Thiết kế hệ thống điện: Phần 2

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:164

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nối tiếp phần 1, phần 2 của tài liệu "Thiết kế hệ thống điện" tiếp tục trình bày các nội dung chính sau: Tính kinh tế - kỹ thuật để chọn phương án tối ưu của các mạng và hệ thống điện; Tính các chế độ làm việc đặc trưng của các mạng và hệ thống điện; Các phương pháp nâng cao hiệu quả kinh tế và khả năng tải của mạng điện; Ví dụ thiết kế hệ thống điện. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế hệ thống điện: Phần 2

Chương Năm TÍNH KINH TẾ - KỸ THUẬT ĐỂ chọn PHUONG án TỔI ƯU CỦA CÁC MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN 5.1. CHỌN PHƯƠNG ÁN TÓI ƯU Phương án tối ưu được xác định trên cơ sở so sánh kinh tê' - kỹ thuật các phương án đã lựa chọn theo các chỉ tiêu sơ bộ. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật chủ yếu và các công thức cần thiết để xác định chúng được trình bày trong Chương Ba. Có thể đơn giản hoá trong khi tính các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật đối với các phương án so sánh của mạng điện thiết kế. Phương pháp xác định các chỉ tiêu kinh tê' - kỹ thuật chủ yếu các phương án so sánh của các mạng điên được giới thiệu trong các phần tiếp theo. Từ các phương án so sánh cần chọn phương án cổ vốn đầu tư nhỏ nhất và chi phí vận hành hàng năm thấp nhất. Nếu phương án như thê' không có trong sô' các phương án so sánh, khi đó để chọn phương án tối ưu cần sử dụng các chi phí quy đổi hàng năm. Khi so sánh các chi phí quy đổi của các phương án cẫn chú ý đến sự tổn tại của một vùng, được gây ra bởi sự khác nhau của các chi phí quy đổi, trong giới hạn của vùng đó các phương án so sánh được cho là bằng nhau về kinh tế. Các phương án so sánh được xem như bằng nhau về kinh tê' khi sự khác nhau về chi phí quy đổi bằng ± 5%. Trong các giới hạn kinh tế bằng nhau chọn phương án tối ưu được tiến hành trên cơ sở đánh giá bổ sung của kỹ sư về chất lượng của các phương án, không có thể tính trong công thức của giá thành. Đó là tính linh hoạt trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai, khả năng cung cấp thiết bị v.v. 5.2. XÁC ĐỊNH VỐN ĐẦU TƯ ĐỂ XÂY DỰNG MẠNG ĐIỆN Nếu các phương án so sánh của mạng điên khác nhau về sơ đồ, cũng như vể điện áp định mức, thì vốn đầu tư gổm có những thành phần sau: giá thành của 140
các đường dây trong mạng điên; giá thành của các trạm, trong đố có giá thành của các máy biến áp, các tủ máy cắt, các dao cách ly và các dao ngắn mạch; giá thành của các thiết bị điều chỉnh điện áp. Trong trường hợp này tổng vốn đầu tư của mỗi phương án được xác định theo công thức sau: K = Kd + Kt (5.1) trong đó: Kđ - tổng vốn đầu tư vế đường dây trong mạng điên; Kt - tổng vốn đầu tư về các trạm biếtì áp. Trong trường hợp các phương án so sánh có cùng điên áp định mức, có thể không cần tính giá thành của các máy biến áp trong các trạm hạ áp. Do đó tổng vốn đầu tư của mỗi phương án so sánh được xác định theo công thức: K = Kd (5.2) trong đó Kd là tổng vốn đầu tư để xây dựng đường dây của mạng điện. Để đơn giản so sánh các phương án có thể tiến hành chỉ đối với những phần tử khác nhau của các sơ đổ mạng điên. Những phần tử chung của các sơ đồ có thể không cần so sánh. Ví dụ, trong các phương án có sô' lượng giống nhau của các đường dây đi ra từ các trạm có cùng điên áp định mức, nói chung cho phép không tính giá thành của các trạm này khỉ so sánh các phương án. Như vậy chi phí cho các phần tử giống nhau có thể không cần xác định. Xác định vốn đầu tư để xây dựng các mạng điện và các trạm được tiến hành bằng phương pháp lập dự toán. Trong dự toán thông kê giá thành của thiết bị và tất cả các chi phí về xây dựng và lắp đặt, cần thiết để xây dựng mạng điện. Song lập bảng dự toán - tài chính đối với hàng loạt các phương án so sánh của mạng điện đòi hòi rất nhiều thời gian. Vì vậy khi so sánh kinh tế - kỹ thuật một sô' phương án của mạng điện hay của các đường dây truyển tải, các vốn đầu tư được xác định theo các chỉ tiêu quan trọng của giá thành, chúng cho biết giá trị toàn bộ của các vốn đầu tư cho một kilômét đường dây, cho một trạm biến áp, cho một tủ máy cắt điện v.v. Tổng các vốn đầu tư được xác dịnh bằng cách nhân chỉ tiêu quan trọng của giá thành với số lượng đơn vị xây dựng (ví dụ, giá thành của 1 km đường dây nhân với chiếu dài của đường dây xây dựng). Đồng thời chiểu dài thực của đường dây không thẳng của tuyến được lấy lớn hơn chiều dài đo theo đường thẳng là 10%. 141
5.3. XÁC ĐỊNH CHI PHÍ VẬN HÀNH HÀNG NÀM CỦA MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN Các chi phí vận hành hàng năm của mạng điện gổm có: 1. Khấu hao về hao mòn các thiết bị của các đường dây truyền tải, của các trạm biến áp và của những phần tử khác trong mạng điện; 2. Các chi phí vể sửa chữa và phục vụ các đường dây truyền tải, của các trạm và của những phần tử khác của các mạng điện; 3. Chi phí về tổn thất điện năng trong các mạng điện. Những thành phần kể trên và các chi phí vân hành hàng năm của các mạng điện được xác định trên cơ sở phương pháp, các công thức và các số liệu đã nói trong mục 3.5. Nếu các phương án so sánh của mạng điên khác nhau về sơ đồ và điện áp định mức, đổng thời tổng các vốn đầu tư được xác định theo công thức (5.1), thì chi phí vận hành hàng năm của mỏi phương án được tính theo công thức: Y = a^dKd + avhtKt + AA.c (5.3) trong đó: avhđ - khấu hao hàng năm vể hao mòn và phục vụ đối với các đường dây trong mạng điện, %; avht - khấu hao hàng năm về hao mòn và phục vụ đối với các thiết bị trong trạm biến áp, %; A A - tổng tổn thất điện năng trong mạng điên; c - giá thành 1 kW.h điện năng tổn thất. Tổng tổn thất điện năng ương mạng điện được xác định theo công thức: AA = AAd + AAb (5.4) trông đó: AAd - tổng tổn thất điện năng trền các đường dầy trortg mạng điện; AAb - tổng tổn thất điên năng trong các trạm biến áp. Khi các phương án so sánh có cùng điện áp định mức và các vốn đầu tư được xác định theo công thức (5.2) thì các chi phí vận hành hàng năm của mạng diên được xác định theo công thức: 142
Yzza^K. + AA.-c (5.5) trong đó AAd là tổng tổn thất điên năng trên các đường dây của mạng điện. 5.4. XÁC ĐỊNH CHI PHÍ QUY Đổi HÀNG NẢM CỦA CÁC MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN Nếu giữa các phương án so sánh có một phương án có các chi phí vận hành hàng năm nhỏ nhất, nhưng vốn đầu tư ỉớn, để chọn phương án tối ưu hợp lý nhất là sử dụng phương pháp các chi phí quy đổi đã trình bày trong mục 3.6. Trong từng trường hợp cụ thể, để xác định các chi phí quy đổi cần sử dụng các số liệu ban đầu phù hợp với vùng kinh tế - năng lượng, thời gian tiến hành thiết kế mạng và hệ thống điên. Khi xác định các vốn đầu tư, các chi phí vân hành hàng năm và các chi phí quy đổi của các phương án so sánh cần xét các phương tiện kỹ thuật đặc biệt được sử dụng để điều chỉnh điên áp. Nếu tổn thất điên áp trên các đường dây truyền tải trong chế độ vân hành bình thường không vượt quá 8%, còn trong chế độ sau sự cố không vượt quá 12 < 13%, thì không cần xét các phương tiện kỹ thuật điều chỉnh điộn áp. Trong trường hợp các tổn thất điên áp lớn hơn các giá trị đó, cần dự kiến các phương tiện điều chỉnh điện áp. Để so sánh kinh tế - kỹ thuật cố thể sử dụng các máy máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải. Khi so sánh kinh tế, chúng ta thường giả thiết rằng các phương án so sánh cố cùng độ tin cây cung cấp điên và chất lượng điện áp, khi đó các chi phí quy đổi được xác định theo công thức sau: z = atc K + Y (5.6) trong đó: atc - hê số định mức hiệu quả so sánh của các vốn đầu tư; K - tổng các vốn đầu tư về mạng điện; Y - tổng các chi phí vận hành hàng năm. Nếu các phương án so sánh khác nhau về điện áp định mức thì các vốn đầu tư K được xác định theo công thức (5.1), còn các chi phí vận hành Y được tính theo công thức (5.3). Trường hợp tất cả các phương án có cùng điện áp định mức thì các vốn đầu tư K được tính theo công thức (5.2), còn các chi phí vận hành Y được xác định theo công thức (5.5). 143
Nếu các phương án so sánh có độ tin cậy cung cấp điện khác nhau, khi đó cần tính đến thiệt hại kinh tế cố thể xảy ra do ngừng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ. Trong trường hợp này các chi phí quy đổi hàng năm được xác định theo công thức (3.67) đã được giới thiệu trong chương Ba. 5.5. Dự TOÁN CÔNG TRÌNH Giá thành xây dựng công trình được xác định bằng dự toán của nó. Dự toán là giới hạn các chi phí để xẳy dựng một hạng mục hay toàn bộ công trình (ví dụ, các đường dây truyền tải điên năng, các trạm biến áp, các mạng điện...). Dự toán là tài liệu kinh tế cơ sở, đặc trưng của công trình. Không cố dự toán thiết kê' công trình kỹ thuật được xem như là chưa hoàn thành và không được phê duyệt. Dự toán cần chỉ rõ tất cả những chi phí về lao động, vật tư và các chi phí khác cần thiết để thực hiện công trình. Dự toán là tài liệu ban đầu để lạp kê' hoạch công trình; là cơ sở để cấp phát vốn và thạnh toán trong xây dựng; là tài liêu cơ sở để ký các hợp đồng với các đơn vị xây lắp nhận thầu và các đơn vị cung cấp thiết bị. Dự toán có các chỉ tiêu kinh tê' - kỹ thuật chung và riêng của công trình. Dự toán là văn bản cần thiết để tổ chức tính toán, kiểm tra và phân tích hoạt đông kinh tế của các đơn vị xây - lắp, cũng như hoạt động của các chủ thầu xây dựng. Dự toán đặc trưng mức độ kinh tế - kỹ thuật của các giải pháp thiết kế. Dự toán thường có dự toán các hạng mục của công trình và dự toán tổng hợp. Giá thành toàn bộ của công trình về thiết kế kỹ thuật hay thiết kế thi công được xác định trong dự toán tổng hợp. Trong phần cuối của dự toán cần xét đến dự phòng về các công việc và các chị phí không có thể dự đoán trước được. Nếu thiết kế kỹ thuật có hai giai đoạn thì chi phí dự phòng thường dự kiến khoảng 10% tổng các chi phí. Trường hợp thiết kê' kỹ thuật có một giai đoạn, chi phí dự phòng được dự kiến khoảng 5% tổng các chi phí. Trong nhiều trường hợp, ngoài dự toán tổng hợp, cần lập thêm cả bảng tổng hợp các chi phí. 144
Đơn giá xây dựng cơ bản về đường dây tải điện, về lắp đạt trạm biến áp và các thiết bị điên, cũng như các chi phí khác được lấy theo quy định của Bộ Công nghiệp và của các địa phương ưong thời gian tiến hành thiết kế. Thông thường các dự toán khổng cần phải lập trong các thiết kế môn học và tốt nghiệp về “Mạng và hệ thống điện”. 145
Chương Sáu TÍNH CÁC CHẾ Độ LÀM VIỆC ĐẶC TRƯNG CỦA CẤC MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIÊN 6.1. Sơ ĐỚ THAY THẾ VÀ CÁC THÔNG số CỦA MẠNG ĐIỆN Chế đô phụ tải lớn nhất, chế độ phụ tải nhỏ nhất và chế độ sự cô' là những chế độ đặc trưng của các mạng và hê thống điện. Chế độ làm việc của các mạng và hệ thống điên đặc trưng bằng các thông số chế độ của chúng: các dòng công suất, các tổn thất công suất, điện áp ở các nút... Mục đích tính chê' độ của mạng và hê thống điện íà xác định các thông số chế độ của chúng, nghĩa ìà tính các dòng công suất tác dụng và phản kháng trên các phần tử của mạng điện, tính các tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trong mạng điện, xác định điện áp tại các nút trong mạng điện cũng như trên các thanh góp của các trạm tiêu thụ điện trong các chế độ vận hành bình thường khi phụ tải cực đại và cực tiểu, và trong chế độ sau sự cố khi phụ tải cực đại. Tính các chế độ của mạng và hệ thống điên được thực hiện trên các sơ đổ thay thê' (mô hình) của chúng. Trong sơ đồ thay thế của mạng điện áp cao (U = 110 -s- 220 kV), các đường dây được thay thê' bằng sơ đồ hình n, trong đó tổng trở z (Z = R + jX) đặt tập trung ở giữa, còn tổng dẫn Y (Y = jB) được chia thành hai phần bằng nhau và đặt ở hai đầu đường dây. Đối với các đường dây trung áp (Ư < 35 kV) được thay thế bằng tổng trở z. Các máy biến áp được thay thê' bằng sơ đổ hình r. Vì vậy để lập sơ đồ thay thế của mạng và hê thống điện cần xác định điện trở tác dụng R, điện kháng X và điện dẫn phản kháng B của mỗi đường dây trong mạng điện. Đối với các máy biến áp cần tính tổng trở Zb (Zb = Rb + jXb) và tổng dẫn Yb (Yb = Gb - jBb). Thông thường đối với các mạng có điện áp Ư < 220 kV, tông dẫn Yb của các máy biến áp được thay thê' bằng tổn thất công suất trong lõi thép của máy biến áp hay tổn thất không tải AS0 (AS0 = AP0 + jAQ0). 146
Xác định các thông sô' của đường dây và của máy biến áp được tiến hành theo các công thức trong các sách giáo khoa về môn học “Mạng lưới điện”. Để thuận tiện khi tính, các thông sô' của đường dây và của máy biến áp được tổng hợp trong các bảng. Trong phần thuyết minh thiết kế cần chỉ rõ phương pháp xác định các thông sô' của mỗi đoạn đường dây, của mỗi máy biến áp, và tất cả các tính toán tương tự còn lại được tổng hợp trong các bảng. Trong một sô' trường hợp, mạng điộn thiết kê' có thể có các đoạn đường dây điện áp khác nhau. Khi đó có thể tính các thông sô' chê' đô theo phương pháp quy đổi tổng trở của tất cả các đoạn đường dây và của các máy biến áp về một cấp điện áp cơ sở theo công thức: R = R ; xqđ = X lư* ) X đm/ X q đm / lu* I Đối với các mạng và hệ thống điện phức tạp, tính các thông số chê' độ có thể thực hiện theo các phương pháp được giới thiệu trong sách “Mạng lưới điên” [2]. 6.2. TÍNH THÔNG số CHẾ ĐỘ CỦA CÁC MẠNG ĐIỆN ĐƠN GIẢN 6.2.1. Mạng điện hở 6.2.1. ỉ. Xác định dồng công suất trong các mạng điện hở Trong thiết kê' cũng như trong vân hành, thông thường điên áp của các nút nguồn cung cấp đã biết. Vì vậy tính thông sô' chê' độ của mạng điện đơn giản có thể tiến hành theo phương pháp gần đúng sau đây. Trước hết chúng ta lấy điện áp ở tất cả các nút trong mạng điện bằng điên áp định mức của nó ( Ưị = udm) và tiến hành tính các dòng công suất, các tổn thất công suất trong các phần tử của mạng điện. Đối với sơ đồ tính toán của mạng điện ở hình 6. Ib, quá trình tính toán được thực hiện như sau. Tổn thất công suất trong tổng trở của máy biến áp B2 được xác định theo công thức: AS,, = APb, + jAQb, = + j^xb2 Ưđm ưđm 147
UAI Đ, Đ2 a) Dòng công suất trước tổng trở Zb2 có giá trị: $b2 = Pb2 *** jQb2 ~ (P2 + APtô) + j(Q2 + AQb2) Dòng công suất vào cuộn dây cao áp của máy biến áp B2 bằng: $c2 = Pc2 + jQc2 = (Pb2 + APqi) + j(Qb2 + △Q02) Công suất điện dung ở cuối đường dây Đ2 bằng: Qc2e = £ Dòng công suất sau tổng trở Z2 cố giá trị: $2 = P* + jQ2 = PC2 + jQc2 ~ jQc2c = PC2 + j(Qc2 ~ Qc2c ) Các tổn thất công suất trên đoạn 2 bằng: Aẻ — AD U.JAO - (PÍ^+ÍQĨ)3 /D ^;Y . AS2 — AP2 + JAQ2 —----------Vắm 7^----------- Dòng công suất trước tổng trở z2 được xác định như sau: S'2 =p; + jQ'2 =(PJ+AP2)+j(Qỉ +aq2) 148
Công suất điên dung ở đầu đường dây Đ2 bằng: Qc2d = Các tổn thất công suất trong tổng trở của máy biến áp Bị có giá trị: , AS,, = AP„ + jAQ„ = ỈL±2ỉ (Rbi + jX„) u đm Dòng công suất trước tổng trở zbl bằng: Sbi = Pbi +jQbi ”(pi +APbI) + j(Qj +AQb|) Dòng công suất chạy vào cuộn dây cao áp của máy biến áp Bị được xác định theo biểu thức: Sc| = Pcl +jQcl = (Pbl +AP0I) + j(Qb] + AQ01) Cồng suất điên dung ở cuối đường dây Đị có giá trị: Qc.e = Dòng công suất sau tổng trởZ| bằng: S* = p| + jQ* =$2 ” jQc2đ + SC1 “ jQcic = (PỊ + PC| ) + j(Q2“Qc2đ~ Qdc + Qcl) Các tổn thất công suất trong tổng trở Z| có giá trị: AS, = AP| +Jaq, = (P|,)2tJ(Q')2 (á, + jX,) Uđm Dòng công suất trước tổhg trở Z| được xác định theo công thức: s; = p;+jQ; = (p;+AP1)+j(Qĩ+AQ,) Công suất điện dung ở đầu đường dây Đ} bằng: Q _ uL— Dòng công suất từ nút A chạy vào mạng điên có giá trị: SA “ PA + JQa = pi' + j(Qí ~Qc(đ) Kết quả tính các dòng công suất đối với mỗi chế độ của mạng điện được ghi trên sơ đồ tính toán của nó. 149
ố.2 J.2. Tính điện áp các nút trong mạng điện Điện áp ở các nút trong mạng điện được xác định trên cơ sở điện áp của nút nguổn đã biết và sự phân bố chính xác các dòng công suất trong mạng điện. Đối với sơ đồ tính toán (hình 6. Ib), tính các điện áp nút trong mạng điên được tiến hành như sau: Các thành phần dọc và ngang của điện áp giáng trên đường dây £>| được xác định theo cổng thức: AU - + ■ ẠỊJ = PịXị -QỊRị d UA ƯA Điên áp trên thanh góp điên áp cao của trạm ỉ bằng: TJ — T T + Q'1X1 — TJ' ÌỊp u, - UA -J — - u; -JU, Môđun của điên áp ƯỊ bằng: u, = Điên áp giáng trong máy biến áp Bj được tính theo biểu thức: AT ĩ = PịR*11 *QiXbi i P)Xbi ~QjRj bl u( J u, Điện áp trên thanh góp điện áp hạ của trạm /, quy đổi vẻ phía điên áp cao có giá trị: íĩ = íĩ fi^bl tQlXbl : P)Xbl ~Q|^bl ỊJ/ iTĩ* ulq = u,--------- ------------------ j—= u;q-jư;q Môđun của điện áp utq có giá trị: ulq= V(ư'lq)2+(u;q)2 Điện áp trên thanh góp điên áp cao của trạm 2 bằng: ủ,- = ú, - P2R2+Q?X2 _ j = ư, _ jư. Môđun của điện áp ư2 bằng: u2= ự(U'2)2 + (U2)2 150
Điện áp trên thanh góp điên áp hạ của trạm 2, quy đổi về phía điện áp cao có giá trị: TT _ J*J P2^b2+Q2^b2 • ^2^b2 -Q2^-b2 _ TỊ/ ITT* 2 ủ, J ủ, 2q J 2q Môđun của điên áp ưlq có giá trị: U2q= ự(U2q)2+(U"2q)2 Đối với các mạng điện áp u < 220 kV, thành phần ngang của điên áp giáng tương đối nhỏ, vì vậy có thể không xét đến khi tính môđun điện áp của các nút trong mạng điện. Tính điện áp các nút cần được thực hiện đối với tất cả các chế độ đặc trưng của mạng điộn. Để không lặp lại quá nhiều các tính toán cùng loại trong phần thuyết minh thiết kế, kết quả tính toán được tổng hợp trong các bảng. 6.2.2. Mạng điện kín ố.2.2.7. Quy đổi các phụ tải về phía điện áp cao và lập sơ đồ tính toán Các phụ tải của mạng điện thường được cho trên các thanh góp hạ áp của các trạm khu vực và các trạm phân phối. Vì vậy để thuận tiện khi phân tích chế độ xác lập, người ta thường quy đổi các phụ tải về mạng cao áp. Các phụ tải sau khi quy đổi về các thanh góp cao áp của trạm được gọi là các phụ tải tính toán (hay quy đổi) của trạm. Phụ tải tính toán của trạm ĩ (hình 6.2a) được xác định theo công thức: Sit = S| + ASj,] + AS0| - jQcAi “ jQci2 trong đó: Sj - công suất phụ tải của trạm /; ASbi - tổn thất công suất ưong các cuộn dây của máy biến áp trong trạm /; AS0| - tổn thất công suất trong lõi thép của máy biến áp trong trạm /; Qcai ■ cồng su^ điện dung ở đầu đường dây nối vào trạm /; QCp - công suất điện dung ở đầu đường dây ỉ 2 nối với trạm ỉ. Khi xác định phụ tải tính toán của các trạm, tổn thất công suất trong các cuộn dây của các máy biến áp và công suất điện dung của các đường dây được 151
tính theo điện áp định mức cùa mạng điện cao áp. Sau khi đẵ xác định được tất cả cấc phụ tải tính toán của các trạm, ta lạp sơ đồ tính toán của mạng điện. Đối với mạng điện cho trên hình 6.2a, sơ đồ tính toán của nố cố dạng như trên hình 6.2b. Hình 6.2. Các sơ đồ mạng điện kín: a. Sơ đồ mạng điên; b. Sơ đồ tính toán của mạng điện. 152
6.2.2.2. Tính gần đúng các dồng cổng suất trong mạng điện kín Khi xác định gần đúng các dòng công suất trong mạng điện kín, ta không xét đến tổn thất công suất trong các tông trở của đường dây, đổng thời dùng phụ tải tính toán của các trạm. Đối với sơ đỗ tính toán ở hình 6.2b, dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây AI và A2 được xác định theo các công thức đã biết: Q Sit(Zi2+ZA2) + S2tZA2 . * S2t(Z12+ZA1) + SltZAỊ OAỊ — 7^ Tí , ^A2 — 5 ^Al + Z|2 +ZA2 ZA| + Z|2 +ZA2 Dòng công suất chạy trên đưởng dây 12 được xác định trên cơ sở định luật Kirchhoff đối với nút 1 hoặc nút 2. Nếu SA1 > Slt thì S12 = SA| - Sh . ố. 2.2.3. Tính chính xác dồng công suất trong mạng điện kín Sau khi xác định các dòng công suất trong mạng điện, có thể dê dàng tìm được điểm phân chia công suất của mạng đã cho. Để đơn giản, khi tính cố thể chia mạng kín đã cho thành hai mạng hở tại điểm phân chia công suất. Khi đó tính chế đô của các đường dây được tiến hành tương tự như với mạng hở. Giả thiết rằng trong mạng kín (hình 6.2) õhĩ cổ một điểm phân chiâ công suất là điểm 2. Như vậy dòng công suất sau tổng trở ZA2 bằng SA2, đồng thời dòng công suất sau tỏng trờ Z12 bằng S]2. ~ . I Khi đó tổn thất công suất trong tổng trở Zl2 bằng: AS12 = AP12+jAQl2 = P'V2Q'2 (kl2+jXI2) Dòng công suất trước tổng trở Zl2 có giá trị: S'|2 — P|2+jQỈ2 — (P12 + AP]2)+j(Ql2 + AQ12) Dòng công suất sau tổng trởZA1 bằng: ht -PL + ÌQÃ1 +PÚ) + j(Qh +QÍ2) Tổn thất công suất trong tổng trở ZAI được xác định theo công thức: ASa1 = APa1 +jAQA1 = (Pai)2+
6.2.2.2. Tính gần đúng các dồng công suất trong mạng điện kín Khi xác định gần đúng các dòng công suất trong mạng điện kín, ta khổng xét đến tổn thất công suất trong các tỏng trở của đường dây, đồng thời dừng phụ tải tính toán của các trạm. Đối với sơ đồ tính toán ở hình 6.2b, dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây A ị và A2 được xác định theo các công thức đã biết: Q __ $u(Zi2 + ZA2) + S2tZA2 • _ $2t(Z12 + ZA1)4-SỊtZA1 OAỊ — 7C 7T , OA2 ” ------ĩ---------------- ZAJ + Z|2 +ZA2 " ZAị + Z12 +ZA2 Dòng công suất chạy trên đường dây 72 được xác định trên cơ sở định luật Kirchhoff đối với nút 7 hoặc nút 2. Nếu SAI > Slt thì S12 = SAI - Sh . 6.2.2.3. Tính chính xác đồng công suất trong mạng điện kín Sau khi xác định các dòng công suất trong mạng điện, cố thể dẻ dàng tìm được điểm phân chia công suit của mạng đã cho. Để đơn giản, khi tính có thể chia mạng kín đã cho thành hai mạng hở tạí điểm phân chia công suất. Khi đố tính chế độ của các đường dây được tiến hành tương tự như với mạng hở. Giả thiết rằng trong mạng kín (hình 6.2) àhỉ có một điểm phân chiá công suất là điểm 2. Như vậy dòng công suất sau tổng trở ZA2 bằng SA2, đổng thời dòng công suất sau tổng trở zt2 bằng S|2. ~ ' , • í . Khi đó tổn thất công suất trong tổng trở Z12 bằng: • PÂ + Or, ASI2 - AP12 + jAQ12 = ’”tt2 — (&J2 + jX,2) Uđm Dồng công suất trước tổng trở Z12 có giá trị: $12 = ^12 + jQỈ2 = 0*12 + AP]2)-»-j(Ql2 +AQ(2) Dờng cồng suất sau tổng trở ZAị bằng: $Ã1 =PÃ)+ jQÃi "Ojt+ Pú)+j(Q 11 + Q12) Tổn thất công suất trong tổng trờ ZA1 được xác định theo công thức: ASA| = APa1 + jAQA1 = (PÁi)2r(QÁi)2 (Ra1 + jxA1) 153
Dòng công suất trước tổng trở ZAI bằng: S'a. = p;. + jQ'a, =(PL +apai)+j(Q'AI +AQAI) Tổn thất công suất trong tổng trở ZA2 bằng: ASa2 = APa2 + jAQA2 = P** +Q*a (Ra2 + jX az) uđm Dòng công suất trước tổng trở ZA2 có giá trị: s A2 = ^A2 + jQkz = (RA2 + APạ2 ) + j(Q A2 + AQa2 ) Dòng công suất do nguồn cung cấp vào mạng điện được xác định theo công thức: $A = f*A + jQA = (^Ál ■*" ^A2 ) + XQaí + Qa2 “ QcđAl ~ QcđA?) 6.2.2.4. Tính chế độ điện áp trong mạng điện kín Điện áp ở tất cả các nút trong mạng điện được xác định trên cơ sở điện áp ƯA của nguồn cung cấp và sự phân bố chính xác các dòng công suất trong mạng điên. Đối với sơ đổ tính toán (hình 6.2b), tính các điện áp được tiến hành theo thứ tự sau. Điện áp trên thanh góp cao áp của trạm 2 bằng: = u - PA2RA2 +Qa2XA2 j PA2XA2 ~Qa2RA2 _ jƯỊ Môđun của điện áp Ư2 bằng: u2= a/(U',)2+(U’,)2 Điên áp trên thanh góp hạ áp của trạm 2, quy đổi về phía cao, có thể tính theo công thức: fT 1T PzRb2 + Q2^b2 -P2^b2“Q2Rb2 _ĩĩ' _ jTT* u2q = u2----------------------------- J —‘ - u2q JUL, trong đó: P^, Q2 - công suất tác dụng và phản kháng của phụ tải của trạm 2; Rbi, Xbi - điên trở tác dụng và điên kháng của các máy biến áp trạm 2. Điên áp hạ trên thanh góp của trạm ỉ được xác định theo biểu thức: 154
ù = u - páịRạị +Q'aiXại _. PạịXaĩ q;,ra, _ r - ỈU* 1 A UA Ua 1 J 1 Môđun của điện áp U] có giá trị: U| = 7(up2+(ự)2 Điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm ì, quy đổi về phía cao áp, được xác định như sau: n ỊJ P|Rbl + Q1 Xb| .PiXbi-QịRb, , „ U|q” U| uT------ J—------ u,q ~jUq trong đó: P|, Qị - phụ tải tác dụng và phản kháng của trạm /; Rbị, xbl - điện trở tác dụng và điện kháng của các máy biến áp trạm ỉ. Môđun của điện áp ưlqbằng: u^Víưự+íu;)2 6.3. CHỌN ĐẦU ĐIỂU CHỈNH ĐIỆN ÁP CỦA CÁC MÁY BIẾN ÁP Biết được điên áp trên thanh góp hạ áp của trạm trong các chế độ phụ tải lớn nhất, nhỏ nhất và sự cố quy đổi vê phía cao, có thể tìm đầu điều chỉnh tính toán của máy biến áp. Đầu điêu chỉnh được chọn sao cho đảm bảo độ lệch nhỏ nhất của điên áp trên thanh góp của các trạm trong các chế độ làm việc khác nhau của mạng điện. Đối với các máy biến áp hai cuộn dây không điéu áp dưới tải của các trạm hạ áp, đầu điều chỉnh tính toán được chọn theo công thức: K M yc max M yc min 7 trong đó: U'max, Ư'min - giá trị quy đổi về phía cao của điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm đối với các chế độ phụ tải lớn nhất và nhỏ nhất tương ứng (được lấy theo các số liệu tính toán của điên áp); Uyc max * Ưyc min ■ giá trị điện áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của trạm trong các chế độ phụ tải lớn nhất và nhỏ nhất; Ưhđm - điện áp định mức của cuộn dây hạ áp của các máy biến áp. 155
Sau đó chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn của máy biến áp, gần nhất với đầu điều chỉnh tính toán theo công thức (6,1). Để xác định điên áp của đầu điều chỉnh tiêu chuẩn, có thể sử dụng công thức sau: u,c = ucđm ± (6.2) 1UU trong đó: ưcđTn - điện áp định mức của cuộn dây điên áp cao; n - số thứ tự đầu điều chỉnh chọn; Eo - mức điều chỉnh của mỗi đầu, %. Đối với các máy biến áp khổng điều chỉnh dưới tải, đầu điều chỉnh không thay đổi trong tất cả các chế đô vân hành của mạng điên. Sau khi chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn, cần tính các giá trị thực của điên áp trên thanh góp hạ áp của mỗi trạm trong tất cả các chế độ đặc trưng của mạng điộn^cũng như các độ lệch nhân được của điên áp so với điện áp định mức của các thanh góp udffl. Các điện áp thực trên thanh gốp hạ áp của trạm được xác định theo công thức tổng quát sau: U, = UjUhđm (6.3) UK trong đó ƯỊ là giá trị quy đổi về phía điện áp cao của điện áp ưên thanh góp hạ áp của trạm, tương ứng với các chế độ phụ tải lớn nhất, nhỏ nhất và chế độ sau sự cố. Độ lệch điện áp trên thanh gốp hạ áp của trạm được tính theo công thức: AU; % = -
Nếu các phụ tải trên thanh góp hạ áp cùa trạm có yêu cầu điêu chỉnh điện áp khác thường, khi đố cần sử dụng các máy biến áp điều chỉnh dưới tải. Sử dụng các máy biến áp điều chỉnh dưới tải cho phép thay đổi đầu điều chỉnh khi máy biến áp đang vận hành. Do đó chất lượng điện áp của các hô tiêu thụ được đảm bảo trong cả ngày đêm. Vì vậy cần xác định điện áp của đầu điều chỉnh riêng đối với chế độ phụ tải lớn nhất và nhỏ nhất. Bởi vì thời gian xảy ra sự cố không biết trưóc, do đó có thể giả thiết rằng chế độ này xuất hiện trong trường hợp bất lợi nhất, nghĩa là vào những giờ phụ tải lớn nhất. Nếu biết các giá ưị điện áp trôn thanh góp hạ áp của trạm giảm áp trong các chế độ phụ tải lớn nhất, nhỏ nhất và sau sự cố, quy đổi về phía điên áp cao là Ư'max, ư'min , u'sc. Đổng thời điên áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của trạm trong các chế độ phụ tải lớn nhất, nhỏ nhất và sau sự cố có các giá trị tương ứng là ưyc max , ưyC min , ưyc sc . Như vậy đầu điều chình trong cuộn dây cao áp khi phụ tải lớn nhất được xác định theo công thức: Đối với chế độ phụ tải nhỏ nhất: ^đcmin— TT “ Jj " (O-O) u yc min Trong chế đô sau sự cố: 1T — U^Ưhđm zr uđc K " "TT 12 (6-') ycsc Từ các giá trị tìm được của điên áp tính toán theo các công thức trên, ta tiến hành chọn các đầu tiêu chuẩn gần nhất. Để thuận tiện cổ thể tính sơ bộ các giá trị điện áp tương ứng với mỗị đẩu điều chỉnh của máy biến áp đã chọn. 1 Chứng ta ký hiệu điện áp cùa các đẩu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn đối với các chế độ phụ tải lớn nhất, nhỏ nhất và sau sự cố là Ưlc max, ưtc min và ưlcsc. Khi đó các điện áp thực trên thanh góp hạ áp của ưạm trong các chế độ được tính như dưới đây: Đô'i với chế độ phụ tải lớn nhất: ■ 157
(J — ^niax^hđm uimax -- tc max Đối với chế độ phụ tải nhỏ nhất: ĩĩ : hđm t min -- u tc min Đối với chế độ sau sự cố: Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm đối với mỗi chế độ được xác định theo công thức tổng quát sau: AU, % = ui! 7/-"*-100 % Uđm trong đó Ưit là điện áp thực trên thanh góp hạ áp của trạm trong chế độ phụ tải lớn nhất, nhỏ nhất và sau sự cố. Nếu các máy biến áp điều chỉnh dưới tải không có khả năng đảm bảo các giá trị thích hợp của điện áp, khi đó cần sử dụng các thiết bị điều chỉnh bổ sung, ví dụ đặt các bộ tụ bù tĩnh hay các máy bù đồng bộ. Đối với các máy biến áp hai cuộn dây trong các trạm tăng áp của các nhà máy điện, đầu điều chỉnh tính toán trong chê' độ phụ tải lớn nhất, được xác định theo công thức: uđcmax = U-Id.-U-m-+AUbmax (6.8) UFmax Đối với chê' độ phụ tải nhỏ nhất: Ư^.^^^ + AU^ (6.9) u Fmin trong đó: UFmax , ƯFmin - điên áp trên thanh góp điên áp máy phát (hay trên cực máy phát) trong các chế độ phụ tải lớn nhất và nhỏ nhất tương ứng; UFđm - điện áp định mức của máy phát; Umax , Ưmin - điện áp trên thanh góp cao áp của trạm trong các chế độ phụ tải lớn nhất và nhỏ nhất; Aưbmax , Aưbmiíl - tổn thất điện áp trong máy biến áp đối với chế độ phụ tải lớn nhất và nhỏ nhất. 158