BÀI 6: CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN VÀ CÁP ĐIỆN
6.6 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY TRONG MẠNG KÍN
* Phương pháp gần đúng:
- Phân bố công suất theo chiều dài các đoạn trong mạng bằng công thức.
Xác định được điểm phân công suất
Căn cứ vào tính chất của mạng để lựa chọn.
+ Nếu là mạng địa phương các phụ tải gần nhau, chọn cùng tiết diện cho mọi đoạn và lúc ấy lấy U từ nguồn đến điểm phân công suất bằng U
cp .
+ Nếu mạng địa phương nông nghiệp có Tmax nhỏ (2000 3000h/1năm) thì chọn tiết diện ở các đoạn khác nhau theo điều kiện tổng kim loại trong mạng nhỏ nhất.
+ Nếu mạng địa phương công nghiệp có Tmax lớn (4500 6000h/1năm) thì chọn tiết diện ở các đoạn khác nhau theo điều kiện tổn thất điện năng trong mạng nhỏ nhất.
Sau cùng thử lại xem ở điều kiện làm việc bình thường và sự cố nghiêm trọng nhất dây dẫn có đảm bảo hay không.
Ví dụ 6.5: Có mạng kín 35kV cung cấp điện cho 2 phụ tải 1 và 2. mức tổn thất điện áp cho phép lúc bình thường U cp = 4%; lúc sự cố U cp = 12%.
Toàn mạng cùng tiết diện, dùng dây nhôm lõi thép AC. Xác định tiết diện dây dẫn trong mạng
Hình 6.6: ví dụ 6.5 Giải:
Tương tự PA2 = 7,47 MW; QA2 = 6,88 MVAr
S12 = SA1 – S1 = ( 4,53 + j4,12 ) – ( 5 +j4 ) = – 0,47 + j0,12 MVA
→ điểm 1 là điểm phân công suất tác dụng và điểm 2 phân công suất phản kháng.
→ Không biết được điểm 1 hay điểm 2 có điện áp thấp hơn.
Nhưng do công suất đi trên đoạn 1-2 rất bé và chiều dài đoạn 1-2 cũng ngắn, nên có thể xem điện áp 2 điểm đó gần như nhau.
Lấy điểm 2 để tính: U cp = U ' + U "
U cp lúc bình thường: 0,04.35 = 1,4 kV Thành phần:
(giá trị lấy sơ bộ xo = 0,4 /km)
→ U ' = 1,4 – 0,473 = 0,92 kV Tiết diện đoạn A-2 xác định:
Suy ra:
Tra bảng chọn tiết diện chuẩn: AC – 50 có ro = 0,65 /km; xo = 0,43 /km.
Thử lại:
Lúc bình thường:
Umax< Ucp
Trên đoạn 1-2 tải công suất rất bé nhưng cũng phải chọn tiết diện AC – 50 vì khi sự cố trên đó tải công suất lớn.
Khi sự cố đứt đoạn A2 lúc phụ tải lớn nhất:
.
6.7 CÂU HỎI
BÀI 1.
BÀI 2.
BÀI 3.
BÀI 7: TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN KÍN ĐƠN GIẢN
Mục tiêu của bài:
- Nắm được khái niệm mạng điện kín.
- Tính toán được công suất phân bố trong mạng kín đơn giản.
- Xác định được điểm phân công suất, tổn thất điện áp trong mạng điện kín đơn giản.
7.1 KHÁI NIỆM
Mạng điện kín có tính cung cấp điện rất cao, tuy nhiên yêu cầu cao về kinh tế khi thiết kế cũng như vận hành. Do vậy, hiện nay ở Việt nam thì khái niệm về mạng điện kín thường chỉ xét trong các bài toán liên quan đến hệ thống truyền tải điện.
7.2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TRÊN CÁC NHÁNH.
Xét mạng kín đơn giản:
Hình 7.1: mạng kín đơn giản.
Xác định công suất SA1,S12,SB2.
Chiều công suất SA1,SB2 đã biết, giả thiết chiều S12 như hình vẽ.
Độ sụt áp từ A đến B là:
(7.1) Có thể thay dòng điện nhánh I12,IB2 bằng các dòng như :
Thay vào (7.1) ta có :
Nhận xét :
Dòng IA1 gồm 2 thành phần :
- Thành phần phụ thuộc chủ yếu vào phụ tải 1,2 và tổng trở trong mạng.
- Thành phần dòng điện cân bằng chỉ phụ thuộc vào độ lệch điện áp giữa UA
, UB và tổng trở của mạng mà không phụ thuộc vào trị số phụ tải.
Trong mạng điện địa phương thường xem UA=UB.
(7.2) Dể xác định các dòng điện đi từ nguồn ra như sau : lấy tổng các tích dòng điện phụ tải với cánh tay đòn(tính bằng tổng trở ZIb) từ phụ tải tương ứng đến nguồn kia chia cho tổng trở giữa 2 nguồn.
Tương tự :
(7.3) VớiZ1A=Z1 vàZ2A=Z12+Z1
Trong thực tế phụ tải thường cho ở dạng công suất S1=P1 + jQ1 và S2=P2 + jQ2
(7.4)
Tổng quát nếu có mạng kín cung cấp cho n phụ tải từ 2 nguồn thì SA1 xác định :
(7.5)
Sau khi có công suất đi ra từ 2 nguồn A, B là SA1, SA2 tìm được S12 Theo chiều giả thiết: S12 = SA1 – S1
Nếu S12 tính ra có giá trị dương chiều ta đã chọn là đúng và ngược lại. Sau khi xác định được chiều và trị số của S12 ta sẽ xác định được điểm mà tại đó phụ tải nhận công suất từ 2 phía gọi là điểm phân công suất.
Do trị số các phụ tải bao gồm P và Q nên điểm phân công suất trong mạng kín có thể là duy nhất cũng có thể riêng rẽ có nghĩa là điểm phân bố công suất tác dụng và điểm phân bố công suất phản kháng (ký hiệu ).
Chẳng hạn điểm 2 là điểm phân bố công suất chung ta có thể tách thành 2 mạch hở và việc tính toán tiến hành thuận tiện hơn.
Hình 7.2: chiều công suất
Nếu mạng điện đồng nhất: là mạng mà ở các nhánh đều có tỷ số
Ta có:
Hay
(7.6) - Mạng điện cùng tiết diện:
Thường ở mạng kín nếu thiết kế các đoạn cùng tiết diện dây dẫn (r0=const) thì cảm kháng đơn vị chiều dài của các đoạn như nhau x0 = const.
(7.7)
Ví dụ 7.1: Nguồn A cung cấp điện cho 2 phụ tải S1, S2 theo mạng kín 35kV.Toàn bộ các đoạn đường dây cùng tiết diện AC-120. Dây dẫn bố trí toàn mặt phẳng ngang Dtb= 3,5 m. Xác định điểm phân bố công suất của mạng.
.
Hình 7.3: ví dụ 7.1 Giải
Đây là mạng đồng nhất. Xác định PA1 và QA1
QA1=7,6(MVAR) Tương tự:
QA2=7,4(MVAR)
Kiểm tra lại:
Công suất đi trên đoạn 1-2 là:
Như vậy P12 có chiều từ 1 2 còn Q12 có chiều từ 2 1.
Nói cách khác điểm 1 phân bố công suất phản kháng và điểm 2 phân bố công suất tác dụng.
7.3 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG KÍN
Đối với mạng kín cần xác định tổn thất điện áp trong trường hợp bình thường và sự cố.
Hình 7.4: xét mạng kín điểm 2 phân bố công suất
- Trong trường hợp vận hành bình thường cần xác định tổn thất điện áp lớn nhất từ nguồn A đến điểm xa nhất(tức điểm có điện áp thấp nhất).
Các bước thực hiện:
Xác định công suất đi trên các nhánh SA1,S12,SA2. Xác định điểm phân công suất.
Nếu điện áp ở 2 nguồn bằng nhau UA=UB thì bằng tổn thất điện áp từ A đến điểm phân công suất.
Ví dụ 7.2: tính tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng hình 7.4.
Giải:
Lưu ý:
Trong trường hợp điểm phân công suất tác dụng và phản kháng không trùng nhau thì chưa rõ điểm nào điện áp thấp hơn. Lúc đó phải tính tổn thất điện áp đến cả 2 điểm rồi so sánh lấy tổn thất lớn nhất.
Ví dụ 7.3: tính tổn thất điện áp trong mạng trên hình 7.4.
Tra số liệu có:
Vậy điểm 1 có điện áp thấp nhất trong mạng.
Trong trường hợp sự cố(đứt dây trong mạng) có thể lúc này trở thành mạng hở. Phụ tải lớn nhất phải cung cấp từ một nguồn. Lúc đó phải xét sự cố trên đoạn nào nguy hiểm nhất để cho tổn thất điện áp trong mạng kin lớn nhất. Chẳng hạn như ví dụ trên khi đứt đoạn A-1 hoặc đứt đoạn A-2.
Ví dụ 7.4:Xác định Umaxtrong trường hợp sự cố ở mạng ví dụ trên. Khi đứt đoạn A-1:
Hình 7.5a. ví dụ 7.4
Khi đứt đoạn A-2:
Hình 7.5b. ví dụ 7.4.
Từ đó ta thấy đứt đoạn A-1 nguy hiểm hơn.
7.4 CÂU HỎI
BÀI 1.
BÀI 2.