chọn điện áp truyền tải – các phương án nối dây và chọn phương án phù hợp về kỹ thuật - kinh tế

“ M¹ng Líi §iÖn “

LêI NãI §ÇU

HiÖn nay vµ trong t¬ng lai nghµnh c«ng nghiÒp ngµy cµng ph¸t triÓn víi tèc ®é

lín, nhu cÇu sö dông ®iÖn ngµy cµng t¨ng .Líi ®iÖn sÏ ngµy cµng ph¸t triÓn m¹nh mÏ

ë kh¾p mäi n¬i.ViÖc quy ho¹ch, thiÕt kÕ líi ®iÖn cho c¸c khu vùc lµ mät nhu cÇu c©p

thiÕt phôc vô cho sù ph¸t triÓn cña x· héi hiÖn nay.

NÕu líi ®iÖn x©y dùng kh«ng cã quy hoÆch sÏ g©y nhiÒu l·ng phÝ vÒ kinh tÕ vµ

g©y khã kh¨n cho c«ng t¸c vËn hµnh sau nµy.Quy ho¹ch thiÕt kÕ líi ®iÖn mét c¸ch

hoµn chØnh hîp lý sÏ gióp cho viÖc sö dông ®iÖn thuËn tiÖn hîp lý vµ tiÖn lîi cho vÖc

qui ho¹ch vµ ph¸t triÓn cña toµn hÖ thèng ®iÖn.

Khi thiÕt kÕ cÇn tÝnh ®Õn kh¶ n¨ng h háng vµ nh÷ng t×nh tr¹ng lµm viÖc kh«ng

b×nh thêng cña hÖ thèng ®ã. Nhng cÇn ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn yªu cÇu cña phô t¶i,

®¶m b¶o c¸c chØ tiªu vÒ mÆt kinh tÕ cña m¹ng ®iÖn ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn liªn tôc,

chÊt lîng ®iÖn n¨ng tèt ®¶m b¶o tÝnh linh ho¹t vµ tÝnh an toµn cña hÖ thèng .

§å ¸n m«n häc “M¹ng líi ®iÖn” nh»m môc ®Ých cho sinh viªn vËn dông nh÷ng

kiÕn thøc ®· häc vµo thùc hiÖn mét nhiÖm vô cô thÓ tuy kh«ng lín nhng toµn diÖn. Lµ

bíc ®Çu tËp dît gióp cho sinh viªn mét sè kinh nghiÖm trong c«ng t¸c kü thuËt sau

nµy mµ mçi sinh viªn cÇn ph¶i tÝch luü khi rêi ghÕ nhµ trêng.

§å ¸n thiÕt kÕ “ m¹ng líi ®iÖn khu vùc “ gåm:

• PhÇn thuyÕt minh, tÝnh to¸n .

• PhÇn b¶n vÏ: s¬ ®å toµn m¹ng líi ®iÖn .

Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ em ®· nhËn ®îc sù gióp ®ì nhiÖt t×nh cña thÇy gi¸o NguyÔn

L©n Tr¸ng. Tuy nhiªn do bíc ®Çu lµm quen víi c«ng viÖc thiÕt kÕ, do kiÕn thøc vµ

kinh nghiÖm cßn h¹n chÕ nªn kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. Em rÊt mong nhËn ®-

îc sù chØ b¶o cña c¸c thÇy c« gi¸o trong bé m«n hÖ thèng ®iÖn ®Ó em cã ®iÒu kiÖn bæ

sung thªm phÇn kiÕn thøc cña m×nh .

1

“ M¹ng Líi §iÖn “

Ch¬ng më ®Çu:

c¸c sè liÖu vÒ nguån vµ phô t¶i

Trong thiÕt kÕ m¹ng líi ®iÖn, viÖc ph©n tÝch nguån vµ phô t¶i lµ hÕt søc quan

träng. ThiÕt kÕ hÖ thèng cã chÝnh x¸c hay kh«ng phô thuéc rÊt nhiÒu vµo møc ®é

chÝnh x¸c cña c«ng t¸c ph©n tÝch nguån vµ phô t¶i. Ngoµi ra viÖc quyÕt ®Þnh lùa chän

s¬ ®å nèi d©y cña m¹ng ®iÖn còng nh ph¬ng thøc vËn hµnh phô thuéc vµo vÞ trÝ ®Þa lý,

nhiÖm vô, tÝnh chÊt cña tõng nhµ m¸y vµ phô t¶i .

Víi c¸c sè liÖu theo nhiÖm vô thiÕt kÕ ta tiÕn hµnh ph©n tÝch theo c¸c bíc sau:

I. s¬ ®å ®Þa lý nguån cung cÊp vµ c¸c phô t¶i

H×nh 1.

II. sè liÖu vÒ nguån cung cÊp .

1. Nguån ®iÖn ®îc lÊy tõ thanh c¸i cao ¸p cña nhµ m¸y ®iÖn.

2. §iªn ¸p trªn thanh c¸i cao ¸p cña nhµ m¸y ®iÖn khi phô t¶i cùc ®¹i b»ng

110%, khi phô t¶i cùc tiÓu b»ng 105%, khi cã sù cè nÆng nÒ b»ng 110%

®iÖn ¸p danh ®Þnh.

3. HÖ sè c«ng suÊt trung b×nh trªn thanh c¸i cao ¸p cña nhµ m¸y ®iÖn lµ:

cosϕ =0,85

III. c¸c sè liÖu vÒ phô t¶i.

2

“ M¹ng Líi §iÖn “

Tmax = 5000h

C¸c sè liÖu vÒ phô t¶i ®îc thÓ hiÖn qua b¶ng 0-1

phô t¶i

Sè liÖu

1 2 3 4 5 6

Pmax (MW) 25 40 30 25 28 20

Pmin (MW) 17,5 28 21 17,5 19,6 14

cosϕ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9

Qmax (MVAr) 12,1 19,36 14,52 12,1 13,6 9,7

Qmin (MVAr) 8,5 13,6 10,2 8,5 9,5 6,8

Lo¹i hé phô t¶i I I I I I I

Y/c ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p KT KT KT KT KT KT

®iÖn ¸p thø cÊp(kV) 22 22 22 22 22 22

Smax (MVA) 27,77 53,24 30,24 27,77 31,23 22,23

Víi Pmin = 70%Pmax.

Qpt = Ppt.tgϕpt.

S

2

= Q2

+ P2

Ch¬ng I

c©n b»ng c«ng suÊt

3

“ M¹ng Líi §iÖn “

C©n b»ng c«ng suÊt trong hÖ thèng ®iÖn lµ xem kh¶ n¨ng cung cÊp vµ tiªu thô

®iÖn trong hÖ thèng cã c©n b»ng hay kh«ng. Tõ ®ã s¬ bé x¸c ®Þnh ph¬ng thøc vËn

hµnh khi phô t¶i cùc ®¹i, cùc tiÓu vµ sù cè.

I. c©n b»ng c«ng suÊt t¸c dông.

Sù c©n b»ng c«ng suÊt t¸c dông trong hÖ thèng ®îc biÓu diÔn b»ng ph¬ng tr×nh c©n

b»ng sau:

∑Py/c = ∑Pf = m.∑Ppt + ∑∆Pmd + ∑Ptd + ∑P dtr.

Trong ®ã:

∑Pf lµ tæng c«ng suÊt t¸c dông ®Þnh møc cña nguån ®iÖn

m lµ hÖ sè ®ång thêi m = 1

∑Ppt lµ tæng c«ng suÊt t¸c dông cùc ®¹i cña c¸c phô t¶i

∑Ppt = 25+40+30+25+28+20 = 168 MW

m.∑Ppt = 1.168=168 MW

∑∆.Pmd lµ tæng tæn thÊt c«ng suÊt t¸c dông trªn ®êng d©y vµ trong c¸c m¸y biÕn ¸p

cña hÖ thèng. tæn thÊt nµy phô thuéc vµo sè m¸y biÕn ¸p vµ ®é dµi ®êng d©ycña m¹ng

®iÖn, thêng lÊy b»ng 5%→15% tæng c«ng suÊt c¸c phô t¶i ë ®©y lÊy

∑∆Pmd =8% ∑Ppt

∑∆Pmd = 8%.168 = 13,44MW.

∑Ptd lµ tæng c«ng suÊt t¸c dông c¸c phô t¶i tù dïng cña nhµ m¸y ®iÖn. ë ®©y ta lÊy

®iÖn trªn thanh c¸i cao ¸p nªn ∑Ptd = 0.

∑Pdtr lµ tæng c«ng suÊt dù tr÷ cña hÖ thèng. ë ®©y ∑∆Pdtr = 0.

Thay c¸c sè liÖu vµo ph¬ng tr×nh (1) ta cã :

∑∆Pyc = ∑∆Pf = 168 + 13,44 = 181,44MW.

VËy yªu cÇu c«ng suÊt t¸c dông cña m¹ng ®iÖn lµ 181,44MW.

II. c©n b»ng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng.

C«ng suÊt ph¶n kh¸ng ph¸t ra tõ c¸c m¸y ®iÖn vµ tõ c¸c thiÕt bÞ bï trong hÖ

thèng ®iÖn t¹i mçi thêi ®iÓm ph¶i b»ng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng tiªu thô cña c¸c phô t¶i

vµ tæn thÊt c«ng suÊt ph¶n kh¸ng trong hÖ thèng ®iÖn. Sù c©n b»ng c«ng suÊt ph¶n

kh¸ng cã thÓ ®îc biÓu diÔn b»ng biÓu thøc sau:

∑Qf + ∑Qbu = m.∑Qpt + ∑∆QB + ∑∆Ql + ∑Qtd + ∑Qdtr - ∑Qc.

Trong ®ã:

∑Qf lµ táng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ph¸t ra bëi c¸c m¸y ph¸t ®iÖn

∑Qf = ∑Pf.tgϕf .

TrÞ sè tgϕf ®îc tÝnh tõ hÖ sè cosϕf cña m¸y ph¸t lµm viÖc ë chÕ ®é ®Þnh møc. ë ®©y

cosϕf = 0,85 → tgϕf = 0,62 do ®ã

∑Qf = 181,44.0,62 = 112,49MVAr

4

“ M¹ng Líi §iÖn “

∑Qbu lµ tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ph¸t ra tõ c¸c thiÕt bÞ bï.

m. ∑Qpt lµ c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cña c¸c phô t¶i cã xÐt ®Õn hÖ sè ®ång thêi

∑Qpt = ∑Ppt . tgϕpt

ë ®©y cosϕpt = 0,9 → tgϕpt = 0,484

VËy m.∑Qpt = 1.168.0,484 = 81,312MVAr

∑∆QB lµ tæng tæn thÊt c«ng suÊt ph¶n kh¸ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p cña m¹ng

®iÖn. Thêng lÊy ∑∆QB = 15%.∑Qpt = 0,15.81,312 = 12,2MVAr

∑Qtd lµ tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng tù dïng cña nhµ m¸y ®iÖn. ë ®©y ∑Qtd = 0.

∑Qdtr lµ tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng dù tr÷ cña hÖ thèng. ë ®©y ∑Qdtr = 0.

∑Ql lµ tæng tæn thÊt c«ng suÊt ph¶n kh¸ng trªn toµn ®êng d©y cña m¹ng ®iÖn.

∑Qc lµ tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ph¸t ra tõ ®êng d©y cao ¸p. KÕt qu¶ nghiªn cøu

cho thÊy r»ng víi ®êng d©y 110kV mµ dïng d©y AC-120 hay AC- 150 th×

∑Ql = ∑Qc. NÕu tiÕt diÖn d©y lín h¬n th× ∑Ql < ∑Qc vµ ngîc l¹i. Lóc c©n b»ng s¬

bé cã thÓ coi ∑Ql = ∑Qc .

VËy ∑Qbu = 81,31 +12,2 – 112,49 = -18,98MVAr.

Ta thÊy do lîng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cÇn bï cã gi¸ trÞ ©m nªn ta kh«ng cÇn

ph¶i tiÕn hµnh bï s¬ bé .

Ch¬ng II:

chän ®iÖn ¸p truyÒn t¶i c¸c ph – ¬ng ¸n nèi d©y

vµ chän ph¬ng ¸n phï hîp vÒ kü thuËt - kinh tÕ

I. lùa chän ®iÖn ¸p truÒn t¶i.

5

“ M¹ng Líi §iÖn “

Mét trong nh÷ng c«ng viÖc quan träng khi thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÖn lµ lùa chän ®óng

®iÖn ¸p cña ®êng d©y t¶i ®iÖn. VÊn ®Ì nµy rÊt quan träng v× nã ¶nh hëng ®Õn tÝnh kü

thuËt vµ tinh kinh tÕ cña m¹ng ®iÖn.

§Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n ta chän ph¬ng ¸n cÊp ®iÖn h×nh tia cho c¸c hé phô

t¶i nh h×nh 2-1

Ta sö dông c«ng thøc kinh nghiÖm ®Ó x¸c ®Þnh trÞ sè ®iÖn ¸p danh ®Þnh cho hÖ

thèng :

Utt = 4,34. L +16.P (kV).

Trong ®ã: L lµ kho¶ng c¸ch truyÒn t¶i (km)

P lµ c«ng suÊt truyÒn t¶i trªn ®äan ®êng d©y (MW).

Ta tÝnh cho ®o¹n ®êng d©y ND – PT1 : cã P = 25 MW, L = 72km

Utt = 4,34. 72 +16.25 = 94,29(kV).

TÝnh t¬ng tù cho c¸c ®o¹n ®êng d©y cßn l¹i ta cã kÕt qu¶ qua b¶ng 2 – 1

§o¹n ®êng d©y P(MW) L(km) UtÝnh(kV) Uchän(kV)

N§ - PT1 25 72 94,29 110

N§ - PT2 40 63 115 110

N§ - PT3 30 71 102 110

N§ - PT4 25 108 98 110

N§ - PT5 28 95 101 110

N§ - PT6 20 73 86 110

6

H×nh 2-1

“ M¹ng Líi §iÖn “

KÕt luËn: Do 60kV < UtÝnh < 150kV nªn ta chän ®iÖn ¸p danh ®Þnh cña hÖ thèng lµ

110kV.

II. Dù kiÕn c¸c ph¬ng ¸n nèi d©y.

A. C¸c yªu cÇu chÝnh .

Khi ®a ra c¸c ph¬ng ¸n nèi d©y ta ph¶i lu ý ®Õn c¸c vÊn ®Ò sau:

1. §©y lµ m¹ng ®iÖn cung cÊp ®iÖn cho c¸c phô t¶i rÊt quan träng

(phô t¶i lo¹i I) nªn cÇn ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn liªn tôc, ®¶m b¶o

chÊt lîng ®iÖn vµ tÝnh linh ho¹t cao, ®¶m b¶o an toµn.

2. M¹ng ®iÖn ta thiÕt kÕ cã c«ng suÊt truyÒn t¶i trªn ®êng d©y t¬ng

®èi lín, kho¶ng c¸ch truyÒn t¶i kh¸ dµi. Do vËy ®Ó ®¶m b¶o tÝnh

kinh tÕ, kü thuËt ta chän lo¹i d©y dÉn ®iÖn lµ d©y nh«m lâi thÐp

v× nã cã c¸c u ®iÓm sau:

Cã ®é dÉn ®iÖn tèt .

Cã ®é bÒn c¬ cao.

Cã gi¸ thµnh rÎ .

B. C¸c ph¬ng ¸n nèi d©y.

7

“ M¹ng Líi §iÖn “

Dùa vµo mÆt b»ng nguån ®iÖn vµ phô t¶i, dùa vµo yªu cÇu cung cÊp ®iÖn cña c¸c

phô t¶i s¬ bé ®a ra mét sè ph¬ng ¸n nèi d©y sau:

1. Ph¬ng ¸n I

2. Ph¬ng ¸n II

3. Ph¬ng ¸n III

8

H×nh 2-2

H×nh 2-3

H×nh 2-4