………… o0o………… Đồ án môn học lưới điện Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Ma Hải Hà Ma Hải HàMa Hải Hà Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 1 - MC LC Lời nói đầu 3 - CHƯƠNG 1 : :: : Phân tích nguồn và phụ tải 4 - 1.1. phân tích đặc điểm của nguồn 4 - 1.2. Phân tích đặc điểm của tảI 4 - Chơng 2 : Cân bằng công suất trong hệ thống 6 - 2.1. cân bằng công suất tác dụng 6 - 2.2. cân bằng công suất phản kháng 7 - Chơng 3 : Chọn phơng án cung cấp điện hợp lí nhất 9 - 3.1. dự kiến các phơng án nối dây của mạng điện 9 - 3.1.1. phơng án 1 10 - 3.1.2. phơng án 2 10 - 3.1.3. phớng án 3 11 - 3.1.4. phơng án 4 11 - 3.1.5. phơng án 5 12 - 3.2. tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho từng phơng án 12 - 3.2.1. Phơng án 1 14 - 3.2.2. Phơng án 2 16 - 3.2.3. Phơng án 3 19 - 3.2.4. Phơng án 4 22 - 3.2.5. Phơng án 5 28 - Chơng 4 : so sánh chỉ tiêu kinh tế các phơng án 31 - 4.1. phơng án 1 32 - 4.2. phơng án 2 33 - 4.3. phơng án 3 34 - 4.4. phơng án 4 35 - Chơng 5 : Chọn số lợng, công suất mBA và sơ đồ nối dây 37 - Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Ma Hải Hà Ma Hải HàMa Hải Hà Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 2 - 5.1. chọn mBA 37 - 5.2. chọn sơ đồ nối dây hợp lí cho các trạm hạ áp và vẽ sơ đồ của mạng điện 40 - Chơng 6 : Tính chính xác trạng tháI vận hành của lới điện 43 - 6.1. chế độ phụ tảI cực đại 43 - 6.2. chế độ phụ tảI cực tiểu 47 - 6.3. chế độ phụ tảI sau sự cố 50 - 6.4. tính điện áp các nút trong mạng điện 52 - Chơng 7 : Lựa chọn các phơng thức điều chỉnh điện áp 55 - 7.1. chọn các đầu điều chỉnh trong mBA trạm 1 57 - 7.2. chọn các đầu điều chỉnh trong mBA trạm còn lại 58 - Chơng 8 : Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện 59 - 8.1. vốn đầu t xây dựng mạng điện 59 - 8.2. tổng tổn thất tác dụng trong mạng điện 60 - 8.3. tổn thất điện năng trong mạng điện 61 - 8.4. tính chi phí và giá thành 61 - Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Ma Hải Hà Ma Hải HàMa Hải Hà Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 3 - Lời nói đầu Li ủin l mt b phn ca h thng ủin lm nhim v ti ủin t cỏc ngun ủin ti cỏc thit b dựng ủin. Thit k v xõy dng li ủin l cụng vic ht sc quan trng ca nghnh ủin, cú nh hng ln ti cỏc ch tiờu kinh t - k thut ca h thng ủin. Gii quyt ủỳng ủn vn ủ kinh t - k thut, xõy dng v vn hnh s mang li li ớch khụng nh ủi vi h thng ủin. ỏn mụn hc thit k li ủin khu vc s tớnh toỏn thit k mng ủin cho mt khu vc gm cỏc h tiờu th ủin loi I, ủa ra phng ỏn thit k thc thi nht, ủm bo cung cp ủin cho cỏc h tiờu th ủin vi chi phớ nh nht khi thc hin cỏc hn ch k thut v ủ tin cy cung cp ủin v cht lng ủin nng. Ni dung ủ ỏn gm cỏc chng sau : Chng 1 : Phõn tớch ngun v ph ti Chng 2 : Cõn bng cụng sut trong h thng. Chng 3: D kin cỏc phng ỏn v so sỏnh v mt k thut. Chng 4: So sỏnh cỏc phng ỏn v mt kinh t. Chng 5: Chn s lng, cụng sut MBA v s ủ ni dõy. Chng 6: Tớnh chớnh xỏc trng thỏi vn hnh ca li ủin. Chng 7: La chn cỏc phng thc ủiu chnh ủin ỏp. Chng 8: Cỏc ch tiờu kinh t k thut ca mng ủin. Do thi gian v kin thc cũn hn ch nờn bn ủ ỏn ca em khụng th trỏnh khi nhng thiu sút, em rt mong nhn ủc s ch bo v giỳp ủ ca cỏc thy, cụ giỏo ủ em cú th t hon thiờn kin thc ca mỡnh. Em xin chõn thnh cm n cỏc thy cụ trong b mụn, ủc bit l TS. Ló Minh Khỏnh ủó giỳp ủ em hon thnh ủ ỏn mụn hc ny. Sinh viờn thc hin : Ma hảI hà Ma hảI hàMa hảI hà Ma hảI hà Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Ma Hải Hà Ma Hải HàMa Hải Hà Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 4 - CHƯƠNG 1 : :: : Phân tích nguồn và phụ tải Tng hp thụng tin v ngun ủin v ph ti ủin l bc ủu quan trng trong thit k mng ủin, ủõy l bc quyt ủnh thnh cụng hay tht bi ca cụng vic. T ủú ủa ra ủc nhng phng ỏn ni dõy hp lý, ủỏp ng ủc nhu cu ca ph ti. Trc khi thit k phi nm ủc cỏc ủc ủim ca ngun trong phm vi thit k nh: s ngun ủin, ủc ủim ca ngun phỏt V ca ti nh: s ph ti, cụng sut yờu cu, s ủ b chớ, mc ủ ủm bo cung cp ủin 1.1. phân tích đặc điểm của nguồn Trong h thng ủin cú mt ngun ủin ủc coi l cú cụng sut vụ cựng ln,vi h s cụng sut os ht C trờn thanh gúp cao ỏp ca nh mỏy ủin l os 0.85 ht C = . 1.2. Phân tích đặc điểm của tảI S liu ph ti ủin: Vi max max i i i Q tg P = ì min min i i i Q tg P = ì min max 0.5= ì i i Q P §å ¸n m«n häc L−íi ®iÖn Tr−êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Ma H¶i Hµ Ma H¶i HµMa H¶i Hµ Ma H¶i Hµ Líp : HÖ Thèng §iÖn 2-K50 - 5 - Tổng có 6 phụ tải loại I, yêu cầu ñiều chỉnh ñiện áp là khác thường. Tổng công suất phụ tải yêu cầu ở chế ñộ cực ñại là ( ) max 161 pt MW P = ∑ , ở chế ñộ phụ tải cực tiểu có tổng công suất là ( ) min 80.5 pt MW P = ∑ . Phụ tải có phân bố tương ñối ñều xung quanh nguồn ñiện. Khoảng cách lớn nhất tới nguồn ñiện là 76.158 Km, khoảng cách ngắn nhất là 42.426 Km. ðể vận hành linh hoạt thì cần phải có sự liên hệ chặt chẽ giữa hệ thống ñiện và nguồn ñiện. Phụ tải Số liệu 1 2 3 4 5 6 66 6 max P ( ) MW 20 34 24 25 30 28 min P ( ) MW 10 17 12 12.5 15 14 i Cos ϕ 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 max Q ( ) MAr 9.686 16.467 11.624 12.108 14.530 13.451 min Q ( ) MAr 4.843 8.233 5.812 6.054 7.265 6.781 Loại phụ tải I I I I I I K/c ñế n ngu ồ n (Km) 76.158 42.426 70.711 67.082 72.111 70.711 Yêu c ầ u ñ i ề u ch ỉ nh ñ i ệ n áp KT ð i ệ n áp c ủ a l ướ i th ứ c ấ p 10 KV Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Ma Hải Hà Ma Hải HàMa Hải Hà Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 6 - Chơng 2 : Cân bằng công suất trong hệ thống Trong h thng ủin ch ủ vn hnh ch tn ti khi cú s cõn bng cng sut tỏc dng c cng sut phn khỏng. Vic cõn bng cụng sut trong h thng, trc ht l kim tra kh nng cung cp v tiờu th ủin trong h thng. T ủú xỏc ủnh phng thc vn hnh cho nh mỏy ủin trong h thng, trng thỏi vn hnh cc ủi, cc tiu v s c da trờn s cõn bng, ủc ủim v kh nng cung cp ca nh mỏy v h thng. 2.1. cân bằng công suất tác dụng Cụng sut tỏc dng ca ph ti liờn quan vi tn s ca dũng ủin xoay chiu. Tn s trong h thng s thay ủi khi s cõn bng cụng sut tỏc dng trong h thng b phỏ v. Gim cụng sut tỏc dng phỏt ra dn ủn gim tn s v ngc li, tng cụng sut tỏc dng phỏt ra dn ủn tng tn s. Vỡ vy, ti mi thi ủim cn cú s cõn bng cụng sut tỏc dng gia cụng sut phỏt v cụng sut yờu cu. Phng trỡnh cõn bng cụng sut tỏc dng cú dng tng quỏt nh sau: F yc P P = Vi : - F P : l tng cụng sut phỏt. - yc P : l tng cụng sut yờu cu . max . yc pt td dt P m P P P P = + + + §å ¸n m«n häc L−íi ®iÖn Tr−êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Ma H¶i Hµ Ma H¶i HµMa H¶i Hµ Ma H¶i Hµ Líp : HÖ Thèng §iÖn 2-K50 - 7 - Trong ñó : - m : là hệ số ñồng thời. - max pt P ∑ : là tổng công suất cảu tất cảc các phụ tải trong chế ñộ cực ñại của hệ thống. - P ∆ ∑ : là tổng thất công suất trong hệ thống (bao gồm tổn thất trên ñường dây và tổn thất trong MBA). - td P : là tổng công suất tự dùng trong nhà máy. - dt P : là tổng công suất dự trữ cần thiết trong nhà máy. Xác ñịnh yc P ∑ : • m = 1 (vì ñây là lưới truyền tải). • max 1 2 3 4 5 6 161 ( ) pt P P P P P P P MW = + + + + + = ∑ (như ñã tính ở phần I). • max (8%). pt P P∆ = ∑ ∑ = 0.08 × 161= 12.880 ( ) MW . • , td dt P P do quá bé nên ta có thể bỏ qua . ⇒ yc P ∑ = 1 × 161 +12.880 + 0 + 0 = 173.880 ( ) MW . Vậy : trong chế ñộ phụ tải max công suất tác dụng phát ra của hệ thống là: F P ∑ = 173.88 ( ) MW . 2.2. c©n b»ng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ðể ñảm bảo chất lượng ñiện áp cần thiết ở các hộ tiêu thụ ñiện trong hệ thống ñiện và các khu vực riêng biệt của nó thì cần có sự cân bằng công suất phản kháng trên các hệ thống ñiện và các khu vực ñó, sự thiều hụt công suất phản kháng sẽ làm cho ñiện áp giảm sút. Do ñó trong giai ñoạn ñầu của thiết kế phát triển các mạng ñiện cần phải tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng. Phương trình cân bằng công suất phản kháng của hệ thống : F yc Q Q = ∑ ∑ Với : - F Q ∑ : là tổng công suất phản kháng phát ra. §å ¸n m«n häc L−íi ®iÖn Tr−êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Ma H¶i Hµ Ma H¶i HµMa H¶i Hµ Ma H¶i Hµ Líp : HÖ Thèng §iÖn 2-K50 - 8 - F Q ∑ = F F P tg ϕ × ∑ (với cos F ϕ = 0.85 ⇒ 0.6197 F tg ϕ = ) ⇒ F Q ∑ = 173.88 × 06.197 = 107.753 ( ) MW . - yc Q ∑ : là tổng công suất yêu cầu từ nhà máy. yc Q ∑ = max . i B A L C td dt m Q Q Q Q Q Q + ∆ + ∆ − + + ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ Trong ñó : - m : là hệ số ñồng thời, lấy m = 1. - max i Q ∑ : là tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế ñộ cực ñại. max i Q ∑ = ( ) 1 2 3 4 5 6 77.976 Q Q Q Q Q Q MVAr + + + + + = - BA Q ∆ ∑ : là tổng tổn thất công suất phản kháng trong các MBA. ( ) ( ) max 15% 0.15 77.976 11.696 BA i Q Q MVAr ∆ = × = × = ∑ ∑ - L Q ∆ ∑ : là tổng tổn thất công suất phản kháng trên ñường dây. - C Q ∑ : là công suất phản kháng do ñường dây sinh ra. (Trong ñồ án này ta bỏ qua L Q ∆ ∑ , C Q ∑ ). - td Q ∑ : là tổng công suất tự dùng trong nhà máy ñiện - dt Q ∑ : là tổng công suất dự trữ trong hệ thống. (Trong ñồ án này ta cũng không xét ñến td Q ∑ , dt Q ∑ ) ⇒ yc Q ∑ = m. max i Q ∑ + BA Q ∆ ∑ = 1 × 77.976 + 11.696= 89.672 ( ) MVAr Vậy so sánh F Q ∑ và yc Q ∑ ta thấy F Q ∑ > yc Q ∑ ⇒ Do ñó ta không cần tiến hành bù công suất phản kháng, mà chỉ cần ñiều chỉnh kích từ. Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Ma Hải Hà Ma Hải HàMa Hải Hà Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 9 - Chơng 3 : Chọn phơng án cung cấp điện hợp lí nhất Cỏc ch tiờu kinh t - k thut ca mng ủin ph thuc rt nhiu vo s ủ ca nú. Vỡ vy cỏc s ủ mng ủin cn ủc chn sao cho cú chi phớ nh nht, ủm bo ủ tin cy cung cp ủin cn thit, ủm bo cht lng ủin nng yờu cu ca cỏc h tiờu th, thun tin v an ton trong vn hnh, kh nng phỏt trin trong tng lai v tip nhn ph ti mi. chn ủc s ủ ti u ca mng ủin ngi ta s dng phng phỏp nhiu phng ỏn. T cỏc v trớ ủó cho ca ph ti cn tin hnh d kin mt s phng ỏn v phng ỏn tt nht s ủc chn trờn c s so sỏnh kinh t - k thut cỏc phng ỏn. 3.1. dự kiến các phơng án nối dây của mạng điện. T vic phõn tớch ngun v ph ti trờn ta thy: tt c 6 ph ti ủin ủu l h tiờu th ủin loi I, yờu cu ủ tin cy cung cp ủin cao. Do ủú phi s dng cỏc bin phỏp cung cp ủin : l kộp, mch vũng. Ta ủa ra 5 phng ỏn sau cung cp ủin sau: [...].. .Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội 3.1.1 phơng án 1 N Km K m 58 72 11 42 67 .4 26 76.1 6 Km 70.711 1K m 082 Km 1 5 70.711 K m 2 4 3 P.A 1 3.1.2 phơng án 2 N Km 70.711 40 Km 1 1 1K m Km 1 082 67 42 4 26 72 6 Km 2 5 1 Km 41.23 4 3 P.A 2 Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 10 - Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội 3.1.3 phớng án 3 N 6 Km K 082 67... m 4 3 P.A 3 3.1.4 phơng án 4 N Km 72 11 42 08 67 1K m m 2K 2 5 70.711 K m 1 6 Km m 42 6 58 K 76.1 70.711 1 Km 41.23 4 3 P.A 4 Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 11 - Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội 3.1.5 phơng án 5 N Km 42 4 26 1K m 082 Km 5 Km 2 70.711 1 72 11 67 40 Km 6 Km 70.711 1 Km 41.23 4 3 P.A 5 3.2 tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho từng phơng án a Xỏc ủ nh ủi n ỏp ủ... PA 4 sc % < U N 1 PA5 sc % v U N 2 PA 4 sc % < U N 2 PA5 sc % Do ủú ta ch n P.A 1,2,3 v 4 ủ ti n hnh so sỏnh k thu t Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 30 - Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Chơng 4 : so sánh chỉ tiêu kinh tế các phơng án L a ch n ủ c phng ỏn t i u thỡ ph i d a trờn c s so sỏnh v k thu t v kinh t V i k t qu ủó tớnh Chng 3 ta ủó ch n ủ c phng ỏn 1, 2, 3 v 4 l... sc max % = 15.61% 3.2.3 phơng án 3 N 6 m 40 Km 082 67 Km 1 42 4 26 Km 50.99 K m K 70.711 2 5 41.231 Km 4 3 P.A 3 a) Xỏc ủ nh ủi n ỏp ủ nh m c c a m ng ủi n Ta cú : S21 = S1 = P1 + jQ1 SN 2 = S1 + S2 = ( P + P2 ) + j ( Q1 + Q2 ) 1 S4 3 = S3 = P3 + jQ3 SN 4 = S4 + S43 = ( P3 + P4 ) + j ( Q3 + Q4 ) Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 19 - Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội S65 = S5... 6.45% + 2.71% = 15.61% U N 5 sc % = 2 ì U N 6 bt % + U65 bt % = 2 ì 6.97% + 4.19% = 18.14% V y U bt max % = 6.97% v U sc max % = 18.14% Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 21 - Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội 3.2.4 phơng án 4 N 6 Km Km K m 158 72 11 1K m Km 1 082 67 42 4 26 76 70.711 5 70.711 K m 2 41.23 4 1 Km 3 P.A 4 a) Xỏc ủ nh ủi n ỏp ủ nh m c c a m ng ủi n Tớnh dũng cụng su... 5.425 10.85 U N 34 N bt % = 6.629% Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 27 - Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội U N 34 N sc % = U N 4 % + U 43 % = 12.9% + 5.423% = 18.323% (khi ng ng ủo n N-3) U N 34 N sc % = U N 3 % + U3 4 % = 13.6% + 5.65% = 19.25% (khi ng ng ủo n N4) V y U bt max % = 6.629% v U sc max % = 19.25% 3.2.5 phơng án 5 N Km 42 4 26 72 1 082 67 11 Km Km 2 5 70.711 K m 1... 15.86 5.93 11.86 N6 2 70.711 0.45 0.44 15.91 15.56 5.43 10.85 V y U bt max % = 5.93% v U sc max % = 11.86% 3.2.2 phơng án 2 N Km 42 4 2 6 72 082 67 40 Km 11 1K m Km 1 6 Km 70.711 2 5 1 41.23 Km 4 3 P.A 2 Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 16 - Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội a) Xỏc ủ nh ủi n ỏp ủ nh m c c a m ng ủi n Ta cú : S21 = S1 = P1 + jQ1 SN 2 = S1 + S2 = ( P + P2 )... = 6.19 ì 3410.934 = 21096.899 ( MW h ) - Chi phớ tớnh toỏn h ng nm : Z1 = (0.125 + 0.07) ì 137 944.449 ì 106 + 21096.899 ì 103 ì 500 = 37.448 ì 109 ủ 4.2 phơng án 2 Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 33 - Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Tớnh toỏn tng t phng ỏn I ta cú b ng k t qu t ng h p sau: o n Lo i dõy d n l (km) R ( ) P ( MW ) Q ( MAr ) P ( MW ) ko ì 106 ủ / km K ì 106... l : U N 1 sc % = 2 ì U N 2 bt % + U2 1 bt % U N 3 sc % = 2 ì U N 4 bt % + U 43 bt % - Tớnh toỏn tng t cho cỏc nhỏnh khỏc ta ủ c b ng k t qu sau: Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 18 - Đồ án môn học Lới điện o n S Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội l (km) l ro / km xo / km R X U bt % U sc % 21 2 40 0.45 0.44 9.00 8.80 2.19 4.38 N2 2 42.426 0.21 0.416 4.45 8.82 3.90 7.79 43 2 41.231 0.45 0.44 9.28... ủ nh theo bi u th c: U N i bt % = Pi Ri + Qi Xi 2 U ủm 100 Trong ủú : - Pi , Qi l cụng su t tỏc d ng v cụng su t ph n khỏng ch y trờn cỏc l (MW, MVAr) Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 13 - Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - - Xi = li roi Ri = n li xoi n l ủi n tr c a ủ ng dõy l ủi n khỏng c a ủ ng dõy - n l s l dõy (trong ủ ỏn ny t t c cỏc l ủ u l l kộp nờn ta l y n=2) - T . Đồ án môn học lưới điện Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Ma Hải Hà Ma Hải HàMa Hải Hà Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 1 - MC LC. sơ đồ nối dây 37 - Đồ án môn học Lới điện Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Ma Hải Hà Ma Hải HàMa Hải Hà Ma Hải Hà Lớp : Hệ Thống Điện 2-K50 - 2 - 5.1. chọn mBA 37 - 5.2. chọn sơ đồ. 3.1.4. phơng án 4 11 - 3.1.5. phơng án 5 12 - 3.2. tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho từng phơng án 12 - 3.2.1. Phơng án 1 14 - 3.2.2. Phơng án 2 16 - 3.2.3. Phơng án 3 19 - 3.2.4. Phơng án 4 22