Thiết kế mạng lưới điện khu vực

đồ án tốt nghiệp LU VN THNG thiết kế mạng lới điện khu vực Lp HTĐ VB2 đồ án tốt nghiệp LU VN THNG thiết kế mạng lới điện khu vực Lp HTĐ VB2 đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng lới điện khu vực LI NểI U Điện sử dụng rộng rãi đóng vai trò quan trọng tất lĩnh vực kinh tế hoạt động xã hội Đối với quốc gia, hoạt động kinh tế đời sống xã hội phát triển điện phải trước bước Nước ta công đổi mới, bước công nghiệp hố, đại hố Nền kinh tế có bước phát triển mạnh mẽ nhu cầu điện đòi hỏi ngày cao số lượng chất lượng Để đảm bảo cung cấp điện liên tục, cần thiết phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối đại, phương thức vận hành tối ưu chế độ tiêu thụ hợp lý Đồ án thiết kế mạng lưới điện thơng qua việc tính tốn thiết kế lưới điện đơn giản nhằm tổng hợp lại kiến thức học trường, mặt khác xây dựng cho sinh viên ngành Hệ Thống Điện nói chung cá nhân em nói riêng có kỹ cần thiết công tác quy hoạch, vận hành thiết kế mạng lưới sau Nội dung đồ án gồm phần riêng biệt: Phần 1: Thiết kế mạng lưới điện khu vực bao gồm nguồn điện phụ tải Phần 2: Thiết kế trạm biến áp phân phối 250kVA; 10/0,4 kV Trong trình làm đồ án,với cố gắng nỗ lực thân, với giúp đỡ thầy giáo, em hồn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên, vốn kiến thức cịn hạn chế, kinh nghiệm thực tế tích luỹ cịn ỏi, nên đồ án khó tránh khỏi khiếm khuyết Em mong nhận xét, góp ý thầy cô giáo để thiết kế kiến thức thân em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Viện Điện trường Đại học Bách khoa Hà Nội, thầy cô môn Hệ Thống Điện tận tình giúp đỡ bảo em năm học vừa qua Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Hoàng Việt, người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Hà Nội, tháng 04 năm 2014 Sinh viên thực Lưu Văn Thắng LƯU VĂN THẮNG Lp HTĐ VB2 đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng líi ®iƯn khu vùc MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG 1: 7PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM NGUỒN CUNG CẤP VÀ PHỤ TẢI 1.1 CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN VÀ PHỤ TẢI: 1.1.1.Số liệu Nguồn điện: 1.1.2.Số liệu Phụ tải: 1.1.3 Định hướng bản: CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG LƯỚI ĐIỆN 2.1 Cân công suất tác dụng: 10 10 2.2 Cân công suất phản kháng: 11 2.3 Dự kiến phương thức vận hành nhà máy điện: 12 2.3.1 Chế độ phụ tải cực đại: 12 2.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: 13 2.3.3 Trường hợp cố: 13 CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN LƯỚI ĐIỆN VÀ TÍNH TỐN KỸ THUẬT CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN 15 3.1 Những yêu cầu mạng điện: 15 3.2 Các phương án nối dây: 16 3.3 Tính tốn chi tiêu kỹ thuật cho phương án: 19 Lựa chọn điện áp tải điện cho hệ thống: 19 3.4 Phương án I 20 3.4.1 Kiểm tra tổn thất điện áp đoạn đường dây chế độ vận hành bình thường cố 25 3.5 Phương án 28 3.5.1 Kiểm tra tổn thất điện áp đoạn đường dây chế độ vận hành bình thường cố 30 3.6 Phương án 32 LƯU VN THNG Lp HTĐ VB2 đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng lới điện khu vực 3.7 Phng ỏn 36 3.8 Phương án 42 3.9.Phương án 47 3.9.1 Kiểm tra tổn thất điện áp đoạn đường dây chế độ vận hành bình thường cố 51 3.9.2 So sánh kinh tế phương án: 53 CHƯƠNG IV: CHỌN SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC TRẠM, SƠ ĐỒ CÁC TRẠM VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN 58 4.1 Tính tốn cơng suất, lựa chọn MBA tăng áp nhà máy điện 58 4.2 Tính tốn cơng suất, lựa chọn MBA hạ áp hộ tiêu thụ: 58 4.3 Sơ đồ mạng điện:61 CHƯƠNG V: PHÂN TÍCH CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN 62 5.1 Chế độ phụ tải cực đại: 62 5.2 CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC TIỂU 70 5.3 CHẾ ĐỘ SỰ CỐ 77 CHƯƠNG VI: TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 83 6.1 Tính điện áp nút mạng điện 6.2 Điều chỉnh điện áp mạng điện 83 86 CHƯƠNG VII: TÍNH CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 92 7.1.Vốn đầu tư xây dựng mạng điện 92 7.2 Tổn thất công suất tác dụng mạng điện 92 7.3 Tổn thất điện mạng điện 7.4 Tính chi phí giá thành 93 93 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 LƯU VĂN THẮNG Lớp HT§ VB2 đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng lới điện khu vùc THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC LƯU VĂN THNG Lp HTĐ VB2 đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng lới điện khu vực CHNG PHN TCH ĐẶC ĐIỂM NGUỒN CUNG CẤP VÀ PHỤ TẢI Để chọn phương án tối ưu cần tiến hành phân tích đặc điểm nguồn cung cấp điện phụ tải Trên sở xác định cơng suất phát nguồn cung cấp dự kiến sơ đồ nối điện cho đạt hiệu kinh tế kỹ thuật cao 1.1 CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN VÀ PHỤ TẢI: Trong hệ thống điện thiết kế có hai nguồn cung cấp Nhà máy nhiệt điện Hệ thống điện Hệ thống điện có cơng suất vơ lớn, hệ số cơng suất cos = 0,85 Vì cần phải có liên hệ hệ thống nhà máy nhiệt điện để trao đổi công suất hai nguồn cung cấp cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường chế độ vận hành Mặt khác, có cơng suất lớn nên chọn HTĐ nút cân công suất không cần phải dự trữ công suất nhà máy nhiệt điện, nói cách khác cơng suất tác dụng phản kháng dự trữ lấy từ nút HTĐ 1.1.1.Số liệu Nguồn điện: Mạng điện thiết kế bao gồm nhà máy nhiệt điện nút hệ thống cung cấp cho phụ tải Nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, tổ máy có cơng suất định mức 50 MW, cơng suất đặt: PĐNĐ = * 50 = 200 MW Hệ số công suất: Cos = 0,85 Nút hệ thống có hệ số cơng suất Cos = 0,85 Điện áp cao áp nhà máy điện phụ tải cực đại 110%, phụ tải cực tiểu 105%, cố nặng nề 110% điện áp danh định Đặc điểm nhà máy nhiệt điện hiệu suất thấp (khoảng 30%), thời gian khởi động lâu (từ 4÷10 hơn), nhiên điều kiện làm việc nhà máy nhiệt điện ổn định, cơng suất phát thay đổi tuỳ ý, điều phù hợp với thay đổi phụ tải mạng điện Thời gian xuất phụ tải cực tiểu thường vài ngày, nên muốn đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải nằm rải rác xung quanh nhà máy nhiệt điện ta dùng nguồn điện dự phịng nóng Chế độ làm việc nhà máy nhiệt điện đảm bảo tính kinh tế vận hành với (80 – 90%Pđm), phụ tải mạng điện loại 1, hộ nằm rải rác xung quanh nhà máy hệ thống nên tạo điều kiện thuận lợi cho việc vạch phương án nối dây, kết hợp với việc cung cấp điện cho phụ tải nối liền hai nhà máy LƯU VĂN THẮNG Lớp HT§ VB2 đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng lới điện khu vùc 1.1.2.Số liệu Phụ tải: Bảng 1.1 Các số liệu phụ tải Phụ tải Tổng Pmax(MW) 30 28 30 32 32 28 33 34 30 277 Cos 0,9 0,9 0,92 0,9 0,9 0,92 0,90 0,85 0,88 Qmax(MVAr) 14,53 13,56 12,78 15,5 19,8 15,1 15,98 14,48 14,53 136,31 Độ tin cậy I I I I I I I I I Y/c ĐCĐA KT KT KT KT KT KT KT KT KT Udm (kV) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Đối với tất phụ tải: Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000h; Phụ tải cực tiểu 50% phụ tải cực đại 1.1.3 Định hướng bản: Với Tmax = 5000h, khu cơng nghiệp có dân cư nên ta dùng đường dây không để tải điện Phụ tải cung cấp từ nguồn nên ta phải sử dụng dây kép, mạch vòng, nguồn mang đến Sử dụng dây nhôm lõi thép để đảm bảo khả dẫn điện độ bền cơ, tính kinh tế, sử dụng cột bê tơng li tâm cho vị trí cột đỡ, cột sắt cho cột néo, góc Bố trí dây dẫn theo hình tam giác với khoảng cách trung bình hình học 5m Các thơng số đường dây thông số chuẩn không cần hiệu chỉnh Kết tính giá trị cơng suất phụ tải chế độ cực đại cực tiểu cho bảng 1.2 LƯU VĂN THẮNG Lớp HT§ VB2 đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng lới điện khu vùc Bảng 1.2 Kết tính tốn giá trị cơng suất phụ tải Số liệu phụ tải Pmax (MW) Pmin (MW) Cos  Qmax Qmin Smax Smin (MVAr) (MVAr) (MVA) (MVA) 30 15 0,9 14,530 7,265 26,247 13,123 28 14 0,9 13,561 6,781 24,497 12,248 30 15 0,92 12,780 6,390 27,142 13,571 32 16 0,9 15,498 7,749 27,996 13,998 32 16 0,85 19,832 9,916 25,114 12,557 28 14 0,88 15,113 7,556 23,571 11,786 33 16.5 0,9 15,983 7,991 28,871 14,436 34 17 0,92 14,484 7,242 30,761 15,380 30 15 0,9 14,530 7,265 26,247 13,123 Tổng 277 138,5 136,310 68,155 240,445 120,223 1.1.4 Sơ đồ mặt nguồn điện phụ tải Các nguồn điện phụ tải điện bố trí theo sơ đồ mặt sau: PT8 PT9 PT2 PT1 NÐ PT5 80 km PT3 LƯU VĂN THẮNG HTé PT6 PT7 PT4 Lp HTĐ VB2 đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng lới điện khu vực CHNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG LƯỚI ĐIỆN Để hệ thống điện làm việc ổn định, đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải nguồn điện phải đảm bảo cung cấp đủ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q cho hộ tiêu thụ tổn thất công suất phần tử hệ thống Nếu cân công suất tác dụng phản kháng phát với công suất tác dụng phản kháng tiêu thụ bị phá vỡ tiêu chất lượng điện bị giảm, dẫn đến giảm chất lượng sản phẩm dẫn đến ổn định làm tan rã hệ thống Mục đích phần tính tốn xem nguồn phát có đáp ứng đủ cơng st tác dụng phản kháng cho phụ tải Từ định phương thức vận hành cho nhà máy, lưới điện nhằm đảm bảo cung cấp điện chất lượng điện tức đảm bảo tần số điện áp ổn định giới hạn cho phép 2.1 Cân công suất tác dụng: Công suất tác dụng phụ tải liên quan tới tần số dòng điện xoay chiều Tần số hệ thống thay đổi cân công suất tác dụng hệ thống bị phá vỡ Giảm công suất tác dụng phát dẫn đến giảm tần số ngược lại, tăng công suất tác dụng phát dẫn đến tăng tần số Cân cơng suất tác dụng có tính chất tồn hệ thống, tần số nơi hệ thống điện ln Vì vậy, thời điểm chế độ xác lập hệ thống điện, nhà máy điện hệ thống điện cần phải phát công suất công suất hộ tiêu thụ, kể tổn thất công suất hệ thống Cân sơ công suất tác dụng thực chế độ phụ tải cực đại hệ thống Phương trình cơng suất tác dụng biểu diễn biểu thức sau: PF = PYC = m * PPT + PMĐ + PTD+ PDt PYC = m * PPT + PMĐ + PTD+ PDt Trong đó: m: Là hệ số đồng thời xuất phụ tải cực đại ,lấy m =1 PF: Là tổng công suất đặt nhà máy phát ra: PF = 200 (MW) PPT: Tổng công suất tác dụng phụ tải cực đại PPT = P1 + P2 + P3 + ……+P9 = 277 (MW) 10 LƯU VĂN THẮNG Lớp HT§ VB2