Bài Tập Lớn Lưới Điện.docx

Lưới điện là một bộ phận của hệ thống điện làm nhiệm vụ tải điện từ các nguồn điện tới các thiết bị dùng điện. Thiết kế và xây dựng lưới điện là một việc hết sức quan trong của nghành điện, có ảnh hưởng tới các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện. Giải quyết đúng đắn về kinh tế - kỹ thuật, xây dựng và vận hành sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với lưới điện. Đồ án môn học sẽ tính toán thiết kế mạng điện cho một khu vực đảm bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện với chi phí nhỏ nhất khi thực hiện các hạn chế kỹ thuật về độ tin cậy cung cấp điện và chất lương điện năng.

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Cân bằng công suất tác dụng

Hình 1 1 Sơ đồ lưới điện

 Để đảm bảo yêu cầu vận hành ổn định, giả thiết rằng nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho các phụ tải, do đó ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng là:

 : Công suất tác dụng phát ra từ nguồn

 :Công suất tác dụng yêu cầu của phụ tải

 m: Hệ số đồng thời , với lưới truyền tải lấy m =1

 : Tổng công suất tác dụng trong chế độ cực đại

 : Tổn thất công suất trong mạng điện(bao gồm tổn thất trên đường dây và máy biến áp.Tính sơ bộ bằng 5% tổng cstd của phụ tải

 : Công suất tự dùng của nhà máy điện, ở đây Ptd = 0

 : Công suất dự trữ của mạng điện ở đây ta coi hệ thống công suất vô cùng lớn nên = 0

 Do giả thiết nguồn điện có công suất vô cùng lớn, công suất tác dụng được coi là cân bằng

Cân bằng công suất phản kháng

 Để lưới điện vận hành ổn định thì ngoài cân bằng công suất tác dụng còn cần có cân bằng công suất phản kháng, với phương trình cân bằng như sau:

 : Tổng công suất phản kháng do nguồn phát ra

 Tính theo hệ số công suất của nguồn, ta có:

 Tổng công suất phản kháng yêu cầu của phụ tải là:

Với : o m: Là hệ số đồng thời, m=1

 Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ cực đại là:

Do đó ta có bảng sau:

Bảng 1 1 Thông số các phụ tải

 Mà Tổn thất công suất phản kháng trong các trạm hạ áp được tính bằng 15% nên ta có:

 :Tổn thất công suất phản kháng trên đường dây và dung dẫn do đường dây sinh ra và chúng cân bằng nhau

 : Công suất tự dùng và dự trữ của nhà máy, = 0

 Vì = 185,38 > = 169,26 (MVAr) nên không phải bù công suất phản kháng

 Khoảng cách từ nhà máy đến các phụ tải ( đo từ mặt bằng theo tỉ lệ) là:

Như vậy ta có bảng các thông số của các phụ tải như sau:

Khoảng cách tới nguồn L(km) 46 53,85 70 55,36 75,72 58,31

CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ KỸ THUẬT

Chọn sơ đồ cấp điện

Hộ tiêu thụ điện loại 1 là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu ngừng cung cấp điện có thể gây nguy hiểm đến tính mạng và sức khoẻ con người, gây thiệt hại nhiều về kinh tế, hư hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn quá trình công nghệ phức tạp Do đó các phương án cung cấp cho các hộ này phải được thiết kế cấp điện từ hai nguồn (sử dụng đường dây mạch kép hoặc mạch vòng kín, trạm biến áp 2 máy).

Hộ loại 3 là những hộ tiêu thụ chỉ yêu cầu được cấp từ 1 nguồn, trong đồ án này sử dụng đường dây mạch đơn và trạm biến áp 1 máy.

Chọn điện áp định mức cho lưới điện

Lựa chọn cấp điện áp định mức cho mạng điện là nhiệm vụ rất quan trọng, vì điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến các chi phí kinh tế, kỹ thuật của mạng điện Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải, các nguồn cung cấp điện và sơ đồ mạng điện Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện Để chọn được cấp điện áp hợp lý phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Phải đáp ứng được yêu cầu mở rộng phụ tải sau này

- Đảm bảo tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải

- Khi điện áp càng cao thì tổn thất công suất càng bé, sử dụng ít kim loại màu (dòng điện nhỏ) Nhưng điện áp càng tăng cao thì chi phí xây dựng mạng điện càng lớn và giá thành thiết bị càng tăng.

- Vì vậy phải chọn điện áp định mức phù hợp về kinh tế và kĩ thuật,

 Chọn điện áp định mức tối ưu theo công thức Still:

 Trong đó: o : Khoảng cách truyền tải của đoạn đường dây thứ i (km) o : Công suất truyền tải đoạn đường dây thứ i (MW) o n: Số lộ đường dây

 Chọn cấp điện áp định mức: 110kV

 Điện áp trên đoạn N-1 là :

 Điện áp trên đoạn N-2 là: = 98,2 (kV)

 Điện áp trên đoạn N-5 là: = .

 Ta có bảng sau: Đoạn đường dây (kV) L (km) (MW) Số lộ

 Vì điện áp nằm trong khoảng 70-105 (kV) nên ta chọn điện áp chung cho toàn mạng là: 0 (kV) Đường dây Loại phụ tải Phân bố công suất(MVA)

 Điện áp trên đoạn N-3 là: = 69 (kV)

So sánh các phương án về mặt kỹ thuật

 Chọn tiết diện dây theo mật độ dòng kinh tế

Dây dẫn lựa chọn là dây nhôm lõi thép(AC), loại dây này dẫn điện tốt lại đảm bảo được độ bền cơ, do đó được sử dụng rộng rãi trong thực tế, Vì mạng điện thiết kế là mạng 110 (kV) có chiều dài lớn nên tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ dòng kinh tế

 Tiết diện kinh tế được tính theo công thức:

Trong đó: o F kt : Là tiết diện dây dẫn của đoạn đường dây thứ i, o I: Là dòng điện chạy trên đoạn đường dây thứ i khi phụ tải cực đại, A o : Là mật độ dòng điện kinh tế, nó phụ thuộc vào thời gian công suất lớn nhất ( ) và loại dây dẫn (A/ ) Ta chọn dây nhôm lõi thép

 Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được xác định theo công thức: I Trong đó o n : số lộ đường dây o : điện áp định mức của mạng điện, kV

- Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại:

- Tiết diện dây dẫn kinh tế của đoạn đường dây N-1 là:

=> Chọn dây dẫn loại AC 185, có tiết diện chuẩn là 185 mm 2 tra bảng 2.1 ta có thông sso dây AC-185 như sau: =0,17 , =0,403 và dòng điện cho phép = 515 A

- Tổn thất điện áp trên đường dây:

- Sự cố nặng nề nhất là đứt một đường dây N-1, tổn thất điện áp lúc sự cố là:

- Đòng điện khi sự cố là: = 2 185,27= 370,54(A) < = 515 A

=> Như vậy Như vậy < nên dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng cho phép

=> Chọn dây dẫn loại AC 185, có tiết diện chuẩn là 185 mm 2 tra bảng 2.1 ta có thông sso dây AC-185 như sau: r 0 =0,17 , x 0 =0,403 và dòng điện cho phép I cp = 515 A

- Đòng điện khi sự cố là = 2 197,62 = 395,24(A) < I cp = 515 A

=> Như vậy Như vậy Như vậy < nên dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng cho phép

=> Chọn dây dẫn loại AC 95, có tiết diện chuẩn là 95 mm 2 tra bảng 2.1 ta có thông sso dây AC-95như sau: =0,33 , =0,421 và dòng điện cho phép = 335 A

- Đòng điện khi sự cố là: = 2 80,28 = 160,56 (A) < I cp = 335 A

=> Như vậy Như vậy Như vậy I SC < I cp nên dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng cho phép

- Đòng điện khi sự cố là: I SC = 2 I N −3 = 2 65,87 = 131,74(A) < I cp = 515 A

=> Như vậy I SC < I cp nên dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng cho phép

=> Như vậy ∆ U 4 Như vậy I SC < I cp nên dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng cho phép

=> Chọn dây dẫn loại AC 95, có tiết diện chuẩn là 95 mm 2 tra bảng 2.1 ta có thông sso dây AC-95như sau: r 0 =0,33 , x 0 =0,421 và dòng điện cho phép I cp = 335 A

- Đòng điện khi sự cố là: I SC = 2 I N −l = 2 80,28 = 160,56 (A) < I cp = 335 A

=> Như vậy ∆ U 6 Như vậy ∆ U 1 Như vậy I SC < I cp nên dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng cho phép

- Đòng điện khi sự cố là: I SC = 2 I N −l = 2 197,62 = 395,24(A) < I cp = 515 A

- Đòng điện khi sự cố là: I SC = 2 I N −l = 2 80,28 = 160,56 (A) < I cp = 335 A

- Đòng điện khi sự cố là: I SC = 2 I N −6 = 2 80,28 = 160,56 (A) < I cp = 335 A

=> Như vậy ∆ U 6 Như vậy I SC < I cp nên dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng cho phép

- Đòng điện khi sự cố là: I SC = 2 I N −l = 2 115,28 = 230,56(A) < I cp = 380 A

=> Như vậy I SC < I cp nên dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng cho phép

- Đòng điện khi sự cố là: I SC = 2 I N −6 = 2 80,28 = 160,56 (A) < I cp = 335 A

=> Như vậy ∆ U 6

Định dạng
Số trang	67
Dung lượng	1,37 MB