Đồ án Thiết kế và phân tích mạng điện

Với sự phát triển của nền kinh tế như hiện nay, kinh tế Việt Nam đang cùng hòa nhập với nền kinh tế thế giới, kéo theo đó là nhu cầu điện năng ngày càng lớn. Dự báo trước tình hình đó, chính phủ đã có kế hoạch cho ngành điện phấn đấu đến năm 2020 phải đạt sản lượng 250 tỷ kWh. Đó là một yêu cầu rất lớn đối với ngành điện nói chung và do đó việc cung cấp, đào tạo nhân lực kỹ sư điện rất quan trọng. Và lâu nay trường ĐHBKHN luôn đảm nhiệm được vai trò này. Đồ án tốt nghiệp là sản phẩm khoa học của sinh viên, giúp sinh viên có cái nhìn xuyên suốt và hệ thống những kiến thức đã được học trong trường, tiếp cận với thực tế, tạo bước đệm cho sinh viên khi ra trường để phục vụ cho công việc sau này. Thiết kế các mạng và hệ thống điện là một lĩnh vực quan trọng đối với cử nhân ngành hệ thống điện, đòi hỏi phải biết vận dụng tốt những kiến thức lý thuyết và kinh nghiệm để giải quyết những vấn đề có tính chất tổng hợp, phức tạp thường gặp trong thực tế. Và sau những nỗ lực của bản thân cùng sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo – PGS.TS. Nguyễn Lân Tráng, em đã hoàn thiện được bản đồ án của mình với đề tài: “ Thiết kế mạng điện khu vực”.

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN Chương I: Phân tích nguồn và phụ tải

Tổng quan về hệ thống điện cần thiết kế

Để lựa chọn phương án tối ưu, cần phân tích đặc điểm của các nguồn cung cấp và phụ tải Từ đó, xác định công suất phát của nguồn cung và thiết kế sơ đồ nối điện nhằm đạt hiệu quả kinh tế - kỹ thuật tối ưu.

Trong hệ thống điện thiết kế, có hai nguồn cung cấp chính là hệ thống điện và nhà máy nhiệt điện, với khoảng cách giữa chúng là 140,35 km, nhằm cung cấp điện cho các phụ tải.

Hệ thống điện (HT) sở hữu công suất lớn với hệ số công suất trên thanh góp 110 kV đạt 0,85, do đó cần thiết phải thiết lập mối liên hệ chặt chẽ giữa HT và nhà máy điện để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

SVTH: NGUYỄN HOÀNG MINH -B - Lớp HTĐ a - H14 - ĐHBK Hà Nội 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN nhằm trao đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế hoạt động ổn định trong các chế độ vận hành khác nhau.

- Công suất vô cùng lớn

- Hệ số công suất: cos = 0,85.

- Điện áp định mức: Uđm = 110kV.

Nhà máy nhiệt điện (NĐ) có 6 tổ máy phát Mỗi máy phát có công suất định mức

Pđm = 50 MW Như vậy tổng công suất định mức của NĐ bằng Pđm = 650 = 300 MW. Đặc điểm:

- Hệ số công suất: cos = 0,85.

- Điện áp định mức: Uđm = 10,5 kV.

Trong hệ thống điện, có 9 phụ tải được thiết kế, bao gồm 7 phụ tải loại I và 2 phụ tải loại III, với thời gian sử dụng tối đa Tmax là 4900 giờ Trong số này, 3 phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp không thường xuyên, trong khi 6 phụ tải còn lại yêu cầu điều chỉnh điện áp thường xuyên Phụ tải tối thiểu được xác định bằng 50% phụ tải tối đa, và giá thiết bị bù là 150.000 đồng/kVAr.

Bảng số liệu về phụ tải:

Bảng 1.1: Các số liệu về phụ tải

Loại hộ phụ tải I I III I I I I III I

Yêu cầu ĐC điện áp KT T T KT T T KT T T Điện áp thứ cấp

SVTH: NGUYễN HOàNG MINH -B - Lớp HTĐ a - H14 - ĐHBK Hà Nội 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN

Kết quả tính giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ cực đại và cực tiểu cho trong bảng sau :

Bảng 1.2: Thông số của các phụ tải

Cân bằng sơ bộ công suất tác dụng và công suất phản kháng

Cân bằng công suất tác dụng

Để duy trì chất lượng và ổn định điện năng, các nhà máy điện cần phát ra công suất tương ứng với nhu cầu tiêu thụ, bao gồm cả tổn thất công suất trong hệ thống, trong suốt quá trình hoạt động của hệ thống điện.

Để đảm bảo hệ thống điện hoạt động hiệu quả, việc duy trì một lượng dự trữ công suất tác dụng là rất cần thiết Dự trữ này không chỉ quan trọng cho quá trình vận hành mà còn ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững của toàn bộ hệ thống điện.

Nguồn hệ thống có công suất vô cùng lớn cho nên nó làm nguồn điều tần đảm bảo được dự trữ thường và dự trữ sự cố

Cân bằng sơ bộ công suất tác dụng được thực hiện trong chế độ phụ tải cực đại của hệ thống Phương trình cân bằng công suất tác dụng:

∑Pf + PHT = m∑Ppt +  Pmd + ∑Ptd + ∑Pdtr (2-1) Trong đó:

+) ∑Pf : tổng công suất tác dụng do các máy phát điện phát ra theo chế độ kinh tế;

+) m: hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m =1 );

Nhà máy đảm bảo phát công suất trong khoảng phát kinh tế của nguồn là 85% công suất max:

∑Pf = PNĐ = 85%.PN đm = 0,85.300 = 255 MW

+) Ppt : tổng công suất tác dụng các phụ tải ở chế độ cực đại ;

1 i Pi 6 + 40 + 32 + 42 + 40 + 42 + 34 + 32 + 36 = 334 MW +) ∆Pmđ : tổng tổn thất công suất tác dụng trong lưới điện, khi tính sơ bộ có thể lấy: ∑∆Pmđ = 5%m∑Ppt (2-2)

+) Ptd : tổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện.

Khi chỉ có một nhà máy và một hệ thống thì công suất tự dùng lấy bằng 10%PNĐ của nhà máy Ptd = 10%∑PNĐ (2-3)

Thay số vào tính toán ta có Ptd = 10%∑PNĐ = 10%.255 = 25,5 MW +) Pdtr : tổng công suất tác dụng dự trữ của hệ thống

Nguồn hệ thống có công suất vô cùng lớn cho nên nó làm nguồn điều tần đảm bảo được dự trữ thường và dự trữ sự cố nên Pdtr = 0

Với PNĐ : Công suất phát của nhà máy (nguồn 1)

Như vậy trong chế độ phụ tải cực đại, hệ thống cần cung cấp công suất cho các phụ tải bằng:

PHT = m∑Ppt + ∑Pmđ + ∑Ptd + Pdtr - PNĐ

Cân bằng công suất phản kháng

Cân bằng công suất phản kháng có vai trò quan trọng trong việc duy trì ổn định điện áp trong lưới điện Sự mất cân bằng này có thể gây ra biến động điện áp; nếu công suất phản kháng phát ra vượt quá mức tiêu thụ, điện áp sẽ tăng, và ngược lại, nếu thiếu công suất phản kháng, điện áp sẽ giảm Do đó, để đảm bảo chất lượng điện áp cho các hộ tiêu thụ, việc cân bằng sơ bộ công suất phản kháng là cần thiết.

Phương trình cân bằng công suất phản kháng được biểu diễn như sau:

 Q f +  Q b = m Qpt   QBA   QL  QC  Qtd  Qdtr (2-4)

Tổng công suất phản kháng có thể phát của 2 nguồn phải lớn hơn hoặc bằng công suất phản kháng yêu cầu:

Qf  QYC = mQpt   QBA   QL  QC  Qtd  Qdtr (2-5)

+) Qf: tổng công suất phản kháng định mức do các nguồn điện có thể phát ra;

Tổng công suất phản kháng do NĐ và HT có thể phát ra:

Trong đó: - QNĐ : tổng công suất phản kháng của nhà máy điện phát ra; NMĐ cho cosφf = 0,85  tgφf = 0,62

- QHT : tổng công suất phản kháng do hệ thống cung cấp;

QHT = PHT.tgHT = 121,2 0,62 = 75,144 MVAr

( ta có tgφHT = 0,62 do cosφHT = 0,85)

Thay số vào tính toán ta có:  Q f = 158,1 + 75,144 = 233,24 MVAr

+) mQpt : tổng công suất phản kháng cực đại của lưới điện có xét đến hệ số đồng thời;

Tổng công suất phản kháng của phụ tải trong chế độ cực đại :

Q = 160,76 MVAr ( theo kết quả bảng 1.2)

+)   Q B : tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp, trong tính toán sơ bộ lấy   Q B %  Q pt ; (2-6)

+)   Q L : tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng điện;

+) QC : tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra, tính sơ bộ lấy  QL = QC ;

+) Qtd : tổng công suất phản kháng tự dùng trong các nhà máy điện;

Qtd = Ptd tgφtd = 25,5 0,882 = 22,491 MVAr

(với costd = 0,7 - 0,8; nếu chọn costd = 0,75 thì tgtd = 0,882)

Tổng công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, ký hiệu là Qdtr, có thể được xác định bằng công suất phản kháng của tổ máy lớn nhất trong hệ thống Công suất phản kháng dự trữ này được tính dựa trên công suất tác dụng dự trữ.

+) Qb : tổng công suất bù sơ bộ

Tổng công suất phản kháng tiêu thụ trong lưới điện

So sánh với Qf = 233,24 MVAr ta thấy : Qf >  Q yc

Việc cung cấp đủ công suất phản kháng cho các phụ tải giúp loại bỏ nhu cầu bù sơ bộ công suất phản kháng trong quá trình thiết kế mạng điện.

Lựa chọn điện áp

Nguyên tắc chọn điện áp

Lựa chọn điện áp định mức hợp lý là nhiệm vụ quan trọng trong thiết kế lưới điện, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật Điện áp định mức phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công suất phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và nguồn cung cấp, cũng như vị trí tương đối giữa các phụ tải Việc xác định điện áp định mức của lưới điện thiết kế cần được thực hiện song song với sơ đồ cung cấp điện, và giá trị sơ bộ của điện áp định mức có thể được xác định dựa trên công suất trên mỗi đường dây trong lưới điện.

Các phương án thiết kế lưới điện bao gồm các đoạn đường dây riêng biệt với điện áp định mức khác nhau Trong quá trình tính toán, thường ưu tiên chọn điện áp định mức cho các đoạn dây có công suất truyền tải lớn Đối với các đoạn đường dây trong mạng kín, cần thực hiện với một cấp điện áp định mức duy nhất.

Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm sau:

+) U là điện áp vận hành (kV)

+) l: khoảng cách truyền tải (km) ( l ≤ 220 km );

+) P: công suất truyền tải trên đường dây (MW) ( P ≤ 60 MW).

Nếu tính được Ui = 70  160 kV thì ta chọn cấp điện áp định mức Uđm = 110 kV.

Tính chọn điện áp vận hành cho mạng điện

Để đơn giản ta có thể chọn cho phương án hình tia như sau để tính toán điện áp cho toàn mạng điện (hình 3.1)

SVTH: NGUYễN HOàNG MINH -B - Lớp HTĐ a - H14 - ĐHBK Hà Nội 14

Các phương án nối dây của mạng điện, chọn phương án tối ưu

Dự kiến các phương án

Các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của lưới điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nó

Nguyên tắc lập phương án

+) Xét khả năng cung cấp công suất của mỗi nguồn để phân bổ hợp lí cho các phụ tải.

Khi cung cấp điện cho các phụ tải, cần xem xét khoảng cách từ nguồn đến phụ tải, ưu tiên cho nguồn gần phụ tải hơn Điều này đảm bảo hiệu quả trong việc cung cấp điện và giảm thiểu tổn thất năng lượng trong mạng điện.

- An toàn đối với người và thiết bị.

- Độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải phải cao.

- Phải đảm bảo chất lượng điện năng (f và Unút ).

- Về kinh tế: giá thành phải hạ, tổn thất điện năng phải nhỏ.

Cần có sự linh hoạt trong vận hành và khả năng phát triển bền vững trong tương lai, nhằm đáp ứng sự tiến bộ không ngừng của khoa học và công nghệ.

Chọn cấu trúc đường dây

Mạng điện cần cung cấp cho 7 phụ tải loại 1 và 2 phụ tải loại 3.

Hộ loại I là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, yêu cầu phải có dự phòng 100% trong mạng điện và hệ thống dự phòng đóng tự động Để đảm bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I, có thể sử dụng đường dây hai mạch hoặc mạch vòng.

Hộ loại 3 là những hộ tiêu thụ không quan trọng, không gây ra hậu quả nghiêm trọng khi mất điện Những hộ này cho phép cắt điện để sửa chữa trong vòng 24 giờ với thông báo trước Điện cho hộ loại III được cung cấp qua đường dây một mạch.

Dựa vào công suất đặt và chế độ hoạt động của nhà máy điện cùng hệ thống, cũng như sự phân bố và phân loại các phụ tải, chúng ta có thể xác định các vùng cung cấp điện một cách hiệu quả.

- Các phụ tải 1,2,3,4,5,6 sẽ nhận điện từ nhà máy điện (NĐ)

- Các phụ tải 6,7,8,9 sẽ được nhận điện từ hệ thống. Để liên lạc giữa nhà máy điện và HT ta có thể dùng đường dây kép qua phụ tải

6 hoặc đường dây kép đi thẳng nối nhà máy và hệ thống.

Phụ tải 2 và phụ tải 8 là phụ tải loại III, do đó được cung cấp điện bằng đường dây đơn từ NĐ và HT

Các phụ tải còn lại là phụ tải loại I nên sẽ được cung cấp bằng đường dây kép hoặc mạch vòng từ NĐ và HT.

Dựa trên sơ đồ phân bố phụ tải của nhà máy điện và hệ thống, chúng ta có thể đề xuất năm phương án nối dây khác nhau.

Tính toán so sánh kỹ thuật các phương án

Trong đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng lưới điện, Nguyễn Hoàng Minh - Lớp HTĐ a - H14 - ĐHBK Hà Nội đã phân tích 5 phương án thiết kế Tất cả các phương án đều có sơ đồ nối dây tương tự, với NĐ và HT được liên lạc qua phụ tải 6 Để kiểm tra tính kỹ thuật của đường dây liên lạc cố định giữa nhà máy và HT, chúng tôi sẽ tập trung vào phương án 1, sau đó áp dụng kết quả này cho các phương án còn lại mà không cần tính lại Để giảm khối lượng tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật, trước tiên, chúng tôi sẽ tính các thông số kỹ thuật cho từng phương án, loại bỏ những phương án không đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, và chỉ giữ lại những phương án đảm bảo tiêu chí kỹ thuật để thực hiện so sánh về mặt kinh tế.

Khi so sánh về mặt kỹ thuật các phương án, ta cần tiến hành các bước sau:

4.2.1 Chọn tiết diện dây dẫn

Mạng điện 110kV chủ yếu được xây dựng bằng các đường dây trên không, sử dụng dây nhôm lõi thép (AC) để đảm bảo hiệu suất truyền tải Các dây dẫn này được lắp đặt trên cột bê tông ly tâm hoặc cột thép, tùy thuộc vào địa hình mà đường dây đi qua Đối với lưới điện khu vực, tiết diện dây dẫn được lựa chọn dựa trên mật độ kinh tế Jkt của dòng điện.

+) F : là tiết diện dây dẫn tính toán của đoạn đường dây; mm 2

Imax là dòng điện tối đa chạy trên đoạn đường dây trong chế độ phụ tải cực đại, đo bằng đơn vị Ampe (A) Jkt, mật độ dòng điện kinh tế, phụ thuộc vào thời gian sử dụng công suất lớn nhất (Tmax) và loại dây dẫn, được tính bằng A/mm² Đối với lưới điện cụ thể, cần sử dụng dây AC trong thời gian Tmax để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

= 4900 h ta tra được Jkt = 1,1 A/mm 2 (Tra bảng 2.4, trang 64- Thiết kế các mạng và hệ thống điện- NXB KH&KT).

Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được xác định theo công thức: Imax U dm

+) Uđm : điện áp định mức của mạng điện, kV;

+) Smax : công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA ;

Số mạch của đường dây điện được ký hiệu là n, trong đó đường dây một mạch có n = 1 và đường dây hai mạch có n = 2 Nội dung này thuộc đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng lưới điện của sinh viên Nguyễn Hoàng Minh, lớp HTĐ A, H14, Đại học Bách Khoa Hà Nội.

Dựa trên giá trị F đã tính toán, chúng ta chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất (Ftc) Tiếp theo, cần kiểm tra tiết diện dây dẫn đã chọn theo các tiêu chí như vầng quang điện, độ bền cơ học, khả năng phát nóng của dây dẫn và mức tổn thất điện áp cho phép.

4.2.2 Kiểm tra tiết diện dây dẫn vừa chọn theo các điều kiện

Để ngăn ngừa hiện tượng phát sáng vầng quang, dây dẫn cần có tiết diện tối thiểu là 70 mm² khi điện áp đạt 110kV (dây AC) Độ bền cơ của đường dây trên không thường được xem xét cùng với điều kiện về vầng quang của dây dẫn, do đó không cần thiết phải kiểm tra riêng điều kiện này.

* Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn

Sự cố kiểm tra điều kiện kỹ thuật với lộ kép xảy ra khi một nhánh của đường dây bị đứt, trong khi với mạch vòng, cần xem xét cụ thể sự cố trên từng nhánh Điều kiện phát nóng yêu cầu dòng điện chạy trên dây dẫn trong trường hợp sự cố phải đáp ứng các tiêu chí nhất định.

+) Isc max : dòng điện lớn nhất trong các trường hợp sự cố chạy trên đường dây;

Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn (Icp) phụ thuộc vào bản chất và tiết diện của dây dẫn, được xác định thông qua bảng tra cứu Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ k là 0,8, ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện của dây.

* Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

Kiểm tra trong hai điều kiện là khi vận hành bình thường ở chế độ phụ tải cực đại và khi sự cố nặng nề nhất:

Nếu hộ tiêu thụ nằm xa nguồn cung cấp điện và dự định sử dụng máy biến áp điều áp dưới tải, thì có thể xem xét điều kiện này do máy biến áp có phạm vi điều chỉnh rộng hơn.

Trong đó, Ubt max và Usc max đại diện cho tổn thất điện áp trong điều kiện bình thường với phụ tải cực đại và tổn thất điện áp khi xảy ra sự cố nặng nề nhất Công thức tính tổn thất điện áp trong quá trình vận hành bình thường được trình bày như sau:

+) Pi, Qi :công suất chạy trên đường dây thứ i; (MW, MVAr);

+) Ri, Xi : điện trở và điện kháng của đường dây thứ i ();

Điện áp định mức của lưới điện được gọi là Uđm (kV) Trong trường hợp đường dây có hai mạch, nếu một mạch bị ngừng do sự cố, tổn thất điện áp trên đường dây sẽ được tính toán dựa trên tình huống này.

4.2.3 Tính toán so sánh kỹ thuật các phương án

Sơ đồ nối dây như sau:

Hình 4.1- Sơ đồ phương án 1 a) Tính chọn dây dẫn cho đoạn NĐ - PT6

- Từ kết quả trong bảng 3.1 ta tính dòng điện cực đại chạy trên đoạn NĐ - PT6 là :

Tra bảng 33(trang 227)- sách Mạng lưới điện, để đảm bảo điều kiện vầng quang ta chọn dây AC -70 có Icp = 265A.

Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn trong chế độ sự cố là rất quan trọng đối với đường dây liên kết NĐ - 6 –HT, vì sự cố có thể xảy ra trong hai trường hợp khác nhau.

- Ngừng một mạch trên đường dây.

- Ngừng một tổ máy phát điện.

+) Khi đứt một lộ đường dây thì dòng điện chạy trên đường dây còn lại tăng lên gấp hai lần dòng điện lúc bình thường:

+) Khi sự cố một tổ máy dòng điện chạy trên đoạn NĐ -6 là:

Khi ngừng một tổ máy phát điện thì năm máy phát còn lại sẽ phát hết 100% công suất Do đó công suất phát của NĐ bằng: PNĐ = 5.50 = 250 MW.

Công suất tự dùng trong nhà máy bằng: Ptd sc = 10% 250 = 25 MW

Công suất chạy trên đường dây bằng:

Theo mục 3.2, ta đã tính được: P1,2,3,4,5 = 190 MW; Pmđ 1,2,3,4,5 = 9,5 MW ;

Như vậy trong chế độ sự cố này nhà máy điện sẽ cung cấp cho phụ tải 6 một lượng bằng 25,5 MW.

Công suất phản kháng chạy trên đường dây NĐ-6 có thể tính gần đúng như sau:

Dòng công suất từ HT truyền vào đường dây HT-6 bằng:

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ -6 bằng:

Kết quả tính cho thấy rằng I2sc < k.Icp= 0,8.265 = 212A Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng

- Kiểm tra tổn thất điện áp trong chế độ làm việc max

Tra bảng chọn dây AC-70, có r0 = 0,46 /km; x0 = 0,44 /km.

X 1 0 ; Trong đó n là số mạch đường dây Đối với đường dây có 2 mạch n = 2

Ta thấy Ubt max (%) < Ubt cp (%) = 10%  Đạt yêu cầu.

- Kiểm tra tổn thất điện áp trong chế độ sự cố (có thể xảy ra hai trường hợp) :

+) Trường hợp sự cố đứt một lộ đường dây

Tổn thất điện áp khi sự cố đứt một đường dây cũng tăng lên 2 lần so với tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường.

+) Trường hợp sự cố khi hỏng một tổ máy:

Khi sự cố 1 tổ máy tổn thất điện áp là

Ta thấy Usc max = 9,64% < Usc cp = 20%  Đạt yêu cầu.

Vậy đường dây liên lạc NĐ - PT6 ta chọn loại dây AC-70 là đạt yêu cầu. b) Tính chọn dây dẫn cho đoạn HT - PT6

- Dòng điện cực đại chạy trên đoạn HT - PT6 là :

Tra bảng 33(trang 227)- sách Mạng lưới điện, để đảm bảo điều kiện vầng quang ta chọn dây AC -70 có Icp = 265A.

- Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn trong chế độ sự cố

+) Khi đứt một lộ đường dây thì dòng điện chạy trên đường dây còn lại tăng lên gấp hai lần dòng điện lúc bình thường:

+) Khi sự cố một tổ máy dòng điện chạy trên đoạn HT -6 là:

Vậy dòng điện lớn nhất chạy trên dây dẫn lúc sự cố là : Isc max= 68,46 A

Ta thấy Isc max= 68,46 A < k Icp = 212A

Vậy dây dẫn AC-70đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng cho phép

- Kiểm tra tổn thất điện áp trong chế độ làm việc max

X 1 0 ; Trong đó n là số mạch đường dây Đối với đường dây có 2 mạch n = 2; l là chiều dài đoạn đường dây.

Ta thấy UH-6 bt = 2,59% < Ubt cp (%) = 10%  Đạt yêu cầu.

- Kiểm tra tổn thất điện áp trong chế độ sự cố:

+) Trường hợp sự cố đứt một lộ đường dây

+) Trường hợp sự cố khi hỏng một tổ máy:

Khi sự cố 1 tổ máy tổn thất điện áp là

Vậy đường dây liên lạc HT - PT6 ta chọn loại dây AC-70 là đạt yêu cầu. c) Tính tiết diện của đường dây NĐ - PT1

- Tính toán tương tự ta có:

Tra bảng chọn dây AC -95 có Icp = 330 A.

- Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn :

Sự cố nặng nề nhất là khi đứt 1 mạch, khi đó dòng điện lớn nhất chạy trên dây dẫn là :

Vậy dây dẫn AC-95 đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng cho phép.

- Kiểm tra tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường

X  1 0 ; Trong đó n là số mạch đường dây Đối với đường dây có 2 mạch n = 2.

Ta thấy UN-1 bt = 5,96% < Ubt cp (%) = 10%  Đạt yêu cầu.

- Kiểm tra tổn thất điện áp trong chế độ sự cố: Đường dây lộ kép có sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt 1 mạch, khi đó ta có :

Vậy đường dây NĐ -1 ta chọn loại dây AC-95 là đạt yêu cầu.

Tính toán đối với các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như đối với đường dây NĐ -1.

Kết quả tính các thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho ở bảng 4.1.

Tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong phương án 1 có giá trị:

Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng :

Tính toán đối với các phương án còn lại được tiến hành tương tự như đối với phương án 1.

Bảng 4.1: Bảng tổng hợp kết quả tính toán các thông số của phương án 1.

Thông số Các lộ đường dây

NĐ - 1 NĐ - 2 NĐ - 3 NĐ - 4 NĐ - 5 NĐ - 6 HT-6 HT- 7 HT-8 HT-9

Số lộ 2 2 1 2 2 2 2 2 1 2 r 0 (Ω/km) 0,33 0,33 0,17 0,27 0,33 0,46 0,46 0,33 0,17 0,33 x 0 (Ω/km) 0,43 0,43 0,409 0,425 0,43 0,44 0,44 0,43 0,409 0,43 b 0 10 -6 (S/km) 2,65 2,65 2,84 2,69 2,65 2,58 2,58 2,65 2,84 2,65

SVTH: NGUYễN HOàNG MINH - B - Lớp HTĐA- H14 - ĐHBK Hà Nội 29 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN

Phương án 2 khác với phương án 1 ở sơ đồ nối dây từ HT đến PT8, đi qua PT9 (nhánh HT – 9 - 8) Vì vậy, chúng ta chỉ cần thực hiện tính toán chi tiết thiết kế mạch cho nhánh HT – 9.

- 8, còn các phụ tải khác và đường dây liên lạc ta giữ nguyên như phương án 1

Sơ đồ nối dây như hình 4.2 sau:

Hình 4.2 – Sơ đồ nối dây phương án 2

Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây HT - 9 có giá trị:

Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây 9 - 8 có giá trị:

S  9-8 = S  8 = 32 + j15,49 MVA a) Tính chọn dây dẫn cho đoạn HT - 9

Tra bảng chọn dây AC-185 có Icp = 510 A.

Sự cố nặng nề nhất là khi đứt 1 mạch, khi đó dòng điện lớn nhất chạy trên dây dẫn là :

- Kiểm tra tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường với phụ tải cực đại:

Dây AC -185 có r0 = 0,17 /km; x0 = 0,409 /km

Ta thấy UH-9bt = 5,31% < Ubt cp (%) = 10%  Đạt yêu cầu.

- Kiểm tra tổn thất điện áp trong chế độ sự cố:

Khi tính toán tổn thất điện áp trên đường dây, ta chỉ xem xét sự cố tại đoạn có tổn thất điện áp cực đại, không tính đến các sự cố xảy ra đồng thời trên toàn bộ đường dây Đặc biệt, trong trường hợp đường dây HT-9-8, việc ngừng một mạch tại đoạn HT-9 sẽ gây ra nguy hiểm hơn so với sự cố một mạch tại đoạn 9-8.

Khi ngừng một mạch trên đường dây HT-9, tổn thất điện áp trên đoạn này bằng UH-9sc% = 2.UH-9bt% = 2.5,31% = 10,62%.

Ta thấy UH-9sc% = 10,62% < Usc cp = 20%  Đạt yêu cầu.

Vậy đường dây liên lạc HT - 9 ta chọn loại dây AC-185 là đạt yêu cầu. b) Xét đoạn đường dây PT9 – PT8

Tra bảng chọn dây AC -185 có Icp = 510A, có r0 = 0,17 /km; x0 = 0,409 /km SVTH: NGUYễN HOàNG MINH -B - Lớp HTĐ a - H14 - ĐHBK Hà Nội 31 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN

Vậy dây dẫn AC-185 đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng cho phép.

- Kiểm tra tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường với phụ tải cực đại:

Ta thấy U9-8 bt = 5,92% < Ubt cp (%) = 10%  Đạt yêu cầu.

Trong quá trình kiểm tra tổn thất điện áp trong chế độ sự cố, cần lưu ý rằng đối với đường dây chỉ có một lộ, khi xảy ra đứt dây, toàn bộ hệ thống sẽ mất điện Do đó, trường hợp sự cố này không được xem xét.

Vậy đường dây liên lạc 9 - 8 ta chọn loại dây AC-185 là đạt yêu cầu.

Kết luận : Ta sẽ tính được tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố đối với đường dây HT – 9 – 8 là :

UH-9sc% = UH-9 sc % + U9-8 bt % = 10,62% + 5,92% = 16,54%

Kết quả tính các thông số của các đường dây trong mạng điện cho ở bảng 4.2.

Từ các kết quả trong bảng 4.2 nhận thấy rằng :

Tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện khi vận hành bình thường trong phương án 2 có giá trị:

Ubt max %= UH-9 bt % + U9-8 bt % = 5,31% + 5,92% = 11,23%

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố bằng :

Usc max %= UH-9sc % + U9-8 bt % = 10,62% + 5,92% = 16,54%

Bảng 4.2: Bảng tổng hợp kết quả tính toán các thông số của phương án 2

NĐ - 1 NĐ - 2 NĐ - 3 NĐ - 4 NĐ - 5 NĐ - 6 HT - 6 HT- 7 HT - 9 9 - 8

Số lộ 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 r 0 (Ω/km) 0,33 0,33 0,17 0,27 0,33 0,46 0,46 0,33 0,17 0,17 x 0 (Ω/km) 0,43 0,43 0,409 0,425 0,43 0,44 0,44 0,43 0,409 0,409 b 0 10 -6 (S/km) 2,65 2,65 2,84 2,69 2,65 2,58 2,58 2,65 2,84 2,84

So sánh các phương án về mặt kinh tế, chọn phương án tốt nhất cho mạng điện thiết kế

Việc lựa chọn phương án thiết kế cho hệ thống điện cần dựa trên sự so sánh kỹ thuật và kinh tế Tiêu chí kinh tế quan trọng nhất là phí tổn hàng năm phải thấp nhất Trong số các phương án 1, 2, 4, và 5 đã được chọn, tất cả đều đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật Do đó, cần tiến hành so sánh các phương án này về mặt kinh tế để xác định phương án tối ưu nhất.

Trong việc so sánh các phương án kinh tế, chúng ta chưa xem xét đến các trạm biến áp và giả định rằng tất cả các phương án đều có số lượng máy biến áp, máy cắt điện, dao cách ly và các thiết bị khác trong trạm là đồng nhất Do đó, chúng ta chỉ tập trung so sánh các phương án dựa trên hàm chi phí tính toán (Z) liên quan đến việc xây dựng và vận hành đường dây.

Phí tổn tính toán (hay hàm chi phí) của mỗi phương án được tính theo biểu thức sau:

Z = ( avh + atc).K + A.c = atc.K +Y (4-6) trong đó:

+) Z : Chi phí tính toán hàng năm của mỗi phương án.

+) avh: là hệ số vận hành đối với các đường dây trong lưới điện, khi tính toán với đường dây cột bê tông cốt thép ta lấy: avh = 0,04.

+) atc: là hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư ; atc T tc

1 với Ttc = 8 năm thì atc = 0,125.

Tổng vốn đầu tư cho mạng điện được tính bằng công thức K = Σ(koi.li), trong đó koi là giá thành cho 1km đường dây 1 mạch (đ/km) và li là chiều dài của đường dây thứ i (km) Đối với các đường dây trên không có hai mạch đặt trên cùng một cột, tổng vốn đầu tư để xây dựng các đường dây này có thể được xác định theo công thức nêu trên.

+) A : là tổng tổn thất điện năng hàng năm trong mạng điện.

 A   P i  (4-8) trong đó: Pi – tổn thất công suất trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại;  - thời gian tổn thất công suất tác dụng lớn nhất trong năm.

- Tổn thất công suất trên đường dây thứ i được tính như sau:

- Thời gian tổn thất công suất lớn nhất có thể tính theo công thức

 = ( 0,124 + Tmax.10 -4 ) 2 8760 (4-10) với thời gian Tmax là thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm, Tmax = 4900h

+) c : là giá thành 1kWh điện năng tổn thất; ( c = 500 đ/kWh)

Dự kiến sử dụng đường dây trên không với cột bê tông li tâm và cột thép cho hệ thống điện, suất giá đầu tư cho 1km đường dây cấp điện áp 110kV được xác định như sau:

Bảng 4.7: Suất giá đầu tư cho đường dây ĐDK 110kV

Suất vốn đầu tư cho 1km ĐD 1 mạch (10 6 đ/km)

Suất vốn đầu tư cho 1km ĐD 2 mạch (10 6 đ/km)

AC-70 300 480 ĐDK 2 mạch đi chung cột, có suất vốn đầu tư bằng 1,6 lần so với ĐDK 1 mạch khi sử dụng cùng 1 loại dây và cùng cấp điện áp.

4.3.1.1 Tính tổn thất công suất tác dụng trên các đoạn đường dây

Tổng thất công suất tác dụng trên đường dây được xác định theo các số liệu ở bảng 4.1.

Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây NĐ - 1: ΔPN-1 = R MW

Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây NĐ - 2: ΔPN-2 = R MW

Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây HT - 7: ΔPH-7 = R MW

Các đoạn đường dây khác tính toán tương tự, có kết quả trong bảng 4.8

Tổng tổn thất công suất trong mạng điện của phương án 1:

Pi = PN-1 + PN-2 + PN-3 + PN-4 + PN-5 + PN-6 + PH-6 + PH-7 + PH-8 +PH-

Kết quả tính tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tổng hợp ở bảng 4.8.

4.3.1.2 Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện

Giả sử hai mạch đường dây trên không được lắp đặt trên cùng một cột thép, vốn đầu tư xây dựng cho đường dây NĐ - 1 được tính toán bằng công thức K1 = 1,6.k01.l1 Đường dây NĐ - 1 có chiều dài 78,1 km, và theo bảng 4.16, sử dụng dây AC-95 với k01 = 492,8.10^6 đ/km.

Các đường dây khác tính toán tương tự, kết quả cho trong bảng 4.8.

Bảng 4.8: Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng các đường dây PA1 Đường dây

Các kết quả trong bảng 4.8 cho thấy rằng, tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện bằng: P = 13,66 MW

Tổng vốn xây dựng các đường dây có giá trị : K = 356942,72.10 6 đ

4.3.1.3 Xác định chi phí vận hành hàng năm

Tổng các chi phí vận hành hàng năm được xác định theo công thức :

Tổn thất điện năng trong mạng điện có giá trị:

Chi phí vận hành hàng năm bằng:

Chi phí tính toán hàng năm của phương án 1 bằng:

SVTH: NGUYỄN HOÀNG MINH - B - Lớp HTĐ a - H14 - ĐHBK Hà Nội đã thực hiện đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng lưới điện Các kết quả tính toán về tổn thất công suất và vốn đầu tư của phương án được trình bày chi tiết trong bảng 4.9.

Bảng 4.9: Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng các đường dây PA2 Đường dây

Tổng tổn thất công suất tác dụng trong lưới điện bằng:

Tổng vốn xây dựng các đường dây có giá trị:

Tổn thất điện năng trong lưới điện là:

Chi phí tính toán hàng năm của phương án 2 bằng:

Các kết quả tính tổn thất công suất và vốn đầu tư của phương án này cho ở bảng 4.10

Bảng 4.10: Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng các đường dâ y PA4. Đường dây

K.10 6 ,đSVTH: NGUYễN HOàNG MINH -B - Lớp HTĐ a - H14 - ĐHBK Hà Nội 50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN

Chi phí tính toán hàng năm của phương án 4 bằng :

Các kết quả tính tổn thất công suất và vốn đầu tư của phương án này cho ở bảng 4.11

Bảng 4.11: Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng các đường dâ y PA5. Đường dây

Chi phí tính toán hàng năm :

Từ các kết quả tính toán ở trên, ta có bảng tổng kết so sánh các phương án về kinh tế – kỹ thuật như sau:

Bảng 4.12: Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án so sánh

Chỉ tiêu so sánh Phương án

Các phương án 1, 2, 4, 5 có chi phí hàng năm chênh lệch không quá 5%, tuy nhiên phương án 1 nổi bật với các chỉ tiêu kỹ thuật tốt nhất, bao gồm tổn thất điện áp, tổn thất công suất và tổn thất điện năng thấp Ngoài ra, phương án 1 còn có sơ đồ nối ưu việt.

SVTH: NGUYỄN HOÀNG MINH - B - Lớp HTĐ a - H14 - ĐHBK Hà Nội 52 Đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng lưới điện với dây hình tia, mang lại sự đơn giản, dễ thi công và vận hành, đồng thời thuận lợi cho việc phát triển phụ tải trong tương lai Vì vậy, phương án 1 được chọn làm phương án thiết kế tính toán cho đồ án này.

Sơ đồ nối dây của phơng án thiết kế:

Hình 4.6- Sơ đồ phơng án thiết kế

Chọn máy biến áp và sơ đồ nối điện chính

Chọn máy biến áp

5.1.1.1 Tính chất hộ tiêu thụ Đối với các hộ tiêu thụ điện loại I để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện thì ở mỗi trạm biến áp ta phải đặt 2 máy biến áp vận hành song song, mỗi máy được nối vào một phân đoạn thanh góp riêng và giữa các phân đoạn này có một máy cắt tự động đóng cắt khi cần thiết Để giảm thiết bị dự trữ cũng như đơn giản trong vận hành, sửa chữa ta đặt 2 máy biến áp giống nhau. Đối với các hộ tiêu thụ loại III ít quan trọng, ta chỉ cần đặt tại mỗi trạm một máy biến áp. Đối với những hộ phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, ta chọn các máy biến áp điều áp dưới tải. Đối với trạm tăng áp của nhà máy, để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện mỗi máy biến áp nối trực tiếp với 1 tổ máy phát do đó ta chọn 6 máy biến áp vận hành song song.

5.1.1.2 Nhiệt đới hóa các máy biến áp

Khi chế tạo máy biến áp ở các quốc gia khác nhau, nhiệt độ có thể khác nhau Do đó, khi đưa máy biến áp về Việt Nam sử dụng, cần phải hiệu chỉnh để phù hợp với nhiệt độ tại đây.

Trong đó : +) Nhiệt độ trung bình ở Việt Nam là 24 0 C, (bt = 24 0 C)

+) Nhiệt độ trung bình ở Liên Xô cũ là 5 0 C ( = 5 0 C)

5.1.1.3 Khả năng quá tải của máy biến áp

Tại các trạm biến áp với hai máy biến áp hoạt động song song, công suất định mức của mỗi máy được lựa chọn sao cho khi một máy gặp sự cố, máy còn lại có thể đáp ứng nhu cầu của phụ tải Máy biến áp có khả năng quá tải cho phép lên đến 40% trong thời gian tối đa 6 giờ mỗi ngày và 5 đêm liên tiếp Hệ số kqtsc được xác định là 1,4.

5.1.1.4 Dựa vào công suất và điện áp của phụ tải

Theo thiết kế, điện áp danh định ở phía thứ cấp là 22kV, trong khi phía sơ cấp được chọn là 110kV Do đó, chúng ta sẽ sử dụng máy biến áp ba pha với hai dây quấn.

- Đối với trạm biến áp có 2 máy biến áp :

Lựa chọn công suất của MBA theo điều kiện thỏa mãn công thức sau :

+) SđmB : là công suất định mức của MBA;

+) Smaxi : là công suất cực đại của phụ tải ở trạm thứ i;

+) n : là số lượng các máy biến áp vận hành song song, ( n =2)

KQTS có nghĩa là hệ số quá tải sự cố, với giá trị kqtsc = 1,4 Hệ số này cho phép máy biến áp (MBA) hoạt động trong tình trạng quá tải trong vòng 5 ngày đêm, với thời gian tối đa mỗi ngày là 6 giờ.

+) khc : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, (đã tính được khc = 0,81)

Thay các giá trị vào biểu thức (5-2) ta có:

- Đối với hộ tiêu thụ loại 3:

Ta phải đảm bảo cung cấp điện bình thường : SđmB ≥ hc i max k

Khi lựa chọn nguồn nhà máy, cần chọn công suất MBA đảm bảo cung cấp đủ công suất cho nhà máy hoạt động ở mức tối đa 100% công suất của tổ máy.

SđmB ≥ SF 1tổ máy (5-4) với SF 1tổ máy - là công suất phát của 1 tổ máy lúc lớn nhất.

5.1.1.5 Căn cứ vào vị trí của phụ tải

5.1.2 Tính toán chọn máy biến áp cho từng trạm

5.1.2.1 Chọn máy biến áp cho các trạm tăng áp của nhà máy điện

Các nhà máy điện cung cấp toàn bộ công suất vào mạng điện áp 110kV, ngoại trừ công suất tự dùng Do đó, các máy biến áp được kết nối theo sơ đồ khối giữa máy phát điện và máy biến áp Công suất của mỗi máy biến áp được xác định bằng công thức: SđmB ≥ SđmF – Std.

+) SđmB : là công suất định mức của MBA;

+) SđmF : công suất định mức của các máy phát điện

+) Std : công suất tự dùng

Nhà máy điện có 6 tổ máy (650 MW), cosF = 0,85 ; UđmF = 10,5kV, ta có : Công suất định mức của mỗi máy phát điện là:

 Công suất định mức của mỗi máy biến áp được chọn theo điều kiện:

Vậy ta chọn 6 máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây có công suất định mức là:

Tra bảng 16 - trang 213( sách Mạng lưới điện- Nguyễn Văn Đạm- NXB KH& KT) chọn máy biến áp có TDH- 63000/110 có các thông số kỹ thuật như sau:

Bảng 5.1: Các thông số của máy biến áp tăng áp

Uđm (kV) Tổn thất (kW)

5.1.2.2 Chọn máy biến áp trong các trạm hạ áp

Dựa vào các nguyên tắc trên, ta chọn MBA cho các phụ tải như sau :

+ Trạm biến áp số 1 : cung cấp cho phụ tải số 1.

Công suất lớn nhất của phụ tải 1 là : S P 39 , 13 MVA

Dung lượng MBA chọn phải thỏa mãn điều kiện (5-2), vì phụ tải loại I nên trạm biến áp ta chọn 2 MBA vận hành song song, ta có:

Vậy TBA số 1 ta chọn 2 MBA có công suất SđmB = 40 MVA

Tra bảng 16 (trang 213- sách Mạng lưới điện - NXB KH & KT) chọn MBA có ký hiệu TPDH 40000/110.

+) Trạm biến áp số 2 : cung cấp cho phụ tải số 2.

Dung lượng MBA chọn phải thỏa mãn điều kiện (5-2), vì phụ tải loại I nên trạm biến áp ta chọn 1 MBA vận hành song song, ta có:

= 1 44 , 134 , 44  39 , 19 MVA Vậy TBA số 2 ta chọn 2 MBA có công suất SđmB = 40 MVA

Tra bảng 16 (trang 213- sách Mạng lưới điện - NXB KH & KT) chọn MBA có ký hiệu TPDH 40000/110.

+) Trạm biến áp số 3 : cung cấp cho phụ tải số 3.

 Dung lượng MBA chọn phải thỏa mãn điều kiện (5-2), vì phụ tải loại III nên trạm biến áp ta chọn 1 MBA vận hành, ta có:

Vậy TBA số 3 ta chọn 1 MBA có công suất SđmB = 63 MVA

Tra bảng 16 (trang 213- sách Mạng lưới điện - NXB KH & KT) chọn MBA có ký hiệu TDH 63000/110.

Các trạm còn lại ta tính toán tương tự, kết quả tính ghi trong bảng 5.2.

Bảng 5.2: Bảng tính toán số lượng và loại máy biến áp trong các trạm hạ á p. Trạm phụ tải

(MVA) SđmB (MVA) Số MBA trong trạm

Các tham số của máy biến áp đã chọn trong trạm hạ áp đợc cho trong bảng 5.3.

Bảng 5.3 : Các thông số của máy biến áp hạ áp.

Loại MBA (MVA) Điện áp

Chọn sơ đồ nối điện

Sơ đồ nối điện cần đảm bảo cung cấp điện an toàn, tin cậy và linh hoạt trong vận hành Đồng thời, sơ đồ phải được thiết kế đơn giản, dễ thao tác và tiết kiệm thiết bị.

5.2.1 Sơ đồ nối điện của trạm nguồn cung cấp

Trạm nguồn đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện của khu vực, đảm bảo cung cấp điện liên tục và ổn định cho các phụ tải Toàn bộ công suất phát của nhà máy điện, trừ công suất tự dùng, được truyền tải lên lưới cao áp, do đó cần lựa chọn máy biến áp tăng áp theo sơ đồ khối Để thực hiện điều này, chúng ta sử dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp với thanh góp vòng và máy cắt liên lạc (MCLL).

Hình 5.1 – Sơ đồ nối điện trạm tăng áp nhà máy NĐ

5.2.2 Sơ đồ trạm 110kV của hệ thống

Trạm 110kV đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện, đảm bảo cung cấp điện liên tục và ổn định cho các phụ tải 6, 7, 8, 9, đồng thời bổ sung công suất thiếu cho nhà máy điện qua phụ tải 6 Để đạt được điều này, chúng ta áp dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp với máy cắt liên lạc, như minh họa trong hình 5.2.

Hình 5.2 – Sơ đồ nối điện hệ thống đến phụ tải

5.2.3 Trạm cuối (các trạm giảm áp tới phụ tải)

Đối với các hộ phụ tải loại I, trạm biến áp được thiết kế với hai nguồn cấp điện và mỗi trạm có hai máy biến áp (MBA) Việc sử dụng sơ đồ cầu nhằm mục đích đảm bảo cung cấp điện liên tục và tin cậy cho hệ thống.

Sơ đồ cầu có đặc điểm là số máy cắt dùng ít hơn số mạch mà tính đảm bảo cung cấp điện vẫn được duy trì

Sơ đồ cầu ngoài với máy cắt đặt phía MBA cho phép hoạt động liên tục của hai đường dây khi sửa chữa hoặc sự cố xảy ra ở một MBA, do chỉ có dao cách ly ở phía đường dây Tuy nhiên, nếu xảy ra sự cố ở một đường dây, một máy biến áp sẽ tạm thời mất điện.

Sơ đồ này chỉ thích hợp với đường dây ngắn l < 70km, khi xác suất đóng cắt đường dây nhỏ hơn xác suất đóng cắt máy biến áp.

Sơ đồ cầu trong với máy cắt đặt về phía đường dây (cầu nối phía MBA) không có máy cắt ở phía cao áp của MBA, mang lại những ưu điểm trái ngược hoàn toàn so với sơ đồ cầu ngoài.

Sơ đồ này thích hợp với đường dây l > 70km, xác suất đóng cắt đường dây lớn hơn xác suất đóng cắt máy biến áp.

Kết hợp các điều kiện đã nêu, ta nhận thấy rằng các trạm 4, 5 và 9 sử dụng sơ đồ máy cắt điện đặt phía máy biến áp (MBA), trong khi đó, các trạm 1, 2 và 7 lại sử dụng sơ đồ máy cắt điện đặt phía đường dây.

SVTH: NGUYễN HOàNG MINH -B - Lớp HTĐ a - H14 - ĐHBK Hà Nội 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN a) b)

Hình 5.3 – Sơ đồ nối điện trạm cuối a) Sơ đồ cầu ngoài; b) Sơ đồ cầu trong

Các hộ phụ tải loại III được cấp điện thông qua các trạm giảm áp chỉ sử dụng một máy biến áp (MBA) Trạm này được thiết kế theo sơ đồ đơn giản, như minh họa trong hình 5.4.

Hình 5.4 – Sơ đồ nối điện trạm cuối cấp điện cho hộ loại III

5.2.4 Trạm trung gian ( Trạm 6) Đây là trạm trung gian rất quan trọng vì ngoài nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải 6, nó còn làm nhiệm vụ liên lạc giữa nhà máy với hệ thống Ta dùng sơ đồ hai hệ thống thanh góp có máy cắt liên lạc như sau:

Hình 5.5 – Sơ đồ nối điện trạm trung gian (trạm phụ tải 6)

5.2.5 Sơ đồ nối dây của toàn hệ thống

N® HT jQ cd5 jQ cc5

S PT7 jQ cc7 jQ cd7 jQ cd8 jQ cc8

Cân bằng chính xác công suất trong các chế độ

Tính điện áp các nút và lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp trong mạng điện

Tính toán các chỉ tiêu kinh tế – Kỹ thuật của mạng điện

Định dạng
Số trang	117
Dung lượng	6,92 MB