thiết kế lưới điện cho mạng điện khu vực

Đồ án môn học mạng l-ới điện DHBKHN Mục luc Mục luc 1 Phần mở đầu 2 Chơng I: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện 4 I. Cân bằng công suất tiêu dùng 4 II. Cân bằng công suất phản kháng 5 Chơng II: Lựa Chọn Các Phơng án Nối Dây Của Mạng Điện Và So Sánh Các Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật 7 A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế 7 B. Tính toán cụ thể cho từng phơng án 10 I. Phơng án I: 10 1. Điện áp ĐM mạng điện 10 2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng 11 3. Tính tổn thấp điện áp 13 II. phơng án II: 14 1. Điện áp định mức của mạch điện 14 2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra đk phát nóng 15 3. Tính tổn thất điện áp 15 III. Phơng án III: 16 1. Sơ đồ nối dây: 16 2. Điện áp định mức của mạng điện 16 3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng 16 4. Tính tổn thất điện áp 17 IV. Phơng án IV 18 1. Sơ đồ nối dây: 18 2. Điện áp định mức của mạng điện 18 3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng 18 4. Tính tổn thất điện áp 19 V. Phơng án V 20 1. Sơ đồ nối dây: 20 2. Chọn điện áp định mức cho mạng 20 3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng 21 4. Tổn thất điện áp 22 VI. Tổng kết các phơng án 23 Chơng III. So Sánh Các Phơng án Đã Chọn Về Mặt Kinh Tế 23 I. Tính toán cụ thể từng phơng án đã chọn 24 Đồ án môn học mạng l-ới điện DHBKHN 1. Phơng án 1. 24 2. Phơng án 2. 25 3. Phơng án 3 25 4. Phơng án 4. 26 II. Tổng kết và lựa chọn phơng án tối u 26 I. Số lợng MBA 27 II. chọn công suất MBA. 27 III. Sơ đồ nối dây các trạm và mạng điện 29 IV. Sơ đồ nối dây chi tiết: 30 Chơng V. tính toán các trạng thái vận hành của lới điện 31 I. chế độ phụ tải cực đại 31 II. chế độ phụ tải cực tiểu 35 III. chế độ sự cố 38 Chơng VI. Lựa chọn phơng pháp điều chỉnh điện áp 40 I. phụ tải I 40 II. Các phụ tải còn lại: tính toán tơng tự kết qủa cho ở bảng sau 42 Chơng VII. Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của mạng điện 43 I. Tính vốn đầu t xây dựng mạng điện 43 II. Tổng tổn thất điện năng của mạng điện 43 III. Tính chi phí và giá thành tải điện 44 Đồ án môn học mạng l-ới điện DHBKHN Phần mở đầu Trong sự nghiệp Công Nghiệp Hoá và Hiện Đại Hoá đất nớc, điện năng đóng vai trò chủ đạo và quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó đợc sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân vì điện năng là nguồn năng lợng có thể dễ dàng chuyển hoá thành các dạng năng lợng khác. Chính vì vậy trớc khi xây dựng một hệ thống một khu công nghiệp hoặc một khu dân c ngời ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện, nhu cầu về điện không ngừng tăng trong giai đoạn trớc mắt và còn trong phải dự trù cho phát triển trong tơng lai gần. Đồ án môn học Mạng Lới Điện là một bớc thực dợc quan trọng cho sinh viên nghành Hệ Thống Điện bớc đầu làm quen với những ứng dụng thực tế. Đây là một đề tài hết sức quan trọng cho một kĩ s điện trong tơng lai có thể vận dụng nhằm đa ra đợc những phơng án tối u nhất. Trong đồ án thiết kế môn học Mạng Lới Điện em đã sử dụng các tài liệu sau: 1. Giáo trình Mạng Lới Điện của tác giả Nguyễn Văn Đạm 2. Giáo trình Thiết Kế Các Mạng Và Hệ Thống Điện của tác giả Nguyễn Văn Đạm. 3. Giáo trình Nhà Máy Điện Và Trạm Biến áp của đồng tác giả Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch, Lã Văn út, Phạm Văn Hoà. Nội dung đề án gồm những phần sau: Chơng I : Cân bằng công suất trong hệ thống Chơng II : Dự kiến các phơng án và so sánh về mặt kĩ thuật Chơng III : So sánh các phơng án về mặt kinh tế Chơng IV : Chọn số lợng, công suất MBA và sơ đồ nối dây Chơng V : Tính chính xác trạng thái vận hành của LĐ Chơng VI : Lựa chọn phơng thức điều chỉnh điện áp Chơng VII: Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong thầy cô trong bộ môn góp ý để bản đồ án của đợc hoàn thiện hơn. Trong quá trình làm đồ án em đợc sự chỉ bảo nhiết tình của thầy cô trong bộ môn đặc biệt là cô giáo Đặng Diệu Hơng đã trực tiếp hớng dẫn em trên lớp. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô trong khoa và cô Đặng Diệu Hơng đã hớng dẫn cho em hoàn thành đồ án này. Đồ án môn học mạng l-ới điện DHBKHN Chơng I: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện Quá trình sản suất, truyền tải và tiêu thụ điện năng trong HTĐ đợc tiến hành đồng thời do điện năng không thể tích luỹ đợc. Tại một thời điểm luôn có sự cân bằng giữa điện năng sản suất và điện năng tiêu thụ, có nghĩa là tại mỗi thời điểm cần phải có sự cân bằng giữa công suất tiêu thụ và pk phát ra với công suất tiêu dùng và pk tiêu thụ. Nếu sự cân bằng trên bị phá vỡ thì các chỉ tiêu chất lợng điện năng bị giảm dẫn tới mất ổn định hoặc làm tan rã hệ thống. Do vậy phải kiểm tra sự cân bằng công suất trong MĐ trớc khi bắt đầu TK một mạng lới. I II I. . . . Cân bằng công suất tiêu dùng Cân bằng công suất tiêu dùngCân bằng công suất tiêu dùng Cân bằng công suất tiêu dùng Giả sử nguồn điện cung cấp đủ công suất tiêu dùng cho các phụ tải, do đó sự cân bằng công suất điện biểu diễn bằng biểu thức sau: F P = YC P Trong đó: F P : Công suất tiêu dùng phát ra của nguồn YC P : Tổng công suất tiêu dùng yêu cầu của hệ thống Mà: YC P = m Pt P + P mđ + td P + dt P m : Là hệ số đồng thời ( ở đây lấy m = 1) Pt P : Tổng công suất tiêu dùng trong chế độ phụ tải cực đại Pt P = P 1 + P 2 +P 3 + P 4 + P 5 + P 6 = 30 + 32 +28 +24 +30 +32 = 176 (MW) P mđ : Tổng tt công suất điện năng trong mạng điện (tính theo số % của phụ tải cực đại) P mđ = 5% Pt P = 176 . 5% - 8,8 (MW) td P , dt P : Tổng công suất tự dùng và công suất dự trữ của mạng. ở đây: dt P = td P = 0 Vì F P coi nh lấy từ thanh cái cao áp. Đồ án môn học mạng l-ới điện DHBKHN Vậy: F P = YC P = 176 +8,8 = 184,8 (MW) II IIII II. Cân bằng công suất phản kháng . Cân bằng công suất phản kháng. Cân bằng công suất phản kháng . Cân bằng công suất phản kháng Cân bằng công suất tác dụng, trớc tiên cần thiết để giữ đợc tần số bình thờng trong hệ thống, còn để giữ điện áp bình thờng cần phải có sự cân bằng công suất phản kháng. Sự thiếu hụt công suất phản kháng làm cho U giảm. Mặt khác sự thay đổi U dẫn đến thay đổi f. Sự cân bằng công suất phản kháng trong HTĐ đợc biểu diễn bằng công thức sau: F Q = YC Q Trong công suất phản kháng do nguồn phát ra F Q = tg F . F P (cos F = 0,85 tg F = 0,6197) Vậy F Q = 184,8 . 0,6197 = 114,52 (MVAR) YC Q = m maxi Q + BA Q + L Q +Q tđ - Q C + dt Q Trong đó: m = 1 ( là hệ số đồng thời) maxi Q = Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ cực đại. maxi Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6 Từ số liệu đã cho ta tính đợc các công suất phản kháng của các hệ phụ tải bằng công thức Q i = P i .Tg i Theo đề Cos i = 0,85 Tg i = 0,6197 Sau khi tính toán ta thu đợc bảng sau: Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6 P i (MW) 30 32 24 28 30 32 Q i (MVAR) 18,591 19,83 14,875 17,352 18,591 19,83 Vậy : maxi Q = 109.067 Giả sử tổng tổn thất công suất phản kháng của các đờng dây bằng công suất phản kháng do đờng dẫn của đ d sinh ra. L Q = C Q Vì ta có từ thanh cái cao áp của trạm BA tăng của NMĐ nên td Q = dt Q = 0 BA Q : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm hạ áp đợc tính theo công thức: Đồ án môn học mạng l-ới điện DHBKHN BA Q =15% maxi Q = 109,067 . 15% = 16,36 (MVAR) Vậy YC Q = 109,067 +16,36 = 125,427 (MVAR) So sánh F Q với YC Q ta thấy: F Q < YC Q Do đó chúng ta phải tiến hành bù sơ bộ Q b = YC Q - F Q = 125,427- 114,52 =10,907(MVAR) Ta phải tiến hành bù u tiên cho những hộ ở xa, cos thấp hơn và bù đến cos = 0,9. Còn thừa lại ta bù cho các hộ ở gần Bảng tính khoảng cách từ nguồn đến các tải phụ: Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6 L (Km) 50 77,11 80,62 58,31 63,24 50,09 Công thức tính Q bi: Q bi = P i (tg 1 - tg 2 ) = Q i - P i tg 2 1 , 2 : Các pha trớc và sau khi bù Cos 2 = 0,9 tg 2 =0,484 Phụ tải 2 : Q b2 = Q 2 P 2 tg 2 =19,83-32.0,484 =4,342(MVAR) Phụ tải 3 : Q b3 = Q 3 P 3 tg 3 =14,873-28.0,484 =1,321(MVAR) Phụ tải 5: Q b5 = Q 5 P 5 tg 5 =18,591-30.0,484=4,071(MVAR) Phụ tải 4: Q b4 = Q b ( Q b2 + Q b3 +Q b5 ) =10,907-(1,321+ 4,342+4,071) =1,173 (MVAR) Đối với phụ tải 4 : Q b4 =Q 4 P 4 tg 2 Nên tg 2 = 4 44 P QQ b = 28 173,1352,17 =0,578 Do đó Cos 2 = 2 2 1 1 tg+ = 2 578,01 1 + = 0,866 Vậy phụ tải 4 có cos =0,866 Đồ án môn học mạng l-ới điện DHBKHN Trớc khi bù Sau khi bù P Q Cos P Q b Cos Phụ tải 1 30 18,591 0,85 30 0 0,85 Phụ tải 2 32 19,83 0,85 32 4,342 0,9 Phụ tải 3 28 14,873 0,85 28 1,321 0,9 Phụ tải 4 24 17,352 0,85 24 1,173 0,866 Phụ tải 5 30 18,591 0,85 30 4,071 0,9 Phụ tải 6 32 19,83 0,85 32 0 0,85 Chơng II: Lựa Chọn Các Phơng án Nối Dây Của Mạng Điện Và So Sánh Các Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật A. A. A. A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kếDự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế Theo yêu cầu là mức đảm bảo cung cấp điện cho các hộ loại 1: Mà hộ loại 1 là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu nh ngừng cung cấp điện có thể gây ra nguy hiểm đến tính mạng và sức khoẻ con ngời, gây thiệt hại nhiều về kinh tế, h hỏng về thiết bị làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn các quá trình công nghệ phức tạp ( VD: Các lò luyện kim loại, thông gió trong hầm lò và trong các nhà máy sản xuất hoá chất độc hại) - Khi CCĐ cho các phụ tải thì yêu cầu đối với mạng điện là: + Độ tin cậy CCĐ cho các phụ tải phải cao + Phải đảm bảo chất lợng điện năng +Về kinh tế: Giá thành phải hạ, tổn thất điện năng phải nhỏ + An toàn đối với ngời và thiết bị + Linh hoạt trong vận hành và phải có khả năng phát triển trong tơng lai, phù hơp với sự phát triển của KHCN trong tơng lai. - Vì các hộ loại 1 có tính chất quan trọng nh vậy nên phải đợc CCĐ liên tục không đợc mất điện. Khi chọn các phơng án ta phải chọn sao cho các phụ tải đợc cung cấp từ hai nguồn độc lập. Dựa vào các vị trí địa lí và yêu cầu ta lựa chọn 5 phơng án nối dây nh sau: §å ¸n m«n häc m¹ng l-íi ®iÖn DHBKHN Ph−¬ng ¸n 1: N 1 2 3 4 5 6 Ph−¬ng ¸n 2: N 1 2 3 4 6 5 §å ¸n m«n häc m¹ng l-íi ®iÖn DHBKHN Ph−¬ng ¸n 3: N 1 2 3 4 6 5 Ph−¬ng ¸n 4: N 1 2 3 4 5 6 Đồ án môn học mạng l-ới điện DHBKHN Phơng án 5: N 1 2 3 4 5 6 B. B.B. B. Tính toán cụ thể cho từng phơng án Tính toán cụ thể cho từng phơng án Tính toán cụ thể cho từng phơng án Tính toán cụ thể cho từng phơng án I. Phơng án I I. Phơng án II. Phơng án I I. Phơng án I: :: : N 1 2 3 4 5 6 1. Điện áp ĐM mạng điện Việc lựa chọn điện áp cho MĐ có thể ảnh hởng rất lớn đến các chỉ tiêu kĩ thuật và kinh tế của MĐ. Nếu chọn điện áp mạng điện nhỏ thì gây tổn thất điện nguồn lớn. Do đó điện áp định mức phải đợc lựa chọn sao cho hợp lí nhất. Điện áp định mức phụ thuộc vào cstd và khoảng cách truyền tải Điện áp định mức của hệ thống đợc tính theo công thức kinh nghiệm sau: U=4,34 * Pl *16+ [...]... lới điện Trong quá trình thiết kế mạng lới điện , để đảm bảo an toàn cho hệ thống và các yêu cầu kĩ thuật Cần phải tính toán xác định sự phân bỗ các dòng công suât, tổn thất công suất,tổn thất điện năng và tổn thất điện áp của mạng điện trong các chế độ vận hành Tính chế độ vận hành có thể biết đợc điện áp tại từng nút của phụ tải từ đó xem xét cách giải quyết cho phù hợp nhằm đảm bảo chất lợng điện. .. năng cho các phụ tải đồng thời kiểm tra chính xác sự cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện, nếu thiếu hụt cần tiến hành bù cỡng bức I chế độ phụ tải cực đại ở chế độ này phải vận hành cả hai MBA trong trạm Điện áp định mức tren thanh cái cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực đại bằng 110% điện áp định mức của mạng điện UN = 110%.Uđm = 110%.110 = 121 (KV) DHBKHN Đồ án môn học mạng l-ới điện. .. 3,35 2,70 Với mạng điện có điện áp danh định mức là 110KV có thể bỏ qua tp ngang của điện áp giáng, tổn thất điện áp trên đờng dây thứ i đợc tính nh sau: UI% = P R + Q X i i U i 2 i 100 dm Trong đó: P : Tổng cs truyền trên đơng dây thứ i Q : Tổng cspk truyền trên đờng dây thứ i i i Ri : Điện trở t/đ của đoạn dây thứ i Xi : Điện dẫn pk của đoạn dây i Yêu cầu về tổn thất điện áp: Tổn thất điện áp lúc... Dòng điện cho phép lớn nhất ( Phụ thuộc vào bản chất và tiết diện dây dẫn) Cụ thể đối với đoạn N-1: IN-1 MAX = 30 2 + 18,5912 2 3.110 103 = 92,6 (A) Tiết diện kinh tế của dây dẫn: FN-1 = 92,6 =84,18 (mm2) 1,1 Chọn tiết diện gần N-1 nhất: FN-1TC = 95 (mm2) Tiết diện đã chọn >70mm2 vì vậy thoả mãn điều kiện không xuất hiện vầng quan do điện áp định mức của mạng điện là 110KV Dòng điện lớn nhất cho phép... 0,76 Vậy 5 là điểm phân chia cs trong mạng lớn DHBKHN Đồ án môn học mạng l-ới điện Từ kết quả tính đợc diện áp đoạn mạch của mạng nh sau: Đoạn N-1 L(Km) 50 P(MW) 30 Q(MVAR) 18,591 99,9 U (KV) đm N-2 72,11 32 19,83 104,89 N-3 80,62 28 14,873 99,78 N-4 58,31 24,08 18,112 91,47 4-5 42,43 0,08 0,76 101,04 N-5 63,24 29,92 17,831 101,04 N-6 50,99 32 19,83 102,98 Chọn điện áp định mức cuả MĐ là 110KV 3 Lựa... có tổn thất điện áp nhỏ hơn và chi phí hai phơng án lệch nhau không quá 5% nên ta chọn phơng án I Chơng IV: Chọn số lợng công suất MBA và sơ đồ nối dây MBA là thiết bị rất quan trọng trong HTĐ Tổng cs các MBA rất lớn vì vậy vốn đầu t cho MBA cũng rất nhiều, việc lựa chọn MBA phải đảm bảo giá thành rẻ nhất mà vẫn an toàn CCĐ cho các hộ tiêu thụ I Số lợng MBA Vì yêu cầu của điện áp là CCĐ cho họ loại... các trạm và mạng điện 1 Trạm nguồn: Trạm nguồn là trạm biến áp lớn và rất quan trọng của hệ thống( là trạm tăng áp từ Umf lên Uđm của mạng điện) Để đảm bảo độ tin cậy CSĐ cho hệ thống và cho các phụ tải ta chọn sơ đồ nối điện sd hệ thống 2 thanh góc có máy cắt liên lạc: 2 Mạng cuối: Để đảm bảo đến kinh tê mà không đảm bảo đến kỹ thuật khi vận hành trong hệ thống, ở trạm cuối sẽ sử dụng sơ đồ cầu đơn giản... chọn tiết diện dây dẫn Trong những tính toán đơn giản đv mạng điện khu vực, tiết diện dây dẫn thờng đợc lựa chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện JKT Dự kiến dùng dây AC trên không, đặt trên các đỉnh tam giác đều có khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là: Dtb = 5m Với tg sử dụng công suất cực đại Tmax= 5000(h) thì mật độ kinh tế của dòng điện là: Jkt=1,1(A/mm2) Tiết diện kinh tế cuả dây dẫn... H điện áp lớn nhất ở chế độ bình thờng là: UMAXbt% = 6,47 Tổn thất điện áp lớn nhất khi có sự cố là: UMAXSC% = 12,94 II phơng án II: II: 1 2 3 N 4 5 6 1 Điện áp định mức của mạch điện Tính toán tơng tự nh phơng án 1 ta có bảng sau: Đoạn L(Km) P(MW) Q(MVAR) Uđm(KV) DHBKHN N-1 50 30 18,591 99,9 N-2 72,11 60 34,703 139,43 2-3 36,05 28 14,873 95,48 N-4 58,31 24 17,352 91,27 Đồ án môn học mạng l-ới điện. .. MBA trong trạm Zb1= 1,87 + j 43,5 =0,935+j21,75( ) 2 *XĐ các dòng công suất Coi điện áp các nút gần đúng bằng điện áp danh địch của mạng điện ( trừ nút nguồn) Uđm=110(KV) Tổn thất cs trong các cd của MBA Soi=2( P0 + jQ0 ) = 2(0,035+j0,24)=0,07+j0,48 (MVA) Tổn thất cs trong các cd của MBA DHBKHN Đồ án môn học mạng l-ới điện S12 30 2 + 18,5912 Zb1= (0,935+j0,48) 2 U dm 110 2 Sb1= Sb1=0,0935+j2,175(MVA) . Của Mạng Điện Và So Sánh Các Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật A. A. A. A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kếDự kiến các phơng án của mạng điện. Trong đồ án thiết kế môn học Mạng Lới Điện em đã sử dụng các tài liệu sau: 1. Giáo trình Mạng Lới Điện của tác giả Nguyễn Văn Đạm 2. Giáo trình Thiết Kế Các Mạng Và Hệ Thống Điện của tác. Của Mạng Điện Và So Sánh Các Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật 7 A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế 7 B. Tính toán cụ thể cho từng phơng án 10 I. Phơng án I: 10 1. Điện áp ĐM mạng điện