Đồ án môn học lới điện Nguyễn Mạnh Linh Lời nói đầu Điện nguồn lợng quan trọng đất nớc, trình phát triển kinh tế điện phải trớc bớc, ®èi víi níc ta hiƯn mét níc ®ang trình công nghiệp hoá, đại hoá vai trò ngành điện lại trở nên quan trọng Để đáp ứng kịp thời nhu cầu điện quốc gia nhiều nhà máy điện đÃ, đợc xây dựng Đi đôi với việc xây dựng nhà máy việc thiết kế vận hành đờng dây truyền tải việc không phần quan trọng Yêu cầu đặt mạng điện phải có độ tin cậy cao, chất lợng tốt nhng phải có chi phí thấp Vì thiết kế mạng lới điện việc làm khó đòi hỏi phải có kiến thức lí thuyết chắn mà cần phải có kinh nghiệm thực tế tốt thiết kế đợc mạng điện theo mong muốn Là sinh viên ngành hệ thống điện,việc tập thiết kế mạng lới điện việc làm cần thiết, giúp chúng em bớc đầu tiếp cận với thực tế có nhìn rõ công việc tơng lai Dù mạng điện mang tính lí thuyết nhng đà mang lại cho em nhiều điều hứng thú Tuy nhiên lần làm đồ án nên em gặp nhiều lúng túng sai sót, đồ án chắn nhiều thiếu sót, em mong đợc thông cảm thầy Trong lần làm đồ án em đà nhận đợc giúp đỡ tận tình thầy hớng dẫn đồ án, thầy Là Minh Khánh, nhờ tận tình thầy đà làm em bớt nhiều lúng túng tự tin, hứng thú công việc Em xin chân thành cảm ơn thầy ! Hà Nội ngày tháng 12 năm 2004 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Mạnh Linh Chơng 1: Cân công suất hệ thống 1.1 Phân tích nguồn phụ tải Mạng cần thiết kế gồm phụ tải, nguồn.Nguồn cung cấp đợc lấy từ hệ thống cã c«ng st v« cïng lín, hƯ sè c«ng st cos=0,85 Phụ tải gồm có phụ tải, phụ tải hộ loại I, hệ số công suất 0,85 Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000 Đồ án môn học lới điện Nguyễn Mạnh Linh Phụ tải cực tiểu 50% phụ tải cực đại Điện áp định mức phụ tải 10 kV Điện áp cao áp nhà máy điện phụ tải cực đại 110%, phụ tải cực tiểu 105%, cố nặng nề 110% điện áp định mức Ta có bảng số liệu phụ tải nh sau: Bảng 1-1: Bảng thông số phụ tải Hộ tiªu thơ Smax=Pmax_+ jQmas (MVA) 40 + j24,8 35 + j21,7 20 + j12,4 30 + j18,6 28 + j17,3 25 + j15,5 S max (MVA) 47,1 41,2 23,5 35,3 32,9 29,4 Smin= Pmin+ jQmin (MVA) 20 + j12,4 17,5 +j10,8 10 + j6,2 15 + j9,3 14 + j8,7 12,5 +j7,7 S (MVA) 23,5 20,6 11,8 17,6 16,5 14,7 1.2 C©n b»ng công suất tác dụng Phơng trình cân công suất chế độ phụ tải cực đại: Giả thiết công suất phát công suất yêu cầu ta cã ∑ PF = ∑ PYC =m ∑ P pt + ∑ ΔPPb + ∑ Ptd + ∑ Pdt Trong đó: P F -tổng công suất phát từ nguồn, PYC - công suất yêu cầu mạng ®iƯn, m - hƯ sè ®ång thêi xt hiƯn phơ tải cực đại, thờng lấy m = 1, P pt - tổng công suất tiêu thụ chế độ phụ tải cực đại, PPb - tổn thất công suất máy biến áp đờng dây, Ptd - tỉng c«ng st tù dïng, ∑ Ptd - tổng công suất dự trữ - Khi tính sơ cã thÓ lÊy ∑ ΔPPb = 5% ∑ P pt , - Vì công suất lấy từ nguồn hệ thống nên công suất tự dùng Ptd = 0, - Công suất dự trữ mạng lấy lµ ∑ Pdt = 10% ∑ P pt , Do ®ã ta cã 1.3 ∑ PF = ∑ P pt + 15% ∑ P pt = 1,15 ∑ P pt = 1,15 (40 + 35 + 20 + 30 + 28 + 25) = 204,7 MW Cân công suất phản kháng Đồ án môn học lới điện Nguyễn Mạnh Linh Công suất phản kháng yêu cầu củ hệ thống chế độ phụ tải cực đại là: ∑ QYC =m ∑ Q pt + ∑ ΔPQ b + ∑ ΔPQ L - ∑ QC + ∑ Qtd + ∑ Qdt ®ã: m – hƯ sè ®ång thời xuất phụ tải cực đại, lấy m = Q pt - tổng công suất phản kháng cực đại tiêu thụ phụ tải PQ b ∑ ΔPQ L - tỉng tỉn thÊt c«ng st phản kháng trạm biến áp -tổng tổn thất công suất phản kháng cảm kháng đờng dây mạng điện QC - tổng công suất phản kháng điện dung đờng dây sinh ra, tÝnh s¬ bé cã thĨ lÊy ∑ ΔPQ L = QC Qtd - công suất phản kháng tự dùng mạng điện, Qdt Qtd =0 Qdt = 5% - công suất phản kháng dự trữ hệ thống Tơng tự nh cách tính công suất tác dụng, ta lấy Q pt Do ∑ QYC = 1,15 ∑ ΔPQ b + ∑ Q pt Thay sè ta cã ∑ QYC =(24,8 + 21,7 + 12,4 + 18,6 + 17,3 + 15,5).1,15 = 126,8 MW Với giả thiết công suất tác dụng phát nguồn công suất yêu cầu, với hệ số công suất máy phát 0,85 công suất phản kháng phát là: Q F = ∑ P F tgφ víi cosφ = 0,85 ∑ Q F = 204,7.tg(arccos0,85) = 126,8 MW = ∑ Q YC nên bù công suất phản kháng Ta thấy Q F Chơng 2: Các phơng án nối dây 2.1 Các phơng án lựa chọn: Mạng điện cần thiết kế bao gồm hộ tiêu thụ loại I, mạch nối dây cần phải mạch kép (đối với mạch hình tia) mạch vòng Các phơng án đợc dự kiến hình vẽ sau: 1.1 Phơng án I Đồ án môn học lới điện Nguyễn Mạnh Linh Hình 2.1 1.2 Phơng án II Hình 2.2 1.3 Phơng án III Hình 2.3 1.4 Phơng án IV Đồ án môn học lới điện Nguyễn Mạnh Linh Hình 2.4 1.5 Phơng án V Hình 2.5 2.2 Đánh giá tiêu kinh tế - kỹ thuật phơng án Đồ án môn học lới điện Nguyễn Mạnh Linh 2.1.2.1 Phơng án I a Chọn điện áp định mức mạng điện Điện áp truyền tải mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất phụ tải, khoảng cách phụ tải nguồn cung cấp điện, vị trí tơng đối phụ tải với Điện áp định mức mạng điện tính sơ theo công thức kinh nghiệm sau: U®m = 4,34 √ l+16 kV (2.1) Trong ®ã: l khoảng cách truyền tải (Km) P công suất truyền tải đờng dây (MW) áp dụng công thức 2.1 ta tính đợc điện áp định mức đoạn đờng dây, kết thu đợc bảng sau (bảng 2-1) Bảng 2-1 Tính toán điện áp truyền tải Đờng Chiều dài Công Điện áp dây (km) suất định (MVA) møc(KV) N-1 60,0 60 + 138,6 j37,2 1-3 58,3 20 + 84,4 j12,4 N-2 67,1 65 + 144,4 j40,3 2-4 50,0 30 + 99,9 j18,6 N-6 100,5 53 + 133,7 j32,8 6-5 40,0 28 + 95,9 j17,3 §å án môn học lới điện Nguyễn Mạnh Linh Từ bảng kết ta lấy Uđm = 110 kV b Chọn thiết diện dây dẫn Dây dẫn đợc chọn dây nhôm lõi thép Tiết diện dây dẫn đợc lựa chọn theo mật độ kinh tế dòng điện I max J KT Xác định theo công thức: Fkt = Với Imax dòng điện lớn (trong chế độ phụ tải cực đại) S max Imax = n √3 U dm 103 A Trong ®ã : n số mạch đờng dây, ta có n = 2, Uđm- điện áp định mức mạng, Uđm= 110 kV, Smax công suất phụ tải chế độ phụ tải cực đại S max Ta cã: Imax = 220 √3 103 A JKT- mËt độ kinh tế dòng điện, Tmax= 500h JKT = 1,1A/mm2 Do ta có công thức tÝnh tiÕt diƯn lµ: S max JKT = 242 √3 103 A Sau chọn tiết diện dây dẫn cần phải kiểm tra điều kiện tạo vầng quang, độ bền phát nóng đờng dây: Về điều kiện tạo vầng quang dây AC , 110 kv tiết diện 70 mm2 đảm bảo điều kiện không xuất vầng quang điện Với điều kiện không xuất vầng quang điện đợc thoả mÃn độ bền đợc đảm bảo Còn điều kiện phát nãng x¶y sù cè: x¶y sù cố (thờng đứt mạch, cố thờng gặp nguy hiểm), dòng điện mạch lại tăng lên gấp đôi, dòng điện cho phép (I CP) dây dẫn phải đảm bảo lớn dòng cố (ISC) xảy ra: ICP ISC , trính chọn dây dẫn ta đối chiếu điều kiện Với điều kiện nh kết chọn tiết diện dây dẫn đợc trình bày bảng 2-3 c Tính tổn thất điện áp tổn thất điện áp đợc tính chế độ phụ tải lớn chế độ cố Trong chế độ phụ tải max phơng án phải đảm bảo P U 10% Trong chế độ cố phơng án phải đảm bảo P U 25% Tính toán cố ta tính theo điện áp ®Þnh møc U®m ΔP Ui% ¿ Trong ®ã : PiRi + QiXi Pi , Qi - công suất chạy ®êng d©y thø i Ri , Xi - ®iƯn trë, điện kháng đờng dây thứ i chế độ cố Đồ án môn học lới điện Nguyễn Mạnh Linh P UiSC% = P Ui% Kết tính toán trình bày bảng dới Bảng 2-2 Bảng tính toán tổn thất điện áp P Ui P Uis Đờng Q(MVA dây P(MW) R( ) ) X( Ω ) % c% N-1 60 6.30 37.20 12.60 7.0 14.00 1-3 20 13.40 12.40 13.00 3.5 7.09 N-2 65 7.00 40.30 14.10 8.5 16.91 2-4 30 11.50 18.60 11.05 4.5 9.10 N-6 53 10.50 32.80 21.10 10.3 20.64 6-5 28 9.20 17.30 8.84 3.4 6.79 Đồ án môn học lới điện Nguyễn Mạnh Linh Đờng dây (Km) N-1 1- N-2 2- N-6 -5 Smax (KVA) Imax (A) Fkt Ftc (mm2) (mm2) l (km) r0 ( Ω 70,6 23,5 76,5 32,3 62,3 33,0 185,3 61,7 200,7 85,0 163,5 86,6 168,4 56,1 182,4 77,0 148,6 78,7 150 70 150 70 150 70 60,0 58,3 67,1 50,0 100,5 40,0 km ) 0,21 0,46 0,21 0,46 0,21 0,46 x0 ( Ω km ) 0,420 0,442 0,420 0,442 0,420 0,442 S b0 ( km ) 2,74 2,58 2,74 2,58 2,74 2,58 R ( Ω ) 6,3 13,4 7,0 11,5 10,5 9,2 X ( Ω ) 12,6 13,0 14,1 11,0 21,1 8,84 Bảng 2-3 Bảng thông số dây dẫn lựa chọn cho phơng án I B 10 (S) 164,4 150,4 183,8 129 275,4 103,2 Đồ án môn học lới điện Nguyễn Mạnh Linh 2.2.2 Phơng án II a Chọn điện áp định mức Điện áp định mức đợc chọn nh phơng án I, kết có đợc bảng sau: Bảng 2-4 Bảng thông số phơng án Đờng dây Chiều dài (km) N-1 60,0 1- 58,3 N-2 67,1 N- 100,0 N-6 100,5 6-5 40,0 b Chọn thiết diện dây dẫn Tơng tự ta có kết bảng 2-5 c Tính tổn thất điện áp Kết thu đợc bảng 2-6 Công suất điện áp định (MVA) mức(KV) 60 + j37,2 138,6 20 + j12,4 84,4 35 + j21,7 108,7 30 + j18,6 104.5 53 + j32,8 133,7 28 + j17,3 95,9