Đồ án Thiết kế đường dây phân phối 22kV

MỤC LỤC PHẦN I : LÝ THUYẾT 2 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 2 1.1. Vai trò của điện năng đối với sự phát triển của đất nước 2 2.2. Đặc điểm của nguồn năng lượng điện 2 1.3. Những yêu cầu của việc thiết kế mạng phân phối 2 1.4. Cấu trúc các sơ đồ mạng điện 2 1.5. Các dạng sơ đồ cung cấp điện của mạng điện sơ cấp: gồm 3 sơ đồ 3 CHƯƠNG II 4 LỰA CHỌN DÂY DẪN VÀ TÍNH TỔN THẤT CHO ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 4 2.1. Tính toán sụt áp cho một đoạn của phát tuyến 4 2.2. Tính toán tổn thất công suất trên đường dây phân phối 6 CHƯƠNG III 10 NGẮN MẠCH VÀ BIỆN PHÁP BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 10 3.1. NGẮN MẠCH TRÊN ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 10 3.1.1. Tác hại của ngắn mạch 10 3.1.2. Các công thức tính toán ngắn mạch cho mạng điện phân phối: 10 3.2. BIỆN PHÁP BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 11 3.2.1. Nhiệm vụ của bảo vệ 11 3.2.2. Các thiết bị bảo vệ bảo vệ quá dòng 12 CHƯƠNG IV 13 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN DÂY DẪN VÀ TÍNH TOÁN 13 4.1. TÍNH TOÁN SỤT ÁP VÀ CHỌN DÂY CHO ĐƯỜNG DÂY 13 4.1.1. Chon dây cho phát tuyến. 13 4.1.2. Tính sụt áp và chọn dây cho các nhánh 15 4.2.TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY 18 4.2.1.Tính toán tổn thất trên các nhánh 18 4.2.2. Tổn thất công suất của phát tuyến: 21 CHƯƠNG 5 24 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ PHỐI HỢP BẢO VỆ 24 5.1. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 24 5.2.1 Cầu chì: 53 5.2.2 Recloser: 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 KẾT LUẬN 58 PHẦN I : LÝ THUYẾT CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1. Vai trò của điện năng đối với sự phát triển của đất nước Năng lượng nói chung điện năng nói riêng đóng vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển của đất nước, trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa,đồng thời điện năng được xem là nguồn năng lượng sạch. Trong tất cả các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt của nhân dân đều cần đến điện. Đều đó dẫn đến ngành công nghiệp điện phải phát triển đi trước một bước. 2.2. Đặc điểm của nguồn năng lượng điện Trong quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ. Điện năng có một số đặc điểm là: Điện năng sản xuất ra nói chung không tích trữ được ( chỉ một phần nhỏ được tích trữ như ắcquy,pin ). Phải đảm bảo cân bằng điện năng giữa công suất máy phát, công suất tiêu thụ và tổn hao. Quá trình điện năng xảy ra rất nhanh. Do đó đòi hỏi các thiết bị trong quá trình vận hành và điều khiển phải đáp ứng nhanh. Ngành công nghiệp điện có liên quan đến hầu hết các ngành kinh tế quốc dân. Đó là động lực để thúc đẩy sự phát triển của đất nước. 1.3. Những yêu cầu của việc thiết kế mạng phân phối Việc thiết kế mạng phân phối đòi hỏi phải đảm bảo một số yêu cầu sau:  Đảm bảo độ bền cơ học cho đường dây để làm việc vững chắc và an toàn.  Cung cấp điện thường xuyên và liên tục  Điện năng cung cấp có chất lượng tốt, độ lệch điện áp nằm trong giới hạn cho phép  Giới hạn vị trí sử dụng để sữa chữa bằng các thiết bị bảo vệ có tính chất chọn lọc.  Hiệu suất cao  Bảo đảm điều kiện kinh tế, vốn đầu tư cơ bản và chi phí vận hành là ít nhất  Có khả năng phát triển trong tương lai 1.4. Cấu trúc các sơ đồ mạng điện Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nó. Vì vậy cá sơ đồ mạng điện cần được chọn sao cho có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ

doc70 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 14/06/2013 | Lượt xem: 2216 | Lượt tải: 13download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế đường dây phân phối 22kV, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC PHẦN I : LÝ THUYẾT CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1. Vai trò của điện năng đối với sự phát triển của đất nước Năng lượng nói chung điện năng nói riêng đóng vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển của đất nước, trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa,đồng thời điện năng được xem là nguồn năng lượng sạch. Trong tất cả các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt … của nhân dân đều cần đến điện. Đều đó dẫn đến ngành công nghiệp điện phải phát triển đi trước một bước. 2.2. Đặc điểm của nguồn năng lượng điện Trong quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ. Điện năng có một số đặc điểm là: Điện năng sản xuất ra nói chung không tích trữ được ( chỉ một phần nhỏ được tích trữ như ắcquy,pin…). Phải đảm bảo cân bằng điện năng giữa công suất máy phát, công suất tiêu thụ và tổn hao. Quá trình điện năng xảy ra rất nhanh. Do đó đòi hỏi các thiết bị trong quá trình vận hành và điều khiển phải đáp ứng nhanh. Ngành công nghiệp điện có liên quan đến hầu hết các ngành kinh tế quốc dân. Đó là động lực để thúc đẩy sự phát triển của đất nước. 1.3. Những yêu cầu của việc thiết kế mạng phân phối Việc thiết kế mạng phân phối đòi hỏi phải đảm bảo một số yêu cầu sau: Đảm bảo độ bền cơ học cho đường dây để làm việc vững chắc và an toàn. Cung cấp điện thường xuyên và liên tục Điện năng cung cấp có chất lượng tốt, độ lệch điện áp nằm trong giới hạn cho phép Giới hạn vị trí sử dụng để sữa chữa bằng các thiết bị bảo vệ có tính chất chọn lọc. Hiệu suất cao Bảo đảm điều kiện kinh tế, vốn đầu tư cơ bản và chi phí vận hành là ít nhất Có khả năng phát triển trong tương lai 1.4. Cấu trúc các sơ đồ mạng điện Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nó. Vì vậy cá sơ đồ mạng điện cần được chọn sao cho có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết, đảm bảo 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. Chọn hình dáng tối ưu của mạng điện là bài toán phức tạp, chỉ có thể giải quyết tốt nhất khi sử dụng máy tính. Trong thiết kế hiện nay, để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện, người ta sử dụng phương pháp nhiều phương án và phương án tốt nhất sẽ được chọn trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án. Mạng điện cần có độ tin cậy cao, tính kinh tế và linh hoạt cần thiết. Theo yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện, các phụ tải loại I phải được cung cấp điện từ hai nguồn độc lập, và ngừng cung cấp điện cho các phụ tải loại I chỉ được cho phép trong thời gian đóng tự động nguồn dự trữ. Trong nhiều trường hợp, đường dây hai mạch không đáp ứng yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện của các hộ tiêu thụ loại I, bởi khi cá cột bị hư hỏng có thể dẫn đến ngừng cung cấp điện hoàn toàn. Vì vậy, để cung cấp điện cho các hộ loại I cần dự kiến không ít hơn hai đường dây riêng biệt. Đối với các hộ tiêu thụ loại II, trong đa số các trường hợp người ta cũng thường dự kiến cung cấp bằng hai đường dây riêng biệt hoặc đường dây hai mạch. Nhưng sau khi xét đến thời gian sữa chữa sự cố ngắn mạch các đường dây trên không, người ta cho phép cung cáp điện cho các phụ tải loại II bằng đường dây trên không một mạch. Các hộ tiêu thụ loại II cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để nhân viên trực nhật đóng nguồn dự trữ. Các phụ tải loại III được cung cấp điện bằng đường dây một mạch. Đối với các hộ tiêu thụ loại III, cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để sữa chữa cố hay thay thế các phần tử hư hỏng của mạng điện, nhưng không quá một ngày đêm. 1.5. Các dạng sơ đồ cung cấp điện của mạng điện sơ cấp: gồm 3 sơ đồ Sơ đồ hình tia Sơ đồ mạch vòng Sơ đồ dạng lưới Đối với mạng điện phân phối ở nông thôn người ta thường sử dụng sơ đồ hình tia. Những ưu điểm của sơ đồ hình tia là đơn giản, chi phí rẽ, sơ đồ rõ ràng thông dụng cho các mạng điện nông thôn. Các sơ đồ này thuận tiện khi phát triển và thiết kế cải tạo các mạng điện hiện có. Những nhược điểm của sơ đồ hình tia là độ tin cậy của mạng điện thấp và tổn thất công suất và điện năng trong mạng điện tương đối lớn, sự cố xảy ra ở bất cứ vị trí nào trên đường dây sẽ làm gián đoạn sự cung cấp điện, sự cố được cách ly khỏi nguồn nhờ thiết bị đóng ngắt như: máy cắt , dao cách ly... CHƯƠNG II LỰA CHỌN DÂY DẪN VÀ TÍNH TỔN THẤT CHO ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 2.1. Tính toán sụt áp cho một đoạn của phát tuyến Tính toán sụt áp trên đường dây phân phối: Áp dụng công thức Với S là khoảng cách đẳng trị Mặt khác có thể áp dụng công thức Với S là công suất 3 pha (kVA) Uđm là điện áp định mức (kV) Ta có hằng số sụt áp Với s là khoảng các đẳng trị (km) r0 là điện trở của dây dẫn (Ω/km) r là bán kính day dẫn Các trường hợp tải phân bố Đường dây có phụ tải tập trung 1 Đường dây có phụ tải phân bố đều A B C s = spb= AB, C là trung điểm của AB B A C Đường dây vừa có phụ tải phân bố đều lẫn tập trung Ta chia ra làm hai thành phần Thành phần phân bố đều Thành phần tập trung Với spb = s Tổng sụt áp: Chọn dây cho phát tuyến: Nguyên tắc chọn dây là thỏa điều kiện sụt áp 1.Tính công suất tổng Stổng ở trên phát tuyến Từ đó suy ra dòng điện tổng 2. Chọn dây thỏa mãn yêu cầu Icp ≥ Itổng 3. Tính sụt áp trên phát tuyến. 4. Làm tương tự từ bước 1 đến bước 5 đối với các đường dây nhánh 5. Tính sụt áp từ nguồn đến cuối các nhánh Nếu ∆U% > ∆Ucp thì ta tính lại từ bước 1 đến bước 5 với tiết diện dây chọn lớn hơn cho đến khi ∆U% ≤ ∆Ucp. Để dể chọn tiết diện dây dẫn cho một đường dây thỏa sụt áp cho phép đến phụ tải ở cuối đường dây cần quy đổi tất cả phụ tải tập trung hay phân phối về cuối đường dây. Trường hợp đường dây có phân nhánh: Trước hết tính toán chọn dây cho phát tuyến chính thỏa mãn sụt áp cho phép và lập bản tính toán sụt áp trên các đoạn và sụt áp tổng. Nếu có nhiều nhánh, sau khi chọn dây nên thống nhất lại từ một đến hai dây cho tất cả các nhánh để dể thi công khi phụ tải phát triển sau này. 2.2. Tính toán tổn thất công suất trên đường dây phân phối Các trường hợp tải phân bố đều: * Phụ tải tập trung Với R = r0s X = x0s S = 1 * Phụ tải phân bố đều: A B L Với Vừa phân bố tập trung vừa phân bố đều Tính tổn thất công suất theo 3 thành phần với giả thiết hệ số công suất của các phụ tải giống nhau. Spb = l/3 l Itt l Spb = l Ipb s = l I’ Tổn thất công suất của 3 trường hợp ` Phân bố: Chỉ có tập trung Chỉ có phân bố Ảnh hưởng của tập trung và phân bố Tổn thất công suất của đường dây bằng 3 thành phần tổn thất trên: Có thể tính tổn thất theo công suất phụ tải: Trường hợp tải có cùng công suất Trường hợp phụ tải tập trung và phân bố khác nhau: Tổn thất công suất và tổn thất điện năng của phát tuyến (hay nhánh) Phát tuyến dùng một cỡ dây, mạch nhánh dùng một cở dây: Stt = l spb = l/3 Với l là chiều dài đoạn dây Hay tính theo công suất phụ tải khi hệ số công suất giống nhau: Với Ktt = 0.3Kpb + 0.7K2pb Ktt: hệ số tổn thất Kpt: hệ số phụ tải Tổn thất điện năng toàn mạng Phần trăm tổn thất điện năng toàn mạng CHƯƠNG III NGẮN MẠCH VÀ BIỆN PHÁP BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 3.1. NGẮN MẠCH TRÊN ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 3.1.1. Tác hại của ngắn mạch Ngắn nạch là sự cố nghiệm trọng và thường xảy ra trong hệ thống điện vậy các phần tử trong hệ thống điện phải được tính toán và lựa chọn sao cho, không những làm việc tốt trong trạng thái sự cố trong trạng thái bình thường mà còn có thể chịu đựng được trạng thái sự cố trong thời gian qui định cho phép. Để chọn lựa được cho tốt các phần tử của hệ thống cung cấp điện, chúng ta phải dự đoán các tình trạng ngắn mạch có thể xảy ra và tính toán được số liệu về tình trạng ngắn mạch như: dòng điện ngắn mạch công suất ngắn mạch. Các số liệu này còn là căn cứ quan trọng để thiết kế bảo vẹ rơle, quyết định phương thức vận hành hệ thống cung cấp điện...Vì vậy, tính ngắn mạch là phần không thể thiếu được khi thiết kế hệ thống. Các loại sự cố ngắn mạch trên lưới phân phối: - Khi đánh giá, lựa chọn nhà máy và hệ thống điện không những cần phải đến dòng điện và điện áp trong chế độ làm việc bình thường mà còn phải quan tâm đến khi xảy ra ngắn mạch. Nói chung dòng ngắn mạch lớn hơn dòng định mức nhiều lần. Vì thế có thể gây ra ứng suất nhiệt rất lớn. - Nếu dòng ngắn mạch lớn nhất không được tính đến ở giai đoạn thiết kế thì hậu quả trên có thể nguy hiểm thiết bị và nguy hiểm cho con người. Dòng ngắn mạch nhỏ nhất cũng cần được xác định vì nó có ý nghĩa rất quan trọng đối với hệ thống trong việc chọn thông số kỹ thuật cho thiết kế bảo vệ. - Tính chất của sự cố ngắn mạch: + Sự cố thoáng qua: hầu hết các sự cố trên đường dây phan phối là sự cố thoáng qua, thường chiếm 80% - 90%. Cả khi sự cố được xem là vĩnh cửu cũng có 30% có thể xem là thoáng qua là sự cố có bản chất quá độ. + Sự cố vĩnh cửu: là sự cố gây hư hại có nguyên nhân từ sự cố hay hồ quang sự cố. Sự cố cách điện hay một dây bị hỏng, do các phương tiện vận tải đâm sầm vào trụ. Khi xảy ra sự cố vĩnh cửu phải cắt điện đường dây, đợi công nhân vận hành đến hienj trường va sửa chữa hư hại. 3.1.2. Các công thức tính toán ngắn mạch cho mạng điện phân phối: - Tổng trở cơ bản Trong đó: Zcb là tổng trở cơ bản Ucb là điện áp cơ bản Scb là công suất biểu kiến cơ bản - Tổng trở thứ tự thuận và thứ tự nghịch - Tổng trở thứ tự không + Điện trở thứ tự không (Ω/Km) r là điện trở 1 Km dây dẫn. - Cảm kháng thứ tự không (Ω/Km) là độ sâu hiệu dụng của dòng điện trở về đất (m) (m) là điện trở suất của đất - Các công thức tính dòng ngắn mạch tại một nút trên cây hệ thống + Ngắn mạch 3 pha + Ngắn mạch 2 pha + Ngắn mạch 1 pha chậm đất + Ngắn mạch 2 chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Dòng điện trên pha kia 3.2. BIỆN PHÁP BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 3.2.1. Nhiệm vụ của bảo vệ Trong quá trình vận hành hệ thống điện có thể xuất hiện tình trạng sự cố và chế độ làm việc không bình thường của các phần tử. Các thiết bị có dòng điện giảm thấp, các hộ tiêu thụ không thể làm việc bình thường. Các chế độ làm việc không bình thường cũng làm cho áp, dòng và tần số lệch quá giới hạn cho phép nếu kéo dài tình trạng này có thể xuất hiện sự cố. Có thẻ các sự cố làm rối loạn hoạt động bình thường của hệ thống điện nói chung và của tải tiêu thụ nói riêng. Chế độ làm việc không bình thường có nguy cơ xuất hiện sự cố làm giảm tuổi thọ của máy móc. Muốn duy trì hoạt động bình thường của hệ thống và các hộ tiêu thụ thì khi xuất hiện sự cố cần phát hiện càng nhanh càng tốt chổ sự cố để tánh ly nó khỏi hệ thống, để như vậy phần tử còn lại mới được duy trì được hoạt động bình thường, đồng thời giảm mức độ hư hại của phần tử bị sự cố. Như vậy chỉ có thiết bị tự động bảo vệ mới có thể thực hiện tốt được yêu cầu nói trên. Các thiết bị này hợp thành hệ thống bảo vệ. Các mạng điện hiện đại không thẻ làm việc thiếu các hệ thống bảo vệ. Khi xuất hiện sự cố, bảo vệ phát hiện và cho tín hiệu và cho tín hiệu và cho tín hiệu đi cắt các phần tử hư hỏng thông máy cắt điện. 3.2.2. Các thiết bị bảo vệ bảo vệ quá dòng a. Cầu chì: Cầu chì là phần tử yếu nhất trong phần tử bảo vệ các thiết bị trên hệ thống, nhằm làm đứt mạch điện khi có dòng điện vượt qua giá trị cho phép đi qua. Vì vậy thiết bị này chủ yếu là bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Một trong những ưu điểm của cầu chì là dễ thay thế và giá thành hợp lí. Một số loại cầu chì như: Dây chảy: Thành phần chính của cầu chì là một phần tử chảy và đặc tinh1 của cầu chì dựa vào dòng-thời gian. Cầu chì tự rơi: các dây chảy ở lưới phân phối thì ta phải đi kèm thiết bị khác để vận hành phù hợp. Thiết bị tiêu biểu nhất là cơ cấu tự rơi được sử dụng ở các dạng chảy hở, dạng hở và dạng hợp. Và cầu chì FCO như một cầu chì bảo vệ và như một dao cách ly thao tác được, cho phép ta vận hành bằng tay. Ngoài ra FCO còn có bộ phận đặc biệt là dập hồ quang khi xảy ra lúc ngắn mạch Cầu chì chân không: loại cầu chì có phần tử chảy trong chân không. Cấu tạo gồm có ống dập hồ quang, tằm chắn và sứ cách điện. Cầu chì hạn dòng: là cầu chì không rơi và có chức năng chính là hạn chế những tác động có thể có đối với thiết bị bảo vệ được loại trừ. Thành phần của cầu chì hạn chế dòng là phần tử chảy làm bằng dải bằng bạc. Dải bằng bạc quấn quanh một phần tuống chứa khí có khả năng ion hóa hổ trợ việc ngắn mạch. Cầu chì chứa đầy cát và đặt trong ống cách điện thường làm bằng ống thủy tinh. Một số loại cầu chì: + Dây chảy + Cầu chì tự rơi + Cầu chì chân không + Cầu chì hạn dòng b. Recloser: là thiết bị tự đóng lại Do hầu hết các sự cố trên hệ thống trên không thường là tạm thời từ 70-80% và kéo dày khoảng vài chu kỳ hoặc vài giây. Recloser có khả năng tác động và có khả năng tự đóng lại nhằm làm giải trừ sự cố kéo dày trên không do sự cố thoáng qua hay là sự cố quá độ hay siêu quá độ. Người ta phân loại recloser như sau: + Recloser 1 pha hay 3 pha + Recloser điều khiển bằng thủy lực hay bằng điện tử + Recloser ngắt trong môi trường dầu hay chân không Việc lắp đặt thường đặt bất kỳ trên hệ thống nhưng phải đảm bảo Recloser phải làm việc nhỏ hơn hoặc bằng chế độ định mức. Việc lắp đặt phải đặt hợp lí nhằm đảm bảo tính kinh tế và chọn lọc. Các thông số trên Recloser: Điện áp của hệ thống: điện áp của Recloser phải bằng hoặc lớn hơn điện áp của hệ thống. Dòng điện sự cố lớn nhất có thể xảy ra tại vị trí đặt Recloser và dòng điện phải lớn hơn dòng điện hệ thống. Dòng tải cực đại: dòng định mức của Recloser phải lớn hơn dòng tải cực đại ước lượng trước hệ thống. Dòng sự cố cực tiểu: có thể xảy ra ở cuối đoạn đường dây nhằm kiểm tra có thể xem recloser có thể tác động hay không. Và việc đặt Recloser phải kết hợp với một số thiết bị bảo vệ khác nhằm đảm bảo tính an toàn của nguồn và tải. Một số yêu cầu chính đối với thiết bị tự đóng lại: Tác động nhanh nhằm đảm bảo tính liên tục cho phụ tải và ổn định cho hệ thống. Tuy tốc độ đóng nhanh nhưng bị hạn chế bởi điều kiện ion hóa tại chỗ ngắn mạch để khi đóng lại nguồn điện ngắn mạch không thể tái tạo lại. Tự đóng lại không được lặp đi lặp lại Tự đóng lại phải trở về vị trí ban đầu Thời gian tối thiểu của tín hiệu đi đóng lại của máy cắt đủ để máy cắt chắc chắn làm việc đúng. Phần tử Role tự đóng lại sẽ được lắp đặt riêng lẻ cho từng phần tử khởi động, một role cho một pha. Phối hợp thiết bị bảo vệ như: Recloser và cầu chì hoặc Recloser và Recloser tùy theo điều kiện và mụch đích như thế nào mà ta đặt cho hợp lí. + Recloser và cầu chì tác dụng của mạch: Thiết bị phía tải phải xóa một sự cố tạm thời hay vĩnh cửu trước khi thiết bị phía nguồn tắt mạch. Việc mất điện do sự cố vĩnh cửu gây ra phải được giới hạn và chỉ mất một phần điện nhỏ trên hệ thống. + Recloser I và Recloser II: Recloser bảo vệ dự trữ I chỉ đếm số lần cắt nhanh của phía dưới Recloser II nhưng không tác động cắt. Trình tự được lặp trình sau cho Recloser I tác động hai lần tác động nhanh, bỏ qua hai lần này thì tác động của Recloser II sẽ chậm nhằm đảm bảo tránh mất điện khi sự cố nằm lân cận 2 vùng. Các dạng recloser: + Recloser 1pha hay 3 pha + Recloser điều khiển thủy lực + Recoser ngắt trong môi trường dầu hay chân không. CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN LỰA CHỌN DÂY DẪN VÀ TÍNH TOÁN TỔN THẤT CHO ĐƯỜNG DÂY 4.1. TÍNH TOÁN SỤT ÁP VÀ CHỌN DÂY CHO ĐƯỜNG DÂY Sơ đồ vị trí và công suất phụ tải của đường dây 22kV (kVA) 14 300 300 6 8 15 3 km 5 km 400 300 300 400 3 km 4 km 3 km 5 km 3 km 5 km 400 300 300 4 km 1 2 12 7 13 400 300 200 4 km 3 km 3 9 200 400 5 km 4km 4 km 4 5 11 10 Hình 4.1. Sơ đồ vị trí và công suất phụ tải của đường dây 22kV 4.1.1. Chon dây cho phát tuyến. Lấy sụt áp trên phát tuyến ∆U% ≤ 4% Công suất tổng ở đầu phát tuyến (kVA) Dòng điện tổng (A) Qui đổi tất cả công suất về cuối đường dây. 1000 900 900 1700 5 km 4 km 3 km 3 km (kVA) Giả thiết cho x0 = 0.35 (Ω/km), ∆Ucp% = 4% Tính được r0 (Ω/km) Chọn dây A-120 có r0 = 0.264 (Ω/km), d = 14 (mm), r = 7(mm) Icp = 375 (A) Đối với đường dây trung thế 22kV, Dm = 1.37m, r = 7.6 (mm) Cảm kháng đường dây phát tuyến chính (Ω/km) Hằng số sụt áp (%kVA.km) Sụt áp thực tế % (thỏa điều kiện sụt áp) Vậy ta chọn dây A–120 làm dây pha cho phát tuyến chính và chọn dây A-95 làm dây trung tính cho phát tuyến chính. Sụt áp trên từng đoạn của phát tuyến: 4 5 5km 1000 Ø Đoạn 4-5 % 3 4 3km 1900 Ø Đoạn 3-4 % 2 3 4km Ø Đoạn 2-3 2800 % 1 2 4km 4500 Ø Đoạn 1-2 % Tổng sụt trên phát tuyến chính là 4.1.2. Tính sụt áp và chọn dây cho các nhánh Sụt áp cho phép trên các nhánh %% Dây dẫn nhánh 2-7 300 300 400 6 2 7 5km 3km Dòng điện tổng: Phụ tải tương đương về sụt áp tập trung về phía hạ áp Ta có: x0 = 0.35(Ω/km) Chọn dây A-70, d = 10.7(mm), r0 = 0.453 (Ω/km), I = 265(A) Cảm kháng của đường dây nhánh Hằng số sụt áp: Sụt áp thực tế: Để thuận lợi cho việc thi công và phát triển phụ tải sau này, nên các nhánh được chọn cùng một cỡ dây A–70. Dây dẫn nhánh 3-9 8 400 300 200 4km 3km 3 9 Dòng điện tổng Phụ tải tương đương về sụt áp tập trung về phía hạ áp Sụt áp thực tế 200 300 400 4km 11 10 4 4km Dây dẫn nhánh 4-11 Dòng điện tổng Phụ tải tương đương về sụt áp tập trung về phía hạ áp Sụt áp thực tế 4km 400 4km 300 5 12 13 Dây dẫn nhánh 5-13 Dòng điện tổng Phụ tải tương đương về sụt áp tập trung về phía hạ áp Sụt áp thực tế 4km 5km 5 14 400 300 15 Dây dẫn nhánh 5-15 Dòng điện tổng Phụ tải tương đương về sụt áp tập trung về phía hạ áp Sụt áp thực tế Kết luận: - Đối với đường dây phát tuyến: chọn dây A-120 làm dây pha, dây A-95 làm dây trung tính. - Đối với đường dây nhánh: chọn dây A-70 làm dây pha, dây A-50 làm dây trung tính. 4.2.TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY 4.2.1.Tính toán tổn thất trên các nhánh Ta có hệ số tổn thất Kpt = 0.75 Ktt = 0.3×Kpt + 0.7×K2pt = 0.3×0.75 + 0.7×0.752 = 0.619 4km 5km 5 14 400 300 15 Nhánh 5-15 Ø Đoạn 14-15 (kWh/năm) 5 700 14 4km Ø Đoạn 5-14 Tổn thất điện năng hàng năm. (kWh/năm) 4km 400 4km 300 5 12 13 Nhánh 5-13 Ø Đoạn 12-13 (kWh/năm) Ø Đoạn 5-12 5 700 12 4km Tổn thất điện năng hàng năm. (kWh/năm) Nhánh 4-11 4km 200 300 400 4km 11 10 4 Ø Đoạn 10-11 (kWh/năm) 5 900 14 4km Ø Đoạn 5-14 Tổn thất điện năng hàng năm. (kWh/năm) 8 400 300 200 4 km 4 km 3 9 Nhánh 3-9 Ø Đoạn 8-9 (kWh/năm) 3 900 8 4km Ø Đoạn 3-8 Tổn thất điện năng hàng năm. (kWh/năm) 300 300 400 6 2 7 5km 3km Nhánh 2-7 Ø Đoạn 6-7 (kWh/năm) Ø Đoạn 2-6 3 1000 8 3km Tổn thất điện năng hàng năm. (kWh/năm) 4.2.2. Tổn thất công suất của phát tuyến: Phát tuyến chính 1000 900 900 1700 5 km 4 km 3 km 3 km 1 2 3 4 5 Ø Đoạn 4-5 4 5 1700 5km Ø Đoạn 3-4 3 4 2600 3km 2 3 3500 4km Ø Đoạn 2-3 Ø Đoạn 1-2 1 2 4500 3km CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ PHỐI HỢP BẢO VỆ 5.1. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH Tổng trở tương đương của hệ thống: 0.3đvtđ Thứ tự không: 0.6 đvtđ Scb = 100MW Ucb = 22kV Tổng trở thứ tự thuận và nghịch Tổng trở thứ tự không 1.5 1.8 1.35 Hình 5.1. Sơ đồ bố trí dây dẫn trên cột Đường dây 22kV 3pha có dây trung tính giả thiết bố trí như sau: đơn vị là (m) Khoảng cách tương đương giữa các pha Bán kính tự thân của dây pha phụ thuộc số sợi cấu tạo dây, với r là bán kính dây. Dây A-120: d = 14(mm), r = 7(mm) Dây A-70: d = 10.7(mm), r = 5.4(mm) Bán kính tự thân của dây trung tính: Dây A-95: d = 12,4(mm), r = 6.2(mm) Dây A-50: d = 9(mm), r = 4.5(mm) Khoảng cách tương đương giữa dây pha và dây trung tính Tổng trở thứ tự thuận nghịch: Dây A-120 Z1 = Z2 = r + jx = 0.264 + j0.35 (Ω/km) Dây A-70 Z1 = Z2 = r +jx = 0.453 + j0.36 (Ω/km) Dây A-50 Z1 = Z2 = r + jx = 0.634 + 0.37 (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Dây A-120: r0 = 0.264 (Ω/km), x0 = 0.35 (Ω/km), d = 14 (mm) " r =7 (mm) = 0.007 (m) Điện trở thứ tự không Cảm kháng thứ tự không: Trong đó: là độ sâu hiệu dụng của dòng điện trở về đất(m) là điện trở suất của đất sét" chọn f là tần số, f =50 (Hz) chọn dm = 1.372 (m) Dây A-95: r0 = 0.334 (Ω/km), x0 = 0.35 (Ω/km) d = 12.4(mm) "R = 6.2 (mm) = 0.0062 (m) Điện trở thứ tự không Cảm kháng thứ tự không Dây A-70: d = 10.7(mm) "R = 5.35 (mm) = 0.00535 (m) r0 = 0.453 (Ω/km), x0 = 0.36 (Ω/km) Điện trở thứ tự không Cảm kháng thứ tự không Dây A-50: r0 = 0.634 (Ω/km), x0 = 0.37(Ω/km) d = 9(mm) "R = 4.5 (mm) = 0.0045 (m) Điện trở thứ tự không Cảm kháng thứ tự không 14 6 15 2 12 7 13 4 5 11 10 8 3 9 HT 0 1 Hình 5.2: Sơ đồ vị trí các nút Tính dòng ngắn mạch tại các nút: Bảng số liệu STT Đầu Cuối R1 X1 R2 X2 R0 X0 1 0 1 0 1.452 0 1.452 0 2.904 2 1 2 0.792 1.05 0.792 1.05 0.84 4.92 3 2 3 1.056 1.4 1.056 1.4 1.12 6.56 4 3 4 0.792 1.05 0.792 1.05 0.84 4.92 5 4 5 1.32 1.75 1.32 1.75 1.4 8.2 6 2 6 1.359 1.08 1.359 1.08 1.8 4.98 7 6 7 2.715 1.8 2.715 1.8 3 8.3 8 3 8 1.359 1.08 1.359 1.08 1.8 4.98 9 8 9 1.812 1.44 1.812 1.44 2.4 6.64 10 4 10 1.812 1.44 1.812 1.44 2.4 6.64 11 10 11 1.812 1.44 1.812 1.44 2.4 6.64 12 5 12 1.359 1.08 1.359 1.08 1.8 4.98 13 12 13 2.715 1.8 2.715 1.8 3 8.3 14 5 14 2.172 1.44 2.172 1.44 2.4 6.64 15 14 15 2.715 1.8 2.715 1.8 3 8.3 Ngắn mạch tại nút 1: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch Z1 = Z2 = 0 + j1.452 (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20( Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf = 0(Ω) và Zf = 20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha: Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng pha ngắn mạch: Với Khi Khi Dòng trên pha không chạm đất: Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 2: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 3: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 4: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Ngắn mạch tại nút 5: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 6: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 7: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 8: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 9: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 10: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 11: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 12: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 13: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 14: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi Ngắn mạch tại nút 15: Tổng trở thứ tự thuận và nghịch (Ω/km) Tổng trở thứ tự không Với Ø Ngắn mạch 3 pha: gồm tổng trở thứ tự thuận, nghịch và tổng trở chạm Zf. Đối với tổng trở chạm từ 20(Ω)"40(Ω). Xét Zf trong 2 trường hợp là Zf=0(Ω) và Zf =20(Ω). Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha Khi Khi Ø Ngắn mạch 1 pha chạm đất Khi Khi Ø Ngắn mạch 2 pha chạm đất Dòng trên pha ngắn mạch Với Khi Khi Dòng trên pha còn lại Với Khi Khi 5.2 PHỐI HỢP CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ 5.2.1 Cầu chì: Ø Chọn cầu cho nhánh 5-15 Chọn cầu chì tự rơi do Chane chế tạo mã hiệu C710-211PB có: 27 (kV) 100 (A) 8 (kA) Ø Chọn cầu cho nhánh 5-13 Chọn cầu chì tự rơi do Chane chế tạo mã hiệu C710-211PB có: 27 (kA) 100 (A) 8 (kV) Ø Chọn cầu cho nhánh 4-11 Chọn cầu chì tự rơi do Chane chế tạo mã hiệu C710-211PB có: 27 (kV) 100 (A) 8 (kA) Ø Chọn cầu cho nhánh 3-9 Chọn cầu chì tự rơi do Chane chế tạo mã hiệu C710-211PB có: 27 (kV) 100 (A) 8 (kA) Ø Chọn cầu cho nhánh 2-7 Chọn cầu chì tự rơi do Chane chế tạo mã hiệu C710-211PB có: 27 (kV) 100 (A) 8 (kA) 5.2.2 Recloser: Ø Chọn Recloser ACR1: Dòng làm việc liên tục Dòng tác động tối thiểu Chọn Recloser ACR của Điện áp định mức 12.5 (kV) Dòng liện tục nhỏ nhất 630 (A) Dòng cắt định mức nhỏ nhất 31(kA) Dòng cắt định mức lớn nhất 20 (kA) Hình 5.3: Sơ đồ vị trí đặt các thiết bị bảo vệ TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Phan Thanh Bình, Hồ Văn Hiến, Nguyễn Hoàng Việt, năm 2003, Thiết Kế Hệ Thống Điện,NXB Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. 2. Giáo trình Cung cấp điện, NXB Giáo dục. 3. TS. Trần quang khánh, bài tập Cung cấp điện, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật. 4. Nguyễn Hoàng Việt, Các bài toán tính toán ngắn mạch và bảo vệ rơle trong hệ thống điện, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh. 5. Nguyễn Văn Đạm, 2004, Thiết kế các mạng và hệ thống điện, NXB khoa học và kỹ thuật KẾT LUẬN Sau một thời gian học tập ở trường và em đã thực hiện đồ án, em nhận thấy được tầm quan trọng của đường dây phân phối và truyền tải trong hệ thống điện. Để hiểu rõ hơn về đường dây, cách thiết kế nó và tính toán các đại lượng liên quan như: tổn thất điện áp,tổn thất công suất, dòng ngắn mạch, độ tin cậy của đường dây... đó là lý do em thực hiện đồ án này. Nhờ sự hỗ trợ nhiệt tình từ bạn bè, sự hướng dẫn của các thầy trong bộ môn là động lực để em hoàn thành đồ án này. Do thời gian thực hiện đồ án có hạn, kiến thức của bản thân em còn hạn chế nên chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vì thế em rất mong sự đóng góp ý kiến chân thành từ các thầy trong bộ môn, cũng như sự chia sẽ của bạn bè để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Và đó cũng là tiền đề cơ sở giúp em có kinh nghiệm hơn, trong những lần thực hiện đồ án tới hay những công trình nghiên cứu lớn hơn. Em xin chân thành cảm ơn.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế đường dây phân phối 22kV.doc
Luận văn liên quan