Đồ án tốt nghiệp thiết kế lưới điện khu vực iv

Tính tốn cân bằng cơng suất 1.1.Phân tích đặc điểm nguồn và phụ tải 1.2.Tính toán sơ bộ cân bằng công suất 1.3.Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn Chương 2.. Tính toán các chỉ tiê

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn

Chương 2 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu 2.1.Phân nhóm phụ tải theo nguồn cấp và xây dựng các phương án nối dây

2.2.Tính toán các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật, chọn phương án tối ưu

2.3 Chọn đường dây liên lạc

Chương 3 Lựa chọn máy biến áp và sơ đồ trạm điện

3.1.Chọn số lượng và công suất MBA

3.2.Chọn sơ đồ các trạm điện và toàn bộ lưới khu vực

Chương 4 Tính chính xác cân bằng công suất các chế độ

4.1 Chế độ phụ tải cực đai

4.2 Chế độ phụ tải cực tiểu

4.3 Chế độ sau sự cố

Chương 5 Tính toán điều chỉnh điện áp và tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật 5.1 Tính toán điện áp các nút trong các chế độ

5.2 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp

5.3 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế -kỹ thuật

TS Nguyễn Nhất Tùng, PGS Phạm Văn Hòa, “Thiết kế lưới điện khu vực”, NXB

Khoa học&Kỹ thuật, Hà Nội 2021

Yêu cầu các bản vẽ

1 Bản đồ vị trí nguồn và các tải, số liệu phụ tải

2 Sơ đồ các phương án nối dây

3 Kết quá tính toán các chỉ tiêu và sơ đồ phương án tối ưu

4 Sơ đồ nối điện chi tiết

5 Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

Hà Nội, ngày 26 tháng 10 năm 2023

Trưởng bộ môn Giáo viên hướng dẫn

TS Nguyễn Quang Thuấn PGS-TS Phạm Văn Hòa

Đồ án tốt nghiệp là minh chứng cho kiến thức và kỹ năng mà sinh viên đại học Thủy Lợi đã tích lũy trong 4 năm học tại khoa Điện - Điện tử Quá trình hoàn thành đồ án không chỉ giúp sinh viên áp dụng lý thuyết vào thực tiễn mà còn là cơ hội để rèn luyện và phát triển bản thân.

Trong quá trình thực hiện đề tài “Thiết kế lưới điện khu vực”, tôi nhận thấy rằng sự hỗ trợ và hướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS Phạm Văn Hòa là vô cùng quan trọng Tôi xin chân thành cảm ơn thầy đã dành thời gian chỉ bảo, góp ý và tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành công việc này.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô Khoa Điện - Điện tử đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu, giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.

Với thời gian thực hiện ngắn và kiến thức hạn chế, đề tài của em không thể tránh khỏi sai sót Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp và chỉ dẫn từ quý thầy cô và các bạn để khắc phục những khuyết điểm này Sự hỗ trợ này sẽ giúp em tích lũy kinh nghiệm và hoàn thiện đề tài hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Em xin cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp của chính bản thân em, được thực hiện từ sự nỗ lực và học hỏi của bản thân, cùng với sự hỗ trợ của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Phạm Văn Hòa Tất cả số liệu và kết quả nghiên cứu trong báo cáo đều là trung thực và không sao chép từ bất kỳ đề tài nào khác Các tài liệu tham khảo được sử dụng trong báo cáo đều được trích dẫn nguồn rõ ràng và liệt kê trong mục tài liệu tham khảo Nếu có sai phạm nào, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước kỷ luật của khoa và nhà trường.

Tác giả ĐATN Đỗ Văn Hiển

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

DANH MỤC VIẾT TẮT ix

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1

1.1 Phân tích đặc điểm nguồn và phụ tải 1

1.2 Tính toán sơ bộ cân bằng công suất 2

1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng 2

1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng 4

1.3 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn 5

1.3.1 Chế độ phụ tải cực đại 5

1.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 6

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KĨ THUẬT VÀ CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 8

2.1 Phân nhóm phụ tải theo nguồn cấp 8

2.1.1 Phân nhóm phụ tải cho nhà máy và hệ thống 8

2.1.2 Phân nhóm các phụ tải cục bộ 8

2.2 Xây dựng phương án nối dây theo nhóm 8

2.2.1 Nguyên tắc chung để đề xuất phương án nối dây 8

2.2.2 Đề xuất các sơ đồ nối dây 9

2.3 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật, chọn phương án tối ưu 12

2.3.1 Phương pháp chung tính các chỉ tiêu kĩ thuật 12

2.3.2 Chọn điện áp cho lưới điện 14

2.3.3 Chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện vầng quang, phát nóng 22

2.3.4 Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp 41

2.3.5 Tính toán chỉ tiêu kinh tế 43

2.3.6 Tổng hợp tính toán và chọn phương án tối ưu nhất 46

2.4 Tính toán đường dây liên lạc 47

2.4.2 Chọn dây và kiểm tra điều kiện phát nóng cho đường dây liên lạc 49

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN 51

3.1 Chọn số lượng và công suất máy biến áp 51

3.1.1.Chọn số lượng và công suất các máy biến áp trong trạm tăng áp 51

3.1.2.Chọn số lượng và công suất các máy biến áp trong trạm hạ áp 52

3.2.Chọn sơ đồ nối dây cho trạm 53

3.2.1.Sơ đồ trạm tăng áp của nhà máy nhiệt điện 53

3.2.2.Sơ đồ trạm phía hệ thống 54

3.2.3 Sơ đồ nối dây trạm biến áp đường dây liên thông 54

3.2.4 Sơ đồ nối dây trạm biến áp giảm áp 55

3.2.5.Sơ đồ nối điện toàn lưới 56

CHƯƠNG 4: TÍNH CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CÁC CHẾ ĐỘ 58

4.1 Chế phụ tải cực đại 58

4.1.1 Tính toán các đường dây phụ tải 58

4.1.2 Đường dây liên lạc NĐ-HT ở chế độ Max 62

4.1.3 Cân bằng chính xác công suất cho hệ thống 64

4.2.1 Chế độ vận hành kinh tế các trạm hạ áp 65

4.2.2 Đường dây liên lạc NĐ-HT ở chế độ Min 66

4.3 Chế độ sau sự cố 69

4.3.1.Sự cố một mạch đường dây liên lạc (SC1) 69

4.3.2.Sự cố một tổ máy phát trong nhà máy (SC2) 71 CHƯƠNG 5 : TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG

5.1 Tính toán điện áp tại các nút của lưới điện trong các chế độ cực đại, cực tiểu và sau sự cố 74

5.1.3 Chế độ sau sự cố 83

5.2 Lực chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho các trạm biến áp phụ tải 94

5.2.1 Yêu cầu chất lượng điện áp 94

5.2.2 Tính toán chọn đầu phân áp cho máy biến áp 95

5.3 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế 98

5.3.2.Tổn thất công suất tác dụng toàn lưới 99

5.3.3 Tổn thất điện năng trong mạng điện 99

5.4 Tính chi phí và giá thành điện 100

5.4.1 Chi phí và vận hành hằng năm 100

5.5 Tính toán các chỉ tiêu khác 100

Hình 2.1 Sơ đồ các phương án nối dây 11

Hình 2.2 Sơ đồ nối điện tối ưu lưới điện khu vực hai nguồn nhà máy điện và hệ thống điện 47

Hình 3.1 Sơ đồ nối điện nhà máy điện khu vực 53

Hình 3.2 Sơ đồ nối điện hệ thống điện khu vực 54

Hình 3.3 Sơ đồ nút liên thông 55

Hình 3.4 Sơ đồ đường dây- MBA , sơ đồ cầu trong , sơ đồ cầu ngoài 56

Hình 3.5 Sơ đồ nối điện toàn lưới 57

Sơ đồ nguyên lý tính toán xác lập cho lưới điện hai nhánh liên thông được trình bày trong Hình 4.1, trong khi Hình 4.2 thể hiện sơ đồ thay thế tính toán chế độ xác lập cho cùng loại lưới điện này.

Bảng 1.1: Thông số về các phụ tải 2

Bảng 1.2: Dự kiến vận hành sơ bộ nhà máy và hệ thống 7

Bảng 2.2: Điện áp tính toán và điện áp định mức của nhóm NĐ-1-2 16

Bảng 2.4: Điện áp tính toán và điện áp định mức của nhóm HT-6-7 21

Bảng 2.5: Bảng chọn dây dẫn cho phương án NĐ-1-2 26

Bảng 2.6: Bảng chọn dây dẫn cho các phương án NĐ-3-4 31

Bảng 2.8: Bảng chọn dây dẫn cho các phương án HT-6-7 36

Bảng 2.9: Bảng chọn dây dẫn cho HT-8 36

Bảng 2.10: Bảng chọn dây dẫn cho các phương án 40

Bảng 2.11: Bảng kiểm tra tổn thất điện áp 43

Bảng 2.13: Bảng tổng kết các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật cảu các nhóm 46

Bảng 3.1: Các thông số của máy biến áp tăng áp 51

Bảng 4.1a: Công suất truyền tải nhánh chế độ phụ tải cực đại lưới ở Nhiệt điện 62

Bảng 4.1b: Công suất truyền tải nhánh chế độ phụ tải cực đại lưới ở Hệ thống 62

Bảng 4.3.a trình bày công suất truyền tải nhánh trong chế độ phụ tải cực tiểu của lưới Nhiệt Điện, trong khi Bảng 4.3.b cung cấp thông tin về công suất truyền tải nhánh trong chế độ phụ tải cực tiểu của Hệ Thống.

Bảng 5.1: Kết quả tính toán điện áp tại các nút phụ tải cực đại phía nhà máy 77

Bảng 5.2: Kết quả tính toán điện áp tại các nút phụ tải cực đại phía hệ thống 79

Bảng 5.3: Kết quả tính toán điện áp tại các nút phụ tải cực tiểu phía nhà máy 82

Bảng 5.4: Kết quả tính toán điện áp tại các nút phụ tải cực tiểu phía hệ thống 83

Bảng 5.6: Kết quả tính toán điện áp khi xảy ra sự cố mất 1 đường dây liên lạc 88

Bảng 5.7: Kết quả tính toán điện áp tại các nút phụ tải sau sự cố hỏng 1 tổ máy phát 92

Bảng 5.8: Kết quả tính toán điện áp phía hệ thống sau sự cố hỏng 1 tổ máy phát 93

Bảng 5.9 :Bảng thông số điều chỉnh của MBA điều chỉnh dưới tải 94

Bảng 5.10: Tính toán đầu phân áp ở chế độ cực đại 95

Bảng 5.11: Tính toán đầu phân áp ở chế độ cực tiểu 96

Bảng 5.12: Tính toán đầu phân áp ở chế độ sau sự cố hỏng 1 tổ máy phát 97

Bảng 5.13: Tính toán đầu phân áp ở chế độ sau sự cố mất 1 mạch đường dây liên lạc 97

Bảng 5.14: Giới thiệu giá thành trạm MBA 110/22 kV 98

Bảng 5.15: Vốn đầu tư cho các trạm tăng và hạ áp 98

Bảng 5.16 : Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của lưới thiết kế 101

Kí hiệu viết tắt Ý nghĩa

PF Công suất tác dụng máy phát

QF Công suất phản kháng máy phát

SF Công suất toàn phần máy phát

P kt Công suất phát kinh tế của nhà máy

TG Thanh góp trạm biến áp

CĐXL Chế độ xác lập của lưới điện

YCĐC Yêu cầu điều chỉnh

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

1.1 Phân tích đặc điểm nguồn và phụ tải

Nguồn cấp bao gồm: Nhà máy nhiệt điện và hệ thống điện

Hệ thống điện được xem là nguồn năng lượng có công suất rất lớn, với điện áp thanh cái cao áp U0(kV) và hệ số công suất trên thanh góp đạt 𝑐𝑜𝑠𝜑𝐻𝑇= 0,85 Khi hệ thống hoạt động ở mức phụ tải cực đại hoặc gặp sự cố, điện áp trên thanh cái cao áp có thể đạt đến 110% điện áp danh định, trong khi ở mức phụ tải cực tiểu, điện áp này duy trì ở mức 105% điện áp danh định.

Nhà máy nhiệt điện (NĐ) : Gồm 2 tổ máy 2x115(MW), hệ số công suất định mức 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑁Đ= 0,85, điện áp định mức: U,5(Kv)

Có 8 phụ tải với các số liệu như sau:

Số liệu Hộ phụ tải

Công suất cực đại (MW) 30 25 25 25 35 35 25 35

Loại hộ phụ tải I II I III I I III II

Hệ số công suất là 0,9 và yêu cầu điều chỉnh điện áp KT cho điện áp thứ cấp là 22 kV Điện áp thanh cái phía cao áp đạt 110% khi phụ tải cực đại và 105% khi phụ tải cực tiểu Tại tất cả các trạm, phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại, với thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax là 5000 giờ Giá tổn thất điện năng là 1500đ cho mỗi kWh.

1.2 Tính toán sơ bộ cân bằng công suất

Trong hệ thống điện, để đạt được chế độ vận hành ổn định, cần cân bằng giữa công suất tác dụng và công suất phản kháng Cân bằng công suất tác dụng giúp duy trì tần số ổn định trong hệ thống, trong khi đó, sự cân bằng công suất phản kháng là cần thiết để đảm bảo điện áp bình thường, cả ở mức độ toàn hệ thống và từng khu vực cụ thể.

Khi thực hiện tính toán cân bằng sơ bộ công suất, tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp được coi là không đổi Tổn thất này được xác định dựa trên tỷ lệ phần trăm của công suất phụ tải cực đại.

Bảng 1.1: Thông số về các phụ tải

Hộ phụ tải 𝑷 𝒎𝒂𝒙 𝑸 𝒎𝒂𝒙 𝑺 𝒎𝒂𝒙 𝑷 𝒎𝒊𝒏 𝑸 𝒎𝒊𝒏 𝑺 𝒎𝒊𝒏 Loại YCĐC điệnáp

1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng Để đáp ứng nhu cầu phụ tải luôn thay đổi theo thời gian thì cần có dự trữ công suất đề phòng trong trường hợp có sự cố Việc tính toán cân bằng công suất là một vấn đề quan trọng liên quan mật thiết tới thiết kế cũng như vận hành lưới điện

Phương trình cân bằng công xuất trong hệ thống điện:

𝑃 𝑁Đ + 𝑃 𝐻 = 𝑃 𝑡𝑡 = 𝑚∑𝑃 𝑚𝑎𝑥 + ∑∆𝑃 + 𝑃𝑡𝑑+𝑃 𝑑𝑝 (1.1) Trong đó: m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m=1)

𝑃 𝑁Đ - công suất của nhà máy nhiệt điện

𝑃 𝐻𝑇 - công suất của toàn hệ thống

𝑃 𝑚𝑎𝑥 - công suất cực đại của phụ tả

∑∆𝑃- công suất tổn thất trong mạng điện

𝑃 𝑡𝑑 - công suất tự dùng trong các nhà máy

𝑃 𝑑𝑝 - công suất dự phòng (𝑃 𝑑𝑝 = 0 do hệ thống là nguồn công suất vô cùng lớn )

Trong vận hành hệ thống điện, nhà máy nhiệt điện thường hoạt động với công suất phát kinh tế từ 80 đến 90% công suất định mức, với mức 85% được chọn để tính toán Trong chế độ phụ tải cực đại, khi có 3 máy phát cùng hoạt động, công suất phát sẽ được xác định dựa trên mức này.

Khi tính toán sơ bộ, ta có thể lấy 1 cách gần đúng :

Từ bảng thông số trên ta có các giá trị sau :

𝑃 𝑡𝑑 = 10%𝑃 đ𝑚 = 10%.200 = 20 (MW) Vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị:

Theo công thức (1.1) trong chế độ phụ tải cực đại, công suất hệ thống cung cấp cho phụ tải là :

1.1.2 Cân bằng công suất phản kháng

Sự cân bằng công suất đòi hỏi không những chỉ đối với công xuất tác dụng, mà cả đối với công xuất phản kháng

Phương trình cân bằng công suất trong mạng lưới có dạng :

𝑄 NĐ + 𝑄 𝐻𝑇 + 𝑄 𝑏 ù = 𝑄 𝑡𝑡 = 𝑚∑𝑄 𝑚𝑎𝑥 + ∑∆𝑄 𝐿 − ∑𝑄 𝑐 + ∆𝑄 𝐵 +𝑄 𝑡𝑑 (1.2) Trong đó: m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m=1)

𝑄 NĐ - công suất phản kháng của nhà máy

𝑄 𝐻 -công suất phản kháng từ hệ thống

𝑄 𝑡𝑡 - công suất phản kháng tiêu thụ

∑𝑄 𝑚𝑎𝑥 –tổng công suất phản kháng của các phụ tải

∑∆𝑄- công suất phản kháng tổn thất trên đường dây

∑𝑄- công suất do thành phần điện dung của đường dây sinh ra

Trong tính toán sơ bộ có thể lấy ∑∆𝑄 𝐿 =∑𝑄 𝑐

∆𝑄 𝐵 - công suất phản kháng tiêu thụ bởi trạm biến áp

Trong tính toán sơ bộ có thể lấy ∆𝑄 𝐵 = 15%∑𝑄 𝑚𝑎𝑥

𝑄 𝑡𝑑 : công suất tự dùng trong nhà máy điện

𝑄 𝑑𝑝 : công suất phản kháng dự phòng (𝑄𝑑𝑝= 0 do hệ thống là nguồn công suất vô cùng lớn)

Hệ số công suất của nguồn phát cos𝜑=0,85=>Tg𝜑=0,62

Từ bảng thông số ta có các giá trị sau :

Vậy tổng công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện

Trong khi đó lượng công suất phản kháng được cung cấp từ hệ thống và nhà máy

Theo công thức (1.2) ta có :

Nhà máy và hệ thống hiện tại có khả năng cung cấp đủ công suất phản kháng cho các phụ tải, do đó không cần thiết phải bù sơ bộ cho chúng.

1.3 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn

1.3.1 Chế độ phụ tải cực đại

TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KĨ THUẬT VÀ CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Phân nhóm phụ tải theo nguồn cấp

2.2.Tính toán các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật, chọn phương án tối ưu

2.3 Chọn đường dây liên lạc

Chương 3 Lựa chọn máy biến áp và sơ đồ trạm điện

3.1.Chọn số lượng và công suất MBA

Đồ án tốt nghiệp là minh chứng quan trọng cho những kiến thức mà sinh viên đại học Thủy Lợi đã tích lũy trong suốt 4 năm học tập tại khoa Điện - Điện tử Quá trình hoàn thành đồ án không chỉ giúp sinh viên vận dụng lý thuyết vào thực tiễn mà còn rèn luyện kỹ năng nghiên cứu và giải quyết vấn đề.

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong Khoa Điện - Điện tử, những người đã truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình học tập, giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.

Do thời gian thực hiện đề tài hạn chế và kiến thức còn thiếu, nên không tránh khỏi một số sai sót trong quá trình thực hiện Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp và chỉ dẫn từ quý thầy cô và các bạn để khắc phục những khuyết điểm này Những phản hồi này sẽ giúp em tích lũy kinh nghiệm và hoàn thiện đề tài hơn.

Em xin cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp của chính bản thân em, được thực hiện từ nỗ lực và học hỏi cá nhân, cùng sự hỗ trợ của thầy PGS.TS Phạm Văn Hòa Tất cả số liệu và kết quả nghiên cứu trong báo cáo đều trung thực, không sao chép từ bất kỳ đề tài nào khác Mọi tài liệu tham khảo đều được trích dẫn nguồn rõ ràng và liệt kê trong mục tài liệu tham khảo Nếu có sai phạm, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước kỷ luật của khoa và nhà trường.

Hình 4.1 trình bày sơ đồ nguyên lý tính toán xác lập cho lưới điện hai nhánh liên thông, trong khi Hình 4.2 cung cấp sơ đồ thay thế tính toán chế độ xác lập cho lưới điện này.

Bảng 4.3.a trình bày công suất truyền tải nhánh trong chế độ phụ tải cực tiểu của lưới Nhiệt Điện, trong khi Bảng 4.3.b cung cấp thông tin tương tự cho công suất truyền tải nhánh của Hệ Thống.

Hệ thống điện được xem là nguồn năng lượng có công suất rất lớn, với điện áp thanh cái cao áp đạt U0(kV) và hệ số công suất trên thanh góp là 𝑐𝑜𝑠𝜑𝐻𝑇= 0,85 Trong điều kiện phụ tải cực đại hoặc khi xảy ra sự cố, điện áp trên thanh cái cao áp có thể lên tới 110%, trong khi đó, khi phụ tải ở mức tối thiểu, điện áp danh định duy trì ở mức 105%.

Hệ số công suất được duy trì ở mức 0,9, yêu cầu điều chỉnh điện áp tại các trạm KT Điện áp thứ cấp đạt 22 kV, trong khi điện áp thanh cái phía cao áp có thể lên đến 110% khi phụ tải cực đại và 105% khi phụ tải cực tiểu Tại tất cả các trạm, phụ tải cực tiểu tương đương 70% phụ tải cực đại, với thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax là 5000 giờ Giá điện năng tổn thất là 1500đ cho mỗi kWh.

Trong hệ thống điện, việc duy trì chế độ vận hành ổn định phụ thuộc vào sự cân bằng giữa công suất tác dụng và công suất phản kháng Để đảm bảo tần số ổn định, cần ưu tiên cân bằng công suất tác dụng, trong khi đó, sự ổn định điện áp yêu cầu phải có sự cân bằng công suất phản kháng không chỉ trong toàn bộ hệ thống mà còn ở từng khu vực cụ thể.

Khi thực hiện tính toán cân bằng sơ bộ công suất, cần lưu ý rằng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp được coi là không đổi Tổn thất này được xác định dựa trên tỷ lệ phần trăm công suất của phụ tải cực đại.

Trong vận hành hệ thống điện, nhà máy nhiệt điện hoạt động với công suất phát kinh tế đạt từ 80% đến 90% công suất định mức, và chúng ta chọn mức 85% để tính toán Khi ở chế độ phụ tải cực đại, với ba máy phát cùng hoạt động, công suất phát sẽ được xác định cụ thể.

Nhà máy và hệ thống hiện tại có khả năng cung cấp đủ công suất phản kháng cho các phụ tải, do đó không cần thiết phải thực hiện bù sơ bộ cho các phụ tải này.

Mạng lưới điện được thiết kế với hai nguồn cung cấp chính là nhà máy nhiệt điện và hệ thống điện Các phụ tải sẽ nhận điện từ nhà máy điện, và trong trường hợp thiếu hụt, sẽ lấy điện bổ sung từ hệ thống điện.

Trong chế độ phụ tải cực đại, theo tính toán cân bằng công suất ở trên ta có

Công suất yêu cầu của phụ tải:

Nhà máy phát lên lưới 85% côngsuất:

Công suất lấy từ hệ thống về:

1.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu

Do phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại:

Công suất phát của nhà máy nhiệt điện:

Công suất lấy từ hệ thốngvề:

Khi sự cố hỏng 1 tổ máy, khi đó 1 tổ máy còn lại phát với 100% công suất định mức ( không xét sự cố xếp chồng)

Vậy ta sẽ lấy từ hệ thống 1 lượng công suất là :

Bảng 1.2: Dự kiến vận hành sơ bộ nhà máy và hệ thống

Nhà máy điện Hệ thống

Số tổ máy vận hành Công suất phát (MW) Công suất phát (MW)

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KĨ THUẬT VÀ CHỌN CÁC

PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 2.1 Phân nhóm phụ tải theo nguồn cấp

2.1.1 Phân nhóm phụ tải cho nhà máy và hệ thống

Phân tải cho nhà máy:

Xây dựng phương án nối dây theo nhóm

2.2.1 Nguyên tắc chung để đề xuất phương án nối dây

Mạng điện loại I và II yêu cầu cung cấp điện liên tục, không được phép gián đoạn trong bất kỳ tình huống nào Do đó, phương án nối dây cần phải sử dụng đường dây phù hợp để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho hệ thống điện.

Loại III không cần kép, dùng mạch đơn hay mạch vòng

Với cấp điện áp 110 kV, đường dây cần duy trì công suất không vượt quá 70 MW để xây dựng phương án liên thông cho hai phụ tải Việc này đảm bảo chất lượng điện năng, bao gồm tần số và điện áp, đạt tiêu chuẩn cần thiết.

Chỉ tiêu kinh tế cao với vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp, đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị Hệ thống vận hành đơn giản, linh hoạt và có khả năng phát triển mạnh mẽ.

2.2.2 Đề xuất các sơ đồ nối dây

Mục đích của tính toán thiết kế là tìm ra phương án tối ưu nhằm đảm bảo cung cấp điện với chất lượng và độ tin cậy cao Để đạt được điều này, cần thiết lập và lựa chọn phương án phù hợp nhất.

Trong các vùng nhỏ, chúng ta xác định các phương án nối dây khả thi và tiến hành tính toán các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật để lựa chọn phương án tối ưu cho từng khu vực Từ việc tổ hợp các phương án tối ưu này, chúng ta sẽ xây dựng được phương án đi dây hoàn thiện và tối ưu nhất.

Khi dự kiến các phương án nối dây phải dựa trên khuyết điểm của 1 số sơ đồ mạng điện cũng như phạm vi sử dụng của chúng

Mạng hình tia : Ưu điểm:

Sử dụng thiết bị đơn giản và tiết kiệm chi phí cùng với các thiết bị bảo vệ rơle cơ bản mang lại nhiều lợi ích Điều này giúp thuận tiện trong việc phát triển và thiết kế cải tạo các mạng điện hiện có.

Nhược điểm: Độ tin cậy cung cấp điện thấp

Mạng điện liên thông: Ưu điểm:

Việc hoạt động thi công sẽ thuận lợi hơn vì hoạt động trên cùng 1 đường dây Độ tin cậy cung cấp điện tốt hơn lưới hình tia

Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng lớn

Mạng điện mạch vòng: Ưu điểm: Độ tin cậy cung cấp điện cao

Số lượng máy cắt cao áp nhiều hơn, bảo vệ rơ le phức tạp hơn Tổn thất điện áp lúc sự cố lớn

Các phương án đi dây có thể

Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3

Có duy nhất 1 phương án đi dây:

Các phương án đi dây có thể

Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3

Có duy nhất 1 phương án đi dây:

Hình 2.1 Sơ đồ các phương án nối dây

Tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật, chọn phương án tối ưu

2.3.1 Phương pháp chung tính các chỉ tiêu kĩ thuật

1) Chọn điện áp đinh mức cho lưới điện

Chọn theo công thức thực nghiệm

P- công suất tác dụng truyền tải trên đoạn đường dây

Nếu U nằm trong khoảng (60-160) ta có thể chọn điện áp toàn mạng là 110(kV)

2) Chọn tiết diện đường dây và kiểm tra điều kiện vầng quang phát nóng

Trong mạng khu vực, việc lựa chọn tiết diện đường dây thường dựa vào mật độ kinh tế của dòng điện Jkt Với thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax là 5000 giờ, giá trị Jkt được tra bảng là 1,1 A/mm².

Dòng điện trên mỗi đoạn đường dây được tính theo công thức :

S- Công suất toàn phần truyền tải trên đường dây (MVA) n- số lộ đường dây

U- Điện áp trên đường dây (KV)

Tiết diện của dây tính theo công thức : F = 𝐼

Điều kiện vầng quang cho lưới 110KV yêu cầu Ftc ≥ 70 mm² Để đảm bảo an toàn, cần xác định điều kiện phát nóng với công thức Ilvmax = k1.k2.Ic, trong đó Ilvmax là dòng điện làm việc lớn nhất và k1 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ.

Trong đó: 𝜃 - nhiệt độ cho phép lúc bình thường (70 0 C)

𝜃xq- nhiệt độ của môi trường xung quanh (ở Việt Nam 35 0 C) k2- hệ số xét sự đặt gần nhau của dây dẫn (nếu có), k2=1

Icp-dòng điện cho phép của dây dẫn trong điều kiện chuẩn (nhiệt độ 𝜃 = 25 0 C)

3) Tổn thất điện áp lúc bình thường và sự cố

Xác định tổn thất điện áp lớn nhất trên mạng điện ứng với lúc bình thường và lúc có sự cố Công thức xác định tổn thất điện áp:

P- công suất tác dụng trên đường dây

Q - công xuất phản kháng trên đường dây

R - điện trở của đường dây

X -điện kháng của đường dây

Sau đó kiểm tra các điều kiện sau: ∆Umaxbt≤ 10%; ∆Umaxsc≤ 20%

4) Phương pháp chung tính các chỉ tiêu kinh tế

Khi thiết kế mạng lưới điện, cần đảm bảo yêu cầu kinh tế và kỹ thuật, mặc dù hai yếu tố này thường mâu thuẫn Một lưới điện có tiêu chí kinh tế kỹ thuật tốt thường đòi hỏi vốn đầu tư và chi phí vận hành cao, trong khi lưới điện có vốn đầu tư và chi phí thấp lại dẫn đến tổn thất lớn, cấu trúc phức tạp và độ an toàn kém Do đó, việc đánh giá chi tiêu kinh tế và kỹ thuật là cần thiết để đạt được tiêu chí kỹ thuật hợp lý về kinh tế Để so sánh về mặt kinh tế, chúng ta sử dụng hàm chi phí tính toán hàng năm.

Z- hàm chi phí tổn thất hàng năm, ( đồng) atc- hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn, atc = 0,125

Tc - thời gian tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư avh- hệ số khấu hao hao mòn thiết bị, ở đây lấy avh= 4% = 0,04

K - vốn đầu tư xây dựng đường dây ; K = x.∑K0i Li= ∑Ki

K0i- chi phí cho một đường dây nhánh thứ I, tiết diện Fi

Li- chiều dài đường dây truyền tải, (km)

Với đường dây đơn x = 1, đường dây kép x = 1,6

∆A-tổn thất điện năng(kWh);∆A=∑∆𝑃 𝑚𝑎𝑥 𝑟

∑∆P- tổn thất công suất toàn hệ thống khi phụ tải cực đại,(kW)

𝑟- thời gian tổn thất lớn nhất phụ thuộc vào phụ tải và tính chất của phụ tải được tính bằng công thức: 𝑟 = (0,124 + Tmax 10 -4 ) 2 8760 với Tmax P00h→𝑟=(0,124+5000.10 -4 ) 2 8760411(h)

C - giá điện năng tổn thất; C = 1500(đ/1kWh)

Loại dây AC-70 AC-95 AC-120 AC-150 AC-185 AC-240 AC-300

2.3.2 Chọn điện áp cho lưới điện

Dòng công suất truyền tải trên đường dây NĐ-1 :

Theo (2-1) điện áp tính toán trên đường dây NĐ-1:

2 = 73,10 (KV) Dòng công suất truyền tải trên đường dây NĐ-2

Theo (2-1) điện áp tính toán trên đường dây NĐ-2:

Dòng công suất truyền tải trên đường dây NĐ-1:

Dòng công suất truyền tải trên đường dây 1-2:

S1−2 = 𝑆˙ 2 = 25 + 12,11j (MVA) Điện áp tính toán trên đường dây NĐ-1, theo công thức (2.1):

2 = 94,69 (KV) Điện áp tính toán trên đường dây 1-2, theo công thức (2.1):

Phương án 3: Ở phương án này phụ tải 1 và 2 nối với nhau thành mạch kín Giả sử các đường dây có cùng tiết diện, mạch điện đồng nhất, ta có:

Công suất trên đoạn NĐ-1:

Dòng công suất chạy trên đoạn 1-2:

S𝑁𝐷−2 = 𝑆˙2 – S1-2 = (30 + 14,53j) – ( 3,15 + 1,53j) = 26,85 + 13,00j (MVA) Nút 2 là nơi 2 dòng công suất đi đến, vậy 2 là nút phân công suất Điện áp tính toán trên đoạn NĐ-1, theo công thức (2.1)

UNĐ-1 = 4,34 √36,06 + 16 ∗ 33,15 = 103,32(𝐾𝑉) Điện áp tính toán trên đoạn 1-2,theo công thức (2.1):

U1-2 =4,34 √42,43 + 16 ∗ 3,15= 41,82(KV) Điện áp tính toán trên đoạn NĐ-2,theo công thức (2.1)

Bảng 2.2: Điện áp tính toán và điện áp định mức của nhóm NĐ-1-2

Phương án Đường dây Smax (MVA) Li (km) Ui (KV) Udm(KV)

Theo (2-1) điện áp tính toán trên đường dây NĐ-3, theo công thức (2.1):

2 = 67,89(𝐾𝑉) Dòng công suất truyền tải trên đường dây NĐ-4, theo công thức (2.1),:

S 𝑁𝐷−4 = 𝑆˙4 = 25 + 12,11j (MVA) Điện áp tính toán trên đường dây NĐ-4, theo công thức (2.1):

Dòng công suất truyền tải trên đường dây 3-4 :

S3-4 = 𝑆˙4 = 25 + 12,11j (MVA) Điện áp tính toán trên đường dây NĐ-3, theo công thức (2.1):

2 = 91,52(𝐾𝑉) Điện áp tính toán trên đường dây 3-4, theo công thức (2.1):

S3−4 = 𝑆˙ND-3 – S3 = (28,03+ 13,58j) – (25+12,11j) = 3,03 +1,47j (MVA) Công suất trên đoạn NĐ-4:

S𝑁𝐷−4= 𝑆˙4 – S3-4= (25 + 12,11j) – (3,03 +1,47j) = 21,97 + 10,64j (MVA) Nút 4 là nơi 2 dòng công suất đi đến, vậy 4 là nút phân công suất Điện áp tính toán trên đoạn NĐ-3, theo công thức (2.1):

UND-3 = 4,34 √44,72 + 16 ∗ 28,03 = 96,38(𝐾𝑉) Điện áp tính toán trên đoạn NĐ3-4,theo công thức (2.1):

U3-4 = 4,34 √44,72 + 16 ∗ 3,03 = 41,90(𝐾𝑉) Điện áp tính toán trên đoạn NĐ-4,theo công thức (2.1):

Bảng 2.3: Điện áp tính toán và điện áp định mức của nhóm NĐ-3-4

Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT-5:

SHT−5 = 𝑆˙5 = 35 + 16,95j(MVA) Theo (2-1) điện áp tính toán trên đường dây HT-5,theo công thức (2.1):

2 = 77,79(𝐾𝑉) Kết luận: Ta chọn điện áp của mạng điện là 110(kV)

2 = 76,61(𝐾𝑉) Dòng công suất truyền tải trên đuờng dây HT-7,theo công thức (2.1):

Dòng công suất truyền tải trên đường dây 6-7,theo công thức (2.1) :

S6-7 = 𝑆˙7 = 25 + 12,11j (MVA) Điện áp tính toán trên đường dây HT-6,theo công thức (2.1):

2 = 98,17(𝐾𝑉) Điện áp tính toán trên đường dây 6-7,theo công thức (2.1):

Công suất trên đoạn HT-6:

Công suất trên đoạn HT-7:

SHT−7= 𝑆˙7 – S6-7= (25 + 12,11j) – (1,97 + 0,96j ) = 23,03+11,15j (MVA) Nút 7 là nơi 2 dòng công suất đi đến, vậy 7 là nút phân công suất : Điện áp tính toán trên đoạn HT-6,theo công thức (2.1):

UHT-6= 4,34 √31,62 + 16 ∗ 36,98 = 108,34(𝐾𝑉) Điện áp tính toán trên đoạn 6-7,theo công thức (2.1):

U6-7= 4,34 √36,06 + 16 ∗ 1,97 = 35,68(𝐾𝑉) Điện áp tính toán trên đoạn HT-7 ,theo công thức (2.1):

Bảng 2.4: Điện áp tính toán và điện áp định mức của nhóm HT-6-7

Theo (2-1) điện áp tính toán trên đường dây HT-8

2 = 77,64(𝐾𝑉) Chọn điện áp định mức là 𝑈đ𝑚 = 110(𝑘𝑉)

Kết luận: Ta chọn điện áp của mạng điện là 110(kV)

2.3.3 Chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện vầng quang, phát nóng

1) Chọn tiết diện dây dẫn

Công suất toàn phần của nhánh NĐ-1:

Dòng trên mỗi đường dây được tính theo công thức (2-2)

Tiết diện dây được tính theo công thức (2.3)

Ta chọn dây dẫn AC-95 có 𝑟0 = 0,33 (Ω/km), 𝑥0 = 0,43 (Ω/km)

S2max = √𝑃 2 + 𝑄 2 = √25 2 + 12,11 2 = 27,78 (MVA) Dòng trên mỗi đường dây được tính theo công thức (2.2)

2.110√3 = 72,90 (A) Tiết diện dây được tính theo công thức (2.3)

S1max = √𝑃 2 + 𝑄 2 = √55 2 + 26,64 2 = 55,24 (MVA) Dòng trên mỗi đường dây được tính theo công thức (2-2)

2.110√3 = 144,97 (A) Tiết diện dây được tính theo công thức (2-3)

Công suất toàn phần của nhánh 1-2:

S1-2max = √𝑃 2 + 𝑄 2 = √25 2 + 12,11 2 = 27,78 (MVA) Dòng trên mỗi đường dây được tính theo công thức (2.2)

S1max = √𝑃 2 + 𝑄 2 = √33,15 2 + 16,06 2 = 36,82 (MVA) Dòng trên mỗi đường dây được tính theo công thức (2.2)

1.110√3 = 193,27(A) Tiết diện dây được tính theo công thức (2.3)

1 = 25,31(Ω) Công suất toàn phần của nhánh 1-2:

Dòng trên mỗi đường dây được tính theo công thức (2.2)

Bảng 2.5: Bảng chọn dây dẫn cho phương án NĐ-1-2

NĐ-1 36,82 193,27 175,70 AC-240 1 36,06 0,13 0,401 605 2,86 6,13 14,78 NĐ-2 29,83 156,58 142,34 AC-150 1 60,83 0,21 0,416 445 2,74 12,77 25,31 1-2 3,50 18,38 16,71 AC-70 1 42,43 0,45 0,44 265 2,58 19,09 18,67

Tiết diện dây được tính theo công thức (2-3)

2 = 9,61 (Ω) Công suất toàn phần của nhánh NĐ-4:

2 = 9,30 (Ω) Công suất toàn phần của nhánh 3-4:

S3-4max = √𝑃 2 + 𝑄 2 = √25 2 + 12,1 2 = 27,78 (MVA) Dòng trên mỗi đường dây được tính theo công thức (2.2)

S3max = √𝑃 2 + 𝑄 2 = √28,03 2 + 13,58,78 2 = 31,15(MVA) Dòng trên mỗi đường dây được tính theo công thức (2.2)

1 = 18,34(Ω) Công suất toàn phần của nhánh NĐ-4:

Bảng 2.6: Bảng chọn dây dẫn cho các phương án NĐ-3-4

Tiết diện dây được tính theo công thức (2.3)

Phương án Đường Dây Smax

Phương án Đường Dây Smax (MVA) Ilvmax

NĐ-3 31,15 163,48 148,61 AC-180 1 44,72 0,17 0,41 510 2,84 7,60 18,34 NĐ-4 24,41 128,12 116,48 AC-150 1 63,25 0,21 0,416 445 2,74 13,28 26,31 3-4 3,37 17,68 16,07 AC-70 1 44,72 0,45 0,44 265 2,58 20,12 19,68

Công suất toàn phần của nhánh HT-6:

Tiết diện dây được tính theo công thức (2-3)

2 = 6,57(Ω) Công suất toàn phần của nhánh HT-7:

Ta chọn dây dẫn AC-95 có 𝑟0 = 0,33(Ω/km), 𝑥0 = 0,43(Ω/km)

Công suất toàn phần của nhánh HT-6:

S6max = √𝑃 2 + 𝑄 2 = √65 2 + 33,88 2 = 77,76(MVA) Dòng trên mỗi đường dây được tính theo công thức (2.2)

2 = 6,34 (Ω) Công suất toàn phần của nhánh 6-7:

S6-7max = √𝑃 2 + 𝑄 2 = √30 2 + 14,52 2 3,32(MVA) Dòng trên mỗi đường dây được tính theo công thức (2.2)

Ta chọn dây dẫn AC-95 có 𝑟0 = 0,33 (Ω/km), 𝑥0 = 0,43(Ω/km)

Công suất toàn phần của nhánh HT -6:

S6max = √𝑃 2 + 𝑄 2 = √42,88 2 + 20,75 2 = 47,63(MVA) Dòng trên mỗi đường dây được tính theo công thức (2.2)

1 = 12,67 (Ω) Công suất toàn phần của nhánh HT-7:

S7max = √𝑃 2 + 𝑄 2 = √27,12 2 + 13,13 2 = 30,13(MVA) Dòng trên mỗi đường dây được tính theo công thức (2.2)

Bảng 2.8: Bảng chọn dây dẫn cho các phương án HT-6-7

(MVA) Ilvmax (A) F(mm 2 ) Loại dây n L

HT-6 42,83 224,79 204,35 AC-240 1 31,62 0,131 0,401 605 2,86 4,14 12,67 HT-7 29,38 156,56 142,33 AC-240 1 53,85 0,131 0,401 605 2,74 11,3 21,59 6-7 3,94 20,68 18,8 AC-70 1 36,05 0,45 0,44 265 2,58 16,22 15,84

Công suất toàn phần của nhánh HT-8 :

Tiết diện dây được tính theo công thức (2.3),

Ta chọn dây dẫn AC-95 có 𝑟0 = 0, 33 (Ω/km), 𝑥0 = 0,43 (Ω/km)

Bảng 2.9: Bảng chọn dây dẫn cho HT-8

2) Kiểm tra điều kiện vầng quang và phát nóng lâu dài cho phép

Kiểm tra điều kiệm vầng quang: các dây dẫn đều chọn lớn hơn hoặc bằng AC-70 Vậy điều kiện vầng quang của các dây dẫn đã chọn thoả mãn.

Kiểm tra điều kiện phát nóng: Theo công thức (2-4) ta có: 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 ≤ 0,88 𝐼𝑐p

Xét đặc trưng nhóm NĐ-1-2, ta có :

Khi đường dây NĐ-1 sự cố đứt 1 dây:

Khi đường dây 1-2 sự cố đứt 1 dây

Với mạch kín NĐ-1-2, kiểm tra điều kiện phát nóng của các đoạn đường dây với các sự cố sau đây:

Công suất trên đoạn dây NĐ-2 là:

S=𝑆 1 + 𝑆 2 = ( 30+14,53j ) + ( 25+12,11j ) = 55+ 26,64j (MVA) Dòng điện khi sự cố :

=> IND−2sc = 320,75 (𝐴) < 0,88.𝐼𝑐𝑝 = 0,88.445 = 391,6 (A) (Thoả mãn điều kiện) Công suất trên đoạn dây 2-1 là:

Dòng điện khi sự cố :

=>I2-1sc = 174,95(𝐴) < 0,88.𝐼𝑐𝑝 = 0,88.265 = 233,2 (A) (Thoả mãn điều kiện)

Công suất trên đoạn dây NĐ-1 là:

=> IND−1 sc = 320,75 (𝐴) < 0,88.𝐼𝑐𝑝 = 0.88.605 = 532,4 (A) (Thoả mãn điều kiện) Công suất trên đoạn dây 1-2 là:

=>I1-2 sc = 145,8 (𝐴) < 0,88.𝐼𝑐𝑝 = 0.88.265 = 233,2 (A) (Thoả mãn điều kiện)

Công suất trên đoạn dây NĐ-1 khi đứt đoạn dây 1-2 là :

=> IND−1 sc = 174,94(𝐴) < 0,88.𝐼𝑐𝑝 = 0.88.605 = 532,4 (A) (Thoả mãn điều kiện) Công suất trên đoạn dây NĐ-2 khi đứt đoạn dây 1-2 là:

=>I1-2 sc = 145,8 (𝐴) < 0,88.𝐼𝑐𝑝 = 0,88.445 = 391,6 (A) (Thoả mãn điều kiện) Đối với các nhóm nối dây khác tính toán tương tự ghi trên bảng (2.10)

Bảng 2.10: Bảng chọn dây dẫn cho các phương án

Kết luận: Các phương án thoả mãn điều kiện phát nóng, vì không có dòng sự cố nào vượt quá giới hạn cho phép

Nhóm Phương án Đường dây Loại dây Idm(A) Isc(A) 0,88.Icp(A)

2.3.4 Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

Tính toán tổn thất cho từng đoạn:

Kết luận: phương án 1 có ∆Ubt max = 3,38% , ∆Uscmax = 6,77%

Tính toán tổn thất cho từng đoạn:

Tính tổn thất điện áp cho toàn phương án:

∆UND-1-2bt (%) = ∆UND-1bt (%) + ∆U1-2bt (%)

∆UNĐ-1-2sc (%) = 2*∆UND-1bt (%) + ∆U1-2bt (%)

+)hỏng 1 mạch kép đường dây 1-2:

∆UNĐ-1-2sc (%) = ∆UND-1bt (%) + 2.∆UND-1-2bt (%)

Tổn thất điện áp trên đường dây ở chế độ bình thường là tổn thất điện áp từ nguồn đến điểm phân công công suất (nút 2)

Tổn điện áp ở chế độ sự cố được tính theo các sự cố như dưới đây:

- Sự cố 1: Sự cố trên đoạn NĐ-1

- Sự cố 2: Sự cố trên đoạn NĐ-2 :

Các nhóm còn lại, tính toán tương tự ta có bảng 2.11

Bảng 2.11: Bảng kiểm tra tổn thất điện áp

Nhóm Phương án ∆Ubt% ∆Usc%

Kết Luận : Các phương án đề đều thỏa mãn điều kiện điện ∆𝑈𝑠𝑐% nên loại (quá 20%)

2.3.5 Tính toán chỉ tiêu kinh tế

Tính toán đặc trưng cho nhóm NĐ-1-2:

1)Vốn đầu tư xây dựng đường dây:

Vốn đầu tư xây dưng đường dây NĐ-1 là:

𝐾𝑁𝐷−1 = 1,6.𝐾01 𝑙𝑁−1 = 1,6.283.10 6 36,06= 16327,97.10 6 (đ) Vốn đầu tư xây dựng đường dây NĐ-2 là:

𝐾𝑁𝐷−2 = 1,6.𝐾02 𝑙𝑁−2 = 1,6.283.10 6 60,83 = 27543,82.10 6 (đ) Tổng vốn đầu tư xây dựng là:

Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn dây NĐ-1 là:

110 2 5,95 = 0,55(MW) Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn dây NĐ-2 là:

110 2 10,04 = 0,64 (MW) Tổng tổn thất công suất tác dụng là:

Tổn thất điện năng là:

∆A = ∑∆𝑃𝑚𝑎𝑥.𝑟 = 1,19 3411 = 4047,69 (MWh) Theo công thức (2.6) thì chi phí tính toán hằng năm của phương án 1 là :

1)Vốn đầu tư xây dựng đường dây:

Vốn đầu tư xây dựng đường dây NĐ-1 là:

Vốn đầu tư xây dựng đường dây 1-2 là:

Tổng vốn đầu tưxây dựng là:

Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn dây NĐ-1 là:

110 2 3,79= 1,15 (MW) Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn dây 1-2là:

110 2 9,55= 0,28 (MW) Tổng tổn thất công suất tác dụng là: ∑∆𝑃𝑚𝑎x = 1,15 + 0,61 = 1,76 (MW)

Tổn thất điện năng là:

Chi phí tính toán hằng năm của phương án 2, theo công thức (2.6) là :

= 1,64.10 10 (MWh) Đối với các nhóm khác tính toán tương tự, kết quả ghi trên bảng (2.11)

Nhóm Phương án Đường dây

2.3.6 Tổng hợp tính toán và chọn phương án tối ưu nhất

Bảng 2.13: Bảng tổng kết các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của các nhóm

Theo bảng 2.11, chúng tôi chọn phương án 1 cho nhóm NĐ-1-2 và NĐ-3-4, trong khi nhóm HT-6-7 sẽ áp dụng phương án 2 Lựa chọn này được đưa ra vì nó đảm bảo tính kỹ thuật và sự chênh lệch về vốn đầu tư là không đáng kể Đối với nhóm NĐ-5 và HT-8, do chỉ có một phương án duy nhất, chúng tôi sẽ sử dụng phương án đó để thực hiện.

Hình 2.2 Sơ đồ nối điện tối ưu lưới điện khu vực hai nguồn nhà máy điện và hệ thống điện.

Tính toán đường dây liên lạc

Nhà máy nhiệt điện cung cấp điện cho các phụ tải 1,2,3,4,5 Đường dây liên lạc nối 2 nguồn cấp với nhau dài 90km

Công suất phát thanh góp phía cao của nhà máy:

+)Công suất tác dụng của nhà máy phát ra

+)Công suất phản kháng của nhà máy phát ra

Công suất các phụ tải trên đường đây

+) Tổng công suất tác dụng các phụ tải trên đường dây

∑ 𝑃 = (P1max+∆P1)+ (P2max+∆P2)+ (P3max+∆P3)+ (P4max+∆P4)+ (Pmax+∆P5)

= ( P 1max +5% P 1max )+ ( P 2max +5% P 2max )+ ( P 3max +5% P 3max ) + (P 4max +5% P 4max ) + ( P 5max +5% P 5max )

+)Tổng công suất phản kháng các phụ tải:

Công suất truyền tải của đường dây liên lạc là:

Công suất phát của nhà máy nhiệt điện thường thấp hơn công suất của các phụ tải, dẫn đến việc nhà máy điện nhận công suất từ hệ thống Điện áp tính toán trên đường dây liên lạc được xác định theo công thức (2.1).

2 I,73 (KV )Kết luận : Chọn cấp điện áp Uđm = 110 (KV)

2.4.2 Chọn dây và kiểm tra điều kiện phát nóng cho đường dây liên lạc

Công suất toàn phần của đường dây liên lạc:

Dòng điện trên mỗi dây dẫn là:

2.110.√3 10 3 = 23,96 (A) Tiết diện dây dẫn được chọn theo Jkt = 1,1 (A/mm 2 )

=>Chọn dây AC-95 cho đường dây liên lạc, có các thông số: r0 = 0,33 (Ω/km) , x0=0,43 (Ω/km)

Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài của đường dây liên lạc

- Sự cố 1: hỏng 1 lộ của đường dây kép

Dây AC-95 có dòng cho phép Icp = 330 (A)

- Sự cố 2: hỏng 1 tổ máy phát (tổ máy còn lại phát 100% công suất)

2.4.3 Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

1)Tổn thất điện áp lúc bình thường

2)Tổn thất điện áp lúc sự cố 1 lộ dây của mạch kép

3)Tổn thất điện áp lúc sự cố 1 tổ máy phát

Vậy đường dây liên lạc có tổn thất điện áp ∆Ubt max = 1,82% , ∆Uscmax = 9,01%

LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN

Chọn số lượng và công suất máy biến áp

Đồ án tốt nghiệp là minh chứng cho những kiến thức mà sinh viên đại học Thủy Lợi, đặc biệt tại khoa Điện - Điện tử, đã tích lũy và vận dụng trong suốt 4 năm học tập Quá trình hoàn thành đồ án không chỉ thể hiện nỗ lực cá nhân mà còn là cơ hội để sinh viên áp dụng lý thuyết vào thực tiễn, khẳng định năng lực và sự chuẩn bị cho tương lai nghề nghiệp.

Trong quá trình thiết kế lưới điện khu vực, em nhận thấy rằng, bên cạnh nỗ lực cá nhân, sự chỉ bảo và hướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS Phạm Văn Hòa là vô cùng quan trọng Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy vì đã hỗ trợ, góp ý và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đề tài nghiên cứu này.

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô Khoa Điện - Điện tử đã truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu, giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.

Với thời gian thực hiện đề tài ngắn và kiến thức còn hạn chế, em nhận thức rằng sẽ có những sai sót trong quá trình thực hiện Vì vậy, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp và chỉ dẫn từ quý thầy cô và các bạn để cải thiện những khuyết điểm của đề tài Sự hỗ trợ này sẽ giúp em tích lũy kinh nghiệm và hoàn thiện hơn nữa nội dung nghiên cứu của mình.

Em xin cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp của chính mình, được thực hiện từ nỗ lực và học hỏi cá nhân, cùng sự hỗ trợ từ thầy hướng dẫn PGS.TS Phạm Văn Hòa Tất cả số liệu và kết quả nghiên cứu trong báo cáo đều trung thực, không sao chép từ các đề tài khác Mọi tài liệu tham khảo đều được trích dẫn và liệt kê rõ ràng Nếu có sai phạm, em xin chịu trách nhiệm trước kỷ luật của khoa và nhà trường.

Hình 4.1 trình bày sơ đồ nguyên lý tính toán xác lập cho lưới điện hai nhánh liên thông, trong khi Hình 4.2 cung cấp sơ đồ thay thế để tính toán chế độ xác lập cho cùng loại lưới điện này.

Hệ thống điện được xem là nguồn năng lượng có công suất rất lớn, với điện áp thanh cái cao áp đạt U0(kV) Hệ số công suất trên thanh góp là 𝑐𝑜𝑠𝜑𝐻𝑇 = 0,85 Khi phụ tải đạt cực đại hoặc xảy ra sự cố, điện áp trên thanh cái cao áp có thể tăng lên tới 110% điện áp danh định, trong khi khi phụ tải ở mức tối thiểu, điện áp vẫn duy trì ở mức 105% điện áp danh định.

Hệ số công suất được duy trì ở mức 0,9, với yêu cầu điều chỉnh điện áp KT Điện áp thứ cấp đạt 22 kV, trong khi điện áp thanh cái phía cao áp khi phụ tải cực đại có thể lên tới 110% và 105% khi phụ tải cực tiểu Tại tất cả các trạm, phụ tải cực tiểu được xác định bằng 70% phụ tải cực đại, với thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax là 5000 giờ Giá điện năng tổn thất là 1500đ cho mỗi kWh.

Trong hệ thống điện, việc duy trì chế độ vận hành ổn định phụ thuộc vào sự cân bằng giữa công suất tác dụng và công suất phản kháng Để ổn định tần số trong hệ thống, cần đảm bảo sự cân bằng công suất tác dụng, trong khi việc duy trì điện áp bình thường yêu cầu sự cân bằng công suất phản kháng cả ở cấp độ toàn hệ thống và từng khu vực cụ thể.

Khi thực hiện tính toán cân bằng sơ bộ công suất, cần lưu ý rằng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp được coi là không đổi Tổn thất này được tính dựa trên tỷ lệ phần trăm công suất của phụ tải cực đại.

Trong vận hành hệ thống điện, nhà máy nhiệt điện thường hoạt động với công suất phát kinh tế từ 80% đến 90% công suất định mức, trong đó mức 85% được chọn để tính toán Khi ở chế độ phụ tải cực đại với ba máy phát cùng hoạt động, công suất phát sẽ đạt giá trị tối ưu.

Nhà máy và hệ thống hiện tại có khả năng cung cấp đủ công suất phản kháng cho các phụ tải, do đó không cần thực hiện bù sơ bộ cho chúng.

Mạng lưới điện được thiết kế với hai nguồn cung cấp chính: nhà máy nhiệt điện và hệ thống điện Các phụ tải sẽ nhận điện từ nhà máy điện, và trong trường hợp thiếu hụt, sẽ lấy thêm từ hệ thống điện.

Chọn sơ đồ nối dây cho trạm

Để đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải và tối ưu hóa chi phí, việc lựa chọn sơ đồ điện phù hợp là rất quan trọng.

3.2.1.Sơ đồ trạm tăng áp của nhà máy nhiệt điện

Số lộ ra vào trong nhà máy nhiệt điện bao gồm :

Để đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục và linh hoạt trong quá trình vận hành và sửa chữa, hệ thống nhiệt điện được thiết kế với 11 lộ và số mạch vào ra lớn Điều này cũng xem xét khả năng phát triển của phụ tải trong tương lai, vì vậy hệ thống thanh góp sử dụng máy cắt liên lạc là rất cần thiết.

Hình 3.1 Sơ đồ nối điện nhà máy điện khu vực

3.2.2.Sơ đồ trạm phía hệ thống

Số lộ ra vào trong nhà máy nhiệt điện bao gồm :

2 lộ đến nhà máy điện

Để đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục và linh hoạt trong vận hành cũng như sửa chữa, trạm nhiệt điện được thiết kế với 6 lộ và hệ thống thanh góp có máy cắt liên lạc Số mạch vào ra trong trạm lớn, đồng thời cũng tính đến khả năng phát triển của phụ tải trong tương lai.

Hình 3.2 Sơ đồ nối điện hệ thống điện khu vực

3.2.3 Sơ đồ nối dây trạm biến áp đường dây liên thông Để đảm bảo cung cấp điện dùng sơ đồ hai thanh góp có máy cắt liên lạc Hình (3.3)

Hình 3.3 Sơ đồ nút liên thông 3.2.4 Sơ đồ nối dây trạm biến áp giảm áp

Phụ tải tải loại I, II : ta dùng sơ đồ cầu

Phụ tải loại III : ta dùng sơ đồ bộ đường dây

Sơ đồ cầu trong là giải pháp tối ưu cho hai đường dây làm việc song song với chiều dài lớn (thường từ 70 km trở lên) hoặc khi xảy ra sự cố trên đường dây mà không cần phải thường xuyên đóng mở các mạch máy biến áp.

Sơ đồ cầu ngoài thích hợp cho các đường dây ngắn, thường dưới 70 km, với ít sự cố xảy ra Phương pháp này thường xuyên được áp dụng để đóng cắt các máy biến áp khi có phụ tải cực tiểu, nhằm giảm thiểu tổn thất điện năng trong máy biến áp.

Hình 3.4 Sơ đồ đường dây- MBA, sơ đồ cầu trong, sơ đồ cầu ngoài

3.2.5.Sơ đồ nối điện toàn lưới

Tổng hợp sơ đồ nối điện trạm biến áp tăng áp tại các nhà máy điện và các trạm biến áp phụ tải, cùng với sơ đồ nối điện toàn lưới điện khu vực, được trình bày trong Hình 3.5.

Hình 3.5 Sơ đồ nối điện toàn lưới

TÍNH CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CÁC CHẾ ĐỘ

Chế phụ tải cực đại

4.1.1 Tính toán các đường dây phụ tải

Tính toán đặc trưng cho đường dây NĐ-1-2

Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý tính toán xác lập cho lưới điện hai nhánh liên thông

Hình 4.2 Sơ đồ thay thế tính toán chế độ xác lập cho lưới điện hai nhánh liên thông

Dây dẫn AC-180 có : r0 = 0,17 (Ω/km) , x0=0,409 (Ω/km) ,B0=2,82.10 -6 (S)

Dây dẫn AC-95 có: r0 = 0,33 (Ω/km) , x0=0,429 (Ω/km) ,B0=2,65.10 -6 (S)

TBA có MBA như nhau: TPDH-32000/110 có:

3) Tính chế độ xác lập: a) Tính toán công suất phía cao áp các máy biến áp:

Công suất sau tổng trở của MBA:

Tổn thất công suất trên tổng trở MBA: Δ𝑆̇1= |𝑆 𝐵1

Công suất trước tổng trở MBA:

Tổn thất công suất không tải:

Công suất trên thanh góp cao áp của MBA:

Công suất sau tổng trở của MBA:

Tổn thất công suất trên tổng trở MBA: Δ𝑆̇2= |𝑆 𝐵2

110 2 (0,935 + 21,75𝑗) =0,06+1,39j (MVA ) Công suất trước tổng trở MBA:

Tổn thất công suất không tải:

Công suất trên thanh góp cao áp của MBA:

Công suất trên đường dây: Đường dây 1-2:

Công suất phản kháng do khung dây dẫn của đường dây 1-2 sinh ra là:

2 == j 110 2 74,94 10 −6 = 0,906j (MVAr) Công suất sau tổng trở đường dây:

Tổn thất công suất nên tổng trở đường dây:

Công suất trước tổng trở dẫn :

Công suất đầu nguồn của nhánh 1-2:

Công suất cuối nhánh ND-1:

𝑆̇ 𝑣1 = 𝑆̇ 1−2 + 𝑆̇ 𝐵02 = 25,426+12,498j +(25,118+13,90j ) = 50,544+26,398j (MVA) Công suất phản kháng do khung dây dẫn của đường dây NĐ-1 sinh ra là:

2 = j.110 2 126,1.10 -6 = 1,433j (MVar) Công suất sau tổng trở đường dây:

Công suất trước tổng trở dẫn :

Công suất đầu nguồn của nhánh NĐ-1:

Các đường dây khác tính toán tương tự ta đuợc bảng sau:

Bảng 4.1a: Công suất truyền tải nhánh chế độ phụ tải cực đại lưới ở Nhiệt điện Đường dây NĐ-1 1-2 NĐ-3 NĐ-4 NĐ-5

Bảng 4.1b: Công suất truyền tải nhánh chế độ phụ tải cực đại lưới ở Hệ thống Đường dây HT-6 6-7 HT-8

4.1.2 Đường dây liên lạc NĐ-HT ở chế độ Max

1) Sơ đồ nguyên lý 90,554km Đường dây NĐ-HT :

Tính công suất từ NĐ đến HT :

Công suất phát thực của nhà máy nhiệt điện ở chế độ max (85%) là :

𝑃𝑁𝐷 5,5 (MW) ;Cosφ = 0,85; tgφ = 0,62 => QND = PND tgφ = 195,5.0,62 = 121,21(MVAr)

Công suất tự dùng của nhà máy:

𝑃𝑇𝐷 = 19,5(𝑀𝑊) ; Cosφ = 0,85 ; tgφ = 0,62 tgφ = 0,62 => QTD = PTD tgφ = 19,5.0,62 = 12,09(MVAr)

Công suất truyền vào thanh góp hạ áp của trạm tăng áp của nhà máy:

𝑆ℎ = 𝑆𝑘𝑡 − 𝑆𝑡𝑑 = (195,5+121,21j) – (19,5+12,09j) = 176+109,12j (MVA) Tổn thất công suất trong trạm tăng áp: ΔSB = 𝛥𝑃𝑁

Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm tăng áp nhà máy

Tổng công suất phụ tải lấy từ thanh góp cao áp của NĐ :

Công suất đường dây liên lạc:

Vậy công suất sẽ nhận về từ hệ thống là :

Công suất phản kháng do khung dây dẫn của đường dây HT-NĐ sinh ra là:

2 = j 110 2 248,12.10 -6 =3,002j (MVAr) Công suất sau tổng trở dẫn :

Công suất trước tổng trở đường dây:

Công suất phát từ hệ thống về nhà máy là:

4.1.3 Cân bằng chính xác công suất cho hệ thống

Tổng công suất yêu cầu trên thanh góp 110KV của hệ thống

Hệ số công suất của hệ thống cos𝜑=0,85 => tag𝜑= 0,62

Tổng công suất phản kháng hệ thống cung cấp:

𝑉ì 𝑄 𝐻𝑇 𝑐𝑐 < 𝑄 𝐻𝑇 𝑦𝑐 nên cần bù công suất phản kháng

Chế độ sau sự cố

Đồ án tốt nghiệp là minh chứng cho kiến thức và kỹ năng mà sinh viên đại học Thủy Lợi, khoa Điện - Điện tử đã tích lũy trong suốt 4 năm học tập Quá trình thực hiện đồ án không chỉ giúp sinh viên áp dụng lý thuyết vào thực tiễn mà còn rèn luyện tư duy sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề.

Trong quá trình thực hiện đề tài "Thiết kế lưới điện khu vực", tôi nhận thấy rằng sự hỗ trợ và hướng dẫn tận tình từ PGS.TS Phạm Văn Hòa là yếu tố quyết định giúp tôi hoàn thành công việc Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy vì đã luôn sẵn sàng góp ý và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện - Điện tử đã chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm quý báu, giúp tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp trong suốt quá trình học tập.

Do thời gian thực hiện đề tài ngắn, kiến thức hạn chế và kinh phí có giới hạn, không tránh khỏi những sai sót trong quá trình thực hiện Vì vậy, tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp và chỉ dẫn từ quý thầy cô và các bạn để khắc phục những thiếu sót và khuyết điểm của đề tài Những góp ý này sẽ giúp tôi tích lũy kinh nghiệm và hoàn thiện hơn cho đề tài.

Em xin cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp của chính mình, được thực hiện từ nỗ lực cá nhân và sự hỗ trợ của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Phạm Văn Hòa Tất cả số liệu và kết quả nghiên cứu trong báo cáo đều trung thực, không sao chép từ bất kỳ đề tài nào khác Mọi tài liệu tham khảo đều được trích dẫn rõ ràng và liệt kê trong mục tài liệu tham khảo Nếu có sai phạm, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước kỷ luật của khoa và nhà trường.

Sơ đồ nguyên lý tính toán xác lập cho lưới điện hai nhánh liên thông được trình bày trong Hình 4.1, trong khi Hình 4.2 thể hiện sơ đồ thay thế tính toán chế độ xác lập cho cùng loại lưới điện này.

Bảng 4.3.a trình bày công suất truyền tải nhánh trong chế độ phụ tải cực tiểu của lưới Nhiệt Điện, trong khi Bảng 4.3.b cung cấp thông tin tương tự cho công suất truyền tải nhánh của Hệ Thống Những dữ liệu này đóng vai trò quan trọng trong việc phân tích hiệu suất và khả năng cung cấp năng lượng trong các hệ thống điện.

Hệ thống điện được xem là nguồn năng lượng có công suất rất lớn, với điện áp thanh cái cao áp đạt U0(kV) Hệ số công suất trên thanh góp là 𝑐𝑜𝑠𝜑𝐻𝑇= 0,85 Trong trường hợp phụ tải cực đại hoặc khi xảy ra sự cố, điện áp trên thanh cái cao áp có thể lên đến 110% so với điện áp danh định, trong khi đó, khi phụ tải ở mức tối thiểu, điện áp này duy trì ở mức 105%.

Hệ số công suất là 0,9, với yêu cầu điều chỉnh điện áp KT cho điện áp thứ cấp là 22 kV Điện áp thanh cái phía cao áp đạt 110% trong trường hợp phụ tải cực đại và 105% khi phụ tải cực tiểu Tại tất cả các trạm, phụ tải cực tiểu được xác định là 70% của phụ tải cực đại, với thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax là 5000 giờ Giá điện năng tổn thất là 1500đ cho mỗi kWh.

Khi thực hiện tính toán cân bằng sơ bộ công suất, tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp được coi là không đổi Tổn thất này được tính dựa trên tỷ lệ phần trăm của công suất phụ tải cực đại.

Trong vận hành hệ thống điện, nhà máy nhiệt điện thường hoạt động với công suất phát kinh tế từ 80% đến 90% công suất định mức, và chúng ta chọn mức 85% để tính toán Khi ở chế độ phụ tải cực đại với ba máy phát cùng hoạt động, công suất phát sẽ được xác định dựa trên mức này.

Mạng lưới điện được thiết kế với hai nguồn cung cấp chính: nhà máy nhiệt điện và hệ thống điện Các phụ tải sẽ nhận điện từ nhà máy điện, và trong trường hợp thiếu hụt, sẽ được bổ sung từ hệ thống điện.

Tính toán các chỉ tiêu kinh tế

Đồ án tốt nghiệp là minh chứng cho kiến thức mà sinh viên đại học Thủy Lợi đã tích lũy và vận dụng trong suốt 4 năm học tại khoa Điện - Điện tử Quá trình hoàn thành đồ án không chỉ giúp sinh viên rèn luyện kỹ năng mà còn khẳng định sự nỗ lực và cam kết của họ trong việc học tập và phát triển nghề nghiệp.

Trong quá trình thực hiện đề tài "Thiết kế lưới điện khu vực", em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Văn Hòa đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn Sự hỗ trợ và góp ý của thầy đã giúp em hoàn thành công việc này một cách tốt nhất Em rất trân trọng những điều kiện mà thầy đã tạo ra để em có thể nghiên cứu và phát triển đề tài.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện - Điện tử đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu, giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp trong suốt quá trình học tập.

Với thời gian thực hiện đề tài ngắn và kiến thức còn hạn chế, em nhận thức được rằng sẽ không tránh khỏi những sai sót trong quá trình thực hiện Do đó, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp và chỉ dẫn từ quý thầy cô và các bạn về những khuyết điểm của đề tài Sự hỗ trợ này sẽ giúp em tích lũy kinh nghiệm và hoàn thiện đề tài hơn.

Em xin cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp của chính bản thân em, được thực hiện dựa trên nỗ lực cá nhân và sự hỗ trợ từ thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Phạm Văn Hòa Tất cả số liệu và kết quả nghiên cứu trong báo cáo là trung thực, không sao chép từ bất kỳ đề tài nào khác Các tài liệu tham khảo đều được trích dẫn nguồn rõ ràng và liệt kê trong mục tài liệu tham khảo Nếu có sai phạm, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước kỷ luật của khoa và nhà trường.

Hình 4.1 trình bày sơ đồ nguyên lý tính toán xác lập cho lưới điện hai nhánh liên thông, trong khi Hình 4.2 giới thiệu sơ đồ thay thế tính toán chế độ xác lập cho cùng loại lưới điện này.

Bảng 4.3.a trình bày công suất truyền tải nhánh trong chế độ phụ tải cực tiểu của lưới Nhiệt Điện, trong khi Bảng 4.3.b cung cấp thông tin về công suất truyền tải nhánh trong chế độ phụ tải cực tiểu của Hệ Thống.

Hệ thống điện được xem là nguồn năng lượng có công suất rất lớn, với điện áp thanh cái cao áp đạt U0(kV) Hệ số công suất trên thanh góp là 𝑐𝑜𝑠𝜑𝐻𝑇= 0,85 Trong điều kiện phụ tải cực đại hoặc khi xảy ra sự cố, điện áp trên thanh cái cao áp có thể đạt tới 110% so với điện áp danh định, trong khi khi phụ tải cực tiểu, điện áp này là 105%.

Hệ số công suất ổn định ở mức 0,9, yêu cầu điều chỉnh điện áp KT cho các trạm Điện áp thứ cấp là 22 kV, với điện áp thanh cái phía cao áp đạt 110% trong trường hợp phụ tải cực đại và 105% trong trường hợp phụ tải cực tiểu Tại tất cả các trạm, phụ tải cực tiểu được xác định là 70% của phụ tải cực đại, với thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax là 5000 giờ Giá điện năng tổn thất là 1500đ cho mỗi kWh.

Trong hệ thống điện, sự ổn định trong vận hành đạt được thông qua việc cân bằng giữa công suất tác dụng và công suất phản kháng Để duy trì tần số ổn định, cần đảm bảo cân bằng công suất tác dụng, trong khi đó, điện áp bình thường được duy trì nhờ vào sự cân bằng công suất phản kháng, cả ở cấp độ toàn hệ thống lẫn từng khu vực cụ thể.

Khi tính toán cân bằng sơ bộ công suất, tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp thường được coi là không đổi và được tính theo phần trăm công suất của phụ tải cực đại.

Trong vận hành hệ thống điện, nhà máy nhiệt điện thường hoạt động với công suất phát kinh tế từ 80% đến 90% công suất định mức, và chúng ta chọn mức 85% để tính toán Vì vậy, trong chế độ phụ tải cực đại, khi có 3 máy phát cùng hoạt động, công suất phát sẽ được xác định dựa trên mức này.

Nhà máy và hệ thống có khả năng cung cấp đủ công suất phản kháng cho các phụ tải, do đó không cần thiết phải bù sơ bộ cho các phụ tải này.

Mạng lưới điện được thiết kế với hai nguồn cung cấp chính là nhà máy nhiệt điện và hệ thống điện Các phụ tải sẽ nhận điện từ nhà máy điện, và trong trường hợp thiếu hụt, sẽ lấy điện bổ sung từ hệ thống điện.

Tiêu đề	Thiết Kế Lưới Điện Khu Vực IV
Tác giả	Nguyễn Minh Quyết
Người hướng dẫn	PGS.TS Phạm Văn Hòa
Trường học	Trường Đại Học Thủy Lợi
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	119
Dung lượng	2,76 MB