PHÂN TíCH SƠ Bộ NGUồN Và PHụ TảI 10 15 Mạng điện phần tử trung gian để truyền tải điện từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, phạn hệ thống điện Do thiết kế mạng điện đòi hỏi phải thu nhập , đánh gia, phân tích lợng thông tin lớn Trong nguồn phụ tải hai yếu tố phải kể đến trớc tiên, liên quan mật thiết vấn đề quan trọng việc đa nhng phơng án thiết kế vận hành đạt kết cao I PHÂN TíCH NGUồN Hệ thống điện tập hợp nhà máy phát điện , đờng dây, trạm biến áp, hộ tiêu thụ, thiết bị khác nh hệ thống điều khiển, rơle bảo vệ, thiết bị đóng cắt Chúng tạo thành hệ thống có phối hợp chặt chẽ với nhau, cã nhiƯm vơ s¶n xt , trun t¶i, tiƯu thụ điện bảo đảm an toàn cho thiết bị ngời vận hành Khi thiết kế hệ thống điện cần đảm bảo yêu cầu sau: - Đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật - Phải có độ tin cậy cung cấp điện cao an toàn - Chế độ vận hành linh hoạt , đạt hiệu kinh tế cao 20 25 30 - Có khả dự trữ đáp ứng công suất cách nhanh chóng xÃy cố gây thiếu hụt công suất hệ thống điện gia tăng đột biến phụ tải Do có nhiều yêu cầu nh nên việc thiết kế mạng điện liên kết nhà máy thành hệ thống cung cấp điện cho phụ tải vấn đề quan trọng từ giảm vốn đầu t xây dựng nguồn điện Để vạch đợc sơ đồ hệ thống điện cách hợp lý, ta phải tiến hành phân tích nguồn phụ tải, từ đa phơng thức vận hành cho nhà máy cách hợp lý II PHÂN TíCH PHụ TảI Phụ tải gồm hộ tiêu thụ: + hộ loại I với tổng công suất: Pmax = P1+P3+P4+P5+P6 = 32+20+30+28+30= 140(MW) Đây phụ tải quan trọng, có yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao điện gây nguy hiểm đến tính mạng sức khỏe ngời, làm thiệt hại lớn đến kinh tế, gây h hỏng thiết bị sản phẩm, ảnh hởng đến trị Do hộ phải đợc cung cấp bằn đờng dây kép, cung cấp hai nguồn mạnh vòng kín nối với phụ tải 10 + hộ loại III với công suất: Pmax = P2 = 22(MW) Đây phụ tải không quan trọng, nghĩa phụ tải mà điện gây hậu không nghiêm trọng Do thiết kế ta không xét đến thiết bị dự trữ , tức dùng dây đơn để cung cấp điện cho phụ tải Công suất tính chất hộ tiêu thụ điện cho bảng sau: Các số liệu Phụ tải cực đại Hệ số công suốt cos Yêu cầu đảm bảo cung cấp điện Điện áp định mức mạng thứ cấp (KV) 32 0.9 I 20 0.9 I Các hộ tiêu thô 30 28 0.9 0.9 I I 10 KV 30 0.9 I 22 0.9 III 15 20 CHƯƠNG I CÂN BằNG CÔNG SUấT TáC DụNG Và CÔNG SUấT PHảN KHáNG TRONG MạNG ĐIệN 25 Mục đích chơng xem khả cung cấp tiêu thụ điện hệ thống có cân hay không, tính toán để biết đợc mạng điện có cần thiết phải bù công suất phản kháng hay không I CÂN BằNG CÔNG SUấT TáC DụNG Sự cân công suất tác dụng hệ thống đợc biểu diễn b»ng biÓu thøc: ∑PF = m.∑Ppt + ∑∆Pmd+ ∑Ptd + Pdt Trong đó: - PF: Tổng công suất tác dụng phát nhà máy điện tronh hệ thống - m: Hệ số đồng thời phụ tải Lấy m=1 - Ppt: Tổng phụ tải cực đại hộ tiêu thụ Ppt = P1+P2+P3+P4+P5+P6 = 35+22+32+20+30+28 = 162(MW) - ∑∆Pmd : Tỉng tỉn thÊt c«ng st tác dụng đờng dây ma MBA Pmd=(10ữ15)%.Ppt Chọn: Pmd= 15%.∑Ppt = 0,15 162 = 24.3 [MW] - ∑Ptd : Tổng công suất tự dùng nhà máy điện Ví tính từ cao áp nên Ptd = 10 - ∑Pdt : Tỉng c«ng st dù tr÷ cđa hƯ thèng ∑Pdt = (10÷15)%.(∑Ppt +∑∆Pmd) Chän ∑Pdt =10%.(∑Ppt +∑∆Pmd) =10%.(162 +24.3) = 18.63 [MW] - Nh vËy ta cã: 15 ∑PF = 162 + 24.3 + 18.36 = 204.93 [MW] 10 II CÂN BằNG CÔNG SUấT PHảN KHáNG Q Sự cân hệ thống điện, chế độ vận hành ổn định có cân công suất tác dụng công suất phản kháng Cân công suất tác dụng trớc tiên cần thiết để giữ tần số hệ thống đợc bình thờng, giữ đợc điện áp đợc bình thờng giới hạn độ lệch cho phép hệ thống điện cần phải có cân công suất phản kháng hệ thống khu vực Sự thiếu hụt công suất phản kháng làm điện áp giảm, mặt khác thay đổi điện áp ảnh hởng đến tần số ngợc lại Biểu thức cân công suất phản kháng: QF + Qb = m.Qpt + ∑∆Qba + ∑∆Qd + ∑Qtd + ∑Qdt - ∑∆Qc Trong đó: - QF : Tổng công suất phản kháng nhà máy phát ra: QF = PF tgF 15 Ta cã : Cosφ = 0,85 => tgφ = 0,62 VËy ∑QF = 204,93 0,62 = 127,056 [MVAR] - m : Hệ số đồng thời phụ tải phản kháng, m = - Qpt : Tổng công suất phản kháng cực đại tải yêu cầu Qpt = 20 ∑ i =1 (Ppti.tgφi) øng víi cosφ = 0,9 => tgφ = 0,48 Tham sè P(MW) Cosφ tgφ Q(MVAR) Hé 32 0,9 0,48 15,36 Hé 20 0,9 0,48 9,6 Hé 30 0,9 0,48 14,4 Hé 28 0,9 0,48 13,44 Hé 30 0,9 0,48 14,4 Hé 22 0,9 0,48 10,56 VËy Þ ∑Qpt = (32+20+30+28+30+22).0,48 = 77,76 [MVAr] ∑∆Qba : Tỉng tỉn thÊt c«ng st phannr kháng MBA hệ thống 25 Mỗi cấp biến áp : Qba = (10ữ15)%.Qpt Trong thiết kế ta có cấp biến áp nên ta chọn : ∑∆Qba = 2.15%.∑Qpt = 30%.77,76 = 23,328 [MVAr] - Qdz : Tổng tổn thất công suất phản kháng đờng dây mạng điện - Qc : Tổng công suất phản kháng dung dẫn đờng d©y sinh Cã thĨ lÊy ∑∆QL = ∑∆QC - Qtd : Tổng công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện hệ thống Do tính từ cao áp nên Qtd = - Qdt : Tổng công suất phản kháng dự trữ nhà máy điện Qdt = (5ữ10)%.Qpt Chọn Qdt = 10%.∑Qpt = 10%.77,76 = 7,776 [MVAr] 10 - ∑Qb : Tổng công suất phản kháng cần bù sơ ∑Qb = m.∑Qpt + ∑∆Qba + ∑Qtd + ∑Qdt - ∑QF = 77,76 + 23,328 + 7,776 – 127,056 = - 2,64 [MVAr] Nh vËy ∑Qb < nªn ta bù công suất phản kháng 15 CHƯƠNG II Dự KIếN CáC PHƯƠNG áN NốI DÂY CủA MạNG ĐIệN, SO SáNH CáC PHƯƠNG áN Về MặT Kĩ THT Khi thiÕt kÕ mét hƯ thèng ®iƯn, vÊn đề đặt phải lựa chọn phơng án kết lới tối u, dựa sở so sánh kinh tế kỹ thuật phơng án Việc so sánh phơng án kỹ thuật chủ yếu dựa mặt sau: - Đảm bảo tính an toàn cung cấp điện theo yêu cầu cán hộ tiêu thụ điện 10 - Đảm bảo tổn thất điện áp lúc làm việc bình thờng cững nh lúc cố nằm giới hanj cho phép - Đảm bảo phát nóng cho phép dây dẫn, đảm bảo độ bền học dây dẫn 15 Khi dự kiến phơng án nối dây mạng điện ta dựa vào tính chất quan trọng hộ tiêu thụ điện (loại I, loại III): + Hộ loại : Yêu cầu cung cấp điện liên tục ta sử dụng đờng dây kép mạng kín để cung cấp điện + Hộ loại : Yêu cầu cung cấp điện thấp ta dùng đờng dâu đơn để cung cấp điện 20 Khoảng cách từ nguồn đến phụ tải; phụ tải đến phụ tải phơng thức vận hành nh công suất nhà máy Xác định khoảng cách nguồn phụ tải; phụ tải – phơ t¶i : Km N/ M(A) N/ 60,8 99 58,4 51 50 M(A) 60,8 50 80,6 110,4 44,7 82,46 131,5 40 94,3 64,03 6 78 126,5 138,9 80 50 51 Dự kiến phơng án nối dây: Vì số lợng phơng án không nhiều nên ta không tính tổng mômen phụ tải để loại sơ bộ, mà tiến hành so sánh phơng án mặt kỹ thuật để chọn phơng án tối u Phơng án I Phơng án II Phơng án III Phơng án IV PN 1= P1 (l A +l 21 )+ P2 l A 32(99+60 , 8)+22 x 99 = =33 , 1( MW ) l A +l 21+l A 60 , 8+ 60 ,8+99 PN 2= P1 (l A +l12 )+P l A 22 , 5(60 , 8+60 , 8)+32 x 60 , = =20 , 9( MW ) l A +l21+l A 60 , 8+60 , 8+99 Thư l¹i PN1+ PN2 = P1 + P2 = 33,1 + 20,9 = 32+ 22 = 54 (MW) QN 1= Q1 (l A +l 21 )+Q' l A 22 , 5(75 , +50 ,3 )+11, 52 x 75 , = =19 , 44( MW ) l A +l 21+l A 64 , 5+50 ,3+75 , QN 2= Q ' (l A +l 21 )+Q1 l A 11 ,52(64 ,5+50 , )+22, x 64 ,5 = =14 , 58( MW ) l A +l 21+l A 64 , 5+50 ,3+75 , Thư l¹i QN1 + QN2 = Q1 + Q’2 = 19,44 + 14,58 = 22,5 + 11,52 = 34,02 (MVAr) Ta cã: P12 = PN1 – P1 = 29,34 – 30 = -0,66 (MW) Q12 = QN1 – Q1 = 19,44 – 22,5 = -3,06 (MVAr) I SO SáNH CáC PHƯƠNG áN Về MặT Kỹ THUậT Nội dung so sánh phơng án mặt kỹ thuật: a Chọn cấp điện áp tải điện mạng điện : Việc chọn cấp điện áp tải điện quan trọng mạng điện, ảnh hởng nhiều đến tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện Trong thực tế tính toán để xác định trị số điện áp mạng điện ngời ta thờng sử dụng số công thức kinh nghiệm ta sử dụng công thức Still, công thức xác với P< 60 [MW], L< 250 [Km], U=4,34 √ L+16 P [KV] 10 15 U = 4,34 Víi L : ChiỊu dµi trun tải (Km) P : Công suất truyền tải (MW) b Chọn tiết diện dây dẫn : Mạng điện thiết kế mạng điện khu vực, tiết diện dây dẫn đợc chọn theo Jk.tế Ta chọn loại dây AC Với Tmax = 4900h, tra bảng 44tr234 ta đợc Jk.tÕ = 1,1 A/mm2 Chän tiÕt diƯn d©y dÉn nh sau : - Đối với đờng dây đơn: 20 F kt= I lv max J kt = I lv max = mµ ⇒ F kt = √3 U dm J kt S P = √ U dm √ U dm Cos ϕ I lv max J kt S max = S P = √ U dm J kt √ U dm Cos J kt - Đối với trờng hợp đờng d©y kÐp : F kt= 25 S P = √3 U dm J kt √3 U dm Cos .J kt Ngoài với mạng điện 110KV phải chọn tiết diện dây dẫn loại AC_70 trở lên mạng 220KV phải chọn tiết diện dây dẫn từ AC_240 trở lên để giảm tổn thất vầng quang c Kiểm tra phát nóng dây dẫn lúc cố : KiĨm tra theo ®iỊu kiƯn : Iscmax < K.Icp Trong : Iscmax : Dòng điện làm việc cã sù cè lóc phơ t¶i lín nhÊt Icp : Dòng điện cho phép lâu dài dây dẫn, phụ thuộc vào loại tiết diện dây dẫn K : Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào nhiệt độ lµm viƯc, chän tlv = 350C, K = 0,82 d Tổn thất điện áp lúc làm việc bình thờng sù cè: ΔUU %= 10 ∑ P R +∑ Q X 100 % U2 Trong ®ã: P : Công suất tác dụng đờng dây đơn (MW) Q: Công suất phản kháng đờng dây (MVAr) R : Điện trở đờng dây () 15 X : Điện kháng đờng dây () U : Điện áp đờng dây (KV) - Tổn thất điện áp cực đại: Umax% lúc bình thờng tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải cực đại: + Điều kiện : Umax% 10% - Tổn thất điện áp lúc cố nặng nề nhất: 20 + Điều kiện : Uscmax% 20% Đối với hộ dùng máy biến áp có điện áp dới tải, máy biến áp có phạm vi điều chỉnh rộng nên ta xét theo điều kiện : - Lúc bình thờng: Umax% (15ữ20)% 25 - Lúc cố: Umax% (20ữ25)% II TíNH TOáN Kỹ THUậT CHO TừNG PHƯƠNG áN Phơng án 1: