do an mang luoi dien

Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện MỞ ĐẦU Ngày nay, điện phần vô quan trọng hệ thống lượng quốc gia Điện dạng lượng có nhiều ưu điểm như: dễ dành chuyển thành dạng lượng khác (nhiệt, cơ, hóa…), dễ truyền tải phân phối Chính điện sử dụng rộng rãi lĩnh vực hoạt động người Trong điều kiện nước ta thời kì cơng nghiệp hố đại hố điện lại đóng vai trị vơ quan trọng Điện nguồn lượng ngành cơng nghiệp, điều kiện quan trọng để phát triển thị dân cư Vì lý lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện phải trước bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện giai đoạn trước mắt mà dự kiến cho phát triển tương lai 5,10 năm có cịn lâu Thêm vào kinh tế nước ta giai đoạn phát triển việc sản xuất điện thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện phân phối điện cho hộ tiêu thụ cần phải tính tốn kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lí kĩ thuật kinh tế Trong trình nghiên cứu thiết kế Đồ án môn học đưa phương án có khả thực thi việc thiết kế mạng lưới điện cho khu vực gồm hộ tiêu thụ điện loại I loại III Nhìn chung, phương án đưa đáp ứng yêu cầu mạng lưới cung cấp điện như: độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng, tính kinh tế an tồn… Dù cố gắng đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót hạn chế, em mong nhận bảo giúp đỡ thầy để em hồn thiện nội dung thiết kế đồ án, hoàn thiện nâng cao kiến thức chuyên môn rèn luyện thân tác phong làm việc, tinh thần trách nhiệm Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ Thầy Lã Minh Khánh giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học Hà Nội, ngày 29 tháng 12 năm 2011 Sinh viên thiết kế Lê Hải Nam Lê Hải Nam- Lớp htd3k53 Page Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện MỤC LỤC MỞ ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI .3 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI .3 1.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG .4 1.3 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 1.4 CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT CƠ BẢN CHƯƠNG LẬP PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TỐN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 2.2 DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN VÀ CÁC TIÊU CHUẨN TÍNH TỐN KỸ THUẬT 2.3 TÍNH TỐN KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN 15 2.4 TÍNH TỐN KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN 17 2.5 TÍNH TỐN KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN 20 2.6 TÍNH TỐN KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN 23 2.7 TÍNH TỐN KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN 25 CHƯƠNG 30 SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN .30 3.1 PHƯƠNG PHÁP SO SÁNH KINH TẾ 30 3.2 TÍNH TỐN VỀ KINH TẾ CHO CÁC PHƯƠNG ÁN .32 3.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ NHẤT 34 CHƯƠNG 35 CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN .35 4.1 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC TRẠM HẠ ÁP 35 4.2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRẠM HẠ ÁP 37 CHƯƠNG 41 TÍNH TỐN PHÂN BỐ CƠNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA MẠNG ĐIỆN 41 5.1 TÍNH TỐN CHI TIẾT SỰ PHÂN BỐ CƠNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN 41 5.2 TÍNH TỐN ĐIỆN ÁP TẠI CÁC ĐIỂM NÚT CỦA MẠNG ĐIỆN 63 CHƯƠNG 69 ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 69 6.1 YÊU CẦU ĐIỀU CHỈNH ĐIÊN ÁP THƯỜNG 69 6.2 YÊU CẦU ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP KHÁC THƯỜNG 71 CHƯƠNG 77 CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 77 7.1 VỐN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG MẠNG ĐIỆN 77 Lê Hải Nam- Lớp htd3k53 Page Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện 7.2 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN .77 7.3 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN .77 7.4 TÍNH CHI PHÍ GIÁ THÀNH .78 CHƯƠNG PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI CÂN BẰNG CƠNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1.1 Nguồn điện Với giả thiết thiết kế mạng điện có nguồn cung cấp điện sau: Lê Hải Nam- Lớp htd3k53 Page Đồ Án Mơn Học Mạng Lưới Điện • Nguồn điện tính từ góp cao áp Nhà Máy Điện, trạm trung gian địa phương • Nguồn điện cung cấp đủ cơng suất tác dụng cho phụ tải • Hệ số cơng suất góp (có giới hạn cơng suất phản kháng) cosϕnd = 0,85 1.1.2 Phụ tải điện Với giả thiết phụ tải điện sau: • Công suất phụ tải cỡ 30MW (khả tải đường dây 110kV) • Hệ số cơng suất phụ tải 0,9 • Độ tin cậy cung cấp điện có hộ loại I hộ loại III • Thời gian sử dụng cơng suất cực đại Tmax = 5000h • Hệ số đồng thời m=1 • Điện áp danh định lưới thứ cấp 10kV 1.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG Tại thời điểm ln có cân điện sản xuất điện tiêu thụ, điều có nghĩa thời điểm cần phải có cân cơng suất tác dụng công suất phản kháng với công suất tác dụng công suất phản kháng tiêu thụ Nếu cân bị phá vỡ tiêu chất lượng điện bị giảm, dẫn đến giảm chất lượng sản phẩm ổn định làm tan rã hệ thống Công suất tác dụng phụ tải liên quan tới tần số dòng điện xoay chiều Tần số hệ thống thay đổi cân công suất tác dụng hệ thống bị phá vỡ Giảm công suất tác dụng phát dẫn đến giảm tần số ngược lại Vì thời điểm chế độ xác lập hệ thống điện, nhà máy điện hệ thống cần phải phát công suất tổng công suất hộ tiêu thụ, kể tổn thất công suất hệ thống Cân sơ công suất tác dụng thực chế độ phụ tải cực đại hệ thống phương trình cân cơng suất tác dụng có dạng tổng quát sau: ∑ P =∑ P nd yc Trong đó: ∑P ∑P nd : Công suất tác dụng phát nguồn yc : Công suất tác dụng yêu cầu phụ tải mà: Lê Hải Nam- Lớp htd3k53 Page Đồ Án Môn Học ∑P yc Mạng Lưới Điện =m ∑ Ppt +∑ ∆Pmd +∑ Ptd + ∑ Pdt với: m : Hệ số đồng thời, m=1 ∑ P : Tổng công suất tác dụng chế độ cực đại ∑ P = P + P +P +P +P +P =30+25+32+27+34+29=177 MW ∑ ∆P : Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây trạm biến áp, lấy 5% ∑ P pt pt md pt ∑ ΔP md ∑P td = 177=8,85 MW 100 : Tổng công suất tự dùng nhà máy điện, ∑P td =0 (do xét từ góp cao áp nhà máy điện hay trạm biến áp địa phương) ∑P dt : Tổng công suất dự trữ mạng điện (ở ta coi hệ thống có cơng suất vơ lớn nên ∑P dt =0) Vậy: ∑ P =∑ P nd yc =177+8,85=185,85 MW Do giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng nên ta khơng cân chúng 1.3 CÂN BẰNG CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG Để đảm bảo chất lượng điện áp cần thiết hộ tiêu thụ hệ thống điện khu vực riêng biệt nó, cần có đầy đủ cơng suất nguồn cơng suất phản kháng Vì giai đoạn đầu thiết kế phát triển hệ thống điện hay mạng điện vùng riêng biệt cần phải tiến hành cân sơ công suất phản kháng lưới điện Cân công suất phản kháng mạng điện thiết kế tiếng hành chung hệ thống Cân công suất phản kháng tiến hành chế độ cực đại hệ thống điện phương trình cân trường hợp có dạng: ∑ Q =∑ Q nd yc (có thể có thêm bù công suất phản kháng) Q nd + Q bù ≥ m.∑ Q pti + ∆Q mba + ∆Q L − ∆Q C i =1 Trong đó: Lê Hải Nam- Lớp htd3k53 Page Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện Q nd : tổng công suất phản kháng máy phát nhà máy điện Q bù : công suất thiết bị bù Q pti : công suất phản kháng phụ tải ∆Q mba : tổn thất công suất phản kháng máy biến áp ∆QC : công suất phản kháng sinh dung kháng đường dây ∆Q L : tổn thất công suất phản kháng cảm kháng đường dây (với giả thiết Q td = 0,Qdt = ) Kiểm tra biểu thức ta có: ∑Q nd =tgϕnd ∑ Pnd (Víi cosϕnd =0,85 ⇒ tgϕnd =0,6197 ) ∑Q nd =0,6197.185,85=115,171 MVAr ∑Q yc : Tổng công suất phản kháng yêu cầu phụ tải Mà: ∑ Q yc =m.∑ Qpti + ∆Q mba + ∆QL − ∆QC i =1 Với m: hệ số đồng thời m=1 ∑Q i =1 pti : Tổng công suất phản kháng phụ tải chế độ cực đại pti = Q1+ Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 ∑Q i =1 Mà: Qi=Pi.tg ϕ i ( cos ϕ i=0,9 ⇒ tg ϕ i=0,484) ta có bảng sau: Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Pi(MW) 30 25 32 27 34 29 Qi(MWr) 14,52 12,1 15,488 13,068 16,456 14,036 Bảng 1.1 Do đó: Lê Hải Nam- Lớp htd3k53 Page Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện ∑ Q =85,67 MVAr ∑ ∆Q : Tổng tổn thất công suất phản kháng trạm hạ áp tính 15% ∑ Q ,ta có: pt BA pt ∑ ΔQ BA = 15 85,67=12,85 MVAr 100 ∑ ΔQ ,∑ ΔQ L C : Tổng gồm: tổn thất công suất phản kháng đường dây công suất phản kháng dung dẫn đường dây sinh Giả sử đường dây truyền tải công suất tự nhiên đường dây không tổn thất (R=0,G=0) Vậy ∆Q L = ∆QC ∑ ΔQ td + ∑ ΔQdt : Tổng công suất tự dùng dự trữ nhà máy, trường hợp chúng ∑Q ⇒ Ta thấy ∑Q yc yc =85,67+12,85=98,52 MVAr < ∑Q nên tiến hành bù sơ nd 1.4 CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT CƠ BẢN 1.4.1 Khoảng cách từ nhà máy tới phụ tải Từ sơ đồ mặt nhà máy ta có khoảng cách từ nhà máy đến phụ tải là: Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 l(km) 50,99 86,02 53,85 80 44,72 63,25 Bảng 1.2 1.4.2 Bảng thông số phụ tải điện Như ta có bảng thông số phụ tải thiết sau: Phụ tải Ln-i(km) Pi(MW) Qi(MVAr) 50,99 30 14,52 86,02 25 12,1 53,85 32 15,448 80 27 13,068 44,72 34 16,456 63,25 29 14,036 Bảng 1.3 1.4.3 Các lựa chọn kỹ thuật ban đầu - Truyền tải điện xoay chiều AC Lê Hải Nam- Lớp htd3k53 Page Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện - Dùng đường dây không dây dẫn trần - Dùng dây nhôm lõi thép AC - Dùng cột bê tông cốt thép với hệ số vận hành đường dây avhd = 0,04 Ký hiệu dây dẫn AC-70 AC-95 AC-120 AC-150 AC-185 AC-240 Cột bê tông ly tâm 300 308 320 336 352 402 Cột thép 380 385 392 403 416 436 Bảng 1.4 Giá thành đường dây không mạch điện áp 110kV ( 106 đ/km) Ghi chú: Giá thành đường dây hai mạch 1,6 lần giá thành đường dây mạch - Giá thành trạm biến áp truyền tải có máy biến áp điện áp 110/10 kV với hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp avh =0,10 Công suất định mức, MVA 16 25 32 Giá thành, 10 đ/trạm 15,000 22,000 29,000 Bảng 1.5 Ghi chú: Giá thành trạm hai máy biến áp 1,8 lần giá thành trạm có máy biến áp CHƯƠNG LẬP PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TỐN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Thiết kế lưới điện toán nhỏ toán quy hoạch lưới điện Các tiêu kinh tế - kỹ thuật mạng điện phụ thuộc nhiều vào sơ đồ Vì sơ đồ mạng điện cần chọn cho có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết, đảm bảo chất lượng điện yêu cầu hộ tiêu thụ, thuận tiện an toàn vận hành, khả phát triển tương lai tiếp nhận phụ tải Trong thiết kế nay, để chọn sơ đồ tối ưu mạng điện, người ta sử dụng phương pháp nhiều phương án Từ vị trí cho phụ tải, cần tiến hành dự kiến số phương án tốt chọn sở so sánh tiêu kinh tế - kỹ thuật phương án Mạng điện cần có độ tin cậy cao, tính kinh tế linh hoạt cần thiết Phương án tối ưu phương án đại tiêu chuẩn kỹ thuật có chi phí kinh tế nhỏ Lê Hải Nam- Lớp htd3k53 Page Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện 2.2 DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN VÀ CÁC TIÊU CHUẨN TÍNH TỐN KỸ THUẬT Ta có theo yêu cầu cung cấp điện cho hộ loại I hộ loại III, mà hộ loại hộ hộ tiêu thụ điện quan trọng, ngừng cung cấp điện có thểgây nguy hiểm đến tính mạng sức khoẻ người, gây thiệt hại nhiều kinh tế, hư hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn q trình cơng nghệ phức tạp Do phương án cung cấp cho hộ loại I phải cấp từ hai nguồn.Việc lựa chọn phương án dây mạng điện cần đảm bảo yêu cầu sau: • Cung cấp điện liên tục • Đảm bảo chất lượng điện • Đảm bảo tính linh hoạt mạng điện • Đảm bảo tính kinh tế có khả phát triển tương lai • Đảm bảo an toàn cho người thiết bị • Đi từ phụ tải gần nguồn đến phụ tải xa nguồn • Các mạch vịng có chiều dài khơng lớn 2.2.1 Các phương án nối dây Dựa theo mặt thiết kế yêu cầu phụ tải, ta đưa phương án dây sau: Hình 2.1 Lê Hải Nam- Lớp htd3k53 Page Đồ Án Mơn Học Mạng Lưới Điện Hình 2.2 Hình 2.3 Lê Hải Nam- Lớp htd3k53 Page 10 Đồ Án Mơn Học Mạng Lưới Điện 59,785 × 10,708 + 38,348 × 21, 212 = 108,987 kV 121 = 121 - Công suất trước tổng trở trạm biến áp Zb1: Sb1 = SC1 − ∆ S01 = (30,165 + 17,253j) – (0,058+0,4j) = 30,107 + 16,853j MVA • • • Điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy cao áp: U1q = U1 - Pb1 × R b1 + Q b1 × X b1 U1 = 108,987 - 30,107 × 1, 27 + 16,853 × 27,95 = 104,314 kV 108,987 Điện áp góp cao áp trạm biến áp2: U = U1 - P'1− × R 1−2 + Q'1−2 × X1−2 U1 = 108,987 - 25,974 × 12,074 + 15, 445 × 18,917 = 103,429 kV 108,987 Công suất trước tổng trở trạm biến áp Zb2: • • • Sb2 = SC − ∆ S02 = (25,144 + 14,871j) – (0,035–0,24j) = 25,109 + 14,631j MVA Điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy cao áp: U2q = U2 - Pb2 × R b2 + Q b2 × X b2 U2 = 103,429 - 25,109 × 1,87 + 14,631 × 43,5 = 96,822 kV 103, 429 Đường dây NĐ–5 • Điện áp góp cao áp trạm biến áp 5: U5 = Ucs = 121 - P'NĐ−5 × R NĐ−5 + Q'NĐ−5 × X NĐ−5 U cs 36,79 × 14,758 + 20,956 × 19,185 = 113,285 kV 121 Công suất trước tổng trở trạm biến áp Zb5: • • • Sb5 = SC5 − ∆ S05 = (34,171 + 19,277j) – (0,07–0,48j) = 34,101 + 18,797j MVA Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page 67 Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện Điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy cao áp: U5q = U5 - Pb5 × R b5 + Q b5 × X b5 U5 = 113,285 - 34,101 × 0,935 + 18,797 × 21,75 = 109,395 kV 113, 285 Tính điện áp đường dây cịn lại thực tương tự Kết tính điện áp góp hạ áp trạm quy điện áp cao chế độ sau cố cho bảng sau: Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ cố: Trạm BA Uq(kV) 104,314 96,822 103,902 100,163 109,395 104,692 Bảng 5.12 Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page 68 Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện CHƯƠNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Điện áp tiêu chất lượng điện quan trọng Nó ảnh hưởng nhiều đến tiêu kinh tế kỹ thuật hộ tiêu thụ Các thiết bị điện làm việc tốt trường hợp điện có chất lượng cao Chất lượng điện đánh giá thông qua tiêu độ lệch điện áp, độ dao động điện áp , không đối xứng khơng sin Trong tiêu độ lệch điện áp tiêu quan trọng Để đảm bảo độ lệch điện áp hộ tiêu thụ phạm vi cho phép ta cần phải tiến hành điều chỉnh điện áp theo cách sau: • • • Thay đổi điện áp máy phát nhà máy điện Thay đổi tỷ số biến trạm biến áp (chọn đầu điều chỉnh máy biến áp) Thay đổi dịng cơng suất phản kháng truyền tải mạng điện Thực tế cho thấy mạng điện lớn khơng thể điều chỉnh điện áp cách thay đổi điện áp nhà máy điện, thay đổi dòng công suất phản kháng đường dây đáp ứng nhu cầu điều chỉnh điện áp lý khác như: Độ ổn định hệ thống, vận hành phức tạp vốn đầu tư cao Do phương pháp điều chỉnh điện áp máy biến áp trạm biến áp dùng rộng rãi để điều chỉnh điện áp Yêu cầu điều chỉnh điện áp phân thành loại: 6.1 YÊU CẦU ĐIỀU CHỈNH ĐIÊN ÁP THƯỜNG Điện áp yêu cầu góp hạ áp máy biến áp tình trạng vận hành bình thường phải thỗ mãn yêu cầu độ lệch điện áp chế độ: - Phụ tải cực đại : ΔUcp max% ≥ 2,5% - Phụ tải cực tiểu: ΔUcp min% ≤ 7,5% - Chế độ cố : ΔUcp sc% ≥ - 2,5% Việc điều chỉnh điện áp tiến hành sau:  U 'max U 'min U dc =  +  U ycmax U yc   U hdm ÷ ÷  Trong đó: Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page 69 Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện U 'max , U 'min giá trị quy đổi phía cao áp điện áp góp hạ áp trạm chế độ lớn nhỏ tương ứng (được lấy theo số liệu tính tốn điện áp U yc max , U yc giá trị điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm chế độ phụ tải lớn nhỏ U hdm điện áp định mức cuộn dây hạ áp máy biến áp Sau chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn máy biến áp, gần với đầu điều chỉnh tính tốn theo công thức Để xác định điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn sử dụng cơng thức sau: U tc = U cdm + n.E U cdm 100 Trong đó: U cdm điện áp định mức cuộn dây điện áp cao N số thứ tự đầu điều chỉnh chọn E mức điều chỉnh đầu (%) E =2,5% Đối với máy biến áp khơng có điều chỉnh điện áp tải, đầu điểu chỉnh không thay đổi tất chế độ vận hành mạng điện Sau chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn, cần tính giá trị thực điện áp góp hạ áp trạm tất chế độ đặc trưng mạng điện độ lệch nhận điện áp so với điện áp định mức góp Các điện áp thực góp hạ áp trạm xác định theo công thức tổng quát sau: U i' U hdm U it = U tc Trong Ui' giá trị quy đổi phía điện áp cao điện áp góp hạ áp trạm biến áp, tương ứng với chế độ phụ tải lớn nhất, nhỏ chế độ sau cố Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm tính theo công thức: ∆U i % = U it − U dm 100% U dm Chọn đầu điều chỉnh điện áp theo cách thường áp dụng trạm phân phối có yêu cầu điều chỉnh thường Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page 70 Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện Trong nội dung đồ án ta có phụ tải có yêu cầu điều chỉnh thường, trước hết ta xét điều chỉnh thường tất phụ tải xét đến điều kiện độ lệch điện áp cho phép để xét thỏa mãn máy biến áp khơng có điều áp tải Ta có bảng tính tốn sau: Trạm biến áp Yêu cầu ĐCĐAKT T KT KT KT KT Uq max (kV) 111,06 104,024 111,357 107,868 113,598 111,272 Uq (kV) 107,907 107,115 108,494 106,59 109,288 107,952 Uq sc (kV) 104,314 96,822 103,902 100,163 109,395 104,692 Uđc max 116,349 108,978 116,66 113,005 119,007 116,571 Uđc 118,698 117,827 119,343 117,249 120,217 118,747 U đc 117,523 113,402 118,002 115,127 119,612 117,659 n -1 Utc 117,875 112,125 117,875 115 120,75 117,875 Ut max 10,364 10,205 10,392 10,318 10,348 10,384 Ut 10,07 10,508 10,125 10,196 9,956 10,074 Ut sc 9,734 9,499 9,696 9,581 9,966 9,77 ∆Umax (%) 3,64 2,05 3,92 3,18 3,48 3,84 ∆Umin (%) 0,7 5,08 1,25 1,96 -0,44 0,74 ∆Usc (%) -2,66 -5,01 -3,04 -4,19 -0,34 -2,3 Bảng 6.1 Dựa vào bảng ta thấy dùng máy biến áp khơng có điều áp tải không phù hợp phụ tải Vậy ta chuyển sang phương án sử dụng máy biến áp có điều áp tải 6.2 YÊU CẦU ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP KHÁC THƯỜNG Điện áp yêu cầu góp hạ áp máy biến áp tình trạng vận hành bình thường phải thỗ mãn yêu cầu độ lệch điện áp: - Phụ tải cực đại : ΔUcp max% = 5% - Phụ tải cực tiểu: ΔUcp min% = 0% - Chế độ cố : ΔUcp sc% = - 5% Việc điều chỉnh điện áp tiến hành theo bước sau: Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page 71 Đồ Án Mơn Học Mạng Lưới Điện - Tính điện áp góp hạ áp trạm quy phía cao áp chế độ - Tính giá trị điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm chế độ Uyc i = Uđm + Uicp% Uđm - Tính điện áp đầu điều chỉnh Uiđc = U iq U hđm U yc i Trong : Uqi điện áp góp hạ áp quy đổi phía điện áp cao trạm chế độ i Ta có: Uhđm = 1,1.Uđm = 1,1.10 = 11 kV - Chọn đầu điều chỉnh gần Điện áp đầu tiêu chuẩn tính theo: Uitc = Ucđm + Trong n.e%.U cđm 100 n : Số thứ tự tiêu chẩn chọn e% : Phạm vi điều chỉnh đầu điều chỉnh liên tiếp Ucđm : Điện áp định mức cao (115 kV) - Tính giá trị thực điện áp góp hạ áp : Ut = U iq × U hđm U tc - Kiểm tra độ lệch điện áp thực : ∆Ui% = U tđm− U U đm × 100% Các trạm dùng MBA có phạm vi điều chỉnh điện áp ±9 ×1,78% có Ucđm = 115 kV; Uhđm = 11 kV Các đầu điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn MBA có điều áp tải: n Utc n Utc 115 117,05 119,10 121,15 123,20 125,25 127,30 129,35 131,40 133,42 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 115 112,95 110,90 108,85 106,80 104,75 102,75 100,65 -8 -9 98,60 96,55 Bảng 6.2 Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page 72 Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện Độ lệch điện áp trạm phải thoả mãn điều kiện : - Chế độ phụ tải cực đại: Uyc max = Uđm + Ucp max% Uđm = 10 + 5%.10 = 10,5 kV - Chế độ phụ tải cực tiểu: Uyc = Uđm + Ucp min% Uđm = 10 + 0%.10 = 10 kV - Chế độ cố : Uyc sc = Uđm + Ucp sc% Uđm = 10 + 5%.10 = 10,5 kV • Phụ tải Ta có điện áp đầu phân áp: + Chế độ phụ tải cực đại: Điện áp tính tốn đầu điều chỉnh máy biến áp xác định theo công thức: U đc max = U q max U hđm = U yc max 111,06 × 11 = 116,349 kV 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = ⇒ Utcmax = 117,05 kV Điện áp thực góp hạ áp bằng: U t max = U q max U hđm U tc max = 116,349 × 11 = 10,437 kV 117,05 Độ lệch điện áp góp hạ áp bằng: ΔU max = U tmaxđm− U U đm × 100% = 10, 437 − 10 × 100% = 4,37% 10 + Chế độ phụ tải cực tiểu: Điện áp tính tốn đầu điều chỉnh máy biến áp bằng: U đc = U q × U hđm U yc = 107,907 × 11 = 118,698 kV 10 Chọn n = ⇒ Utcmin = 119,1 kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: U t = U q × U hđm U tc = 107,907 × 11 = 9,966 kV 119,1 Độ lệch điện áp bằng: Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page 73 Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện ΔU = U t minđm− U U đm × 100% = 9,966 − 10 × 100% = -0,34% 10 + Chế độ sau cố: Điện áp tính tốn đầu điều chỉnh máy biến áp bằng: U đc sc = U q sc × U hđm U yc sc = 104,314 × 11 = 109,281 kV 10,5 Chọn n = -2 ⇒ Utcmin = 110,9 kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: U t sc = U q sc × U hđm U tc sc = 104,314 × 11 = 10,347 kV 10,5 Độ lệch điện áp bằng: ΔU sc = U t scđm− U U đm × 100% = 10,347 − 10 × 100% = 3,47% 10 Vậy đầu chọn thoã mãn yêu cu iu chnh in ỏp khỏc thng Tính toán tơng tự cho TBA2, TBA3, TBA4, TBA5, TBA6 Kết tính toán đợc cho bảng: Lờ Hi Nam- lp htd3k53 Page 74 Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện Bảng 5.2 Thông số trạm biến áp sử dụng MBA có điều áp tải Trạm biến áp Uq (kV) 111,06 104,024 111,357 107,868 113,598 111,272 Uđcmax 116,349 108,978 116,66 113,005 119,007 116,571 n -3 -1 Utcmax 117,05 108,85 117,05 112,95 119,1 117,05 Utmax 10,437 10,512 10,465 10,505 10,492 10,457 ∆Umax (%) 4,37 5,12 4,65 5,05 4,92 4,57 Trạm biến áp Uq (kV) 107,907 107,115 108,494 106,59 109,288 107,952 Uđcmax 118,698 117,827 119,343 117,249 120,217 118,747 n 2 Utcmax 119,1 117,05 119,1 117,05 121,15 119,1 Utmax 9,966 10,066 10,02 10,017 9,923 9,97 ∆Umax (%) -0,34 0,66 0,2 0,17 -0,77 -0,3 Chế độ max Chế độ Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page 75 Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện Trạm biến áp Uq (kV) 104,314 96,822 103,902 100,163 109,395 104,692 Uđcmax 109,281 101,433 108,85 104,933 114,604 109,677 n -2 -6 -3 -4 -2 Utcmax 110,9 102,75 108,85 106,8 115 110,9 Utmax 10,347 10,365 10,5 10,316 10,464 10,384 ∆Umax (%) 3,47 3,65 3,16 4,64 3,84 Chế độ cố Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page 76 Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện CHƯƠNG CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 7.1 VỐN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG MẠNG ĐIỆN Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức: K= ∑K + K t Trong ∑ K : tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây Kt: vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp Ta tính tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây: ∑ K = 138203,904 × 106 đ Trong hệ thống điện thiết kế có trạm hạ áp, trạm có máy biến áp trạm có máy biến áp vốn đầu tư cho trạm hạ áp: Kt = 1,8.(3 × 22.109 + 2.29.109)+29.10^9 =252,2.109 đ Do tổn vốn đầu tư để xây dựng mạng điện: K= ∑ K + Kt = 138203,9 × 106 + 252,2 × 109 = 390403,9 × 106 đồng 7.2 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN Tổn thất công suất tác dụng mạng điện gồm có tổn thất cơng suất đường dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại - Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây: ∆Pd=ΔPdNĐ-1+ΔPd1-2+ΔPdNĐ-3+ΔPd3-4+ΔPdNĐ-5+ΔPdNĐ-6 = 7,559 MW - Tổng tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp: ∑∆PBAi = ∆PBA1+∆PBA2+∆PBA3+∆PBA4+∆PBA5+∆PBA6 = 0,94 MW Như tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện: ∆P = ∆Pd + ∑∆PBAi = 7,559 + 0,94 = 8,5 MW Tổn thất cơng suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm (%): ΔP(%) = ΔP 8,5 × 100 = × 100% = 4,802% P 177 ∑ max 7.3 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN Tổng tổn thất điện trạm biến áp xác định theo công thức sau: ΔA BAi Lê Hải Nam- lớp htd3k53 S  = n∆P0i t + ∆∆PNi  maxi ÷ × τ n  Sđm  Page 77 Đồ Án Mơn Học Mạng Lưới Điện Trong τ – thời gian tổn thất công suất lớn t – thời gian máy biến áp làm việc năm Bởi máy biến áp vận hành song song năm t = 8760 h Thời gian tổn thất cơng suất lớn tính theo cơng thức sau: τ = (0,124 + Tmax × 10-4)2 × 8760 = (0,124 + 5000 × 10-4)2 × 8760 = 3411 h Ta có tổn thất điện trạm biến áp bảng sau: Trạm BA ∆ABAi(MWh) 871,83 679,19 918,43 802,71 957,77 847,98 ∑∆ABA(MWh ) 5077,904 Tổng tổn thất điện đường dây xác định theo công thức sau: ∑∆Ad = ∆Pd × τ = 7,559 × 3411 = 25783,749 MWh Vậy tổng tổn thất điện mạng điện là: ∆A = ∑∆ABA + ∑∆Ad = 5077,904 + 25783,749 = 30861,653 MWh Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm: A = ∑Pmax × Tmax = 177 × 5000 = 885 × 103 MWh Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm (%): ΔA(%) = ΔA 30861,653 ×100 = × 100 = 3,487% A 885.103 7.4 TÍNH CHI PHÍ GIÁ THÀNH 7.4.1 Chi phí vận hành hàng năm Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện xác định theo công thức: Y = avhd ∑ K + avht.Kt + ∆A.c Trong avhd: hệ số vận hành đường dây (avhd = 0,04) avht: hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp (avht = 0,10) c: giá thành kWh điện tổn thất Như vậy: Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page 78 Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện Y = 0,04 × 138203,9 × 10 + 0,1 × 252,2 × 10 + 30861,653 × 103 × 600 = 49,265 × 109 đồng 7.4.2 Chi phí tính tốn hàng năm Chi phí tính tốn hàng năm xác định theo công thức: Z = atc × K + Y Trong atc: hệ số định mức hiệu vốn đầu tư (atc = 0,125) Do chi phí tính tốn bằng: Z = 0,125 × 390403,9 × 106 + 49,265 × 109 = 98,066 × 109 đ 7.4.3 Giá thành truyền tải điện Giá thành truyền tải điện xác định theo cơng thức: β= Y 49, 265 × 109 = = 55,667 đ/kWh A 885 × 106 7.4.4 Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải chế độ cực đại Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải xác định theo biểu thức: K0 = K 390403,9.106 = = 2,206.109 đ /MW 177 ∑ Pmax Kết tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp bảng sau: Các tiêu kinh tế - kĩ thuật hệ thống điện thiết kế : Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page 79 Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện Các tiêu Đơn vị Giá trị Tổng công suất phụ tải cực đại MW 177 Tổng chiều dài đường dây km 542,46 Tổng công suất MBA hạ áp MVA 310,00 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 109 đ 390,404 Tổng vốn đầu tư đường dây 109 đ 138,204 Tổng vốn đầu tư trạm biến áp 109 đ 252,20 Tổng điện phụ tải tiêu thụ MWh 885000 ∆Umaxbt % 9,153 ∆Umaxsc % 13,92 10 Tổng tổn thất thất công suất ∆P MW 8,50 11 Tổng tốn thất công suất ∆P % 4,802 12 Tổng tổn thất điện ∆A MWh 30861,653 13 Tổng tổn thất điện ∆A % 3,487 14 Chi phí tính tốn 109 đ 98,066 15 Chi phí vận hành hàng năm 109 đ 49,265 16 Giá thành truyền tải điện β đ/kWh 55,667 17 Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải cực đại 109 đ/MW 2,206 Bảng 7.1 Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page 80 Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Đạm Thiết kế mạng hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 [2] Trần Bách Lưới điện hệ thống điện tập 1, 2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 [3] Trần Bách Ổn định hệ thống điện Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2001 [4] Trần Bách Tối ưu hóa chế độ hệ thống điện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1999 [5] Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hòa Phần điện nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 [6] Nguyễn Lân Tráng Quy hoạch phát triển hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 [7] Lã Văn Út Ngắn mạch hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2005 [8] Trần Đình Long Tự động hóa hệ thống điện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2005 Lê Hải Nam- lớp htd3k53 Page ... kiện cố hệ thống điện, máy biến áp phép tải 40% ( hệ số mang tải lúc cố kqtsc = 1,4) không ngày đêm thời gian tải ngày không hệ số phụ tải ban đầu trước lúc tải k1sc không 0,93 Hệ số tải kqtsc =... lưới điện S S S Nguoi Ve Le Hai Nam GVHD La Minh Khanh Lop HTD3-k53 Truong dai hoc Bach Khoa Ha Noi Lê Hải Nam- Lớp htd3k53 Page 40 Ban Ve So Do Noi Day Chinh Đồ Án Môn Học Mạng Lưới Điện CHƯƠNG... giả thiết bỏ qua tổn thất công suất (do chưa có tiết diện dây dẫn cấp điện áp) 2.2.4 Chọn điện áp định mức mạng điện Lựa chọn điện áp đường dây tải điện việc quan trọng lúc thiết kế hệ thống điện