Mạng Lới Điện LờI NóI ĐầU Hiện tơng lai nghành công nghiềp ngày phát triển với tốc độ lớn, nhu cầu sử dụng điện ngày tăng Lới điện ngày phát triển mạnh mẽ khắp nơi.Việc quy hoạch, thiết kế lới điện cho khu vực mọt nhu cầu câp thiết phục vụ cho phát triển xà hội Nếu lới điện xây dựng quy hoặch gây nhiều lÃng phí kinh tế gây khó khăn cho công tác vận hành sau này.Quy hoạch thiết kế lới điện cách hoàn chỉnh hợp lý giúp cho việc sử dụng điện thuận tiện hợp lý tiện lợi cho vệc qui hoạch phát triển toàn hệ thống điện Khi thiết kế cần tính đến khả h hỏng tình trạng làm việc không bình thờng hệ thống Nhng cần đảm bảo điều kiện yêu cầu phụ tải, đảm bảo tiêu mặt kinh tế mạng điện đảm bảo cung cấp điện liên tục, chất lợng điện tốt đảm bảo tính linh hoạt tính an toàn hệ thống Đồ án môn học Mạng lới điện nhằm mục đích cho sinh viên vận dụng kiến thức đà học vào thực nhiệm vụ cụ thể không lớn nhng toàn diện Là bớc đầu tập dợt giúp cho sinh viên số kinh nghiệm công tác kỹ thuật sau mà sinh viên cần phải tích luỹ rời ghế nhà trờng Đồ án thiết kế mạng lới điện khu vực gồm: Phần thuyết minh, tính toán Phần vẽ: sơ đồ toàn mạng lới điện Trong trình thiết kế em đà nhận đợc giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo Nguyễn Lân Tráng Tuy nhiên bớc đầu làm quen với công việc thiết kế, kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đợc bảo thầy cô giáo môn hệ thống điện để em có điều kiện bổ sung thêm phần kiến thức Chơng mở đầu: số liệu nguồn phụ tải Trong thiết kế mạng lới điện, việc phân tích nguồn phụ tải quan trọng Thiết kế hệ thống có xác hay không phụ thuộc nhiều vào mức độ xác công tác phân tích nguồn phụ tải Ngoài việc định lựa chọn sơ đồ nối dây mạng điện nh phơng thức vận hành phụ thuộc vào vị trí địa lý, nhiệm vụ, tính chất nhà máy phụ tải Với số liệu theo nhiệm vụ thiết kế ta tiến hành phân tích theo bớc sau: Mạng Lới Điện I sơ đồ địa lý nguồn cung cấp phụ tải Hình II sè liƯu vỊ ngn cung cÊp Nguồn điện đợc lấy từ cao áp nhà máy điện Điên áp cao áp nhà máy điện phụ tải cực đại b»ng 110%, phơ t¶i cùc tiĨu b»ng 105%, có cố nặng nề 110% điện áp danh định Hệ số công suất trung bình cao áp nhà máy điện là: cos =0,85 III số liệu phụ tải Tmax = 5000h Các số liệu phụ tải đợc thể qua b¶ng 0-1 phơ t¶i Sè liƯu Pmax (MW) Pmin (MW) cos ϕ Qmax (MVAr) Qmin (MVAr) Lo¹i phơ tải Y/c điều chỉnh điện áp điện áp thứ cấp(kV) Smax (MVA) 25 17,5 0,9 12,1 8,5 I KT 22 27,77 40 28 0,9 19,36 13,6 I KT 22 53,24 30 21 0,9 14,52 10,2 I KT 22 30,24 25 17,5 0,9 12,1 8,5 I KT 22 27,77 28 19,6 0,9 13,6 9,5 I KT 22 31,23 20 14 0,9 9,7 6,8 I KT 22 22,23 Víi Pmin = 70%Pmax Qpt = Ppt.tgpt S2 = Q2 + P2 Mạng Lới Điện Chơng I cân công suất Cân công suất hệ thống điện xem khả cung cấp tiêu thụ điện hệ thống có cân hay không Từ sơ xác định phơng thức vận hành phụ tải cực đại, cực tiểu cố I cân công suất tác dụng Sự cân công suất tác dụng hệ thống đợc biểu diễn phơng trình cân sau: Py/c = Pf = m.Ppt + Pmd + Ptd + P dtr Trong đó: Pf tổng công suất tác dụng định mức nguồn điện m hệ số đồng thời m = Ppt tổng công suất tác dụng cực đại phụ tải Ppt = 25+40+30+25+28+20 = 168 MW m.Ppt = 1.168=168 MW .Pmd lµ tỉng tỉn thất công suất tác dụng đờng dây máy biến áp hệ thống tổn thất phụ thuộc vào số máy biến áp độ dài đờng dâycủa mạng điện, thờng lấy 5%15% tổng công suất phụ tải lấy Pmd =8% Ppt Pmd = 8%.168 = 13,44MW Ptd tổng công suất tác dụng phụ tải tự dùng nhà máy điện ta lấy điện cao áp nên Ptd = Pdtr tổng công suất dự trữ hệ thống Pdtr = Thay số liệu vào phơng trình (1) ta có : Pyc = Pf = 168 + 13,44 = 181,44MW Vậy yêu cầu công suất tác dụng mạng điện 181,44MW II cân công suất phản kháng Công suất phản kháng phát từ máy điện từ thiết bị bù hệ thống điện thời điểm phải công suất phản kháng tiêu thụ phụ tải tổn thất công suất phản kháng hệ thống điện Sự cân công suất phản kháng đợc biểu diễn biểu thøc sau: Qf + Qbu = m.Qpt + QB + Ql + Qtd + Qdtr - Qc Trong ®ã: Qf tỏng công suất phản kháng phát máy phát điện Mạng Lới Điện Qf = Pf.tgf Trị số tgf đợc tính từ hệ số cosf máy phát làm việc chế độ định mức cosf = 0,85 tgf = 0,62 Qf = 181,44.0,62 = 112,49MVAr Qbu tổng công suất phản kháng phát từ thiết bị bù m Qpt công suất phản kháng phụ tải có xét đến hệ số đồng thời Qpt = Ppt tgpt cospt = 0,9 tgpt = 0,484 VËy m.Qpt = 1.168.0,484 = 81,312MVAr QB tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp mạng điện Thờng lấy QB = 15%.Qpt = 0,15.81,312 = 12,2MVAr Qtd tổng công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện Qtd = Qdtr tổng công suất phản kháng dự trữ hệ thống Qdtr = Ql tổng tổn thất công suất phản kháng toàn đờng dây mạng điện Qc tổng công suất phản kháng phát từ đờng dây cao áp Kết nghiên cứu cho thấy với đờng dây 110kV mà dùng dây AC-120 hay AC- 150 Ql = Qc Nếu tiết diện dây lớn Ql < Qc ngợc lại Lúc cân sơ bé cã thÓ coi Ql = Qc VËy Qbu = 81,31 +12,2 – 112,49 = -18,98MVAr Ta thÊy lợng công suất phản kháng cần bù có giá trị âm nên ta không cần phải tiến hành bù sơ Chơng II: chọn điện áp truyền tải ph phơng án nối dây chọn phơng ¸n phï hỵp vỊ kü tht - kinh tÕ I lựa chọn điện áp truền tải Một công việc quan trọng thiết kế hệ thống điện lựa chọn điện áp đờng dây tải điện Vấn đè quan trọng ảnh hởng đến tính kỹ thuật tinh kinh tế mạng điện Để đơn giản tính toán ta chọn phơng án cấp điện hình tia cho hộ phụ tải nh hình 2-1 Mạng Lới Điện Hình 2-1 Ta sử dụng công thức kinh nghiệm để xác định trị số điện áp danh định cho hệ thống : Utt = 4,34 √ L+16 P (kV) Trong ®ã: L khoảng cách truyền tải (km) P công suất truyền tải đọan đờng dây (MW) Ta tính cho đoạn đờng dây ND PT1 : có P = 25 MW, L = 72km Utt = 4,34 √ 72+16 25 = 94,29(kV) Tính tơng tự cho đoạn đờng dây lại ta có kết qua bảng Đoạn đờng dây NĐ - PT1 NĐ - PT2 N§ - PT3 N§ - PT4 N§ - PT5 N§ - PT6 P(MW) 25 40 30 25 28 20 L(km) 72 63 71 108 95 73 UtÝnh(kV) Uchän(kV) 94,29 110 115 110 102 110 98 110 101 110 86 110 KÕt luËn: Do 60kV < UtÝnh < 150kV nên ta chọn điện áp danh định hệ thống 110kV II Dự kiến phơng án nối dây A Các yêu cầu Khi đa phơng án nối dây ta phải lu ý đến vấn đề sau: Đây mạng điện cung cấp điện cho phụ tải quan trọng (phụ tải loại I) nên cần đảm bảo cung cấp điện liên tục, đảm bảo chất lợng điện tính linh hoạt cao, đảm bảo an toàn Mạng điện ta thiết kế có công suất truyền tải đờng dây tơng đối lớn, khoảng cách truyền tải dài Do ®Ĩ ®¶m b¶o tÝnh kinh tÕ, kü tht ta chän loại dây dẫn điện dây nhôm lõi thép có u điểm sau: Có độ dẫn điện tốt Có độ bền cao Có giá thành rẻ Mạng Lới Điện B Các phơng án nối dây Dựa vào mặt nguồn điện phụ tải, dựa vào yêu cầu cung cấp điện phụ tải sơ đa số phơng án nối dây sau: Phơng án I Phơng án II Hình 2-2 Hình 2-3 Mạng Lới Điện Phơng án III Phơng án IV Phơng án V Hình 2-4 Hình 2-5 Mạng Lới Điện Hình 2-6 so sánh phơng án mặt kỹ thuật Phơng ¸n I a – Lùa chän tiÕt diƯn d©y dÉn: Hình 2-2 Mạng Lới Điện Trong thiết kế mạng diện ta cần ý tới phí tổn tính toán Z mạng diện cho bé nhất, nghĩa mạng điện khu vực ta vào mật độ kinh tế dòng điện để lựa chọn tiết diện dây dẫn Ta thiết kế mạng diện với đờng dây không, dây dẫnđiện trần loại dâyAC, dây pha đặt đỉnh tam giác đều, khoảng cách trung bình pha 5m Theo đề ta có:thời gian sử dơng c«ng st lín nhÊt Tmax = 5000 h Tra bảng ta đợc Jkt=1,1(A/mm2) Im ax Ta sử dụng công thøc: Ftt= Jkt Trong ®ã: S max Imax= n 3.Udm n:là số lộ đoạn đờng dây n=2 Smax:là công suất biểu kiến cực đại chạy đoạn đờng dây Tính cho đoạn NĐ-PT1(lộ kép) n=2 S max 27 ,8.10 Imax= n √ 3.Udm = √3.110 =73(A) 73 Im ax Ftt= Jkt = 1,1 = 66,36(mm2) Tính tơng tự cho đoạn đờng dây lại ta có kết qủa bảng 2-2: đoạn đờng dây P(MW) NĐ-PT1 NĐ-PT2 NĐ-PT3 NĐ-PT4 NĐ-PT5 NĐ-PT6 25 40 30 25 28 20 Q(MVAr ) 12,1 19,36 14,52 12,1 13,6 9,7 S(MVA) I(A) Ftt(mm2) 27,77 53,24 30,24 27,77 31,23 22,23 73 140 79 73 82 58 66,36 127,2 72,13 66,36 74,55 53 Theo điều kiện phát nóng vầng quang, mạng 110kV , tiết diện dây dẫn AC phải thoả mÃn F 70mm2 kết hợp với kết bảng 2-2 ta chọn dây dẫn thông số nh bảng 2-3 đoạn đFtt Fchọn L xo ro R bo.10-6 B.10-6 X 2 /kmkm êng d©y (mm ) (mm ) (km) /kmkm () 1/kmkm 1/km N§-PT1 N§-PT2 N§-PT3 66,36 127,2 72,13 70 120 70 72 63 71 0,44 0,423 0,44 31,68 26,65 31,24 0,46 0,27 0,46 33,12 17 32,66 2,58 2,69 2,58 185,76 169,47 183,18 Mạng Lới Điện NĐ-PT4 NĐ-PT5 NĐ-PT6 66,36 74,55 53 70 70 70 108 95 73 0,44 0,44 0,44 47,52 41,8 32,12 0,46 0,46 0,46 49,68 43,7 33,58 278,1 245,1 188,34 2,58 2,58 2,58 b-KiĨm tra ®iỊu kiƯn phát nóng dây dẫn Ta tiên hành kiểm tra theo điều kiện: Iscmax