Thiết kế mạng điện khu vực - Đại học Điện lực 2011

tế của dòng điện,nghĩa là: Ftt = (mm2) Trong đó: Iimax : dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại (A) Jkt : mật độ kinh tế của dòng điện(A/mm2). Với dây AC và T=5000h thì Jkt =1,1(A/mm2) Dựa vào tiết diện dây dẫn tính được theo công thức trên,tiến hành chọn tiết diện tiêu chuẩn và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang, độ bền cơ của đường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sự cố. Đối với đường dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F≥ 70mm2 Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này. Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sự cố cần phải có điều kiện sau: Isc= Ssc3Uđm ≤ Icp Trong đó: Isc: dòng điện chạy trên đường trong chế độ sự cố. Icp: dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn. Dựa vào các công thức và các thông số ở trên ta lựa chọn tiết diện dây dẫn cho mạng như sau: a.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-1: Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại: IHT-1 = = 40 ×1032×3×110 =104,973 A Tiết diện dây dẫn: FHT-1 = = 104,9731,1 =95,43 mm2 Tra bảng Dòng điện lâu dài cho phép trên dây nhôm trần và dây nhôm lõi thép (đặt bên ngoài) ta chọn dây dẫn AC-120 có Icp=380 A b. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-2: Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại: IHT-2 = = 55,56×1032×3×110 = 145,807 A Tiết diện dây dẫn: FHT-2 = = 145,8071,1 =132.55 mm2 Chọn dây dẫn AC-150 có Icp=445 A. c.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-8: Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại: IHT-8 == 40×1032×3×110 =104,973 A Tiết diện dây dẫn: FHT-8 = = 104,9731,1 = 95,43 mm2 Chọn dây dẫn AC-120 có Icp= 380 A. d.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-9: Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại: IHT-9 = = 54,44×1032×3×110 = 142,868 A Tiết diện dây dẫn: FHT-9 = = 142,8681,1 = 129,88 mm2 Chọn dây dẫn AC-150 có Icp= 445 A. e.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-7: Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại: IHT-7 = = 15,48×1032×3×110 = 40,613 A Tiết diện dây dẫn: FHT-7 = = 40,6131,1 = 36,92 mm2 Để không xuất hiện vầng quang trên đường dây cần chọn dây dẫn AC có tiết diện F =70 mm2 và dòng điện Icp =265 A. g.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-3: Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại: IND-3 = = 42,22×1032×3×110 = 110,799A Tiết diện dây dẫn: FND-3 = = 110,7991,1 = 100,73 mm2 Chọn dây dẫn AC-120 có Icp=380A. h.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-4: Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại: IND-4 = = 42,22×1032×3×110 = 110,799 A Tiết diện dây dẫn: FND-4 = = 110,7991,1 = 100,73 mm2 Chọn dây dẫn AC-120 có Icp=380A. i.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-5: Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại: IND-5 = = 42.22×1032×3×110 =110,799 A Tiết diện dây dẫn: FND-5 = = 110,7991,1 =100,73 mm2 Chọn dây dẫn AC-120 có Icp=380A. k.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-6: Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại: IND-6 = = 44,44×1032×3×110 = 116,625 A Tiết diện dây dẫn: FND-5 = = 116,6251,1 = 106,02 mm2 Chọn dây dẫn AC-120 có Icp=380A. l.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-7: Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại: IND-7 = = 64,24×1032×3×110 =149,146A Tiết diện dây dẫn: FND-7 = SND-7jkt = 149,1461,1 = 135,59 mm2 Chọn dây dẫn AC-150 có Icp= 445 A. Sau khi chọn tiết diện dây dẫn cần kiểm tra dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ sau sự cố. Đối với đường dây liên kết NĐ-7-HT sự cố có thể xảy ra trong hai trường hợp sau: - Ngừng một mạch đường dây. - Ngưng một tổ máy phát điện. Nếu ngừng một mạch của đường dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng: Isc = 2× INĐ-7 = 2 × 149.146 = 298.3 A Như vậy: ISC < ICP. Khi ngừng một tổ máy phát điện thì hai máy phát còn lại sẽ phát 100% công suất. Do đó tổng công suất phát của NĐ bằng: P = 2 × 100 = 200 MW Công suất tự dùng trong nhà máy bằng: Ptd = 0,1 × 200 = 20 MW Công suất chạy trên đường dây bằng: PNĐ-7 = PF – Ptd – PN - ∆PN Trong mục 1 ta đã tính được: PN = 154 MW ; ∆PN = 7,7 MW Do đó: PNĐ-7 = 200 – 20 – 154 – 7,7 = 18,3 MW Như vậy trong chế độ sự cố này nhà máy điện còn cung cấp cho hệ thống 18,3 MW. Công suất phản kháng chạy trên đường dây có thể tính gần đúng như sau: QNĐ-7 = PNĐ-7 × tgφF = 18,3 × 0,62 = 11,346 MVAr Do đó: SNĐ-7 = 18,3 + 11,346 MW Dòng công suất từ hệ thống truyền vào đường dây HT-7 bằng: SHT-7 = S7 – SND-7 = 38+j18,4– 18,3 – j11,346 = 19,7 + j7,054 MVA Dòng điện chạy trên đoạn NĐ-7 bằng: I1ND-7SC = 18,32+11,3462×1032×3×110 = 56,5 A INĐ-7SC < ICP Đối với đường dây HT-7 khi ngừng một mạch đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại có giá trị bằng: I1HT-7SC = 2 ×40,613 = 81,226 A Như vậy: I1HT-7SC < ICP Trường hợp ngừng một tổ máy phát, dòng điện chạy trên đường dây bằng: I2HT-7SC = 19,72+7,0542×1032×3×110 = 54,91 A Có thể nhận thấy rằng: I2HT-7SC < ICPSau khi chọn các tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn cần xác định các thông số đơn vị của đường dây là r0, b0, x0 và tiến hành tính các thông số tập trung R, X và B/2 trong sơ đồ thay thế hình П của các đường dây theo các công thức sau: R = ; X = ; B2=n×12×bo×L Trong đó: n là số mạch đường dây. Đối với đường dây có hai mạch thì n = 2. Kết quả tính các thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện như bảng 4.1.2: BẢNG 4.1.1.2 THÔNG SỐ CỦA CÁC ĐƯỜNG DÂY TRONG MẠNG ĐIỆN (Phương án 1) Đường dây Công suấttruyền tải Ṡ(MVA) Imax(A) Ftt(mm2) Ftc(mm2) Icp(A) Loại dây Isc(A) L(km) r0(Ω/km) x0(Ω/km) b0.10-6(S/km) R(Ω) X(Ω) B/2 .10-6(S) HT-1 36+17.44j 104.973 95.43 120 380 AC - 120 209.95 58.31 0.27 0.423 2.69 7.87 12.33 156.85 HT-2 50+24.23j 145.807 132.55 150 445 AC - 150 291.61 60.83 0.21 0.416 2.74 6.39 12.65 166.67 HT-8 36+17.44j 104.973 95.43 120 380 AC - 120 209.95 50.99 0.27 0.423 2.69 6.88 10.78 137.16 HT-9 49+23.72j 142.868 129.88 150 445 AC - 150 285.74 50.00 0.21 0.416 2.74 5.25 10.40 137.00 HT-7 -10.3-11.55j 40.613 36.92 70 265 AC - 70 81.23 50.00 0.46 0.44 2.58 11.50 11.00 129.00 NĐ-3 38+18.4j 110.799 100.73 120 380 AC - 120 221.60 53.85 0.27 0.423 2.69 7.27 11.39 144.86 NĐ-4 38+18.4j 110.799 100.73 120 380 AC - 120 221.60 63.25 0.27 0.423 2.69 8.54 13.38 170.13 NĐ-5 38+18.4j 110.799 100.73 120 380 AC - 120 221.60 53.85 0.27 0.423 2.69 7.27 11.39 144.86 NĐ-6 40+19.36j 116.625 106.02 120 380 AC - 120 233.25 63.25 0.27 0.423 2.69 8.54 13.38 170.13 NĐ-7 48.3+29.95j 149.146 135.59 150 445 AC - 150 298.29 41.23 0.21 0.416 2.74 4.33 8.58 112.97 3. Tính tổn thất điện áp của phương án 1: Chất lượng điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng điện và độ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng điện. Khi thiết kế mạng điện giả thiết rằng hệ thống hoặc các nguồn cung cấp có đủ công suất tác dụng để cung cấp cho các phụ tải. Do đó không xét đến những vấn đề duy trì tần số. Vì vậy chỉ tiêu chất lượng của điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ so với điện áp định mức của mạng điện thứ cấp. Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các mạng hạ áp, có thể chấp nhận là phù hợp nếu trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện một cấp điện áp không vượt quá 10 ÷ 15 % trong chế độ làm việc bình thường, còn trong các chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không vượt quá 15 -20 %, nghĩa là: ∆Ubtmax% = (10 ÷ 15) % ∆USCmax% = (15 ÷ 20) % Nếu dùng máy biến áp điều áp dưới tải thì điều kiện là: ∆Ubtmax% = 20 % ∆USCmax% = 25 % Khi chọn sơ bộ các phương án cung cấp điện có thể đánh giá chất lượng điện năng theo các giá trị tổn thất điện áp. Tổn thất điện áp trên các lộ đường dây được tính như sau: ∆Ui%= Pi ×Ri+ Qi × XiUđm2 100 Trong đó: Pi; Qi: Công suất chạy trên đường dây thứ i. Ri; Xi: Điện trở và điện kháng của đường dây thứ i Tính tổn thất điện áp cực đại ∆Umax lúc bình thường (nghĩa là tính tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải xa nhất lúc phụ tải cực đại) và tính ∆Umax lúc sự cố nặng nề nhất. Tính tổn thất điện áp khi các phụ tải làm việc bình thường Áp dụng công thức tính tổn thất điện áp đường dây, ta có: ∆Ui%= (Pi ×Ri)+ (Qi × Xi)1102 100 Đối với đoạn HT-1: ∆Ui%= 36×7,87+(17,44 × 12,33)1102 100= 4,12 % Các đoạn đường dây HT-2, HT-8, HT-9, HT-7, NĐ-3, NĐ-4, NĐ-5, NĐ-6 và NĐ-7 được tính tương tự như trên. Kết quả tính được ghi trong bảng 4.1.1.3: ĐD HT-1 HT-2 HT-8 HT-9 HT-7 NĐ-3 NĐ-4 NĐ-5 NĐ-6 NĐ-7 ∆Ubt% 4.12 5.17 3.60 4.16 2.03 4.02 4.72 4.02 4.96 3.85 Vậy trong chế độ bình thường tổn thất điện áp lớn nhất là: ∆Ubtmax% = 5,17 % Tổn thất điện áp khi sự cố nguy hiểm nhất * Khi ngừng một máy phát, công suất lấy từ hệ thống về là: Ṡ = 19,7 + j7,054MVA Khi đó tổn thất điện áp là: ∆UHT-7SCMF%= 19,7 ×11,50+ 7,054× 11,001102× 100=2,51 % * Sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt 1 trong 2 mạch đường dây, khi đó dây dẫn còn lại sẽ phải tải lượng công suất gấp đôi, do vậy tổn thất điện áp ở các mạch cũng sẽ tăng gấp đôi. Áp dụng công thức: ∆USC% = 2 × ∆Ubt% Ta có bảng tổn thất điện áp lúc bình thường và lúc sự cố của phương án 1 như bảng 4.1.1.4: ĐD HT-1 HT-2 HT-8 HT-9 HT-7 NĐ-3 NĐ-4 NĐ-5 NĐ-6 NĐ-7 ∆Ubt% 4,12 5,17 3,60 4,16 2,03 4,02 4,72 4,02 4,96 3,85 ∆USC% 8,24 10,34 7,2 8,32 4,06 8,04 9,44 8,04 9,92 7,7 Từ bảng kết quả trên ta có : ∆Ubtmax% = 5,17 % ∆USCmax% = 10,34% 4.1.2/ Phương án 2: Từ sơ đồ phương án 2, ta tính được công suất truyền tải trên các đường dây như sau: Các đường dây: HT-1, HT-2, HT-8, HT-9, NĐ-3, NĐ-4, có dạng hình tia đã được tính ở phương án 1. Hai nhánh liên lạc NĐ-7, HT-7 có công suất như đã tính ở phương án 1 không có gì thay đổi. ĐD NĐ-5: có SNĐ-5 = S5 + S6 =78 + j37.76 MVA. ĐD 5-6: có S5-6 = S6 = 40 + j19.36 MVA. 1. Chọn điện áp định mức cho mạng điện thiết kế: Dựa vào các số liệu đã có và công thức đã cho ta tính toán tương tự như phương án 1 được điện áp định mức, dòng điện cực đại trên các lộ và chọn được tiết diện dây dẫn. Từ đó ta có bảng kết quả 4.1.2.1 sau: Đường dây Công suất truyền tải Ṡ,MVA Chiều dài đường dây l,km Điện áp tính toán U,kV Điện áp định mức của mạng Uđm,kV HT-1 36+17.44j 58.31 109.305 110 HT-2 50+24.23j 60.83 127.335 HT-8 36+17.44j 50.99 108.673 HT-9 49+23.72j 50.00 125.335 HT-7 -10.3-11.55j 50.00 63.607 NĐ-3 38+18.4j 53.85 111.653 NĐ-4 38+18.4j 63.25 112.442 NĐ-5 78+37.76j 53.85 111.653 5-6 40+19.36j 41.23 115.091 NĐ-7 48.3+29.95j 41.23 123.826 Từ bảng kết quả trên ta thấy điện áp vận hành của các đường dây gần với cấp điện áp 110 kV, nên ta chọn điện áp định mức cho mạng điện cần thiết kế là Uđm=110kV. 2.Chọn tiết diện dây dẫn cho mạng điện: Kết quả tính các thông số của đường dây trong mạng điện như bảng : BẢNG 4.1.2.2 THÔNG SỐ CỦA CÁC ĐƯỜNG DÂY TRONG MẠNG ĐIỆN (Phương án 2) Đường dây Công suấttruyền tải Ṡ(MVA) Imax(A) Ftt(mm2) Ftc(mm2) Icp(A) Loại dây Isc(A) L(km) r0(Ω/km) x0(Ω/km) b0.10-6(S/km) R(Ω) X(Ω) B/2 .10-6(S) HT-1 36+17,44j 104,973 95,43 120 380 AC - 120 209,95 58,31 0,27 0,423 2,69 7,87 12,33 156,85 HT-2 50+24,23j 145,807 132,55 150 445 AC - 150 291,61 60,83 0,21 0,416 2,74 6,39 12,65 166,67 HT-8 36+17,44j 104,973 95,43 120 380 AC - 120 209,95 50,99 0,27 0,423 2,69 6,88 10,78 137,16 HT-9 49+23,72j 142,868 129,88 150 445 AC - 150 285,74 50,00 0,21 0,416 2,74 5,25 10,40 137,00 HT-7 -10.3-11.55j 40,613 36,92 70 265 AC - 70 81,23 50,00 0,46 0,44 2,58 11,50 11,00 129,00 NĐ-3 38+18,4j 110,799 100,73 120 380 AC - 120 221,60 53,85 0,27 0,423 2,69 7,27 11,39 144,86 NĐ-4 38+18,4j 110,799 100,73 120 380 AC - 120 221,60 63,25 0,27 0,423 2,69 8,54 13,38 170,13 NĐ-5 78+37,76j 227,421 206,75 240 445 AC - 240 454,84 53,85 0,13 0,39 2,86 3,50 10,50 154,02 ĐD 5-6 40+19,36j 116,625 106,02 120 380 AC - 120 233,25 41,23 0,27 0,423 2,69 5,57 8,72 110,91 NĐ-7 48.3+29,95j 149,146 135,59 150 445 AC - 150 298,29 41,23 0,21 0,416 2,74 4,33 8,58 112,97 3.Tính tổn thất điện áp của phương án 2: Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-5-6 trong chế độ làm việc bình thường và chế độ sự cố: Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-5 trong chế độ bình thường bằng: ∆UNĐ-5% = PNĐ-5 × RNĐ-5+ QNĐ-5 × XNĐ-5Uđm2 ×100 = 78×3,50+(37,76×10,50)1102 ×100 = 5,53% Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 5-6 bằng: ∆U5-6%= 40×5,57+(19,35×8,72)1102 ×100 = 3,235% Như vậy, tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-5-6 bằng: ∆UNĐ-5-6%= ∆UNĐ-5% + ∆U5-6% = 5,53%+3,235%= 8.765% Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-5-6 trong chế độ sau sự cố: Khi tính tổn thất trên đường dây ta không xét đến các sự cố xếp chồng, nghĩa là đồng thời xảy ra trên tất cả các đoạn của đường dây đã cho, chỉ xét sự cố ở đoạn nào mà tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị cực đại. Đối với đường dây NĐ-5-6 khi ngừng một mạch trên đoạn NĐ-5 sẽ nguy hiểm hơn so với trường hợp sự cố một mạch trên đoạn 5-6. Khi ngừng một mạch trên đường dây NĐ-5, tổn thất điện áp trên đoạn này bằng: ∆UNĐ-5SC% = 2 × ∆UNĐ-5% =2×5,53%=11,06% Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn 5-6 thì: ∆U5-6SC%=2× ∆U5-6%=2×3,235%=6,47% Như vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố đối với đường dây bằng: ∆UNĐ-5SCmax%=11,06%+ 3,235%=14,295 % Ta có bảng tổn thất điện áp 4.1.2.3 của phương án 2 như sau: ĐD HT-1 HT-2 HT-8 HT-9 HT-7 NĐ-3 NĐ-4 NĐ-5 ĐD5-6 NĐ-7 ∆Ubt% 4,12 5,17 3,60 4,16 2,03 4,02 4,72 5,53 3,235 3,85 ∆USC% 8,24 10,34 7,2 8,32 4,06 8,04 9,44 11,06 6,47 7,7 Từ các kết quả ở bảng trên nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường bằng: ∆Umaxbt% =∆UNĐ-5bt%+∆U5-6bt% =5,53% + 3,325% = 8,855% Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố bằng: ∆UmaxSC% = ∆UNĐ-5SC%+∆U5-6bt% =11,06% + 3,235%=14,295 % 4.1.3 – Phương án 3: Từ sơ đồ phương án 3, ta tính được công suất truyền tải trên các đường dây như sau: * Các đường dây HT-1, HT-2, HT-8, HT-9, NĐ-5, NĐ-6 có dạng hình tia đã được tính ở phương án 1 * Hai nhánh liên lạc NĐ-7, HT-7 có công suất như đã tính ở phương án 1 không có gì thay đổi. * Đường dây NĐ-3: có SNĐ-3 = S3 + S4 = 76 +j36,4 MVA * Đường dây 3-4: có S3-4= S4 = 38 + j18,4 MVA 1. Chọn điện áp mạng điện thiết kế: Dựa vào các số liệu đã có và các công thức đã cho ta tính toán tương tự như phương án 1 được điện áp định mức, dòng điện cực đại trên các lộ và chọn được tiết diện dây dẫn. Từ đó ta có bảng kết quả 4.1.3.1sau: Đường dây Công suất truyền tải Ṡ,MVA Chiều dài đường dây l,km Điện áp tính toán U,kV Điện áp định mức của mạng Uđm,kV HT-1 36+17.44j 58.31 109.305 110 HT-2 50+24.23j 60.83 127.335 HT-8 36+17.44j 50.99 108.673 HT-9 49+23.72j 50.00 125.335 HT-7 -10.3-11.55j 50.00 63.607 NĐ-3 76+36.8 53.85 111.653 ĐD 3-4 38+18.4j 41.23 112.442 NĐ-5 38+18.4j 53.85 111.653 NĐ-6 40+19.36j 63.25 115.091 NĐ-7 48.3+29.95j 41.23 123.826 Từ bảng kết quả trên ta thấy điện áp vận hành của các đường dây gần với cấp điện áp 110 kV, nên ta chọn điện áp định mức cho mạng điện cần thiết kế là Uđm=110kV. Chọn tiết diện dây dẫn cho mạng điện: Kết quả tính các thông số của đường dây trong mạng điện như bảng: BẢNG 4.1.3.2 THÔNG SỐ CỦA CÁC ĐƯỜNG DÂY TRONG MẠNG ĐIỆN (Phương án 3) Đường dây Công suấttruyền tải Ṡ(MVA) Imax(A) Ftt(mm2) Ftc(mm2) Icp(A) Loại dây Isc(A) L(km) r0(Ω/km) x0(Ω/km) b0.10-6(S/km) R(Ω) X(Ω) B/2 .10-6(S) HT-1 36+17.44j 104.973 95.43 120 380 AC - 120 209.95 58.31 0.27 0.423 2.69 7.87 12.33 156.85 HT-2 50+24.23j 145.807 132.55 150 445 AC - 150 291.61 60.83 0.21 0.416 2.74 6.39 12.65 166.67 HT-8 36+17.44j 104.973 95.43 120 380 AC - 120 209.95 50.99 0.27 0.423 2.69 6.88 10.78 137.16 HT-9 49+23.72j 142.868 129.88 150 445 AC - 150 285.74 50.00 0.21 0.416 2.74 5.25 10.40 137.00 HT-7 -10.3-11.55j 40.613 36.92 70 265 AC - 70 81.23 50.00 0.46 0.44 2.58 11.50 11.00 129.00 NĐ-3 76+36.8j 221.598 201.45 240 610 AC - 240 443.2 53.85 0.13 0.39 2.86 3.50 10.50 154.02 ĐD 3-4 38+18.4j 110.799 100.73 120 380 AC - 120 221.60 41.23 0.27 0.423 2.69 5.57 8.72 110.91 NĐ-5 38+18.4j 110.799 100.73 120 380 AC - 120 221.60 53.85 0.27 0.423 2.69 7.27 11.39 144.86 NĐ-6 40+19.36j 116.625 106.02 120 380 AC - 120 233.25 63.25 0.27 0.423 2.69 8.54 13.38 170.13 NĐ-7 48.3+29.95j 149.146 135.59 150 445 AC - 150 298.29 41.23 0.21 0.416 2.74 4.33 8.58 112.97 Tính tổn thất điện áp của phương án 3 Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-3-4 trong chế độ làm việc bình thường và chế độ sự cố: Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-3 trong chế độ bình thường bằng: ∆UNĐ-3%= PNĐ-3 × RNĐ-3+ QNĐ-3 × XNĐ-3Uđm2 ×100 = 76 ×3,5+36,8 ×10,51102 ×100=5,39 % Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 3-4 bằng: ∆U3-4%= 38 ×5,57+18,4 ×8,721102 ×100=3,07 % Như vậy, tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-3-4 bằng: ∆UNĐ-3-4%= ∆UNĐ-3%+ ∆U3-4%=5,39+3,07=8,46 % Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-3-4 trong chế độ sau sự cố. Khi tính tổn thất trên đường dây ta không xét các sự cố xếp chồng, nghĩa là đồng thời xảy ra trên tất cả các đoạn của đường dây đã cho, chỉ xét sự cố ở đoạn nào mà tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị cực đại. Đối với đường dây NĐ-3-4 khi ngừng một mạch trên đoạn NĐ-3 sẽ nguy hiểm hơn so với trường hợp sự cố một mạch trên đoạn đường dây 3-4. Khi ngừng một mạch trên đường dây NĐ-3, tổn thất điện áp trên đoạn này bằng: ∆UNĐ-3SC%=2 × ∆UNĐ-3% = 2 ×5,39%=10,78 % Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn 3-4: ∆U3-4SC%=2 × ∆U3-4%= 2 ×3,07%=6,14 % Như vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố đối với đường dây: ∆UNĐ-3SCmax%=10,78%+ 3,07%=13,85 % Ta có bảng tổn thất điện áp 4.1.3.3 của phương án 3 như sau: ĐD HT-1 HT-2 HT-8 HT-9 HT-7 NĐ-3 ĐD 3-4 NĐ-5 NĐ-6 NĐ-7 ∆Ubt% 4,12 5,17 3,60 4,16 2,03 5,39 3,07 4,02 4,96 3,85 ∆USC% 8,24 10,34 7,2 8,32 4,06 10,78 6,14 8,04 9,92 7,7 Từ các kết quả ở bảng trên nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường bằng: ∆Ubtmax% = ∆UNĐ-3bt% + ∆U3-4bt% = 5,39% + 3.07% =8,46 % Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố: ∆USCmax% = ∆UNĐ-3SC% + ∆U3-4bt% = 10,78% + 3,07% = 13,85 % 4.1.4/ Phương án 4: Từ sơ đồ phương án 4, ta tính được công suất truyền tải trên các đường dây như sau: Các đường dây: HT-1, HT-2, như đã tính trong phương án 1. Hai nhánh liên lạc NĐ-7, HT-7 có công suất như đã tính ở phương án 1 không có gì thay đổi. ĐD NĐ-3: có SNĐ-3 = S3 + S4 = 76 + j36,8 MVA (như phương án 3) ĐD 3-4 : có S3-4 = S4 = 38 + j18,4MVA (như phương án 3) ĐD NĐ-5: có SNĐ-5 = S5 + S6 = 78 + j37,76 MVA. ĐD 5-6: có S5-6 = S6 = 40 + j19,36 MVA. ĐD HT-9 : có SHT-9 = S9 + S8 =85 + j41,16 MVA ĐD 9-8: có S9-8 = S8 = 36 + j17,44 MVA 1. Chọn điện áp định mức cho mạng điện thiết kế: Kết quả tính toán điện áp của phương án 4 như sau: Đường dây Công suất truyền tải Ṡ,MVA Chiều dài đường dây l,km Điện áp tính toán U,kV Điện áp định mức của mạng Uđm,kV HT-1 36+17.44j 58.31 109.305 110 HT-2 50+24.23j 60.83 127.335 9-8 36+17.44j 41.23 107.823 HT-9 85 + 41.16j 50.00 162.967 HT-7 -10.3-11.55j 50.00 63.607 NĐ-3 76 + 36.8j 53.85 154.656 3-4 38 + 18.4j 41.23 110.583 NĐ-5 78 + j37.76 53.85 156.592 5-6 40 + j19.36 41.23 113.276 NĐ-7 48.3+29.95j 41.23 123.825 Từ bảng kết quả trên ta thấy điện áp vận hành của các đường dây gần với cấp điện áp 110kV, nên ta chọn cấp điện áp định mức cho mạng điện cần thiết kế là Uđm = 110kV 2. Chọn tiết diện dây dẫn cho mạng điện: Kết quả tính các thông số của cấc đường dây trong mạng điện như bảng sau : BẢNG THÔNG SỐ CỦA CÁC ĐƯỜNG DÂY TRONG MẠNG ĐIỆN (Phương án 4) Đường dây Công suấttruyền tải Ṡ(MVA) Imax(A) Ftt(mm2) Ftc(mm2) Icp(A) Loại dây Isc(A) L(km) r0(Ω/km) x0(Ω/km) b0.10-6(S/km) R(Ω) X(Ω) B/2 .10-6(S) HT-1 36+17.44j 104.978 95.43 120 380 AC - 120 209.95 58.31 0.27 0.423 2.69 7.87 12.33 156.85 HT-2 50+24.23j 145.811 132.56 150 445 AC - 150 291.61 60.83 0.21 0.416 2.74 6.39 12.65 166.67 9-8 36+17.44j 104.978 95.43 120 380 AC - 120 209.95 50.99 0.27 0.423 2.69 5.57 8.72 110.91 HT-9 85+41.16j 247.844 225.31 240 610 AC - 240 285.74 50.00 0.13 0.39 2.86 3.25 9.75 143.00 HT-7 -10.3-11.55j 40.613 36.92 70 265 AC - 70 81.23 50.00 0.46 0.44 2.58 11.50 11.00 129.00 NĐ-3 76+36.8j 221.599 201.45 240 380 AC - 240 221.60 53.85 0.13 0.39 2.86 3.50 10.50 154.01 3-4 38+18.4j 110.800 100.73 120 380 AC - 120 221.60 63.25 0.27 0.423 2.69 5.57 8.72 110.91 NĐ-5 78+37.76j 227.421 206.75 240 380 AC - 240 221.60 53.85 0.13 0.39 2.86 3.50 10.50 154.01 5-6 40+19.36j 116.622 106.02 120 380 AC - 120 233.25 63.25 0.27 0.423 2.69 5.57 8.72 110.91 NĐ-7 48.3+29.95j 149.146 135.59 150 445 AC - 150 298.29 41.23 0.21 0.416 2.74 4.33 8.58 112.97 3. Tính tổn thất điện áp của phương án 4 Tính tổn thất điện áp trên đường dây HT-9-8 trong chế độ làm việc bình thường và chế độ sự cố: Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây HT-9-8 trong chế độ bình thường bằng: ∆UHT-9%= PHT-9 × RHT-9+ QHT-9 × XHT-9Uđm2 ×100 = 85 ×3,25+41,16 ×9,751102 ×100=5,6 % Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 9-8 bằng: ∆U9-8%= 36 ×5,57+17,44 ×8,721102 ×100=2,91 % Như vậy, tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-5-6 bằng: ∆UHT-9-8%= ∆UHT-9%+ ∆U9-8%=5,6%+2,91%=8,51 % Tính tổn thất điện áp trên đường dây HT-9-8 trong chế độ sau sự cố. Khi tính tổn thất trên đường dây ta không xét các sự cố xếp chồng, nghĩa là đồng thời xảy ra trên tất cả các đoạn của đường dây đã cho, chỉ xét sự cố ở đoạn nào mà tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị cực đại. Đối với đường dây HT-9-8 khi ngừng một mạch trên đoạn HT-9 sẽ nguy hiểm hơn so với trường hợp sự cố một mạch trên đoạn đường dây 9-8. Khi ngừng một mạch trên đường dây HT-9, tổn thất điện áp trên đoạn này bằng: ∆UHT-9SC%=2 × ∆UHT-9% = 2 ×5,6%=11,2 % Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn 9-8: ∆U9-8SC%=2 × ∆U9-8%= 2 ×2,91%=5,82 % Như vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố đối với đường dây: ∆UNĐ-5SCmax%=11,2%+ 2,91%=14,11 % Ta có bảng tổn thất điện áp lúc bình thường và lúc sự cố của phương án 4 như sau: ĐD HT-1 HT-2 9-8 HT-9 HT-7 NĐ-3 3-4 NĐ-5 5-6 NĐ-7 ∆Ubt% 4.12 5.17 2.91 5.60 2.03 5.39 3.07 5.53 3.24 3.85 ∆USC% 8.24 10.35 5.83 11.20 4.06 10.78 6.15 11.07 6.47 7.70 Từ các kết quả ở bảng trên nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường bằng: ∆Ubtmax% = ∆UHT-9bt% + ∆U9-8bt% = 2,91% + 5,6% =8,51 % Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố: ∆USCmax% = ∆UHT-9SC% + ∆U9-8bt% = 11,2% + 2,91% = 14,11 % 4.1.5/ Phương án 5: Từ sơ đồ phương án 5, ta tính được công suất truyền tải trên các đường dây như sau: Các đường dây: HT-1, HT-2, NĐ-3, NĐ-4, NĐ-5-6 như đã được tính trong phương án. Hai nhánh liên lạc NĐ-7, HT-7 có công suất như đã tính ở phương án 1 không có gì thay đổi. Tính dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây trong mạch vòng HT-8-9-HT. Để xác định các dòng công suất ta cần giả thiết rằng, mạng điện đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện. Như vậy dòng công suất chạy trên đoạn HT-8 bằng: SHT-8=S8 ×l9+ l8-9+ S9 × l8l8+ l9+l8-9 = 36+j17,44 × 50+41,23 +(49+j23,72)×50.9941,23+ 50,99+50 =40,66+j19,69 MVA Dòng công suất chạy trên đoạn HT-9 bằng: SHT-9 = (S8 + S9) - SHT-8 =(36+j17,44 + 49+j23,72) – (40,66+j19,69) = 44.34 + j21,47 MVA. Công suất chạy trên đoạn 8-9 (áp dụng định luật Kirchoj đối với nút 8 và 9) bằng: S8-9 = SHT-8 - S8 = (40,66+j19,69) – (36+j17,44) = 4 + j2,25 MVA 1. Chọn điện áp định mức cho mạng điện thiết kế: Dựa vào các số liệu đã có và các công thức đã cho ta tính toán tương tự như các phương án ở trên ta có kết quả tính điện áp của phương án 5 ở bảng sau: Đường dây Công suất truyền tải Ṡ,MVA Chiều dài đường dây l,km Điện áp tính toán U,kV Điện áp định mức của mạng Uđm,kV HT-1 36+17.44j 58.31 109.305 110 HT-2 50+24.23j 60.83 127.335 HT-8 40.66+19.69j 50.99 114.953 HT-9 44.34+21.47j 50.00 46.339 8-9 4 + 2.25j 41.23 118.909 HT-7 -10.3-11.55j 50.00 63.607 NĐ-3 38+18.4j 53.85 111.653 NĐ-4 38+18.4j 63.25 112.443 NĐ-5 76+36.8j 53.85 154.656 5-6 40+19.36j 41.23 113.276 NĐ-7 48.3+29.95j 41.23 123.825 Từ bảng kết quả trên ta thấy điện áp vận hành của các đường dây gần với cấp điện áp 110kV, nên ta chọn cấp điện áp định mức cho mạng điện cần thiết kế là Uđm = 110kV 2. Chọn tiết diện dây dẫn cho mạng điện: Tính