Thiết kế hệ thống điện gồm một nguồn điện công suất vô cùng lớn và 5 phụ tải

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN  ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN Sinh viên thực : NGUYỄN HIỆU Mã sinh viên : 1681110123 Giáo viên hướng dẫn : ThS KIỀU THỊ THANH HOA Ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ Chuyên ngành : HỆ THỐNG ĐIỆN Lớp : D11H1 Hà Nội, ngày tháng năm 2022 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN  ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN Sinh viên thực : NGUYỄN HIỆU Mã sinh viên : 1681110123 Giáo viên hướng dẫn : ThS KIỀU THỊ THANH HOA Ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ Chuyên ngành : HỆ THỐNG ĐIỆN Lớp : D11H1 Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện Nhiệm vụ môn học Đồ án thiết kế Lưới điện Họ tên sinh viên: Nguyễn Hiệu Mã sinh viên: 1681110123 Lớp: D11H1 1, Nhiệm vụ a, Số liệu nguồn điện Thiết kế hệ thống điện gồm nguồn điện công suất vô lớn phụ tải Hệ thống HT: - Hệ thống điện có cơng suất vơ lớn - Hệ số cơng suất Cosφ=0,85 - Điện áp nguồn điện: + Khi phụ tải cực đại, cố nặng nề : UA=1,1Uđm; + Khi phụ tải cực tiểu là: UA=1,05Uđm b, Số liệu phụ tải: Số liệu 32 Công suất cực đại Pmax (MW) Tỉ lệ Pmin/Pmax Hệ số công suất 0,9 Loại hộ phụ tải I Điện áp thứ cấp(kV) 22 Thời gian sử dụng công suất lớn (h) Phụ tải 27 33 0,74 0,9 0,9 I I 22 22 5473 30 39 0,9 III 22 0,9 I 22 2, Nội dung phần thiết kế lưới điện khu vực: - Cân công suất đề xuất phương án nối dây - Tính chọn tiết diện dây dẫn - Tính tốn tiêu kinh tế - kỹ thuật - Tính chọn máy biến áp sơ đồ nối điện - Tính chế độ xác lập - Tính điện áp nút chọn đầu điều chỉnh điện áp GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện Giáo viên hướng dẫn ThS Kiều Thị Thanh Hoa GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện LỜI NĨI ĐẦU Lịch sử lồi người trải qua nhiều giai đoạn phát triển khác nhau, hệ tiếp nối đổi Trong trình phát triển lên, người phát minh sử dụng nhiều dạng lương khác để phục vụ cho nhu cầu tất yếu cho tồn xã hội Trong dạng lượng điện dạng lượng quan sử dụng rộng rãi Bên cạnh ưu điểm bật như: Dễ dàng chuyển thành dạng lượng khác ( nhiệt năng, năng, hoá năng, ), dễ truyền tải phân phối, điện cịn có đặc điểm đặc biệt khác với nguồn lượng khác Quá trình sản xuất điện trình điện từ, xảy nhanh, nói chung điện khơng tích trữ sản xuất tiêu thụ điện cần có cân Ngày nay, q trình cơng nghiệp hố đại hố nước ta diễn mạnh mẽ tương lai không xa, nước ta trở thành nước công nghiệp giàu mạnh Trong q trình phát triển cơng nghiệp điện lực giữ vai trị đặc biệt quan trọng làm thoả mãn nhu cầu điện phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt hàng ngày tăng trưởng khơng ngừng Vì vậy, làm đồ án "Thiết kế mạng lưới điện cho khu vực" nhiệm vụ cần làm sinh viên ngành Hệ Thống Điện Trong đồ án em xin trình bày nội dung sau : Chương I : Cân cơng suất đề suất phương án nối dây Chương II : Tính chọn tiết diện dây dẫn Chương III : So sánh phương án kinh tế - kỹ thuật Chương IV : Tính chọn máy biến áp sơ đồ nối điện Chương V : Tính chế độ xác lập Chương VI : Tính điện áp nút chọn đầu điều chỉnh điện áp Chương VII : Tính toán tiêu kinh tế - kĩ thuật mạng điện Đồ án hoàn thiện lựa chọn phương án tối ưu Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Kiều Thị Thanh Hoa giúp em hoàn thành đồ án Do thời gian có hạn nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo, giúp đỡ thầy để đồ án hồn thiện Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực Nguyễn Hiệu GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện LỜI CAM ĐOAN Em, Nguyễn Hiệu, cam đoan nội dung tiểu luận em thực hướng dẫn Th.S Kiều Thị Thanh Hoa Các số liệu tiểu luận trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Các tài liệu tham khảo tiểu luận trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian nơi công bố Nếu không em nêu trên, em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm tiểu luận Hà nội, ngày tháng năm 2022 Người cam đoan ( ký ghi rõ họ tên ) Nguyễn Hiệu GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện LỜI CẢM ƠN Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Sinh viên Nguyễn Hiệu GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nội dung TT Ý kiến nhận xét Tiểu luận thực đầy đủ nội dung giao Các kết tính tốn, nội dung báo cáo xác , hợp lý Hình thức trình bày báo cáo Thái độ làm việc Tổng thể Các ý kiến khác: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM TT Nội dung Ý kiến nhận xét, đánh giá Hình thức trình bày đồ án Đồ án thực đầy đủ nội dung đề tài Các kết tính tốn Kỹ thuyết trình Trả lời câu hỏi Tổng thể Các ý kiến khác: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Giáo viên chấm GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa Giáo viên chấm SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện MỤC LỤC CHƯƠNG I CÂN BẰNG CÔNG SUÁT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 15 1.1 Phân tích nguồn phụ tải 15 1.1.1 Phân tích nguồn 15 1.1.2 Phân tích phụ tải 16 1.2 Cân công suất hệ thống điện 17 1.2.1 Cân công suất tác dụng 18 1.2.2 Cân công suất phản kháng 18 1.3 Xây dựng phương án nối dây 19 1.4 Lựa chọn điện áp định mức 22 Chương II TÍNH CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN 23 2.1 Các phương pháp chọn 23 2.1.1 Chọn tiết diện theo mật độ dòng điện kinh tế 23 2.1.2 Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp 23 2.1.3 Chọn theo điều kiện phát nóng 24 2.2 Tính tốn cụ thể cho phương án 24 2.2.1 Phương án 24 2.2.2 Phương án 26 2.2.3 Phương án 29 2.2.4 Phương án 32 2.2.5 Phương án 36 2.3 Tổng kết 39 Chương III SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ, KỸ THUẬT 40 3.1 Mục đích 40 3.2 Phương pháp tính tiêu kinh tế 40 3.3 Tính tốn cụ thể cho phương án 41 3.3.1 Phương án 41 3.3.2 Phương án 42 3.3.3 Phương án 43 3.3.4 Phương án 43 3.3.5 Phương án 44 3.4 Tổng hợp so sánh chọn phương án tối ưu 44 CHƯƠNG IV 45 TÍNH CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH 45 4.1 Chọn số lượng công suất máy biến áp 45 4.2 Chọn sơ đồ trạm vẽ sơ đồ nối điện 46 4.2.1 Trạm nguồn 46 GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện Bảng 5.1: Thông số phần tử sơ đồ thay đường dây chế độ cực đại Đoạn Pi Qi RN-i XN-i BN-i (10-4) RB-i XB-i ΔPo ΔQo N-1 32 15,5 7,05 9,53 2,81 0,935 21,75 0,07 0,48 N-2 27 13,08 6,88 9,31 2,74 0,935 21,75 0,07 0,48 N-3 33 15,98 8,24 11,14 3,28 0,935 21,75 0,07 0,48 N-4 30 14,53 6,13 13,59 1,002 1,44 34,8 0,042 0,28 N-5 39 18,89 3,94 5,32 1,57 0,935 21,75 0,07 0,48 Bảng 5.2: Tổn thất công suất mạng điện chế độ phụ tải cực đại N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 0,098 0,070 0,104 0,129 0,145 ∆𝑆𝐵̇ 𝑖 + j2,723 + j1,618 + j2,417 + j3,196 + j3,375 32,098 27,070 33,104 30,129 39,145 𝑆𝐵̇ 𝑖 + j18,223 + j14,698 + j18,397 + j17,726 + j22,265 32,168 27,140 33,174 30,171 39,215 𝑆𝐶̇ + j18,703 + j15,178 + j18,877 + j18,006 + j22,745 Qcc = Qcd 1,70 1,66 1,98 1,21 0,95 32,168 27,140 33,174 30,171 39,215 ̇ 𝑆𝑁−𝑖𝐶 + j17,003 + j13,518 + j16,897 + j16,796 + j21,795 0,771 0,523 0,944 0,604 0,655 ̇ ∆𝑆𝑁−𝑖 + j1,403 + j0,707 + j1,276 + j1,339 + j0,885 33,393 27,663 34,118 30,775 39,87 ̇ 𝑆𝑁−𝑖𝑑 + j18,046 + j14,225 + j18,173 + j18,135 + j22,68 33,393 27,663 34,118 30,775 39,87 ̇ 𝑆𝑁−𝑖 + j16,346 + j12,565 + j18,173 + j16,925 + j21,73 - Cân xác cơng suất hệ thống: Từ bảng ta có tổng cơng suất u cầu góp nguồn 110kV: 𝑆𝑦𝑐̇ = ∑ 𝑆𝑁−𝑖 = 165,819 + j85,739 (MVA) - Để đảm bảo điều kiện cân công suất hệ thống nguồn điện phải cung cấp đủ cơng suất theo u cầu Vì tổng cơng suất tác dụng nguồn cung cấp phải là: PF = 165,819 (MW) cos𝜑𝐻𝑇 = 0,85 → QF = PF * tan𝜑𝐻𝑇 = 102,765 (MVAr) Tổng công suất phát nhà máy: SF = 165,819 + j102,765 (MVA) > 𝑆𝑦𝑐̇ Như không cần phải bù công suất phản kháng chế độ phụ tải cực đại GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 52 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện 5.3 Chế độ phụ tải cực tiểu - Ở chế độ cực tiểu cơng suất phụ tải lúc 74% công suất phụ tải cực đại - Tính tốn tương tự ta bảng sau: Bảng 5.3: Thông số phần tử sơ đồ thay đường dây chế độ cực tiểu Qi RN-i XN-i B (10-4) RB-i XB-i ΔPo ΔQo N-1 23,68 11,47 7,05 9,53 2,81 0,935 21,75 0,07 0,48 N-2 19,98 9,68 6,88 9,31 2,74 0,935 21,75 0,07 0,48 N-3 24,42 11,83 8,24 11,14 3,28 0,935 21,75 0,07 0,48 N-4 22,2 10,75 6,13 13,59 1,002 1,44 34,8 0,042 0,28 N-5 28,86 13,98 3,94 5,32 1,57 0,935 21,75 0,07 0,48 Đoạn Pi Bảng 5.4: Tổn thất công suất mạng điện chế độ phụ tải cực tiểu N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 0,053 0,038 0,057 0,072 0,079 ∆𝑆𝐵̇ 𝑖 + j1,244 + j0,886 + j1,323 + j1,750 + j1,848 23,733 20,018 24,447 22,272 28,939 𝑆𝐵̇ 𝑖 + j12,714 + j10,556 + j13,153 + j12,50 + j15,828 23,803 20,088 24,547 22,314 29,009 𝑆𝐶̇ + j13,194 + j11,046 + j13,633 + j12,780 + j16,308 Qcc = Qcd 1,70 1,66 1,98 1,21 0,95 23,803 20,008 24,547 22,314 29,009 ̇ 𝑆𝑁−𝑖𝐶 + j11,494 + j9,386 + j11,653 + j11,570 + 15,358 0,407 0,278 0,053 0,320 0,351 ̇ ∆𝑆𝑁−𝑖 + j0,550 +j0,376 + j0,680 + j0,710 + j0,474 24,210 20,366 24,6 22,634 29,360 ̇ 𝑆𝑁−𝑖𝑑 + j12,044 + j9,762 + j12,333 + j12,280 + j15,832 20,366 24,6 22,634 29,360 24,210 ̇ 𝑆𝑁−𝑖 + j8,102 + j10,353 + j11,070 + j14,882 + j10,344 - Cân xác cơng suất hệ thống điện: Tính tốn tương tự chế độ phụ tải cực đại ta được: 𝑆𝑦𝑐̇ = ∑ 𝑆𝑁−𝑖 = 121,17 + j54,751 (MVA) PF = 121,17 (MW) cos𝜑𝐻𝑇 = 0,85 → QF = PF * tan𝜑𝐻𝑇 = 75,09 (MVAr) Tổng công suất phát nhà máy: SF = 121,17 + j75,09 (MVA) > 𝑆𝑦𝑐̇ Như không cần phải bù công suất phản kháng chế độ phụ tải cực tiểu GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 53 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện 5.4 Chế độ cố -Trong hệ thống điện có nhiều cố xảy mà ta khơng thể tính tốn hết Do ta xét trường hợp cố coi điển hình: * Đứt dây lộ kép ( mạch ngừng làm việc ) - Tổng trở nhánh đường dây bị cố tăng lên lần - Điện dẫn kháng nhánh đường dây xảy cố giảm lần - Một mạch ngừng làm việc → có máy biến áp hoạt động * Riêng nhánh đường dây N-4 đường dây mạch đơn nên khơng xét xảy cố Tính tốn tương tự ta bảng sau: Bảng 5.5: Thông số phần tử sơ đồ thay đường dây chế độ cố Đoạn Pi Qi RN-i XN-i BN-i (10-4) RB-i XB-i ΔPo ΔQo N-1 32 15,5 14,10 19,06 1,405 1,87 43,5 0,035 0,24 N-2 27 13,08 13,76 18,62 1,37 1,87 43,5 0,035 0,24 N-3 33 15,98 16,48 22,28 1,64 1,87 43,5 0,035 0,24 N-4 30 14,53 6,13 13,59 1,002 1,44 34,8 0,042 0,28 N-5 39 18,89 7,88 10,64 0,735 1,87 43,5 0,035 0,24 ∆𝑆𝐵̇ 𝑖 𝑆𝐵̇ 𝑖 𝑆𝐶̇ Qcc = Qcd ̇ 𝑆𝑁−𝑖𝐶 ̇ ∆𝑆𝑁−𝑖 ̇ 𝑆𝑁−𝑖𝑑 ̇ 𝑆𝑁−𝑖 Bảng 5.6: Tổn thất công suất mạng điện chế độ cố N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 0,195 0,139 0,208 0,129 0,290 + j4,545 + j3,236 + j4,833 + j3,196 + j6,751 32,195 27,139 33,208 30,129 39,290 + j20,045 + j16,306 + j20,813 + j17,726 + j25,641 32,23 27,174 33,243 30,171 39,325 + j20,285 + j16,546 + j21,053 + j18,006 + j25,881 0,85 0,83 0,99 1,21 0,475 32,23 27,174 33,243 30,171 39,325 + j19,435 + j15,716 + j20,063 + j16,796 + j25,406 1,651 1,121 2,053 0,604 1,427 + j2,231 + j1,516 + j2,776 + j1,339 + j1,927 33,881 28,295 35,296 30,775 40,752 + j21,666 + j17,232 + j22,839 + j18,135 + j27,333 33,881 28,295 35,296 30,775 40,752 + j20,816 + j16,402 + j21,849 + j16,925 + j26,858 GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 54 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện Cân xác cơng suất hệ thống điện: Tính tốn tương tự chế độ phụ tải cực đại ta được: 𝑆𝑦𝑐̇ = ∑ 𝑆𝑁−𝑖 = 168,999 + j102,85 (MVA) PF = (MW) cos𝜑𝐻𝑇 = 0,85 → QF = PF * tan𝜑𝐻𝑇 = 104,736 (MVAr) Tổng công suất phát nhà máy: SF = 168,999 + j104,736 (MVA) > 𝑆𝑦𝑐̇ Như không cần phải bù công suất phản kháng chế độ cố GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 55 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện CHƯƠNG VI TÍNH ĐIỆN ÁP NÚT VÀ CHỌN ĐẦU ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 6.1 Tính điện áp nút mạng điện Chọn góp 110 kV hệ thống nút điện áp sở Trong chế độ phụ tải cực đại chế độ sau cố, chọn điện áp Ucs = 1,1*Uđm = 121 kV, chế độ phụ tải cực tiểu lấy Ucs = 1,05*Uđm = 115 kV 6.1.1 Điện áp nút chế độ phủ tải cực đại ( Ucs = 121kV) * Xét đường N-1: - Điện áp nút là: 𝑈1 = 𝑈𝑐𝑠 - 𝑃𝑁−1𝑑∗𝑅𝑁−1+𝑄𝑁−1𝑑∗𝑋𝑁−1 𝑈𝑐𝑠 =121 - 33,393∗7,05+18,046∗9,53 121 = 117,63 (kV) - Điện áp góp hạ áp MBA B1 quy đổi phía hạ áp: U1H = U1 = 117,63 - 𝑃𝑏1 ∗𝑅𝑏1 +𝑄𝑏1 ∗𝑋𝑏1 𝑈1 32,098∗0,935+18,046∗21,75 117,63 = 114,04 (kV) Tính tốn tương tự vói nút cịn lại ta bảng sau: Bảng 6.1: Điện áp nút chế độ phụ tải cực đại Phụ tải 𝑈𝑖 (kV) 117,63 118,33 117,00 117,40 118,75 UiH (kV) 114,04 115,41 113,32 111,78 114,29 6.1.2 Điện áp nút chế độ phủ tải cực tiểu ( Ucs = 115kV) Tính tốn tương tự ta bảng sau: Bảng 6.2: Điện áp nút chế độ phụ tải cực tiểu Phụ tải 𝑈𝑖 (kV) 112,52 112,99 112,04 112,34 113,26 UiH (kV) 109,86 110,79 109,28 108,18 109,98 GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 56 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện 6.1.3 Điện áp nút chế độ cố ( Ucs = 121kV) Tính tốn tương tự ta bảng sau: Bảng 6.3: Điện áp nút chế cố Phụ tải 𝑈𝑖 (kV) 113,63 115,13 111,99 117,40 115,94 UiH (kV) 105,44 105,53 103,35 111,78 105,69 6.2 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp - Trong hệ thống điện, đường dây truyền tải điện dài nên tổn thất điện đường dây truyền tải điện từ nguồn đến hộ tiêu thụ có giá trị lớn Đồng thời thay đổi phụ tải từ giá trị lớn đến giá trị nhỏ dẫn đến thay đổi giá trị điện áp ta cần phải tiến hành điều chỉnh điện áp để đảm bảo chế độ yêu cầu điện áp - Các phương pháp điều chỉnh điện áp như: Điều chỉnh điện áp đầu cực máy phát điện, thay đổi đầu phân áp máy biến áp, bù công suất phản kháng - Việc thay đổi đầu phân áp máy biến áp phương pháp có khả điều chỉnh điện áp dải rộng, vận hành thuận tiện, an tồn, phải bảo dưỡng, cho hiệu kinh tế cao Vì ta lựa chọn phương pháp để điều chỉnh điện áp - Có hình thức u cầu điều chỉnh điện áp điều chỉnh thường điều chỉnh khác thường - Với trạm có yêu cầu điều chỉnh thường, độ lệch điện áp góp hạ áp trạm giảm áp cho phép (tính theo phần trăm điện áp định mức mạng điện ) sau: + Trong chế độ phụ tải cực đại: dU% ≥ 2,5% + Trong chế độ phụ tải cực tiểu: dU% ≤ 7,5% - Độ lệch cho phép góp hạ áp trạm có yêu cầu điều chỉnh khác thường quy định sau: + Trong chế độ phụ tải max: dU% = +5% + Trong chế độ phụ tải min: dU% = 0% + Trong chế độ cố : dU% = – 5% -Các hộ phụ tải có yêu cầu điều chỉnh khác thường ta phải dùng máy biến áp điều áp tải để điều chỉnh -Đối với máy biến áp không điều chỉnh tải ta cần chọn đầu điều chỉnh cho hai chế độ phụ tải lớn nhỏ nhất: Uđctb = (U1 đc+U2 đc) chọn đầu tiêu chuẩn gần -Vì máy biến áp có Unm%= 10,5%> 7,5%, ta có: + Ucđm= 115 (kV) + Uhđm= 1,1*Uđm= 1,1*22= 24,2 (kV) + Phạm vi điều chỉnh may biến áp điều áp tải là: ±9*1,78% GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 57 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện - Ta xét tổng quát phụ tải chế độ khác sau: + Điện áp yêu cầu góp cao áp trạm xác định sau: U yc =Udm + ∆U%*Udm - Giá trị điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm theo yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường là: Uycmax = 22 + 5%*22 = 23,1 kV ; Uycsc= 22 + 5%*22 = 23,1 kV Uycmin = 22 + 0%*22 = 22 kV * Với số máy biến áp ta thiết kế máy nên ta có bảng đầu tiêu chuẩn sau ( với đầu n từ đến đầu tăng áp, đầu n từ -1 đế -9 đầu giảm áp Bảng 6.4: Thông số điều chỉnh máy biến áp điều chỉnh tải Thứ tự đầu đc Điện áp bổ sung(%) Điện áp bổ sung(kV) Điện áp đầu đc(kV) -9 -16,02 -18,423 96,58 -8 -14,24 -16,376 98,62 -7 -12,46 -14,329 100,67 -6 -10,68 -12,282 102,72 -5 -8,9 -10,235 104,77 -4 -7,12 -8,88 106,81 -3 -5,34 -6,41 108,86 -2 -3,56 -4,094 110,91 -1 -1,78 -2,047 112,95 0 115 1,78 2,047 117,05 3,56 4,094 119,09 5,34 6,141 121,14 7,12 8,188 123,19 8,9 10,235 125,24 10,68 12,282 127,28 12,46 14,329 129,34 14,24 16,376 131,38 16,02 18,423 133,42 Bảng 6.5: Thông số điều chỉnh máy biến áp có đầu phân áp cố định GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 58 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện Thứ tự đầu đc Điện áp bổ sung(%) Điện áp bổ sung(kV) Điện áp đầu đc(kV) -2 -5 -5.75 109.25 -1 -2.5 -2.875 112.125 0 115 2.5 2.875 117.875 5.75 120.75 6.3 Phương pháp chung chọn đầu phân áp - Sau tính tốn chọn đầu phân áp cho trạm Do tính kinh tế máy biến áp có đầu phân áp cố định nên kiểm tra loại máy biến áp có đáp ứng yêu cầu điều chỉnh điện áp không Nếu chọn đầu phân áp cố định cho vị trí thỏa mãn yêu cầu chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu, sau cố sử dụng máy biến áp có đầu phân áp cố định Nếu không thỏa mãn ta tiến hành chọn máy biến áp điều chỉnh tải - Dựa vào nhận xét điện áp chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu sau cố trạm gần khả dùng máy biến áp có đầu phân áp cố định ngày cao, sử dụng thuật tốn sau để giảm khối lượng tính tốn -Trước tiên với trạm tính tốn độ lệch điện áp lớn chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu sau cố Từ ta lập bảng giá trị độ lệch điện áp lớn cho tất trạm - Tiếp theo tiến hành chọn máy biến áp có đầu phân áp cố định cho trạm theo giá trị độ lệch điện áp lớn tăng dần Qúa trình chọn dừng lại gặp trạm mà máy biến áp có đầu phân áp cố định khơng đảm bảo chất lượng điện áp (vì trạm có giá trị độ lệch điện áp lớn nhỏ mà không sử dụng đầu phân áp cố định trạm có giá trị độ lệch lớn không sử dụng loại máy biến áp có đầu phân áp cố định) - Các bước tiến hành chọn đầu phân áp máy biến áp sau: + Xác định điện áp hạ áp trạm biến áp quy đổi phía cao áp: UiH + Xác định điện áp yêu cầu phía hạ áp máy biến áp theo yêu cầu độ lệch điện áp cho phép hộ tiêu thụ ứng với chế độ: Uyci =UđmH ± ∆Ucp*UđmH + Tính điện áp đầu phân áp ứng với chế độ phụ tải: 𝑈 𝑈 Uđci max =UiHmax * 𝑘𝑡 ; Uđci =UiHmin * 𝑘𝑡 𝑈𝑦𝑐 𝑚𝑎𝑥 𝑈𝑦𝑐 𝑚𝑖𝑛 Trong đó: Ukt: Điện áp khơng tải (vì máy biến áp chọn có Un%>7,5% nên Ukt =1,1*Udm=1,1.22 = 24,2 (kV) 𝑚𝑎𝑥 𝑚𝑖𝑛 + Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn: 𝑈đ𝑐𝑡𝑐 ; 𝑈đ𝑐𝑡𝑐 GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 59 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện + Sau tính tốn kiểm tra lại độ lệch điện áp chế độ phụ tải.So sánh chúng với yêu cầu điều chỉnh điện áp thường khác thường + Tính điện áp góp hạ áp trạm ứng với chế độ theo công thức: 𝑈 ∗𝑈𝑘𝑡 𝑈 ∗𝑈𝑘𝑡 Ut max = 𝑖𝐻𝑚𝑎𝑥 ; Ut = 𝑖𝐻𝑚𝑖𝑛 𝑚𝑎𝑥 𝑚𝑖𝑛 𝑈đ𝑐𝑡𝑐 + Kiểm tra tiêu chuẩn độ lệch áp điện áp: Ut max − 𝑈đ𝑚𝐻 ∆𝑈𝑚𝑎𝑥 % = *100% 𝑈đ𝑚𝐻 𝑈đ𝑐𝑡𝑐 ; ∆𝑈𝑚𝑖𝑛 % = Ut − 𝑈đ𝑚𝐻 + So sánh với ∆Ucp% kết luận + Chọn sơ máy biến áp có đầu phân áp cố định 𝑈đ𝑚𝐻 *100% 6.3.1 Chọn đầu điều chỉnh máy biến áp hộ phụ tải - Xét phụ tải 1: * Điện áp tính tốn đầu điều chỉnh máy biến áp + Chế độ phụ tải cực đại: 𝑈 24,2 Uđc1 max =U1Hmax * 𝑘𝑡 = 114,04 * = 119,47 (kV) 𝑈𝑦𝑐 𝑚𝑎𝑥 23,1 → chọn đầu điều chỉnh n = có Udctc = 121,14 (kV) + Chế độ phụ tải cực tiểu: 𝑈 24,2 Uđc1 =U1Hmin * 𝑘𝑡 = 109,86 * = 120,85 (kV) 𝑈𝑦𝑐 𝑚𝑖𝑛 22 → chọn đầu điều chỉnh n = có Uđctc = 121,14(kV) + Chế độ phụ tải cố: 𝑈 24,2 Uđc1 sc =U1Hsc * 𝑘𝑡 = 105,44* = 110,46 (kV) 𝑈𝑦𝑐 𝑠𝑐 23,1 → chọn đầu điều chỉnh n = -1 có Udctc = 112,95 (kV) * Điện áp tính tốn góp hạ áp + Chế độ phụ tải cực đại: 𝑈 ∗𝑈𝑘𝑡 114,04∗24,2 Ut1 max = 1𝐻𝑚𝑎𝑥 = = 22,8 (kV) 𝑚𝑎𝑥 𝑈đ𝑐𝑡𝑐 121,14 + Chế độ phụ tải cực tiểu: 𝑈 ∗𝑈𝑘𝑡 109,86∗24,2 Ut1 = 1𝐻𝑚𝑖𝑛 = = 21,94 (kV) 𝑚𝑎𝑥 𝑈đ𝑐𝑡𝑐 121,14 + Chế độ phụ tải cố: 𝑈 ∗𝑈𝑘𝑡 105,44∗24,2 Ut1 sc = 1𝐻𝑠𝑐 = = 22,59 (kV) 𝑚𝑎𝑥 𝑈đ𝑐𝑡𝑐 112,95 * Độ lệch điện áp góp hạ áp + Chế độ phụ tải cực đại: Ut1 max − 𝑈đ𝑚𝐻 23,78−22 ∆𝑈𝑚𝑎𝑥 % = *100% = *100% = 3,55% < ∆Ucp = 5% 𝑈đ𝑚𝐻 22 + Chế độ phụ tải cực tiểu: Ut1 − 𝑈đ𝑚𝐻 21,94−22 ∆𝑈𝑚𝑖𝑛 % = *100% = *100% = - 0,27% < ∆Ucp = 0% 𝑈đ𝑚𝐻 22 + Chế độ phụ tải cố: Ut1 − 𝑈đ𝑚𝐻 22,59−22 ∆𝑈𝑠𝑐 % = *100% = *100% = 2,68% < ∆Ucp = 5% 𝑈đ𝑚𝐻 22 ➔ Độ lệch điện áp thỏa mãn điều kiện với trạm GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 60 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện Tính tốn tương tự cho phụ tải lại ta bảng sau: Bảng 6.6: Kết đầu điều chỉnh điện áp trạm chế độ phụ tải cực đại: B1 B2 B3 B4 B5 UiH 114,04 115,41 113,32 111,78 114,19 Uđc i (kV) 119,47 120,91 118,72 117,10 119,73 Thứ tự đầu 3 2 điều chỉnh Uđctc (kV) 121,14 121,14 119,09 119,09 121,14 Ut i (kV) 22,78 23,06 23,03 22,71 22,83 3,54 4,78 4,68 3,23 3,77 ∆U% Bảng 6.7: Kết đầu điều chỉnh điện áp trạm chế độ phụ tải cực tiểu: B1 B2 B3 B4 B5 UiH 109,86 110,79 109,28 108,18 109,98 Uđc i 120,85 121,87 121,21 119,0 120,98 Thứ tự đầu 3 điều chỉnh Uđctc 121,14 123,19 121,14 119,09 121,14 Ut i 21,94 21,76 21,83 21,98 21,97 - 0,27 - 1,09 - 0,77 - 0,09 - 0,14 ∆U% Bảng 6.8: Kết đầu điều chỉnh điện áp trạm chế độ cố: B1 B2 B3 B4 B5 UiH 105,44 105,53 103,35 111,78 105,69 Uđc i 110,46 110,56 108,27 117,10 110,72 Thứ tự đầu -1 -1 -3 -1 điều chỉnh Uđctc 112,95 112,95 108,86 119,09 112,95 Ut i 22,59 22,61 22,97 22,71 22,64 2,68 2,77 4,41 3,23 2,91 ∆U% GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 61 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện CHƯƠNG VII TÍNH CHỈ TIÊU KINH TẾ - KĨ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 7.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện - Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện : K = K d + Kt Trong đó: Kd : tổng vốn đầu tư để xây đường dây mạng điện tính mục 3.3.1 chương III : Kd = 125427,23 * 106 ( đồng ) Kt : tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp mạng điện Kt = ∑ 𝑛 ∗ 𝐾𝐵𝑖 Với KBi giá thành máy biến áp, n hệ số trạm biến áp ; n = với trạm có máy biến, n = 1,8 với trạm có máy biến áp - Thông qua nghiên cứu, tham khảo tài liệu ta có bảng giá thành máy biến áp truyền tải Bảng 7.1: Giá thành máy biến áp truyền tải Công suất định mức, 16 25 32 40 63 125 MVA Giá thành, 106 đ/trạm 13.000 19.000 22.000 25.000 35.000 61.000 Từ bảng ta tính tốn tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp mạng điện sau: Bảng 7.2: Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp mạng điện Trạm Loại MBA sử dụng TPDH-32000/110 TPDH-32000/110 TPDH-32000/110 TPDH-40000/110 TPDH-32000/110 n giá thành/1MBA (106đ) KTBA(106đ) 22000 22000 22000 25000 22000 39600 39600 39600 25000 39600 183400 1,8 1,8 1,8 1,8 Tổng K → Vậy tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện là: K = Kd + Kt = 125427,23*106 + 183400 * 106 = 308827,23*106 (đồng) 7.2 Tổn thất công suất tác dụng mạng điện - Tổn thất công suất tác dụng mạng điện bao gồm tổn thất công suất tác dụng đường dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp (lấy chế độ phụ tải cực đại) Từ số liệu tính tốn chương III chương V , ta lập bảng thống kê sau: GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 62 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện Bảng 7.3: Thống kê tổn thất công suất tác dụng Phụ tải Đường dây ΔPd , (MW) N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 ΔPo , (MW) 0,74 0,51 0,92 0,56 0,61 3,34 Tổng 0,07 0,07 0,07 0,042 0,07 0,322 ΔPb , (MW) 0,098 0,07 0,104 0,129 0,145 0,546 → Tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện là: ∆P = ΔPd + ΔPo + ΔPb = 3,34 + 0,322 + 0,546 = 4,208 (MW) Tổn thất công suất tác dụng tính theo % là: ∆𝑃 ∆P% = ∑ 𝑝𝑖 = 4,208 32+27+33+30+39 *100% = 2,61% 7.3 Tổn thất điện mạng điện - Tổn thất điện mạng điện là: ∑ ∆𝐴 = ∑(∆𝑃𝑑 + ∆𝑃𝐵 ) * τ + ∑ ∆𝑃0 * t (MWh) Trong đó: ∆𝑃𝑑 : Tổn thất cơng suất tác dụng đường dây ∆𝑃𝐵 : Tổn thất công suất tác dụng cuộn dây máy biến áp ΔPo : Tổn thất công suất tác dụng máy biến áp τ : Thời gian tổn thất công suất lớn phụ tải với τ = (0,124 + Tmax*10-4)2 * 8760 Tmax = 5473 h (đề cho) → 𝜏 = 3947,64 (h) t : Thời gian máy biến áp việc năm ( t = 8760h ) Bảng 7.4: Tổn thất điện mạng điện Đường dây ΔPd , (MW) ΔPo , (MW) ΔPb, (MW) (∆𝑃𝑑 + ∆𝑃𝐵 ) ∗ 𝜏 ΔPo * t (MWh) 613,2 N-1 0,74 0,07 0,098 (MWh) 3308,12 N-2 0,51 0,07 0,07 2289,63 613,2 N-3 0,92 0,07 0,104 4042,38 613,2 N-4 0,56 0,042 0,129 2719,92 367,92 N-5 0,61 0,07 0,145 2980,47 613,2 Tổng 3,34 0,322 0,546 15340,52 2820,72 → Tổn thất điện mạng điện là: ∑ ∆𝐴 = ∑(∆𝑃𝑑 + ∆𝑃𝐵 ) * τ + ∑ ∆𝑃0 * t = 15340,52 + 2820,72 = 18161,24 (MWh) GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 63 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện - Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm là: A = ∑ 𝑃𝑚𝑎𝑥 * Tmax = (32+27+33+30+39) * 5473 = 881153 (MWh) - Tổn thất điện mạng điện tính theo % là: ∆𝐴 18161,24 ∆𝐴% = = =2,06 % 𝐴 881153 7.4 Tính loại chi phí giá thành 7.4.1 Chi phí vận hành hàng năm - Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện xác định sau: Y = 𝑎𝑣ℎ𝑑 * Kd + 𝑎𝑣ℎ𝑡 * Kt + ∆𝐴* c Trong đó: avhd : hệ số vận hành đường dây (avhd =0,04) avht : hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp (avht = 0,1) C : giá tổn thất điện (C = 1500đ/1kWh) → Y = 0,04*125427,23*106 + 0,1*183400*106 + 18161,24*1500*103 = 5,06*1010 (đồng) 7.4.2 Chi phí tính tốn hàng năm - Chi phí tính tốn hàng năm xác định theo cơng thức: Z = atc * K + Y Với atc hệ số định mức hiệu cac vốn đầu tư (atc = 0,125) → Z = 0,125*308827,23*106 + 5,06*1010 = 8,92*1010 (đồng) 7.4.3 Giá thành truyền tải điện - Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức: 𝑌 5,06∗1010 𝐴 881153∗103 𝛽= = = 57,425 (đ/kWh) 7.4.4 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại - Giá thành xây dựng 1MW cơng suất phụ tải tính theo công thức: Ko = ∑ 𝐾 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 308827,23∗106 161 = 1918,18 * 106 (đồng/MW) Kết luận: Từ kết tính tốn tổng kết ta xác định kinh tế kỹ thuật chủ yếu lưới điện cần thiết kế ,từ yêu cầu trang thiết bị, xây dựng, vận hành vốn đầu tư ban đầu để vận hành dự án Đây bước chuẩn bị cuối trước dự án chấp nhận đưa vào thực GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 64 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện 7.5 Tổng kết tiêu kinh tế - kĩ thuật mạng điện thiết kế Bảng 7.5: Tổng kết tiêu KT-KT mạng điện thiết kế Các tiêu Giá trị Đơn vị Tổng công suất phụ tải chế độ cực đại 161 MW Tổng chiều dài đường dây 229,43 km Tổng vốn đầu tư đường dây 12547,23 10 đồng Tổng vốn đầu tư cho TBA 183400 106 đồng Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 308827,23 106 đồng Tổng điện phụ tải tiêu thụ 881153 MWh Tổn thất điện áp lớn chế độ bình thường 3,72 % Tổn thất điện áp lớn chế độ cố 7,44 % Tổng tổn thất công suất tác dụng 4,208 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng theo % 2,61 % Tổng tổn thất điện 18161,24 MWh Tổng tổn thất điện theo % 2,06 % 10 Chi phí vận hành hàng năm 5,06 10 đồng Chi phí tính tốn hàng năm 8,92 1010 đồng Giá thành truyền tải điện 52,425 đồng/KW Giá thành chi phí xây dựng 1MW công suất 1918,18 106đồng/MWh phụ tải chế độ cực đại GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 65 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1 Trường ĐH Điện Lực Đồ án thiết kế Lưới điện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mạng lưới điện I – Nguyễn Văn Đạm [2] Thiết kế mạng hệ thống điện - Nguyễn Văn Đạm [3] Giáo trình lưới điên Tập I –TS.Đào Tuyết Minh GVHD: Th.S Kiều Thị Thanh Hoa 66 SVTH: Nguyễn Hiệu – D11H1