ĐỒ ÁN MẪU LƯỚI ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC.ĐỒ ÁN MẪU LƯỚI ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰCĐồ án tốt nghiệp chuẩn được giáo viên hướng dẫn cụ thể , chuyên ngành hệ thống điện , đại học điện lực. Các bạn có thể tham khảo làm khung mẫu bài chuẩn cho đồ án của mình. Đồ án lưới điện đầy đủ, phần nội dung được giáo viên hướng dẫn chỉnh sửa chính xác.Hình vẽ sơ đồ có hình được vẽ bằng VISIO tiện lợi cho các bạn muốn vẽ nhanh đẹp mà không biết vẽ CAD có thể chỉnh sửa ngay.Đồ án lưới điện môn học và tốt nghiệp gần như nhau. Chỉ thêm phần thực tế. Đồ án đã được chỉnh đúng văn phong do ĐHĐL đề ra.Phần nội dung đã được chỉnh sửa sao cho đúng nhất với thực tế.Đồ án do học sinh từ những năm đại học đầu của đại học điện lực Đồ án gồm bản phần nội dung và 1 bản vẽ A3. Liên hệ với cooku113 để nhận bản vẽ full (CAD )

Trường đại học điện lực hà nội LỜI NÓI 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 Nguyễn Ngọc Trung, cùng toàn thể các thầy cô trong khoa Hệ thống Điện đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành bản đồ án. Hà Nội, ngày 01 tháng 6 năm 2010. SINH VIÊN Nguyễn Đức Nhân Nguyễn Đức Nhân 1 Trường đại học điện lực hà nội CHƯƠNG I PHÂN TÍCH SỐ LIỆU PHỤ TẢI I. Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải 1. Nguồn điện  Nguồn điện cung cấp cho mạng điện khu vực là một nguồn có công suất vô cùng lớn. Mọi sự thay đổi và biến động của phụ tải thì không làm thay đổi điện áp trên thanh góp của nguồn. 2. Phụ tải Trong hệ thống điện có 6 phụ tải có đặc điểm trong bảng sau: Phụ tải Thuộc hộ loại S max (MVA) S min (mva) ϕ Cos T max (h) H U (kV) Yêu cầu điều chỉnh điện áp 1 I 25 15 0.85 4000 22 KT 2 I 26 15,6 0.85 4000 22 KT 3 I 28 16,8 0.85 4000 22 T 4 III 30 18 0.85 4000 22 KT 5 I 35 21 0.85 4000 22 KT 6 I 40 24 0.85 4000 22 T 3. Sơ đồ mặt bằng của nguồn điện và phụ tải Các nguồn điện và phụ tải điện được bố trí theo sơ đồ mặt bằng như sau: Nguyễn Đức Nhân 2 Trường đại học điện lực hà nội Hình1.1. Sơ đồ mặt bằng của nguồn điện và phụ tải II.Phân tích phụ tải  Mạng điện mà ta cần thiết kế gồm có 6 phụ tải với tổng công suất lớn nhất là: ∑ = MAVS 184 max ,Tổng công suất cực tiểu là: ∑ = MVAS 4,110 min . • Các phụ tải 1,2,3,5,6có mức độ đảm bảo cung cấp điện cao nhất (loại I), • nên sẽ được cung cấp bởi đường dây kép hoặc mạch vòng để đảm bảo cung cấp điện được liên tục. Phụ tải 4 có mức độ đảm bảo cung cấp điện loại III nên sẽ được cung cấp bằng đường dây một mạch. • Có 4 phụ tải 1,2,4,5 có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Có độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp có yêu cầu ĐCĐA khác thường. Có 2 phụ tải 3,6 có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường. Có độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp có yêu cầu ĐCĐA thường. + Trong chế độ phụ tải lớn nhất: dU% = 5%. + Trong chế độ phụ tải nhỏ nhất: dU% = 0%. + Trong chế độ sau sự cố: dU% = 0-5% • Yêu cầu điều chỉnh điện áp thường: + Ở chế độ phụ tải Max: dU% ≥ +2,5%. + Ở chế độ phụ tải Min: dU% ≤ +7,5%. + Ở chế độ sau sự cố: dU% ≥ - 2,5%. Dựa vào bảng số liệu phụ tải, sau khi tính toán ta được bảng số liệu sau: Bảng1.1 Hộ tiêu thụ maxmaxmax jQPS += (MVA) max S (MVA) minminmin jQPS += (MVA) min S (MVA) 1 21,25 + j13,15 25 12,75 + j7,9 15 2 22,1 + j13,7 26 13,26 + j8,22 15,6 3 23,8 + j14,73 28 14,28 + j8,85 16,8 4 25,5 + j15,78 30 15,3 + j9,49 18 5 29,75 + j18,41 35 17,85 + j11,1 21 6 34+ j21,04 40 20,4 + j12,65 24 Tổng 156,4 + j96,81 184 93,84 + j58,21 110,4 Nguyễn Đức Nhân 3 Trường đại học điện lực hà nội CHƯƠNG II DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY I. Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện o Theo yêu cầu thiết kế, ta phải đảm bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện loại I , đây là loại phụ tải quan trọng nhất. Đối với loại phụ tải này nếu ngừng cung cấp điện có thể gây nguy hiểm đến tính mạng con người , làm hư hỏng thiết bị và để phục hồi lại trạng thái làm việc bình thường thì bắt buộc xí nghiệp phải ngừng sản xuất trong thời gian dài, vv Vì mức độ quan trọng của các hộ phụ tải này nên các đường dây của mạng điện phải được bố trí hợp lí sao cho khi gặp sự cố hỏng ở bộ phận nào đó thì đường dây vẫn phải đảm bảo cung cấp điện được liên tục, phải luôn đảm bảo sự cung cấp điện được liên tục cho các hộ phụ tải.  Việc lựa chọn các phương án nối dây của mạng điện phải đảm bảo các yêu cầu chính sau:  Cung cấp điện liên tục  Đảm bảo chất lượng điện năng  Đảm bảo tính linh hoạt của mạng điện  Đảm bảo tính kinh tế và có khả năng phát triển trong tương lai  Đảm bảo an toàn cho người và cho thiết bị Dựa theo mặt bằng thiết kế và yêu cầu của các phụ tải, ta đưa ra 5 phương án nối dây sau: Nguyễn Đức Nhân 4 Trường đại học điện lực hà nội Nguyễn Đức Nhân 5 Trường đại học điện lực hà nội II. So sánh các phương án về mặt kĩ thuật a. Để so sánh các phương án về mặt kĩ thuật, ta phải xét tới các nội dung sau: b. - Chọn lựa cấp điện áp định mức của hệ thống c. - Chọn lựa tiết diện dây dẫn d. Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố 1. Chọn lựa cấp điện áp của hệ thống:  Vấn đề lựa chọn cấp điện áp cho hệ thống ảnh hửog trực tiếp đến cả về mặt kĩ thuật cũng như về mặt kinh tế. Nếu như chọn U cao thì tổn thất trên lưới giảm nhưng chi phí cao. Còn nếu chọn U thấp thì chi phí giảm nhưng tôn thất trên lưới lại cao. Vì vậy ta phải lựa chọn U sao cho hợp lý. o Ta sử dụng công thức kinh nghiệm sau: o iii PLU .16.34.4 += , kV  Trong đó:  P i là công suất truyền tải trên đường dây thứ i, MW  L i là chiều dài đường đây thứ i, km o Nếu U = 70÷160 (kV) thì ta sẽ chọn cấp điện áp của hệ thống là U dm =110kV. Nguyễn Đức Nhân 6 Trường đại học điện lực hà nội 2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn của các đoạn đường dây:  Mạng điện mà ta đang xét là mạng điện khu vực, do đó người ta thường lựa chọn tiết diên dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện.Ta dự kiến sử dùng loại dây dẫn AC o Công thức tính tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện là:  kt i kti J I F max = , mm 2 .  Với mạng điện ta đang xét sử dụng dây AC và thời gian sử dụng công suất cực đại là T max = 4000h nên ta có J ktế = 1,1 A/mm 2 .  Trong công thức trên thì I maxi là dòng điện lớn nhất trên đoạn đường dây thứ i và được tính như sau: • I maxi = dm i Un S .3. max , A  Với S i là dòng công suất của đường dây thứ i và được tính như sau: • S maxi = 22 ii QP + , MVA o n là số mạch của đường dây, n = 1,2.  Khi xác định được tiết diện dây dẫn của các đoạn đường dây, ta tiến hành so sánh với tiết diện tiêu chuẩn để chọn ra tiêu chuẩn gần nhất. 3.Tính tổn thất điện áp của hệ thống: o Tổn thất điện áp được tính theo biểu thức sau:  ∆U% = 100 . 2 dm iiii U XQRP Σ+Σ %  Trong đó: o P i , Q i là công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường dây thứ i. o R i , X i là điện trở tác dụng và điện kháng của đường dây thứ i.  Chú ý rằng tổn thất điện áp chỉ tính cho phạm vi 1 cấp điện áp và ta sẽ tính tổn thất điện áp cực đại lúc bình thường và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất, các trị số của tổn thất điện áp phải thoả mãn các yêu cầu sau:  Đối với trường hợp dùng máy biến áp thường:  ∆U maxbt ≤ 10%  ∆U maxsc ≤ 20%  Đối với truường hợp dùng mba điều áp dưới tải thì:  ∆U maxbt ≤ 15-20%  ∆U maxsc ≤ 20-25% Nguyễn Đức Nhân 7 Trường đại học điện lực hà nội 4. Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang và điều kiện phát nóng của dây dẫn:  Ta tiến hành kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang của dây dẫn  2 70mmF ≥  Ta tiến hành kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố nặng nề nhất theo biểu thức sau:  Đường đây đơn I max ≤ I cp o Đường đây kép I sc ≤ I cp  Trong đó: o I sc là dòng điện lớn nhất khi co sự cố( là khả năng một trong hai dây của đường dây hai mạch bị đứt) o I cp là dòng điện cho phép lâu dài chạy qua dây dẫn o K hc là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ làm việc, ta lấy K hc =0.8  Ta sẽ xét từng phương án cụ thể. III. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho phương án 1 1. Lựa chọn điện áp định mức cho mạng điện:  Xét đoạn N-1: • P N-1 = P 1 = 21,2 MW ; • L N-1 = 63,2 km; • ⇒U N-1 = 4,34. 2,21162,63 ×+ = 87,06 kV Xét tương tự với các đoạn đường dây khác ta có bảng tổng kết sau: Bảng 2.1 Đường dây L (km) S max (MVA) P max (MW) U vhi (kV) N-1 63,2 21,2 + j13,2 21,2 87,06 N-2 22,4 22,1 + j13,7 22,1 84,2 N-3 41,2 23,8 + j14,7 23,8 89,3 N-4 20 25,5+j15,8 25,5 89,8 N-5 31,6 29,8+ j18,4 29,8 97,2 N-6 28,3 34+j21 34 104 Nguyễn Đức Nhân 8 Trường đại học điện lực hà nội Hình 2.1 Sơ đồ mạng điện của phương án 1 2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn:  Xét đoạn N-1: • S N-1 = S 1 = 97,242,132,21 22 =+ MVA • ⇒I N-1 = 58,6510. 110.3.2 97,24 .3. 3 1 == dm N Un S A ⇒F N-1 = 1 65,58 59,6 1,1 N kt I J = = mm 2 Tính toán tương tự đối với các đường dây còn lại ta có bảng tổng kết sau: Bảng 2.2 Đường dây Số mạch I maxbt (A) F tt (mm2) Dây dẫn I cp (A) N-1 2 65,58 59,6 AC-70 265 N-2 2 68,23 62 AC-70 265 N-3 2 73,45 66,77 AC-70 265 N-4 1 157,4 143 AC-150 445 N-5 2 91,8 83,4 AC-95 330 N-6 2 104,8 95,8 AC-95 330 Nguyễn Đức Nhân 9 Trường đại học điện lực hà nội 3. Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố:  Sự cố nguy hiểm nhất của mạng điện xảy ra khi đứt 1 đường dây trong lộ kép của đường dây hai mạch. Khi đó, dòng điện sự cố sẽ tăng lên hai lần so với dòng điện của mạch điện khi chưa xảy ra sự cố.  Đoạn N-1: AII NscN 16,13158,6522 1max1 =×== −− Tương tự ta có bảng kết quả kiểm tra sau Bảng 2.3s Đường dây Số mạch I sc (A) I cp (A) N-1 2 131,16 265 N-2 2 136,46 265 N-3 2 147 265 N-4 1 157,4 445 N-5 2 183,6 330 N-6 2 209,6 330  Từ bảng tổng kết trên ta suy ra tiết diện dây dẫn các đường dây đã thỏa mãn điều kiện phát nóng cho phép khi dây có sự cố.  Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn đạt tiêu chuẩn, ta xác định các thông số đơn vị của đường dây là r 0 , x 0 , b 0 và tiến hành tinh các thông số tập trung R, X, B/2 trong sơ đồ thay thế hình π của các đường dây theo các công thức sau: • Lr n R ×= 0 1 ; Lx n X ×= 0 1 ; Bảng 2.4 Đường dây Số mạch L (km) Dây dẫn r 0 Ω/km x 0 Ω /km R Ω X Ω N-1 2 63,2 AC-70 0.46 0,43 14,536 13,588 N-2 2 22,4 AC-70 0.46 0.43 5,152 4,816 N-3 2 41,2 AC-70 0.46 0.43 9,476 8,858 N-4 1 20 AC-150 0.21 0,401 4,2 8,02 N-5 2 31,6 AC-95 0.33 0.414 5,214 6,345 N-6 2 28,3 AC-95 0,33 0.414 4,6695 5,8581 4. Kiểm tra tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây ở chế độ vận hành bình thường và khi sự cố a. Xét khi mạng điện làm việc bình thường: Xét đoạn N-1: ta có S N-1 = S 1 = 21, 2+ j13,2 MVA Nguyễn Đức Nhân 10 [...]... 45,8 Nguyễn Đức Nhân 16 Trường đại học điện lực hà nội Hình 2.4 Sơ đồ mạng điện của phương án 3 2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn  Xét đoạn N-5:  Dòng điện chạy trên đoạn N-5: o o IN-5= S N −5 n 3.U dm I = 27,8 2 + 15,3 2 1 3.110 152,7 10 3 = 152,7 A N −5 ⇒FN-5= J = 1,1 = 138,8 mm2 kt  Chọn dây AC-150 có Icp =445 A Nguyễn Đức Nhân 17 Trường đại học điện lực hà nội Tính toán tương tự đối với các đường... phương án ở trong bảng trên ta nhận thấy rằng: - Về mặt kỹ thuật : cả 2 phương án đề đạt về chỉ tiêu kỹ thuật - Về mặt kinh tế: Phương án I là phương án có hàm Z nhỏ nhất Kết luận: Vậy phương án I là phương án tối ưu nhất để chọn và thiết kế thi công Nguyễn Đức Nhân 33 Trường đại học điện lực hà nội CHƯƠNG III LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP,CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY HỢP LÝ CỦA CÁC TRẠM,BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ KHÍ CỤ ĐIỆN... 12,8%