Đồ án Thiết kế lưới điện khu vực các hộ dân

.96 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132 Bảng 3.6 Giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện Đường dây DUbt DUsc NĐ--1 3.036 6.072 NĐ--2 3.622 7.244 4—3 2.03 4.06 NĐ—4 2.7 5.4 NĐ--5 4.17 8.34 NĐ--6 4.29 8.58 Từ kết quả bảng 3.6 nhận thấy rằng tổn thất điện áp cực đại trong chế độ vận hành bình thường bằng: DUmaxbt% = DUN-6=4.29%<10% tổn thất điện áp cực đại trong chế độ vận hành sự cố bằng : DUmaxsc % = 8.58%<20% III.Phương án III Sơ đồ mạng điện của phương án III Hình.8 Sơ đồ mạch điện phương án III 1.Tính điện áp định mức của mạng điện Dòng công suất chạy trong đoạn đường dây NĐ-2 Dòng công suất chạy trên đường dây 2-1 2.Chọn tiết diện dây dẫn Tiết diện dây NĐ-2 IN2 = 103 = A FN2 = mm2 Khi sự cố đứt 1 dây ta có : I2SC=2.IN-2 = 329.74 (A) Vậy ta chọn dây AC- 150 có ,Icp =445 A Tiết diện dây 2-1 IN2-1 = 103 = 60.8A FN2-1 =54.45 mm2 Khi sự cố đứt 1 dây ta có : I2-1SC=2.IN-1 = 121.6 (A) Vậy ta chọn dây AC-70,Icp =275A Các tiết diện dây dẫn được tính tương tự Kết quả tính toán được cho trong bảng Đ d S MVA Ibt A Ftt mm2 Ftc mm2 Icp A Isc A l km r0 W/km x0 W/km B0.10-6 S/km R W X W .10-6 S 2-1 22+j7.26 60.8 54.45 70 275 121.6 41.23 0.42 0.441 2.57 8.66 9.09 105.96 NĐ-2 56+j28.7 164.87 149.88 150 445 329.74 44.72 0.19 0.415 2.74 4.25 9.28 122.53 NĐ-3 24+j12.287 70.64 64.23 70 275 141.28 58.31 0.42 0.441 2.57 12.245 12.858 149.86 NĐ-4 30+j18.6 92.48 84.07 70 275 184.96 28.28 0.42 0.441 2.57 5.93 6.24 72.68 NĐ-5 35+j21.7 107.89 98.1 95 335 215.78 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132 NĐ-6 36+j22.32 110.98 100.89 95 335 221.96 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132 Bảng 3.8 Thông số của các đường dây trong mạng điện 3.Tính tổn thất điện áp trong mạng điện Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-2-1 trong chế độ làm việc bình thưòng : Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-2 DUNĐ-2 %= Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 2-1: DU2-1 %= như vậy tổn thất điện áp trênđoạn đường dây NĐ-2-1 bằng : DUNĐ-2-1%=DUNĐ-2% +DU2-1% =4.17% + 2.15% =6.32% Tính tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ sự cố : Đối với đường dây NĐ-2-1 ,khi ngừng một mạch trên đoạn NĐ-2 sẽ nguy hiểm hơn so với trường hợp sự cố một mạch trên đoạn 2-1 .Khi ngừng một mạch trên đường dây NĐ-2, tổn thất điện áp trên đoạn này bằng : DUNĐ-2SC% =2*DUNĐ-2% = 2*4.17 %= 8.34% Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn 2-1: DU2-1SC% =2*DU2-1% =2*2.15% = 4.3% Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đoạn còn lại cho trong bảng : Bảng 3.9 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện Đường dây DUbt% DUsc% 2-1 2.15 4.3 NĐ-2 4.17 8.34 NĐ-3 3.73 7.46 NĐ-4 2.43 4.86 NĐ-5 4.17 8.34 NĐ-6 4.29 8.58 Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc bình thường DUmaxbt% =4.29% Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc sự cố: DUmaxsc% =8.58% IV.Phương án IV Sơ đồ mạng điện phương án IV cho trên hình Hình 9 Sơ đồ mạch điện phương án IV 1.Chọn tiết diện dây dẫn trong mạng điện Bảng 3.11.thông số của các đường dây trong mạng điện Đ d S MVA Ibt A Ftt mm2 Ftc mm2 Icp A Isc A l km r0 W/km x0 W/km B0.10-6 S/km R W X W .10-6 S 2-1 22+j7.26 60.8 54.45 70 275 121.6 41.23 0.42 0.441 2.57 8.66 9.09 105.96 NĐ-2 56+j28.7 164.87 149.88 150 445 329.74 44.72 0.19 0.415 2.74 4.25 9.28 122.53 4-3 24+j12.287 70.64 64.23 70 275 141.28 31.62 0.42 0.441 2.57 6.64 6.973 81.27 NĐ-4 54+j30.887 162.99 148 150 445 325.98 28.28 0.19 0.415 2.74 2.69 5.87 77.49 NĐ-5 35+j21.7 107.89 98.1 95 335 215.78 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132 NĐ-6 36+j22.32 110.98 100.89 95 335 221.96 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132  3.Tính tổn thất điện áp trong mạng điện Bảng 3.12.tổn thất điện áp trên các đường dây trong mạng điện Đường dây DUbt% DUsc% 2-1 2.15 4.3 NĐ-2 4.17 8.34 NĐ-4 2.7 5.4 4-3 2.03 4.06 NĐ-5 4.17 8.34 NĐ-6 4.29 8.58 Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc bình thường DUmaxbt% =4.29% Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc sự cố: DUmaxsc% =8.58% V.Phương án V Sơ đồ mạng điện cho dưới sơ đồ Hình 10 Sơ đồ mạch điện phương án V Việc tính toán các dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây nối từ nguồn đến từng phụ tải riêng lẻ tương tự như các phương án trên.Riêng mạng kín N-3-5-N ta tính như sau: SA2=SA0+S3=2.54+j2.67+24+j12.287=26.5+j14.95 MVA Sau đó dựa vào các công thức tính dòng điện và tiết diện chạy trên dây dẫn tương tự như các phương án trên ta có kết quả sau: 1.Chọn điện áp định mức cho mạng điện Bảng 3.13.Điện áp tính toán và điện áp định mức mạng điện Đường dây Công suất truyền tải S,MVA Chiều dài đường dây l,km điện áp tính toán U,kV Điện áp định mức ,kV NĐ-1 22+j7.26 58.31 86.63 110 NĐ-2 34+j21.08 44.72 104.33 NĐ-3 26.5+j14.95 58.31 94.435 3-5 2.54+j2.67 30 36.14 NĐ-4 30+j18.6 28.28 96.94 NĐ-5 32.5+j19.04 50 102.661 NĐ-6 36+j22.32 50 107.59 2. Tính tiết diện dây dẫn cho mạng điện Bảng 3.14 Thông số của các đường dây trong mạng điện Đ d S MVA Ibt A Ftt mm2 Ftc mm2 Icp A Isc A l km r0 W/km x0 W/km B0.10-6 S/km R W X W .10-6 S NĐ-1 22+j7.26 60.8 54.45 70 275 121.6 58.31 0.42 0.441 2.57 12.245 12.858 149.86 3-5 2.54+j2.67 35.445 32.222 70 275 70.89 30 0.42 0.441 2.57 12.6 13.23 38.55 NĐ-2 34+j21.08 104.81 95.28 95 335 209.62 44.72 0.31 0.43 2.64 6.93 9.615 118.06 NĐ-3 26.5+j14.95 79.8 72.54 70 275 159.6 58.31 0.42 0.441 2.57 24.49 25.715 74.928 NĐ-4 30+j18.6 92.48 84.07 70 275 184.96 28.28 0.42 0.441 2.57 5.93 6.24 72.68 NĐ-5 32.5++j19.04 98.6 89.637 95 335 215.78 50 0.31 0.43 2.64 15.5 21.5 66 NĐ-6 36+j22.32 110.98 100.89 95 335 221.96 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132  3.Tính tổn thất điện áp trong mạng điện Bảng 3.15 Tổn thất điện áp trên các đường dây trong mạng điện Đường dây DUbt% DUsc% NĐ--1 3.97 6.05 NĐ--2 3.622 7.244 3--5 0.555 1.11 NĐ-3 8.548 16.192 NĐ-4 2.43 4.86 NĐ-5 7.541 18.206 NĐ-6 4.29 8.58 Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc bình thường DUmaxbt% =8.548% Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc sự cố: DUmaxsc% =18.206% Để thuận tiện khi so sánh các phương án về mặt kỹ thuật ,các giá trị tổn thất điện áp cực đại của các phương án được cho dưới bảng Bảng 3.16 Chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án so sánh Tổn thất điện áp Phương án I II III IV V DUmaxbt% 4.29 6.067 4.29 4.29 8.548 DUmaxsc% 8.58 12.134 8.58 8.58 18.206 VI.So sánh kinh tế các phương án Từ bảng kết quả ta chọn 4 phương án I,III,IV để tiến hành so sánh kinh tế –kỹ thuật Vì các phương án so sánh của mạng điện có cùng cấp điện áp ,do đó để đơn giản không cần tính đến vốn đầu tư vào các trạm biến áp Chỉ tiêu kinh tế được so sánh các phương án là các chi phí tính toán hàng năm ,được xác định theo công thức sau: Z=(atc +avhđ)*Kđ +DA*c Trong đó : atc-hệ số hiệu quả vốn đầu tư (atc=0.125) avhđ-hệ số vận hành đối với các đường dây trong mạng điện (avhđ=0.07) Kđ-tổng các vốn đầu tư về đường dây DA- tổng tổn thất điện năng hàng năm c- giá 1 kWh điện năng tổn thất (c=500đ/kwh) Đối với các đường dây trên không hai mạch đặt trên cùng một cột, tổng vốn đầu tư để xây dựng các đường dây có thể xác định theo công thức: Kđ = 1,6*k0i * li k0i : giá thành 1km đường dây một mạch (đ/km) li :chiều dài đoạn đường dây thứ i (km). Tổn thất điện năng trên đường dây được xác định theo công thức: A = Pi max* Pi max : tổn thất công suất trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại : thời gian tổn thất công suất cực đại. Tổn thất công suất trên đường dây thứ i có thể tính: Pi max, Qi max : công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại. Ri : điện trở tác dụng của đường dây thứ i Uđm : điện áp định mức của mạng điện. Thời gian tổn thất công suất cực đại có thể tính: = ( 0,124 +Tmax10-4)2* 8760 Tmax - thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm Bảng : giá thành 1km đường dây một mạch (triệu/km) Đường dây Cột bê tông(triệu/km) Cột thép(triệu/km) AC -70 300 380 AC-95 308 385 AC-120 320 392 AC-150 336 403 AC-185 352 416 AC-240 402 436 Phương án I a.Tính tổn thất công suất tác dụng trên đường dây - Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây NĐ-1: - Tổn thất công suất trên các đường dây còn lại được tính tương tự, ta có bảng: Bảng 3.17 Tổn thất công suất trên đường dây của phương án I ĐD Pi (MW) Qi (MW) Ri () P(MW) NĐ-1 22 7.26 12.245 1.426 NĐ-2 34 21.08 6.93 0.917 NĐ-3 24 12.287 12.245 0.736 NĐ-4 30 18.6 5.93 0.611 NĐ-5 35 21.7 7.75 1.086 NĐ-6 36 22.32 7.75 1.149 P 5.925 b.Tính vốn đầu tư xây dung mạng điện Giả thiết đường dây trên không hai mạch được đặt trên cùng loại cột thép. - Vốn đầu tư xây dựng đường dây NĐ-1: K1 = 1.6*koi*Li = 1.6 * 380 106 *58.31 =35452.48 *106 đ. - Vốn đầu tư xây dựng các đường dây còn lại được tính tương tự Bảng 3.18 Vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án I ĐD KH dây ko.106 (đ/km) L (km) Ki . 106 (đ) NĐ-1 AC - 70 380 58.31 35452.48 NĐ-2 AC - 95 385 44.72 27547.52 NĐ-3 AC - 70 380 58.31 35452.48 NĐ-4 AC - 70 380 28.28 17194.24 NĐ-5 AC -95 385 50 30800 NĐ-6 AC -95 385 50 30800 Kd 177246.72 c.Xác định chi phí vận hành hàng năm * Tổng các chi phí vận hành hàng năm được xác định theo công thức: Y = avhđ *Kđ + A* c - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất bằng: = (0,124+Tmax10-4)2*8760 = ( 0,124 +500010-4)2* 8760 = 3411 h. - Tổn thất điện năng trong mạng điện: A = Pi max* = 5.925* 3411 = 20210.175 MWh. - Chi phí vận hành hàng năm bằng: Y = avhđ *Kđ + A*c = 0,07* 177246.72*106 + 20210.175*103 *500 = 22512.358*106 đ. * Chi phí tính toán hàng năm: Z = atc *Kđ + Y = 0,125*177246.72*106 + 22512.358*106 = 44668.198*106 đ. Phương án III a.Tính tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Bảng 3.19 Tổn thất công suất trên đường dây của phương án III ĐD Pi (MW) Qi (MW) Ri () P NĐ-1 22 7.26 12.245 1.426 NĐ-2 34 21.08 6.93 0.917 4-3 24 12.287 6.64 0.4 NĐ-4 54 30.887 2.69 0.86 NĐ-5 35 21.7 7.75 1.086 NĐ-6 36 22.32 7.75 1.149 P 5.838 b.Tính vốn đầu tư xây dung mạng điện Bảng 3.20 Vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án III ĐD KH dây ko.106 (đ/km) L (km) Ki . 106 (đ) NĐ-1 AC-70 380 58.31 35452.48 NĐ-2 AC-95 385 44.72 27547.52 4-3 AC-70 380 31.623 19226.784 NĐ-4 AC-150 403 28.28 18234.944 NĐ-5 AC-95 385 50 30800 NĐ-6 AC-95 385 50 30800 Kd 162059.904 c.Xác định chi phí vận hành hàng năm * Tổng các chi phí vận hành hàng năm được xác định theo công thức: Y = avhđ *. Kđ + A* c - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất bằng: = (0,124+Tmax 10-4)2 = ( 0,124 +5000 10-4)2 * 8760 = 3411 h. - Tổn thất điện năng trong mạng điện: A = Pi max * = 5.838*3411= 19913.418 MWh. - Chi phí vận hành hàng năm bằng: Y = avhđ*Kđ + A*c = 0,07*162059.904 106 + 19913.418 103 *500 =21300.902106 đ. * Chi phí tính toán hàng năm: Z = atc* Kđ + Y = 0,125 *162059.904 106 + 21300.902 106 = 41558.39 106 đ. Phương án IV a.Tính tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Bảng 3.21 Tổn thất công suất trên đường dây của phương án IV ĐD Pi (MW) Qi (MW) Ri () P 2-1 22 7.26 8.66 0.384 NĐ-2 56 28.7 4.25 1.391 4-3 24 12.287 6.64 0.399 NĐ-4 54 30.887 2.69 0.86 NĐ-5 35 21.7 7.75 1.086 NĐ-6 36 22.32 7.75 1.149 P 5.269 b.Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện Bảng 3.22 Vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án IV ĐD KH dây ko.106 (đ/km) L (km) Ki . 106 (đ) 2-1 AC - 70 380 41.23 25067.84 NĐ-2 AC -150 403 44.72 28835.456 4-3 AC-70 380 31.623 19226.784 NĐ-4 AC-150 403 28.28 18234.944 NĐ-5 AC-95 385 50 30800 NĐ-6 AC-95 385 50 30800 Kd 152965.024 c.Xác định chi phí vận hành hàng năm * Tổng các chi phí vận hành hàng năm được xác định theo công thức: Y = avhđ * Kđ + A* c - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất bằng: =(0,124+Tmax10-4)2=( 0,124 +500010-4)2*8760 = 3411 h. - Tổn thất điện năng trong mạng điện: A = Pi max * = 5.269* 3411= 17972.559 MWh. - Chi phí vận hành hàng năm bằng: Y = avhđ.Kđ + A.c = 0,07*152965.024 106 + 17972.559103*500 = 19693.831 106 đ. * Chi phí tính toán hàng năm: Z = atc . Kđ + Y = 0,125 *152965.024 106 + 19693.831 106 = 38814.459 106 đ. Từ các kết quả tính toán trên ta có bảng tổng hợp các chỉ tiêu kính tế – kỹ thuật của 3 phương án như sau: Bảng 3.23 Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của các phương án so sánh Các chỉ tiêu PHƯƠNG ÁN I III IV Umaxbt% 4.29 4.29 4.29 Umaxsc% 8.58 8.58 8.58 Z.106 đ 44668.198 41558.39 38814.459 Từ bảng trên ta nhận thấy rằng phương án IV là phương án tối ưu. CHƯƠNG IV SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT MBA TRONG CÁC TRẠM. SƠ ĐỒ CÁC TRẠM VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN. I.Chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong các trạm hạ áp Do các phụ tải đều là loại I nên trong mỗi trạm hạ áp cần phải đặt 2 máy biến áp. Trong trường hợp xảy ra sự cố 1 máy biến áp thì máy biến áp còn lại phải cung cấp đủ công suất cho các phụ tải loại I đồng thời cho phép máy biến áp làm việc quá tải với k = 40%Sđm hay k = 1,4Sđm và cho phép quá tải trong 5 ngày đêm, mỗi ngày đêm không quá 6 giờ. Công suất của mỗi máy biến áp được xác định theo CT : Khi Bảng 4.1 Bảng tổng kết chọn máy biến áp các phụ tải Phụ tải NĐ-1 NĐ-2 NĐ-3 NĐ-4 NĐ-5 NĐ-6 SđmB , MVA 25 32 25 32 32 32 Căn cứ theo số liệu trên kết hợp với bảng thông số ta tiến hành chọn các MBA thích hợp, kết quả ghi ở bảng dưới đây. Bảng 4.2 Số liệu tính toán của các máy biến áp Loại MBA Số lượng Số liệu kỹ thuật Số liệu tính toán Uc kV Uh kV Un% Pn kW Po kW Io% R X Qo kVAr TPDH-25000/110 4 115 10 10,5 120 29 0,8 2,54 55,9 200 TPDH-32000/110 8 115 10 10,5 145 35 0,75 1,87 43,5 240 1.Chọn sơ đồ trạm và hệ thống điện Sơ đồ nối các trạm gồm có biến áp loại sơ đồ trạm: trạm nguồn, trạm trung gian và trạm cuối. a. Trạm nguồn Do phụ tải là các hộ tiêu thụ loại I nên để đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục ta sử dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp làm việc song song. Khi vận hành một hệ thống thanh góp vận hành còn một hệ thống thanh góp dự trữ. b. Trạm trung gian Sử dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp phân đoạn trung gian: c. Trạm cuối ở trạm cuối có các trường hợp xảy ra như sau: Nếu đường dây dài (l ³ 70 km) và trên đường dây hay xảy ra sự cố. Khi đó các máy cắt đặt ở cuối đường dây (dùng sơ đồ cầu máy cắt) (Hình a). Nếu đường dây ngắn (l < 70 km) và ít xảy ra sự cố thì máy cắt đặt phía máy biến áp. Mục đích để thao tác đóng cắt máy biến áp theo chế độ công suất của trạm (phụ tải cực đại, phụ tải cực tiểu của trạm). Khi đó sơ đồ của trạm cuối như (Hình b). (Hình a). (Hình b). d. Sơ đồ nối dây toàn mạng điện CHƯƠNG V TÍNH CHÍNH XÁC CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN. Trong phần này ta xác định các trạng thái vận hành điển hình của hệ thống điện, khi đó yêu cầu về thông số mạng điện là quan trọng nhất để thiết kế hệ thống hợp lý. Cụ thể là phải tính chính xác tình trạng phân bố công suất, tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây của hệ thống và trong các biến áp, từ đó lựa chọn phương án điều chỉnh điện áp tối ưu nhất. Ta tiến hành xét hệ thống làm việc ở chế độ: phụ tải cực đại, phụ tải cực tiểu và sau sự cố. Vì biết điện áp đầu nguồn và công suất phụ tải nên các thông số hệ thống được tính theo phương pháp gần đúng I.Chế độ phụ tải cực đại 1.Đoạn NĐ-5 Sơ đồ nguyên lý s UN=110%Udm=121KV trong chế độ phụ tải cực đại Lấy điện áp các nút bằng Uđm=110kv của mạng,các thông số của đường dây lẩy theo bảng 3.11 và thông số máy biến áp theo bảng4.2 Sơ đồ thay thế Tổn thất công suất trong máy biến áp : Dòng công suất trước tổng trở của máy biến áp : Công suất điện dung ở cuối đường dây : Công suất sau tổng trở đường dây : Tổn thất công suất trên đường dây : Công suất trước tổng trở đường dây : Công suất điện dung ở đầu đường dây : Qcđ = Qcc = 1.6 MVAr Công suất đầu đường dây : Tổn thất điện áp trên nhánhN-5 Tổn thất điện áp trên đoạn N-a là: Điện áp tại nút a là: Tổn thất điện áp trong máy biến áp là: Điện áp phía hạ áp của MBA được qui đổi về phía cao áp là: Điện áp thực của MBA phía hạ áp là: 2. Đoạn NĐ-2-1 Sơ đồ nguyên lý Tổn thất trong máy biến áp: Sb1=S1+ Sơ đồ thay thế S Với Q’c1=Qc1= 0.5*1102*105.96*10-6= 1.282 MVAr S21’’=22.11+j7.516 MVA S21’= S21’’+ S’21=22.5+j7.926MVA S21=S’21-jQc1=22.5+j6.644MVA Sb2=S2+ Tổn thất công suất trong máy biến áp : Dòng công suất trước tổng trở của máy biến áp : Công suất điện dung ở cuối đường dây : Công suất sau tổng trở đường dây : S’’N2= S2’-jQcc’ Qcc’=Qcc=1.483MVA SN2=56.683+j29.347MVA SN2=SN2’’+ Tổn thất công suất trên đường dây : SN2’=58.114+j32.472MVA SN2=SN2’-jQcc=58.114+j30.989MVA Đối với sơ đồ mạch N-4-3 ta tính tương tự như sơ đồ N-2-1 Đoạn N-6 tính tương tự như đoạn N-5 ta có bảng thông số sau: Bảng 5.1 Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế các đường dây nối với NMĐ trong chế độ phụ tải cực đại. Lộ NĐ-5 13,989+j13,38 1,57 0,058+j0,4 1,27+j27,95 30 + j14,7 Lộ ĐD Zd , Ω B/2.10-6,S Zb , Ω S =P+jQ, MVA 2-1 8.66+j9.09 105.96 1.27+j27.95 22+j7.26 NĐ-2 4.25+j9.28 122.53 0.935+j21.75 56+j28.7 4-3 6.64+j6.973 81.27 1.27+j27.95 24+j12.287 NĐ-4 2.69+j5.87 77.49 0.935+j21.75 54+j30.887 NĐ-5 7.75+j10.75 132 0.935+j21.75 35+j21.7 NĐ-6 7.75+j10.75 132 0.935+j21.75 36+j22.32 Bảng 5.2 Các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở MBA và trên dường dây nối với nhà máy điện Đường dây ,MVA ,MVA ,MVA ,MVA Qc MVAr ,MVA ,MVA 2-1 22.5+j6.64 22.5+j7.926 0.39+j0.41 22.11+j7.516 1.282 22.11+j8.798 0.11+j1.178 NĐ-2 58.144+j30.989 58.114+j32.472 1.431+j3.125 56.683+j29.317 1.483 34.183+j24.186 0.183+j3.106 4-3 24.517+j10.656 24.517+j11.639 0.389+j0.408 24.128+j11.231 0.983 24.128+j14.214 0.128+j1.927 NĐ-4 55.55+j31.814 55.55+j32.752 0.875+j1.91 54.675+j30.842 0.938 30.158+j21.124 0.158+j2.524 NĐ-5 36.333+j23.347 36.333+j24.947 1.143+j1.585 35.19+j23.362 1.6 35.19+j24.962 0.19+j3.262 NĐ-6 37.323+j24.105 37.323+j25.705 1.126+j1.561 36.197+j24.144 1.6 36.197+j25.744 0.197+j3.424 Tổng 234.367+j127.551 5.269+j8.999 0.966+j15.421 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống Từ bảng 5.2 ta có: = 234.367+j127.551MVA. Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống, các nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu. Vì vậy tổng công suất tác dụng cho hệ thống và nhà máy cần phải cung cấp bằng: Pcc = 234.367 MW. Khi hệ số công suất của các nguồn bằng 0,85 thì tổng công suất phản kháng của hệ thống và nhà máy điện có thể cung cấp bằng: Qcc = Pcc . tgφ = 234.367*0.62 = 145.308 MVAr. Như vậy: = 234.367+j145.308MVA. Ta thấy công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực đại. II.Chế độ phụ tải cực tiểu NĐ-3 17 + j 8,33 Trong chế độ này có thể cắt bớt một MBA trong các trạm HA với điều kiện: Với n là số máy biến áp vận hành, trường hợp này m=2 do đó: Bảng 5.3 Giá trị Spt trong chế độ phụ tải cực tiểu & Sgh của các trạm hạ áp. Phụ tải Si Spti Sghi 1 11+j3.63 11.583 17.38 2 17+j10.54 20 22.234 3 12+j6.144 13.481 17.38 4 15+j9.3 17.649 22.234 5 17.5+j10.85 20.591 22.234 6 18+j11.16 21.179 22.234 Nhận xét: Phụ tải NĐ-1 NĐ-2 NĐ-3 NĐ-4 NĐ-5 NĐ-6 Từ bảng số liệu tính toán trên ta thấy ở chế độ phụ tải cực tiểu ta có thể cắt bớt 1 máy biến áp trong các trạm biến áp để tránh tổn thất do MBA làm việc non tải. 1.Đoạn NĐ-5 Máy biến áp : Sơ đồ thay thế Tổn thất công suất trong máy biến áp: Dòng công suất trước tổng trở của máy biến áp: Công suất điện dung ở cuối đường dây: Công suất sau tổng trở đường dây: Tổn thất công suất trên đường dây: Công suất trước tổng trở đường dây: Công suất điện dung ở đầu đường dây: Qcđ = Qcc = 1.6 MVAr Công suất đầu đường dây : 2.Đoạn N-2-1 Sơ đồ nguyên lý Tổn thất công suất trong máy biến áp: Sơ đồ thay thế Dòng công suất trước tổng trở của máy biến áp: Công suất điện dung ở cuối đường dây: Công suất sau tổng trở đường dây: Tổn thất công suất trên đường dây: Công suất trước tổng trở đường dây: S21=S21’-jQcc=11.165+j1.84MVA S2’=S2m++S21 S2’=28.263+j13.523MVA SN2’’=S2’-jQc2’ Mà Qc2’=Qc2=0.5*Udm2*B=1102*122.53*10-6=1.483MVAr SN2’’=28.263+j12.04MVA SN2’=SN2’’+ S’N2=28.594+j12.764MVA SN2m=S’N2-jQc2=28.594+j11.281 Đoạn N-4-3 tính tương tự như đoan N-2-1 và đoạn N-6 tính tương tự như đoạn N-5 ta có bảng số liệu sau: Bảng 5.4 Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế các đường dây nối với NMĐ trong chế độ phụ tải cực tiểu. Lộ NĐ-5 13,989+j13,38 1,57 0,058+j0,4 1,27+j27,95 30 + j14,7 Lộ ĐD Zd , Ω B/2.10-6,S Zb , Ω S =P+jQ, MVA 2-1 8.66+j9.09 105.96 2.54+j55.9 22+j7.26 NĐ-2 4.25+j9.28 122.53 1.87+j43.5 34+j21.08 4-3 6.64+j6.973 81.27 2.54+j55.9 24+j12.287 NĐ-4 2.69+j5.87 77.49 1.87+j43.5 30+j18.6 NĐ-5 7.75+j10.75 132 1.87+j43.5 35+j21.7 NĐ-6 7.75+j10.75 132 1.87+j43.5 36+j22.32 Bảng 5.5 Các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở MBA và trên dường dây nối với nhà máy điện Đường dây ,MVA ,MVA ,MVA ,MVA Qc MVAr ,MVA ,MVA 2-1 11.165+j1.847 11.165+j3.129 0.094+j0.099 11.071+j3.03 1.282 11.071+j4.312 0.071+j0.682 NĐ-2 28.594+j11.281 28.594+j12.764 0.331+j0.724 28.263+j12.04 1.483 17.098+j11.676 0.098+j1.136 4-3 12.174+j5.064 12.174+j6.047 0.099+j0.104 12.075+j5.943 0.983 12.075+j6.924 0.075+j0.782 NĐ-4 27.49+j15.565 27.49+j16.503 0.222+j0.485 27.268+j16.018 0.938 15.094+j11.892 0.094+j1.042 NĐ-5 17.868+j9.198 17.868+j10.798 0.268+j0.372 17.6+j10.426 1.6 17.6+j12.026 0.1+j1.176 NĐ-6 18.386+j9.57 18.386+j11.17 0.28+j0.394 18.102+j10.776 1.6 18.102+j12.376 0.102+j1.216 Tổng 115.677+j52.525 1.294+j2.178 0.54+j6.034 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống Từ bảng 5.4 ta có: = 115.677+j52.525 MVA. Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống, các nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu. Vì vậy tổng công suất tác dụng cho hệ thống và nhà máy cần phải cung cấp bằng: Pcc = 115.677 MW. Khi hệ số công suất của các nguồn bằng 0,85 thì tổng công suất phản kháng của hệ thống và nhà máy điện có thể cung cấp bằng: Qcc = Pcc . tgφ = 115.677*0.62= 71.72 MVAr. Như vậy: = 115.677+j71.72 MVA. Ta thấy công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực tiểu III.Chế độ sau sự cố Xét trường hợp sự cố khi ngừng một mạch trên các dây nối từ nguồn cung cấp đến các phụ tải và không xét sự cố xếp chồng. 1.Đoạn NĐ-5 Máy biến áp : Sơ đồ thay thế Tổn thất công suất trong máy biến áp : Dòng công suất trước tổng trở của máy biến áp : Công suất điện dung ở cuối đường dây : Công suất sau tổng trở đường dây : Tổn thất công suất trên đường dây : Công suất trước tổng trở đường dây : Công suất điện dung ở đầu đường dây : Qcđ = Qcc = 0.893 MVAr Công suất đầu đường dây : 2.Đoạn N-2-1 Sơ đồ nguyên lý Tổn thất trong máy biến áp: Sb1=S1+ Sơ đồ thay thế S Với Q’c1=Qc1= 0.5*1102*52.98*10-6=0.776 MVAr S21’’=22.11+j8.022 MVA S21’= S21’’+ S’21=22.764+j8.709 MVA S21=S’21-jQc1=22.764+j7.933 MVA Sb2=S2+ Tổn thất công suất trong máy biến áp : Dòng công suất trước tổng trở của máy biến áp : Công suất điện dung ở cuối đường dây : Công suất sau tổng trở đường dây : S’’N2= S2’-jQcc’ Qcc’=Qcc=0.897MVA S’’N2=56.947+j31.222 MVA S’N2=SN2’’+ Tổn thất công suất trên đường dây : SN2’=59.347+j36.564 MVA SN2sc=SN2’-jQcc=59.347+j35.564 MVA Đối với sơ đồ mạch N-4-3 ta tính tương tự như sơ đồ N-2-1 Đoạn N-6 tính tương tự như đoạn N-5 ta có bảng thông số sau: Ta có bảng tổng kết sau: Bảng 5.6 Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế các đường dây nối với NMĐ trong chế độ sau sự cố. Lộ NĐ-5 13,989+j13,38 1,57 0,058+j0,4 1,27+j27,95 30 + j14,7 Lộ ĐD Zd , Ω B/2.10-6,S Zb , Ω S =P+jQ, MVA 2-1 17.32+j18.18 52.98 1.27+j27.95 22+j7.26 NĐ-2 8.5+j18.56 61.265 0,935+j21.75 34+j21.08 4-3 13.28+j13.946 40.635 1,270+j27.95 24+j12.287 NĐ-4 5.38+j11.74 38.49 0,935+j21.75 30+j18.6 NĐ-5 15.5+j21.5 61 0.935+j21.75 35+j21.7 NĐ-6 15.5+j21.5 61 0,935+j21.75 36+j22.32 Tổng Bảng 5.7 Các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở MBA và trên dường dây nối với nhà máy điện Đường dây ,MVA ,MVA ,MVA ,MVA Qc MVAr ,MVA ,MVA 2-1 22.764+j7.933 22.764+j8.709 0.654+j0.687 22.11+j8.022 0.776 22.11+j8.798 0.11+j1.178 NĐ-2 59.347+j35.564 59.3