phân tích nguồn cung cấp và phụ tải

CHƯƠNG I PHÂN TÍCH NGUỒN CUNG CẤP VÀ PHỤ TẢI 1.1 Số liệu về nguồn: Nguồn điện ban đầu gồm 1 HTĐ và 1 nhà máy điện Trạm biến áp trung gian có công suất rất lớn hệ số công suất cos HT ϕ = 0,85 điện áp danh định tại thanh góp hệ thống U dđ = 110 KV nhà máy điện gồm 4 tổ máy công suất định mức 100 MW hệ số công suất cos NM ϕ = 0,85, điện áp đầu cực máy phát U F = 10,5 KV .Khoảng cách từ nhà máy điện đến hệ thống là khoảng 120 KM 1.2Số liệu phụ tải: Phụ tải bao gồm 9 hộ tiêu thụ có các số liệu trong chế độ phụ tải sau : Các số liệu Các hộ tiêu thụ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Phụ tải cực đại P max (MW) 42 40 38 36 34 24 28 35 30 Hệ số công suất cos ϕ 0,92 0,9 0,88 0,87 0,88 0,86 0,9 0,9 0,87 Mức đảm bảo cung cấp điện I I I I I III I I I Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT KT KT KT KT T KT KT KT Điện áp danh định lưới điện 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Thời gian sử dụng công suất lớn nhất T max = 5000h Phụ tải cực tiểu bằng 50% Phụ tải cực đại Hệ số đồng thời K = 1 *) Nhận xét :Nhìn chung các phụ tải có công suất trung bình 30-35 MW nhưng phân bố phân tán xa nguồn phát ,về sơ bộ có thể khoanh vùng các phụ tải như sau : Phụ tải 2,4,5,6 do hệ thống cung cấp Phụ tải 1,7,8,9 do nhà máy điện cung cấp Phụ tải 3 do nhà máy điện hay HTĐ cung cấp Các phụ tải đều có công suất nhỏ nên có thể phải đặt bù công suất phản kháng. 1 Có 8 phụ tải loại 1 nên phải sử dụng đường dây kép và trạm biến áp có hai máy biến áp để cung cấp điện đến các phụ tải này ,phụ tải 6 là phụ tải loại 3 nên chỉ cần dùng đường dây đơn và trạm biến áp gồm 1 máy biến áp . Bảng các số liệu phụ tải Phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P max (MW) 42 40 38 36 34 24 28 35 30 P min (MW) 29,4 28 26,6 25,2 23,8 16,8 19,6 24,5 21 cos ϕ 0,92 0,9 0,88 0,87 0,88 0,86 0,9 0,9 0,87 Q max (MVar) 17,89 19,37 20,51 20,4 18,35 14,24 13,56 16,95 17 Q min (MVar) 12,523 13,56 14,36 14,28 12,84 9,968 9,492 11,86 11,9 P đm = 300 MW Công suất phát kinh tế là : P fkt = 80% P fđm = 80%. 300 = 240 (MW) Công suất phụ tải yêu cầu ở chế độ cực đại ∑ P ptmax = 307(MW) lớn hơn P fkt của nhà máy điện nên mang điện phải lấy thêm công suất từ hệ thống . Trong chế độ cực tiểu : ∑ P min = 70% ∑ P max = 214.9 (MW) 2 CHƯƠNG II CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Trong hệ thống điện chế độ vận hành chỉ tồn tại khi có sự cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng. Việc cân bằng công suất trong hệ thống trước hết là kiểm tra khả năng cung cấp và tiêu thụ điện trong trong hệ thống. từ dó có thể bố trí sơ bộ phụ tải xác định phương thức vận hành cho nhà máy điện trong hệ thống điện, trong các trạng thái vần hành cực đại, cực tiểu sự cố dựa trên sự cân bằng từng khu vực, đặc điểm và khả năng cung cấp của nhà máy và hệ thống . 2.1.Cân bằng công suất tác dụng : Cân bằng công suất tác dụng thật sự cần thiết để dữ được tần số bình thường trong hệ thống f = 500 HZ điều đó có nghĩa là tổng công suất phát ra phải bằng tổng công suất tác dụng yêu cầu ∑ P f = ∑ P yc 2.1.1 Công suất tác dụng yêu cầu: Công suất tác dụng yêu cầu bao gồm : + Tổng công suất tác dụng do phụ tải yêu cầu ∑ P pt (MW) với hệ số đồng thời m = 1 + Tổng tổn thất công suất tác dụng của mạng điện ∑ P md P∆ (MW). Tổn thất này chiếm 5-8% tổng công suất tác dụng do phụ taỉ yêu cầu,trong trường hợp tính toán ban đầu ta lấy bằng 8% + Tổng công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện là ∑ P td (MW), công suất tự dùng chiếm khoảng 10% công suất phát của nhà máy nhiệt điện Từ đó ta có lượng công suất tác dụng yêu cầu : P yc = m. ∑ = 10 1i pt P + md P∆∑ + td P∑ Nếu 〈∑ f P yc P∑ phải tăng công suất phát lên, nếu nhà máy đã phát lên hết công suất định mức mà vẫn không đủ thì phải lấy thêm từ hệ thống. 3 f P∑ + ht P∑ = m. maxpt P∑ + md P∆∑ + td P∑ + dt P∑ Trong đó : f P∑ : Tổng công suất phát của nhà máy điện fkt P∑ = 240(MW) ht P∑ : Công suất tác dụng lấy từ hệ thống maxpt P∑ :Tổng công suất yêu cầu của phụ tải ở chế độ max md P∆∑ : Tổng tổn thất trên đường dây và máy biến áp md P∆∑ = 5% maxpt P∑ dt P∑ :Tổng công suất dự trữ lấy từ hệ thống nên coi dt P∑ = 0 Ta có : 320 + P HT = 307 + 0,05.307 + 0,1.240 = 26,35 MW Như vậy trong chế độ phụ tải cực đại, nhà máy cần 1 lượng công suất là : 26,35 MW từ hệ thống 2.2 Cân bằng công suất phản kháng: Cân bằng công suất phản kháng để dự trữ điện áp bình thường trong hệ thống, sự thiếu hụt công suất phản kháng sẽ làm điện giảm sút . Phương trình cân bằng công suất phản kháng f Q∑ + ht Q = m. maxpt Q∑ + ba Q∆∑ + c Q∆∑ + dt Q∑ + td Q∑ + I Q∆∑ (2.2) Trong đó : f Q∑ :Tổng công suất phản kháng phát ra ở nhà máy điện f Q∑ = ff tgP ϕ .∑ = 240.0,62 = 148.8 với cos ϕ = 0,85 ht Q : Công suất phản kháng từ hệ thống ht Q = P ht .tg ϕ ht = 26,35.0,62 = 16,34 Mvar maxpt Q∑ :Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ cực đại maxpt Q∑ = ptpt tgP ϕ . max ∑ = 307.0.539 = 165,7 Mvar I Q∆∑ :Tổn thất công suất phản kháng trên các đoạn đường dây c Q∆∑ :Công suất phản kháng của đường dây sinh ra với mạng 110 KV trong tính toán sơ bộ coi c Q∆∑ = I Q∆∑ ba Q∆∑ :Tổn thất công suất phản kháng trong MBA ba Q∆∑ = 15%. maxpt Q∆∑ = 165,7.15% = 24,85 Mvar td Q∑ = tdtd tgP ϕ .∑ = 24.0,88 = 21,12 Mvar dt Q∑ : Coi bằng 0 4 Từ công thức (2.2) Ta có : 148,8 + 16,34 〈 165,7 + 24,85 + 21,12 164,34 〈 210,97 Ta thấy công suất phản kháng do nhà máy và hệ thống cung cấp nhỏ hơn tổng công suất phản kháng mà phụ tải yêu cầu nên ta phải bù sơ bộ : Lượng cần bù : Q b = Q ycf - Q ∑ = 210,97 – 164,34 = 46,63 Mvar Ta tiến hành bù cho các hộ có cos ϕ thấp, bù hộ xa nguồn, bù cos ϕ tối đa 0,95 – 0,97 ta thấy cần phải bù cho các hộ 2,3,45,6,7,8,9 lên cos ϕ = 0,95 Ta có bảng bù cos ϕ : phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P max (MW) 42 40 38 36 34 24 28 35 30 cos ϕ 0,92 0,9 0,88 0,87 0,88 0,86 0,9 0,9 0,87 Q i 17,89 19,37 20,51 20,4 18,35 14,24 13,56 16,95 17 cos ϕ b 0,92 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 Q ib 17,89 13,15 12,49 11,83 11,17 7,89 9,2 11,5 9,86 Tæng lîng Q bï lµ 53,29 Mvar ®¶m b¶o cung cÊp ®ñ cho phô t¶i 5 CHƯƠNG III TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU Nguyên tắc chủ yếu của công tác thiết kế mạng điện là cung cấp điện với chất lượng điện năng cao, độ tin cậy cấp điện cao,đảm bảo yêu cầu kinh tế. Mục đích tính toán thiết kế là nhằm tìm ra một phương án phù hợp nhất với những phương án phù hợp nhất với những nguyên tắc đã nêu ở trên. 3.1 Dự kiến các phương án nối dây của mạng : Qua phân tích nguồn điện và các phụ tải ta thấy : Có 8 phụ tải loại I và 1 phụ tải loại III, các phụ tải yêu cầu dộ tin cậy cung cấp điện cao, ta phải cung cấp từ 2 nguồn riêng biệt, lô kép hoặc mạch vòng . Theo tính toán sơ bộ ta nhận thấy ở chế độ vận hành bình thường, hệ thống cung cấp khoảng 26,35 MW cho mạng điện, vì vậy ta bố trí một số phụ tải lấy điện trực tiếp từ hệ thống Ta có một số phương án sau : 6 Phương án I Phương án II 7 HTĐ NMĐ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 HTĐ NMĐ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 Phương án III Phương án IV Phương án V 8 HTĐ NMĐ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 HTĐ NMĐ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 HTĐ NMĐ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 Phương án VI Phương án VII 9 HTĐ NMĐ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 HTĐ NMĐ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 Phương án VIII Phương án IX 10 HTĐ NMĐ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 HTĐ NMĐ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 [...]... độ xác lập là tuyến tính và dòng điện tại các nút có giá trị không đổi nghiã là không phụ vào điện áp nút +) Không xét ảnh hởng của thiết bị bù đến chế độ điện áp +) Không xét sự thay đổi giá của tổn thất công suất C0 khi tăng công suất của thiết bị bù nghĩa là C0 là hằng số +) Giá của thiết bị bù đợc lấy tỷ lệ với công suất của chúng Giả sử lợng công suất bù cần tìm tại phụ tải là Qb, khi đó phí tổn... còn là 1 trong các biện pháp quan trong nhất để giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng cũng nh để điều chỉnh điện áp Mục tiêu của bài toán bù kinh tế là xác định công suất các thiết bị bù để đạt đợc hiệu quả kinh tế cao nhất trong khi thoả mãn tất cả các điều kiện kỹ thuật trong chế độ làm việc bình thờng của mạng điện và các thiết bị sử dụng điện Trong khi tính toán dung lợng bù ta giả thiết... 9,21 18,42 V 11,07 22,14 VI 9,21 18,42 8,1 16,2 CHNGIV SO SNH CC PHNG N V MT KINH T Ta ó bit la chn bt k mt phng ỏn no ca HT phi da trờn c s so sỏnh v k thut v kinh t, núi khỏc i l da trờn nguyờn tc m bo cung cp in v kinh t quyt nh s ni dõy Tt nhiờn ch nhng phng ỏn no tho món yờu cu núi trờn v k thut thỡ mi gi li so sỏnh v mt kinh t Khi so sỏnh cỏc phng ỏn v s ni dõy ca mng in thỡ cha cp ti cỏc trm... t thiết bị bù đợc xác định theo biểu thức: Z1 = (avh + atc).k0.Qb Trong đó : k0 : Xuất đầu t cho thiết bị bù lấy bằng k0 = 350.106(đ/MVar) avh : Hệ số vận hành avh = 0,1 atc : Hệ số thu hồi vốn đầu t phụ, lấy = 0,125 Q0 : Công suất của thiết bị bù, Mvar Chi phí về tổn thất công suất tác dụng trong thiết bị bù đợc xác định nh sau: 34 Z2 = P* Qb C t Trong ú : P : Tn tht cụng sỳõt tỏc dng tng i trong . của mạng : Qua phân tích nguồn điện và các phụ tải ta thấy : Có 8 phụ tải loại I và 1 phụ tải loại III, các phụ tải yêu cầu dộ tin cậy cung cấp điện cao, ta phải cung cấp từ 2 nguồn riêng biệt,. thể khoanh vùng các phụ tải như sau : Phụ tải 2,4,5,6 do hệ thống cung cấp Phụ tải 1,7,8,9 do nhà máy điện cung cấp Phụ tải 3 do nhà máy điện hay HTĐ cung cấp Các phụ tải đều có công suất. kháng. 1 Có 8 phụ tải loại 1 nên phải sử dụng đường dây kép và trạm biến áp có hai máy biến áp để cung cấp điện đến các phụ tải này ,phụ tải 6 là phụ tải loại 3 nên chỉ cần dùng đường dây đơn và trạm