Đồ án môn học lưới điện

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án môn học Lưới điện MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN .3 1.1 Phân tích nguồn phụ tải 1.2 Cân công suất tác dụng .3 1.3 Cân công suất phản kháng hệ thống CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 2.1 Dự kiến phương án nối dây 2.1.1 Phương án 1:5 2.1.2 Phương án 2:6 2.1.3 Phương án 3:6 2.1.4 Phương án 4:7 2.1.5 Phương án 5:8 2.2 Tính tốn điện áp danh định mạng điện CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN9 3.1 Tính toán tiêu kĩ thuật phương án 3.1.1 Phương án 1: 3.1.2 Phương án 2: 11 3.1.3 Phương án 3: 13 3.1.4 Phương án 4: 14 3.1.5 Phương án 5: 18 3.2 Tính tốn tiêu kinh tế phương án 19 3.2.1 Phương án 1: 20 3.2.2 Phương án 2: 21 3.2.3 Phương án 4: 22 3.2.4 Phương án 3: 22 3.2.4 Phương án 5: 23 3.3 Lựa chọn phương án hợp lý 23 CHƯƠNG IV: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ TRẠM BIẾN ÁP 23 4.1 Chọn số lượng công suất máy biến áp trạm hạ áp 23 4.2 Chọn sơ đồ nối dây hợp lí trạm hạ áp vẽ sơ đồ mạng điện .24 4.2.1 Trạm nguồn 24 4.2.2 Trạm trung gian .25 4.2.3 Trạm cuối 25 4.2.4 Vẽ sơ đồ toàn mạng điện 26 CHƯƠNG V: TÍNH TỐN CHÍNH XÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN .28 5.1 Chế độ phụ tải cực đại .28 5.1.1.Xét đoạn đường dây N-2 28 5.1.2: Đường dây NĐ-2, NĐ-3, NĐ-4, NĐ-5, NĐ-6: .29 5.1.3 Cân xác cơng suất hệ thống 30 5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: 30 CHƯƠNG VI: TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN .33 6.1 Tính điện áp nút mạng điện 33 6.1.1 Chế độ phụ tải cực đại .33 6.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: 33 6.1.3 Chế độ sau cố: .33 6.2 Điều chỉnh điện áp mạng điện: 33 6.3 Chọn đầu điều chỉnh máy biến áp trạm 35 6.3.1 Chế độ phụ tải cực đại .35 ∆U max % = * 100 = *100 = 5.1% 6.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu35 6.3.3 Chế độ sau cố .35 CHƯƠNG VII: TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 37 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới điện 7.1: Vốn đầu tư xây dựng mạng điện: 37 7.2: Tổn thất công suất tác dụng mạng điện: 37 7.3 Tổn thất điện mạng điện: 37 7.4 Tính chi phí tính giá thành 38 7.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 38 7.4.2 Chi phí tính tốn hàng năm 38 7.4.3 Giá thành truyền tải điện năng: .38 7.4.4 Giá thành xây dựng 1KW công suất phụ tải chế độ cực đại: 38 LỜI NĨI ĐẦU Q trình cơng nghiệp hố đại hố nước ta diễn mạnh mẽ.Trên khắp nước khu trung tâm công nghiệp mọc lên ngày nhiều Điều đỏi hỏi phải xây dựng mạng lưới điện để truyền tải điện đến hộ tiêu thụ này.Thiết kế mạng hệ thống điện nhiệm vụ quan trọng kỹ sư nói chung đặc biệt kỹ sư hệ thống điện Đồ án môn học Lưới điện “Thiết kế mạng lưới điện khu vực” giúp vận dụng kiến thức học vào thực tế công việc Tuy đồ án mơn học trang bị kỹ bổ ích cho đồ án tốt nghiệp đồng thời cho hình dung phần công việc thực tế sau Đồ án môn học Lưới điện gồm chương sau : Chương : Cân công suất tác dụng công suất phản kháng hệ thống Chương : Dự kiến phương án nối dây mạng điện Chương : Tính tốn tiêu kỹ thuật – kinh tế phương án Chọn phương án cung cấp điện hợp lý Chương : Chọn số lượng công suất máy biến áp trạm hạ áp Chọn sơ đồ nối dây hợp lý trạm hạ áp vẽ sơ đồ mạng điện Chương : Tính chế độ vận hành mạng điện Chương : Xác định điện áp nút Chọn phương thức điều chỉnh điện áp Chương : Tính tốn tiêu kinh tế – kỹ thuật mạng điện Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo Phạm Năng Văn, người hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án thiết kế Với kiến thức chun mơn cịn hạn chế, đồ án em cịn nhiều sai sót cần hồn thiện em mong nhận ý kiến nhận xét, phê bình thầy Sinh viên thực hiện: Ng uyễn Danh Bình Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới điện CHƯƠNG I: CÂN BẰNG CƠNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Phân tích nguồn phụ tải Bảng 1.1 số liệu phụ tải Các số liệu Các hộ tiêu thụ 30 Phụ tải cực đại(MW) Hệ số công suất cosφ Mức đảm bảo cung cấp điện Yêu cầu điều chỉnh điện áp Điện áp danh định lưới điện thứ cấp(KV) 24 1 30 20 0,90 1 Khác thường 10 1.2 Cân công suất tác dụng Điện xoay chiều dùng sản xuất, đời sống sinh hoạt hàng ngày khơng thể tích lũy thành số lượng lưu trữ q trình sản xuất phân phối điện phải đảm bảo yếu tố cân điện sản xuất điện tiêu thụ Nói cách khác ln cần phải đảm bảo yêu cân công suất phát công suất tiêu thụ Nếu cân bị phá vỡ tiêu chất lượng điện giảm ảnh hưởng đến đời sống sản xuất gây nên ổn định hay tan rã hệ thống Công suất tác dụng phụ tải liên quan đến tần số dòng điện xoay chiều hệ thống Nếu công suất phát lớn công suất phụ tải thi tần số tăng lên, ngược lại công suất phát nhỏ cơng suất phụ tải tần số giảm Để cho tần số giữ mức ổn định cần phải đảm bảo cân công suất phát công suất tiêu thụ Cân công suất tính tốn thiết kế áp dụng chế độ phụ tải cực đại với phương trình cân cơng suất tác dụng dạng tổng quát: PF = Pyc với Pyc = m∑Pptimax + ∑∆P + Ptd + Pdt PF = PNĐ đó: PNĐ – tổng cơng suất nhà máy điện phát m – hệ số đồng thời xuất phụ tỉa cực đại (m = 1) ∑Pptimax – tổng công suất phụ tải chế độ cực đại ∑∆P – tổng tổn thất mạng điện, tính sơ lấy ∑∆P = 5% ∑Pptimax Ptd – công suất tự dùng nhà máy điện (trong đồ án thiết kế lấy P td = nguồn cho vô lớn) Pdt – công suất dự trữ hệ thống(ở lấy Pdt =0) Pyc – công suất yêu cầu PF – công suất phát Như ta có cơng suất u cầu nguồn điện: Pyc = 1.∑Pptimax +5% ∑Pptimax =105%∑Pptimax   PF = Pyc = 105% = 105% ( P1 + P + P3 + P4 + P5 + P6 ) =1,05.(24+30+28+30+28+20) = 168(MW) 1.3 Cân công suất phản kháng hệ thống Bên cạnh vấn đề yêu cầu cân công suất phản kháng điện sản xuất điện tiêu thụ cân cơng suất phản kháng có quan hệ với điện áp Nếu công suất phản kháng phát lớn Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án môn học Lưới điện công suất phản kháng tiêu thụ điện áp mạng tăng, ngược lại thiếu cơng suất phản kháng điện áp giảm Bù công suất phản kháng làm giảm tổn thất điện giữ cho chất lượng điện áp đảm bảo Do cần tiến hành cân sơ công suất phản kháng Phương trình cân cơng suất phản kháng thiết kế: QF = Qyc với QF = PF tgφF Qyc = m∑Qptimax + Qdt + Qtd + ∑∆Qba + ∆QL - Qc đó: QF – tổng cơng suất phản kháng NĐ phát Qyc– tổng công suất yêu cầu hệ thống Qtd – công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện (với đồ án Qtd = 0) Qdt – công suất phản kháng dự trữ hệ thống (Đối với mạng thiết kế ta lấy Qdt =0 ) ∑∆Qba – tổng tổn thất công suất phản kháng trạm biến áp, tính tốn sơ lấy ∑∆Q ba = 15%∑Qptimax ∆QL – tổng tổn thất công suất phản kháng cảm kháng đường dây mạng điện Qc – tổng công suất phản kháng điện dung đường dây sinh ra, tính sơ lấy ∆Q L = Qc Với cosφF = 0,85 → tgφF = 0,6197 QF = PF tg φF = 168 0,6197 = 104,11 (MVar) Tất phụ tải có cosφ = 0,90 tương ứng tgφ = 0,4843 Do đó: Qyc = m∑Qptimax + ∑∆Qba = 115% = 1,15.(24+30+28+30+28+20).0,4843 = 78,64 (MVar) Do QF = 104,11(MVar) > Qyc = 78,64 (MVar) nên khơng phải tính bù cơng suất phản kháng Như vậy, ta có bảng thơng số phụ tải sau: Bảng 1.2 Thông số phụ tải Phụ tải Smax = Pmax +j Qmax (MVA) Smax Smin = Pmin +j Qmin (MVA) (MVA) 12 +j5,8 Smin L (MVA) (km) 13,33 72 24 + j11,62 26,67 30 + j 14,52 33,33 15 + j 7,62 16,82 50 28 + j 13,55 31,11 14 + j 6,77 15,55 54 30 + j14,55 33,33 15 + j 7,62 16,82 54 28 + j13,55 31,11 14 + j 6,77 16,82 76 20 + j 9,69 22,22 10 + j4,85 11,11 106 Tổng cosφ 0,9 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án môn học Lưới điện CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 2.1 Dự kiến phương án nối dây Các tiêu kinh tế kỹ thuật mạng diện phụ thuộc nhiều vào sơ đồ Vì sơ đồ mạng điện cần phải có chi phí nhỏ , đảm bảo độ tin cậy cần thiết chất lượng điện yêu cầu hộ tiêu thụ, thuận tiện an toàn vận hành ,khả phát triển tương lai tiếp nhận phụ tải Từ sơ đồ mặt nguồn điện phụ tải cho đưa phương án nối dây cho mạng điện trên.Qua tiến hành đánh giá sơ đưa phương án sau tiến hành tính tốn thơng số phương án ( phụ tải hộ loại nên tất phương án dây hình tia liên thông sử dụng đường dây đôi để bảo đảm độ tin cậy) 2.1.1 Phương án 1: Sơ đồ nối dây phương án 1: S6=28+j9,69 S1= 24+j11,62 S3= 28+j13,56 S4= 28+j14,53 S5 =248+j14,53 S2= 54+j26,15 N Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới điện Phương án 2: Sơ đồ nối dây phương án 2: S3= 28+j13,56 S1= 24+j11,62 S6=28+j9,69 S4= 28+j14,53 S5 =248+j14,53 S2= 54+j26,15 2.1.2 N Phương án 3: 2.1.3: Sơ đồ nối dây phương án Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án môn học Lưới điện S3= 28+j13,56 S1= 24+j11,62 S6=28+j9,69 S4= 28+j14,53 S5 =248+j14,53 S2= 54+j26,15 2.1.3 N Phương án 4: Sơ đồ nối dây phương án 4: S1= 24+j11,62 S3= 28+j13,56 S4= 28+j14,53 S5 =248+j14,53 S2= 54+j26,15 N Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện 2.1.4 Đồ án môn học Lưới điện Phương án 5: Sơ đồ nối dây phương án 5: Để tính tiêu kinh tế – kỹ thuật mạng điện, trước hết cần chọn điện áp định mức mạng điện 2.2 Tính tốn điện áp danh định mạng điện Điện áp vận hành mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến tiêu kinh tế kỹ thuật ,cũng đặc trưng kỹ thuật mạng điện Điện áp định mức mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố :công suất phụ tải ,khoảng cách phụ tải nguồn cung cấp điện,vị trí tương đối phụ tải với nhau,sơ đồ mạng điện Điện áp định mức mạng điện chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện Điện áp định mức sơ mạng điện xác định theo giá trị công suất đoạn đường dây mạng điện Có thể tính điện áp định mức đường dây theo công thức kinh nghiệm sau: Uvhi = 4.34 (KV) 2.1 Trong : li : khoảng cách truyền tải đoạn đường dây thứ i (km) Pi :Công suất truyền tải đoạn đường dây thứ i (MW) Dựa vào sơ đồ mặt nguồn điện phụ tải ta có điện áp vận hành đoạn đường dây (ở phương án 1) sau: Bảng 2.1 Điện áp vận hành đoạn đường dây điện áp vận hành mạng điện Đoạn đường dây N-1 Cống suất truyền tải ,MVA 24 + j11,62 Chiều dài đoạn đường dây,km 72 Điện áp vận hành ,kv 58 N-2 30 + j 14,52 50 99,91 N-3 28 + j 13,55 54 97,24 N-4 30 + j 15,48 54 100,29 N-5 28 + j 13,55 76 99,34 N-6 20 + j 9,69 106 89,45 Điện áp định mức mạng diện ,kv 110 Điện áp vận hành tính phương án dùng làm điện áp vận hành chung cho phương án Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới điện CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN 3.1 Tính tốn tiêu kĩ thuật phương án 3.1.1 Phương án 1: Hình vẽ phương án Hình 3.1 Sơ đồ mạng điện phương án a) Lựa chọn tiết diện dây dẫn kiểm tra điều kiện phát nóng: Các mạng điện 110kv thực chủ yếu đường dây không.Các dây dẫn sử dụng dây nhôm lõi thép (AC) Đối với mạng điện khu vực ,các tiết diện dây dẫn chọn theo mật độ kinh tế dòng điện nghĩa : (3.1) Trong : Imax : dòng điện chạy đường dây chế độ phụ tải cực đại,A; Jkt : mật độ kinh tế dòng điện,A/mm2 Với dây AC Tmax =5000h ta tra bảng có : Jkt = 1.1A/mm2 Dịng điện chạy đường dây chế độ phụ tải cực đại tính cơng thức : A (3.2) Trong : n: số mạch đường dây (n=1 2) Uđm : điện áp định mức mạng điện,kv Smax : công suất chạy đường dây phụ tải cực đại,MVA Đối với đường dây không , để không xuất vầng quang dây nhôm lõi thép cấp điện áp 110 kV cần phải có tiết diện F 70 mm2 Chọn tiết diện dây kinh tế gần với tiết diện tính tốn theo (3.1) nhất, sau ta kiểm tra điều kiện phát nóng cố Ở ta xét trường hợp đứt dây không xét cố xếp chồng Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường chế độ sau cố đứt dây cần có điều kiện Isc ≤ Icp (3.3) đó: Isc – dòng điện chạy đường dây chế độ cố Icp – dòng điện làm việc lâu dài cho phép dây dẫn Với trường hợp dùng dây Isc = 2Ilvmax cố xảy việc đứt dây nên dịng cơng suất chạy dây cịn lại Sau ta tính toán đoạn đường dây phương án Đoạn N-1 Lựa chọn tiết diện dây dẫn kiểm tra điều kiện phát nóng: Ở đây, cần lưu ý: Smax(N-2) = Smax1 + Smax2 = 54+j26,15MVA Dịng cơng suất chạy đoạn đường dây 2-1 có giá trị : S2-1 =S1= 24 +j11,62 (MVA) Áp dụng công thức (3.2) : ; Chọn Ftc=120 mm2 ;có Icp = 380 A Isc = 2Imax = 283,42 A < Icp (thỏa mãn điều kiện phát nóng) Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới điện Tính tương tự cho đoạn khác bảng sau : Đường dây N-2 N-3 24 + 28+j13.55+24+j11.6 28 + j11,62 j13,55 26,67 61,36 33,33 33,33 53.33 21,09 Imax(A) 62,98 141,71 73,48 78,73 125.96 52,48 Ftt (mm2) 57,25 128,83 66,80 71,57 114.51 47,71 Ftc (mm2) AC-70 AC-120 AC-70 AC-70 AC-120 AC_70 Icp (A) 265 380 265 265 380 380 Isc (A) 145,76 283,42 146,96 157,46 251.92 52.48 Li (km) 41 50 54 54 76 106 r0 (Ω/km) 0,46 0,27 0,46 0,46 0,27 0,46 x0 (Ω/km) 0,44 0,425 0,44 0,44 0,425 0,44 b0(μS/km) 2,58 2,69 2,58 2,58 2,69 2,58 R (Ω) 18,86 13,5 24,84 24,84 20.52 48.76 X (Ω) 18.04 21.25 23,76 23,76 32.3 44.64 1,05 1,34 1,39 1,39 2,04 2.73 Smax (MVA) B/2 (S) N-4 30+j14,52 N_5 5-6 2-1 28+j13,55+20+j9.6 20 + j9,69 Bảng 3.1 Thông số đường dây mạng điện Các tiết diện dây dẫn chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng cố đứt dây dây b) Tính tổn thất điện áp mạng điện Chất lượng điện phụ thuộc yếu tố điện áp tần số Khi thiết kế mạng điện ta thường giả thiết hệ thống cung cấp đủ công suất tác dụng cho phụ tải tần số đảm bảo chất lượng Do xem xét đến khía cạnh cịn lại: giá trị độ lệch điện áp hộ tiêu thụ so với điện áp định mức mạng điện thứ cấp Trong tính tốn thiết kế sơ chấp nhận mức điện áp phù hợp chế độ phụ tải cực đại tổn thất điện áp lớn mạng điện cấp điện áp không vượt 10 – 15% chế độ làm việc bình thường 15 – 20% chế độ sau cố tức là: ΔUmax bt% = 10 - 15% ΔUmax sc% = 10 - 20% Với mạng điện phức tạp nói chung đồ án nói riêng chấp nhận tổn thất điện áp lớn vận hành bình thường sau cố sau: ΔUmax bt% = 15 - 20% ΔUmax sc% = 20 - 25% Tổn thất điện áp đoạn đường dây chế dộ vận hành bình thường tính cơng thức (3.4) Trong 10 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới điện L70 km spt 4.2.4 Vẽ sơ đồ toàn mạng điện Dựa vào cách chọn sơ đồ trạm ta có sơ đồ tồn mạng điện sau: Hình 4.3 Sơ đồ nối điện hệ thống điện thiết kế 26 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án môn học Lưới điện 27 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới điện CHƯƠNG V: TÍNH TỐN CHÍNH XÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN Để đánh giá tiêu kinh tế-kỹ thuật mạng điện thiết kế ,cần xác định thông số chế độ xác lập chế độ phụ tải cực đại,cực tiểu sau cố phụ tải cực đại.Khi xác định dịng cơng suất tổn thất công suất ,ta lấy điện áp tất nút mạng điện điện áp định mức U i = Udm= 110 kV Để tính tổn thất cơng suất chạy đoạn đường dây ta sử dụng cơng thức: (MVA) Để tính tổn thất cơng suất máy biến áp ta sử dụng công thức: (MVA) Trong : S :cơng suất phụ tải Sđm:cơng suất định mức máy biến áp m:số máy biến áp vận hành trạm 5.1 Chế độ phụ tải cực đại 5.1.1.Xét đoạn đường dây N-2 Sơ đồ nối dây đoạn N-2 67,08 km N S2=25+j12,11MVA 2AC-70 2TPDH-25000/110 Sơ đồ thay mạng điện N SN2 S’2 ZN2 S2’’ Sc2 Sb2 Zb2 -j.Qcd2 -j.Qcc2 S02 28 S2 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới điện ZN2= RND-1+j.XND-1 = 15,42+j14,75 (Ω) = 1,73.10-4 (S) + Đối với MBA: ∆S02= 2(ΔP02+ j ΔQ02) = 2(29 + j200).10-3 = 0,058 + j0,4 (MVA) Zb = (Rb + j.Xb) = (2,54 + j.55,9) = 1,27 + j.27,95 Tổn thất cơng suất tổng trở máy biến áp tính theo cơng thức sau: Cơng suất trước tổng trở máy biến áp bằng: Sb =S1+∆Sb1= (25+j12,11) + (0,081+j1,782)=25,081+ j13,892 MVA Dịng cơng suất trước tổng trở đường dây có giá trị: S = Sc + j.Qcc = 25,1392 + j14,292 - j.1,298 = 25,139 + j.12,994 Tổn thất cơng suất đường dây: Dịng cơng suất trước tổng trở đường dây có giá trị: S’ = S’’ + = 25,139+j14,292 + 1,063 + j1,071 = 26,202 +j15,309 MVA Công suất điện dung đường dây: Qcd = Qcc = 1,298 (MVAr) Công suất từ nguồn điện truyền vào đường dây có giá trị: SNĐ-1 = S’ – j.Qcd = 26,202 + j.15,309 – j.1,298 = 26,202 + j14, 011 5.1.2: Đường dây NĐ-2, NĐ-3, NĐ-4, NĐ-5, NĐ-6: Tính tương tự đường dây NĐ-1 Riêng đường dây NĐ-6 dùng MBA nên j = + Zb =(Rb + j.Xb) Ta kết bảng 4.2 4.3: Đường Zd, Ω dây , MVA 10-4 Zb, Ω S = P +j.Q, MVA NĐ-1 15,42 + j.10,94 1,73 0,058 + j.0,4 1,27+ j.27,95 25+ j.12,11 NĐ-2 11,72 + j.11,21 1,31 0,07 + j.0,48 0,935+j.21,75 30+ j.14,52 NĐ-3 13,40 + j.12,82 1,50 0,058 + j.0,4 1,27+ j.27,95 28+ j.13,55 NĐ-4 12,38+ j.11,84 1,42 0,07 + j.0,48 0,935+j.21,75 32+ j.15,48 NĐ-5 15,42 + j.10,94 1,73 0,058 + j.0,4 1,27+ j.27,95 29+ j.14,03 29 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện NĐ-6 16,74 + j.16,01 Đồ án môn học Lưới điện 1,95 0,035+j.0,24 1,87+ j.43,5 22+ j.10,64 Bảng 5.2: Thông số phần tử sơ đồ thay đường dâ 5.1.3 Cân xác cơng suất hệ thống Từ bảng 4.2 4.3 ta có tổng cơng suất yêu cầu thanhh góp 110KV nhà máy điện bằng: S yc =174,082+J86,046MVA Để đảm bảo công công suất hệ thống, nguồn điện phải cấp đủ cơng suất theo u cầu Vì tổng cơng suất tác dụng nhà máy điện cung cấp bằng: Pcc = 174,082 MW Khi hệ số công suất nguồn cos =0,85 tổng cơng suất phản kháng nhà máy điện cung cấp bằng: Qcc= Pcc * tg =174,082*0,62 =107,930MVAr Như = 174,082+j.107,930 MVA Từ kết ta nhận thấy rằng: Công suất phản kháng nguồn cung cấp lớn công suất phản kháng u cầu Vì khơng cần bù công suất phản kháng chế độ phụ tải cực đại 5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: Công suất phụ tải chế độ phụ tải cực tiểu cho bảng 4.4: hộ tiêu thụ Smin, MVA hộ tiêu thụ 12,5 + j.6,05 15+ j.7,62 14 + j.6,77 30 Smin, MVA 16+ j.7,74 14,5+j.7,01 11+ j.5,32 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đường dây SNĐ -i, MVA Đồ án môn học Lưới điện , MVA , MVA , MVA Qc, Sb ,MVA MVAr , MVA NĐ-1 26,202+j.14,011 26,202+j.15,309 1,063 + j.1,017 25,139+j.12,194 1,298 25,081+j.13,892 0,081+ j.1,782 NĐ-2 31,61 + j.15,215 31,61 + j.16,8 1,460 + j.1,395 30,15 + j.15,405 1,585 30,085+j.16,51 0,085+ j.1,996 NĐ-3 29,24 + j.15,42 29,24 + j.17,24 1,098+j.1,051 28,15 + j.14,37 1,815 28,10+ j.15,75 0,100+ j.2,208 NĐ-4 33,51+ j.16,74 33,51+ j.18,45 1,359+j.1,290 32,16 + j.17,16 1,71 32,097+j.18,39 0,097+ j.2,917 NĐ-5 30,57 + j.15,57 30,57 + j.16,87 1,408+j.1,371 29,166 + j.15,507 1,298 29,108+ j.16,405 0,108+ j.2,375 NĐ-6 22,95 + j.9,09 22,95 + j.11,44 0,834+j.0,784 22,12+j.10,66 2,55 22,09+ j.12,77 0,092+ j.2,13 Tổng 174,082+j.86,046 7,222+j.15,907 5.3 Các dịng cơng suất tổn thất tổng trở MBA đường dây 31 0,563+j.13,408 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đường SNĐ -i, MVA Đồ án môn học Lưới điện , MVA , MVA , MVA 12,578 +j.5,596 Qc, MVAr Sb ,MVA , MVA dây NĐ-1 14,58 + j.6,499 0,058 + j.0,4 2,405 + j.2,30 NĐ-2 11,72 + j.11,21 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 15,09+ j.8,6 1,31 15,021+j.8,12 NĐ-3 13,40 + j.12,82 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 1,50 1,27+ j.27,95 28+ j.13,55 NĐ-4 12,38+ j.11,84 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 1,42 0,935+j.21,75 32+ j.15,48 NĐ-5 15,42 + j.10,94 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 1,73 1,27+ j.27,95 29+ j.14,03 NĐ-6 16,74 + j.16,01 1,95 1,87+ j.43,5 22+ j.10,64 0,035+j.0,24 0,035+j.0,24 0,035+j.0,24 1,73 12,52+j.6,494 0,020+j.0,044 0,021+ j.0,5 Tổng 5.6 Kết tính thơng số phụ tải cực tiểu Đường SNĐ -i, MVA , MVA , MVA , MVA Qc, MVAr Sb ,MVA , MVA dây NĐ-1 15,42 + j.10,94 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 1,73 1,27+ j.27,95 25+ j.12,11 NĐ-2 11,72 + j.11,21 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 1,31 0,935+j.21,75 30+ j.14,52 NĐ-3 13,40 + j.12,82 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 1,50 1,27+ j.27,95 28+ j.13,55 NĐ-4 12,38+ j.11,84 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 1,42 0,935+j.21,75 32+ j.15,48 NĐ-5 15,42 + j.10,94 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 1,73 1,27+ j.27,95 29+ j.14,03 NĐ-6 16,74 + j.16,01 1,95 1,87+ j.43,5 22+ j.10,64 0,035+j.0,24 Tổng 32 0,035+j.0,24 0,035+j.0,24 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới điện Kết tính thơng số chế độ sau cố 33 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới điện CHƯƠNG VI: TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 6.1 Tính điện áp nút mạng điện Vì hệ thống điện có cơng suất vơ lớn nên chọn góp 110KV hệ thống nút điện áp sở Trong chế độ phụ tải cực đại chế độ sau cố, chọn điện áp Ucs = 110%Udm = 121KV; chế độ cực tiểu lấy Ucs = 105%Udm = 115KV 6.1.1 Chế độ phụ tải cực đại a) Đường dây NĐ-1: Tổn thất điện áp đường dây NĐ-1 bằng: Điện áp góp cao áp trạm bằng: U1 = Ucs - ∆U1 = 121- …………… Điện áp góp hạ áp trạm quy cao áp bằng: Tính điện áp đường dây lại thực tương tự ta kết tương tự bảng 5.1 Trạm biến áp Uq, KV Bảng 6.1:Giá trị điện áp góp hạ áp trạm quy cao áp 6.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: Tính tương tự chế độ phụ tải cực đại, thay Ucs= 115KV ta có kết sau: Trạm biến áp Uq, KV Bảng 6.2:Giá trị điện áp góp hạ áp trạm quy cao áp 6.1.3 Chế độ sau cố: Tính tương tự chế độ phụ tải cực đại, thay Ucs= sau: 34 121KV ta có kết Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Trạm biến áp Đồ án môn học Lưới điện Uq, KV Bảng6.3:Giá trị điện áp góp hạ áp trạm quy cao áp 6.2 Điều chỉnh điện áp mạng điện: Tất phụ tải mạng điện thiết kế hộ tiêu thụ loại trừ phụ tải tiêu thụ loại III Và có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Đồng thời giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp trạm chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu cố khác tương đối nhiều Do để đảm bảo chất lượng điện áp cung cấp cho hộ tiêu thụ cần sử dụng máy biến áp điều chỉnh điện áp tải Trạm 1,3,5 sử dụng máy biến áp TPDH-25000/110 có phạm vi điều chỉnh ± 9x1,78%, Ucdm = 115KV, Uhdm = 11KV Các trạm 2,4,6 sử dụng máy biến áp TPDH-32000/110 có phạm vi điều chỉnh 9x1,78%, U cdm = 115KV, Uhdm = 11KV Đối với trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, độ lệch điện áp góp trạm quy định sau: - Trong chế độ phụ tải cực đại: Vmax = 5% - Trong chế độ phụ tải cực tiểu: Vmin = 0% - Trong chế độ cố: Vsc = ÷5% Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm xác định theo công thức sau: Uy/c = Uđm + V.Uđm Trong Uđm điện áp định mức mạng điện hạ áp Đối với mạng thiết kế Uđm = 10KV Vì điện áp u cầu góp hạ áp trạm phụ tải cực đại bằng: Uy/c max = 10 + 10 = 10,5KV Khi phụ tải cực tiểu bằng: Uy/c = 10 + 10 = 10KV Trong chế độ sau cố Uy/c sc = 10 + 10 = 10,5KV kết tính điện áp góp hạ áp trạm quy đổi phía điện áp cao chế độ phụ tải cực đại, phụ tải cực tiểu sau cố cho bảng 6.4: 35 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Trạm biến áp Đồ án môn học Lưới điện Uqmax, KV Uqmin, KV Uqsc, KV Bảng 6.4:Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp Sử dụng MBA điều chỉnh điện áp tải cho thép thay đổi đầu điều chỉnh khơng cần cắt MBA Do cần chọn đầu điều chỉnh riêng cho chế độ phụ tải cực đại, chế độ phụ tải cực tiểu sau cố Để thuận tiện tính trước điện áp tương ứng với đầu điều chỉnh MBA.Kết tính tốn MBA chọn bảng 4.6 6.3 Chọn đầu điều chỉnh máy biến áp trạm 6.3.1 Chế độ phụ tải cực đại Điện áp tính tốn đầu điều chỉnh máy biến áp xác định theo cơng thức tính sau: Udc max = = chọn đầu điều chỉnh n =9 điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn: Utc max = 115 + 1,78%*115 = 117,05 KV Điện áp thực góp hạ áp bằng: Ut max = = độ lệch áp góp hạ áp bằng: ∆U max % = * 100 = *100 = 5.1% 6.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu Điện áp tính tốn đầu điều chỉnh máy biến áp bằng: Udc max = = chọn n = 8, Utc = 115 + 2*1,78% =119,10 KV điện áp thực góp hạ áp bằng: Ut max = = độ lệch áp góp hạ áp bằng: ∆U max % = * 100 = *100 = 0% 6.3.3 Chế độ sau cố Tính tương tự với Uy/c sc = 10,5% Các trạm lại tính tương tự ta có kết bảng 6.5 36 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đường SNĐ -i, MVA Đồ án môn học Lưới điện , MVA , MVA , MVA Qc, MVAr Sb ,MVA , MVA dây NĐ-1 15,42 + j.10,94 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 1,73 1,27+ j.27,95 25+ j.12,11 NĐ-2 11,72 + j.11,21 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 1,31 0,935+j.21,75 30+ j.14,52 NĐ-3 13,40 + j.12,82 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 1,50 1,27+ j.27,95 28+ j.13,55 NĐ-4 12,38+ j.11,84 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 1,42 0,935+j.21,75 32+ j.15,48 NĐ-5 15,42 + j.10,94 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 1,73 1,27+ j.27,95 29+ j.14,03 NĐ-6 16,74 + j.16,01 1,95 1,87+ j.43,5 22+ j.10,64 Qc, MVAr Sb ,MVA 0,035+j.0,24 0,035+j.0,24 0,035+j.0,24 Tổng Đường SNĐ -i, MVA , MVA , MVA , MVA , MVA dây NĐ-1 15,42 + j.10,94 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 1,73 1,27+ j.27,95 25+ j.12,11 NĐ-2 11,72 + j.11,21 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 1,31 0,935+j.21,75 30+ j.14,52 NĐ-3 13,40 + j.12,82 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 1,50 1,27+ j.27,95 28+ j.13,55 NĐ-4 12,38+ j.11,84 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 0,07 + j.0,48 1,42 0,935+j.21,75 32+ j.15,48 NĐ-5 15,42 + j.10,94 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 0,058 + j.0,4 1,73 1,27+ j.27,95 29+ j.14,03 NĐ-6 16,74 + j.16,01 1,95 1,87+ j.43,5 22+ j.10,64 0,035+j.0,24 0,035+j.0,24 0,035+j.0,24 Tổng 6.5 Thông số điều chỉnh điện áp mạng điện 37 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới điện CHƯƠNG VII: TÍNH 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 điên xác định theo công thức: K = Kđ + Kt đó: Kđ - vốn đầu tư xây dựng đường dây Kt - vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp Ở mục lục 2.2 ta tính vốn đầu tư xây dựng đường dây có giá trị: Kđ = 144077,47 10 Trong hệ thống điện thiết kế có trạm hạ áp có trạm máy trạm máy Do vốn đầu tư trạm hạ áp là: Kt = (19000.1 Như tổng vốn đầu tư để xây dựng mạng điện bằng: K = 144077,47 7.2: Tổn thất công suất tác dụng mạng điện: Tổn thất công suất tác dụng mạng điện bao gồm có tổn thất công suất tác dụng đường dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp, chế độ phụ tải cực đại Theo kết tính tốn bảng 4.2, tổng tổn thất cơng suất tác dụng đường dây bằng: ∆ Pđ = Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây máy biến áp có giá trị ∆ Pb = 0,662 MW Tổng tổn thất công suất lõi thép máy biến áp xác định theo công thức sau: ∆ P0 =Σ∆ Pi0 = 0,35 MW Như tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện bằng: ∆P =∆Pđ + ∆ Pb +∆P0 = Tổng tổn thất cơng suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm là: ∆P % = = 7.3 Tổn thất điện mạng điện: Tổng tổn thất điện mạng điện xác định theo cơng thức sau: ∆A = (∆Pđ + ∆ Pb )*τ +∆P0 *t = Trong đó: τ - thời gian tổn thất cơng suất lớn t - Thời gian MBA làm việc năm Bởi MBA vận hành song song năm nên t = 8760h Thời gian tổn thất cơng suất lớn tính theo công thức sau: Τ = ( 0,124 + Tmax.10-4)2* 8760 = Do tổng tổn thất điện mạng điện bằng: 38 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới điện ∆A =……………………… Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm bằng: A = ΣPmax.Tmax = Tổn thất điện mạng tính theo % bằng: ∆A % = 7.4 Tính chi phí tính 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.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 =0,10) c - Giá thành 1K Wh điện tổn thất Như : Y = 7.4.2 Chi phí tính tốn hàng năm Chi phí tính tốn hang năm xác định theo cơng thức Z = atc.K + Y Trong đó: atc hệ số định mức hiệu vốn đầu tư (atc = 0,125) Do chi phí tính tốn bằng: Z= 7.4.3 Giá thành truyền tải điện năng: Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức: β= = 7.4.4 Giá thành xây dựng 1KW công suất phụ tải chế độ cực đại: K0 = = Kết tính tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp bảng 7.1: 39 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án môn học Lưới điện Các tiêu Đơn vị Tổng công suất phụ tải cực đại MW Tổng chiều dài đường dây Km + Mạch đơn + Mạch kép Tổng công suất MBA hạ áp MVA Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 109 đ Tổng số vốn đầu tư đường dây 109 đ Tổng số vốn đầu tư trạm biến áp 109 đ Tổng điện phụ tải tiêu thụ MWh ∆Umax bt % ∆Umax sc % 10 Tổn thất công suất ∆P MW 11 Tổn thất điện ∆P % 12 Tổng tổn thất điện ∆A MWh 13 Tổng tổn thất điện ∆A % 14 Chi phí vận hành hang năm 109 đ 15 Chi phí tính tốn hang năm 109 đ 16 Giá thành truyền tải điện đ/KWh 17 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại 40 109 đ/MW Giá trị ... học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án môn học Lưới điện Kết tính thơng số chế độ sau cố 33 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Danh Bình– Hệ thống điện Đồ án mơn học Lưới. .. vận dụng kiến thức học vào thực tế công việc Tuy đồ án mơn học trang bị kỹ bổ ích cho đồ án tốt nghiệp đồng thời cho hình dung phần công việc thực tế sau Đồ án môn học Lưới điện gồm chương sau :... Bình– Hệ thống điện Đồ án môn học Lưới điện công suất phản kháng tiêu thụ điện áp mạng tăng, ngược lại thiếu cơng suất phản kháng điện áp giảm Bù công suất phản kháng làm giảm tổn thất điện giữ cho