử dụng công suất cực đại T max cho các phụ tải chủ yếu sản xuất như sau : 1 ca thì Tmax = 2400÷ 3000 giờ /năm 2 ca thì Tmax = 3000÷ 4000 giờ /năm 3 ca thì Tmax = 4000÷ 7700 giờ /năm Ngoài ra theo sự phát triển của sản xuất và của hệ thống điện mà việc xác định Tmax phải được xét một cách toàn diện liên quan đến quy luật phát triển của phụ tải Công suất phụ tải dung để tính toán thiết kế không phải là tổng công suất đặt của các thiết bị trong xí nghiệp , nhà máy , thiết bị gia dụng mà phải kể đến hệ số sử dụng vì không phải tất cả các máy móc đều sử dụng cùng một lúc mà phụ thuộc vào qui trình công nghệ . Nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán qua các hệ số dựa vào kinh nghiệm hay dựa vào thống kê được đưa ra nhằm có được số liệu tin cậy ban đầu dùng cho thiết kế . Phụ tải tiêu thụ điện thay đổi theo đồ thị phụ tải về số liệu dùng cho tính toán lúc phụ tải cực đại P max được coi như phụ tải tính toán Ptt vào thời gian thấp điểm phụ tải có giá trị Pmin. Ngoài ra do phụ tải cực đại của các phụ tải trong vùng có sự phân tán nghĩa là xảy ra không đồng thời nên kh xác định phụ tải tổng của toàn mạng điện phải xét đến hệ số đông thời từ đó ước tính được khả năng cung cấp . Trang 7 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh PHÂN TÍCH NGUỐỀN CUNG CÂỐP ĐIỆN : Trong thiết kế môn học thường chỉ có một nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải trong vùng cả chỉ yêu cầu thiết kế từ thanh góp cao áp của trạm tăng áp của nhà máy điện trở đi , nên cũng không cần phân tích về nguồn cung cấp điện . Tuy vậy cũng có giả thiết về một loại nguồn cung cấp để giới thiệu cho đò án. Nguồn đó có thể là lưới điện quốc gia mà mạng điện sắp được thiết kế được cung cấp từ thanh góp của hệ thống , nhà máy nhiệt điện , thủy điện , giả thiết về nguồn nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, thủy năng sẵn có đối với nhà máy thủy điện… I. Nguồn điện được giả thiết cung cấp đủ công suất tác dụng theo nhu cầu của phụ tải với một hệ số công suất được qui định . Điều này cho thấy nguồn có thể không cung cấp đủ yêu cầu về công suất kháng và việc đảm bảo nhu cầu điện năng phản kháng có thể thực hiện trong quá trình thiết kế bằng cách bù công suất kháng tại các phụ tải mà không cần đi từ nguồn . Trang 8 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh Theo đề tài đã cho ta có các số liệu ban đầu như sau : - Đủ cung cấp cho tải với cosφ=0.89 - Điện áp thanh cái cao áp: 1,1 x Uđm lúc phụ tải cực đại 1,05 x Uđm lúc phụ tải cực tiểu Uđm lúc sự cố Nguồn điện Phụ tải 1 2 3 4 5 6 Pmax(MW) 10 15 30 25 22 15 Cos φ 0.79 0.84 0.81 0.8 0.72 0.73 Pmin(%Pmax) 40% 40% 40% 40% 40% 40% Tmax(giờ/năm) 5500 Yêu cầu cung cấp điện Điện áp định mức phía thứ cấp trạm 22 phân phối ( KV) Yêu cầu điều chỉnh ±5% điện áp phía thứ cấp 5500 5500 5500 5500 5500 Kép Kép Vòng Vòng 22 22 22 22 22 ±5% ±5% ±5% ±5% ±5% Trang 9 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh CHƯƠNG I CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN MỤC ĐÍCH Cân bằng công suất trong hệ thống điện nhằm xét khả năng cung cấp của các nguồn phụ tải thông qua mạng điện. Tại mỗi thời điểm phải luôn đảm bảo cân bằng giữa lượng điện năng sản xuất và lượng điện năng tiêu thụ . Mỗi mức cân bằng công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q xác định một giá trị tần số và điện áp . Quá trình biến đổi công suất và các chỉ tiêu chất lượng điện năng khi cân bằng công suất bị phá hoại xảy ra rất phức tạp vì giữa chúng có mối quan hệ tương hỗ. Để đơn giản hóa bài toán, ta coi sự thay đổi công suất tác dụng P ảnh hưởng chủ yếu đến tần số, còn sự cân bằng công suất phản kháng Q ảnh hưởng chủ yếu đến điện áp . Cụ thể là khi nguồn phát không đủ công suất P cho phụ tải thì tần số bị giảm đi , và khi thiếu công suất Q thì bị sụt áp và ngược lại. Trong thiết kế môn học thường chỉ cho một nhà máy điện, hơn nữa chỉ yêu cầu thiết kế từ thanh cái cao áp của trạm tăng áp nhà máy điện trở đi, nên ta không cần phân tích về nguồn cung cấp điện. I. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG Trong mạng điện , chất lượng điện năng được thể hiện ở tần số : + Do ảnh hưởng của công suất tác dụng P và trị số điện áp U. + Do ảnh hưởng của công suất phản kháng Q . Sự sản xuất , truyền tải, phân phối điện năng xảy ra tức thời, tức là khi phụ tải tiêu thụ điện năng lượng điện bao nhiêu thì nguồn điện phải sản xuất ra bấy nhiêu để truyền tải trên mạng điện. Ngoài ra, trong quá trình truyền tải sẽ không tránh khỏi tổn thất điện năng do dây dẫn phát nóng, rò điện và tổn thất vầng Trang 10 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh quang . Nên đảm bải được công suất trong hệ thống và mạng điện có chất lượng, ta phải cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống. Cân bằng công suất cần thiết để giữ tần số trong hệ thống . Cân bằng công suất trong hệ thống được biểu diễn qua biểu thức sau : ∑PF= m∑Ppt + ∑∆Pmd + ∑Ptd + ∑Pdt (1.1) Với : ∑PF : tổng công suất tác dụng phát ra do các máy phát điện của các nhà máy trong hệ thống ∑Ppt : tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ m : hệ số đồng thời ( giả thiết chọn 0.8 ) ∑Pmd : tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp ∑Ptd :tổng công suất tự dụng của các nhà máy điện ∑Pdt : tổng công suất dự trữ 1. Xác định hệ số đồng thời của một khu vực phải căn cứ vào tình hình thực tế của các phụ tải 2. Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp ∑P md .Theo tài liệu thống kê thì tổn thất công suất tác dụng của đường dây và máy biến áp trong trường hợp mạng cao áp khoảng 8 ÷ 10 % ∑Ppt. 3. Công suất tự dụng của các nhà máy điện : Tinh theo phần trăm của ( m∑Ppt + ∑∆Pmd) + Nhà máy nhiệt điện 3 ÷ 7 % + Nhà máy thủy điện 1÷ 2 % 4. Công suất dự trữ hệ thống + Dự trữ sự cố thường lấy bằng công suất của một tổ máy lớn nhất trong hệ thống điện. + Dự trữ phụ tải dự trù cho phụ tải tăng bất thường ngoài dự báo : 2-3% phụ tải tổng + Dự trữ phát triển nhằm đáp ứng phát triển phụ tải 5-15 năm sau Tổng quát dự trữ hệ thống lấy bằng 10-15% tổng phụ tải của hệ thống. Trong thiết kê môn học giả thiết nguôn điện đủ cung cấp hoàn toàn cho nhu Trang 11 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh cầu công suất tác dụng và chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng của nhà máy điện nên tính cân bằng công suât tác dụng như sau : ∑PF= m∑Ppt + ∑∆Pmd (1.2) Chọn m = 0.8 ∑Ppt = Pmax1 + Pmax2 + Pmax3 + Pmax4 + Pmax5 + Pmax6 = 10 + 15 + 30 + 25 + 22 + 15 = 117 (MW) ∑∆Pmd = 8 ÷ 10% m∑Ppt Chọn (∑∆Pmd = 10% m∑Ppt) = 0,1 x 0,8 x 117 = 9,36 ( MW ) ð ∑PF= 0,8 x 117 + 9,36 = 102,96 ( MW ) II. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường trong hệ thống . Cân bằng công suất phản kháng được biểu diễn bằng biểu thức sau: ∑QF + Qbù∑ = m∑Qpt + ∑∆QB + ∑∆QL - ∑QC + ∑Qtd + ∑Qdt ( 1.3) Trong đó :  ∑QF : tổng công suất phản kháng của nguồn cung cấp cho phụ tải phat ra của các máy phát điện.  Qbù∑ : công suất kháng cần bù.  m : hệ số đồng thời ( giả thiết chọn 0,8 )  m∑Qpt : tổng phụ tải phản kháng của mạng điện có xét hệ số đồng thời .  ∑∆QB : tổng tổn thất công suât phản kháng trong máy biến áp có thể ước lượng : ∑∆QB= 8-12% ∑Spt  ∑∆QL: tổng tổn thất công suất kháng trên các đường dây của mạng điện.  ∑∆QC: tổng công suất phản kháng do điện dung đường dây cao áp sinh ra.  ∑∆Qtd : tổng công suất tự dụng của các nhà máy điện trong hệ thống.  ∑∆Qdt : tổng công suất phãn kháng dự trữ của hệ thống Trong thiết kê môn học , chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của nhà máy điện có thể không tính Qtd và Qdt. Theo đề bài cho, mạng điện cao áp 110kV, nên trong tính toán sơ bộ có thể xem tổn thất công suất kháng đường dây bằng công suât phãn kháng do diện dung đường dây cao áp sinh ra : ∑∆QL = Qc => ∑∆QL = ∑∆QC => ∑∆QL - ∑∆QC = 0 Trang 12 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh ð ð Suy ra biểu thức (1.3) được viết lại như sau: ∑QF + Qbù∑ = m∑Qpt + ∑∆QB (1.4) Tính : Ta có : ∑QF= ∑PFxtanφF Cos φF = 0.89 => tanφF=tan(cos-1(0.89)) ∑QF = 102,96 x tan(cos-1(0.89)) = 52,75 ( MVAr) Qpt1 = 10 x tan(cos-1(0.79)) = 7,76 ( MVAr) Qpt2 = 15 x tan(cos-1(0.84)) = 9,7 ( MVAr) Qpt3 = 30 x tan(cos-1(0.81)) = 21,72 ( MVAr) Qpt4 = 25 x tan(cos-1(0.8)) = 18,75 ( MVAr) Qpt5 = 22 x tan(cos-1(0.72)) = 21,2 ( MVAr) Qpt6 = 15 x tan(cos-1(0.73)) = 14 ( MVAr) ∑Qpt = Qpt1 + Qpt2 + Qpt3 + Qpt4 + Qpt5 + Qpt6 = 7,76 + 9,7 + 21,72 + 18,75 + 21,2 + 14 = 93,13 ( MVAr) 2 2 ∑Spt = √  ∑ Q pt   ∑ P pt  ð ð 2 2 = √ 93,16  117  = 149,54 ( MVAr ) ∑∆QB= 8-12% ∑Spt ∑∆QB = 0,1 x 149,54 = 14,9 (MVAr) chọn ∑∆QB = 10%∑Spt Từ biểu thức (1.4) Qbù∑ = m∑Qpt + ∑∆QB - ∑QF = 0,8 x 93,13 + 14,9 – 52,75 = 36,6 ( MVAr) Qbù∑ > 0 => hệ thống cần đặt thêm thiết bị bù để cân bằng công suất kháng. Việc tính toán chính xác phân bố thiết bị bù sẽ được tính trong phần cân bằng chính xác công suất trong hệ thống . Trong phần này chỉ thực hiện bù sơ bộ, dự kiến bù sơ bộ theo nguyên tắc : bù ưu tiên phụ tải ở xa , cosφ thấp và bù đến cosφ’= 0,90 ÷ 0,95. Công suất bù sơ bộ cho phụ tải thứ i được tính : Qbi = Pi x ( tanφi – tanφi’) + tanφi’ : được suy ra bằng cách , sau khi nâng cosφi lên cosφi’ =>tanφi’, nhưng phải với điều kiện : ∑Qbi = Qbù∑ Ta bù theo nguyên tắc sau :  Ưu tiên bù cho phụ tải ở xa nguồn .  Bù cho phụ tải có cosφ thấp .  Bù cho phụ tải lớn . Trang 13 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh Theo đề bài và xét các điều kiện ưu tiên nên ta chọn thứ tự ưu tiên như sau : Phụ tải 1 ,2,4,6 xét theo điều kiện phụ tải ở xa nguồn , phụ tải 5 phụ tải có cosφ thấp, phụ tải 3 phụ tải có công suất lớn .  Phụ tải 1 Cosφ1 = 0,79 nâng lên cosφ1’ = 0,9 ð Qb1 = 10 x (tan(cosφ-1(0,79)) – tan(cosφ-1(0,9)))= 2,92 ( MVar)  Phụ tải 2 Cosφ2 = 0,84 nâng lên cosφ2’ = 0,9 ð Qb2 = 15 x (tan(cosφ-1(0,84)) – tan(cosφ-1(0,9)))= 2,42 (Mvar)  Phụ tải 3 Cosφ3 = 0,81 nâng lên cosφ3’ = 0,9 ð Qb3 = 30 x (tan(cosφ-1(0,81)) – tan(cosφ-1(0,9)))= 7,2 (Mvar )  Phụ tải 4 Cosφ4 = 0,8 nâng lên cosφ4’ = 0,9 ð Qb4 = 25 x (tan(cosφ-1(0,8)) – tan(cosφ-1(0,9)))= 6,64 ( Mvar)  Phụ tải 5 Cosφ5 = 0,72 nâng lên cosφ5’ = 0,9 ð Qb5 = 22 x (tan(cosφ-1(0,72)) – tan(cosφ-1(0,9))) = 10,55 ( MVar)  Phụ tải 6 Cosφ6 = 0,73 nâng lên cosφ6’= 0,9 ð Qb6 = 15 x (tan(cosφ-1(0,73)) – tan(cosφ-1(0,9))) = 6,8 ( Mvar )  Công suất biểu kiến của phụ tải sau khi bù : 2 2 Si’ = √ Pi '  Qi −Qbu , i  Hệ số cosφ’ sau bù tính bằng công thức : Pi Cosφi’ = Si '  Khoảng cách từ nguồn đến phụ tải : 2 2  Phụ tải 1 : l1 = √ 40  30 = 50 (km) 2 2  Phụ tải 2 : l2 = √ 40  10 = 41,23 (km) 2 2  Phụ tải 3 : l3 = √ 10  30 = 31,62 (km) 2 2  Phụ tải 4 : l4 = √ 40  10 = 41,23 (km) 2 2  Phụ tải 5 : l5 = √ 20  30 = 36,06 (km) 2 2  Phụ tải 6 : l6 = √ 40  10 = 41,23 (km) Trang 14 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh Bảng số liệu phụ tải sau khi bù sơ bộ : Phụ tải 1 2 3 4 5 6 P(MW) Q(MVAr) Cosφ 10 15 30 25 22 15 7,76 9,7 21,72 18,75 21,2 14 0,79 0,84 0,81 0,8 0,72 0,73 Qb (MVAr) 2,92 2,42 7,2 6,64 10,55 6,8 Q-Qb (MVAr) 4,84 7,28 14,52 12,11 10,65 7,2 S’(MVA) Cosφ’ 11,1 16,67 33,3 27,78 24,4 16,64 0,9 0,89 0,9 0,89 0,9 0,9 L (km) 50 41,23 31,62 41,23 36,06 41,23 CHƯƠNG 2 DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT Những vấn đề đầu tiên cần được giải quyết là lựa chọn sơ đồ nối dây của mạng điện , lựa chọn điện áp tải điện . Trang 15 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh I. LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN Vì chưa có sơ đồ nối dây cụ thể , sơ bộ vẽ một đường dây hình tia nối từ nguồn đến phụ tải ở xa hoặc có có công suất lớn . Cấp điện áp tải điện phụ thuộc vào công suất và khoảng cách truyền tải. Dựa vào công thức Still để tìm điện áp tải điện U(KV) : U= 4,34 x √ l  0,016 P ( 2.1) Với : P là công suất truyền tải KW ; l là khoảng cách truyền tải Km . Phụ tải P ( MW ) L ( Km ) N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 10 15 30 25 22 15 50 41,23 31,62 41,23 36,06 41,23 U= 4,34 x √ l  0,016 Px 1000 62,89 72,78 98,16 91,16 85,49 72,78 Từ bảng số liệu trên ta chọn cấp điện áp 110 Kv ; Uđm = 110 Kv II. CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN Sơ đồ nối dây của mạng điện phụ thuộc nhiều yếu tố : số lượng phụ tải , vị trí phụ tải , mức độ liên tục cung cấp điện , công tác vạch tuyến , sự phát triển của mạng điện . Trang 16 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh Theo yêu cầu của đề bài , mạng điện cần thiết kế gồm có 6 phụ tải , trong đó:  Phụ tải 1,2 : không yêu cầu cung cấp điện liên tục .  Phụ tải 3,4 : yêu cầu cung cấp điện liên tục theo hệ thống mạch kép .  Phụ tải 5,6 : yêu cầu cung cấp điện liên tục theo hệ thống mạch vòng . ð Dựa vào cấp độ quan trọng của từng phụ tải , ta chia làm 3 khu vực : 1) Khu vực 1 : bao gồm phụ tải 5,6 là các loại phụ tải loại 1 nên phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải theo phương án mạch vòng. Ta có sơ đồ nối dây như sau : Phương án 1a 5 N 6 | | : 10km Do đề bài cho phụ tải 1,2 là lộ đơn liên kết mạch vòng nên ta chỉ có phương án 1a là liên thông mạch vòng giữ nguồn – phụ tải 1- phụ tải 2 2) Khu vực 2 : Bao gồm các phụ tải 3,4 là các phụ tải loại 1 nên phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải này theo phuong pháp mạch kép Trang 17 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh Ta có các phương án nối dây sau: Phương án 2a Phương án 2b N N 4 4 3 3 Phương án 2c N 4 3 | | 10km Phương án 2a , 2b và 2c là những phương án có các đường dây lộ kép hình tia , lộ kép liên thông mạch nhưng do phương án 2b có tổng chiều dài đường dây lớn hơn tổng chiều dài đường dây của 2 phương án 2a và 2c nên ta loại phương án 2b.Vậy ta chỉ chọn 2 phương án 2a và 2c để tính toán . 3) Khu vực 3: bao gồm các phụ tải 1,2 là các phụ tải loại 3 , cung cấp điện không liên tục . Ta có các phương án nối dây sau : Phương án 3a Phương án 3b Trang 18 LN3=31,62km LN4=41,23km L34=36,05km Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh 2 2 1 1 N N Phương án 3c 2 1 N | | : 10km Phương án 3a,3b,3c là các phương án có đường dây lộ đơn hình tia , lộ đơn liên thông mạch , nhưng do phương án 3a có tổng chiểu dài đường dây lớn hơn tổng chiều dài đường dây của 2 phương án 3b,3c nên ta loại bỏ phương án 3a. Vậy ta chỉ chọn lại 2 phương án 3b,3c để tính toán .  Từ các phương án trên ta kết hợp được những phương án đi dây như sau : Phương án I Trang 19 Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh 2 1 5 N 6 4 3 Phương án II 2 1 Trang 20