(TIỂU LUẬN) 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 l Phụ tải cự Hệ số công su Yêu cầu đảm bả Điện áp định m 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 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 (nếu có) 2- 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 3- 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 4- Xác định số lượng, dung lượng máy biến áp trạm biến áp Vẽ sơ đồ nối dây chi tiết mạng điện thiết kế 5- Xác định lượng công suất phản kháng bù kinh tế theo điều kiện phí tổn tính tốn hàng năm bé 6- 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 7- Tính điện áp nút mạng điện, chọn đầu phân áp cho trạm biến áp giảm áp phù hợp với yêu cầu hộ tiêu thụ 8- Kiểm tra tính tốn phần mềm 9- Tính tốn tiêu kinh tế kĩ thuật mạng điện thiết kế Nhận xét ưu, khuyết điểm phương án thiết kế chọn IV 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 .7 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 công 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 công 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 công 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 toán hàng n Tổng khối lượng kim loại mà Phương án Vốn đầu tư mạng điện Tổng tổn thất công suất hàng Tổng tổn thất điện hàng Phí tổn thất tính tốn hàng n Tổng khối lượng kim loại mà 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 1.NỘI DUNG TÍNH CHỌN MBA CHO TỪNG TRẠM 2.1 Chọn MBA cho trạm giảm 2.2 Chọn MBA cho trạm giảm 2.3 Chọn MBA cho trạm giảm 2.4 Chọn MBA cho trạm giảm 2.5 Chọn MBA cho trạm giảm 2.6 Chọn MBA cho trạm giảm SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ 3.1 Trạm nguồn 3.2 Trạm trung gian 3.3 Trạm cuối CHƯƠNG V BÙ KINH TẾ MẠNG ĐIỆN 1.NỘI DUNG TÍNH TỐN CHI PHÍ TỔN THẤT DO VIỆC LẮP ĐẶT THIẾT BỊ BÙ TÍNH TOÁN CỤ THỂ CHO MẠNG ĐIỆN 3.1 Tính bù kinh tế cho hộ a Sơ đồ nối dây b Sơ đồ thay tính tốn 3.2 Tính bù kinh tế cho hộ a Sơ đồ nối dây b Sơ đồ thay tính tốn 3.3 Tính bù kinh tế cho hộ a Sơ đồ nối dây b Sơ đồ thay tính tốn cho h 3.4 Tính bù kinh tế cho hộ a Sơ đồ nối dây b Sơ đồ thay tính tốn cho h CHƯƠNG VI TÍNH CHÍNH XÁC PHÂN BỐ CƠNG SUẤT TRONG MẠNG KIỂM TRA SỰ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG NỘI DUNG TÍNH TỐN CHÍNH XÁC PHÂN BỐ CƠNG SUẤT TRONG TOÀN MẠNG ĐIỆN 2.1 Khi làm việc chế độ phụ tả a Xét nhánh N-i b Xét nhánh N – – c Xét mạch vòng N – – 2.2 Khi phụ tải làm việc chế đ a Nhánh N – i (i = 1; 6) b Nhánh N – – c Mạch vòng N – – 2.3 Khi phụ tải gặp cố a Nhánh N – i (i=1;6) b Nhánh N – – c Mạch vòng N – – KIỂM TRA SỰ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 3.1 Trường hợp phụ tải cực đại 3.2 Trường hợp phụ tải cực tiểu 3.3 Trường hợp phụ tải cố TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT, TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG TOÀN MẠNG ĐIỆN 4.1 Chế độ phụ tải cực đại 4.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 4.3 Trường hợp cố 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 NỘI DUNG TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT CỦA MẠNG ĐIỆN = 121 kV 75 2.1 Chế độ phụ tải cực đại: a b c d 2.2 Nhánh N – 75 Nhánh N – 76 Nhánh N – – 76 Mạch vòng N – – 77 = 78 Chế độ phụ tải cực tiểu: U 115,5 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 U 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 TOÁN 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 CÔNG SUẤT – TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG TỒN MẠNG ĐIỆN 89 2.1 Tổn thất cơng suất tác dụng a Tổn thất công suất đường dây b Tổn thất công suất MBA c Tổn thất công suất tác dụng thiết bị bù d Tổng tổn thất công suất tác dụng 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 CƠNG 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 l Phụ tải cự Hệ số công su Yêu cầu đảm bả Điện áp định m Cân cơng suất tác dụng Phương trình cân bằng: P = m Pp F 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 Ppt = Ta có: Pmd + 5%.130 (MW) = = % Ppt = 6,5 Ptd tổng công suất tự dùng nhà máy điện hệ thống Vì theo u cầu, ta tính tốn từ cao áp (khơng tính nhà máy điện phía trước) nên ta có: Ptd = + Pdt tổng cơng suất dự trữ hệ thống Cho Pdt = Thay kết vào (1), ta được: P =m P F = 1.130 + 6,5 + + =136,5MW Cân cơng suất phản kháng Phương trình cân bằng: + Q F Trong đó: + = m Q +Q + Q bu pt B +Q Q d +Q − td dt Q c (2) QF tổng công suất phản kháng nhà máy phát Ta có: QF = PF tan tb = PF tan(arccos tb ) = 136, tan(arccos 0,8) =102, 375 (MVAr) + m hệ số đồng thời = U 'min U H3 U%= Vậy đầu phân áp vừa chọn thoả mãn c Khi cố đứt đoạn đường dây N – Điện áp đầu phân áp: U 22 115, 32 U  Chọn đầu phân áp +2 có U patc3.3 = 119,094 kV Kiểm tra lại: sc UH3 U%= 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: kV U pa 51 U = U 'min Ukt pa 52B5 U kV yc52 U pa 53  U kV  Chọn đầu phân áp +1 có U Kiểm tra lại: + Khi phụ tải cực đại U patc = 112,75 kV max H5 U (1) 87 + Khi phụ tải cực tiểu U =U H5 %= U (2) + Khi gặp cố sc U =U H5 U (3) %= Từ điều kiện U (1) % , U( 2) % U cầu (3) % , ta thấy đầu phân áp chọn thoả mãn u Từ số liệu tính tốn chương 7, ta có bảng sau: Bảng 7.1 Chế độ phụ tải cực đại TBA U TBA U Bảng 7.2 Chế độ phụ tải cực tiểu Bảng 7.3 Lúc xảy cố TBA 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 tồn 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 P= P N −1 L = 0,717 + 0,656 + 0,513 +1,54 + 0,7 + 0,0 ▪ b Tổn thất công suất MBA Tổn thất sắt (tổn thất không tải) = 0, 058 + 0, 058 + 0, 029 + 0, 058 + ▪ Tổn thất đồng (tổn thất tải) P= P B1 = 0, 077 + 0, 057 + 0, 075 + 0, 095 + 0, c Tổn thất công suất tác dụng thiết bị bù = 0,005.38,892 = MW 0,19446 P d = Tổng tổn thất công suất tác dụng P+ P+ P+ L P b = 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 P% =P 100 P tổng tổn thất công suất tác dụng Trong đó: P tổng cơng suất tác dụng phụ tải (với P= Pi = 24 + 19 + 23 + 25 + 18 + 21 =130 MW) i=1 Ta có: P% = 5, 88946 130 100 = 4, 53% 2.2 Tổn thất điện toàn mạng điện Tổn thất điện toàn mạng điện tính theo cơng thức: A = ( P+ P+ L P ) + b P t 89 = (4, 954 + 0, 431) 2886 + 0, 303.8760 + 0,19446.2886 =18756, (MWh) Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm: = MWh A max max Tổng tổn thất điện toàn mạng điện tính theo % tổng điện cung cấp cho phụ tải A Tính tốn giá thành tải điện Cơng thức tính tốn phí tổn hàng năm mạng điện: Y=a vh ( L ) 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 13.10 VNĐ/trạm, MBA TPDH – 25000/110 19.10 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 Khi đó: VNĐ ' K T (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 Suy ra: Kb Vậy: KT VNĐ ' =K T + C giá trị kWh điện tổn thất, C = 1,5.10 VNĐ/MWh + A tổng tổn thất điện tồn mạng điện Vậy phí tổn thất hàng năm tồn mạng điện là: 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, 5.10 + 192, 781.10 )+ 51, 35.10 = 93, 02.109 VNĐ 90 Giá thành truyền tải điện năng: = Y = 51,35.109 = 87,78 A 585000.103 VNĐ/kWh 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: VNĐ/MW = K P Ta có bảng tổng kết tiêu kinh tế - kỹ thuật sau: STT U 10 11 12 13 14 15 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 MƠ PHỎNG MẠNG ĐIỆN TRONG BA TRƯỜNG HỢP PHỤ TẢI CỰC ĐẠI, PHỤ TẢI CỰC TIỂU VÀ SỰ CỐ 93 ... kháng t? ?i đường dây thứ i Ri, Xi ? ?i? ??n trở ? ?i? ??n kháng đường dây thứ i Uđm ? ?i? ??n áp định mức, Uđm = 110kV Khi chọn sơ phương án cung cấp ? ?i? ??n đánh giá chất lượng ? ?i? ??n theo giá trị tổn thất ? ?i? ??n áp: ...Đ? ?I HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG Đ? ?I HỌC BÁCH KHOA KHOA ? ?I? ??N – BỘ MÔN HỆ THỐNG ? ?I? ??N - PBL: LƯ? ?I ? ?I? ??N CAO ÁP PHẦN I: THIẾT KẾ MẠNG ? ?I? ??N Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ho? ?i Sơn Lớp:... phương án Dựa vào bảng tổng hợp, ta thấy phương án III có chi phí đầu tư tổn thất nhỏ, phương án t? ?i ưu so v? ?i phương án l? ?i, nên ta chọn phương án III để tính tốn thiết kế phần cho mạng ? ?i? ??n 32