THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN

1) Cân bằng công suất trong mạng điện. Xác định dung lượng bù công suất kháng. 2) Đề ra phương án nối dây của mạng điện và chọn các phương án thỏa nãm kỹ thuật. 3) So sánh kinh tế chọn phương án hợp lý. 4) Xác định số lượng công suất MBA của trạm phân phối. Sơ đồ nối dây của trạm. Sơ đồ nối dây của mạng điện.

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: Khoa Điện – Điện tử THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN Sinh viên : Lớp : Người hướng dẫn : Ngày nhận đề: Ngày hoàn thành: 19/11/2009 A. Đề tài : Thiết kế mạng điện 22kv B. Số liệ ban đầu: 1. Nguồn và phụ tải. Phụ tải 1 2 3 4 P max (MW) 16 18 20 22 cosφ 0.8 0.75 0.8 0.75 P min ( % , P max ) 40% T max (giờ/ năm) 5000 Yêu cầu cung cấp điện LT LT LT LT Điện áp định mức phía thứ cấp trạm phân phối 22KV Yêu cầu điều chỉnh điện áp phía thứ cấp 5% - Giá tiền 1KWh điện năng tổn thất 0.05$ - Giá tiền 1KWh thết bị bù 5$ - Tiền MBA 6$/kva 2. Sơ đồ vị trí nguồn và phụ tải (xem hình) C. Nhiệm vụ thiết kế. 1) Cân bằng công suất trong mạng điện. Xác định dung lượng bù công suất kháng. 2) Đề ra phương án nối dây của mạng điện và chọn các phương án thỏa nãm kỹ thuật. 3) So sánh kinh tế chọn phương án hợp lý. 4) Xác định số lượng công suất MBA của trạm phân phối. Sơ đồ nối dây của trạm. Sơ đồ nối dây của mạng điện. 5) Xác định dung lượng bù kinh tế và giảm tộn thất điện năng. 6) Tính toán cân bằng công suất trong mạng điện. Xác định và phân phối thiết bị bù cưỡng bức. 7) Tính toán các tình trạng làm việc của mạng điện lúc phụ tải cực đại, cực tiểu và sự cố. 8) Điều chỉnh diện áp : Chọn đầu phân áp của MBA. 9) Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thết kế. 10) Các bản vẽ A3: sơ đồ nối dây các phương án, sơ đồ nguyên lý của mạng điện thiết kế, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. 11) VỊ TRÍ NGUỒN VÀ PHỤ TẢI SVTH: Page 1 Nguồn điện - Đủ cung cấp cho phụ tải với cosφ = 0.80 - Điện áp thanh cái cao áp - 1.05 U đm lúc phụ tải cực đại - 1.02 U đm lúc phụ tải cực tiểu - 1.05 U đm lúc sự cố THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: : 10km Người hướng dẫn Sinh viên thực hiện. SVTH: Page 2 Thông qua khoa Ngày tháng năm 2009 Chủ nhiệm khoa THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: Tọa độ điểm 1: x = 2, y = 2 Tọa độ điểm: x = 3, y = -2 Tọa độ điểm 3: x = -2, y = -2 Tọa độ điểm 4: x = -3, y = 2 Công suất ngắn mạch tại thanh cái N nguồn 110 kv : 800000 MVA Chiều dài từ N-1: = 31.113 km Chiều dài từ N-2: = 39.661 km Chiều dài từ 1-2: = 45.354 km Chiều dài từ N-3: = 31.113 km Chiều dài từ N-4: = 39.661 km Chiều dài từ 3-4: = 45.354 km Khu vực 1: tải 1,2 Khu vực 2: tải 3,4 Phụ tải 1: P = 16MW Hệ số công suất: cosϕ = 0.8 Q = 12 MVAr Yêu cầu cung cấp điện : liên tục Phụ tải 2: P = 18 MW Hệ số công suất: cosϕ = 0.75 Q = 15.875 MVAr Yêu cầu cung cấp điện : liên tục Phụ tải 3: P = 20 MW Hệ số công suất: cosϕ = 0.8 Q = 15 MVAr Yêu cầu cung cấp điện : liên tục Phụ tải 4: P = 22MW Hệ số công suất: cosϕ = 0.75 SVTH: Page 3 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: Q = 19.402 MVAr Yêu cầu cung cấp điện : liên tục Thời gian T max = 5000 giờ/ năm Thời gian tổn hao công suất lớn nhất: To = (0.124+ T max / 10000) 2 × 8760 giờ / năm = 3410.934 Tiền điện c = 0.05 $/kwh = 50 $ / Mwh Công suất ngắn mạch tại thanh cái nguồn N : S nm = 800.00 MVA SVTH: Page 4 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: Chương 1 – CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Cân bằng công suất tác dụng: Hệ số đồng thời : m = 0.8 Tổng phụ tải: P = p + p + p +p = 16 +18 + 20 + 22 = 76MW pt 1 2 3 4 ∑ Tổn hao công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp: = 0.1* * 0.1*0.8*76 6.08P m P MW md pt ∆ = = ∑ ∑ Tổng công suất tác dụng của nhà máy điện tại thanh cái cao áp của máy biến áp tăng: * 0.8*76 6.08 66.88 F pt md P m P P MW = + ∆ = + = ∑ ∑ ∑ Cân bằng công suất phản kháng: Công suất phản kháng của phụ tải 1: *tan 16*0.5 12 1 1 1 Q P MVAr ϕ = = = Công suất phản kháng của phụ tải 2: 2 *tan 18*0.5 15.875 2 2 Q P MVAr ϕ = = = Công suất phản kháng của phụ tải 3: 3 3 3 tan 20 0.5 15Q P MVAr ϕ = × = × = Công suất phản kháng của phụ tải 4: 4 4 4 tan 22 0.5 19.402Q P MVAr ϕ = × = × = Tổng công suất phản kháng của phụ tải có xét hệ số đồng thời: 0.8 (12 15.875 15 19.402) 49.8213Q MVAr pt m = × + + + = ∑ × Công suất biểu kiến của phụ tải 1: 1 1 1 16 20 cos 0.8 P S MVA ϕ = = = Công suất biểu kiến của phụ tải 2: SVTH: Page 5 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: 2 2 2 18 24 cos 0.75 P S MVA ϕ = = = Công suất biểu kiến của phụ tải 3: 3 3 3 20 24 cos 0.8 P S MVA ϕ = = = Công suất biểu kiến của phụ tải 4: 4 4 4 22 29.333 cos 0.75 P S MVA ϕ = = = Tổng công suất biểu kiến của phụ tải: 1 2 3 4 22 24 25 29.33 49.333 pt S S S S S MVA = + + + = + + + = ∑ Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp: 0.12* 0.12*98.333 11.8 B pt Q S MVAr ∆ = = = ∑ ∑ Tổng công suất phản kháng phát lên tại thanh cái cao áp của máy biến áp tăng: * 49.8213 11.8 61.6213Q m Q Q MVAr F pt B = + ∆ = + = ∑ ∑ ∑ Hệ số công suất nguồn: cos 0.735 F ϕ = Lập bảng: STT P(MW) Q(MVAR) cosϕ S(MVA) 1 16 12 0.8 20 2 18 15.875 0.75 24 3 20 15 0.8 25 4 22 19.402 0.75 29.333 SVTH: Page 6 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: CHƯƠNG 2 – DỰ ÁN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KĨ THUẬT Lựa chọn cấp điện áp tải điện: Phụ tải 1: Khoảng cách từ nguồn N đến tải 1: 31.113 km Cấp điện áp tính toán theo công thức Still: 4.34* 0.016* 4.34* 31.113 0.016*16 73.5387 1 1 U l P KV N = + = + = Phụ tải 2: Khoảng cách từ nguồn N đến tải 2: 39.661 km Cấp điện áp tính toán theo công thức Still: 4.34* 0.016* 78.5601 2 2 U l P KV N = + = phụ tải 3: Khoảng cách từ nguồn N đến tải 3: 31.113 km Cấp điện áp tính toán theo công thức Still: 4.34* 0.016* 81.3229 3 3 U l P KV N = + = Phụ tải 4: Khoảng cách từ nguồn N đến tải 4: 39.661 km Cấp điện áp tính toán theo công thức Still: 4.34* 0.016* 85.8905 _ 4 4 U l P KV N = + = SVTH: Page 7 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: Hình 2.1: Hình 2.2 a b c SVTH: Page 8 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: Tính toán các phương án của khu vực 1: Phương án 1: Phương án đường dây kép, tia N-1 và N- 2 TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY N-1 CỦA PHƯƠNG ÁN 1: Dòng điện phụ tải 1: 2 2 2 2 3 1 1 1 ( ) *1000 16 12 *10 104.973 3*110 3 *110 P Q I A + + = = = Dòng trên 1 lộ của đường dây N-1= 104.973/2 = 52.4864 A Tiết diện kinh tế tính toán: 2 1 52.4864 47.7149 1.1 kt kt I F mm j = = = Chọn dây : AC-95 Chọn trụ kim loại 2 mạch mã hiệu PIB110_4 Hình dạng trụ xem hình 2.12 Các kích thước : a1=2 m, a2= 3.5 m, a3 = 2 m , b1= 2 m, b2 = 3.5m, b3= 2 m, h1 = 3 m, h2 = 3 m Các khoảng cách: ' '' 2 2 2 2 ( 3 1) ( 1 2) (3.5 2) (3 3) 7.2111 a a D a b h h m = + + + = + + + = ' ' 2 2 2 2 ( 2 3) 2 (3.5 2) 3 3.354 a b D a a h m = − + = − + = ' '' 2 2 2 2 ( 3 2) 2 (2 3.5) 3 6.26498 a b D a b h m = + + = + + = SVTH: Page 9 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: ' ' 2 2 2 2 ( 1 3) ( 1 2) (2 2) (3 3) 6 a c D a a h h m = − + + = − + + = ' '' 3 3 2 2 4 a c D a b m = + = + = ' '' '' ' 7.2111 a a a a D D m = = '' ' 2 2 2 2 ( 2 1) 1 (3.5 2) 3 6.26498 a b D a b h m = + + = + + = '' '' 2 2 2 2 ( 2 1) 1 (3.5 2) 3 3.3541 a b D b b h m = − + = − + = '' ' 1 1 2 2 4 a c D a b m = + = + = '' '' 2 2 2 2 ( 1 3) ( 1 2) (2 2) (3 3) 6 a c D b b h h m = − + + = − + + = ' ' ' ' 3.3541 b a a b D D m = = ' '' 2 2 2 2 ( 2 1) 1 (3.5 2) 3 6.26498 b a D a b h m = + + = + + = ' ' 2 2 2 2 ( 2 1) 1 (3.5 2) 3 3.3541 b c D a a h m = − + = − + = ' '' 2 2 2 2 ( 2 3) 2 (3.5 2) 3 6.26498 b c D a b h m = + + = + + = ' '' 2 2 3.5 3.5 7 b b D a b m = + = + = '' ' ' '' 6.26498 b a a b D D m = = '' '' '' '' 3.3541 b a a b D D m = = '' ' 2 2 2 2 ( 1 2) 1 (2 2) 3 6.26498 b c D a b h m = + + = + + = '' '' 2 2 2 2 2 ( 2 3) (3.5 2) 3 3.3541 b c D b b h m = − + = − + = '' ' ' '' 7 b b b b D D m = = ' ' ' ' 3.3541 c b b c D D m = = ' '' 2 2 2 2 ( 1 2) 1 (2 2) 3 6.26498 c b D a b h m = + + = + + = ' ' ' ' 6 c a a c D D m = = SVTH: Page 10 [...]... Dung dẫn Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha A: ' DsA = r * Da'a'' *10−3 = 8.5*7.2111*10 −3 = 0.2476m Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha B: ' DsB = r * Db'b'' *10−3 = 0.2439m Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha C: SVTH: Page 24 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: ' DsC = r * Dc'c'' *10−3 = 0.2476m Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán... thuộc pha A: ' DsA = r * Da'a'' *10−3 = 6.75* 7.2111*10 −3 = 0.2206 m SVTH: Page 20 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha B: ' DsB = r * Db'b'' *10−3 = 0.2174m Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha C: ' DsC = r * Dc'c'' *10−3 = 0.2206m Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị ' ' ' ' Ds = 3 DsA * DsB * DsC = 3 0.2206 *0.2174... sợi: 7 Hệ số k = 0.726 Bán kính tự thân: ds = r*k = 6.75*0.726= 4.9005 mm Dòng điện cho phép: Icp= 335 A Điện trở r0 = 0.33 Ω/km Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/Ds)= 0.2024(Ω/km) Dung dẫn: 7.6*10−6 b0 = = 5.7019*10−6 (1/ Ω.km) D log10 ( m ) ' Ds Điện trở toàn đường dây (lộ đơn): SVTH: Page 21 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: R = r0*l1 = 0.33*45.3542 = 14.9669 (Ω) Cảm kháng toàn đường dây (lộ... Dm _ suco *1000 18*106 *log r THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: Đường kính dây: 13.5 mm Số sợi: 7 Hệ số k = 0.726 Bán kính tự thân: ds = r*k = 13.5*0.726= 4.9005 mm Dòng điện cho phép: Icp= 335 A Điện trở r0 = 0.33 Ω/km Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/Ds)= 0.2024(Ω/km) Dung dẫn: 7.6*10−6 7.6*10−6 b0 = = = 5.7019*10−6 (1/ Ω.km) D 4.6867 log10 ( m ) log10 ' 0.2195 Ds Điện trở toàn đường dây (lộ đơn):... Dòng điện cho phép: Icp= 445 A Điện trở r0 = 0.21 Ω/km Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/Ds)= 0.1934(Ω/km) Dung dẫn: b0 = 7.6*10−6 = 5.925*10−6 (1/ Ω.km) Dm log10 ( ' ) Ds Điện trở toàn đường dây (lộ đơn): R = r0*lN-1 = 0.21*31.1127 = 6.5337 (Ω) Cảm kháng toàn đường dây (lộ kép): X = x0 * lN-1 = 0.1934*31.1127 = 6.0165(Ω) Dung dẫn toàn dường dây (lộ kép): SVTH: Page 25 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN... 0.81*335 =271.35 A 0.81*445 = 360.45 A STT 1 2 Tên đường dây 1-2 N-1 Tổn thất ∆P (MW) 0.3270 0.4741 SVTH: Page 27 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN Tổng tổn thất là: ∑ ∆P = ∆ P 1− 2 GVHD: + ∆PN −1 = 0.327 + 0.4741 = 0.8011MW PHƯƠNG ÁN 3: MẠNG VÒNG KÍN Phương án mạch vòng kín N-1-2-N Hình 2.8: Mạng điện kín Phân bố công suất theo chiều dài: Kiểm tra : Tổng chiều dài các đoạn = lN-1+ lN-2 + l1-2 =31.113 + 45.354... 108.8943mm 2 jkt 1.1 Chọn dây: AC-185 Chọn trụ 1 mạch mã hiệu PI_110_3 trang 149 sách hướng dẫn thiết kế mạng điện Hình dáng trụ xem hình pl5.5 trang 138 sách hướng dẫn thiết kế mạng điện Các kích thước: h1 = 4 m, a1 = 2.1m, b1 = 4.2 m , b2 = 2.1 m Dab = 4.51774 m Dbc = 6.3 m Dca = 5.8 m Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha của đường dây lộ kép có hoán vị Dm = 3 Dab * Dbc * Dca = 3 4.51774* 6.3*5.8... 0.0000027048*45.3542= 0.00012267(1/Ω) Kiểm tra phát nóng lúc sự cố đứt dây N-2 Mạng trở thành liên thông N-1-2 Dòng điện trên N-1: SVTH: Page 31 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN I N1 = ( P + P2 ) 2 + (Q1 + Q2 ) 2 *1000 1 3 *110 GVHD: = (16 + 18) 2 + (12 + 15.875) 2 *103 3 *110 = 230.76 A IN1 = 230.76 A < IcpN1 *0.81 = 0.81 * 515 = 417.15 A Dòng điện trên đường 1-2: I12 = 2 ( P22 + Q2 ) *1000 3*110 = 182 + 15.8752...THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: Dc'a'' = Dc'c'' = (a1 + b3) 2 + (h2 + h1) 2 = (2 + 2) 2 + (3 + 3) 2 = 7.2111m Dc''a ' = Da 'c'' = 4m Dc''a'' = Da''c'' = 6m Dc''b' = Db'c'' = 6.26498m Dc''b'' = Db''c'' = 3.3541m Dc''c' = Dc'c'' = 7.2111m Khoảng cách trung bình hình học giữa pha A và pha B: DAB = 4 Da'b' * Da'b'' * Da''b' * Da''b'' = 4.58404m Khoảng cách trung bình hình học giữa pha B... k = 0.768 Bán kính tự thân ds = r * k = 9.5*0.768 = 7.296 mm Dòng cho phép : Icp = 515 A Điện trở : r0 = 0.17 Ω/km Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/ds)= 0.4161(Ω/km) Dung dẫn: SVTH: Page 29 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: 7.6*10−6 7.6*10−6 b0 = = = 2.7521*10−6 (1/ Ω.km) D 5.48567 log10 m log10 r 9.5*10−3 Điện trở toàn đường dây ( lộ đơn): R = 0.17* 31.1127 = 5.2892 Ω Cảm kháng toàn đường dây . gian T max = 5000 giờ/ năm Thời gian tổn hao công suất lớn nhất: To = (0.124+ T max / 10000) 2 × 8760 giờ / năm = 3410.934 Tiền điện c = 0.05 $/kwh = 50 $ / Mwh Công suất ngắn mạch tại thanh. của phụ tải 2: 2 *tan 18*0.5 15.875 2 2 Q P MVAr ϕ = = = Công suất phản kháng của phụ tải 3: 3 3 3 tan 20 0.5 15Q P MVAr ϕ = × = × = Công suất phản kháng của phụ tải 4: 4 4 4 tan 22 0.5 19.402Q. máy điện tại thanh cái cao áp của máy biến áp tăng: * 0.8*76 6.08 66.88 F pt md P m P P MW = + ∆ = + = ∑ ∑ ∑ Cân bằng công suất phản kháng: Công suất phản kháng của phụ tải 1: *tan 16*0.5 12 1