Luận Văn Khảo sát vận hành và thiết kế đường dây truyền tải điện siêu cao áp

Đề tài: KHẢO SÁT VẬN HÀNH VÀ THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN SIÊU CAO ÁP


Luận văn dài 148 trang
Chương I: Thông số của đường dây theo lý thuyết GMD và GMR
1.1 Điện trở của đường dây truyền tải trên không . 1
1.1.1 Điện trở một chiều của dây dẫn 1
1.1.2 Điện trở xoay chiều của dây dẫn . 1
1.1.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên dây dẫn . 2
1.2 Điện cảm và cảm kháng của đường dây truyền tải trên không 3
1.2.1 Điện cảm và cảm kháng của một dây dẫn . 3
1.2.1.1 Từ thông móc vòng bên trong 3
1.2.1.2 Từ thông móc vòng bên ngoài . 4
1.2.1.3 Từ thông tổng của dây dẫn . 5
1.2.2 Điện cảm của đường dây 1 pha 2 dây . 6
1.2.3 Điện cảm của đường dây ba pha bố trí cách đều nhau . 6
1.2.4 Điện cảm của đường dây đơn ba pha hoán vị 7
1.2.5 Điện cảm của đường dây lộ kép 8
1.2.6 Điện cảm của đường dây mà mỗi pha gồm nhiều mạch 9
1.2.7 Cảm kháng của đường dây truyền tải: . 10
1.3 Điện dung của đường dây tải điện trên không . 10
1.3.1 Điện dung của 2 dây dẫn song song 11
1.3.2 Điện dung của đường dây ba pha bố trí cách đều nhau . 12
1.3.3 Điện dung của đường dây dẫn 3 pha bố trí không đối xứng 13
1.3.4 Điện dung của đường dây lộ kép 13
1.3.5 Điện dung của đường dây mà mỗi pha gồm nhiều mạch . 14
1.4 Điện dẫn của đường dây tải điện trên không . 15
1.5 Tổn thất vầng quang . 15
Chương II: Sơ đồ thay thế và phương trình công suất đường dây
2.1 Sơ đồ thay thế của đường dây . 17
2.1.1 Đường dây ngắn . 17
2.1.2 Đường dây trung bình 18
2.1.2.1 Mạch p chuẩn 18
2.1.2.2 Mạch T chuẩn 19
2.1.3 Đường dây tải điện dài . 19
2.2 Phương trình công suất của đường dây . 22
Chương III: Ổn định hệ thống điện
3.1 Giới hạn truyền tải công suất của hệ thống điện xoay chiều ba pha 27
3.2 Các chế độ của hệ thống điện. Khái niệm về ổn định 28
3.3 Hậu quả sự cố mất ổn định và yêu cầu đảm bảo ổn định của HTĐ . 31
3.4 Phương trình chuyển đông roto máy phát . 32
3.5 Phương pháp tiêu chuẩn diện tích bằng nhau 35
3.6 Ổn định động và phương pháp phân đoạn liên tiếp . 37
3.7 Sơ đồ thay thế một số dạng ngắn mạch . 40
3.7.1 Sơ đồ tương đương thứ tự thuận khi ngắn mạch tại đầu đường dây (điểm
N) . 40
3.7.2 Sơ đồ tương đương thứ tự nghịch khi ngắn mạch tại đầu đường dây (điểm
N) . 41
3.7.3 Sơ đồ tương đương thứ tự không khi ngắn mạch tại đầu đường dây (điểm
N) . 41
3.7.4 Tổng quát . 41
Chương IV: Bù công suất phản kháng
4.1 Bù dọc 43
4.1.1 Tác dụng của tụ bù dọc . 43
4.1.2 Giới hạn công suất của đường dây tải điện và việc dùng tụ bù dọc . 44
4.2 Mô hình p - chuẩn sử dụng cho tính bù công suất kháng đường dây 44
4.3 Bù ngang đường dây theo phương pháp hai góc của KIMBARK . 45
4.4 Bù ngang đường dây theo phương pháp từng bước . 46
PHẦN II. THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN 500 kV
Chương I: Tính toán các số liệu cơ bản về đường dây
1.1 Các số liệu cho trước 49
1.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn và số dây phân pha . 49
1.3 Chọn loại trụ điện và số lượng bát sứ cách điện 50
1.4 Tính cảm kháng của đường dây theo lý thuyết của GMD và GMR . 51
1.5 Tính dung dẫn của đường dây theo lý thuyết của GMD và GMR . 52
1.6 Tính tổng trở các phần tử trong hệ thống điện 53
1.6.1 Máy phát điện 53
1.6.2 Máy biến áp . 53
1.6.3 Đường dây . 54
Chương II: Khảo sát ổn định theo phương pháp phân đoạn liên tiếp – chọn số
mạch đường dây
1.1 Các bước tiến hành khảo sát . 55
1.2 Khảo sát với số mạch đường dây bằng 2 56
1.2.1 Ngắn mạch ba pha đầu đường dây 56
1.2.2 Ngắn mạch ba pha giữa đường dây . 59
1.2.3 Ngắn mạch một pha chạm đất đầu đường dây 61
1.2.4 Đường dây chia làm hai phân đoạn, ngắn mạch một pha chạm đất giữa
đường dây . 64
1.2.5 Ngắn mạch hai pha chạm đất đầu đường dây 67
1.3 Kết luận và lựa chọn số mạch đường dây . 70
Chương III: Bù công suất phản kháng cho đường dây, tính chi phí cho toàn hệ
thống
3.1 Bù dọc đường dây 71
3.2 Bù ngang đường dây 71
3.2.1 Các số liệu của đường dây 71
3.2.2 Tính công suất kháng bù ngang 72
3.2.2.1 Trường hợp đường dây vận hành bình thường . 72
3.2.2.2 Trường hợp sự cố cắt bớt 1 đường dây 73
3.2.3 Kết luận 74
3.2.3.1 Phương án 1 74
3.2.3.2 Phương án 2 75
3.3 Tính chi phí cho toàn hệ thống . 75
PHẦN III.THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN 330 kV
Chương I: Tính toán các số liệu cơ bản về đường dây
1.1 Các số liệu cho trước 77
1.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn và số dây phân pha . 78
1.3 Chọn loại trụ điện và số lượng bát sứ cách điện 78
1.4 Tính cảm kháng của đường dây theo lý thuyết của GMD và GMR . 79
1.5 Tính dung dẫn của đường dây theo lý thuyết của GMD và GMR . 80
1.6 Tính tổng trở các phần tử trong hệ thống điện 80
1.6.1 Máy phát điện 81
1.6.2 Máy biến áp . 81
1.6.3 Đường dây . 81
Chương II: Khảo sát ổn định theo phương pháp phân đoạn liên tiếp – chọn số
mạch đường dây
1.1 Các số liệu tính toán . 83
1.2 Khảo sát với số mạch đường dây bằng 2 83
1.3 Khảo sát với số mạch đường dây bằng 3 85
1.4 Kết luận và lựa chọn số mạch đường dây . 87
Chương III: Bù công suất phản kháng cho đường dây, tính chi phí cho toàn hệ
thống
3.1 Bù dọc đường dây 88
3.1.1 Các số liệu ban đầu . 88
3.1.2 Tính bù dọc cho một phân đoạn đường dây 88
3.1.3 Tính công suất tụ bù dọc cho một phân đoạn 89
3.1.4 Tính sơ bộ chi phí khi đã áp dụng bù dọc (một phân đoạn) để chọn phương
án bù dọc 90
3.2 Bù ngang đường dây 91
3.2.1 Các số liệu của đường dây 91
3.2.2 Tính công suất kháng bù ngang 91
3.2.2.1 Trường hợp đường dây vận hành bình thường . 91
3.2.2.2 Trường hợp sự cố cắt bớt 1 đường dây 92
3.2.3 Kết luận 94
3.2.3.1 Phương án 1 94
3.2.3.2 Phương án 2 95
3.3 Tính chi phí cho toàn hệ thống . 95
PHẦN IV.TỔNG KẾT CÁC PHƯƠNG ÁN, LỰA CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI
VÀ TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT
Chương I: Tổng kết và lựa chọn phương án tải điện, tính công suất bù ngang
khi phụ tải cực tiểu và không tải của phương án được chọn.
1.1 Tổng kết các phương án và lựa chọn cấp điện áp truyền tải 97
1.1.1 Bảng chi phí của đường dây . 97
1.1.2 Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn 97
1.1.3 Kiểm tra tổn thất vầng quang 98
1.2 Tính công suất bù ngang khi phụ tải cực tiểu của đường dây tải điện được
chọn (500 kV) 99
1.2.1 Các số liệu của đường dây 99
1.2.2 Tính công suất kháng bù ngang 99
1.2.2.1 Trường hợp đường dây vận hành bình thường . 99
1.2.2.2 Trường hợp sự cố cắt bớt 1 đường dây .100
1.2.3 Kết luận .102
1.2.3.1 Phương án 1 .102
1.2.3.2 Phương án 2 .102
1.3 Tính công suất bù ngang khi không tải của đường dây tải điện được chọn
(500 kV) 103
1.3.1 Các số liệu của đường dây .103
1.3.2 Tính công suất kháng bù ngang .103
1.3.2.1 Trường hợp đường dây vận hành bình thường 103
1.3.2.2 Trường hợp sự cố .104
Chương II: Sơ đồ thay thế đường dây theo mạch hình p , tính phân bố công
suất trong các trường hợp bình thường và sự cố ở các chế độ phụ tải cực đại -
cực tiểu - không tải.
2.1 Sơ đồ thay thế mạch hình p - tương đương của đường dây 105
2.1.1 Một số công thức tính_ _ _ _D C B A - - - 105
2.1.2 Sơ đồ mạch p - tương đương của đường dây 106
2.1.3 Phương pháp tính công suất truyền tải trên đường dây 108
2.2 Tính phân bố công suất lúc phụ tải cực đại ( P = 360 MW ) 110
2.2.1 Trong chế độ vận hành bình thường 110
2.2.1.1 Xét đoạn 54 110
2.2.1.2 Xét đoạn 43' 112
2.2.1.3 Xét đoạn 3'3 114
2.2.1.4 Xét đoạn 32 114
2.2.1.5 Xét đoạn 21 116
2.2.1.6 Bảng tổng kết .117
2.2.1.7 Tính và vẽ điện áp dọc theo chiều dài đường dây 118
2.2.1.8 Tổng kết và nhận xét 120
2.2.2 Trường hợp sự cố phân đoạn thứ nhất .120
2.2.3 Trường hợp sự cố phân đoạn thứ hai .122
2.3 Tính phân bố công suất lúc phụ tải cực tiểu ( P = 144 MW ) .124
2.3.1 Trong chế độ vận hành bình thường 124
2.3.2 Trong chế độ sự cố phân đoạn thứ nhất 126
2.3.3 Trong chế độ sự cố phân đoạn thứ hai 128
2.4 Tính phân bố công suất lúc không tải ( P = 0 MW ) 130
2.5 Xét trường hợp hệ số công suất đầu nhận khác 1 (Cos j 1 ¹ ) .132
2.5.1 Tính lại phân bố công suất khi phụ tải cực đại (P = 360 MW), trong chế độ
vận hành bình thường, giả sử với Cosj= 0,8 132
2.5.2 Nhận xét và đưa ra kết luận .133
Chương III: Tổng kết
3.1 Đường dây 500 kV 134
3.1.1 Dây dẫn, sứ cách điện và trụ điện 134
3.1.2 Máy phát điện .134
3.1.3 Máy Biến áp 134
3.1.4 Thông số của đường dây .134
3.1.5 Số mạch đường dây để hệ thống ổn định .135
3.1.6 Bù ngang đường dây ứng với phụ tải cực đại .135
3.1.7 Chi phí đầu tư cho đường dây 135
3.2 Đường dây 330 kV 135
3.2.1 Dây dẫn, sứ cách điện và trụ điện 135
3.2.2 Máy phát điện .135
3.2.3 Máy Biến áp 135
3.2.4 Thông số của đường dây .136
3.2.5 Số mạch đường dây để hệ thống ổn định .136
3.2.6 Bù dọc đường dây .136
3.2.7 Bù ngang đường dây ứng với phụ tải cực đại .136
3.2.8 Chi phí đầu tư cho đường dây 136
3.3 Chọn phương án tải điện .137
3.3.1 Bù ngang khi phụ tải cực tiểu của đường dây 500 kV( Pmin = 144 MW) 137
3.3.2 Bù ngang khi không tải của đường dây 500 kV (P = 0) .137
3.4 Phân bố công suất .137
3.4.1 Phụ tải cực đại ( Pmax = 360 MW) 137
3.4.2 Phụ tải cực tiểu ( Pmax = 144 MW) .137
3.4.3 Không tải ( P = 0 MW) 138
Chương IV: Kết luận và kiến nghị
4.1 Kết luận 139
4.2 Kiến nghị . .139