Nội dung

Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu LỜI NÓI ĐẦU Lịch sử loài người đã và đang trải qua nhiều giai đoạn phát triển khác nhau, các thế hệ nối tiếp nhau đổi mới .Trong quá trình phát triển và đi lên, con người đã phát minh ra và sử dụng nhiều năng lượng khác nhau để phục vụ cho nhu cầu tât yếu của mình và cho toàn xã hội.Trong các dạng năng lượng đó điện năng là dạng năng lượng quan trọng nhất và được sử dụng rộng rãi nhất. Bên cạnh những ưu điểm nổi bật như: Dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác (như nhiệt năng , cơ năng , quang năng… vvv.) dễ truyền tải và phân phối…. điện năng còn có những đặc điểm đặc biệt khác với những nguồn năng lượng khác là quá trình sản xuất điện năng là quá trình điện từ nó xảy ra rất nhanh và điện năng thì không tích trữ được vì vậy giữa sản xuất và tiêu thụ cần có sự cân bằng. Ngày nay quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước ta đang diễn ra mạnh mẽ trên mọi lĩnh vực, trong tương lai không xa đất nước ta sẽ trở thành đất nước công nghiệp phát triển.Trong quá trình phát triển đó thì công nghiệp điện lực giữ một vai trò đặc biệt quan trọng vì nó thỏa mãn nhu cầu điện phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt hằng ngày tăng trưởng không ngừng. Vì vậy trong kỳ học này em được giao nhiệm vụ “ Thiết kế mạng điện khu vực cung cấp cho 6 hộ tiêu thụ từ thanh góp cao áp của hệ thông điện” và đó cũng là một trong những nhiệm vụ của các sinh viên học ngành Hệ Thống Điện Trong đồ án này em xin trình bày những nội dung chính sau: 1. Cân bằng công suất trong hệ thống. Xác định dung lượng sơ bộ công suất phản kháng cần bù theo điều kiện cân bằng công suất phản kháng. 2. Dự kiến các phương thức nối dây của mạng điện. so sánh các phương án đã đề ra về mặt kỹ thuật. SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 1 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 3. So sánh kinh tế các phương án thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật.Lập bảng thông kê các chỉ tiêu kinh tế -kỹ thuật. Phân tích xác định các phương án thiết kế tối ưu. 4. Xác định số lượng các máy biến áp trong các tạm biến áp.Vẽ sơ đồ nối dây chi tiết của các mạng ddienj thiết kế. 5. Xác định lượng công suất phản kháng bù kinh tế theo điều kiện phí tổn tính toán hàng năm bé nhất. 6. Tính phân bố chính xác công sất trong toàn mạng điện. Kiểm tra sự cân bằng công suất phản kháng.Tính tổn thất công suất , tổn thất điện năng trong toàn mạng điện. 7. Tính điện áp tại các nút cảu mạng điện, chọn đầu phân áp cho các trạm biến áp giảm áp phù hợp với yêu cầu của các hộ tiêu thụ. 8.Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng thiết kế. Nhận xét các Ưu khuyết điểm của các phương án thiết kế đã chọn. SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 2 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu CHƯƠNG I: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Cân bằng công suất trong hệ thống trước hết phải xem khả năng cung cấp và tiêu thụ trong hệ thống có cân bằng hay không?Sau đó sơ bộ xác định phương thức vận hành cho từng nhà máy trong hệ thống, trong các phạm vi vận hành cực đại ,cực tiểu và sau sự cố. Để hệ thống điện làm việc ổn định ta cần cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng. I. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG: Trong đồ án ta giả thiết : + Nguồn điện đủ cung cấp cho nhu cầu công suất tác dụng + Tổng công suất tự dùng và công suất dự trữ trong hệ thống bằng không Sự cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống được biểu diễn bằng biểu thức: PF Pyc m.Ppt  Pmd  Ptd  Pdt Trong đó: : Tổng công suất phát do các nhà máy phát điện của các nhà máy PF trong hệ thống. Pyc : Tổng công suất yêu cầu m : Hệ số đồng thời( trong đồ án môn học lấy m=1) Ppt : Tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ. Ppt  P1  P2  P3  P4  P5  P6 25  21  23  19  20  22 130 Pmd (MW) tổng tổn thất công suất trên đường dây và máy biến áp Pmd 10%Ppt Pmd 10%Ppt 10% * 130 13 Pdt (MW) : Tổng công suất dự trữ trong hệ thống (thường lấy bằng 10-15% tổng phụ tải của hệ thống) Pdt 10%(Ppt  Pmd ) 10%  (130  13) 14,3 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 3 (MW) Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu : Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống Ptd (Trong phạm vi đồ án chỉ tính toán công suất từ thanh cái tới hộ tiêu thụ nên Ptd 0 ) Vậy cân bằng công suất tác dụng như sau: PF Pyc mPpt  Pmd  Pdt 130  13  14,3 157,3 (MW) II. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Cân bằng công suất tác dụng trước tiên để giữ tần số ổn định, còn để giữ điện áp ổn định phải có sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống. Sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống được biểu diễn bằng biểu thức: QF  Qbu mQ pt  QB  QL  QC  Qtd  Qdt Trong đó: Q F : Tổng công suất phản kháng phát ra trên lưới của các nhà máy điện. Q F PF * tg F Theo đề tài hệ số costb của thanh góp bằng 0,8 Ta có: Cos =0,8  tg =0,75  QF PF * tg F 157,3 * 0,75 117,975 (MWAr) Hệ số đồng thời (lấy m=1) : Tổng công suất phản kháng cực đại do phụ tải yêu cầu. Q pt Q pt PPt * tg Tính toán cho từng phụ tải ta được kết quả: Tham số P (MW) Cos tg Q (MVAr) Hộ I 25 0,8 0,75 18,75 Hộ II 21 0,75 0,882 18,552 Hộ III 23 0,8 0,75 17,25 Hộ IV 19 0,8 0,75 14,25 Hộ V 20 0,75 0,882 17,64 Hộ VI 22 0,8 0,75 16,5 Vậy tổng công suất phản kháng do các hộ phủ tải là: Q pt =102,912 Q L : QC (MVAr) Tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây : Tổng tổn thất công suất do điện dung của các đường dây sinh ra SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 4 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu (trong khi tính sơ bộ ta giả thiết Qdt : Tổng công suất phản kháng dự trữ Ta chọn Qtd QL QC  Q L  QC 0 ) Qdt (5 10%)Q pt (MVAr) Qdt 10%Q pt 10% *102,912 10,29 : Tổng công suất phản kháng tự dùng (do chỉ tính từ thanh góp co áp của hệ thống nên Q B : Qtd =0) Tổng tổn thất công suất phản kháng trên máy biến áp Q B (15 20)%Q pt Ta chọn Q B 15%Q pt 15% * 102,912 15,43 (MVAr) Thay kết quả ta đã tính được vào phương trình cân bằng công suất phản kháng Q F  Qbu mQ pt  QB  Q L  QC  Qtd  Qdt Ta có:  Qbu mQ pt  QB  (Q L  QC )  Qtd  Qdt  QF  Qbu 10,912  19,5  0  0  10,29  117 ,975 14.727 Như vậy công suất phản kháng tiến hành bù sơ bộ là 14,727 (MVAr). Trong khi bù ta thực hiện theo nguyên tắc: bù ưu tiên cho các phụ tải ở xa ,cosC thấp và bù đến cos’=0,9÷0,95. Theo tiêu chí trên ta ưu tiên bù cho Hộ V có cos=0,75 và ở xa nguồn. Giả sử sau khi bù hệ số công suất của Hộ V là: cos’=0,9  tg’=0,484 QbuV=PV*(tgV – tgV’) =20*(0,882-0,484)=7.96 (MVAr) Vì QbuV =7,96 Qbu -QbuV= 14,727-7,96=6.767 nên ta chỉ bù được tối đa cho Hộ II với QbuII =6,76 (MVAr) '  tg II  Q II  QbuII 18,552  6,76  0,56 PII 21  cos’=0,87< 0,95 . Thỏa mãn yêu cầu Lập bảng phụ tải sau khi bù sơ bộ: Phụ tải P Hộ I (MW) 25 Q cos (MVAr) 18,75 0,8 SVTH: Hoàng Văn Quyến Qbu Q-Qbu S co’ (MVAr) (MVAr) (MVA) 0 18,75 31,25 0.8 Trang 5 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện Hộ II Hộ III Hộ IV Hộ V Hộ VI 21 23 19 20 22 GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 18,552 17.25 14,25 17,64 16,5 0,75 0,8 0,8 0,75 0,8 6,767 0 0 7.96 0 11,785 17.25 14,25 9,68 16,5 28 28,75 23,75 26,67 27.5 0,87 0,8 0,8 0,9 0,8 Chương II: CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ MẶT KỸ THUẬT – KINH TẾ Nguyên tắc chủ yếu nhất của thiết kế mạng là cung cấp điện kinh tế và đảm bảo ổn định an toàn. Mục đích của thiết kế mạng là tìm ra phương án phù hợp nhất thỏa mãn yêu cầu đó. Việc đầu tiên cần làm là lựa chọn sơ đồ nối dây của mạng dựa trên những cân nhắc kỹ về nhiều yếu tố. Phụ ải lớn hay nhỏ ,vị trí của tải ,mức độ yêu cầu, đặc điểm và khả năng cấp điện, các điều kiện về địa chất địa hình,tổ chức quản lý. Sau khi vạch ra được phương án nối dây, để tiến hành so sánh về mặt kỹ thuật ta cần tính toán các nội dung sau: + Lựa chọn định mức của mạng + Tính toán đường dây dự phòng đối với hộ loại 2 + Cuối cùng dựa trên các tiêu chuẩn để phân tích và lựa chọn: -Tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường và lúc sự cố nguy hiểm - Kiểm tra phát nóng của dây lúc sự cố năng nề nhất Isc < Icp - Kiểm tra điện vầng quang: Tiết điện dây dẫn phải lớn hơn tiết diện dây cho phép để tránh tổn thất vầng quang. Với đường dây có U=110KV thì F min=70 mm 2 I.DỰ KIẾN PHƯƠNG ÁN: PHƯƠNG ÁN I: SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 6 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 1 2 6 3 4 5 PHƯƠNG ÁN II: 1 2 6 3 4 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 7 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 5 PHƯƠNG ÁN III: 1 2 6 3 4 5 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 8 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu II. XÉT CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT 1.Phương án I: 1.1/ Sơ đồ nối dây và các thông số của phương án. * Sơ đồ nối dây: 1 2 6 3 4 5 *Thông số kỹ thuật của phương án: Từ bản đồ vị trí nhà máy điện và các hộ phụ tải cùng với bảng số liệu của đồ án ta có bảng tính sau: Đoạn ĐD Pmax (MW) Qmax(MVAr) L (Km) N-1 25 18,75 58,3 SVTH: Hoàng Văn Quyến N-2 21 18,552 70,71 N-3 23 17,25 64 Trang 9 N-4 19 14,25 67 N-5 20 17,64 80,622 N-6 22 16,5 67 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 1.2/ Chọn điện áp định mức của mạng Điện áp định mức của hệ thống được tính theo công thức kinh nghiệm Still: U i 4,34  l i  16 Pi (Kv) li :Chiều dài của đoạn thứ i pi : Công suất tác dụng của đoạn thứ i Áp dụng công thức ta có: UN1 = 92,9 (kV) UN2 = 87,5 (kV) UN3 = 90,2 (kV) UN4 = 83,6 (kV) UN5 = 86,7 (kV) UN^ = 88,8 (kV) Vì 70< Ui<160 nên ta lấy chọn điện áp danh định ( định mức) của lưới là U đm =110 (KV) 1.3/ Chọn tiết diện dây dẫn trên các đoạn đường dây. - Dự kiến chung là dây AC (dây nhôm lõi thép) - Thiết kế mạng khu vực ta chọn dây dẫn băng phương pháp theo điều kiện mật độ kinh tế của dòng điện. Tra bảng B.44 trong giáo trình “Mạng và hệ thống điện” ta thấy ứng với dây AC có Tmax = 4500h thì mật độ kinh tế của dòng là: Jkt = 1,1 (A/mm2) Tiết diện dây dẫn được chọn theo công thức: F=I/Jkt (mm2) SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 10 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu Trong đó I là dòng điện làm việc trên một mạch điện của đường dây tính theo công thức: I  P2  Q2 n  3 U đm (A) 10 3 P: Công suất tác dụng trên đương dây MW Q: Công suất phản kháng trên dường dây MVAr n : Số mạch Uđm : Điện áp định mức của mạng điện *TÍNH TOÁN CHI TIẾT CHO TỪNG ĐOẠN * Xét đoạn N-1: I N1  FN 1  25 2  18,75 2 2  3 110 10 3 82 (A) I N 1 82  74,55 J kt 1,1 (mm2) Từ đó ta chọn Ftc = 95 Tương ứng với dây AC-95 Có dòng điện tối đa cho phép là Icp = 335 (A) Mặt khác ta thấy sự cố nặng nề nhất là đứt một mạch của đoạn đường dây nối trực tiếp với nguồn,ở đây đoạn N-1 khi có dòng điện làm việc trên mạch còn lại là Isc =2*IN1=2* 82=164 (A) < 335 (A) tức là thỏa mãn điều kiện phát nóng. Vậy tiết diện dây ta chọn là hợp lý. *Xét đoạn N-2 IN 2  FN 2  212  18,5522 103 73.5 (A) 2  3 110 I N 2 73,5  66,82 J kt 1,1 Isc = 273,5=147 (mm2) (A) Chọn Ftc = 70 mm2 tương ứng với dây AC70 có dòng điện tối đa cho phép là Icp=275 A >Isc=147A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 11 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu *Xét đoạn N-3 IN3  FN 3  232  17, 252 103 74, 45 (A) 2  3 110 I N 3 75, 45  68, 6 J kt 1,1 Isc = 274,45=148,9 (mm2) (A) Chọn Ftc = 70 mm2 tương ứng với dây AC70 có dòng điện tối đa cho phép là Icp=275 A >Isc=148,9A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý *Xét đoạn N-4 IN 4  FN 4  192  14, 252 103 62,33 (A) 2  3 110 I N 4 75, 45  56, 6 (mm2) J kt 1,1 Isc = 262,33=124,66 (A) Chọn Ftc = 70 mm2 tương ứng với dây AC70 có dòng điện tối đa cho phép là Icp=275 A >Isc=124,66 A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý *Xét đoạn N-5 IN5  FN 5  202  17, 642 103 140 (A) 3 110 I N 5 140  127, 2 (mm2) J kt 1,1 Chọn Ftc = 150 mm2 tương ứng với dây AC150 có dòng điện tối đa cho phép là Icp=445A >IN5=140 A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý *Xét đoạn N-6 IN6 222  16,52  103 72,17 (A) 2  3 110 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 12 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện FN 6  GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu I N 6 72,17  65, 6 (mm2) J kt 1,1 Isc = 272,17=144,34 Chọn Ftc = 70 mm2 tương ứng với dây AC70 có dòng điện tối đa cho phép là Icp=275 A >Isc=144,34 A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý Từ các tiêt diện Fi vừa chọn được ta tra bảng B.6 trong giáo trình “Mạng và hệ thống điện” và lập được số liệu của phương án I như sau: ĐD L km Ftt Ftc S r0 x0 mm2 mm2 MVA Ω/km Ω/km b0 R X B/2 S. Ω Ω S.10-4 10  6 N-1 58,3 74,55 N-2 70,71 66,82 N-3 64 68,6 N-4 67 56,1 N-5 80,622 127,2 N-6 67 65,6 95 70 70 70 150 70 31,25 28 28,75 23,75 26,67 27.5 0,33 0,46 0,46 0,46 0,21 0,46 0,429 0,44 0,44 0,44 0,423 0,44 2,65 2,58 2,58 2,58 2,69 2,58 9,6 12,5 16,26 15,55 14,72 14,1 15,4 14,74 16,9 34,1 15,4 14,74 1,5 1,82 1,65 1,72 2,16 1,72 1.4/ tính toán tổn thất điện áp trong các chế độ vận hành bình thường và khi sự cố nặng nề nhất. * Tổn thất điện áp được tính theo công thức sau: U %  Pi Ri  Qi X i (%) U 2 đm Trong đó: Pi ; Qi : Công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường dây Ri;Xi : Điện trở và điện kháng của đường dây Các chỉ tiêu kỹ thuật cho phép: U % max bt 10 15% U % max bt 15 20% SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 13 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu *Đoạn N-1: U % N 1bt  PN 1 RN 1  QN 1 X N 1 25 13,4  18,75 12,82  4,75% 2 U 2 đm 110 Sự cố nặng nề nhất là đứt một mạch trên đoạn N-1 khi đó: U % N 1sc 2U N 1bt 2 4,7 9,5% *Đoạn N-2: U % N 2bt  PN 2 RN 2  QN 2 X N 2 21 16,26  18,552 15,55  5,2% 2 U 2 đm 110 Khi sự cố đứt một dây trên đoạn N-2 U % N 2 sc 2U N 2bt 2 5,16 10, 4% *Đoạn N-3: U % N 3bt  PN 3 RN 3  QN 3 X N 3 23 14,72  17,25 14,1  4,8% 2 U 2 đm 110 Khi sự cố đứt một dây trên đoạn N-3: U % N 3 sc 2U N 3bt 2 4,75 9,6% *Đoạn N-4: U % N 4bt  PN 4 RN 4  QN 4 X N 4 19 21,77  14, 25 14,74  5,15% 2 U 2 đm 110 Sự cố nặng nề nhất là đứt một mạch trên đoạn N-4 khi đó: U % N 4 sc 2U N 4bt 2 5,15 10,3% *Đoạn N-5: U % N 5bt  PN 5 RN 5  QN 5 X N 5 20 16,9  17 34,1  7,6% 2 U 2 đm 110 Sự cố nặng nề nhất chính là ngắn mạch trên N-5. Đoạn N-6: U % N 6bt  PN 6 RN 6  QN 6 X N 6 22 15, 4  16,5 14,74  4,81% 2 U 2 đm 110 Sự cố nặng nề nhất là đứt một mạch trên đoạn N-6 khi đó: U % N 6 sc 2U N 6bt 2 4,77 9,62% 1.5 Tổng kết phương án I: SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 14 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu U % N max bt 5,2%  15% U % N max sc 10,4%  20% Kết luận: - Thỏa mãn yêu cầu về mặt kỹ thuật của phương án. - Khả năng mở rộng phụ tải cao. - Sự cố các mạch không ảnh hưởng đến nhau. 2.Phương án II: 2.1. Sơ đồ nối dây và các thông số của phương án. * Sơ đồ nối dây: 1 N 2 6 3 4 5 *Thông số của phương án: Đoạn ĐD Pmax (MW) Qmax (MVAr) L (Km) N-1 46 37,3 58,3 N-3 43 34,89 64 N-6 41 30,75 67 N1-2 25 18,552 129 N3-5 23 17,64 144,622 N6-4 22 15,25 131 2.2.Chọn điện áp định mức của mạng. SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 15 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu Tính toán tương tự như phương án I ta cũng chọn điện áp định mức của mạng Uđm=110 kV. 2.3.Xác định tiết diện của dây trên các đoạn đường dây. * Xét đoạn N-1: I N1  462  37,32 103 155,4 2  3 110 FN 1  I N 1 155,4  141, 28 J kt 1,1 (A) (mm2) Từ đó ta chọn Ftc = 150 Tương ứng với dây AC-150. Có dòng điện tối đa cho phép là Icp = 445 (A) Mặt khác ta thấy sự cố nặng nề nhất là đứt một mạch của đoạn đường dây nối trực tiếp với nguồn,ở đây đoạn N-1 khi có dòng điện làm việc trên mạch còn lại là Isc =2*IN1=2* 155,4=310,8 (A) < 445 (A) tức là thỏa mãn điều kiện phát nóng. Vậy tiết diện dây ta chọn là hợp lý. *Xét đoạn N-3 IN3  FN 3  432  34,892 103 145,3 (A) 2  3 110 I N 3 145,3  132,1 J kt 1,1 Isc = 2145,3=290,6 (mm2) (A) Chọn Ftc = 150 mm2 tương ứng với dây AC-150.Có dòng điện tối đa cho phép là Icp=445 A >Isc=290,6A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý *Xét đoạn N-6 IN6  FN 6  412  30,752 103 134,5 (A) 2  3 110 I N 6 134.5  122,2 J kt 1,1 SVTH: Hoàng Văn Quyến (mm2) Trang 16 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện Isc = 2134,5=269 GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu (A) Chọn Ftc = 120 mm2 tương ứng với dây AC-120.Có dòng điện tối đa cho phép là Icp=360 A >Isc=269 (A)  tiết diện dây đã chọn là hợp lý *Xét đoạn N1-2 I N 1 2  252  18,552 103 81,7 (A) 2  3 110 FN 1 2  I N 1 2 81,7  74,2 (mm2) J kt 1,1 Isc = 281,7=163,4 (A) Chọn Ftc = 95 mm2 tương ứng với dây AC-95. Có dòng điện tối đa cho phép là Icp=335 A >Isc=163,4 A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý *Xét đoạn N3-5 I N 3 5  FN 3  5  232  17,642 103 152,1 (A) 3 110 I N 3 5 152,1  138,3 (mm2) J kt 1,1 Isc = 2152,1=304,2 (A) Chọn Ftc = 150 mm2 tương ứng với dây AC150 có dòng điện tối đa cho phép là Icp=445 A >IN3-5=304,2 A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý *Xét đoạn N6-4 I N 6 4  FN 6  4  222  15, 252 103 70,25 (A) 2  3 110 I N 6  4 70,25  63,8 (mm2) J kt 1,1 Isc = 270,25=140,5 (A) SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 17 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu Chọn Ftc = 70 mm2 tương ứng với dây AC-70. có dòng điện tối đa cho phép là Icp=275 A >Isc=140,5 A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý Từ các tiêt diện Fi vừa chọn được ta tra bảng B.6 trong giáo trình “Mạng và hệ thống điện” và lập được số liệu của phương án I như sau: ĐD L Ftt Ftc S r0 (Km) mm 2 mm 2 MVA Ω/ x0 b0 Ω/km S.10 R X Ω Ω km 0,21 0,416 2,74 6.1 12,06 13,31 6 N-1 58 141,28 150 59,2 N-3 64 132,1 150 55,37 0,21 0,416 2,74 6,72 N-6 76 122,2 120 51,25 0,27 0,423 2,69 10,26 16 N1-2 129 74,2 95 31.13 0,33 0,429 2,65 21,28 27,67 N3-5 144,6 138,3 150 29,98 0,21 0,416 2,74 15,18 30 N6-4 22 131 70 26,77 0,46 0,44 30,13 28,82 63,8 2,58 2.4.Tính toán tổn thất điện áp trong các chế độ vận hành bình thường và khi sự cố nằng nề nhất. Tính toán tương tự phương án I ta có:  trên đoạn N-1 U % N 1bt  PN 1 RN 1  QN 1 X N 1 46 6,1  37,3 12, 06  6% 2 U 2 đm 110 U N 1sc % 2U N 1sc % 12%  Trên đoạn N-3: SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 18 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện U % N 3bt  GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu PN 3 RN 3  QN 3 X N 3 43 6, 72  34,89 13,31  6, 2% 2 U 2 đm 110 U N 3sc % 2U N 3 sc % 12, 4%  Trên đoạn N-6: U % N 6bt  PN 6 RN 6  QN 6 X N 6 41 10, 26  30,75 16  7,54% 2 U 2 đm 110 U Ns 6 c % 2U N 6 sc % 15, 08%  Trên đoạn N1-2: U % N 1 2bt %  PN 1 2 RN 1 2  QN 1 2 X N 1 2 25 21, 28  18,552 27, 67  8, 6% 2 U 2 đm 110 U N 1 2 sc % 2U N 1 2tb % 17, 2%  Trên đoạn N3-5: U % N 3 5bt %  PN 3 5 RN 3 5  QN 3 5 X N 3 5 23 15,18  17, 64 30  7, 25% 2 U 2 đm 110  Trên đoạn N6-4:  U % N 6 4bt %  PN 6 4 RN 6 4  QN 6 4 X N 6 4 22 30,13  15, 25 28,82  9,1% 2 U 2 đm 110 U N 6 4 sc % 2U N 6  4tb % 18, 2% Tổng kết phương án II: U % N max bt 9,1%  15% U % N max sc 18, 2%  20% Kết Luận: Phương án II thỏa mãn yêu cầu về mặt kĩ thuật. 3.Phương án III: 3.1.Sơ đồ nối dây và các thông số của phương án * Sơ đồ nối dây: 1 N 2 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 19 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 6 3 4 5 Trong phương án này có một mạch vòng qua Hộ 4 và Hộ 6.  Giả sử mạng điện kín đồng nhất và các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện. Việc xác định phân bố công suất trên các đoạn đường dây trong mạng được tính theo chiều dài giống như một mạng hở có 2 nguồn cung cấp giống nhau theo chiều dài đường dây. N 6 4 S6’ N1 67 km S ’4 6 42,43km 22+ j14,25 4 67km N2 19+j16,5 Công suất chạy trên đoạn dây N1-6 S N 1 6 '  S6' (l64  lN 2  4 )  S 4' .lN 2  4  (22  j14,25) (42, 43  67)   (19  j16,5) 67  20,86  j15,1 lN 1 6  l64  lN 2  4 67  42,43  67 Công suất trên đường dây N2-4 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 20 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện S N 2  4'  GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu S4' (l64  l N 1 6 )  S6' .lN 1 6  (19  j16,5) (42, 43  67)   (22  j14, 25) 67  20,14  j15,64 l N 1 6  l64  l N 2  4 67  42,43  67 MVA Công suất chạy trên đoạn dây 6-4 S6;  4 S N' 2  4  S4' (20,14  j15,64)  (19  j16,5) 1.14  j 0,86 MVA Vậy điểm 4 là điểm phân công suất toàn phần. *Thông số kỹ thuật của phương án: Đoạn ĐD Pmax(MW) Qmax(MVAr) L(km) N-1 46 37,3 58,3 N-3 43 34,89 64 N-4 19 14,25 67 N-6 22 16,5 67 N1-2 25 18,552 129 N3-5 23 17,64 144,622 N6-4 1,14 0,86 42,43 3.2.Chọn điện áp định mức của mạng. Tính toán tương tự như phương án I ta cũng chọn điện áp định mức của mạng Uđm=110Kv 3.3 Xác định tiêt diện dây dẫn trên các đoạn đường dây. * Xét đoạn N-1: I N1  462  37,32 103 155,4 2  3 110 FN 1  I N 1 155,4  141, 28 J kt 1,1 (A) (mm2) Từ đó ta chọn Ftc = 150 Tương ứng với dây AC-150. Có dòng điện tối đa cho phép là Icp = 445 (A) Mặt khác ta thấy sự cố nặng nề nhất là đứt một mạch của đoạn đường dây nối trực tiếp với nguồn,ở đây đoạn N-1 khi có dòng điện làm việc trên mạch còn lại là Isc =2*IN1=2* 155,4=310,8 (A) < 445 (A) tức là thỏa mãn điều kiện phát nóng. Vậy tiết diện dây ta chọn là hợp lý. *Xét đoạn N-3 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 21 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện IN3  FN 3  GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 432  34,892 103 145,3 (A) 2  3 110 I N 3 145,3  132,1 J kt 1,1 Isc = 2145,3=290,6 (mm2) (A) Chọn Ftc = 150 mm2 tương ứng với dây AC-150.Có dòng điện tối đa cho phép là Icp=445 A >Isc=290,6A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý *Xét đoạn N-6 222  16,52 103 144,33 (A) 3 110 IN6  FN 6  I N 6 144,3  131, 2 J kt 1,1 (mm2) Chọn Ftc = 150 mm2 tương ứng với dây AC-150.Có dòng điện tối đa cho phép là Icp=445 A >Isc=144,33 (A)  tiết diện dây đã chọn là hợp lý *Xét đoạn N4 192  14, 252 103 124,6 (A) 3 110 IN 4  FN 4  I N 4 124,6  113,3 (mm2) J kt 1,1 Chọn Ftc = 120 mm2 tương ứng với dây AC-120. Có dòng điện tối đa cho phép là Icp=360 A >Isc=124,6 A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý *Xét đoạn N1-2 I N 1 2  FN 1 2  252  18,5522 103 81,7 (A) 2  3 110 I N 1 2 81,7  74,3 (mm2) J kt 1,1 Isc = 281,7=163,4 SVTH: Hoàng Văn Quyến (A) Trang 22 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu Chọn Ftc = 95 mm2 tương ứng với dây AC-95. Có dòng điện tối đa cho phép là Icp=335 A >IN3-5=163,4 A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý *Xét đoạn N3-5 232  17,642 103 152,1 (A) 3 110 I N 3 5  FN 3  5  I N 3 5 152,1  138,3 (mm2) J kt 1,1 Isc = 2152,1=304,2 (A) Chọn Ftc = 150 mm2 tương ứng với dây AC150 có dòng điện tối đa cho phép là Icp=445 A >IN3-5=304,2 A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý *Xét đoạn N6-4 I N 6 4  FN 6  4  1,142  0,862 103 7,5 (A) 3 110 I N 6  4 7,5  6,8 (mm2) J kt 1,1 Isc = 27,5=15 (A) Chọn Ftc = 70 mm2 tương ứng với dây AC-70. có dòng điện tối đa cho phép là Icp=275 A >Isc=15 A  tiết diện dây đã chọn là hợp lý Từ các tiêt diện Fi vừa chọn được ta tra bảng B.6 trong giáo trình “Mạng và hệ thống điện” và lập được số liệu của phương án I như sau: ĐD L Ftt Ftc S r0 (Km) mm 2 mm 2 MVA Ω/km Ω/km S.1 N-1 58,3 141,28 150 59,2 N-3 64 132,1 55,37 0,21 SVTH: Hoàng Văn Quyến 150 0,21 Trang 23 x0 b0 R X Ω Ω 0 6 0,416 2,74 6,1 12,06 0,416 2,74 6,27 13,11 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu N-4 67 113,3 120 23,75 0,27 0,423 2,69 18,1 28,3 N-6 67 131,2 150 27,5 0,416 2,74 14 27,87 74,3 95 31.13 0,33 0,429 2,65 21,28 21,28 N3-5 144,62 138,3 150 28,98 0,21 0,416 2,74 15,18 15,18 2 N6-4 42,43 70 1,43 0,44 N1-2 129 6,8 0,21 0,46 2,58 19,5 18,67 3.4. Tính toán tổn thất điện áp trong các ché độ vận hành bình thường và sự cố nặng nề nhất. Tính toán tương tự như phương án I ta có:  trên đoạn N-1 U % N 1bt  PN 1 RN 1  QN 1 X N 1 46 6,1  37,3 12, 06  6% 2 U 2 đm 110 U N 1sc % 2U N 1sc % 12%  Trên đoạn N-3: U % N 3bt  PN 3 RN 3  QN 3 X N 3 43 6, 72  34,89 13,31  6, 2% 2 U 2 đm 110 U N 3sc % 2U N 3 sc % 12, 4%  Trên đoạn N-6: U % N 6bt  PN 6 RN 6  QN 6 X N 6 41 10, 26  30,75 16  7,54% 2 U 2 đm 110 U Ns 6 c % 2U N 6 sc % 15, 08%  Trên đoạn N1-2: U % N 1 2bt %  PN 1 2 RN 1 2  QN 1 2 X N 1 2 25 21, 28  18,552 27, 67  8, 6% 2 U 2 đm 110 U N 1 2 sc % 2U N 1 2tb % 17, 2%  Trên đoạn N3-5: SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 24 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện U % N 3 5bt %  GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu PN 3 5 RN 3 5  QN 3 5 X N 3 5 23 15,18  17, 64 30  7, 25% 2 U 2 đm 110  Trên đoạn N6-4:  U % N 6  4bt %  PN 6  4 RN 6  4  QN 6  4 X N 6  4 41 19,5  30,75 18,67  11.35% 2 U 2 đm 110 3.5.Tổng kết phương án III: Phương án thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật Kết luận: - Như vậy tất cả các phương án trên đều đạt yêu cầu về mặt kỹ thuật vậy nên ta tiến hành so sánh kinh tế các phương án để chọn phương án tối ưu. III.SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KINH TẾ: Việc quyết định lựa chọn phương án thiết kế cấp điện nào cũng phải dựa trên cơ sở so sánh về mặt kỹ thuật và kinh tế. Trong phần trên ta đã so sánh về mặt kỹ thuật và tất cả các phương án đưa ra dều đạt chỉ tiêu kỹ thuật.Mục này ta so sánh các phương án về mặt kinh tế để lựa chọn phươn án tối ưu. Khi tính toán về mặt kinh tế giữa các phương án ta có các giả thiết sau: - Số lương MBA bằng nhau - Số lượng máy cắt bằng nhau - Số lượng dao cách ly bằng nhau Ta tiến hành so sánh về mặt kinh tế nhờ tính toán chi phí hàng năm Z tìm Z min để ta đưa phương án hợp lý nhất. Hàm chi phí Z tính theo công thức: Z (a vh  atc ) K d  A C Trong đó: SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 25 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu K: Vốn đầu tư của mạng điện. Do yêu cầu không cần tính toán chi tiết mà chỉ tính vốn đầu tư xây dựng đường dây. Đường dây kép lấy bằng 1,8 lần đường dây đơn. Với đường dây đơn : Kđ = K0.l Với đường dây kép : Kk = 1,8.K0.l K0 : Giá thành 1km đường dây. L : chiều dài đường dây avh: Hệ số vận hành được tính cho phần khấu hao, tu sữa thường kỳ và phục hồi. Đối với các mạng điện dùng cột bê tông lấy avh = 0,07. atc: Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư theo tiêu chuẩn nhà nước ta là từ 58 tuỳ vào từng công trình ở đây ta chọn Ttc = 8 năm. a tc  1 1  0,125 Ttc 8 A: Tổn thất điện năng hàng năm.  P2  Q2 A P.  2  U  .R.  Với R :điện trở của dây dẫn. Với: : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất. P: Tổng tổn thất công suất tác dụng cực đại của mạng trong năm. Có thể xác định  của mạng điện như sau :  = (0.124 + Tmax .10-4 )2.8760 (h) Theo giả thiết : Tmax = 4500 (h) nên:  = (0.124 + 4500.10-4 )2.8760 = 2886 (h) + C : Giá thành 1 KWh điện năng tổn thất: C = 500 đ/KWh =0,5 đ/MWh + Tính khối lượng kim loại màu sử dụng của các phương án : - Đối với đường dây đơn : M = 3m0.L (Kg) - đối với đường dây kép : M = 6m0.L (Kg) với : m0 : Trọng lượng tính toán cho 1km đường dây. L : chiều dài đường dây. Bảng 3.1 Giá thành và khối lượng tính cho 1Km đường dây Mã hiệu dây Koi (.106 đồng/Km) mo (Kg/Km) SVTH: Hoàng Văn Quyến AC70 168 AC95 224 AC120 280 AC150 336 275 386 492 617 Trang 26 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 1. PHƯƠNG ÁN 1. 1/Vốn đầu tư của mạng điện. + Tính K: K = Kđ +Kk Với : Kđ = Ko.L = 80,622x336=27088,9x10^6(đ) Kk =1,8.Ko .L = (23611,5 + 21382,7 + 19353,6 + 20260,8 + 20260,8)x10^6 =104869,4x10^6(đ) Vậy K =131958,3x10^6(đ) 2.Tính tổn thất điện năng : P  P2  Q2 .r0 .l n.U 2 252  18,752 PN 1  0,33 58,3 0,776(MW ) 2.1102 PN 2  212  18,5522 0, 46 70,71 1,055( MW ) 2.1102 PN 3  232  17,52 0, 46 64 1,016( MW ) 2.1102 192  14,242 PN 4  0, 46 67 0,718(MW ) 2.1102 PN 5  202  17,642 0, 2180,662 0,996( MW ) 1102 PN 6  222  16,52 0,46 67 0,963(MW ) 2.1102 Vậy : P1 = 5,524 (MW) A1 = P1. = 5,524.2886 = 15942,2 (MWh) 3. Phí tổn tính toán hàng năm: Z1 = ( 0,07 + 0,125 ). 131958,3x10^6 + 15942,2x10^3.500 = 33702x10^6 (đồng) 4. Tổng khối lượng kim loại màu sử dụng: M1= 135022,8+116671,5+105600+110550+149231,3+110550=727625,6(Kg) II - PHƯƠNG ÁN 2. 1. Vốn đầu tư của mạng điện. Tính K: Kđ = Ko.L= 42,43x280=11879,4x10^6(đ) Kk=1,8.Ko.L=(35259,8+18031,6+38707,2+12830,8+14256,5+33768)x10^6 =152853,9x10^6 (đ) Vậy K = 164733,3x10^6(đ) 2.Tính tổn thất điện năng : SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 27 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 462  37,32 PN 1  0,21 58,3 1,77( MW ) 2.1102 432  34,892 PN 3  0,21 64 1,7( MW ) 2.1102 PN 6  412  30,752 0, 27 67 1,963(MW ) 2.1102 PN 1 2  252  18,752 0,33 44,72 0,595(MW ) 2.1102 PN 3  5  232  17,642 0,21 42, 43 0,4( MW ) 1102 PN 6  4  222  15, 252 0,46 42,43 0,577( MW ) 2.1102 Vậy : P2 =7 (MW) A2 = P2. = 7* 2886= 12352,08(MWh) 3. Phí tổn tính toán hàng năm: Z2 = ( 0,07 + 0,125 ).164733,3x10^6 + 12352,08x10^3.500 = 38229x10^6( đồng) 4. Tổng khối lượng kim loại màu sử dụng: M2=215826,6+236928+197784+103571,5+78537,9+70009,5 =902657,5(Kg) III - PHƯƠNG ÁN 3: 1. Vốn đầu tư của mạng điện : Tính K: Với: Kđ=Ko.L=(15008+22512+14256,5)x10^6=51776,5x10^6(đ) Kk = 1,8.Ko.L= (35259,8+18031,6+38707,2)x10^6 =91998,6x10^6(đ) Vậy K = 143775x10^6(đ) 2.Tính tổn thất điện năng : PN 1  462  37,32 0,21 58,3 1,77( MW ) 2.1102 432  34,892 PN 3  0,21 64 1,7( MW ) 2.1102 PN 1 2 252  18,752  0,33 44,72 0,595(MW ) 2.1102 PN 3  5  PN 6  232  17,642 0,21 42, 43 0,4( MW ) 1102 222  16,52 0,21 67 0,88( MW ) 1102 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 28 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 192  14,242 PN 4  0, 27 67 0,84(MW ) 1102 PN 6  4 Vậy : 1,142  0,86 2  0, 21 67 0,0033( MW ) 1102 P3 = 6,19(MW) A3 = P3. = 6,19. 2886 = 17858,5 (MWh) 3. Phí tổn tính toán hàng năm: Z3 = ( 0,07 + 0,125 ). 106449,1x10^6+ 12828,27 x10^3.500 = 36828x10^6 (đồng) 4. Tổng khối lượng kim loại màu sử dụng: M4= 215826,6+236928+103571,5+78537,9+124017+98892+35004,7=89277 7,7 (Kg) Qua kết quả tính toán ta có bảng số liệu sau : Phương án Zx 10^6(đ) K 10^6(đ/kw ) A (MWh) M (Kg) Ubtmax % UScmax % 1 33702 131958,3 2 38229 12352,08 3 36822 143775 151942,9 727625,6 7,6 10,4 164733,3 902657,5 9,1 18,2 17858,5 892777,7 8,6 11,35 Qua bảng tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế của phương án, ta thấy các phương án chênh lệch nhau khá nhiều về vốn đầu tư,và phí tổn tính toán.Ta thấy phương án 1 vừa đáp ứng được chỉ tiêu về kinh tế vừa đảm vào về kĩ thuật,các phụ tải SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 29 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu được cung cấp điện liên tục và tin cậy,Nên ta chọn phương án thiết kế 1để tính toán. Chương 4: LỰA CHON SỐ LƯỢNG,CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP, SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA CÁC TRẠM VÀ SƠ ĐỒ TOÀN MẠCH ĐIỆN Sau khi lựa chọn sơ đồ tối nối dây tối ưu của mạng điện về mặt kinh tế và kỹ thuật, trong chương trình này ta phân tích và lựa chọn các sơ đồ nối dây chi tiết của các trạm biến áp, chọn số lượng công suất của các máy biến áp tại các trạm đó. I. LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP: Yêu cầu đối với việc chọn MBA Công suất số lượng và phương thức vận hành của MBA có ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật của toàn hệ thống.  Khi chọn MBA cho mạng cần chú ý các điều kiện sau: - Nên dùng MBA 3 pha vì dùng tổ 3 MBA 1pha tăng vốn đầu tư tăng diện tích và chi phí lắp đặt, thao tác vận hành phức tạp. - Ở đây hệ thống chỉ có 2 cấp điện áp 110kV/22kV nên chọn MBA 3pha 2 cuộn dây. - Đối với loại tải có yêu cầu chất lượng điện áp bình thường(hộ loại 3) ta dùng MBA thường, còn đối với hộ yêu cầu chất lượng điện áp cao(Hộ loại 1) ta có thể chọn MBA điều chỉnh dưới tải nếu MBA thường không thỏa mãn được yêu cầu. - Về số lượng MBA trong trạm: Hộ loại I : mỗi trạm dùng 2 MBA trở lên. Hộ loại III: mỗi trạm dùng 1 MBA. - Về công suất của MBA. Phải đảm bảo cung cấp điện trong tình trạng làm việc bình thường (Ứng với phụ tải cực đại)khi tát cả các MBSA làm việc SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 30 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu Công suất định mức của các MBA theo Smax của phụ tải trong đó có xét đến trường hợp nếu 2 MBA làm việc song song mà có một MBA có sự cố thì máy kia quá tải với hệ số quá tải k= 1,4 ( không cho phép quá tải 40% của MBA vượt quá 5 ngày đêm , mỗi ngày đêm không quá 6 giờ) S S max k (n  1) Trong đó: Smax : Công suất phụ tái cực đại (MVA) k=1,4: Hệ số phụ tải n=2 : Số lượng MBA làm việc song song Phụ tải 1: (Hộ Loại I) Ta có: Sptmax = 31,25 [MVA] Sptmin = 0,5. Sptmax =0,5.31,25= 15,625 MVA S1  S1max 31, 25  22.32 MVA k ( n  1) 1,4 Ta chọn Sđm=25 MVA tương ứng với MBA loại TPDH_25000/110KV,có P0 =29 (KW), PN =120(KW), UN% =10,5, I0%= 0,8% S gh S dmBA 2. P0 29 25 2. 17,38[ MVA]  S pt min PN 120  Vậy khi phụ tải cực tiểu cho phép vận hành 1 máy biến áp Phụ tải 2: (Hộ Loại I) Ta có: Sptmax = 28 [MVA] Sptmin = 0,5. Sptmax =0,5.28= 14 MVA S2  S1max 28  20 MVA k ( n  1) 1, 4 Ta chọn Sđm=25 MVA tương ứng với MBA loại TPDH_25000/110KV,có P0 =29 (KW), PN =120(KW), UN% =10,5, I0%= 0,8% S gh S dmBA 2. P0 29 25 2. 17,38[ MVA]  S pt min PN 120 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 31 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu  Vậy khi phụ tải cực tiểu cho phép vận hành 1 máy biến áp Phụ tải 3: (Hộ Loại I) Ta có: Sptmax = 28,75 [MVA] Sptmin = 0,5. Sptmax =0,5.3,75= 14,375 MVA S3  S1max 28,75  20,267 MVA k (n  1) 1, 4 Ta chọn Sđm=25 MVA tương ứng với MBA loại TPDH_25000/110KV,có P0 =29 (KW), PN =120(KW), UN% =10,5, I0%= 0,8% S gh S dmBA 2. P0 29 25 2. 17,38[ MVA]  S pt min PN 120  Vậy khi phụ tải cực tiểu cho phép vận hành 1 máy biến áp Phụ tải 4: (Hộ Loại I) Ta có: Sptmax = 23,75 [MVA] Sptmin = 0,5. Sptmax =0,5.23,75= 11,875 MVA S4  S1max 23,75  16,96 MVA k ( n  1) 1,4 Ta chọn Sđm=25 MVA tương ứng với MBA loại TPDH_25000/110KV,có P0 =29 (KW), PN =120(KW), UN% =10,5, I0%= 0,8% S gh S dmBA 2. P0 29 25 2. 17,38[ MVA]  S pt min PN 120  Vậy khi phụ tải cực tiểu cho phép vận hành 1 máy biến áp Phụ tải 5: (Hộ Loại III) Ta có: Sptmax = 26,67 [MVA] Sptmin = 0,5. Sptmax =0,5.56,67= 13,335 MVA Ta chọn Sđm=25 MVA tương ứng với MBA loại TPDH_25000/110KV,có P0 =29 (KW), PN =120(KW), UN% =10,5, I0%= 0,8% SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 32 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu Phụ tải 6: (Hộ Loại I) Ta có: Sptmax = 27,5 [MVA] Sptmin = 0,5. Sptmax =0,5.27,5= 13,75 MVA S6  S1max 27,5  19,64 MVA k (n  1) 1,4 Ta chọn Sđm=25 MVA tương ứng với MBA loại TPDH_25000/110KV,có P0 =29 (KW), PN =120(KW), UN% =10,5, I0%= 0,8% S gh S dmBA 2. P0 29 25 2. 17,38[ MVA]  S pt min PN 120  Vậy khi phụ tải cực tiểu cho phép vận hành 1 máy biến áp Từ các MBA vừa tìm được tra bảng số liệu MBA ta có bảng sau: Trạm giảm áp Số MBA B1 B2 B3 B4 B5 B6 Loại MBA 2 2 2 2 1 2 Sđm/ máy MVA TPDH TPDH TPDH TPDH TPDH TPDH 25 25 25 25 25 25 t/t công suất/máy P0(KW PN(KW) ) 29 120 29 120 29 120 29 120 29 120 29 120 UN% (%) I0% (%) 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 Tính các thông số của MBA quy về phía cao áp 110kV (R,X, PN = Pcuđm Po , Qo đã cho trong bảng ) . Ta tính thêm giá trị Qcu : Qcu = UN%. S âm 100 .103 (KVAR) Trạ m SL BA RB () XB () B1 2 1,27 27,5 SVTH: Hoàng Văn Quyến P0 (K W) 58 Trang 33 Q0 (KVAR ) 400 PN (K W) 240 Qcu (KVA R) 5250 Giá 103đ 800 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện B2 B3 B4 B5 B6 2 2 2 1 2 GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 1,27 1,27 1,27 2,54 1,27 27,5 27,5 27,5 55,9 27,5 58 58 58 29 58 400 400 400 200 400 240 240 240 120 240 5250 5250 5250 2625 5250 800 800 800 360 800 Giá thành trong bảng đã tính đến các thiết bị trong trạm. Giá thành MBA 25MAV tạm tính bằng cách nội suy từ giá MBA 32MAV và 20 MAV. II CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY HỢP LÝ CỦA CÁC TRẠM: Trong đồ án môn học ta cần đến 3 loại : Trạm nguồn, trạm trung gian và trạm cuối . 1.Trạm nguồn: Trạm nguồn là trạm biến áp tăng áp từ U mf lên Uđm của đường truyền tải.Đây là trạm biến áp lớn và quan trọng nhất trong hệ thống. - Tại trạm nguồn chọn hệ thống hai thanh góp có máy cắt liên lạc - Tại trạm nguồn có 6 lộ ra các máy cắt. Sơ đồ nối dây nguồn: Thanh Góp MCLL DCL MC Tại trạm nguồn luôn có một thanh góp vận hành và một thanh góp dự trữ hoặc cả 2 thanh góp làm việc song song.Một dao cach ly làm việc và một dao cách ly nghỉ. Sơ đồ chi tiết SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 34 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu CHƯƠNG 5: TÍNH BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN 1. Yêu cầu chung . Khi đặt thiết bị bù để giảm lượng công suất phản kháng Q truyền trên đường dây ta sẽ giảm được tổn thất công suất ΔP tức là sẽ giảm được chi phí do việc tổn thất điện năng gây ra. Nhưng mặt khác khi đặt thiết bị bù ta cũng sẽ tốn một khoảng chi phí để mua, lắp đặt và vận hành thiết bị bù đó. Việc lắp đặt thiết bị bù sẽ có lợi khi số tiền tiết kiệm được do giảm tổn thất điện năng khi có thiết bị bù lớn hơn số tiền bỏ ra để đặt thiết bị bù, hay nói cách khác dung lượng thiết bị bù lắp đặt hợp lý nhất về mặt kinh tế là dung lượng đảm bảo chi phí tình toán hằng năm Z là bé nhất. Cách làm chung là tại mổi hộ tiêu thụ (về phía thứ cấp máy biến áp) ta đặt lượng công suất bù Qbi nào đó làm ẩn rồi thiết lập hàm Z(Qbi) về phí tổn tính toán của mạng điện khi có thiết bị bù. Sau đó lấy đạo hàm riêng của Z theo từng công suất bù của mổi trạm và cho bằng không. Ta sẽ giải phương trình với ẩn số là Qbi Khi lập biểu thức tính toán Z(Qbi) ta qui ước như sau: + Không xét đến công suất bù sơ bộ theo điều kiện cân bằng công suất. + Không xét đến tổn thất công suất sắt ΔQ 0 trong máy biến áp vì nó ảnh hưởng rất ít đến trị số Qbi cần tìm. + Không xét đến tổn thất công suất tác dụng do truyền tải công suất gây ra. + Ngoài điện trở của đường dây còn xét đến điện trở của máy biến áp. + Chỉ cần viết và giải phương trình cho từng nhánh độc lập. 2. Biểu thức tính toán với mạng có một phụ tải. SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 35 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện N DZ GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu MBA Qi N Ri R Ti Qi - Qbi Qbi Phí tổn trong mạng do việc lắp đặt thiết bị bù gây ra: Z = Z1 + Z2 + Z3 (5-1) 2.1. Phí tổn hằng năm do việc lắp đặt thiết bị bù Z1. Z1 = (avh + atc). Kb0.Qb (5-2) Trong đó: + avh: Hệ số vận hành thiết bị bù. Lấy avh = 0,1. + atc: Hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ. Lấy atc = 0,125. + Kb0: Giá tiền 1 đơn vị đặt thiết bị bù. Kb0 = 200000 đồng/1KVAr = 200.106 đồng/1MVAr + Qb: Lượng công suất cần bù, MVAr. Thay vào (5-2) ta được: Z1 = (0,1 + 0,125).200.106.Qb = 45.106.Qb (5-2’) 2.2. Phí tổn về tổn thất điện năng do việc lắp đặt thiết bị bù Z2. Z2 = C0.t.ΔP*.Qb (5-3) Với: + C0: Giá 1MWh điện năng tổn thất. C0 = 500 đồng/1KWh = 0,5.106 đồng/1MWh + t: Thời gian vận hành thiết bị bù. Gần đúng lấy t = Tmax = 4500h +ΔP*: Tổn thất công suất tương đối trong thiết bị bù. Với tụ điện tĩnh lấy ΔP* = 0,005 MW/MVAr Thay vào (5-3) ta có: Z2 = 0,5.106.4500.0,005.Qb =11,25.106.Qb (5-3’) 2.3. Phí tổn do tổn thất điện năng trong mạng sau khi bù Z3. (Q  Q b ) 2 2 Z3 = C0.ΔP.τmax = C0. U đm .R.τmax (5-4) Trong đó: SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 36 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu + Q: Công suất phản kháng lúc chưa bù, MVAr. + Qb: Lượng công suất phản kháng cần bù, MVAr. + Uđm: Điện áp định mức của đường dây, KV. + R: Điện trở của đường dây và máy biến áp (đã qui về cao áp), Ω. + τmax: Thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Thay vào (5-4) ta được: Z3 = 0,5.106.∆P.R.2886 = 1443.10 6 110 2 (Q – Qb)2.R (5-4’) Thay vào biểu thức (5-1) ta được: Z = 45.106Qb + 11,25.106Qb + 1443.10 6 110 2 (Q – Qb)2.R (5-5) Ta lấy đạo hàm của Z theo Qb Z 2886.10 6 55,25.10 6  (Q  Qb ).R 0 Qb 110 2  Qb = Q - 55 0,238.R (5-6) (5-7) 3. Biểu thức tính toán với mạng có hai phụ tải trở lên. N 2 1 T2 Q2-Qb2 T1 Q1-Qb1 Phí tổn trong mạng do việc lắp đặt thiết bị bù gây ra: Z = Z1 + Z2 + Z3 (5-8) 3.1. Phí tổn hằng năm do việc lắp đặt thiết bị bù Z1. Z1 = (avh + atc). Kb0.(Qb1+Qb2) (5-9) Trong đó: + avh: Hệ số vận hành thiết bị bù. Lấy avh = 0,1. + atc: Hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ. Lấy atc = 0,125. + Kb0: Giá tiền 1 đơn vị đặt thiết bị bù. Kb0 = 200 000 đồng/1KVAr = 200.106 đồng/1MVAr SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 37 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu + Qb: Lượng công suất cần bù, MVAr. Thay vào (5-2) ta được: Z1 = (0,1 + 0,125).200.106.Qb = 45.106. (Qb1+Qb2) (5-9’) 3.2. Phí tổn về tổn thất điện năng do việc lắp đặt thiết bị bù Z2. Z2 = C0.t.ΔP*.(Qb1+Qb2) (5-10) Với: + C0: Giá 1MWh điện năng tổn thất. C0 = 500 đồng/1KWh = 0,5.106 đồng/1MWh + t: Thời gian vận hành thiết bị bù. Gần đúng lấy t = Tmax = 4500h +ΔP*: Tổn thất công suất tương đối trong thiết bị bù. Với tụ điện tĩnh lấy ΔP* = 0,005 MW/MVAr Thay vào (5-3) ta có: Z2 = 0,5.106.4500.0,005.Qb = 11,25.106. (Qb1+Qb2) (5-10’) 3.3. Phí tổn do tổn thất điện năng trong mạng sau khi bù Z3. Z3 = C0.ΔP.τmax (5-11) Trong đó: + ∆P = 1 .[(Q1  Qb1 ) 2 .( R12  RT 1 )  (Q2  Qb 2 ) 2 .RT 2  (Q1  Q2  Qb1  Qb 2 ).R N 2 ] 2 U đm + Q: Công suất phản kháng lúc chưa bù, MVAr. + Qb: Lượng công suất phản kháng cần bù, MVAr. + Uđm: Điện áp định mức của đường dây, KV. + R: Điện trở của đường dây và máy biến áp (đã qui về cao áp), Ω. + τmax: Thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Thay vào (5-11) ta được: SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 38 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu Z3 = 0,5.10 6.2886 .[(Q1  Qb1 ) 2 .(R12  RT 1 )  (Q2  Qb 2 ) 2 .RT 2  (Q1  Q2  Qb1  Qb 2 ) 2 .R N 2 ] 2 110 (5-11’) Thay vào biểu thức (5-8) ta được: Z=11.25.106.(Qb1+Qb2)+45.106.(Qb1+Qb2) + 0,5.10 6.2886 .[(Q1  Qb1 ) 2 .(R12  RT 1 )  (Q2  Qb 2 ) 2 .RT 2  (Q1  Q2  Qb1  Qb 2 ) 2 .R N 2 ] 2 110 (5-12) Ta lấy đạo hàm của Z theo Qb Z 65.25.10 6  0.1192.10 6 [ 2((Q1  Qb1 ).( R12  RT 1 )  2.(Q1  Q2  Qb1  Qb 2 ).R N 2 ] 0 Qb1 Z 65.25.10 6  0.1192.10 6 [ 2((Q2  Qb 2 ).RT 2  2.(Q1  Q2  Qb1  Qb 2 ).R N 2 ] 0 Qb 2 (5-13) 4. Tính toán cụ thể cho từng phụ tải. 1. Phụ tải 1. N 2xAC-95 1 N Q1-Qb1 RN1 R T1 1 18.75– Qb1 58,3km Điện trở đường dây RN.1 = 13,4 (Ω) Điện trở máy biến áp RT1 = 1,27Ω Thay vào (5-7) ta được: Qb1 = Q1 Qb1 18.75  55 0,238.( R N 1  RT 1 ) 55  2,5 (MVAr) 0,238(9,6  1, 27) Như vậy ta không phải bù Q 2. Phụ tải 2. 2xAC-70 N 70,71 km Q2-Qb2 N RN-2 R T2 2 18-Qb2 Điện trở đường dây RN-2 = 16,26 (Ω ) Điện trở máy biến áp RT2 = 1,27 (Ω) SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 39 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu Thay vào (5-7) ta được: Qb2 = Q2 Qb 2 18,552  55 0,238.( R N 2  RT 2 ) 55 5,2 (MVAr) 0,238(16, 26  1,27) Như vậy ta cần phải bù Qb2=5,2 (MVAr) 3. Phụ tải 3. 2xAC-70 N Q3-Qb3 64 km N RN-3 R T3 3 17,25Qb2 Điện trở đường dây RN-3 = 14,72 (Ω ) Điện trở máy biến áp RT2 = 1,27 (Ω) 55 Thay vào (5-7) ta được: Qb3 = Q3 - 0, 238.( R  R ) N3 T3 Qb 3 17, 25  55 2,8 (MVAr) 0, 238(14,72  1,27) Như vậy ta cần phải bù Qb3=2,8 (MVAr) 4. Phụ tải 4. 2xAC-70 N Q4-Qb4 67 km RN-4 N R T4 4 14,24Q4 Điện trở đường dây RN-4 = 21,77 (Ω ) Điện trở máy biến áp RT4 = 1,27 (Ω) 55 Thay vào (5-7) ta được: Qb4 = Q4 - 0, 238.( R  R ) N4 T4 Qb 4 14,25  55 4,2 (MVAr) 0,238(21,77  1,27) Như vậy ta cần phải bù Qb4=4,2 (MVAr) 5. Phụ tải . AC-150 SVTH: Hoàng Văn Quyến Q5 –Qb5 Trang 40 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu Điện trở đường dây RN-4 = 16,9 (Ω ) Điện trở máy biến áp RT5 = 1,27 (Ω) 55 Thay vào (5-7) ta được: Qb5 = Q5 - 0, 238.( R  R ) N5 T5 Qb 5 17,64  55 4,7 (MVAr) 0,238(16,9  1, 27) Như vậy ta cần phải bù Qb4=4,7 (MVAr) 6. Phụ tải 6. 2xAC-70 N Q6-Qb6 67 km N RN-6 R T6 6 16,5-Q6 Điện trở đường dây RN-6 = 15,4 (Ω ) Điện trở máy biến áp RT6 = 1,27 (Ω) 55 Thay vào (5-7) ta được: Qb6 = Q6 - 0, 238.( R  R ) N6 T6 Qb 6 16,5  55 2,6 (MVAr) 0,238(15,4  1,27) Như vậy ta cần phải bù Qb4=2,6 (MVAr) Bảng kết quả bù kinh tế: Phụ tải P Q 1 (MW) 25 (MVAr) 18,75 0,8 2 3 4 5 6 21 23 19 20 22 18,552 17,25 14,25 17,64 16,5 0,75 0,8 0,8 0,75 0,8 SVTH: Hoàng Văn Quyến Cos Trang 41 Qb Q-Qb (MVAr) (MVAr) 0 18,75 5,2 2,8 4,2 4,7 2,6 13,35 14,45 10,05 12,94 13,9 Cos’ 0,8 0,84 0,84 0,81 0,84 0,84 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu CHƯƠNG 6 TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN KIỂM TRA SỰ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG I. Tính phân bố công suất trong toàn mạng điện và kiểm tra sự cân bằng công suất. Sau khi đã bù kinh tế ta tiến hành tính phân bố công suất chính xác trong toàn mạng điện bao gồm cả tổn thất trong máy biến áp và dung dẫn do đường dây sinh ra. Các chú ý trong tính toán: + Phụ tải dùng để tính toán là phụ tải sau khi bù kinh tế. ( Lấy ở bảng 5.1 của chương 5) + Dùng Uđm của mạng để tính toán. + Thông số của đường dây lấy ở bảng 2.2 của chương 2. + Thông số của máy biến áp lấy ở bảng 4.1 và 4.2 của chương 4. 1. Phân bố công suất trong mạng lúc phụ tải cực đại. 1.1. Phân bố công suất nhánh N-1. Sơ đồ thay thế tính toán N ŚN.1 Ś1' jQc1.1 ΔŚN.1 Z1 Ś''1 ŚCT1 jQc1.2 ' ŚT1 ΔŚoT1 ΔŚT1 25+j18,75 ZT1 Ś1 = 25+j18,75(MVA) ZT1 = 1,27 + j27,95 (Ω) ZN.1= 9,6+ j12,5(Ω) B N .1  0,75.10^-4(1/Ω) 2 + Tổn thất công suất trên cuộn dây trạm biến áp T1 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 42 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu P12  Q12 252  18,752 ST 1  ZT 1  (1,27  j 27,95)  0,1024+j2,255MVA 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T1 Ś’T1 = Ś1+∆ŚT1 = 25+j18,75+ 0,1024+j2,255= 25,102+j21MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T1 ΔS0T1 = ΔP0T1 + jΔQ0T1 = 0,058 + j0,40 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T1 SCT 1 ST' 1  S0T 1 (25,102+j21)  (0,058  j 0,40) 25,16+j21,4MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-1 sinh ra jQC1.1 = jQC1.2 = j0,75.10-4.11022 =j 0,9 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-1 " SN .1 S CT 1  jQC 1.2 25,16+j21,4 - j0,9= 25,16+j20,5 MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-1 S N .1  PN" 2.1  QN'' 2.1 25,162  20,52 Z  .(9,6+ j12,5) = 0,835+j1,11 MVA N .1 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở đường dây N-1 ' " SN .1 S N .1  S N .1 ( 25,16+j20,5)+(0,835+j1,11) = 25,99+j21,61 MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-1 S N .1 S N' .1  jQC1.1 = 25,99+j21,61 – j0,9= 25,99+j20,71MVA 1.2. Phân bố công suất nhánh N-2. Sơ đồ thay thế tính toán N ŚN.2 ' ŚN.2 jQC2.1 ΔŚN.2 ZN.2 '' ŚN.2 ' ŚT2 ŚCT2 jQC2.2 ΔŚoT2 ΔŚT2 21+j18,552 ZT2 Ś2 = 21 + j18,552 (MVA) ZT2 = 1,27 + j27,95 (Ω) SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 43 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu ZN.2= 16,26 + j15,55(Ω) B N .2 0,91.10-4 2 (1/Ω) + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T2 ST 2 P22  Q22 212  18,5522  ZT 2  (1, 27  j 27,95)  0,082+j1,81MVA 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T2 Ś’T2 = Ś2+∆ŚT2 = 21 + j18,552 + 0,082+j1,81 = 21,082+j20,36MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T2 ΔS0T2 = ΔP0T2 + jΔQ0T2 = 0,058 + j0,40 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T2 S CT 2 ST' 2  S 0T 2 (21,082+j20,36)+(0,058 + j0,40 ) = 21,14 + j20,76MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-2 sinh ra jQC2.1 = jQC2.2 = j0,91.10-4.1102 = j1,1 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-2 " SN .2 S CT 2  jQC 2.2 21,14 + j20,76- j1,1 = 21,14 + j19,66MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-2 S N .2  PN" 2.2  QN'' 2.2 21,142  19,662 Z  .(16,26+j15,55)=1,12+j1,06 N .2 2 U đm 1102 MVA + Công suất trước tổng trở đường dây N-2 ' " SN .2 S N .2  S N .2 (21,14+j19,66)+(1,12 + j1,06) = 22.26 + j20,72MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-2 S N .2 S N' .2  jQC2.1 = 22,26 + j20,72- j1,1= 22,026 + j19,62MVA 1.3. Phân bố công suất nhánh N-3. Sơ đồ thay thế tính toán SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 44 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện N ŚN.3 GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu ' ŚN.3 jQC3.1 ΔŚN.3 ZN.2 '' ŚN.3 ' ŚT3 ŚCT3 jQC3.2 ΔŚoT3 ΔŚT3 23+j17,252323 ZT Ś3 = 23 + j17,25 (MVA) ZT3 = 1,27 + j27,95 (Ω) ZN.3= 14,72 + j14,1(Ω) BN .3 0,825.10-4 (1/Ω) 2 + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T3 ST 3  P32  Q32 232  17, 252 Z  (1,27  j 27,95)  0,086+j1,9MVA T3 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T3 Ś’T3 = Ś3+∆ŚT3 = 23 + j17,25 + 0,086+j1,9 = 23,086+j19,16 MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T3 ΔS0T3 = ΔP0T3 + jΔQ0T3 = 0,058 + j0,40 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T3 SCT 3 ST' 3  S0T 3 (23,086+j19,16)+(0,058 + j0,40)= 23,144 + j19,56MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-3 sinh ra jQC3.1 = jQC3.2 = j0,825.10-4.1102 = j0,998 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-3 S N" .3 SCT 3  j QC 3.2 23,144 + j19,56- j0,998 = 23,144 + j18,56MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-3 S N .3  PN" 2.3  QN'' 2.3 23,1442  18,562 Z  .(14,72+j14,1)=1,07+j1,02 N .3 2 U đm 1102 MVA + Công suất trước tổng trở đường dây N-3 S N' 3 S N" 3  S N 3 (23,144+j18,56) + (1,07 + j1,02) = 24,21 + j19,58MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-3 S N .3 S N' .3  jQC3.1 = 24,21 + j19,58- j0,998= 24,21 + j18,58MVA SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 45 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 1.4. Phân bố công suất nhánh N-4. Sơ đồ thay thế tính toán. N ŚN.4 ' ŚN.4 jQC4.1 ΔŚN.4 ZN.4 '' ŚN.4 ' ŚT4 ŚCT4 jQC4.2 ΔŚoT4 ΔŚT4 19+j14,25 ZT Ś4 = 23 + j17,25 (MVA) ZT4 = 1,27 + j27,95 (Ω) ZN.4= 15,4 + j14,74(Ω) BN .4 0,86.10-4 (1/Ω) 2 + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T4 ST 4  P42  Q42 192  14, 252 Z  (1,27  j 27,95)  0,059+j1,3MVA T4 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T4 Ś’T4 = Ś4+∆ŚT4 = 19 + j14,25 + 0,059+j1,3 = 19,059+j15,55 MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T4 ΔS0T4 = ΔP0T4 + jΔQ0T4 = 0,058 + j0,40 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T4 SCT 4 ST' 4  S0T 4  (19,059+j15,55)+(0,058 + j0,40 ) = 19,12 + j15,95MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-4 sinh ra jQC4.1 = jQC4.2 = j0,86.10-4.1102 = j1,04 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-4 S N" .4 SCT 4  jQC 4.2 19,12 + j15,95- j1,04 = 19,12 + j14,91MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-4 S N .4  PN" 2.4  QN'' 2.4 19,122  14,912 Z  .(15,4+j14,74)=1,057+j0,71 N .4 2 U đm 1102 MVA + Công suất trước tổng trở đường dây N-4 S N' 4 S N" 4  S N 4 (19,12+j14,91) +(1,057 + j0,71) = 20,17 + j15,62MVA SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 46 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-4 S N .4 S N' .4  jQC4.1 = 20,17 + j15,62 - j1,04= 20,17 + j14,58MVA 1.5. Phân bố công suất nhánh N-5. Sơ đồ thay thế tính toán. N ŚN.5 Ś'N.5 ΔŚN.5 ZN.5 '' ŚN.5 Ś'T5 ŚCT5 jQC5.2 ΔŚoT5 ΔŚT5 20+j16,64 ZT Ś5 = 20 + j17,64 (MVA) ZT5 = 2,54 + j55,9 (Ω) ZN.5= 16,9 + j34,1(Ω) BN .5 1,08.10-4 (1/Ω) 2 + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T5 ST 5  P52  Q52 202  17,642 Z  (2,54  j 55,9)  0,149+j3,285MVA T5 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T5 Ś’T5 = Ś5+∆ŚT5 = 20 + j17,64 + 0,149+j3,258 = 20,149+j20,89 MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T5 ΔS0T5 = ΔP0T5 + jΔQ0T5 = 0,058 + j0,40 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T5 SCT 5 ST' 5  S0T 5  (20,149+j20,89)+(0,058 + j0,40 )=20,2 + j21,3MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn đường dây N-5 sinh ra jQC5 = j1,08.10-4.1102 = j1,3 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-5 S N" .5 SCT 5  jQC 5 20,2 + j21,3- j1,3 = 20,2 + j20MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-5 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 47 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện S N .5 GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu PN" 2.5  QN'' 2.5 20,22  202  Z N .5  .(16,9+j34,1)=1,13+j2,27 2 U đm 1102 MVA + Công suất trước tổng trở đường dây N-5 S N' 5 S N" 5  S N 5 (20,2+j20)+(1,13+ j2,27) = 21,33 + j22,27MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-5 S N .5 S N' .5  jQC5 = 21,33 + j22,27 - j1,3= 21,33 + j22,97MVA 1.6. Phân bố công suất nhánh N-6. Sơ đồ thay thế tính toán. N ŚN.6 ' ŚN.6 jQC6.1 ΔŚN.6 ZN.6 '' ŚN.6 ŚCT6 jQC6.2 ' ŚT6 ΔŚoT6 ΔŚT6 22+j16,5 ZT Ś6 = 22 + j16,5 (MVA) ZT6 = 1,27 + j27,95 (Ω) ZN.6= 15,4 + j14,74(Ω) BN .6 0,86.10-4 (1/Ω) 2 + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T6 ST 6 P62  Q62 222  16,52  ZT 6  (1, 27  j 27,95)  0,079+j1,74MVA 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T6 Ś’T4 = Ś4+∆ŚT4 = 22 + j16,5 + 0,079+j1,74 = 22,079+j18,24 MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T6 ΔS0T6 = ΔP0T6 + jΔQ0T6 = 0,058 + j0,40 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T6 SCT 6 ST' 6  S0T 6  (22,079+j18,24)+(0,058 + j0,40 ) = 22,13 + j18,64MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-6 sinh ra jQC6.1 = jQC6.2 = j0,86.10-4.1102 = j1,04 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-6 S N" .6 SCT 6  j QC 6.2 22,13 + j18,64- j1,04 = 22,13 + j17,6MVA SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 48 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu + Tổn thất công suất trên đường dây N-6 S N .6  PN" 26.  QN'' 2.6 22,132  17,62 Z  .(15,4+j14,74)=1,01+j0,97 N . 2 U đm 1102 MVA + Công suất trước tổng trở đường dây N-6 S N' 6 S N" 6  S N 6 (22,13+j17,6) + (1,01 + j0,97) = 23,14 + j18,57MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-6 S N .6 S N' .6  jQC6.1 = 23,14 + j18,57 - j1,04= 23,14 + j17,53MVA Từ kết quả tính toán trên ta thành lập các bảng tổng kết sau: Bảng 6-1: TỔN THẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY Đường dây N-1 N-2 N-3 3-4 N-5 N-6 Tổng ΔPL (MW) ΔQL (MVAr) 0,835 1,12 1,07 1,057 1,13 1,01 6,222 1,11 1,06 1,02 0,71 2,27 0,97 7,14 ΔQC Toàn đừơng dây (MVAr) 1,8 2,2 1,99 2,08 2,6 2,08 12,75 Bảng 6-2: TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRONG TRẠM Trạm 1 2 3 4 5 6 Tổng ΔP0 MW 0,058 0,058 0,058 0,058 0,029 0,058 0,319 SVTH: Hoàng Văn Quyến ΔQ0 MVAr 0,400 0,400 0,400 0,400 0,200 0,400 2,2 ΔPCu MW 0,1024 0,082 0,086 0,059 0,149 0,079 0,5574 Trang 49 ΔQCu MVAr 2,255 1,81 1,9 1,3 3,285 1,74 12,29 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu Bảng 6-3: CÔNG SUẤT ĐẦU CÁC ĐOẠN ĐƯỜNG DÂY NỐI VỚI NGUỒN Đường P dây N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 Tổng MW Q 25,99 22,026 24,21 20,17 21,33 23,14 136,87 MVAr 20,71 19,62 18,58 14,58 22,97 17,53 114 1. Kiểm tra sự cân bằng công suất phản kháng trong toang mạng điện. + Tổng công suất đầu các đoạn đường dây nối với nguồn ΣSN = 136,87 + j114MVA + Tổng công suất yêu cầu phát lên tại thanh cái cao áp Syc = ΣSN = 136,87 + j114MVA Vì giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng yêu cầu nên ta có công suất tác dụng của nguồn phát lên tại thanh cái cao áp là: PF = Pyc = 136,87 MW + Công suất phản kháng do nguồn phát lên tại thanh cái cao áp là: QF = PF.tgφ = 136,88.tg(cos-1 0,8) = 136,87.0,75 = 102,65 MVAr Ta thấy rằng QF > Qyc chứng tỏ rằng nguồn cung cấp đủ công suất phản kháng vì vậy ta không cần tiến hành bù kỹ thuật. + Công suất phản kháng nguồn cần phát lên tại thanh cái cao áp là QF = Qyc = 114 MVAr + Hệ số công suất phát là Cosφ = 0,768 2. Tính phân bố công suất lúc phụ tải cực tiểu: Điện áp trên thanh góp cao áp lúc phụ tải cực tiểu SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 50 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu Số liệu phụ tải và trạm biến áp ở chế độ phụ tải cực tiểu Bảng 6-4: CÔNG SUẤT PHỤ TẢI LÚC CỰC TIỂU Phụ tải 1 2 3 4 5 6 Smin = Pmin + j Qmin MVA 12.5 +j9,375 10,5 +j9,276 11.5 +j8.625 9.5 +j7,125 10 +j8,82 11 +j8,25 Bảng 6-5: THÔNG SỐ TBA LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU Trạm 1 2 3 4 5 6 Số máy RT XT ∆P0 ∆Q0 vận (Ω) Ω) KW KVAr hành 1 1 1 1 1 1 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54 55,9 55,9 55,9 55,9 55,9 55,9 29 29 29 29 29 29 200 200 200 200 200 200 2.1. Phân bố công suất nhánh N-1. Sơ đồ thay thế tính toán N ŚN.1 Ś1' jQc1.1 ΔŚN.1 Z1 Ś''1 ' ŚT1 ŚCT1 jQc1.2 ΔŚoT1 ΔŚT1 12.5 +j9.375 ZT1 Ś1 = 12.5 +j9.375 (MVA) ZT1 = 2,54 + j55,9 (Ω) SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 51 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu ZN.1= 9,6+ j12,5 (Ω) ½ BN1 = 0,75.10^-4 (1/Ω) + Tổn thất công suất trên cuộn dây trạm biến áp T1 ST 1  P12  Q12 12,52  9.3752 Z  .(2,54 + j55,9) = 0,0512+j1,12MVA T1 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T Ś’T1 = Ś1+∆ŚT1 = 12.5 +j9.375 + 0,0512+j1,12= 12,551 +j10,495MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T1 ΔS0T1 = ΔP0T1 + jΔQ0T1 = 0,029 + j0,20 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T1 SCT1=S’T1+∆S0T1=(12,551+j10,495)+(0,029+j0,20)= 12,58 +j10,695MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-1 sinh ra jQC1.1 = jQC1.2 = j0,75.10-4.1102 = j0,9 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-1 S’’1 = SCT1 – j∆QC1.2 = 12,58 +j10,695- j0,9= 12,58 + j9,795MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-1 S1  PN" 2.1  QN'' 2.1 12,582  9,7952 Z  .( 9,6+ j12,5) = 0,2+j0,26 MVA 1 2 U dm 1102 + Công suất trước tổng trở đường dây N-1 S’1 = S’’1 + ∆S1 = 12,58 + j9,795+ 0,2+j0,2= 12,78+j10,05MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-1 SN1 = S’1 – j∆QC1.1 = 12,78+j10,05– j0,9 = 12,78+j9,15MVA 2.2. Phân bố công suất nhánh N-2. Sơ đồ thay thế tính toán N ŚN.2 ' ŚN.2 jQC2.1 ΔŚN.2 ZN.2 '' ŚN.2 ŚCT2 jQC2.2 ' ŚT2 ΔŚoT2 ΔŚT2 10,5 + j9,276 ZT2 Ś2 = 10,5 + j9,276(MVA) SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 52 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu ZT2 = 2,54 + j55,9(Ω) ZN.2= 16,26 + j15,55(Ω) B N .2 0,91.10-4 2 (1/Ω) + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T2 ST 2 P22  Q22 10,52  9,272  ZT 2  (2,54  j 55,9)  0,04+j0,9MVA 2 U dm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T2 Ś’T2 = Ś2+∆ŚT2 = 10,5 + j9,276+ 0,04+j0,9= 10,54 + j10,18MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T2 ΔS0T2 = ΔP0T2 + jΔQ0T2 = 0,027 + j0,20 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T2 S CT 2 ST' 2  S 0T 2  (10,54 + j10,18)+(0,027 +j0,20) =10,567 + j10,38 MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-2 sinh ra jQC2.1 = jQC2.2 = j0,91.10-4.115,52 = j1,1 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-2 " SN .2 S CT 2  jQC 2.2 10,567 + j10,38 – j1,1 = 10,567 + j9,28MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-2 S N .2  PN" 2.2  QN'' 2.2 10,5672  9,282 Z  .(16,26+j15,55)=0,265+j0,253 MVA N .2 2 U dm 1102 + Công suất trước tổng trở đường dây N-2 ' " SN .2 S N .2  S N .2 (10,567+ j9,28) +(0,265 +j0,253)= 10,832 + j9,533 MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-2 S N .2 S N' .2  jQC2.1 = 10,832 + j9,533 – j1,1 = 10,832 + j8,433MVA 2.3. Phân bố công suất nhánh N-3. Sơ đồ thay thế tính toán SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 53 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện N ŚN.3 GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu ' ŚN.3 jQC3.1 ΔŚN.3 ZN.3 '' ŚN.3 ' ŚT3 ŚCT3 jQC3.2 ΔŚoT3 ΔŚT3 11,5 + j8,625 ZT3 Ś2 = 11,5 + j8,625(MVA) ZT2 = 2,54 + j55,9(Ω) ZN.2= 14,72 + j14,41(Ω) B N .2 0,825.10-4 2 (1/Ω) + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T3 ST 3  P32  Q32 11,52  8,6262 Z  (2,54  j 55,9)  0,0433+j0,954MVA T3 2 U dm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T3 Ś’T3 = Ś3+∆ŚT3 = 11,5 + j8,625+ 0,0433+j0,954= 11,543 + j9,58MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T3 ΔS0T3 = ΔP0T3 + jΔQ0T3 = 0,027 + j0,20 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T3 SCT 3 ST' 3  S0T 3  (11,543 + j9,58)+(0,027 +j0,20) =11,57 + j9,78 MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-2 sinh ra jQC3.1 = jQC3.2 = j0,825.10-4.1102 = j0,998 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-3 S N" .3 SCT 3  j QC 3 11,57 + j9,78 – j0,998 = 10,57+ j8,78MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-3 S N .3  PN" 2.3  QN'' 2.3 11,57 2  8,782 Z  .(16,26+j15,55)=0,283+j0,27 MVA N .3 2 U dm 1102 + Công suất trước tổng trở đường dây N-3 S N' .3 S N" .3  S N .3 (11,57+ j8,78) +(0,283 + j0,27) = 11,85 + j9,05 MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-3 S N .3 S N' .3  jQC3.1 = 11,85 + j9,05 – j0,998 = 11,85 + j8,05MVA SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 54 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 2.4. Phân bố công suất nhánh N-4. Sơ đồ thay thế tính toán N ŚN.4 ' ŚN.4 jQC4.1 ΔŚN.4 ZN.4 '' ŚN.4 ' ŚT4 ŚCT4 jQC4.2 ΔŚoT4 ΔŚT4 9,5 + j7,125 ZT4 Ś2 = 9,5 + j7,125(MVA) ZT2 = 2,54 + j55,9(Ω) ZN.2= 21,77 + j14,74(Ω) B N .2 0,86.10-4 2 (1/Ω) + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T4 ST 4  P42  Q42 9,52  7,1252 Z  (2,54  j 55,9)  0,0296+j0,651MVA T4 2 U dm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T4 Ś’T4 = Ś4+∆ŚT4 = 9,5 + j7,125+ 0,0296+j0,651= 9,53 + j7,77MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T4 ΔS0T4 = ΔP0T4 + jΔQ0T4 = 0,027 + j0,20 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T4 SCT 4 ST' 4  S0T 4  (9.53 + j7,77)+(0,027 +j0,20) =9,55 + j7,97 MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-2 sinh ra jQC3.1 = jQC3.2 = j0,86.10-4.1102 = j1,04 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-3 S N" .4 SCT 4  jQC 4 9,55 + j7,97 – j1,04 = 9,55+ j6.93MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-4 S N .4  PN" 2.4  QN'' 2.4 9,552  6,932 Z  .(15,4+j14,74)=0,177+j0,17 MVA N .4 2 U dm 1102 + Công suất trước tổng trở đường dây N-4 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 55 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu S N' .4 S N" .4  S N .4 (9,55+ j6,93)+(0,177+ j0,17) = 9,727 + j7,1 MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-4 S N .4 S N' .4  jQC4.1 = 9,727 + j7,1 – j1,04 = 9,8 + j6,06MVA 2.5. Phân bố công suất nhánh N-5. Sơ đồ thay thế tính toán. N ŚN.5 Ś'N.5 ΔŚN.5 ZN.5 '' ŚN.5 ŚCT5 jQC5.2 Ś'T5 ΔŚoT5 ΔŚT5 10+J8,87 ZT Ś5 = 10 + j18,82 (MVA) ZT5 = 2,54 + j55,9 (Ω) ZN.5= 16,9 + j34,1(Ω) BN .5 1,08.10-4 (1/Ω) 2 + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T5 ST 5 P52  Q52 102  8,822  ZT 5  (2,54  j55,9)  0,037+j0,82MVA 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T5 Ś’T5 = Ś5+∆ŚT5 = 10 + j8,82 + 0,037+j0,82 = 10,037+j9,64 MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T5 ΔS0T5 = ΔP0T5 + jΔQ0T5 = 0,0274 + j0,20 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T5 SCT 5 ST' 5  S0T 5  (10,34+j9,565)+(0,027 + j0,20 )=10,064 + j9,84MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn đường dây N-5 sinh ra jQC5 = j1,08.10-4.1102 = j1,3 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-5 S N" .5 SCT 5  jQC 5 10,064 + j9,84- j1,3 =10,064 + j8,54MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-5 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 56 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện S N .5 GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu PN" 2.5  QN'' 2.5 10,0642  8,542  Z N .5  .(16,9+j34,1)=0,243+j0,49 2 U đm 1102 MVA + Công suất trước tổng trở đường dây N-5 S N' 5 S N" 5  S N 5 (10,064+j8,54)+(0,243+ j0,49) = 10,3 + j9,03MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-5 S N .5 S N' .5  jQC5 = 10,3 + j9,03 - j1,3= 10,3 + j7,73MVA 2.6. Phân bố công suất nhánh N-6. Sơ đồ thay thế tính toán. N ŚN.6 ' ŚN.6 jQC6.1 ΔŚN.6 ZN.6 '' ŚN.6 ŚCT6 jQC6.2 ' ŚT6 ΔŚoT6 ΔŚT6 11+j8,25 ZT Ś6 = 11 + j8,25 (MVA) ZT6 = 2,54 + j55,9 (Ω) ZN.6= 15,4 + j14,74(Ω) BN .6 0,86.10-4 (1/Ω) 2 + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T6 ST 6 P62  Q62 112  8, 252  ZT 6  (2,54  j 55,9)  0,039+j0,87MVA 2 U dm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T6 Ś’T4 = Ś4+∆ŚT4 = 11 + j8,25 + 0,039+j0,87 =11,039+j9,12 MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T6 ΔS0T6 = ΔP0T6 + jΔQ0T6 = 0,0274 + j0,20 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T6 SCT 6 ST' 6  S0T 6  (11,039+j9,12)+(0,0274 + j0,20 ) = 11,066 + j9,32MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-6 sinh ra jQC6.1 = jQC6.2 = j0,86.10-4.1102 = j1,04 MVAr SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 57 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu + Công suất sau tổng trở đường dây N-6 S N" .6 SCT 6  j QC 6.2 11,066 + j9,32- j1,04 = 11.066 + j8,28MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-6 S N .6 PN" 26.  QN'' 2.6 11,0662  8,282  ZN.  .(15,4+j14,74)=0,243+j0,232 2 U dm 1102 MVA + Công suất trước tổng trở đường dây N-6 S N' 6 S N" 6  S N 6 (11,066+j8,28) + (0,243 + j0,232) = 11,3 + j8,51MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-6 S N .6 S N' .6  jQC6.1 = 11,3 + j8,51 - j1,04= 11,3 + j7,47MVA Từ kết quả tính toán ta thành lập được các bảng tổng kết sau. Bảng 6-6: TỔN THẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY Đường ∆PL ∆QL ∆QC toàn đường dây MW MVAr dây 0,27 0,253 0,27 0,17 0,49 0,232 1,685 MVAr 1,8 2,2 1,99 2,08 2,6 2,08 12,75 N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 Tổng 0,2 0,265 0,283 0,25 0,243 0,243 1,484 Bảng 6-7: TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRONG TRAM BIẾN ÁP Trạm ∆P0 MW SVTH: Hoàng Văn Quyến ∆Q0 Trang 58 ∆PCu MW ∆QCu MVAr Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 1 2 3 4 5 6 Tổng MVAr 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 1,2 0,029 0,029 0,029 0,029 0,029 0,029 0,174 0,0512 0,04 0,0433 0,0296 0,037 0,039 0,24 1,12 0,9 0,954 0,651 0,82 0,87 5,315 Bảng 6-8: CÔNG SUẤT ĐẦU CÁC ĐƯỜNG DÂY NỐI VỚI NGUỒN Đường dây N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 Tổng P MW 12,78 10,832 11,85 9,8 10,3 11,3 66,86 Q MVAr 10,06 8,433 9,05 6,06 7,73 7,47 48,8 4. Phân bố công suất trong mạng lúc sự cố. Khi xảy ra sự cố các thông số của mạng điện sẽ có sự thay đổi. Các điều kiện tính toán ở chế độ sự cố là: - Phụ tải cực đại với dung lượng bù sẵn có - Sự cố đứt một mạch của đường dây 2 mạch hay 1 đường dây của mạch vòng kín - Với giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng và phản kháng - Khi sự cố một mạch của đường dây 2 mạch thì thông số của đường dây được tính lại và ghi trong bảng 6-9 Bảng 6-9: THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY KHI SỰ CỐ Đường Số dây mạch SVTH: Hoàng Văn Quyến bo.10-6 R X Ω/km Ω/km 1/Ω.km Ω Ω ro xo Trang 59 B 10  4 2 1/Ω Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện N-1 N-2 N-3 N-4 N-6 GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 1 1 1 1 1 0,33 0,46 0,46 0,46 0,46 0,429 0,44 0,44 0,44 0,44 2,65 2,58 2,58 2.58 2,58 19,2 32,52 29,44 43,54 30,8 25 31,1 28,2 29,48 29,48 1,5 1,82 1,65 1,72 1,72 1.1. Phân bố công suất nhánh N-1. Sơ đồ thay thế tính toán N ŚN.1 Ś1' jQc1.1 ΔŚN.1 Z1 Ś''1 ' ŚT1 ŚCT1 jQc1.2 ΔŚoT1 ΔŚT1 25+j18,75 ZT1 Ś1 = 25+j18,75(MVA) ZT1 = 2,54 + j55,9 (Ω) ZN.1= 19,2+ j25(Ω) B N .1  0,75.10^-4(1/Ω) 2 + Tổn thất công suất trên cuộn dây trạm biến áp T1 ST 1  P12  Q12 252  18,752 Z  (2,54  j 55,1)  0,2+j4,45MVA T1 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T1 Ś’T1 = Ś1+∆ŚT1 = 25+j18,75+ 0,2+j4,45= 25,2+j23,2MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T1 ΔS0T1 = ΔP0T1 + jΔQ0T1 = 0,058 + j0,40 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T1 SCT 1 ST' 1  S0T 1 (25,102+j21)  (0,058  j 0,40) 25,26+j23,6MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-1 sinh ra jQC1.1 = jQC1.2 = j0,75.10-4.11022 =j 0,9 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-1 " SN .1 S CT 1  jQC 1.2 25,26+j23,6 - j0,9= 25,26+j22,7 MVA SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 60 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu + Tổn thất công suất trên đường dây N-1 S N .1  PN" 2.1  QN'' 2.1 25, 262  22,7 2 Z  .(19,2+ j25) = 1,83+j2,38 MVA N .1 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở đường dây N-1 ' " SN .1 S N .1  S N .1 ( 25,26+j22,7)+(1,83+j2,38) = 27,1+j25,1 MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-1 S N .1 S N' .1  jQC1.1 = 27,1+j25,1 – j0,9= 27,1+j24,2MVA 1.2. Phân bố công suất nhánh N-2. Sơ đồ thay thế tính toán N ŚN.2 ' ŚN.2 jQC2.1 ΔŚN.2 ZN.2 '' ŚN.2 ' ŚT2 ŚCT2 jQC2.2 ΔŚoT2 ΔŚT2 21+j18,552 ZT2 Ś2 = 21 + j18,552 (MVA) ZT2 = 2,54 + j55,9 (Ω) ZN.2= 32,52 + j31,1(Ω) B N .2 0,91.10-4 2 (1/Ω) + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T2 ST 2  P22  Q22 212  18,5522 Z  (2,54  j 55,9)  0,164+j3,62MVA T2 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T2 Ś’T2 = Ś2+∆ŚT2 = 21 + j18,552 + 0,164+j3,62 = 21,164+j22,17MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T2 ΔS0T2 = ΔP0T2 + jΔQ0T2 = 0,058 + j0,40 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T2 S CT 2 ST' 2  S 0T 2 (21,164+j22,17)+(0,058 + j0,40 ) = 21,22 + j22,57MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-2 sinh ra SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 61 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu jQC2.1 = jQC2.2 = j0,91.10-4.1102 = j1,1 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-2 " SN .2 S CT 2  jQC 2.2 21,22 + j22,57- j1,1 = 21,22 + j21,47MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-2 S N .2  PN" 2.2  QN'' 2.2 21,222  21,47 2 Z  .(32,52+j31,1)=2,44+j2,34 N .2 2 U đm 1102 MVA + Công suất trước tổng trở đường dây N-2 ' " SN .2 S N .2  S N .2 (21,22+j21,47)+(2,44 + j2,34) = 23,67 + j23,8MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-2 S N .2 S N' .2  jQC2.1 = 23,67 + j23,8- j1,1= 23,67 + j22,7MVA 1.3. Phân bố công suất nhánh N-3. Sơ đồ thay thế tính toán N ŚN.3 ' ŚN.3 jQC3.1 ΔŚN.3 ZN.2 '' ŚN.3 ' ŚT3 ŚCT3 jQC3.2 ΔŚoT3 ΔŚT3 23+j17,252323 ZT Ś3 = 23 + j17,25 (MVA) ZT3 = 2,54 + j55,9 (Ω) ZN.3= 29,44 + j28,2(Ω) BN .3 0,825.10-4 (1/Ω) 2 + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T3 ST 3  P32  Q32 232  17, 252 Z  (2,54  j55,9)  0,173+j3,8MVA T3 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T3 Ś’T3 = Ś3+∆ŚT3 = 23 + j17,25 + 0,173+j3,8 = 23,17+j21 MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T3 ΔS0T3 = ΔP0T3 + jΔQ0T3 = 0,058 + j0,40 (MVA) SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 62 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu + Công suất vào máy biến áp T3 SCT 3 ST' 3  S0T 3 (23,17+j21)+(0,058 + j0,40)= 23,2+ j21,4MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-3 sinh ra jQC3.1 = jQC3.2 = j0,825.10-4.1102 = j0,998 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-3 S N" .3 SCT 3  j QC 3.2 23,2 + j31,4- j0,998 = 23,2 + j20,4MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-3 S N .3  PN" 2.3  QN'' 2.3 23,22  20,42 Z  .(29,44+j28,2)=2,32+j2,22 N .3 2 U đm 1102 MVA + Công suất trước tổng trở đường dây N-3 S N' 3 S N" 3  S N 3 (23,2+j20,4) + (2,32 + j2,22) = 25,52 + j22,62MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-3 S N .3 S N' .3  jQC3.1 = 25,52 + j22,62- j0,998= 25,52 + j21,62MVA 1.4. Phân bố công suất nhánh N-4. Sơ đồ thay thế tính toán. N ŚN.4 ' ŚN.4 jQC4.1 ΔŚN.4 ZN.4 '' ŚN.4 ' ŚT4 ŚCT4 jQC4.2 ΔŚoT4 ΔŚT4 19+j14,25 ZT Ś4 = 23 + j17,25 (MVA) ZT4 = 2,54 + j55,9 (Ω) ZN.4= 30,8 + j29,48(Ω) BN .4 0,86.10-4 (1/Ω) 2 + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T4 ST 4  P42  Q42 192  14,252 Z  (2,54  j 55,9)  0,12+j2,6MVA T4 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T4 Ś’T4 = Ś4+∆ŚT4 = 19 + j14,25 + 0,12+j2,6 = 19,12+j16,85 MVA SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 63 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu + Tổn thất sắt trong máy biến áp T4 ΔS0T4 = ΔP0T4 + jΔQ0T4 = 0,058 + j0,40 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T4 SCT 4 ST' 4  S0T 4  (19,12+j16,85)+(0,058 + j0,40 ) = 19,17 + j7,25MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-4 sinh ra jQC4.1 = jQC4.2 = j0,86.10-4.1102 = j1,04 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-4 S N" .4 SCT 4  jQC 4.2 19,17 + j17,25- j1,04 = 19,17 + j16,2MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-4 S N .4  PN" 2.4  QN'' 2.4 19,172  16,22 Z  .(30,8+j29,48)=1,6+j1,53 N .4 2 U đm 1102 MVA + Công suất trước tổng trở đường dây N-4 S N' 4 S N" 4  S N 4 (19,17+j16,2) +(1,6 + j1,53) = 20,77 + j17,73MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-4 S N .4 S N' .4  jQC4.1 = 20,77 + j17,73 - j1,04= 20,77 + j16,7MVA 1.6. Phân bố công suất nhánh N-6. Sơ đồ thay thế tính toán. N ŚN.6 ' ŚN.6 jQC6.1 ΔŚN.6 ZN.6 '' ŚN.6 ŚCT6 jQC6.2 ' ŚT6 ΔŚoT6 ΔŚT6 22+j16,5 ZT Ś6 = 22 + j16,5 (MVA) ZT6 = 2,54 + j55,9 (Ω) ZN.6= 30,8 + j29,48(Ω) BN .6 0,86.10-4 (1/Ω) 2 + Tổn thất công suất trên cuộn dây máy biến áp T6 ST 6  P62  Q62 222  16,52 Z  (2,54  j 55,9)  0,158+j0,368MVA T6 2 U đm 1102 + Công suất trước tổng trở trạm biến áp T6 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 64 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu Ś’T4 = Ś4+∆ŚT4 = 22,158 + j16,5 + 0,158+j0,368 = 22,158+j16.868 MVA + Tổn thất sắt trong máy biến áp T6 ΔS0T6 = ΔP0T6 + jΔQ0T6 = 0,058 + j0,40 (MVA) + Công suất vào máy biến áp T6 SCT 6 ST' 6  S0T 6  (22,158+j16,868)+(0,058 + j0,40 ) = 22,2 + j17,268MVA + Công suất phản kháng do dung dẫn ½ đường dây N-6 sinh ra jQC6.1 = jQC6.2 = j0,86.10-4.1102 = j1,04 MVAr + Công suất sau tổng trở đường dây N-6 S N" .6 SCT 6  j QC 6.2 22,2 + j1,268- j1,04 = 22,2 + j16,22MVA + Tổn thất công suất trên đường dây N-6 S N .6 PN" 26.  QN'' 2.6 22,22  16,222  ZN.  .(30,8+j29,48)=1,92+j1,84 2 U đm 1102 MVA + Công suất trước tổng trở đường dây N-6 S N' 6 S N" 6  S N 6 (22,13+j17,6) + (1,92 + j1,84) = 24,1 + j18,06MVA + Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-6 S N .6 S N' .6  jQC6.1 = 24,1 + j18,06 - j1,04= 24,1 + j17MVA Bảng 6-10: TỔN THẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY Đường ∆PL ∆QL ∆QC toàn dây MW MVAr đường dây 1,84 1,53 2,22 2,34 2,38 10,31 MVAr 1,8 2,2 1,99 2,08 2,08 10,15 N-1 N-2 N-3 3-4 N-6 Tổng 1,83 2,44 2.32 1,6 1,92 10,11 Bảng 6-11: TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRONG TRAM BIẾN ÁP Trạm ∆P0 MW 1 2 3 0,058 0,058 0,058 SVTH: Hoàng Văn Quyến ∆Q0 MVAr 0,400 0,400 0,400 Trang 65 ∆PCu MW ∆QCu MVAr 0,2 0,164 0,173 4,45 3,62 3,8 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện 4 6 Tổng GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu 0,058 0,058 0,29 0,400 0,400 2 0,12 0,158 0,815 2,6 0,368 14,83 Bảng 6-12: CÔNG SUẤT ĐẦU CÁC ĐƯỜNG DÂY NỐI VỚI NGUỒN Đường P MW Q MVAr dây N-1 N-2 N-3 N-5 N-6 Tổng 27,1 23,67 25,52 26,77 24,1 127,16 24,2 22,7 21,62 16,7 17 102,22 CHƯƠNG 7 TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT CỦA MẠNG ĐIỆN CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO CÁC MÁY BIẾN ÁP HẠ ÁP I. Tính điện áp tại các nút của mạng điện. Trong mạng điện thì hệ thống công suất vô cùng lớn A làm nhiệm vụ điều áp trong mạng điện. Điện áp trên thanh góp cao áp của hệ thống trong các trường hợp khác nhau xác định như sau: + Khi phụ tải cực đại: Umax = 1,1.Uđm = 1,1.110 = 121 KV + Khi phụ tải cực tiểu: Umin = 1,05.Uđm = 1,05.110 = 115,5 KV + Khi sự cố của mạng: Usc = 1,1.Uđm = 1,1.110 = 121 KV 1.Khi phụ tải cực đại(UN = 121 KV) 1.1. Nhánh N-1: + Tổn thất điện áp trên đường dây N-1 U 11  P1' .R1  Q1' . X 1  UN + Điện áp tại nút 1 SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 66 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu U1 = UN - ∆U1 = + Tổn thất điện áp trên cuộn dây máy biến áp T1 U T 1 PT' 1 .RT 1  QT' 1 . X T 1   U1 + Điện áp tại thanh góp hạ áp trạm T1 (đã qui về cao áp) U T' 1 U 1  U T 1  + Điện áp phía hạ áp trạm 1 U T1  U T' 1 k Trong đó: k là tỷ số máy bíên áp được xác định theo công thức k= U đmcao 110 50   U kth 1,1.22 11 + Phần trăm độ lệch điện áp %∆U = U H  U đmH .100 U đmH 1.2. Mạch tia N-2: + Tổn thất điện áp trên đường dây N-2 U 21  P2' .R2  Q2' . X 2  UN + Điện áp tại nút 2 U2 = UN - ∆U2 = + Tổn thất điện áp trên cuộn dây máy biến áp T2 U T 2 PT' 2 .RT 2  QT' 2 . X T 2   U2 + Điện áp tại thanh góp hạ áp trạm T2 (đã qui về cao áp) U’T2 = U2 - ∆UT2 = + Điện áp phía hạ áp trạm 2 UT2  U T' 2  k Trong đó: k là tỷ số máy bíên áp được xác định theo công thức SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 67 Lớp: 32D1H2TC Đồ Án Mạng Điện k= GVHD: TS Nguyễn Hữu Hiếu U đmcao 110 50   U kth 1,1.22 11 + Phần trăm độ lệch điện áp %∆U2 = U H  U đmH .100 U đmH SVTH: Hoàng Văn Quyến Trang 68 Lớp: 32D1H2TC