Đồ án Thiết kế trạm biến áp phân phối 250kVA; 22/0,4kV

0.429 2.65 10,28 9,84 1,15 4. Tính tổn thất điện áp lớn nhất của phương án trong điều kiện bình thường và sự cố Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-2-3-4 - HT trong chế độ làm việc bình thường Tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-2 bằng: DUNĐ-2 % = = 5,91% Tổn thất điện áp trên đường dây 2-3 bằng: DU2-3 % = = 1,43% Tổn thất điện áp trên đường dây 3-4 bằng: DU3-4 % = = 1,21% Tổn thất điện áp trên đường dây HT - 4 bằng: DUHT -4 % = = 4,10 % Như vậy tổn thất điện áp trên đường dây NĐ - 2- 3- 4- HT bằng : DUND234HT % = DUND-2 % + DU2-3 %+DUHT-4 % +DU3-4 % = 5,91% + 1,43%+ 1,21% + 4,10 % =12,65 % Tính tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ sự cố : Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn NĐ-2 thì : DUND-2, sc % = 2.DUND-2 % = 2. 5,91% = 11,82 % Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn 2-3 thì : DU2-3, sc % = 2.DU2-3 % = 21,43% = 2,86 % Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn 3-4 thì : DU3-4, sc % = 2.DU3-4 % = 21,21%= 2,42 % Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn HT-4 thì : DUHT-4, sc % = 2.DUHT-4 % = 2. 4,10 % = 8,20 % Như vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố đối với đường dây liên lạc bằng : DUND234HT,SC % = DUND-2,SC % + DU2-3 %+DUHT-4 % +DU3-4 % = 11,82 %+ 1,43%+ 1,21% + 4,10 % = 18,56 `Trường hợp mất 1 tổ máy của nhà máy điện : DUNĐ-2,sc % = = 7,18% DU2-3,sc % = = 1,50% DU3-4,SC % = = 2,2% DUHT -4,sc % = = 5,15 % Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây cho trong bảng 2.14. Bảng 2.14. Tổn thất điện áp trên các đường dây trong mạng điện Đường dây DUbt,% DUsc,% Trường hợp NĐ- 1 4,69 9,38 Cắt 1 mạch NĐ -2 5,91 11,82 Cắt 1 mạch 2- 3 1,43 2,86 Cắt 1 mạch 4 - 3 1,21 2,42 Cắt 1 mạch NĐ - 5 6,48 12,96 Cắt 1 mạch 5 - 6 2,64 5,28 Cắt 1 mạch 5 - 7 3,64 7,36 Cắt 1 mạch HT – 8 9,01 18,02 Cắt 1 mạch HT - 4 4,10 8,20 Cắt 1 mạch Tổn thất điện áp cực đại trong chế độ vận hành bình thường: DUMAX,bt% = 6,48% + 2,64%+3,64% = 12,76 % Tổn thất điện áp cực đại trong chế độ sự cố: DUMAX,SC% = 12,96% + 2,64%+3,64% = 19,24 % Bảng 2.15: Bảng tổng kết tổn thất điện áp của các phương án Tổn thất điện áp Phương án I Phương án II Phương án III Phương án IV 7,83 10,01 7,83 12,76 13,32 16,62 30,83 19,24 Từ bảng 2.15 ta nhận thấy rằng trong 4 phương án xét ở trên thì phương án III có tổn thất điện áp lúc sự cố là 30,83% giá trị này là cao so với khoảng tổn thất cho phép mà ta đã đặt ra ở phần tiêu chuẩn kỹ thuật phía trên.Chính vì vậy mà ta chỉ đưa phương án : I, II, IV vào để so sánh kinh tế. CHƯƠNG 3 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KINH TẾ Mục đớch cỏc tớnh toỏn kinh tế- kĩ thuật trong năng lương là tỡm lời giải tối ưu về kinh tế của bài toỏn năng lượng đặt ra, bằng cỏch so sỏnh hàng loạt cỏc phương ỏn cú thể thực hiện được, theo cỏc chỉ tiờu kinh tế của cụng trỡnh năng lượng. Để phõn tớch kinh tế của cỏc giải phỏp kĩ thuật khỏc nhau và để chọn được giải phỏp tối ưu, điều quan trọng là phải biết sử dụng cỏc chỉ tiờu kinh tế và ỏp dụng cỏc phương phỏp tớnh kinh tế- kĩ thuật chớnh xỏc. Trong mạng điện thiết kế do cỏc phương ỏn cú cựng điện ỏp định mức do đú cỏc trạm biến ỏp cú vốn đầu tư như nhau bởi vậy khụng cần tớnh vốn đầu tư của cỏc trạm biến ỏp hạ ỏp. Ta chỉ so sỏnh cỏc phần mà vốn đầu tư của cỏc phương ỏn là khỏc nhau. Chỉ tiờu kinh tế được sử dụng khi so sỏnh cỏc phương ỏn là cỏc chi phớ tớnh toỏn hằng năm, được xỏc định theo cụng thức (3.1) Trong đú : Hệ số hiệu quả vốn đầu tư ( ) : Hệ số vận hành đối với cỏc đường dõy trong mạng điện : Tổng cỏc vốn đầu tư về đường dõy : Tổng tổn thất điện năng hằng năm : Giỏ 1 kWh điện năng tổn thất ( c= 500 đ/ kWh ) Đối với cỏc đường dõy trờn khụng hai mạch đặt trờn cựng một cột, tổng vốn đầu tư để xõy dựng cỏc đường dõy cú thể xỏc định theo cụng thức sau : (3.2) Trong đú : Giỏ thành 1 km đường dõy một mạch đ/km. li : Chiều dài đường dõy thứ i, km Tổn thất điện năng trờn đường dõy được xỏc định theo cụng thức: (3.3) Trong đú DPimax: Tổn thất cụng suất trờn đường dõy thứ i khi phụ tải cực đại t : Thời gian tổn thất cụng suất cực đại. Tổn thất cụng suất trờn đường dõy thứ i cú thể tớnh như sau: (3.4) Trong đú Pmax, Qmax: Cụng suất tỏc dụng và cụng suất phản khỏng chạy trờn đường dõy trong chế độ phụ tải cực đại. Ri : Điện trở tỏc dụng của đường dõy thứ i Udm: Điện ỏp định mức của mạng điện. Thời gian tổn thất cụng suất cực đại cú thể tớnh theo cụng thức: (3.5) Trong đú Tmax : Thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm. Từ cỏc cụng thức đưa ra như trờn ta tiến hành tớnh cỏc chỉ tiờu kinh tế của cỏc phương ỏn. Giá tiền đường dây 110 kV dây nhôm lõi thép (triệu đồng), dùng cột thép : Bảng 3.1. Gía tiền xây dựng đương dây 110kV       Kiểu dây AC70 AC95 AC120 AC150 AC185 AC240 Một mạch 380 385 392 400 410 425 Hai mạch 608 616 627 640 656 680 III.1. PHƯƠNG ÁN I 1.Tớnh tổn thất cụng suất tỏc dụng trờn cỏc đường dõy Tổn thất cụng suất tỏc dụng trờn đường dõy được xỏc định theo số liệu từ bảng 2.1 và 2.2 Tổn thất cụng suất tỏc dụng trờn đường dõy NMD-1 Cỏc đoạn cũn lại tớnh tương tự và kết quả được liệt kờ trong bảng 3.2 Bảng 3.2 Đdây Số mạch P, MW Q,MVAr R, W DP, MW DA, MWh NĐ-1 2 21 10,08 18,54 0,83 3302,95 NĐ-2 2 47,25 22,68 8,64 1,92 7799,74 NĐ-3 2 27,15 22,03 12,01 1,21 4815,15 3-4 2 6,15 11,95 9,48 0,14 563,15 NĐ-5 2 54,60 26,21 2,97 0,90 3582,94 5-6 2 23,10 11,09 9,48 0,51 2047,14 HT-4 2 20,10 0,65 12,39 0,41 1647,99 HT-8 2 55,65 26,71 6,12 1,93 7560,97 8-7 2 18,90 9,07 10,28 0,37 1485,81 Tổng 8,22 32711,16 2.Tớnh vốn đầu tư xõy dựng mạng điện Giả thiết rằng cỏc đường dõy trờn khụng hai mạch được đặt trờn cựng cột thộp như vậy ta cú thể ỏp dụng cụng thức (3.2) Đường dõy NMD-1 dựng AC-70 cú nờn Bảng 3.3. Vốn đầu tư xây dựng của các đường dây Đdây Kiểu dây Chiều dài ko.106,đ/km K.106, đ NĐ-1 AC70 80,62 608 49016,96 NĐ-2 AC120 64,03 627 40046,81 NĐ-3 AC95 72,80 616 44844,80 3-4 AC70 41,23 608 25067,84 NĐ-5 AC150 28,28 640 18099,20 5-6 AC70 41,23 608 25067,84 HT-4 AC70 53,85 608 32740,80 HT-8 AC150 58,31 640 37318,40 8-7 AC70 44,72 608 27189,76 297291,61 3. Xác định chi phí vận hành hàng năm Chi phí tính toán hằng năm bằng : Z =( 0,125 + 0,04 ). 297291,61.106 + 32711,16.103.500 = 65408,69565.106 đ III.2. Phương án 2 1. Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây Bảng 3.4 Đdây Số mạch P, MW Q,MVAr R, W DP, MW DA, MWh NĐ- 2 2 68,25 32,76 5,44 2,58 10267 2 - 1 2 21 10,08 13,41 0,64 2387,67 NĐ- 3 2 27,15 22,03 12,01 1,21 4815,15 3 - 4 2 6,15 11,95 9,48 0,14 563,15 NĐ - 5 2 54,60 26,21 2,97 0,90 3582,94 5 - 6 2 23,10 11,09 9,48 0,51 2047,14 HT – 4 2 20,10 0,65 12,39 0,41 1647,99 HT – 8 2 55,65 26,71 6,12 1,93 7680,35 8 -7 2 18,90 9,07 10,28 0,37 1485,81 Tổng 8,69 34581,51 2. Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện Bảng 3.5 Vốn đầu tư xây dựng của các đường dây Đdây Kiểu dây Chiều dài ko.106,đ/km K.106, đ NĐ- 2 AC-185 64,03 656 42003,68 2 - 1 AC-70 58,31 608 35552,48 NĐ- 3 AC-95 72,80 616 44844,80 3 - 4 AC-70 41,23 608 25067,84 NĐ - 5 AC-150 28,28 640 18099,20 5 - 6 AC-70 41,23 608 25067,84 HT – 4 AC-70 53,85 608 32740,80 HT – 8 AC-150 58,31 640 37318,40 8 -7 AC-70 44,72 608 27189,76 Tổng 288784,74 3. Xác định chi phí vận hành hàng năm Chi phí tính toán hằng năm bằng : Z =( 0,125 + 0,04 ). 288784,74.106 +34581,51.103.500 = 64940,2371.106 đ III.3. Phương án 4 1. Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây Bảng 3.4 Đdây Số mạch P, MW Q,MVAr R, W DP, MW DA, MWh NĐ- 1 2 21 10,08 18,54 0,83 3302,95 NĐ -2 2 47,25 22,68 8,64 1,92 7799,74 2- 3 2 8,25 12,96 8,28 0,16 636,64 4 - 3 2 12,72 2,88 9,48 0,13 530,25 NĐ - 5 2 73,50 35,28 4,95 2,72 10819,69 5 - 6 2 23,10 11,09 9,48 0,51 2047,14 5 - 7 2 18,90 9,07 14,55 0,53 2102,74 HT – 8 2 35 16,80 18,54 2,30 9189,26 HT - 4 2 39 9,72 8,64 1,15 4589,90 Tổng 10,25 40784,75 2. Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện Bảng 3.5 Vốn đầu tư xây dựng của các đường dây Đdây Kiểu dây Chiều dài ko.106,đ/km K.106, đ NĐ- 1 AC-120 80,62 627 50548,74 NĐ -2 AC-70 64,03 608 38930,24 2- 3 AC-70 34,20 608 20793,60 4 - 3 AC-185 41,23 656 27046,88 NĐ - 5 AC-70 28,28 608 17194,24 5 - 6 AC-70 41,23 608 25067,84 5 - 7 AC-95 57,12 616 35185,92 HT – 8 AC-95 58,31 616 35918,96 HT - 4 AC-120 53,85 627 33763,95 Tổng 284450,37 3. Xác định chi phí vận hành hàng năm Chi phí tính toán hằng năm bằng : Z =( 0,125 + 0,04 ). 284450,37.106 +40784,75.103.500 = 67326,686.106 đ III.4. Tổng kết và lựa chọn các phương án Bảng 3.6 Phương án I II IV DUmaxbt% 7,83 10,01 12,76 DUmaxsc% 13,32 16,62 19,24 DA(MW.h) 32711,16 34581,51 40784,75 Z(x106đ) 65408,69565 64940,2371 67326,686 Từ các kết quả tính toán của bảng 3.6 nhận thấy rằng: + Phương án IV : có các thông số về tổn thất và chi phí là cao nhất và lại có chi phí tính toán hàng năm là lớn nhất nên ta không chọn phương án này + Phương án I và phương án II coi như là tương đương nhau về mặt kinh tế,tuy nhiên phương án II lại có tổn thất điện áp lúc bình thường và lúc sự cố, tổn thất điện năng cao hơn so với phuơng án I. Vì vậy ta sẽ chọn Phương án I làm phương án tối ưu. Chương IV Chọn máy biến áp và sơ đồ phân phối điện trong trạm biến áp Chọn số lượng các máy biến áp (biến áp tự ngẫu) phụ thuộc vào các yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ của trạm và như vậy là bài toán kinh tế, kỹ thuật. IV.1. Chọn máy biến áp trong các trạm hạ áp Dựa vào công suất các phụ tải và yêu cầu điều chỉnh điện áp của phụ tải ta sử dụng các MBA hai cuộn dây điều chỉnh điện áp dưới tải. Tất cả các phụ tảI trong hệ thống đều là hộ tiêu thụ loại 1, vì vậy để đảm bảo cung cấp điện cho các hộ này cần đặt hai MBA trong mỗi trạm. Công suất định mức của các MBA phụ thuộc vào công suất cực đại của các phụ tải và phải thoả mãn điều kiện nếu như một trong hai máy dừng làm việc thì MBA còn lại phải đảm bảo cung cấp đủ công suất cho các hộ loại 1. Đồng thời khi chọn công suất MBA cần biết đến khả năng quá tải của MBA còn lại khi một trong hai MBA bị sự cố gọi là quá tải sự cố .Hệ số quá tải K=1,4 trong năm ngày năm đêm và mỗi ngày đêm không quá 6 giờ. Khi bình thường các MBA làm việc với công suất S=(60á70)%.Sđm. Nếu trạm có n MBA thì công suất của mỗi máy phải thoả mãn điều kiện : 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 MBA trong trạm Tính công suất của máy biến áp trong trạm 1 : - Trạm 1 : Ta chọn máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây : TPDH-16000/110 có Sđm = 16 MVA Tương tự ta tính cho các trạm khác : Bảng 4.1 Phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8 Smax, MVA 22,18 49,91 22,18 27,73 33,30 24,40 19,97 38,82 Smax/1,4 15,84 35,65 15,84 19,81 23,78 17,43 14,26 27,73 Kiểu máy TPDH TPDH TPDH TPDH TPDH TPDH TPDH TPDH Sđm,MVA 16 40 16 25 25 25 16 32 U 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 DPn ,KW 85 175 85 120 120 120 85 145 DP0, KW 21 42 21 29 29 29 21 35 I, % 0,85 0,7 0,85 0,8 0,8 0,8 0,85 0,75 R, W 4,38 1,44 4,38 2,54 2,54 2,54 4,38 1,87 X, W 86,7 34,8 86,7 55,9 55,9 55,9 86,7 43,5 DQ0,kVAr 136 280 136 200 200 200 136 240 IV.2. Chọn máy biến áp trong các trạm tăng áp của nhà máy điện Do nhà máy điện phát tất cả công suất vào mạng điện áp 110 KV( trừ công suất tự dùng), do đó nối các máy biến áp theo sơ đồ khối máy phát điện – máy biến áp. Trong trường hợp này, công suất của mỗi máy biến áp được xác định theo công thức : trong đó Sđm là công suất định mức của mỗi máy phát điện Chọn máy biến áp kiểu TDH – 63000/110 có các thông số trong bảng : Bảng 4.2. Thông số của MBA tăng áp Sdm, MVA Các số liệu kỹ thuật Các số liệu tính Uđm,kV U DPn, KW DP0, KW I, % R, W X, W DQ0, kVAr Cao Hạ 63 121 10,5 10,5 260 59 0,65 0,87 22 410 IV.3. Sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện Sơ đồ nối điện phải đảm bảo yêu cầu: - Cung cấp điện an toàn, liên tục. - Linh hoạt trong vận hành, sửa chữa. - Sơ đồ đơn giản, dễ thao tác. - Giá thành 1. Sơ đồ nối dây cho nhà máy điện. Trạm biến áp tăng áp Các nhà máy chỉ có hai cấp điện áp, do đó ta chọn cách nối bộ máy phát-máy biến áp lên thẳng hệ thống hai thanh góp. Với việc sử dụng sơ đồ này việc cung cấp điện rất đảm bảo. Nếu phải đưa ra sửa chữa định kỳ hay sự cố bất kỳ một máy phát, máy biến áp, thanh góp nào thì phụ tải vẫn được cung cấp điện một cách an toàn và liên tục. Phụ tải điện áp máy phát nhỏ, nên lấy rẽ nhánh từ các bộ mà không cần thanh góp điện áp máy phát. Hệ thống thanh góp 110 kV là hệ thống hai thanh góp liên hệ với nhau bằng máy cắt liên lạc. 2. Sơ đồ nối dây các trạm phụ tải a. Trạm trung gian Có bốn trạm trung gian là các trạm 3, 4, 5 và 8 với yêu cầu cung cấp điện liên tục, đặc biệt là trạm 3,4 có vị trí quan trọng đảm bảo sự liên lạc giữa Nhà máy điện – HT và cung cấp điện cho phụ tải 3,4. Vậy ta sử dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp. b. Trạm cuối Các trạm cuối 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 nằm ở cuối đường dây tải điện cung cấp cho phụ tải loại I với yêu cầu cung cấp điện liên tục và đảm bảo. Vì vậy ta sử dụng sơ đồ cầu cho trạm cuối. Sơ đồ cầu có máy cắt ở phía máy biến áp Sơ đồ cầu có máy cắt ở phía đường dây Đối với lộ đường dây có chiều dài L 70km thì sử dụng sơ đồ cầu có máy cắt phía đường dây. Đối với lộ đường dây có chiều dài L 70km thì sử dụng sơ đồ cầu có máy cắt phía biến áp. Chương V Cân bằng công suất chính xác và bù công suất phản kháng V.1. Phương pháp Trong chương này, ta sẽ tính cân bằng chính xác công suất phản kháng trên đường dây và tính chính xác sự phân bố công suất trong các chế độ ( đặc biệt là chế độ cực đại ). Điện ỏp làm việc của H trong chế độ phụ tải cực đại là : 110.1,1=121 kV Ta sẽ sử dụng các công thức tính toán : - Tổn thất công suất trên đường dây Trong đó : P : công suất tác dụng của đường dây Q : công suất phản kháng của đường dây R : điện trở của đường dây X : điện kháng của đường dây Uđm : điện áp định mức của đường dây - Tổn thất trong các máy biến áp - Tổn thất sắt trong máy biến áp : - Tổn thất đồng trong máy biến áp : Trong đó : DP0 : tổn thất công suất tác dụng trong máy biến áp DQ0 : tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp DPcc : tổn thất công suất ngắn mạch trong máy biến áp DUcc : tổn thất điện áp ngắn mạch trong máy biến áp ST đm : công suất định mức của máy biến áp n : số máy biến áp trên 1 cột - Công suất phản kháng sinh ra bởi điện dung của đường dây : B : điện dẫn phản kháng của đường dây Bảng V.1 Thông số của đường dây Đdây Chiều dài,km Loại dây R, W X, W B/2.10-4, S , MVAr NĐ- 1 80,62 AC-70 18,54 17,74 2,08 2,51 NĐ -2 64,03 AC-120 8,64 13,54 1,72 2,08 NĐ- 3 72,80 AC-95 12,01 15,62 1,93 2,33 3 - 4 41,23 AC-70 9,48 9,07 1,06 1,28 NĐ - 5 28,28 AC-150 2,97 5,88 0,77 0,93 5 - 6 41,23 AC-70 9,48 9,07 1,06 1,28 HT – 4 53,85 AC-70 12,39 11,85 1,39 1,68 HT – 8 58,31 AC-150 6,12 12,13 1,60 1,94 8 -7 44,72 AC-70 10,28 9,84 1,15 1,39 Bảng V.2 Thông số máy biến áp ở các trạm tăng áp và hạ áp Trạm NĐ 1 2 3 4 5 6 7 8 ST1 đm,MVA 63 16 40 16 25 25 25 16 32 Uc,kV 121 115 115 115 115 115 115 115 115 UH,kV 10,5 11 11 11 11 11 11 11 11 U 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 DPcc ,KW 260 85 175 85 120 120 120 85 145 DP0, KW 59 21 42 21 29 29 29 21 35 I, % 0,65 0,85 0,7 0,85 0,8 0,8 0,8 0,85 0,75 R, W 0,87 4,38 1,44 4,38 2,54 2,54 2,54 4,38 1,87 X, W 22 86,7 34,8 86,7 55,9 55,9 55,9 86,7 43,5 DQ0,kVAr 410 136 280 136 200 200 200 136 240 V.2. Công suất ở phía cao áp của các phụ tải và nhà máy Trong các trạm tăng áp và hạ áp của hệ thống điện, có một lượng tổn thất công suất khá lớn trong các máy biến áp. Vì vậy ta có thể tính toán công suất đã cho của phụ tải và lượng tổn thất công suất tính cả QC để xác định được lượng công suất thực tế của các trạm đồng thời đơn giản hơn trong việc xác định tổn thất công suất trên các đường dây truyền tải. Công suất của nút phụ tải được tính theo công thức : 1. Nút phụ tải 1 S1 = 20 + j9,60 MVA Tổn thất công suất trong các máy biến áp : Công suất phía cao áp của phụ tải 1 là : ST1 = S1 + DST1 = 20 + j9,60 + 0,124 + j1,88 = 20,124 + j11,48 MVA Tổn thất công suất phản kháng sinh ra do điện dung trên đường dây NĐ - 1 : Công suất tổng ở nút 1 là : S1 = ST1 - = 20,124 + j11,48 – j2,51 = 20,12 + j8,97 MVA 2. Nhà máy điện Công suất kinh tế của nhà máy điện là : Pkt = 170 MW Công suất tự dùng của nhà máy điện là : Ptd = 20 MW Công suất phát của nhà máy điện là PNĐ = 150 MW Tổn thất công suất trong các máy biến áp : Công suất phía cao áp của phụ tải 6 là : STND = SND - DSTND = (150+j93) – (0,75 +j14,62) = 149,25 + j78,38 MVA Tổn thất công suất phản kháng sinh ra do điện dung trên các đường dây : Công suất tổng ở nút NĐ là : SNĐ = STNĐ + + + + = 149,25 + j78,38 + j2,51+ j2,08 + j0,93+j2,33 = 149,25 + j86,23 MVA Tương tự ta tính cho các đường dây khác : Trong đó : St : Công suất đã cho của phụ tải và nhà máy điện ST : Công suất sau khi tính đến tổn thất trong máy biến áp S : Công suất thực tế của phụ tải và nhà máy điện có tính đến các loại tổn thất Bảng V.3 Nút St,MVA DSCu, MVA DSFe, MVA ST, MVA S, MVA NĐ 150+j93 0,51+j12,98 0,236+j1,64 149,25 + j78,38 149,25 + j86,23 1 20 + j9,60 0,08+j1,61 0,042+j0,272 20,124 + j11,48 20,12 + j8,97 2 45+j21,60 0,14+j3,27 0,084+j0,56 45,224+j25,43 45,224+j23,35 3 20 + j9,60 0,08+j1,61 0,042+j0,272 20,124 + j11,48 20,12 + j7,87 4 25 + j12 0,07+j1,61 0,058+j0,40 25,128+j14,85 25,128+j12,65 5 30 + j14,40 0,11+j2,33 0,058+j0,40 30,168+j17,13 30,168+j14,92 6 22 + j10,56 0,06+j1,25 0,058+j0,40 22,12+j12,21 22,12+j10,93 7 18 + j8,64 0,07+j1,31 0,042+j0,272 18,112+j10,222 18,112+j8,83 8 35 + j16,80 0,11+j2,47 0,07+j0,48 35,18+j19,75 35,18+j16,42 Tổng 1,23 + j28,44 0,69 + j4,696 V.3. Phân bố công suất trên các đường dây 1. Đường dây NĐ- 1 Công suất cuối đường dây NĐ - 1 là : S’’N1 = 20,12 + j8,97MVA Tổn thất công suất trên đường dây NĐ - 1 là : Công suất ở đầu đường dây NĐ - 1 là : S’N1 = S’’N1+DSN1 = (20,12 + j8,97)+(0,74+j0,71) = 20,86+j9,68 MVA 2. Đường dây NĐ- 2 Tính toán tương tự ta có các kết quả như sau: S’’N2 = 45,224+j23,35 MVA S’N2 = S’’N2+DSN2 = (45,224+j23,35)+(1,85 + j2,90) = 47,07 + j26,25 MVA 3. Đường dây NĐ-5-6 - Tính toán công suất trên đường dây 5-6 : S’’56 = 22,12+j10,93MVA S’56 = S’’56 + DS56 = (22,12+j10,93)+(0,48 + j0,46) = 22,60 + j11,39 MVA - Tính toán công suất trên đường dây NĐ-5 : S’’N5 = S’56 + S5 = (22,60 + j11,39)+( 30,168+j14,92) = 52,77 + j26,31 MVA S’N5 = S’’N5 + DSN5 = (52,77 + j26,31) + ( 0,85 + j1,69) = 53,62 + j28 MVA Đường dây NĐ - 3 – 4 – HT - Tính toán công suất trên đường dây NĐ - 3 : S’N3 = SN – S’N2 – S’I5 –S’N1 = (149,25 + j86,23)-(47,07 + j26,25) - (53,62 + j28) – (20,86+j9,68) = 27,88 + j22,30 MVA S’’N3 = S’N3 - DSN3 = (27,88 + j22,30) - (1,27 +j1,65) = 26,61 + j20,65 MVA - Tính toán công suất trên đường dây 3-4 : S’34 = S’’N3 - S3 = (26,61 + j20,65) - (20,12 + j7,87) = 6,09 + j12,78 MVA S’’34 = S’34 - DS34 = (6,09 + j12,78) - (0,16+j0,15) = 5,93 + j12,63 MVA - Tính toán công suất trên đường dây HT - 4 : S’’H4 = S4 - S’’34 = (25,128+j12,65) - ( 5,93 + j12,63) = 19,20 + j0,02MVA S’H4 = S’’H4 + DSH4 = (19,20 + j0,02) + (0,38 + j0,36) = 19,58 + j0,38 MVA 5. Đường dây HT - 8-7 - Tính toán công suất trên đường dây 8-7 : S’’87 = 18,112+j8,83MVA S’87 = S’’87 + DS87 = (18,112+j8,83)+(0,34 + j0,33) = 18,452 + j9,16 MVA - Tính toán công suất trên đường dây HT - 8 : S’’H8 = S’87 + S8 = (18,452 + j9,16)+( 35,18+j16,42) = 53,63 + j25,58 MVA S’H8 = S’’H8 + DSH8 = (53,63 + j25,58) + ( 1,79 + j3,54) = 55,42 + j29,12 MVA Bảng V.4 Đdây S’, MVA S’’, MVA DS, MVA NĐ- 1 20,86+j9,68 20,12 + j8,97 0,74 +j0,71 NĐ -2 47,07 + j26,25 45,224+j23,35 1,85 +j2,90 NĐ- 3 27,88 + j22,30 26,61 + j20,65 1,27 +j1,65 3 - 4 6,09 + j12,78 5,93 + j12,63 0,16 +j0,15 NĐ - 5 53,62 + j28 52,77 + j26,31 0,85 +j1,69 5 - 6 22,60 + j11,39 22,12+j10,93 0,48 +j0,46 HT – 4 19,58 + j0,38 19,20 + j0,02 0,38 +j0,36 HT – 8 55,42 + j29,12 53,63 + j25,58 1,79 +j3,54 8 -7 18,452 + j9,16 18,112+j8,83 0,34 + j0,33 V.4. Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống điện Công suất yêu cầu từ hệ thống là : SH = S’H8 + S’H4 - - = (55,42 + j29,12) + (19,58 + j0,38) - j(1,68+1,94) = 75 + j25,88 MVA Do đó cosjH = 0,945 > 0,8 . Như vậy, không phải bù công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực đại. Chương VI Tính toán các chế độ làm việc điển hình V.1. Phương pháp Trong chương này, ta sẽ tính chính xác sự phân bố công suất và tổn thất điện áp trong các chế độ cực đại, cực tiểu và sau sự cố. Đồng thời ta có thể tính được điện áp ở các nút phụ tải và nhà máy điện. Ta có thể sử dụng công thức sau để tính được tổn thất công suất và điện năng trong lưới điện : Trong đó : DS : tổn thất công suất trên lưới điện DSL: tổn thất công suất trên đường dây DST: tổn thất công suất trong máy biến áp Tổn thất điện năng : Trong đó : DA : tổn thất điện năng trong lưới điện DP : tổn thất công suất phản kháng trên lưới điện τ : thời gian sử dụng công suất cực đại V.II. Tính toán phân bố công suất 1. Chế độ cực đại Chế độ cực đại ta đã tính toán ở chương 5, tương tự ta có các thông số về tổn thất trong các máy biến áp và đường dây. Bảng 6.1 Đdây S’, MVA S’’, MVA DS, MVA NĐ- 1 20,86+j9,68 20,12 + j8,97 0,74 +j0,71 NĐ -2 47,07 + j26,25 45,224+j23,35 1,85 +j2,90 NĐ- 3 27,88 + j22,30 26,61 + j20,65 1,27 +j1,65 3 - 4 6,09 + j12,78 5,93 + j12,63 0,16 +j0,15 NĐ - 5 53,62 + j28 52,77 + j26,31 0,85 +j1,69 5 - 6 22,60 + j11,39 22,12+j10,93 0,48 +j0,46 HT – 4 19,58 + j0,38 19,20 + j0,02 0,38 +j0,36 HT – 8 55,42 + j29,12 53,63 + j25,58 1,79 +j3,54 8 -7 18,452 + j9,16 18,112+j8,83 0,34 + j0,33 Tổng 7,86 + j11,79 Theo bảng V.3 ta có tổn thất công suất trong các trạm biến áp : DST = DSFe + DSCu = 1,23 + j28,44+ 0,69 + j4,696 = 1,92 +j33,14 MVA a.Tổng tổn thất công suất trong lưới : Tổng tổn thất công suất tác dụng tính theo %Ppt % = = = 4,55 % b. Tổn thất điện năng Tổng tổn thất điện năng trong máy biến áp trong một năm : =0,69.8760 + 1,23.3979,5 = 10939,185 (MWh) Tổng tổn thất điện năng trên đường dây : .t = 7,86.3979,5 = 31278,87 (MWh) Tổng tổn thất điện năng trong mạng điện: == 10939,185 + 31278,87 = 42218,055 (MWh) Tổng tổn thất điện năng tính theo phần trăm của phụ tải: = 215.5500 = 1182500 = 1182,5.103 (MWh) 2. Chế độ cực tiểu Trong chế độ cực tiểu có thể cắt bớt một máy biến áp trong các trạm, song cần phải thoả mãn điều kiện sau : Bảng 6.2 Tải Công suất, MVA Spt, MVA Công suất giới hạn Số máy biến áp 1 12+j5,76 13,31 11,25 2 2 27+j12,96 29,95 27,71 2 3 12+j5,76 13,31 11,25 2 4 15+j7,20 16,64 17,38 1 5 18+j8,64 19,98 17,38 2 6 13,20+j6,34 14,64 17,38 1 7 10,8+j5,18 11,98 11,25 2 8 21+j10,08 23,29 22,23 2 Tính chế độ của mạng điện ở chế độ phụ tải cực tiểu được tiến hành tương tự như chế độ phụ tải cực đại. Các kết quả tính toán cho trong bảng sau. Bảng 6.3 Nút St,MVA DSCu, MVA DSFe, MVA ST, MVA S, MVA NĐ 112,5+j69,75 0,29 + j7,3 0,236+j1,64 111,97 + j60,81 111,97 + j68,66 1 12+j5,76 0,028 + j0,578 0,042+j0,272 12,07 + j6,61 12,07 + j4,41 2 27+j12,96 0,05 + j1,17 0,084+j0,56 27,134 + j14,69 27,134 + j12,61 3 12+j5,76 0,07 + j0,85 0,042+j0,272 12,112 + j6,882 12,112 + j3,272 4 15+j7,20 0,05 + j1,16 0,029+j0,20 15,079 + j8,56 15,079 + j5,60 5 18+j8,64 0,04 + j0,84 0,058+j0,40 18,098 + j9,88 18,098 + j7,67 6 13,20+j6,34 0,04 + j0,90 0,029+j0,20 13,269 + j7,44 13,269 + j6,16 7 10,8+j5,18 0,02 + j0,47 0,042+j0,272 10,862 + j5,922 10,862 + j4,532 8 21+j10,08 0,04 + j0,89 0,07+j0,48 21,11 + j11,45 21,11 + j8,12 Bảng 6.4 Đdây S’, MVA S’’, MVA DS, MVA NĐ- 1 12,32 + j4,65 12,07 + j4,41 0,25 + j0,24 NĐ -2 27,77 + j13,61 27,13 + j12,61 0,64 + j1,00 NĐ- 3 40,04 + j35,83 37,18 + j32,10 2,86 + j3,73 3 - 4 25,07 + j28,83 23,93 + j27,74 1,14 + j1,09 NĐ - 5 31,84 + j14,57 31,54 + j13,99 0,3 + j0,58 5 - 6 13,44 + j6,32 13,27 + j6,16 0,17 + j0,16 4 – HT 8,27 + j21,58 8,85 + j22,14 0,58 + j0,56 HT – 8 32,69 + j13,95 32,09 + j12,76 0,60 + j1,19 8 -7 10,98 + j4,64 10,86 + j4,53 0,12 + j0,11 * Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống điện Công suất yêu cầu từ hệ thống là : SH = S’H8 + S’H4 - - = (32,69 + j13,95) - (8,27 + j21,58) - j(1,68+1,94) = 24,42 - j11,25 MVA Do đó : cosjH = 0,91