Xem mẫu

  1. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN CHƯƠNG VII TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN I - MỞ ĐẦU Chương này tính toán chính xác các tình trạng làm việc của mạng điện lúc phụ tải cực đại, cực tieåu và sự cố. Kết quả tính toán bao gồm điện áp lệch pha tại các nút, tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trên đường dây và máy biến áp, tổng công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra, tổng công suất tác dụng và phản kháng của nguồn tính từ thanh góp cao áp của nhà máy điện. Đây là kết quả của bài toán phân bố công suất xác lập trong mạng điện. II - TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI 1 - Bảng tổng kết phụ tải (sau khi bù), đường dây và máy biến áp - Phụ tải Phụ tải 1 2 3 4 5 6 P (MW) 15 20 15 15 18 10 Q (MVAr) 11,25 14,8 9,422 7,444 12,07 6,375 - Đường dây Đường N1 12 N3 N4 34 N5 N6 56 dây R (Ω) 4,174 6,037 13,606 13,606 19,516 8,538 23 18,966 X (Ω) 12,563 9,378 17,729 17,729 18,71 13,262 22,05 18,183 YC(1/Ω) 9,11 6,089 11,021 11,021 11,056 8,611 13,03 10,745 10-5 - Máy biến áp Trạm biến Số máy biến RB (Ω) XB (Ω) ΔPFe (kW) ΔQFe áp áp (kVAr) 1 1 2,539 55,545 29 200 2 1 2,539 55,545 29 200 3 2 2.196 43,395 42 272 4 2 2.196 43,395 42 272 5 2 1.27 27,773 58 400 6 2 3.968 69,431 28 180 2- Tính điện áp và tổn thất công suất a) Xét đường dây mạch kép N34 73 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  2. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN N j0,667 j0,667 MVAr MVAr ZN3 ZN4 Z34 4 3 ΔPFe4 + jΔQFe4 ΔPFe3 + jΔQFe3 j0,669 RB4 MVAr RB3 jXB4 jXB3 15 + j7,444 15 + j9,422 MVA MVA Tính phân bố công suất và tách lưới điện kín thành lưới điện hở: - Tổn thất công suất trong tổng trở của trạm biến áp T3 : PT23 + QT23 152 + 9, 4222 ΔPB 3 = 2 RB 3 = × 2,196 = 0, 057 MW U dm 1102 PT23 + QT23 152 + 9, 4222 ΔQB 3 = 2 X B3 = × 43.395 = 1,125MVAr U dm 1102 - Công suất ở đầu tổng trở của trạm biến áp T3: S'T 3 = PT' 3 + jQT 3 = ( Pt 3 + jQt 3 ) + ( ΔPB 3 + jΔQB 3 ) = (15 + j9, 422 ) + ( 0, 057 + j1,125 ) = ' = 15, 057 + j10,547 MVA - Công suất vào trạm biến áp T3 P3 = PT' 3 + ΔPFe 3 = 15, 057 + 0, 042 = 15, 099 MW Q3 = QT 3 + ΔQFe 3 = 10, 547 + 0, 272 = 10,819 MVAr ' S 3 = P3 + jQ3 = 15, 099 + j10,819 MVA - Công suất kháng do phân nửa điện dung của đường dây N3 sinh ra : b03 .l3 2 2, 673.10−6.41, 2311 j Δ QC − N 3 = j U dm = j ×1102 = j 0, 667 MVAr 2 2 - Công suất kháng do phân nửa điện dung của đường dây 12 sinh ra : b34 .l34 2 2, 606.10−6.42, 4264 j Δ QC −34 = j U dm − j × 1102 = j 0, 669 MVAr 2 2 - Công suất tính toán tại nút 1 (phía cao áp) : 74 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  3. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN S'3 = P3' + jQ3' = P3 + j ( Q3 − ΔQC − N 3 − ΔQC −34 ) = 15, 099 + ( j10,819 − j 0, 667 − j 0, 669 ) = = 15, 099 + j9, 483 MVA - Tổn thất công suất trong tổng trở của trạm biến áp 4 : PT24 + QT 4 2 152 + 7, 4442 ΔPB 4 = 2 RB 4 = × 2,196 = 0, 051MW U dm 1102 PT24 + QT 4 2 152 + 7, 4442 ΔQB 4 = 2 X B4 = × 43,395 = 1, 006MVAr U dm 1102 - Công suất ở đầu tổng trở của trạm biến áp 4 : S'T 4 = PT' 4 + jQT 4 = ( Pt 4 + jQt 4 ) + ( ΔPB 4 + jΔQB 4 ) = (15 + j 7, 444 ) + ( 0, 051 + j1, 006 ) = ' = 15, 051 + j8, 45 MVA - Công suất vào trạm biến áp 4: P4 = PT' 4 + ΔPFe 4 = 15, 051 + 0, 042 = 15, 093 MW Q4 = QT 4 + ΔQFe 4 = 8, 45 + 0, 272 = 8, 722 MVAr ' S 4 = P4 + jQ4 = 15, 093 + j8, 722 MVA - Công suất kháng do nửa điện dung của đường dây N4 sinh ra : b04 .l4 2 2, 673.10−6.41, 2311 j Δ QC − N 4 = j U dm = j × 1102 = j 0, 667 MVAr 2 2 - Công suất kháng do nửa điện dung của đường dây 34 sinh ra : b34 .l34 2 2, 606.10−6.42, 4264 j Δ QC −34 = j U dm − j × 1102 = j 0, 669 MVAr 2 2 - Công suất tính toán tại nút 4 (phía cao áp) : S'4 = P4' + jQ4 = P4 + j ( Q4 − ΔQC − N 4 − ΔQC −34 ) = 15, 093 + ( j8, 722 − j 0, 667 − j 0, 669 ) = ' = 15, 093 + j 7,386 MVA - Phân bố công suất gần đúng theo tổng trở : + Công suất trên đường dây 3 : ∗ ∗ ∗ S ' . ( Z N 4 + Z 34 ) + S4 . Z N 4 ' S N3 = 3 = Z N 3 + Z N 4 + Z 34 = (15, 099 − j9, 483) × (13, 606 + j17, 729 + 19,516 + j18, 71) + (15, 093 − j 7,386 ) × (13, 606 + j17, 729 ) = 13, 606 + j17, 729 + 13, 606 + j17, 729 + 19,516 + j18, 71 = 15, 0597 − j8,829 MVA Suy ra S N 3 = 15, 0597 + j8,829 MVA + Công suất trên đường dây 4 : 75 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  4. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN ∗ ∗ ∗ S4 . ( Z N 3 + Z 34 ) + S3' . Z N 3 ' SN4 = = Z N 3 + Z N 4 + Z 34 = (15, 093 − j 7,386 ) × (13, 606 + j17, 729 + 19,516 + j18, 71) + (15, 099 − j9, 483) × (13, 606 + j17, 729 ) = 13, 606 + j17, 729 + 13, 606 + j17, 729 + 19,516 + j18, 71 = 15,1323 − j8, 0399 MVA Suy ra S N 4 = 15,1323 + j8, 0399 MVA S 34 = S N 3 − S3' = 15, 0597 + j8,829 − (15, 099 + j 9, 483) = −0, 0393 − j 0, 654 MVA - Gần đúng ta coi S3' được phân thành 2 tải thành phần với ' S 3 = S N 3 + S 43 = 15, 0597 + j8,829 + 0, 0393 + j 0, 654 = 15, 099 + j9, 483 MVA - Như vậy việc tính toán mạng điện kín được chuyển về tính theo mạng điện hở hình tia theo sơ đồ sau : N ZN3 3 3 Z34 ZN4 4 N b03l3 b034l34 b04l4 j j j 2 2 2 S3 S 43 ST 4 ΔPFe4+jΔQFe4 ' ST3 ΔUB4 RB4 jXB4 4’ P4+jQ4 ' (lưu ý S N 3 , S 43 tách ra từ S 3 đã hàm chứa điện dung đường dây 2 bên). Từ sơ đồ trên ta thực hiện tính toán chính xác phân bố công suất trong lưới N12 như sau: - Quá trình tính ngược Xét đoạn N3: ZN3 N S N 3∑ ' SN 3 3 b03l3 j 2 S3 76 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  5. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN - Tổn thất công suất trên tổng trở đoạn N3 : PN23 + QN 3 2 15, 0597 2 + 8,8292 ΔPN 3 = 2 × RN 3 = ×13, 606 = 0,343 MW U dm 1102 PN23 + QN 3 2 15, 0597 2 + 8,8292 ΔQN 3 = 2 × X N3 = × 17, 729 = 0, 447 MVAr U dm 1102 - Công suất ở đầu tổng trở đường dây N3 : S N 3 = S N 3 + ΔPN 3 + jΔQN 3 = 15, 0597 + j8,829 + 0,343 + j 0, 447 = 15, 4027 + j 9, 276 MVA ' - Công suất kháng do nửa điện dung của đường dây N2 sinh ra : b03 .l3 2 2, 673.10−6.41, 2311 j Δ QC − N 3 = j U dm = j ×1102 = j 0, 667 MVAr 2 2 - Công suất tại đầu nguồn N3 : S N 3 ∑ = S N 3 − j Δ QC − N 3 = 15, 4027 + j 9, 276 − j 0, 667 = 15, 4027 + j8, 609MVA ' Xét đoạn N34: 3 Z34 4 ZN4 SN 4 ' SN 4 S N 4∑ N ' S34 b04l4 j ' S4 2 S 34 - Tổn thất công suất trên đoạn 34 : P34 + Q34 2 2 0, 03932 + 0, 6542 ΔP34 = 2 × R34 = 2 × 19,516 = 6,924 × 10−4 MW U dm 110 P34 + Q34 2 2 0, 03932 + 0, 6542 ΔQ34 = 2 ×X = 2 × 18, 71 = 6, 638 × 10−4 MVAr U dm 110 - Công suất ở đầu tổng trở của đường dây 34 : S34 = S43 + Δ S 34 = 0, 0393 + j 0, 654 + ( 6,924 + j 6, 638 ) × 10−3 = 0, 04 + j 0, 655 MVA ' - Công suất tại đầu nút 4 : S N 4 = S4 + S34 + Δ S 34 = 15, 093 + j 7,386 + 0, 0393 + j 0, 654 + ( 6,924 + j 6, 638 ) × 10−4 = ' = 15,133 + j8, 041 MVA - Tổn thất công suất trên tổng trở đoạn N4 : PN24 + QN 4 2 15,1332 + 8, 0412 ΔPN 4 = 2 × RN 4 = × 13, 606 = 0,33 MW U dm 1102 PN24 + QN 4 2 15,1332 + 8, 0412 ΔQN 4 = 2 × XN4 = × 17, 729 = 0, 43 MVAr U dm 1102 - Công suất ở đầu tổng trở đường dây N4 : 77 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  6. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN S N 4 = S N 4 + ΔPN 4 + jΔQN 4 = 15,133 + j8, 041 + 0,33 + j 0, 43 = 15, 463 + j8, 471 MVA ' - Công suất kháng do nửa điện dung của đường dây N4 sinh ra : b04 .l4 2 2, 673.10−6.41, 2311 j Δ QC − N 4 = j U dm = j × 1102 = j 0, 667 MVAr 2 2 - Công suất tại đầu nguồn N4 : S N 4 ∑ = S N 4 − jΔ QC − N 4 = 15, 463 + j8, 471 − j 0, 667 = 15, 463 + j 7,804MVA ' - Quá trình tính thuận Tính tổn thất điện áp đoạn N3: PN 3 RN 3 + QN 3 X N 3 15, 4027 × 13, 606 + 9, 276 × 17, 729 ' ' ΔU N 3 = = = 3, 091 kV UN 121 Điện áp bên trái nút 3: U 3 ) = U N − ΔU N 3 = 121 − 3, 091 = 117,909 kV ( 1 Trong đó : UN là điện áp nguồn trong tình trạng phụ tải cực đại : UN = 110 x 1,1=121 kV Tổn thất điện áp trên đoạn N4: PN 4 RN 4 + QN 4 X N 4 15, 463 × 13, 606 + 8, 471× 17, 729 ' ' ΔU N 4 = = = 2,98 kV UN 121 Điện áp tại nút 4: U 4 = U N − ΔU N 4 = 121 − 2,98 = 118, 02 kV Tổn thất điện áp trên đoạn 34: P34 R34 + Q34 X 34 0, 04 × 19,516 + 0, 655 ×18, 71 ' ' ΔU 34 = = = 0,11 kV U4 118, 02 Điện áp bên phải nút 3: U 3 ) = U 4 − ΔU 34 = 118, 02 − 0,11 = 117,91 kV ( 2 Điện áp tại nút 3 có thể tính bằng trị trung bình như sau : U 31) + U 3 2) 117,909 + 117,91 ( ( U3 = = = 117,91 kV 2 2 Xác định điện áp thứ cấp tại các trạm biến áp 3 và 4: Trạm biến áp 4: Có U 4 = 118, 02 kV là điện áp tại thanh cái cao áp của trạm. Tổn thất điện áp qua trạm T4: PT' 4 RB 4 + QT 4 X B 4 15, 051× 2,196 + 8, 45 × 43,395 ' ΔU T 4 = = = 3,387 kV U4 118, 02 Điện áp tại nút 4’ qui về phía cao áp: 78 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  7. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN U 4 = U 4 − ΔU T 4 = 118, 02 − 3,387 = 114, 633 kV ' Tính độ lệch điện áp Do các máy biến áp chọn có cấp điện áp là 115/22 kV nên có tỷ số biến áp k như nhau: U pa ,cao Tỷ số biến áp k: k = U kt , ha Upa,cao : điện áp của đầu phân áp phía cao áp. Ukt,hạ : điện áp không tải phía hạ áp. Ukt,hạ =1.05÷1.1Uđm Ukt,hạ =1,1Uđm=1,1 x 22 = 24,2 kV U pa ,cao 115 Do đó: k = = = 4,752 U kt , ha 24, 2 U4 ' U 114, 633 Điện áp phía hạ áp: U 4'' = = U ha = Ha quy ve cao = = 24,123kV kB 4 kB 4 4, 752 U − U dmha 24,123 − 22 %Độ lệch điện áp = ha × 100 = × 100 = 9, 65 U dmha 22 Trạm biến áp 3: Có U 3 = 117,91 kV là điện áp tại thanh cái cao áp của trạm. Tổn thất điện áp qua trạm T3: PT' 3 RB 3 + QT 3 X B 3 15, 057 × 2,196 + 10,547 × 43,395 ' ΔU T 3 = = = 4,162 kV U3 117,91 Điện áp tại nút 3’ qui về phía cao áp: U 3' = U 3 − ΔU T 3 = 117,91 − 4,162 = 113, 748 kV Tính độ lệch điện áp U 3' U 113, 748 Điện áp phía hạ áp: U 3'' == U ha = Ha quy ve cao = = 23,937kV k k 4, 752 U − U dmha 23,937 − 22 %Độ lệch điện áp = ha × 100 = × 100 = 8,804 U dmha 22 a) Xét đường dây mạch kín N56 Tương tự như lưới N34 và các kết quả tính toán trong chương 6, có được: Sơ đồ tương đương: 79 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  8. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN N j0,788 j0,521 MVAr MVAr ZN5 ZN6 Z56 6 5 ΔPFe6 + jΔQFe6 ΔPFe5 + jΔQFe5 j0,65 RB6 MVAr RB5 jXB6 jXB5 10 + j6,375 18 + j12,07 MVA MVA - Tổn thất công suất trong tổng trở của trạm biến áp T5 : PT25 + QT25 182 + 12, 07 2 ΔPB 5 = 2 RB 5 = × 1, 27 = 0, 049MW U dm 1102 PT25 + QT 5 2 182 + 12, 07 2 ΔQB 5 = 2 X B5 = × 27, 773 = 1, 078MVAr U dm 1102 Tổng công suất cung cấp đầu trạm T5: S 5 = Pt 5 + ΔPB 5 + ΔPFe 5 + j ( Qt 5 + ΔQB 5 + ΔQFe5 ) = 18 + 0, 049 + 0, 058 + j (12, 07 + 1, 078 + 0, 4 ) = 18,107 + j13,548 MVA - Tổn thất công suất trong tổng trở của trạm biến áp T6 : PT26 + QT 6 2 102 + 6,3752 ΔPB 6 = 2 RB 6 = × 3,968 = 0, 046 MW U dm 1102 PT26 + QT 6 2 102 + 6,3752 ΔQB 6 = 2 X B6 = × 69, 431 = 0,807 MVAr U dm 1102 Tổng công suất cung cấp đầu trạm T6: S 6 = Pt 6 + ΔPB 6 + ΔPFe 6 + j ( Qt 6 + ΔQB 6 + ΔQFe 6 ) = 10 + 0, 046 + 0, 028 + j ( 6,375 + 0,807 + 0,18 ) = 10, 074 + j 7,362 MVA - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N5 sinh ra : b0 N 5 .lN 5 2 2, 723.10−6.31, 622 j ΔQC − N 5 = j U dm = j × 1102 = j 0,521 MVAr 2 2 - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây 56 sinh ra : 80 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  9. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN bo 56 .l56 2 2, 606.10−6.41, 2311 j ΔQC −56 = j U dm − j × 1102 = j 0, 65MVAr 2 2 - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N6 sinh ra : b0 N 6 .lN 6 2 2, 606.10−6.50 j ΔQC − N 6 = j U dm = j ×1102 = j 0, 788 MVAr 2 2 Công suất tải ở nút 5: S5 ' = S 5 - j Δ QC − N 5 - j ΔQC −56 = 18,107 + j13, 548 -j0,521-j0,65=18,107+j12,377 MVA Công suất tải ở nút 6: S6 ' = S 6 - j Δ QC − N 6 - j ΔQC −56 = 10, 074 + j 7, 362 - j0,788 - j0,65=10,074 + j5,924 MVA ∗ ∗ ∗ S '.Z + S5 '.( Z 56 + Z N 6 ) S N5 = 6 N6 = Z N 5 + Z 56 + Z N 6 = (10,074 - j5,924 ) × ( 23 + j 22, 05) + (18,107-j12,37 ) × ( 23 + j 22, 05 + 18,966 + j18,183) = 23 + j 22, 05 + 18,966 + j18,183 + 8,538 + j13, 262 = 18,0335 − j13,2611 MVA • Suy ra : S N 5 = 18,0335 + j13,2611 MVA ∗ ∗ ∗ S 5'.Z N 5 + S 6 '.( Z 56 + Z N 5 ) S N6 = = Z N 6 + Z 56 + Z N 5 = (18,107 - j12,37 ) × (8,538 + j13, 262 ) + (10,074 - j5,924 ) × (18,966 + j18,183 + 8,538 + j13, 262 ) 23 + j 22, 05 + 18,966 + j18,183 + 8,538 + j13, 262 = 10,1475 − j 5,0399 MVA • Suy ra : S N 6 = 10,1475+j5,0399 MVA • • • S 56 = S N 5 − S 5' = 18, 0335 + j13, 2611- (18,107+j12,377)= - 0.0735+ j0.8841MVA Nút 6 là nút phân công suất. Thực hiện tách lưới kín N56 thành lưới hở hình tia như sau: 81 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  10. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN N ZN6 6 6 Z56 ZN5 5 N b06l6 b056l56 b05l5 j j j 2 2 2 S6 S 56 ST 5 ΔPFe5+jΔQFe5 ' S T5 ΔUT5 RB5 jXB5 5’ P5+jQ5 (lưu ý S 6 , S 56 tách ra từ S6 ' đã hàm chứa điện dung đường dây 2 bên). Từ sơ đồ trên ta thực hiện tính toán chính xác phân bố công suất trong lưới N56 như sau: - Quá trình tính ngược Xét đoạn N6: ZN6 N S N 6∑ ' SN 6 6 b06l6 j 2 S6 = S N6 - Tổn thất công suất trên tổng trở đoạn N6 : PN26 + QN 6 2 10,14752 + 5, 0399 2 ΔPN 6 = 2 RN 6 = × 23 = 0,244MW U dm 110 2 PN26 + QN 6 2 10,14752 + 5, 0399 2 Δ QN 6 = 2 XN6 = × 22, 05 = 0,2339MVAr U dm 110 2 - Công suất ở đầu tổng trở đường dây N6 : S N 6 = S N 6 + ΔPN 6 + jΔQN 6 = 10,1475 + j5, 0399 + 0, 244 + j 0, 2339 = 13,3915 + j5, 2738 MVA ' - Công suất kháng do nửa điện dung của đường dây N6 sinh ra : b0 N 6 .lN 6 2 2, 606.10−6.50 j ΔQC − N 6 = j U dm = j ×1102 = j 0, 788 MVAr 2 2 - Công suất tại đầu nguồn N6 : 82 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  11. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN S N 6 ∑ = S N 6 − j Δ QC − N 6 = 13,3915 + j 5, 2738 − j 0, 788 = 13,3915 + j 4, 486MVA ' Xét đoạn N56: 6 Z56 5 ZN5 SN 5 ' SN 5 S N 5∑ N ' S56 b05l5 j S5' 2 S 56 - Tổn thất công suất trên đoạn 56 : P56 + Q56 2 2 0, 07352 + 0,88412 ΔP56 = 2 R56 = × 18, 966 = 0, 0012 MW U dm 110 2 P56 + Q56 2 2 0, 07352 + 0,88412 ΔQ56 = 2 X 56 = × 18,183 = 0, 0012 MVAr U dm 110 2 - Công suất ở đầu tổng trở đường dây 56 : S56 = S56 + Δ S 56 = −0, 0735 + j 0,8841 + ( 0, 0012 + j 0, 0012 ) = −0, 0723 + j 0,8853 MVA ' - Công suất tại đầu nút 5 : S N 5 = S5' + S 56 = 18,107+j12,377 -0, 0723 + j 0,8853 = 18, 035 + j13, 262 MVA ' - Tổn thất công suất trên tổng trở đoạn N5 : PN25 + QN 5 2 18, 0352 + 13, 262 2 ΔPN 5 = 2 RN 5 = × 8,538 = 0,354 MW U dm 110 2 PN25 + QN 5 2 18, 0352 + 13, 262 2 ΔQN 5 = 2 X N5 = × 13, 262 = 0,549 MVAr U dm 110 2 - Công suất ở đầu tổng trở đường dây N5 : S N 5 = S N 5 + ΔPN 5 + jΔQN 5 = 18, 035 + j13, 262 + 0,354 + j 0,549 = 18,389 + j13,811 MVA ' - Công suất kháng do nửa điện dung của đường dây N5 sinh ra : b0 N 5 .lN 5 2 2, 723.10−6.31, 622 j ΔQC − N 5 = j U dm = j × 1102 = j 0,521 MVAr 2 2 - Công suất tại đầu nguồn N5 : S N 5 ∑ = S N 5 − j Δ QC − N 5 = 18,389 + j13,811 − j 0,521 = 18,389 + j13, 29MVA ' - Quá trình tính thuận Tính tổn thất điện áp đoạn N6: PN 6 RN 6 + QN 6 X N 6 13,3915 × 23 + 5, 2738 × 22, 05 ' ' ΔU N 6 = = = 3,507 kV UN 121 Trong đó : UN là điện áp nguồn trong tình trạng phụ tải cực đại, 83 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  12. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN UN = 110 x 1,1=121 kV Điện áp bên trái nút 6: U 6 ) = U N − ΔU N 6 = 121 − 3,507 = 117, 493 kV ( 1 Tính tổn thất điện áp đoạn N56: Tổn thất điện áp trên đoạn N5: PN 5 RN 5 + QN 5 X N 5 18,389 × 8,538 + 13,811× 13, 262 ' ' ΔU N 5 = = = 2,811 kV UN 121 Điện áp tại nút 5: U 5 = U N − ΔU N 5 = 121 − 2,811 = 118,189 kV Tổn thất điện áp trên đoạn 56: P56 R56 + Q56 X 56 ' ' 0, 0723 × 18,966 + 0,8853 ×18,183 ΔU 56 = = = 0,148 kV U5 118,189 Điện áp bên phải nút 6: U 6 ) = U 5 − ΔU 56 = 118,189 − 0,148 = 118, 041 kV (2 Điện áp tại nút 2 có thể tính bằng trị trung bình như sau : U 61) + U 62) 117, 493 + 118, 041 ( ( U6 = = = 117, 767 kV 2 2 Xác định điện áp thứ cấp tại các trạm biến áp 5 và 6: Trạm biến áp 5: Có U 5 = 118,189 kV là điện áp tại thanh cái cao áp của trạm. Tổn thất điện áp qua trạm T5: ST 5 = Pt 5 + ΔPB 5 + j ( Qt 5 + ΔQB 5 ) ' = 18 +0, 049 + j (12,07 + 1, 078 ) = 18, 049 + j13,148 MVA PT' 5 RB 5 + QT 5 X B 5 18, 049 ×1, 27 + 13,148 × 27, 773 ' ΔU T 5 = = = 3,314 kV U5 118,189 Điện áp tại nút 5’ qui về phía cao áp: U 5' = U 5 − ΔU T 5 = 118,189 − 3,314 = 114,875 kV - Tính độ lệch điện áp U 5' U 114,875 Điện áp phía hạ áp: U = = U ha = Ha quy ve cao = '' 5 = 24,174kV kB5 kB5 4, 752 U − U dmha 24,174 − 22 %Độ lệch điện áp = ha × 100 = × 100 = 9,882 U dmha 22 Trạm biến áp 6: Có U 6 = 117, 767 kV là điện áp tại thanh cái cao áp của trạm. 84 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  13. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN Tổn thất điện áp qua trạm T6: ST 6 = Pt 6 + ΔPB 6 + j ( Qt 6 + ΔQB 6 ) ' = 10 + 0, 046 + j ( 6,375 + 0,807 ) = 10, 046 + j 7,182 MVA PT' 6 RB 6 + QT 6 X B 6 10, 046 × 3,968 + 7,182 × 69, 431 ' ΔU T 6 = = = 4,573 kV U6 117, 767 Điện áp tại nút 6’ qui về phía cao áp: U 6' = U 6 − ΔU T 6 = 117, 767 − 4,573 = 113,194 kV - Tính độ lệch điện áp U6 ' U 113,194 Điện áp phía hạ áp: U 6'' = = U ha = Ha quy ve cao = = 23,82kV kB 6 kB 6 4, 752 U − U dmha 23,82 − 22 %Độ lệch điện áp = ha × 100 = × 100 = 8, 274 U dmha 22 c) Xét đường dây mạch hở N12 Z12 ZN1 N 2 1 ST 2 b012l12 b01l1 j ST 1 j 2 2 ΔPFe2+jΔQFe2 ' ST 2 ΔPFe1+jΔQFe1 ' S T1 RB2 RB1 jXB2 jXB1 2’ 1’ P2+jQ2 P1+jQ1 - Quá trình tính ngược Ta có: Tổn thất công suất trạm T2: PT22 + QT22 202 + 14,82 ΔPB 2 = 2 RB 2 = × 2,539 = 0,13kW U dm 1102 PT22 + QT2 2 202 + 14,82 ΔQB 2 = 2 X B2 = × 55,545 = 2,842 MVAr U dm 1102 Tổng công suất cung cấp đầu trạm T2: 85 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  14. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN S 2 = Pt 2 + ΔPB 2 + ΔPFe 2 + j ( Qt 2 + ΔQB 2 + ΔQFe 2 ) = 20 + 0,13 + 0, 029 + j (14,8 + 2,842 + 0, 2 ) = 20,159 + j17,842 MVA Tổn thất công suất trạm T1: PT21 + QT21 152 + 11, 252 ΔPB1 = 2 RB1 = × 2,539 = 0, 074MW U dm 1102 PT21 + QT21 152 + 11, 252 ΔQB1 = 2 X B1 = × 55,545 = 1, 614MVAr U dm 1102 Tổng công suất cung cấp đầu trạm T1: S 1 = PT 1 + ΔPB1 + ΔPFe1 + j ( Q1 + ΔQB1 + ΔQFe1 ) = 15 + 0, 074 + 0, 029 + j (11, 25 + 1, 614 + 0, 2 ) = 15,103 + j13, 064 MVA Cho ta: 15,103 + j13,064 N ZN1 MVA Z12 1 2 • • • S N 1' • S 12 ' 20,159+ j17,842 S N 1" S 12" MVA j 0, 382 j 0, 353 - Coâng suaát do phaân nöûa điện dung ñöôøng daây N1 sinh ra : boN 1.l1 2 2,881.10−6.31, 622 j ΔQC − N 1 = j U dm = j ×1102 = j 0,551 MVAr 2 2 - Coâng suaát do phaân nöûa điện dung ñöôøng daây 34 sinh ra : bo12 .l12 2 2,723.10−6.22,3607 j ΔQC −12 = j U dm = j ×1102 = j 0,368MVAr 2 2 - Công suất ở cuối tổng trở Z12 : S ''12 = S 2 − jΔQC −12 = 20,159 + j17,842 − j 0,368 = 20,159 + j17, 474 MVA - Tổn thất công suất trên đường dây 12: P′′2 + Q122 ′′ 20,159 2 + 17, 474 2 ΔP = 12 12 2 R12 = × 6, 037 = 0, 355MW U dm 110 2 P′′2 + Q122 ′′ 20,159 2 + 17, 474 2 ΔQ12 = 12 2 X 12 = × 9,378 = 0,552 MVAr U dm 110 2 - Công suất ở đầu tổng trở Z12 : S '12 = S ''12 + ΔP + ΔQ12 = 20,159 + j17, 474 + 0,355 + j 0,552 = 20,514 + j18, 026 MVA 12 - Công suất ở cuối tổng trở ZN1 : 86 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  15. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN S ''N 1 = S '12 − j ΔQC −12 + S1 − j ΔQC − N 1 = = 20,514 + j18, 026 − j 0,368 + 15,103 + j13, 064 − j 0,551 = 35, 617 + j 30,171MVA - Tổn thất công suất trên đường dây N1: ′′ ′′ 1 PN 12 + QN 2 35, 617 2 + 30,1712 ΔPN 1 = 2 RN 1 = × 4,174 = 0, 752 MW U dm 110 2 ′′ ′′ 1 PN 12 + QN 2 35, 617 2 + 30,1712 Δ QN 1 = 2 X N1 = × 12,563 = 2, 262 MVAr U dm 110 2 - Công suất ở đầu tổng trở đường dây N1: S N 1 = S ''N 1 + ΔPN 1 + jΔQN 1 = 35, 617 + j30,171 + 0, 752 + j 2, 262 = 36,369 + j 32, 433 MVA ' Tổng công suất cung cấp cho nút N12: S N 12 = S N 1 − j ΔQC − N 1 = 36,369 + j32, 433 − j 0,551 = 36,369 + j 31,882MVA ' - Quá trình tính thuận Tính tổn thất điện áp đoạn N1: PN 1 RN 1 + QN 1 X N 1 36,369 × 4,174 + 32, 433 × 12,563 ' ' ΔU N 1 = = = 4, 622 kV UN 121 Điện áp tại nút 1: U1 = U N − ΔU N 1 = 121 − 4, 622 = 116,378 kV Tính tổn thất điện áp đoạn 12: P ' R12 + Q12 X 12 20,514 × 6, 037 + 18, 026 × 9,378 ' ΔU12 = 12 = = 2,517 kV U1 116,378 Điện áp tại nút 2: U 2 = U1 − ΔU12 = 116,378 − 2,516 = 113,862 kV Xác định điện áp thứ cấp tại các trạm biến áp 1 và 2: Trạm biến áp 1: Có U1 = 116,378 kV là điện áp tại thanh cái cao áp của trạm. Tổn thất điện áp qua trạm T1: ST 1 = Pt1 + ΔPB1 + j ( Qt1 + ΔQB1 ) ' = 15 + 0, 074 + j (11, 25 + 1, 614 ) = 15, 074 + j12,864 MVA PT' 1 RB1 + QT 1 X B1 15, 074 × 2,539 + 12,864 × 55,545 ' ΔU T 1 = = = 6, 469 kV U1 116,378 Điện áp tại nút 1’ qui về phía cao áp: U1' = U1 − ΔU T 1 = 116,378 − 6, 469 = 109,909 kV Tính độ lệch điện áp 87 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  16. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN U1' U 109,909 Điện áp phía hạ áp: U = = U ha = Ha quy ve cao = '' 1 = 23,129kV k B1 k B1 4, 752 U − U dmha 23,129 − 22 %Độ lệch điện áp = ha × 100 = × 100 = 5,132 U dmha 22 Trạm biến áp 2: Có U 2 = 113,862 kV là điện áp tại thanh cái cao áp của trạm. Tổn thất điện áp qua trạm T2: ST 2 = Pt 2 + ΔPB 2 + j ( Qt 2 + ΔQB 2 ) ' = 20 + 0,13 + j (14,8 + 2,842 ) = 20,13 + j17, 642 MVA PT' 2 RB 2 + QT 2 X B 2 20,13 × 2,539 + 17, 642 × 55,545 ' ΔU T 2 = = = 9, 055 kV U2 113,862 Điện áp tại nút 2’ qui về phía cao áp: U 2 = U 2 − ΔU T 2 = 113,862 − 9, 055 = 104,807 kV ' Tính độ lệch điện áp U2 ' U 104,807 Điện áp phía hạ áp: U 2'' = = U ha = Ha quy ve cao = = 22, 055kV kB 2 kB 2 4, 752 U − U dmha 22, 055 − 22 %Độ lệch điện áp = ha × 100 = × 100 = 0, 252 U dmha 22 Các bảng tổng kết các kết quả tính toán lúc phụ tải cực đại Baûng 7.1 : Đường dây : Đường dây Tổn thất công Tổn thất công Công suất kháng do suất tác dụng suất phản kháng điện dung đường dây ΔPL (MW) ΔQL (MVAr) sinh ra ΔQC (kể cả 2 đầu) (MVAr) N1 0,752 2,262 1,102 12 0,355 0,552 0,736 N3 0,343 0,447 1,334 N4 0,33 0,43 1,334 34 6,924.10-4 6,638.10-4 1,338 N5 0,354 0,549 1,042 N6 0,244 0,234 1,576 56 0,0,0012 0,0012 1.3 Tổng 2,379 4,476 9,762 Baûng 7.2: Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp: 88 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  17. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN Trạm biến áp ΔPFe ΔQFe ΔPCu = ΔPB ΔQCu = ΔQB (MW) (MVAr) (MW) (MVAr) 1 0,029 0,200 0,074 1,614 2 0,029 0,200 0,013 2,842 3 0,042 0,272 0,057 1,125 4 0,042 0,272 0,051 1,006 5 0,058 0,400 0,049 1,078 6 0,028 0,180 0,046 0,807 Tổng 0,228 1,524 0,29 8,472 Baûng 7.3: Bảng kết quả điện áp lúc phụ tải cực đại: Phụ Điện áp Điện áp phía hạ áp Điện áp % độ lệch điện tải phía cao áp qui về phía cao áp phía hạ áp áp phía thứ cấp (kV) (kV) (kV) 1 113,862 104,807 22,055 0,252 2 116,378 109,909 23,129 5,132 3 117,91 113,748 23,937 8,804 4 118,02 114,633 24,123 9,65 5 118,189 114,875 24,174 9,882 6 117,767 113,194 23,82 8,274 Baûng 7.4: Bảng kết quả công suất phát đi từ thanh cái cao áp của nguồn lên các đường dây có nối với nguồn: Đường dây Công suất tác dụng đầu Công suất phản kháng đường dây PS (MW) đầu đường dây QS (MVAr) N1 36,369 31,882 N3 15,403 8,609 N4 15,463 7,804 N5 18,389 13,29 N6 13,392 4,486 Tổng công suất nguồn 99,016 66,071 QS 66, 071 Hệ số công suất của nguồn: cosφ = cos (arctg( )) = cos (arctg( ))= PS 99, 016 0,832 III - TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU 1 - Bảng tổng kết phụ tải cực tiểu, đường dây và máy biến áp - Phụ tải (Pmin=40%Pmax, không vận hành thiết bị bù, UN = 1,05Uđm = 115,5kV) 89 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  18. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN Phụ tải 1 2 3 4 5 6 P (MW) 6 8 6 6 7,2 4 Q (MVAr) 4,5 5,92 3,769 2,978 4,828 2,55 - Đường dây Đường N1 12 N3 N4 34 N5 N6 56 dây R (Ω) 4,174 6,037 13,606 13,606 19,516 8,538 23 18,966 X (Ω) 12,563 9,378 17,729 17,729 18,71 13,262 22,05 18,183 YC(1/Ω) 9,11 6,089 11,021 11,021 11,056 8,611 13,03 10,745 10-5 - Máy biến áp Trạm biến Số máy biến RB (Ω) XB (Ω) ΔPFe (kW) ΔQFe áp áp (kVAr) 1 1 2,539 55,545 29 200 2 1 2,539 55,545 29 200 3 2 2.196 43,395 42 272 4 2 2.196 43,395 42 272 5 2 1.27 27,773 58 400 6 2 3.968 69,431 28 180 2 - Tính điện áp và tổn thất công suất a) Xét đường dây mạch kép N12 90 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  19. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN N j0,667 j0,667 MVAr MVAr ZN3 ZN4 Z34 4 3 ΔPFe4 + jΔQFe4 ΔPFe3 + jΔQFe3 j0,669 RB4 MVAr RB3 jXB4 jXB3 6 + j2,978 6 + j3,769 MVA MVA Tính phân bố công suất và tách lưới điện kín thành lưới điện hở: - Tổn thất công suất trong tổng trở của trạm biến áp T3 : Pt 3 + Qt23 2 62 + 3, 7692 ΔPB 3 = 2 RB 3 = 2 × 2,196 = 9.10−3 MW U dm 110 Pt 3 + Qt23 2 62 + 3, 7692 ΔQB 3 = 2 X B3 = × 43,395 = 0,18 MVAr U dm 1102 - Công suất ở đầu tổng trở của trạm biến áp T3: S'T 3 = PT' 3 + jQT 3 = ( Pt 3 + jQt 3 ) + ( ΔPB 3 + jΔQB 3 ) = ( 6 + j 3, 769 ) + ( 9.10−3 + j 0,18 ) = ' = 6, 009 + j3,949 MVA - Công suất vào trạm biến áp T3 P3 = PT' 3 + ΔPFe 3 = 6, 009 + 0, 042 = 6, 051 MW Q3 = QT 3 + ΔQFe 3 = 3,949 + 0, 272 = 4, 221 MVAr ' S 3 = P3 + jQ3 = 6, 051 + j 4, 221 MVA - Công suất kháng do phân nửa điện dung của đường dây N3 sinh ra : b03 .l3 2 2, 673.10−6.41, 2311 j Δ QC − N 3 = j U dm = j ×1102 = j 0, 667 MVAr 2 2 - Công suất kháng do phân nửa điện dung của đường dây 34 sinh ra : b34 .l34 2 2, 606.10−6.42, 4264 j Δ QC −34 = j U dm − j × 1102 = j 0, 669 MVAr 2 2 - Công suất tính toán tại nút 3 (phía cao áp) : 91 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  20. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN S'3 = P3' + jQ3' = P3 + j ( Q3 − ΔQC − N 3 − ΔQC −34 ) = 6, 051 + ( j 4, 221 − j 0, 667 − j 0, 669 ) = = 6, 051 + j 2,885 MVA - Tổn thất công suất trong tổng trở của trạm biến áp 4 : Pt 2 + Qt24 62 + 2,9782 ΔPB 4 = 4 2 RB 4 = × 2,196 = 8,143.10−3 MW U dm 1102 Pt 2 + Qt24 62 + 2,9782 ΔQB 4 = 4 2 X B4 = × 43,395 = 0,161 MVAr U dm 1102 - Công suất ở đầu tổng trở của trạm biến áp 4 : S'T 4 = PT' 4 + jQT 4 = ( Pt 4 + jQt 4 ) + ( ΔPB 4 + jΔQB 4 ) = ( 6 + j 2,978 ) + ( 8,143.10−3 + j 0,161) = ' = 6, 008 + j3,139 MVA - Công suất vào trạm biến áp 4: P4 = PT' 4 + ΔPFe 4 = 6, 008 + 0, 042 = 6, 05 MW Q4 = QT 4 + ΔQFe 4 = 3,139 + 0, 272 = 3, 411 MVAr ' S 4 = P4 + jQ4 = 6, 05 + j 3, 411 MVA - Công suất kháng do nửa điện dung của đường dây N4 sinh ra : b04 .l4 2 2, 673.10−6.41, 2311 j Δ QC − N 4 = j U dm = j × 1102 = j 0, 667 MVAr 2 2 - Công suất kháng do nửa điện dung của đường dây 34 sinh ra : b34 .l34 2 2, 606.10−6.42, 4264 j Δ QC −34 = j U dm − j × 1102 = j 0, 669 MVAr 2 2 - Công suất tính toán tại nút 4 (phía cao áp) : S'4 = P4' + jQ4 = P4 + j ( Q4 − ΔQC − N 4 − ΔQC −34 ) = 6, 05 + ( j 3, 411 − j 0, 667 − j 0, 669 ) = ' = 6, 05 + j 2, 075 MVA - Phân bố công suất gần đúng theo tổng trở : + Công suất trên đường dây 3 : ∗ ∗ ∗ S ' . ( Z N 4 + Z 34 ) + S4 . Z N 4 ' S N3 = 3 = Z N 3 + Z N 4 + Z 34 = ( 6, 051 − j 2,885 ) × (13, 606 + j17, 729 + 19,516 + j18, 71) + ( 6, 05 − j3, 411) × (13, 606 + j17, 729 ) = 13, 606 + j17, 729 + 13, 606 + j17, 729 + 19,516 + j18, 71 = 6, 046 − j 2, 626 MVA Suy ra S N 3 = 6, 046 + j 2, 626 MVA + Công suất trên đường dây 4 : 92 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức