Đồ án môn lưới điện-Lê Minh Dũng potx

Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng 1 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng MỤC LỤC 2 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng LỜI MỞ ĐẦU Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng quốc gia, nó được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh tế, đời sống sinh hoạt, nghiên cứu khoa học… Hiện nay nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nên nhu cầu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao về số lượng cũng như chất lượng. Để đáp ứng được về số lượng thì ngành điện nói chung phải có kế hoạch tìm và khai thác tốt các nguồn năng lượng có thể biến đổi chúng thành điện năng.Mặt khác, để đảm bảo về chất lượng có điện năng cần phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại, có phương thức vận hành tối ưu nhất đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cũng như kinh tế. Xuất phát từ điều đó, bên cạnh những kiến thức giảng dạy trên giảng đường, mỗi sinh viên ngành Hệ thống điện đều được giao đồ án môn học về thiết kế điện cho mạng điện khu vực. Quá trình thực hiện đồ án giúp chúng ta hiểu biết tổng quan nhất về mạng lưới điện khu vực, hiểu biết hơn về những nguyên tắc chủ yếu để xây dựng hệ thống điện như xác định hướng và các thông số của các đường dây, chọn hệ thống điện áp cho mạng điện chính…những nguyên tắc tổ chức và điều khiển hệ thống, tổng vốn đầu tư và các nguồn nguyên vật liệu để phát triển năng lượng … Em xin chân thành cảm ơn đến thầy Phạm Văn Hòa, cùng toàn thể các thầy cô trong khoa Hệ thống Điện đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành bản đồ án này. Hà Nội, ngày 5 tháng 3 năm 2012. SINH VIÊN Lê Minh Dũng 3 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC GỒM MỘT NGUỒN ĐIỆN VÀ MỘT SỐ PHỤ TẢI KHU VỰC CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT VÀ VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY I . Tính toán công suất I.1. Sơ đồ địa lý I.2. Phân tích nguồn Nguồn cung cấp cho các hộ phụ tải ở đây là một nguồn công suất vô cùng lớn, hệ số công suất của nguồn là cos ϕ = 0,85. I.3. Phân tích phụ tải Tổng công suất các hộ tiêu thụ trong chế độ cực đại là 150 MW. Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại. Trong số 6 hộ phụ tải thì có 1 hộ phụ tải thuộc loại I, 2 hộ thuộc loại II có mức đảm bảo cung cấp điện ở mức cao nhất , nghĩa là nếu mất điện sẽ gây hậu quả 4 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng nghiêm trọng. Ba hộ phụ tải còn lại thuộc họ loại III có mức yêu cầu đảm bảo cung cấp điện thấp hơn, là những hộ mà việc mất điện không gây hậu quả nghiêm trọng. Thời gian sử dụng công suất cực đại là Tmax = 5000 giờ Ta có bảng số liệu tổng hợp về phụ tải như sau: STT Phụ tải max Phụ tải min P(MW) Q(MVAr) S(MVA) P(MW) Q(MVAr) S(MVA) 1 15 9,30 17,65 10,5 6,51 12,35 2 40 24,19 46,84 28 17,35 32,94 3 25 15,49 29,41 17,5 10,85 20,59 4 35 21,69 41,18 24,5 15,18 28,82 5 30 18,59 35,29 21 13,01 24,70 6 30 18,59 35,29 21 13,01 24,70 Σ 175 107,85 205,66 122,5 75,91 144,1 Trong đó: S min = 70% S max . S max = P max + jQ max. S min = P min + jQ min. I.4. Tính toán cân bằng công suất Tổng công suất tác dụng do nguồn sinh ra bằng tổng công suất tác dụng do các hộ phụ tải tiêu thụ và tổn thất công suất tác dụng trên lưới. a) Cân bằng công suất tác dụng Sự cân bằng công suất tác dụng trông khu vực xét được biểu diễn bằng công thức sau : P = mΣP + Σ∆P Trong đó : P : Tổng công suất phát của trạm điện ΣP: Tổng công suất tải cực đại của phụ tải Σ∆P: tổn thất công suất toàn lưới phía cao áp Σ∆P = 5% Σ P P = 1.175+ 0,05.175 = 183,75 ( MW) 5 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng m : Hệ số đồng thời, phản ánh khả năng đồng thời cùng một lúc đều sử dụng công suất cực đại. Trong thiết kế lấy m = 1 b) Cân bằng công suất phản kháng Sự cân bằng công suất phản kháng được thể hiện bằng công thức: Q + Q = mΣQ + ∆Q ∆Q = 15%.mΣQ = = 16,18 (MVAr) => Q = mΣQ + ∆Q - Q = 107,85 + 16,18 – 113,93= 10,1 (MVAr) Ta phân bù về các phụ tải theo nguyên tắc ưu tiên các hộ ở xa, và có cos ϕ thấp: Bù 4,1( MVAr ) tại phụ tải 2: 2 moi pt S = 40 + j(24,19 - 4,1) = 40 + 20,09 MVA Bù 3 MVAr tại phụ tải 3: 3 moi pt S = 25 + j(15,49 - 3) = 25 + 12,49 MVA Bù 3 MVAr tại phụ tải 4: 4 moi pt S = 35 + j(21,69 - 3) = 35 + 18,69 MVA Kết quả sau khi bù như sau : STT Pmax (MW) Qmax (MVAr) cos ϕ 1 15 9,30 0,85 2 40 20,09 0,89 3 25 12,49 0,89 4 35 18,69 0,88 5 30 18,59 0,85 6 30 18,59 0,85 6 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng II. Vạch các phương án nối dây Phương án 1 Phương án 2 7 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng Phương án 3 Phương án 4 8 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng Phương án 5 Phương án 6 9 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng - Sơ đồ hình tia có ưu điểm là : Đơn giản về sơ đồ nối dây, bố trí thiết bị đơn giản; các phụ tải không liên quan đến nhau , khi sự cố trên 1một đường dây không ảnh hưởng đến đường dây khác, tổn thất nhỏ hơn sơ đồ liên thông. Tuy vậy sơ đồ hình tia có nhược điểm là : khảo sát thiết kế thi công mất nhiều thời gian và tốn nhiều chi phí. - Sơ đồ liên thông có ưu điểm là khảo sát thiết kếgiảm nhiều so với sơ đồ hình tia, thiết bị dây dẫn có chi phí giảm. Tuy vậy nó có nhược điểm là cần có thêm trạm trung gian , thiết bị bố trí đòi hỏi bảo vệ rơle , thiết bị tự động hoá phức tạp hơn, độ tin cậy cung cấp diện thấp hơn so với sơ đồ hình tia. - Mạng kín có ưu điểm là độ tin cậy cung cấp cao, khả năng vận hành lưới linh hoạt, tổn thất ở chế độ bình thường thấp. Tuy nhiên nhược điểm của mạng kín là bố trí bảo vệ rơle và tự động hoá phức tạp, khi xảy ra sự cố tổn thất lưới cao, nhất là ở nguồn có chiều dài dây cấp điện lớn. Dựa vào ưu nhược điểm đã phân tích ở trên ta chọn phương án 4 và phương án 6 để tính toán tiếp. III. Chọn điện áp định mức cho lưới điện Lựa chọn cấp điện áp định mức cho mạng điện là nhiệm vụ rất quan trọng, vì trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến các chi phí kinh tế, kỹ thuật của mạng điện. Để chọn được cấp điện áp hợp lý phải thỏa mãn các yêu cầu sau: - Phải đáp ứng được yêu cầu mở rộng phụ tải sau này. - Đảm bảo tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải. - Khi điện áp càng cao thì tổn thất công suất càng bé, sử dụng ít kim loại màu (I nhỏ). Nhưng điện áp càng tăng cao thì chi phí xây dựng mạng điện càng lớn và giá thành thiết bị càng tăng. Vì vậy phải chọn điện áp định mức như thế nào cho phù hợp về kinh tế và kĩ thuật. Chọn điện áp tối ưu theo công thức : Ui = 4,34. Pli 16 + - đối với lộ đơn. Ui = 4,34. 16 2 P li + - đối với lộ kép. Ui - điện áp đường dây thứ i (kV). li - khoảng cách từ nguồn đến phụ tải thứ i ( km). Pi - công suất lớn nhất trên đường dây thứ i (MW). 10 [...]... 20 Đồ án môn lưới điện Dũng Lê Minh Sự cố đứt đoạn 5-6 ∆U = 30.7, 01 + 18,59.16, 49 = 4,70( kV) 110 ∆U = 30.4,81 + 18,59.11,31 = 3,22(kV) 110 ⇒ ∆U = 13,18(kV) ⇒ ∆U% = 13,18 100 = 11,98% 110 Từ kết quả tính toán ở trên ta có : ∆U% =∆U% = 6,36% < 10% ∆U% = ∆U% = 11,98% < 20% Vậy phương án 4 thoả mãn các tiêu chuẩn kĩ thuật 21 Đồ án môn lưới điện Dũng Lê Minh PHẦN B: TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN 6 I Tính toán... tác dụng và công suất phản kháng trên đường dây thứ i (MW, MVAr) Ri, Xi là điện trở tác dụng và điện kháng của đường dây thứ i( Ω ) 12 Đồ án môn lưới điện Dũng Lê Minh CHƯƠNG II TÍNH TOÁN KINH TẾ KĨ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU PHẦN A: TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN 4 I Tính toán phân bố công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp I.1.Tính toán phân bố công suất sơ bộ Sơ đồ nối dây của phương án 4 : Sự phân bố công suất... 700đ/1kWh 28 Đồ án môn lưới điện Dũng Lê Minh Giá dây dẫn: Loại dây AC-70 AC95 AC120 AC150 AC185 AC240 AC300 Giá (106 đ/ km) 208 283 354 403 441 500 600 Ta đi tính toán cụ thể cho 2 phương án trên : I Tính toán cho phương án 4 Nhánh N-1 ∆PN 1 = 152 + 9,32 14, 76 = 0,38 ( MW ) 1102 Nhánh N-2 ∆PN 2 = 402 + 20, 092 6, 75 = 1,12 ( MW ) 1102 Nhánh N3 252 + 12, 492 ∆PN 3 = 12, 24 = 0,79 ( MW ) 1102 Nhánh N-4... sơ đồ hệ thống hai thanh góp là việc song song.Khi vận hành một thanh góp vận hành còn một thanh góp dự trữ Sơ đồ hệ thống 2 thanh góp Sơ đồ các trạm nguồn Đối với các trạm cuối ta có 2 trường hợp: - Phụ tải loại III : Ta dùng sơ đồ bộ đường dây-máy biến áp MC1 ĐD MBA MC2 Sơ đồ bộ đường dây máy biến áp 34 Đồ án môn lưới điện Dũng Lê Minh - Phụ tải loại I,II :ta dùng sơ đồ cầu Sơ đồ cầu trong Sơ đồ. .. khác phương án đó là phương án đơn giản cả về sơ đồ nối dây cũng như về bố trí thiết bị bảo vệ rơle,máy biến áp, máy cắt…các phụ tải không liên quan đến nhau,nên khi có sự cố ở một phụ tải sẽ không ảnh hưởng đến các phụ tải khác => Vậy ta chọn phương án 6 là phương án tối ưu 31 Đồ án môn lưới điện Dũng Lê Minh CHƯƠNG III TÍNH TOÁN LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP BỐ TRÍ KHÍ CỤ VÀ THIẾT BỊ TRÊN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH... Đồ án môn lưới điện Dũng Lê Minh Sự cố đứt dây N-6 602 + 37,182 3 10 = 370,48 (A) 3.110 Dây AC-185 có I = 510 ( A ) ⇒ K.I = 0,88.510 = 448,8 > I ( t/m ) I= I= 302 + 18,592 3 10 = 185,24 (A) 3.110 Dây AC-70 có I = 265 (A) ⇒ K.I = 0,88.265 = 233,2 > I Sự cố đứt dây 5-6 : 302 + 18,592 3 10 = 185,24 I= 3.110 Dây AC-185 có I = 510 ( A ) ⇒ K.I = 0,88.510 = 448,8 > I (t/m) 18 Đồ án môn lưới điện Dũng Lê Minh. .. tải của đồ án đều có khoảng cách l < 70 km nên ta chọn sơ đồ cầu trong, ngoài theo Sgh a- Phụ tải 1,3,4 Là phụ tải loại III nên ta dùng sơ đồ bộ đường dây-máy biến áp b- Phụ tải 2 Là phụ tải loại II nên ta dùng sơ đồ cầu Sgh2 = SđmB2 2.∆P0 2.42 = 40 = 27,71 (MVA) ∆PN 175 Spt min= 31,33 > Sgh2 ⇒ ta chọn sơ đồ cầu trong c- Phụ tải 5 Là phụ tải loại II nên ta dùng sơ đồ cầu 35 Đồ án môn lưới điện Dũng Sgh5=... chuẩn kĩ thuật 27 Đồ án môn lưới điện Dũng Lê Minh PHẦN C : TÍNH TOÁN TỔN THẤT CÔNG SUẤT, TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ HÀM CHI PHÍ Khi tính toán, thiết kế mạng lưới điện cần phải đảm bảo yêu cầu về kinh tế và kĩ thuật.Mặc dù trên thực tế hai yêu cầu kinh tế và kĩ thuật thường mâu thuẫn nhau, một lưới điện có chỉ tiêu kĩ thuật tốt, nhưng vốn đầu tư và chi phí vận hành lại cao Ngược lại, lưới điện có vốn đầu... 8,86 6,08 Đồ án môn lưới điện Dũng Lê Minh III Tính tổn thất điện áp lúc bình thường và khi sự cố nguy hiểm nhất Nhánh N-1 ∆U=∆U = 15.14, 76 + 9,3.19, 23 = 3,64(kV) 110 ∆U% = ∆U = 100 = 3,31% Nhánh N-2 ∆U = 40.6, 75 + 20, 09.10, 75 = 4,42(kV) 110 ∆U = 2 ∆U = 2.4,42 = 8,84(kV) ∆U = 100 = 4,02% ∆U = 100 = 8,04% Nhánh N-3 ∆U = ∆U = 25.12, 24 + 12, 49.24, 49 = 5,56(kV) 110 ∆U% = ∆U% = 100 = 5,05% Nhánh N-4... ∆U% = 100 = 6,36% Nhánh N-5 ∆U = ∆U = 30.6,80 + 18,59.8,86 = 3,35 (kV) 110 ∆U = ∆U = 2.3,35 = 6,70 ∆U% = 100 = 3,05% ∆U% = 100 = 6,10% 26 Đồ án môn lưới điện Dũng Lê Minh Nhánh N-6 ∆U = 30.4, 67 + 18,59.6, 08 = 2,30 (kV) 110 ∆U = 2.∆U = 2.2,30 = 4,60 ∆U% = 100 = 2,09% ∆U% = 100 = 4,18% Từ kết quả tính toán ở trên ta có : ∆U% =∆U% = 6,36% < 10% ∆U%= ∆U% = 7,00% < 20% Vậy phương án 6 thoả mãn các tiêu . Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng 1 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng MỤC LỤC 2 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng LỜI MỞ ĐẦU Điện năng. 0,85 6 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng II. Vạch các phương án nối dây Phương án 1 Phương án 2 7 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng Phương án 3 Phương án 4 8 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng Phương. tận tình hướng dẫn em hoàn thành bản đồ án này. Hà Nội, ngày 5 tháng 3 năm 2012. SINH VIÊN Lê Minh Dũng 3 Đồ án môn lưới điện Lê Minh Dũng THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC GỒM MỘT NGUỒN ĐIỆN