Ngày nay điện năng đã trở thành dạng năng lượng không thể thay thế
trong các lĩnh vực của đời sống và sản xuất. Đi đôi với việc tăng cường năng
lực sản xuất điện phục vụ đời sống là vấn đề truyền tải điện năng.
Việc truyền tải điện là một trong ba khâu cơ bản của quá trình sản xuất,
tiêu thụ và phân phối điện năng. Thực tế một hệ thống điện có vận hành ổn
định hay không là phụ thuộc rất nhiều và các hệ thống truyền tải. Tổn thất
điện áp cao hay thấp phụ thuộc hoàn toàn và các đường dây tải điện. Đồng
thời mức độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện cũng được quyết định bởi hệ
thống truyền tải điện năng. Do vậy việc thiết kế, xây dựng và vận hành hệ
thống điện luôn luôn phải được đề cao.
114 trang |
Chia sẻ: longpd | Lượt xem: 5051 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế lưới điện, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đồ án
Đề Tài:
Thiết kế lưới điện
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 1
Lời nói đầu
Ngày nay điện năng đã trở thành dạng năng lượng không thể thay thế
trong các lĩnh vực của đời sống và sản xuất. Đi đôi với việc tăng cường năng
lực sản xuất điện phục vụ đời sống là vấn đề truyền tải điện năng.
Việc truyền tải điện là một trong ba khâu cơ bản của quá trình sản xuất,
tiêu thụ và phân phối điện năng. Thực tế một hệ thống điện có vận hành ổn
định hay không là phụ thuộc rất nhiều và các hệ thống truyền tải. Tổn thất
điện áp cao hay thấp phụ thuộc hoàn toàn và các đường dây tải điện. Đồng
thời mức độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện cũng được quyết định bởi hệ
thống truyền tải điện năng. Do vậy việc thiết kế, xây dựng và vận hành hệ
thống điện luôn luôn phải được đề cao.
Trong khuôn khổ của đồ án này có rất nhiều chi tiết đã được đơn giản
hoá nhưng đây là những cơ sở quan trọng cho việc thiết kế một hệ thống điện
lớn. Đồ án tốt nghiệp của em bao gồm hai nhiệm vụ lớn như sau:
Phần 1: Thiết kế lưới điện khu vực
Phần 2: Thiết kế trạm biến áp kiểu treo 100 kVA, 22/0,4 kV
Với sự nỗ lực của bản thân em cũng như sự giúp đỡ tận tình của các
thầy cô trong bộ môn Hệ thống điện, bản đồ án này đã được hoàn thành. Cuối
cùng em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Lân Tráng là
người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đồ án này. Em kính mong được sự
góp ý, chỉ bảo của các thầy cô để bản đồ án của em được hoàn thiện.
Hà Nội, tháng 11 năm 2006
Sinh viên
Đồ
Sin
PH
1.1
1.1
Th
án tốt nghiệ
h viên: Ngu
ÂN TÍCH
. Các số li
.1. Vị trí c
eo đầu bài
p
yễn Ngọc H
PHẦN 1
NGUỒN
ệu về ngu
ác nguồn
ta có vị tr
Hình
ùng - Hệ th
: THIẾT
C
VÀ PHỤ
TRON
ồn cung c
cung cấp
í các nguồ
1.1. Sơ đồ
ống điện U
KẾ LƯỚI
HƯƠNG
TẢI - CÂ
G HỆ TH
ấp và phụ
và phụ tả
n cung cấp
vị trí nguồ
ông Bí
ĐIỆN K
1
N BẰNG
ỐNG
tải
i
và 9 phụ
n điện và
Th
Nguy
HU VỰC
SƠ BỘ C
tải như hì
phụ tải
iết kế lưới đ
ễn Ngoc H
ÔNG SU
nh vẽ:
iện
2
ùng
ẤT
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 3
1.1.2. Nguồn cung cấp
a. Hệ thống điện
Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, hệ số công suất trên thanh góp 110
kV của hệ thống là 0,8. Vì vậy cần phải có sự liên hệ giữa hệ thống và nhà
máy điện để có thể trao đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết,
đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ vận
hành. Mặt khác, vì hệ thống có công suất vô cùng lớn cho nên chọn hệ thống
là nút cân abừng công suất và nút cơ sở về điện áp. Ngoài ra do hệ thống có
công suất vô cùng lớn cho nên không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy
điện, nói cách khác công suất tác dụng và phản kháng dự trữ sẽ được lấy từ hệ
thống điện.
b. Nhà máy nhiệt điện
Nhà máy nhiết điện gồm có 4 tổ máy công suất Pđm = 60 MW, cosϕ =0,8,
Uđm=10,5 kV. Như vậy tổng công suất định mức của nhà máy bằng: 4 × 60 =
240 MW.
Nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện có thể là than đá, dầu và khí đốt. Hiệu suất
của các nhà máy nhiệt điện tương đối thấp (khoảng 30 ÷ 40%). Đồng thời
công suất tự dùng của nhiệt điện thường chiếm khoảng 6 % đến 15 % tùy theo
loại nhà máy nhiệt điện.
Đối với nhà máy nhiệt điện, các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải
P ≥ 70 % Pđm; còn khi P ≤ 30 % Pđm thì các máy phát ngừng làm việc.
Công suất phát kinh tế của các nhà máy nhiệt điện thường bằng
(80 ÷90 %)Pđm. Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 85 % Pđm,
nghĩa là:
Pkt=85%Pđm
Do đó kho phụ tải cực đại cả 4 máy phát đều vận hành và tổng công suất tác
dụng phát ra của nhà máy nhiệt điện là:
Pkt = 85%×4×60 = 204 MW
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 4
Trong chế độ khụ tải cực tiểu, dự kiến ngừng một máy phát để bảo dưỡng, ba
máy phát còn lại sẽ phát 85%Pđm, nghĩa là tổng công suất phát ra của nhà
máy nhiệt điện là:
Pkt = 85%×3×60 = 153 MW
Khi sự cố ngừng một máy phát, ba máy phát còn lạo sẽ phát 100%Pđm, như
vậy:
PF = 3×60 = 180 MW
Phần công suất thiếu trong các chế độ vận hành sẽ được cung cấp từ hệ thống
điện.
1.1.3. Số liệu phụ tải
Hệ thống cấp điện cho 9 phụ tải có Pmin = 0,5 Pmax, Tmax = 5300 h.
Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:
2
max
2
maxmax
maxmaxmax
maxmax .
jQPS
jQPS
tgPQ
+=
+=
=
&
ϕ
Phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 5
Số liệu
Pmax (MW) 32 26 30 34 30 32 30 34 30
Pmin (MW) 16 13 15 17 15 16 15 17 15
cosϕ 0,90 0,90 0,90 0,85 0,92 0,90 0,90 0,92 0,92
Qmax (MVAr) 15,49 12,58 14,52 21,08 12,78 15,49 14,52 14,48 12,78
Qmin (MVAr) 7,74 6,29 7,26 10,54 6,39 7,74 7,26 7,24 6,39
Smax (MVA) 35,55 28,89 33,33 40,00 32,61 35,55 33,33 36,96 32,61
Smin (MVA) 17,78 14,44 16,66 20,00 16,30 17,78 16,66 18,48 16,30
Loại phụ tải I I III I I I III I I
Yêu cầu điều
chỉnh điện áp
T KT T KT T T T KT T
Điện áp thứ
cấp
22 22 22 22 22 22 22 22 22
Tổng công
suất max
(MVA)
278 + j133,72
Bảng 1.1. Số liệu về các phụ tải
1.1.4. Kết luận
Ở giữa hai nguồn có phụ tải số 6 nên khi thiết kế đường dây liên lạc giữa nhà
máy và hệ thống thì đường dây này sẽ đi qua phụ tải 6. Để đảm bảo kinh tế thì
các phụ tải được cấp điện từ các nguồn gần nó nhất. Phụ tải 4 và 1 được cấp
điện trực tiếp từ nhà máy, phụ tải 8 và 9 được cấp điện từ hệ thống. Khoảng
cách từ nguồn đến phụ tải gần nhất là 53,8 km, đến phụ tải xa nhất là 80,6 km.
Đối với các phụ tải gần nguồn thì xác suất sự cố đường dây ít nên thường
được sử dụng sơ đồ cầu ngoài, đối với các phụ tải xa nguồn có xác suất sự cố
đường dây lớn nên được sử dụng sơ đồ cầu trong.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 6
1.2. Cân bằng công suất tác dụng
Đặc điểm rất quan trọng của hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từ
các nguồn đến các hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số lượng
nhận thấy được. Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và
tiêu thụ điện năng.
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của hệ
thống cần phải phát công suất cân bằng với công suất của các hộ tiêu thụ, kể
cả các tổn thất công suất trong mạng điện, nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự
cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ.
Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường, cần phải có dự trữ
nhất định của công suất tác dụng trong hệ thống. Dự trữ trong hệ thống điện là
một vấn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ
thống.
Vì vậy phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại
đối với hệ thống điện thiết kế có dạng:
PNĐ + PHT = Ptt = max td dtP P P P+ Δ + +∑ ∑ (1.1)
trong đó:
PNĐ - tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra.
PHT - công suất tác dụng lấy từ hệ thống.
Ptt – Công suất tiêu thụ.
m – hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại ( m=1).
∑ maxP - tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại.
∑ΔP - tổng tổn thất trong mạng điện, khi tính sơ bộ có thể lấy
∑ ∑=Δ max%5 PP .
Ptd – công suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy bằng 10% tổng
công suất đặt của nhà máy.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 7
Pdt – công suất dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy
Pdt = 10%∑ maxP , đồng thời công suất dự trữ cần phải bằng công suất định
mức của tổ máy phát lớn nhất đối với hệ thống điện không lớn. Bởi vì hệ
thống điện có công suất vô cùng lớn nên công suất dự trữ lấy ở hệ thống,
nghĩa là Pdt = 0.
Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại được xác định từ bảng
1.1 bằng:
∑ maxP = 278 MW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:
∑=Δ max%5 PP =5%×278 = 13,9 MW
Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện:
Ptd = 10%Pđm =10%×240 = 24 MW
Vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị:
Ptt = 278 + 13,9 + 24 = 315,9 MW
Theo mục 1.1.2.b, tổng công suất do nhà máy điện phát ra theo chế độ kinh tế
là:
PNĐ = Pkt = 204 MW
Như vậy trong chế độ phụ tải cực đại, hệ thống cần cung cấp công suất cho
các phụ tải bằng:
PHT = Ptt - PNĐ = 315,9 – 204 = 111,9 MW
1.3. Cân bằng công suất phản kháng
Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng
giữa điện năng sản suất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm. Sự cân
bằng đòi hỏi không những chỉ đối với công suất tác dụng mà cả đối với công
suất phản kháng.
Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Phá hoại sự cân
bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện. Nếu
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 8
công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất tiêu thụ thì điện áp trong
mạng sẽ tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng thì điện áp trong
mạng sẽ giảm. Vì vậy để đảm bảo chất lượng cần thiết của điện áp ở các hộ
tiêu thụ trong mạng điện và hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất
phản kháng.
Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế có
dạng:
QF + QHT = Qtt = m∑ maxQ + ∑ ∑ ∑+−Δ bCL QQQ +Qtd +Qdt (1.2)
trong đó:
QF – tổng công suất phản kháng do nhà máy phát ra.
QHT – công suất phản kháng do hệ thống cung cấp.
Qtt – tổng công suất phản kháng tiêu thụ.
∑ maxQ - tổng công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực đại của
các phụ tải.
∑Δ LQ - tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các
đường dây trong mạng điện.
∑ CQ - tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây
sinh ra, khi tính sơ bộ lấy ∑ ∑=Δ CL QQ .
∑ bQ - tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp, trong
tính toán sơ bộ lấy ∑ ∑= max%15 QQb .
Qtd – công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện.
Qdt – công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ
có thể lấy bằng 15% tổng công suất phản kháng ở phần bên phải của phương
trình (2.2).
Đối với mạng điện thiết kế, công suất Qdt sẽ lấy ở hệ thống nghĩa là Qdt =0.
Như vậy tổng công suất phả kháng do nhà máy điện phát ra bằng:
QF = PF.tg Fϕ = 204.0,75 = 153 MVAr
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 9
Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp bằng:
QHT = PHT.tg HTϕ = 111,9.0,75 = 83,93 MVAr
Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại theo mục
(1.1.2.b):
∑ maxQ = 133,72 MVAr
Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp:
∑ bQ =15%×133,72 = 20,06 MVAr
Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện có giá trị:
Qtd = Ptd.tg tdϕ
Với cos tdϕ =0,75 thì tg tdϕ =0,88 thì:
Qtd = 24.0,88 = 21,12 MVAr
Như vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện:
Qtt = 133,72 + 20,06 +21,12 = 174,9 MVAr
Tổng công suất do nhà máy và hệ thống có thể phát ra:
QF + QHT = 153 + 83,93 = 236,93 MVAr
Từ kết quả tính toán trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các nguồn
cung cấp lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ, vì vậy không cần bù công
suất phản kháng trong mạng điện thiết kế.
Chương 2.
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY – SO SÁNH CÁC PHƯƠNG
ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT
2.1. Dự kiến các phương án
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của
nó. Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ
tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ
tiêu thụ, thuận tiện và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương
lai và tiếp nhận các phụ tải mới.
Đồ
Sin
Tro
dụn
các
chọ
Nh
cao
điệ
về
100
cho
Đố
đườ
phé
bởi
Cá
Trê
như
án tốt nghiệ
h viên: Ngu
ng thiết k
g phương
nguồn cu
n được trê
ững yêu c
của điện
n thiết kế,
độ tin cậy
% trong m
các hộ tiê
i với các
ng dây h
p cung cấ
vì thời gi
c hộ tiêu th
n cơ sở ph
vị trí của
p
yễn Ngọc H
ế hiện nay
pháp nhi
ng cầp cầ
n cơ sở so
ầu kỹ thuậ
năng cung
trước hết
cung cấp
ạng điện,
u thụ loại
hộ tiêu thụ
ai mạch h
p điện cho
an sửa chữ
ụ loại III
ân tích nh
chúng, có
ùng - Hệ th
, để chọn
ều phương
n dự kiến
sánh kinh
t chủ yếu
cấp cho c
cần chú ý
điện cho c
đồng thời
I có thể sử
loại II, t
oặc bằng đ
các hộ lo
a sự cố ch
được cung
ững đặc đ
5 phương
ống điện U
được sơ đồ
án. Từ cá
một số ph
tế – kỹ th
đối với cá
ác hộ tiêu
đến hai y
ác hộ tiêu
dự phòng
dụng đườ
rong nhiều
ường dây
ại II bằng
o các đườ
cấp điện b
iểm của ng
án được d
ông Bí
tối ưu củ
c vị trí đã
ương án v
uật các ph
c mạng là
thụ. Khi
êu cầu trê
thụ loại I
đóng tự đ
ng dây ha
trường h
riêng biệ
đường dâ
ng dây trê
ằng đườn
uồn cung
ự kiến nh
Th
a mạng đi
cho của
à phương
ương án.
độ tin cậy
dự kiến sơ
n. Để thực
, cần đảm
ộng. Vì vậ
i mạch ha
ợp được c
t. Nhưng n
y trên khô
n không rấ
g dây một
cấp và các
ư ở hình 2
iết kế lưới đ
ện người t
các phụ tả
án tốt nhấ
và chất lư
đồ của m
hiện yêu
bảo dự ph
y để cung
y mạch vò
ung cấp b
ói chung
ng một m
t ngắn.
mạch.
phụ tải, c
.1a, b, c, d
iện
10
a sử
i và
t sẽ
ợng
ạng
cầu
òng
cấp
ng.
ằng
cho
ạch,
ũng
, e.
Đồ
Sin
án tốt nghiệ
h viên: Ngu
p
yễn Ngọc H
Hình
Hình
Hình
ùng - Hệ th
2.1.a Sơ đ
2.1.b. Sơ đ
2.1.c. Sơ
ống điện U
ồ mạch đ
ồ mạch đ
đồ mạch đ
ông Bí
iện phương
iện phươn
iện phươn
Th
án 1
g án 2.
g án 3
iết kế lưới điện
11
Đồ
Sin
2.1
Phư
án tốt nghiệ
h viên: Ngu
.1. Phươn
ơng án 1
p
yễn Ngọc H
Hình
Hình
g án 1
có sơ đồ m
ùng - Hệ th
2.1.d. Sơ đ
2.1.e. Sơ đ
ạng điện
ống điện U
ồ mạch đ
ồ mạch đ
như sau:
ông Bí
iện phươn
iện phương
Th
g án 4.
án 5.
iết kế lưới điện
12
Đồ
Sin
a. C
Điệ
tro
Tín
Cô
sau
tro
án tốt nghiệ
h viên: Ngu
họn điện
n áp định
ng đó:
l - kho
P – côn
h điện áp
ng suất tác
:
ng đó:
Pkt – tổ
Ptd – cô
PN – tổ
PN
p
yễn Ngọc H
Hình
áp định m
mức của đ
Udm =
ảng cách
g suất tru
định mức
dụng từ N
ng công su
ng suất tự
ng công su
= P1 + P2
ùng - Hệ th
2.2. Sơ đ
ức của m
ường dây
.34,4 +l
truyền tải,
yền tải trên
trên đường
Đ truyền
PN6 =P
ất phát ki
dùng tron
ất các phụ
+ P3 + P4
ống điện U
ồ mạng đi
ạng điện
được tính
P16 k
km
đường dâ
dây NĐ -
vào đường
kt – Ptd – P
nh tế của N
g nhà máy
tải nối vớ
+ P5
ông Bí
ện phương
theo công
V
y, MW
6 – HT:
dây NĐ -
N - Δ PN
Đ
điện
i NĐ (1, 2
Th
án 1
thức kinh
(2.1)
6 được xá
,3 4, 5)
iết kế lưới đ
nghiệm:
c định nh
iện
13
ư
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 14
Δ PN – tổn thất công suất trên các đường dây do nhà máy cung cấp
Δ PN = 5%PN
Theo kết quả tính toán trong phần (1.2) ta có:
Pkt = 204 MW, Ptd = 24 MW
Từ sơ đồ mạng điện (2.2) ta có:
PN = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 = 152 MW
Δ PN = 5%PN = 7,60 MW
Do đó: PN6 = 204- 24- 152- 7,60 = 20,4 MW
Công suất phản kháng do NĐ truyền vào đường dây NĐ - 6 có thể tính gần
đúng như sau:
QN6 = PN6 × tg 6ϕ = 20,4.0,48 = 9,79 MVAr
Như vậy:
6NS& =20,4 + j9,79 MVAr
Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT- 6 là:
666 NH SSS &&& −= = 11,6 + j5,71 MVAr
Điện áp tính toán trên đoạn đường dây NĐ-6 là:
56,874,20166,80.34,46 =×+=NU kV
Đối với đường dây HT-6:
46,686,11162,6334,46 =×+=HU kV
Tính điện áp trên các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như đối với
các đường dây trên. Kết quả tính toán cho trong bảng 2.1:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 15
Đường
dây
Công suất
truyền tải
Chiều dài
đường dây l ,
km
Điện áp tính
toán U, kV
Điện áp định mức
của mạng Uđm , kV
NĐ-1 32 + j15,49 58,3 103,64
110
NĐ-2 26 +j12,58 72,1 95,88
NĐ-3 30 + j14,52 78,1 102,53
NĐ-4 34 +j21,08 51 105,86
NĐ-5 30 +j12,78 80,6 102,76
NĐ-6 20,4 + j9,79 80,6 87,56
HT-6 11,6 + j5,71 63,2 68,46
HT-7 30 +j14,52 63,2 101,15
HT-8 34 +j14,48 53,8 106,11
HT-9 30 +j12,78 63,2 101,15
Bảng 2.1. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Từ kết quả tính toán trên ta chọn điện áp định mức cho mạng điện ở tất cả các
phương án là Uđm = 110 kV
b. Chọn tiết diện dây dẫn
Các mạng điện 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên
không. Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), đồng thời các
dây dẫn thường được đặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép tùy theo địa
hình đường dây chạy qua. Đối với các đường dây 110 kV, khoảng cách trung
bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5 m (Dtb = 5m).
Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ
kinh tế của dòng điện, nghĩa là:
ktJ
I
F max=
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 16
trong đó:
Imax - dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại, A
Jkt - mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm2. Với dây AC và Tmax = 5300
h thì Jkt = 1 A/mm2.
Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được xác
định theo công thức:
3max
max 10.
.3. dmUn
S
I = ,A
trong đó:
n-số mạch của đường dây (đường dây một mạch n=1; đường dây hai
mạch n=2).
Uđm- điện áp định mức của mạng điện, kV
Smax- công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA
Dựa vào tiết diện dây dẫn tính được theo công thức trên, tiến hành chọn tiết
diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng
quang, độ bền cơ của đường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau
sự cố.
Đối với đường dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi
thép cần phải có tiết diện F ≥ 70 mm2.
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp về vầng quang
của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố,
cần phải có điều kiện sau:
Isc ≤ ICP
trong đó:
Isc- dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 17
ICP- dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn.
Khi tính tiết diện các dây dẫn cần sử dụng các dòng công suất ở bảng 2.1.
* Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-6:
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại bằng:
IN6 = 38,5910.
110.32
79,94,20
10.
.32
3
22
36 =+=
dm
N
U
S A
Tiết diện dây dẫn:
FN6 = 38,59
1
38,596 ==
kt
N
J
I mm2
Để không xuất hiện vầng quang trên đường dây, cần chọn dây AC có tiết diện
F=70 mm2 và dòng điện ICP = 265 A.
Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn cần kiểm tra dòng điện chạy trên đường dây
trong các chế độ sau sự cố. Đối với đường dây liên kết NĐ-6-HT, sự cố có thể
xảy ra trong hai trường hợp sau:
- Ngừng một mạch trên đường dây.
- Ngừng một tổ máy phát điện.
Nếu ngừng một mạch của đường dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại
bằng:
I1sc = 2IN6 = 2×59,38 = 118,76 A
Như vậy Isc < Icp.
Khi ngừng một tổ máy phát điện thì ba máy phát còn lại sẽ phát 100 % công
suất. Do đó tổng công suất phát ra của NĐ bằng:
PF = 3×60 = 180 MW
Công suất tự dùng của nhà máy bằng:
Ptd = 10%.180 = 18 MW
Công suất chạy trên đường dây bằng:
PN6 = PF -Ptd-PN-Δ PN
Trong mục (2.1.1.a) đã tính được:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí 18
PN = 152 MW, Δ PN = 7,60 MW
Do đó:
PN6 = 180-18-152-7,60 = 2,4 MW
QN6 = 2,4.0,48 = 1,15 MVAr
Vì vậy dòng điện chạy trên đường dây NĐ-6 sẽ không lớn hơn trường hợp đứt
một mạch.
* Chọn tiết diện cho đường dây HT-6
Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực