PHẦN I: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN KHU VỰC
Chương I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
I. Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải
II. Phân tích nguồn và phụ tải
Chương II: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
I. Mục đích
II.Cân bằng công suất tác dụng
III. Cân bằng công suất phản kháng
IV. Sơ bộ xác định phương thức vận hành cho hai nhà máy
Chương III: LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP
I. Nguyên tắc chung
II. Tính toán cấp điện áp của mạng điện
Chương IV: CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
I. Những yêu cầu chính đối với mạng điện
II. Lựa chon dây dẫn
III. Phân vùng cấp điện
IV. Tính toán so sánh kỹ thuật các phương án
A. Các tiêu chuẩn để so sánh về mặt kỹ thuật giữa các phương án
1. Chọn tiết diện dây dẫn
2. Kiểm tra lại theo các điều kiện sau
B. Các phương án nối dây
1. Phương án 1
2. Phương án 2
3. Phương án 3
4. Phương án 4
5. Phương án 5
C. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho các phương án
1. Phương án 1
2. Phương án 2
3. Phương án 3
4. Phương án 4
5. Phương án 5
Chương V: SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KINH TẾ
Phương án 1
Phương án 2
Phương án 3
Chương VI: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH
I. Yêu cầu chung:
II. Máy biến áp tại các trạm giảm áp
III. Máy biến áp của trạm tăng áp
IV. Sơ đồ nối dây trạm biến áp của các nhà máy nhiệt điện
V. Sơ đồ nối dây các trạm phân phối và truyền tải
1. Các trạm cuối
2. Trạm trung gian: (phụ tải 5)
Chương VII: TÍNH TOÁN CÁC CHẾ ĐỘ CỦA LƯỚI ĐIỆN
I. Chế độ phụ tải cực đại
1. Phân bố công suất trên đoạn NĐI-1
2. Phân bố công suất trên đoạn NĐ1-2
3. Phân bố công suất trên đoạn NĐI -3
4. Phân bố công suất trên đoạn NĐI -4
5. Phân bố công suất trên đoạn NĐII -6
6. Phân bố công suất trên đoạn NĐII -7
7. Phân bố công suất trên đoạn NĐII-8
8. Phân bố công suất trên đoạn NĐI -5- NĐII
II. Chế độ phụ tải cực tiểu
1. Phân bố công suất trên đoạn NĐI-1
2. Phân bố công suất trên đoạn NĐ1-2
3. Phân bố công suất trên đoạn NĐI -3
4. Phân bố công suất trên đoạn NĐI -4
5. Phân bố công suất trên đoạn NĐII -6
6. Phân bố công suất trên đoạn NĐII -7
7. Phân bố công suất trên đoạn NĐII-8
8. Phân bố công suất trên đoạn NĐI -5- NĐII
III. Chế độ phụ tải sự cố
1. Sự cố một tổ máy phát lớn nhất
2. Sự cố trên đoạn NĐ1-2
3. Sự cố trên đoạn NĐI -3
4. Sự cố trên đoạn NĐI -4
5. Sự cố trên đoạn NĐII -6
6. Sự cố trên đoạn NĐII -7
7. Đoạn NĐI -5- NĐII: (Giả sử đứt một dây trên đoạn II-5)
Chương VIII: TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP TẠI CÁC ĐIỂM CỦA MẠNG ĐIỆN CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP
A. TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP TẠI CÁC ĐIỂM NÚT CỦA MẠNG ĐIỆN
I. Chế độ phụ tải cực đại
1. Nhánh NĐII-8
2. Nhánh NĐII-7
3. Nhánh NĐII-6.
4. Nhánh NĐII-5-NĐI.
5. Nhánh NĐI-1.
6. Nhánh NĐI-2.
7. Nhánh NĐI-3.
8. Nhánh NĐI-4.
II. Chế độ phụ tải cực tiểu:
1. Nhánh NĐII-8
2. Nhánh NĐII-7
3. Nhánh NĐII-6
4. Nhánh NĐII-5-NĐI
5. Nhánh NĐI-1
6. Nhánh NĐI-2
7. Nhánh NĐI-3
8. Nhánh NĐI-4
III. Chế độ sự cố
III.1. Sự cố đường dây
1. Nhánh NĐII-7
2. Nhánh NĐII-6
3. Nhánh NĐII-5-NĐI
4. Nhánh NĐI-2
5. Nhánh NĐI-3
6. Nhánh NĐI-4
III.2. Sự cố một tổ máy của nhà máy II
1. Tuyến I-5-II
B. Chọn đầu phân áp của các máy biến áp
I. Chọn đầu phân áp cho các máy biến áp hạ áp
1. Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 1
2. Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 2
3. Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 3
4. Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 4
5. Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 5
6. Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 6
7. Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 7
8. Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 8
II. Chọn đầu phân áp cho các máy biến áp tăng áp
1. Nhà máy nhiệt điện 1
2. Nhà máy nhiệt điện 2
Chương IX: TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN
I. Tính tổn thất điện năng trong mạng điện
II. Tính vốn đầu tư cho mạng điện
III. Tính toán giá thành tải điện
PHẦN II: THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN
Chương I: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
I. PHẦN MỞ ĐẦU
II. CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA TRẠM
1. Chọn máy biến áp
2. Chọn các thiết bị điện cao áp
3. Chọn các thiết bị hạ áp
II. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP
Chương II: THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP 22KV
I. Phân cấp đường dây, vùng khí hậu và số liệu về đường dây dùng cho tính toán
1. Quy định về phân loại đường dây trên không
2. Quy định về hệ số an toàn
3. Quy định về các số liệu khí hậu dùng thiết kế
4. Các số liệu về dây AC-95 phục vụ cho tính toán
II. Tính toán và lựa chọn các phần tử trên đường dây
1. Tính toán và lựa chọn cột
2.Chọn xà, sứ
3. Chọn móng cột
4. Các thiết bị phụ khác
III. Kiểm tra các phần tử đã chọn
1. Tính toán ứng suất và độ võng
2. Trình tự kiểm tra
3. Thiết kế móng dây néo
TÀI LIỆU THAM KHẢO
161 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2529 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế mạng điện và cấp điện khu vực, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
6 + j24,387- (3,778 + j4,914) = 46,084 +j19,47 MVA
Công suất từ đường dây II-5 cấp đến thanh cái cao áp phụ tải 5 là:
SptII5 = S''II5 + j = 46,084 +j19,47 + j0,714 = 46,084 + j20,184 MVA
Tổn thất công suất trong trạm biến áp 5 là:
Công suất tại thanh cái cao áp trạm biến áp 5 là:
S'B5 = Spt5 + = 34 + j14,5 + = 34,159 +j 16,857 MVA
Công suất từ NM II truyền sang NM I qua thanh cái cao áp phụ tải 5 là:
SptI5 = SptII5 - S'B5 = 46,084 + j20,184 - (34,159 +j 16,857)
= 11,925 + j3,327 MVA
Công suất tại cuối đường dây I-5 là:
S''I5 = SptI5 + j = 11,925 + j3,327 + j 2,64 = 11,925 + j5,967 MVA
Tổn thất công suất trên đường dây I-5 là:
= 0,2 + j 0,26 MVA
Công suất tại đầu đường dây I-5 là:
S'I5 = S''I5 - = 11,925 + j5,967 - (0,2 + j 0,26)
= 11,725 + j5,707 MVA
Công suất tại thanh cái cao áp NĐI là:
SI5 = S'I5 +j = 11,725 + j5,707 + j2,64 = 11,725 + j8,347 MVA
Tổng công suất tại thanh cái cao áp NĐI là:
SC-I = SI5 + SI + SII + SIII + SIV = 11,725 + j8,347 + 27,025 + j14,92 +
28,888 + j9,03 + 29,196 + j13,13 +36,12 + j22,066 = 132,95 +j 67,49
SC-I = 132,95 +j 67,49 MVA
Chương VIII
TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP TẠI CÁC ĐIỂM CỦA MẠNG ĐIỆN CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP
A. TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP TẠI CÁC ĐIỂM NÚT CỦA MẠNG ĐIỆN
Để tính toán điện áp tại các điểm nút của mạng điện ta sử dụng các số liệu phân bố công suất đã tính chính xác trong chương VII. Phương pháp chung là lấy điện áp thanh cái nhà máy chủ đạo làm điện áp cơ sở để tính toán.
Công thức tính tổn thất điện áp trên đường dây:
Trong đó: Pi là công suất tác dụng chạy trên đường dây thứ i
Qi là công suất phản kháng chạy trên đường dây thứ i
Rdi là điện trở của dây thứ i
Xdi là điện kháng của dây thứ i
Ui là điện áp tại đầu đường dây thứ i
I. Chế độ phụ tải cực đại:
Lấy điện áp tại thanh cái cao áp nhà máy II là 121 KV để tính điện áp tại các nút khác.
1. Nhánh NĐII-8.
Công suất tại đầu đường dây II-8 là:
S'VIII= 29,289 + j17,621 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây II-8 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B8 là:
U8 = UII - = 121 - 7,13 = 113,87 KV
2. Nhánh NĐII-7.
Công suất tại đầu đường dây II-7 là:
S'VII = 29,095 + j17,285 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây II-7 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B7 là:
U7 = UII - = 121 - 3,9 = 117,1 KV
3. Nhánh NĐII-6.
Công suất tại đầu đường dây II-6 là:
S'VI = 29,084 + j12,84 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây II-6 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B6 là:
U6 = UII - = 121 - 4,01 = 116,99 KV
4. Nhánh NĐII-5-NĐI.
Công suất tại đầu đường dây II-5 là:
S'II5 = 49,862 + j25,093 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây II-5 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B5 là:
U5 = UII - = 121 - 5,06 = 115,94 KV
Công suất tại cuối đường dây I-5 là:
S''I5 = 13,79 + j9,81 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-5 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp Nhà máy I là:
UI = U5 - = 115,94 - 3,11 = 112,83 KV
5. Nhánh NĐI-1.
Công suất tại đầu đường dây I-1 là:
S'I = 27,025 + j15,88 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-1 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B1 là:
U1 = UI - = 112,83 - 6,34 = 106,49 KV
6. Nhánh NĐI-2.
Công suất tại đầu đường dây I-2 là:
S'II = 28,888 + j10,43 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-2 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B2 là:
U2 = UI - = 112,83 - 3,56 = 109,27 KV
7. Nhánh NĐI-3.
Công suất tại đầu đường dây I-3 là:
S'III = 29,196 + j14,9 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-3 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B3 là:
U3 = UI - = 112,83 - 5,02 = 107,81 KV
8. Nhánh NĐI-4.
Công suất tại đầu đường dây I-4 là:
S'IV = 36,12 + j23,686 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-4 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B4 là:
U4 = UI - = 112,83 - 4,99 = 107,84 KV
II. Chế độ phụ tải cực tiểu:
Lấy điện áp tại thanh cái cao áp nhà máy II là UII = 105%.110 = 115,5 KV để tính điện áp tại các nút khác.
1. Nhánh NĐII-8.
Công suất tại đầu đường dây II-8 là:
S'VIII= 14,338 + j7,202 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây II-8 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B8 là:
U8 = UII - = 115,5 - 3,33 = 112,17 KV
2. Nhánh NĐII-7.
Công suất tại đầu đường dây II-7 là:
S'VII = 14,304 + j8,65 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây II-7 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B7 là:
U7 = UII - = 115,5 - 2,02 = 113,48 KV
3. Nhánh NĐII-6.
Công suất tại đầu đường dây II-6 là:
S'VI = 14,3 + j6,44 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây II-6 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B6 là:
U6 = UII - = 115,5 - 2,08 = 113,42 KV
4. Nhánh NĐII-5-NĐI.
Công suất tại đầu đường dây II-5 là:
S'II5 = 25,723 + j18,29 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây II-5 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B5 là:
U5 = UII - = 115,5 - 3,18 = 112,32 KV
Công suất tại cuối đường dây I-5 là:
S''I5 = 8,03 + j13,12 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-5 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp Nhà máy I là:
UI = U5 - = 112,32 - 3,04 = 109,28 KV
5. Nhánh NĐI-1.
Công suất tại đầu đường dây I-1 là:
S'I = 13,275 + j6,582 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-1 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B1 là:
U1 = UI - = 109,28 - 2,9 = 106,38 KV
6. Nhánh NĐI-2.
Công suất tại đầu đường dây I-2 là:
S'II = 14,25 + j4,33 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-2 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B2 là:
U2 = UI - = 109,28 - 1,74 = 107,54 KV
7. Nhánh NĐI-3.
Công suất tại đầu đường dây I-3 là:
S'III = 14,32 + j6,31 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-3 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B3 là:
U3 = UI - = 109,28 - 2,42 = 106,86 KV
8. Nhánh NĐI-4.
Công suất tại đầu đường dây I-4 là:
S'IV = 18,252 + j10,39 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-4 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B4 là:
U4 = UI - = 109,28 - 2,44 = 106,84 KV
III. Chế độ sự cố:
III.1. Sự cố đường dây:
Lấy điện áp tại thanh cái cao áp nhà máy II là 121 KV để tính điện áp tại các nút khác.
1. Nhánh NĐII-7.
Công suất tại đầu đường dây II-7 là:
S'VII = 30,087 + j20,334 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây II-7 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B7 là:
U7 = UII - = 121 - 8,47 = 112,53 KV
2. Nhánh NĐII-6.
Công suất tại đầu đường dây II-6 là:
S'VI = 30,075 + j16,242 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây II-6 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B6 là:
U6 = UII - = 121 - 8,84 = 112,16 KV
3. Nhánh NĐII-5-NĐI.
Công suất tại đầu đường dây II-5 là:
S'II5 = 49,862 + j24,387 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây II-5 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B5 là:
U5 = UII - = 121 - 10 = 111 KV
Công suất tại cuối đường dây I-5 là:
S''I5 = 11,925 + j5,967 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-5 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp Nhà máy I là:
UI = U5 - = 111 - 2,41 = 108,59 KV
4. Nhánh NĐI-2.
Công suất tại đầu đường dây I-2 là:
S'II = 29,67 + j 11,877 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-2 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B2 là:
U2 = UI - = 108,59 - 7,82 = 100,77 KV
5. Nhánh NĐI-3.
Công suất tại đầu đường dây I-3 là:
S'III = 30,31 + j16,85 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-3 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B3 là:
U3 = UI - = 108,59 - 11,12 = 97,47 KV
6. Nhánh NĐI-4.
Công suất tại đầu đường dây I-4 là:
S'IV = 37,356 + 26,108 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-4 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B4 là:
U4 = UI - = 108,59 - 11,05 = 97,54 KV
III.2. Sự cố một tổ máy của nhà máy II:
Ta lấy điện áp thanh cái của nhà máy II là UII = 121 KV
Điện áp trên các tuyến II-6 ; II-7 ; II-8 không thay đổi so với chế độ Max.
Điện áp trên các tuyến khác thay đổi như sau:
1. Tuyến I-5-II:
Công suất tại đầu đường dây II-5 là:
S'II5 = 4,032 - j0,737 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây II-5 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B5 là:
U5 = UII - = 121 - 0,3 = 120,7 KV
Công suất tại cuối đường dây I-5 là:
S''I5 = 30,117 +j 13,627 MVA
Tổn thất điện áp trên đường dây I-5 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp Nhà máy I là:
UI = U5 + = 120,7 + 5,39 = 126,09 KV
UI > 121KV nên ta phải điều chỉnh sao cho UI =121 KV.Khi đó ta tính lại điện áp trên đường dây lien lạc và nhà máy II như sau:
Tổn thất điện áp trên đường dây I-5 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp trạm B5 là:
U5 = UI - DUI5 = 121 - 5,38 = 115,62 KV
Tổn thất điện áp trên đường dây II-5 là:
Điện áp tại thanh cái cao áp Nhà máy II là:
UI = U5 + DUII5 = 115,62 + 0,31 = 115,93 KV
B. Chọn đầu phân áp của các máy biến áp.
Chỉ tiêu chất lượng điện năng là tần số f và điện áp tại các nút, chúng luôn luôn thay đổi do phụ tải luôn biến đổi, công suất nhà máy thay đổi, hay thay đổi chế độ vận hành và cấu trúc của mạng điện (đóng cắt đường dây, máy biến áp...).
Yêu cầu của điện áp là sai khác nằm trong mức cho phép ta cần tìm giải pháp đảm bảo chất lượng điện áp nằm trong nội dung phần này.
Từ tính toán điện áp nút ở các chế độ vận hành khác nhau rồi định ta phương thức điều áp. ở đây ta chọn phương thức điều chỉnh máy biến áp (điều áp dưới tải, chọn đầu phân áp cho máy biến áp).
Theo nhiệm vụ thiết kế biện pháp chủ yếu và có hiệu quả nhất trong việc điều chỉnh điện áp cho mạng điện là thay đổi và lựa chọn các đầu phân áp của các trạm tăng áp và giảm áp một cách hợp lý.
Đối với yêu cầu điều chỉnh thường, thì độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm biến áp quy định như sau:
Khi phụ tải cực đại: dUcp1% ³ +2,5%
Khi phụ tải cực tiểu: dUcp2% £ +7,5%
Khi khi sự cố : dUcp3% ³ -2,5%
Đối với yêu cầu điều chỉnh khác thường, thì độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm biến áp quy định như sau:
Khi phụ tải cực đại: dUcp1% = +5%
Khi phụ tải cực tiểu: dUcp2% = 0%
Khi khi sự cố : dUcp3% = 0ữ +5%
I. Chọn đầu phân áp cho các máy biến áp hạ áp:
Để đảm bảo tính kinh tế, kỹ thuật trong điều chỉnh điện áp, ban đầu ta chọn các máy biến áp không điều chỉnh điện áp dưới tải sau đó chọn đầu phân áp cho máy cho máy biến áp trong các chế độ, kiểm tra độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm giảm áp, nếu không thoả mãn thì ta chọn các máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải và chọn lại các đầu điều chỉnh điện áp.
Các bước tiến hành chọn đầu phân áp của các máy biến áp : (với i = 1;2;3 tương ứng với chế độ max, min, sự cố)
Xác định điện áp trên thanh cái hạ áp của trạm biến áp quy đổi về cao áp:
U'i= Ui - DUBi
Trong đó: Ui là điện áp trên thanh cái cao áp
DUBi là tổn thất điện áp trong máy biến áp
Xác định điện áp yêu cầu ở phía hạ áp máy biến áp theo yêu cầu về độ lệch điện áp cho phép của hộ tiêu thụ ứng với các chế độ:
Uyci = UđmH ± dUcpi
Trong đó: UđmH là điện áp định mức của mạng hạ áp
dUBi là độ lệch điện áp cho phép
Tính điện áp tại các đầu phân áp ứng với các chế độ phụ tải
UPAi = U'i
Trong đó: Ukt là điện áp không tải (vì các máy biến áp đã chọn đều có Un%>7,5% nên Ukt =1,1.Uđm = 1,1.22 = 24,2 KV )
Tính điện áp của đầu phân áp trung bình
UPAtb =
Theo giá trị của đầu phân áp trung bình tìm đầu phân áp tiêu chuẩn gần nhất theo công thức: UPAtc = Uđmc.(1 + n.e%)
n =
Sau đó tính toán kiểm tra lại độ lệch điện áp tại các chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sự cố. So sánh chúng với các yêu cầu điều chỉnh thường hoặc khác thường, theo các bước sau:
Tính điện áp ở phía hạ áp ứng với các chế độ theo công thức:
UHi = U'i
Xác định độ lệch phần trăm:
dUi% =
Sau đó so sánh với dUicp% và kết luận
Với MBA không điều chỉnh điện áp dưới tải chọn phạm vi đc: 115 ± 4.2,5%
Với MBA điều chỉnh điện áp dưới tải chọn phạm vi đc : 115 ± 9.1,78%
1.Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 1.
Công suất và điện áp thanh cái cao áp tương ứng với các chế độ phụ tải max, min và sự cố:
S'B11 = 26,133 + j15,07 MVA UC1= 106,49 KV
S'B12 = 13,065 + j 7,124MVA UC2= 106,38 KV
Tổng trở của máy biến áp: ZB1 = 1,44 + j34,8 W
Điện áp trên thanh cái hạ áp quy đổi về cao áp:
U'1 = 106,49 - = 103,85 KV
U'2 = 106,38 - = 103,87 KV
Phụ tải là loại III, yêu cầu điều chỉnh điện áp thường do đó:
Uyc1 ³ 22 +(2,5%.22) = 22,55 KV
Uyc2 £ 22 +(7,5%.22) = 23,65 KV
Điện áp tại các đầu phân áp:
UPA1= 103,85. = 111,45 KV
UPA2= 103,87. = 106,29 KV
Điện áp của đầu phân áp trung bình:
UPAtb = = 108,87 KV
Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn cho máy biến áp thường:
n = = -2,13 chọn n=-2 UPAtc=115 +.115 = 109,25 KV
Kiểm tra lại đầu phân áp đã chọn:
UH1= 103,85.= 23 KV; dU1% = 4,5% >dUcp1%
UH2= 103,87.= 23 KV; dU1% = 4,5% < dUcp2%
Vậy các đầu phân áp tiêu chuẩn đã chọn thoả mãn được yêu cầu điều chỉnh điện áp cho phụ tải.
2.Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 2.
Công suất và điện áp thanh cái cao áp tương ứng với các chế độ phụ tải max, min và sự cố:
S'B21 = 28,131 + j11,107 MVA UC1= 109,27 KV
S'B22 = 14,066 + j5,554 MVA UC2= 107,54 KV
S'B23 = 28,131 + j11,107 MVA UC3= 100,77 KV
Tổng trở của máy biến áp: ZB2 = 1,87 + j43,5 W
Điện áp trên thanh cái hạ áp quy đổi về cao áp:
U'1 = 109,27 - = 106,818 KV
U'2 = 107,54 - = 105,05 KV
U'3 = 100,77 - = 98,112 KV
Phụ tải là loại I, yêu cầu điều chỉnh điện áp thường do đó:
Uyc1 ³ 22 + (2,5%.22) = 22,55 KV
Uyc2 £ 22 + (7,5%.22) = 23,65 KV
Uyc3 ³ 22 + (-2,5%.22) = 21,45 KV
Điện áp tại các đầu phân áp:
UPA1= 106,818. = 114,63 KV
UPA2= 105,05. = 107,49 KV
UPA3= 98,112. = 110,69 KV
Điện áp của đầu phân áp trung bình:
UPAtb = = 111,06 KV
Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn cho máy biến áp thường:
n = = -1,37 chọn n=-2 UPAtc=115 +.115 = 109,25 KV
Kiểm tra lại đầu phân áp đã chọn:
UH1= 106,818.= 23,66KV; dU1% = 7,5% >dUcp1%
UH2= 105,05.= 23,26 KV; dU1% = 5,7% < dUcp2%
UH3= 98,112.= 21,73KV; dU1% = -1,2% >dUcp1%
Vậy các đầu phân áp tiêu chuẩn đã chọn thoả mãn được yêu cầu điều chỉnh điện áp cho phụ tải.
3.Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 3.
Công suất và điện áp thanh cái cao áp tương ứng với các chế độ phụ tải max, min và sự cố:
S'B31 = 28,138 + j15,656 MVA UC1= 107,81 KV
S'B32 = 14,069 + j7,838 MVA UC2= 106,86 KV
S'B33 = 28,138 + j15,656 MVA UC3= 97,47 KV
Tổng trở của máy biến áp: ZB3 = 1,87 + j43,5 W
Điện áp trên thanh cái hạ áp quy đổi về cao áp:
U'1 = 107,81 - = 104,41 KV
U'2 = 106,86 - = 103,42 KV
U'3 = 97,47 - = 93,71 KV
Phụ tải là loại I, yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường do đó:
Uyc1 = 22 +(5%.22) = 23,1 KV
Uyc2 = 22 +(0%.22) = 22 KV
Uyc3 = 22 +(0 ữ +5%.22) = 22 ữ 23,1 KV
Điện áp tại các đầu phân áp:
UPA1= 104,41. = 109,38 KV
UPA2= 103,42. = 113,76 KV
UPA3= 93,71. = (103,08 ữ 98,17) KV
Điện áp của đầu phân áp trung bình:
UPAtb = = 111,57 KV
Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn cho máy biến áp thường:
n == -1,19 chọn n= -1UPAtc=115 +.115 = 112,125 KV
Kiểm tra lại đầu phân áp đã chọn:
UH1=104,41 .= 22,53KV; dU1% = 2,4% ÏdUcp1%
UH2= 103,42.= 22,32KV; dU1% = 1,45% ÏdUcp2%
UH3= 93,71.= 20,22 KV; dU1% = -8,1% ÏdUcp1%
Vậy các đầu phân áp tiêu chuẩn đã chọn không thoả mãn được yêu cầu điều chỉnh điện áp cho phụ tải, do đó ta phải chọn máy biến áp điều áp dưới tải.
Chọn đầu phân áp cho từng chế độ:
Chế độ max:
n = =-2,74 chọn n=-3 UPAtc=115 +.115 = 108,86 KV
Kiểm tra: UH1=104,41 .= 23,2 KV; dU1% = 5,4 % » dUcp1%
Chế độ min:
n = = -0,6 chọn n=-1 UPAtc=115 +.115 = 113KV
Kiểm tra: UH2= 103,42.= 22,1 KV; dU2% = 0,45% »dUcp2%
Chế độ sự cố:
n = = -5,8¸ -8,2 chọn n= (-6 ¸ -8)
UPAtc=115 +.115 = 102,72 ¸ 98,62KV
Kiểm tra: UH3= 93,71.= (22,07 ¸ 22,99) KV;
dU3% = (0,32 ¸ 4,5)% ÎdUcp3%
Như vậy máy biến áp điều áp dưới tải và các đầu phân áp đã chọn thoả mãn điều kiện về điều chỉnh điện áp.
4.Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 4.
Công suất và điện áp thanh cái cao áp tương ứng với các chế độ phụ tải max, min và sự cố:
S'B41 = 34,927 + j23,76 MVA UC1= 107,84 KV
S'B42 = 17,862 + j11,635 MVA UC2= 106,84 KV
S'B43 = 34,927 + j23,76 MVA UC3= 97,54 KV
Tổng trở của máy biến áp: ZB4 = 1,44 + j34,8 W
Điện áp trên thanh cái hạ áp quy đổi về cao áp:
U'1 = 107,84 - = 103,76 KV
U'2 = 106,84 - = 104,82 KV
U'3 = 97,54 - = 93,03 KV
Phụ tải là loại I, yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường do đó:
Uyc1 = 22 +(5%.22) = 23,1 KV
Uyc2 = 22 +(0%.22) = 22 KV
Uyc3 = 22 +(0 ữ +5%.22) = 22 ữ 23,1 KV
Điện áp tại các đầu phân áp:
UPA1= 103,76. = 108,7 KV
UPA2= 104,82. = 115,3 KV
UPA3= 93,03. = (102,33 ữ 97,46) KV
Điện áp của đầu phân áp trung bình:
UPAtb = = 112 KV
Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn cho máy biến áp thường:
n = = - 1,04 chọn n=- 1 UPAtc=115 +.115 = 112,125 KV
Kiểm tra lại đầu phân áp đã chọn:
UH1= 103,76 .= 22,39KV; dU1% = 1,77% ÏdUcp1%
UH2= 104,82.= 22,62 KV; dU2% = 2,8% ÏdUcp2%
UH3= 93,03.= 20,08 KV; dU3% = - 8,73% ÏdUcp1%
Vậy các đầu phân áp tiêu chuẩn đã chọn không thoả mãn được yêu cầu điều chỉnh điện áp cho phụ tải, do đó ta phải chọn máy biến áp điều áp dưới tải.
Chọn đầu phân áp cho từng chế độ:
Chế độ max:
n = =-3,07 chọn n=-3UPAtc=115 +.115 = 108,86 KV
Kiểm tra: UH1=103,76 .= 23,06 KV; dU1% = 4,82 % » dUcp1%
Chế độ min:
n = = 0,15 chọn n = 0 UPAtc=115 KV
Kiểm tra: UH2= 104,82.= 22,05 KV; dU1% = 0,22% »dUcp2%
Chế độ sự cố:
n = = -6,18¸ -8,56 chọn n= (-6 ¸ -8)
UPAtc=115 +.115 = 102,72 ¸ 98,62KV
Kiểm tra: UH3= 93,03.= (21,92 ¸ 22,83) KV;
dU1% = (0,36 ¸ 3,77)% ÎdUcp3%
Như vậy máy biến áp điều áp dưới tải và các đầu phân áp đã chọn thoả mãn điều kiện về điều chỉnh điện áp.
5.Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 5.
Công suất và điện áp thanh cái cao áp tương ứng với các chế độ phụ tải max, min và sự cố:
S'B51 = 34,159 +j 16,857 MVA UC1= 115,94 KV
S'B52 = 17,079 + j8,428 MVA UC2= 112,32 KV
S'B53 = 34,159 +j 16,857 MVA UC3= 111 KV
Tổng trở của máy biến áp: ZB5 = 1,44 + j34,8 W
Điện áp trên thanh cái hạ áp quy đổi về cao áp:
U'1 = 115,94 - = 112,258 KV
U'2 = 112,32 - = 109,489 KV
U'3 = 111 - = 108,136 KV
Phụ tải là loại I, yêu cầu điều chỉnh điện áp thường do đó:
Uyc1 ³ 22 + (2,5%.22) = 22,55 KV
Uyc2 £ 22 + (7,5%.22) = 23,65 KV
Uyc3 ³ 22 + (-2,5%.22) = 21,45 KV
Điện áp tại các đầu phân áp:
UPA1= 112,258. = 120,47 KV
UPA2= 109,489. = 112,03 KV
UPA3= 108,136. = 122 KV
Điện áp của đầu phân áp trung bình:
UPAtb = = 116,25 KV
Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn cho máy biến áp thường:
n = = 0,43 chọn n= 0 UPAtc=115 KV
Kiểm tra lại đầu phân áp đã chọn:
UH1= 112,258 .= 23,62KV; dU1% = 7,3% > dUcp1%
UH2= 109,489.= 23,04 KV; dU2% = 4,72% < dUcp2%
UH3= 108,136.= 22,75KV; dU3% = 3,4% > dUcp1%
Vậy các đầu phân áp tiêu chuẩn đã chọn thoả mãn được yêu cầu điều chỉnh điện áp cho phụ tải.
6.Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 6.
Công suất và điện áp thanh cái cao áp tương ứng với các chế độ phụ tải max, min và sự cố:
S'B61 = 28,138 + j15,176 MVA UC1= 116,99 KV
S'B62 = 14,069 + j7,838 MVA UC2= 113,42 KV
S'B63 = 28,138 + j15,176 MVA UC3= 112,16 KV
Tổng trở của máy biến áp: ZB6 = 1,87 + j43,5 W
Điện áp trên thanh cái hạ áp quy đổi về cao áp:
U'1 = 116,99 - = 113,94 KV
U'2 = 113,42 - = 110,18 KV
U'3 = 112,16 - = 108,98 KV
Phụ tải là loại I, yêu cầu điều chỉnh điện áp thường do đó:
Uyc1 ³ 22 + (2,5%.22) = 22,55 KV
Uyc2 £ 22 + (7,5%.22) = 23,65 KV
Uyc3 ³ 22 + (-2,5%.22) = 21,45 KV
Điện áp tại các đầu phân áp:
UPA1= 113,94. = 122,27 KV
UPA2= 110,18. = 112,74 KV
UPA3= 108,98. = 122,95 KV
Điện áp của đầu phân áp trung bình:
UPAtb = = 117,5 KV
Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn cho máy biến áp thường:
n = = 0,86 chọn n= 1 UPAtc=115 +.115 = 117,87 KV
Kiểm tra lại đầu phân áp đã chọn:
UH1= 113,94 .= 23,39 KV; dU1% = 6,3% >dUcp1%
UH2= 110,18.= 22,62 KV; dU2% = 2,8% < dUcp2%
UH3= 108,98.= 22,37KV; dU3% = 1,68% >dUcp1%
Vậy các đầu phân áp tiêu chuẩn đã chọn thoả mãn được yêu cầu điều chỉnh điện áp cho phụ tải.
7.Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 7.
Công suất và điện áp thanh cái cao áp tương ứng với các chế độ phụ tải max, min và sự cố:
S'B71 = 28,147 + j19,186 MVA UC1= 117,1 KV
S'B72 = 14,074 + j9,833 MVA UC2= 113,48 KV
S'B73 = 28,147 + j19,186 MVA UC3= 112,53 KV
Tổng trở của máy biến áp: ZB7 = 1,87 + j43,5 W
Điện áp trên thanh cái hạ áp quy đổi về cao áp:
U'1 = 117,1 - = 113,31 KV
U'2 = 113,48 - = 109,48 KV
U'3 = 112,53 - = 108,58 KV
Phụ tải là loại I, yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường do đó:
Uyc1 = 22 +(5%.22) = 23,1 KV
Uyc2 = 22 +(0%.22) = 22 KV
Uyc3 = 22 +(0 ữ +5%.22) = 22 ữ 23,1 KV
Điện áp tại các đầu phân áp:
UPA1= 113,31. = 118,71 KV
UPA2= 109,48. = 120,42 KV
UPA3= 108,58. = (119,44 ữ 113,75) KV
Điện áp của đầu phân áp trung bình:
UPAtb = = 119,56 KV
Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn cho máy biến áp thường:
n = = 1,58 chọn n= 1 UPAtc=115 +.115 = 117,875 KV
Kiểm tra lại đầu phân áp đã chọn:
UH1=113,31 .= 23,26KV; dU1% = 5,7% ÏdUcp1%
UH2= 109,48.= 22,47KV; dU1% = 2,1% ÏdUcp2%
UH3= 108,58.= 22,29 KV; dU1% = 1,3% ÏdUcp1%
Vậy các đầu phân áp tiêu chuẩn đã chọn không thoả mãn được yêu cầu điều chỉnh điện áp cho phụ tải, do đó ta phải chọn máy biến áp điều áp dưới tải.
Chọn đầu phân áp cho từng chế độ:
Chế độ max:
n = = 1,81 chọn n= 2 UPAtc=115 +.115 = 119,1 KV
Kiểm tra: UH1=113,31 .= 23,02KV; dU1% = 4,6 % » dUcp1%
Chế độ min:
n = = 2,64 chọn n=3 UPAtc= 115 +.115 = 121,14 KV
Kiểm tra: UH2= 109,48.= 21,87 KV; dU1% = - 0,59% »dUcp2%
Chế độ sự cố:
n = = 2,16¸ - 0,6 chọn n= (2 ¸ 0)
UPAtc=115 +.115 = 119,1 ¸ 115KV
Kiểm tra: UH3= 108,58.= (22,06 ¸ 22,85) KV;
dU1% = (0,27 ¸ 3,86)% ÎdUcp3%
Như vậy máy biến áp điều áp dưới tải và các đầu phân áp đã chọn thoả mãn điều kiện về điều chỉnh điện áp.
8.Chọn đầu phân áp cho MBA của phụ tải 8.
Công suất và điện áp thanh cái cao áp tương ứng với các chế độ phụ tải max, min và sự cố:
S'B81 = 28,147 + j16,4 MVA UC1= 113,87 KV
S'B82 = 14,069 + j7,719 MVA UC2= 112,17 KV
Tổng trở của máy biến áp: ZB8 = 1,44 + j34,8 W
Điện áp trên thanh cái hạ áp quy đổi về cao áp:
U'1 = 113,87 - = 108,5 KV
U'2 = 112,17 - = 109,59 KV
Phụ tải là loại III, yêu cầu điều chỉnh điện áp thường do đó:
Uyc1 ³ 22 +(2,5%.22) = 22,55 KV
Uyc2 £ 22 +(7,5%.22) = 23,65 KV
Điện áp tại các đầu phân áp:
UPA1= 108,5. = 116,44 KV
UPA2= 109,59. = 112,14 KV
Điện áp của đầu phân áp trung bình:
UPAtb = = 114,42 KV
Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn cho máy biến áp thường:
n = = -0,2 chọn n= 0 UPAtc=115 KV
Kiểm tra lại đầu phân áp đã chọn:
UH1= 108,5.= 22,83 KV; dU1% = 3,8% > dUcp1%
UH2= 109,59.= 23,06 KV; dU1% = 4,8% < dUcp2%
Vậy các đầu phân áp tiêu chuẩn đã chọn thoả mãn được yêu cầu điều chỉnh điện áp cho phụ tải.
II. Chọn đầu phân áp cho các máy biến áp tăng áp:
Việc lựa chọn đầu phân áp cho các máy biến áp tăng áp phải căn cứ vào khả năng điều chỉnh điện áp của máy phát điện. Thông thường các máy phát điện cho phép điều chỉnh điện áp trong phạm vi ±5%UđmF bằng cách thay đổi dòng điện kích từ.
Các bước tiến hành lựa chọn đầu phân áp cho các máy biến áp tăng áp:
Tính điện áp tại đầu cực máy phát: UFi = (1±5%)UđmF
Tính tổn thất điện áp trong máy biến áp theo các chế độ vận hành:
DUBi =
Tính điện áp các đầu phân áp ứng với các chế độ vận hành:
UFi = UđmF Þ UPAi = + DUBi
Tính điện áp các đầu phân áp trung bình:
UPAtb =
Dựa theo các đầu phân áp tiêu chuẩn của máy biến áp, chọn đầu phân áp gần nhất.
Sau đó kiểm tra lại theo điều kiện khả năng điều chỉnh ±5%UđmF của máy phát điện.
1. Nhà máy nhiệt điện 1:
Gồm có : 4 tổ máy có công suất P = 4.50 MW, cosj = 0,85, UđmF = 10,3 KV
4 máy biến áp tăng áp có: SđmB = 63 MVA, ZB = 0,87 + j22 W.
Ban đầu chọn máy biến áp không điều áp dưới tải: phạm vi điều chỉnh là ±2.2,5%Uđm
Điện áp yêu cầu tại đầu cực máy phát:
Uyc1 = UđmF + 5%UđmF = 10,5 + 5%.10,5 = 11,025 KV
Uyc2 = UđmF - 5%UđmF = 10,5 - 5%.10,5 = 9,975 KV
Uyc3 = UđmF - 5%UđmF = 10,5 - 5%.10,5 = 9,975 KV
Tổn thất điện áp trong các máy biến áp tăng áp trong các chế độ:
DUB1 = = 3,73 KV
DUB2 = = 4,02 KV
DUB3 = = 3,68 KV
Điện áp của đầu phân áp trong các chế độ:
UPA1 = + DUB1 = + 3,73 = 111,187 KV
UPA2 = + DUB2 = + 4,02 = 111,011 KV
UPA3 = + DUB3 = + 3,68 = 117,985 KV
Đầu phân áp trung bình:
UPAtb = = = 111,099 KV
Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn cho máy biến áp thường:
n ==-1,3 chọn n=-1UPAtc=115 + .115 =112,125KV
Điện áp thực tại đầu cực máy phát ở các chế độ:
UF1= = = 10,93 KV
UF2= = = 10,61 KV
UF3= = = 10,51 KV
Độ lệch điện áp trên đầu cực máy phát:
dU1% = .100 = .100 = 4,09% ÎdUcp1%
dU2% = .100 = .100 = 1,04% ÎdUcp2%
dU3% = .100 = .100 = 0,09% ÎdUcp1%
Vậy máy biến áp không điều áp dưới tải với các đầu phân áp đã chọn thoả mãn điều kiện về điều chỉnh điện áp.
2. Nhà máy nhiệt điện 2:
Gồm có: 2 tổ máy có công suất P = 2.100 MW, cosj = 0,85, UđmF = 10,3 KV
2 máy biến áp tăng áp có: SđmB = 125 MVA, ZB = 0,33 + j11,1 W.
Ban đầu chọn máy biến áp không điều áp dưới tải: phạm vi điều chỉnh là ±2.2,5%Uđm
Điện áp yêu cầu tại đầu cực máy phát:
Uyc1 = UđmF + 5%UđmF = 10,5 + 5%.10,5 = 11,025 KV
Uyc2 = UđmF - 5%UđmF = 10,5 - 5%.10,5 = 9,975 KV
Uyc3 = UđmF - 5%UđmF = 10,5 - 5%.10,5 = 9,975 KV
Tổn thất điện áp trong các máy biến áp tăng áp trong các chế độ:
DUB1 = = 3,41 KV
DUB2 = = 3.57 KV
DUB3 = = 4,52 KV
Điện áp của đầu phân áp trong các chế độ:
UPA1 = + DUB1 = + 3,41 = 118,65 KV
UPA2 = + DUB2 = + 3,57 = 118,8 KV
UPA3 = + DUB3 = + 4,52 = 112,03 KV
Đầu phân áp trung bình:
UPAtb = = = 118,73 KV
Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn cho máy biến áp thường:
n = = 1,29 chọn n= 1 UPAtc=115 + .115 =117,87KV
Điện áp thực tại đầu cực máy phát ở các chế độ:
UF1= = = 11,1 KV
UF2= = = 10,62 KV
UF3= = = 10,74 KV
Độ lệch điện áp trên đầu cực máy phát:
dU1% = .100 = .100 = 5,7% ÎdUcp1%
dU2% = .100 = .100 = 1,0 5% ÎdUcp2%
dU3% = .100 = .100 = 1,14 % ÎdUcp1%
Vậy máy biến áp không điều áp dưới tải với các đầu phân áp đã chọn thoả mãn điều kiện về điều chỉnh điện áp.
Chương IX
TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT
CỦA MẠNG ĐIỆN
I.Tính tổn thất điện năng trong mạng điện:
Ta chỉ tính cho chế độ phụ tải max.
Tổn thất điện năng trong mạng điện: SDA = SDAđd + SDAB
Trong đó:
SDAđd là tổn thất điện năng trên các đường dây:
SDAđd = 27202,8 MWh (đã tính ở phần trước)
SDAB là tổn thất điện năng trong các máy biến áp:
SDAB = n.DP0.T + (MWh)
Thay số ta có:
SDAB1 = 0,042.5000 + = 521,5 MWh
SDAB2 = 2.0,032.5000 + = 454,46 MWh
SDAB3 = 2.0,032.5000 + = 552 MWh
SDAB4 = 2.0,042.5000 + = 718,37 MWh
SDAB5 = 2.0,042.5000 + = 675,29 MWh
SDAB6 = 2.0,032.5000 + = 552 MWh
SDAB7 = 2.0,032.5000 + = 582,92 MWh
SDAB8 = 0,042.5000 + = 568,42 MWh
Þ SDAB = 521,5 + 454,46 + 552 + 718,37 + 675,29 + 552 + 582,92
+ 568,42 = 4624,96 MWh
Þ SDA = SDAđd + SDAB = 27202,8 + 4624,96 = 31827,76 MWh
Tổn thất điện năng tính theo % điện năng của phụ tải:
DA% = SDA.100/SApt
Trong đó:
SApt = SPptmax.T = 234.5000 = 1170000 MWh
Þ DA% = 31827,76.100/1170000 = 2,72%
II.Tính vốn đầu tư cho mạng điện:
Vốn đầu tư cho mạng điện bao gồm vốn đầu tư cho đường dây và vốn đầu tư cho các trạm biến áp: K = KĐD + KTBA
KĐD = 171622,1.106 đ là vốn đầu tư cho đường dây (đã tính ở Chương V)
KTBA là tổng vốn đầu tư xây dựng các trạm biến áp tăng và giảm áp.
Đối với các trạm biến áp giảm áp: Nếu trạm có 2 máy biến áp làm việc song song thì ta phải nhân suất vốn đầu tư mỗi trạm với hệ số 1,8; Nếu máy biến áp làm việc dưới tải thì ta nhân thêm với hệ số 1,3.
Đối với các máy biến áp tăng áp trong các nhà máy điện thì tổng vốn đầu tư bằng số máy biến áp nhân với suất vốn đầu tư của mỗi máy. Nếu máy biến áp là điều áp dưới tải thì phải nhân suất vốn đầu tư với 1,3.
Bảng số liệu và kết quả tính KTBA
Trạm
Số MBA
Sdđ(MVA)
Phương thức điều áp
K0(106đ)
KTBAi(106đ)
I
4
63
Không dưới tải
35000
140.000
II
2
125
Không dưới tải
52000
104.000
1
1
40
Không dưới tải
25000
25.000
2
2
32
Không dưới tải
22000
39.600
3
2
32
Dưới tải
22000
51.480
4
2
40
Dưới tải
25000
58.500
5
2
40
Không dưới tải
25000
45.000
6
2
32
Không dưới tải
22000
39.600
7
2
32
Dưới tải
22000
51.480
8
1
40
Không dưới tải
25000
25.000
KTBA
579.660
Þ K = 171622,1.106 + 579660.106 = 751282,1.106 đ
III. Tính toán giá thành tải điện:
Phí tổn vận hành hàng năm của mạng điện:
Y = avhĐD.KĐD + avhB.KTBA + C.SDA
Trong đó:
avhĐD là hệ số vận hành(khấu hao hao mòn, tu sửa, phục vụ của đường dây).
Đường dây xây dựng với cột bê tông cốt thép ta lấy avhĐD = 0,04
avhTBA là hệ số vận hành của trạm biến áp (kể cả thiết bị bù, máy cắt điện và các thiết bị khác ở trong trạm), tuỳ theo công suất của trạm có thể chọn hệ số vận hành avhTBA = 0,1¸0,4. Ở đây ta chọn avhTBA = 0,125
C là giá tổn thất điện năng: C = 500đ/ kWh = 5.105đ/MWh
Thay số vào công thức trên ta có:
Y = 0,04.171622,1.106 + 0,125.579660.106 + 5.105.31827,76 = 95236,26.106đ
Giá thành tải điện: b = (đ/kWh)
Thay số ta có: b = = 81,398(đ/kWh)
Giá thành xây dựng mạng điện cho 1 MW công suất phụ tải:
k = = = 3210,6.106 đ/MW
Bảng tổng kết các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu
TT
Các chỉ tiêu
Trị số
Đơn vị
1
DUmax% bình thường
6,06
%
2
DUmax% sự cố
9,18
%
3
Tổng độ dài đường dây:
Lộ đơn
Lộ kép
Tổng
122,3
440,1
562,4
km
km
km
4
Tổng dung lượng các trạm biến áp
998
MVA
5
Vốn đầu tư:
Đường dây
Trạm biến áp
171,62
579,66
109đ
109đ
6
Tổng vốn đầu tư
751,28
109đ
7
Tổng công suất phụ tải max
234
MW
8
Điện năng tải hàng năm
1170000
MWh
9
Tổng tổn thất công suất SDP
7,962
MW
10
Tổng tổn thất công suất SDP%
3,4
%
11
Tổng tổn thất điện năng SDA
31827,76
MWh
12
Tổng tổn thất điện năng SDA%
2,72
%
13
Giá thành mạng điện cho 1MW
3,21
109đ/MW
14
Phí tổn vận hành hàng năm
95,24
109đ
15
Giá thành tải điện
81,398
đ/kWh
PHẦN II
THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN
Chương I
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
I. PHẦN MỞ ĐẦU
Trong nghành điện lực Việt nam việc thiết kế trạm biến áp là một công việc được quan tâm hàng đầu vì khi tính toán cung cấp điện cho một cụm dân cư, một khu phố, một khu vực thì trạm biến áp là một trong những thiết bị quan trọng.
Khi tính toán thiết kế trạm biến áp ta cần phải chú ý đến vị trí địa lý, nguồn cung cấp, yêu cầu của phụ tải, công suất sử dụng trên cơ sở đó để đề ra được phương án cấp điện hợp lý cho trạm biến áp.
Thiết kế trạm biến áp được tiến hành theo các trình tự sau:
1. Chọn MBA và sơ đồ nối dây của trạm.
2. Chọn các thiết bị cao áp.
3. Chọn các thiết bị hạ áp.
4. Tính ngắn mạch để kiểm tra các thiết bị đã chọn.
5. Tính nối đất.
Các số liệu ban đầu:
Trạm biến áp có công suất định mức Sđm = 250KVA
Điện áp : 22/0,4 KV
Công suất ngắn mạch S = 250 MVA
Phương áp cấp điện:
Trạm biến áp có công suất nhỏ, thiết kế cho khu vực đô thị nên ta chọn kiểu trạm treo. Đây là kiểu trạm mà toàn bộ thiết bị cao hạ áp và máy biến áp được đặt trên cột. Trạm có ưu điểm tiết kiệm đất nên thường được dùng cho các trạm công cộng đô thị, trạm biến áp cơ quan.
Sơ đồ nguyên lý trạm:
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM BIẾN ÁP 250 KVA-22/0,4 KV
II. CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA TRẠM:
1. Chọn máy biến áp:
MBA được chọn theo điều kiện: SđmB ³ Stt với Stt là công suất tính toán của phụ tải. Ở đây trạm chỉ có một máy biến áp nêu ta lấy Stt = Syc = 250 KVA
Điện áp của trạm Uđm= 22/0,4 KV
Chọn MBA do ABB chế tạo, có các thông số cho trong bảng sau:
Sđm (KVA)
UC (KV)
UH(KV)
DP0 (KW)
DPN (KW)
UN%
250
22
0,4
0,64
4,1
4
XHT
N1
HT
2. Chọn các thiết bị điện cao áp.
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
Với lưới 22KV, Utb = 1,05.Uđm = 1,05.22 = 23,1 KV. Khi đó điện kháng hệ thống:
XHT = W
a. Chọn chống sét van:
Chống sét van được chọn theo điều kiện: UđmCSV ³ Uđmmạng
Trạm được cung cấp điện từ đường dây trên không nên phải đặt chống sét van ở đầu vào của trạm.
Chọn chống sét van do SIEMENS chế tạo có các thông số kỹ thuật cho trong bảng sau:
Loại
Vật liệu
Uđm(KV)
Dòng điện phóng
định mức (KA)
Vật liệu vỏ
3EG4
Cacbua Silic
24
5
Sứ
b. Chọn cầu chì tự rơi.
Dòng điện lớn nhất lâu dài đi qua cầu chì chính là dòng quá tải của máy biến áp, thường trong những giờ cao điểm cho phép máy biến áp quá tải 25% nên dòng điện cưỡng bức là:
Icb = IqtMBA = 1,25.IđmB = 1,25.= 8,2 A
Dòng ngắn mạch tại điểm N1: IN = = = 8,745 KA
Chọn cầu chì tự rơi do CHANCE chế tạo, có các thông số kỹ thuật cho trong bảng sau:
Loại
Ulvmax(KV)
Iđm(A)
IN(KA)
Khối lượng(kg)
C710-212PB
27
100
12
9,16
Kiểm tra cầu chì tự rơi đã chọn:
Các đại lượng
Kết quả kiểm tra
1. Điện áp định mức (KV)
2. Dòng điện định mức (A)
3. Dòng cắt định mức (KA)
4. Công suất cắt định mức (KVA)
UđmCC = 27 > Uđmmạng = 22
IđmCC = 100 > Icb = 8,2
IcđmCC = 12 > IN = 8,745
Scđm = .22.12 > .22.8,745
c. Chọn sứ cao áp:
Chọn sứ đặt ngoài trời do Nga chế tạo, có các thông số kỹ thuật cho trong bảng sau:
Kiểu
U(KV)
Phụ tải phá hoại(kG)
Khối lượng
(kg)
Uđm
Upđ khô
Upđ ướt
ẻỉÍ-35-2000
35
120
80
2000
44,6
d. Chọn thanh dẫn xuống MBA.
Thanh dẫn được chọn theo dòng làm việc cưỡng bức: Icp ³ Icb
Chọn thanh dẫn bằng đồng, tiết diện tròn: F8, Icp = 235A
3. Chọn các thiết bị hạ áp.
Sơ đồ thay thế để tính ngắn mạch:
HT
ZB
ZC
ZAT
ZAN
N4
N3
N2
a. Chọn cáp từ máy biến áp đến tủ phân phối:
Do khoảng cách ngắn nên ta chọn theo điều kiện phát nóng cho phép.
Dòng hạ áp tổng của máy biến áp:
Itt = IđmB = = 360,84 A
Chọn 5m cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, có thông số kỹ thuật cho trong bảng sau:
F
(mm2)
Đường kính (mm)
Trọng
lượng 1km đường dây kg/km
Điện trở dây dẫn ở 20oC
W/km
Icp (A)
lõi
Vỏ
Trong nhà
Ngoài
trời
min
max
3´150 +70
14/10
423,6
49,5
5055
0,124/0,268
397
395
Tổng trở biến áp quy về phía hạ áp:
ZB = RB + XB = .106 = .106 =
= 10,496 + j 25,6 mW
Cáp PVC (3´150 +70) do LENS chế tạo có r0 = 0,124 W/km; x0 =0,1 W/km
ZC = RC + j XC = r0.l + jx0.l = 0,124.5 + j0,1.5 = 0,62 +j0,5 mW
Tổng trở tương đương của điểm ngắn mạch N2:
ZN2 = ZB + ZC = 10,496 + j 25,6 + 0,62 +j0,5 = 11,116 + j26,1 mW
Dòng điện ngắn mạch có trị số:
IN2 = = = 8,14 KA
Để thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch, tiết diện cáp phải thoả mãn điều kiện sau: F ³ a.IN. = 6.8,14.= 43,68
(a: hệ số nhiệt độ, với cáp đồng a = 6; t: thời gian quy đổi, láy bằng thời gian tồn tại ngắn mạch, t = 0,8s)
Như vậy cáp PVC (3´150 + 70) đã chọn là thoả mãn.
b. Chọn Aptomat:
Aptomat được chọn theo 3 điều kiện: UđmA ³ Uđmmạng = 0,4 KV
IđmA ³ Itt
IcđmA ³ IN
Chọn Aptomat tổng: IđmAT ³ Itt = IđmB = 360,84 A Þ chọn Aptomat NS400E có Iđm = 400A do MERLIN GERIN chế tạo.
Chọn Aptomat nhánh: IđmAT ³ Itt = IđmB/3 = 120,28 A Þ chọnAptomat NS225E có Iđm = 100A do MERLIN GERIN chế tạo.
Các số liệu kỹ thuật của hai loại Aptomat đã chọn cho trong bảng sau:
Aptomat
Loại
Uđm(V)
Iđm(A)
Icđm(KA)
AT
NS400E
500
400
15
AT
NS225E
500
225
7,5
Các Aptomat đã chọn cần được kiểm tra theo điều kiện cắt dòng ngắn mạch:
Aptomat tổng: Kiểm tra theo dòng ngắn mạch tại điểm N3
Aptomat nhánh: Kiểm tra theo dòng ngắn mạch tại điểm N4
Aptomat tổng có: ZAT = RAT + jXAT = (R1 + R2) + jXAT
= (0,4 + 0,1) + j0,15 = 0,5 + j0,15 mW
Trong đó: R1 là điện trở tiếp xúc của Aptomat
R2; X2 là điện trở và điện kháng của cuộn dây bảo vệ quá dòng của Aptomat (tra bảng).
Dòng ngắn mạch tại điểm N3:
IN3 =
=
= 8,045 KA
Aptomat tổng có Icđm = 15 > IN3 = 8,045 nên thoả mãn điều kiện.
Với Aptomat nhánh vì có Icđm = 7,5 KA < IN3 nên phải tiếp tục tính ngắn mạch tại điểm N4 để kiểm tra Aptomat nhánh theo điều kiện cắt dòng ngắn mạch.
Tổng trở thanh cái: ZTC = RTC + jXTC = (0,223 + j0,394).5 = 1,115 + j1,97 mW
Aptomat nhánh có: ZAN = RAN + jXAN = (R1 + R2) + jXAN
= (0,5 + 0,36) + j0,28 = 0,86 + j0,28 mW
Trong đó: R1 là điện trở tiếp xúc của Aptomat
R2; X2 là điện trở và điện kháng của cuộn dây bảo vệ quá
dòng của Aptomat. Với Aptomat có Iđm = 225 A tra bảng ta có:
R1 = 0,5 mW; R2 = 0,36 mW; X2 = 0,28 mW
Dòng ngắn mạch tại điểm N4:
IN4 =
=
= 7,314 KA
Aptomat nhánh có Icđm = 7,5 > IN4 = 7,314 nên thoả mãn điều kiện.
Như vậy các Aptomat đã chọn là hợp lý.
c. Chọn thanh góp hạ áp:
Dòng điện lớn nhất qua thanh góp là dòng định mức của máy biến áp:
IđmB = 360,84 A
Chọn thanh góp đồng, thiết diện chữ nhật, M30´3 có các thông số kỹ thuật cho trong bảng sau:
Kích thước
mm
Fmột thanh
mm2
Khối lượng
kg/m
Icp
A
30´3
90
0,8
405
Cần kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt của thanh dẫn theo dòng ngắn mạch tại N3.
IN3 = 8,045 KA
Trị số dòng ngắn mạch xung kích: ixk3 = 1,8..IN3 = 1,8..8,045
= 25,082 KA
Dự định đặt 3 thanh góp 3 pha cách nhau 15 cm, mỗi thanh đặt trên hai sứ khung tủ cách nhau 70 cm:
Ftt = 1,67.10-2..ixk = 1,67.10-2..25,082 = 1,955 kG
M = = = 13,685 kG.cm
Mô men chống uốn của thanh góp đặt đứng:
W = = = 0,045 cm3
Ứng suất tính toán xuất hiện trong thanh góp do tác động của lực điện động dòng ngắn mạch:
= 304,1 kG/cm3
Với a = 6 và tqđ = tc = 0,5s ta có kết quả kiểm tra thanh góp đã chọn ở bảng sau:
Đại lượng chọn và kiểm tra
Kết quả
Dòng phát nóng lâu dài cho phép (A)
Khả năng ổn định động (kG/cm)
Khả năng ổn định nhiệt (mm2)
K1.K2.Icb = 1.1.405 > 360,84
= 1400 > = 304,1
F=30.3=90 >aIN=34,132
Thanh góp đồng M30´3 đã chọn là thoả mãn.
d. Chọn sứ hạ áp:
Đại lượng chọn và kiểm tra
Điều kiện
Điện áp định mức (KV)
Lực cho phép tác động lên đầu sứ
UđmS ³ Uđm mạng
Fcp ³ k.Ftt
Trong đó:
Thanh dẫn
Fcp = 0,6.Fphá hoại
Sứ
k = H'/H
Lực tính toán tác dụng của dòng ngăn mạch xung kích:
Ftt = 1,67.10-2..i2xk = 1,67.10-2..25,0822 = 49,028 kG
Chọn sứ đỡ đặt trong nhà do Nga chế tạo có các thông số kỹ thuật cho trong bảng sau:
Loại
U (KV)
Phụ tải phá hoại
kG
Khối lượng
kg
Uđm
Upđ khô
ẻễ1-375
1
11
375
0,7
Sứ được chọn có Fcp = 0,6.375 = 225 kG > Ftt = 49,028 kG. Như vậy sứ đã chọn thoả mãn các điều kiện
e. Chọn các đồng hồ đo đếm điện:
Trong tủ phân phối đặt 3 đồng hồ Ampe, 1 đồng hồ Volt, 1 công tơ hữu công, 1 công tơ vô công.
Chọn tất cả các đồng hồ và công tơ do nhà máy thiết bị đo Trần Nguyên Hãn chế tạo, có cấp chính 0,5:
Voltmet: Uđm = 400V
Ampemet: Iđm = 400A
Công tơ: 3.5(A) - 220/380(V)
f. Chọn BI:
Dòng lớn nhất qua BI: Icb = IđmB = 360,84 A
Phụ tải thứ cấp của BI:
Ampemet: 0,1 VA
Công tơ vô công: 2,5 VA
Công tơ hữu công: 2,5 VA
Tổng phụ tải: 5,1 VA
Chọn BI do công ty Đo điện Hà Nội chế tạo, số lượng 3 BI đặt trên 3 pha đấu sao. Các thông số kỹ thuật chính:
Loại
Uđm
V
Iđm
A
I2đm
A
Số vòng sơ cấp
Dung lượng
VA
Cấp
chính xác
DB5/1
600
1506
5
1
10
0,5
Dây dẫn dùng dây đồng tiết diện 2,5 mm2: M2,5.
Không cần kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt.
II. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP.
Hệ thống nối đất trong trạm biến áp có ba chức năng chính sau: nối đất làm việc, nối đất an toàn và nối đất chống sét. Nêu việc nối đất cho trạm biến áp là rất quan trọng, đem lại độ tin cậy cao trong việc cung cấp điện, an toàn cho người và thiết bị.
Hệ thống nối đất bao gồm các thanh thép góc L60´60´6 dài 2,5m được nối với nhau bằng thanh thép dẹt 40 ´4 mm tạo thành mạch vòng nối đất bao quanh trạm biến áp. Các cọc được đóng sâu dưới mặt đất 0,7m, các thanh thép dẹt được hàn chặt với các cọc ở độ sâu 0,8m.
Sơ đồ mặt bằng, mặt cắt hệ thống nối đất trạm biến áp:
Với điện trở suất của đất rđ = 0,4.104 W/cm tra bảng hiệu chỉnh theo hệ số mùa ta có: Kc = 1,4; Kt = 1,6
Điện trở nối đất của một thanh nối đất (cọc)
R1c = 0,00298.Kc.r = 0,00298.1,4.0,4.104 = 16,688 W
Xác định sơ bộ số cọc: n =
Þ n =
16,688
= 6cọc
0,69.4
Trong đó: hc là hệ số sử dụng cọc = 0,69
Ryc là điện trở nối đất yêu cầu = 4 W
Điện trở của thanh nối:
Rt =
Trong đó:
L: Tổng chiều dài thanh nối = (5 + 6).2 = 22m = 2200cm
b: Chiều rộng của thanh = 4cm
t: Độ chôn sâu của thanh = 0,8m = 80cm
Þ Rt = = 4,77 W
Điện trở thực tế của thanh nối là:
RT = = 11,925 W (ht là hệ số sử dụng thanh = 0,4)
Điện trở nối đất cần thiết cho toàn bộ cọc là:
Rc = = 6,02 W
Số cọc chính xác cần phải đóng là:
n = = 4,02 (lấy n = 5 cọc)
Kiểm tra lại điện trở của hệ thống nối đất:
RHT = = 3,44W < 4W
Vậy hệ thống nối đất của trạm đạt yêu cầu.
Chương II
THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP 22KV
I. Phân cấp đường dây, vùng khí hậu và số liệu về đường dây dùng cho tính toán:
1. Quy định về phân loại đường dây trên không:
Tuỳ theo tính chất quan trọng chủ yêu của phụ tải và cấp điện áp, đường dây trên không được chia làm 3 đẳng cấp sau:
Đẳng cấp đường dây
Điện áp của đường dây(kV)
Loại hộ tiêu dùng
I
>35
35
Bất cứ loại nào
Loại 1 và 2
II
35
1-20
Loại 3
Bất cứ loại nào
III
£ 1
Bất cứ loại nào
Dựa vào bảng trên ta chọn đẳng cấp của đường dây là loại II.
2. Quy định về hệ số an toàn:
Hệ số an toàn: n =
Trong đó: sgh: ứng suất giới hạn của dây dẫn (hoặc dây chống sét)
scp: ứng suất cho phép của vật liệu làm dây dẫn
Bảng trị số của hệ số an toàn như sau:
Tính chất khu vục và đặc tính của dây dẫn
n
Nơi đông dân cư:
Dây nhiều sợi
2
Dây một sợi
2,5
Nơi đông dân và khoảng vượt qua trọng:
Dây nhôm nhiều sợi tiết diện tới 102 mm2
2,5
Dây đồng nhiều sợi tiết diện tới 70 mm2
2,5
Dây thép tiết diện tới 25mm2
2,5
Các dây trên nhưng tiết diện lớn hơn
2
Dây AC với mọi tiết diện
2
Với đầu bài ta có dây AC-95 nên ta chọn n = 2.
3.Quy định về các số liệu khí hậu dùng thiết kế:
Ta có bảng phân vùng khí hậu như sau:
Điều kiện tính toán
Vùng khí hậu
I
II
III
IV
1.Lục nhiệt độ không khí thấp:
Nhiệt độ (00C)
Tốc độ gió v(m/s)
2. Lúc nhiệt độ không khí cao:
Nhiệt độ (00C)
Tốc độ gió v(m/s)
3. Lúc bão:
Nhiệt độ (00C)
Tốc độ gió v(m/s)
5
0
40
0
25
25
5
0
40
0
25
30
5
0
40
0
25
30
5
0
40
0
25
40
Theo đầu bài đường dây thiết kế đi qua vùng đồng bằng Bắc bộ nên ta chọn vùng khí hậu là vùng III.
4. Các số liệu về dây AC-95 phục vụ cho tính toán:
Bảng số liệu về tải dây:
Mã dây
FA
(mm2)
FFe
(mm2)
g1
(10-3N/m.mm2)
g2
(10-3N/m.mm2)
g3
(10-3N/m.mm2)
AC-95
95,4
15,9
36,5
75,6
84,5
Trong đó: g1: Tỉ tải do trọng lượng của bản thân dây dẫn
g2: Tỉ tải do áp lực của gió lên dây dẫn
g3: Tỉ tải do tổng hợp: g3 =
Bảng số liệu về cơ lý của dây AC-95:
Vật liệu
dgh
(N/mm2)
E
(N/mm2)
a
(1/0C)
b = 1/E
(mm2/N)
A
175
61,6.103
23.10-6
10,23.10-6
Fe
1175
196.103
12.10-6
5,1.10-6
II. Tính toán và lựa chọn các phần tử trên đường dây:
1. Tính toán và lựa chọn cột:
a. Lựa chọn khoảng cột:
Theo đề bài thiết kế là đường dây trên không dài 5,5 km đi qua vùng đồng bằng Bắc bộ, ta thiết kế khoảng cột cách nhau L = 100m
Sơ đồ tuyến dây trung áp (hình bên)
b. Chọn cột:
Dự định cho 2 lộ đi trên một cột, dây dẫn 3 pha đặt trên 3 xà cách nhau 1m, cột chôn sâu 2m. Chọn cột ly tâm cao 12m.
Tại các vị trí trung gian đặt cột LT12B
Cứ 1km đường dây đặt một cột néo và tại các vị trí đầu cuối tuyến đường dây đặt cột LT12C.
Tổng số cột LT12B là 49 cột
Tổng số cột LT12C là 14 cột
Bảng thông số kỹ thuật của cột:
Loại
Quy cách D1/D2- H (mm)
Mác bê tông
V
(m3)
M
(kg)
Lực đầu cột
PCP(kg)
LT12B
190/3-10000
400
0,44
1200
900
LT12C
190/300-10000
400
0,44
1200
900
2.Chọn xà, sứ:
a. Chọn xà: Các cột trung gian dùng xà đơn X1.
Cột đầu và cuối dùng xà kép X2.
Xà làm bằng thép góc L73´73´7, dài 2m.
Kèm xà và chống xà dùng thép góc L60´60´6.
b.Chọn sứ:
Sứ chọn theo điều kiện: UđmS ³ Uđm mạng
Chọn sứ đỡ của Nga chế tạo OHC#-353-2000.
3. Chọn móng cột:
Chọn dùng móng không cấp.
Với cột trung gian: móng có kích thước 1´1,2´2m.
Với cột đầu cuối: móng có kích thước 1,2´1,4´2m.
Bản vẽ móng cột LT12B và LT12C như sau:
4. Các thiết bị phụ khác:
Dây néo cột là loại F14, mỗi cột có 2 dây néo nghiêng so với mặt đất 450 và được nối với móng néo.
Để đảm bảo an toàn các cột đều lắp tiếp địa xà, dây tiếp địa được đặt phía trong cột ly tâm có đường kính F10, cọc tiếp địa bằng cọc sắt góc L70´70´7 dài 3m được đóng sâu dưới mặt đất 1m. Điện trở tiếp đất phải đảm bảo: Rnđ £ 10 W
Tại đầu và cuối cột đặt 2 bộ chống sét ống để đảm bảo an toàn khi có sét đánh vào đường dây.
III. Kiểm tra các phần tử đã chọn:
1. Tính toán ứng suất và độ võng:
a. Tính khoảng vượt giới hạn:
Khoảng vượt tới hạn của dây AC-95 được tính bằng công thức:
Trong đó:
aAC: Hệ số dãn nở của dây phức hợp AC
aAC =
aAC = = 19,2.10-6 (1/ 0C)
Ta có:
a = = = 6
Hệ số giãn nở của thép: aFe =12.10-6 (1/ 0C)
Hệ số giãn nở của nhôm: aAl =23.10-6 (1/ 0C)
Modul đàn hồi của vật liệu nhôm: EA = 61,6.103 (N/mm2)
Modul đàn hồi của vật liệu thép: EFe = 196.103 (N/mm2)
Modul đàn hồi của vật liệu hợp phức:
EAC = = = 80,8.103 (N/mm2)
Hệ số kéo dài đàn hồi của dây AC:
bAC = = 12,38.103 (mm2/N)
Với: sAcp = = = 78,5 (N/mm2) xác định được ứng suất dây AC lúc bão và lúc min:
sACbao = [sAcp - (aA - aAC).(q0 - qmin).EA].
= [78,5 - (23 - 19,2).10-6.(15 - 5).61,6]. = 99,89(N/mm2)
sACbao = [sAcp - (aA - aAC).(q0 - qbao).EA].
= [78,5 - (23 - 19,2).10-6.(15 - 25).61,6]. = 102,94(N/mm2)
Khoảng vượt tới hạn của dây AC-95 là:
= 142,89m
L = 100m < Lth Vậy ứng suất lớn nhất trong dây xuất hiện khi qmin.
b. Phương trình trạng thái:
Với dây phức hợp ta có phương trình trạng thái:
sACn - = sACm - - .(qn + qm)
Trạng thái m: gm = g1 = 36,5.10-3 (N/m.mm2); qm = 40 0C
sACm = sACqmin = 99,89 (N/mm2)
Trạng thái m: gn = g1 = 36,5.10-3 (N/m.mm2); qn = 40 0C
sACn = sACqmax
Thay số vào phương trình trạng thái:
sACqmax - = 99,89 - -
s3ACqmax - 41,115s2ACqmax - 4,484.104 = 0
Giải ta được : sACqmax = 55,61 N/mm2
Độ võng của đường dây là:
f = = = 0,82 m
2. Trình tự kiểm tra:
a. Kiểm tra khoảng cách an toàn:
Điều kiện kiểm tra:
h0 = h - f - h1 - h2 ³ hcp
Trong đó: h là chiều cao cột: h = 12m
f là độ võng dây: f = 0,82m
h1là điểm treo dây trên xà dưới cùng tới đỉnh cột: h1 = 2m
h2 là độ sâu chôn cột: h2 = 2m
h0 = 12 - 0,82 - 2 - 2 = 7,18 > 6m
Vậy đảm bảo điều kiện an toàn.
b. Kiểm tra uốn cột trung gian:
Cột trung gian làm việc chịu tác động của lực gió, bão lên thân cột và dây dẫn trong từng khoảng cột.
Tải trọng gió lên cột:
Pc = .a.C.v2.F
Trong đó: a là hệ số biểu thị sự không đều của gió lên khoảng cột (a = 0,7)
C: hệ động lực của không khí phụ thuộc vào bề mặt chịu gió (C = 0,7)
v là vận tốc của gió lúc bão (v = 35m/s)
F là diện tích mặt cột chịu gió
F = = = 2,6m2
Ta có: Pc = .0,7.0,7.352.2,6 = 956,87 (N)
Tải trọng gió một dây:
P1d = g2.F.L = 75,6.103.95.100 = 718,2 (N)
Lực gió lên dây vào cột ở các độ cao 10m, 9m, 8m.
Lực gió đặt vào cột ở các độ cao:
H = = = 4,55m
Tổng momen tác động lên tiết diện cột đặt sát đất:
Mtt = n.(SMi + 10%.Mi)
Trong đó: n là hệ số quá tải (n = 1,2)
SMi = MPđ + MPc
Với:
MPđ là mômem lực gió tác dụng lên dây dẫn gây ra.
MPc là mômem lực gió tác dụng lên cột gây ra.
SMi = 2.718,2.(10 + 9 + 8) + 956,87.4,55 = 43136,56 (Nm)
Ta có:
Mtt = 1,2.(43136,56 + 0,1.43136,56) = 56940,26 (Nm)
Quy đổi momen tính toán về đầu cột:
Ptt = = = 5694,026 (N) = 580,4 (kG)
Ptt = 580,4 kG < Pcp = 720 kG. Vậy cột làm việc an toàn.
c. Kiểm tra uốn cột đầu, cột cuối, cột néo:
Các cột đầu và cuối luôn bị kéo về một phía bởi sức kéo của dây dẫn, còn cột néo khi dây dẫn bị đứt cũng bị kéo về một phía.
Lực kéo của một dây dẫn:
T = sACqmin.FAC = 99,89.( 95,4 + 15,9) = 11117,76 (N)
Mômen tính toán tổng tác động lên tiết diện cột đặt sát đất:
Mtt = n.(2T.h1+ 2T.h2 + 2T.h3) = 1,3.2.11117,76.(10 + 9 + 8)
= 780466,75 (Nm)
Lực tính toán quy về đầu cột:
Ptt = = = 78046,675 (N) = 7955,83 (kG)
Cột cuối dùng 2 cột LT12C có lực đầu cột cho phép 900 kG
Vậy: Ptt = 7955,83 kG > 1800 kG
Cột làm việc không an toàn do vậy ta đặt thêm 2 dây néo tăng cường cho cột.
d. Kiểm tra móng cột trung gian:
Công thức kiểm tra:
k.S £ (F2.En + F3.Q0) (1)
Trong đó: F1 = 1,5+ 0,5 (2)
F2 = (1 + tg2j)(1 + 1,5..tgj) (3)
F3 = (1 + tg2j). + tgj (4)
En = [0,5.h.g + C(1 + q2)] (5)
S: Tổng lực ngang đặt lên cột.
Q0: Tổng trọng lực đặt lên nền kể cả trọng lượng móng
C: Lực kết dính tính toán (tra bảng C = 4,12 N/cm2)
g: Trọng lượng riêng của đất ( g = 17,6 kN/m3)
q,q2: Trị số hàm số của nền đất sét, tra bảng ta có q = 0,476;
q2 = 0,128
k0: Hệ số an toàn phụ thuộc vào cột và chế độ làm việc k0 =1,26
j : Góc ma sát trong đất sét j = 400; tgj = 0,839
Thay số vào công thức (2), (3), (4) và (5) ta có:
F1 = 1,5+ 0,5 = 11,9
F2 = (1 + 0,8392)(1 + 1,5..0,839) = 1,29
F3 = (1 + 0,8392). + 0,839 = 1,86
En = [0,5.2.17,6 + 4,12(1 + 0,128)] = 91,92
Q0 = QC + Qm + Qd + Qx
Trong đó:
Trọng lượng cột là QC = 0,44.24,5 = 10,78 (kN)
Trọng lượng móng Qm = 1.1,2.24,5 = 58,8 (kN)
Trọng lượng dây Qd = 36,5.10-3.100.6,95 = 2,08 (kN)
Trọng lượng xà sứ Qx = 0,5 (kN)
Q0 = 10,78 + 58,8 + 2,08 + 0,5 = 72,16 (kN)
S = 6.718,2 + 956,87 = 5266,07 (N) = 5,27 (kN)
Thay số liệu đã tính toán vào công thức kiểm tra:
1,5.5.27 £ (1,29.91,92 + 1,86.72,16)
7,905 (kN) < 21,24 (kN). Vậy móng cột trung gian thoả mãn yêu cầu.
3. Thiết kế móng dây néo:
Tại vị trí quan trọng ta phải néo cột để đề phòng sự cố gẫy đổ cột.
Móng néo được làm bằng bê tông cốt thép mác 200 và có kích thước (1´1,5´0,3)m, chôn sâu 2m.
Dây néo được làm bằng thép bện có sgh = 685 (N/mm2), cỡ F14.Cột được giữ bằng 2 dây néo, các dây néo làm với mặt đất một góc 450 và tạo với nhau một góc 600.
Bố trí dây néo như hình vẽ:
Phân bố lực trên dây néo:
Phần trước đã tính lực đầu cột Ptt = 78046,68 (N)
Khả năng chống uốn của cột kép Pcp = 18000 (N)
Vậy 2 dây néo còn phải chịu lực: Ttt = Ptt - Pcp = 60046,68 (N)
Chiếu xuống mặt phẳng 2 dây néo (góc 450) có:
Tn = 60046,68. = 84918,8 (N)
Mỗi dây néo chịu một lực kéo là:
T1 = T2 = = = 49027,9 (N)
Kiểm tra khả năng chống nhổ của móng:
k.T < .g.h2.b.l (*)
Trong đó:
k là hệ số an toàn (k = 2)
Ttt = 49,028 (kN)
Tra bảng với đất sét pha cát ẩm tự nhiên ta được:
b = 450; j = 400; h = 0,504; A = 1,704; B = 0,587; g = 14,7;
Từ = = 0,5 tra bảng ta được x = 0,62
l là sức bền thụ động của đất:
l = l'.(1- x2.h2) + .A(1 - x2.B)
Với:
l' = = = 2,17
l = 2,17.(1 - 0,622.0,5042) + .1,704.(1 - 0,622.0,578) = 3,1
Thay vào (*) ta có:
2.49,028 £ .14,7.22.1,5.3,1
98,054 < 136,71
Do đó móng néo làm việc an toàn.
Kiểm tra khả năng chịu kéo của dây néo F14:
Công thức kiểm tra: Tgh = F.sgh ³ Ttt
Trong đó:
F là tiết diện phẳng của dây néo
sgh là ứng suất giới hạn
Tgh = p..0,658 = 105,4 (kN)
Vậy: 105,4 (kN) > 49,028 (kN). Dây néo đã chọn là thoả mãn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Thiết kế mạng và hệ thống.
Tủ sách đại học tại chức Bách Khoa Hà Nội - Bộ môn Hệ Thống Điện
2. Mạng lưới điện.
TS. Nguyễn Văn Đạm
3. Lưới điện.
TS. Trần Bách
4. Nhà máy điện & trạm biến áp.
Trịnh Hùng Thám - Nguyễn Hữu Khái - Đào Quang Thạch
Lã Văn Út - Phạm Văn Hoà - Đào Kim Hoa
5. Ngắn mạch trong hệ thống điện.
Lã Văn Út
6. Thiết kế cấp điện.
Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm
7. Sổ tay lựa chọn & tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV.
Ngô Hồng Quang
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Thiết kế mạng điện và cấp điện khu vực.doc