Đề tài Tìm hiểu về thiết kế mạng điện

LỜI MỞ ĐẦU ----- ----- Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng nâng cao nhanh chóng. Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Đặc điểm chính của hệ thống lưới điện truyền tải và phân phối là cung cấp điện trực tiếp cho người tiêu dùng . vì thế mạng điện được thiết kế phải đảm bảo chất lượng điện năng ,đáp ứng nhu cầu sử dụng điện năng của nhân dân và các công ty xí nghiệp . Mạng điện 110kV và trạm biến áp 110/22kV là bộ phận quan trọng của hệ thống điện truyền tải và phân phối . nếu bị sự cố sẽ ảnh hưởng tới độ tin cậy cung cấp điện của toàn hệ thống. Để Thiết kế mạng điện đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và phù hợp về vấn đề kinh tế, ta cần tính toán lựa chọn phương án tối ưu nhất . Mặc dù ,tôi đã cố gắng nhưng do thời gian và kiến thức có hạn nên luận văn tốt nghiệp khó tránh khỏi những sai sót .Rất mong đón nhận được những đóng góp quý báu từ thây cô và các bạn . Tôi xin chân thành cảm ơn! Tp.Hồ Chí Minh ,tháng 01 năm 2010 Sinh Viên :Nguyễn Thanh Tuyền LỜI CẢM ƠN ** ** Luận văn tốt nghiệp này là kết quả của quá trình học tập và cũng là sự kết tinh của những kiến thức quý báu mà tôi đã tích luỹ được trong suốt thời gian học tập tại Đại Học Tôn Đức Thắng. Để hoàn thành được luận văn tốt nghiệp này ,tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của nhiều người.Tôi xin chân thành biết ơn và gởi lời cảm ơn đến: Toàn thể quý thầy cô Khoa Điện –Điện Tử -Trường Đại Học Tôn Đức Thắng. đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập tại trường cũng như thời gian thực hiện luận văn . Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy : Tiến Sĩ –Hồ Văn Hiến Giảng viên Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh người đã trực tiếp hướng dẫn và luôn tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Cảm ơn gia đình bạn bè luôn luôn bên cạnh và động viên tôi . Mặc dù ,tôi đã cố gắng nhưng do thời gian và kiến thức có hạn nên luận văn tốt nghiệp khó tránh khỏi những sai sót .Rất mong đón nhận được những đóng góp quý báu từ thây cô và các bạn . Tôi xin chân thành cảm ơn! Tp.Hồ Chí Minh ,tháng 01 năm 2010 Sinh Viên :Nguyễn Thanh Tuyền NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ĐỀ BÀI THIẾT KẾT MẠNG ĐIỆN 110 kV I.Vị trí nguồn và phụ tải 4 3 1 N 2 6 5 10 km/khoảng chia II. Số liệu phụ tải Phụ tải 1 2 3 4 5 6 Pmax (MW) 14 16 18 15 17 14 Pmin (%Pmax) 40% 40% 40% 40% 40% 40% Tmax 5000 5000 5000 5000 5000 5000 cosφ 0.8 0.75 0.8 0.75 0.8 0.75 Udm(kV) 22 22 22 22 Độ lệch điện áp cho phép +5% +5% +5% +5% +5% +5% Yêu cầu cung cấp điện LT LT LT LT LT LT III. Số liệu nguồn : Đủ cung cấp cho phụ tải IV.Các yêu cầu : 1- Phân tích nguồn và phụ tải 2- Dự kiến các phương án về mặt kỹ thuật 3- So sánh phương án về kinh tế 4- Sơ đồ nối dây mạng điện và máy biến áp 5- Bù kinh tế trong mạng điện 6- Tính toán chính xác cân bằng công suất kháng 7- Tính toán điện áp lúc phụ tải cực đại, cực tiểu, sự cố 8- Điều chỉnh điện áp 9- Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật . V. Bản vẽ 1. Các phương án khu vực, bảng số liệu so sánh phương án 2. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 3- Sơ đồ nguyên lý ĐỀ BÀI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 1- Đường dây nối từ hệ thống đến trạm biến áp 2- Số đường dây cao áp từ thanh cái cao áp của trạm đi đến các trạm khác: 1 đường . 3. Phụ tải của trạm : Phía hạ áp : - Công suất : 14 MW, cosφ = 0.8 - Số đường dây : 6 - Đồ thị phụ tải : Giờ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 %Pmax 30 30 30 30 40 50 60 60 60 60 70 70 Giờ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 %Pmax 60 60 60 70 80 80 100 100 60 40 40 30 4. Nhiệm vụ : - Giới thiệu trạm thiết kế - Xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp . - Chọn cấp điện áp tải điện từ hệ thống về trạm . - Các phương án sơ đồ trạm – Chọn số lượng và công suất máy biến áp . - Chọn phương án trạm . - Sơ đồ nguyên lý . - Tính toán ngắn mạch chọn thiết bị và khí cụ . - Chọn thiết bị đo lường . - Chọn dây cho các đường dây cao áp , trung áp , lộ ra hạ áp, các dây dẫn trong trạm . - Sơ đồ mặt bằng, mặt cắt . - Nối đất trạm – Chống sét đánh trực tiếp vào trạm . - ...................................................................................................................... - ...................................................................................................................... Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 10 CHƯƠNG 1 CÂN BẲNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 NỘI DUNG Cân bằng công suất trong hệ thống điện nhằm xét khả năng cung cấp của các nguồn phụ tải thông qua mạng điện Tại mỗi thời điểm luôn phải đảm bảo cân bằng giữa lượng điện năng sản xuất và tiêu thụ. Mỗi mức cân bằng công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q xác định một giá trị tần số và điện áp Quá trình biến đổi công suất và các chỉ tiêu chất lượng điện năng khi cân bằng công suất bị phá hoại , xảy ra rất phức tạp , vì giữa chúng có quan hệ tương hỗ Để đơn giản bài toán, ta coi sự thay đổi công suất tác dụng P ảnh hưởng chủ yếu đến tần số , còn sự cân bằng công suất phản kháng Q ảnh hưởng chủ yếu đến điện áp.Cụ thể là khi nguồn phát không đủ công suất P cho phụ tải thì tần số bị giảm đi ,và ngược lại .khi thiếu công suất Q điện áp bị giảm thấp và ngược lại Trong mạng điện ,tổn thất công suất phản kháng lớn hơn công suất tác dụng, nên khi các máy phát điện được lựa chọn theo sự cân bằng công suát tác dụng, trong mạng thiếu hụt công suất kháng. Điều này dẫn đến xấu các tình trạng làm việc của các hộ dùng điện, thậm chí làm ngừng sự truyền động của các máy công cụ trong xí nghiệp gây thiệt hại rất lớn. Đồng thời làm hạ điện áp của mạng và làm xấu tình trạng làm việc của mạng. Cho nên việc bù công suất kháng là vô cùng cần thiết [ mục đích của bù sơ bộ trong phần này là để cân bằng công suất kháng và số liệu để chọn dây dẫn và công suất máy biến áp cho chương sau ] Sở dĩ bù công suất kháng mà không bù công suất tác dụng P là vì khi bù Q, giá thành kinh tế rẻ hơn, chỉ cần dùng bộ tụ điện để phát ra công suất phản kháng. Trong khi thay đổi công suất tác dụng P thì phải thay đổi máy phát, nguồn phát dẫn đến chi phí tăng lên nên không được hiệu quả về kinh tế. Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 11 1.2 Cân bằng công suất tác dụng : Cân bằng công suất tác dụng là cân bằng công suất cần thiết để giữ tần số trong hệ thống và được biểu diễn bằng biểu thức sau: ∑P F = m∑ p pt + ∑Δp md + ∑ p td + ∑ p dt với: ∑ p f : tổng công suất tác dụng phát ra do các máy phát điện . ∑ p pt : tổng phụ tải tác dụng cực đại . ∑ p td : tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện . ∑ p dt : tổng công suất dự trữ ∑ p md : tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và trạm biến áp. m : hệ số đồng thời ( giả thiết chọn 0.8 ) Tổng phụ tải ∑ p pt : ppt1 + ppt2 +ppt3 +ppt4 + ppt5 + ppt6 ∑ p pt =14+16+18+15+17+14=94 (MW) Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp : ∑Δp md : 10%*m*∑ p pt ∑Δp md : 0.1*0.8*94 = 7.52 (MW ) Trong thiết kế môn học giả thiết nguồn điện đủ cung cấp hoàn toàn cho nhu cầu công suất tác dụng và chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của trạm biến áp của nhà máy điện .Nên tính cân bằng công suất tác dụng theo biểu thức sau : ∑P F = m∑ p pt + ∑Δp md ∑P F = 0.8*94+7.52 = 82.72 (MW ) 1.3 Cân bằng công suất phản kháng Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 12 Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường trong hệ thống điện và được biểu diễn bằng biểu thức : ∑Q F = m∑Q pt + ∑ΔQ B + ∑ΔQ L - ∑ΔQ c + ∑ΔQ td +∑ΔQ dt với : ∑Q F : tổng công suất phát ra của máy phát điện m∑Q pt : tổng phụ tải phản kháng của mạng điện có xét đến hệ số đồng thời m∑Q pt = m [(ppt1* tgϕ pt1 )+........+( ppt6* tgϕ pt6 )] m∑Q pt =0.8*[(14*0.75)+(16*0.8819)+(18*0.75)+(15*0.8819)+(17*0.75)+(14*0.8819)] = 76.437*0.8 =61.149 (Mvar) ∑ΔQ B : tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp có thể ước lượng ∑ΔQ B = 12% ∑S pt = 12% ∑ ∑+ ptpt QP 22 = 0.12 22 437.7694 + =14.538 (MVAr) ∑ΔQ L: tổng tổn thất công suất kháng trên các đoạn đường dây của mạng điện. Với mạng điện 110KV trong tính toán sơ bộ có thể coi tổn thất công suất phản kháng trên cảm kháng đường dây bằng công suất phản kháng do điện dung đường dây cao áp sinh ra . ∑ΔQ td : tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống ∑ΔQ td = ∑ p td* tgϕ td Qdt : công suất phản kháng dự trữ của hệ thống Qdt = (5- 10%)∑Q pt Do trong thiết kế, chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của nhà máy điện nên có thể bỏ qua Qtd và Qdt Tổng công suất kháng phát lên thanh cái cao áp của máy biến áp tăng : Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 13 ∑Q F = m∑Q pt +∑ΔQ B =61.149 +14.538=75.687 (MVAr) Trong phần tính toán này không bù sơ bộ công suất phản kháng Hệ số công suất nguồn : tgϕ F= F F P Q = 72.82 687.75 =0.915 cos Fϕ =0.738. Dựa vào số liệu ban đầu ta lập được số liệu phụ tải sau: Bảng 1.1 Phụ tải P (MW) Q (MVar) cosϕ S (MVA) 1 14 10.5 0.8 17.5 2 16 14.111 0.75 21.33 3 18 13.5 0.8 22.5 4 15 13.229 0.75 20 5 17 12.75 0.8 21 6 14 12.347 0.75 18.667 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 14 CHƯƠNG 2 DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT Đưa ra các phương án về mặt nối dây của mạng điện một cách cụ thể và đúng kĩ thuật . Để so sánh và lựa chọn phương án tối ưu nhất 2.1 LỰACHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN 4 Khu vực 2 3 1 N Khu vực 1 Khu vực 3 2 6 5 10 km/khoảng chia Cấp điện áp tải điện phụ thuộc vào công suất và khoảng cách truyền tải . Ngoài ra còn phụ thuộc rất nhiều yếu tố khác ngoài P và L , do đó công thức dưới đây chỉ là sơ bộ gần đúng . Dựa vào công thức STILL để tìm điện áp tải điện U(kV) U = 4.34 Pl *016.0+ Trong đó : P : công suất truyền tải (kW) l : khoảng cách truyền tải (km) Tính cho các phụ tải ta được : Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 15 Bảng điện áp: Bảng 2.1 Từ số liệu trên ta chọn cấp điện áp : 110(kV) ; Uđm = 110(kV) 2.2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN Sơ đồ nối dây của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố : sản lượng phụ tải , vị trí phụ tải, mức độ liên tục cung cấp điện, công tác vạch tiến, sự phát triển của mạng điện Dựa vào sơ đồ vị trí nguồn và phụ tải gồm nguồn (N) và 6 phụ tải. Ta chia sơ đồ theo 3 khu vực sau: ¾ Khu vực 1gồm phụ tải 1&2 yêu cầu cung cấp điện liên tục ¾ Khu vực 2 gồm phụ tải 3&4 yêu cầu cung cấp điện liên tục ¾ Khu vực 3 gồm phụ tải 5&6 yêu cầu cung cấp điện liên tục 1. Khu vực 2: cho trước 2 đường dây kép hình tia 2. Khu vực 3:cho trước đường dây kép lien thong 3. Khu vực 1:phải chọn phương án Phương án 1:đường dây kép hình tia Phụ tải l (km) Upt (kV) N-1 31.113 69.3196 N-2 39.661 74.6254 N-3 49.193 79.6947 N-4 56.089 74.6794 N-5 49.1936 77.7809 N-6 93.98 77.3908 1 N 2 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 16 Phương án 2:đuờng dây kép liên thông Phương án 3: mạch vòng kín Ở điện áp 110 kV, Tmax = 5000 giờ. Tra bảng ta được dòng kinh tế Jkt = 1.1A/ mm2 Đối với mạng truyền tải cao áp, chọn dây theo mật độ dòng kinh tế. Có rất nhiều phương pháp để chọn dây dẫn chẳng hạn như : ¾ Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép, đồng thời thỏa mãn điều kiện tổn thất công suất thấp nhất ¾ Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép ¾ Chọn theo điều kiện kinh tế Mật độ kinh tế số ampe lớn hất chạy trong 1 đơn vị tiết diện kinh tế của dây dẫn. Dây dẫn được chọn theo Jkt thì mạng điện vận hành kinh tế nhất, tức thỏa mãn kinh tế nhất, thỏa mãn chi phí tính toán hàng năm thấp nhất. Jkt = τρβ3 )( atcavhb + = Fkt axIm Mật độ dòng kinh tế không phụ thuộc vào điện áp mạng điện ƒ Jkt tỷ lệ nghịch với điện trở suất nếu dây dẫn có bé thì Jkt lớn 1 N 2 1 N 2 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 17 ƒ Jkt tỷ lệ nghịch với điện trở suất nếu càng lớn thì Jkt có giá trị càng nhỏ ™ Quy tắc Kelvin: khi dây dẫn có tiết diện tối ưu, phần giá cả phụ thuộc tiết diện dây dẫn bằng chi phí hiện thời hóa do tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong thời gian sống của đường dây ™ Điều kiện thỏa hiệp tối ưu f v ∂ ∂ = f cp ∂ ∂ Tức là f vt ∂ ∂ = f v ∂ ∂ = f cp ∂ ∂ = 0 Lấy đạo hàm f vt ∂ ∂ theo Vt=V+Cp=A+BU+CLf+3 ρ I2maxLR / f , ta được điều kiện tối Ưu quy tắc Kelvin K’’. Fcp = 3 ρ I2maxLR / fcp Lúc này chọn dây dẫn thì sẽ thõa mãn chi phí tính toán hàng năm thấp nhất 2.2.1 Phương án 1 khu vực 1 2.2.1.1 chọn dây phương án 1 khu vực 1: a) Dòng điện cực đại trên mỗi lộ của từng đoạn dây I1 max= 21103 5.1014 22 ×× + ×103 =45.9256 (A) I2 max= 21103 111.1416 22 ×× + ×103 =55.984 (A) Với Tmax = 5000 (giờ \ năm)và mật độ dòng kinh tế Jkt = 1.1 (A/mm2) b) Tiết diện kinh tế tính toán : 1 N 2 N N 1 2 S1=14+j10.5 S2=16+j14.111 I1 I2 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 18 F1kt = 1.1 9256.45 = 41.75 (mm2) ⇒ chọn dây dẫn AC – 95 F2kt = 1.1 984.55 = 50.89 (mm2) ⇒ chọn dây dẫn AC – 95 Chọn tiết diện tiêu chuẩn với nhiệt độ môi trường xung quyanh thực tế là 400c và hệ số hiệu chỉnh K=0.81 c) Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố Khi đứt 1 dây trên đường dây lộ kép, dây còn lại phải tải toàn bộ dòng điện phụ tải còn gọi là dòng điện cưỡng bức (Icb).Khi đó: Bảng dòng cho phép : tra phụ lục 2.6& 2.7 Đoạn Loại dây Dòng cho phép (Icp) N- 1 AC - 95 0.81 ×335=271.35 N- 2 AC - 95 0.81 ×335=271.35 Dòng cưỡng bức khi đứt một lộ I1cb=2 ×45.9256= 91.912 (A) < k × Icp1 = 271.35 (A) I2cb=2 ×55.984= 111.968 (A) <k × Icp2 = 271.35 (A) d) Chọn cột chọn trụ kim loại 2 mạch mã hiệu πB110-4 các kích thước :a1=2 m, a2= 3m ,a3= 2m, b1=2m,b2=3.5m,b3=2m,h1=3m,h2=3m Đưòng dâyAC 95 e) điện trở dây dẫn r0= 0.33 Ω , d=13.5mm, r=6.75 mm f) cảm kháng : các khoảng cách : ''baD = ''cbD = ""baD = ""cbD = 3541.335.1 22 =+ (m) ''caD = ""acD =6 (m) 211.764 22"'"' =+== ccaa DD (m) 7"' =bbD (m) Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 19 265.65.53 22"'"'"'"' =+==== bcabcbba DDDD (m) 4 4 ""'""''' 354.3265.6265.6354.3 ×××= ×××= babababaAB DDDDD =4.584 (m) 584.4== ABBC DD (m) 899.4644644 ""'""''' =×××=×××= acacacacCA DDDDD (m) 687.4899.4584.4584.433 =××=××= CABCABm DDDD (m) Bán kính tự Thân: ds=6.75 ×0.726=4.9005 (m) các khoảng cách trung bình hình học: 1879.010211.79005.410 33"' =××=××= −−aassa DdD (m) 1852.01079005.410 33"' =××=××= −−bbssb DdD (m) h1 h2 a’ b’b’’ c’b3 a1 a2 a3 b2 b1 a’’ c’’ h3 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 20 1879.010211.79005.410 33"' =××=××= −−ccssc DdD (m) mDDDD scsbsas 187.03 =××= cảm kháng của đường dây: 2024.0ln2102 40 =××××= − s m D Dfx π )( kmΩ dung dẫn: các khoảng cách trung bình hình học: 2206.010211.775.610 33"'' =××=××= −−aasa DrD (m) 2174.010775.610 33"'' =××=××= −−bbsb DrD (m) 2206.010211.775.610 33"'' =××=××= −−ccsc DrD (m) 2195.03 '''' =××= scsbsas DDDD (m) 6 ' 6 0 107.5 ln1018 2 −×= × ××= s m D D fb π ).1( kmΩ g) khi sự cố một lộ 071.46354.3354.333 '''''' =××=××=− accbbasucom DDDD (m) cảm kháng: 4224.0ln2102 4 0 =××××= − s msuco sc d Dfx π )( kmΩ dung dẫn : ). 1(10725.2 ln1018 2 6 6 0 km r D fb msuco sc Ω×=× ××= −π Bảng tổng kết phương án 1: Đường dây Số lộ Mã dây Chiều Dài (km) r0 (Ω/km) x0 (Ω/km) b0 *10-6 (l/Ωkm) R= r0. l (Ω) X= x0. l(Ω) Y= b0.l (l/Ω)10-6 N-1 kép AC- 95 31.113 0.165 0.2024 5.7 5.1336 6.297 117.34 N-2 kép AC- 95 39.661 0.165 0.2024 5.7 6.544 8.027 226.07 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 21 Khi sự cố một lộ Đường dây Số lộ Mã dây Chiều Dài (km) r0 (Ω/km) x0 (Ω/km) b0 *10-6 (l/Ωkm) R= r0. l (Ω) X= x0. l(Ω) Y= b0.l (l/Ω)10-6 N-1 đơn AC- 95 31.113 0.33 0.4224 2.725 10.267 13.14 84.78 N-2 đơn AC- 95 39.661 0.33 0.4224 2.725 13.088 16.75 108.07 2.2.1.2 Tính toán tổn thất sơ bộ phương án 1 khu vực 1: 1. Phụ tải 1 Tổn thất điện áp Công suất kháng do điện dung ở cuối đường dây phát lên: )(073.1110* 2 10*34.177 26 1 MVArQc ==Δ − Công suất ở cuối tổng tổng trở Z: )(427.914)073.14.10(141 MVAjjS N +=−+=′ • − Các thành phần của véc tơ sụt áp: Tổn thất điện áp trên đoạn N-1: )(193.1 110 297.6427.91336.5141111 1 kVU XQRPU đm NNNN N =×+×=×′+×′=Δ −−−−− )(361.0 110 1336.5427.92967.6141111 1 kVU RQXP U đm NNNN N =×+×=×′−×′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %20%084.1%100 110 193.1%100% 11 <=×=×Δ=Δ −− đm N N U UU Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N-1 N 1 S1 RN-1+ jXN-1 2 1−NYj 2 1−NYj Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 22 )(1209.01336.5 110 427.914 2 22 12 1 2 1 2 1 MWRU QPP N đm NN N =×+=×′+′=Δ −−−− Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N-1: )(1482.0297.6 110 427.914 2 22 12 1 2 1 2 1 MVArXU QPQ N đm NN N =×+=×′+′=Δ −−−− 2 Phụ tải 2 Tổn thất điện áp Công suất kháng do điện dung ở cuối đường dây phát lên: )(368.1110 2 1007.266 26 2 MVArQ c =××=Δ − Công suất ở cuối tổng tổng trở Z: )(743.1216)368.1111.14(162 MVAjjS N +=−+=′ • − Các thành phần của véc tơ sụt áp: Tổn thất điện áp trên đoạn N-2: )(882.1 110 027.8743.12544.6162222 2 kVU XQRPU đm NNNN N =×+×=×′+×′=Δ −−−−− )(409.0 110 544.6743.12027.8162222 2 kVU RQXPU đm NNNN N =×−×=×′−×′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %20%711.1%100 110 882.1%100% 22 <=×=×Δ=Δ −− đm N N U UU Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N-2 )(2263.0544.6 110 743.1216 2 22 22 2 2 2 2 2 MWRU QPP N đm NN N =×+=×′+′=Δ −−−− N 2 S2 RN-2+ jXN-2 2 2−NYj 2 2−NYj Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 23 Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N-2: )(2775.0027.8 110 743.1216 2 22 22 2 2 2 2 2 MVArXU QPQ N đm NN N =×+=×′+′=Δ −−−− 9 Khi sự cố một lộ phụ tải 1: công suất kháng do điện dung ở cuối đường dây phát lên: )(593.0110 2 1078.84 26 1 MVArQc =××=′Δ − phần trăm sụt áp : %20%323.2%100 110 14.13)593.05.10(267.1014 % 2 2 1111 1 <=××−+×= ×′′+×′′=Δ −−−−− đm NNNN N U XQRPU phụ tải 2: )(65.0110 2 1007.108 26 2 MVArQc =××=′Δ − phần trăm sụt áp : %20%6806.3%100 110 75.16)65.0111.14(088.1316 % 2 2 2222 2 <=××−+×= ×′′+×′′=Δ −−−−− đm NNNN N U XQRPU vậy phương án 1 thoả mãn về mặt kỹ thuật Ta có bảng tổng kết phương án 1 STT Tên đường dây Tổn thất công suất PΔ Phần trăm sụt áp %UΔ 1 N-1 0.1209 MW 1.085% 2 N-2 0.2263 MW 1.771% Tổng 0.3472 MW Phần trăm sụt áp lớn nhất : %UΔ =1.771% Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 24 2.2.2 Phương án 2 khu vực 1 :tải 1&2 đường dây kép liên thông 2.2.2.1 Chọn dây phương án 2 khu vực 1 : a) Dòng điện cực đại trên đoạn 1-2: I1-2 max= 21103 111.1416 22 ×× + ×103 =55.986 (A) Với Tmax = 5000 (giờ \ năm)và mật độ dòng kinh tế Jkt = 1.1 (A/mm2) b) Tiết diện kinh tế đoạn 1-2 và chọn dây: F(1-2)kt = 1.1 984.55 = 50.89 (mm2) ⇒ chọn dây dẫn AC – 95 Chọn tiết diện tiêu chuẩn với nhiệt độ môi trường xung quyanh thực tế là 400c và hệ số hiệu chỉnh K=0.81 c) Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố Khi đứt 1 dây trên đường dây lộ kép, dây còn lại phải tải toàn bộ dòng điện phụ tải còn gọi là dòng điện cưỡng bức (Icb). Bảng dòng cho phép: tra phụ lục 2.6& 2.7 Đoạn Loại dây Dòng cho phép (Icp) 1-2 AC-95 0.81×335=271.35 (A) I1-2(cb)=2×55.986=111.972 (A) < k× Icp = 271.356(A) d) Chọn cột chọn trụ kim loại 2 mạch mã hiệu πB110-4 1 N 2 N 1 2 S1= 14+j10.5 S2= 16+j14.111 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 25 e) Đưòng dâyAC 95 , f) điện trở dây dẫn r0= 0.33 Ω , d=13.5mm, r=6.75 mm g) Cảm kháng của đường dây: )(2024.0ln2102 40 kmD Dfx s m Ω=××××= − π h) dung dẫn: ). 1(107.5 ln1018 2 6 ' 6 0 km D D fb s m Ω×=× ××= −π khi sự cố một lộ: cảm kháng: )(4224.0ln2102 4 0 kmd Dfx s msuco sc Ω=××××= − π dung dẫn : ). 1(10*725.2 ln1018 2 6 6 0 km r D fb msuco sc Ω=× ××= −π Thông số đương dây: Đường dây Số lộ Mã dây Chiều Dài (km) r0 (Ω/km) X0 (Ω/km) b0 10-6 (l/Ωkm) R= r0. l (Ω) X= x0. l(Ω) Y= b0.l (l/Ω)10-6 1-2 kép AC-95 45.354 0.165 0.2024 5.7 7.483 9.179 258.52 Khi sự cố một lộ 1-2 đơn AC-95 45.354 0.33 0.4224 2.725 14.967 19.157 123.59 2.2.2.2 tính toán tổn thất sơ bộ phương án 2 khu vực 1: 1 • −′ 21S S1 2 1−NYj RN-1 +jXN-1 • −′′ 1NS S2 2 • −′′ 21S N • −′ 1NS R1-2 +jX1-2 2 1−NYj 2 21−Yj 2 21−Yj Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 26 1. Phụ tải 2 Tổn thất điện áp công suất kháng do điện dung ở cuối đường dây phát lên: )(564.1110 2 1052.258 26 2 MVArQc =××=Δ − Công suất ở cuối tổng tổng trở Z1-2: )(547.1216)564.1111.14(1621 MVAjjS +=−+=′′ • − Các thành phần của véc tơ sụt áp: Tổn thất điện áp trên đoạn 1-2: )(135.2 110 179.9547.12483.71621212121 21 kVU XQRPU đm =×+×=×′′+×′′=Δ −−−−− )(482.0 110 483.7547.12179.91621212121 21 kVU RQXPU đm =×−×=×′′−×′′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %20%94.1%100 110 135.2%100% 2121 <=×=×Δ=Δ −− đmU UU Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn 1-2 )(2556.0483.7 110 547.1216 2 22 212 21 2 21 2 21 MWRU QPP đm =×+=×′′+′′=Δ −−−− Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn 1-2: )(314.0179.9 110 547.1216 2 22 212 21 2 21 2 21 MVArXU QPQ đm =×+=×′′+′′=Δ −−−− 9 Khi sự cố một lộ: )(748.0110 2 1059.123 26 2 MVArQc =××=′Δ − phần trăm sụt áp : %20%095.4%100 110 157.19)748.0111.14(967.1416 % 2 2 21212121 21 <=××−+×= ×′′+×′′=Δ −−−−− đmU XQRPU Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 27 Công suất ở đầu tổng trở Z1-2 : )(861.122556.16)314.02556.0()547.1216( )( 21212121 MVAjjj QjPSS +=+++= Δ+Δ+′′=′ −−− • − • Công suất kháng do điện dung ở đầu đoạn 1-2 phát lên: )(5645.1110 2 106.258 26 21 MVArQc =××=Δ − − Công suất ở đầu đoạn 1-2: )(2956.112556.16)5645.1861.12(2556.1621 MVAjjS +=−+= • − 2. Phụ tải 1: )(5.10141 MVAjS += • Phụ tải cuối đường dây N-1: )(7956.212556.30)5.1014()2956.112556.16( )( 112111 MVArjjj jQPSjQP NN +=+++= ++=+ −•−− • Dòng điện cực đại trên một lộ đoạn N-1: IN-1 max= 21103 7956.212556.30 22 ×× + ×103 =97.857 (A) Với Tmax = 5000 (giờ \ năm)và mật độ dòng kinh tế Jkt = 1.1(A/mm2) • Tiết diện kinh tế đoạn N-1 và chọn dây: F(N-1)kt = 1.1 857.97 = 88.96 (mm2) ⇒ chọn dây dẫn AC – 120 Chọn tiết diện tiêu chuẩn với nhiệt độ môi trường xung quyanh thực tế là 400c và hệ số hiệu chỉnh K=0.81 3. Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố Khi đứt 1 dây trên đường dây lộ kép, dây còn lại phải tải toàn bộ dòng điện phụ tải còn gọi là dòng điện cưỡng bức (Icb). Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 28 Bảng dòng cho phép: tra phụ lục 2.6& 2.7 Đoạn Loại dây Dòng cho phép k× (Icp) N-1 AC-120 0.81×360=291.6 (A) I1-2(cb)=2×97.857=195.7 (A) < k×Icp = 291.6(A) 4. Chọn cột chọn trụ kim loại 2 mạch mã hiệu πB110-4 Dây dẫn AC-120 có d=15.2, 35 (sợi) k=0.768: Bán kính tự than ds= )(8368.5768.0 2 2.15 mm=× các khoảng cách trung bình hình học: )(20516.010211.78368.510 33"' mDdD aassa =××=××= −− )(20213.01078368.510 33"' mDdD bbssb =××=××= −− )(20516.010211.78368.510 33"' mDdD ccssc =××=××= −− )(20414.03 mDDDD scsbsas =××= cảm kháng của đường dây: )(1969.0ln2102 40 kmD Dfx s m Ω=××××= − π dung dẫn: các khoảng cách trung bình hình học: )(2341.010211.76.710 33"'' mDrD aasa =××=××= −− )(2307.01076.710 33"'' mDrD bbsb =××=××= −− )(2341.010211.76.710 33"'' mDrD ccsc =××=××= −− Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 29 )(2329.03 '''' mDDDD scsbsas =××= ). 1(108145.5 ln1018 2 6 ' 6 0 km D D fb s m Ω×=× ××= −π khi sự cố một lộ: )(071.4 mD sucom =− cảm kháng: )(4114.0ln2102 4 0 kmd Dfx s msuco sc Ω=××××= − π dung dẫn : ). 1(10*7776.2 ln1018 2 6 6 0 km r D fb msuco sc Ω=× ××= −π Đường dây Số lộ Mã dây Chiều Dài (km) r0 (Ω/km) x0 (Ω/km) b0 10-6 (l/Ωkm) R= r0. L (Ω) X= x0. L(Ω) Y= b0.l (l/Ω)10-6 N-1 kép AC-120 31.113 0.135 0.1969 5.8145 4.2002 6.126 181 Khi sự cố một lộ N-1 đơn AC-120 31.113 0.27 0.4114 2.7776 8.4005 12.799 86.419 Công suất kháng do điện dung ở cuối đường dây phát lên: )(095.1110 2 10181 26 )1( MVArQ Nc =××=Δ − − Công suất ở cuối tổng tổng trở ZN-1: )(701.20256.30)094.1795.21(256.301 MVAjjS N +=−+=′′ • − Các thành phần của véc tơ sụt áp: Tổn thất điện áp trên đoạn N-1: )(308.2 110 1259.6701.202002.4256.301111 1 kVU XQRPU đm NNNN N =×+×=×′′+×′′=Δ −−−−− )(895.0 110 2002.4701.201259.6256.301111 1 kVU RQXPU đm NNNN N =×−×=×′′−×′′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %20%098.2%100 110 308.2%100% 11 <=×=×Δ=Δ −− đm N N U UU Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 30 Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N-1 )(4665.02002.4 110 701.20256.30 2 22 12 1 2 1 2 1 MWRU QPP N đm NN N =×+=×′′+′′=Δ −−−− Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N-1: )(6804.01259.6 110 701.20256.30 2 22 212 1 2 1 2 1 MVArXU QPQ đm NN N =×+=×′′+′′=Δ −−−− Khi sự cố một lộ: )(523.0110 2 10419.86 26 )1( MVArQ Nc =××=′Δ − − phần trăm sụt áp : %20%35.4%100 110 799.12)523.0795.21(4005.8256.30 % 2 2 1111 1 <=××−+×= ×′′+×′′=Δ −−−−− đm NNNN N U XQRPU Công suất ở đầu tổng trở ZN-1: )(381.21722.30)68.0467.0()701.20256.30( )( 1111 MVAjjj QjPSS NNNN +=+++= Δ+Δ+′′=′ −−− • − • Công suất ở đầu đoạn N-1: )(287.20722.30)094.1381.21(722.301 MVAjjS N +=−+= • − Tổng sụt áp từ N-1-2: %20%04.4%098.2%941.1% <=+=ΔU STT Tên đường dây Tổn thất PΔ (MW) 1 N-1 0.4665 2 1-2 0.2556 3 Tổng 0.7221 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 31 2.2.3 Phương án 3 khu vực 1 2.2.3.1chọn dây phương án 3 khu vực 1: Phân bố công suất sơ bộ theo chiều dài Công suất trên đoạn N-1 )(606.12714.15 128.116 66.39)111.1416(015.85)5.1014( )( 2211 122211 1 MVAj jj lll lSllSS NN NN N += ×++×+= ++ ×++×= −−− − • −− • − • Công suất trên đoạn N-2 )(105.12286.14 128.116 113.31)5.1014(467.76)111.1416( )( 2211 211212 2 MVAj jj lll lSllSS NN NN N += ×++×+= ++ ×++×= −−− − • −− • − • 1 N 2 N N SN-1 S1-2 SN-2 1 2 S1=14+j10.5 S2=16+j14.111 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 32 Kiểm tra: ( )MVArj jj jj SSSS NN 611.2430 )105.12286.14()506.12714.15( )111.1416()5.1014( 2121 += +++= +++ +=+ −•−••• Dòng công suất trên đoạn 1-2 ( )MVArjjj SSS N 006.2714.1)5.1014()506.12714.15( 1121 +=+−+= += •−•−• Điểm 2 là điểm phân công suất Với Tmax = 5000 (giờ \ năm) và mật độ dòng kinh tế Jkt = 1.1(A/mm2) Dòng điên cực đại trên từng đoạn dây: IN-1 max= 1103 506.12714.15 22 × + ×103 =105.407 (A) IN-2 max= 1103 105.12286.14 22 × + ×103 =98.28 (A) I1-2 max= 1103 006.2714.1 22 × + ×103 =13.848 (A) a) Tiết diện kinh tế tính toán : FN-1kt = 1.1 407.105 = 95.825 (mm2) ⇒ chọn dây dẫn AC - 185 FN-2kt = 1.1 2803.98 = 89.3457 (mm2) ⇒ chọn dây dẫn AC – 185 F1-2kt = 1.1 8477.13 = 12.5888 (mm2) ⇒ chọn dây dẫn AC – 150 b) Các dòng điện cho phép sau khi hiệu chỉnh nhiệt độ, giả thiết nhiệt độ môi trường là 400c. Tra phụ lục 2.6&2.7 Bảng dòng cho phép Đoạn Loại dây Dòng cho phép (k*Icp) N-1 AC - 185 0.81×515=417.15 N-2 AC - 185 0.81× 515=417.15 1-2 AC- 150 0.81×445=360.45 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 33 c) Kiểm tra phát nóng lúc sự cố đứt dây: mạng trở thành liên thông N-1-2 ( ) ( )AkIAQQPPI cpscN 15.417664.20310001103 )()( 221 2 21 1 =<=×× +++=− ( ) ( )AkIAQPI cpsc 45.36097.11110001103 2 2 2 2 21 =<=×× +=− Mạng trở thành liên thông N-2-1: ( ) ( )AkIAQQPPI cpscN 15.417664.20310001103 )()( 221 2 21 2 =<=×× +++=− ( ) ( )AkIAQPI cpsc 45.360851.9110001103 2 1 2 1 21 =<=×× +=− Vậy khi sự cố đứt dây, dây dẫn thoả điều kiên phát nóng :kIcp >Isự cố d) Chọn cột: Chọn trụ một mạch mã hiệu π-110-3 (trang 149 sách hướng dẫn thiết kế mạng Hồ Văn Hiến ) các kích thước :h3=4m ,a1=2.1 m ,b1=4.2 m, b2=2.1 m ( ) ( ) ( )mD mD mD ca bc ab 8.5 3.6 5117.4 = = = ( )mDDDD cabcabm 48567.53 =××= • Dây dẫn AC-185: Đường kính :d=19 (mm) Số sợi :35 sợi Tra bảng 2.5 sách thiết kế mạng điện (Hồ Văn Hiến) Ta có : k=0.768 Bán kính tự thân : ds=r × k=7.296 (mm) Điện trở :r0=0.17 (Ω/km) Cảm kháng: Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 34 )(4161.0ln2102 40 kmd Dfx s m Ω=××××= − π Dung dẫn: ). 1(107434.2 ln1018 2 6 6 0 km r D fb m Ω×=× ××= −π • Dây dẫn AC-150 Đường kính :d=17 (mm) Số sợi :35 sợi Tra bảng 2.5 sách thiết kế mạng điện (Hồ Văn Hiến) Ta có : k=0.768 Bán kính tự thân : ds=r × k=6.528 (mm) Điện trở :r0=0.21 (Ω/km) Cảm kháng: )(4231.0ln2102 40 kmd Dfx s m Ω=××××= − π c a b a1 b1b h3 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 35 Dung dẫn: ). 1(10696.2 ln1018 2 6 6 0 km r D fb m Ω×=× ××= −π Bảng tổng kết phương án 3 khu vực 1: Đường dây Số lộ Mã dây Chiều Dài (km) r0 (Ω/km) x0 (Ω/km) b0 10-6 (l/Ωkm) R= r0. l (Ω) X= x0. l(Ω) Y= b0.l (l/Ω)10-6 N-1 Đơn AC-185 31.113 0.17 0.4161 2.7434 5.289 12.946 85.355 N-2 Đơn AC-185 39.661 0.17 0.4161 2.7434 6.742 16.503 108.806 1-2 đơn AC-150 45.354 0.21 0.4231 2.696 9.524 19.189 122.274 2.2.3.2 Tính toán tổn thất sơ bộ phương án 3 khu ực 1: Trong tính toán này , ta bỏ qua điện dung của đường dây, ta có sơ đồ với phụ tải như sau: Z1-2 Z2 Z1 S1 S2 N -jΔQC1-2 -jΔQC1-2 -jΔQC 2 -jΔQC 1 ZN-2 Z1-2 ZN-1 S1 S1-2 S2 SN-2 SN-1 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 36 Tổng trở tổng : ( ) ( ) ( ) ( )Ω+= +++++= ++= −−−∑ 6387.485559.21 5033.16742.6189.195244.9946.12289.5 2211 j jjj ZZZZ NN Tổng trở Z N-1-2 ( ) ( ) ( )Ω+=+++= += −−−− 1355.328135.14189.195244.9946.12289.5 21121 jjj ZZZ NN Tổng trở ZN-2-1: ( ) ( ) ( )Ω+=+++= += −−−− 6925.35267.16189.195244.95033.167424.6 21212 jjj ZZZ NN Công suất trên đoạn N-1: ( )MVAj Z ZSZSS NNN 4181.127383.15 22121 1 −= ×+×= ∑ − ∗• −− ∗• − ∗• ( )MVAjS N 4181.127383.151 +=−• Công suất trên đoạn N-2: ( )MVAj Z ZSZSS NNN 1925.122617.14 21211 2 −= ×+×= ∑ −− ∗• − ∗• − ∗• ( )MVAjS N 1925.122617.142 +=−• Kiểm tra kết quả ta có : ( )MVAjSSSS NN 6107.24302121 +=+=+ −•−••• Công suất trên đoạn 1-2 : ( ) ( ) ( )MVAj jjSSS N 9181.17383.1 5.10144181.127383.151121 += +−+=−= •−•−• Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 37 Nút 2 là điểm phân công suất : ¾ Tổn thất công suất đoạn N-2 : Công suất cuối tổng trở đoạn N-2: ( )MVAjYjSS NNN 532.11262.14 2 2 22 +=−=′ −−•−• Tổn thất điện áp trên đoạn N-2: )(604.222222 kVU XQRPU đm NNNN N =×′+×′=Δ −−−−− )(433.122222 kVU RQXPU đm NNNN N =×′−×′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %20%368.2%100% 22 <=×Δ=Δ −− đm N N U UU Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N-2 )(1874.022 2 2 2 2 2 MWRU QPP N đm NN N =×′+′=Δ −−−− Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N-2: )(4588.022 2 2 2 2 2 MVArXU QPQ N đm NN N =×′+′=Δ −−−− Công suất đầu nguồn phát đoạn N-2 ( )MVAjYjQjPSS NNNNN 331.11449.142)( 22222 +=−Δ+Δ+′= −−−− • − • ZN-2 2 2 ZN-1 Z1-2 N S1 2 1−NYj N S1-2 SN-2 2 1−NYj 2 2−NYj 2 2−NYj Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 38 ¾ Tổn thất công suất đoạn 1-2 : Công suất cuối tổng trở đoạn 1-2: ( )MVAjYjSS 176.1738.1 2 21 2121 +=−=′ −−•−• Tổn thất điện áp trên đoạn 1-2: )(356.02121212121 kVU XQRPU đm =×′+×′=Δ −−−−− )(201.02121212121 kVU RQXPU đm =×′−×′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %20%323.0%100% 2121 <=×Δ=Δ −− đmU UU Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn 1-2 )(0035.0212 21 2 21 2 21 MWRU QPP đm =×′+′=Δ −−−− Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn 1-2: )(0035.0212 21 2 21 2 21 MVArXU QPQ đm =×′+′=Δ −−−− Công suất đầu nguồn phát đoạn 1-2 ( )MVAjYjQjPSS 441.0742.1 2 )( 2121212121 +=−Δ+Δ+′= −−−− • − • ¾ Tổn thất công suất đoạn N-1 : Công suất cuối tổng trở đoạn N-1: ( )MVAjYjSS NNN 423.10742.15 2 1 11 +=−=′ −−•−• Tổn thất điện áp trên đoạn N-1: )(984.111111 kVU XQRPU đm NNNN N =×′+×′=Δ −−−−− )(352.111111 kVU RQXPU đm NNNN N =×′−×′= −−−−−δ Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 39 Phần trăm sụt áp : %20%803.1%100% 11 <=×Δ=Δ −− đm N N U UU Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N-1: )(1558.012 1 2 1 2 1 MWRU QPP N đm NN N =×′+′=Δ −−−− Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N-1: )(3814.012 1 2 1 2 1 MVArXU QPQ N đm NN N =×′+′=Δ −−−− Công suất đầu nguồn phát đoạn N-1: ( )MVAjYjQjPSS NNNNN 286.10898.152)( 11111 +=−Δ+Δ+′= −−−− • − • STT Tên đường dây Tổn thất PΔ (MW) 1 N-1 0.1558 2 N-2 0.1874 3 1-2 0.0035 Tổng tổn thất 0.3467 Tổng sụt áp trên mạch N-1-2: %127.2%803.1%323.0 =+=Δ ΣU 2.2.4 Tính toán khu vực 2: 2.2.4.5 Chọn dây khu vực 2: Đường dây kép hình tia N-3 và N-4: 4 3 N N N 3 4 S3=18+j13.5 S4=15+j13.229 I3 I4 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 40 Dòng điện cực đại trên mỗi lộ của từng đoạn dây I3 max= 21103 5.1318 22 ×× + ×103 =59.6793 (A) I4 max= 21103 229.1315 22 ×× + ×103 =52.486 (A) F3kt = 1.1 047.59 = 53.6793 (mm2) ⇒ chọn dây dẫn AC - 95 F4kt = 1.1 486.52 = 47.715 (mm2) ⇒ chọn dây dẫn AC – 95 Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố Đoạn Loại dây Dòng cho phép (Icp) N- 3 AC - 95 0.81 ×335=271.35 N- 4 AC - 95 0.81 ×335=271.35 Dòng cưỡng bức khi đứt một lộ I3cb=2 ×59.68=119.36 (A) < k × Icp1 = 271.35 (A) I4cb=2 ×52.47=104.94 (A) <k × Icp2 = 271.35 (A) Chọn cột chọn trụ kim loại 2 mạch mã hiệu πB110-4 các kích thước :a1=2 m, a2= 3m ,a3= 2m, b1=2m,b2=3.5m,b3=2m,h1=3m,h2=3m điện trở dây dẫn r0= 0.33 Ω , d=13.5mm, r=6.75 mm cảm kháng : 2024.0ln2102 40 =××××= − s m D Dfx π )( kmΩ dung dẫn: 6 ' 6 0 107.5 ln1018 2 −×= × ××= s m D D fb π ).1( kmΩ Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 41 khi sự cố một lộ 071.46354.3354.333 '''''' =××=××=− accbbasucom DDDD (m) cảm kháng: 4224.0ln2102 4 0 =××××= − s msuco sc d Dfx π )( kmΩ dung dẫn : ). 1(10725.2 ln1018 2 6 6 0 km r D fb msuco sc Ω×=× ××= −π Bảng tổng kết phương án 2: Đường dây Số lộ Mã dây Chiều Dài (km) r0 (Ω/km) x0 (Ω/km) b0 *10-6 (l/Ωkm) R= r0. l (Ω) X= x0. l(Ω) Y= b0.l (l/Ω)10-6 N-3 kép AC- 95 49.193 0.165 0.2024 5.7 8.117 9.957 280.4 N-4 kép AC- 95 56.089 0.165 0.2024 5.7 9.255 11.352 319.7 Khi sự cố một lộ Đường dây Số lộ Mã dây Chiều Dài (km) r0 (Ω/km) x0 (Ω/km) b0 *10-6 (l/Ωkm) R= r0. l (Ω) X= x0. l(Ω) Y= b0.l (l/Ω)10-6 N-3 đơn AC- 95 49.193 0.33 0.4224 2.725 16.234 20.78 134.05 N-4 đơn AC- 95 56.089 0.33 0.4224 2.725 18.51 23.69 152.84 2.2.4.2 Tính toán tổn thất sơ bộ phương án khu vực 1: Phụ tải 3 Tổn thất điện áp Công suất ở cuối tổng tổng trở Z: ( ) )(803.1118697.15.13181 MVAjjS N +=−+=′• − Tổn thất điện áp trên đoạn N-3: )(397.233333 kVU XQRPU đm NNNN N =×′+×′=Δ −−−−− N 3 S3 RN-3+ jXN-3 2 3−NYj 2 3−NYj Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 42 )(758.033333 kVU RQXPU đm NNNN N =×′−×′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %20%179.2%100% 33 <=×Δ=Δ −− đm N N U UU Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N-3 )(3108.032 3 2 3 2 3 MWRU QPP N đm NN N =×′+′=Δ −−−− Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N-3: )(3812.032 3 2 3 2 3 MVArXU QPQ N đm NN N =×′+′=Δ −−−− Phụ tải 4 Tổn thất điện áp Công suất ở cuối tổng tổng trở Z: ( ) )(294.1115935.1229.13154 MVAjjS N +=−+=′•− Tổn thất điện áp trên đoạn N-4: )(428.244444 kVU XQRP U đm NNNN N =×′+×′=Δ −−−−− )(598.044444 kVU RQXPU đm NNNN N =×′−×′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %20%207.2%100% 44 <=×Δ=Δ −− đm N N U UU Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N-4 N 4 S4 RN-4+ jXN-4 2 4−NYj 2 4−NYj Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 43 )(2697.042 4 2 4 2 4 MWRU QPP N đm NN N =×′+′=Δ −−−− Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N-4: )(3307.042 4 2 4 2 4 MVArXU QPQ N đm NN N =×′+′=Δ −−−− 9 Khi sự cố một lộ phụ tải 3:công suất kháng do điện dung ở cuối đường dây phát lên: )(81.0110 2 1005.134 26 3 MVArQc =××=′Δ − phần trăm sụt áp : ( ) %20%59.4%100 110 78.2081.05.13234.1618 % 2 2 3333 3 <=××−+×= ×′′+×′′=Δ −−−−− đm NNNN N U XQRPU phụ tải 4: )(92.0110 2 10152 26 4 MVArQc =××=′Δ − phần trăm sụt áp : %20%705.4%100 110 69.23)92.0229.13(51.1815 % 2 2 4444 4 <=××−+×= ×′′+×′′=Δ −−−−− đm NNNN N U XQRPU Ta có bảng tổng kết phương án STT Tên đường dây Tổn thất công suất PΔ (MW) Phần trăm sụt áp %UΔ 1 N-3 0.3108 2.179 2 N-4 0.2697 2.207 Tổng 0.5805 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 44 2.2.5 Tính toán khu vực 3 :tải 5&6 đường dây kép liên thông 2.2.5.1 chọn dây phương án khu vực 3: Dòng điện cực đại trên đoạn 5-6: I5-6 max= 21103 347.1214 22 ×× + ×103 =48.973 (A) F(5-6)kt = 1.1 973.48 = 44.539 (mm2) ⇒ chọn dây dẫn AC – 95 Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố I5-6(cb)=2×48.973=97.975 (A) < k× Icp = 271.356(A) Đường dây Số lộ Mã dây Chiều Dài (km) r0 (Ω/km) X0 (Ω/km) b0 10-6 (l/Ωkm) R= r0. l (Ω) X= x0. l(Ω) Y= b0.l (l/Ω)10-6 5-6 kép AC-95 66.91 0.165 0.2024 5.7 11.04 13.5417 381.51 Khi sự cố một lộ 5-6 đơn AC-95 66.91 0.33 0.4224 2.725 22.08 28.26 182.33 2.2.5.2 Tính toán tổn thất sơ bộ phương án khu vực 3: N 6 5 Đoạn Loại dây Dòng cho phép k × (Icp) 5-6 AC-95 0.81×335=271.35 (A) N 5 6 S5=17+j12.75 S6= 14+j12.347 N RN-5 +jXN-5 5 R5-6 +jX5-6 6 S5 S6 2 5−NYj 2 5−NYj 2 65−Yj 2 65−Yj Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 45 Phụ tải 6 Công suất ở cuối tổng tổng trở Z5-6 : ( ) )(039.1014308.2347.121465 MVAjjS +=−+=′′•− Các thành phần của véc tơ sụt áp: Tổn thất điện áp trên đoạn 5-6: )(641.2 110 5417.13039.1004.111465656565 65 kVU XQRPU đm =×+×=×′′+×′′=Δ −−−−− )(716.0 110 04.11039.1054.131465656565 65 kVU RQXP U đm =×−×=×′′−×′′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %20%4.2%100 110 641.2%100% 6565 <=×=×Δ=Δ −− đmU UU Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn 5-6: )(2708.004.11 110 038.1014 2 22 652 65 2 65 2 65 MWRU QPP đm =×+=×′′+′′=Δ −−−− Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn 5-6: )(3321.05417.13 110 038.1014 2 22 652 65 2 65 2 65 MVArXU QPQ đm =×+=×′′+′′=Δ −−−− Công suất ở đầu tổng trở Z5-6 : )(371.10271.14)( 65656565 MVAjQjPSS +=Δ+Δ+′′=′ −−− • − • Công suất ở đầu đoạn 5-6: ( ) )(063.8271.14308.2371.10271.1465 MVAjjS +=−+=•− Phụ tải 5: )(7.12175 MVAjS += • Phụ tải cuối đường dây N-5: )(813.20271.31)( 556555 MVArjjQPSjQP NN +=++=+ − • −− Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 46 Dòng điện cực đại trên một lộ đoạn N-5: IN-5 max= 21103 813.20271.31 22 ×× + ×103 =98.579 (A) F(N-5)kt = 1.1 579.98 = 89.617 (mm2) ⇒ chọn dây dẫn AC – 120 Đoạn Loại dây Dòng cho phép k× (Icp) N-5 AC-120 0.81×360=291.6 (A) IN-5(cb)=2×98.579=197.158 (A) < k×Icp = 291.6(A) Đường dây Số lộ Mã dây Chiều Dài (km) r0 (Ω/km) x0 (Ω/km) b0 10-6 (l/Ωkm) R= r0. L (Ω) X= x0. l(Ω) Y= b0.l (l/Ω)10-6 N-5 kép AC-120 49.193 0.135 0.1969 5.8145 6.64 9.686 286.04 Khi sự cố một lộ N-5 đơn AC-120 49.193 0.27 0.4114 2.7776 13.28 20.24 136.64 Công suất ở cuối tổng tổng trở ZN-5: ( ) )(082.19271.31731.1813.20271.315 MVAjjS N +=−+=′′• − Tổn thất điện áp trên đoạn N-1: )(568.355555 kVU XQRPU đm NNNN N =×′′+×′′=Δ −−−−− )(601.155555 kVU RQXP U đm NNNN N =×′′−×′′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %20%244.3%100% 55 <=×Δ=Δ −− đm N N U UU Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N-5: )(7366.052 5 2 5 2 5 MWRU QPP N đm NN N =×′′+′′=Δ −−−− Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N-5: )(0742.152 5 2 5 2 5 MVArXU QPQ N đm NN N =×′′+′′=Δ −−−− Công suất ở đầu tổng trở ZN-5: Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 47 )(156.20007.32)( 5555 MVAjQjPSS NNNN +=Δ+Δ+′′=′ −−− • − • Công suất ở đầu đoạn N-5: ( ) )(426.18007.32731.1156.20007.325 MVAjjS N +=−+=•− Tổng sụt áp từ N-5-6: %20%645.5%244.3%401.2% <=+=ΔU STT Tên đường dây Tổn thất PΔ (MW) 1 N-5 0.7366 2 5-6 0.2708 3 Tổng 1.0074 Bảng 2.2 :số liệu đường dây của phương án Đường dây Số lộ Mã dây Chiều Dài (km) R= r0. l (Ω) X= x0. l(Ω) Y= b0.l (l/Ω)10-6 Phương án 1 khu vực 1 N-1 kép AC- 95 31.113 5.1336 6.297 117.34 N-2 kép AC- 95 39.661 6.544 8.027 226.07 Phương án 2 khu vực 1 N-1 kép AC-120 31.113 4.2002 6.126 181 1-2 kép AC-95 45.354 7.483 9.179 258.52 Phương án 3 khu vực 1 N-1 Đơn AC-185 31.113 5.289 12.946 85.355 N-2 Đơn AC-185 39.661 6.742 16.503 108.806 1-2 đơn AC-150 45.354 9.524 19.189 122.274 Phương án khu vực 2 N-3 kép AC- 95 49.193 8.117 9.957 280.4 N-4 kép AC- 95 56.089 9.255 11.352 319.7 Phương án khu vực 3 5-6 kép AC-95 66.91 11.04 13.542 381.51 N-5 kép AC-120 49.193 6.64 9.686 286.04 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 48 Bảng 2.3 : Tổn thất công suất tác dụng của phương án : Phương án Tên đường dây Tổn thất PΔ (MW) Phương án 1 khu vực 1 N-1 0.1209 N-2 0.2263 Phương án 2 khu vực 1 N-1 0.4665 1-2 0.2556 Phương án 3 khu vực 1 N-1 0.1558 N-2 0.1874 1-2 0.0035 Phương án khu vực 2 N-3 0.3108 N-4 0.2697 Phương án khu vực 3 N-5 0.7366 5-6 0.2708 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 49 CHƯƠNG 3 SO SÁNH PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ 3.1 NỘI DUNG : Chọn phương án tối ưu trên cơ sở so sánh về kinh tế kỹ thuật. Khi so sánh các phương án sơ đồ nối dây chưa cần đề cập đến các trạm biến áp ở các phương án là giống nhau, Để giảm bớt khối lượng tính toán không cần so sánh những phần giống nhau ở các phương án , có thể tính toán 1 lần ở 1 phương án để dùng tính cho các phương án tổng thể. Tiêu chuẩn đề so sánh các phương án về mặt kinh tế là phí tổn tính toán hàng năm là ít nhất . 3.2 PHÍ TỒN TÍNH TOÁN HÀNG NĂM CHO MỖI PHƯƠNG ÁN Phí tổn tính toán hàng năm cho mỗi phương án được tính theo biểu thức sau: Z = ( avh + atc ) . K + C. ΔA Trong đó : K : Vốn đầu tư của mạng điện avh : Hệ số vận hành , khấu hao , sửa chữa , phục vụ mạng điện ; avh = 4% atc : Hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ ; atc = 0.125 C : Tiền 1KW điện năng ; C = 0.05$ /Kwh = 50$/ Mwh ΔA : tổn thất điện năng ; ΔA = ΔPΣ . τ τ = ( 0.124+Tmax/104)2 * 8760 giờ / năm với Tmax = 5000 giờ / năm ⇒ τ = 3410.93 giờ / năm 3.2.1 Khu vực 1 • Chi phí đầu tư của phương án 1đường dây kép hình tia : STT Đường dây Mã hiệu dây Chiều dài (Km) Tiền đầu tư 1km đương dây ($ / km) Tiền đầu tư toàn đường dây ($) 1 N-1 AC-95 31.113 33200 1032941.59 2 N-2 AC-95 39.661 33200 1316747.33 Tổng đầu tư đường dây của phương án K 2349688.91 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 50 Khối lượng kim loại màu của phương án1 (tra phụ lục 2.1) STT Đường dây Dây dẫn Chiều dài (Km) Khối lượng (kg / km /pha) Khối lượng 3 pha (tấn) 1 N-1 AC-95 31.113 386 72.057 2 N-2 AC-95 39.661 386 91.855 Tổng khối lượng kim loại màu Tổn thất điện năng trong phương án 1 ( )MWhPA 02.118493.3410347.0 =×=×Δ=Δ ∑∑ τ Hệ số vân hành: avh = 0.04 Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn: atc = 0.125 Phí tổn tính toán hàng năm: ( ) ( ) ( )nam AcKaaZ tcvh /$91.44689902.11845091.2349688125.004.0 =×+×+= Δ×+×+= Chi phí đầu tư của phương án 2 khu vực 1 đường dây liên thông : STT Đường dây Mã hiệu dây Chiều dài (Km) Tiền đầu tư 1km đương dây ($ / km) Tiền đầu tư toàn đường dây ($) 1 N-1 AC-120 31.113 34300 1067165.55 2 1-2 AC-95 45.354 33200 1505758.17 Tổng đầu tư đường dây của phương án K 2572923.73 Khối lượng kim loại màu của phương án2 (tra phụ lục 2.1) STT Đường dây Dây dẫn Chiều dài (Km) Khối lượng (kg / km /pha) Khối lượng 3 pha (tấn) 1 N-1 AC-120 31.113 492 91.845 2 1-2 AC-95 45.354 386 105.04 Tổng khối lượng kim loại màu 196.885 Tổn thất điện năng trong phương án 2: ( )MWhPA 33.246393.3410722.0 =×=×Δ=Δ ∑∑ τ Hệ số vân hành: avh = 0.04 Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn: atc = 0.125 Phí tổn tính toán hàng năm: Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 51 ( ) ( ) ( )nam AcKaaZ tcvh /$04.54769933.24635073.2572923125.004.0 =×+×+= Δ×+×+= Chi phí đầu tư của phương án 3 khu vực 1 mạng kìn: STT Đường dây Dây dẫn Chiều dài (Km) Tiền đầu tư 1km đương dây ($ / km) Tiền đầu tư toàn đường dây ($) 1 N-1 AC-185 31.113 18000 560028.57 2 N-2 AC-185 39.661 18000 713899.15 3 1-2 AC-150 45.354 17300 784627 Tổng đầu tư đường dây phương án 3: 2058554.72 Khối lượng kim loại màu của phương án3 (tra phụ lục 2.1) STT Đường dây Dây dẫn Chiều dài (Km) Khối lượng (kg / km /pha) Khối lượng 3 pha (tấn) 1 N-1 AC-185 31.113 771 71.964 2 N-2 AC-185 39.661 771 91.736 3 1-2 AC-150 45.354 617 83.951 Tổng khối lượng kim loại màu: 247.65 Tổn thất điện năng trong phương án 3: ( )MWhPA 62.118293.3410347.0 =×=×Δ=Δ ∑∑ τ Hệ số vân hành: avh = 0.04 Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn: atc = 0.125 Phí tổn tính toán hàng năm: ( ) ( ) ( )nam AcKaaZ tcvh /$58.39879262.11825072.2058554125.004.0 =×+×+= Δ×+×+= Ta có bảng tổng hợp chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật: Chỉ tiêu Đơn vị Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Vốn đầu tư K Triệu đồng 2349688.91 2572923.73 2058554.72 Tổn thất điện năng AΔ MWh 1184.02 2463.33 1182.62 ΔU% lớn nhất % 1.771 4.04 2.127 kim loại màu sử dụng Tấn 163.912 196.885 247.56 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 52 Phí tổn tính toán Z Triệu đồng 446899.91 547699.04 398792.58 Chọn phương án 3 cho khu vực 1, vì có phí tổn tính toán nhỏ nhất .và thoả điều kiện kỹ thuật! 3.2.2 Khu vực 2 đường dây kép hình tia: • Chi phí đầu tư STT Đường dây Mã hiệu dây Chiều dài (Km) Tiền đầu tư 1km đương dây ($ / km) Tiền đầu tư toàn đường dây ($) 1 N-3 AC-95 49.193 33200 1633224.05 2 N-4 AC-95 56.089 33200 1862161.93 Tổng đầu tư đường dây của phương án K 3495385.98 Khối lượng kim loại màu của phương án khu vực 2 (tra phụ lục 2.1) STT Đường dây Dây dẫn Chiều dài (Km) Khối lượng (kg / km /pha) Khối lượng 3 pha (tấn) 1 N-3 AC-95 49.193 386 113.932 2 N-4 AC-95 56.089 386 129.903 Tổng khối lượng kim loại màu 243.835 Tổn thất điện năng trong phương án khu vực 2: ( )MWhPA 87.1097993.341058.0 =×=×Δ=Δ ∑∑ τ Hệ số vân hành: avh = 0.04 Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn: atc = 0.125 Phí tổn tính toán hàng năm: ( ) ( ) ( )nam AcKaaZ tcvh /$29.67573287.19795098.3495385125.004.0 =×+×+= Δ×+×+= 3.2.3 Khu vực 3 đường dây liên thông STT Đường dây Mã hiệu dây Chiều dài (Km) Tiền đầu tư 1km đương dây ($ / km) Tiền đầu tư toàn đường dây ($) 1 N-5 AC-120 49.193 34300 1687336.9 2 5-6 AC-95 66.91 33200 2221424.88 Tổng đầu tư đường dây của phương án K 3908761.77 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 53 Khối lượng kim loại màu của phương án khu vực 3 (tra phụ lục 2.1) STT Đường dây Dây dẫn Chiều dài (Km) Khối lượng (kg / km /pha) Khối lượng 3 pha (tấn) 1 N-5 AC-120 49.193 492 145.219 2 5-6 AC-95 66.91 386 154.964 Tổng khối lượng kim loại màu 300.184 Tổn thất điện năng trong phương án khu vực 3: ( )MWhPA 96.343593.3410007.1 =×=×Δ=Δ ∑∑ τ Hệ số vân hành: avh = 0.04 Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn: atc = 0.125 Phí tổn tính toán hàng năm: ( ) ( ) ( )nam AcKaaZ tcvh /$65.81674396.34355077.3908761125.004.0 =×+×+= Δ×+×+= Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 54 CHƯƠNG 4 SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 4.1 NỘI DUNG Sơ đồ nối điện phải đảm bảo làm việc tin cậy, đơn giản, vận hành linh hoạt, kinh tế và an toàn cho người và thiết bị. Chọn sơ đồ nối dây của mạng điện. Phía nhà máy chỉ bắt đầu từ thanh góp cao áp của nhà máy. Chọn số lượng và công suất MBA của trạm giảm áp. 4.2 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MBA TRONG TRẠM GIẢM ÁP 4.2.1 Chọn máy biến áp điện lực của SIEMENS cung cấp cho phụ tải 1: Công suất S của phụ tải 1: ( )MVAPS 0.17 cos 1 1 1 == ϕ Trạm gồm 2 máy biến áp gép song song . Công suất định mức tính toán của máy biến áp : ( )MVASS toántínhđm 5.124.1 1 ==− Chọn máy biến áp có : ( )MVASđm 5.12= Điện áp định mức:110/22 (kV) (sách thiết kế mạng điện của :Hồ Văn Hiến)có thông số kỹ thuật như sau: Mã hiệu đmS (MVA) 0PΔ (kW) NPΔ (kW) ( )%NU ( )%0I ONAN 12.5 15 45 9.4 2 Điện trở 1 máy biến áp: ( ) ( )Ω=× ××=××Δ= 485.3 1005.12 101104510 2 32 2 32 đm đm B S UP R Tổng trở 1 máy biến áp : ( ) ( )Ω=× ××=××= 992.90 1005.12 101104.910% 22 đm đmN B S UUZ Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 55 Điện kháng 1 máy biến áp: ( )Ω=−=−= 93.90485.3992.90 2222 BBB RZX Tổn hao công suất tác dụng trong sắt : ( )MWPPFe 015.00 =Δ=Δ Tổn hao công suất phản kháng trong sắt: ( )MVArSiQ đmFe 25.0100 %0 =×=Δ Điện trở tương đương 2 máy song song : ( )Ω== 7424.1 2 B t RR Điện kháng tương đương 2 máy song song : ( )Ω== 465.45 2 B t XX Tổn hao công suất tác dụng và công suất kháng trong sắt của toàn trạm: ( ) ( )MVArQQ MVAPP FetramFe tramFe 5.02 03.02 0 =Δ×=Δ =Δ×=Δ 4.2.2 Chọn máy biến áp điện lực SIEMENS cung cấp cho phụ tải 2: Công suất S của phụ tải 2: ( )MVAPS 33.21 cos 2 2 2 == ϕ Trạm gồm 2 máy biến áp gép song song . Công suất định mức tính toán của máy biến áp : ( )MVASS toántínhđm 236.154.1 2 ==− Chọn máy biến áp có : ( )MVASđm 16= Điện áp định mức:110/22 (kV) 4.2.3 Chọn máy biến áp điện lực của SIEMENS cung cấp cho phụ tải3: Công suất S của phụ tải 3: ( )MVAPS 5.22 cos 3 3 3 == ϕ Trạm gồm 2 máy biến áp gép song song . Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 56 Công suất định mức tính toán của máy biến áp : ( )MVASS toántínhđm 071.164.1 3 ==− Chọn máy biến áp có : ( )MVASđm 20= Điện áp định mức:110/22 (kV) 4.2.4 Chọn máy biến áp điện lực của SIEMENS cung cấp cho phụ tải 4: Công suất S của phụ tải 4: ( )MVAPS 20 cos 4 4 4 == ϕ Trạm gồm 2 máy biến áp gép song song . Công suất định mức tính toán của máy biến áp : ( )MVASS toántínhđm 286.144.1 4 ==− Chọn máy biến áp có : ( )MVASđm 16= Điện áp định mức:110/22 (kV) 4.2.5 Chọn máy biến áp điện lực của SIEMENS cung cấp cho phụ tải 5: Công suất S của phụ tải 5: ( )MVAPS 25.21 cos 5 5 5 == ϕ Trạm gồm 2 máy biến áp gép song song . Công suất định mức tính toán của máy biến áp : ( )MVASS toántínhđm 179.154.1 5 ==− Chọn máy biến áp có : ( )MVASđm 16= Điện áp định mức:110/22 (kV) 4.2.6 Chọn máy biến áp điện lực của SIEMENS cung cấp cho phụ tải 6: Công suất S của phụ tải 6: ( )MVAPS 67.18 cos 6 6 6 == ϕ Trạm gồm 2 máy biến áp gép song song . Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 57 Công suất định mức tính toán của máy biến áp : ( )MVASS toántínhđm 333.134.1 6 ==− Chọn máy biến áp có : ( )MVASđm 16= Điện áp định mức:110/22 (kV) Bảng tổng trở và tổn thất sắt của 1 MBA trong trạm : Bảng 4.1 TBA Số lượng SđmB (MVA) Uđm (kV) ΔPN (kW) UN % ΔPFe (kW) i % RB (Ω) ZB (Ω) XB (Ω) ΔQFe (MVAr) 1 2 12.5 110 45 9.4 15 2 3.485 90.99 90.92 0.25 2 2 16 110 51 9.6 17 2 2.411 72.6 72.56 0.32 3 2 20 110 56 9.6 20 2 1.694 58.08 58.05 0.4 4 2 16 110 51 9.6 17 2 2.411 72.6 72.56 0.32 5 2 16 110 51 9.6 17 2 2.411 72.6 72.56 0.32 6 2 16 110 51 9.6 17 2 2.411 72.6 72.56 0.32 Bảng tổng trở tương đương và tổn thất sắt của trạm biến áp: Bảng 4.2 SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHO THANH CÁI ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP Sơ đồ được trình bày trên bản vẽ khổ A1 T BA Số lượng máy BA Rtrạm (Ω) Xtrạm (Ω) ΔPFe (kW) ΔQFe (MVAr) 1 2 1.743 45.46 30 0.5 2 2 1.206 36.3 34 0.64 3 2 0.847 29.04 40 0.8 4 2 1.206 36.3 34 0.64 5 2 1.206 36.3 34 0.64 6 2 1.206 36.3 34 0.64 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 58 CHƯƠNG 5 XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ KINH TẾ VÀ GIẢM THẤT ĐIỆN NĂNG 5.1 NỘI DUNG Bù kinh tế là phương pháp giảm tổn thất công suất và giảm tổn thất điện năng, nâng cao cosϕ đường dây. Tụ điện hay máy bù dùng trong việc giảm tổn thất điện năng chỉ có lợi khi nào khoảng tiền tiết kiệm được do hiệu quả giảm tổn thất điện năng, được bù vào vốn đầu tư thiết bị bù sau 1 khoảng thời gian tiêu chuẩn nhất định, và sau đó được lợi tiếp tục trong suốt thời gian tuổi thọ thiết bị bù. vấn đề đặt tụ ở đâu (nhất là trong mạng điện phức tạp). Công suất bao nhiêu. Đó là lời giải của bài toán kinh tế dựa trên tiêu chuẩn chi phí tính toán hằng năm là nhỏ nhất Đặt tụ bù ngang ở phụ tải có tác dụng nâng cao cosϕ và giảm tổn thất điện năng, trong mạng điện tụ bù được dùng phổ biến hơn máy đồng bộ, chủ yếu là tụ bù tiêu thụ rất ít công suất tác dụng, khoảng 0,3÷ 0,5% công suất định mức và vận hành sửa chữa đơn giản, linh hoạt, giá lại rẻ, dễ bảo trì, tổn thất thấp đỡ tốn chi phí vận hành so với máy bù đồng bộ. 5.2 YÊU CẦU TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ Dùng công suất kháng của phụ tải trước khi bù sơ bộ lúc cân bằng sơ bộ công suất kháng. Không xét đến tổn thát sắt trong MBA và công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra. Không xét đến thành phần tổn thất công suất tác dụng do p gây ra. Chỉ xét sơ đồ điện trở đường dây và MBA. Đặt công suất Q bù tại phụ tải làm ẩn số và viết biểu thức của phí tổn tính toán Z của mạng điện do đặt thiết bị bù kinh tế. Lấy đạo hàm riêng buiQ∂ Ζ∂ và cho bằng 0 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 59 Giải hệ phương trình bậc nhất tuyến tính n ẩn số Q bù Nếu giải ra được công suất Qbui < 0 thì phụ tải thứ i không cần bù, bỏ bớt 1 phương trình đạo hàm riêng thứ i, cho Q bù = 0 trong các phương trình còn lại và giải hệ phương trình n-1 ẩn số Q bù. Chỉ nên bù đến cosϕ = 0.95 vì cao hơn việc bù sẽ không hiệu quả kinh tế. 5.3 TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ Chi phí tính toán cho bởi Z = Z1 + Z2 + Z3 Phí tổn hàng năm do đầu tư thiết bị bù Qb Z1 = ( avh + atc) K0 . Qb Ko : giá tiền 1 đơn vị công suất thiết bị bù Qb avh : hệ số vận hành của thiết bị bù = 0.1 atc : hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ = 0.125 Phí tổn do tổn thất điện năng Z2 = C.t.ΔP*.Qb c : tiền 1 MWh tổn thất điện năng = 50 (USD) ΔP* : tổn thát công suất tương đối của thiết bị bù, với tụ điện đỉnh lấy bằng 0.005 T : thời gian vận hành tụ điện, nếu vận hành suốt 1 năm; t= 8760 giờ Chi phí do tổn thất điện năng, do thành phần công suất kháng tải trên đường dây và MBA sau khi đặt thiết bị bù. Z3 = C.ΔP.τ ΔP : tổn thất trên đường dây và MBA τ : thời gian tổn thất công suất cực đại τ = 3411 giờ (đã tính ở phần chương 3) 5.3.1 Tính tóan bù kinh tế khu vực 1 Điện trở tổng mạch N-1-2-N: Rtổng = 21.556(Ω) RN-2-1 = 16.2668 (Ω) Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 60 RN-2 = 6.7424 (Ω) ( )Ω=−− 7546.012 tong N R R ( )Ω=− 3128.02 tong N R R RN-1 = 5.2892 (Ω) RN-1-2 = 14.8135 (Ω) ( )Ω=− 2454.01 tong N R R ( )Ω=−− 6872.021 tong N R R Dòng công suất kháng trên đường dây N-1: ( ) ( ) ( ) ( ) 3128.0111.147546.05.10 21 2221211 1 ×−+×−= ×−+×−= −−−− bb tong NbNb N QQ R RQQRQQQ Dòng công suất kháng trên đường dây N-2: ( ) ( ) ( ) ( ) 6872.0111.142454.05.10 21 2122111 2 ×−+×−= ×−+×−= −−−− bb tong NbNb N QQ R RQQRQQQ Dòng công suất kháng trên đường dây 1-2: ( ) ( ) ( )21 22221 111.143128.05.102454.0 bb bN QQ QQQQ −×−−×= −−= −− Các thành phần của hàm chi phí tính toán: Z1 = (avh + atc) ×K0× (Qb1 + Qb2) = (0.1 + 0.125) ×5000× (Qb1+ Qb2) = 1125× (Qb1 + Qb2) Z2 = C×T×ΔP*× (Qb1 + Qb2) = 2190 ×(Qb1 + Qb2) Z3 = C×ΔP×τ với 1 N 2 RT2 R1-2 RN2 RN1 RT1 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 61 ΔP = 21U [(Q1 – Qb1) 2 RT1 + (Q2 – Qb2)2 RT2 + QN-12RN-1 + Q1-22R1-2 + QN-22RN-2] Ta có hàm chi phí tính toán: Z = Z1 + Z2 +Z3 798.959636.46632.161 21 1 −=×+×= bb b QQ Q Z δ δ (1) 829.502591.164636.46 21 2 −=×+×= bb b QQ Q Z δ δ (2) Giải hệ phương trình (1) & (2)ta có : Qb1 = -5.507 (Mvar) Qb2 = -1.495 (Mvar) Vì: Qb1 <0& Qb2 <0 nên cho : Qb1= Qb2=0 (MVAr) 5.3.2 Tính toán bù kinh tế khu vực 2 Bù kinh tế cho đương dây kép N-3 và tram biến áp các thành phần của hàm chi phí tính toán: Z = Z1 + Z2 +Z3 Z1 = ( avh + atc) ×K0× Qb3 = (0.1 + 0.125 ) ×5000× Qb3 = 1125. Qb3 Z2 = C×T×ΔP*×Qb3 = 2190× Qb3 Z3 = C×ΔP×τ với ΔP = 21U [(Q3 – Qb3) 2 .( RN3 + RT3 ) Z3 = 126.344× (13.5- Qb3) 2 N RN3 RN4 RT4 RT3 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 62 Ta có: 0 3 = bQ Z δ δ => Qb3=0.381 (MVAr) Bù kinh tế cho đương dây kép N-4, và trạm biến áp : Thành lập hàm phí tổn tính toán Z = Z1 + Z2 +Z3 0 4 = bQ Z δ δ => Qb4=1.986 (MVAr) Ta có bảng kết quả bù kinh tế : Phụ tải P (MW) Q (MVAr) cosϕ trước khi bù Qbù (MVAr) Q- Qbù (MVAr) cosϕ sau khi bù 3 18 13.5 0.8 0.381 13.119 0.808 4 15 13.229 0.75 1.986 11.243 0.8 5.3.3 Tính toán bù kinh tế khu vực 3 Thành lập hàm chi phí tính toán: Z = Z1 + Z2 +Z3 Z1 = ( avh + atc) ×K0× ( Qb5 + Qb6) = (0.1 + 0.125 ) ×5000× (Qb5 + Qb6 ) = 1125× ( Qb5 +Qb6 ) Z2 = C×T.ΔP*× (Qb5 + Qb6) N RT6 RT5 R5-6 RN-5 6 5 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 63 = 50×8760×0.005× (Qb5 +Qb6 ) = 2190.( Qb5 +Qb6) Z3 = C×ΔP×τ với ΔP = 21U [(Q5 – Qb5) 2 . RT5 + (Q6 – Qb6)2 (R5-6 +RT6) + (Q5+ Q6 – Qb5- Qb6)2 RN-5] Tính đạo hàm riêng 578.181621.187186.2210 65 5 =×+×⇒= bb b QQ Q Z δ δ (1) 311.6254405.53221.1870 65 6 =×+×⇒= bb b QQ Q Z δ δ (2) Giải hệ phương trình (1) & (2) Qb5 = -2.463 (MVAr) <0 ⇒ Qb5= 0 Qb6 = 12.613 (MVAr) Với Qb5= 0 giải lại hệ phương trình (1)&(2)ta có : Qb5 = 0 (MVAr) Qb6 = 11.747 (MVAr) ⇒Để đảm bảo hệ số cosφ < =0.95 ,thì Qb6=7.745 (MVAr) Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 64 Bảng kết quả bù kinh tế Bảng 5.1 Phụ tải P (MW) Q (MVAr) cosϕ trước khi bù Q bù (MVAr) Q – Qbù (MVAr) cosϕ’sau khi bù 1 14 10.5 0.8 0 10.5 0.8 2 16 14.111 0.75 0 14.111 0.75 3 18 13.5 0.8 0.381 13.119 0.808 4 15 13.229 0.75 1.986 11.243 0.8 5 17 12.75 0.8 0 12.75 0.8 6 14 12.347 0.75 7.745 4.602 0.95 Tổng công suất bù kinh tế: 10.112 (Mvar) Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 65 CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤTKHÁNG VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ BÙ CƯỠNG BỨC 6.1 NỘI DUNG Tính toán cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện. Nếu nguồn không phát đủ công suất phản kháng cần thiết thì phải bù thêm sự thiếu hụt công suất kháng ở các phụ tải. 6.2 TÍNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT KHÁNG LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI 6.2.1 Cân bằng công suất kháng cho khu vực 1: 6.2.1.1 Công suất tính toán nút 1: Công suất phụ tải sau khi bù: P1 + jQ1 = 14+j10.5 (MVA) Tổn thất công suất tác dụng trong điện trở dây quấn máy biến áp 1: N 2 Z1-2 ZN-1 - j ΔQC1-2 - j ΔQCN-1 - j ΔQC N-2 1 ZN-2 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 66 )(0441.07424.1 110 5.1014 2 22 1 MWPT =×+=Δ Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn máy biến áp 1: )(1515.1496.45 110 5.1014 2 22 1 MVArQT =×+=Δ Công suất tác dụng ở đầu tổng trở của trạm biến áp T1: )(0441.140441.0141 MWPT =+=′ Công suất kháng ở đầu tổng trở của trạm biến áp T1: ( )MVArQT 6515.111515.15.101 =+=′ Tổn hao công suất tác dụng trong sắt của toàn trạm 1: ΔPFe-T1 =2×ΔP0 =0.03 (MW) Tổn hao công suất phản kháng trong sắt của toàn trạm 1: ΔQFe-T1 =2×ΔQFe-T1 =0.5 (MVAr) Công suất kháng do ½ điện dung của đương dây N-1 phát ra: )(51804.0 2 1 MVAr Q Nc =Δ − Công suất kháng do ½ điện dung của đương dây 1-2 phát ra: )(7422.0 2 21 MVAr Qc =Δ − Công suất tính toán tại nút I: PI = P1 +ΔPT1 +ΔPFe-T1 =14+0.044+0.03=14.074 (MW) QI = Q1 +ΔQT1 +ΔQFe-T1- 2 1−Δ NcQ - 2 21−Δ cQ =10.5+1.151+0.5-0.518-0.742=10.891 (MVAr) 6.2.1.2 Công suất tính toán tại nút 2: Công suất phụ tải sau khi bù kinh tế : P2 + jQ2 = 16+j14.111 (MVA) Tổn thất công suất tác dụng trong điện trở dây quấn máy biến áp 2: Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 67 )(0453.02053.1 110 111.1416 2 22 2 MWPT =×+=Δ Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn máy biến áp 2: )(3653.13.36 110 111.1416 2 22 2 MVArQT =×+=Δ Công suất tác dụng ở đầu tổng trở của trạm biến áp T2: )(0453.160453.0162 MWPT =+=′ Công suất kháng ở đầu tổng trở của trạm biến áp T2: ( )MVArQT 476.153653.1111.142 =+=′ Tổn hao công suất tác dụng trong sắt của toàn trạm 2: ΔPFe-T2 =2×ΔP0 =0.034 (MW) Tổn hao công suất phản kháng trong sắt của toàn trạm 2: ΔQFe-T2 =2×ΔQFe-T2 =0.64 (MVAr) Công suất kháng do ½ điện dung của đương dây N-2 phát ra: )(6604.0 2 2 MVAr Q Nc =Δ − Công suất kháng do ½ điện dung của đương dây 1-2 phát ra: )(7422.0 2 21 MVAr Qc =Δ − Công suất tính toán tại nút 2: PII = P2 +ΔPT2 +ΔPFe-T2 =16+0.045+0.034=16.079 (MW) QII = Q2 +ΔQT2 +ΔQFe-T2- 2 2−Δ NcQ - 2 21−Δ cQ =14.111+1.365+0.64-0.6604-0.7422=14.7134 (MVAr) Tổng các tổng trở: ( ) ( ) ( ) ( )Ω+= +++++= ++= −−− 6387.485559.21 5033.167424.61892.195244.99463.122892.5 2211 j jjj ZZZZ NNtong ( )Ω+=+= −−−− 1355.328135.1421121 jZZZ NN Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 68 ( )Ω+=+= −−−− 6925.352668.1621212 jZZZ NN 6.2.1.3 Phân bố công suất theo tổng trở: Công suất trên đoạn N-1: ( )MVAj Z ZSZSS tong NIINI N 9083.128224.152121 −=×+×= − ∗• −− ∗• − ∗• ( )MVAjS N 9083.128224.151 +=−• Công suất trên đoạn N-2: ( )MVAj Z ZSZSS tong NIINI N 6964.12331.142112 −=×+×= −− ∗• − ∗• − ∗• ( )MVAjS N 6964.12331.142 +=−• Kiểm tra kết quả: ( )MVAjSSSS IIINN 6047.251534.3121 +=+=+ ••−•−• Công suất trên đoạn 1-2: ( )MVAjSSS IN 017.27483.1121 +=−= •−•−• Nút II là điểm phân công suất : 2 21 −Yj N S5-3 S3 UT1 2 2−NYj N ZN-2 II II Z1-2 I ZN-1 2 1−NYj 2 1−NYj 1TS • ZT1 1TS •′ Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 69 • Tính toán đường dây N-2: Công suất phụ tải cuối đường dây: ( )MVAjS N 696.12331.142 +=• Công suất cuối tổng trở Z: ( )MVAjS N 696.12331.142 +=′• Các thành phần của véc tơ sụt áp: )(783.2 110 5033.16696.127424.6331.142222 2 kVU XQRPU đm NNNN N =×+×=×′+×′=Δ −−−−− )(372.1 110 7424.6696.125033.16331.142222 2 kVU RQXPU đm NNNN N =×+×=×′−×′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %53.2%100 110 783.2%100% 22 =×=×Δ=Δ −− đm N N U UU Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trên đoạn N-2 )(2043.07424.6 110 696.12331.14 2 22 22 2 2 2 2 2 MWRU QPP N đm NN N =×+=×′+′=Δ −−−− )(5.05033.16 110 696.12331.14 2 22 22 2 2 2 2 2 MVArXU QPQ N đm NN N =×+=×′+′=Δ −−−− Công suất ở đầu tổng tổng trở Z: ( ) ( ) ( )MVAjjS P 196.13535.145.0696.12204.0331.14 +=+++=′• công suất kháng do điện dung ở cuối đường dây phát lên: )(66037.0110 2 1015.109 26 2 MVArQ Nc =××=Δ − − Công suất kháng của toàn đưòng dây: )(32074.12 2 MVArQ Nc =Δ× − Công suất ở đầu phát của đường dây N-2: ( ) ( )MVAjjS P 536.12535.1466.0196.13535.14 +=−+=• • Tính toán đường dây 1-2 Công suất cuối tổng trở Z: Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 70 ( )MVAjS 017.2748.121 +=′ −• Các thành phần véc tơ sụt áp: )(503.02121212121 kVU XQRPU đm =×′+×′=Δ −−−−− )(13.02121212121 kVU RQXPU đm =×′−×′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %457.0%100 110 503.0%100% 2121 =×=×Δ=Δ −− đmU UU Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trên đoạn 1-2 )(0056.0212 21 2 21 2 21 MWRU QPP đm =×′+′=Δ −−−− )(0113.0212 21 2 21 2 21 MVArXU QPQ đm =×′+′=Δ −−−− Công suất kháng của toàn đưòng dây: )(48436.12 21 MVArQc =Δ× − Công suất ở đầu phát của đường dây 1-2: ( )MVAjS P 028.2754.1 +=• • Tính toán đường dây N-1: Phụ tải I: ( )MVAjS I 891.10074.14 +=• Phụ tải ở đầu nhận của đường dây N-1: ( ) ( ) ( )MVAj jjjQP NN 92.12828.15 028.2754.1891.10074.1411 += +++=+ −− Công suất cuối tổng trở Z: ( )MVAjS N 92.12828.151 +=′ −• Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 71 Các thành phần véc tơ sụt áp: )(282.211111 kVU XQRPU đm NNNN N =×′+×′=Δ −−−−− )(242.111111 kVU RQXPU đm NNNN N =×′−×′= −−−−−δ Phần trăm sụt áp : %074.2%100 110 282.2%100% 11 =×=×Δ=Δ −− đm N N U U U Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trên đoạn N-1 )(1825.012 12 2 1 2 1 MWRU QPP N đm NN N =×′+′=Δ −−−− )(4466.012 1 2 1 2 1 MVArXU QPQ N đm NN N =×′+′=Δ −−−− Công suất kháng của toàn đưòng dây: )(0367.12 1 MVArQ Nc =Δ× − Công suất ở đầu phát của đường dây N-1: ( )MVAjS P 848.1201.16 +=• Bảng kết quả tính toán đường dây: Đường dây Tổn thất công suất tác dụng ΔP Tổn thất công suất phản kháng ΔQ Công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra CQΔ N-1 0.1825 0.4466 1.03607 1-2 0.0056 0.0113 1.48436 N-2 0.2043 0.5 1.32074 Tổng 0.3923 0.9579 3.8412 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 72 Bảng tổn thất công suất Trong trạm biến áp Trạm biến áp FePΔ (MW) FeQΔ (MVAr) TCu PP Δ=Δ (MW) CuFe QQ Δ=Δ (MVAr) 1 0.03 0.5 0.0441 1.1515 2 0.034 0.64 0.4053 1.3653 6.2.2 Cân bằng công suất kháng cho khu vực 2 6.2.2.1 Tính toán đường dây kép N-3 và trạm biến áp T3 Công suất phản kháng sau khi bù: Q3 = 13.5-0.381=13.119 (MVAr) Tổn thất công suất tác dụng trong điện trở dây quấn máy biến áp3: )(0347.0847.0 110 119.1318 2 22 3 MWPT =×+=Δ Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn máy biến áp 3: )(1907.104.29 110 119.1318 2 22 3 MVArQT =×+=Δ Tổn hao công suất tác dụng trong sắt của toàn trạm 3: ΔPFe-T3 =2×ΔP0 =0.04 (MW) Tổn hao công suất phản kháng trong sắt của toàn trạm 3: ΔQFe-T3 =2×ΔQFe-T3 =0.8 (MVAr) N ZN-3 3 33 FeFe QjP Δ+Δ 33 TT jXR + 33 jQP + 3−Δ NCQj 3−Δ NCQj Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 73 Công suất kháng do ½ điện dung của đương dây N-3 phát ra: )(697.1 2 3 MVAr Q Nc =Δ − Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-3: Công suất đầu tổng trở của trạm biến áp T3: ( ) ( ) )(095.140347.181907.1119.130347.0183 MVAjjS T +=+++=′• Công suất cuối đường dây N-3: ( ) ( ) )(111.15075.188.03095.1404.00347.183 MVAjjS N +=+++=−• Công suất ở cuối tổng trở Z: ( ) )(413.13075.18697.1111.15075.183 MVAjjS N +=−+=′ −• Tổn thất công suất tác dụng: )(3398.01169.8 110 4126.130747.18 2 22 32 3 2 3 2 3 MWRU QPP N đm NN N =×+=×′+′=Δ −−−− )(4168.09561.9 110 4126.130747.18 2 22 32 3 2 3 2 3 MVArXU QPQ N đm NN N =×+=×′+′=Δ −−−− Công suất ở đầu tổng tổng trở Z: ( )MVAjS P 8294.134146.18 +=′• Công suất đầu đường dây N-3: ( )MVAjS NP 1324.124146.183 +=−• 6.2.2.2 Tính toán đường dây kép N-4: N ZN-4 4 44 FeFe QjP Δ+Δ 44 TT jXR + 44 jQP + 4−Δ NCQj 4−Δ NCQj Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 74 Công suất phản kháng sau khi bù: Q4 = 13.23-1.986=11.243 (MVAr) Tổn thất công suất tác dụng trong điện trở dây quấn máy biến áp 4: )(035.02053.1 110 243.1115 2 22 4 MWPT =×+=Δ Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn máy biến áp 4: )(0542.13.36 110 243.1115 2 22 4 MVArQT =×+=Δ Tổn hao công suất tác dụng trong sắt của toàn trạm 4: ΔPFe-T4 =2×ΔP0 =0.034 (MW) Tổn hao công suất phản kháng trong sắt của toàn trạm 3: ΔQFe-T4 =2×ΔQFe-T4 =0.64 (MVAr) Công suất kháng do ½ điện dung của đương dây N-4 phát ra: )(9387.14 MVArQ Nc =Δ − Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-4: Công suất đầu tổng trở của trạm biến áp T4: ( ) ( ) )(2967.12035.15.0542.1243.11035.0154 MVAjjS T +=+++=′• Công suất cuối đường dây N-4: ( ) ( ) )(937.12069.1564.02967.12034.0035.154 MVAjjS N +=+++=−• Công suất ở cuối tổng trở Z: ( ) )(002.11069.15935.1937.12069.154 MVAjjS N +=−+=′ −• Tổn thất công suất tác dụng: )(2663.042 4 2 4 2 4 MWRU QPP N đm NN N =×′+′=Δ −−−− )(3266.042 4 2 4 2 4 MVArXU QPQ N đm NN N =×′+′=Δ −−−− Công suất ở đầu tổng tổng trở Z: Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 75 ( )MVAjS P 3284.113353.13 +=′• Công suất đầu đường dây N-4: ( )MVAjS NP 3936.93353.154 +=−• Bảng kết quả tính toán đường dây: Đường dây Tổn thất công suất tác dụng ΔP Tổn thất công suất phản kháng ΔQ Công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra CQΔ N-3 0.3398 0.4168 3.39399 N-4 0.2663 0.3266 3.86974 Tổng 0.60609 0.7434 7.26373 Bảng tổn thất công suất Trong trạm biến áp Trạm biến áp FePΔ (MW) FeQΔ (MVAr) TCu PP Δ=Δ (MW) CuFe QQ Δ=Δ (MVAr) 3 0.04 0.8 0.0347 1.1907 4 0.034 0.64 0.035 1.0542 6.2.3 Cân bằng công suất kháng khu vực 3: 5−Δ NCQj 5S& 6S& 5 66 FeFe QjP Δ+Δ ZN-5 Z5 6 6 65−Δ CQj ZT6 ZT6 55 FeFe QjP Δ+Δ N Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 76 Công suất phản kháng của phụ tải 6 sau khi bù: Q6 = 12.35-7.745=4.602 (MVAr) Tổn thất công suất tác dụng trong điện trở dây quấn máy biến áp 6: )(0216.02053.1 110 602.414 2 22 6 MWPT =×+=Δ Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn máy biến áp 6: )(6515.03.36 110 602.414 2 22 6 MVArQT =×+=Δ Tổn hao công suất tác dụng trong sắt của toàn trạm 6: ΔPFe-T6 =2×ΔP0 =0.034 (MW) Tổn hao công suất phản kháng trong sắt của toàn trạm 6: ΔQFe-T6 =2×ΔQFe-T6 =0.64 (MVAr) Công suất kháng do ½ điện dung của đương dây 5-6 phát ra: )(30816.265 MVArQc =Δ − Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây 5-6: Công suất đầu tổng trở của trạm biến áp T6: )(2531.50216.146 MVAjS T +=′• Công suất cuối đường dây 5-6: ( ) ( ) )(893.5056.1464.02531.5034.00216.1465 MVAjjS +=+++=−• Công suất ở cuối tổng trở Z: ( ) )(585.3056.14308.2893.5056.1465 MVAjjS +=−+=′ −• Tổn thất công suất tác dụng: )(192.0652 65 2 65 2 65 MWRU QPP đm =×′+′=Δ −−−− )(2355.0652 65 2 65 2 65 MVArXU QPQ đm =×′+′=Δ −−−− Công suất ở đầu tổng tổng trở Z: Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 77 ( ) ( )MVAjQjPSS P 8204.32476.14656565 +=Δ+Δ+′=′ −−−•• Công suất đầu đường dây 5-6: ( )MVAjS P 5123.12476.1465 +=−• Tính toán đường dây kép N-5, và trạm biến áp T5: Công suất phản kháng của phụ tải 5 sau khi bù: Q6 = 12.75 (MVAr) Tổn thất công suất tác dụng trong điện trở dây quấn máy biến áp 5: )(045.02053.1 110 75.1217 2 22 5 MWPT =×+=Δ Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn máy biến áp 5: )(3547.13.36 110 75.1217 2 22 5 MVArQT =×+=Δ Tổn hao công suất tác dụng trong sắt của toàn trạm 5: ΔPFe-T5 =2×ΔP0 =0.034 (MW) Tổn hao công suất phản kháng trong sắt của toàn trạm 5: ΔQFe-T5 =2×ΔQFe-T5 =0.64 (MVAr) Công suất kháng do ½ điện dung của đương dây N-5 phát ra: )(73052.15 MVArQ Nc =Δ − Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-5: Công suất đầu tổng trở của trạm biến áp T5: ( ) ( ) )(1047.14045.173547.175.12045.0175 MVAjjS T +=+++=′• Công suất cuối đường dây N-5: ( ) ( ) )(257.16327.31 5123.164.01047.142476.14034.0045.175 MVAj jS N += +++++=−• Công suất ở cuối tổng trở Z: ( ) )(526.14327.31731.1257.16327.315 MVAjjS N +=−+=′ −• Tổn thất công suất tác dụng: Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 78 )(6544.052 5 2 5 2 5 MWRU QPP N đm NN N =×′+′=Δ −−−− )(9545.052 5 2 5 2 5 MVArXU QPQ N đm NN N =×′+′=Δ −−−− Công suất ở đầu tổng tổng trở Z: ( ) ( )MVAjQjPSS NNNP 4809.15981.31555 +=Δ+Δ+′=′ −−−•• Công suất đầu đường dây N-5: ( )MVAjS NP 7504.13981.315 +=−• Bảng kết quả tính toán đường dây khu vực 3: Đường dây Tổn thất công suất tác dụng ΔP Tổn thất công suất phản kháng ΔQ Công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra CQΔ 5-6 0.192 0.2355 4.61632 N-5 0.6544 0.9545 3.46104 Tổng 0.8464 1.19 8.077 Bảng tổn thất công suất Trong trạm biến áp khu vực 3: Trạm biến áp FePΔ (MW) FeQΔ (MVAr) TCu PP Δ=Δ (MW) CuFe QQ Δ=Δ (MVAr) 6 0.034 0.64 0.0216 0.6515 5 0.034 0.64 0.045 1.3547 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 79 Ta có bảng tổng kết đường dây của mạng : Đường dây Tổn thất công suất tác dụng ΔP(MW) Tổn thất công suất phản kháng ΔQ(MVAr) Công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra CQΔ (MVAr) N-1 0.1825 0.4466 1.03607 1-2 0.0056 0.0113 1.48436 N-2 0.2043 0.5 1.32074 N-3 0.3398 0.4168 3.39399 N-4 0.2663 0.3266 3.86974 5-6 0.192 0.2355 4.61632 N-5 0.6544 0.9545 3.46104 Tổng 1.8449 2.8913 19.18226 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 80 Bảng tổn thất công suất Trong trạm biến áp Trạm biến áp FePΔ (MW) FeQΔ (MVAr) TCu PP Δ=Δ (MW) CuFe QQ Δ=Δ (MVAr) 1 0.03 0.5 0.0441 1.1515 2 0.034 0.64 0.4053 1.3653 3 0.04 0.8 0.0347 1.1907 4 0.034 0.64 0.035 1.0542 5 0.034 0.64 0.045 1.3547 6 0.034 0.64 0.0216 0.6515 Tổng 0.206 3.86 0.7801 6.7679 Công suất đầu đường dây có nối với nguồn: Đường dây Công suất tác dụng đầu đường dây SP (MW) Công suất phản kháng đầu đường dây SQ (MVAr) N-1 14.535 12.536 N-2 16.01 12.848 N-3 18.4146 12.1324 N-4 15.3353 9.3936 N-5 31.981 13.7504 Tổng công suất nguồn 96.2759 60.6604 Tổng công suất nguồn cung cấp cho toàn mạng: ( )MVAjS Nguon 6604.602759.96max_ +=• Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 81 Hệ số công suất nguồn cung cấp cho toàn mạng: 846.0cos63.0 2759.96 6604.60 =⇒== FFtg ϕϕ Vì : ( ) ( )MVArQMVArQ yeucauF 6604.60678.75 =〉= Ta không phải bù cưỡng bức . 6.3 TÍNH TOÁN CÂN BĂNG CÔNG SUẤT KHÁNG CHẾ ĐỘ MIN: BẢNG CÔNG SUẤT PHỤ TẢI Ở CHẾ ĐỘ MIN: MaxinM PP %40= Phụ tải 1 2 3 4 5 6 ( )MWinMP 5.6 6.4 7.2 6 6.8 5.6 ( )MVArinMQ 4.2 5.644 5.4 5.292 5.1 4.939 Ta có bảng tổng kết đường dây của mạng : Đường dây Tổn thất công suất tác dụng ΔP(MW) Tổn thất công suất phản kháng ΔQ(MVAr) Công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra CQΔ (MVAr) N-1 0.0259 0.0633 1.03607 1-2 0.0008 0.0016 1.48436 N-2 0.029 0.071 1.32074 N-3 0.5 0.0614 3.39399 N-4 0.0413 0.0507 3.86974 5-6 0.0398 0.0488 4.61632 N-5 0.1021 0.1489 3.46104 Tổng 0.7389 0.4457 19.18226 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 82 Công suất đầu đường dây có nối với nguồn: Đường dây Công suất tác dụng đầu đường dây SP (MW) Công suất phản kháng đầu đường dây SQ (MVAr) N-1 6.362 3.907 N-2 5.772 4.435 N-3 7.2957 3.0618 N-4 6.0817 2.3044 N-5 12.6226 3.8231 Tổng công suất nguồn 38.134 16.871 Bảng tổn thất công suất Trong trạm biến áp Trạm biến áp FePΔ (MW) FeQΔ (MVAr) TCu PP Δ=Δ (MW) CuFe QQ Δ=Δ (MVAr) 1 0.03 0.5 0.0071 0.1842 2 0.034 0.64 0.0073 0.2185 3 0.04 0.8 0.0057 0.1944 4 0.034 0.64 0.0064 0.192 5 0.034 0.64 0.0072 0.2167 6 0.034 0.64 0.0056 0.1673 Tổng 0.206 3.86 0.0393 1.1731 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 83 6.4 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT KHÁNG CHẾ ĐỘ SỰ CỐ: ™ Cân bằng công suất phản kháng cho khu vực 1, chế độ sự cố : Khi sự cố 1 lộ đứt lộ N-2,mạng trở thành : Bảng tổn thất công suất Trong trạm biến áp Trạm biến áp FePΔ (MW) FeQΔ (MVAr) TCu PP Δ=Δ (MW) CuFe QQ Δ=Δ (MVAr) 1 0.03 0.5 0.0441 1.1515 2 0.034 0.64 0.4053 1.3653 Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây 1-2: Công suất đầu tổng trở của trạm biến áp T2: ( ) ( ) )(476.150453.16.3653.1111.140453.0162 MVAjjS T +=+++=′• Công suất cuối đường dây 1-2: ( ) ( ) )(116.16079.1664.0476.15034.00453.1621 MVAjjS +=+++=−• Công suất ở cuối tổng trở Z: ( ) )(374.15079.16742.0116.16079.1621 MVAjjS +=−+=′ −• Tổn thất công suất tác dụng: )(3896.0212 21 2 21 2 21 MWRU QPP đm =×′+′=Δ −−−− 1−Δ NCQj 1S& 2S& 1 22 FeFe QjP Δ+Δ ZN-1 Z1 2 2 21−Δ CQj ZT2 ZT1 11 FeFe QjP Δ+Δ N Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 84 )(7849.0212 21 2 21 2 21 MVArXU QPQ đm =×′+′=Δ −−−− Công suất ở đầu tổng tổng trở Z: ( )MVAjS P 1587.164689.16 +=′• Công suất đầu đường dây 1-2: ( )MVAjS P 4165.154689.1621 +=−• Tính toán đường dây N-1, và trạm biến áp T1: Công suất phản kháng của phụ tải 1 sau khi bù: Q1 = 10.5 (MVAr) Công suất kháng do ½ điện dung của đương dây N-1 phát ra: )(51804.01 MVArQ Nc =Δ − Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-1: Công suất đầu tổng trở của trạm biến áp T1: ( ) ( ) )(6515.110441.141515.15.100441.0141 MVAjjS T +=+++=′• Công suất cuối đường dây N-1: ( ) ( ) )(568.27543.30 4165.155.06515.114689.1603.00441.141 MVAj jS N += +++++=−• Công suất ở cuối tổng trở Z: ( ) )(05.27543.30518.0568.27543.301 MVAjjS N +=−+=′ −• Tổn thất công suất tác dụng: )(7276.012 1 2 1 2 1 MWRU QPP N đm NN N =×′+′=Δ −−−− )(781.112 1 2 1 2 1 MVArXU QPQ N đm NN N =×′+′=Δ −−−− Công suất ở đầu tổng tổng trở Z: ( ) ( )MVAjQjPSS NNNP 831.282706.31111 +=Δ+Δ+′=′ −−−•• Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 85 Công suất đầu đường dây N-1: ( )MVAjS NP 3129.282706.311 +=−• ™ Khi sự cố lộ N-1, mạng trở thành liên thông lộ đơn N-2-1 ,quá trình tính toán tương tự như trên . Ta có bảng tổng kết đường dây của khu vực 1 : Đường dây Tổn thất công suất tác dụng ΔP(MW) Tổn thất công suất phản kháng ΔQ(MVAr) Công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra CQΔ (MVAr) Khi sự cố lộ N-2 N-1 0.7276 1.781 1.03608 1-2 0.3896 0.7849 1.48436 Khi sự cố lộ N-1 N-2 0.9109 2.2296 1.32074 2-1 0.2584 0.5206 1.48436 Công suất đầu đường dây có nối với nguồn: Đường dây Công suất tác dụng đầu đường dây SP (MW) Công suất phản kháng đầu đường dây SQ (MVAr) Khi sự cố lộ N-2 N-1 31.2706 28.3129 Khi sự cố lộ N-1 N-2 31.3227 28.2126 Khu vực 1 xảy ra sực cố đứt N-2, kv2 & kv3 bình thường : ( ) 836.0cos 5893.630015.97 = +=• nguon nguon MVAjS ϕ Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 86 Khu vực 1 xảy ra sực cố đứt N-1, kv2 & kv3 bình thường : ( ) 837.0cos 489.630536.97 = +=• nguon nguon MVAjS ϕ Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 87 CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CỒNG SUẤT ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT 7.1 NỘI DUNG Tính chương 7 là nghiên cứu kỹ hơn các tình trạng làm việc của mạng điện lúc làm việc cực đại, lúc cực tiểu và lúc ngắn mạch, từ đó ta có thể suy ra được sai lệch áp cho phép. Mỗi khu vực được chia làm hai phần tính toán: • Quá trình tính thuận. • Quá trình tính nghịch. 7.2 PHẦN TÍNH TOÁN 7.2.1 Tính toán tình trạng làm việc lúc phụ tải cực đại 7.2.1.1 Quá trình tính ngược theo chiều từ cuối đường dây ngược về nguồn, dùngUđm để tính toán : đã dược tính toán chi tiết ở chương 6 , vì thế ta có số liệu sau: BẢNG 7.1: Bảng kết quả tính toán đường dây của mạng : Đường dây Tổn thất công suất tác dụng ΔP(MW) Tổn thất công suất phản kháng ΔQ(MVAr) Công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra CQΔ (MVAr) N-1 0.1825 0.4466 1.03607 1-2 0.0056 0.0113 1.48436 N-2 0.2043 0.5 1.32074 N-3 0.3398 0.4168 3.39399 N-4 0.2663 0.3266 3.86974 5-6 0.192 0.2355 4.61632 N-5 0.6544 0.9545 3.46104 Tổng 1.8449 2.8913 19.18226 Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 88 Bảng tổn thất công suất Trong trạm biến áp Bảng 7.2 Trạm biến áp FePΔ (MW) FeQΔ (MVAr) TCu PP Δ=Δ (MW) CuFe QQ Δ=Δ (MVAr) 1 0.03 0.5 0.0441 1.1515 2 0.034 0.64 0.4053 1.3653 3 0.04 0.8 0.0347 1.1907 4 0.034 0.64 0.035 1.0542 5 0.034 0.64 0.045 1.3547 6 0.034 0.64 0.0216 0.6515 Tổng 0.206 3.86 0.7801 6.7679 Công suất đầu đường dây có nối với nguồn: Bảng 7.3: Đường dây Công suất tác dụng đầu đường dây SP (MW) Công suất phản kháng đầu đường dây SQ (MVAr) N-1 14.535 12.536 N-2 16.01 12.848 N-3 18.4146 12.1324 N-4 15.3353 9.3936 N-5 31.981 13.7504 Tổng công suất nguồn 96.2759 60.6604 7.2.1.2 Quá trình tính thuận từ đầu nguồn về cuối đường dây để tính tổn thất điện áp ,từ đó suy ra điện áp các nút: Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 89 Điện áp nguồn : ( )kVU nguon 5.11511005.1 =×= Khu vực 1: Đường dây đơn N-2: Công suất đầu tổng trở của đường dây N-2: 196.13535.142 jS N +=′ −• Tổng trở đường dây đơn N-2: ( )Ω+=+ −− 5033.167424.622 jjXR NN Các thành phần véc tơ sụt áp trên đường dây: )(734.222222 kVU XQRPU nguôn NNNN N =×′+×′=Δ −−−−− )(3065.122222 kVU RQXPU nguôn NNNN N =×′−×′= −−−−−δ Điện áp cuối đường dây N-2 hay phía sơ cấp của trạm biến áp T2: ( ) )(7735.1122222 kVUUUU NNnguonII =+Δ−= −− δ Đường dây đơn N-1-2: Đường dây N-1 và trạm T1 : Công suất đầu tổng trở của đường dây N-1: ( )MVAjS N 366.1301.161 +=′ −• Tổng trở đường dây đơn N-1: I Z1-2 II II ZN-2 N 2 2−NYj 2 1−NYj 2 1−NYj IIS • 212 •• SS IIU P2+j Q2 1TS • 1TS •′ ZT2ZT1 UT1 ZN-1 22 FeFe QjP Δ+Δ P1+j Q1 N Luận văn tốt nghiệp Thiết kế mạng điện110kV và trạm biến áp 110/22kV GVHD:TS.Hồ Văn Hiến SVTH: Nguyễn Thanh Tuyền 90 ( )Ω+=+ −− 946.12289.511 jjXR NN Các thành phần véc tơ sụt áp trên đường dây: )(2314.211111 kVU XQRPU nguôn NNNN N =×′+×′=Δ −−−−− )(1825.111111 kVU RQXPU nguôn NNNN N =×′−×′= −−−−−δ