THÔNG TIN TÀI LIỆU
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: Cân bằng công suất 1.1 Các số liệu nguồn phụ tải 1.1.1 Sơ đồ địa lý 1.1.2 Những số liệu nguồn cung cấp 1.1.3 Những số liệu phụ tải 1.2 Phân tích nguồn phụ tải 1.2.1 Nguồn điện 1.2.2 Phụ tải 1.3 cân bằng công suất tác dụng .3 1.4 Cân bằng công suất phản kháng 1.5 Tính sơ chế độ vận hành nhà máy 1.5.1 Chế độ phụ tải cực đại 1.5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu .5 1.5.3 Trường hợp cố CHƯƠNG II: Tính tốn kỹ thuật chi tiết phương án 2.1 Những yêu cầu mạng điện 2.2 Lựa chọn dây dẫn 2.3 Tính tốn so sánh kỹ thuật phương án 2.3.1 Đề xuất phương án .8 2.3.2 Tính tốn kỹ thuật cho từng phương án .10 CHƯƠNG III: So sánh phương án mặt kinh tế 44 3.1 Phương pháp kinh tế 44 3.2 Phương án .45 3.3 Phương án .46 3.4 Phương án .47 3.5 Phương án .47 CHƯƠNG IV: Chọn máy biến áp sơ đồ nối điện 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện 4.1 Chọn máy biến áp 49 4.1.1 Nguyên tắc chung 49 4.1.2 Tính tốn chọn máy biến áp cho từng trạm 49 4.2 Chọn sơ đồ nối điện 51 4.2.1 Chọn sơ đồ nối dây chi tiết cho trạm hạ áp phụ tải .51 4.2.2 Chọn sơ đồ nối dây chi tiết cho nhà máy điện 53 4.2.3 Chọn sơ đồ nối điện tồn hệ thống điện 53 CHƯƠNG V: Tính tốn xác chế độ vận hành mạng điện 54 5.1 Chế độ phụ tải cực đại .54 5.1.1 Đoạn NĐ – 54 5.1.2 Đoạn NĐ – – HT 55 5.1.3 Đoạn HT – 58 5.1.4 Cân bằng xác cơng suất hệ thống 61 5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 61 5.3 Chế độ sau cố 65 5.3.1 Chế độ sau cố tổ máy nhà máy điện 65 5.3.2 Chế độ sau cố đứt mạch lộ kép 67 CHƯƠNG VI: Tính tốn điện áp nút hệ thống lựa chọn phương thức điều áp 69 6.1 Tính tốn điện áp nút hệ thống điện 69 6.1.1 Chế độ phụ tải cực đại 69 6.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 70 6.1.3 Chế độ sau cố .71 6.2 Chọn đầu phân áp máy biến áp 73 6.2.1 Máy biến áp hạ áp 73 CHƯƠNG VII: Tính tốn chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện .79 7.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện 79 7.2 Tổn thất công suất tác dụng mạng điện 79 7.3 Tổn thất điện mạng điện .79 7.4 Tính chi phí giá thành 80 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện LỜI NĨI ĐẦU Ngành lượng đóng vai trị quan trọng q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Chính ln ưu tiên hàng đầu phát điện trước bước so với ngành công nghiệp khác Việc xây dựng nhà máy điện mới, xuất phụ tải đòi hỏi yêu cầu thiết kế lưới điện để nối liền nhà máy điện với phụ tải, nối liền nhà máy điện với hệ thống điện cũ nối liền hai nhà máy điện với Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện giúp sinh viên áp dụng cách tổng quan kiến thức học tích luỹ trình học tập để giải vấn đề Việc thiết kế mạng lưới điện phải đạt đuợc yêu cầu kỹ thuật đồng thời giảm tối đa vốn đầu tư phạm vi cho phép nhiệm vụ quan trọng kinh tế nước ta Bản đồ án thiết kế mạng điện khu vực gồm nhà máy nhiệt điện hệ thống cung cấp cho phụ tải, trình bày chương Trong trình làm đồ án với kiến thức học suốt năm, nỗ lực cố gắng thân giúp đỡ, bảo thầy cô môn hệ thống điện, đặc biệt hướng dẫn trực tiếp, tận tình thầy giáo TS Nguyễn Hoàng Việt giúp em hoàn thành tiến độ đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trang bị cho em kiến thức chun mơn để hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ em trình thực đồ án Tuy nhiên trình độ có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô giáo Hà Nội, ngày 23 tháng 05 năm 2014 Sinh viên thực Bùi Đức Tâm Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện CHƯƠNG I CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1.1 CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1.1 Sơ đồ địa lý Hình 1.1 Sơ đồ địa lý nguồn tải 30+12,78j MVA 32+15,5j MVA 30+14,53j MVA 32+13,63j MVA HT ND 32+19,83j MVA 29+15,65j MVA 50 km 30+16,19j MVA 28+11,93j MVA 33+15,98j MVA 1.1.2 Những số liệu nguồn cung cấp a b Nguồn điện 1: Nhà máy nhiệt điện (NĐ) - Số tổ máy: tổ máy - Công suất tổ máy: 50 MW - Hệ số công suất: 0,85 - Điện áp định mức: 10,5 kV Nguồn điện 2: Hệ thống điện (HT) có cơng suất vơ lớn - Hệ số cơng suất góp cao áp: 0,85 1.1.3 Những số liệu phụ tải Sinh viên: Bùi Đức Tâmc Tâm Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện Bảng 1.1 Số liệu phụ tải Phụ tải Pmax (MW) 32 30 28 29 32 30 33 30 32 Pmin (MW) 16 15 14 14,5 16 15 16,5 15 16 cos φ 0,92 13,63 6,816 34,78 17,39 I 0,9 14,52 7,260 33,32 16,66 I 0,92 11,92 5,964 30,43 15,21 I 0,88 15,66 7,830 32,95 16,47 I 0,85 19,84 9,920 37,65 18,82 I 0,88 16,20 8,100 34,09 17,04 I 0,9 15,97 7,986 36,66 18,33 I 0,92 12,78 6,390 32,60 16,30 I 0,9 15,48 7,744 35,55 17,77 I KT KT KT KT KT KT KT KT KT 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Qmax (MVAr) Qmin (MVAr) Smax (MVA) Smin (MVA) Loại hộ phụ tải Độ tin cậy yêu cầu Điện áp thứ cấp (kV) 1.2 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI Từ số liệu cho ta rút nhận xét sau: 1.2.1 Nguồn điện Nguồn điện gồm nhà máy nhiệt điện góp hệ thống điện, với công suất đặt hệ số công suất sau: Nhiệt điện: Pđm = 4.50 = 200 MW Cos = 0,85 Uđm = 10,5 kV Hệ thống điện có cơng suất vơ lớn: cos = 0,85 Vì hệ thống điện có cơng suất vơ lớn nên phải có liên hệ góp hệ thống nhà máy nhiệt điện để có trao đổi cơng suất nguồn, không cần phải dự trữ công suất nhà máy điện (công suất tác dụng phản kháng dự trữ lấy từ góp hệ thống) 1.2.2 Phụ tải Ta thấy nhà máy điện hệ thống cung cấp cho phụ tải, công suất phụ tải lớn Theo sơ đồ địa lí phân bố phụ tải ta thấy phụ tải phân bố tập trung xung quanh nguồn điện Tổng công suất cực đại phụ tải là: PPTmax = 276 MW Tổng công suất cực tiểu phụ tải: PPTmin = 50%PPTmax = 138 MW Sinh viên: Bùi Đức Tâmc Tâm Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện Tất có phụ tải có phụ tải loại có yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện chất lượng điện cao Đây khu công nghiệp dân cư với khoảng cách nhà máy với hệ thống khoảng cách từ nguồn tới phụ tải lớn, ta phải sử dụng đường dây không để tải điện, sử dụng dây nhôm lõi thép làm dây truyền tải điện để đảm bảo khả dẫn điện, độ bền khả kinh tế cao 1.3 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG Đặc điểm trình sản xuất điện công suất nhà máy sản xuất phải cân với công suất tiêu thụ phụ tải thời điểm Việc cân công suất hệ thống điện cho thấy khả cung cấp nguồn phát yêu cầu phụ tải có cân hay khơng, từ sơ định phương thức vận hành nhà máy để đảm bảo cung cấp đủ công suất, thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật có hiệu kinh tế cao Đặc biệt việc tính tốn cân cơng suất cho hệ thống chế độ cực đại, cực tiểu chế độ cố, nhằm đảm bảo độ tin cậy hệ thống, đảm bảo tiêu chất lượng điện cung cấp cho phụ tải Tổng cơng suất phát nhà máy điện hệ thống phải lớn công suất yêu cầu chế độ cực đại cộng với cơng suất dự trữ, tính theo cơng thức sau: Pkt + PHT = Pyc = mPpt + Pmđ + Ptd + Pdtr (1-1) Trong đó: m: Hệ số đồng thời (ở lấy m = 1) Pkt: Tổng công suất tác dụng phát kinh tế nhà máy điện Thay số ta có Pkt = 85%Pđm = 0,85.4.50 = 170 MW PHT: Tổng công suất tác dụng lấy từ hệ thống Pyc: Công suất yêu cầu phụ tải nguồn điện điện áp máy phát Ppt: Tổng công suất tác dụng cực đại hộ tiêu thụ Ppt = 32 + 30+ 28 + 29 + 32 + 30 + 33 + 30 + 32 = 276MW Pmđ: Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp giá trị khoảng 5%Ppt Pmđ = 5% mPpt = 5% 276 = 13,8MW Ptd: Tổng công suất tác dụng tự dùng nhà máy điện ( từ ÷ 12% ) lấy 10%Pđm Ptd = 10%Pđm = 10%.200 = 20 MW Pdt: Tổng công suất tác dụng dự trữ nhà máy điện Pdt = (do góp HT có cơng suất vơ lớn) Sinh viên: Bùi Đức Tâmc Tâm Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện Ta thấy: Pkt = 170 MW Pyc = mPpt + Pmđ + Ptd + Pdtr = 276 + 13,8 + 20 + = 309,8 MW Vậy tổng công suất tác dụng lấy từ hệ thống: PHT = Pyc – Pkt = 309,8 – 170 = 139,8 MW Hệ thống điện cho đảm bảo khả cung cấp điện cho yêu cầu phụ tải, góp hệ thống cung cấp khoảng 139,8 MW 1.4 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Việc cân cơng suất phản kháng có ý nghĩa định đến điện áp mạng điện Biểu thức cân công suất phản kháng biểu diễn sau: Qkt + QHT + Qb = mQpt +QB + QL –QC +Qtd +Qdtr ( 1-2 ) Trong đó: m: Hệ số đồng thời (ở lấy m = 1) Qkt: Tổng công suất phát kinh tế nhà máy điện Qkt = Pkt.tgF (tgF = 0,62)→Qkt = 170.0,62 = 105,4 MVAr QHT: Tổng công suất phản kháng hệ thống cung cấp QHT = PHT.tgHT (tgHT = 0,62)→QHT = 139,8.0,62 = 86,676 MVAr Qb: Tổng công suất phản kháng bù Qpt: Tổng công suất phản kháng cực đại phụ tải Qpt = Ppti.tgpti = 136,02 MVAr QB: Tổng tổn thất công suất phản kháng MBA tăng áp hạ áp hệ thống Ta lấy: QB = 20%∑Qpt = 20%.136,02 = 27,204 MVAr QL: Tổng tổn thất công suất phản kháng đường dây mạng điện QC: Tổng công suất phản kháng dung dẫn đoạn đường dây cao áp mạng điện sinh Với lưới điện xét tính tốn sơ ta coi: QL QC Qtd: Tổng công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện Qtd = Ptd.tgtd Chọn costd = 0,75 tgtd = 0,882 Do ta có: Qtd = 20.0,882 = 17,64 MVAr Qdt: Tổng công suất phản kháng dự trữ nhà máy điện Qdt = (thanh góp HT có cơng suất vơ lớn) Thay thành phần vào biểu thức cân công suất phản kháng (1- 2), ta có: Qyc = mQpt + QB + QL – QC + Qtd + Qdtr Sinh viên: Bùi Đức Tâmc Tâm Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện = 136,020 + 27,204 + 17,64 = 180,864 MVAr QF + QHT = 192,072MVAr > Qyc = 180,864 MVAr Do bước tính sơ ta không cần đặt thêm thiết bị bù công suất phản kháng 1.5 TÍNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA NHÀ MÁY 1.5.1 Chế độ phụ tải cực đại Tổng công suất tác dụng yêu cầu hệ thống chế độ phụ tải cực đại (chưa kể đến dự trữ hệ thống) là: Pyc max = mPpt + Pmđ + Ptd = 1.276 + 13,8+ 0,1.200 = 309,800 MW Các nhà máy nhiệt điện vận hành kinh tế cơng suất phát chiếm (80% ÷ 90%) cơng suất định mức tổ máy Ta cho nhà máy điện phát 85% công suất đặt: PFkt max = 85%.Pđm max = 0,85.200 = 170 MW Như góp hệ thống điện cịn phải đảm nhận: PHT max = Pycmax – PFkt max = 309,8 – 170 = 139,800MW 1.5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu Tổng công suất yêu cầu chế độ phụ tải : Ppt = 50%Ppt max = 0,5 309,8 = 154,900 MW Để máy phát không vận hành non tải ta vận hành tổ máy nhà máy điện cho phát 85% công suất đặt tổ máy vận hành: PFkt = 85%.2.50 = 85 MW Như hệ thống điện phải đảm nhận: PHT = Pyc – PFkt = 154,900– 85 = 69,900 MW 1.5.3 Trường hợp cố Sự cố tổ máy nhà máy điện Tổng công suất yêu cầu chế độ cố tổ máy: Pyc cố = mPpt + Pmđ + Ptd = 276+ 0,05.276 + 10%.200 = 309,8 MW Khi để đáp ứng nhu cầu phụ tải ta cho nhà máy phát 100% công suất tổ máy lại: PF cố = 100%.3.50 = 150 MW Như hệ thống điện phải đảm nhận: PHT cố = Pyc cố – PF cố = 309,8 – 150 Sinh viên: Bùi Đức Tâmc Tâm Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện = 159,800 MW Từ số liệu tính tốn ta có bảng tổng kết sau: Bảng 1.2 Sơ phương thức vận hành hệ thống điện Phụ tải Chế độ max Chế độ Chế độ cố PF (MW) Số tổ máy làm việc PF (MW) Số tổ máy làm việc PF (MW) Số tổ máy làm việc Nhà máy 170 85 150 Hệ thống 139,8 Nguồn điện Sinh viên: Bùi Đức Tâmc Tâm 69,9 159,8 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện CHƯƠNG II: TÍNH TỐN KỸ THUẬT CHI TIẾT CÁC PHƯƠNG ÁN 2.1 NHỮNG YÊU CẦU CHÍNH ĐỐI VỚI MẠNG ĐIỆN Cung cấp điện liên tục: Hầu hết phụ tải hệ thống phụ tải loại I Đối với hộ tiêu thụ loại I hộ tiêu thụ điện quan trọng, ngừng cung cấp điện gây nguy hiểm đến tính mạng sức khoẻ người, gây thiệt hại nhiều kinh tế, hư hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn q trình cơng nghệ phức tạp Để thực yêu cầu cung cấp điện liên tục cho phụ tải loại I cần đảm bảo dự phòng 100% mạng điện, đồng thời dự phịng đóng tự động Đảm bảo chất lượng điện năng: - Chất lượng điện gồm chất lượng tần số điện áp xoay chiều - Khi thiết kế mạng điện thường giả thiết hệ thống điện có đủ cơng suất để cung cấp cho phụ tải khu vực thiết kế Vì vấn đề trì tần số khơng cần xét Do tiêu chất lượng điện giá trị độ lệch điện áp hộ tiêu thụ so với điện áp định mức mạng điện thứ cấp Trong trình chọn sơ phương án cung cấp điện, đánh giá chất lượng điện theo giá trị tổn thất điện áp Đảm bảo tính linh hoạt cao: Hệ thống thiết kế phải có tính linh hoạt cao vận hành Cần phải có nhiều phương thức vận hành hệ thống để với phương thức gặp cố vận hành hệ thống theo phương thức khác Mục đích đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho phụ tải 2.2 LỰA CHỌN DÂY DẪN Các dây dẫn trần sử dụng cho đường dây không Các dây nhôm, dây nhôm lõi thép dây hợp kim nhôm dùng phổ biến đường dây khơng Dây nhơm lõi thép có độ bền tốt lớn nhiều độ bền dây nhôm Được sử dụng phổ biến đường dây khơng có điện áp từ 35 kV trở lên Dựa vào cấu trúc dây dẫn phân thành dây dẫn sợi, dây dẫn nhiều sợi dây dẫn rỗng Dây dẫn sợi có sợi dây trịn Dây dẫn nhiều sợi gồm có nhiều sợi dây trịn riêng biệt đường kính từ – mm, xoắn với theo lớp Số lượng sợi dây tăng tăng tiết diện dây dẫn, đồng thời số lượng sợi dây lớp khác sợi Dây dẫn sợi rẻ dây dẫn nhiều sợi, dây sợi có độ bền thấp khơng mềm dẻo dây nhiều sợi Do thực tế người ta không chế tạo dây nhôm Sinh viên: Bùi Đức Tâmc Tâm
Ngày đăng: 29/08/2023, 15:30
Xem thêm: