CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.Phân tích nguồn Nguồn cung cấp : Nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện gồm 3 tổ máy, công suất định mức của mỗi tổ máy là 70MW Hệ số công suất : cosφ = 0,85 và điện áp định mức : Uđm = 11kV Như vậy công suất định mức của nhà máy nhiệt điện là 210 MW 1.Phân tích phụ tải Phụ tải Khoảng cách(km) 1 31,62 2 31,62 3 36,05 4 30 5 50 6 53,85 Bảng 1.1 Khoảng cách từ nguồn đến các phụ tải Ta có : Qmax = Pmax*tgφ,Qmin = Pmin*tgφ Smax = Pmax/cosφ,Smin = Pmin/cosφ Cosφ = 0,9 => tgφ = 0,484 Phụ Loại Smax Smin Pmax Pmin Qmax Qmin Cos Điện Tmax tải phụ (MVA) (MVA) (MW) (MW) (MVAr) (MVAr) φ áp tải thứ cấp (kV) 1 III 26,55 18,585 23,9 16,73 11,57 8,1 0,9 22 4200 2 I 27,67 19,37 24,9 17,43 12,05 8,435 0,9 22 4200 3 I 28,78 20,15 25,9 18,13 12,54 8,78 0,9 22 4200 4 I 29,89 20,92 26,9 18,83 13,02 9,11 0,9 22 4200 5 I 31 21,7 27,9 19,53 13,5 9,45 0,9 22 4200 6 I 32,11 22,48 28,9 20,23 13,99 9,79 0,9 22 4200 Tổng 176 123,2 158,4 110,88 76,67 53,67 8 Bảng 1.2 Bảng số liệu của các phụ tải Hệ thống điện thiết kế có 6 phụ tải.Trong đó có 5 hộ phụ tải yêu cầu có mức đảm bảo cung cấp điện ở mức cao nhất (2,3,4,5,6) nghĩa là không được phép mất điện trong bất cứ trường hợp nào,vì nếu mất điện thì sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng ảnh hưởng đến an ninh quốc gia , các cơ quan trọng yếu của nhà nước , gây nguy hiểm chết người và tổn thất nghiêm trọng về kinh tế.Vì vậy phải dự phòng chắc chắn,mỗi phụ tải phải được cấp điện bằng một lộ đường kép và hai máy biến áp làm việc song song để đảm bảo cấp điện liên tục cũng như đảm bảo chất lượng điện năng ở một chế độ vận hành .Còn hộ phụ tải còn lại thuộc loại III là hộ phụ tải mà việc mất điện không gây hậu quả nghiêm trọng nên ta có thể cấp điện cho phụ tải bằng một lộ đường dây. CHƯƠNG 2 :PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI ĐIỆN 2.Đề xuất phương án nối dây 2.Ưu nhược điểm của các phương án nối dây Một trong các yêu cầu của thiết kế mạng điện là đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục, nhưng vẫn phải đảm bảo tính kinh tế.Muốn đạt được yêu cầu này người ta phải tìm ra phương án hợp lí nhất trong các phương án vạch ra đồng thời đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật. 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 thiết kế,trước hết cần chú ý đến hai yêu cầu 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 là 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 dùng đường dây hai mạch hay mạch vòng. Các hộ tiêu thụ loại III cung cấp bằng đường dây một mạch. Để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện ta đề ra phương án nối dây,dựa trên các chỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật ta chọn được phương án nối dây tối ưu nhất. Một phương án nối dây hợp lý phải đảm bảo các yêu cầu sau: Thứ nhất, đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Thứ hai, đảm bảo chất lượng điện. Thứ ba, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Thứ tư, đảm bảo thuận lợi cho thi công, vận hành và phải có tính linh hoạt cao. Thứ năm, đảm bảo tính kinh tế.
Thứ sáu, đảm bảo tính phát triển của mạng điện trong tương lai Khi dự kiến các phương án nối dây phải dựa trên các ưu khuyết điểm của một sơ đồ mạng điện cũng như phạm vi sử dụng của chúng. Mạng hình tia: Ưu điểm: Có khả năng sử dụng các thiết bị đơn giản, rẻ tiền và các thiết bị bảo vệ rơle đơn giản, thuận tiện khi phát triển và thiết kế cải tạo mạng điện hiện có, 9 khi xảy ra sự cố không gây ảnh hưởng đến các đường dây khác. Tổn thất nhỏ hơn lưới liên thông. Nhược điểm: Chi phí đầu tư dây cao, khảo sát thiết kế thi công mất nhiều thời gian, lãng phí khả năng tải.
Mạng liên thông: Ưu điểm: Việc tổ chức thi công sẽ thuận lợi vì hoạt động trên cùng một đường dây. Nhược điểm: Cần có thêm trạm trung gian, thiết kế bố trí đòi hỏi phải bảo vệ bằng rơle. Thiết kế cắt tự động khi gặp sự cố phức tạp hơn. Độ tin cậy cung cấp điện thấp hơn so với hình tia.
Mạch điện vòng: Ưu điểm: Độ tin cậy cung cấp điện cao, khả năng vận hành lưới linh hoạt Nhược điểm: Số lượng máy cắt cao áp nhiều hơn, bảo vệ rơle phức tạp hơn, tổn thất điện áp lúc sự cố lớn Theo bản thiết kế có 6 phụ tải, vì thiết kế mạng điện cho hộ tiêu thụ loại I và loại III, nên đối với hộ tiêu thụ loại I bắt buộc phải cung cấp điện bằng đường dây 2 mạch hoặc mạng kín còn hộ tiêu thụ loại III chỉ cần cung cấp bằng đường dây mạch đơn. Như vậy có thể đưa ra 4 phương án để lựa chọn Hình 2.1 Sơ đồ nối dây phương án 1 10 Hình 2.2 Sơ đồ nối dây phương án 2 Hình 2.3 Sơ đồ nối dây phương án 3 11 Hình 2.4 Sơ đồ nối dây phương án 4 2.Lựa chọn cấp điện áp truyền tải Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện. Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải với nhau và khoảng cách từ phụ tải đến nguồn. Điện áp định mức của mạng sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện và theo chiều dài của nguồn điện đến phụ tải.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây bằng công thức kinh nghiệm của Still sau đây: (2. Trong đó : Li: Khoảng cách truyền tải của đoạn đường dây thứ i(Km). Pi: Công suất truyền tải của đoạn đường dây thứ i(MW). Ui: Điện áp vận hành trên đoạn đường dây thứ i(kV).
Tùy thuộc vào điện áp tính được thì ta chọn điện áp định mức phù hợp.Lựa chọn tiết diện dây dẫn Để chọn tiết diện dây dẫn có các phương án sau: Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế(lưới cao áp). Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng(lưới hạ áp). Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất cho phép của điện áp(lưới trung áp và hạ áp). Việc sử dụng phương pháp nào còn phụ thuộc vào trị số điện áp định mức của mạng điện vì vậy trong quá trình tính toán cho các phương án khi tìm được trị số điện áp định mức của mạng điện ta sẽ chọn phương pháp để tìm tiết diện dây dẫn.
Sau khi chọn dây dẫn , ta kiểm tra lại bằng các điều kiện kỹ thuật: Điều kiện phát nóng lâu dài(Isc Icp). 12 Điều kiện vầng quang điện(Điện áp 110kV : Fmin = 70mm2. Điều kiện độ bền cơ. Tiết diện dây thỏa mãn điều kiện vầng quang điện thì sẽ thỏa mãn điều kiện độ bền cơ.Xác định tổn thất công suất cực đại Tính tổn thất điện áp max của mạng điện là tổn thất điện áp tính từ nguồn điện đến điểm có điện áp thất nhất trong mạch.
Chế độ làm việc bình thường: (2.2) Trong đó: Pi,Qi: Công suất tác dụng và phản kháng cực đại trên nhánh thứ i Ri,Xi: Giá trị điện trở điện kháng nhánh thứ i Udm: Điện áp định mức mạng điện Ri = (2.4) n: số mạch đường dây Chế độ làm việc sự cố Ngừng 1 mạch trên đường dây 2 mạch: (2.5) Ngừng đường dây 1 mạch ở mạch vòng: Các phương án phải thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện 1 cấp điện áp không vượt quá Lúc chế độ làm việc bình thường: Lúc chế độ làm việc sự cố: CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 3.Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng Theo sơ đồ đi dây,phân bố công suất của phương án 1 như sau: SNM-1 =23,9 + j11,57 (MVA) SNM-4 =26,9 + j13,02 (MVA) SNM-2 =24,9 + j12,05(MVA) SNM-5 =27,9 + j13,5 (MVA) SNM-3 =25,9 + j12,54 (MVA) SNM-6 =28,9 + j13,99 (MVA) Tính điện áp trên các đoạn đường dây theo công thức (2.1) ta có bảng sau: Đường dây Công suất Chiều dài đường Điện áp tính theo (Pmax,MW) dây(L,Km) công thức (2,1),kV NM-1 23,9 31,62 88,31 NM-2 24,9 31,62 90 NM-3 25,9 36,05 92,11 NM-4 26,9 30 93,12 NM-5 27,9 50 96,7 NM-6 28,9 53,85 98,1 Bảng 3.1 Tính toán điện áp định mức phương án 1 Ta thấy điện áp U nằm trong khoảng (88,31 - 98,1 kV) nên ta chọn điện áp định mức là Udm = 110kV 3.Lựa chọn tiêt diện dây dẫn Dây dẫn lựa chọn là dây nhôm lõi thép (AC) là loại dây dẫn có độ dẫn điện tốt, đảm bảo độ bền cơ học cao, sử dụng ở mọi cấp điện áp và được sử dụng rộng rãi trong thực tế Do mạng điện thiết kế có Udm = 110kV nên tiết diện dây dẫn thường được chọn theo phương pháp mật độ kinh tế của dòng điện Jkt (3.2) 2 Với: Fi: Tiết diện dây dẫn (mm ) Ilv max i: Dòng điện cực đại tính trên lộ cần xác định tiết diện (A) n: Số mạch đường dây (kV) Slv max i: Công suất truyền tải cực đại trên lộ đường dây đang xét(MVA) Jkt: Mật độ dòng điện kinh tế (A/mm2) Lựa chọn dây nhôm lõi thép với Tmax = 4200h ta tra theo bảng 4.1 mật độ kinh tế dòng điện trang 143 sách Mạng Lưới Điện - Nguyễn Văn Đạm ta được Jkt = 1,1 A/mm2 Ta tính dòng điện cực đại trên đường dây và tiết diện dây dẫn dựa theo công thức 3.2 ta có bảng sau : Đường dây Smax Fi(mm2) Ilv max(A) (MVA) NM-1 26,55 126,7 139,35 NM-2 27,67 66 72,61 NM-3 28,78 68,66 75,53 NM-4 29,89 71,27 78,44 NM-5 31 73,95 81,35 NM-6 32,11 76,64 84,3 Bảng 3.Tính toán tiết diện đường dây Từ tiết diện đường dây đã tính được ta tra bảng phụ lục 2,3,4 Trang 258-261 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện ta có thông số các dây dẫn đó.