Đồ án Thiết kế hệ thống mạng lưới điện khu vực

ần tính vốn đầu tư vào các trạm hạ áp. Chỉ tiêu kinh tế được sử dụng để so sánh các phương án là các chi phí tính toán hàng năm, được xác định theo công thức: Z=(atc+ avh) K + ∆A*c (3.1) Trong đó : Z:hàm chi phí tính toán hàng năm atc:hệ số hiệu quả của vốn đầu tư .atc=0.125 avh:hệ số vận hành đối với các đường dây trong mạng điện. avh=0.04 ∆A:Tổng tổn thất điện năng hàng năm C : giá 1Kwh điện năng tổn thất :c=500 đ K : tổng các vốn đầu tư về đường dây Tính K K= ∑1.8*k0i*li (3.2) Trong đó : k0i : giá thành 1 km đường dây thứ i , đ/km li : chiều dài đoạn đường dây thứ i ,km Tổn thất điện năng trong mạng điện được tính theo công thức : ∆A = ∑∆Pimax* τ (3.3) Trong đó : τ : thời gian tổn thất công suất lớn nhất ,h ∆Pimax :tổn thất công suất trên đoạn đường dây thứ i khi công phụ tải cực đại .Ta có công thức: (3.4) Trong đó : Pimax ,Qimax : công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại Ri: điện trở tác dụng của đoạn đưòng dây thứ i Udm: điện áp định mức của mạng điện Thời gian tổn thất công suất lớn nhất có thể được tính theo công thức: τ= (0.124+ Tmax *10-4)2 *8760 (3.5) trong đó Tmax là thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm Với Tmax = 5000 h ta có τ = 3411 h Sau đây ta sẽ tính toản hàm chi phí tính toán hàng năm đối với từng phưong án 3.2 Tính toán các phưong án 3.2.1 Phương án 1 Tính K cho mỗi đoạn đưòng dây Đoạn đường dây N-1(AC-185) K1= 1.8*ko1*l1 Tra bảng 8.39 sách “thiết kế các mạng và hệ thống điện” Ta có ko1= 392*106 đ/km Suy ra K1= 1.8*392*106*70.71=49893*106 đ Tính toán tương tự ta có bảng 3.1 Đoạn đường dây Kiểu đường dây Chiều dài k0 (*106 đ) Ki(*106 đ) N-1 AC-185 70.71 392 49893 1-2 AC-95 41.23 224 16624 N-3 AC-150 85.44 336 51674 3-4 AC-70 41.23 168 12468 N-6 AC-185 60.83 392 42922 6-5 AC-70 63.25 168 19127 Bảng 3.1 Chi phí trên mỗi đoạn đường dây Vậy ta có tổng chi phí xây dựng đường dây trong phương án 1 là : K=∑Ki = 192708*106 đ Tính tổn thất công suất trên các đoạn đường dây Xét đoạn N-1 Tính toán tương tự ta có bảng số liệu sau Đoạn đường dây Công suất truyền tải Chiều dài R0(Ω/km) ∆Pmax(MW) N-1 66+ j40.902 70.71 0.17 2.99 1-2 3O+j 18.592 41.23 0.33 0.7 N-3 55+j34.09 85.44 0.21 3.1 3-4 20+j12.395 41.23 0.45 0.424 N-6 67+j41.523 60.83 0.17 2.65 6.5 27+j16.733 63.25 0.45 1.19 Bảng 3.2 Tổn thất công suất lớn nhất trên các đoạn đường dây Tổng tổn thất công suất lớn nhất trong mạng điện ở chế độ phụ tải cực đại là : ∑∆Pmax= 2.619+0.7+3.1+0.424+2.65+1.19=11.054 MW Xác định chi phí vận hành hàng năm Z= (atc+ avh)*K + ∑∆Pmax *τ*c = (0.125 +0.04)*192708*106* +11.054*3411*500*103=5.06*1010 đ 3.2.2 Phương án 2 Tính toán tương tự như đối với phương án trên ta có bảng số liệu sau Đoạn đường dây Kí hiệu dây dẫn Cống suất truyền tải Chiều dài đây dẫn R0 (Ω/km) ∆Pmax (MW) K0 (*106d /km) K (*106đ) N-1 AC-185 66+j40.902 70.71 0.17 2.99 392 49893 1-2 AC-95 30+j18.592 41.23 0.33 0.7 224 16624 N-3 AC-150 55+j34.09 85.44 0.21 3.1 336 51674 3-4 AC-70 20+j12.395 41.23 0.45 0.424 168 12468 N-5 AC-70 27+j16.733 80.62 0.45 1.513 168 24380 N-6 AC-120 40+j24.79 60.83 0.27 1.5 280 30658 Từ bảng số liệu trên ta có : Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây là : K= (49893+16624+51674+12468+24380+30658)*106=185697*106 đ Tổng tổn thất công suất lớn nhất trong mạng ở chế độ phụ tải cực đại là : ∑∆Pmax= (2.99+0.7+3.1+0.424+1.513+1.5)=10.277 MW Vậy ta có hàm chi phí tính toán hàng năm là : Z= (0.125+0.04)*185697*106 +10.277*3411*500*103 = 4.82 *1010 đ 3.2.3. Phương án 4 Áp dụng những công thức tính toán ở trên ta có bảng số liệu sau: Đoạn đường dây Kí hiệu dây dẫn Công suất truyền tải Chiều dài dây dẫn R0 (Ω/km) ∆Pmax (MW) K0 (106 đ/km) K (106 đ) N-1 AC-95 36+j22.31 70.71 0.33 1.729 224 28510 N-2 AC-70 30+j18.592 78.1 0.45 1.81 168 23617.4 N-3 AC-150 55+j34.09 85.44 0.21 3.1 336 51674.1 3-4 AC-70 20+j12.395 41.23 0.45 0.424 168 12468 N-5 AC-70 27+j16.733 80.62 0.45 1.51 168 24379.5 N-6 AC-95 40+j24.79 60.83 0.33 1.84 224 24526.7 Từ bảng số liệu trên ta có : Tổng tổn thất công suất lớn nhất trong mạng điện ở chế dộ phụ tải cực đại là : ∆Pmax = 1.729 +1.81 +3.1 + 0.424 + 1.51 + 1.84=10.413 MW Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây là : K=(28510+23617.4+51674.1+12468+24379.5+24526.7)*106=165175.7 *106 đ Tổng chi phí tính toán hàng năm là : Z= (0.125+0.04)*165175.7*106 +10.413*3411*500*103 = 4.5*1010 đ Tổng kết các phương án đã tính toán ở trên ta có bảng số liệu sau: Phương án Phương án 1 Phương án 2 Phương án 4 Z 5.06*1010 đ 4.82*1010 đ 4.5*1010 đ Từ kết quả trên ta nhận thấy phương án 4 là phương án tối ưu Như vậy sau khi đưa ra các phưong án thoả mãn về mặt kỹ thuật ,chúng ta đã tiến hành so sánh về mặt kinh tế các phương án và lựa chọn phương án 4 là phương án tối ưu .Từ chương sau trở đi ta chỉ tiến hành tính toán cho phưong án này. Chương 4 Lựa chọn máy biến áp và sơ đồ nối dây chi tiết 4.1 Chọn số lượng và công suất máy biến áp trong các trạm hạ áp. Tất cả các phụ tải trong hệ thống điện đều là hộ tiêu thụ loại I,vì vậy để đảm bảo cung cấp điện cho các hộ phụ tải này cần dặt hai máy biến áp làm việc song song trong mỗi trạm. Khi trọn công suất của máy biến áp cần phải xét đến khả năng quá tải của máy biến áp còn lại sau sự cố .Xuất phát từ điều kiện quá tải cho phép bằng 40% trong thời gian phụ tải cực đại.Công suất của mỗi máy biến áp làm việc trong trạm có n máy biến áp được xác định theo công thức : Trong đó: Smax :phụ tải cực đại của trạm k:hệ số quá tải của máy biến áp trong chế độ sau sự cố ,k=1.4 n : số máy biến áp trong trạm Đối với trạm có hai máy biến áp ,công suất của mỗi máy biến áp bằng: Sau đây chúng ta tiến hành lựa chọn máy biến áp cho các hộ phụ tải Ở phần trên chúng ta đã lựa chọn điện áp vận hành của mạng điện là 110kv do đó chúng ta lựa chọn máy biến áp có Uđm= 110 kv Đối với phụ tải 1 Ta có S1max= 42.35 MVA vậy ta có công suất định mức của máy biến áp là : Do đó chúng ta lựa chọn máy biến áp là TPDH-32000/110 Tính toán cho phụ tải thứ hai: Ta có S2max= 35.29 MVA Vậy ta có : vậy ta chọn máy biến áp TPDH-32000/110 Tính toán cho hộ phụ tải 3 Ta có : S3max= 41.18 MVA vậy ta có công suất của máy biến áp là vậy ta chọn máy biến áp là :TPDH-32000/110 Tính toán cho hộ phụ tải thứ 4 Ta có S4max= 23.53 MVA vậy công suất của máy biến áp là : vậy ta chọn máy biến áp loại TPDH-25000/110 Tính toán cho hộ phụ tải thứ 5 Ta có S5max= 31.76 MVA vậy ta có công suất của máy biến áp là : Vậy ta lựa chọn máy biến áp kiểu TPDH-25000/110 Tính toán cho hộ phụ tải thứ 6 Ta có S6max= 47.06 MVA Do đó công suất của máy biến áp là : vậy ta chọn máy biến áp kiểu : TPDH-40000/110 Tổng kết ta có bảng số liệu sau: Máy biến áp Số lượng Các số liệu kỹ thuật Các số liệu tính toán Udm(kv) Un (%) ∆Pn kW ∆P0 kW I0 (%) R (Ω) X (Ω) ∆Q kVAr Cao hạ TPDH-32000/110 3 115 10.5 10.5 145 35 0.75 1.87 43.5 240 TPDH-25000/110 2 115 10.5 10.5 120 29 0.8 2.54 55.9 200 TPDH-40000/110 1 115 10.5 10.5 175 42 0.7 1.44 34.8 280 4.2 Sơ đồ nối dây chi tiết Trong sơ đồ này chúng ta sử dụng 3 loại trạm: Trạm nguồn :sử dụng sơ đồ hai thanh góp có máy cắt liên lạc Trạm trung gian :hai thanh góp Trạm cuối :sử dụng sơ đồ cầu Chương 5 Tính phân bố công suất trong mạng điện và tính chính xác điện áp tại các nút trong mạng điện Để đánh giá các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của mạng điện thiết kế ,cần xác định các thông số chế độ xác lập trong các chế độ phụ tải cực đại,cực tiểu và sau sự cố khi phụ tải cực đại.Khi xác định các dòng công suất và các tổn thất công suất ,ta lấy điện áp ở tất cả các nút trong mạng điện bằng điện áp định mức Ui = Udm= 110 kV. Để tính tổn thất công suất chạy trên một đoạn đường dây ta sử dụng công thức: (5.1) Để tính tổn thất điện áp ta sử dụng công thức: Để tính tổn thất công suất trong máy biến áp ta sử dụng công thức: Trong đó : S :công suất của phụ tải Sdm:công suất định mức của máy biến áp m:số máy biến áp vận hành trong trạm Tổn thất điện áp trong máy biến áp: 5.1 Chế độ phụ tải cực đại. Trong chế độ phụ tải cực đại ta lấy UN= 110%*110=121 kV 5.1.1.Xét đoạn đường dây N-3-4 Sơ đồ nối dây của đoạn N-3-4 Sơ đồ thay thế của mạng điện S3=35+j 21.69 MVA ∆S03 S4 =20+j12.395 MVA -jQc3d Z3 Zb3 N ∆S04 -jQc3c Z4 -jQc4d -jQc4c Zb4 Sb4 a b Theo giả thiết ở trên để tính các dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây ta chọn Ui=Udm=110 kv Ta có S4 = 20 +j12.395 MVA Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp là: Công suất trước tổng trở của máy biến áp là: Sb4 =S4+∆Sb4= 20+j12.395 + 0.053+ j 1.163=20.053+ j13.558 MVA Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm tăng áp bằng: Sc4=Sb4 + ∆S04= 20.053 +j13.558 +2*(29+j200)*10-3=20.111+j13.958 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường dây 4 sinh ra là: -jQc4c= -j(b4/2) * Udm2 = -j2.58*10-6*41.23*1102=-j1.287 MVAr Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây sau tổng trở Z4 của đường dây là: S4’’ = Sc4 –jQc4c = 20.111+j 13.958 -j 1.287 =20.111+j12.671 MVA Tổn thất công suất trên đoạn đường dây thứ 4 là: Công suất trước tổng trở Z4 của đường dây là: S4’= S4’’+ ∆S4 = 20.111 + j 12.671 + 0.433+j0.424=20.544+ j 13.095 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở đầu đoạn đường dây thứ 4 sinh ra là: -jQc4d = -jQc4c = -j1.287 MVAr Dòng công suất chạy vào đoạn dường dây thứ 4 là: S4’’’ = S4’ –jQc4d = 20.544+j 13.095 -j1.287=20.544+ j11.808 MVA Tổn thất công suất trong máy biến áp 3 là: Dòng công suất trước tổng trở của máy biến áp 3 là: Sb3 =S3+∆Sb3= 35+j21.69 + 0.12+ j 2.782=35.12+ j24.472 MVA Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm biến áp 3 là: Sc3=Sb3 + ∆S03= 35.12 +j24.472 +2*(35+j240)*10-3=35.19+j24.952 MVA Dòng công suất phản kháng do điện dung ở cuối đoạn đường dây 3 sinh ra là: -jQc3c= -j2.74*10-6*85.44*1102= -j2.833 MVAr Dòng công suất sau tổng trở của đoạn đường dây 3 là: S3’’= Sc3 +S4’’’-jQc3c = 35.19 +j24.952 +20.544 +j11.808 -j2.833=55.734 +j33.927 MVA Tổn thất công suất trên đường dây thứ 3 là: Dòng công suất chạy trước tổng trở Z3 của đường dây là: S3’= S3’’ + ∆S3 = 55.734+j33.927 + 3.156+j 6.25 =60.89 +j40.177 MVA Dòng công suất phản kháng do điện dung ở đầu đường dây 3 sinh ra là: -jQc3d = -2.833 MVAr Vậy ta có dòng công suất do nguồn cung cấp cho mạch đường dây N-3-4 là: SN-3-4=S3’ – jQc3d = 60.89+j40.177 –j2.833=60.89 +j37.344 MVA Sau khi tính toán được dòng công suất chạy vào đầu đoạn đường dây ta tiến hành tính chính xác điện áp tại các nút của mạng điện Tổn thất điện áp trên tổng trở Z3 là: Điện áp tại nút a là: Ua = UN - ∆U3 = 121 – 10.41=110.59 kV Tổn thất điện áp trong máy biến áp 3 là: Vậy ta có điện áp tại nút phụ tải thứ 3 là: U3 = Ua - ∆Ub3 = 110.59 – 5.11= 105.48kV Tổn thất điện áp trên tổng trở Z4 là: vậy ta có Ub = Ua - ∆U4 = 110.59- 2.8=107.79 kV Tổn thất điện áp trong máy biến áp 4 là: Vậy điện áp tại nút phụ tải thứ 4 là: U4= Ub - ∆U4 = 107.79 – 3.75= 104.04 kV 5.1.2 Xét đoạn đường dây N-1 Sơ đồ nối dây của mạng điện Sơ đồ thay thế của mạng điện Tính toán tương tự như đối với đoạn đường dây N-3-4 ta có các dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây trong sơ đồ trên là: S1= 36+j 22.31 MVA Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp là: Công suất trước tổng trở của máy biến áp là: Sb1 =S1+∆Sb1= 36+j22.31 + 0.127+ j 2.942=36.127+ j25.252 MVA Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm biến áp bằng: Sc1=Sb1 + ∆S01= 36.127 +j25.252 +2*(35+j240)*10-3=36.197+j25.732 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường dây 1 sinh ra là: -jQc1c= -jb1/2 * Udm2 = -j2.65*10-6*70.71*1102=-j2.267 MVAr Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây sau tổng trở Z1 của đường dây là: S1’’ = Sc1 –jQc1c = 36.197+j 25.732 -j 2.267 =36.197+j23.465 MVA Tổn thất công suất trên đoạn đường dây thứ 1 là: Công suất trước tổng trở Z1 của đường dây là: S1’= S1’’+ ∆S1 = 36.197 + j 23.465 + 1.794+ j2.33=37.991+ j 25.795 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở đầu đoạn đường dây thứ 1 sinh ra là: -jQc1d = -jQc1c = -j2.267 MVAr Dòng công suất chạy vào đoạn dường dây thứ 1 là: SN-1 = S1’ –jQc1d =37.991 +j 25.795 -j2.267=37.991+ j23.528 MVA Sau khi tính toán được dòng công suất chạy vào đầu đoạn đường dây ta tiến hành tính chính xác điện áp tại các nút của mạng điện Tổn thất điện áp trên tổng trở Z1 là: Điện áp tại nút a là: Ua = UN - ∆U3 = 121 – 6.9=114.1 kV Tổn thất điện áp trong máy biến áp 1 là: Vậy ta có điện áp tại nút phụ tải thứ 1 là: U1 = Ua - ∆Ub1 = 114.1 – 5.11=108.99 kV 5.1.3 Đoạn đường dây N-2 Sơ đồ nối dây Sơ đồ thay thế của mạng điện. S2= 30+j 18.592 MVA Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp là: Công suất trước tổng trở của máy biến áp là: Sb2 =S2+∆Sb2= 30+ j 18.592 + 0.088+ j 2.044=30.088+ j20.636 MVA Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm biến áp bằng: Sc2=Sb2 + ∆S02= 30.088 +j20.636 +2*(35+j240)*10-3=30.158+j21.116 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường dây 1 sinh ra là: -jQc2c= -jb2/2 * Udm2 = -j2.58*10-6*78.1*1102=-j2.44 MVAr Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây sau tổng trở Z2 của đường dây là: S2’’ = Sc2 –jQc2c = 30.158+j 21.116 -j 2.44 =30.158+j18.676 MVA Tổn thất công suất trên đoạn đường dây thứ 2 là: Công suất trước tổng trở Z2 của đường dây là: S2’= S2’’+ ∆S2 = 30.158 + j 18.676 + 1.827+j1.787=31.985+ j 20.463 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở đầu đoạn đường dây thứ 1 sinh ra là: -jQc2d = -jQc1c = -j2.44 MVAr Dòng công suất chạy vào đoạn dường dây thứ 2 là: SN-2 = S2’ –jQc2d =31.985 +j 20.463 -j2.44=31.985+ j18.023 MVA Sau khi tính toán được dòng công suất chạy vào đầu đoạn đường dây ta tiến hành tính chính xác điện áp tại các nút của mạng điện Tổn thất điện áp trên tổng trở Z2 là: Điện áp tại nút a là: Ua = UN - ∆U2 = 121 – 7.55=113.45 kV Tổn thất điện áp trong máy biến áp 2 là: Vậy ta có điện áp tại nút phụ tải thứ 2 là: U2 = Ua - ∆Ub2 = 113.45 – 4.2=109.25 kV 5.1.4 Đoạn đường dây N-5 Sơ đồ nối dây của mạng điện Sơ đồ thay thế của mạng điện Tính toán tương tự như trên ta có S5= 27+j 16.733 MVA Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp là: Công suất trước tổng trở của máy biến áp là: Sb5 =S5+∆Sb5= 27+ j 16.733 + 0.097+ j 2.12=27.097+ j18.853 MVA Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm biến áp bằng: Sc5=Sb5 + ∆S05= 27.097 +j18.853 +2*(29+j200)*10-3=27.155+j19.253 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường dây 5 sinh ra là: -jQc5c= -jb5/2 * Udm2 = -j2.58*10-6*80.62*1102=-j2.52 MVAr Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây sau tổng trở Z5 của đường dây là: S5’’ = Sc5 –jQc5c = 27.155+j 19.253 -j 2.52 =27.155+j16.733 MVA Tổn thất công suất trên đoạn đường dây thứ 5 là: Công suất trước tổng trở Z5 của đường dây là: S5’= S5’’+ ∆S5 = 27.155 + j 16.733 + 1.53+j1.49=28.685 + j 18.223 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở đầu đoạn đường dây thứ 5 sinh ra là: -jQc5d = -jQc5c = -j2.52 MVAr Dòng công suất chạy vào đoạn dường dây thứ 5 là: SN-5 = S5’ –jQc5d =28.685 +j 18.223 -j2.52 =28.685+ j15.703 MVA Sau khi tính toán được dòng công suất chạy vào đầu đoạn đường dây ta tiến hành tính chính xác điện áp tại các nút của mạng điện Tổn thất điện áp trên tổng trở Z5 là: Điện áp tại nút a là: Ua = UN - ∆U5 = 121 – 6.75=114.25 kV Tổn thất điện áp trong máy biến áp 5 là: Vậy ta có điện áp tại nút phụ tải thứ 5 là: U5 = Ua - ∆Ub5 = 114.6 – 3.81=110.79 kV 5.1.5 Đoạn đường dây N-6 Sơ đồ nối dây của mạng điện Sơ đồ thay thế của mạng điện Ta có : S6= 40+j 24.79 MVA Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp là: Công suất trước tổng trở của máy biến áp là: Sb6 =S6+∆Sb6= 40+ j 24.79 + 0.121+ j 2.91=40.121+ j27.7 MVA Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm biến áp bằng: Sc6=Sb6 + ∆S06= 40.121 +j27.7 +2*(42+j280)*10-3=40.205 +j28.26 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường dây 6 sinh ra là: -jQc6c= -jb6/2 * Udm2 = -j2.65*10-6*60.83*1102=-j1.95 MVAr Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây sau tổng trở Z6 của đường dây là: S6’’ = Sc6 –jQc6c = 40.205+j 28.26 -j 1.95 =40.205+j26.31 MVA Tổn thất công suất trên đoạn đường dây thứ 6 là: Công suất trước tổng trở Z6 của đường dây là: S6’= S6’’+ ∆S6 = 40.205 + j 26.31 + 1.92+j2.5=44.125 + j 28.81 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở đầu đoạn đường dây thứ 6 sinh ra là: -jQc6d = -jQc6c = -j1.95 MVAr Dòng công suất chạy vào đoạn dường dây thứ 6 là: SN-6 = S6’ –jQc6d =44.125 +j 28.81 -j1.95 =44.125+ j26.86 MVA Sau khi tính toán được dòng công suất chạy vào đầu đoạn đường dây ta tiến hành tính chính xác điện áp tại các nút của mạng điện Tổn thất điện áp trên tổng trở Z6 là: Điện áp tại nút a là: Ua = UN - ∆U5 = 121 – 6.77=114.23 kV Tổn thất điện áp trong máy biến áp 6 là: Vậy ta có điện áp tại nút phụ tải thứ 6 là: U6 = Ua - ∆Ub6 = 114.23 – 4.47=109.76kV 5.1.7 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống. Sau khi tính toán ta có các dòng công suất truyền từ nguồn vào các đoạn đường dây đựoc tóm tắt trong bảng 5.1 Đoạn đường dây Công suất tácdụng (MW) Công suất phản kháng (MVAr) N-1 37.991 25.795 N-2 31.985 18.023 N-3-4 60.89 37.344 N-5 26.685 15.703 N-6 42.205 28.91 Tổng 199.756 125.775 Bảng 5.1 Công suất truyền tải từ nguồn vào các đoạn đường dây trong mạng điện Từ bảng số liệu trên ta có Tổng công suất phản kháng yêu cầu là: Qyc = 125.775 MVAr Tổng công suất do nguồn điện phát ra là: Qcc = Pcc * tgφ = 199.756 * 0.62=123.85 MVA Như vậy công suất phản kháng do nguồn điện phát ra nhỏ hơn công suất phản kháng mà hệ thống yêu cầu do đó ta phải tiến hành bù công suất phản kháng cho hệ thống Ở đây ta sẽ tiến hành bù công suất phản kháng cho hộ phụ tải 4 đến cosφ=0.95 Vậy ta có lượng công suất phản kháng cần bù cho hộ phụ tải 4 là: Qb = p(tgφ- tgφ’) =20*(0.6197 – 0.3287) =5.82 MVAr Sơ dồ thay thế của mạng điện sau khi tiến hành bù công suất phản kháng cho hộ phụ tải 4 là S3=35+j 21.69 MVA ∆S03 S4 =20+j12.395 MVA -jQc3d Z3 Zb3 N ∆S04 -jQc3c Z4 -jQc4d -jQc4c Zb4 Sb4 a b -jQb Sau khi bù ta tiến hành tính chính xác dòng cống suất chạy trên các doạn đường dây ở mạng điện này S4* = 20 + j 6.575 MVA Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp là: Công suất trước tổng trở của máy biến áp là: Sb4 =S4*+∆Sb4= 20+j6.575 + 0.043+ j 0.931=20.043+ j7.506 MVA Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm tăng áp bằng: Sc4=Sb4 + ∆S04= 20.043 +j7.506 +2*(29+j200)*10-3=20.101+ j7.906MVA Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường dây 4 sinh ra là: -jQc4c= -j(b4/2) * Udm2 = -j2.58*10-6*41.23*1102=-j1.287 MVAr Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây sau tổng trở Z4 của đường dây là: S4’’ = Sc4 –jQc4c = 20.101+j7.906 -j 1.287 =20.101+j6.619 MVA Tổn thất công suất trên đoạn đường dây thứ 4 là: Công suất trước tổng trở Z4 của đường dây là: S4’= S4’’+ ∆S4 = 20.101 + j 6.619 + 0.343+j0.336 =20.444+ j 6.955 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở đầu đoạn đường dây thứ 4 sinh ra là: -jQc4d = -jQc4c = -j1.287 MVAr Dòng công suất chạy vào đoạn dường dây thứ 4 là: S4’’’ = S4’ –jQc4d = 20.444+j 6.955 -j1.287=20.444+ j5.668 MVA Tổn thất công suất trong máy biến áp 3 là: Dòng công suất trước tổng trở của máy biến áp 3 là: Sb3 =S3+∆Sb3= 35+j21.69 + 0.12+ j 2.782=35.12+ j24.472 MVA Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm biến áp 3 là: Sc3=Sb3 + ∆S03= 35.12 +j24.472 +2*(35+j240)*10-3=35.19+j24.952 MVA Dòng công suất phản kháng do điện dung ở cuối đoạn đường dây 3 sinh ra là: -jQc3c= -j2.74*10-6*85.44*1102= -j2.833 MVAr Dòng công suất sau tổng trở của đoạn đường dây 3 là: S3’’= Sc3 +S4’’’-jQc3c = 35.19 +j24.952 +20.444 +j5.668 -j2.833=55.634 +j27.787 MVA Tổn thất công suất trên đường dây thứ 3 là: Dòng công suất chạy trước tổng trở Z3 của đường dây là: S3’= S3’’ + ∆S3 = 55.634+j27.787 + 2.867+j 5.679 =58.501 +j33.466 MVA Dòng công suất phản kháng do điện dung ở đầu đường dây 3 sinh ra là: -jQc3d = -2.833 MVAr Vậy ta có dòng công suất do nguồn cung cấp cho mạch đường dây N-3-4 là: SN-3-4=S3’ – jQc3d = 58.501+j33.466 –j2.833=58.501 +j30.633 MVA Sau khi tính toán được dòng công suất chạy vào đầu đoạn đường dây ta tiến hành tính chính xác điện áp tại các nút của mạng điện Tổn thất điện áp trên tổng trở Z3 là: Điện áp tại nút a là: Ua = UN - ∆U3 = 121 – 9.252=111.748 kV Tổn thất điện áp trong máy biến áp 3 là: Vậy ta có điện áp tại nút phụ tải thứ 3 là: U3 = Ua - ∆Ub3 = 111.748 – 5.06= 106.688 kV Tổn thất điện áp trên tổng trở Z4 là: vậy ta có Ub = Ua - ∆U4 = 111.748- 2.26=109.488 kV Tổn thất điện áp trong máy biến áp 4 là: Vậy điện áp tại nút phụ tải thứ 4 là: U4= Ub - ∆U4 = 109.488 – 2.15= 107.338 kV Ta có các dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây sau khi bù được cho trong bảng 5.2 Đoạn đường dây Công suất tácdụng (MW) Công suất phản kháng (MVAr) N-1 37.991 25.795 N-2 31.985 18.023 N-3-4 58.501 30.633 N-5 26.685 15.703 N-6 42.205 28.91 Tổng 197.367 119.064 bảng 5.2 .Các dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây. Ta có tổng công suất phản kháng yêu cầu là: Qyc = 119.064 MVAr Tổng công suất phản kháng do nguồn điện phát ra là: Qcc = 197.367 *0.62 =122.37 MVAr Như vậy công suất phản kháng do nguồn phát ra lớn hơn công suất phản kháng do các hộ phụ tải yêu cầu Vì vây ta không phải bù cho các hộ phụ tải tiếp theo. Từ các kết quả tính toán ở trên ta có điện áp tại các nút trong mạng điện ở chế độ phụ tải cực đại được cho trong bảng 5.3: Nút phụ tải 1 2 3 4 5 6 điện áp (kv) 108.99 109.25 106.688 104.338 110.79 109.76 bảng 5.3 Điện áp tại các nút của mạng điện trong chế độ phụ tải cực đại. 5.2 Tính toán trong chế độ phụ tải cực tiểu Trong chế độ phụ tải cực tiểu ta lựa chọn: UN = 105%*110=115.5 kV Phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại. Công suất của các phụ tải trong chế độ phụ tải cực tiểu cho trong bảng 5.3 Bảng 5.4.Công suất của các phụ tải trong chế độ phụ tải cực tiểu. Hộ phụ tải Công suất (MVA) Hộ tiêu thụ Công suất(MVA) 1 18 +j 11.16 4 10+j 6.2 2 15 + j 9.3 5 13.5 +j 8.37 3 17.5 +j 10.846 6 20 + j 12.39 5.2.1 Đoạn đường dây N-3-4 S4 = 10+j 6.2 MVA Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp là: Công suất trước tổng trở của máy biến áp là: Sb4 =S4+∆Sb4= 10+j6.2 + 0.013+ j 0.29=10.013+ j6.49 MVA Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm tăng áp bằng: Sc4=Sb4 + ∆S04= 10.013 +j6.49 +2*(29+j200)*10-3=10.071+j6.89 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường dây 4 sinh ra là: -jQc4c= -j(b4/2) * Udm2 = -j2.58*10-6*41.23*1102=-j1.287 MVAr Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây sau tổng trở Z4 của đường dây là: S4’’ = Sc4 –jQc4c = 10.071+j 6.89 -j 1.287 =10.071+j5.603 MVA Tổn thất công suất trên đoạn đường dây thứ 4 là: Công suất trước tổng trở Z4 của đường dây là: S4’= S4’’+ ∆S4 = 10.071 + j 5.603 + 0.102+j0.1=10.173+ j 5.703 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở đầu đoạn đường dây thứ 4 sinh ra là: -jQc4d = -jQc4c = -j1.287 MVAr Dòng công suất chạy vào đoạn dường dây thứ 4 là: S4’’’ = S4’ –jQc4d = 10.173+j 5.703 -j1.287=10.173+ j4.416 MVA Tổn thất công suất trong máy biến áp 3 là: Dòng công suất trước tổng trở của máy biến áp 3 là: Sb3 =S3+∆Sb3= 17.5+j10.846 + 0.03 + j 0.696=17.53+ j11.542 MVA Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm biến áp 3 là: Sc3=Sb3 + ∆S03= 17.53 +j11.542 +2*(35+j240)*10-3=17.6+j12.022 MVA Dòng công suất phản kháng do điện dung ở cuối đoạn đường dây 3 sinh ra là: -jQc3c= -j2.74*10-6*85.44*1102= -j2.833 MVAr Dòng công suất sau tổng trở của đoạn đường dây 3 là: S3’’= Sc3 +S4’’’-jQc3c = 17.6 +j12.022 +10.173 +j4.416 -j2.833=27.773 +j13.605 MVA Tổn thất công suất trên đường dây thứ 3 là: Dòng công suất chạy trước tổng trở Z3 của đường dây là: S3’= S3’’ + ∆S3 = 27.773+j13.605 + 0.71+j 1.405 =28.483 +j15.01 MVA Dòng công suất phản kháng do điện dung ở đầu đường dây 3 sinh ra là: -jQc3d = -2.833 MVAr Vậy ta có dòng công suất do nguồn cung cấp cho mạch đường dây N-3-4 là: SN-3-4=S3’ – jQc3d = 28.483+j15.01 –j2.833=28.483 +j12.177 MVA Sau khi tính toán được dòng công suất chạy vào đầu đoạn đường dây ta tiến hành tính chính xác điện áp tại các nút của mạng điện Tổn thất điện áp trên tổng trở Z3 là: Điện áp tại nút a là: Ua = UN - ∆U3 = 115.5 – 4.52=110.98 kV Tổn thất điện áp trong máy biến áp 3 là: Vậy ta có điện áp tại nút phụ tải thứ 3 là: U3 = Ua - ∆Ub3 = 110.98 – 2.41=108.57 kV Tổn thất điện áp trên tổng trở Z4 là: vậy ta có Ub = Ua - ∆U4 = 110.98- 1.32=109.66 kV Tổn thất điện áp trong máy biến áp 4 là: Vậy điện áp tại nút phụ tải thứ 4 là: U4= Ub - ∆U4 = 109.66 – 1.77= 107.89 kV 5.2.2 Đoạn đường dây N-1 S1= 18+j 11.16 MVA Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp là: Công suất trước tổng trở của máy biến áp là: Sb1 =S1+∆Sb1= 18+j11.16 + 0.032+ j 0.74=18.032+ j11.9 MVA Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm biến áp bằng: Sc1=Sb1 + ∆S01= 18.032 +j11.9 +2*(35+j240)*10-3=18.102+j12.38 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường dây 1 sinh ra là: -jQc1c