Chương 3: Thiết kế mạng phân phối. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Cấu trúc mạng phân phối, mạng phân phối trung thế, thiết kế mạng phân phối trung thế hình tia, thiết kế mạng phân phối hạ thế. Mời các bạn cùng tham khảo.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Thiết kế đường dây và trạm biến áp: Chương 3 - TS. Nguyễn Nhật Nam, TS. Huỳnh Quốc Việt
- Chapter 3
THIẾT KẾ MẠNG PHÂN PHỐI
3.1 Cấu trúc mạng phân phối
3.2 Mạng phân phối trung thế
3.3 Thiết kế mạng phân phối trung thế hình tia
3.4 Thiết kế mạng phân phối hạ thế
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.1 Cấu trúc mạng phân phối 2
Hệ thống
phân phối
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.1 Cấu trúc mạng phân phối 3
Hệ thống phân phối gồm
Đ.dây truyền
1. Hệ thống truyền tải trung gian tải trung gian
(12 – 245 kV)
2. Các trạm phân phối
3. Mạng phân phối trung thế (sơ cấp) Trạm
4. Các máy biến áp phân phối phân phối
5. Mạng phân phối hạ thế (thứ cấp)
6. Các thiết bị phụ trợ
Mạng trung thế
(10 – 35 kV)
MBA phân phối
Mạng hạ thế
CuuDuongThanCong.com
(0,4 kV) https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.2 Mạng phân phối trung thế 4
a. Các dạng sơ đồ
b. Các cấp điện áp
c. Chọn tiết diện dây
d. Trạm phân phối
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.2 Mạng phân phối trung thế 5
Mạng phân phối trung thế là một phần của mạng phân
phối, nối từ trạm phân phối đến các máy biến áp phân
phối.
o Dạng hình tia
o Dạng vòng
o Dạng lưới
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Dạng tia MC
Cầu chì
Nhánh cây
Nhánh phụ
Tuyến chính - Dễ thiết kế và vận hành
- Độ tin cậy thấp
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.2 Mạng phân phối trung thế 7
o Các yếu tố ảnh hưởng đến điện áp:
o Chiều dài tuyến dây
o Phụ tải
o Dây dẫn và sơ đồ cấu trúc mạng
o Giá thiết bị
o Chính sách của công ty điện lực
o …
o Theo tiêu chuẩn Việt Nam, cấp điện áp trung thế: 10 kV, 15 kV,
22 kV, 35 kV, 66 kV,…
o Tuyến dây ở vùng mật độ phụ tải thấp (nông thôn) thường bị
hạn chế chiều do độ sụt áp cho phép. Tuyến dây ở vùng mật độ
phụ tải cao (thành thị) thường bị hạn chế bởi điều kiện phát nóng.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.2 Mạng phân phối trung thế 8
Chọn tiết diện dây cần quan tâm:
1. Mật độ phụ tải trên nhánh (tuyến)
2. Đặc tính của phụ tải
3. Mức gia tăng của phụ tải
4. Tính liên tục cấp điện cho phụ tải (độ tin cậy)
5. Chất lượng điện cung cấp
6. Cấp điện áp
7. …
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.3 Thiết kế mạng trung thế hình tia 9
3.3.1 Chọn dây cho tải tập trung
• Theo mật độ dòng kinh tế
• Theo điều kiện sụt áp
• Mật độ dòng điện không đổi
I1 I2 I3
l1 l2 l3
S1 S2 S3
Tải phân bố tập trung
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.3 Thiết kế mạng trung thế hình tia 10
Theo mật độ dòng kinh tế:
o Kích cỡ dây dẫn mang tính kinh tế nhất khi chi phí đầu tư hàng
năm của dây dẫn = chi phí tổn thất hàng năm do truyền tải.
8760 h
A
P(t )dt
o Mật độ dòng kinh tế jkt ( 2
) Tmax 0
mm Pmax
Thời gian sử dụng
Loại dây công suất cực đại Tmax (giờ)
< 3000 3000 – 5000 > 5000
Đồng trần 2.5 2.1 1.8
Nhôm trần 1.3 1.1 1.0
Cáp đồng cách điện bằng giấy, bọc cao su 3.0 2.5 2.0
Cáp nhôm cách điện bằng giấy, bọc cao su 1.6 1.4 1.2
Cáp đồng cách điện bằng cao su
CuuDuongThanCong.com 3.5 3.1
https://fb.com/tailieudientucntt 2.7
- 3.3 Thiết kế mạng trung thế hình tia 11
Ví dụ: Mạng điện 110 kV, cung cấp điện cho ba phụ tải điện công
nghiệp. Lựa chọn tiết diện cho các đường dây nếu dùng dây
nhôm lõi thép AC.
S1 = 40 + j30 MVA
Tmax1 = 5500 h
N
1 2
S2 = 20 + j15 MVA
3 Tmax2 = 5000 h
S3 = 12 + j9 MVA
Tmax3 = 4000 h
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.3 Thiết kế mạng trung thế hình tia 12
o Trị số trung bình của thời gian sử dụng công suất cực đại
3
P T
max i max i
Tmaxtb i 1
5100 h
3
jkt 1 A / mm2
Pi 1
maxi
o Dòng điện trên dây dẫn của mỗi đoạn
122 92 3
I3 10 78 A
3 110 Fkt 3 78 /1 78 mm 2 AC 70
1 20 15 2 2
Fkt 2 65 /1 65 mm 2 AC 70
I2 103 65 A
2 3 110 Fkt1 234 /1 234 mm 2 AC 240
1 ( Pi ) ( Qi )
2 2
I1 103 234 A
2 3 110
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.3 Thiết kế mạng trung thế hình tia 13
Theo điều kiện sụt áp:
a) Một phụ tải
UP
r0, x0, l IX U
UP UN N UN
IR
I
P + jQ U
o Sụt áp:
PR QX
U P U N U U U
U dm
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.3 Thiết kế mạng trung thế hình tia 14
Theo điều kiện sụt áp:
x0 = 0.36 - 0.4 (Ω/km) (dây trên không)
PR Pr0l Pl x0 = 0.08 (Ω/km) (cáp ngầm)
U '
U dm U dm U dm F
QX Qx0l
U '' (∆U’’ xem như không đổi)
U dm U dm
o Nếu lấy sụt áp trên đường dây bằng trị số cho phép (yêu cầu)
U 'cp U cp U ''
Chọn dây dẫn gần với tiết diện
Pl tính toán F. Với tiết diện này, tra
F bảng tìm r0, x0 và tính toán kiểm
U dm U 'cp
CuuDuongThanCong.com
tra lại tổn thất trên đường dây.
https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.3 Thiết kế mạng trung thế hình tia 15
b) Nhiều phụ tải
l1 l2
P1 + jQ1 P2 + jQ2 Pn + jQn
UP
n
x0
U ''
U dm
Q l
i 1
i i
U 'cp U cp U ''
n
n
U cp
U dm F
Pl
i 1
i i F
U dm U cp
Pl
i 1
i i
Cu 18,8 mm /km 2
Al 31,5 mm2 /km
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.3 Thiết kế mạng trung thế hình tia 16
Ví dụ: Mạng điện 35 kV, cung cấp điện cho ba phụ tải. Hãy xác định
tiết diện dây dẫn với tổn thất điện áp cho phép là 6%. Biết
toàn mạng điện dùng dây nhôm và xấp xỉ x0 = 0,4 Ω/km. Sau
đó kiểm tra lại tổn thất điện áp với dây dẫn đã chon biết
khoảng cách trung bình giữa các pha là Dm = 1,25 m.
8 km 5 km 3 km
N
4 + j3 MVA 3 + j2 MVA 2 + j2 MVA
ĐS: F = 80 mm2, AC-70
∆U = 6,2%
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.3 Thiết kế mạng trung thế hình tia 17
Theo mật độ dòng điện không đổi: Với lượng kim loại màu cho
trước, tổn thất điện năng trong mạng điện cực tiểu khi mật độ
dòng điện j trên các đoạn bằng nhau.
I1 I2 I3
R1 R2 R3
Tổn thất: P I12 R1 I 22 R1 I 32 R1 Thể tích V F1L1 F2 L2 F3 L3
I12 L1 I12 L2 I12 L3
KL: V F1 L1 F2 L2
P F3
L3 L3
1 F F 2 F 3
P
Thế F3 vào ta có ΔP rồi lấy F 0 I1 I 2 I 2
1
đạo hàm theo F1 và F2, ta có: j
P 0 F1 F2 F2
CuuDuongThanCong.com F2 https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.3 Thiết kế mạng trung thế hình tia 18
Trình tự chọn dây:
- Cho x0 tinh ∆U” U 'cp U cp U ''
U 'cp 3 I1 R1 cos 1 I 2 R2 cos 2 I 3 R3 cos 3
I1 I2 I3
U 'cp 3 l1 cos 1 l2 cos 2 l3 cos 3
F1 F2 F3
U 'cp j 3 l1 cos 1 l2 cos 2 l3 cos 3
U 'cp
j n
3 li cos i
i 1
So sánh j và jkt , tiết diện dây chon = min{j , jkt}
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.3 Thiết kế mạng trung thế hình tia 19
Ví dụ: Mạng điện 10 kV cung cấp cho ba xí nghiệp bằng đường dây
trên không, dây bằng nhôm. Thời gian sử dụng công suất lớn
nhất Tmax = 4500 giờ năm. Hãy xác định tiết diện dây dẫn
cho mạng điện theo đk mật độ dòng ko đổi.
0,6 + j0,45 MVA
3 km
1 2
3 km
4 km 3
N
1 + j0,75 MVA 0,8 + j0,6 MVA
ĐS: Đoạn N1, AC-150
Đoạn 12, AC-50
Đoạn 13, AC-50
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3.3 Thiết kế mạng trung thế hình tia 20
3.3.2 Chọn dây cho tải phân bố không tập trung
Phụ tải phân bố đều: Mô hình
I x1 du zdx I x2 IN
IP
dI
x dx
CuuDuongThanCong.com
l https://fb.com/tailieudientucntt
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
