Đồ án Thiết kế lưới điện, hệ thống điện khu vực

vào bảng ta thấy tổn thất lớn nhất sau sự cố của mạng là khi đứt một dây trên đường dâyN-2 của nhánh N-2-3 : U%maxsc= U%maxsc + ∆U%maxbt=20,35( %). 7)Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn lúc sự cố: Ta có bảng: Đoạn đường dõy Loại dõy Isc(A) Icp(A) N-1 AC-70 185,266 265 N-2 AC-185 395,338 510 2-3 AC-95 198,256 330 N-4 AC-95 221,582 330 N-5 AC-95 234,672 330 N-6 AC-95 238,22 330 Bảng 2-18 Ta thấy các dây dẫn đều thoả mãn điều kiện phát nóng VI)Phương án V: 1)Sơ đồ nối dây: N 6 1 2 3 4 5 Hình 2-5 Xét mạng kín sau N l1 l3 2 5 l2 Hình 2-6 Với giả thiết rằng các đường dây trong mạng kín đồng nhất (cùng loại dây dẫn ,cùng tiết diện) .Từ đó ta tính được các dòng công suất trong mạng kín như sau: Với chiều dài các đoạn cho trên hình vẽ S = = =37,061 + j22,978 (MVA). S = S-S=5,061+j3,138 (MVA). S = S - S = 32,939+j20,422 (MVA). Từ đó ta nhận thấy điểm 5 là điểm phân chia công suất duy nhất của mạng kín. 2)Các thông số phương án: Đoạn N-1 N-5 5-2 N-2 N-3 3-4 N-6 Pmax(MW) 30 32,939 5,061 37,061 72 38 40 Qmax(MVAr) 18,6 20,422 3,138 22,978 34,848 18,392 21,448 l(km) 72,11 94,87 31,62 80 98,49 41,23 94,87 Bảng 2-19 3) Tính điện áp danh định cho hệ thống dựa trên công thức kinh nghiệm: Ui=4,34. Từ đú ta cũng xỏc định được Uđm = 110 (kV) 4) Xác định tiết diện dây dẫn trên các đoạn đường dây: áp dụng tương tự như tính toán với phương án trên ta thu được bảng sau: Đoạn Smax(MVA) Ilni (A) Fkt(mm2) Dây dẫn ro(Ω/km) xo(Ω/km) N-1 35,298 92,633 84,212 AC-70 0,45 0,440 N-5 38,756 101,708 92,462 AC-95 0.17 0,409 5-2 5,955 15,628 14,207 AC-70 0,45 0,44 N-2 43,606 114,436 104,033 AC-95 0,33 0,429 N-3 79,99 209,919 190,835 AC-185 0,17 0,409 3-4 42,217 110,791 100,719 AC-95 0,33 0,429 N-6 45,387 119,11 108,282 AC-95 0,33 0,429 Bảng 2-20 5) Tính toán tổn thất trên đường dây trong các chế độ vận hành bình thường và sự cố: Đoạn P(MW) Q(MVAr) R(Ω) X(Ω) ∆Umaxbt(%) N-1 30 18,6 16,225 15,864 6,46 N-5 32,939 20,422 31,307 40,7 15,39 5-2 5,061 3,138 14,229 13,913 N-2 37,061 22,978 26,4 34,32 14,6 N-3 72 34,848 8,371 20,141 10,78 3-4 38 18,392 6,803 8,844 3,48 N-6 40 21,448 15,654 20,35 8,78 Bảng 2-21. Đối với mạch vòng đã xét ở trên ta thấy: Bởi trong mạch vòng này chỉ có một điểm phân chia công suất là nút 5, do đó nút này sẽ có điện áp thấp nhất trong mạch vòng , nghĩa là tổn thất điện áp lớn nhất trong mạch vòng bằng: ∆Umax% = ∆U%=15,39%. Khi ngừng đoạn N-2 tổn thất điện áp trên đoạn N-5 bằng : ∆U% = = = 32,7% 6) Tổng kết phương án: Ta thấy tổn thất điện áp quá lớn , phương án mạch vòng bị loại bỏ . VI) Tổng kết các phương án: Ta có bảng sau: P.án I II III IV V 9,55% 15,892% 11,73% 11,73% 15,39% 19,1% 27,478% 20,35% 20,35% 32,7% Bảng 2-22. Qua phân tích các phương án ta thấy các phương án số I,III ,IV là đạt yêu cầu về kỹ thuật. Vì vây ta tiết tục xét tiếp các chỉ tiêu kinh tế của các phương án này để từ đó rút ra phương án hợp lý nhất và cũng là phương án tối ưu . SO SáNH Về MặT KINH Tế Và LựA CHọN PHƯƠNG áN HợP Lý NHấT . I) Đặt vấn đề: Để so sánh về mặt kinh tế ta phải dựa vào hàm tính toán chi phí hàng năm Z để tìm ra Zmin. Phương án nào mà có Zmin thì đó chính là phương án tối ưu. Trong khi tính toán về mặt kinh tế ta có các giả thiết sau: Số lượng máy biến áp bằng nhau Số lượng máy cắt bằng nhau Số lượng dao cách ly bằng nhau Chi phí vận hành hàng năm được tính toán theo công thức: Y = a.K + A.C Tính toán chi phí hàng năm theo công thức: Z= (a.+ a). K +A.C Z = a. K + Y Trong đó a : Hệ số vận hành avh=0,07. a : Hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn lấy bằng a= = = 0,125. T: Thời gian thu hồi vốn lấy T= 8 năm. C=500đ/KWh=5.105đ/MWh là giá một kWh(MWh) điện năng bị tổn thất A =:Tổn thất điện năng hàng năm :Tổng tổn thất công suất ở chế độ cực đại :Thời gian tổn thất công suất lớn nhất =(0,124+Tmax.10-4)2.8760 =(0,124+5000.10-4)2.8760 =3411(h) K= Koi : Giá thành tổng hợp của 1km đường dây 1 mạch . loi : Chiều dài của đường dây thứ i. Z=(0,07+0,125).Kd+3411.5.105. Tra phụ lục ta có giá tiền các loại dây như sau: Loại dây AC-70 AC-95 AC-120 AC-150 AC-185 AC-240 Loại cột Ko(10 đ/km) 168 224 280 336 392 444 Bê tông K0(10 đ/km) 208 283 354 403 441 500 Cột thép Bảng 3-1 Ta tính toán dựa vào các số liệu đã tính được ở chương trước =i I)Phương án I: Bảng tổng kết : Đường dõy Loại dõy l (km) R (Ω) P (MW) Q (MVAr) ∆P (MW) ko.10 (đ/km) K.10 (đ) N-1 AC-95 72,11 11,898 30 18,6 1,225 283 32651,41 N-2 AC-95 80 13,2 32 19,84 1,547 283 36224,00 N-3 AC-95 98,49 16,251 34 16,456 1,916 283 44596,27 N-5 AC-95 113,14 18,668 38 18,392 2,75 283 51229,79 N-5 AC-95 94,87 15,654 38 23,56 2,586 283 42957,14 N-6 AC-120 94,87 12,81 40 21,448 2,181 354 53734,37 Tổng 12,205 261392,9 Bảng 3-2 A = = 12,205.3411=41631,255(MWh). chi phí vận hành hàng năm : Y = 0,07.261392,98.10+41631,255.10.500 =39113,1361.10(đ). chi phí tính toán hàng năm: Z = 0,125.261392,98.10+39113,1361.10 =71787,2586.10 (đ). II) Phương án số III: Tương tự phương án số I ta cũng có bảng tổng kết sau: Đường dõy Loại dõy l (km) R (Ω) P (MW) Q (MVAr) ∆P (MW) ko.10 (đ/km) K.10 (đ) N-1 AC-185 72,11 6,129 68 42,16 3,243 441 50880,816 1-5 AC-95 31,62 5,217 38 23,56 0,862 283 14317,536 N-2 AC-185 80 6,8 66 36,296 3,188 441 56448 2-3 AC-95 41,23 6,803 34 16,456 0,802 283 18668,944 N-4 AC-95 113,14 18,668 38 18,392 2,75 283 51229,792 N-6 AC-95 94,87 15,654 40 21,448 2,665 283 42957,136 Tổng 13,51 234502,224 Bảng 3-3 A=13,51.3411=46082,61(MWh). chi phí vận hành hàng năm : Y = 0,07.234502,224.10+46082,61.10 .500 =39456,461.10(đ). chi phí tính toán hàng năm: Z = 0,125.234502,224.10+39456,461.10 =68769,239.10(đ). III) Phương án số IV: Tương tự phương án số I ta cũng có bảng tổng kết sau: Đường dõy Loại dõy l (km) R (Ω) P (MW) Q (MVAr) ∆P (MW) ko.10 (đ /km) K. 10 (đ) N-1 AC-70 72,11 16,225 30 18,6 1,671 208 23998,208 N-2 AC-185 80 6,8 66 36,296 3,188 441 56448 2-3 AC-95 41,23 6,803 34 16,456 0,802 283 18668,914 N-4 AC-95 113,14 18,668 38 18,392 2,75 283 51229,792 N-5 AC-95 94,87 15,654 38 23,56 2,586 283 42957,136 N-6 AC-95 94,87 15,654 40 21,448 2,665 283 42957,136 Tổng 13,662 236259,216 Bảng 3-4 A = = 13,662.3411=46601,082 (MWh). chi phí vận hành hàng năm : Y = 0,07.236259,216.10+46601,082.10.500 =39838,686.10 (đ) . chi phí tính toán hàng năm: Z = 0,125.236259,216.10+39838,686.10 =69371,088 (đ). VI) Tổng kết các phương án và lựa chọn phương án tối ưu nhất: Từ các phương án ta có các bảng chỉ tiêu sau: Chỉ tiêu so sánh Phương án I Phương án III Phương án IV ∆U%maxbt 9,55% 11,73% 11,73% ∆U%maxsc 19,1% 20,35% 20,35% ∆A(MWh) 41631,255 46082,61 46601,082 Y.106(đ) 39113,1361 39456,461 39838,686 Z.106(đ) 71787,2586 68769,239 69371,088 Bảng 3-6 Từ bảng trên ta có:Phương án số III là phương án tối ưu Vậy ta chọn phương án số III là phương án để tính toán tiếp trong thiết kế này . lựa chọn máy biến áp và sơ đồ nối dây toàn mạng điện I) Đặt vấn đề: 1)Lựa chọn trạm sử dụng: Trong sơ đồ này ta cần sử dụng đến 3 loại trạm Trạm nguồn Trạm trung gian Trạm cuối Toàn bộ là hộ loại 1 nên ta chọn sơ đồ trạm sử dụng hai máy biến áp . a) Trạm nguồn: Trạm nguồn là trạm biến áp tăng áp từ UMF đến Uđm của mạng. Và thường dùng hai hệ thống thanh góp có máy cắt liên lạc. b) Trạm trung gian: Dùng hệ thống hai phân đoạn thanh góp được nối với nhau bằng một máy cắt và dao cách ly phân đoạn. c) Trạm cuối: Dùng sơ đồ cầu 2) Lựa chọn máy biến áp: Dựa vào công suất phụ tải và yêu cầu điều chỉnh điện áp của phụ tải trong hệ thống các máy biến áp ở đây ta chọn là máy biến áp hai cuộn dây điều chỉnh dưới tải. Các máy biến áp ở đây có Uđm=110(kV). Công suất của mỗi máy được chọn theo công suất phụ tải lớn nhất. Trong đó có xét đến trường hợp hai máy làm việc song song thì có một máy bị sự cố còn máy kia làm việc quá tải với hệ số quá tải k=1,4 (không cho phép quá tải của máy biến áp vượt qua 5 ngày đêm, mỗi ngày đêm không quá 6 tiếng). Công suất máy được chọn theo công thức sau: Smax : Công suất phụ tải cực đại (MVA) k=1,4 n : Số lượng máy biến áp (trong đồ án này ta có n =2) II) Tính toán chi tiết để lựa chọn máy biến áp: *) Phụ tải 1: . Chọn máy có Sđm =32 (MVA) Tính toán tương tự các nút còn lại ta thu được bảng sau: Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6 Pmax(MW) 30 32 34 38 38 40 cosφ(tb) 0,85 0,85 0,9 0,9 0,85 0,881 Qmax(MVAr) 18,6 19,84 16,456 18,392 23,56 21,448 Syờu cầu (MVA) 25,213 26,894 26,981 30,155 31,936 32,42 Sđm (MVA) 32 32 32 32 32 32 Bảng 4-1 Dựa vào bảng 4-1 và bảng 16 trang 213 quyển 1 ta có bảng sau: MBA SL Số liệu kỹ thuật Số liệu tớnh toỏn Uc KV Uh KV Un% ∆Pn K W ∆Po K W Io% R ( Ω ) X ( Ω ) ∆Qo KVAr TPDH-32000/110 12 115 22 10,5 145 35 0,75 1,87 43,5 240 Bảng 4-2 tính toán chính xác chế độ vận hành của mạng điện Để đỏnh giỏ cỏc chỉ tiờu kinh tế-kỹ thuật của mạng điện thiết kế ,cần xỏc định cỏc thụng số chế độ xỏc lập trong cỏc chế độ phụ tải cực đại,cực tiểu và sau sự cố khi phụ tải cực đại.Khi xỏc định cỏc dũng cụng suất và cỏc tổn thất cụng suất ,ta lấy điện ỏp ở tất cả cỏc nỳt trong mạng điện bằng điện ỏp định mức Ui = Udm= 110 kV. Để tớnh tổn thất cụng suất chạy trờn một đoạn đường dõy ta sử dụng cụng thức: (MVA) (5-1) Để tớnh tổn thất điện ỏp ta sử dụng cụng thức: (KV) (5-2) Tổn thất điện ỏp trong mỏy biến ỏp: (5-3) 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.Xột đoạn đường dõy N-6: Sơ đồ nối dõy của đoạn N-6: Sơ đồ thay thế của mạng điện Theo giả thiết ở trờn để tớnh cỏc dũng cụng suất chạy trờn cỏc đoạn đường dõy ta chọn Ui=Udm=110 kv. Z=15,654+j20,35() ; S06=2.(P0+jQ0)=2.(35+j240).10=0,07+j0,48 (MVA). Zb=.(Rb +Xb)=.(1,87 + 43,5)=0,935 + j21,75 (Ω) . Cỏc dũng cụng suất chạy trờn cỏc đoạn đường dõy trong sơ đồ trờn là: S6= 40+j 21,448 MVA Tổng tổn thất cụng suất trong mỏy biến ỏp là: Cụng suất trước tổng trở của mỏy biến ỏp là: Sb6 =S6+∆Sb6 = 40,159+ j25,151 ( MVA). Cụng suất truyền vào thanh gúp cao ỏp của trạm biến ỏp bằng: Sc6=Sb6 + ∆S06= 40,229+ j25,631 (MVA) Cụng suất phản khỏng do điện dung ở cuối đường dõy 6 sinh ra là: -jQc6c= -jB6/2 . Udm2 = -j2,514.10.1102= -j3,042 ( MVAr) Dũng cụng suất chạy trờn đoạn đường dõy sau tổng trở Z6 của đường dõy là: S6’’ = Sc6 –jQc6c =40,229 + j22,589 ( MVA). Tổn thất cụng suất trờn đoạn đường dõy thứ 6 là: Cụng suất trước tổng trở Z6 của đường dõy là: S6’= S6’’+ ∆S6 = 42,983 + j26,169 (MVA) Cụng suất phản khỏng do điện dung ở đầu đoạn đường dõy thứ 6 sinh ra là: - jQc6d = -jQc6c = -j3,042 (MVAr) Dũng cụng suất chạy vào đoạn dường dõy thứ 6 là: SN-6 = S6’ –jQc6d = 42,983 + j23,127 (MVA) Sau khi tớnh toỏn được dũng cụng suất chạy vào đầu đoạn đường dõy ta tiến hành tớnh chớnh xỏc điện ỏp tại cỏc nỳt của mạng điện. Tổn thất điện ỏp trờn tổng trở Z6 là: Điện ỏp tại nỳt a là: Ua = UN - ∆U6 = 121 – 9,962 =111,038 ( kV) Tổn thất điện ỏp trong mỏy biến ỏp 6 là: Vậy ta cú điện ỏp tại nỳt phụ tải thứ 6 là: U6 = Ua - ∆Ub6 = 111,038-5,265 =105,773 ( kV). 5.1.2.Xột đoạn đường dõy N-4: Sơ đồ nối dõy của đoạn N-4: Sơ đồ thay thế của mạng điện Theo giả thiết ở trờn để tớnh cỏc dũng cụng suất chạy trờn cỏc đoạn đường dõy ta chọn Ui=Udm=110 kv. Z=18.668+j24,269() ; S06=2.(P0+jQ0)=2.(35+j240).10=0,07+j0,48 (MVA). Zb=.(Rb +Xb)=.(1,87 + 43,5)=0,935 + j21,75 (Ω) . Cỏc dũng cụng suất chạy trờn cỏc đoạn đường dõy trong sơ đồ trờn là: S4= 38+j 18,392 MVA Tổng tổn thất cụng suất trong mỏy biến ỏp là: Cụng suất trước tổng trở của mỏy biến ỏp là: Sb4 =S4+∆Sb4 = 38,138+ j21,596 ( MVA). Cụng suất truyền vào thanh gúp cao ỏp của trạm biến ỏp bằng: Sc4=Sb4 + ∆S04= 38,208+ j22,076 (MVA) Cụng suất phản khỏng do điện dung ở cuối đường dõy 4 sinh ra là: -jQc4c= -jB4/2 . Udm2 = -j2,998.10.1102= -j3,628 ( MVAr) Dũng cụng suất chạy trờn đoạn đường dõy sau tổng trở Z4 của đường dõy là: S4’’ = Sc4 –jQc4c =38,208 + j18,448 ( MVA). Tổn thất cụng suất trờn đoạn đường dõy thứ 4 là: Cụng suất trước tổng trở Z4 của đường dõy là: S4’= S4’’+ ∆S4 = 40,985 + j22,059 (MVA) Cụng suất phản khỏng do điện dung ở đầu đoạn đường dõy thứ 4 sinh ra là: - jQc4d = -jQc4c = -j3,628 (MVAr) Dũng cụng suất chạy vào đoạn dường dõy thứ 4 là: SN-4 = S4’ –jQc4d = 40,9853 + j18,431 (MVA) Sau khi tớnh toỏn được dũng cụng suất chạy vào đầu đoạn đường dõy ta tiến hành tớnh chớnh xỏc điện ỏp tại cỏc nỳt của mạng điện. Tổn thất điện ỏp trờn tổng trở Z4 là: Điện ỏp tại nỳt a là: Ua = UN - ∆U4 = 121 – 10,748=110,252 ( kV) Tổn thất điện ỏp trong mỏy biến ỏp 4 là: Vậy ta cú điện ỏp tại nỳt phụ tải thứ 4 là: U4 = Ua - ∆Ub4 = 110,252-4,584=105,668 ( kV). 5.1.3 Đoạn đường dõy N-2-3: Sơ đồ nối dõy: Sơ đồ thay thế của mạng điện. Theo giả thiết ở trờn để tớnh cỏc dũng cụng suất chạy trờn cỏc đoạn đường dõy ta chọn Ui=Udm=110 kv Zd2=6,8 + j16,36 (Ω) ; =2,256.10 (S). Zd3=6,803 + j8,844 (Ω) ; =1,093.10 (S) . Zb2=Zb3=0,935 +j21,75 (Ω) . ΔS02=ΔS03=0,07 + J0,48 (MVA) . Ta cú: S = 34 +j16,456 (MVA). Tổng tổn thất cụng suất trong mỏy biến ỏp là: Cụng suất trước tổng trở của mỏy biến ỏp là: Sb3 =S3+∆Sb3= 34,11 + j19,021 (MVA). Cụng suất truyền vào thanh gúp cao ỏp của trạm tăng ỏp bằng: Sc3=Sb3 + ∆S03= 34,18 + j19,501 (MVA). Cụng suất phản khỏng do điện dung ở cuối đường dõy 3 sinh ra là: -jQc3c= -j(B3/2) . Udm2 = -j1,093.10-4/2 .1102 = -j1,323 ( MVAr). Dũng cụng suất chạy trờn đoạn đường dõy sau tổng trở Z3 của đường dõy là: S3’’ = Sc3 –jQc3c = 34,18 + j18,178 ( MVA). Tổn thất cụng suất trờn đoạn đường dõy thứ 3 là: Cụng suất trước tổng trở Z3 của đường dõy là: S3’= S3’’+ ∆S3 = 35,203 + j19,273 (MVA). Cụng suất phản khỏng do điện dung ở đầu đoạn đường dõy thứ 3 sinh ra là: -jQc3d = -jQc3c = -j1,323 ( MVAr). Dũng cụng suất chạy vào đoạn dường dõy thứ 3 là: S3’’’ = S3’ –jQc3d = 35,203 + j17,95 ( MVA). Ta cú tổn thất cụng suất trong mỏy biến ỏp 2 là: . Dũng cụng suất trước tổng trở của mỏy biến ỏp 2 là: Sb2 =S2+∆Sb2= 32,11+ j22,388 ( MVA). Cụng suất truyền vào thanh gúp cao ỏp của trạm biến ỏp 2 là: Sc2=Sb2 + ∆S02= 32,18+j22,868 ( MVA). Dũng cụng suất phản khỏng do điện dung ở cuối đoạn đường dõy 2 sinh ra là: -jQc2c= -j2,256.10/2.1102= -j2,73 ( MVAr). Dũng cụng suất sau tổng trở của đoạn đường dõy 2 là: S2’’= Sc2 +S3’’’-jQc2c = 67,203 + j38,088 ( MVA). Tổn thất cụng suất trờn đường dõy thứ 2 là: Dũng cụng suất chạy trước tổng trở Z2 của đường dõy là: S2’= S2’’ + ∆S2 =70,556 + j46,156 (MVA). Dũng cụng suất phản khỏng do điện dung ở đầu đường dõy 2 sinh ra là: -jQc2d =-jQc2c = -j2,73 (MVAr). Vậy ta cú dũng cụng suất do nguồn cung cấp cho mạch đường dõy N-2-3 là: SN-2-3 = S2’ – jQc2d = 70,556 +j43,426 ( MVA). Sau khi tớnh toỏn được dũng cụng suất chạy vào đầu đoạn đường dõy ta tiến hành tớnh chớnh xỏc điện ỏp tại cỏc nỳt của mạng điện. Áp dụng cụng thức (5-2) ta cú: Tổn thất điện ỏp trờn tổng trở Z2 là: . Điện ỏp tại nỳt a là: Ua = UN - ∆U2 = 121 – 10,206 =110,794 ( kV). Áp dụng cụng thức (5-4) ta cú: Tổn thất điện ỏp trong mỏy biến ỏp 2 là: Vậy ta cú điện ỏp tại nỳt phụ tải thứ 2 là: U2 = Ua - ∆Ub2 = 110,794-4,666=106,128 (KV) . Tổn thất điện ỏp trờn tổng trở Z3 là: vậy ta cú Ub = Ua - ∆U3 = 110,794 –3,689 = 107,105 ( kV). Tổn thất điện ỏp trong mỏy biến ỏp 3 là: Vậy điện ỏp tại nỳt phụ tải thứ 3 là: U3 = Ub - ∆U3 = 107,105 – 4,16 = 102,945 ( kV). 5.1.4 Đoạn đường dõy N-1-5: Sơ đồ nối dõy: Sơ đồ thay thế của mạng điện. Theo giả thiết ở trờn để tớnh cỏc dũng cụng suất chạy trờn cỏc đoạn đường dõy ta chọn Ui=Udm=110 kv Zd1=6,129 + j14,746 (Ω) ; =2,034.10 (S). Zd5=5,217 + j6,782 (Ω) ; =8,38.10 (S) . Zb1=Zb5=0,935 +j21,75 (Ω) . ΔS01=ΔS05=0,07 + J0,48 (MVA) . Ta cú: S = 38 +j23,56 (MVA). Tổng tổn thất cụng suất trong mỏy biến ỏp là: Cụng suất trước tổng trở của mỏy biến ỏp là: Sb5 =S5+∆Sb5= 38,154 + j27,153 (MVA). Cụng suất truyền vào thanh gúp cao ỏp của trạm tăng ỏp bằng: Sc5=Sb5 + ∆S05= 38,224 + j127,633 (MVA). Cụng suất phản khỏng do điện dung ở cuối đường dõy 5 sinh ra là: -jQc5c= -j(B5/2) . Udm2 = -j1,014 ( MVAr). Dũng cụng suất chạy trờn đoạn đường dõy sau tổng trở Z5 của đường dõy là: S5’’ = Sc5 –jQc5c = 38,224 + j26,619 ( MVA). Tổn thất cụng suất trờn đoạn đường dõy thứ 5 là: Cụng suất trước tổng trở Z5 của đường dõy là: S5’= S5’’+ ∆S5 = 39,159 + j27,835 (MVA). Cụng suất phản khỏng do điện dung ở đầu đoạn đường dõy thứ 5 sinh ra là: -jQc5d = -jQc5c = -j1,014 ( MVAr). Dũng cụng suất chạy vào đoạn dường dõy thứ 5 là: S5’’’ = S5’ –jQc5d = 39,159 + j26,821 ( MVA). Ta cú tổn thất cụng suất trong mỏy biến ỏp 1 là: . Dũng cụng suất trước tổng trở của mỏy biến ỏp 1 là: Sb1 =S1+∆Sb1= 30,096+ j20,84 ( MVA). Cụng suất truyền vào thanh gúp cao ỏp của trạm biến ỏp 1 là: Sc1=Sb1 + ∆S01= 30,166+j21,32 ( MVA). Dũng cụng suất phản khỏng do điện dung ở cuối đoạn đường dõy 1 sinh ra là: -jQc1c= -j2,034.10/2.1102= -j2,461 ( MVAr). Dũng cụng suất sau tổng trở của đoạn đường dõy 1 là: S1’’= Sc1 +S5’’’-jQc1c = 69,325 + j45,68 ( MVA). Tổn thất cụng suất trờn đường dõy thứ 1 là: Dũng cụng suất chạy trước tổng trở Z1 của đường dõy là: S1’= S1’’ + ∆S1 =72,816 + 54,08 (MVA). Dũng cụng suất phản khỏng do điện dung ở đầu đường dõy 1 sinh ra là: -jQc1d =-jQc1c = -j2,461 (MVAr). Vậy ta cú dũng cụng suất do nguồn cung cấp cho mạch đường dõy N-1-5 là: SN-1-5 = S1’ – jQc1d = 72,816 +j51,619 ( MVA). Sau khi tớnh toỏn được dũng cụng suất chạy vào đầu đoạn đường dõy ta tiến hành tớnh chớnh xỏc điện ỏp tại cỏc nỳt của mạng điện. Áp dụng cụng thức (5-2) ta cú: Tổn thất điện ỏp trờn tổng trở Z1 là: . Điện ỏp tại nỳt a là: Ua = UN - ∆U1 = 121 – 10,279=110,721 ( kV). Áp dụng cụng thức (5-4) ta cú: Tổn thất điện ỏp trong mỏy biến ỏp 1 là: Vậy ta cú điện ỏp tại nỳt phụ tải thứ 1 là: U1 = Ua - ∆Ub1 = 110,721-4,35=106,371 (KV) . Tổn thất điện ỏp trờn tổng trở Z5 là: vậy ta cú Ub = Ua - ∆U5 = 110,721–3,55 = 107,171 ( kV). Tổn thất điện ỏp trong mỏy biến ỏp 5 là: Vậy điện ỏp tại nỳt phụ tải thứ 5 là: U5 = Ub - ∆U5 = 107,171 – 5,843 = 101,328 ( kV). : 5.1.5 Cõn bằng chớnh xỏc cụng suất trong hệ thống. Sau khi tớnh toỏn ta cú cỏc dũng cụng suất truyền từ nguồn vào cỏc đoạn đường dõy đựoc túm tắt trong bảng 5.1 Đoạn đường dõy Cụng suất tỏcdụng (MW) Cụng suất phản khỏng (MVAr) N-6 42,983 23,127 N-4 40,985 18,431 N-2 70,556 43,426 2-3 35,203 17,95 N-1 72,816 51,619 1-5 39,159 26,821 Tổng 227,34 136,603 Bảng 5.1 Từ bảng số liệu trờn ta cú Tổng cụng suất phản khỏng yờu cầu là: Qyc = 136,603 MVAr Tổng cụng suất do nguồn điện phỏt ra là: Qcc = Pcc . tgφ = 227,34 . 0,62=140,951 MVAr Như vậy công suất phản kháng do nguồn phát ra lớn hơn công suất phản kháng mà hệ thống yêu cầu .Vì vậy ta không cần tính toán bù chính xác công suất phản kháng cho hệ thống . Từ cỏc kết quả tớnh toỏn ở trờn ta cú điện ỏp tại cỏc nỳt trong mạng điện ở chế độ phụ tải cực đại được cho trong bảng 5.3: Nỳt phụ tải 1 2 3 4 5 6 điện ỏp (kv) 106,371 106,128 102,945 105,668 101,328 105,773 Bảng 5.2 5.2 Tớnh toỏn trong chế độ phụ tải cực tiểu: Trong chế độ phụ tải cực tiểu ta lựa chọn: UN = 105%.Uđm = 105%.110 = 115.5 kV. Phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại. Cụng suất của cỏc phụ tải trong chế độ phụ tải cực tiểu cho trong bảng 5.3 Bảng 5.3.Cụng suất của cỏc phụ tải trong chế độ phụ tải cực tiểu Phụ tải Cụng suất (MVA) Phụ tải Cụng suất(MVA) 1 15 +j 9,3 4 19 + j9,196 2 16 + j9,92 5 19 + j11,78 3 17 + j8,228 6 20 + j10,724 5.2.1 Đoạn đường dõy N-6: Sơ đồ nối dõy của đoạn N-6: Sơ đồ thay thế của mạng điện Theo giả thiết ở trờn để tớnh cỏc dũng cụng suất chạy trờn cỏc đoạn đường dõy ta chọn Ui=Udm=110 kv. Z=15,654+j20,35() ; S06=P0+jQ0=.(35+j240).10=0,035+j0,24 (MVA). Zb=Rb +Xb=1,87 + j43,5 (Ω) . Cỏc dũng cụng suất chạy trờn cỏc đoạn đường dõy trong sơ đồ trờn là: S6= 20+j 10,724 MVA Tổng tổn thất cụng suất trong mỏy biến ỏp là: Cụng suất trước tổng trở của mỏy biến ỏp là: Sb6 =S6+∆Sb6 = 20,08+ j12,575 ( MVA). Cụng suất truyền vào thanh gúp cao ỏp của trạm biến ỏp bằng: Sc6=Sb6 + ∆S06= 20,115+ j12,815 (MVA) Cụng suất phản khỏng do điện dung ở cuối đường dõy 6 sinh ra là: -jQc6c= -jB6/2 . Udm2 = -j2,514.10.1102= -j3,042 ( MVAr) Dũng cụng suất chạy trờn đoạn đường dõy sau tổng trở Z6 của đường dõy là: S6’’ = Sc6 –jQc6c =20,15 + j9,773 ( MVA). Tổn thất cụng suất trờn đoạn đường dõy thứ 6 là: Cụng suất trước tổng trở Z6 của đường dõy là: S6’= S6’’+ ∆S6 = 20,762 + j10,614 (MVA) Cụng suất phản khỏng do điện dung ở đầu đoạn đường dõy thứ 6 sinh ra là: - jQc6d = -jQc6c = -j3,042 (MVAr) Dũng cụng suất chạy vào đoạn dường dõy thứ 6 là: SN-6 = S6’ –jQc6d = 20,762 + j7,572 (MVA) Sau khi tớnh toỏn được dũng cụng suất chạy vào đầu đoạn đường dõy ta tiến hành tớnh chớnh xỏc điện ỏp tại cỏc nỳt của mạng điện. Tổn thất điện ỏp trờn tổng trở Z6 là: Điện ỏp tại nỳt a là: Ua = UN - ∆U6 = 115,5 – 4,684 =110,816 ( kV) Tổn thất điện ỏp trong mỏy biến ỏp 6 là: Vậy ta cú điện ỏp tại nỳt phụ tải thứ 6 là: U6 = Ua - ∆Ub6 = 110,816-5,275 =105,541 ( kV). Tính toán tương tự với các đường dây còn lại , ta có bảng tổng kết sau : Đoạn đường dõy Cụng suất tỏcdụng (MW) Cụng suất phản khỏng (MVAr) N-6 20,762 47,165 N-4 19,752 4,624 N-2-3 34,156 15,199 N-1-5 35,232 19,77 Tổng 109,902 47,165 Bảng 5-4 . Ta thấy: Tổng công suất phản kháng yêu cầu của mạng điện là : (MVAr). Tổng công suất phản kháng của nguồn phát ra là : F=109,902.0,62=68,13 (MVAr). Nhận thấy F > nên không phải bù công suất phản kháng cho mạng . Điện ỏp tại cỏc nỳt trong mạng điện ở chế độ phụ tải cực tiểu được cho trong: Bảng 5.5: Nỳt phụ tải 1 2 3 4 5 6 điện ỏp (kv) 106,447 105,399 104,215 106,004 103,338 105,541 5.3 Xột chế độ sau sự cố: Trong chế độ sự cố ta xột sự cố nặng nề nhất là sự cố đứt một mạch đường dõy.Khi đú cỏc thụng số của đường dõy sự cố sẽ thay đổi . Khi tớnh toỏn cỏc thụng số của mạng điện ở chế độ sự cố ta sử dụng cỏc số liệu sau: UN = 121 kV Phụ tải làm việc ở chế độ phụ tải cực đại. 5.3.1 Xột đoạn đường dõy N-6 Sơ đồ nối dõy của đoạn N-6: Sơ đồ thay thế của mạng điện Theo giả thiết ở trờn để tớnh cỏc dũng cụng suất chạy trờn cỏc đoạn đường dõy ta chọn Ui=Udm=110 kv. Z=31,308+j40,7() ; S06=2.(P0+jQ0)=2.(35+j240).10=0,07+j0,48 (MVA). Zb=.(Rb +Xb)=.(1,87 + 43,5)=0,935 + j21,75 (Ω) . Cỏc dũng cụng suất chạy trờn cỏc đoạn đường dõy trong sơ đồ trờn là: S6= 40+j 21,448 MVA Tổng tổn thất cụng suất trong mỏy biến ỏp là: Cụng suất trước tổng trở của mỏy biến ỏp là: Sb6 =S6+∆Sb6 = 40,159+ j25,151 ( MVA). Cụng suất truyền vào thanh gúp cao ỏp của trạm biến ỏp bằng: Sc6=Sb6 + ∆S06= 40,229+ j25,631 (MVA) Cụng suất phản khỏng do điện dung ở cuối đường dõy 6 sinh ra là: -jQc6c= -jB6/2 . Udm2 = -j1,257.10.1102= -j1,521 ( MVAr) Dũng cụng suất chạy trờn đoạn đường dõy sau tổng trở Z6 của đường dõy là: S6’’ = Sc6 –jQc6c =40,229 + j24,11 ( MVA). Tổn thất cụng suất trờn đoạn đường dõy thứ 6 là: Cụng suất trước tổng trở Z6 của đường dõy là: S6’= S6’’+ ∆S6 = 45,92 + j31,509 (MVA) Cụng suất phản khỏng do điện dung ở đầu đoạn đường dõy thứ 6 sinh ra là: - jQc6d = -jQc6c = -j1,521 (MVAr) Dũng cụng suất chạy vào đoạn dường dõy thứ 6 là: SN-6 = S6’ –jQc6d = 45,92 + j29,088 (MVA) Sau khi tớnh toỏn được dũng cụng suất chạy vào đầu đoạn đường dõy ta tiến hành tớnh chớnh xỏc điện ỏp tại cỏc nỳt của mạng điện. Tổn thất điện ỏp trờn tổng trở Z6 là: Điện ỏp tại nỳt a là: Ua = UN - ∆U6 = 121 – 22,48 =98,52 ( kV) Tổn thất điện ỏp trong mỏy biến ỏp 6 là: Vậy ta cú điện ỏp tại nỳt phụ tải thứ 6 là: U6 = Ua - ∆Ub6 = 98,52-5,934 =92,586 ( kV). 5.3.2 Xột đoạn đường dõy N-4:. Sơ đồ nối dõy của đoạn N-4: Sơ đồ thay thế của mạng điện Theo giả thiết ở trờn để tớnh cỏc dũng cụng suất chạy trờn cỏc đoạn đường dõy ta chọn Ui=Udm=110 kv. Z=37,336+j48,538() ; S06=2.(P0+jQ0)=2.(35+j240).10=0,07+j0,48 (MVA). Zb=.(Rb +Xb)=.(1,87 + 43,5)=0,935 + j21,75 (Ω) . Cỏc dũng cụng suất chạy trờn cỏc đoạn đường dõy trong sơ đồ trờn là: S4= 38+j 18,392 MVA Tổng tổn thất cụng suất trong mỏy biến ỏp là: Cụng suất trước tổng trở của mỏy biến ỏp là: Sb4 =S4+∆Sb4 = 38,138+ j21,596 ( MVA). Cụng suất truyền vào thanh gúp cao ỏp của trạm biến ỏp bằng: Sc4=Sb4 + ∆S04= 38,208+ j22,076 (MVA) Cụng suất phản khỏng do điện dung ở cuối đường dõy 4 sinh ra là: -jQc4c= -jB4/2 . Udm2 = -j1,5.10.1102= -j1,815 ( MVAr) Dũng cụng suất chạy trờn đoạn đường dõy sau tổng trở Z4 của đư