ĐỒ án môn học THIẾT kế MẠNG điện thiết kế mạng điện cung cấp điện cho 6 hộ tiêu thụ từ thanh góp cao áp 110kv của hệ thống điện

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN o0o ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN Sinh viên thực hiện: Duy, Khải Ngày nhận đề Lớp: Ngày hoàn thành 15/8/2021 I NHIỆM VỤ Thiết kế mạng điện cung cấp điện cho hộ tiêu thụ từ góp cao áp 110kV hệ thống điện II CÁC SỐ LIỆU CẦN THIẾT 1.Vị trí nguồn phụ tải A Mỗi kích thước 5x5km Số liệu phụ tải Các số liệu Các hộ tiêu thụ n- số cuối số thứ tự danh sách lớp Phụ tải cực 20+n 19+n 22+n 21+n 20+n 23+n đại(MW) Hệ số công 0.8 0.78 0.8 0.82 0.77 0.81 suất Yêu cầu cấp I I I III I I điện Điện áp định 22kV mức mạng điện thứ cấp Điện áp góp cao áp trạm biến áp tăng áp (nguồn A) phụ tải cực đại 1.1U đm, phụ tải cực tiểu 1.05Uđm, cố 1.1Uđm Hệ số cơng suất góp 0.8 Đối với tất hộ tiêu thụ có: - Phụ tải cực tiểu 52% phụ tải cực đại; - Giá thành kWh điện tổn thất: 490 h; 800 đ/kWh; - Giá thành kVAr công suất thiết bị bù: 300000đ/kVAr; - Hệ số đồng thời: 1; - Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax: III Nhiệm vụ thiết kế 1-Cân công suất hệ thống Xác định sơ lượng công suất phản kháng cần bù theo điều kiện cân công suất phản kháng 2-Đề xuất phương án nối dây mạng điện Tính tốn so sánh phương án đề mặt kỹ thuật: -Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện cho hộ tiêu thụ -Tổn thất điện áp lớn lúc làm việc bình thường -Tổn thất điện áp lớn lúc cố -Đảm bảo điều kiện phát nóng dây dẫn 3-So sánh kinh tế phương án thỏa mãn mặt kỹ thuật, lựa chọn phương án tối ưu 4-Xác định số lượng, dung lượng máy biến áp cho hộ tiêu thụ Vẽ sơ đồ nối dây chi tiết mạng điện thiết kế 5-Xác định dung lượng bù kinh tế cho mạng điện 6-Tính xác phân bố cơng suất tồn mạng Kiểm tra cân cơng suất tính bù kỹ thuật (nếu có) Tính tổn thất công suất tổn thất điện tồn mạng điện Tính điện áp nút mạng điện lựa chọn đầu phân áp máy biến áp hộ tiêu thụ 8-Mô phân bố cơng suất cho tồn mạng điện phần mềm, so sánh đánh giá kết tính tốn kết mơ 9-Tính tốn tiêu kinh tế, kỹ thuật mạng điện thiết kế IV.Các vẽ (Khổ A2) 1-Sơ đồ nguyên lý nối dây chi tiết mạng điện thiết kế 2-Sơ đồ thay tính tốn u cầu chung Đồ án phải có mạch vịng, tính tốn liên thơng, có hộ loại để tính đầu phân áp cho hộ loại thường Đồ án cần thể sinh viên biết cách tính tốn tay sử dụng phần mềm để tính tốn cho kết gần với thực tế Đồ án làm theo nhóm sinh viên, có bảng phân cơng cơng việc cụ thể thành viên nhóm Đồ án viết tay, đóng tập hồn thành Điểm đánh giá cuối theo thang điểm 10 (tỷ lệ 30% điểm trình, 70% điểm bảo vệ) Điểm bảo vệ bao gồm (trình bày văn (thuyết minh)20%, trình bày miệng 20%, kiến thức 60%) Đồ án bảo vệ chung chấm chéo với tham gia tất thầy cô hướng dẫn Giáo viên hướng dẫn CHƯƠNG I CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG XÁC ĐỊNH SƠ BỘ LƯỢNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CẦN BÙ THEO ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Mạng điện phần tử trung gian để truyền tải điện từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, phận hệ thống điện Do đó, thiết kế mạng điện đòi hỏi phải thu thập, đánh giá, phân tích lượng thơng tin lớn; đó, nguồn phụ tải hai yếu tố phải kể đến trước tiên, liên quan mật thiết với vấn đề quan trọng việc đưa phương án thiết kế vận hành mạng đạt kết cao 1.1 Phân tích nguồn Hệ thống điện bao gồm tập hợp nhà máy điện, trạm biến áp, đường dây tải điện, hộ tiêu thụ thiết bị khác hệ thống điều khiển, rơle bảo vệ, thiết bị đóng cắt Chúng tạo thành hệ thống điện thống có phối hợp chặt chẽ với nhau, có nhiệm vụ sản xuất, truyền tải tiêu thụ điện năng, đảm bảo an toàn cho người thiết bị Khi thiết kế hệ thống điện cần đảm bảo yêu cầu sau: + Đảm bảo tiêu kinh tế, kỹ thuật hệ thống điện + Chế độ vận hành hệ thống điện linh hoạt, hiệu kinh tế cao + Có khả dự trữ đáp ứng cơng suất cách nhanh chóng xảy cố gây thiếu hụt công suất hệ thống gia tăng đột biến phụ tải + Phải có độ tin cậy cung cấp điện cao an toàn Do có nhiều yêu cầu nên việc thiết kế mạng điện liên kết nhà máy hệ thống điện thành hệ thống cung cấp điện cho phụ tải vấn đề quan trọng, từ giảm vốn đầu tư xây dựng nguồn điện 1.2 Phân tích phụ tải Gồm có phụ tải (5 hộ tiêu thụ loại I hộ loại III), với tổng công suất: Pmax = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 = 22+21+24+23+22+25 = 137 (MW) + Hộ loại III có phụ tải, với công suất: PIII = 23 (MW) + Hộ loại I có phụ tải, với tổng công suất: PI = P1 + P3 + P4 + P5 + P6 = 22+21+24+22+25 = 114 (MW) Hộ loại I phụ tải quan trọng, có yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao; việc ngừng cung cấp điện thiệt hại lớn kinh tế, ảnh hưởng đến an ninh - trị Vì vậy, để tăng cường khả cung cấp điện, hộ dùng đường dây kép cung cấp hai nguồn mạch vịng kín nối với phụ tải Bảng 1.1 Số liệu phụ tải Các số liệu Phụ tải cực đại (MW) Hệ số công suất cos Yêu cầu cấp điện Điện áp định mức mạng điện thứ cấp 22 0,8 I Các hộ tiêu thụ 21 24 23 0,78 0,8 0,82 I I III 22 0,77 25 0,81 I I 22kV 1.3 Cân công suất hệ thống Trong hệ thống điện chế độ vận hành ổn định tồn có cân cơng suất tác dụng công suất phản kháng Cân công suất hệ thống, trước hết xem khả cung cấp tiêu thụ điện hệ thống có cân hay khơng; sau sơ định phương thức vận hành cho nhà máy điện hệ thống trạng thái vận hành cực đại, cực tiểu cố, dựa cân khu vực, đặc điểm khả cung cấp nhà máy điện Cân công suất tác dụng, trước tiên cần giữ cho tần số bình thường hệ thống, để giữ cho điện áp bình thường cần phải có cân cơng suất phản kháng hệ thống nói chung khu vực nói riêng, thiếu hụt công suất phản kháng làm điện áp giảm thấp Mặt khác thay đổi điện áp ảnh hưởng đến thay đổi tần số ngược lại 1.3.1 Cân công suất tác dụng Sự cân công suất tác dụng hệ thống biểu diễn công thức: PHT = Pt = m Ppt + Pmd + Ptd + Pdt Trong đó: - PHT: Tổng công suất tác dụng nhà máy điện phát hệ thống - Ppt: Tổng phụ tải tác dụng cực đại hộ tiêu thụ m: Hệ số đồng thời, m = (Đề cho) m Ppt = 1x (P1 +P2 +P3 +P4 +P5 +P6) = 1x (22+21+24+23+22+25) = 137 (MW) - Pmd: Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp, thường lấy (5-10)% tổng phụ tải hệ thống Ta chọn: Pmd = (5-10)% m Ppt = 10% x 137 = 13,7 (MW) - Ptd: Tổng công suất tự dùng: Do nguồn điện lấy từ hệ thống vô lớn, nên ta lấy Ptd = - Pdt: Tổng công suất dự trữ hệ thống: Do hệ thống có cơng suất vô lớn, nên ta lấy Pdt = - Vậy: PHT = Pt = m Ppt + (MW) Pmd + Ptd + Pdt = 137 + 13,7 = 150,7 Hệ thống phải đáp ứng đủ công suất tác dụng cho hệ thống theo yêu cầu phụ tải hệ thống 1.3.2 Cân công suất phản kháng Sự cân công suất phản kháng hệ thống biểu diễn công thức: QHT + Qb = Qt = m Qpt + QB + Qdd + Qtd + Qdt - QC Trong đó: - QHT: Tổng cơng suất phản kháng hệ thống điện phát QHT = PHT.tg Ta có: cos = 0,8 tg = 0,75 Do đó: QHT = 150,7 x 0,75 = 113,025 (MVAr) - m: Hệ số đồng thời, m = (Đề cho) - Qpt: Tổng phụ tải phản kháng cực đại mạng điện Qpt =∑ Pi tgφi i=1 Tính tốn cho hộ phụ tải, ta có: Bảng 1.2 Công suất phản kháng hộ Phụ tải P(MW) Cos Tg Q(MVAr) 22 0,8 0,75 16,5 21 0,78 0,802 16,842 24 0,8 0,75 18 23 0,82 0,698 16,054 22 0,77 0,829 18,238 25 0,81 0,724 18,1 Qpt = Pi tg = 103,734 (MVAr) i i - QB: Tổng tổn thất công suất phản kháng MBA hệ thống điện, QB = (15-20)% Qpt Ta chọn 20% QB = 20% Qpt = 20% x 103,734 = 20,7468 (MVAr) - Qtd: Tổng công suất phản kháng tự dùng hệ thống điện: Do điện lấy từ hệ thống vô lớn, nên ta lấy Qtd = (MVAr) - Qdt: Tổng công suất phản kháng dự trữ hệ thống: Do hệ thống có cơng suất vơ lớn, nên ta lấy Qdt = (MVAr) - Qdd: Tổng tổn thất công suất phản kháng đoạn đường dây mạng điện - QC: Tổng tổn thất công suất phản kháng dung dẫn đường dây sinh Ta xem: Qdd QC Từ công thức cân công suất ta có: 113,025 + Qb = 103,734 + 20,7468 Qb = 11,4558 (MVAr) Như để hệ thống cân bằng, ta cần bù thêm lượng công suất phản kháng cho hệ thống là: 11,4558 MVAr 1.4 Xác định công suất bù sơ Bù sơ ưu tiên cho hộ có cos thấp (bù đến cos = 0,9 xa Công suất bù cho hộ thứ i tính sau: 0,95) Qbi = Qi - Qi’ = Pi (tg i - tg i’) Trong đó: + Qi, Pi: Cơng suất hộ thứ i trước bù ’ + Qi : Công suất phản kháng hộ thứ i sau bù + Tg i’: Tính theo cos i’ hộ thứ i sau bù Theo vị trí nguồn số liệu phụ tải cho, ta thấy: + Phụ tải có cos thấp (0,77), tiếp đến phụ tải (0,78), phụ tải (0,8), phụ tải (0,81), phụ tải (0,82) + Phụ tải xa nguồn nhất, tiếp đến phụ tải 2,4,5,1,6 Vậy với nguyên tắc bù sơ ta tiến hành bù cho hộ: 5; 2; 3; 4; 1; 1.4.1 Công suất phản kháng bù cho hộ số Giả sử bù cơng suất phản kháng hệ số cơng suất hộ 2: cos 5’ = 0,9 tg 5’ = 0,484 Công suất phản kháng bù cho hộ số 5: Qb5 = Q5 – Q5’ = P5(tg - tg 5’) = 22 x (0,829 - 0,484) = 7,59(MVAr) Lượng bù cơng suất phản kháng cịn lại: Qb – Qb5 = 11,4558 –7,59= 3,8658(MVAr) 1.4.3 Công suất phản kháng bù cho hộ số Lượng Qb dư lại là: 2,8548 MVAr, ta tiến hành bù hết cho hộ Ta có: Qb2 = Q2 – Q2’= P2(tg - tg 2’) = 3,8658 tg 2’ = (P2x tg – Qb2)/P2= (21 x 0,802 -3,8658)/21 = 0,62 cos 3’ = 0,85 Bảng 1.3 Số liệu phụ tải trước sau bù Phụ tải Pmax(MW) Cos Tg Qmax(MVAr) Smax (MVA) 22 0,8 0,75 16,5 27,5 21 0,78 0,802 16,842 26,92 24 0,8 0,75 18 30 23 0,82 0,698 16,054 28,05 22 0,77 0,829 18,238 18,83 25 0,81 0,724 18,1 30,86 cos ’ 0,8 0,85 0,8 0,82 0,9 0,81 Tg ’ 0,75 0,62 0,75 0,698 0,484 0,724 Qb(MVAr) Q'max(MVAr) S'max (MVA) 16,5 22+j16,5 3,8658 13,02 21+j13,02 18 24+j18 16,054 23+j16,054 7,59 10,648 22+j10,648 18,1 25+j18,1 ... tổn thất điện tồn mạng điện Tính điện áp nút mạng điện lựa chọn đầu phân áp máy biến áp hộ tiêu thụ 8-Mô phân bố công suất cho toàn mạng điện phần mềm, so sánh đánh giá kết tính tốn kết mơ 9-Tính... kháng 2-Đề xuất phương án nối dây mạng điện Tính tốn so sánh phương án đề mặt kỹ thuật: -Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện cho hộ tiêu thụ -Tổn thất điện áp lớn lúc làm việc bình thường -Tổn thất điện. .. mật thiết với vấn đề quan trọng việc đưa phương án thiết kế vận hành mạng đạt kết cao 1.1 Phân tích nguồn Hệ thống điện bao gồm tập hợp nhà máy điện, trạm biến áp, đường dây tải điện, hộ tiêu thụ