DỰ ÁN LIÊN MÔN 3 PBL3 LƯỚI ĐIỆN CAO ÁP PHẦN I THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BỘ MÔN ĐIỆN HỆ THỐNG DỰ ÁN LIÊN MÔN PBL3 LƯỚI ĐIỆN CAO ÁP PHẦN I THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Số thẻ sinh viên Lớp : PGS.TS NGUYỄN HỮU HIẾU : NGUYỄN HOÀI SƠN : 105190119 : 19DCLC3 Đà Nẵng, 12/2021 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN - PBL: LƯỚI ĐIỆN CAO ÁP PHẦN I: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoài Sơn Lớp: 19DCLC3 Ngày nhận đề: 11/09/2021 Ngày hoàn thành: 27/11/2021 Số thứ tự: 12 I NHIỆM VỤ Thiết kế mạng điện khu vực cung cấp điện cho hộ tiêu thụ từ góp cao áp hệ thống điện II CÁC SỐ LIỆU CẦN THIẾT II.1 Bảng đồ vị trí nhà máy điện phụ tải Tỷ lệ: ô 10km II.2 Số liệu điện trở suất Các số liệu Phụ tải cực đại Hệ số công suất Cosφ Yêu cầu đảm bảo cung cấp Điện áp định mức mạng 24 0,8 I 19 0,8 I Các hộ tiêu thụ 23 25 0,8 0,8 I I 22kV 18 0,75 III 21 0,8 I Điện áp góp cao áp trạm biến áp tăng áp phụ tải cực đại 1,1 Uđm, phụ tải cực tiểu 1,05 Uđm, cố 1,1 Uđm Hệ số cosφtb góp 0,8 Đối với tất hộ tiêu thụ có: - Phụ tải cực tiểu 50% phụ tải cực đại; - Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax - Giá kWh điện tổn thất - Giá kVAr công suất thiết bị bù - Hệ số đồng thời m NHIỆM VỤ THIẾT KẾ = 4500 h = 1500 đ /1kWh = 350.000 đ /kVAr = III 1- Cân công suất hệ thống Xác định sơ lượng công suất phản kháng 2- 3456- 789IV cần bù theo điều kiện cân cơng suất phản kháng (nếu có) Dự kiến phương thức nối dây mạng điện So sánh phương án đề mặt kỹ thuật chủ yếu mặt sau: - 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 So sánh kinh tế phương án thỏa mãn yêu cầu kĩ thuật Lập bảng thống kê tiêu kinh tế - kĩ thuật Phân tích xác định phương án thiết kế tối ưu Xác định số lượng, dung lượng máy biến áp trạm biến áp Vẽ sơ đồ nối dây chi tiết mạng điện thiết kế Xác định lượng công suất phản kháng bù kinh tế theo điều kiện phí tổn tính tốn hàng năm bé Tính phân bố xác cơng suất tồn mạng điện Kiểm tra cân công suất phản kháng (nếu thiếu tiến hành bù kĩ thuật) Tính tổn thất cơng suất, tổn thất điện tồn mạng điện Tính điện áp nút mạng điện, chọn đầu phân áp cho trạm biến áp giảm áp phù hợp với yêu cầu hộ tiêu thụ Kiểm tra tính tốn phần mềm Tính tốn tiêu kinh tế kĩ thuật mạng điện thiết kế Nhận xét ưu, khuyết điểm phương án thiết kế chọn CÁC BẢN VẼ (Khổ A2) 1- Sơ đồ nguyên lý nối dây chi tiết mạng điện thiết kế 2- Sơ đồ thay tính tốn Đà Nẵng, ngày tháng năm CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THIẾT KẾ Nguyễn Hữu Hiếu Nguyễn Hoài Sơn MỤC LỤC CHƯƠNG I CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG BÙ SƠ BỘ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BÙ SƠ BỘ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHƯƠNG II DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT 10 ĐỐI VỚI SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN PHƯƠNG ÁN 12 2.2 Tính phân bố cơng suất 12 2.2 Lựa chọn điện áp tải điện 12 2.2 Chọn tiết diện dây dẫn 13 2.2 Tính tốn tổn thất điện áp mạng điện kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn lúc xảy cố 15 ĐỐI VỚI SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN PHƯƠNG ÁN 18 2.2 Tính phân bố cơng suất 18 2.2 Lựa chọn điện áp tải điện 18 2.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn 19 2.2 Tính tốn tổn thất điện áp mạng điện kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn lúc xảy cố 20 ĐỐI VỚI SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN PHƯƠNG ÁN 23 2.2 Tính phân bố cơng suất 23 2.2 Lựa chọn điện áp tải điện 23 2.2 Chọn tiết diện dây dẫn 24 2.2 Tính tốn tổn thất điện áp mạng điện kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn lúc xảy cố 25 CHƯƠNG III TÍNH TỐN THIẾT KẾ TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU 28 KINH TẾ - KỸ THUẬT 28 NỘI DUNG 28 TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 29 2.1 Phương án 29 a Vốn đầu tư mạng điện 29 b Tổng tổn thất công suất hàng năm 29 c Tổng tổn thất điện hàng năm: 30 d Chi phí tổn thất tính tốn hàng năm: 30 e Tổng khối lượng kim loại màu sử dụng 30 2.2 Phương án 30 a Vốn đầu tư mạng điện 30 b Tổng tổn thất công suất hàng năm 30 c Tổng tổn thất điện hàng năm 30 d e 2.3 a b c d e Phí tổn thất tính tốn hàng năm 31 Tổng khối lượng kim loại màu sử dụng 31 Phương án 31 Vốn đầu tư mạng điện 31 Tổng tổn thất công suất hàng năm 31 Tổng tổn thất điện hàng năm 31 Phí tổn thất tính tốn hàng năm 31 Tổng khối lượng kim loại màu sử dụng 31 CHƯƠNG IV XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG CÁC MBA TRONG CÁC TBA, VẼ SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CÁC MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ 33 NỘI DUNG 33 TÍNH CHỌN MBA CHO TỪNG TRẠM 33 2.1 Chọn MBA cho trạm giảm áp phụ tải (hộ loại I) 33 2.2 Chọn MBA cho trạm giảm áp phụ tải (hộ loại I) 34 2.3 Chọn MBA cho trạm giảm áp phụ tải (hộ loại I) 34 2.4 Chọn MBA cho trạm giảm áp phụ tải (hộ loại I) 34 2.5 Chọn MBA cho trạm giảm áp phụ tải (hộ loại III) 34 2.6 Chọn MBA cho trạm giảm áp phụ tải (hộ loại I) 34 SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ 35 3.1 Trạm nguồn 35 3.2 Trạm trung gian 36 3.3 Trạm cuối 36 CHƯƠNG V BÙ KINH TẾ MẠNG ĐIỆN 38 NỘI DUNG 38 TÍNH TỐN CHI PHÍ TỔN THẤT DO VIỆC LẮP ĐẶT THIẾT BỊ BÙ 38 TÍNH TỐN CỤ THỂ CHO MẠNG ĐIỆN 39 3.1 Tính bù kinh tế cho hộ 39 a Sơ đồ nối dây 39 b Sơ đồ thay tính tốn 40 3.2 Tính bù kinh tế cho hộ 40 a Sơ đồ nối dây 40 b Sơ đồ thay tính tốn 41 3.3 Tính bù kinh tế cho hộ 42 a Sơ đồ nối dây 42 b Sơ đồ thay tính tốn cho hộ hộ 42 3.4 Tính bù kinh tế cho hộ 44 a Sơ đồ nối dây 44 b Sơ đồ thay tính tốn cho hộ hộ 44 CHƯƠNG VI TÍNH CHÍNH XÁC PHÂN BỐ CƠNG SUẤT TRONG MẠNG 47 KIỂM TRA SỰ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 47 TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 47 NỘI DUNG 47 TÍNH TỐN CHÍNH XÁC PHÂN BỐ CƠNG SUẤT TRONG TỒN MẠNG ĐIỆN 48 2.1 Khi làm việc chế độ phụ tải cực đại 48 a Xét nhánh N-i 48 b Xét nhánh N – – 51 c Xét mạch vòng N – – 53 2.2 Khi phụ tải làm việc chế độ cực tiểu 56 a Nhánh N – i (i = 1; 6) 56 b Nhánh N – – 59 c Mạch vòng N – – 61 2.3 Khi phụ tải gặp cố 64 a Nhánh N – i (i=1;6) 64 b Nhánh N – – 66 c Mạch vòng N – – 67 KIỂM TRA SỰ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 69 3.1 Trường hợp phụ tải cực đại 69 3.2 Trường hợp phụ tải cực tiểu 70 3.3 Trường hợp phụ tải cố 71 TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT, TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG TỒN MẠNG ĐIỆN 71 4.1 Chế độ phụ tải cực đại 71 4.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 72 4.3 Trường hợp cố 72 CHƯƠNG VII TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT CỦA MẠNG ĐIỆN, CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP GIẢM ÁP PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU CỦA CÁC HỘ TIÊU THỤ 74 NỘI DUNG 74 TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT CỦA MẠNG ĐIỆN 75 2.1 Chế độ phụ tải cực đại: U Nmax = 121 kV 75 a b c d 2.2 Nhánh N – 75 Nhánh N – 76 Nhánh N – – 76 Mạch vòng N – – 77 Chế độ phụ tải cực tiểu: U Nmin = 115,5 78 a b c d 2.3 Nhánh N – 78 Nhánh N – 78 Nhánh N – – 78 Mạch vòng N – – 79 Lúc xảy cố U Nsc = 121 80 a Nhánh N – 80 b Nhánh N – 80 c Nhánh N – – 80 d Mạch vòng N – – 81 CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP 82 3.1 Trạm biến áp B1 82 a Khi phụ tải cực đại 82 b Khi phụ tải cực tiểu 82 3.2 Trạm biến áp B6 83 a Khi phụ tải cực đại 83 b Khi phụ tải cực tiểu 84 3.3 Trạm biến áp B4 84 a Khi phụ tải cực đại 84 b Khi phụ tải cực tiểu 85 3.4 Trạm biến áp B2 85 a Khi phụ tải cực đại 85 b Khi phụ tải cực tiểu 85 3.5 Trạm biến áp B3 86 a Khi phụ tải cực đại 86 b Khi phụ tải cực tiểu 86 3.6 Trạm biến áp B5 87 CHƯƠNG VIII TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT 89 NHẬN XÉT ƯU ĐIỂM – KHUYẾT ĐIỂM CỦA MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ 89 NỘI DUNG 89 TÍNH TỐN TỔN THẤT CƠNG SUẤT – TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG TOÀN MẠNG ĐIỆN 89 2.1 Tổn thất công suất tác dụng 89 a Tổn thất công suất đường dây 89 b Tổn thất công suất MBA 89 c Tổn thất công suất tác dụng thiết bị bù 89 d Tổng tổn thất công suất tác dụng 89 e Tổn thất công suất phần trăm mạng điện làm việc chế độ phụ tải cực đại 89 2.2 Tổn thất điện toàn mạng điện 89 TÍNH TỐN GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN 90 TÍNH TỐN GIÁ THÀNH XÂY DỰNG 1MW CÔNG SUẤT PHỤ TẢI TRONG CHẾ ĐỘ CỰC ĐẠI 91 CHƯƠNG I CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG BÙ SƠ BỘ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Bảng số liệu phụ tải: Các số liệu 24 0,8 I Phụ tải cực đại Hệ số công suất Cosφ Yêu cầu đảm bảo cung cấp Điện áp định mức mạng 19 0,8 I Các hộ tiêu thụ 23 25 0,8 0,8 I I 22kV 18 0,75 III 21 0,8 I Cân cơng suất tác dụng Phương trình cân bằng:  PF = m Ppt +  Pmd +  Ptd +  Pdt (1) Trong đó: +  PF tổng công suất tác dụng phát nhà máy điện hệ thống + m hệ số đồng thời, ta lấy giá trị m = +  Ppt tổng phụ tải tác dụng cực đại hộ tiêu thụ  P = P + P + P + P + P + P = 24 + 19 + 23 + 25 + 18 + 21 = 130 (MW) +  P tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp Ta có:  P = 5%P = 5%.130 = 6,5 (MW) +  P tổng công suất tự dùng nhà máy điện hệ thống pt md md pt td Vì theo yêu cầu, ta tính tốn từ cao áp (khơng tính nhà máy điện phía trước) nên ta có: Ptd = +  Pdt tổng công suất dự trữ hệ thống Cho P dt =0 Thay kết vào (1), ta được:  PF = m Ppt +  Pmd +  Ptd +  Pdt = 1.130 + 6,5 + + =136,5MW Cân cơng suất phản kháng Phương trình cân bằng: QF + Qbu = mQpt +  QB +  Qd + Qtd + Qdt − Qc (2) Trong đó: +  QF tổng công suất phản kháng nhà máy phát Ta có: QF =  PF tan tb =  PF tan(arccostb ) = 136,5.tan(arccos0,8) = 102,375 (MVAr) + m hệ số đồng thời +  Qpt tổng công suất phản kháng cực đại tải yêu cầu  Qpt =  ( Ppti tan i ) i =1 Từ bảng số liệu, ta tính : Hộ Số liệu Pmax (MW) Cos φ Tan φ Q (MVAr) 24 0,8 0,75 18 19 0,8 0,75 14,25 23 0,8 0,75 17,25 25 0,8 0.75 18,75 18 0,75 0,8819 13,5 21 0,8 0,75 15,75 Vậy:  Qpt =  ( Ppti tan i ) = 18 + 14, 25 + 17, 25 + 18, 75 + 13,5 + 15, 75 = 97,5 (MVAr) i =1  Q tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp Ta có:  Q = (15  20%) Q + B B pt Chọn khoảng 20%, suy ra:  QB = 20%Qpt = 20%.97,5 = 19,5 (MVAr)  Q tổng công suất phản kháng đường dây mạng điện +  Q tổng công suất phản kháng phát đường dây cao áp Lúc cân sơ đồ, ta lấy  Q =  Q +  Q tổng công suất phản kháng dự trữ hệ thống Cho  Q = +  Q tổng công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện HT Do tính từ cao áp nên ta lấy  Q = + d c d c dt dt td td Thay kết vào (2), ta được: QF + Qbu = mQpt +  QB + Qd + Qtd + Qdt −  Qc Suy ra: Q bu = 97,5 + 19,5 + + + = 117 (MVAr) >  QF =102,375 (MVAr) = 117 −102,375 = 14,625 (MVAr) Như vậy, để cân công suất phản kháng, ta cần bù thêm lượng công suất phản kháng cho hệ thống 14,625MVAr Ta bù ưu tiên cho hộ có cosφ thấp nhất, sau bù cho hộ từ xa đến gần nguồn Bù sơ công suất phản kháng Trên sở bù ưu tiên cho hộ có cosφ thấp xa, ta bù hộ sau: ▪ Bù cho hộ (cosφ thấp nhất) Giả sử sau bù, hệ số công suất hộ cos 5' = 0,94 Vậy Qbu = Q5 − P.tan 5' = 13,5 − 18.0,363 = 6,966 (MVAr) Dung lượng bù lại: 14,625 – 6,966 = 7,659 MVAr Dung lượng cần bù lại ta bù hết cho hộ ▪ Bù cho hộ Qbù2 = 7,659 MVAr Q − Qbu 14, 25 − 7, 659 = = 0,347  tan 2 ' = P2 19  cos  ' = 0,945 Ta xây dựng bảng số liệu phụ tải trước sau bù: Phụ Pmax Qmax Cosφ Qbù Q’max tải (MW) (MVAr) (MVAr) (MVAr) 24 18 0,8 18 19 14,25 0,8 7,659 6,591 23 17,25 0,8 17,25 25 18,75 0,8 18,75 18 13,5 0,75 6,966 6,534 21 15,75 0,8 15,75 Cosφ’ 0,8 0,945 0,8 0,8 0,94 0,8 S’max (MVA) 24 + j18 19 + j6,591 23 + j17,25 25 + j18,75 18 + j6,534 21 + j15,75 U 3sc−2 = P3'−23 R3−23 + Q3' −23 X 3−23 20,114.29, 44 + 7, 741.22 = = 6,844 kV U Bsc3 111, Điện áp cuối đường dây – U Bsc2 = U Bsc3 − U 3sc− = 111, − 6,844 = 104,556 kV Tổn thất điện áp MBA B2 U Bsc2 = PB' 23 RB 23 + QB' 23 X B 23 19, 072.2,19 + 7, 716.43,35 = = 3, kV U Bsc2 104,556 Điện áp phía hạ áp quy đổi phía cao áp U 'scB = U Bsc2 − U Bsc2 = 104,556 − 3, = 100,956 kV Chọn đầu phân áp cho máy biến áp 3.1 Trạm biến áp B1 Phụ tải hộ loại I nên yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Ta có: + Uyc1 = 23,1 kV + Uyc2 = 22 kV + Uyc3 = 22 ÷ 23,1 kV a Khi phụ tải cực đại Điện áp đầu phân áp: U kt 24, U pa1.1 = U 'max = 113,726 = 119,142 kV B1 U yc1 23,1  Chọn đầu phân áp +2 có Upatc1.1 = 119,094 kV Kiểm tra lại: U kt 24, 'max U Hmax = 113,726 = 23,109 kV = U B1 U patc1.1 119,094 U % = U Hmax 23,109 − 22 − U dm = 100 = 5, 041%  5% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn b Khi phụ tải cực tiểu Điện áp đầu phân áp: U kt 24, U pa1.2 = U 'min = 109,958 = 120,936 kV B1 U yc 22  Chọn đầu phân áp +3 có Upatc1.2 = 121,141 kV Kiểm tra lại: U kt 24, U Hmin1 = U 'min = 109,958 = 21,963 kV B1 U patc1.2 121,141 U % = U Hmin1 − U dm 21,963 − 22 = 100 = −0,168%  0% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn c Khi cố đứt đoạn đường dây kép N – 82 Điện áp đầu phân áp: U ' sc U 109, 617.24, 22  B1 kt  23,1  22   23,1 U patc1.3 U patc1.3 114, 772  U patc1.3  120,511  Ta chọn đầu phân áp 0, +1 +2 kiểm tra lại Kiểm tra lại: (1) + Đối với đầu phân áp có U patc 1.3 = 115 kV U Hsc1 = U ' scB1  U (1) % = U kt 24, = 109,617 = 23,054 kV (1) U patc1.3 115 U Hsc1 − U dm 23, 054 − 22 = 100 = 4, 79%   0%;5% U dm 22 Vậy đầu phân áp thoả mãn (2) + Đối với đầu phân áp +1 có U patc 1.3 = 117,047 kV U Hsc1 = U ' scB1  U (2) % = U kt 24, = 109,617 = 22,651 kV (2) U patc1.3 117,047 U Hsc1 − U dm 22, 651 − 22 = 100 = 2,959%  0%;5% U dm 22 Vậy đầu phân áp thoả mãn (3) + Đối với đầu phân áp +2 có U patc 1.3 = 119,094 kV U Hsc1 = U ' scB1 U kt 24, = 109,617 = 22, 262 kV (3) U patc1.3 119,094 U Hsc1 − U dm 22, 262 − 22  U (3) % = = 100 = 1,191%  0%;5% U dm 22 Vậy đầu phân áp thoả mãn Ta có  U (1) %   U (2) %   U (3) % nên ta chọn đầu phân áp +2 Do đó, trường hợp cố trạm biến áp sau, ta chọn đầu phân áp có điện áp lớn 3.2 Trạm biến áp B6 a Khi phụ tải cực đại Điện áp đầu phân áp: U kt 24, U pa 6.1 = U 'max = 114, 224 = 119,663 kV B6 U yc1 23,1  Chọn đầu phân áp +2 có Upatc6.1 = 119,094 kV Kiểm tra lại: U kt 24, 'max U Hmax = 114, 224 = 23, 21 kV = U B6 U patc 6.1 119,094 83 U % = U Hmax 23, 21 − 22 − U dm = 100 = 5,5%  5% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn b Khi phụ tải cực tiểu Điện áp đầu phân áp: U kt 24, U pa 6.2 = U 'min = 109,885 = 120,858 kV B6 U yc 22  Chọn đầu phân áp +3 có Upatc6.2 = 121,141 kV Kiểm tra lại: U kt 24, U Hmin6 = U 'min = 109,885 = 21,949 kV B6 U patc 6.2 121,141 U % = U Hmin6 − U dm 21,949 − 22 = 100 = −0, 232%  0% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn c Khi cố đứt đoạn đường dây kép N – Điện áp đầu phân áp: U ' sc U 109, 747.24, 22  B kt  23,1  22   23,1 U patc 6.3 U patc 6.3 114,911  U patc 6.3  120, 657  Chọn đầu phân áp +2 có Upatc6.3 = 119,094 kV Kiểm tra lại: U kt 24, U Hsc6 = U ' scB = 109,747 = 22, 289 kV U patc 6.3 119,094 U % = U Hsc6 − U dm 22, 289 − 22 = 100 = 1,314%   0%;5% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn 3.3 Trạm biến áp B4 a Khi phụ tải cực đại Điện áp đầu phân áp: U kt 24, U pa 4.1 = U 'max = 110,604 = 115,871 kV B4 U yc1 23,1  Chọn đầu phân áp có Upatc4.1 = 115 kV Kiểm tra lại: U kt 24, 'max U Hmax = 110,604 = 23, 275 kV = U B4 U patc 4.1 115 U % = U Hmax 23, 275 − 22 − U dm = 100 = 5,8%  5% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn 84 b Khi phụ tải cực tiểu Điện áp đầu phân áp: U kt 24, U pa 4.2 = U 'min = 107,96 = 118,748 kV B4 U yc 22  Chọn đầu phân áp +2 có Upatc4.2 = 119,094 kV Kiểm tra lại: U kt 24, U Hmin4 = U 'min = 107,96 = 21,936 kV B4 U patc 4.2 119,094 U Hmin4 − U dm 21,936 − 22 U % = = 100 = −0, 29%  0% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn c Khi cố đứt đoạn đường dây kép N – Điện áp đầu phân áp: U ' sc U 103,987.24, 22  B kt  23,1  22   23,1 U patc 4.3 U patc 4.3 108,91  U patc 4.3  114,36  Chọn đầu phân áp -1 có Upatc4.3 = 112,953 kV Kiểm tra lại: U kt 24, U Hsc6 = U ' scB = 103,987 = 22, 274 kV U patc 6.3 112,953  U (3) % = U Hsc1 − U dm 22, 274 − 22 = 100 = 1, 245%   0%;5% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn 3.4 Trạm biến áp B2 a Khi phụ tải cực đại Điện áp đầu phân áp: U kt 24, U pa 2.1 = U 'max = 111,937 = 116,954 kV B2 U yc1 23,1  Chọn đầu phân áp +1 có Upatc2.1 = 117,047 kV Kiểm tra lại: U kt 24, 'max U Hmax = 111,937 = 23,082 kV = U B2 U patc 2.1 117,047 U % = U Hmax 23, 082 − 22 − U dm = 100 = 4,92%  5% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn b Khi phụ tải cực tiểu Điện áp đầu phân áp: 85 U pa 2.2 = U 'min B2 U kt 24, = 109,375 = 120, 45 kV U yc 22  Chọn đầu phân áp +3 có Upatc2.2 = 121,141 kV Kiểm tra lại: U kt 24, U Hmin2 = U 'min = 109,375 = 21,875 kV B2 U patc 2.2 121,141 U Hmin2 − U dm 21,875 − 22 U % = = 100 = −0,57%  0% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn c Khi cố đứt đoạn đường dây N – Điện áp đầu phân áp: U ' sc U 100,956.24, 22  B kt  23,1  22   23,1 U patc 2.3 U patc 2.3 106,56  U patc 2.3  111,885  Chọn đầu phân áp -2 có Upatc6.3 = 110,906 kV Kiểm tra lại: U kt 24, U Hsc2 = U ' scB = 100,956 = 22,194 kV U patc 2.3 110,906 U % = U Hsc2 − U dm 22,194 − 22 = 100 = 0,881%  0%;5% U dm 22 3.5 Trạm biến áp B3 a Khi phụ tải cực đại Điện áp đầu phân áp: U kt 24, U pa 3.1 = U 'max = 113, 231 = 118,933 kV B3 U yc1 23,1  Chọn đầu phân áp +2 có Upatc3.1 = 119,094 kV Kiểm tra lại: U kt 24, 'max U Hmax = 113, 231 = 23,069 kV = U B3 U patc3.1 119,094 U % = U Hmax 23, 069 − 22 − U dm = 100 = 4,859%  5% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn b Khi phụ tải cực tiểu Điện áp đầu phân áp: U kt 24, U pa 3.2 = U 'min = 110,571 = 121,976 kV B3 U yc 22  Chọn đầu phân áp +3 có Upatc3.2 = 121,141 kV Kiểm tra lại: 86 U Hmin3 = U 'min B3 U % = U kt 24, = 110,571 = 22,152 kV U patc3.2 121,141 U Hmin3 − U dm 22,152 − 22 = 100 = 0, 69%  0% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn c Khi cố đứt đoạn đường dây N – Điện áp đầu phân áp: U ' sc U 108,9.24, 22  B kt  23,1  22   23,1 U patc 3.3 U patc 3.3 115,32  U patc 3.3  121, 083  Chọn đầu phân áp +2 có Upatc3.3 = 119,094 kV Kiểm tra lại: U kt 24, U Hsc3 = U ' scB3 = 108,9 = 22,367 kV U patc3.3 119,094 U % = U Hsc3 − U dm 22,367 − 22 = 100 = 1, 668%   0%;5% U dm 22 Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn 3.6 Trạm biến áp B5 Phụ tải hộ loại III nên yêu cầu điều chỉnh điện áp bình thường Ta có: Uyc51 = 22,55 kV Uyc52 = 23,65 kV Uyc53 = 21,45 kV Tính chọn đầu phân áp: U kt 24, U pa 51 = U 'max = 107,113 = 114,95 kV B5 U yc 51 22,55 U pa 52 = U 'min B5 U pa 53 = U ' scB5 U kt 24, = 109,085 = 111,616 kV U yc52 23,65 U kt 24, = 100, 287 = 113,099 kV U yc53 21, 45 U pa 51 + U pa 52 114,95 + 111, 616 = 113, 283 kV 2  Chọn đầu phân áp +1 có Upatc = 112,75 kV Kiểm tra lại: + Khi phụ tải cực đại 24, 'max U kt U Hmax = 107,113 = 22,99 kV = U B5 U patc5 112,75  U patB =  U (1) % = = U Hmax 22,99 − 22 − U dm 100 = 100 = 4,5%  2,5% U dm 22 87 + Khi phụ tải cực tiểu U kt 24, U Hmin5 = U 'min = 109,085 = 23, 412 B5 U patc5 112,75  U (2) % = U Hmin5 − U dm 23, 412 − 22 100 = 100 = 6, 418%  7,5% U dm 22 + Khi gặp cố U Hsc5 = U 'scB5  U (3) % = U kt 24, = 100, 287 = 21,516 U patc5 112,75 U Hsc5 − U dm 21,516 − 22 100 = 100 = −2, 2%  −2,5% U dm 22 Từ điều kiện  U (1) % ,  U (2) %  U (3) % , ta thấy đầu phân áp chọn thoả mãn yêu cầu Từ số liệu tính tốn chương 7, ta có bảng sau: Bảng 7.1 Chế độ phụ tải cực đại TBA Uyc1 Upai1 Đầu phân Upatc U 'max Bi (kV) (kV) áp (kV) (kV) 113,726 111,638 113,527 110,604 107,113 114,224 23,1 23,1 23,1 23,1 22,55 23,1 119,142 116,954 118,933 115,871 113,283 119,663 Bảng 7.2 Chế độ phụ tải cực tiểu TBA Uyc2 Upai2 U 'min Bi (kV) (kV) (kV) 109,942 109,5 110,887 107,953 109,079 109,871 22 22 22 22 23,65 22 Bảng 7.3 Lúc xảy cố TBA Uyc3 U 'scBi (kV) (kV) 109,555 101,714 110,075 103,962 100,247 109,688 22÷23,1 22÷23,1 22÷23,1 22÷23,1 21,45 22÷23,1 +2 +1 +2 +1 +2 119,094 117,047 119,094 115 112,75 119,094 Đầu phân áp Upatc (kV) +3 +3 +3 +2 +1 +3 121,141 121,141 121,141 119,094 112,75 121,141 120,936 120,45 121,976 118,748 113,283 120,858 Upai3 (kV) Đầu phân áp Upatc (kV) 114,772÷120,511 106,56 ÷111,885 115,32 ÷121,083 108,91÷114,36 113,283 114,911÷120,657 +2 -2 +2 -1 +1 +2 119,094 110,906 119,094 112,953 112,75 119,094 max U Hi (kV) 23,109 23,082 23,069 23,275 22,99 23,21 U Hi (kV) 21,963 21,875 22,152 21,936 23,412 21,949 sc U Hi (kV) 22,262 22,194 22,367 22,274 21,516 22,289 U % 5,041 4,92 4,859 5,8 4,5 5,5 U % -0,168 -0,57 0,69 -,029 6,418 -0,232 U % 1,191 0,881 1,668 1,245 -2,2 1,314 88 CHƯƠNG VIII TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT NHẬN XÉT ƯU ĐIỂM – KHUYẾT ĐIỂM CỦA MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ Nội dung Phần cuối bảng thiết kế dự án kinh phí cơng trình tính tốn tiêu kinh tế - kỹ thuật Trong phần tổng kết này, ta chủ yếu tính tốn giá thành tải điện thơng qua việc tính tốn tổn thất điện thống kê tiêu kinh tế - kỹ thuật Tính tốn tổn thất cơng suất – tổn thất điện toàn mạng điện Ta tính tốn tổn thất cơng suất tổn thất điện với tình trạng phụ tải cực đại 2.1 Tổn thất công suất tác dụng a Tổn thất công suất đường dây  PL = PN −1 + PN −6 + P4−5 + PN −4 + PN −2 + P2−3 + PN −3 = 0, 717 + 0, 656 + 0,513 + 1,54 + 0, + 0, 017 + 0, 777 = 4,954 MW b Tổn thất công suất MBA ▪ Tổn thất sắt (tổn thất không tải)  P0 = P01 + P06 + P05 + P04 + P02 + P03 = 0, 058 + 0, 058 + 0, 029 + 0, 058 + 0, 042 + 0, 058 = 0,303 MW ▪ Tổn thất đồng (tổn thất tải)  P1 = PB1 + PB6 + PB5 + PB4 + PB2 + PB3 = 0, 077 + 0, 057 + 0, 075 + 0, 095 + 0, 072 + 0, 062 = 0, 438 MW c Tổn thất công suất tác dụng thiết bị bù  Pb = Pb*.Qbkt = 0,005.38,892 = 0,19446 MW d Tổng tổn thất công suất tác dụng P =  P0 +  P1 +  PL +  Pb  = 0,303 + 0, 438 + 4,954 + 0,19446 = 5,88946 MW e Tổn thất công suất phần trăm mạng điện làm việc chế độ phụ tải cực đại  P 100 P% = P Trong đó:  P tổng tổn thất cơng suất tác dụng  P tổng công suất tác dụng phụ tải (với  P =  Pi = 24 + 19 + 23 + 25 + 18 + 21 = 130 MW) i =1 5,88946 100 = 4,53% 130 2.2 Tổn thất điện toàn mạng điện Tổn thất điện toàn mạng điện tính theo cơng thức: Ta có: P% = A = (  PL +  P1 +  Pb )  +  P0 t  89 = ( 4,954 + 0, 431) 2886 + 0,303.8760 + 0,19446.2886 = 18756,6 (MWh) Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm: A =  PmaxTmax = 130.4500 = 585000 MWh  Tổng tổn thất điện tồn mạng điện tính theo % tổng điện cung cấp cho phụ tải A 18756, A % =  100 = 100 = 3, 21%  A 585000  Tính tốn giá thành tải điện Cơng thức tính tốn phí tổn hàng năm mạng điện: Y = avh ( L ) K L + avh (T ) KT + A C  Trong đó: + avh(L) hệ số vận hành đường dây (khấu hao tu sửa, dịch vù đường dây, ta dựng cột thép, lấy avh(L) = 0,028) + KL tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây (có chương 3) + avh(T) hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp (avh(T) = 0,1) + KT vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp (KT = KT’ + Kb, với KT’ giá thành MBA) Dựa vào bảng 8.40/trang 256 tài liệu Thiết kế mạng điện, ta có: Giá thành MBA TDH – 16000/110 13.109VNĐ/trạm, MBA TPDH – 25000/110 19.109 VNĐ/trạm giá thành MBA TD – 25000/110 rẻ 1,4 lần so với MBA TPDH – 25000/110 Trong mạng điện thiết kế, có trạm sử dụng MBA TDH – 16000/110, trạm sử dụng MBA TD – 25000/110, trạm sử dụng MBA TPDH – 25000/110  19  KT' =  + 1,8 (16 + 4.19 )  109 = 179,171.109 VNĐ 1,  (với trạm có MBA giá thành gấp 1,8 lần so với trạm có MBA) Tính Kb (là vốn đầu tư thiết bị bù): Theo giả thiết ta có K b* = 350.106 VNĐ/MVAr Khi đó: Suy ra: Kb = Kb*. Qb = 350.106.38,892 = 13,61.109 VNĐ Vậy: KT = KT' + Kb = 179,171.109 + 13, 61.109 = 192, 781.109 VNĐ + C giá trị kWh điện tổn thất, C = 1,5.106 VNĐ/MWh + A tổng tổn thất điện toàn mạng điện  Vậy phí tổn thất hàng năm tồn mạng điện là: Y = 0, 028.140549, 5.106 + 0,1.192, 781.109 + 18756, 6.1,5.106 = 51,35.109 VNĐ Chi phí tính tốn hàng năm: Z = atc ( K L + KT ) + Y Với: Suy ra: atc hệ số định mức hiệu vốn đấu tư, atc = 0,125 Z = 0,125 (140549,5.106 + 192, 781.109 ) + 51,35.109 = 93, 02.109 VNĐ 90 Giá thành truyền tải điện năng: = Y 51,35.109 = = 87, 78 VNĐ/kWh A 585000.103  Tính tốn giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải xác định theo biểu thức: K0 = K + KT 140549,5.106 + 192, 781.109 K = L = = 2,564.109 VNĐ/MW P P 130  max  max Ta có bảng tổng kết tiêu kinh tế - kỹ thuật sau: STT CÁC CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ bt % U max % GIÁ TRỊ 8,85 sc U max % % 24,03 Tổng chiều dài đường dây cần xây dựng: Đường dây đơn Đường dây kép Tổng công suất trạm biến áp Tổng dung lượng bù Tổng vốn đầu tư xây dựng: Đường dây Trạm biến áp Tổng phụ tải cực đại Tổng điện truyền tải hàng năm Tổng tổn thất công suất Tổng tổn thất cơng suất tính theo % Tổng tổn thất điện Tổng tổn thất điện tính theo % Giá thành truyền tải điện Giá thành xây dựng 1MW phụ tải Chi phí tính tốn hàng năm Km 417,27 246,64 170,63 275 38,892 333,1805 140,5495 192,781 130 585000 5,88946 4,53 18756,6 3,21 87,78 2,564 93,42 10 11 12 13 14 15 MVA MVAr 109 VNĐ MW MWh MW % MWh % VNĐ/kWh 109 VNĐ/MW 109 VNĐ Nhận xét ưu nhược điểm mạng điện thiết kế ▪ Ưu điểm Đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải, phù hợp với loại hộ tiêu thụ, thoả mãn yêu cầu kinh tế - kỹ thuật Về mặt kinh tế: mạng điện thiết kế có vốn đầy tư thấp, giá thành tải điện thấp,… Về mặt kỹ thuật: đảm bảo yêu cầu kỹ thuật tổn thất điện áp cho phép, tổn thất điện năng, đảm bảo yêu cầu cung cấp điện liên tục cho hộ loại I,… ▪ Nhược điểm Ở phạm vi đồ án có nguồn cung cấp điện nên độ tin cậy chưa cao 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Đạm – Thiết kế mạng hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2006 [2] Khoa điện – Trường đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng, Giáo trình mạng điện 92 MÔ PHỎNG MẠNG ĐIỆN TRONG BA TRƯỜNG HỢP PHỤ TẢI CỰC ĐẠI, PHỤ TẢI CỰC TIỂU VÀ SỰ CỐ 93