Đồ án ngô đức tài 1813887

Đồ án tốt nghiệp ĐH BK HCM: Với đề tài thiết kế mạng điện 110Kv với việc xây dựng hệ thống đường dây phù hợp với yêu cầu cung cấp điện liên tục và không liên tục tuỳ thuộc yêu cầu phụ tải. Có thể liên hệ qua gmail nếu có yêu cầu hay thắc mắc: ngoductai2952000gmail.com

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

Cân bằng công suất cần thiết để giữ tần số trong hệ thống Cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống được biểu diễn bằng công thức sau :

∑PF = m∑Ppt + ∑∆Pmd + ∑Ptd + ∑Pdt

Tổng công suất tác dụng phát ra từ các nhà máy điện trong hệ thống được ký hiệu là ∑PF, trong khi tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ được ký hiệu là m∑Ppt Hệ số đồng thời được giả thiết chọn là 0.8.

∑∆Pmd – Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp

∑Ptd– Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện

∑Pdt – Tổng công suất dự trữ

Trong thiết kế môn học, giả thiết rằng nguồn điện có khả năng cung cấp đầy đủ cho nhu cầu công suất tác dụng Tính cân bằng công suất tác dụng được thực hiện từ thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng tại nhà máy điện.

Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường trong hệ thống Cân bằng công suất phản kháng được biểu diễn bằng biểu thức sau:

∑QF + Qbù∑ = m∑Qpt + ∑∆QB + ∑∆QL - ∑QC + ∑Qtd + ∑Qdt

Trong đó: ∑QF - Tổng công suất phát ra của các nhà máy điện

∑QF = ∑PF.tg F tgѱ F suy ra từ hệ thống công suất cosѱ F của các nhà máy điện

Trong thiết kế môn học, chỉ cần tập trung vào việc thiết kế từ thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng của nhà máy, do đó việc cân bằng chỉ cần thực hiện từ thanh cái cao áp Tổng phụ tải phản kháng của mạng điện (m∑Qpt) cần được xem xét với hệ số đồng thời để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

∑∆QB - Tổng tổn thất công suất phản kháng trong nhà máy biến áp có thể ước lượng :∑∆QB = (812%) ∑S pt - Lấy 10% khi tính toán

Tổn thất công suất kháng trên mạng điện 110kV được biểu thị bằng ∑∆QL, cho thấy tổng tổn thất công suất kháng trên các đoạn đường dây Trong tính toán sơ bộ, tổn thất này có thể được coi là tương đương với công suất phản kháng ∑QC, do điện dung của đường dây cao áp tạo ra.

∑Qtd - Tổng công suất dự trữ tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống

Q td – Công suất phản kháng dự trữ hệ thống

Trong thiết kế môn học, chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của nhà máy điện có thể không cần tính Qtd và Qpt

Từ biểu thức trên, ta có thể xác định lượng công suất phản kháng cần bù Qbù∑ Nếu Qbù∑ dương, điều này cho thấy hệ thống cần lắp đặt thêm thiết bị bù để cân bằng công suất phản kháng Việc phân bố thiết bị bù sẽ được tính toán chính xác trong phần cân bằng công suất của hệ thống Trong giai đoạn này, chỉ thực hiện bù sơ bộ, ưu tiên cho các phụ tải ở xa và có hệ số công suất cosѱ thấp, với mục tiêu đạt được cosѱ’ từ 0.90 đến 0.95 Công suất bù sơ bộ cho phụ tải thứ i sẽ được tính toán cụ thể.

Qbi = Pi(tg i – tg i ’) sao cho: ∑ Qbi = Qbù∑

Tính toán bù phản kháng:

Ta có: ∑QF = ∑PF.tg F = 88 x tg(0.85) = 54.5375 (Mvar) m∑Qpt = 0.8 x (9.2962+22.5+26.4575+18.75) = 61.6030 (Mvar)

 Qbù∑ = 23.7052 (Mvar)  Cần đặt thêm thiết bị bù để cân bằng công suất phản kháng

 Bù phản kháng cho phụ tải 3:

Qb3= P3(tgcos -1 (0.75) – tgcos -1 (0.95)) = 30 x (tg0.75 – tg0.95) = 16.5970 (Mvar)

 Bù phản kháng cho phụ tải số 4:

Qb4= P4(tg0.80 – tg0.91) = 25 x (tg0.80 – tg0.91) = 7.3597 (Mvar)

S4’= √ 𝑃 2 + (Q − Qb3) 2 = √25 2 +11.3903 2 = 27.4725 (MVA) Sau khi bù ta có : ∑ Q bi = Q b3 +Q b4 = 16.5970 + 7.3597 = 23.9567 > Q bù∑ = 23.7052

 Cho nên không cần đặt thêm thiết bị bù nữa

Lập bảng số liệu phụ tải sau khi bù sơ bộ:

STT P Q cos Qb Q - Qb S’ cos’

DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KĨ THUẬT

LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN

Do chưa có sơ đồ nối dây chi tiết, cần phác thảo một số đường dây hình tia kết nối từ nguồn đến các phụ tải ở xa hoặc có công suất tiêu thụ lớn Cấp điện áp của tải điện phụ thuộc vào công suất và khoảng cách truyền tải Để xác định điện áp tải điện U (kV), có thể dựa vào công suất Still.

Với: P – Công suất truyền tải, kW

L – Khoảng cách truyền tải, km

Dựa vào công thức trên, ta có:

Phụ tải có công suất lớn và ở xa đó là phụ tải số 3 và có khoảng cách đó là 41.2310 km

 Vậy ta chọn cấp điện áp tải điện là 110 Kv

CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN

Sơ đồ nối dây của mạng điện chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố quan trọng, bao gồm số lượng và vị trí của phụ tải, mức độ liên tục trong cung cấp điện, công tác vạch tuyến, cũng như sự phát triển của mạng điện.

Trong đồ án môn học, việc tạm thời nối các điểm để xây dựng phương án đi dây là cần thiết, mặc dù chưa hoàn toàn hợp lý do thiếu dữ liệu khảo sát thực tế Phương án có thể được chia thành nhiều vùng cung cấp dựa trên địa hình, và đối với các phụ tải yêu cầu cung cấp liên tục, cần xem xét phương án đường dây lộ kép hoặc mạch vòng kín.

Với sơ đồ vị trí nguồn và phụ tải gồm nguồn N và bốn phụ tải như trên Với phụ tải

Yêu cầu cung cấp điện cho phụ tải 1 và 2 là liên tục, trong khi phụ tải 3 và 4 không cần yêu cầu này Do đó, có thể áp dụng các phương án đi dây khác nhau để đáp ứng nhu cầu điện năng.

1 Khu vực I gồm các phương án như sau:

2 Khu vực II gồm các phương án như sau: a b

Sau khi vạch ra các phương án, ta tiến hành so sánh các phương án về mặt kĩ thuật theo tính toán các nội dung sau:

2.2.1 Lựa chọn tiết diện dây: Đối với mạng truyền tải cao áp chọn dây theo mật độ dòng kinh tế j kt Tham khảo j kt đối với đường dây trên không (A/mm 2 ) theo bảng dưới đây:

Loại dây dẫn trần Thời gian Tmax, giờ/năm

Nhôm hay nhôm lõi thép 1.3 1.1 1.0

 Xét đi dây khu vực I của phướng án a:

Do thời gian Tmax của các phụ tải khác nhau nên ta cần xác định trị số trung bình của Tmax

Dòng điện trên mỗi dây dẫn cảu từng đoạn dây:

√3𝑈 = 289.1993 (A) Với Tmax,tb = 5667 giờ/năm, mật độ dòng j kt = 1 A/mm 2 , tiết diện kinh tế của mỗi đoạn:

Khi chọn tiết diện tiêu chuẩn cho dây dẫn, cần lưu ý rằng nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường xung quanh trong quá trình chế tạo là 25 oC, trong khi nhiệt độ thực tế là 40 oC Với hệ số điều chỉnh nhiệt độ k = 0.81, ta có thể xác định được đoạn dây tiêu chuẩn và dòng cho phép (A).

Khi xảy ra sự cố đứt dây trên đường dây lộ kép, dây còn lại sẽ phải gánh toàn bộ dòng điện phụ tải, được gọi là dòng điện cưỡng bức I cb Việc kiểm tra điều kiện phát nóng trong tình huống này là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất của hệ thống điện.

I 2,cb = 196.8239 A < Icp= 291.6 A khi đứt 1 lộ của đường dây 1 - 2

I 1,cb = 289.1993 A < Icp= 360.45 A khi đứt 1 lộ của đường dây N – 1

 Xét đi dây khu vực I của phướng án b:

0.85x110√3x1000 = 92.6230 (A) Với Tmax,tb = 5667 giờ/năm, mật độ dòng j kt = 1 A/mm 2 , tiết diện kinh tế của mỗi đoạn:

Chọn tiết diện tiêu chuẩn với nhiệt độ môi trường chế tạo là 25°C và nhiệt độ thực tế là 40°C, hệ số điều chỉnh nhiệt độ k = 0.81, ta có thể xác định đoạn dây tiêu chuẩn và dòng cho phép (A).

Khi xảy ra sự cố đứt dây trên đường dây lộ kép, dây còn lại sẽ phải chịu tải toàn bộ dòng điện phụ tải, hay còn gọi là dòng điện cưỡng bức I cb Việc kiểm tra điều kiện này là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành hệ thống điện.

I 2,cb = 196.8239 A < Icp= 291.6 A khi đứt 1 lộ của đường dây N - 2

I 1,cb = 92.6230 A < Icp= 222.75 A khi đứt 1 lộ của đường dây N – 1

 Xét đi dây khu vực I của phướng án c:

Phân bố công suất sơ bộ theo chiều dài:

 Ta chọn dây nhôm lõi thép, mật độ dòng j kt = 1 A/mm 2

Tiết diện kinh tế cảu từng đoạn đường dây:

F1,kt = x1000 = 132.0786 mm 2  Chọn dây AC - 150

F2,kt = x1000 = 157.1333 mm 2  Chọn dây AC - 185

F3,kt = x1000 = 39.8436 mm 2  Chọn dây AC – 70

Các dòng điện cho phép sau khi đã hiệu chỉnh nhiệt độ, giả thiết nhiệt độ môi trường là 40 o C:

Trong trường hợp sự cố nghiêm trọng nhất, khi xảy ra đứt đoạn N–2, mạng lưới điện sẽ trở nên hở Dòng điện cưỡng bức trên các đoạn còn lại sẽ là I1,cp cho đoạn N-1 và I3,cp cho đoạn 1-2.

 Xét đi dây khu vực II của phướng án a:

 Ta chọn dây nhôm lõi thép, mật độ dòng j kt = 1.1 A/mm 2

√3𝑈 = 309.4737 (A) Tiết diện kinh tế của mỗi đoạn:

Chọn tiết diện tiêu chuẩn với nhiệt độ môi trường xung quanh khi chế tạo là 25°C và nhiệt độ thực tế là 40°C, hệ số điều chỉnh nhiệt độ k=0.81 sẽ cho kết quả như sau:

SVTH: Ngô Đức Tài 10 Đoạn Dây tiêu chuẩn Dòng cho phép (A)

Kiểm tra điều kiện khi phát nóng lúc sự cố:

 Xét đi dây khu vực II của phướng án b:

Do thời gian Tmax của các phụ tải đều có thời gian Tmax đều nằm trong khoảng 3000 –

 Ta chọn dây nhôm lõi thép, mật độ dòng j kt = 1.1 A/mm 2

2 +11.3903 2 110√3 = 144.1933 (A) Tiết diện kinh tế của mỗi đoạn:

Chọn tiết diện tiêu chuẩn với nhiệt độ môi trường xung quanh khi chế tạo là 25°C và nhiệt độ thực tế là 40°C, hệ số điều chỉnh nhiệt độ k=0.81, ta có thể xác định đoạn dây tiêu chuẩn và dòng cho phép (A).

Kiểm tra điều kiện khi phát nóng lúc sự cố:

Bảng 2.1: Tổng hợp các phương án chọn dây theo khu vực:

Khu vực Phướng án Đoạn dây Loại dây Dòng cho phép Cung cấp điện liên tục Đường dây liên thông lộ kép

1 – 2 AC - 120 291.6 Đường dây lộ kép hình tia

N – 2 AC - 120 291.6 Đường dây lộ đơn mạch vòng kín

Cung cấp điện không liên tục Đường dây đơn hình tia

N – 4 AC - 150 360.45 Đường dây đơn liên thông

2.2.2 Tính thông số của đường dây:

I Khu vực cung cấp điện không liên tục

Chúng tôi đã chọn cột thép II 110-3 theo hình PL5.5 trong sách hướng dẫn đồ án môn học điện 1 - THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN Thông số cột được trình bày với đơn vị tính là mm.

Các khoảng cách trung bình hình học :

 Dây AC-150, tham khảo bảng PL2 tr.116 và bảng PL2.5 tr.119 sách hướng dẫn đồ án môn học điện 1 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN:

Dây AC – 150 có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép và d = 17 mm a Điện trở: r 0 = 0.21 Ω/km b Cảm kháng của đường dây

Bán kính tự thân dây dẫn : r’ = 0.768 r = 0.768x8.5 = 6.528 mm x 0 = 2x10 −4 2πf ln 𝐷 𝑚

6.528 = 0.4231 Ω/km c Dung dẫn của đường dây: b0 =

 Dây AC - 400, tham khảo bảng PL2 tr.116 và bảng PL2.5 tr.119 sách hướng dẫn đồ án môn học điện 1 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN:

Bán kính tự thân dây dẫn : r’ = 0.768 r = 0.768x14= 10.752 mm x 0 = 2x10 −4 2πf ln 𝐷 𝑚

Dây AC – 70 có 6 sợi nhôm và 1 sợi thép và d = 11.4 mm a Điện trở: r 0 = 0.46 Ω/km d Cảm kháng của đường dây

Bán kính tự thân dây dẫn : r’ = 0.726 r = 0.726x5.7= 4.1382 mm

SVTH: Ngô Đức Tài 13 x 0 = 2x10 −4 2πf ln 𝐷 𝑚

4.1382 = 0.4517 Ω/km e Dung dẫn của đường dây: b0 =

Bán kính tự thân dây dẫn : r’ = 0.768 r = 0.768x9.5= 7.296 mm x 0 = 2x10 −4 2πf ln 𝐷 𝑚

II Khu vực cung cấp điện liên tục:

Chúng tôi đã chọn cột thép II 110-3 theo hình PL5.5 trong sách hướng dẫn đồ án môn học điện 1 - THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN Dưới đây là các thông số của cột, được trình bày bằng đơn vị mm.

- Các khoảng cách hình học:

Dab’ = Da’b =Dbc’ = Db’c = √8500 2 + 4000 2 = 9394.1471 mm

- Trong trường hợp trụ lộ kép, có 2 trường hợp xảy ra:

➔ Vận hành lộ kép bình thường

Khi xảy ra sự cố trong quá trình vận hành lộ đơn, cần xác định khoảng cách trung bình hình học phù hợp cho từng trường hợp cụ thể Dưới đây là hai trường hợp điển hình để xem xét.

1 Đường dây lộ kép vận hành bình thường:

 Chọn dây AC-150, tham khảo PL2 tr.116 và bảng PL2.5 tr.119 trong sách

“Hướng dẫn đồ án môn học điện 1 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN”: 28 sợi nhôm, 7 sợi thépvà có d = 17 mm a Điện trở Điện trở tương đương: r 0 = 0.21

Bán kính tự thân của của 1 dây (35 sợi) r’ = 0.768r = 0.768x8.5 = 6.528 mm

 Giữa các dây thuộc pha a:

 Giữa các dây thuộc pha b:

 Giữa các dây thuộc pha c:

DsA = DsC = 263.4266 mm Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị:

- Giữa nhóm dây pha A và nhóm dây pha B:

- Giữa nhóm dây pha B và nhóm dây pha C:

- Giữa nhóm dây pha C và nhóm dây pha A:

Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha của đường dây lộ kép có hoán vị:

Cảm kháng của đường dây: x 0 = 2x10 −4 2πf ln 𝐷 𝑚

- Tính lại bán kính hình học của đường dây dẫn lộ kép:

Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị:

D’s = 3 √𝐷 𝑠𝐴 𝐷 𝑠𝐵 𝐷 𝑠𝐶 = √300.5931x300.5931x291.5476 3 = 297.5471 mm Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị b0 =

 Tương tự đối với dây AC-120 : 28 sợi nhôm, 7 sợi thépvà có d = 15.2 mm a Điện trở Điện trở tương đương: r 0 = 0.27

Bán kính tự thân của của 1 dây (35 sợi) r’ = 0.768r = 0.768x7.6= 5.8368 mm

Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị b0 =

 Tương tự đối với dây AC-70 : 6 sợi nhôm, 1 sợi thépvà có d = 11.4 mm a Điện trở

SVTH: Ngô Đức Tài 17 Điện trở tương đương: r 0 = 0.46

Bán kính tự thân của của 1 dây (7 sợi) r’ = 0.726r = 0.726x5.7= 4.1382 mm

D’s = 3 √𝐷 𝑠𝐴 𝐷 𝑠𝐵 𝐷 𝑠𝐶 = √246.1541x246.1541x238.7467 3 = 243.6598 mm Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị b0 =

2 Đường dây lộ kép khi có sự cố 1 lộ:

 Đối với dây AC-150: 28 sợi nhôm, 7 sợi thépvà có d = 17 mm a Điện trở Điện trở tương đương: r 0 = 0.21 Ω/km b Cảm kháng

 Đối với dây AC-120: 28 sợi nhôm, 7 sợi thépvà có d = 15.2 mm a Điện trở Điện trở tương đương: r 0 = 0.27 Ω/km b Cảm kháng

 Đối với dây AC-70: 6 sợi nhôm, 1 sợi thépvà có d = 11.4 mm d Điện trở Điện trở tương đương: r 0 = 0.46 Ω/km e Cảm kháng

Bảng 2.2: Tổng hợp thông số đường dây khi vận hành bình thường Đường dây

Chiều dài (km) r 0 Ω/km x 0 Ω/km b 0

Khu vực tải không yêu cầu cấp điện liên tục

Phương án : Đường dây đơn hình tia

Phương án : Đường dây đơn liên thông

Khu vực tải yêu cầu cấp điện liên tục

Phương án: Đường dây liên thông lộ kép

Phương án: Đường dây lộ kép hình tia

Phương án: Đường dây lộ đơn mạch vòng kín

Bảng 2.3: Thông số đường đây khi gặp sự cố vận hành 1 lộ Đường dây

Chiều dài (km) r 0 Ω/km x 0 Ω/km b 0 1/Ωkm

Khu vực tải cầu cấp điện liên tục

Phương án : Đường dây liên thông lộ kép

Phương án : Đường dây lộ kép hình tia

2.2.3 TÍNH SỤT ÁP VÀ TỔN THẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY: a Đường dây đơn hình tia

2xU 2 N = 5.65855x10 −5 x 110 2 = 0.6847 Mvar S’N = PN + j( QN - ∆QCP) = 30 + j(9.8605 - 0.6729) = 30+ j9.1758 MVA

 Thoả mãn điều kiện sụt áp ≤ 5%

SVTH: Ngô Đức Tài 22 b Đường dây đơn liên thông:

N S4 S’4 r4 + jx4 S’’4 S3 S’3 S’’3 p 4 + jq 4 p 3 + jq 3 l 1 = 20√2 km l 2 = 10√5 km

- Công suất ở cuối đường dây đến phụ tải 3:

- Tổn thất điện áp trên đoạn 4 – 3 :

- Tổn thất công suất trên đoạn 4 – 3:

- Công suất ở đầu đoạn phụ tải 3 :

- Công suất ở cuối tổng trở r4 + jx4 của đoạn l 1 :

- Tổn thất điện áp trên đoạn N – 4 :

- Tổn thất công suất trên đoạn N – 4:

- Sụt áp trên đường dây:

Thoả mãn điều kiện sụt áp ≤ 5%

SVTH: Ngô Đức Tài 24 c Đường dây lộ kép hình tia

2xU 2 N = 5.89245x10 −5 x 110 2 = 0.7130 Mvar S’N = PN + j( QN - ∆QCP) = 15 + j(9.2962 - 0.7132) = 15+ j8.5832 MVA

 Thoả mãn điều kiện sụt áp ≤ 5%

*Tương tự ta có được:

%∆P2 = 0.3426 MW d Đường dây lộ kép liên thông:

- Công suất ở đầu đoạn phụ tải 1 :

- Công suất ở cuối tổng trở r1 + jx1 của đoạn l 1 :

- Sụt áp trên đường dây:

SVTH: Ngô Đức Tài 27 e Đường dây đơn mạch vòng kín:

Tương tự, ta tính được:

Kiểm tra lại kết quả: PA1 + PB2 = P’1 + P’2 = 45

 Kết quả tính toán hoàn toàn chính xác

Công suất theo chiều từ 1 đến 2 nên ta có sơ đồ tách mạng điện kín thành 2 mạng điện hở như sau:

- Phần trăm sụt áp: %∆UN-1 = ∆U1

- Sụt áp trên đường dây dạng mạch vòng kín:

- Tổng tổn thất trong mạng điện:

 Khi gặp sự cố đứt một lộ:

- Đứt một lộ đường dây hình tia:

- Khi đứt một lộ đường dây liên thông:

Bảng 2.5: Tổn thất điện áp và công suất trên các phương án khi hoạt động bình thường

Phương án Đoạn dây %∆U ∆P (MW)

Khu vực không yêu cầu cung cấp điện liên tục Đường dây đơn hình tia

∑∆U% = 5.2860 % ∑∆P = 0.9355 MW Đường dây đơn liên thông

Khu vực yêu cầu cung cấp điện liên tục Đường dây lộ kép hình tia

∑∆U% = 2.5331 % ∑∆P = 0.4695 MW Đường dây lộ kép liên thông

∆UN-1-2% =2.8534 % ∑∆P = 0.7113 Đường dây đơn mạch vòng kín

Bảng 2.4: Tổn thất điện áp và công suất trên các phương án khi xảy ra sự cố vận hành 1 lộ

Phương án Đoạn dây %∆U ∆P (MW)

Khu vực yêu cầu cung cấp điện liên tục Đường dây lộ kép hình tia

∆U N = 5.0592 % ∑∆P = 0.9402 Đường dây lộ kép liên thông

CHỌN SỐ BÁT SỨ

Đường dây cao áp trên không sử dụng chuỗi sứ treo tại các trụ trung gian, cùng với chuỗi sứ căng ở các trụ dừng giữa, trụ néo gốc và trụ cuối Số lượng bát sứ được xác định dựa trên cấp điện theo bảng quy định.

Uđm(kV) Số bát sứ của chuỗi sứ

Điện áp phân bố trên các chuỗi sứ không đồng đều do ảnh hưởng của điện dung giữa các bát sứ và cấu trúc của xà, trụ điện Cụ thể, điện áp lớn nhất tập trung ở bát sứ gần dây dẫn nhất (sứ số 1) Dưới đây là đồ thị thể hiện sự phân bố điện áp trong chuỗi sứ.

Chuỗi sứ đường dây 110 kV bao gồm 8 bát sứ Đồ thị điện áp e1 trên chuỗi đầu tiên cho thấy điện áp treo với dây dẫn đạt khoảng 21% điện áp E giữa dây dẫn và đất, được tính theo công thức E = Uđm/√3.

𝐸 = 0.21 Hiệu suất chuỗi sứ: ῃ chuỗi sứ = 𝐸

8x0.21 = 0.595 = 59.5 % n : số bát sứ trong chuỗi sứ

Hình 2.6: Phân bố điện áp chuỗi sứ không có vòng chắn gồm từ 4 bát đến 16 bát

CHỈ TIÊU VỀ CÔNG SUẤT KHÁNG DO ĐIỆN DUNG ĐƯỜNG DÂY

- Điện trở đặc tính hay điện trở xung quanh của đường dây:

0 , Ω Điện trở đặc tính khoảng 400 Ω đối với đường dây đơn và 200 Ω đối với đường dây lộ kép

- Công suất tự nhiên hay phụ tải điện trở xung SIL cho bởi:

Với Uđm tính bằng kV

- Công suất kháng điện do điện dung đường dây phát lên trong mỗi 100km chiều dài đường dây:

- Chỉ tiêu thiết kế là QC(100) ≤ 0.125.SIL Nếu không thoả mãn phải chọn lại dây có tiết diện lớn hơn và kiểm tra lại

14 Đường dây Rc QC(100) 0.125.SIL

Khu vực không yêu cầu cung cấp điện liên tục Đường dây đơn hình tia

N – 4 395.9874 3.2641 3.8196 Đường dây đơn liên thông

Tất cả các phương án trên đều thõa mãn chỉ tiêu về công suất phản kháng do dường dây phát lên

TỔN HAO VẦNG QUANG

Vầng quang điện xuất hiện khi điện trường xung quanh bề mặt dây dẫn vượt quá 21 kV/cm, khiến không khí bị ion hóa mạnh và độ bền điện của nó gần như triệt tiêu Kết quả là vùng không khí này trở thành dẫn điện, làm tăng điện trở của dây dẫn và dẫn đến tổn hao đường dây gia tăng.

Vầng quang điện thường xuất hiện quanh các dây dẫn điện, đặc biệt ở những khu vực có bề mặt không đều, kèm theo tiếng ồn và sự hình thành khí ozon Trong điều kiện không khí ẩm, hiện tượng này còn tạo ra axit nitơ Cả ozon và axit nitơ đều có khả năng ăn mòn kim loại và vật liệu cách điện, do đó, việc hiểu rõ về điện áp tới hạn phát sinh vầng quang là rất quan trọng.

Trong đó: m0 – hệ số dạng của bề mặt dây m0 = 1 đối với dây dẫn tròn

= 0.93÷0.98 đối với dây dẫn nhám

⸹ - thừa số mặt độ của không khí:

Với: b – áp suất không khí, cmHg: b = 76 cmHg

Khu vực tải yêu cầu cấp điện liên tục Đường dây liên thông lộ kép

1 - 2 193.9705 6.6667 7.7976 Đường dây lộ kép hình tia

N - 2 193.9704 6.6667 7.7976 Đường dây lộ đơn mạch vòng kín

SVTH: Ngô Đức Tài 35 t – Nhiệt độ bách phân, 0 C: t = 25 0 C

D – khoảng cách trung bình giữa các pha, cm

Khi điện áp vận hành từ 60 kV trở lên, cần xem xét tổn thất do vầng quang điện gây ra Đặc biệt, khi điện áp vượt quá mức tới hạn, tổn hao vầng quang ở mỗi pha sẽ tăng lên đáng kể.

𝐷 (U - U0) 2 10 -5 kW/km/pha Với: f – tần số; U, U0 – các điện áp pha, kV Điện áp vận hành: U = 𝑈 đ𝑚

√3 = 63.5085 kV Với áp suất b = 75 cmHg với nhiệt độ không khí là 30 0 C ta được:

 Đối với khu vực yêu cầu cung cấp điện liên tục khi hoạt động bình thường:

1 Dây lộ kép AC – 150 với r = 0.85 cm

 U0 > U nên không có tổn hảo vầng quang

 Đối với khu vực không yêu cầu cung cấp liên tục khi hoạt động bình thường:

1 Đường dây lộ đơn AC – 150 với r = 0.85 cm

 U 0 > U nên không có tổn hảo vầng quang

 Đối với khu vực yêu cầu cung cấp điện liên tục khi xảy ra sự cố:

 U 0 > U nên không có tổn hảo vầng quang

SO SÁNH PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ

MỤC ĐÍCH

Chọn phương án tối ưu trên cơ sở so sánh về kinh tế kỹ thuật

Chỉ những phương án kỹ thuật phù hợp mới được giữ lại để so sánh kinh tế, tối thiểu ba phương án tiêu chuẩn cần được duy trì Tiêu chí để so sánh về mặt kinh tế là phí tổn tính toán hàng năm phải ở mức thấp nhất Khi phân chia mạng điện thành các khu vực riêng biệt, cần tiến hành so sánh từng phương án cho từng khu vực Cuối cùng, các phương án tối ưu của mỗi khu vực sẽ được ghép lại để tạo thành phương án tổng thể cho mạng điện.

TÍNH TOÁN

Trong quá trình tính toán, chỉ cần xem xét các thành phần chính như đường dây và mắt cắt, có thể bỏ qua chi phí đầu tư cho máy cắt nếu không cần chi tiết Để so sánh kinh tế, giá tổng hợp của 1 km đường dây được sử dụng Đường dây lộ kép, khi đi song song trên hai hàng cột, có chi phí khoảng 1.8 lần so với đường dây lộ đơn do giảm thiểu chi phí thăm dò, đo đạc và thi công Giá của đường dây lộ đơn được tham khảo từ Bảng PL3.1 cho đường dây một mạch 110kV, trong khi giá của đường dây lộ kép đi chung trụ được tra cứu từ Bảng PL3.2 cho đường dây 2 mạch 110kV.

Bảng 3.2.1: Chi phí đầu tư của phương án (Tra bảng PL3.1 và PL3.2)

Phương án Đường dây Dây dẫn Chiều dài km

Tiền đầu tư toàn đường dây 10 3 $

Khu vực tải yêu cầu cung cấp điện liên tục Đường dây liên thông lộ kép (1)

Tổng tiền K = 1283.3516 Đường dây lộ kép hình tia (2)

Tổng tiền K = 1484.7491 Đường dây lộ đơn mạch vòng kín (3)

Khu vực tải yêu không cầu cung cấp điện liên tục Đường dây đơn hình tia

Tổng tiền K = 1631.8373 Đường dây đơn liên thông (2)

Bảng 3.2.2: Khối lượng kim loại màu của các phương án (Tra bảng PL2.1)

Phương án Đường dây Mã hiệu dây Chiều dài km

Khối lượng kg/km/pha

Khu vực tải yêu cầu cung cấp điện liên tục Đường dây liên thông lộ kép (1)

∑ Khối lượng = 124.5267 Đường dây lộ kép hình tia (2)

∑ Khối lượng = 102.9038 Đường dây lộ đơn mạch vòng kín (3)

Khu vực tải yêu không cầu cung cấp điện liên tục Đường dây đơn hình tia

∑ Khối lượng = 147.7216 Đường dây đơn liên thông (2)

 Phí tổn hằng năm cho mỗi phương án được tính theo biểu thức:

Công thức tính toán vốn đầu tư của mạng điện được biểu diễn bằng Z = (a vh + a tc ).K + c.∆A, trong đó K là vốn đầu tư chính Hệ số vận hành, khấu hao, sửa chữa và phục vụ mạng điện được ký hiệu là a vh, với giá trị khoảng 7% cho đường dây dùng cột sắt và 4% cho cột bê tông cốt thép Hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ a tc được tính bằng 1/T tc, với T tc dao động từ 5 đến 8 năm, tùy thuộc vào chính sách sử dụng vốn nhà nước, thường được chọn trong khoảng 0.125 đến 0.2 Cuối cùng, c là chi phí cho 1 kWh điện năng, và nếu ∆A được tính bằng MWh, thì c sẽ là chi phí tương ứng cho một MWh.

Trong đó: ∆P∑ - tổng tổn thất công suất của phương án đã lập bảng trong chương 2

 - thời gian tổn thất công suất cực đại

1 Với a vh = 0.07, Tmax,tb = 5666.667 và a tc = 0.125 ta có:

Bảng 3.2.3: Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế của các phương án ở khu vực yêu cầu cung cấp điện liên tục

Dựa trên việc tính toán phí tổn hao, phương án 2 với đường dây kép hình tia được lựa chọn cho khu vực tải cần cung cấp điện liên tục.

2 Với a vh = 0.7, Tmax,tb = 4545.4546 và a tc = 0.125 ta có:

Chỉ tiêu Đơn vị Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Vốn đầu tư K 10 3 $ 1283.3516 1484.7491 1396.2930

Tổn thất điện năng ∆A MWh 2972.3087 1961.8992 2175.4307

Kim loại màu sử dụng Tấn 124.5267 102.9038 104.7772

Phí tổn hao tính toán Z 10 3 $ 428.592 407.2400 402.8029

Bảng 3.2.4: Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế của các phương án ở khu vực không yêu cầu cung cấp điện liên tục

Dựa trên việc tính toán phí tổn hao, phương án 2 được chọn, đó là sử dụng đường dây đơn liên thông cho khu vực tải không yêu cầu cung cấp điện liên tục.

Sơ đồ nối dây của mạng điện sau khi ta chọn được phương án cuối cùng:

Chỉ tiêu Đơn vị Phương án 1 Phương án 2 Vốn đầu tư K 10 3 $ 1631.8373 1366.5702 Tổn thất điện năng ∆A MWh 2742.9814 2828.3056

Kim loại màu sử dụng Tấn 147.7216 192.576 Phí tổn hao tính toán Z 10 3 $ 482.7872 436.1795

SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP

YÊU CẦU

- Sơ đồ nối dây điện phải làm việc đảm bảo, 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 điện chỉ bắt đầu từ thanh góp cao áp của nhà máy

- Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm giảm áp.

- Dùng phụ tải đã có bù sơ bộ công suất phản kháng.

- Trên sơ đồ thể hiện vị trí đặt máy cắt, không yêu cầu tính ngắn mạch để chọn máy cắt.

CÁC DẠNG SƠ ĐỒ CƠ BẢN

Tham khảo các sơ đồ sau:

 Sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn bằng máy cắt

 Sơ đồ hai hệ thống thanh góp

 Sơ đầu cầu có máy cắt ở phía máy biến áp

 Sơ đồ cầu có mắt cắt ở đầu đường dây

Các sơ đồ mạng điện, nhà máy điện và trạm biến áp là tài liệu quan trọng Việc nắm vững cách vận hành của các sơ đồ này cùng với trình tự thao tác của các dao cách ly và máy cắt là rất cần thiết.

CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG TRẠM GIẢM ÁP

Trong thiết kế mạng điện này, ta sử dụng máy biến áp ba pha có điều áp dưới tải b Số lượng máy biến áp

 Phụ tải 1 và 2 yêu cầu cung cấp điện liên tục nên ta chọn trạm có 2 máy biến áp

 Phụ tải 3 và 4 không yêu cầu cung cấp điện liên tục nên ta chọn trạm có 1 máy biến áp

CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP

 Đối với trạm có một máy biến áp chọn sơ bộ công suất của máy biến áp theo điều kiện:

 Đối với trạm có hai máy biến áp

Máy biến áp có thể chịu quá tải lên đến 1.4 lần trong trường hợp sự cố, với thời gian không vượt quá 5 giờ mỗi ngày và kéo dài trong 5 đêm liên tiếp.

Trong đó: Ssc là công suất phải cung cấp khi sự cố một máy biến áp, nếu không cắt 1.4 bớt phụ tải thì Ssc = Sphụ tải max

Công thức tính toán: Điện trở: RB = ∆𝑃 𝑁 𝑈 đ𝑚

𝑆 đ𝑚 10 Ω Điện kháng: XB = √𝑍 𝐵 2 − 𝑅 𝐵 2 Ω Tổn thất công suất kháng trong sắt của một máy:

100 kVAr Trong đó: ∆PN (kW) ; Uđm (kV); Sđm (kVA)

Khu vực yêu cầu cung cấp điện liên tục

 Chọn máy biến áp có công suất định mức 20 (MVA) tra bảng PL4.3 máy biến áp hai cuộn dây ba pha:

 Chọn máy biến áp có công suất định mức 30 (MVA) tra bảng PL4.3: máy biến áp ba pha ba cuộn dây có ĐDT đặt ở ngoài trời

Khu vực yêu cầu không cung cấp điện liên tục

 Chọn máy biến áp có công suất định mức 40 (MVA) tra bảng PL4.3: máy biến áp ba pha ba cuộn dây có ĐDT đặt ở ngoài trời

 Chọn máy biến áp có công suất định mức 30 (MVA) tra bảng PL4.3: : máy biến áp ba pha ba cuộn dây có ĐDT đặt ở ngoài trời

Bảng 4.4.1: Tổng trở và tổn thất sắt của một máy biến áp trong trạm

Bảng 4.4.2: Tổng trở tương đương và tổn thất sắt của trạm biến áp

4.5 VẼ SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT

15MW , cos  = 0.85 30 MW , cos  = 0.80 30 MW , cos  = 0.75 25 M W , cos  = 0.80

BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN

MỞ ĐẦU

Các biện pháp giảm tổn thất điện năng trong mạng điện được trình bày trong giáo trình mạng điện Bài viết này tóm tắt cách tính dung lượng bù kinh tế nhằm giảm tổn thất điện năng và nâng cao hệ số công suất cosφ của đường dây.

TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ

- Dùng công suất kháng của phụ tải trước khi bù sơ bộ trước khi bù sơ bộ bằng sơ bộ công suất phản kháng

- Không xét đến tổn thất trong sắt của máy biến áp và công suất kháng do điện dung đường dây gây 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 máy biến áp

Đặt công suất Qbù tại phụ tải là yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa mạng điện Biểu thức tính toán phí tổn Z cho mạng điện sẽ được xác định dựa trên việc lắp đặt thiết bị bù kinh tế Việc này không chỉ giúp giảm thiểu tổn thất điện năng mà còn nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống điện.

- Lựa chọn đạo hàm riêng Z/Qbù,i và cho bằng không

- Giải phương trình bậc nhất tuyến tính n ẩn số \

Nếu giá trị công suất Qbù,i < 0 được xác định, thì phụ tải thứ I không cần bù Trong trường hợp này, cần loại bỏ phương trình đạo hàm riêng thứ I, đặt Qbù,i = 0 trong các phương trình còn lại và tiến hành giải lại hệ phương trình với n-1 ẩn số Qbù,i.

- Chỉ bù đến cosѱ = 0.95 vì cao hơn thì việc bù sẽ không có hiệu quả kinh tế

 Biểu thức tính toán cho mạng điện hở có nhiều phụ tải:

Chi phí tính toán được cho bởi:

Trong đó: Z1 – phí tổn hằng năm do đầu tư thiết bị bù Qbù

Công thức Z1 = (avh + atc)k0 (Qb1 + Qb2 + …) mô tả chi phí liên quan đến thiết bị bù, trong đó avh là hệ số vận hành với giá trị 0.1 và atc là hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ với giá trị 0.125 Giá tiền một đơn vị công suất thiết bị bù được ký hiệu là k0, tính bằng đồng/MVAr.

Z2 – phí tổn thất điện năng của thiết bị bù

Z2 = c.T.∆P* (Qb1 + Qb2 + …) Với c – tiền 1MWh tổn thất điện năng

∆P* - tổn thất công suất tương đối của thiết bị bù, với tụ điện tĩnh lấy bằng 0.05

T – thời gian vận hành tụ điện, nếu vận hành suốt năm:

Z3 – chi phí tổn thất điện năng do thành phần công suất kháng tải trên đường dây và máy biến áp sau khi đặt thiết bị bù

1 Trạm biến áp số 3 và 4 ( phụ tải không yêu cầu cung cấp điện liên tục)

Hàm chi phí tính toán:

Z1 = (avh + atc)k 0 (Qb4 + Qb3) = 0.225x6000x(Qb4 + Qb3) = 1350(Qb4 + Qb3)

Z2 = c.T.∆P* (Qb4 + Qb3) = 60x8760x0.005x(Qb4 + Qb3) = 2628(Qb4 + Qb3)

110 2 [(18.75 - Qb4) 2 x5.1089 + (26.4575 - Qb3) 2 x(3.8013+1.7394) +(18.75+26.4575 - Qb4- Qb3) 2 x2.2627] = 14.5393x[5.1089x(18.75 - Qb4) 2 +

Các phương trình đạo hàm riêng:

Giải phương trình (1) và (2) ta được:

2 Trạm biến áp số 1 và 2: mạng điện hở có 1 phụ tải (phụ tải yêu cầu cung cấp điện liên tục)

Z1 = (avh + atc)k 0 Qb1 = 0.225x6000xQb1 = 1350Qb1

110 2 (Q1 – Qb1) 2 = 160.7594(9.2962 – Qb1) 2 Các phương trình đạo hàm riêng:

Giải phương trình (3) ta được:

Do Qb1 < 0 nên phụ tải số 1 không cần bù

Z1 = (avh + atc)k 0 Qb2 = 0.225x6000xQb1 = 1350Qb2

110 2 (Q2 – Qb2) 2 = 126.8948(22.5 – Qb2) 2 Các phương trình đạo hàm riêng:

Giải phương trình (4) ta được:

LẬP BẢNG KẾT QUẢ BÙ KINH TẾ

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT KHÁNG VÀ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ THIẾT BỊ BÙ CƯỠNG BỨC

MỤC ĐÍCH

Chương trình này xác định cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện, đảm bảo rằng nguồn cung cấp đủ công suất phản kháng cho các phụ tải Đồng thời, cần có sự phân bố hợp lý giữa các thiết bị bù để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.

TÍNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT KHÁNG

a) Phụ tải số 4 và số 3 (tải không yêu cầu cung cấp điện liên tục) Đường dây 3:

- Tổn thất công suất trong máy biến áp B3:

- Công suất cuối đường dây 3:

SR3 = (p3+jq3) + (∆PB3 +j∆QB3) + (∆PFe3 +j∆QFe3)

- Công suất kháng do điện dung ở cuối đường dây 3 sinh ra:

- Công suất ở cuối tổng trở của đường dây 3;

- Tổn thất công suất trên tổng trở của đường dây 3:

- Công suất ở đầu tổng trở của đường dây 3:

- Công suất kháng điện ở đầu đường dây 3 sinh ra:

- Công suất ở đầu đường dây 2:

SS3 = S’3 - j∆QC3 = 30.5828 + j16.6148 - j0.3713 = 30.5828 + j16.2435 MVA Đường dây 4:

SR4 = SS3 + (p4+jq4) + ∆PB4 +j∆QB4) + ∆PFe4 +∆QFe4

SS4 = S’4 - j∆QC4 = 56.8261 + j39.2166 - j0.3924 = 56.8561 + j38.8242 MVA b) Phụ tải số 1 và số 2 (tải yêu cầu cung cấp điện liên tục)

- Công suất kháng do điện dung ở cuối đường dây 2 sinh ra: j 𝑦 2

 P yc∑ + Qyc∑ = SS2 + SS1 + SS4

 PF = Pyc∑ = 102.8866 MW  QF = PF.tgF = 102.8430xtg(0.85) = 63.7364 Mvar

 Mạng phải đặt thêm lượng bù cưỡng bức

TÍNH BÙ CƯỠNG BỨC

Hàm f có dạng: f=(𝑞 1 − 𝑄 𝑏1 ) 2 (𝑅 1 + 𝑅 𝐵1 ) + (𝑞 2 − 𝑄 𝑏2 ) 2 (𝑅 2 + 𝑅 𝐵2 ) + (q4 – Qb4) 2 RB4 + (q3 –

Qb3) 2 (R43+RB3) + (q4+q3- Qb4- Qb3) 2 RN4

Thành lập hệ 3 phương trình đạo hàm riêng theo 4 ẩn

𝜕𝑄 𝑏3 = - 2(R43+RB3)(q3 – Qb3) - 2RN4(q4+q3- Qb4- Qb3)

𝜕𝑄 𝑏4 = - 2RB4(q4 – Qb4) - 2RN4(q4+q3- Qb4- Qb3)

Ta có hệ phương trình đạo hàm riêng 4 ẩn:

Thay 𝑄 𝑏4 = 𝑄 𝑏 ∑ − (𝑄 𝑏1 + 𝑄 𝑏2 + 𝑄 𝑏3 ) ta được hệ phương trình:

Giải hệ phương trình trên ta được các nghiệm sau:

𝑄 𝑏1 = - 2.5158 (MVAr)  Phụ tải 1 không cần bù cưỡng bức

 Bỏ phương trình đạo hàm riêng tại 𝑄 𝑏1

 Lúc này ta được hệ phương trình như sau:

𝑄 𝑏3 = 20.3606 (MVAr)  Cos = 0.98 sẽ không hiệu quả kinh tế

 Ta bù tại phụ tải 3 sao cho Cos = 0.95 với lượng 𝑄 𝑏3 = 16.597

 Bỏ phương trình đạo hàm riêng tại 𝑄 𝑏3 , ta được hệ phương trình:

LẬP BẢNG SAU KHI BÙ CƯỠNG BỨC

TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN

MỞ ĐẦU

Chương này tính toán chính xác phân bố công suất trong mạng điện lúc phụ tải cực đại, cực tiểu và sự cố

Kết quả tính toán trong bài toán phân bố công suất chế độ xác lập trong mạng điện bao gồm điện áp và góc lệnh pha tại các nút, tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trên đường dây và máy biến áp Ngoài ra, còn có tổng công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra và tổng công suất tác dụng cùng phản kháng của nguồn tính từ thanh góp cao áp của nhà máy điện.

Trong điều kiện làm việc với phụ tải cực đại, việc bù cưỡng bức cho phụ tải là cần thiết Nếu không có bù cưỡng bức, phụ tải sẽ được bù kinh tế để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI

7.2.1 Vẽ sơ đồ thay thế của mạng điện j 𝑦 1

7.2.2 Lập bảng tổng kết phụ tải trước và sau khi bù, bảng thông số đường dây và máy biến áp

7.2.3 Dùng phương pháp tính tay theo hai chiều để tính điện áp và tổn thất công suất

1 Đường dây N -1 và N- 2 cho tải cung cấp điện liên tục a) Quá trình tính ngược theo chiều từ cuối đường dây ngược về nguồn, dùng U m để tính toán:

Phụ tải P (MW) Q trước khi bù (MVAr) Q sau khi bù(MVAr)

- Công suất kháng điện ở đầu đường dây 2 sinh ra: j 𝑦 2

SS2 = S’2 - j∆QC2 = 30.7684 + j22.8764 - j0.7454 = 30.7684 + j22.1310 MVA b) Quá trình tính thuận từ đầu nguồn về cuối đường dây để tính tổn thất điện áp, từ đó suy ra điện áp ở các nút:

S’1 = P’1 + jQ’1 = 15.2828+ j10.5353 MVA (có được từ quá trình tính ngược)

- Tổn thất điện áp trên đường dây 1:

- Điện áp cuối đường dây 1:

- Công suất ở đầu tổng trở của máy biến áp B1:

- Sụt áp qua máy biến áp B1:

- Điện áp phụ tải 1 qua đổi về phía cao áp:

- Tỉ số máy biến áp: k = U đm cao

- Điện áp phía hạ áp:

- % độ lệch điện áp phụ tải 1 = U hạ − U đm hạ

S’2 = P’2 + jQ’2 = 30.7684 + j22.8764 MVA (có được từ quá trình tính ngược)

2 Đường dây N – 4 - 3 cho tải không yêu cung cấp điện liên tục a) Quá trình tính ngược theo chiều từ cuối đường dây ngược về nguồn, dùng U m để tính toán: Đường dây 3:

- Công suất kháng do điệ dung ở cuối đường dây 3 sinh ra:

- Công suất ở cuối tổng trở của đường dây 3:

S’4 = P’4 + jQ’4 = 56.6844 + j31.8944 MVA (có được do từ quá trình tính ngược)

S’3 = ∆P’3 + jQ’3 = 30.5588 + j13.3254 MVA (có được do từ quá trình tính ngược)

- Tổn thất điện áp ở cuối đường dây 3:

 Bảng 7.1: Kết quả tính toán tổn thất đường dây Đường dây Tổn thất công suất tác dụng ∆PL

Tổn thất công suất phản kháng ∆QL

Công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra ∆Qc

 Bảng 7.2: Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp

Tổng ∑∆PFE = 0.372 ∑∆QFE = 1.9 ∑∆PCU = 0.7775 ∑∆QCU = 11.2789

 Bảng 7.3: Bảng kết quả điện áp lúc phụ tải cực đại

Phụ tải Điện áp phía cao áp Điện áp phía hạ áp quy về cao áp Điện áp phía hạ áp

% độ chênh lệch điện áp

Bảng 7.4 trình bày kết quả công suất phát từ thanh cái cao áp của nguồn đến các đường dây kết nối với nguồn, cụ thể là công suất tác dụng đầu vào của từng đường dây Ps.

Công suất phản kháng đầu đường dây Qs

Tổng công suất nguồn PN = 102.7356 QN = 63.4553

 Hệ số công suất của nguồn: Cosφ = P N

TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU

Phụ tải P (MW) Q (MVAr) Cosφ

SVTH: Ngô Đức Tài 72 Đường dây 3:

SR4 = SS3 + (p4+jq4) + (∆PB4 +j∆QB4) + ∆PFe4 +∆QFe4

 Bảng 7.3.1: Kết quả tính toán tổn thất đường dây Đường dây Tổn thất công suất tác dụng ∆PL

 Bảng 7.3.2: Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp

 Bảng 7.3.3: Bảng kết quả điện áp lúc phụ tải cực tiểu

Bảng 7.3.4 trình bày kết quả công suất phát từ thanh cái cao áp của nguồn lên các đường dây kết nối với nguồn, trong đó chỉ ra công suất tác dụng đầu vào của từng đường dây (Ps).

Sự cố đứt 1 lộ của đường dây lộ kép

 Đường dây khi đứt một dây trên phụ tải 1 và 2

1 Đường dây N -1 và N- 2 cho tải cung cấp điện liên tục (sự cố đứt 1 lộ) a) Quá trình tính ngược theo chiều từ cuối đường dây ngược về nguồn, dùng U m để tính toán:

2 𝑈 đ𝑚 2 = 29.8335x10 -6 x110 2 = 0.3610 Mvar Công suất ở đầu đường dây 2:

1 Đường dây N – 4 – 3 cho tải không yêu cung cấp điện liên tục (đường dây hoạt động bình thường) a) Quá trình tính ngược theo chiều từ cuối đường dây ngược về nguồn, dùng U m để tính toán: Đường dây 3:

SVTH: Ngô Đức Tài 82 b) Quá trình tính thuận từ đầu nguồn về cuối đường dây để tính tổn thất điện áp, từ đó suy ra điện áp ở các nút:

 Bảng 7.4.A.1: Kết quả tính toán tổn thất đường dây Đường dây Tổn thất công suất tác dụng ∆PL

 Bảng 7.4.A.2: Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp

 Bảng 7.4.A.3: Bảng kết quả điện áp lúc phụ tải đứt một lộ

Bảng 7.4.A.4 trình bày kết quả công suất phát từ thanh cái cao áp của nguồn lên các đường dây kết nối với nguồn Công suất tác dụng đầu đường dây được ghi nhận là Ps.

Sự cố hư máy biến áp

 Đường dây khi hư máy biến áp

1 Đường dây N – 1 và N – 2 cho tải cung cấp điện liên tục (sự cố hư 1 máy biến áp) a) Quá trình tính ngược theo chiều từ cuối đường dây ngược về nguồn, dùng U m để tính toán:

- Công suất kháng điện ở đầu đường dây 1 sinh ra: j 𝑦 1

2 Đường dây N – 4 – 3 cho tải không yêu cung cấp điện liên tục (đường dây hoạt động bình thường) a) Quá trình tính ngược theo chiều từ cuối đường dây ngược về nguồn, dùng U m để tính toán: Đường dây 3:

 Bảng 7.4.B.1: Kết quả tính toán tổn thất đường dây Đường dây Tổn thất công suất tác dụng ∆PL

 Bảng 7.4.B.2: Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp

 Bảng 7.4.B.3: Bảng kết quả điện áp lúc phụ tải hư máy biến áp

Bảng 7.4.B.4 trình bày kết quả công suất phát từ thanh cái cao áp của nguồn đến các đường dây kết nối với nguồn Công suất tác dụng đầu vào của từng đường dây được thể hiện qua Ps.

Hệ số công suất của nguồn: Cosφ = P N

ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN

TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN

Tiêu đề	Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
Tác giả	Ngô Đức Tài
Người hướng dẫn	GVHD: Phạm Thị Minh Thái
Trường học	Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Khoa Điện - Điện Tử
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Thành Phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	109
Dung lượng	2,4 MB