Đồ án Thiết kế hệ thống điện có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải

Hệ thống điện là tập hợp các nhà máy điện, trạm biến áp, đường dây tải điện và hộ tiêu thụ. Thực hiện nhiệm vụ sản xuất, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng tin cậy, kinh tế và đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp cho các phụ tải. Thiết kế xây dựng mạng điện là những công việc hết sức quan trọng của ngành điện, có ảnh hưởng lớn tới các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện. Giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật trong thiết kế, xây dựng và vận hành sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với nền kinh tế nói chung và hệ thống điện nói riêng. Thiết kế lưới điện nhằm giúp sinh viên tổng hợp lại kiến thức đã được đào tạo khi học trong nhà trường và học hỏi thêm được nhiều giá trị cần thiết cho công việc sau này. Nhiệm vụ thiết kế: “Thiết kế hệ thống điện có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải”. Gồm 7 nội dung tương ứng với 7 chương: Chương 1: Phân tích đặc điểm của nguồn và phụ tải. Chương 2: Cân bằng công suất trong hệ thống điện. Chương 3: Chọn phương án tối ưu cung cấp điện. Chương 4: Chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong các trạm, sơ đồ các trạm và sơ đồ hệ thống điện. Chương 5: Tính các chế độ vận hành của mạng điện. Chương 6: Tính điện áp các nút và điều chỉnh điện áp trong mạng điện. Chương 7: Tính các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện. Bản thiết kế được hoàn thành với sự nổ lực của bản thân cộng với sự hướng dẫn tận tình của thầy TS. Nguyễn Văn Đạm cùng với sự góp ý chân thành của các thầy cô trong bộ môn đã giúp em hoàn thành thiết kế tốt nghiệp của mình. Em chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Đạm cùng các thầy cô giáo!

doc67 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Ngày: 17/05/2013 | Lượt xem: 2576 | Lượt tải: 35download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế hệ thống điện có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ˜˜˜¶™™™ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TÔT NGHIỆP Họ và tên : Trần Anh Tuấn Khoá : 27 Khoa : KT & CN Bộ môn : Kỹ thuật điện 1.Đầu đề thiết kế: Thiết kế hệ thống điện có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải. 2.Các số liệu ban đầu: - Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, hệ số công suất (cosφ) trên thanh góp 110kV bằng 0,85. - Nhà máy nhiệt điện công suất 3 x 100 MW ; Uđm= 10,5 kV ; cosφ = 0,85. - Các số liệu về phụ tải cho ở phụ lục. 3.Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: Phân tích các đặc điểm của nguồn và phụ tải. Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng trong mạng điện. Chọn phương án cung cấp điện hợp lý nhất. Chọn số lượng,công suất máy biến áp trong các trạm, chọn sơ đồ các trạm và của mạng điện. Phân tích các chế độ vận hành của mạng điện. Chọn phương thức điều chỉnh điện áp trong mạng điện. Tính các chỉ tiêu kinh tế,kỹ thuật của mạng điện 4. Cán bộ hướng dẫn: TS.Nguyễn Văn Đạm. 5. Ngày giao thiết kế : 6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Giáo viên hướng dẫn thiết kế NGUYỄN VĂN ĐẠM PHỤ LỤC Các số liệu phụ tải: Sơ đồ mằt bằng của các nguồn điện và các phụ tải cho trên hình 1, các số liệu về phụ tải cho trong bảng 1. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 8 3 NĐ 4 5 6 HT 7 9 Tỷ lệ : 1 đơn vị = 10 km. Hình 1. Bảng 1 Các số liệu Các hộ tiêu thụ điện 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Phụ tải cực đại (MW) 38 40 38 49 38 36 40 48 36 Hệ số công suất cosφ 0,90 Mức đảm bảo cung cấp điện Loại I Yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Điện áp danh định lưới điện thứ cấp(KV) 10 Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại. Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000 h. Giá 1 kWh điện năng tổn thất : 500 đồng. Giá 1 kVAr công suất thiết bị bù : 150.103 đồng. LỜI NÓI ĐẦU Hệ thống điện là tập hợp các nhà máy điện, trạm biến áp, đường dây tải điện và hộ tiêu thụ. Thực hiện nhiệm vụ sản xuất, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng tin cậy, kinh tế và đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp cho các phụ tải. Thiết kế xây dựng mạng điện là những công việc hết sức quan trọng của ngành điện, có ảnh hưởng lớn tới các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện. Giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật trong thiết kế, xây dựng và vận hành sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với nền kinh tế nói chung và hệ thống điện nói riêng. Thiết kế lưới điện nhằm giúp sinh viên tổng hợp lại kiến thức đã được đào tạo khi học trong nhà trường và học hỏi thêm được nhiều giá trị cần thiết cho công việc sau này. Nhiệm vụ thiết kế: “Thiết kế hệ thống điện có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải”. Gồm 7 nội dung tương ứng với 7 chương: Chương 1: Phân tích đặc điểm của nguồn và phụ tải. Chương 2: Cân bằng công suất trong hệ thống điện. Chương 3: Chọn phương án tối ưu cung cấp điện. Chương 4: Chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong các trạm, sơ đồ các trạm và sơ đồ hệ thống điện. Chương 5: Tính các chế độ vận hành của mạng điện. Chương 6: Tính điện áp các nút và điều chỉnh điện áp trong mạng điện. Chương 7: Tính các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện. Bản thiết kế được hoàn thành với sự nổ lực của bản thân cộng với sự hướng dẫn tận tình của thầy TS. Nguyễn Văn Đạm cùng với sự góp ý chân thành của các thầy cô trong bộ môn đã giúp em hoàn thành thiết kế tốt nghiệp của mình. Em chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Đạm cùng các thầy cô giáo! Quy nhơn, ngày 15 tháng 04 năm 2009. Sinh viên thiết kế Trần Anh Tuấn Chương 1: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN VÀ PHỤ TẢI Để chọn được phương án tối ưu cần tiến hành phân tích những đặc điểm của các nguồn cung cấp điện và các phụ tải. Trên cơ sở đó xác định công suất phát của các nguồn cung cấp và dự kiến các sơ đồ nối điện sao cho đạt được hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao nhất. I. NGUỒN CUNG CẤP ĐIỆN: Trong hệ thống điện thiết kế có hai nguồn cung cấp đó là hệ thống điện và nhà máy nhiệt điện. 1.Hệ thống điện: Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, hệ số công suất trên thanh góp 110kV của hệ thống bằng 0,85. Vì vậy cần phải có sự liên hệ giữa hệ thống và nhà máy điện để trao đổi công suất giữa 2 nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường khi vận hành . Mặt khác, vì hệ thống có công suất vô cùng lớn chọn hệ thống là nút cân bằng 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 nhiệt điện, nói cách khác công suất tác dụng và phản kháng sẽ được lấy từ hệ thống điện khi cần. 2. Nhà máy nhiệt điện: Nhà máy nhiệt điện có tất cả 3 tổ máy phát. Mỗi máy phát có công suất định mức Pđm =100MW, cosφ = 0,85, Uđm = 10,5kV. Như vậy tổng công suất định mức của nhà máy nhiệt điện bằng 3 x 100 = 300MW. 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 chiếm khoảng 6 ÷ 15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện. Đối với nhà máy nhiệt điện, các nhà máy làm việc ổn định khi phụ tải P≥70%Pđm , khi phụ tải P<30%Pđm các máy ngừng làm việc. Công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện thường bằng (80 ÷ 90%)Pđm . Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 85%Pđm , nghĩa là: Do đó khi phụ tải cực đại cả 3 máy phát đều vận hành và tổng công suất tác dụng phát ra của nhiệt điện bằng: Trong chế độ phụ tải cực tiểu dự kiến ngừng 1 máy phát để bảo dưỡng, 2 máy phát còn lại sẽ phát 85%Pđm , nghĩa là tổng công suất phát của nhiệt điện bằng: Khi sự cố ngừng 1 máy phát, 2 máy còn lại sẽ phát 100%Pđm , như vậy: Phần công suất còn thiếu trong các chế độ vận hành sẽ được cung cấp từ hệ thống điện. II. CÁC PHỤ TẢI ĐIỆN: Trong hệ thống điện thiết kế có 9 phụ tải. Tất cả các phụ tải đều là hộ loại I và có hệ số cosφ = 0,90. Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax = 5000 h. Các phụ tải đều có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp của các trạm hạ áp bằng 10kV. Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại. Kết quả tính giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ cực đại và cực tiểu cho trong bảng 1.1. Bảng 1.1. Thông số của các phụ tải Hộ tiêu thụ Smax = Pmax + j Qmax , MVA Smax , MVA Smin = Pmin + j Qmin , MVA Smin , MVA 1 38 + j 18,404 42,222 26,6 + j 12,883 29,556 2 40 + j 19,373 44,444 28,0 + j 13,561 31,111 3 38 + j 18,404 42,222 26,6 + j 12,883 29,556 4 49 + j 23,732 54,445 34,3 + j 16,612 38,111 5 38 + j 18,404 42,222 26,6 + j 12,883 29,556 6 36 + j 17,436 40,000 25,2 + j 12,205 28,000 7 40 + j 19,373 44,444 28,0 + j 13,561 31,111 8 48 + j 23,247 53,333 33,6 + j 16,273 37,333 9 36 + j 17,436 40,000 25,2 + j 12,205 28,000 Tổng 363 + j 175,809 Chương 2: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN. I. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG: Đặc điểm rất quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từ các nguồn điện 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 bằng với công suất các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất các mạng điện, nghĩa là cần 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 có dạng: PNĐ + PHT = Ptt = mΣPmax + ΣΔP + Ptd +Pdt (2.1) Trong đó: PNĐ : Tổng công suất tác dụng do nhà máy nhiệt điện phát ra. PHT : Công suất tác dụng lấy từ hệ thống. m : Hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại. ΣPmax: Tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại. ΣΔP : Tổng tổn thất trong mạng điện, khi tính sơ bộ có thể lấy: ΣΔP = 5% ΣPmax Ptd :Công suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy bằng 10% công suất đặt của nhà máy. Pdt : Công suất dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy Pdt = 10% ΣPmax , 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, cho nên công suất dự trữ lấy ở hệ thống, nghĩa là Pdt = 0. Ptt : Công suất tiêu thụ trong mạng điện. Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại được xác định từ bảng 1.1 bằng: ΣPmax = 363 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị: ΣΔP = 5% ΣPmax = 0,05 × 363 = 18,15 MW Công suất tự dùng trong nhà máy điện bằng: Ptd = 10% ΣPmax = 0,1 × 363 = 36,3 MW Do đó công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị: Ptt = 363 + 18,15 + 36,3 = 417,45 MW Mặt khác tổng công suất do nhiệt điện phát ra theo chế độ kinh tế bằng: PNĐ = Pkt = 255 MW Như vậy trong chế độ cực đại hệ thống cần cung cấp công suất các phụ tải bằng: PHT = Ptt – PNĐ = 417,45 – 255 = 162,45 MW Nếu như trong mạng điện thiết kế có 2 nhà máy điện, khi đó cần chọn 1 nhà máy điện làm nhiệm vụ cân bằng công suất trong hệ thống, nhà máy điện còn lại sẽ phát công suất theo dự kiến. Trong thực tế thường chọn các nhà máy điện có công suất lớn và có khả năng điều chỉnh nhanh chóng công suất tác dụng là nút cân bằng công suất. Ví dụ các nhà máy thuỷ điện, nhà máy nhiệt điện tuabin khí,… Để thuận tiện khi tính, nút cơ sở về điện áp thường được chọn trùng với nút cân bằng công suất. II. 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 xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm. Sự cân bằng đòi hỏi không những 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 công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng thì điện áp trong mạng điện sẽ giảm. Vì vậy để đảm bảo chất lượng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong 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 = mΣQmax + ΣΔQL – ΣQc + ΣΔQb + Qtd + Qdt (2.2) Trong đó: QF : Tổng công suất phản kháng do nhiệt điện phát ra. QHT : Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp. Qtt : Tổng công suất phản kháng tiêu thụ. ΣΔQL: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện. ΣQc : Tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra, khi tính sơ bộ lấy ΣQL = ΣQc . ΣΔQb: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp, trong tính toán sơ bộ lấy ΣΔQb = 15% ΣQmax . 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 Pdt sẽ lấy ở hệ thống, nghĩa là Qdt = 0. Như vậy, tổng công suất phản kháng do nhiệt điện phát ra bằng: MVAr Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp bằng: MVAr Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định theo bảng 1.1 bằng: ΣQmax = 175,809 MVAr Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp bằng: ΣΔQb = 0,15 × 175,809 = 26,371 MVAr Tổng công suất phản kháng tự dùng trong các nhà máy điện có giá trị: Qtd = Ptd.tgφtd Đối với cosφtd = 0,75 thì tgφtd = 0,882. Do đó: Qtd = 36,3 × 0,882 = 32,017 MVAr Như vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện: Qtt = 175,809 + 26,371 + 32,017 = 234,197 MVAr Tổng công suất phản kháng do hệ thống và nhiệt điện có thể phát ra bằng: QF + QHT = 158,1 + 100,719 =258,819 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 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU CUNG CẤP ĐIỆN I. 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. Trong thiết kế hiện nay, để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện người ta sử dụng phương pháp nhiều phương án. Từ các vị trí đã cho của các phụ tải và các nguồn cung cấp, cần dự kiến một số phương án và phương án tốt nhất sẽ được chọn dựa trên cơ sở so sánh kinh tế kỹ thuật các phương án đó. Không cần dự kiến quá nhiều phương án. sau khi phân tích tương đối cẩn thận có thể dự kiến 4 ÷ 5 phương án hợp lý nhất. Đồng thời chú ý cần chọn các phương án đơn giản. Các sơ đồ phức tạp hơn được chọn trong trường hợp các sơ đồ đơn giản không thoả mãn những yêu cầu kinh tế - kỹ thuật. Những phương án được lựa chọn để tiến hành so sánh kinh tế chỉ là những phương án đã thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật của mạng điện. Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với các mạng là độ tin cậy và chất lượng cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Khi dự kiến sơ đồ của mạng điện thiết kế, trước hết cần chú ý đến 2 yêu cầu kể trên. Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I, cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự động. Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I có thể sử dụng đường dây 2 mạch hay mạch vòng. Đối với các hộ tiêu thụ loại II, trong nhiều trường hợp được cung cấp bằng đường dây hai mạch hoặc bằng hai đường dây riêng biệt. Nhưng nói chung cho phép cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại II bằng đường dây trên không một mạch, bởi vì thời gian sữa chữa sự cố các đường dây trên không rất ngắn. Các hộ tiêu thụ loại III được cung cấp bằng đường dây một mạch. Trên cơ sở phân tích những đặc điểm của các nguồn cung cấp và các phụ tải cũng như vị trí của chúng ta có các phương án dự kiến sau: Phương án I: S3=38+j18,404 S5=38+j18,404 S6=36+j17,436 S4=49+j23,732 S2=40+j19,373 S7=40+j19,373 S9=36+j17,436 63,25 53,85 50,99 50 53,85 63,25 53,85 63,25 S1=38+j18,404 S8=48+j23,247 44,72 53,85 NĐ HT Hình 3.1 Phương án II: S3=38+j18,404 S5=38+j18,404 S6=36+j17,436 S4=49+j23,732 S2=40+j19,373 S7=40+j19,373 S9=36+j17,436 63,25 53,85 50,99 50 53,85 41,23 53,85 41,23 S1=38+j18,404 S8=48+j23,247 44,72 53,85 NĐ HT Hình 3.2 Phương án III: S3=38+j18,404 S5=38+j18,404 S6=36+j17,436 S4=49+j23,732 S2=40+j19,373 S7=40+j19,373 S9=36+j17,436 41,23 53,85 50,99 50 53,85 63,25 53,85 63,25 S1=38+j18,404 S8=48+j23,247 44,72 53,85 NĐ HT Hình 3.3 Phương án IV: S3=38+j18,404 S5=38+j18,404 S6=36+j17,436 S4=49+j23,732 S2=40+j19,373 S7=40+j19,373 S9=36+j17,436 63,25 53,85 50,99 50 53,85 41,23 53,85 41,23 S1=38+j18,404 S8=48+j23,247 41,23 44,72 HT NĐ Hình 3.4 S3=38+j18,404 S5=38+j18,404 S6=36+j17,436 S4=49+j23,732 S2=40+j19,373 S7=40+j19,373 S9=36+j17,436 63,25 53,85 50,99 50 53,85 63,25 53,85 63,25 S1=38+j18,404 S8=48+j23,247 44,72 53,85 41,23 NĐ HT Phương án V: Hình 3.5 Để tính các chỉ tiêu kinh tế của mạng điện, trước hết cần chọn điện áp định mức của mạng điện, chọn tiết diện các dây dẫn, tính các chỉ tiêu chất lượng của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ của các phương án so sánh. I.1. Phương án I: Sơ đồ mạng điện của phương án I (hình 3.1) S3=38+j18,404 S5=38+j18,404 S6=36+j17,436 S4=49+j23,732 S2=40+j19,373 S7=40+j19,373 S9=36+j17,436 63,25 53,85 50,99 50 53,85 63,25 53,85 63,25 S1=38+j18,404 S8=48+j23,247 44,72 53,85 NĐ HT 1. Chọn điện áp định mức của mạng điện: Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật, cũng như các dặc trưng kỹ thuật của mạng điện. Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, sơ đồ cung cấp điện, vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau. Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện. Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện. Các phương án của mạng điện thiết kế hay là các đoạn đường dây riêng biệt của mạng điện có thể có điện áp định mức khác nhau. Trong khi tính toán, thông thường trước hết chọn điện áp định mức của các đoạn đường dây có công suất truyền tải lớn. Các đoạn đường dây trong mạng kín, theo thường lệ cần được thực hiện với một cấp điện áp định mức. Công thức tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm sau: , kV (3.6) Trong đó: : Khoảng cách truyền tải, km; P : Công suất truyền tải trên đường dây, MW; Tính điện áp định mức trên đường dây NĐ - 4 - HT: Công suất tác dụng từ nhiệt điện truyền vào đường dây NĐ - 4 được xác định như sau: PN4 = Pkt - Ptd - PN - ΔPN (3.7) Trong đó: Pkt : Tổng công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện; Ptd : Công suất tự dùng trong nhà máy điện; PN : Tổng công suất của các phụ tải nối với NĐ (PN = P1 + P2 + P3 + P8); ΔPN : Tổn thất công suất trên các đường dây do NĐ cung cấp(ΔPN=5%Pđm) Theo các kết quả tính toán trong phần I - chương 2 ta có: Pkt = 255 MW ; Ptd = 36,3 MW Từ mạng điện ở hình 3.1, ta có: PN = P1 + P2 + P3 + P8 = 38 + 40 + 38 + 48 = 164 MW ΔPN = 0,05 × 164 = 8,2 MW Do đó: PN4 = 255 - 36,3 - 164 - 8,2 = 46,5 MW Công suất phản kháng do NĐ truyền vào đường dây NĐ - 4 có thể tính gần đúng như sau: QN4 = PN4.tgφ4 = 46,5 × 0,62 = 28,83 MVAr Như vậy: SN4 = 46,5 + j 28,83 MVA Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT - 4 bằng: SH4 = S4 - SN4 = 49 + j 23,732 - 46,5 - j 28,83 = 2,5 - j 0,598 MVA Điện áp tính toán trên đường dây NĐ - 4 bằng: kV Đối với đường dây HT - 4: kV Đối với đường dây NĐ - 1: kV Tính điện áp của các đoạn còn lại tương tự như đối với các đường dây trên. Kết quả tính điện áp định mức của các đường dây trong phương án I cho trong bảng 3.8. Từ các kết quả nhận được trong bảng 3.8, chọn điện áp định mức của mạng điện Uđm = 110 kV. 2. Chọn tiết diện dây dẫn: Các mạng điện 110kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không. Các dây dẫn 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 tuỳ theo địa hình đường dây chạy qua. Đối với các đường dây 110kV, khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5m (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: (3.9) 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 = 5000 h thì Jkt = 1,1 A/mm2. Bảng 3.8. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện Đường dây Công suất truyền tải S, MVA Chiều dài đường dây ℓ, km Điện áp tính toán U, kV Điện áp định mức của mạng điện Uđm, kV NĐ - 1 38 + j 18,404 44,72 110,846 110,0 NĐ - 2 40 + j 19,373 63,25 115,092 NĐ - 3 38 + j 18,404 53,85 111,653 NĐ - 4 46,5 + j 28,83 50,99 122,369 NĐ - 8 48 + j 23,247 53,85 124,419 HT - 4 2,5 - j 0,598 50,00 41,173 HT - 5 38 + j 18,404 53,85 111,653 HT - 6 36 + j 17,436 63,25 109,730 HT - 7 40 + j 19,373 53,85 114,320 HT - 9 36 + j 17,436 63,25 109,730 Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được xác định theo công thức: , A (3.10) Trong đó: n : Số mạch đường dây (đường dây 1 mạch n=1,đường dây 2 mạch n=2) Uđm : Điện áp định mức của mạng điện, kV; S