4 CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT CƠ BẢN

Nguyễn Vinh



Đoạn



N-1



N-2



N-3



N-4



N-5



N-6



l(km)



50,99



56,57



50,99



58,31



44,72



70



Bảng 1.2



1.4.2 Bảng thông số của các phụ tải điện

Như vậy ta có bảng các thông số của các phụ tải thiết như sau:



Phụ tải



Ln-i(km)



Pi(MW)



Qi(MVAr)



1



50,99



30



15,49



2



56,57



28



11,93



3



50,99



30



14,52



4



58,31



26



12,58



5



44,72



28



13,55



6



70



24



11,62



Bảng 1.3



1.4.3 Các lựa chọn kỹ thuật ban đầu

- Truyền tải điện xoay chiều AC.

- Dùng đường dây trên không dây dẫn trần.

- Dùng dây nhôm lõi thép AC.

- Dùng cột bê tông cốt thép với hệ số vận hành đường dây a vhd = 0, 04



Ký hiệu dây dẫn



AC-70



AC-95



AC-120



AC-150



AC-185



AC-240



Cột bê tông ly tâm



300



308



320



336



352



402



Cột thép



380



385



392



403



416



436



Bảng 1.4

Giá thành đường dây trên không một mạch điện áp 110kV ( 10 6 đ/km).

Ghi chú: Giá thành đường dây hai mạch bằng 1,6 lần giá thành đường dây một mạch.

- Giá thành trạm biến áp truyền tải có một máy biến áp điện áp 110/10 kV với hệ số vận hành các

thiết bị trong trạm biến áp a vh =0,10.



8



Nguyễn Vinh



Công suất định mức, MVA



16



25



32



9

Giá thành, 10 đ/trạm



15,000



22,000



29,000



Bảng 1.5

Ghi chú: Giá thành trạm hai máy biến áp bằng 1,8 lần giá thành trạm có một máy biến áp.



CHƯƠNG III



CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU VỀ KINH TẾ – KỸ THUẬT



A. ĐẶT VẤN ĐỀ

Nguyên tắc chủ yếu và quan trọng nhất của công tác thiết kế mạng điện là cung

cấp điện được kinh tế và đảm bảo độ tin cậy. Do vậy phải tìm ra được một phương án

phù hợp sao cho với phương án đó đảm bảo về mặt kỹ thuật và có tính kinh tế cao.



B. DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN CHO MẠNG ĐIỆN - TÍNH TOÁN SƠ BỘ

VỀ KỸ THUẬT

1. Các phương án dự kiến đi dây

Để thoả mãn mục đích là thiết kế mạng điện phải tối ưu thì việc đầu tiên cần làm

đó là vạch ra các phương án nối dây. Để lập được các phương án nối dây ta dựa trên các

nguyên tắc sau:

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.

9



Nguyễn Vinh



- Dựa vào sơ đồ vị trí mặt bằng.

Do có những yêu cầu trên nên ta có:

- Các phụ tải 1, 2, 3, 4, 5 là hộ loại I nên phải được cung cấp bằng đường dây hai

mạch hoặc mạng kín, phụ tải 6 là phụ tải loại 3 nên được cấp điện bằng đường dây mạch

đơn.

- Từ sự phân tích trên ta có các phương án nối mạng.



Phương án1:



N

5



9k

0,9



m



9km



6



m



5



1k

m



50,5



7

,5



2k



,3



6



,7



58



k



m



1



5



70km

44



2

3



4



NĐ

Phương án2:



5



4

2

1

10



Nguyễn Vinh



99

50,



N



km



6

44



k

7

,5



m



3



0



,0



6



5

1k



50,5



6



2k



m



,3



5



,7



58



9km



m



1



k



m



2

4



3



Phương án3:



N

9k

50, 9



44



km



m



5 0 ,5



5



1k



62



km



,3



31,



,72



58



9 km



1



6



70km



m



2

3



4



Phương án 4:

11



Nguyễn Vinh



N

9

50, 9



km



6

44



,7



5 0 ,5



km



30



,0



5



1k

m



,62



m



,3



31



2k



58



9km



1



m

6k



2

3



4



Phương án 5:



N

9

50, 9



km



6

44



2k



m



30



9km

5 0 ,5



6



,0



m

6k



5



,3



5



58



,5



7



k



m



1



,7



1k

m



2



40km

3



4



2. Chọn điện áp danh định

12



Nguyễn Vinh



Để chọn điện áp danh định của mạng điện ta dùng công thức kinh nghiệm:



Vi = 4,34. l i + 16.Pi



(2.1)



Trong đó:

Vi: điện áp trên đường dây thứ i (kV)

li: chiều dài đường dây thứ i (km)

Pi: công suất chạy trên đường dây thứ i ở chế độ phụ tải cực đại.

Để việc tính toán đơn giản ta tính các đoạn l i là các đoạn trực tiếp từ nguồn đến

phụ tải (mạng hình tia) và ta có kết quả như sau:



Đoạn đường dây



Chiều dài (km)



Pi (MW)



Ui (kV)



N-1



50,99



32



102,98



N-2



56,57



28



97,49



N-3



50,99



30



100,01



N-4



58,31



26



94,52



N-5



44,72



28



96,34



N-6



70



24



92,47



Từ kết quả ở bảng trên ta chọn cấp điện áp danh định cho toàn mạng là:

Vdd = 110 (kV)



3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn

Phần chung:

- Trong tất cả các phương án đã vạch ra ta đều chọn loại dây dẫn là: Dây nhôm lõi

thép. Ký hiệu: AC.

- Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha ta lấy: Dtb = 5m

- Loại dây AC kết hợp với thời gian sử dụng công suất max: Tmax = 4900h

13



Nguyễn Vinh



Tra bảng ta có: Jkt = 1,1 (A/mm2)



3.1. Phương án 1



a- Sơ đồ nối dây



50,



9 9k



N



m



70k m

44



m

k

7



5 0 ,5



,5



5



,3



6



6



m



8

1



5



2k



5



9km



1



,7



k

m



2

3



4



b-Dòng công suất truyền tải trên các đoạn đường dây

Khi tính sơ bộ ta không xét đến tổn thất công suất trên các đoạn đường dây và ta

dùng điện áp danh định của mạng để tính toán. Như vậy dòng công suất truyền tải trên

các đường dây chính là công suất ở các phụ tải hoặc tổng công suất các phụ tải nối với

đường dây đó.

Sau khi tính toán ta có kết quả như sau:

Đường dây



Pi(MW)



Q i (MVAR)



S i (MVA)



N-1



32



17,21



35,56



N-2



28



12,96



30,43



N-3



30



16,13



33,33



N-4



26



13,98



28,89



N-5



28



15,06



31,11



N-6



24



12,91



26,67



c- Chọn tiết diện tiêu chuẩn, kiểm tra sự cố

14



Nguyễn Vinh



- Sau khi đã biết được phân bố dòng công suất truyền tải trên các đoạn đường dây ta

sẽ tính được dòng Iiln trên các đoạn đường dây ở chế độ phụ tải cực đại theo công thức

sau:

Đối với đường dây một mạch:



S i ln

.10 3 (A )

3.Vdd



I i ln =



(2.2)



Đối với đường dây hai mạch:



I i ln =



S i ln

.10 3 (A) (2.3)

2. 3.Vdd



Trong đó:

Siln: dòng công suất chạy trên đường dây thứ i (MVA)

Vdd: điện áp danh định của mạng (kV)

- Sau khi đã tính được Iiln trên mỗi đoạn đường dây ta sẽ tính tiết diện tính toán

bằng công thức:



Ftt =



I i ln

(mm 2 ) (2.4)

J KT



- Sau khi tính được Ftt ta tiến hành chọn tiết diện dây dẫn với nguyên tắc: Chọn F tc

gần nhất gần Ftt nhất về phía trên (để còn tính đến mở rộng phụ tải cho tương lai).

- Sau khi đã chọn được Ftc ta tra bảng để tìm ra dòng điện cho phép nhờ các số liệu

đã cho trong sổ tay.

- Sự cố nguy hiểm:

Đối với mạng kín: Sự cố nguy hiểm là sự cố khi đứt một đường dây trong mạng

kín đó mà có công suất truyền tải lớn nhất. Ta không giả thiết có sự cố xếp chồng (cùng

đứt hai đường dây một lúc).

15



Nguyễn Vinh



Đối với mạng hở và đường dây hai mạch sự cố nguy hiểm nhất là đứt một dây.

Khi đó dòng điện sự cố gấp hai lần dòng bình thường.

Dòng sự cố:

Isc = 2×Ibt



(2.5)



Với đường dây 2 mạch:



I bt =



Si

2. 3Vdd



(2.6)



I bt =



Si

3.Vdd



(2.7)



Với đường dây một mạch:



* Áp dụng với phương án 1:

Số



Siln



Iiln



Ftt



Ftc



Icp



Isc



Đoạn



Kết luận

2



2



mạch



(MVA)



(A)



(mm )



(mm )



(A)



(A)



N-1



2



35,56



93,31



84,83



AC-95



330



186,62



T mãn



N-2



2



30,43



79,86



72,6



AC-70



159,72



T mãn



N-3



2



33,33



87,47



79,52



AC-70



265

265



174,94



T mãn



N-4



2



28,89



75,82



68,93



AC-70



265



151,64



T mãn



N-5



2



31,11



81,64



74,22



AC-70



265



163,28



T mãn



N-6



1



26,67



139.98



127.25



AC-120



380



279.96



T mãn



d- Kiểm tra độ bền cơ, tổn thất vầng quang

- Tổn thất vầng quang: Tất cả các dây dẫn ta chọn trong phương án này đều có tiết

diện lớn hơn hoặc bằng 70mm2. Mặt khác cấp điện áp danh định của mạng điện là

110kV. Do vậy tổn thất vầng quang trong phương án là không đáng kể.

- Độ bền cơ: Khi các dây dẫn đã thoả mãn điều kiện phát sinh vầng quang thì cũng

thoả mãn các điều kiện về độ bền cơ.

16



Nguyễn Vinh



e- Thông số các đường dây

Sau khi đã biết được tiết diện các dây dẫn trong mạng và lấy D tb = 5m tra bảng ta

tìm được các thông số đường dây.

Mặt khác ta đã biết chiều dài các đoạn đường dây thì ta tính được thông số của

đường dây bằng công thức:

Đường dây một mạch:

Ri = r0.li (Ω)

Xi = x0.li (Ω)

Đường dây hai mạch:



Ri =



r0 .l i

(Ω)

2



Xi =



x 0 .li

(Ω )

2



Từ đó ta có bảng kết quả sau:

Đường



Số



Loại



F



R0



X0



Li



Ri



Xi



dây



mạch



dây



(mm2)



(W/km)



(W/km)



(km)



(W)



(W)



N-1



2



AC



95



0,33



0,429



50,99



8,41



10,94



N-2



2



AC



12,45



AC



0,44

0,44



13,01



2



0,46

0,46



56,57



N-3



70

70



50,99



11,73



11,22



N-4



2



AC



70



0,46



0,44



58,31



13,41



12,83



N-5



2



AC



70



0,46



0,44



44,72



10,29



9,84



N-6



1



AC



120



0,27



0,423



70



18,9



29,61



f- Tính tổn thất điện áp lớn nhất lúc bình thường - lúc sự cố

Để tính tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bình thường và chế độ sự cố nguy

hiểm nhất ta dùng công thức.

Khi mạng vận hành bình thường:

17



Nguyễn Vinh



ΔU i % =



Pi .R i + Qi .X i

.100 (2.8)

2

U dd



Khi có sự cố:

Đối với mạng kín đứt đoạn nào truyền tải công suất lớn nhất thì nguy hiểm nhất.

Đối với đường dây hai mạch trong mạng hở thì sự cố nguy hiểm là đứt một mạch trên

đường dây.

Giả thiết là không có sự cố xếp chồng tức là không đứt hai mạch cùng một lúc.

∆Uisc% = 2∆Uibt%



(2.9)



Tính cho phương án 1:

Ta tính ∆Uibt%; ∆Uisc% cho từng lộ kép riêng biệt ta có bảng kết quả sau:

Đường dây



∆Uibt%



∆Uisc%



Ri (W)



Xi (W)



Pi



Qi



N-1



8,41



10,94



32



17,21



3,78



7,56



N-2



13,01



12,45



28



12,96



4,34



8,68



N-3



11,73



11,22



30



16,13



4,4



8,8



N-4



13,41



12,83



26



13,98



4,36



8,72



N-5



10,29



9,84



28



15,06



3,61



7,22



N-6



18,9



29,61



24



12,91



6,91



13,82



Vậy:

∆Uibt max% = max(∆Uibt

∆Uibt N - 6%)



N-1



%; ∆Uibt



N -2



%; ∆Uibt



N-3



%; ∆Uibt



N-4



%; ∆Uibt



N-5



%;



N-1



%; ∆Uisc



N -2



%; ∆Uisc



N-3



%; ∆Uisc



N-4



%; ∆Uisc



N-5



%;



= 6,91 %.



∆Uisc max% = max(∆Uisc

∆Uisc N - 6%) = 13,82 %.



3.2. Phương án 2

a- Sơ đồ nối dây

18