Từ các bảng 6.3.2 và bảng 6.3.4 ta tính được tổng công suất yêu cầu trên thanh góp 110 kV của Hệ thống là
Syc = 159,46 + j93,722 MVA
Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống, các nguồn điện phải cung cấp đầy đủ công suất theo yêu cầu. Vì vậy tổng công suất tác dụng do hệ thống cần cung cấp bằng PCC = 159,46 MW
Khi hệ số công suất của các nguồn là 0,85 thì tổng công suất phản kháng của hệ thống và nhà máy điện có thể cung cấp bằng
QCC = PCC x tgφ = 159,46 x 0,62 = 93,722 MVAr
Như vậy công suất do các nguồn cung cấp vào lưới điện SCC = 159,46 + j93,722 MVA
Từ giá trị tổng công suất yêu cầu Syc, Công suất do các nguồn cung cấp vào lưới điện SCC ta thấy rằng công suất phản kháng do nguồn điện cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu. Vì vậy ta không cần bù công suất phản kháng trong chế độ sự cố
113 trang |
Chia sẻ: huyhoang44 | Lượt xem: 853 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
214 + j38,535 (MVA) Như vậy công suất từ ND vào đoạn đường dây ND-1 có giá trị
SND-1 =SC - S3,4,5,6 = 11,921 + j2,798 MVA
Công suất điện dung ở đầu, cuối đoạn đường dây ND-1 là
Q
ccND-1
= Q
= U 2
´
BND-1
= 1102 ´1,55´10-4 = 1.88(MVAr)
cdND-1
dm
2
Công suất trước tổng trở đường dây
S'ND-1=SND-1 + jQcdND-1 = 11,921 + j4,678 MVA
Tổn thất công suất trên đường dây
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 71
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
2
DS ND-1 = S'nd2 -1 ´ Znd -1 = 0,187 + j0,179(MVA)
U dm
Công suất sau tổng trở đường dây có giá trị
S"ND-1 = S'ND-1 - ∆SND-1 = 11,734 + j4,499 MVA
Công suất nhà máy điện cấp cho nút 1
S"'ND-1 = S"ND-1 + j QccND-1 = 11,734+j6,379 MVA
* Tính dòng công suất trên đoạn 1-2
Từ bảng 5.1.3. Công suất phụ tải và thông số kỹ thuật các MBA hạ áp ta có TBA phụ tải số 2 có 01 MBA với thông số của MBA là
Sdm = 25 MVA; ∆P0 = 29 (kW); ∆PN = 120 kW; ∆Q0 = 200 (kVAr) I% = 0,8; UN% = 10,5; R=2,54 Ω; X = 55,9 Ω
Công suất điện dung ở đầu, cuối DZ 1-2 Qcc=Qcd=U2dm x B1-2/2 = 0,702 MVAr
Tổn thất công suất tác dụng trong cuộn dây của các MBA trong TBA phụ tải 2
DP
= DP
S 2
= 120´10
-
3 ´
152 + 7,2
2
= 0,053(MW )
´
2
B2
n2
Sdm2
252
Tổn thất CS phản kháng trong cuộn dây của MBA trong TBA phụ tải số 2
DQB2
U
N
´ S 2
10,5´ (152 + 7,2
2 )
= 1,163(MVAr)
=
2
=
25´100
S2dm ´100
Ta có tổn thất công suất trong cuộn dây của trạm biến áp phụ tải 2
∆SB2=∆PB2 + j∆QB2 = 0,053 + j1,163 MVA
Tổn thất không tải của MBA
∆S02=(∆P0 + j∆Q0) = (29 + j200) x 10-3 = 0,029 + j0,2 MVA
Tổng trở MBA
Zb2=(Rb2 + jXb2) = (2,54 + j55,9) = 2,54 + j55,9Ω
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
Công suất trước tổng trở MBA
S'2b = S2 +∆Sb2 = (15 + j7,2) + (0,053 + j1,163) = 15,053 +j8,363 MVA Công suất vào cuộn cao áp MBA
Sc2=S'b2+∆S02 = (15,053 +j8,363 ) + (0,029 + j0,2 ) = 15,082 + j8,563 MVA Công suất sau tổng trở đường dây
S"1-2 = Sc2 - jQcc = (15,082 + j8,563) - j0,702 = 15,082 + j7,861 MVA Tổn thất công suất trên đường dây
DS
S'2
´ Z
15,0822
+ 7,8612
´ (5,14 + j4,92) = 0,123 + j0,118MVA
1-2
=
1-2
1-2
=
U dm2
1102
Công suất trước tổng trở đường dây
S'1-2 = S"1-2 + ∆S1-2 = (15,082 + j7,861 ) + (0,123 + j0,118) = 15,205 + j7,979 Công suất từ nút 1 vào DZ 1-2
S1-2 = S'1-2 - jQcc = (15,205 + j7,979) - j0,702 = 15,205 + j7,277MVA
* Tính dòng công suất từ nút 1 vào TBA phụ tải 1
Từ bảng 5.1.3 ta có công suất và thông số kỹ thuật của MBA trọng TBA phụ tải số 1 như sau:
Sdm = 32 MVA; ∆P0 = 35 (kW); ∆PN = 145 (kW); ∆Q0=240 (kVAr); I%=0,75; UN%=10,5
Tổn thất không tải của các MBA trong TBA phụ tải 1 ∆S01 = (∆P0 + j∆Q0) = (35 + j240) x 10-3= 0,035 + j0,24 (MVA)
Do TBA phụ tải 1 được đấu trực tiếp vào thanh góp liên lạc trung gian nên giữa nút 1 và TBA phụ tải 1 chỉ có dòng công suất của phụ tải 1
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
Tổn thất công suất tác dụng trong cuộn dây MBA của TBA
DP
= DP
´
S pt2
1
= 145´10
-3
´
19
2 +10,26
2
= 0,264MW
S pt2
322
BPT1
n- pt1
1dm
Tổn thất công suất phản kháng trong cuộn dây MBA của TBA
DQBpt1
=
U N
´ S pt2
1
=
10,5´ (192 +10,26
2 )
= 1,53MVAr
S pt1dm ´100
32´100
Ta có tổn thất công suất trong cuộn dây MBA của TBA
∆SBpt1=∆PBpt1 + j∆QBpt1 = 0,264 + j1,53 MVA
Công suất trước tổng trở của MBA trong TBA phụ tải 1
SBpt1 = Spt1 + ∆SBpt1 = (19+j10,26) + (0,264 + j1,53 ) MVA
SBpt1 =19,264 + j11,79 MVA
Dòng công suất chạy vào cuộn dây cao áp MBA
Spt1c = SBpt1 + ∆S0pt1 = (19,264 + j11,79 ) + (0,035 + j0,24 )
Spt1c =19,299 + j12,03 MVA
* Tính dòng công suất từ HT chạy vào nút 1 (S"'HT-1)
Áp dụng định luật Kirchhoff đối với nút 1 ta được công suất từ hệ thống cấp vào nút 1 là
S"'HT-1 = Spt1c + S1-2 - S"'ND-1
S"'HT-1 =22,77 + j12,928 MVA
Ta có:
Tổng trở DZ HT-1: ZHT-1 = 8,21 + j12,87 Ω
Dung kháng DZ HT-1: BHT-1/2 = 1,64 x 10-4 (S)
Công suất điện dung ở đầu và cuối đường dây HT-1
Qcc=Qcd=1,984 MVAr
Công suất sau tổng trở đường dây
S"HT-1 = S"'HT-1 - jQcc = 22,77 + j10,94 MVA
Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây
S"2
DS"HT -1 = HT -1 ´ Z HT -1 = 0,433 + j0,679
U dm2
Công suất trước tổng trở đường dây
S'HT-1= S"HT-1+∆S"HT-1= 23,203 + j11,623MVA
Công suất từ hệ thống chạy vào đường dây HT-1
SHT-1 = S'HT-1 - jQcc = 23,023 + j9,639MVA
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 74
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
. Các đường dây HT-7, HT-8, HT-9
Tính toán tương tự ta có bảng sau
DZ
Công suất truyền vào
DZ S MVA
CS trước tổng trở DZ S'
MVA
Tổn thất trên tổng trở DZ, ∆Sd MVA
CS sau tổng trở DZ S"
MVA
Dung kháng DZ Qcc MVAr
CS trước tổng trở TBA Sb
MVA
Tổn thất trong cuộn dây TBA ∆Sb
MVA
ND-1
1-PT1
1-PT2
HT-1
HT-7
HT-8
HT-9
11,734+6,379i
19,299+12,03i
15,205+7,277i
23,203+9,639i
16,409+3,036i
16,853+4,681i
18,431+6,564i
11,921+4,678i
0
15,205+7,979i
23,203+11,623i
16,409+5,686i
16,853+6,714i
18,431+8,597i
0,187+0,179i
0
0,123+0,118i
0,433+0,679i
0,322+0,419i
0,272+0,354i
0,34+0,442i
11,734+4,499i
0
15,082+7,861i
22,77+10,944i
16,087+5,267i
16,581+6,36i
18,091+8,155i
1,88
0
0,702
1,984
2,65
2,033
2,033
82,5+48,29i
19,264+11,79i
15,053+8,363i
0
16,029+7,517i
16,546+8,153i
18,056+9,948i
0,365+6,957i
0,264+1,53i
0,053+1,163i
0
0,029+0,637i
0,046+1,058i
0,056+1,308i
Bảng 6.2.4. Các dòng CS, tổn thất trong tổng trở các MBA, trên đường dây
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 75
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
6.2.5 Cân bằng công suất trong hệ thống điện
Từ các bảng 6.2.2 và bảng 6.2.4 ta tính được tổng công suất yêu cầu trên thanh góp 110 kV của Hệ thống là
Syc = 74,896 + j23,92 MVA
Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống, các nguồn điện phải cung cấp đầy đủ công suất theo yêu cầu. Vì vậy tổng công suất tác dụng do hệ thống cần cung cấp bằng PCC = 74,896 MW
Khi hệ số công suất của các nguồn là 0,85 thì tổng công suất phản kháng của hệ thống và nhà máy điện có thể cung cấp bằng
QCC = PCC x tgφ = 74,896 x 0,62 = 46,416 MVAr
Như vậy công suất do các nguồn cung cấp vào lưới điện SCC = 74,896 + j46,416 MVA
Từ giá trị tổng công suất yêu cầu Syc, Công suất do các nguồn cung cấp vào lưới điện SCC ta thấy rằng công suất phản kháng do nguồn điện cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu. Vì vậy ta không cần bù công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực tiểu
6.3. Chế độ sau sự cố
Sự cố trọng mạng điện có thể xảy ra là ngừng một mạch trên các đường dây hai mạch liên kết nhà máy điện với hệ thống điện, ngừng một mạch trên các đường dây hai mạch nối từ các nguồn cung cấp đến phụ tải, ngừng 01 MBA trong TBA phụ tải. Khi xét sự cố chúng ta không xét sự cố xếp chồng, đồng thời do công suất của hệ thống là vô cùng lớn đủ cung cấp cho phụ tải cực đại khi sự cố nên ta không cần xét trường hợp sự cố máy phát mà chỉ xét sự cố đứt một mạch dây trong các đường dây mạch kép nối từ hệ thống và nhà máy điện đến các phụ tải khi phụ tải cực đại và tất cả các máy phát điện vẫn vận hành bình thường phát 85% công suất định mức
6.3.1. Đường dây NĐ-3
Từ bảng thông số của các lộ dây ta có Zd_ND-3 = 20,88 + j27,14
Từ bảng thông số của MBA ta có
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
Sdm = 32 MVA; ∆P0 = 35 (kW); ∆PN = 145 (kW); ∆Q0=240 (kVAr); I%=0,75; UN%=10,5
Tổn thất không tải TBA của phụ tải số 3
∆S03 = 2 x (∆P0 + j∆Q0) = 2 x (35 + j240) x 10-3= 0,07 + j0,48 (MVA) Z3b = 0,5 x (RB3 + jXB3) = 0,5 x (1,87 + j43,5) = 0,935 + j21,75 (Ω)
Tổn thất công suất tác dụng trong cuộn dây của trạm biến áp phụ tải số 03
DP
1
DP
S 2
1
´145´10
-3 ´
32
2 +17,282
= 0,094MW
=
´
3
=
2
322
B3
2
n-3
Sdm2
Tổn thất công suất phản kháng trong cuộn dây của TBA phụ tải số 3
1
U
N
´ S 2
10,5´ (322 +17,282 )
DQB3
=
´
3
= 0,5´
= 2,170MVAr
2
S3dm ´100
32´100
Ta có tổn thất công suất trong cuộn dây của trạm biến áp phụ tải 3 ∆SB3=∆PB3 + j∆QB3 = 0,094 + j2,170 MVA
Công suất trước tổng trở (CS tại thanh cái) MBA SB3 = S3 + ∆SB3 = (32+j17,280) + (0,094 + j 2,170) MVA SB3 =32,094 + j19,450 MVA
Dòng công suất chạy vào cuộn dây cao áp MBA S3c = SB3 + ∆S03 = (32,094+j19,450) + (0,07+j0,48) S3c =32,164 + j19,93 MVA
Công suất điện dung ở cuối đường dây ND-3
Q
=
B
´U 2
= 1102 ´ 0,4´10-4 = 1,02(MVAr)
cc3
2
dm
Công suất sau tổng trở đường dây có giá trị
S"ND-3 = S3c - jQcc3 = (32,164 + j19,93) - j1,02
S"ND-3 =32,164 + j18,91 MVA
Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây
DSND-3
=
(P")2 + (Q")2
´ Zd _ ND-3
=
32,1642 +18,912
´ (20,88 + j27,14)
U dm2
1102
∆SND-3 = 2,402 + j3,122 MVA
Dòng công suất trước tổng trở đường dây
S'ND-3 = S"ND-3 + ∆SND-3 = (32,164 + j18,91 ) + (2,402 + j3,122 ) S'ND-3 =34,566 + j22,032 MVA
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 77
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
Công suất điện dung ở đầu đoạn đường dây bằng công suất điện dung ở cuối đường dây ND-3 QCd = QCc =1,02 MVAr
Công suất từ nhà máy điện truyền vào đường dây có giá trị
SND-3 = S'ND-3 -jQcd = (34,566 + j22,032 ) - j1,02 = 34,566 + j21,012 MVA
6.3.2. Các đường dây ND-4, ND-5, ND-6
Tính toán tương tự đường dây ND-3 ta có bảng tổng hợp kết quả như sau
DZ
ND-3
ND-4
ND-5
ND-6
Zd (Ω)
20,88+27,14i
24,02+31,24i
20,08+26,1i
25,14+32,68i
B/2*10^-4 (S)
0,84
0,965
0,805
1,01
∆S0 (MVA)
0,07+0,48i
0,07+0,48i
0,07+0,48i
0,07+0,48i
Zb (Ω)
0,935+21,75i
0,935+21,75i
0,935+21,75i
0,935+21,75i
Spt=P+jQ
32+17,28i
40+17,2i
35+16,8i
33+15,84i
(MVA)
Công suất ND
truyền vào DZ
34,566+21,012i
44,177+23,617i
37,816+21,243i
36,072+19,857i
SND-i MVA
CS trước tổng
34,566+22,032i
44,177+24,787i
37,816+22,213i
36,072+21,077i
trở DZ S' MVA
Tổn thất trên
tổng trở DZ,
2,402+3,122i
3,973+5,167i
2,639+3,43i
2,907+3,779i
∆Sd MVA
CS sau tổng trở
32,164+18,91i
40,204+19,62i
35,177+18,783i
33,165+17,298i
DZ S" MVA
Dung kháng DZ
1,02
1,17
0,97
1,22
Qcc MVAr
CS trước tổng
trở TBA Sb
32,094+19,45i
40,134+20,31i
35,107+19,273i
33,095+18,038i
MVA
Tổn thất trong
cuộn dây TBA
0,094+2,17i
0,134+3,11i
0,107+2,473i
0,095+2,198i
∆Sb MVA
Bảng 6.3.2. Các dòng CS, tổn thất trong tổng trở các MBA, trên đường dây
6.3.3 Đường dây ND-1-HT
Xét sự cố đứt một mạch dây truyền tải của đường dây HT-1. Ta có sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế DZ này như sau:
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 78
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
Ta có các thông số kỹ thuật của các phần từ trong mạch ND-1-HT và từ bảng 3.2.1.4 ta có các thống số R, X, B của đoạn đường dây ND-1-HT như sau: - Đường dây ND-1
ZND-1 = 13,8 + j13,2( Ω); BND-1/2 = 1,55 x 10-4 (S) - Đường dây 1-2
Z1-2 = 5,14 + j4,92( Ω); B1-2/2 = 0,58 x 10-4 (S) - Đường dây HT-1
ZHT-1 = 16,42 + j25,74( Ω); BHT-1/2 = 3,28 x 10-4 (S)
Trạm biến áp tăng áp của nhà máy nhiệt điện có 04 máy biến áp với các công số kỹ thuật như sau: (Theo bảng 5.1.4. Công suất và thông số kỹ thuật máy biến áp tăng áp)
Sdm = 80 MVA; ∆P0 = 70 (kW); ∆PN = 315 kW; ∆Q0 = 480 (kVAr) I% = 0,6; UN% = 10,5; R=0,65 Ω; X = 17,3 Ω
- Tổn thất không tải của MBA trong TBA tăng áp
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
∆S0=∆P0 + j∆Q0 = (70 + j480) x 10-3 = 0,07 + j0,48 - Tổng trở của 1 MBA trong TBA tăng áp
Z1b = RB +jXB = 0,65 + j17,3 (Ω)
* Tính dòng công suất từ HT chạy vào nút 1 (S"'HT-1)
Áp dụng định luật Kirchhoff đối với nút 1 ta được công suất từ hệ thống cấp vào nút 1 là
S"'HT-1 = Spt1c + S1-2 - S"'ND-1
S"'HT-1 = 45,739 + j31,587 MVA
Ta có:
Tổng trở DZ HT-1: ZHT-1 = 16,42 + j25,74Ω
Dung kháng DZ HT-1: BHT-1/2 = 0,82 x 10-4 (S)
Công suất điện dung ở đầu và cuối đường dây HT-1
Qcc=Qcd=0,992 MVAr
Công suất sau tổng trở đường dây
S"HT-1 = S"'HT-1 - jQcc = 45,739 + j30,595 MVA
Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây
DS"HT -1
S"2
´ Z HT -1 = 4,109 + j6,442
=
HT -1
U dm2
Công suất trước tổng trở đường dây
S'HT-1= S"HT-1+∆S"HT-1= 49,848 + j37,037 MVA
Công suất từ hệ thống chạy vào đường dây HT-1
SHT-1 = S'HT-1 - jQcc = 49,848 + j36,045 MVA
6.3.4. Đường dây 1-2
Giả sử đường dây bị sự cố đứt 1 mạch truyền tải điện năng, ta có sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế như sau:
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
Từ bảng 5.1.3. Công suất phụ tải và thông số kỹ thuật các MBA hạ áp ta có TBA phụ tải số 2 có 02 MBA với thông số của 01 MBA là
Sdm = 25 MVA; ∆P0= 29 (kW); ∆PN = 120 kW; ∆Q0 = 200 (kVAr) I% = 0,8; UN% = 10,5; R=2,54 Ω; X = 55,9 Ω
Công suất điện dung ở đầu, cuối DZ 1-2 Qcc=Qcd=U2dm x B1-2/2 = 0,351 MVAr
Tổn thất công suất tác dụng trong cuộn dây của các MBA trong TBA phụ tải 2
DP
1
DP
S 2
1
´120´10
-3 ´
302 +14,4
2
= 0,106(MW )
=
´
2
=
B2
2
n2
Sdm2
2
252
Tổn thất CS phản kháng trong cuộn dây của MBA trong TBA phụ tải số 2
DQB2
1
U
N
´ S 2
10,5´ (302 +14,4
2 )
= 2,325(MVAr)
=
´
2
= 0,5´
25´100
2
S2dm ´100
Ta có tổn thất công suất trong cuộn dây của trạm biến áp phụ tải 2
∆SB2=∆PB2 + j∆QB2 = 0,106 + j2,325 MVA
Tổn thất không tải của MBA
∆S02=2 x (∆P0 + j∆Q0) = 2 x (29 + j200) x 10-3 = 0,058 + j0,4 MVA
Tổng trở MBA
Zb2=1/2 x (Rb2 + jXb2) = 0,5 x (2,54 + j55,9) = 1,27 + j27,95 Ω
Công suất trước tổng trở MBA
S'2b = S2 +∆Sb2 = (30 + j14,4) + (0,058 + j0,4) = 30,106 +j16,725 MVA
Công suất vào cuộn cao áp MBA
Sc2=S'b2+∆S02 = (30,106 + j16,725) + (0,058 + j0,4) = 30,164 + j17,125
Công suất sau tổng trở đường dây
S"1-2 = Sc2 - jQcc = (30,164+j17,125) - j0,351 = 30,164 + j16,774 MVA
Tổn thất công suất trên đường dây
DS1-2
S'2
´ Z1-2 =
30,1642 +16,774
2
´ (10,28 + j9,84) = 1,012 + j0,969MVA
=
1-2
1102
U dm2
Công suất trước tổng trở đường dây
S'1-2 = S"1-2 + ∆S1-2 = (30,164 + j16,774) + (1,012+j0,969) = 31,176 + j17,743 Công suất từ nút 1 vào DZ 1-2
S1-2 = S'1-2 - jQcc = (31,176 + j17,743) - j0,351 = 31,176 + j17,392MVA
6.3.5. Từ thanh góp trung gian (nút 1) tới TBA phụ tải 1
Đối với sơ đồ cấp điện 1 - PT1 ta thấy TBA phụ tải 1 được cấp điện trực tiếp từ thanh góp trung gian nút 1 do vậy ở trường hợp sự cố cung cấp điện đối với trạm này ta giả sử sự cố là 01 MBA bị dừng không hoạt động được. Ta có sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế như sau:
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 81
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
Từ bảng 5.1.3 ta có công suất và thông số kỹ thuật của MBA trọng TBA phụ tải số 1 như sau:
Sdm = 32 MVA; ∆P0 = 35 (kW); ∆PN = 145 (kW); ∆Q0=240 (kVAr); I%=0,75; UN%=10,5
Tổn thất không tải của máy MBA trong TBA phụ tải 1 ∆S01 =(∆P0 + j∆Q0) = (35 + j240) x 10-3= 0,035 + j0,24 (MVA)
Do TBA phụ tải 1 được đấu trực tiếp vào thanh góp liên lạc trung gian nên giữa nút 1 và TBA phụ tải 1 chỉ có dòng công suất của phụ tải 1
Tổn thất công suất tác dụng trong cuộn dây MBA của TBA
DP
= DP
´
S pt2
1
= 145´10-3 ´
382 + 20,522
= 0,264MW
S pt2
BPT1
n- pt1
1dm
322
Tổn thất công suất phản kháng trong cuộn dây MBA của TBA
DQBpt1
=
U N
´ S pt2
1
=
10,5´ (382 + 20,52
2 )
= 6,12MVAr
S pt1dm ´100
32´100
Ta có tổn thất công suất trong cuộn dây MBA của TBA ∆SBpt1=∆PBpt1 + j∆QBpt1 = 0,264 + j6,12 MVA
Công suất trước tổng trở của MBA trong TBA phụ tải 1 SBpt1 = Spt1 + ∆SBpt1 = (38+j20,52) + (0,264 + j6,12 ) MVA SBpt1 =38,264 + j26,64 MVA
Dòng công suất chạy vào cuộn dây cao áp MBA Spt1c = SBpt1 + ∆S0pt1 = (38,264 + j26,64 ) + (0,035 + j0,24 ) Spt1c =38,299 + j26,88 MVA
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
6.3.6 . Các đường dây HT-7, HT-8, HT-9
Tính toán tương tự ta có bảng sau
DZ
ND-1
1-PT1
1-PT2
HT-1
HT-7
HT-8
HT-9
Công suất
16,413+45,271i
38,299+26,88i
31,176+17,392i
49,848+36,045i
35,035+17,777i
35,488+17,779i
39,089+22,121i
truyền vào DZ
S MVA
CS trước tổng
23,696+51,298i
0
31,176+17,743i
49,848+37,037i
35,035+19,102i
35,488+18,795i
39,089+23,137i
trở DZ S'
MVA
Tổn thất trên
7,283+6,967i
0
1,012+0,969i
4,109+6,442i
2,861+3,719i
2,327+3,024i
2,906+3,777i
tổng trở DZ,
∆Sd MVA
CS sau tổng
16,413+44,331i
0
30,164+16,774i
45,739+30,595i
32,174+15,383i
33,161+15,771i
36,183+19,36i
trở DZ S"
MVA
Dung kháng
0,94
0
0,351
0,992
1,325
1,016
1,016
DZ Qcc
MVAr
CS trước tổng
165+145,2i
38,264+26,64i
30,106+16,725i
0
32,116+16,308i
33,091+16,307i
36,113+19,896i
trở TBA Sb
MVA
Tổn thất trong
0,874+17,771i
0,264+6,12i
0,106+2,325i
0
0,116+2,548i
0,091+2,117i
0,113+2,616i
cuộn dây TBA
∆Sb MVA
Bảng 6.3.4. Các dòng CS, tổn thất trong tổng trở các MBA, trên đường dây
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 83
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
6.3.7 Cân bằng công suất trong hệ thống điện
Từ các bảng 6.3.2 và bảng 6.3.4 ta tính được tổng công suất yêu cầu trên thanh góp 110 kV của Hệ thống là
Syc = 159,46 + j93,722 MVA
Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống, các nguồn điện phải cung cấp đầy đủ công suất theo yêu cầu. Vì vậy tổng công suất tác dụng do hệ thống cần cung cấp bằng PCC = 159,46 MW
Khi hệ số công suất của các nguồn là 0,85 thì tổng công suất phản kháng của hệ thống và nhà máy điện có thể cung cấp bằng
QCC = PCC x tgφ = 159,46 x 0,62 = 93,722 MVAr
Như vậy công suất do các nguồn cung cấp vào lưới điện SCC = 159,46 + j93,722 MVA
Từ giá trị tổng công suất yêu cầu Syc, Công suất do các nguồn cung cấp vào lưới điện SCC ta thấy rằng công suất phản kháng do nguồn điện cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu. Vì vậy ta không cần bù công suất phản kháng trong chế độ sự cố
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 84
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
CHƯƠNG VII. TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT VÀ LỰA CHỌN
PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP
7.1. Tính điện áp các nút trong mạng điện
Trong mạng điện thiết kế có hai nguồn cung cấp, nhưng vì hệ thống điện có công suất vô cùng lớn nên chọn thanh góp 110kV của hệ thống là nút điện áp cơ sở.
Trong các chế độ phụ tải cực đại và chế độ sau sự cố chọn điện áp Ucs = 121kV còn trong chế độ cực tiểu lấy Ucs = 115kV
7.1.1. Chế độ phụ tải cực đại
* Đường dây ND-1-HT
Để tính điện áp trên thanh góp cao áp của trạm tăng áp của nhà máy điện trước hết ta cần tính điện áp trên thanh góp cao áp của trạm trung gian 1. ĐZ liên lạc ND-1-HT khi hoạt động ở chế độ phụ tải cực đại có 2 mạch dây truyền tải vận hành song song, do vậy thông số kỹ thuật của DZ liên lạc là
- Đường dây ND-1
ZND-1 = 13,8 + j13,2( Ω); - Đường dây 1-2
Z1-2 = 5,14 + j4,92( Ω); - Đường dây HT-1
ZHT-1 = 8,21 + j12,87( Ω);
Ở trong chế độ phụ tải cực đại ta đã tính được công suất trước tổng trở đường dây HT-1 là S'HT-1 = 47,753 + j32,76 MVA
Điện áp trên thanh góp trung gian nút 1 bằng
U1 = Ucs - P'HT -1´RHT -1 + Q'HT -1´X HT -1 = 114,275kV
Ucs
Do TBA phụ tải 1 đấu nối trực tiếp vào hệ thống thanh góp trung gian nút 1 nên điện áp trên thanh góp cao áp của TBA phụ tải 1 bằng điện áp trên thanh góp trung gian. Vậy điện áp trên thanh góp hạ áp của TBA phụ tải 1 quy về cao áp là
U Ha _1q = U1 - PB1 ´ RB1 + QB1 ´ X B1 = 109,475kV
U1
Điện áp trên thanh góp cao áp của TBA phụ tải 2 là
UCao2 = U1 - P'1-2 ´R1-2 + Q'1-2 ´X1-2 = 112,168kV
U1
Điện áp trên thanh góp hạ áp của TBA phụ tải 2 là
U Ha _ 2q
= UCao2
-
PB 2 ´ RB2 + QB2 ´ X B2
= 112,209kV
UCao 2
Điện áp trên thanh góp cao áp của NMD
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 85
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
U N = U1 -
P"ND-1´RND-1 + Q"ND-1´X ND-1
= 118,07kV
U1
Tính toán tương tự ta có bảng sau
TBA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
UCao, 114,275 112,168
108,924
106,978
108,847
107,911
110,078
107,678
108,442
kV
UHa,
109,475
107,66
104,765
102,498
104,694
103,989
105,567
104,097
104,14
kV
Bảng 7.1.1. Điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp ở chế độ phụ tải cực đại
7.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu (Ucs = 115 kV)
Tính toán tương tự chế độ cực đại ta có bảng sau:
TBA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
UCao,
112,043
110,995
109,514
108,631
109,469
109,087
110,187
108,936
109,284
kV
UHa,
101,98
108,717
107,446
106,425
107,405
107,147
108,095
107,166
107,15
kV
Bảng 7.1.2. Điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp ở chế độ phụ tải cực tiểu
7.1.3 Chế đô sau sự cố ( Ucs = 121 kV)
Chế độ sau sự cố có thể xảy ra khi ngừng một máy phát điện, ngừng một mạch trên đường dây liên kết từ nhà máy điện với hệ thống, ngừng một mạch trên các đường dây nối từ các nguồn cung cấp tới hộ tiêu thụ. Trong phần này chỉ xét trường hợp sự cố khi ngừng một mạch trên đường dây nối từ các nguồn cung cấp tới các phụ tải, không xét sự cố xếp chồng và chỉ xét từng sự cố riêng biệt
Căn cứ công suất truyền tải trên các đoạn đường dây liên lạc và theo kết quả tính dòng công suất của các đoạn đường dây trong lưới điện bị sự cố độc lập ta thấy sự cố đứt 01 mạch của đường dây HT-1 là sự cố nặng nhất đối với lưới điện, do vậy khi tính toán điện áp tại các nút trong lưới điện ta sử dụng kết quả tính dòng công suất khi DZ này bị sự cố;
7.1.3.1. Đường dây ND-1-HT
Để tính điện áp trên thanh góp cao áp của trạm tăng áp của nhà máy điện, trước hết cần tính điện áp trên thanh góp trung gian (nút 1)
Giả sử đường dây liên lạch ND-1-HT bị sự cố đứt 1 mạch dây truyền tải HT-1, ta có thông số kỹ thuật của đường dây liên lạc sau sự cố là
Đường dây ND-1: ZND-1=13,8 +j13,2 ( Ω);
Đường dây 1-2: Z1-2=5,14 +j4,92 ( Ω);
Đường dây HT-1: ZHT-1=16,42 +j25,74 ( Ω);
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 86
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
Ở trong chế độ sau sự cố ta đã tính được công suất trước tổng trở đường dây HT-1 là S'HT-1 = 49,848+ j37,037 MVA
Điện áp trên thanh góp trung gian nút 1 bằng
U1 = Ucs - P'HT -1´RHT -1 + Q'HT -1´X HT -1 = 106,357kV
Ucs
Điện áp trên thanh góp cao áp của NMD
U N = U1 - P"ND-1´RND-1 + Q"ND-1´X ND-1 = 114,105kV
U1
Tính toán tương tự chế độ phụ tải cực đại ta có bảng sau
TBA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
UCao,
106,357
104,03
100,153
97,728
100,062
98,856
101,341
98,69
99,568
kV
UHa,
100,573
99,169
95,629
92,824
95,545
94,574
96,441
94,783
94,883
kV
Bảng 7.1.3. Điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp ở chế độ sự cố
7.2. Điều chỉnh điện áp trong mạng điện
Tất cả các phụ tải trong mạng điện thiết kế đều là hộ tiêu thụ loại I và có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Đồng thời các giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp của các trạm trong chế độ phụ tải cực đại, phụ tải cực tiểu và sau sự cố là khác nhau tương đối nhiều. Do đó để đảm bảo chất lượng điện áp cung cấp cho các hộ tiêu thụ loại I cần sử dụng các máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải.
Tất cả các trạm cấp điện cho hộ loại I dùng MBA loại TDH-25000/110, TDH-32000/110 có phạm vi điều chỉnh ± 9 x 1,78%, Ucdm=115kV, Uhdm=11 kV Đối với trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, độ lệch điện áp
trên thanh góp hạ áp của trạm quy định như sau:
Chế độ phụ tải cực đại: dUmax% = +5 %
Chế độ phụ tải cực tiểu: dUmin% = 0 %
Chế độ sau sự cố: dUsc% = +5 %
Điện áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của trạm được xác định theo công thức sau: Uyc = Udm + dU% x Udm
Trong đó
- Udm là điện áp định mức của mạng điện hạ áp
Đối với mạng điện thiết kế Udm = 10kV. Vì vậy điện áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của trạm
Khi phụ tải cực đại bằng Uycmax = 10 + 5% x 10 = 10,5 kV
Khi phụ tải cực tiểu bằng Uycmin = 10 + 0% x 10 = 10 kV
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 87
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
- Chế đố sau sự cố bằng Uycsc = 10 + 5% x 10 = 10,5 kV
Ta có kết quả tính toán điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm quy đổi về phía điện áp cao trong các chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu, sau sự cố trong bảng sau:
TBA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Uqmax,
109,475
107,66
104,765
102,498
104,694
103,989
105,567
104,097
104,14
kV
Uqmin,
101,98
108,717
107,446
106,425
107,405
107,147
108,095
107,166
107,15
kV
Uqsc,
100,573
99,169
95,629
92,824
95,545
94,574
96,441
94,783
94,883
kV
Bảng 7.2.Chế độ điện áp trên các thanh góp quy đổi về phía cao áp
Sử dụng các máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải cho phép thay đổi các đầu điều chỉnh không cần cắt các máy biến áp. Do đó cần chọn đầu điều chỉnh riêng cho chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố.
Để thuận tiện có thể tính trước điện áp, tương ứng với mỗi đầu điều chỉnh của MBA, Điện áp của đầu điều chỉnh tiêu chuẩn được tính theo công thức sau: Utc = Ucdm ±
U tc = U cdm ± n ´ E0 ´U cdm
100
Trong đó
Ucdm là điện áp định mức của cuộn dây cao áp
n là số thứ tự đầu điều chỉnh chọn
E0 là mức điều chỉnh của mỗi đầu, %
Thứ tự đầu
Điện áp bổ sung,
Điện áp bổ sung,
Điện áp đầu điều
%
kV
chỉnh, kV
1
16,02
18,45
133,45
2
14,24
16,4
131,4
3
12,46
14,35
129,35
4
10,68
12,3
127,3
5
8,9
10,25
125,25
6
7,12
8,2
123,2
7
5,34
6,15
121,15
8
3,56
4,1
119,1
9
1,78
2,05
117,05
10
0
0
115
11
-1,78
-2,05
112,95
12
-3,56
-4,1
110,9
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 88
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
Thứ tự đầu
Điện áp bổ sung,
Điện áp bổ sung,
Điện áp đầu điều
%
kV
chỉnh, kV
13
-5,34
-6,15
108,85
14
-7,12
-8,2
106,8
15
-8,9
-10,25
104,75
16
-10,68
-12,3
102,7
17
-12,46
-14,35
100,65
18
-14,24
-16,4
98,6
19
-16,02
-18,45
96,55
Bảng 7.2. Thông số điều chỉnh MBA điều chỉnh dưới tải
7.2.1. Các đầu điều chỉnh trong MBA trạm 1
7.2.1.1. Chế độ phụ tải cực đại
Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh máy biến áp được xác định theo công thức
U q max ´U hdm
109,475´11
U dc max
=
=
= 114,688kV
U yc max
10,5
Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=10, khi đó điện áp đầu điểu chỉnh tiêu chuẩn Utcmax = 115 kV
Điện áp thực trên thanh góp hạ áp bằng
U q max ´U h max
109,475´11
Ut max
=
=
= 10,472kV
Utc max
115
Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp bằng
DU max % = U t max - U dm ´100 = 10,472 -10 ´100 = 4,72%
U dm
10
7.2.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu
Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh máy biến áp được xác định theo công thức
U dc min
chuẩn
U t max
= U q min ´U hdm = 101,98kV
U yc max
Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n= 11, khi đó điện áp đầu điểu chỉnh tiêu Utcmin = 112,95 kV
Điện áp thực trên thanh góp hạ áp bằng
= U q min ´U hdm = 9,932kV
Utc min
Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp bằng
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 89
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
DU min % = U t min - U dm ´100 = -0,68%
U dm
7.2.1.3. Chế độ sau sự cố
Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh máy biến áp được xác định theo công thức
U d csc = U qsc ´U hdm = 105,362kV
U y csc
Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=14, khi đó điện áp đầu điểu chỉnh tiêu chuẩn Utcsc =106,8 kV
Điện áp thực trên thanh góp hạ áp bằng
U tsc = U qsc ´U hdm = 10,359kV
Ut csc
Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp bằng
DU sc % = U tsc - U dm ´100 = 3,59%
U dm
7.2.2. Chọn các đầu điều chỉnh trong các máy biến áp còn lại
Tính toán tương tự phần 7.2.1 ta có bảng tổng hợp sau
TBA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Utc
115
112,95
110,9
108,85
110,9
108,85
108,85
110,9
110,9
max
Utc
112,95
119,1
117,05
117,05
117,05
117,05
117,05
117,05
117,05
min
Utc sc
106,8
104,75
100,65
98,6
100,65
100,65
102,7
98,6
98,6
Ut
10,472
10,485
10,391
10,358
10,384
10,509
10,668
10,325
10,329
max
Ut min
9,932
10,041
10,097
10,001
10,094
10,069
10,158
10,071
10,07
Ut sc
10,359
10,414
10,451
10,356
10,442
10,336
10,33
10,574
10,585
dUmax
4,72
4,85
3,91
3,58
3,84
5,09
6,68
3,25
3,29
dUmin
-0,68
0,41
0,97
0,01
0,94
0,69
1,58
0,71
0,7
dUsc
3,59
4,14
4,51
3,56
4,42
3,36
3,3
5,74
5,85
Bảng 7.2.2 Tổng hợp các đầu điều chỉnh trong các TBA
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 90
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
CHƯƠNG VIII
TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA LƯỚI ĐIỆN 8.1. Tổn thất công suất tác dụng trong lưới điện ∆P
Tổn thất công suất tác dụng trong lưới điện gồm tổn thất công suất trên đường dây và tổn thất công suất tác dụng trong các TBA ở chế độ phụ tải cực đại
Theo các kết quả tính toán ở phần trước ta có
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên các đoạn đường dây của lưới điện là: ∑∆PD= 15,736 MW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong các cuộn dây của các máy biến áp là: ∑∆PCu= 1,862 MW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong lõi thép của các máy biến áp là: ∑∆PFe= 0,606 MW
Tổn thất công suất tác dụng trong lưới điện ∑∆P= ∑∆PD + ∑∆PCu + ∑∆PFe = 18,204 MW
Tổn thất công suất tác dụng trong lưới điện tính theo % của toàn bộ phụ
tải trong lưới điện là
DPS % = SDP = 18,204 = 5,891% SPPT 309
8.2. Tính tổn thất điện năng trong lưới điện ∆A
Tổng tổn thất điện năng trong lưới điện có thể được tính theo công thức
sau:
DAS = (SDPD + SDPCu ) ´t + SDP0 ´ t
Trong đó:
τ là thời gian tổn thất công suất lớn nhất
t là thời gian các máy biến áp làm việc trong năm
(Các máy biến áp vận hành song song cả năm nên t=8760h)
Thời gian tổn thất công suất lớn nhất có thể tính theo công thức sau
τ = (0,124 + Tmax x 10-4)2 x t =(0,124 +4600 x 10-4)2 x 8760=2987,65h Tổn thất điện năng trong lưới điện bằng
DAS = (15,736 +1,862)´ 2987,65 + 0,606´8760 = 57885,225MW.h
Tổng điện năng các hộ tiêu thụ nhận được trong năm
AS = åPPT max ´Tmax = 309´4600=1421400MW.h
Tổn thất điện năng trong lưới điện tính theo % bằng
DAS % = DAS ´100 = 4,072%
AS
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 91
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
8.3. Vốn đầu tư cho lưới điện K
Tổng các vốn đầu tư xây dựng lưới điện được xác định theo công thức K =Kd + Kt
Trong đó
Kd là vốn đầu tư xây dựng đường dây
Kt là vốn đầu tư xây dựng các trạm biến áp Từ bảng 4.2.1.1 ta có Kd = 2054829,57 x 106 đồng
Lưới điện có 04 TBA tăng áp và 09 TBA phụ tải, đồng thời mỗi trạm có 02 máy biến áp. Tuy nhiên ở đây máy biến áp tăng táp tính vào giá thành xây dựng của nhà máy nhiệt điện nên ta chỉ tính vốn đầu tư cho các trạm hạ áp. Đối với các TBA hạ áp có
+ MBA giảm áp: 07 trạm có 02 MBA loại 32000/110 và 02 trạm có 02 MBA loại 25000/110
Ta có chi phí đầu tư cho các trạm hạ áp trong lưới điện là Kt = 1,8 x (7 x 29 x 109 + 2 x 22 x 109) = 444,6 x 109 đồng
Vậy tổng vốn đầu tư cho lưới điện
K=Kd + Kt =2499,429568 x 109 đồng
8.4. Tính chi phí và giá thành điện
8.4.1. Chi phí vận hành hàng năm Y
Các chi phí vận hành hàng năm trong lưới điện được xác định theo công thức: Y=avhd x Kd + avht x Kt + ∆A x c
Trong đó:
avh là hệ số vận hành đường dây (avh=0,04)
avht là hệ số vận hành thiết bị trong các trạm biến áp (avht = 0,1) c là giá thành1kW.h điện năng tổn thất ( bài cho c=1000)
Y=0,04 x 2054829,57 x 106 + 0,1 x 444,6 x 109 + 57885,225 x 103 x 1000 Y=184.538.407.720,00 đồng
Chi phí tính toán hàng năm Z
Chi phí tính toán hàng năm được tính theo công thức Z = atc x K + Y
Với atc là hệ số định mức hiệu quả của các vốn đầu tư (atc = 0,125) Chi phí tính toán
Z = 0,125 x 2499,43 x 109 + 184.538.407.720 Z = 496.967.103.720 đồng
8.5. Giá thành truyền tải điện năng
Giá thành truyền tải điện năng của lưới điện cho 1kWh điện năng đến phụ
tải là
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 92
tỷ đồng/MWh
đ/kWh
tỷ đồng
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
b = Y = 123,74đ
AS
Ta có bảng tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lưới điện thiết kế như sau:
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 13
14
15
16
Các chỉ tiêu
Đơn vị
Giá trị
Tổng công suất khi phụ tải max
MW
309
Tổng chiều dài đường dây
Km
625,19
Tổng công suất các MBA hạ áp
MVA
548
Tổng vốn đầu tư cho lưới điện, K
tỷ đồng
2499,429568
Tổng vốn đầu tư cho đường dây,
tỷ đồng
Kd
2054,829568
Tổng vốn đầu tư cho TBA
tỷ đồng
444,6
Điện năng tải hàng năm, AЕ
MWh
1421400
∆Umaxbt %
%
6,19
∆Umaxsc %
%
12,38
Tổng tổn thất CS, ∑∆P
MW
15,307
Tổng tổn thất CS, ∑∆P %
%
4,954
Tổng tổn thất điện năng, ∑∆A
MWh
49230,003
Tổng tổn thất điện năng, ∑∆A %
%
3,463
Phí tổn vận hành hàng năm
175,883186
Giá thành tải điên, β
123,74
Giá thành xây dựng 1 MW CS
phụ tải max, K 8,088769
Bảng 8.5. Tổng hợp các chỉ tiêu của lưới điện thiết kế
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 93
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
PHẦN II
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 94
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Thiết kế trạm biến áp là nhiệm vụ rất quan trọng khi thiết kế cung cấp điện bởi vì nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng và khả năng phát triển của phụ tải. Ngoài ra nó còn liên quan trực tiếp đến vốn đầu tư, chi phí đầu tư và vận hành của cả lưới điện khu vực
Nội dung thiết kế trạm biến áp
Chọn máy biến áp và sơ đồ nguyên lý trạm biến áp
Chọn các thiết bị điện cao áp và hạ áp
Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị đã chọn
Tính toán nối đất cho trạm biến áp
Các số liệu trạm biến áp cần thiết kế
Công suất định mức: Sdm = 320 kVA
Điện áp định mức: 10/0,4 kV
Điện trở suất của đất: ρ = 0,4 x 104Ωcm
Phương án dự kiến
Với công suất của trạm đã cho dự kiến lắp đặt trạm biến áp kiểu treo. Trạm biến áp kiểu treo là toàn bộ các thiết bị điện cao và hạ áp được đặt trên hai cột bê tông kiểu LT. Đối với tủ phân phối hạ thế có thể được thiết kế đặt ngay trên giàn trạm thao tác hoặc thiết kế đặt trong buồng phân phối dưới mặt đất tùy thuộc vào điều kiện cụ thể.
Ưu điểm của trạm biến áp treo là tiết kiệm được diện tích, giảm đáng kể về chi phí đầu tư. Tuy nhiên trạm kiểu này cùng với đường dây trên thông thường làm mất mỹ quan đô thì nên về lâu dài kiểu trạm này thường không được khuyên dùng ở đô thị.
Trạm biến áp được thiết kế kiểu trạm treo đặt một máy biến áp có công suất 320 kVA -10/0,4 kV
Phía cáo áp được lắp một bộ cầu chì tự rơi để bảo vệ máy biến áp khi có ngắn mạch và một bộ chống sét van để chống sét truyền từ đường dây vào trạm biến áp
Phía hạ thế đặt tủ phân phối 0,4 kV, trong đó có 01 attomat tổng (AT), 04 attomat nhánh (AN), 03 đồng hồ ampe đo dòng điện tiêu thụ của các pha, 01 đồng hồ Vôn kèm 01 đảo mạch để kiểm tra điện áp pha, 01 công tơ vô công, 01 công tơ hữu công để đo công suất tiêu thụ của toàn trạm và 01 bộ biến đổi dòng điện (TI)
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 95
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
2.Chọn máy biến áp và sơ đồ nguyên lý TBA
2.1. Chọn máy biến áp
Trạm có công suất thiết thế Sdm = 320 kVA, ta chọn máy biến áp 3 pha 2 dây quấn do nhà máy chế tạo biến thế Hà Nội sản xuất có các thông số như sau:
Sdm
Udm
∆P0
∆PN
UN
Trọng lượng (Kg)
Kích thước (mm)
(kVA)
(kV)
(W)
(W)
(%)
320
10/0,4
700
3750
4
1400
1470 x 870 x 1355
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
3. Chọn các thiêt bị điện cao áp và hạ áp
Việc lựa chọn đúng các thiết bị điện có ý nghĩa rất quan trọng là đảm bảo độ tin cậy, cung cấp điện an toàn và đạt hiệu quả kinh tế
3.1. Chọn các thiết bị điện cao áp
Các thiết bị điện cao áp được chọn theo các điều kiện sau
Udm tbC≥ Udm lưới C
Idm tb ≥ Itt
IC =
SdmB
=
320
=18,475(A)
3 ´10
3 ´UdmC
* Chọn cầu chì tự rơi
Ta chọn cầu chì tự rơi loại 3GD1 203-3B do hãng SIEMENS sản xuất và
có các thông số như sau:
Udm
Idm
IcN
IcN
∆P
Khối lượng
Kích thước
Đường kính
(kV)
(A)
(kA)
min
(W)
(Kg)
dài (mm)
(mm)
12
26
63
62
16
2,6
292
69
* Chọn sứ cao thế
Chọn sứ đỡ đặt ngoài trời do Liên Xô sản xuất với các thông số như sau:
Kiểu
Udm
UPD khô
UPD ướt
F (Kg)
Khối lượng
(kV)
(kV)
(kV)
(Kg)
O∑H-10-2000
10
50
34
2000
12,1
*Chọn chống sét van
Chọn chống sét van loại PB∏-10 do Liên Xô sản xuất và có các thông số
như sau:
Điện áp đánh
Điện áp đánh
UdmCSV
UCPmax
thủng của
Khối lượng
Loại
thủng xung kích
(kV)
(kV)
CSV khi
khi tp=2-10s
(Kg)
f=50HZ (kV)
PB∏-10
10
12,7
25
50
6
*Chọn thanh dẫn xuống máy biến áp
Thanh dẫn được chọn theo Ilv max, ta dùng thanh dẫn loại thanh đồng tròn có đường kính Φ=8 mm
Loại
Đường kính (mm)
Icp (A)
Thanh đồng tròn
8
235
3.2. Chọn thiết bị điện hạ áp
Các thiết bị điện cao áp được chọn theo các điều kiện sau
Udm tbHC≥ Udm lưới H
Idm tbH ≥ IH
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 97
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
I H
=
SdmB
=
320
= 461,88(A)
3 ´UdmH
3 ´ 0,4
* Chọn cáp tổng từ cực sứ hạ thế của MBA đến tủ phân phối 0,4 kV
Điều kiện Icp≥IH
Chọn cáp 4 lõi cách điện bằng PVC do LENS chế tạo
Loại
Icp (A)
r0 (mΩ/m) x0 (mΩ/m)
Trọng lượng (kg/km)
3 x 185 + 120
506
0,0991
1876
* Chọn Attomat tổng (AT)
Điều kiện chọn
Idm AT≥ Icp = k x IH (với k là hệ số quá tải =1,3)
IH = 461,88 (A) -> Icp = 1,3 x 461,88 = 600,44 (A) Chọn Attomat tổng loại SA803-G do Nhật chế tạo
Loại
Udm (kV)
Idm (A)
IN (kA)
Số cực
SA803-G
0,4
700
85
3
* Chọn Attomat nhánh (AN)
Từ thanh cái hạ áp có 04 lộ ra cung cấp cho các hộ tiêu thụ, coi sông suất các lộ là như nhau thì công suất mỗi nhánh là
S1 = S2 = S3 = S4 = 320/4 = 80 (kVA)
IHN
=
SdmB
=
80
=115,47(A)
3 ´UdmH
3 ´0,4
Điều kiện chọn
Idm AN≥ Icp = k x IHN (với k là hệ số quá tải =1,3) IH = 115,47 (A) -> Icp = 1,3 x 115,47 = 150,11 (A) Chọn Attomat nhánh loại EA203-G do Nhật chế tạo
Loại
Udm (kV)
Idm (A)
IN (kA)
Số cực
EA203-G
0,4
700
25
3
* Chọn cáp xuất tuyến
Chọn cáp đồn bốn lõi cách điện bằng PVC do LENs chế tạo
Loại
Icp (A)
r0 (Ω/m)
Trọng lượng (kg/km)
4G 50
192
0,387
2276
* Chọn thanh cái hạ áp
Chọn thanh cái bằng đồng, mỗi pha một thanh được đặt trong tủ phân phối 0,4 kV
Kích thước
Tiết diện 01
Trọng lượng
Icp (A)
r0 (Ω/m)
x0 (Ω/m)
(mm)
thanh (mm2)
(kg/m)
40 x 5
200
1,78
700
0,1
0,17
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 98
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
* Chọn sứ hạ áp
Kiểu
Udm (kV)
UPD khô (kV)
F (kg)
Khối lượng
(kg)
O-1-375
1
11
375
0,7
* Chọn biến dòng điện
Udm BI≥ Udm lưới = 0,4 (kV)
Idm BI ≥ IH = 461,88 (A)
Kiểu
Udm (kV)
Idm (kV)
Cấp chính xác
S (VA)
TKM-0,5
0,5
500/5
0,5
10
Chọn các thiết bị đo đếm
Tủ 0,4 kV đặt gồm có:
03 đồng hồ ampe 500/5 (theo tỷ số biến của BI)
01 đồn hồ vôn kế có thang đo từ 0 - 450V
01 công tơ hữu công 3 pha 3 phần tử
01 công tơ vô công 3 pha 3 phần tử
01 khóa chuyển mạch để kiểm tra điện áp
Chọn dây dẫn từ BI đến các dụng cụ đo
Để đảm bảo độ bền cơ học ta chọn loại dây đồng một sợi bọc PVC có tiết diện ≥ 2,5 mm2
* Chọn chống sét van hạ áp
Chọn chống sét van điện áp thấp loại PBH để bảo vệ quá điện áp cho cách điện của thiết bị xoay chiều tần số 50 Hz
Điện áp đánh
Điện áp đánh
UdmCSV
UCPmax
thủng của
Khối lượng
Loại
thủng xung kích
(kV)
(kV)
CSV khi
khi tp=2-10s
(Kg)
f=50HZ (kV)
PB∏-10
0,5
0,5
2,5
3,5-4,5
2
* Chọn tủ phân phối hạ áp
Chọn vỏ tủ hạ áp do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất, trên khung tủ đã làm sẵn các lỗ gá để có thể lắp các giá đỡ tùy ý theo các thiết bị đã chọn lắp đặt ở trên
Kích thước
Số lượng cửa tủ
Dài (mm)
Rộng (mm)
Sâu (mm)
1200
600
400
1
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 99
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
4. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị điện đã chọn
Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng và thườn xảy ra trong hệ thống cung cấp điện. Các dạng ngắn mạch thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện là ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch 2 pha và ngắn mạch 1 pha chạm đất. Trong đó ngắn mạch 3 pha là nghiêm trọng nhất. Vì vậy người ta thường căn cứ vào dòng điện ngắn mạch 3 pha để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện.
4.1. Tính toán ngắn mạch
Hình 4.1. Các điểm ngắn mạch cần tính
Các điểm ngắn mạch cần tính trong sơ đồ hình 4.1 như sau
Điểm N1: Kiểm tra cầu chì tự rơi phía cao áp
Điểm N2, N3 kiểm tra các thiết bị hạ áp
Giả thiết ngắn mạch xảy ra là ngắn mạch 3 pha đối xứng và coi nguồn có công suất vô cùng lớn, coi trạm biến áp ở xa nguồn nên khi tính toán ngắn mạch lấy theo công thức sau
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
U
I N = I"= I¥ =
3 ´ ZS
Trong đó:
IN là dòng điện ngắn mạch (kA)
I" là dòng điện ngắn mạch siêu quá độ (kA)
I∞ là giá trị của dòng điện ngắn mạch ở chế độ xác lập (kA) U là điện áp đường dây (kV)
ZЕ là tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch
Tính dòng ngắn mạch tại N1
Sơ đồ thay thế
N1
XHT
HT
Ta có:
Điện kháng của hệ thống bằng
X HT
U 2
10
2
= 0,313(W)
=
tb
=
320
SN1
Udm = 10 kV
Dòng ngắn mạch 3 pha được xác định bằng công thức
I N1 = I"= I¥
=
U
=
10
=18,446(W)
3 ´ ZS1
3 ´0,313
Trị số dòng ngắn mạch xung kích bằng
I xk1 = kxk ´
´ IN1 =1,8´
´18,446 = 46,956(kA)
2
2
4.1.2. Tính ngắn mạch phía hạ áp
Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp có thể coi máy biến áp hạ áp là nguồn (vì được nối với hệ thống có công suất vô cùng lớn), vì vậy điện áp phía hạ áp khôn thay đổi khi ngắn mạch, do đó ta có
I N = I"= I¥
Ở lưới điện hạ áp khi tính toán ngắn mạch ta phải xét đến điện trở, điện kháng của tất cả các phần tử trong lưới như MBA, dây dẫn, cuộn dòng điện của Attomat, thanh cái, ...
* Tính ngắn mạch tại N2
Sơ đồ thay thế
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 101
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
ZB ZC ZAT
Tổng trở máy biến áp
N2
DP
N
´U 2 dm
´106
U
N
% ´U 2 dm
´104
Z BA
=
+ j
S 2 dm
Sdm
Z BA
=
3,75´ 0,42
´106 + j
4´ 0,42
´104
= 5,859 + j20(mW)
3202
320
Cáp từ máy biến áp sang tủ phân phối mỗi pha dùng một sợi cáp đồng bọc PVC 1 x 185 nên tra bảng PL4.28 sách "Cung cấp điện" ta được r0=0,0991 (mΩ/m) còn x0 có thể lấy gần đúng bằng 0,07 (mΩ/m)
Giả sử cáp nối từ máy biến áp đến tủ phân phối dài 3m, khi đó tổng trở của đường dây cáp bằng Zc = lc x Z0c = 3 x (0,0991 +j0,07)=2,973 +j0,21 (mΩ)
Tổng trở của cuộn dây bảo vệ quá dòng điện của attomat tổng tra bảng PL3.12 "cung cấp điện" được ZAT = 0,12 + j0,094 (mΩ)
Tổng trở đối với điểm ngắn mạch N2 là ZЕ2 = ZBA + Zc + ZAT = 21,252 (mΩ)
Dòng ngắn mạch 3 pha được xác định bằng công thức
I N 2 =
Udm
=
0,4
= 10,867(W)
3 ´ 21,252
3 ´ ZS2
Trị số dòng ngắn mạch xung kích bằng
Ixk 2 = kxk ´
´ IN 2 =1,8´
´10,867 = 27,663(kA)
2
2
* Tính ngắn mạch tại N3
Sơ đồ thay thế
ZB ZC ZAT ZTC ZAN
N3
Tổng trở của thanh cái tra trong sổ tay được
Ztc=l x (rOTC + jxOTC) = 1,2 x (0,1+j0,17) = 0,12 + j0,204 (mΩ)
Tổng trở của cuộn dây bảo vệ quá dòng điện của attomat nhánh tra bảng PL3.12 sách "cung cấp điện" ta được ZAN = 0,61 +j0,46
ZЕ2 = ZBA + Zc + ZAT + ZTC + ZAN =22,108 (mΩ) Dòng ngắn mạch 3 pha được xác định bằng công thức
I N 2 =
Udm
=
0,4
=10,446(W)
3 ´ ZS2
3 ´ 22,108
Trị số dòng ngắn mạch xung kích bằng
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 102
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
I xk 2 = kxk ´ 2 ´ IN 2 =1,8´ 2 ´10,446 = 26,591(kA)
4.2. Kiểm tra các thiết bị đã chọn
* Cầu chì tự rơi
Điều kiện kiểm tra
Idm cắt≥ Ixk1
Idm cắt = 63 kA ≥ Ixk1 =46,956 kA
Sdm cắt≥ SN1
Sdm cắt = 1091,192 (kA) ≥ SN1=319,494 (kA)
Vậy cầu chì tự rơi đã chọn đạt yêu cầu
* Kiểm tra cáp hạ áp
Điều kiện ổn định nhiệt
F ³ a ´ IN ´ tqd
Trong đó:
α là hệ số nhiệt độ cáp đồng (=6)
tqd là thời gian quy đổi, lấy bằng thời gian tồn tại ngắn mạch. Vì coi ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện là xa nguồn nên tqd=0,5s
IN = IN2 = 10,867 (kA)
a ´ IN ´ tqd = 6´10,867´ 0,5 = 46,105
F=50 mm2 > 46,105 mm2, vậy cáp đã chọn thỏa mãn yêu cầu
* Kiểm tra Attomat
- Attomat tổng
Điều kiện kiểm tra
IxkAT≥ Ixk2
IxkAT = 85 (kA) ≥ Ixk2 = 27,633 (kA), vậy Attomat tổng đã chọn đạt yêu cầu
- Attomat nhánh
Điều kiện kiểm tra
IxkAN≥ Ixk3
IxkAT = 25 (kA) ≤ Ixk3 = 26,591 (kA), Attomat nhánh đã chọn không đạt yêu cầu Vậy áptômát nhánh phải chọn loại LG kiểu ABL403A và có các thông số
như sau:
Loại
Udm (kV)
Idm (A)
IN (kA)
Số cực
ABL A403a
0,6
250
35
3
* Kiểm tra sứ đỡ hạ áp
Điều kiện kiểm tra
Fcp ≥ Fkt
Fcp là lực tác dụng lên đầu sứ
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 103
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
F
= 1,76´10
-2 ´
l
´ i2
kt
a
xk 3
l: khoảng cách giữa 2 sứ đỡ liên tiếp (l=70cm)
a: khoảng cách giữa 2 pha (a=15 cm)
Fkt=1,76 x 10-2 x 70/15 x 26,5912 = 58,075 (kg)
Fcp = 375 (kg) > Fkt = 58,075 (kg), vậy sứ hạ áp đã chọn đạt yêu cầu
Kiểm tra thanh cái hạ áp
Kiểm tra ổn định lực điện động:
Khi có ngắn mạch xảy ra, dòng điện ngắn mạch chạy qua thanh cái làm cho thanh cái chịu một lực rất lớn, sự rung động có thể làm cho thanh cái bị uốn cong sinh ra phá hoại thanh cái và các sứ đỡ, do đó ta phải kiểm tra thanh cái theo điều kiện sau dcp³dtt
Ứng suất cho phép của thanh góp dcp =1400 kg/cm2
Ứng suất tính toán được tính như sau: dtt = M/W Trong đó:
M là momen uốn tính toán (kg/cm)
W là momen chống uốn của thanh góp đặt thẳng đứng (cm3)
Ta có
M = Ftt .l = 1,76´10-2 ´ l 2 ´ ixk
10 10´ a
W = b ´ h2
6
l là khoảng cách giữa hai sứ đỡ liên tiếp (l=70 cm)
a là khoảng cách giữa 2 pha (a=15 cm)
ixk là dòng điện xung kích tại điểm ngắn mạch N2 (ixk=27,663 kA)
F .l
1,76 ´10-2 ´ l 2
´ i
xk
1,76 ´10-2
´ 702
´ 27,663
M =
tt
=
=
= 15,904(kg.cm)
10 ´ a
10 ´15
10
Với b=5 mm, h=20mm ta có
W =
5´10-1 ´ (20´10-1 )2
= 0,333(cm3 )
6
dtt
=
M
=
15,904
= 47,76(kg / cm2 )
W 0,333
dcp =1400 (kg/cm2)³dtt = 47,76 (kg/cm2), vậy thanh cái đã chọn thỏa mãn điều kiện ổn định lực điện động
- Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt
Kiểm tra ổn định nhiệt dựa vào điều kiện sau
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 104
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
F ³ Ftt min = a ´ I¥ ´ tqd
Trong đó:
α là hệ số ổn định nhiệt (α=6)
Ftt min là tiết diện tính toán nhỏ nhất đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt tqd là thời gian quá độ, lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch (tqd=0,5s)
F
= 6 ´10,867 ´ 0,5 = 46,105(mm 2 )
tt min
F=200 >Ftt min = 46,105, vậy thanh cái đã chọn thỏa mãn điều kiện ổn định
nhiệt
5. Tính toán nối đất cho trạm biến áp
Tác dụng của nối đất là để tản dòng điện, giữ mức điện thế thấp trên các vật được nối đất, đảm bảo sự làm việc bình thường của thiết bị. Ngoài ra việc nối đất các phần không mang điện (tủ điện, vỏ máy, ...) để đảm bảo an toàn cho người vận hành.
Dự kiến hệ thống nối đất bao gồm các thanh thép góc L60x60x6 dài 2,5m được nối với nhau bằng các thanh thép tròn Φ 12, tạo thành mạch vòng nối đất bao quanh trạm biến áp. Các thanh thép góc được đóng sâu dưới mặt đất 0,7m; thép tròn được hàn với các cọc ở độ sâu 0,8m
Điện trở nối đất yêu cầu của trạm biến áp: Rndyc ≤ 4Ω Điện trở xuất của đất r = 0,4.104W/cm
Hệ số điều chỉnh theo mùa của cọc và thanh là
Kcm = 1,4;Ktm = 1,6;
5.1. Điện trở nối đất của thanh nối đất
Điện trở nối đất của thanh được tính theo công thức sau
R =
r
´ ln
K ´ L2
t
2´p ´ L
h ´ d
Trong đó:
ρ là điện trở xuất của đất đặc tính theo mùa an toàn ρ=ρdo x Ktm =0,4 x 104 x 10-2 x 1,6 = 64 (Ωm)
L là tổng chiều dài lấy bằng chu vi, L=(10+5)x2=30 (m)
h là độ chôn sâu, h=0,8m
d là đường kính của thanh thép tròn, d=0,012m
K là hệ số phụ thuộc vào hình dạng của hệ thống nối đất, (K=f(l1/l2) -> l1/l2 =10/5=2)
Từ bảng 2-6 sách hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp KTĐCA có K=6,42
Ta có điện trở nối đất của thanh là
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 105
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
R
64
6,42
´ 30
2
t
=
´ ln
= 4,52(W)
2 ´ 3,14 ´ 30
0,8´
0,012
5.2. Điện trở nối đất của cọc
Gọi số cọc cần phải đóng là n
Khoảng cách giữa các cọc là a=l/n
Chiều dài cọc là l=2,5m. Nếu lấy tỷ số a/l=1 thì a=l=2,5m
Vậy số cọc cần phản đóng là n=L/a=30/2,5=12 (cọc)
Tra tài liệu kỹ thuật điện cao áp ta có hệ số sử dụng của thanh và cọc là
ht = 0,26 ; hcọc = 0,58
Điện trở nối đất của cọc được tính theo công thức
Rc
r
é
2.l
1
4t + l ù
=
.êln
+
.ln
ú
d
2.p .l
ë
2
4t - l û
Trong đó:
ρ là điện trở xuất của đất đặc tính theo mùa an toàn ρ=ρdo x Kcm =0,4 x 104 x 10-2 x 1,4 = 56 (Ωm)
l là chiều dài của cọc, l=2,5m
d là đường kính cọc và thép góc (L60x60x6) mm Nếu d=0,95 x b = 0,95 x 60 x 10-3 = 0,057 (m)
t=l/2 +h=2,5/2 + 0,7 = 1,95 (m)
Ta có điện trở nối đất của cọc là
Rc
56
é
2´ 2,5
1
4 ´1,95 + 2,5
ù
=
´ êln
+
´ ln
ú
= 17,14
2´ 3,14
´ 2,5
0,057
4´1,95 - 2,5
ë
2
û
5.3 Điện trở nối đất của hệ thống cọc thanh.
RHT
Rc
.Rt
17,14 ´ 4,52
=
=
= 2,16(W)
Rc .ht
+ n.Rt .hc
17,14 ´ 0,26 + 12 ´ 4,52 ´ 0,58
So sánh điện trở nối đất yêu cầu của trạm và điện trở tính toán của hệ thống ta có:
RHT = 2,16W< Ryc = 4W
Kết luận:
Hệ thống nối đất dùng 12 cọc thép góc L60x60x6 dài 2,5m được nối với nhau bằng các thanh thép tròn Φ12 tạo thành mạch vòng nối đất bao quanh trạm biến áp. Các thanh thép góc được đóng sâu dưới mặt đất 0,7m, thép tròn được hàn chặt với các cọc ở độ sâu 0,8m như hình vẽ là đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 106
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
0,7m 0,8m
Tr¹m biÕn ¸p
1
2
2,5m
a=2,5m
1 2
Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt hệ thống nối đất trạm biến áp 1- Cọc; 2- Thanh
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 107
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
s¬ ®å l¾p ®Æt tr¹m biÕn ¸p 320 KVa - 10/0,4 kv
Híng d©y ®Õn
a a
a-a
Ghi chó :
1- M¸y biÕn ¸p
2- CÇu ch× tù r¬i
3- Sø c¸ch ®iÖn
4- Chèng sÐt van
5- Tñ ®iÖn h¹ ¸p
6- Thanh dÉn ®ång
7- Thang s¾t
8- GhÕ thao t¸c
Thiết kế lưới điện khu vực có 02 nguồn cung cấp và 09 phụ tải
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
· Bộ môn Hệ thống điện
Thiết kế Lưới và Hệ thống điện
Tủ sách ĐH Tại chức Bách Khoa Hà Nội
Nguyễn Văn Đạm Lưới lưới điện
NXB Khoa học và Kỹ thuật
Trần Bách
ổn định của Hệ thống điện
NXB Khoa Đại học Tại chức - Đại học Bách Khoa Hà Nội
· Lã Văn út
Ngắn mạch trong Hệ thống điện
NXB Khoa Đại học Tại chức - Đại học Bách Khoa Hà Nội
· Ngô Hồng Quang
Sổ tay Lựa chọn và tra cứu Thiết bị điện từ 0,4 ¸ 500 kV NXB Khoa học và Kỹ thuật
Sinh viên: Nguyễn Văn Hiệu -0941946262 Trang: 109
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- thiet_ke_luoi_khu_vuc_2_nguon_9_phu_tai_1343_2741.doc