TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
VIEN KY THUAT VÀ CÔNG NGHỆ
gi i
092928
18522053
THIẾT KÉ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
Giảng viên hướng dẫn _ : ThS Phùng Văn Thái Cán bộ phần biện : ThS Phạm Hoàng Nam Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thế Linh
MSSV : 135D5103010099
Trang 2SV: Nguyễn Thế Linh: GVHD: ThS Phiing Van Thai
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
BAN NHAN XET DO AN TOT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thế Linh : 135D5103010099 Ngành: Công nghệ kĩ thuật Điện ~ Điện tir Khoá: 54
Giảng viên hướng dẫn : ThS Phùng Văn Thái
1 Nội dung thiết kế tốt nghiệp :
*Thiết kế lưới điện khu vực **
Nhận xét của giảng viên hướng dẫn :
Nghệ An.Ngày thang - năm2018
Giảng viên hướng dẫn
Trang 3SV: Nguyễn Thế Linh: GVHD: Th Phùng Văn Thái
BO GIAO DUC VA DAO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH BẢN NHẬN XÉT ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thế Linh Mã số sinh viên: 135D5103010099 Ngành: Công nghệ kĩ thuật Điện ~ Điện tử Khoá: 54
Cán bộ phản biện : Th§ Phạm Hồng Nam
2 Nội dung thiết kế tốt nghiệp :
Trang 4SV: Nguyén Thé Linh GEHD: ThS Phùng Văn Thái LỜI NÓI ĐÀU
Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hoá của nước ta trong giai đoạn hiện nay yêu
cầu tăng không ngừng sản lượng điện Dễ thực hiện được điều đó cần phát triển và mở rộng các nhà máy điện cũng như các mạng và hệ thống điện công suất lớn Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và việc sản xuất điện nặng còn đang thiếu thốn so với nhu cẩu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cắp điện cũng như phân phối điện cho các hộ tiêu thụ cẩn phải được tính toán kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lí về kĩ thuật cũng như về kinh tế Điều này đặt ra những nhiệm vụ quan trọng đối với các kỹ sư ngành hệ thống điện
Một trong những nhiệm vụ đó là thiết kế các mạng và hệ thống điện Thiết kế là một
lĩnh vực quan trọng và khó khăn trong công việc của người kỹ sư nói chưng, đặc biệt
đối với các kỹ sư hệ thống điện Thiết kế các mạng và hệ thống điện đòi hỏi phải biết vận dụng tốt những kiến thức lý thuyết và kinh nghiệm để giái quyết vấn đề có tính
chất tổng hợp, phức tạp thường gặp trong thực tế
Thiết kế mạng điện và hệ thống điện có quan hệ chặt chẽ với các bài toán kĩ thuật vả
kinh tế, Vì va y, Đỗ án môn học Lưới điện giúp sinh viên áp dụng những kiến thức đã học dễ thiết kể một mạng điện khu vực hoàn chỉnh, từ đó giúp sinh viên hiểu sâu s thuyết đã học Đây cách thực hiện công việc thiết kế sao cho đảm bảo nhu cầu phụ tái, khắc phục kịp thời
những kiến thức lý 1à bước tập đượt quan trọng dé sinh viên biết
sự cổ và cũng để giảm thiểu tốn kém cho nhả nước Đồng thời là bước đầu tập dượt để
có kinh nghiệm trong đồ án
nghiệp sau nầy
“Trong quá trình làm đồ án, em chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn hệ
thống điện, đặc biệt là thầy giáo * Th.S.Phùng Văn Thái "da trực tiếp hướng dẫn em
hoàn thành tốt đỗ án này
Sinh viên
Trang 5SV: Nguyén Thé Linh GEHD: ThS Phùng Văn Thái NHIỆM VỤ ĐÔ AN Thiết kế lưới điện cho khu vực gồm một nguồn và phụ tải 6 được phân bố như sau: 1234 5678 9 101112 13 14 16 1ô
Số liệu nguồn: Nguồn là thanh góp hệ thống 110kV có công suất vô cùng lớn, hệ số
Trang 7GVHD: ThS Phùng Văn Thái Mục Lục A CONG SUAT PHAN CHƯƠNG I: CAN BANG CONG SUAT TAC DU!
KHANG TRONG MANG DI
1.1 CAN BANG CONG SUAT TAC DUNG
1.2, CAN BANG CONG SUAT PHAN KHANG
CHƯƠNG lH: DỰ KIÊN CÁC PHƯƠNG ÁN NÓI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN 2.1 DỰ KIÊN CÁC PHƯƠNG ÁN NÓI ĐÂY
3.2 LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC CUA MẠNG ĐIỆ!
CHƯƠNG III: CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LY VẺ KINH TẾ - KỸ THUẬT
CHQN SO LUQNG VA CONG SUAT CUA CAC MAY BIEN ÁP - CHỌN SƠ
DO NOI DAY HOP LY CUA CAC TRAM BIEN AP — VE SO DO MANG DIEN 15
3.1 TÍNH TỐN CHÍ TIÊU KY THUAT 2 TÍNH TỐN CHỈ TIỂU KINH TE
3.2.1 Phương án x
2 Phương án 2 32.3 Phương án 3 32.4 Phương ân 5
3.3 KET LUAN
3.4 CHON SO LUQNG VA CONG SUAT CUA CAC MAY BIEN AP
3.5 CHON CAC SO DO TRAM VÀ VỀ SƠ ĐỎ MẠNG ĐIỆN
CHƯƠNG IV: TÍNH CHÍNH XAC CHE DQ VAN HANH CỦA MẠNG ĐIỆN
4.1 CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC ĐẠI 4.1.1 Đoạn NP-I
4.12 Đoạn NP-3
4.13 Đoạn NB-3-2
4.14 Đoạn NÐ-5
Trang 8
‘SV: Nguyễn Thể Linh (GVHD: ThS Phing Van Thái
4.1.8 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống
4.2 CHE DO PAY TAI CYC TIEU 42.1 Đoạn NI
4.2.2, Dogn ND-3 4.2.3 Don ND- 42.4 Đoạn NÐ-5 4.2.5, Dogn ND-S-4 4.2.6, Dogn ND-b
4.3 CHẾ ĐỘ SAU SỰ CÓ
48.1 Đoạn NP-I 43.2 Doan ND-3 4.3.3, Doan NB-3-2 sw 2
'CHƯƠNG V: CHON PHUONG THUC DIEU CHINH DIEN AP TRONG CAC
‘TRAM BIEN AP 5.1 CH $5.2 CHE DO PHY TAL CUC TIEU 53 CH “HƯƠNG VI: TÍNH C ĐI
Ý XÂY DỰNG MẠNG DIE
CÔNG SUAT TAC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN
6.3 TON THAT ĐIỆN NANG TRONG MẠNG ĐIỆN
6.4, TINH CHI PHÍ VÀ GIÁ THÀNH 6.1, VON ĐẦU 1
6.2, TON TH
6.4.1 Chỉ phí vận hành hàng nămm 6.4.2 Chỉ phí tỉnh toán hàng năm
Trang 9
SV: Nguyén Thể Linh GVHD: Thể Phùng Văn Thái 6.4.4 Giá thành xây dựng LMIV công suất phụ tải trong chế độ cực đại
KET LUAN CHUNG
Trang 10SV: Nguyén Thé Linh GEHD: ThS Phùng Văn Thái 6.4.4 Giá thành xây dựng LMIW công suất phụ tải trong chế độ cực đại
KẾT LUẬN CHUNG
Trang 11SV: Nguyén Thể Linh GVHD: Thể Phùng Văn Thái CHƯƠNG I: CAN BANG CONG SUAT TAC DUNGVA CONG SUAT PHAN
KHANG TRONG MANG DIEN
Mục đích của chương này là xem khả năng cung cấp và tiêu thụ điện trong hệ thống, có cân bằng hay khơng Và tính tốn để biết được mạng điện có cần bù công suất phản kháng không, 1.1 CAN BAN NG SUẤT TÁC DỤNG Nguồn cung cấp đủ côn; XP„, = EP, =mBP,„.+SAP,+SP, + PB, Trong đó:
3 Py_ Là tổng công suất tác dụng phát ra do các máy phát điện của các nhà
máy điện trong hệ thông
EP,, Là tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ
XŸAAPạ¿ Là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường day vi MBA
Pu„_ Là tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện
EPạ_ Là tổng công suất dự trừ lỏng thời; m Š i ` [EE,=EP,=0 Do ngu công suit v cing on nn tay 1p Pyne = 30-+ 36 +38 + 20+ 32 + 24 — 180 MVA = IP, = ZR 1 +596) Phy, = (1 + 0,05).180 = 189MVA
1.2, CAN BANG CONG SUAT PHAN KHANG_
Trang 12SV: Nguyén Thể Linh GVHD: ThS Phùng Văn Thái Do nguồn công suất là vô cùng lớn nên ta lấy 29, =>Q, =0 ]EAQ ves =15% EQ cosg, = 0.92 => 129, = 0,426 Opa = EPryuc¥ 20, =180.0,426 = 76,68 MVAr L= Ta nhan thay DQ,=117,18MVAr> EQ =88,182MVAr do đó không cần phải bù 1+159) 3” Q,,„„„ = (L+0,15).76,68=88,182MVAr công suất phản kháng cho lưới điện khu vực
Trang 13SV: Nguyễn Thể Linh GVHD: ThS Phing Vain Thai
'CHƯƠNG II: DY’ KIEN CAC PHUONG AN NOI DAY CUA MANG DI 3.1 DỰ KIÊN CÁC PHƯƠNG ÁN NÓI DÂY
Do các phụ tải 1, 2, 3, 5, 6 thuộc hộ loại Ï nên không được phép mắt điện do đỏ các phụ tải phải được cung cấp điện bằng mạng đường dâi mạch hoặc mạng kín, phụ tải 4 là phụ tai loại III nên chỉ cần cung cấp điện bằng đường dây mạch đơn Dựa vào vị trí tương hỗ giữa các phụ tải với nhau và giữa các phụ tải với nguồn cung cấp, ta dự kiến 5 phương án nỗi dây như sau 1) Phương án ẽ ơ `
N
' ô $54 , ` v 8s \g, Ss Hinh 2.1: Phương én 1 Ưu điề ~ Phương án này luôn đảm bảo độ tỉn cậy cung cấp điện cho các phụ tải
dàng sửa chữa khi sự cổ, vận hảnh linh hoạt
~ Tổn thất điện áp, điện năng nhỏ
* Nhược điểm
~ Số lượng đường dây nối các phụ tải lớn dẫn đến vốn đầu tư lớn,
Trang 14‘SV: Nguyễn Thể Linh GVID: Thể Phàng Văn Thái 2) Phương án 2 & 4 « N c 2 : s eA a ở “8 & Hình 2.2: Phương án 2 * Ưu điểm
~ Phương án giảm được vốn đầu tư cho đường dây
* Nhược điểm
- Tổn t điện áp, điện năng lớn
~ Khi sự cố đoạn đẫu đường đây liên thông thì 2 phụ tải mắt điện 3) Phương án 3
Trang 15
SV: Nguyễn Thể
inh
Hinh 2.3: Phương án 3 * Ưu điểm
Trang 16SV: Nguyén Thể Linh GVHD: Thể Phùng Văn Thái
&
N
TW oe &
BOOT Po
k Š &
&
Hình 2.5: Phương án 5 + Ưu điểm
~ Phương án này luôn đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải
* Nhược điểm
- Tôn thất điện áp, điện năng lớn
3.2, LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC CỦA MẠNG ĐIỆN
~ Để cho đơn giản khi tính, cho phép nối các đường dây hình tỉa từ nguồn cung cấp đến
các phụ tải như hình vẽ:
$s
— “Sty ON
Trang 17SV: Nguyén Thé Linh GVHD: ThS Phiing Van Thai ~ Xác định chiều đài các đoạn đường dây L; (km) theo định lý Pitago; công suất truyền tái trên các đoạn P, (MW) đã cho sẵn
- Điện áp của mỗi đoạn đường day được xác định theo công thức: U, = 434 /T; + 16R , kV
'Ta có bằng sau:
Bang 2.1: Bảng tổng kết tính điện áp qua các đoạn đường day
ĐoạnĐD NĐI | NĐ2 | NĐ3 | NĐA | NDS | NBO lim 60/827 | 64031 40 76,157 | 58,309 | 63,245 P, ME 30 36 38 20 32 2z U,kV "100,929 | 109,796 | 110,478 [86,382 | 103,644 | 91783 Vi 70 <U;« 160 nên ta lấy chọn điện áp danh định (định mức) của lưới điện là Usa = 110 (kV) (CHUONG III: CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VẺ KINH TẾ - KY THUAT 'CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUÁT CỦA CÁC MÁY BIẾN ÁP - CHỌN SƠ DO NOL DAY HOP LY CUA CAC TRAM BIEN AP - VẼ SƠ ĐỎ MẠNG ĐI| 3.1.TÍNH TỐN CHỈ TIÊU KỸ THUAT
G phan nay ta s® thực hiện tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật ở trường hợp phụ tải cực
đại và trường hợp sau sự cổ Riêng đối với trường hợp sau sự cố chỉ xét sự cố đứt một
mạch của đường dây mạch kép (không xét sự cố xếp chẳng)
Lấy khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là Dạy = 5m
Do điện áp của mạng là 110kV nên tiết diện tối thiểu của dây dẫn là E„„ = 70mm”,
đây nhôm lõi thép
Chon dây theo Jy va kiểm tra điều kiện phát nóng và tổn thất vằng quang: —
AU,,AU, < AUu Đối với máy biển áp thường:
A
AUs, <_ 10%: Trường hợp phụ tải cực đại
AU < 20%: Trường hợp sau sự cố
Trang 18SV: Nguyén Thé Linh GEHD: ThS Phùng Văn Thái Đổi với máy biển áp điều áp dưới tai:
AUs, © 15%: Trường hợp phụ tải cực đại
AU,, < 25%: Trường hợp sau sự cố Sau đây ta sẽ tính cụ thể từng phương án
Ta có công suit cia cdc phy tai: $= P + jQ = P + jP tgp Trong đó: Cosg=0,92 => tgg=0,425
Š = 30 + J1275MVA, Š, = 36 ~ j15.3MVA
Trang 19SV: Nguyén Thể Linh GVHD: Thế Phùng Văn Thái Đồng điện chạy trên đường đây khi phụ tải cực đại: 5.545A (n=2) Tiết diện dây dẫn: Tyo _ 85.5 Se ae
R
'1,76ÑmmÈ
Tomm? logi dây AC-70 có lạ=:
Chọn tiết điện tiêu chuẩn F,
im, xe
Khi sự cố đứt một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
2.lpi=2 85 71,098, Nhu vay: lye 171,09A <kley= 0,8 265-212 A H 0km Trong đó:
k là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ (k =0,8)
Trang 20SV: Nguyễn Thể Linh GVID: Thể Phàng Văn Thái 0°=102,653A- (n=2) 23.10 ết diện dây dẫn: ly; _ 102,653 ‘yO = 93,32mm? Chon tiét diện tiêu chuẩn E„= xu=0,429 O/km
'5mmỶ loại dây AC-70 có I„=335A, rụ=0,34 ©/km,
“Khi sự cổ đứt một mạch của đường day, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng: =2 Ispz= 2 102,653= 205,306A
Nhưvậy: - l.=205.306A <kly=0,8.335=268 A Trong đó:
là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ (k =0.8)
=>Dây dẫn đảm bảo điều kiện phát nóng
* Tinh tin thất điện áp
~ Tổng trở của đoạn đường dây ND-2:
Za2-F Iyvalty tna) = 2.640314084 940429) = 1088 1j13730 (n=2) ~ Tên thất điện áp trong chế độ bình thường: 5.10,88+15, 2.10 AU 02% ==“ 73 190 =1,99% ~ Do có 2 lộ đường dây nên tốn thất điện áp sự có là: AUxpa,#6= 2 ÁUypau96= 2, 1,99 = 3,089 Như vậy AUyp; < AU = 15% vi AUyp.2se <AU,„„ = 20% nên dây dẫn đã chọn thỏa măn điều kiện tơn thất điện áp ©) Lựa chọn tiết diện dây dẫn và tỉnh tổn thất điện áp trên đoạn đường dây À * Chon
diện
Trang 21‘SV: Nguyễn Thể Linh ThS Phàng Văn Thái Sag hos =e 0 23:0 'Tiết diện dây dẫn: 10°=108,356A - (n=2) 2A8.10
5 _ 108,356 ‘eo đỊ R =98,50Smm* Chọn tiết điện tiêu chuẩn F„= 95mmỶ loại dây AC-95 có I,=330A, r=0,33/km, xu0,429 0/km, Khi sự cổ đứt một mạch của đường day, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng: „=2 lụ¿¿= 2 108,356= 216,712A Như vậy: [ye=216,712A < klep= 0,8 330=264 A Trong dé:
là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ (k =0.8)
=>Dây dẫn đảm bảo điều kiện phát nóng * Tinh ton thất điện áp
~ Tổng trở của đoạn đường đây NĐ-3: ZÄps=Np 2 ( 1jy)= 40.5 (033 470/429) = 66:j8,589 (n2) ~_ Tên thất điện áp trong chế độ bình thường: 38.6,6416,15.8,58 2.10 SOF 100=1,55% ~ Do có 2 lộ đường dây nên tốn thất điện áp sự cố lả: =2 AUunau%= 2 1,55= 3,1% Nhu vay AUxp.s < AUs = 15% vit AUnp.ase “AU scp = 20% nên dây dẫn đã
chọn thỏa măn điều kiện tôn thất điện áp
dj, Lựa chọn tiết diện dây dẫn và tính tôn that điện áp trên đoạn đường dây NÐ-4
* Chọn tiết điện
Trang 23SV: Nguyén Thể Linh GVHD: Thể Phùng Văn Thái k là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ (k =0,8) =>Dây dẫn đảm bảo điều kiện phát nóng * Tinh tn that dign Ap ~ Tổng trở của đoạn đường dây ND-5: In Inpstto tixo) = + 58,309,(0,33 40.429) = 9,621 +412.507 (n=2) ~ Tổn thất điện áp trong chế độ bình thưởng: ~ Do có 2 lộ đường đây nên tồn thất điện áp sự có là: AUy9 5% = 2 AUyp.su%o= 2 - 1,97% = 3; Nhu vay AUyp.s < AU, = 15% va AUsp.sse <AUssop 1% nén dây dẫn đã chọn
thỏa mãn kiện tốn thất điện áp
fi Lựa chọn tiết điện đây dẫn và tính tổn thất điện áp trên đoạn đường đây N-6 * Chọn tiết diện
Dong dign chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
§ Nos 10 Mos" Bus
Tiết diện dây
(m2)
68,436 m 2,215mm” Chọn tiết diện tiêu chuẩn F„= 70mnÏ loại dây AC-70 có lụ; X=0,44 ©/km 65A, 190,46 Q’km, Khi sự cổ đứt một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng: 1„ =2 sp, =2 68,436 = 136,872 A Như vậy - l,=I46Ñ72A <klu=08.265
2A “Trong đó:
