THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN GỒM 2 NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VÀ 9 PHỤ TẢI: 1. Nhà máy nhiệt điện 1 bao gồm 4 tổ máy với công suất đặt là: P1 = 450 = 200 MW ; Hệ số công suất định mức: cosđm = 0,8. 2. Nhà máy nhiệt điện 2 bao gồm 4 tổ máy với công suất đặt là: P2 = 463 = 252 MW ; Hệ số công suất định mức: cosđm = 0,8. 3. Trong 9 phụ tải có: 8 phụ tải loại I và 1 phụ tải loại 3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Lời nói đầu Điện nguồn lượng đặc biƯt quan träng rÊt cÇn thiÕt cho mäi qc gia giới Tại Việt Nam, việc phát triển nguồn lượng trọng để bắt kịp với tốc độ phát triển kinh tế xà hội đất nước thời kỳ công nghiệp hoá đại hóa Trong hệ thống điện nước ta nay, trình phát triển phụ tải ngày nhanh nên việc quy hoạch, thiết kế phát triển mạng điện vấn đề quan tâm ngành điện nói riêng nước nói chung Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, với kiến thức đà học trường Đại học Bách khoa Hà Nội, em đà nhận đề tài tốt nghiệp : Thiết kế mạng điện khu vực Trong trình làm đồ án vừa qua, với cố gắng nỗ lực thân, với giúp đỡ thầy cô giáo môn Hệ Thống Điện đặc biệt thành đồ án tốt nghiệp Trong trình thiết kế vốn kiến thức hạn chế bên cạnh vốn kinh nghiệm thực tế tích luỹ ỏi, nên đồ án khó tránh khỏi khiếm khuyết em mong nhận xét, góp ý thầy cô giáo để thiết kế kiến thức thân em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Điện trường Đại học Bách khoa Hà Nội, thầy cô môn Hệ Thống Điện đà tận tình giúp đỡ bảo em năm học vừa qua Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo Là Minh Khánh, người đà trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà Nội, tháng năm Sinh viên thực hiƯn Ngun Anh Tn Ngun Anh Tn HT§2-§HBK-HN eBook for You bảo tận tình thầy giáo hướng dẫn Là Minh Khánh, em đà hoàn Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Chương I phân tích đặc điểm nguồn phụ tải I Các số liệu nguồn cung cấp phụ tải Nguồn điện Nguồn điện cung cấp cho mạng điện khu vực nhà máy nhiệt điện: Nhà máy nhiệt điện bao gồm tổ máy với công suất đặt là: P1 = 4ì50 = 200 MW ; Hệ số công suất định mức: cosđm = 0.8 Nhà máy nhiệt điện bao gồm tổ máy với công suất đặt là: P2 = 4ì63 = 252 MW ; Hệ số công suất định mức: cosđm = 0.8 Phụ tải Trong hệ thống điện có phụ tải có đặc điểm cho bảng sau: Bảng 1.1 Số liệu phụ tải Phụ tải cực đại (MW) Hệ số công suất Mức đảm bảo cung cấp điện Yêu cầu điều chỉnh điện áp (*) U danh định lưới điện thứ cấp Các hộ tiêu thụ 35 36 30 43 32 40 38 26 30 0.86 0.87 0.85 0.88 0.89 0.90 0.88 0.84 0.83 I I I I I I I III I kt kt kt kt kt kt kt t kt 10 10 10 10 10 10 10 10 10 (*) t : yêu cầu điều chỉnh điện áp bình thường kt : yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Phụ tải cực tiểu 50% phụ tải cực đại Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000h Sơ đồ mặt nguồn điện phụ tải Các nguồn điện phụ tải điện bố trí theo sơ đồ mặt b»ng nh sau: Ngun Anh Tn HT§2-§HBK-HN eBook for You Các số liệu Đồ án tốt nghiệp 62.01 Pt2 46.81 07 75 76 7 Pt5 Pt3 76.63 62.50 59.4 97.4 Pt4 48.97 NMNĐ2 72.86 NMNĐ1 85.8 73 Pt9 42 Pt7 77 Pt8 10 11 12 13 14 15 16 II Ph©n tích nguồn phụ tải: Nguồn điện Mạng điện thiết kế gồm hai nhà máy nhiệt điện (NMNĐ), nhiên liệu NMNĐ than đá, dầu khí đốt Hiệu suất nhà máy tương đối thấp (khoảng 30 ữ 40%) Đồng thời công suất tự dùng NMNĐ thường chiếm khoảng ữ 15% công suất đặt, tuỳ theo loại NMNĐ Công suất phát kinh tế máy phát NĐ (80 ữ 90%)Pđm Khi thiết kế chọn : Pkt = 85%Pđm Phụ Tải Ngun Anh Tn HT§2-§HBK-HN eBook for You 90.5 67 74.07 Pt6 63.27 41.9 72 43 78 16 15 14 13 12 11 10 Pt1 Thiết kế mạng điện khu vực Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Mạng điện khu vực mà ta cần thiết kế gồm có phụ tải với tổng công suất tác dụng lớn là: P max = 310 MW, tổng công suất tác dụng cực tiểu là: P = 155 MW Theo đánh giá sơ nguồn điện nhà máy đủ cung cấp cho tất phụ tải, nhà máy điện nối liên lạc qua trạm trung gian để hỗ trợ có cố xảy Các phụ tải 1,2,3,4,5,6,7,9 có mức độ đảm bảo cung cấp điện cao (loại I), nên cung cấp đường dây kép mạch vòng để đảm bảo cung cấp điện liên tục Phụ tải có mức độ đảm bảo cung cấp điện loại III nên cung cấp điện đường dây mạch Có phụ tải 1,2,3,4,5,6,7,9 có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp thường * Các phụ tải 1,2,6,7 gần nhà máy nhiệt điện 1, nên phương án nối dây * Các phụ tải lại gần nhà máy nhiệt điện 2, nên phương án nối dây chủ yếu nhà máy cung cấp Dựa vào bảng 1.1, sau tính toán ta bảng số liệu sau: Bảng1.2 Bảng số liệu phụ tải Hộ tiêu Smax=Pmax+jQmax Smax Smin=Pmin+jQmin Smin thụ MVA MVA MVA MVA 35 + j 20.77 40.70 17.5 + j 10.38 20.35 36 + j 20.40 41.38 18 + j 10.20 20.69 30 + j 18.59 35.29 15 + j 9.30 17.65 43 + j 23.21 48.86 21.5 + j 11.60 24.43 32 + j 16.39 35.96 16 + j 8.20 17.98 40 + j 19.37 44.44 20 + j 9.69 22.22 38 + j 20.51 43.18 19 + j 10.26 21.59 26 + j 16.79 30.95 13 + j 8.40 15.48 30 + j 20.16 36.14 15 + j 10.08 18.07 Tæng 325 + j 185.06 374.36 162.5 + j 92.53 187.18 Chương II : Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN eBook for You nhà máy cung cấp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Cân sơ công suất dự kiến phương thức vận hành nhà máy điện I Cân công suất nhà máy điện: Để hệ thống điện làm việc ổn định đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải nguồn điện phải đảm bảo cung cấp đủ công suất tác dung P công suất phản kháng Q cho hộ tiêu thụ tổn thất công suất phần tử hệ thống Nếu cân công suất tác dụng phản kháng phát với công suất tác dụng phản kháng tiêu thụ bị phá vỡ tiêu chất lượng điện bị giảm, dẫn đến giảm chất lượng sản phẩm dẫn đến ổn định làm tan rà hệ thống Mục đích phần tính toán xem nguồn phát có đáp ứng đủ công suât tác dụng phản kháng cho phụ đảm bảo cung cấp điện chất lượng điện tức đảm bảo tần số điện áp ổn định giới hạn cho phép Cân công suất tác dụng Công suất tác dụng phụ tải liên quan với tần số dòng điện xoay chiều Tần số hệ thống thay đổi cân công suất tác dụng hệ thống bị phá vỡ Giảm công suất tác dụng phát dẫn đến giảm tân số ngược lại, tăng công suất tác dụng phát dẫn đến tăng tần số Cân băng công suất tác dụng có tính chất toàn hệ thống, tần số nơi hệ thống điện Vì thời điểm chế độ xác lập hệ thống điện, nhà máy điện hệ thống điện cần phải phát công suất công suất hộ tiêu thụ, kể tổn thất công suất hệ thống Cân sơ công suất tác dụng thực chế độ phụ tải cực đại hệ thống Phương trình công suất tác dụng biểu diễn biểu thøc sau: ΣPF = ΣPtt = mΣPpt max + Σ∆Pm® + Ptd +Pdt Trong đó: Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN eBook for You tải không? Từ định phương thức vận hành cho nhà máy, lưới điện nhằm Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực PF : Tổng công suất tác dụng nhà máy điện phát Ptt : Tổng công suất tác dụng tiêu thụ mạng điện Ppt max : Tổng công suất tác dụng phụ tải chế độ cực đại Pmđ : Tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện Ptd : Tổng công suất tác dụng tự dùng nhà máy điện Pdt : Tổng công suất tác dụng dự trữ mạng điện m : Là hệ số đồng thời xuất phụ tải cực đại (m=1) Tổng công suất tác dụng phát nhà máy: PF = PNĐ1 + PNĐ2 = 200 + 252 = 452 MW Tổng công suất tác dụng phụ tải chế độ cực đại : Ppt max =P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 + P7 + P8 + P9 = 35 + 33 + 30 + 43 + 37 + 40 + 38 + 26 + 30 =310 MW Tæng tæn thÊt công suất tác dụng mạng điện tính sơ lấy gần 10% tổng công suất tác dụng phụ tải cực đại : Pmđ = 10%Ppt max = 0.1ì310 = 31 MW Tổng công suất tác dụng tự dùng nhà máy điện lấy 10% tổng công suất đặt nhà máy : Ptd = 10%PFmax = 0.1ì200 + 0.1ì252 = 45.2 MW Tổng công suất tác dụng trữ mạng điện: Pdt = PF (Pptmax + Pmđ + ΣPtd) = 452 – (310 + 31 + 45.2) = 65.8 MW Tổng công suất trữ mạng điện Pdt = 65.8 MW lớn công suất tổ máy phát lớn 63 MW Kết luân: Nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho phụ tải chế độ cực đại cố ngừng tổ máy phát có công suất lớn mạng điện Cân công suất phản kháng: Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN eBook for You Ppt max =Pi Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Sản xuất tiêu thụ điện dòng điện xoay chiều, đòi hỏi cân điện sản xuất điện tiêu thụ thời điểm Sự cân đòi hỏi công suất tác dụng, mà công suất phản kháng Sự cân công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Phá cân công suất phản kháng dẫn đến thay đổi điện áp mạch điện Nếu công suất phản kháng phát lớn công suất phản kháng tiêu thụ điện áp mạng tăng, ngược lại thiếu công suất phản kháng điện áp mạng giảm Khác với công suất tác dụng, cân công suất phản kháng vừa có tính chất hệ thống, vừa có tính chất địa phương, có nghĩa chỗ hệ thống đủ chỗ khác hệ thống lại thiếu công suất phản kháng Vì để đảm bảo chất lượng cần thiết điện áp hộ tiêu thụ Sự cân công suất phản kháng biểu diễn biểu thøc sau: ΣQF = ΣQtt = mΣQpt max + Σ∆Qba + Σ∆QL - ΣQc + ΣQdt + ΣQtd Trong ®ã: QF : Tổng công suất phản kháng nhà máy điện phát Qtt : Tổng công suất phản kháng tiêu thụ mạng điện Qptmax : Tổng công suất phản kháng phụ tải chế độ cực đại Qba : Tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp QL : Tổng tổn thất công suất phản kháng cảm kháng đường dây mạng điện Qc : Tổng công suất phản kháng điện dung đường dây sinh ra, tính sơ bé lÊy Σ∆QL = ΣQc − ΣQdt : Tỉng c«ng suất phản kháng trữ mạng điện Qtd : Tổng công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện m : Là hệ số đồng thời xuất phụ tải cực đại (m=1) Tổng công suất phản kháng phát nhà máy điện: Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN eBook for You mạng điện, cần tiến hành cân sơ công suất phản kháng Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng ®iƯn khu vùc ΣQF = ΣPF×tgϕF ( v× cosϕF = 0.8 tgF = 0.75 ) Nhà máy nhiệt điện 1: PF1 = 200 MW Nhà máy nhiệt điện 2: PF2 = 252 MW ΣQF = ΣPF×tgϕF = (200 + 252)ì0.75 = 339 MVar Công suất phản kháng phơ t¶i: Phơ t¶i Tæng Pmax (MW) 35 36 30 43 32 40 38 26 30 310 Cosϕ 0.86 0.87 0.85 0.88 0.89 0.9 0.88 0.84 0.83 Qmax(MVAr) 20.77 20.40 18.59 23.21 16.39 19.37 20.51 16.79 20.16 176.20 Tỉng c«ng st tất phụ tải chế độ cực ®¹i cđa hƯ thèng ΣQpt max = ΣQi = 176.2 MVAr Tổng tổn thất công suất phản kháng m¸y biÕn ¸p lÊy b»ng 15% Σ∆Qba = 15%ΣQpt max = 15ì176.2 = 26.43 MVAr Tổng công suất phản kháng trữ mạng điện, tính sơ lấy công suất phản kháng tổ máy phát lớn Qdt = 63ì0.75 = 47.25 MVAr Tổng công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện: Qtd = Ptdìtgtd Các động tự dùng nhà máy ®iƯn cã cosϕtd = 0.7 ÷ 0.8 Chän cosϕtd = 0.7 tgtd = 0.88 Do đó: Qtd = 45.2ì0.88 = 39.78 MVAr Do tổng công suất phản kháng tiêu thụ mạng điện: Qtt = mQpt max + Σ∆Qba + ΣQdt + ΣQtd =1×176.2 + 26.43 + 47.25 + 39.78 =289.66 < QF =339 MVAr Kết luân: Công suất phản kháng nguồn phát đáp ứng lượng công suất phản kháng tiêu thụ mạng điện Vì không cần bù công suất phản kháng mạng điện thiết kế II Dự kiến phương thức vận hành cho hai nhà máy Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN eBook for You tổng công suất phản kháng phụ tải chế độ cực đại: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Trường hợp phụ tải cực đại: Pptmax = 310 MW Nhà máy nhiệt điện với tổ máy có công suất lớn Pđm = 63 MW chọn nhà máy điện cân công suất Còn nhà máy nhiệt điện cho phát công suất kinh tế ( 85%Pđm) Tính công suất phát sơ nhà máy điện Công suất đặt nhà máy 1: Pđm1 = 4ì50 = 200 MW Công suất phát kinh tế nhà máy 1: Pkt1 = 0.85ì200 = 170 MW Công suất tự dùng nhà máy 1: Ptd1 = 0.1ì 200 = 20 MW Công suất phát lên lưới nhà m¸y 1: PFL1 = 170 – 20 = 150 MW ΣPttmax = mΣPpt max + Σ∆Pm® = 310 + 31 = 341 MW Do công suất phát lên lưới nhà máy 2: PFL2 = 341 - 150 = 191 MW Công suất đặt nhà máy là: Pđm2 = 4ì63 = 252 MW Công suât phát nhà máy : PF2 = 191 + 25.2 = 216.2 MW Vậy nhà máy nhiệt điện vận hành tổ máy với công suất đặt tổ máy là: Pđm2 = 252 MW phát với 86% công suất đặt Trường hợp phụ tải cực tiĨu: ΣPptmin = 50%ΣPptmax = 0.5×310 = 155 MW Khi phụ tải cực tiểu ta cho tổ máy nhà máy ngừng vận hành, vận hành tổ máy ( vận hành với 85% công suất đặt) Công suất đặt nhà máy 1: Pđm1 = 2ì50 = 100 MW Công suất phát kinh tế nhà máy 1: Pkt1 = 0.85ì100 = 85 MW Công suất tự dùng nhà máy 1: Ptd1 = 0.1ì 100 = 10 MW Công suất phát lên lưới nhà máy 1: PFL1 = 85 – 10 = 75 MW ΣPttmin = ΣPttmin + Σ∆Pm® = 155 + 15.5 = 170.5 MW Do công suất phát lên lưới nhà m¸y 2: PFL2 = 170.5 - 75 = 95.5 MW Công suất đặt tổ máy nhà máy là: Pđm2 = 2ì63 = 126 MW Công suất tự dùng nhà máy 2: Ptd2 = 0.1ì126 = 12.6 MW Công suât phát nhà máy : PF2 = 95.5 + 12.6 = 108.1 MW NguyÔn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN eBook for You Công suất tự dùng nhà máy 2: Ptd2 = 0.1ì252 = 25.2 MW Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Vậy nhà máy nhiệt điện vận hành tổ máy với công suất đặt tổ máy là: Pđm2 = 126 MW phát với 86% công suất đặt Trường hợp cố: Sự cố hỏng tổ máy phát điện: - Khi hỏng tổ máy phát 50 MW nhà máy nhiệt điện - Khi háng mét tỉ m¸y ph¸t 63 MW cđa nhà máy nhiệt điện Ta cần tìm phương thức vận hành hợp lý cho nhà máy trường hợp cố 3.1 Trường hợp cố tổ máy phát 50 MW nhà máy điện 1: Cho nhà máy phát với công suất định mức tổ máy lại: PF1 = 3ì50 =150 MW Công suất phát lên lưới nhà máy 1: PFL1 = 150 15 = 135 MW ΣPttmax = mΣPpt max + Σ∆Pm® = 310 + 31 = 341 MW Do công suất phát lên lưới nhà máy 2: PFL2 = 341 - 135 = 206 MW Công suất đặt nhà máy là: Pđm2 = 4ì63 = 252 MW Công suất tự dùng nhà máy 2: Ptd2 = 0.1ì252 = 25.2 MW Công suât phát nhà máy : PF2 = 206 + 25.2 = 231.2 MW Vậy nhà máy nhiệt điện vận hành tổ máy với công suất đặt tổ máy là: Pđm2 = 252 MW phát với 92% công suất đặt 3.2 Trường hợp cố tổ máy phát 63 MW nhà máy điện 2: Cho nhà máy phát 100% công suất: PF1 = 100%ì200 =200 MW Công suất tự dùng nhà máy 1: Ptd1 = 0.1ì 200 = 20 MW Công suất phát lên lưới nhà m¸y 1: PFL1 = 200 – 20 = 180 MW ΣPttmax = mΣPpt max + Σ∆Pm® = 310 + 31 = 341 MW Do công suất phát lên lưới nhà máy 2: PFL2 = 341 - 180 = 161 MW Công suất đặt tổ máy nhà máy là: Pđm2 = 3ì63 = 189 MW Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN 10 eBook for You Công suất tự dùng nhà máy 1: Ptd1 = 0.1ì 150 = 15 MW Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực 3.3.3 Đường dây liên lạc NĐ1-6-4-NĐ2: Sơ đồ nguyên lý thay đường dây : NĐ2 NĐ1 2xAC-150 41.98 km 43.72 km 48.97 km TPDH-32000/110 2xAC-70 TPDH-32000/110 2xAC-70 NĐ S4 = 43 + j 23.21 (MVA) ' ' '' SNĐ1-6 S6-4 S6-4 jQcdNĐ1-6 jQccNĐ1-6 jQcd6-4 Sc6 Z6-4 '' S6-4 ' ''' '' ZNĐ2-4 SNĐ2-4 SNĐ2-4 ' '' S6-4 jQcc6-4 Sc4 jQccNĐ2-4 SNĐ2-4 SNĐ2-4 jQcdNĐ2-4 NĐ S06 Sb6 S04 eBook for You ' ' SNĐ1-6 SNĐ1-6 ZNĐ1-6 S'NĐ1-6 S6 = 40 + j 19.37 (MVA) Sb4 Zb6 Zb4 S6 = 20 + j 9.69 (MVA) S4 = 21.5 + j 11.6 (MVA) Điện áp góp cao áp trạm biến áp có giá trị: ' PNĐ2-4 ì R NĐ2-4 + Q 'NĐ2-4 ì X N§2-4 U4 = Ucs - ∆UN§2-4= Ucs U cs = 121 - 25.982 × 5.14 + 5.014 × 10.19 = 119.47 kV 121 Điện áp góp hạ ¸p cđa tr¹m biÕn ¸p qui vỊ cao ¸p b»ng: U4q = U4 - ∆Ub4=U4 = 119.47 - Pb4 × R b4 + Q b4 × X b4 U4 43.185 × 0.935 + 27.502 × 21.75 = 114.13 kV 119.47 Điện áp góp cao áp trạm biến áp có giá trị: '' P64 ì R 64 + Q '' −4 × X 6−4 U6 = U4 + U4 Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN 153 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực 17.562 ì 10.06 + 20.552 × 9.62 = 122.61 kV 119.47 = 119.47 + Điện áp góp hạ áp trạm biến áp qui cao áp bằng: U6q = U6 - ∆Ub6=U6 - Pb6 × R b6 + Q b6 × X b6 U6 40.153 × 0.935 + 22.92 × 21.75 = 118.24 kV 122.61 = 122.61 - Điện áp góp cao áp NMNĐ bằng: UNĐ1 = U6 + '' PNĐ1-6 ì R NĐ1-6 + Q '' NĐ1-6 ì X NĐ1-6 U6 = 122.61 + 58.433 × 9.66 + 41.898 × 9.24 = 130.37 kV 122.61 Sơ đồ nguyên lý thay ®êng d©y : NĐ TPDH-32000/110 2xAC-95 S1=35+ j20.77 (MVA) 97.40 km SNĐ1-1 ' SNĐ1-1 ZNĐ1-1 '' SNĐ1-1 Sc1 Sb1 Zb1 S1=35+ j20.77 (MVA) j Q cdN1-1 j Q ccN1-1 S0 Điện áp góp cao áp trạm biến áp có giá trị: ' PNĐ1-1 ì R NĐ1-1 + Q 'NĐ1-1 × X N§1-1 U1 = UN§1 - ∆UN§1-1 = UN§1 U NĐ1 = 130.37 - 37.435 ì 16.07 + 24.014 ì 20.89 = 121.91 kV 130.37 Điện áp góp hạ áp trạm biến áp qui cao ¸p b»ng: U1q = U1 - ∆Ub1 = U1 - Pb1 × R b1 + Q b1 × X b1 U1 Ngun Anh Tn HT§2-§HBK-HN 154 eBook for You 3.3.4 Đường dây NĐ1-1: Đồ án tốt nghiệp = 121.91 - Thiết kế mạng điện khu vực 35.128 ì 0.935 + 23.747 ì 21.75 = 117.4 kV 121.91 3.3.5 Đường dây NĐ1-2, NĐ1-7 : Tính toán tương tự đường dây NĐ1-1 Kết tính điện áp góp hạ áp trạm đà quy ®iƯn ¸p cao chÕ ®é sau sù cè cho bảng sau: Bảng 8.3 Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp trạm chế độ sau cố ( kV) Sư cè TBA1 TBA2 TBA3 TBA5 TBA7 96.26 102.10 101.89 102.20 100.91 TBA8 TBA9 _ 103.33 Ngừng mạch đường d©y kÐp 50 MW cđa 101.69 104.23 109.40 109.82 103.64 101.24 109.77 NMNĐ1 Hỏng tổ máy 63 MW 117.40 119.65 109.40 109.82 119.13 101.24 109.77 NMN§2 S cè TBA4 TBA6 N§1-6 111.33 111.77 4-6 111.53 112.11 N§2-4 106.9 107.76 Hỏng tổ máy 50 MW NMNĐ1 109.90 108.52 Hỏng tổ máy 63 MW NMNĐ2 114.13 118.24 Ta nhận thấy rằng: tổn thất điện áp góp hạ ¸p qui vỊ cao ¸p cđa c¸c tr¹m trêng hợp ngừng mạch đường dây kép có giá trị lớn Do ta lấy điện áp trường hợp để chọn đầu điều chỉnh cho máy biến áp chế độ sau cố Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN 155 eBook for You Hỏng tổ máy Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực II Điều chỉnh điện áp mạng điện Trong trình vận hành hệ thống điện, để đảm bảo giá trị độ lệch điện áp phù hợp với chế độ vận hành hệ thống thỏa mÃn yêu cầu hộ tiêu thụ ta phải điều chỉnh điện áp mạng điện Có nhiều biện pháp để điều chỉnh điện áp mạng điện thay đổi điện áp vận hành máy phát, sử dụng đầu phân áp máy biến áp thường, máy biến áp điều chỉnh điện áp tải, đặt thiết bị bù phụ tải Nhưng việc định dùng biện pháp tuỳ thuộc vào mức độ điều chỉnh điện áp phụ tải (cao hay thấp) phụ thuộc tình trạng vận hành mạng điện Với phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp thường đa số trường hợp cần sử dụng đầu phân áp máy biến áp thường thoả mÃn Với phụ tải yêu cầu ®iỊu chØnh ®iƯn ¸p kh¸c thêng, ta sÏ dïng m¸y Phương pháp chung lựa chọn đầu phân áp cho máy biến áp: Đối với trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường, độ lệch điện áp góp hạ áp trạm quy định sau: - Chế độ phụ tải cực đại : Umax % + 2.5% - Chế độ phụ tải cực tiểu : ∆Umin % ≤ + 7.5% - ChÕ ®é sau sù cè : ∆Usc % ≥ - 2.5% §èi víi trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, độ lệch điện áp góp hạ áp trạm quy định sau: - Chế độ phụ tải cực đại : Umax % = +5 % - Chế ®é phơ t¶i cùc tiĨu : ∆Umin % = % - ChÕ ®é sau sù cè : ∆Usc % = ữ +5 % Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm xác định theo công thức sau: Uyc = Uđm + U%ìUđm Trong Uđm điện áp định mức mạng điện hạ áp Đối với mạng điện thiết kế có Uđm = 10 kV Ngun Anh Tn HT§2-§HBK-HN 156 eBook for You biến áp điều chỉnh điện áp tải để điều chỉnh Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Giá trị điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm theo yêu cầu điều chỉnh điện áp thường: Uyc max = 10 + 2.5%ì10 = 10.25 kV Uyc = 10 + 7.5%×10 = 10.75 kV Uyc sc = 10 - 2.5%×10 = 9.75 kV Giá trị điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm theo yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường: Uyc max = 10 + 5%ì10 = 10.5 kV Uyc = 10 + 0%×10 = 10 kV Uyc sc = 10 + 5%×10 = 10.5 kV KÕt tính điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy đổi phía điện áp cao chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu, sau cố cho Bảng 8.6 Chế độ điện áp góp hạ áp quy phía cao áp Trạm biến áp Uqmax, kV 108.09 110.5 109.4 111.67 109.82 112.49 109.94 101.24 109.77 Uqmin, kV 115.36 116.35 109.5 Uqsc, kV 113 96.26 102.1 101.89 106.9 109.74 114.1 116.06 106.03 109.62 102.2 107.76 100.91 - 103.33 Víi c¸c phụ tải sử dụng MBA thường có phạm vi điều chỉnh: 2ì2.5 %Ucđm với Ucđm = 115 kV, Uhđm = 11 kV Như vậy, MBA thường có đầu phân áp tiêu chuẩn ứng với nấc sau: Bảng 8.4 Thông số điều chỉnh MBA thường Thứ tự đầu điều chỉnh +2 +1 -1 -2 điện ¸p bæ sung (%) +5 + 2.5 - 2.5 -5 điện áp bổ sung ( kV ) + 5.75 + 2.88 - 5.75 - 2.88 NguyÔn Anh TuÊn HTĐ2-ĐHBK-HN điện áp đầuđiềuchỉnh (kV) 120.75 117.88 115 112.12 109.25 157 eBook for You bảng sau: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Với phụ tải sử dụng MBA điều chỉnh điện áp tải có phạm vi điều chỉnh: 9ì21.78 %Ucđm với Ucđm = 115 kV, Uh®m = 11 kV Nh vËy, MBA ®iỊu chỉnh điện áp tải có đầu phân áp tiêu chuẩn ứng với nấc sau: Thứ tự ®Çu ®iỊu chØnh +9 +8 +7 +6 +5 +4 +3 +2 +1 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 Điện áp bổ sung Điện áp bổ sung Điện áp đầu điềuchỉnh (%) ( kV ) (kV) +16.02 +18.45 133.45 +14.24 +16.40 131.40 +12.46 +14.35 129.35 +10.68 +12.30 127.3 +8.9 +10.25 125.25 +7.12 +8.2 123.2 +5.34 +6.15 121.15 +3.56 +4.1 119.1 +1.78 +2.05 117.05 0 115 -1.78 -2.05 112.95 -3.56 -4.1 110.9 -5.34 -6.15 108.85 -7.12 -8.2 106.8 -8.9 -10.25 104.75 -10.68 -12.30 102.7 -12.46 -14.35 100.75 -14.24 -16.40 98.6 -16.02 -18.45 96.55 Sư dơng MBA ®iỊu chỉnh tải cho phép thay đổi đầu điều chỉnh mà không cần cắt MBA khỏi mạng điện Do ta cần chọn đầu điều chỉnh MBA riêng cho chế độ phụ tải cực đại,cực tiểu sau cố Chọn đầu điều chỉnh MBA trạm: 2.1 Chọn đầu phân áp cho trạm biến áp 8: Phụ tải yêu cầu điều chỉnh thường nên ta sử dụng máy biến áp thường Tính đầu điều chỉnh máy biến áp phụ tải cực đại cực tiểu: Uđc max = U q max ì U hđm U yc max = 101.24 × 11 = 108.65 kV 10.25 Ngun Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN 158 eBook for You Bảng 8.5 Thông số ®iỊu chØnh cđa MBA cã ®iỊu chØnh díi t¶i Đồ án tốt nghiệp Uđc = Thiết kế mạng ®iƯn khu vùc U q × U h®m 106.03 × 11 = 108.49 kV 10.75 = U yc Tính đầu điều chỉnh chung cho hai chế độ phụ tải cực đại cực tiểu: Uđc tb = U ®cmax + U ®cmin 108.65 + 108.49 = = 108.57 kV 2 Dựa vào bảng 8.4 ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = - 2, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là: Upatc = 109.25 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm chế độ: U q max × U h®m U patc ∆Umax % = U®c = = U t max − U ®m 10.19 − 10 × 100 = × 100 = 1.9 % < 2.5% U đm 10 U q ì U hđm 106.03 × 11 = 10.68 kV 109.25 = U patc ∆Umin % = 101.24 × 11 = 10.19 kV 109.25 U t U đm 10.68 10 ì 100 = × 100 = 6.8 % < 7.5% U đm 10 Như đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đà chọn đạt yêu cầu, phải chọn máy biến áp điều chỉnh điện áp tải Chọn đầu phân ¸p cho tr¹m biÕn ¸p chän m¸y biÕn áp điều chỉnh tải: * Chế độ phụ tải cực đại: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA xác định theo công thức: Uđc max = U q max ì U hđm U yc max = 101.24 ì 11 = 106.06 kV 10.5 Dựa vào bảng 8.5 ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = - 4, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là: Utc max = 106.8 kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: Ut max = U q max ì U hđm U tc max = 101.24 × 11 = 10.43 kV 106.8 Ngun Anh TuÊn HT§2-§HBK-HN 159 eBook for You Ut max = §å án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Độ lệch điện áp góp hạ áp bằng: Umax % = U t max − U ®m 10.43 − 10 × 100 = × 100 = 4.3 % U đm 10 Như đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đà chọn phù hợp * Chế độ cực tiểu: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA xác định theo công thức: U q ì U hđm Uđc = 106.03 ì 11 = 116.63 kV 10 = U yc Dựa vào bảng 8.5 ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 1, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là: Utc sc = 117.05 kV Điện áp thực góp hạ ¸p cã gi¸ trÞ: Ut = U q × U h®m U tc 106.03 × 11 = 9.96 kV 117.05 = ∆Umin % = eBook for You Độ lệch điện áp góp hạ áp bằng: U t U đm 9.96 10 ì 100 = ì 100 = 0.4 % U đm 10 Như đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đà chọn phù hợp 2.2 Chọn đầu phân áp cho trạm biến áp 1: * Chế độ phụ tải cực đại: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA xác định theo công thức: Uđc max = U q max × U h®m U yc max = 108.09 × 11 = 113.24 kV 10.5 Dựa vào bảng 8.5 ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -1, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là: Utc max = 112.95 kV Điện áp thực góp hạ ¸p cã gi¸ trÞ: Ut max = U q max × U h®m U tc max = 108.09 × 11 = 10.53 kV 112.95 Ngun Anh Tn HT§2-§HBK-HN 160 §å án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Độ lệch điện áp góp hạ áp bằng: Umax % = U t max − U ®m 10.53 − 10 × 100 = × 100 = 5.3 % U đm 10 Như đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đà chọn phù hợp * Chế độ cực tiểu: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA xác định theo công thức: Uđc = U q × U h®m U yc = 115.36 × 11 = 126.9 kV 10 Dựa vào bảng 8.5 ta chọn n = 6, Utc = 127.3 kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: Ut = U q ì U hđm = U tc 115.36 ì 11 = 9.97 kV 127.3 Độ lệch điện áp góp hạ áp bằng: U t U đm 9.97 10 ì 100 = ì 100 = 0.3 % U đm 10 eBook for You Umin % = Như đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đà chọn phù hợp * Chế độ sau cố: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA xác định theo công thức: Uđc sc = U qsc ì U hđm U y csc = 96.26 ì 11 = 100.84 kV 10.5 Dựa vào bảng 8.5 ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = - 6, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là: Utc sc = 102.7 kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: Ut sc = U qsc ì U hđm U t csc = 96.26 ì 11 = 10.31 kV 102.7 Độ lệch điện áp góp hạ áp bằng: Usc % = U tsc U đm 10.31 10 ì 100 = ì 100 = 3.1 % U đm 10 Như đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đà chọn phù hợp Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN 161 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực 2.3 Chọn đầu phân áp cho trạm biến áp lại: Chọn đầu điều chỉnh trạm biến áp lại tiến hành tương tự trạm biến áp Các kết tính toán điều chỉnh điện áp mạng điện cho bảng sau: Bảng 8.6 Thông số đường dây mạng điện Umax Umin Usc Utc Utc sc Ut max Ut Ut sc kV kV kV kV kV kV % % % 112.95 127.3 100.75 10.53 9.97 10.51 5.3 - 0.3 3.1 115 127.3 106.8 10.57 10.05 10.52 5.7 0.5 3.2 115 121.15 106.8 10.46 9.94 10.49 4.6 - 0.6 4.9 117.05 125.25 112.95 10.49 9.92 10.41 4.9 - 0.8 4.1 9.96 10.53 5.0 - 0.4 3.3 117.05 125.25 112.95 10.57 10.02 10.49 5.7 0.2 4.9 5.2 0.3 3.9 115 121.15 115 127.3 106.8 117.05 115 106.8 10.50 104.75 10.52 10.03 10.60 - 10.43 9.96 - 4.3 - 0.4 - 121.15 108.85 10.50 9.95 10.44 5.0 - 0.5 4.4 Ngun Anh Tn HT§2-§HBK-HN 162 eBook for You Utc max TBA Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Chương IX tính tiêu kinh tế-kỹ thuật mạng điện I Vốn đầu tư xây dựng mạng điện Tổng vốn đầu tư xây dựng xác định theo công thức : K = K ® + Kt Trong ®ã : - K® : Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây - K t : Tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp chương V đà tính tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây có giá trị: Kđ = 304.363ì109 đồng Vốn đầu tư cho trạm hạ áp tăng áp xác định theo bảng sau: 25 32 63 80 Giá thành, 106 đ/trạm 19000 22000 35000 43000 eBook for You Công suất định mức, MVA Vốn đầu tư cho trạm hạ áp bằng: Kth = 3ì1.8ì19000ì106 + 5ì1.8ì22000ì106 + 1ì22000ì106 = 322.6ì109 đồng Đối với trạm tăng áp nhà máy điện, vốn đầu tư bằng: Ktt = 4ì35000ì106 + 4ì43000ì106 = 312ì109 đồng Như tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp có giá trị: Kt = Kth + Ktt = 322.6ì109 + 312ì109 = 634.6ì109 đồng Do tổng vốn đầu tư để xây dựng mạng điện bằng: K = Kđ + Kt = 304.363ì109 +634.6ì109 = 938.963ì109 đồng II Tổn thất công suất tác dụng mạng điện Tổn thất công suất tác dụng mạng điện bao gồm có tổn thất công suất đường dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN 163 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Theo kết tính toán bảng7.1 chương VII, ta có tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây bằng: Pd = 14.516 MW Và tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây máy biến áp có giá trị: Pb = 1.293 MW Tổng tổn thất công suất lõi thép máy biến áp xác định theo công thức sau: P0 =Pi0 = 5×2×0.035 + 0.035 + 3×2×0.029 = 0.559 MW Nh vËy tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện b»ng: ∆P = ∆Pd + ∆Pb +∆P0 = 14.516 + 1.293 + 0.559 = 16.368 MW Tỉn thÊt c«ng st tác dụng mạng điện tính theo phần trăm(%) bằng: 16.368 ∆P × 100 = 5.28 % × 100 = 310 ΣPmax eBook for You ∆P% = III Tæn thÊt điện mạng điện Tổn thất điện mạng điện xác định theo công thức sau: A = ( Pd + Pb )ì + P0ìt Trong đó: - Pd : Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây - Pb : Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây MBA - P0 : Tổng tổn thất công suất tác dơng lâi thÐp cđa c¸c MBA -τ : Thêi gian tỉn thÊt c«ng st lín nhÊt, τ = 3411 h -t : Thời gian máy biến áp làm việc năm, t = 8760 h Do tổng tổn thất điện mạng điện bằng: A = (14.516 + 1.293)ì3411 + 0.559ì8760 = 58821.339 MW.h Tổng điện mà hộ tiêu thụ nhận năm b»ng: A = ∑ Pmax Tmax = 310×5000 = 1550ì103 MW.h Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN 164 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm (%) bằng: ∆A% = ∆A 58821.339 × 100 = × 100 = 3.8% A 1550 ì 103 IV Tính chi phí giá thành Chi phí vận hành hàng năm: Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện xác định theo công thức: Y = avhdìKđ + avht ×Kt + ∆c Trong ®ã: - avhd : HƯ sè vận hành đường dây ( avhd = 0.04) - avht : Hệ số vận hành thiết bị trạm máy biến áp ( avht = 0.1) - c : Giá thành kW.h điện tổn thất (c = 500 ®ång/kW.h) eBook for You Nh vËy: Y = 0.04ì304.363ì109 + 0.1ì634.6ì109 + 58821.339ì103ì500 = 105.045ì109 đồng Chi phí tính toán hàng năm: Chi phí tính toán hàng năm mạng điện xác định theo công thức: = at c ìK + Y Trong atc hệ số định mức hiệu vốn đầu t ( atc = 0.125) Do ®ã chi phÝ tÝnh toán bằng: Z = 0.125ì938.963ì109 + 105.045ì109 = 222.417ì109 đồng Giá thành truyền tải điện năng: Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức: Y 105.045 ì 109 = = = 67.77 đồng/ KW.h A 1550 ì 106 Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN 165 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải chế độ cực đại: Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải chế độ cực đại xác định theo biểu thức: Ko = 938.963 ì 109 K = = 3.03ì109 (đồng/ MW) 310 Pmax Kết tính tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp bảng sau: Bảng9.1 Các tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện thiết kế STT Các tiêu Đơn vị Giá trị Tổng công suất phụ tải cực đại MW 310 Tổng chiều dài đường dây km 684.08 Tổng công suất MBA hạ áp MVA 502 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 109 đồng 938.963 Tổng vốn đầu tư đường dây 109 đồng 304.363 Tổng vốn đầu tư trạm biến áp 634.6 Tổng điện phụ tải tiêu thụ 109 đồng MWh 2.26ì106 Umax bt % 9.31 ∆Umax sc % 16.47 10 Tæng tæn thÊt c«ng st ∆P MW 16.368 11 Tỉng tỉn thÊt c«ng suất P % 5.28 12 Tổng tổn thất điện A MWh 58821.339 13 Tổng tổn thất điện A % 3.8 14 Chi phí vận hành hàng năm 109 đồng 105.045 15 Chi phí tính toán hàng năm 222.417 16 Giá thành truyền tải điện 109 đồng đồng/kW.h 109đồng/MW 3.03 17 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại Nguyễn Anh Tuấn HTĐ2-ĐHBK-HN 67.77 166 eBook for You Thiết kế mạng điện khu vực eBook for You Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Anh TuÊn HT§2-§HBK-HN 167 ... 16. 39 52. 9 + j 28 N? ?2- 9 63 .27 63 .27 + j 36 .95 134. 42 9- 8 42. 77 26 + j 16. 79 92 . 96 4-6 43. 72 9. 9 + j 4. 79 61.70 Nguyễn Anh Tuấn HT? ?2- ĐHBK-HN Uđm (kV) 110 1 29 .86 39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện. .. 16.07 20 . 89 2. 58 AC -95 0.33 0. 4 29 2. 65 11 .96 15.54 1. 92 41 .98 AC-70 0.46 0.44 2. 58 9. 66 9 .24 1.08 N§1-7 74.07 AC -95 0.33 0. 4 29 2. 65 12. 22 15. 89 1 .96 N? ?2- 3 75.07 AC -95 0.33 0. 4 29 2. 65 12. 39 16.10... 74.07 AC -95 0.33 0. 4 29 2. 65 12. 22 15. 89 1 .96 N? ?2- 3 75.07 AC -95 0.33 0. 4 29 2. 65 12. 39 16.10 1 .99 N? ?2- 4 48 .97 AC-150 76.63 AC -95 0 .21 0.416 2. 74 5.14 10. 19 1.34 0.33 0. 4 29 2. 65 12. 64 16.44 2. 03 90 .50