ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN - THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 1 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV MỤC LỤC CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 2 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV 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 CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 3 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV 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. CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 4 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV 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 CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 5 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV 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 U QXPR U + =∆ %100 1000 % 2 đm U QXPR U + =∆ SrR 0 = SxX 0 = Với S là khoảng cách đẳng trị Mặt khác có thể áp dụng công thức %100 )sincos( %100 1000 % 2 00 2 đmđm U xrSL U QXPR U ϕϕ + = + =∆ Với S là công suất 3 pha (kVA) U đm là điện áp định mức (kV) Ta có hằng số sụt áp %100 sincos 2 00 đm U xr K ϕϕ + = sSKU %% =∆ Với s là khoảng các đẳng trị (km) r 0 là điện trở của dây dẫn 016.0)log(144.0 0 += r D x tb (Ω/km) r là bán kính day dẫn Các trường hợp tải phân bố Đường dây có phụ tải tập trung CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 6 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV 1 tttttt tt jQPS ss += == 1 tttt đm tttt tt sSK U XQRP U %%100 1000 % 2 = + =∆ Đường dây có phụ tải phân bố đều pbpbpb jQPS += s = s pb = AB, C là trung điểm của AB pbpb đm pbpb pb sSK U XQRP U %%100 1000 % 2 = + =∆ pb srR 0 = pb sxX 0 = Đường dây vừa có phụ tải phân bố đều lẫn tập trung pbpbpb jQPS += tttttt jQPS += Ta chia ra làm hai thành phần Thành phần phân bố đều pbpb đm pbpb pb sSK U XQRP U %%100 1000 % 2 = + =∆ CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 7 SVTH: LÊ THANH NHIỆM A BC B A C ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV Thành phần tập trung tttt đm tttt tt sSK U XQRP U %%100 1000 % 2 = + =∆ Với s pb = s Tổng sụt áp: ttpb UUU %%% ∆+∆=∆ Chọn dây cho phát tuyến: Nguyên tắc chọn dây là thỏa điều kiện sụt áp 1.Tính công suất tổng S tổng ở trên phát tuyến Từ đó suy ra dòng điện tổng đm tong tong U S I 3 = 2. Chọn dây thỏa mãn yêu cầu I cp ≥ I tổng 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% > ∆U cp thì ta tính lại từ bước 1 đến bước 5 với tiết diện dây chọn lớn hơn cho đến khi ∆U% ≤ ∆U cp. 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: CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 8 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV 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 jQP + 2 0 2 22 3 lIrR U QP P = + =∆ sr U S X U QP Q tt 0 2 2 2 22 = + =∆ Với R = r 0 s X = x 0 s CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 9 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV S = 1 * Phụ tải phân bố đều: jQP + sr U S Sr U QP P pbpbpb 0 2 2 0 2 22 = + =∆ Với 3 l s = Vừa phân bố tập trung vừa phân bố đều pbpb jQP = tttt jQP = Tính tổn thất công suất theo 3 thành phần với giả thiết hệ số công suất của các phụ tải giống nhau. U S I tt tt 3 = U S I pb pb 3 = pbtt III = ' CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 10 SVTH: LÊ THANH NHIỆM l S pb = l I pb S pb = l/3 l I tt s = l I’ A B L [...]... % = 0.927 % 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 CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 24 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV Ta có hệ số tổn thất... tránh mất điện khi sự cố nằm lân cận 2 vùng CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 17 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV Các dạng recloser: + Recloser 1pha hay 3 pha + Recloser điều khiển thủy lực + Recoser ngắt trong môi trường dầu hay chân không CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 18 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN... thất điện năng toàn mạng ∆A toanmang = ∆A phattuyen + ∆A cacnhanh ∑ ∑ ∑ Phần trăm tổn thất điện năng toàn mạng ∆A∑ phattuyen ( haynhanh ) ∆A toanmang % = × 100% ∑ ∆A∑ phattuyen ( haynhanh ) CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 12 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV CHƯƠNG III NGẮN MẠCH VÀ BIỆN PHÁP BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 3.1 NGẮN MẠCH TRÊN ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI... km) Đường dây 22kV 3pha có dây trung tính giả thiết bố trí như sau: đơn vị là (m) 1.8 1.5 1.35 Hình 5.1 Sơ đồ bố trí dây dẫn trên cột CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 31 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV Khoảng cách tương đương giữa các pha Dm , pha = 3 0.675 × 1.65 × 2.325 = 1.373 (m) Bán kính tự thân của dây pha ′ Ds , pha = rpha phụ thuộc số sợi cấu tạo dây, ... thức tính toán ngắn mạch cho mạng điện phân phối: - Tổng trở cơ bản CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 13 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV Z cb = 2 U cb Scb Trong đó: Zcb là tổng trở cơ bản Ucb là điện áp cơ bản Scb là công suất biểu kiến cơ bản Z HT Z cb Z HTđTđv = - Tổng trở thứ tự thuận và thứ tự nghịch Z1 = Z 2 = r + jx - Tổng trở thứ tự không + Điện trở thứ... (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:  Đoạn 4-5 4 5km 5 1000 ∆U % = K % S tt stt = 0.000087 × 1000 × 5 = 0.435 % CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 20 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV  Đoạn 3-4 4 3km 3 1900 ∆U 3−4 % = K % S tt... 15 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV 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... 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... 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 CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 16 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV Các thông số trên Recloser: Điện áp của hệ thống: ... 33.136 × 0.619 × 8760 = 179677.97 = 179.78(kW ) CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 30 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV 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 Z cb = 2 U cb 22 2 = = 4.84 S cb 100 Z ht = Z cb × 0.3 Tổng trở thứ tự thuận và nghịch Z1 + . ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN - THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV CBHD: NGUYỄN ĐĂNG. ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV MỤC LỤC CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 2 SVTH: LÊ THANH NHIỆM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY