Đồ án Thiết kế lưới điện khu vực và lưới điện trên không

tính : DPI-2= = =721,9311 (kW) Các đoạn còn lại tính tương tự ta có bảng kết quả sau: Đoạn Pi (MW) Qi (MVAr) Ri (Ω) ÄPi (kW) I-2 29 14,0453 8,4134 721,9 I-4 56 27,12204 5,7019 1824,4 4-3 18 8,7178 9,4831 313,5 I-5 29 14,0453 10,0366 861,2 I-9 18 8,7178 21,2049 700,99 II-7 47 22,76314 6,3 1419,9 7-6 29 14,0453 7,3790 633,2 II-8 29 14,0453 12,0122 1030,7 I-1 13,84 6,6432 23 447,98 II-1 24,16 11,7592 18,4 1097,9 Tổng 9051,784 Do đó tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện: ∑ÄPmđ = ∑ÄPi = 9,0517.103 (kW) Tổng tổn thất điện năng của mạng điện: DA = åDP. t = 9,0517.10.3979,5 = 36,021.10 (kWh) 3. Chi phí tính toán hàng năm: Z = (avh+ atc).K + DA.C = (0,04+0,125).333,5002.109 +9,051.103 .3979,5.600 = 76,6386.109 ( đồng) 4.2.5. Phương án V: 1. Tổng vốn đầu tư của mạng: Ta có tổng vốn đầu tư: K0 = ∑k0i.Li Trong đó: k0i : giá thành 1 km đường dây có tiết diện Fi Li : Chiều dài đoạn đường dây thứ I tương ứng. Ta có suất đầu tư tương ứng cho 1 km đường dây đặt trên cột bê tông ly tâm cốt thép : AC-70 có k0i = 300.106 đ/km AC-95 có k0i = 308.106 đ/km AC-120 có k0i = 320.106 đ/km AC-150 có k0i = 336.106 đ/km AC-185 có k0i = 352.106 đ/km Đối với đường dây mạch kép thì suất đầu tư bằng 1,6 lần so với mạch đơn. Do đó, ta có kết quả tính toán sau: KI-2 = 1,6.308.106 .50,9902 = 2,51279.1010 đ KI-3 = 1,6.300.106 .86,02325 = 4,129116.1010 đ KI-4 = 1,6.320.106 .67,08204 = 3,4346.1010 đ KI-5 = 1,6.308.106 .60,82763 = 2,99758.1010 đ KI-9 = 1,6.300.106 .92,1954 = 4,42538.1010 đ KII-6 = 1.336.106 .56,5685 = 1,9007.1010 đ KII-7 = 1.336.106 .60 = 2,016.1010 đ K7-6 = 1.300.106 .44,72136 = 1,3416.1010 đ KII-8 = 1,6.308.106 .72,8011 = 3,58764.1010 đ KI-1 = 1,6.300.106 .100 = 4,8.1010 đ KII-1 = 1,6.300.106 .80 = 3,84.1010 đ Vậy tổng vốn đầu tư của mạng: K0 = ∑Ki = KI-2 +KI-3 +KI-4 +KI-5 +KI-9 +KII-6 +KII-7 +K7-6 +KII-8 +KI-1 +KII-1 = 349,8546.109 đồng. 2.Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng: DPi= (kW) Trong đoạn NĐI-2, tổn thất được tính : DPI-2= = =721,9311 (kW) Các đoạn còn lại tính toán hoàn toàn tương tự theo công thức trên, ta có bảng tổng kết sau: Đoạn Pi (MW) Qi (MVAr) Ri (Ω) ÄPi (kW) I-2 29 14,0453 8,4134 721,9 I-3 18 8,7178 19,7853 654,1 I-4 38 18,4042 9,0561 1334,2 I-5 29 14,0453 10,0366 861,2 I-9 18 8,7178 21,2049 700,99 II-6 25,52 12,3623 11,8794 789,91 II-7 21,47 10,4008 12,6 592,88 7-6 3,475 1,683 20,5718 25,346 II-8 29 14,0453 12,0122 1030,7 I-1 13,84 6,6432 23 447,98 II-1 24,16 11,7592 18,4 1097,9 Tổng 8257,19 Do đó tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện: ∑ÄPmđ = ∑ÄPi = 8,25719.103 (kW) Tổng tổn thất điện năng của mạng điện: DA = åDP. t = 8,25719.10.3979,5 = 32,859.10 (kWh) 3. Chi phí tính toán hàng năm: Z = (avh+ atc).K + DA.C = (0,04+0,125).349,8546.109 +8,25719.103 .3979,5.600 = 77,4417.109 ( đồng) 4.2.6. Phương án VI: 1. Tổng vốn đầu tư của mạng: Ta có tổng vốn đầu tư: K0 = ∑k0i.Li Trong đó: k0i : giá thành 1 km đường dây có tiết diện Fi Li : Chiều dài đoạn đường dây thứ I tương ứng. Ta có suất đầu tư tương ứng cho 1 km đường dây đặt trên cột bê tông ly tâm cốt thép: AC-70 có k0i = 300.106 đ/km AC-95 có k0i = 308.106 đ/km AC-120 có k0i = 320.106 đ/km AC-150 có k0i = 336.106 đ/km AC-185 có k0i = 352.106 đ/km Đối với đường dây mạch kép thì suất đầu tư bằng 1,6 lần so với mạch đơn. Do đó, ta có kết quả tính toán sau: KI-2 = 1,6.336.106 .50,9902 = 2,7412.1010 đ K2-3 = 1,6.300.106 .44,72136 = 2,14662.1010 đ KI-4 = 1,6.320.106 .67,08204 = 3,4346.1010 đ KI-5 = 1,6.308.106 .60,82763 = 2,99758.1010 đ KI-9 = 1,6.300.106 .92,1954 = 4,42538.1010 đ KII-6 = 1,6.308.106 .56,5685 = 2,78769.1010 đ KII-7 = 1,6.300.106 .60 = 2,88.1010 đ KII-8 = 1,6.308.106 .72,8011 = 3,58764.1010 đ KI-1 = 1,6.300.106 .100 = 4,8.1010 đ KII-1 = 1,6.300.106 .80 = 3,84.1010 đ Vậy tổng vốn đầu tư của mạng: K0 = ∑Ki = KI-2 +K2-3 +KI-4 +KI-5 +KI-9 +KII-6 +KII-7 +KII-8 +KI-1 +KII-1 = 336,408.109 đồng. 2. Tổng tổn thất cụng suất tỏc dụng trong mạng: DPi= (kW) Trong đoạn NĐI-2, tổn thất được tính : DPI-2= = =1206,706 (kW) Các đoạn còn lại tính toán hoàn toàn tương tự theo công thức trên, ta có bảng tổng kết sau: Đoạn Pi (MW) Qi (MVAr) Ri (Ω) ÄPi (kW) I-2 47 22,76314 5,9396 1206,71 2-3 18 8,7178 10,2859 340,03 I-4 38 18,4042 9,0561 1334,2 I-5 29 14,0453 10,0366 861,2 I-9 18 8,7178 21,2049 700,99 II-6 29 14,0453 9,3338 800,9 II-7 18 8,7178 13,8 456,2 II-8 29 14,0453 12,0122 1030,7 I-1 13,84 6,6432 23 447,98 II-1 24,16 11,7592 18,4 1097,9 Tổng 8276,906 Do đó tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện: ∑ÄPmđ = ∑ÄPi = 8,2769.103 (kW) Tổng tổn thất điện năng của mạng điện: DA = åDP. t = 8,2769.10.3979,5 = 32,938.10 (kWh) 3.Chi phí tính toán hàng năm: Z = (avh+ atc).K + DA.C = (0,04+0,125).336,408.109 +8,2769.103 .3979,5.600 = 75,270.109 ( đồng) 4.3.TỔNG KẾT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU: Phương án Phương án I Phương án II Phương án III Phương án IV Phương án V Phương án VI Kdd.109 (đồng) 353,948 323,678 331,608 333,500 349,854 336,408 ÄA.106 (kWh) 32,258 34,265 34,616 36,021 32,859 32,938 Z (tỷ VNĐ) 77,756 73,966 75,485 76,638 77,442 75,270 Căn cứ vào bảng tổng kết các phương án ta thấy chi phí tính toán hành năm Z của các phương án chênh lệch nhau không quá 5%. Vỡ vậy ta coi hiệu quả kinh tế giữa cỏc phương án là tương đương nhau. Đồng thời nếu xét đến cả chỉ tiêu tổn thất điện áp thỡ ta thấy cú thể chọn được phương án I là phương án tối ưu trong các phương án đó nờu ra. Như vậy ta chọn phương án I là phương án chính thức để tính toán trong đồ án này. CHƯƠNG 5 CHỌN SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP VÀ CÁC SƠ ĐỒ NỐI DÂY 5.1. CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA CÁC MÁY BIẾN ÁP: 5.1.1. Nguyên tắc chọn số lượng và công suất của các máy biến áp: Số lượng máy biến áp ở các trạm biến áp phụ tải phụ thuộc vào loại phụ tải. · Do tất cả các phụ tải đều là hộ loại I nên ta chọn hai máy biến áp vận hành song song. Việc xác định công suất của các máy biến áp là một vấn đề hết sức quan trọng, nó ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện. Để chọn lựa công suất của các máy biến áp ta cần căn cứ vào công suất cực đại của các phụ tải. Mạng điện thiết kế có cấp điện áp 110kV và điện áp thứ cấp là 10kV. Như vậy ở trạm biến áp phụ tải ta chọn máy biến áp ba pha hai dây quấn có tỉ số biến áp là: 110/10,5. Ta coi các máy biến áp đã được nhiệt đới hoá do vậy không cần phải hiệu chỉnh công suất của chúng theo nhiệt độ nữa. Công suất của máy biến áp được chọn theo điều kiện: Trong đó: n: là số máy biến áp (n = 2) Smax: là công suất phụ tải ở chế độ cực đại. Stt: là công suất tính toán của máy biến áp. k: là hệ số quá tải của máy biến áp ( k = 1,4 ) Công suất của máy biến áp phải đảm bảo: · Cung cấp điện trong tình trạng làm việc bình thường. · Khi có 1 máy biến áp bất kì nghỉ, các máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố cho phép phải đảm bảo đủ công suất cần thiết. 5.1.2. Chọn số lượng máy biến áp: Theo yêu cầu của đồ án môn học , các phụ tải đều là phụ tải loại 1 nên để đảm bảo cung cấp điện liên tục ta phải chọn tối thiểu 2 MBA làm việc song song cung cấp điện cho mỗi phụ tải. Như vậy tại mỗi trạm biến áp phía đầu phụ tải ta phải đặt 2 MBA mỗi máy nối vào một phần đoạn thanh góp riêng và giữa các phân đoạn này có đặt một thiết bị đóng cắt tự động khi cần thiết. 5.1.3 Chọn cụng suất của cỏc mỏy biến ỏp: Do ta có n=2 nên công thức xác định công thức công suất tính toán của máy biến áp có thể được xác định theo công thức sau: Si = Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 1: Ta cú : S1= (MW) Vậy ta chọn mỏy TPDH-32000/110 cú Sdm = 32 (MW). Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 2: Ta cú : S2= (MW) Vậy ta chọn mỏy TPDH-25000/110 cú Sdm = 25 (MW). Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 3: Ta cú : S3= (MW) Vậy ta chọn mỏy TDH-16000/110 cú Sdm =16 (MW). Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 4: Ta cú : S4= (MW) Vậy ta chọn mỏy TPDH-32000/110 cú Sdm = 32 (MW). Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 5: Ta cú : S5= (MW) Vậy ta chọn mỏy TPDH-25000/110 cú Sdm = 25 (MW). Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 6: Ta cú : S6= (MW) Vậy ta chọn mỏy TPDH-25000/110 cú Sdm = 25 (MW). Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 7: Ta cú : S7= (MW) Vậy ta chọn mỏy TDH-16000/110 cú Sdm =16 (MW). Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 8: Ta cú : S8= (MW) Vậy ta chọn mỏy TPDH-25000/110 cú Sdm = 25 (MW). Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 9: Ta cú : S9= (MW) Vậy ta chọn mỏy TDH-16000/110 cú Sdm =16 (MW). Chọn máy biến áp tăng áp của nhà máy điện I: Do máy phát điện của nhà máy nhiệt điện nối bộ với máy biến áp tăng áp, lượng công suất tự dùng lấy ngay ở đầu cực máy phát, nên ta chọn máy biến áp tăng áp cho nhà máy theo điều kiện sau : SđmBA ³ SđmF- STd Trong đó: SđmF: Là công suất đặt của một tổ máy. STd : Là công suất tự dùng = 8%.Sđmáy phát Nhà máy I có công suất đặt của 1 tổ máy là: PI=50 (MW), cosj =0,85. Do đó ta có: SF1 = 50 + j31 (MVA) Std1 = 0,08.(50+j31) = 4+ j2,48 (MVA) → SdmBA1 = 46+j28,52 (MVA) Vậy SđmBA1 ≥ Vậy ta chọn mỏy TDH – 63000/110 cú Sdm = 63 (MVA) Chọn máy biến áp tăng áp của nhà máy điện II: SđmBA ³ SđmF- STd Trong đó: SđmF: Là công suất đặt của một tổ máy. STd : Là công suất tự dùng = 8%.Sđmáy phát Nhà máy II có công suất đặt của 1 tổ máy là: PII=50 (MW), cosj =0,85. Do đó ta có: SF2 = 50 + j31 (MVA) Std2 = 0,08.(50+j31) = 4+ j2,48 (MVA) → SdmBA2 = 46+j28,52 (MVA) Vậy SđmBA2 ≥ Vậy ta chọn mỏy TDH – 63000/110 cú Sdm = 63 (MVA) Từ số liệu của cỏc MBA tỡm được tra bảng số liệu ta có bảng sau: Loại MBA Số liệu kỹ thuật Số liệu tớnh toỏn Uđm (kV) UN % ÄPN (kW) ÄP0 (kW) I % RT (Ω) XT (Ω) ÄQ0 (kVAr) Cao Hạ TDH 16.000/110 115 10,5 10,5 85 21 0,85 4,38 87,7 136 TPDH 20.000/110 115 10,5 10,5 93,6 18,8 0,85 3,6 65,4 170 TPDH 25.000/110 115 10,5 10,5 120 29 0,75 2,54 55,9 200 TPDH 32.000/110 115 10,5 10,5 145 35 0,75 1,78 43,5 240 TPDH 40.000/110 115 10,5 10,5 175 42 0,7 1,44 34,8 280 TDH 63.000/110 115 10,5 10,5 260 59 0,65 0,87 22 410 TD 125.000/110 115 10,5 10,5 520 120 0,55 0,33 11,1 678 5.2.CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CÁC TRẠM VÀ MẠNG ĐIỆN: 5.2.1. Sơ đồ trạm biến áp tăng áp: Ở các trạm biến áp tăng áp của 2 nhà máy, máy phát và MBA được nối theo sơ đồ mỗi máy phát có một máy biến áp riêng, hệ thống thanh góp được sử dụng trong sơ đồ là 2 hệ thống thanh góp và các máy cắt đời mới , cách điện bằng khí SF6 vận hành liên tục suốt 20 năm không cần bảo trì. Vì vậy không phải dùng thanh góp vòng. Sơ đồ nối dây như sau: 5.2.2. Sơ đồ trạm biến ỏp trung gian: Ta sử dụng sơ đồ hệ thống 2 thanh góp: 5.2.3. Trạm cuối: Để nối điện tới các phụ tải ta dùng sơ đồ cầu, đặc điểm của sơ đồ này là số máy cắt dùng ít hơn số mạch mà tính đảm bảo vẫn được duy trì. Sơ đồ cầu được áp dụng khi có 4 mạch. Sơ đồ cầu ngoài (sơ đồ có máy cắt ở phía máy biến áp ). Trong sơ đồ này, về phía đường dây không có máy cắt mà chỉ có dao cách ly. Khi sửa chữa hay sự cố một máy biến áp, hai đường dây vẫn làm việc bình thường. Ngược lại khi sự cố một đường dây thì một máy biến áp tạm thời bị mất điện. Sơ đồ này chỉ thích hợp với đường dây ngắn, các trạm biến áp cần phải thường xuyên đóng cắt máy biến áp . Sơ đồ cầu trong ( Sơ đồ cầu có máy cắt ở phía đường dây). Trong sơ đồ này về phía cao áp của máy biến áp không đặt máy cắt. Với sơ đồ này những ưu nhược điểm hoàn toàn ngược lại hoàn toàn so với sơ đồ cầu trong, và nó thích hợp với các trạm biến áp ít phải đóng cắt máy biến áp và chiều dài đường dây lớn. Sơ đồ cầu ngoài Sơ đồ cầu trong (≤ 70 KM) (≥70 KM ) PHẦN II : PHẦN CHUYÊN ĐỀ THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG CHƯƠNG 1 CÁC YÊU CẦU KINH TẾ KỸ THUẬT KHI THIẾT KẾ Trên cơ sở đã biết trước loại dây dẫn và tiết diện, mặt bằng và mặt cắt của tuyến đường dây với mọi chi tiết cần thiết, thiết kế đường dây trên không là làm các công việc sau: Chọn loại cột, vị trí cột, độ cao cột, cách bố trí dây dẫn trên cột, độ võng căng dây, khoảng các giữa các pha, dây pha và dây chống sét nếu có, khoảng cách giữa dây dẫn với đất và các phần không dẫn điện của cột … sao cho thoả mãn được các yêu cầu về kinh tế – kỹ thuật sau: 1.1. YÊU CẦU KỸ THUẬT: Các phần tử của đường dây trên không là dây dẫn, dây chống sét và cột không được hư hỏng, làm cho đường dây phải ngừng công tác trong các trạng thái làm việc bình thường và sự cố. Dây dẫn có thể bị đứt khi bị tác động làm cho ứng suất trong dây vượt quá khả năng chịu đựng của dây dẫn: Gió bão + trọng lượng riêng của dây, nhiệt độ quá thấp làm dây co lại gây ứng suất lớn trong dây, dây bị rung động hoặc bị bật làm dây đứt. Cột có thể bị uốn hoặc bị néo do gió bão + trọng lượng dây + trọng lượng cột và chuỗi sứ, ở cột néo, néo góc có lực kéo không cân bằng của dây. Khi sự cố đứt dây cột bị lực kéo tác động. Không thể đảm bảo tuyệt đối dây không bao giờ bị bị hỏng, cột không bao giờ đổ vì làm như vậy giá thành đường dây sẽ rất đắt. Chỉ đảm bảo khả năng đó xảy ra ở mức chấp nhận được. Điều này thể hiện ở các điều kiện tính toán: không tính các cơn bão quá lớn và có xác suất xuất hiện quá nhỏ, hoặc nhiệt độ quá thấp,… và ở sự lựa chọn các hệ số an toàn, không thể chọn các hệ số này quá lớn. Độ bền của đường dây ở mức nào là bài toán kinh tế – kỹ thuật. Không được để sảy ra các tình huống làm ảnh hưởg đến chế độ tải điện của đường dây. Ví dụ dây dẫn tiến đến gần nhau hoặc chạm nhau hoặc chạm vào dây chống sét và các vật nối đất trong các trạng thái vận hành gây nên phóng điện hay ngắn mạch. Không được để ảnh hưởng đến các hoạt động bình thường của các công trình ở dưới hoặc lân cận đường dây trên không, như: giao thông bên dưới đường dây ( đường sắt, bộ, sông,…), đường dây điện hay dây thông tin cắt chéo đường dây hay chạy song song với đường dây. Khoảng cách từ đường dây trên không và đất nếu thấp quá sẽ gây không an toàn cho giao thông dưới đường dây trên không. Nếu dây bị đứt sẽ gây nguy hiểm cho giao thông và cho người. Điện áp trên đường dây trên không có thể cảm ứng sang các đường dây điện và thông tin nếu chúng đi gần nhau hoặc giao nhau với khoảng cách nhỏ. Điện áp cảm ứng này nếu lớn sẽ ảnh hưởng đến công tác của đường dây này. Điện áp cảm ứng từ đường dây thiết kế sang đường dây điện đi gần nó có thể đạt tới mức nguy hiểm cho các đường dây này. Không được ảnh hưởng đến an toàn điện của người và gia súc hoạt động dưới hoặc lân cận đường dây trên không. Phải có khoảng cách an toàn giữa dây dẫn và đất, giữa dây dẫn và các vật chung quanh đường dây. Điện trường dưới đường dây 500kV ảnh hưởng đến người và gia súc ở dưới đường dây, vì vậy phải có biện pháp hạn chế sự ảnh hưởng này. Bốn yêu cầu trên đây là các yêu cầu kỹ thuật, được xét đến trong các trạng thái bình thường và sự cố của đường dây. 1.2.YÊU CẦU KINH TẾ: Yêu cầu về kinh tế đó là: Chi phí thấp nhất, trong đó có vốn đầu tư và chi phí vận hành. Có nhiều phương án thực hiện đường dây thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật nêu trên, phải chọn phương án tối ưu về mặt kinh tế từ các phương án đảm bảo về mặt kỹ thuật Thường thì một đường dây, khi đã xác định loại cột và phụ kiện, có thể có nhiều phương án rải cột. Các phương án này coi như có chi phí vận hành như nhau. Vậy phương án kinh tế nhất là phương án có vốn đầu tư nhỏ nhất. Như vậy là có 2 bài toán kinh tế: 1- Bài toán tổng quát: xác định nguyên liệu, kích thước cột và phụ kiện sao cho đường dây tối ưu về kinh tế. Ta biết rằng giá thành của cột phụ thuộc vào nguyên liệu và độ cao cột. Nếu cột thấp thì giá rẻ nhưng phải dùng nhiều cột, ngược lại nếu cột cao thì sẽ đắt hơn song chỉ phải dùng ít cột. Như vậy sẽ có kích thước cột tối ưu làm cho đường dây đạt hiệu quả kinh tế cao nhất. Bài toán này được giải quyết ở cấp hệ thống điện, định ra các cột tiêu chuẩn và chỉ dẫn sử dụng cho các khu vực khác nhau của hệ thống điện. Đối với phụ kiện cũng được chuẩn hoá như vậy. 2- Bài toán riêng biệt cho từng đường dây cụ thể. Bài toán này do kỹ sư thiết kế thực hiện. Họ cần phải tìm phương án rải cột và tìm các giải pháp kỹ thuật sử lý các tình huống cụ thể một cách hiệu quả nhất về kinh tế. CHƯƠNG 2 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG V iệc truyền tải và phân phối điện năng ở nước ta hiện nay chủ yếu sử dụng đường dây trên không, do vậy thiết kế các tuyến đường dây trên không là một việc làm rất cấp thiết và quan trọng, cần phải tính toán sao cho phương án đưa ra vừa đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật vừa tối ưu về kinh tế. Điều kiện làm việc của đường dây trên không luôn thay đổi do phụ thuộc vào nhiều yếu tố (dòng công suất, điện áp, trọng lượng, sức căng, tác động của môi trường.v.v...) nên ngoài việc tính toán lựa chọn theo yêu cầu kỹ thuật điện còn phải tính toán kiểm tra phần cơ khí đường dây như cột, xà, sức căng, độ võng.v.v... Việc thiết kế và thi công phải được thực hiện hết sức chặt chẽ, chính xác ví ảnh hưởng trực tiếp tới điều kiện vận hành của mạng điện. Quá trình tính toán thiết kế bao gồm các bước sau: Chuẩn bị mặt bằng và mặt cắt của tuyến đường dây Lựa chọn sứ cách điện Lựa chọn cột Tính tải trọng lên dây dẫn trong các trạng thái vận hành Tính khoảng cột tính toán, ltt. Chia cột: - Căn cứ vào địa hình cho bởi mặt bằng và mặt cắt của tuyến đường dây, xác định vị trí các cột, loại cột, móng và độ cao của chúng sao cho đảm bảo khoảng cách yêu cầu tối thiểu đối với đất và các công trình dưới đường dây và các điều kiện an toàn khác. Sử dụng đường cong mẫu để tính toán. - Tính kiểm tra lại ứng suất, độ võng, độ lệch ngang của dây và chuỗi sứ, khoảng cách an toàn giữa các dây dẫn trong các trạng thái khác nhau của điều kiện nhiệt độ, khí hậu, môi trường, ... - Nếu địa hình bằng phẳng thì dùng một độ cao của cột và khoảng cách ltt, nghĩa là các cột cách đều nhau một khoảng bằng ltt. Nếu điạ hình không bằng phẳng thì độ cao cột và khoảng cột sẽ tuỳ theo địa hình. Chọn giải pháp chống sét, tính toán dây chống sét. Tính toán các khoảng vượt nếu có. Kiểm tra độ lệch của chuỗi sứ. Tính tạ chống rung. Tính độ võng thi công: Tính độ võng trong các trạng thái thời tiết khi thi công để thi công. Tính kiểm tra cột: Tính lực tác động lên các cột trong trạng thái bình thường và sự cố Trong đồ án thiết kế này, do hạn chế về mặt thời gian nên em chỉ thực hiện các nội dung sau: 1,2,3,4,5,6,7,9,10, và 11. 2.1.CHUẨN BỊ SỐ LIỆU VỀ ĐƯỜNG DÂY VÀ ĐỊA HÌNH NƠI ĐƯỜNG DÂY ĐI QUA: 2.1.1.Số liệu về đường dây: Cho biết loại dây dẫn và tiết diện dây dẫn: A hoặc AC hay các dây khác, tiết diện định mức,loại dây chống sét. Từ mã hiệu dây tra ra các thông số khác: - Tiết diện dây F và tiết diện dây chống sét F. Tiết diện dây AC là tổng tiết diện phần nhôm và tiết diện phần thép. F = F + F (mm) - Đường kính dây d (mm) - Trọng lượng riêng P (daN/m) - Ứng suất giới hạn , (daN/mm) - Môđun đàn hồi E và hệ số giãn nở nhiệt a. 2.1.2. Công việc khảo sát: Công việc do bộ phận khảo sát thực hiện. Để có thể thiết kế đường dây phảI vẽ bản đồ chi tiết mặt bằng và mặt cắt dọc tuyến đường dây sẽ đi qua với tỷ lệ xích: chiều cao 1cm = 5m (1:500), trên mặt bằng, chiều dài 1cm = 50m (1:5000). Một số vị trí đặc biệt dùng tỷ lệ: 1cm = 2m (1:200) (cao) và 1cm = 20m (1:2000) (dài). 2.2. LỰA CHỌN CÁC LOẠI CỘT TIÊU CHUẨN SẼ SỬ DỤNG: Cột là bộ phận quan trọng nhất của đường dây, nó quyết định tính kinh tế của đường dây. Tuỳ theo tình hình cụ thể của đường dây được thiết kế người thiết kế chọn trong các cột tiêu chuẩn, các loại cột thích hợp cho đường dây được thiết kế. Các cột tiêu chuẩn có thể là cột bê tông cốt thép hay cột thép với các chủng loại và độ cao khác nhau. Sau khi đã chọn được cột, xác định được điểm treo dây thấp nhất của từng loại cột, độ rộng xà, các đặc tính kỹ thuật cần thiết kiểm tra khi chia cột. Lựa chọn cột và sứ cách điện phụ thuộc vào nhau, muốn chọn được sứ phải biết được cột và đặc tính của cột để tính sứ. Ngược lại phải biết sứ mới tính được độ cao treo dây. Cho nên 2 mục chọn cột và sứ phải làm đồng thời và hiệu chỉnh lẫn nhau. 2.3. LỰA CHỌN SỨ CÁCH ĐIỆN VÀ PHỤ KIỆN: Nếu đường dây đến 35kV thì dùng sứ đứng, đường dây 110kV trở lên dùng sứ treo. Số bát sứ cho điện áp 110 – 500 kV ở độ cao 1000m so với mặt nước biển tính như sau: n = n : số bát sứ trong một chuỗi, là số nguyên lớn hơn gần nhất kết quả tính được. d : suất đường rò lựa chọn. D : chiều dài đường rò điện của bát sứ (theo catalog), cm. Đối với DDK đến 110kV: chuỗi néo có nhiều hơn 1 bát sứ so với chuỗi đỡ. 2.4.TÍNH TẢI TRỌNG CƠ HỌC TÁC ĐỘNG LÊN DÂY: Tải trọng do trọng lượng dây Pd Tỷ tải do trọng lượng cho dây dẫn g và dây chống sét g được tính theo công thức: (daN/m.mm2) (daN/m.mm2) Áp lực gió tính theo công thức sau: qv= qo.gsd.k Lực gió tác động lên 1 m dây dẫn được tính như sau: Pvd= Cx.a.qv.d.10-3 Trong đó: Cx: Là hệ số khí động học của dây dẫn, nó phụ thuộc vào đường kính dây. a : Là hệ số không đều của áp lực gió, a phụ thuộc vào qv. Tỷ tải tác động lên dây dẫn do bão là: gvB= Pvd/Fd Tỷ tải tổng hợp là : gB= (daN/m.mm2) 2.5. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA DÂY DẪN: Khi ta treo dây lên 2 cột có khoảng cột l(m), với độ võng là f khi nhiệt độ môi trường là q và tốc độ gió là v thì tại điểm treo dây thấp nhất trong dây dẫn sẽ sảy ra ứng suất sbđ ban đầu( ngay lúc treo dây song). Sau đó nhiệt độ thay đổi hoặc tốc độ gió thay đổi, hoặc cả 2 đồng thời ứng suất s cũng thay đổi. s sẽ lớn hơn hay nhỏ hơn sbđ đồng thời độ võng f cũng thay đổi theo. Người thiết kế phải tính ra độ võng ban đầu sao cho: Trong mọi trường hợp biến đổi của thời tiết thì s không được vượt quá giá trị cho phép scp, vì như vậy sẽ làm hỏng dây dẫn. Độ võng không được lớn quá, vì sẽ làm cho khoảng cách an toàn từ đường dây tới đất bị vi phạm. Để làm được việc này người thiết kế phải biết được: Quy luật biến đổi của ứng suất s, độ võng f theo nhiệt độ và tốc độ gió thể hiện qua tỷ tải g và gv. Quy luật biến đổi này chính là phương trình trạng thái của dây dẫn: Trong đó: so : ứng suất trong trạng thái xuất phát [kg/mm2]. go : tỷ tải của dây dẫn trong trạng thái xuất phát [kg/m.mm2]. qo : nhiệt độ môi trường trong trạng thái xuất phát [oC]. l : khoảng vượt của dây dẫn [m]. E : là môdun đàn hồi của dây dẫn [kg/mm2, hay N/mm2]. s : ứng suất trong trạng đến [kg/mm2]. go : tỷ tải của dây dẫn trong trạng thái đến [kg/m.mm2]. qo : nhiệt độ môi trường trong trạng thái đến [oC]. a : Hệ số dãn nở đẳng trị. Nhờ phương trình này mà ta có thể tính được ứng suất s trong trạng thái có tỷ tải gT và nhiệt độ q đã biết xuất phát từ một trạng thái ban đầu (còn gọi là trạng thái xuất phát hay trạng thái cơ sở) có tỷ tải go, qo và ứng suất so đã biết. Nếu hai điểm treo dây không bằng nhau thì phương trình trạng thái sẽ là: Đây là những phương trình cơ bản để thiết kế đường dây trên không. Để giải phương trình (1.1) ta đặt: A = B = Ta có phương trình trạng thái bậc 3 của s như sau: Phương trình trên được giải bằng phương pháp gần đúng để tìm nghiệm s . 2.6. KHOẢNG CỘT TỚI HẠN CỦA DÂY DẪN: Để tính ứng suất trong dây dẫn ở các trạng thái khác nhau cần xuất phát từ một trạng thái nào đó, trong đó tỷ tải gto,qo, và ứng suất so đã biết – trạng thái này gọi là trạng thái ban đầu hay trạng thái xuất phát. Từ trạng thái xuất phát nhờ phương trình trạng thái ta tính được ứng suất các trạng thái khác khi biết tỷ tải và nhiệt độ của chúng. Để dây dẫn có thể làm việc được thì ứng suất d trong các trạng thái phải nhỏ hơn ứng suất cho phép sCP của dây trong trạng thái tương ứng. Nếu như biết được trạng thái có ứng suất vận hành lớn nhất, lấy trạng thái này làm trạng thái xuất phát vơi s = scp thì ứng suất tính được của tất cả các trạng thái khác sẽ thoả mãn điều kiện nhỏ hơn ứng xuất cho phép. Trong thực tế có 3 trạng thái trong đó cần đảm bảo ứng suất cho phép: Trạng thái nhiệt độ thấp nhất. Trạng thái bão. Trạng thái nhiệt độ trung bình. Trong đó 2 trạng thái 1 và 2 có thể xẩy ra ứng suất lớn nhất có thể làm đứt dây, trạng thái 3 có ứng suất không lớn như 2 trạng thái trên nhưng vì trong trạng thái này, để chống rung do gió ứng suất cho phép thấp hơn, nên cũng có nguy cơ vượt ứng suất cho phép như hai trạng thái trên. Nếu đảm bảo ứng suất trong các trạng thái này thì cũng đảm bảo ứng suất cho phép trong tất cả các trạng thái còn lại. Vậy cần phải lấy một trong 3 trạng thái này làm trạng thái xuất phát. Vì thế cần phải giải quyết trước tiên bài toán : Trạng thái nào trong 3 trạng thái này có thể gây ra ứng suất vượt khung trong dây dẫn để chọn làm trạng thái xuất phát, điều này phụ thuộc vào độ dài khoảng cột của đường dây. Sự diễn biến của ứng suất trong một trạng thái nhất định phụ thuộc vào khoảng cột. Do đó chính khoảng cột là mốc giới để xác định xem ứng suất vượt khung sẽ xảy ra trong trạng thái nào?. Khi thiết kế đường dây ta chọn được khoảng cột l(m). Ta cần bi