Đồ án môn học Mạng lưới điện docx

Đồ án môn học mạng lới điện DHBKHN Mục luc Mục luc 1 Phần mở đầu 2 Chơng I: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện 4 I. Cân bằng công suất tiêu dùng 4 II. Cân bằng công suất phản kháng 5 Chơng II: Lựa Chọn Các Phơng án Nối Dây Của Mạng Điện Và So Sánh Các Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật 7 A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế 7 B. Tính toán cụ thể cho từng phơng án 10 I. Phơng án I: 10 1. Điện áp ĐM mạng điện 10 2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng 11 3. Tính tổn thấp điện áp 13 II. phơng án II: 14 1. Điện áp định mức của mạch điện 14 2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra đk phát nóng 15 3. Tính tổn thất điện áp 15 III. Phơng án III: 16 1. Sơ đồ nối dây: 16 2. Điện áp định mức của mạng điện 16 3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng 16 4. Tính tổn thất điện áp 17 IV. Phơng án IV 18 1. Sơ đồ nối dây: 18 2. Điện áp định mức của mạng điện 18 3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng 18 4. Tính tổn thất điện áp 19 V. Phơng án V 20 1. Sơ đồ nối dây: 20 2. Chọn điện áp định mức cho mạng 20 3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng 21 4. Tổn thất điện áp 22 VI. Tổng kết các phơng án 23 Chơng III. So Sánh Các Phơng án Đã Chọn Về Mặt Kinh Tế 23 I. Tính toán cụ thể từng phơng án đã chọn 24 Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Đồ án môn học mạng lới điện DHBKHN 1. Phơng án 1 24 2. Phơng án 2 25 3. Phơng án 3 25 4. Phơng án 4 26 II. Tổng kết và lựa chọn phơng án tối u 26 I. Số lợng MBA. 27 II. chọn công suất MBA. 27 III. Sơ đồ nối dây các trạm và mạng điện 29 IV. Sơ đồ nối dây chi tiết: 30 Chơng V. tính toán các trạng thái vận hành của lới điện 31 I. chế độ phụ tải cực đại 31 II. chế độ phụ tải cực tiểu 35 III. chế độ sự cố 38 Chơng VI. Lựa chọn phơng pháp điều chỉnh điện áp 40 I. phụ tải I 40 II. Các phụ tải còn lại: tính toán tơng tự kết qủa cho ở bảng sau 42 Chơng VII. Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của mạng điện.43 I. Tính vốn đầu t xây dựng mạng điện 43 II. Tổng tổn thất điện năng của mạng điện 43 III. Tính chi phí và giá thành tải điện 44 Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Đồ án môn học mạng lới điện DHBKHN Phần mở đầu Trong sự nghiệp Công Nghiệp Hoá và Hiện Đại Hoá đất nớc, điện năng đóng vai trò chủ đạo và quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó đợc sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân vì điện năng là nguồn năng lợng có thể dễ dàng chuyển hoá thành các dạng năng lợng khác. Chính vì vậy trớc khi xây dựng một hệ thống một khu công nghiệp hoặc một khu dân c ngời ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện, nhu cầu về điện không ngừng tăng trong giai đoạn trớc mắt và còn trong phải dự trù cho phát triển trong tơng lai gần. Đồ án môn học Mạng Lới Điện là một bớc thực dợc quan trọng cho sinh viên nghành Hệ Thống Điện bớc đầu làm quen với những ứng dụng thực tế. Đây là một đề tài hết sức quan trọng cho một kĩ s điện trong tơng lai có thể vận dụng nhằm đa ra đợc những phơng án tối u nhất. Trong đồ án thiết kế môn học Mạng Lới Điện em đã sử dụng các tài liệu sau: 1. Giáo trình Mạng Lới Điện của tác giả Nguyễn Văn Đạm 2. Giáo trình Thiết Kế Các Mạng Và Hệ Thống Điện của tác giả Nguyễn Văn Đạm. 3. Giáo trình Nhà Máy Điện Và Trạm Biến áp của đồng tác giả Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch, Lã Văn út, Phạm Văn Hoà. Nội dung đề án gồm những phần sau: Chơng I : Cân bằng công suất trong hệ thống Chơng II : Dự kiến các phơng án và so sánh về mặt kĩ thuật Chơng III : So sánh các phơng án về mặt kinh tế Chơng IV : Chọn số lợng, công suất MBA và sơ đồ nối dây Chơng V : Tính chính xác trạng thái vận hành của LĐ Chơng VI : Lựa chọn phơng thức điều chỉnh điện áp Chơng VII: Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong thầy cô trong bộ môn góp ý để bản đồ án của đợc hoàn thiện hơn. Trong quá trình làm đồ án em đợc sự chỉ bảo nhiết tình của thầy cô trong bộ môn đặc biệt là cô giáo Đặng Diệu Hơng đã trực tiếp hớng dẫn em trên lớp. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô trong khoa và cô Đặng Diệu Hơng đã hớng dẫn cho em hoàn thành đồ án này. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Đồ án môn học mạng lới điện DHBKHN Chơng I: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện Quá trình sản suất, truyền tải và tiêu thụ điện năng trong HTĐ đợc tiến hành đồng thời do điện năng không thể tích luỹ đợc. Tại một thời điểm luôn có sự cân bằng giữa điện năng sản suất và điện năng tiêu thụ, có nghĩa là tại mỗi thời điểm cần phải có sự cân bằng giữa công suất tiêu thụ và pk phát ra với công suất tiêu dùng và pk tiêu thụ. Nếu sự cân bằng trên bị phá vỡ thì các chỉ tiêu chất lợng điện năng bị giảm dẫn tới mất ổn định hoặc làm tan rã hệ thống. Do vậy phải kiểm tra sự cân bằng công suất trong MĐ trớc khi bắt đầu TK một mạng lới. I. Cân bằng công suất tiêu dùng Giả sử nguồn điện cung cấp đủ công suất tiêu dùng cho các phụ tải, do đó sự cân bằng công suất điện biểu diễn bằng biểu thức sau: F P = YC P Trong đó: F P : Công suất tiêu dùng phát ra của nguồn YC P : Tổng công suất tiêu dùng yêu cầu của hệ thống Mà: YC P = m Pt P + P mđ + td P + dt P m : Là hệ số đồng thời ( ở đây lấy m = 1) Pt P : Tổng công suất tiêu dùng trong chế độ phụ tải cực đại Pt P = P 1 + P 2 +P 3 + P 4 + P 5 + P 6 = 30 + 32 +28 +24 +30 +32 = 176 (MW) P mđ : Tổng tt công suất điện năng trong mạng điện (tính theo số % của phụ tải cực đại) P mđ = 5% Pt P = 176 . 5% - 8,8 (MW) td P , dt P : Tổng công suất tự dùng và công suất dự trữ của mạng. ở đây: dt P = td P = 0 Vì F P coi nh lấy từ thanh cái cao áp. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Đồ án môn học mạng lới điện DHBKHN Vậy: F P = YC P = 176 +8,8 = 184,8 (MW) II. Cân bằng công suất phản kháng Cân bằng công suất tác dụng, trớc tiên cần thiết để giữ đợc tần số bình thờng trong hệ thống, còn để giữ điện áp bình thờng cần phải có sự cân bằng công suất phản kháng. Sự thiếu hụt công suất phản kháng làm cho U giảm. Mặt khác sự thay đổi U dẫn đến thay đổi f. Sự cân bằng công suất phản kháng trong HTĐ đợc biểu diễn bằng công thức sau: F Q = YC Q Trong công suất phản kháng do nguồn phát ra F Q = tg F . F P (cos F = 0,85 tg F = 0,6197) Vậy F Q = 184,8 . 0,6197 = 114,52 (MVAR) YC Q = m maxi Q + BA Q + L Q +Q tđ - Q C + dt Q Trong đó: m = 1 ( là hệ số đồng thời) maxi Q = Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ cực đại. maxi Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6 Từ số liệu đã cho ta tính đợc các công suất phản kháng của các hệ phụ tải bằng công thức Q i = P i .Tg i Theo đề Cos i = 0,85 Tg i = 0,6197 Sau khi tính toán ta thu đợc bảng sau: Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6 P i (MW) 30 32 24 28 30 32 Q i (MVAR) 18,591 19,83 14,875 17,352 18,591 19,83 Vậy : maxi Q = 109.067 Giả sử tổng tổn thất công suất phản kháng của các đờng dây bằng công suất phản kháng do đờng dẫn của đ d sinh ra. L Q = C Q Vì ta có từ thanh cái cao áp của trạm BA tăng của NMĐ nên td Q = dt Q = 0 BA Q : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm hạ áp đợc tính theo công thức: Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Đồ án môn học mạng lới điện DHBKHN BA Q =15% maxi Q = 109,067 . 15% = 16,36 (MVAR) Vậy YC Q = 109,067 +16,36 = 125,427 (MVAR) So sánh F Q với YC Q ta thấy: F Q < YC Q Do đó chúng ta phải tiến hành bù sơ bộ Q b = YC Q - F Q = 125,427- 114,52 =10,907(MVAR) Ta phải tiến hành bù u tiên cho những hộ ở xa, cos thấp hơn và bù đến cos = 0,9. Còn thừa lại ta bù cho các hộ ở gần Bảng tính khoảng cách từ nguồn đến các tải phụ: Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6 L (Km) 50 77,11 80,62 58,31 63,24 50,09 Công thức tính Q bi: Q bi = P i (tg 1 - tg 2 ) = Q i - P i tg 2 1 , 2 : Các pha trớc và sau khi bù Cos 2 = 0,9 tg 2 =0,484 Phụ tải 2 : Q b2 = Q 2 P 2 tg 2 =19,83-32.0,484 =4,342(MVAR) Phụ tải 3 : Q b3 = Q 3 P 3 tg 3 =14,873-28.0,484 =1,321(MVAR) Phụ tải 5: Q b5 = Q 5 P 5 tg 5 =18,591-30.0,484=4,071(MVAR) Phụ tải 4: Q b4 = Q b ( Q b2 + Q b3 +Q b5 ) =10,907-(1,321+ 4,342+4,071) =1,173 (MVAR) Đối với phụ tải 4 : Q b4 =Q 4 P 4 tg 2 Nên tg 2 = 4 44 P QQ b = 28 173,1352,17 =0,578 Do đó Cos 2 = 2 2 1 1 tg = 2 578,01 1 = 0,866 Vậy phụ tải 4 có cos =0,866 Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Đồ án môn học mạng lới điện DHBKHN Trớc khi bù Sau khi bù P Q Cos P Q b Cos Phụ tải 1 30 18,591 0,85 30 0 0,85 Phụ tải 2 32 19,83 0,85 32 4,342 0,9 Phụ tải 3 28 14,873 0,85 28 1,321 0,9 Phụ tải 4 24 17,352 0,85 24 1,173 0,866 Phụ tải 5 30 18,591 0,85 30 4,071 0,9 Phụ tải 6 32 19,83 0,85 32 0 0,85 Chơng II: Lựa Chọn Các Phơng án Nối Dây Của Mạng Điện Và So Sánh Các Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế Theo yêu cầu là mức đảm bảo cung cấp điện cho các hộ loại 1: Mà hộ loại 1 là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu nh ngừng cung cấp điện có thể gây ra nguy hiểm đến tính mạng và sức khoẻ con ngời, gây thiệt hại nhiều về kinh tế, h hỏng về thiết bị làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn các quá trình công nghệ phức tạp ( VD: Các lò luyện kim loại, thông gió trong hầm lò và trong các nhà máy sản xuất hoá chất độc hại) - Khi CCĐ cho các phụ tải thì yêu cầu đối với mạng điện là: + Độ tin cậy CCĐ cho các phụ tải phải cao + Phải đảm bảo chất lợng điện năng +Về kinh tế: Giá thành phải hạ, tổn thất điện năng phải nhỏ + An toàn đối với ngời và thiết bị + Linh hoạt trong vận hành và phải có khả năng phát triển trong tơng lai, phù hơp với sự phát triển của KHCN trong tơng lai. - Vì các hộ loại 1 có tính chất quan trọng nh vậy nên phải đợc CCĐ liên tục không đợc mất điện. Khi chọn các phơng án ta phải chọn sao cho các phụ tải đợc cung cấp từ hai nguồn độc lập. Dựa vào các vị trí địa lí và yêu cầu ta lựa chọn 5 phơng án nối dây nh sau: Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. §å ¸n m«n häc m¹ng líi ®iÖn DHBKHN Ph¬ng ¸n 1: N 1 2 3 4 5 6 Ph¬ng ¸n 2: N 1 2 3 4 6 5 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. §å ¸n m«n häc m¹ng líi ®iÖn DHBKHN Ph¬ng ¸n 3: N 1 2 3 4 6 5 Ph¬ng ¸n 4: N 1 2 3 4 5 6 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Đồ án môn học mạng lới điện DHBKHN Phơng án 5: N 1 2 3 4 5 6 B. Tính toán cụ thể cho từng phơng án I. Phơng án I: N 1 2 3 4 5 6 1. Điện áp ĐM mạng điện Việc lựa chọn điện áp cho MĐ có thể ảnh hởng rất lớn đến các chỉ tiêu kĩ thuật và kinh tế của MĐ. Nếu chọn điện áp mạng điện nhỏ thì gây tổn thất điện nguồn lớn. Do đó điện áp định mức phải đợc lựa chọn sao cho hợp lí nhất. Điện áp định mức phụ thuộc vào cstd và khoảng cách truyền tải Điện áp định mức của hệ thống đợc tính theo công thức kinh nghiệm sau: U=4,34 * Pl *16 Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. [...]... evaluation only Đồ án môn học mạng lưới điện Các chỉ tiêu 9 Z(10 đồng) U max BT % U max SC % I 37,166 6,47 10,94 Các phương án II III 35,573 37,58 10,957 7,86 21,916 15,72 IV 38,03 8,05 16,1 Ta thấy phương án I và II có chi phí nhỏ hơn nhưng phương án một có tổn thất điện áp nhỏ hơn và chi phí hai phương án lệch nhau không quá 5% nên ta chọn phương án I Chương IV: Chọn số lượng công suất MBA và sơ đồ nối dây... DHBKHN Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Đồ án môn học mạng lưới điện V Phương án V 1 Sơ đồ nối dây: 1 2 3 N 4 5 6 2 Chọn điện áp định mức cho mạng Các đoạn N-1, N-2, N-3, N-6 Tính tương tự như đáp án, riêng với đoạn mạch vòng, trước khi tính toán phải xác định được dòng cs chạy trên các đoạn đường dây Ta có: Công suất truyền tải trên đoạn N-4... Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Đồ án môn học mạng lưới điện Tổn thất khi có sự cố nặng nề là: UMAXSC%=21,916% . only. Đồ án môn học mạng lới điện DHBKHN Phơng án 5: N 1 2 3 4 5 6 B. Tính toán cụ thể cho từng phơng án I. Phơng án I: N 1 2 3 4 5 6 1. Điện áp ĐM mạng điện Việc lựa chọn điện. Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Đồ án môn học mạng lới điện DHBKHN 1. Phơng án 1 24 2. Phơng án 2 25 3. Phơng án 3 25 4. Phơng án 4 26 II. Tổng kết và lựa chọn phơng án tối u 26 I. Số lợng. evaluation only. Đồ án môn học mạng lới điện DHBKHN V. Phơng án V 1. Sơ đồ nối dây: N 1 2 3 4 5 6 2. Chọn điện áp định mức cho mạng Các đoạn N-1, N-2, N-3, N-6. Tính tơng tự nh đáp án, riêng