Đồ án Tính toán vận hành mạng điện

u trong sách mạng lưới điện, ta có bảng thông số của các đoạn đường dây trong phương án thiết kế sau: Đoạn Đ D L (km) Ft/c (mm2) r0 (W/km) x0 (W/km) b0 (10-6S/km) R (W) X (W) B 10-6S N-1 72.8 120 0.27 0.423 2.69 9.83 15.4 391.66 N-2 92.2 95 0.33 0.429 2.65 15.2 19.77 488.66 N-3 72.11 70 0.46 0.44 2.58 16.58 15.86 372.08 N-4 94.34 70 0.46 0.44 2.58 21.69 20.75 486.8 N-5 70.71 240 0.13 0.39 2.86 9.1923 27.58 202.23 N-6 76.16 240 0.13 0.39 2.86 9.9 29.7 217.8 5-6 40 70 0.46 0.44 2.58 18.4 17.6 103.2 - Đường dây 1 mạch : R=r0*l ; X=x0*l ;B=b0*l - Đường dây 2 mạch : R=0.5*r0*l ; X=0.5*x0*l ; B=2*b0*l 3- Tính tổn thất điện áp. Tương tự như các phương án đã trình bày. Sau khi tính toán kết quả được tổng hợp trong bảng sau Đoạn đương dây DUmaxbt (%) DUsc (%) N-1 5.76 11.52 N-2 6.6 13.2 N-3 5.24 10.48 N-4 6.03 12.06 N-5 7.56 15.2 N-6 8.2 16.4 5-6 0.2 0.4 Tổng hợp phương án : DUmaxbt=8.4 %<15% DUmaxsc=16.8 % <20% Vậy phương án đã cho không đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật, khả năng mở rộng và phát triển phụ tải thấp, sự cố ở đoạn đường dây trong nhánh ảnh hưởng nhiều đến phụ tải trong nhánh đó. Bảng so sánh chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án. P.án DU% I II III IV V DUmaxbt% 6.6 8.73 9.08 9.23 8.4 DUmaxsc% 13.2 14.83 15.58 15.83 16.8 Theo bảng so sánh trên ta chọn 3 phương án (I,II,III ) để so sánh chỉ tiêu về kinh tế và chọn ra phương án tối ưu nhất. c.So sánh các chỉ tiêu kinh tế. Việc so sánh về mặt kinh tế giữa các phương án dựa vào chi phí hàng năm Z. Tìm ra Zmin để đưa ra phương án tối ưu. Trong khi tính toán tìm hàm Z các phương án ta giả thiết có, số lượng máy biến áp như nhau, số lượng máy cắt như nhau, số lượng dao cách ly như nhau. Hàm chi phí hàng năm Z được tính theo công thức: Z=(avh+atc)Kd+DA*C Trong đó: avh hệ số vận hành với avh=0.04 atc hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn với atc=0.125 Kd tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây Kd=ồKdi=ồa*li*K0i K0i suất đầu tư cho 1 km đường dây có tiết diện Fi Li chiều dài đường dây thứ i có tiết diện Fi a - Hệ số điều chỉnh Đường dây 1 mạch a=1 Đường dây 2 mạch 1 cột a=1.6 Đường dây 2 mach 2 cột a=1.8 DA tổng tổn thất điện năng hàng năm. DA=ồDPi*t DPi Tổng công suất tổn thất ở chế độ cực đại trên đường dây thứ i. t Thời gian tổn thất công suất lớn nhất. t=(01.24+Tmax*10-4)2*8760=(0.124+5000*10-4)*8760=3411 h C giá thành 1KWh điện năng tổn thất C=500 đ/KWh Với giả thiết đường dây thiết kế là cột ly tâm lõi thép có Uđm=110 kV. Tra sách thiết kế mạng lưới điện ta có suất đầu tư cho 1 số đường dây có tiết diện khác nhau như sau Loại dây AC-70 AC-95 AC-120 AC150 AC-185 ACO-240 K0i(106đ/km) 168 224 280 336 392 444 Để tính toán cho các phương án ta sử dụng 1 số công thức Kdi=K0i*li*a=1.6*K0i*li 1-Phương án1 Xét đoạn đường dây N-1 KN1=K0i*li*a=1.6*280*106*72.8=32.61*109 đồng Các đoạn đường dây còn lại được tính tương tự kết quả được tổng hợp trong bảng sau. Đoạn Đ D Li (km) AC (mm2) K0i (106đ) Kdi (109đ) Pimax (MW) Qimax (MVAr) R (W) DPimax (MW) N-1 72.8 120 280 32.61 36 22.32 9.83 1.46 N-2 92.2 95 224 33.04 34 14.28 15.2 1.71 N-3 72.11 70 168 19.38 24 14.88 16.58 1.09 N-4 94.34 70 168 25.36 24 10.08 21.69 1.21 N-5 70.71 120 280 31.68 34 21.08 9.54 1.26 N-6 76.16 120 280 34.12 36 22.32 10.28 1.46 Kd=ồKdi=176.19 ồDPi=8.19 DA=ồDPi*t=8.19*3411*103=27936090 KWh Z=(0.125+0.04)*176.19*109+27936090*500=43.03*109 đ 2- Phương án 2 Tương tự như phương án1, sau khi tính toán ta có bảng Đoạn Đ D Li (km) AC (mm2) K0i (106đ) Kdi (109đ) Pimax (MW) Qimax (MVAr) R (W) DPimax (MW) N-1 72.8 120 280 32.61 36 22.32 9.83 1.46 N-2 92.2 95 224 33.04 34 14.28 15.2 1.71 N-3 72.11 150 336 38.77 48 24.96 7.57 1.83 N-4 41.23 70 168 11.06 24 10.08 9.48 0.53 N-5 70.71 120 280 31.68 34 21.08 9.54 1.26 N-6 76.16 120 280 34.12 36 22.32 10.28 1.46 Kd=ồKdi=181.28 ồDPi=8.25 DA=ồDPi*t=8.25*3411*103= 28140750 KWh Z=(0.125+0.04)*181.28*109+28140750*500=43.97 *109 đ 3- Phương án 3 Tương tự như phương án1 sau khi tính toán ta có bảng Đoạn Đ D Li (km) AC (mm2) K0i (106đ) Kdi (109đ) Pimax (MW) Qimax (MVAr) R (W) DPimax (MW) N-1 72.8 120 280 32.61 36 22.32 9.83 1.46 3-2 36.05 95 224 12.92 34 14.25 5.95 0.67 N-3 72.11 185 392 45.23 58 29.16 6.13 2.13 N-4 94.71 70 168 25.36 24 10.08 21.69 1.21 N-5 70.71 120 280 31.68 34 21.08 9.54 1.26 N-6 76.16 120 280 34.12 36 22.32 10.28 1.46 Kd=ồKdi=181.92 ồDPi=8.19 DA=ồDPi*t=8.19*3411*103=27936090 KWh Z=(0.125+0.04)*181.92*109+27936090*500=43.97 *109 đồng Tổng kết và lựa chọn phương án Chỉ tiêu KT-KT Phương án 1 Phương án 2 Phưong án 3 Z (109 đồng) 43.03 43.97 43.97 DUmaxbt% 6.6 8.73 9.08 DUmaxsc% 13.2 14.83 15.58 Từ bảng tổng kết ta thấy phương án 1 có hàm chi phí Z là nhỏ nhất. Tổn thất điện áp ở chế độ làm việc bình thường và ở chế độ sự cố là bé nhất. Vậy ta chọn phương án 1 là phưong án ối ưu để tính toán trong các phần tiếp theo. Chương 3 Chọn số lượng và công suất máy biến áp ở các trạm – chọn các sơ đồ trạm và vẽ sơ đồ mạng điện thiết kế. I-Lựa chọn số lưưọng và công suất MBA Căn cứ vào công suất của phụ tải, yêu cầu điều chỉnh điện áp của phụ tải, tính chất của hộ tiêu thụ loại 1 nên ta chọn mỗi trạm biến áp có 2 máy biến áp làm việc song song. MBA được chọn ở đây là MBA 3 pha 2 cuộn dây điều chỉnh điện áp dưới tải có Ucđm=115 KV có phạm vi điều chỉnh nằm trong dải Uđc=±9*1.78%Ucđm Công sút định mức của các MBA chọn theo Smax của phụ tải và xét đến trường hợp 2 MBA đang làm việc song song mà có 1 máy bị sự cố thì máy kia phải làm việc qúa tải với hệ số quá tải k=1.4. Cho phép quá tải 40% trong 5 ngày đêm mỡi ngày đêm không quá 6h. Công suất của các MBA được xác định theo công thức sau Với :Smax công suất lớn nhất của phụ tải ở thạm K=1.4 hệ số quá tải khi sựe cố a- Phụ tải 1 Chọn MBA: TPDH-32000/110 b- Phụ tải 2 Chọn MBA: TPDH-32000/110 c- Phụ tải 3 Chọn MBA: TPDH-25000/110 d- Phụ tải 4 Chọn MBA: TPDH-25000/110 e- Phụ tải 5 Chọn MBA: TPDH-32000/110 f- Phụ tải 6 Chọn MBA: TPDH-32000/110 Từ các MBA đã chọn. Tra bảng phụ lục 16_Sách Mạng lưới điện. Ta có bảng thông số các loại MBA đã chọn. Kiểu MBA Sđm (MVA) Ucđm (MV) Uhđm (KV) Un (%) DPn (KW) DP0 (KW) I0 (%) R (W) X (W) DQ0 (KVAr) TPDH 25000/110 25 115 10.5 10.5 120 29 0.8 2.54 55.9 200 TPDH 32000/110 32 115 10.5 16 145 35 0.75 1.87 66 240 II- Chọn sơ đồ trạm và vẽ sơ đồ mạng thiết kế. Trong đồ án môn học ta cần 3 loại trạm biến áp : Trạm nguồn , trạm trung gian và trạm cuối. 1-Trạm nguồn. Là trạm biến áp tăng từ điện áp máy phát lên đến điện áp của đường dây truyền tải. Đây là MBA lớn và quan trọng nhất trong hệ thống. Tại trạm nguồn ta chọn hệ thống 2 thanh góp có máy cắt liên lạc. 2-Trạm trung gian. Trong các trạm trung gian ta chọn sơ đồ hệ thống 2 thanh góp có máy cắt liên lạc. 3-Trạm cuối. Đối với đường dây có chiều dài l³70 km thì khả năng xẩy ra xự cố trên đường dây lớn hơn nên ở trạm cuối ta chọn sơ đồ cần có máy cắt ở phía đường dây để cách ly sự cố . Sơ đồ nối dây trạm cuối Đối với đường dây có chiều dài lÊkm. Thì khả năng xảy ra sự cố trên đường dây ít hơn do vậy ở trạm cuói ta chọn sơ đồ cần có máy cắt ỏ phỉa MBA. 4-Sơ đồ nối dây hệ thống cung cấp điện. Chương IV Xác định công suất tối ưu của thiết bị bù. Để giảm công suất phản kháng truyền tải trên đường đây nhằm giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng ta có thể sử dụng phương pháp bù công suất phản kháng tại phụ tải. Nghĩa là đặt thiết bị bù công suất phản kháng ở thanh góp hạ áp trạm biến áp. Dung lượng bù kinh tế cho các hộ tiêu thụ được xác định theo điều kiện phí tổn tính toán hàng năm là nhỏ nhất. Ta sử dụng công thức: Trong đó : Z1=k0*Qb Chi phí về thiết bị bù Z2=DP0*Qb*C0 Chi phí về công suất tác dụng do thiết bị bù tiêu thụ. Chi phí về tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện Sau khi đặt thiết bị bù. Với : K0 suất đầu tư cho 1 đơn vị thiết bị bù K0=150.106đ/MVAr DP0 suất tổn thất công suất tác dụng trong thiết bị bù DP0=0.005 KW/KVAr C0 suất chi phí cho tổn thất công suất tấc dụng C0=15*109 đ/MW Qb công suất bù [MVAr] Q công suất phản kháng của phụ tải [MVAr] R điện trở của đường dây MBA Uđm điện áp danh định của mạng điện Giải bài toán tối ưu hoá công suất của thiết bị bù là ta đi tìm giá trị Qbt được xác định từ điều kiện. Giải phương trình trên ta sẽ tìm được Qbkt. 72.8 km 2*32MVA 2AC-120 Qb1 Q1 --------- Nhánh N-1. Sơ đồ thay thế: Qb1 Q1 Rd1 Rb1tđ Ta có Rb1tđ=0.5*Rb=0.5*1.87=0.935 W R=Rd1+Rb1tđ=9.83+0.935=10.765 W =13.89 MVAr Kiểm tra lại sosj ịcosj=0.97 Chỉ bù đến cosj=0.95 đtgj=0.329 Nên ịQbit=10.476 MVAr Nhánh N-2. 92.2 km Q2 AC-95 Qb1 --------- 2*32MVA Qb2 Q2 Rd2 Rb2tđ Sơ đồ thay thế: Ta có : Rb2tđ=0.5*Rb=0.5*1.87=0.935 W R=Rd2+Rb2tđ=15.2+0.935=16.135 W =8.66 MVAr Kiểm tra lại sosj ịcosj=0.98 Chỉ bù đến cosj=0.95 đtgj=0.329 Nên: ịQb2t=3.1 MVAr 72.11 km 2*25MVA 2AC-70 Qb3 Q3 --------- Nhánh N-3. Sơ đồ thay thế: Qb3 Q3 Rd3 Rb3tđ Ta có : Rb1tđ=0.5*Rb=0.5*2.54=1.27 W R=Rd1+Rb1tđ=16.88+1.27=17.85 W =9.79 MVAr Kiểm tra lại sosj ịcosj=0.978 Chỉ bù đến cosj=0.95 đtgj=0.329 Nên: ịQb3t=6.98 MVAr 94.34 km 2*25MVA 2AC-70 Qb4 Q4 --------- Nhánh N-4. Sơ đồ thay thế: Rb4tđ Rd4 Q4 Qb4 Ta có : Rb4tđ=0.5*Rb=0.5*2.54=1.27 W R=Rd4+Rb4tđ=21.69+1.27=22.96 W =6.13 MVAr Kiểm tra lại sosj ịcosj=0.986 Chỉ bù đến cosj=0.95 đtgj=0.329 Nên: ịQb4t=2.2 MVAr 70.71 km 2*32MVA 2AC-120 Qb5 Q5 --------- Nhánh N-5. Sơ đồ thay thế: Qb5 Q5 Rd5 Rb5tđ Ta có : Rb5tđ=0.5*Rb=0.5*1.87=0.935 W R=Rd5+Rb5tđ=9.54+0.935=10.475W =12.4 MVAr Kiểm tra lại sosj ịcosj=0.968 Chỉ bù đến cosj=0.95 đtgj=0.329 Nên: ịQb5t=9.9 MVAr 77.16 km 2*32 MVA 2AC-120 Qb6 Q6 --------- Nhánh N-6. Sơ đồ thay thế: Qb6 Q6 Rd6 Rb6tđ Ta có : Rb6tđ=0.5*Rb=0.5*1.87=0.935 W R=Rd6+Rb6tđ=10.28+0.935=11.215 W =14.23 MVAr Kiểm tra lại sosj ịcosj=0.975 Chỉ bù đến cosj=0.95 đtgj=0.329 Nên: ịQb6t=10.476 MVAr Bảng tổng kết dung lượng bù Fụ tải 1 2 3 4 5 6 Qbù (MVAr) 10.476 3.1 6.98 2.2 9.9 10.476 Chương V Tính toán các hế độ vận hành mạng điện I-Chế độ phụ tải cực đại. Trong các chế độ phụ tải cực đại điện áp trên thanh góp cao áp của trạm nguồn là : 2*32 MVA 72.8 km 2AC-120 Qb1 S1=36+j 22.32 --------- 1-Nhánh N-1 Sơ đồ thay thế : N S1=36+j 22.32 S1/ S1 Zd1 S1// 1 Sc1 Sb1 Zb1 DS0td -jQcd -jQcc a-Thông số kỹ thuật của nhánh -Đường dây 2AC-120 Rd1 (W) Xd1 (W) Bd1 (10-6S) 9.83 15.4 391.66 Máy biến áp:32000/110 DPn (KW) Un% DP0 (KW) DQ0 (KW) Rb (W) Xb (W) 145 16 35 240 1.76 66 Tổng trở và tổng dẫn của đường dây. Zd1=Rd1+j Xd1=9.83+j15.4 Y/2=-j b0 l =-j195.83*10-6 S DS0td=2(DP0+j DQ0)=2*(35+j240)=0.07+j0.48 MVA b- Xác định dòng công suất = 0.13+j4.5MVA Sb1= S1+DSZb1=36+j22.32+0.13+j4.5=36.13+j26082 MVA Sc1=Sb1+DS0td=36.13+j26082+0.07+j0.48=36.2+j27.3. MVA -j Qcc1=-j B/2*U2đm=-j 2.37 MVAr S1//=Sc1-j Qcc1=36.2+j27.3-j2.37=36.2+j24.93 MVA -j Qcd1=-j Qcc1=-j 2.37 MVAr S1/=S//+DSd1=36.2+j24.93+1.57+j2.5=37.77+j25.43 MVA S1=S1/-j Qcd1=37.77+j25.43-j2.37=37.77+j23.05 MVA c-Xác định điện áp tại các nút. Tổn thất điên áp trên đường dây Địên áp trên thanh góp Trạm Biến áp 1: Uc1=Un-DUd1=121-6.3=114.7 KV Tổn thất điện áp MBA1: Điện áp phía thanh góp hạ áp MBA đã quy đổi về phía điện áp cao U1H=Uc1-DUb1=114.7-8=106.7 KV Xác định tổn thất điện năng trên dường dây DAd1=DP1*t=1.57*3411=5355.3 KWh Tổn thất điện năng Máy Biến áp DAb1=2*DP01*t+DPzb1*t =2*0.07*8760+0.13*3411=1669.83 MWh Tổng tổn thất điện năng ồ DA=5355.3+1669.83=7025.13 MWh. 92.2 km 2*32MVA 2AC-95 Qb2 S2=34+j 14.88 --------- 2-Nhánh N-2 Sơ đồ thay thế . N S2=34+j 14.88 S2/ S2 Zd2 S2// 1 Sc2 Sb21 Zb21 DS0td -jQcd -jQcc a-Thông số kỹ thuật của nhánh. - Đường dây 2AC-95 Rd1 (W) Xd1 (W) Bd1 (10-6S) 15.2 19.77 488.66 Máy biến áp: 32000/110 DPn (KW) Un% DP0 (KW) DQ0 (KW) Rb (W) Xb (W) 145 16 35 240 1.76 66 Tổng trở và tổng dẫn của đường dây. Zd2=Rd2+j Xd2=15.2+j19.77W Y/2=-j b0 l =-j244.33*10-6 S DS0td=2(DP0+j DQ0)=2*(35+j240)=0.07+j 0.48 MVA b- Xác định dòng công suất = 0.097+j3.44 MVA Sb2 = S2+DSZb2=34+j 14.88+0.097+j3.44=34.097+j18.32 MVA Sc2 =Sb2+DS0td=34.097+j18032+0.07+j0.48=34.16+j18.8MVA -j Qcc2=-j B/2*U2đm=-j 2.96 MVAr S2//=Sc2-j Qcc2=34.16+j 18.8-j 2.96=34.16+j17.84 MVA -j Qcd1=-j Qcc1=-j 2.96 MVAr S2/=S//+DSd2=34.16+j 17.84+1.86+j 2.4=36+j 20.24 MVA S2=S2/-j Qcd2=36+j 20.24 -j 2.96 =36+j 17.83 MVA c- Xác định điện áp tại các nút Tổn thất điên áp trên đường dây. Địên áp trên thanh góp Trạm Biến áp 2 Uc2=Un-DUd2=121- 7.83=113.17 KV Tổn thất điện áp MBA2: Điện áp phía thanh góp hạ áp MBA đã quy đổi về phía điện áp cao. U2H=Uc2-DUb2=113.17-5.62=107.55 KV Xác định tổn thất điện năng trên dường dây DAd1=DP1*t=1.86*3411=6344.46 KWh Tổn thất điện năng Máy Biến áp DAb2=2*DP02*t+DPzb2*t =2*0.07*8760+0.97*3411=1557.267 MWh Tổng tổn thất điện năng ồ DA=6344.46+1557.267=7901.727 MWh. 2*25MVA 72.11 km 2AC-70 Qb3 S3=24+j 14.88 --------- 3- Nhánh N-3 Sơ đồ thay thế : N S3=24+j 14.88 S1/ S1 Zd1 S1// 1 Sc1 Sb1 Zb1 DS0td -jQcd -jQcc a- Thông số kỹ thuật của nhánh. - Đường dây 2AC-70 Rd3 (W) Xd3 (W) Bd3 (10-6S) 16.58 15.86 372.08 Máy biến áp: 25000/110 DPn (KW) Un% DP0 (KW) DQ0 (KW) Rb (W) Xb (W) 120 10.5 29 200 2.54 55.9 Tổng trở và tổng dẫn của đường dây. Zd3=Rd3+j Xd3=16.58+j15.86W Y/2=-j b0 l =-j 186.04*10-6 S DS0td=2(DP0+j DQ0)=2*(29+j200)=0.058+j 0.4 MVA b- Xác định dòng công suất = 0.076+j 1.67 MVA Sb3= S3+DSZb3=24+j 14.88+0.076+j 1.67=24.076+j 16.55 Sc3=Sb3+DS0td=24.076+j 16.55+0.058+ j0.4=24.134+j 16.95 MVA -j Qcc3=-j B/2*U2đm=-j 2.25 MVAr S2//=Sc3-j Qcc3=24.134+j 16.95-j 2.25=24.134+j 14.7 MVA -j Qcd3=-j Qcc3=-j 2.25 MVAr S3/=S//+DSd3=24.134+j 14.7+1.1+j 1.05=25.234+j 15.75MVA S3=S3/-j Qcd3=25.234+j 15.75-j 2.25=25.234+j 13.5 MVA c- Xác định điện áp tại các nút Tổn thất điên áp trên đường dây. Địên áp trên thanh góp Trạm Biến áp 3: Uc3=Un-DUd3=121-5.52=115.48 KV Tổn thất điện áp MBA3: Điện áp phía thanh góp hạ áp MBA đã quy đổi vè phía điện áp cao. U3H=Uc3-DUb3=115.48-4.3=111.18 KV Xác định tổn thất điện năng trên dường dây DAd3=DP3*t=1.1*3411=3752.1 KWh Tổn thất điện năng Máy Biến áp DAb3=2*DP03*t+DPzb3*t =2*0.058*8760+0.076*3411=1275.4 MWh Tổng tổn thất điện năng ồDA=3752.1+1275.4=5027.5 MWh. 4- Nhánh N-4 94.34 km 2*25MVA 2AC-70 Qb4 S4=24+j 10.08 MVA --------- Sơ đồ thay thế : -jQcd N S4=24+j 10.08 MVA S1/ S1 Zd2 S1// 1 Sc2 Sb21 Zb21 DS0td -jQcc a- Thông số kỹ thuật của nhánh. Đường dây 2AC-70 Rd4 (W) Xd4 (W) Bd4 (10-6S) 21.69 20.75 486.8 Máy biến áp: 25000/110 DPn (KW) Un% DP0 (KW) DQ0 (KW) Rb (W) Xb (W) 120 10.5 29 200 2.54 55.9 Tổng trở và tổng dẫn của đường dây. Zd4=Rd4+j Xd4=21.69+j20.75W Y/2=-j b0 l =-j243.4*10-6 S DS0td=2(DP0+j DQ0)=2*(29+j200)=0.058+j 0.4 MVA b- Xác định dòng công suất = 0.065+j 1.4 MVA Sb4= S4+DSZb4=24+j 10.08+0.065+j 1.4=24.065+j 11.48 Sc4=Sb4+DS0td=24.065+j 11.48+0.058+ j 0.4=24.12+j 11.88MVA -j Qcc4=-j B/2*U2đm=-j 2.95 MVAr S4//=Sc4-j Qcc4=24.12+j 11.88-j 2.95=24.12+j 9.07 MVA -j Qcd4=-j Qcc4=-j 2.95MVAr S4/=S//+DSd4=24.12+j 9.07+1.2+j 1.14=25.32+j 10.2 MVA S4=S4/-j Qcd4=25.32+j 10.2-j 2.95=25.32+j 7.25 MVA c- Xác định điện áp tại các nút Tổn thất điên áp trên đường dây. Địên áp trên thanh góp Trạm Biến áp 4 Uc4=Un-DUd4=121- 6.3=114.7 KV Tổn thất điện áp MBA 4 Điện áp phía thanh góp hạ áp MBA đã quy đổi về phía điện áp cao. U4H=Uc4-DUb4=114.7-3.06=111.64 KV Xác định tổn thất điện năng trên dường dây DAd4=DP4*t=1.2*3411=4093.2 KWh Tổn thất điện năng Máy Biến áp DAb4=2*DP04*t+DPzb4*t =2*0.058*8760+0.065*3411=1237.875MWh Tổng tổn thất điện năng DA= 4093.2+1237.875 = 5331.075 MWh. 2*32MVA 70.71 km 2AC-120 Qb5 S5=34+j 21.08 MVA --------- 5- Nhánh N-5 Sơ đồ thay thế -jQcd N S5=34+j 21.08 MVA S1/ S1 Zd1 S1// 1 Sc1 Sb1 Zb1 DS0td -jQcc a-Thông số kỹ thuật của nhánh. - Đường dây 2AC-120 Rd1 (W) Xd1 (W) Bd1 (10-6S) 9.54 14.95 380.4 Máy biến áp 32000/110 DPn (KW) Un% DP0 (KW) DQ0 (KW) Rb (W) Xb (W) 145 16 35 240 1.76 66 Tổng trở và tổng dẫn của đường dây. Zd5=Rd5+j Xd5=9.54+j 14.95 W Y/2=-j b0 l =-j190.2*10-6 S DS0td=2(DP0+j DQ0)=2*(35+j240)=0.07+j 0.48 MVA b- Xác định dòng công suất =0.1+j 4 MVA Sb5= S5+DSZb5=34+j 25.08+0.1+j 4=34.1+j 25.08 Sc5=Sb5+DS0td=34.1+j 25.08+0.07+ j 0.48 =34.17+j 25.56 MVA - j Qcc1=-j B/2*U2đm=-j 2.3 MVAr S5//=Sc5-j Qcc5=34.17+j 25.36-j2.3=34.17+j 23.36 MVA -j Qcd5=-j Qcc5=-j 2.3MVAr S5/=S//+DSd5=34.17+j23.36+1.35+j 2.1=35.52+j 25.46 MVA S5=S5/-j Qcd5=35.52+j 25.46-j 2.3=35.52+j 23.16 MVA c- Xác định điện áp tại các nút Tổn thất điên áp trên đường dây. Địên áp trên thanh góp Trạm Biến áp 5 Uc5=Un-DUd5=121-6=115 KV Tổn thất điện áp MBA 5 Điện áp phía thanh góp hạ áp MBA đã quy đổi về phía điện áp cao. U5H=Uc5-DUb5=115-7.47=107.53 KV Xác định tổn thất điện năng trên dường dây DAd5=DP5*t=1.35*3411=4604.85KWh Tổn thất điện năng Máy Biến áp DAb5=2*DP05*t+DPzb5*t =2*0.07*8760+0.1*3411=1567.5MWh Tổng tổn thất điện năng ồDA=6172.35MWh. 76.16 km 2*32 MVA 2AC-120 Qb6 S6=36+j 22.32 MVA --------- 6- Nhánh N-6 Sơ đồ thay thế N S6=36+j 22.32 MVA S2/ S2 Zd2 S2// 1 Sc2 Sb21 Zb21 DS0td -jQcd -jQcc a- Thông số kỹ thuật của nhánh. - Đường dây 2AC-120 Rd6 (W) Xd6 (W) Bd6 (10-6S) 10.28 16.1 409.7 Máy biến áp 32000/110 DPn (KW) Un% DP0 (KW) DQ0 (KW) Rb (W) Xb (W) 145 16 35 240 1.76 66 Tổng trở và tổng dẫn của đường dây. Zd6=Rd6+j Xd6=11.28+j 16.1W Y/2=-j b0 l =-j204.85*10-6 S DS0td=2(DP0+j DQ0)=2*(35+240)=0.07+j 0.48 MVA b- Xác định dòng công suất = 0.13+j 4.48 MVA Sb6= S6+DSZb6=36+j 22.32+0.13+j 4.48=36.13+j 26.8 MVA Sc6=Sb6+DS0td=36.13+j 26.8+0.07+ j 0.48=36.2+j 27.28 MVA -j Qcc6=-j B/2*U2đm=-j 2.47 MVAr S6//=Sc6-j Qcc6=36.2+j 24.81 MVA -j Qcd6=-j Qcc6=-j 2.47 MVAr S6/=S//+DSd6=37.8+j 27.386 MVA S6=S6/-j Qcd6=37.8+j 24.9 MVA c- Xác định điện áp tại các nút Tổn thất điên áp trên đường dây. Địên áp trên thanh góp Trạm Biến áp 6 Uc2=Un-DUd2=121- 6.86=114.14 KV Tổn thất điện áp MBA 6 Điện áp phía thanh góp hạ áp MBA đã quy đổi vè phía điện áp cao. U6H=Uc6-DUb6=114.14-8=106.14 KV Xác định tổn thất điện năng trên dường dây DAd6=DP6*t=1.6*3411=5457.6KWh Tổn thất điện năng Máy Biến áp DAb6=2*DP06*t+DPzb6*t =2*0.07*8760+0.13*3411=1669.83 MWh Tổng tổn thất điện năng : DA=7127.43 MWh. 6- Kiểm tra cân bằng công suất phản kháng trong mạng. Sau khi tính toán được Qyc nếu QycÊQF mạng không cần bù công suất. Qyc³QF mạng phải đặt thêm 1 dung lượng bù. Qbcb=-QF+Qyc Tổng công suất yêu cầu lấy từ thanh góp cao áp của máy phát điện Syc=ồSiyc=S1+S2+S3+S4+S5+S6 =197.64+j 109.29 MVA Công suất phản kháng trên thanh góp cao áp nhà máy điện. QF=Pyc*tgj=197.64*0.62=122.5 MVAr So sánh QF=122.5 MVAr > Qyc=109.29MVAr Kết luận Hệ thống không cần bù cưỡng bức, khi đó máy phát vận hành với hệ số công suất CosjF=Cos(arctg109.29/197.64)=0.88 7-Tổng hợp các tổn thất công suất tác dụng, tổn thất điện năng trong mạng. Tổng tổn thất công suất tác dụng trrong các MBA. DPB=ồDP=0.598 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây . DPd=ồDPdi=8.68 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng trong các thiết bị bù. DPb=DP0*ồQbi=0.2 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng trong toàn mạng DP=0.598+8.68+0.2=9.478 MW Tổn thất công suất trên mạng tính theo phần trăm. DP%=(9.478/188)*100=5.04 % Tổn thất điện năng trong máy biến áp. DAB=8977.7 MW Tổng tổn thất điện năng trên đường dây. DAd=29607.5 MW Tổng tổn thát điện năng trong các thiết bị bù. DAb=DPb*Tmax=0.2*5000=1000 MWh Tổng tổn thất điện năng trong mạng. DA=DA+DAd+DAb=39585.2 MWh Tổng tổn thất điện năng trong mạng tính theo %. DA%=[39585.2 /(188*5000)]*100=4.2% II- Chế độ phụ tải cực tiểu . ở chế độ phụ tái cực tểu, ta tính toán các thông số chế độ tương tự như ở chế độ phụ tải cực đại nhưng với 1 số điểm cần chú y sau : Điện áp trên thanh góp cao áp nhà máy điện. Các thiết bị bù tĩnh bị cắt do tổn thất trên đường dây giảm xuống không đáng kể so với chi phí vận hành thiết bị bù. Để vận hành kinh tế trạm biến áp ta có thể cắt bớt 1 MBA trong trạm nếu thoả mãn điều kiện. Trong đó Simin Công suất của phụ tải thứ i ở chế độ phụ tải cực tiểu. Siđm Công suất danh định của MBA ở phụ tải thứ i. DP0, DPn Tổn thất công suất không tải và ngắn mạch của MBA đang xét. Với Smin=70%Smax Sgh của các loại máy biến áp được sử dụng trong mạng. TPDH-25000/110. Sgh=17.38 MVA TPDH-32000/110. Sgh=22.35 MVA Bảng tổng hợp công suất ở các nút phụ tải ở chế độ cực tiểu và so sánh với Sgh của các loại MBA đặt tại phụ tải đó và quyết định số MBA vận hành mỗi trạm. Phụ tải Pimin (MW) Qimin (MVAr) Simin (MVA) Số MBA 1 25.2 15.62 29.65 2 2 23.8 10.4 25.8 2 3 16.8 10.4 19.76 2 4 16.8 7 18.22 2 5 23.8 6.7 24.7 2 6 25.2 15.62 29.65 2 1.Nhánh N-1 a.Thông số kỹ thuật của nhánh. Tổng trở và tổng dẫn của đường dây. Zd1=Rd1+j Xd1=9.83+j15.4W Y/2=-j b0 l =-j 195.83 *10-6 S DS0td=2(DP0+j DQ0)=2*(29+200)=0.07+j 0.48 MVA b- Xác định dòng công suất = 0.07+j 2.45 MVA Sb1= S1+DSZb1=25.2+j 18.62+0.07+j 2.45=25.27+j 21 MVA Sc1=Sb1+DS0td=25.34+j 21.48 MVA -j Qcc1=-j B/2*U2đm=-j 2.37 MVAr S2//=Sc1-j Qcc1=25.34+j 19.1 MVA -j Qcd1=-j Qcc1=-j 2.37 MVAr S1/=S//+DSd1=26.14+j 20.38 MVA S1=S1/-j Qcd1=26.14+j 18 MVA c- Xác định điện áp tại các nút Tổng thất điên áp trên đường dây. Địên áp trên thanh góp Trạm Biến áp 1 Uc1=Un-DUd1=121-4.7=116.3KV Tổn thất điện áp MBA 1 Điện áp phía thanh góp hạ áp MBA đã quy đổi vè phía điện áp cao. U1H=Uc1-DUb1=11.3-6.16=110.14 KV Xác định tổn thất điện năng trên dường dây: DAd1=DP1*t=0.8*3411=2728.8 KWh Tổn thất điện năng Máy Biến áp: DAb1=2*DP01*t+DPzb1*t =2*0.07*8760+0.07*3411=1465.17 MWh Tổng tổn thất điện năng : DA=4193.97 MWh. 2-Nhánh N-2 a- Thông số kỹ thuật của nhánh. Tổng trở và tổng dẫn của đường dây. Zd1=Rd2+j Xd2=5.2+j 19.77 W Y/2=-j b0 l =-j 244.33 *10-6 S DS0td=2(DP0+j DQ0)=2*(35+240)=0.07+j 0.48 MVA b- Xác định dòng công suất = 0.047+j 1.67 MVA Sb2= S2+DSZb2=23.8+j 10+0.047+j 1.67=23.847+j 11.67 MVA Sc2=Sb2+DS0td=23.9+j12.1MVA -j Qcc2=-j B/2*U2đm=-j 2.69 MVAr S2//=Sc2-j Qcc2=23.9+j 9.41 MVA -j Qcd1=-j Qcc1=-j 2.69 MVAr S2/=S//+DSd2=24.73+j 10.44 MVA S2=S2/-j Qcd2=24.73+j 7.72 MVA c- Xác định điện áp tại các nút Tổn thất điên áp trên đường dây. Địên áp trên thanh góp Trạm Biến áp 2 Uc2=Un-DUd2=116.2 KV Tổn thất điện áp MBA2: Điện áp phía thanh góp hạ áp MBA đã quy đổi về phía điện áp cao. U2H=Uc2-DUb2=112.7KV Xác định tổn thất điện năng trên dường dây DAd2=DP2*t=2831.13 KWh Tổn thất điện năng Máy Biến áp DAb2=2*DP02*t+DPzb2*t =13863.7 MWh Tổng tổn thất điện năng DA=4217.847 MWh. 3- Nhánh N-3 a- Thông số kỹ thuật của nhánh. Tổng trở và tổng dẫn của đường dây. Zd3=Rd3+j Xd3=16.58+j15.86 W Y/2=-j b0 l =-j186.04*10-6 S DS0td=2(DP0+j DQ0)==0.058+j 0.4 MVA b- Xác định dòng công suất = 0.037+0.82 MVA Sb3= S3+DSZb3=16.837+j 11.22 MVA Sc3=Sb3+DS0td=16.895+j 11.62 MVA -j Qcc1=-j B/2*U2đm=-j 2.25 MVAr S3//=Sc3-j Qcc3=16.895+j 9.37 MVA -j Qcd3=-j Qcc3=-j 2.25 MVAr S3/=S//+DSd3=17.29+j 9.84 MVA S3=S3/-j Qcd3=17.29+j 7.59 MVA c- Xác định điện áp tại các nút Tổn thất điên áp trên đường dây. Địên áp trên thanh góp Trạm Biến áp 3 Uc3=Un-DUd3=117.34 KV Tổn thất điện áp MBA 3 Điện áp phía thanh góp hạ áp MBA đã quy đổi về phía điện áp cao. U3H=Uc3-DUb3=114.5 KV Xác định tổn thất điện năng trên dường dây DAd3=DP3*t=1705.5 KWh Tổn thất điện năng Máy Biến áp DAb3=2*DP03*t+DPzb3*t =1142.367 MWh Tổng tổn thất điện năng DA=2847.867 MWh. 4- Nhánh N-4 a-Thông số kỹ thuật của nhánh. Tổng trở và tổng dẫn của đường dây. Zd4=Rd4+j Xd4=21.69+j 20.75 W Y/2=-j b0 l =-j 243.4*10-6 S DS0td=2(DP0+j DQ0)=0.058+j 0.4 MVA b- Xác định dòng công suất =0.03+j0.7MVA Sb4= S4+DSZb4=16.83+j 7.7 MVA Sc4=Sb4+DS0td=16.888+j 8 MVA -j Qcc4=-j B/2*U2đm=-j 2.95 MVAr S4//=Sc4-j Qcc4=16.888+j 5.05 MVA -j Qcd4=-j Qcc4=-j 2.59MVAr S4/=S//+DSd4=16.328+j 4.52 MVA S4=S4/-j Qcd4=16.328+j 1.57 MVA c- Xác định điện áp tại các nút Tổn thấy điên áp trên đường dây. Địên áp trên thanh góp Trạm Biến áp 4: Uc4=Un-DUd4=117.3 KV Tổn thất điện áp MBA 4: DUb4=2 KV Điện áp phía thanh góp hạ áp MBA đã quy đổi vè phía điện áp cao. U4H=Uc4-DUb4=115.3 KV Xác định tổn thất điện năng trên dường dây DAd= 1910.16Wh Tổn thất điện năng Má