1.2 Mạng phâ n phối sơ cấp 1.2.1 Các dạng sơ đồ cung cấp điện a.Sơ đồ hình tia Ưu điểm Đơn giản Chi phí thấp Nhược điểm Độ tin cậy thấp Cung cấp điện không liên tục Trạm phân phối Tuyến trung CC MBA phân phối Nhánh Nhánh phụ CC nhánh Hình 1.6 Sơ đồ mạng phân phối sơ cấp hình tia Trườ n g ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 12 1.2.1 Các dạng sơ đồ cung cấp điện a.Sơ đồ hình tia Tuyến sơ cấp hình tia hệ thống dao cách ly Tái cung cấp điện nhanh Hình 1.7 Tuyến sơ cấp hình tia hệ thống dao cách ly Trườ n g ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Vùn g tải tuyến DCL liên lạc (NO) Vùn g tải tuyến DCL phân đoạn DCL liên lạc (NO) Vùn g tải tuyến Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 13 1.2.1 Các dạng sơ đồ cung cấp điện a.Sơ đồ hình tia Sơ đồ hình tia với tuyến dây tuyến dây ngược Hình 1.8 Sơ đồ mạch hình tia với tuyến dây tuyến dây ngược Trườ n g ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Tuyến ngược Trung tâm tải Tuyến MBA phân phối Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 14 1.2.1 Các dạng sơ đồ cung cấp điện a.Sơ đồ hình tia Sơ đồ phân bố phụ tải pha cho khu vực từ tuyến pha Trạm phân phối Tuyến pha Khu vực tải pha A Nhán h pha Tuyến pha Khu vực tải pha B Hình 1.9 Tuyến dây cung cấp hình tia tải khu vực Trườ n g ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Khu vực tải pha C Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 15 1.2.1 Các dạng sơ đồ cung cấp điện b.Sơ đồ mạch vòng Ưu điểm Độ tin cậy cao Cấp điện liên tục Nhược điểm Mạch phức tạp Hình 1.10 Sơ đồ tuyến dây trung mạch vòn g Trườ n g ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Trạm phân phối Nhán h DCL phân đoạn DCL liên kết Vị trí MBA phân phối Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 16 1.2.1 Các dạng sơ đồ cung cấp điện Trạm B Trạm C Trạm A Trạm D c.Sơ đồ dạng lưới Ưu điểm Độ tin cậy cao Cấp điện liên tục Tổn thất thấp Nhược điểm Khó thiết kế Khó vận hành Trạm E Hình 1.11 Mạn g phân phối sơ cấp dạn g lưới Trườ n g ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 17 1.2.2 Các cấp điện áp HTPP sơ cấp Các yếu tố ảnh hưởng đến mức điện áp Chiều dài tuyến dây sơ cấp Tải tuyến dây sơ cấp Số lượng trạm phân phối Định mức trạm phân phối Số đường dây truyền tải trung gian Số lượng phụ tải đặc biệt Hệ thống bảo trì Sự mở rộng sơ đồ hình Các điểm nối trụ Các loại dây cấu trúc Hình dáng dây trụ Trườ n g ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 18 1.2.2 Các cấp điện áp HTPP sơ cấp Các yếu tố khác ảnh hưởng đến mức điện áp Tổn thất điện áp Chiều dà i đường dây Điện áp trạm trung gian Dự án phát Triển tải Chọn cấp điện áp Chính sách công ty ĐL Tổn thất công suất Giá trị thiế t bị Điện áp trạm lân cận Hình 1.12 Các yếu tố ảnh hưởng đến cấp điện áp tuyến dây sơ cấp Trườ n g ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 19 1.2.2 Các cấp điện áp HTPP sơ cấp Tổng quát với độ sụt áp cho trước, chiều dài dây tuyến tải hàm cấp điện Tỉ số khoảng cách x tỉ số tải = hệ số bình phương điện áp  VL-N,mới  Hệ số bình phương điện áp =    V  L - N, cuõ   Khoảng cách Khoảng cách cũ Tỉ số tải = Tải tuyến dây Tải tuyến dây cũ Tỉ số khoảng cách = Trườ n g ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 20 1.2.3 Chọn cỡ dây trung Các yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế tuyến dây: Mật độ phụ tải nhánh Đặc tính phụ tải Mức gia tăng phụ tải Công suất dự trữ trường hợp khẩn cấp Cấp điện liên tục cho phụ tải Độ tin cậy điện Chất lượng cung cấp điện Cấp điện áp mạng trung the.á Phân loại chi phí việc xây dựng mạng điện Vị trí công suất trạm phân phối Các yêu cầu cấp điện áp qui định Trườ n g ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 21 a Sơ đồ hệ thốn g Thanhcá i M C liên lạ c Thanhcá i T n h cá i chín h Th an h cá i p hụ H1.34 Sơ đồ - phụ Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM H1.35 Sơ đồ Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 80 a Sơ đồ hệ thốn g T h an h ca ùi MC li e n la c â ï T h a n h ca i ù H1.36 Sơ đồ vòn g H1.37 Sơ đồ MC – ½ MC Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 81 a Sơ đồ hệ thốn g Sơ đồ trạm 1.Thanh đơn Ưu điểm Khuyết điểm - Chi phí rẻ 2.Hai cái, hai máy cắt - Trạm ngưng có cố - Khó bảo trì, sửa chữa - Không thể phát triển - Độ tin cậy thấp - Mỗi mạ ch có máy cắt - Các kết nố i linh hoạt - Trạm hoạt động có máy cắ t bị tách - Độ tin cậy cao 3.Sơ đồ - Chi phí thấp - Trạm hoạt động máy cắt phụ cách ly Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM - Chi phí cao - Một mạch không hoạ t động cố máy cắ t - Cần gia tăng máy cắt cho - Dao cách ly hoạ t động phức tạp Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 82 a Sơ đồ hệ thốn g Sơ đồ trạm Ưu điểm 4.Sơ đồ hai t 6.Sơ mộ cái, rưỡi máy cắ t - Hai t độngcái hoạ t động linh Hoạthanh linh hoạ t hoạt tin cậy cao - Độ - Có ch h mộ t cácó - Mạthể tá choạt động i - Mạcn máycó thể chuyển từ cố trê h că t daosang cáđộng c i - Các cá ch ly hoạ t i phố hợp máy cắt - Chi phí lắp đặt thấp - Hoạthành đơn giản t sửa Vận động linh hoạ chữa mácácắ t cá ch ly - Thanh y i mà khôn t cần cắt phụ thể - Máy cắg nà o có tả i cách ly khỏi cố cái, mạch - Sự mạch khôn cần t MC - Chỉg mấ1 điện.trên mạch - Không dùng - Mỗi mạ ch đượ c bảo vệ bở i máy că t Thanh mạch vòng Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Khuyết điểm - Thêm MCy cắtthanhmỗi Cần ½ má cho cá mạch dao cách ly cho mạch - Cần - Hệ đồ bảorơlethanh cá incóđều Sơ thống vệ tự độ g thể phụ thuộc vào n trạm gây tổn thất trêmáy cắ.t - Nếu cố xảy lúc sửa chữa má y cắ t sơ đồ mạ ch vòng tách m hai phần - Hệ thống tự động đóng lại - Bảo vệ mạch phức tạp Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 83 1.2.4 Thiết kế trạm phân phối b Vị trí trạm Các quy luật để lựa chọn vị trí trạm : Gần trung tâm tải vùng phụ tải Việc điều chỉnh điện áp thích hợp Thuận lợi đường dây vào trạm trung gian Có thể mở rộng trạm tương lai Không gây ảnh hưởng môi trường dân cư xung quanh Giảm nhỏ số phụ tải bị ảnh hưởng điện Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 84 c Định mức trạm 1) Vùng phụ tải hình vuông: Công suất đường dây cung cấp cho tải: S4 = A4D = l42D (kVA) Với A4 : diện tích tải nhánh, km2 D : mật độ phụ tải theo diện tích, kVA/km2 Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Tâm phụ tải MBA phân phối Tuyến a Nhánh b Trạm Vùng phụ tải nhánh 34 l l c H1.38 Vùng phụ tải hình vuôn g Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 85 c Định mức trạm 1) Vùng phụ tải hình vuông: Sụt áp đường dây: ∆U% = 2/3.l4.K%.S4 Trong đó: K% số sụt áp (%kVA.km) Với giả thiết phụ tải tăng dần Các MBA phân phối mang tải đặt cách khoảng baèng Suy ra: ∆U4 % = 2/3.l4.K%(l42D) = 0,667K%.D.l43 Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 86 c Định mức trạm 2) Vùng phụ tải hình lục giác đều: M BA p h ân p h ối Tam â p h ụ tải Nhanh ù a b T raïm V u øng p hu ï t ải cu a m ột n n h û ù Tuyen ch ín h c 2l 36 l6 H1.39 Vùng phụ tải hình lục giác Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 87 c Định mức trạm 2) Vùng phụ tải hình lục giác đều: Diện tích vùng phụ tải nhánh: A6 = l6 l6 Công suất đường dây: S6 = A6 D = Độ sụt áp: ∆U % = D.l6 l6 K %.S6 = 0,385 K % D.l63 Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 88 c Định mức trạm 3)Trường hợp tổng quát : Vùng cung cấp n pháp tuyến Độ sụt áp: ∆U % = ln K%.S n = dA (n - 1)2θ o Tuyến y θ K %.D ln tgθ 360 ∆U % = K %.D ln tg 2n θ b c x dx ln H1.40 Sơ đồ phụ tải dạn g tổn g quát Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 89 c Định mức trạm 4) So sánh : Trạm bốn đường dây Công suất đường Tổng công suất toàn vùng Độ sụt áp % đường Dòng cung cấp đầu đường dây Trạm sáu đường daây S = l4 D S6 = S Σ = 4l D S6 Σ = ∆U % = I4 = Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM K %Dl4 Dl 3U ( A) ∆U % = l6 D l6 D 3 K % Dl6 Dl6 I6 = ( A) 3U Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 90 c Định mức trạm Điều kiện giới hạn phát nóng cho loại dây dẫn bỏ qua sụt áp Ta coù: I = I ⇔ Hay: 2 l  Dl6 = →  = l  3U 3U  4 Dl4 Dl62 S6 Σ  l6  = = S4 Σ  l4 Dl4  Suy ra:   =   S6 Σ = 1,5S4 Σ Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 91 c Định mức trạm Điều kiện giới hạn độ sụt áp, loại dây dẫn 3 ∆U % = ∆U % ⇔ K % Dl = 3 K % Dl → l = 0,833 l6 → → S6Σ S 4Σ 6 2 Dl Dl 3 = = = 1,25 2 Dl ,78l D S6 Σ = 1,25 S4 Σ Nhận xét: sáu đường dây cung cấp tải 1,25 lần bốn đường dây có độ sụt áp Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 92 c Định mức trạm 5) Giải thích công thức tính độ sụt áp K Công thức Reps: 2  2  ln K nDAn  ln K S nΣ  3  3  ∆U n % = = = ln KS n n n Với: ∆Un% : độ sụt áp % mạch sơ cấp K 2/3ln Sn∑ Sn n D : số sụt áp % kVA.m : chiều dài hiệu dụng dây sơ cấp : tổng công suất cung cấp cho toàn vùng : công suất cung cấp n dây : số đường dây : mật độ tải, kVA/m2 Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 93 c Định mức trạm 5) Giải thích công thức tính độ sụt áp K Bảng tóm tắt Stt Trườ ng hợ p ln K Udây n D An SnΣ Sn ∆U % Taê ng diện tích × ↑ ×1 cung cấp ×1 ×1 Tă ng mật độ tả i ×1 ×1 × ↑ ×1 × ↑ × ↑ × ↑ ×1 ×1 ×1 × ↑ × ↑ × ↑ × ↑ Chọn lạ i dây ×1 × ↓ ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ↑ ×1 ↑ × ↓ 2 Đổ i tổ đấu dâ y × × ↓ × ↓ × × ×1 ↓ × ↑ × ↑ × ↓ MBA ∆ Y 3 Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp.HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 94 Thê m phá t tuyế n ×1 ×1 ×1 × ↑ ×1 ×1 × ↑ × ↓ × ↓ ... l2 (? ??U ) (? ??U ) '' '' 2 = ∂V =0 '' ∂U1 P3l32 (? ??U ) '' 2 F12 P2 l2 P3 l3 ⇔ P1 = = '' '' P1 ∆U ∆U F12 F22 F32 ⇒ F1 = ⇔ = = P1 P2 P3 Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuaä t Tp. HCM ∂V =0 '' ∂U ( P1 F3 ; P3 F2 = ) (. .. (3 ,6 + j2,84 )? ?? Z = (0 ,45 + j 0 ,35 5). 5 = (2 ,25 + j1,77 5)? ?? Z = (0 ,45 + j 0 ,35 5 ) = (1 ,35 + j1,065 )? ?? Hình 1.18b Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp. HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố ng điệ n 39 a Sự lựa... dây: 31 ,5 [(4 + + ). 8 + (3 + 2). 5 + 2 .3] = 80 mm 1,16 35 choïn A – 70 (? ? = 31 ,5mm2/km) F= Tra baûng r0 = 0,45 /km; x0 = 0 ,35 5 /km Trườ ng ĐH Sư phạ m Kỹ thuậ t Tp. HCM Bà i giả ng Thiế t kế hệ thố