LOI NOI DAU
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 đề 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 tô chức và điều khiển hệ thống, tổng vốn đầu tư và các nguồn nguyên vật liệu đề phát triển năng lượng
Chúng em xin chân thành cảm ơn đến thầy Phạm Văn Hòa, cùng toàn thế các thầy cô trong khoa Hệ thống Điện đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn
thành bản đồ án
Hà Nội, ngày 20 tháng 4 năm 2012
SINH VIÊN
Trang 2THIET KE MANG LUOI DIEN KHU VUC GOM MOT NGUON ĐIỆN
vA MOT SO PHU TAI KHU VUC
CHUONG I: PHAN TiCH NGUON VA PHU TAI REKKKKKKEK I-SO DO DIA LY:
1.1 Nhieng sé liệu nguồn cung cấp
Nguồn có công suất vô cùng lớn 1.2 Những số liệu về phụ tải
Trong hệ thống điện thiết kế gồm 6 phụ tải ( từ phụ tải 1 đến phụ tải 6)
Trang 3Số liệu tính toán của các phụ tải cho trong bảng dưới đây
Phụ | Thuộc Min Max cos@
tai re P(MW) | Q(MVAn | S(MVA)_| P(MW)] Q(MVAn | S(MVA) 1 I 14 8.68 142j868 | 20 1239 | 20+j12.39 2Ƒ T 14 8.68 142j868 | 20 12.39 | 20+j12.39 3 | 1 21 1301 | 213j13.1 30 1859 | 30+j18.59 | 085 4 [ 1 245 | 15.18 |24.5+jI518| 35 2169 | 35+j21.69 5 | I | 105 65 10.5+j6.5 | 15 93 1549.3 6 | m 28 174 | 284174 | 40 24.79 | 40+j24.79 > I2 | 6945 |1123j6945| 160 | 99.15 |160+j99.15 Trong đó:
II- Phân tích nguồn và phụ tải
Công suất tiêu thụ của các phụ tải khác nhau, công suất tiêu thụ cực tiểu
bằng 70 % tải cus dai = 70%.P max: a JQmax Pmin +JQmin Pinin= Smax = Smin= Tma„= 5000h (thời gian sử dụng công suất cực dai) 2.1 Nguồn điện
Ta sử dụng nguồn có công suất vô cùng lớn:
- Nguồn công suất vô cùng lớn là nguôn có điện áp đầu cực không thay
đổi về biên độ dù có xảy ra sự cô gi sau nó
- Công suất nguồn lớn (5+7) lần công suất tải
2.2 Phụ tải
chỉ phí đầu tư ta chỉ cần cấp điện bằng một đường đây đơn và một máy biến áp - Các hộ phụ tải loại L.II là những hộ quan trọng, vì vậy phải dự phòng
chắc chắn Mỗi phụ tải phải được cấp điện bằng một lộ đường dây kép và hai máy biến áp làm việc song song đề đảm bảo cấp điện liên tục cũng như đảm bảo
chất lượng điện năng ở một chế độ vận hành Khi ngừng cấp điện có thể làm
hỏng sản phẩm, hư hại thiết bị gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động của phụ tải - Các hộ phụ tái loại III là các hộ phụ tải ít quan trọng hơn nên để giảm - Yêu cầu điều chỉnh điện áp
Các phụ tải có yêu câu điêu chỉnh điện áp thường nên phạm vi chỉnh điện
Trang 4-2,5% Uam < du% < +10% Uam
- Tất cả các phụ tải đều có điện áp hạ như nhau là 22 kV, hệ 86 cong suất
của các hộ đều cosọ = 0.85
IHI- Cân bằng công suất trong hệ thống điện 1.Cân bằng công suất tác dụng
Trong trường hợp trạm biến á áp cấp điện cho các phụ tải khu vực thì công suất tram Pram Chi có cấp công suất cho các phụ tải cộng them tốn thất trong
lưới,phần tự đùng của trạm là không đáng kể,còn công suất dự phòng là không
xét vì đây chỉ là cấp điện nội bộ khu vực Do vậy :
Pram = mYP,, + YAP
Trong do: „ „
Puạm — Công suât tác dụng trạm biên áp ;
Prot - Tong công suất tác dụng các phụ tải ở chế độ cực đại;
m— Hệ sô đông thời xuât hiện các phụ tải cực đại ( với m = l )
3›AP — Tổng tồn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến á,có
thé tinh gan ding bang 5% cia mYP x;
-Từ đó ta có :
m3'P„¡ - 160 MW; XAP= 5%.160= 8§ MW Pram =MYPp¢ +LAP = 160 + 8 = 168 MW 2.Cân bằng công suất phản kháng
Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong trường hợp này như sau: Qtram + QO = m>Qp + 3 AQs (1.6) Trong đó : - - Qtram — Cong suat phan khang cua tram biên áp; \!-cos Ø„„ cos P am
biến áp,thường lấy khoảng 0,85 );
(QuamE {Euưam- Pưạm › {PĐưạm = „ C0S0uam là hệ số công suất trạm
QO - Tổng công suất bù sơ bộ
®Q,,— Tổng cơng suất phản kháng phụ tải ;
Trang 5YAQsz — Tổng tồn that công suất phản kháng trong máy biến áp ,có giá trị
khoảng 15% của m>Q¿, ; -Từ đó ta có :
tEQuam = —— = 0,62 ; Quạ„ = 0,62.168 = 104,16
3XQp = LOQmax + LAQs = 15%* VQmax = 0,15 99,15 = 14,873
Q.= (XQinax + YAQB ) - Qteam = (168 +14,873 ) — 104,16 = 78,713
Vậy cần bù công suất phán kháng là Q- = 78,713
CHUONG II: DU KIEN CAC PHƯƠNG ÁN, TÍNH TỐN SƠ BỘ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
33k 3k OR sk ok 3k
2.1 Chọn điện áp định mức cho lưới điện
Chọn điện áp tôi ưu theo công thức kinh nghiệm:
Ui =4,34 Vli+16P( kW, km, MW)- déi voi 16 đơn
`Ui= 4,34 +16 (kW, km, MW)- đối với lộ kép
Trong đó:
Ui - điện áp đường dây thứ ¡ (KV)
li_- khoảng cách từ nguôn đến phụ tải thứ ¡ ( km) Pi - công suất lớn nhất trên đường dây thứ i(MW)
Trang 6Phu tai Smax Pmax li Ui Udm u (MVA) (MW) (km) (kV) (kV) 1 20+j12.39 20 3,605 78,072 2 20+j12.39 20 41,23 78,12 3 30+18.59 30 5,831 95,660 4 35+21.69 35 31,622 102,97 nọ 5 15+j9.3 15 31,622 67,653 6 40+)24.79 40 22,36 | 109,966
Từ bảng số liệu trên ta thấy rằng điện áp tải điện trong khoảng (78-110)
chọn điện áp định mức cho mạng điện là Uam = 110kV
2.2 Dự kiến các phương án nỗi dây ,
Mạng điện thiệt kê gôm I nguôn điện và 6 phụ tải, trong đó có 2 phụ tải loại I, 2 phụ tải loại II, 2 phụ tải loại II Các phương án nôi dây dựa vào các yêu tô sau:
Phuong an I:
+ Vị trí nguồn và phụ tải
+ Đảm bảo chất lượng điện năng, kinh tế
+ Đảm bảo vận hành an toàn, tin cậy và linh hoạt Ta có thê đưa ra các phương án như sau:
Trang 8
Phuong an V:
2.3 Tính toán chọn tiết diện dây dẫn ; -
Do mạng điện thiêt kê có Uam =l 10kV Tiêt diện dây dân thường được
chọn theo phương pháp mật độ kinh tê của dong dién Jig,
F=f (*)
Jụ
Với I„a„ là dòng điện cực đại trên đường dây trong chế độ làm việc bình
thường, được xác định theo công thức:
—_— mm — — VJPi°+Qi?
I Se = eS YY
Trang 9Trong do :
Jy - mật độ kinh tế của dòng điện
Uam - dién áp định mức của dòng điện (KV)
Smau - công suất trên đường dây thứ ¡ khi phụ tải cực đại(MVA) n - số lộ đường dây
Ta sử dụng dây nhôm lõi thép để truyền tải với thời gian sử dụng công suất cực đại của phụ tải là 5000° ta có mật độ kinh tế của dòng điện J„/= 1,1
A/mm?
Dựa vào tiết điện dây dẫn tính theo công thức (*), tiết hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vằng quang Độ bền cơ về đường dây và điều kiện pháp nóng của dây dẫn
* Kiểm tra điều kiện vằng quang
Theo điều kiện, tiết diện dây dẫn không được nhỏ hơn trị số cho phép đối
với môi câp điện áp - -
Với câp điện áp 110kV, đê không xuât hiện vâng quang tiệt diện dây dan tối thiểu được phép là 70mmỶ
* Kiêm tra phát nóng dây dân
Theo điêu kiện:
là max < k kẹ,
Trong đó : -
- lcp - đồng điện cho phép của dây dân, nó phụ thuộc vào ban chat va tiêt diện của dây -
k - hệ số quy đổi theo nhiệt độ K„„ = 0.8 ứng với nhiệt độ là 25°c
Đối với đường dây kép: — le mạx = 2 Toe max < 0.8 lọ,
Đôi với đường dây đơn khi có sự cô sẽ dân đên mât điện 2.4 Tiêu chuẩn tốn thất điện áp
Các mạng điện l cấp điện áp đạt tiêu chuẩn kĩ thuật nếu trong chế độ phụ
tải cực đại các tốn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc bình thường và chế độ sự cố nằm trong khoảng sau đây:
AU, max bf =10%-15%
MU yy ge = 15% — 20%
Đối với những mạng điện phức tạp (mạng điện kin), có thế chấp nhận tổn
thất điện áp lớn nhất trong chế độ phụ tải cực đại và chế độ sự cố nằm trong
khoảng:
Trang 10AU,,,, = 20% — 25%
Trong dO AUbt Max , AU se Max 1a tốn thất điện áp lúc bình thường và lúc sự
cô nặng nê nhái
Ta tính tôn thât theo công thức: - >P„R+3>O.X, AU; (%) U2dm x100% Pi,Q¡ /à công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường dây thứ i (MW, MVAr) Rị, Xi /à điện trở tác dụng và điện kháng của đường day thir i(Q) 2.5 Tính toán cụ thể từng phương án Phương án I 1 Sơ đồ : 2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn
a- Đoạn đường dây N-I
Trang 11Fu=70mm” > 70 mm” ( thỏa mãn điều kiện)
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: vì đoạn N-1 là đường dây kép nên khi hỏng một đường thì đường còn lại vẫn phải làm việc bình thường
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với
dòng điện cho phép của dây dẫn:
l¿¿= 2.li m„= 2/61/74 = 123,48 (A) Ie < 0,8 op = 212A ( thỏa mãn điều kiện ) © Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây
Với loại đường dây AC- 70 ta có: rạ=0.46O/km, x,=0.440/km
Điện trở và điện kháng đường dây : R=F.tol =2.0.46.36,05=8,292 (Q) X = FX =2-0,44.36,05=7,931(8) - Tổn that điện áp ở chế độ bình thường : AUig% =h:R†0:*, xI00= 20.8,292 + 12,39.7,73 x100=2,183% U2am 110? - Tôn thât điện áp ở chê độ sự cô : AU tse % =2 AU¡p,% = 2 2,183 % = 4.365 % b - Đoạn đường dây N-6
e_ Chọn tiết diện dây dẫn: Ẩm 40? + 24.79 ? 3 Tmax = "x.3U nxN3.U „ =40° 1x431i0 + 2479 ` 103=246,995 (A — (4) Eu= Lom = 246995 994 541 J LI Chọn dây dẫn loại AC-300 có tiết diện chuẩn là 300mm” và dòng điện cho phép l.;= 690A
- Kiểm tra theo điều kiện vang quang: dây dẫn đã chọn có: F=300mm” > 70 mm ( thỏa mãn điều kiện)
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : vì đoạn N-6 là đường đây đơn nên khi xảy ra sự có sẽ dẫn đến mất điện, khơng tính đến lạ
¢ Kiém tra ton thất điện áp trên đường dây
Với loại đường dây AC- 300 ta có: rạ=0.108Q/km, x,=0.392@/km
Trang 12AU in: % = FRO) x100= U*am 20.2,414 + 9,3.8,765 110° - Khéng tinh đến tồn thất điện áp ở chế độ sự cố
Các đoạn dây còn lại tính tương tự, ta có các bảng sô liệu tính toán
Bang chọn tiệt diện dây dân x100=5,188%
doan k 1 Smax Tmax re xo
Trang 13Đoạn đường R(Q) x(Q) AU,% AU,% dây N-I 8,2 7,9 2,183 7.93 N-2 8,2 7,9 2,183 7,93 N-3 9,91 23,848 6,122 N-4 5,22 6,78 2,725 6,78 N-5 5,22 6,78 1,138 6,78 N-6 2,41 8,76 2,59 Theo bang trén ta thay: AU pdt max%o= 6,122 < 10% Vay phuong an I dat yéu cau ki thuat Phuong án V 1 Sơ đồ : 2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Ở phương án này các phụ tải 3 và 4 nối với nhau thành mạch kín Các phụ tải còn lại được tính giống phương án I
Ta chỉ tính toán đoạn mạch kín N-3-4-N
* Tính phân công suất trên đoạn đường dây
AU cemax% = 7.93 < 20% (thỏa mãn điều kiện)
Trang 14Giả sử các đường dây có cùng tiết diện, mạch điện đồng nhất ,ta có : - Công suât trên đoạn N-4
_Sa(Ly 4 + Lys) +S3 Ly, — (35+ f.21,69).(58,31+ 30) + 30 + 7.18,59).58,31 Ly 4t+Ly3+Ly; 30 + 58,314 28,284 = 41,51+j25,722 (MVA) Céng suat trén doan N-3 SN3E Sát S3- Sn = (35+j21,69)+(30+j18,59)-(41,51+j25,722) = 23,49+14,558 (MVA) Céng suat trén doan 3-4 S34 = S3-Sy3 =(304j18,59)- (23,49+j14,558) = 6,51+j4,002 (MVA)
a - Doan đường dâyN-4
e Chon vet dién day dẫn VPs * Ones _ V35) +2169” 105-108 059 (A) lan “3 3U, BU, 4310 - Fy = Lom, = 108,059 _ 98 935 Jy 11
Chọn dây dẫn loại AC- 240 ,có tiết diện chuan 14 240mm’ va dong
điện cho phép I.u=605A
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có: F.=240mnm? > 70 mm? ( thỏa mãn điều kiện)
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : đối với đường dây N-4 có 2 trường hợp vận hành sự cố :
+ trường hợp sự cô đoạn 4-3 + trường hợp sự cô đoạn N-3
Khi có sự cố đoạn N-3,công suất chạy trên đoạn còn lại là
Sy3= S3+Ss=(304j18,59)+(35+j21,69)=65+j40,28 (MVA) I — Ẩm 2J65? + 40,287 10° -401.357 A
scN-4 V3U » V3.1 10 ,
lạ 4= 401,357 A < 0,8I¿;(thỏa mãn điều kiện)
b- Đoạn đường dây N-3 1y =329 }7162— 10›=194.302 A 2/3.110 Fig = Lox, = 194302 —17663§ Ja Ll
Chọn dây dẫn AC-240, I,„= =605A
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
Trang 15F.=240mm” >70 mm” ( thỏa mãn điều kiện)
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : đối với đường dây N-3 có 2 trường hợp vận hành sự cố : + trường hợp sự cô đoạn 4-3 + trường hợp sự có đoạn N-4 Khi có sự cố đoạn N-4,công suất chạy trên đoạn còn lại là: Šx-›= Sv›=65+j40,2§ (MVA) TšeN-3 = Teena =401 3357 A
lewa= 401,357 < 0,8 I¿„(thỏa mãn điều kiện)
c- Doan đường dây 3-4 _ (6,51? + 4,02? Tmax = 10°=40,158 A ^/3.110
Tiết diện tối thiểu cho cấp điện áp 110 kV là 70 mm” Chọn dây dẫn AC-70 để thỏa mãn điều kiện vầng quang với l=265A
Trang 16Doan ro xo đường số lộ (km) ava, ba Fkt Loaiday| ©L Q y ( km ) ( km ) N-l 2 | 36,05 | 20+j12.39 | 61/741 56,129 AC-70 | 0,46 0.44 N-2 2 | 41,23 | 20+j12.39 | 61,741 56,129 AC-70 | 0,46 0.44 N-3 1 | 5831 30+18.59 | 1852396 16,4 AC-240 | 017 | 0409 N-4 1 | 31,622) 35+21.69 | 216,118 196.47 | AC-240 | 0,131 | 0,401 N-5 2 | 31,622 15+j943 46,31 42,106 AC-70 | 0,46 0.44 N-6 1 | 22,360) 40+j24.79 | 246,9954 | 224,541 | AC-300 | 0,108 | 0,392 3-4 1 | 28,284 6,514)4,002 | 40,109 36,462 | AC-70 | 0,46 0,44 Bảng kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn rele Imax Isc k,„(A) N-I 61/741 123,484 212 N-2 61,741 12,484 212 N-3 185,2396 370 484 N-4 216,118 432,235 484 N-5 46,31 92,633 212 N-6 246,9954 493,991 552 3-4 40,109 80,217 212 Theo số liệu tính toán bảng trên ,các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng
e_ Kiểm tra tôn thất điện áp trên đường dây
Tính tôn thât điện áp trên đoạn đường dây kín N-3-4-N
Loại AC-240 có rạ=0,131 O/km, x,=0,401/km
- Điện trở điện kháng đường dây N-3 R=1 11 = 1 0,131 58,31=7,638(Q)
n
X =1x,.1=1 0,401 58,31= 23,382(Q)
Trang 17- Điện trở điện kháng đường dây N-4 R=lrI = 1.0,131 31,622=4,142(Q) n X = x,.1=1 0,401 31,622= 12,68(O) n Loai AC-70 co r,=0,33 Q/km, x,=0.4290/km - Điện trở điện kháng đường dây 3-4 R=1 151 = 1.0,46 28,284=13,011(Q) n X = xu =1 0,44.28,284= 12,445(Q) n * Tổn thất điện áp lúc bình thường: Xét đoạn N-3: AUpww-3% =PN-3Ry _3tOQy 3X y_3 x100% U2am — 23,49.7,638 + 14,558.23,383 = -100% = 4,302% 110° Trén doan N-4: AUpw.s% =PN-4 Ry at On aya «100% U2am _ 41,514,142 + 25,722.13,68 5 -100% = 4,329% 110 Xét đoạn 3-4 AUus.4% = 23-4834 FO, 4X34 x100% U2am — 6,51.13,011 + 4,002 12,445 110° 100% = 1,112% * Chế độ làm việc sự cố
Ở chế độ làm việc sự cố chỉ xét trường hợp nặng lề nhất , đó là sự cố đoạn đường dây từ nguồn đến điểm phân bố công suất
Trường hợp sự có trên đoạn N-3 :
(PAP IR 4 +(Q, +O) v4 9945 4 BRes +X
Vin dm Van
AU gen-4.3% = += 100%
Trang 18Truong hop su cố trên đoạn N-4 : AU¿a49 = 2+ Pd Ros (Qs FOIN vs 19904, fL:+ ÐÓÝ: + Tpgy, Um" am 21 1 2 2 - - — (35 + 30).7,638 + ( 69+ 8,59).23,38 100% +2> 13,001 + 21,69 12,445 | noo 110° 110° =17,883% Bảng tinh ton thất điện áp Đoạn ° R x đường dây (Q) (©) AU,% AU% N-1 8,2 7.9 2.183 7,93 N-2 5,56 0,87 1,885 8,72 N-3 7,638 23,382 4,302 11,914 N-4 4,142 12,68 4,329 17,883 N-5 6,11 18,71 5,73 17,9 N-6 6,12 9,59 3,91 3-4 13,011 12,445 1,112 Theo bảng trên ta thất tổn thất điện áp lớn nhất trên đoạn đường dây kín N-3-4 AU\¿ max0=4,329 < 10%
AUs; mạ„% =17,883 < 20% (thỏa mãn điều kiện) Vậy phương án 5 đạt yêu cầu kĩ thuật
Bang tong kết tổn thất điện áp của 2 phương án Phương an AUw% AU% 1 6,122 8,72 2 4,329 17,883
2.6 Tính toán so sánh các phương án về kinh tế
Để so sánh về mặt kinh tế ta sử đụng hàm chỉ phi tinh toán hàng năm:
Trang 19Z = (ae + avn).K + AA.C (1)
Trong đó :
Z: là hàm chỉ phí tốn thất hàng năm (đông)
au : hệ số thu hôi vốn tiêu chuẩn, a, = = = = 0,125
tc
Tie: thoi gian tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tr
avn: hệ số khẩu hao hao mòn thiết bị ,ở đây lay avn = 4% =0,04
K: vốn đầu tư xây dựng đường dây K= x.XK@¡i.l = rK;
Koi: chi phí cho I đường dây nhánh thứ ¡, tiết diện F, l¡: chiêu đài chuyên tải thứ ¡ ,(km)
Với đường dây đơn x= I, đường dây kép x=1,6
AA: ton thất dién nang , (kWh) + i ?+ @Ø” max) R x AA = EAP at =} HAT i=l dm
AP: t6n that công suất toàn hệ thống khi phu tai cuc dai, (kW)
t: thời gian tổn thất lớn nhất phụ thuộc vào phụ tải và tinh chất của phụ tải được tính băng công thức:
t= (0,124 + Tynax-10)?.8760 (h)
V6i Tmax: thoi gian sir dung phy tai lon nhdat va ldy bang Tmax = 5000 h + = (0,124 + 5000.109.8760 = 3411 (h)
Trang 20Đường | la | Ti Loaiaay | x | Kei Ki Pi Qi Ri APi day (km) (10°d) | (10° a) (MV) | (Mvr)| (Q) | (MV) N-I 2 | 36,05 AC-70 |1,6| 405 | 23360,4 20 1239 | 8,2 | 0,375 N-2 2 | 41,23 AC-70 | 1,6 | 405 | 26717,04 20 18,59 | 5,56 | 0,343 N-3 1 58,31 | AC-185 | 1 | 683 | 39825,73 30 21,69 | 9,91 | 1,122 N-4 2 | 31,622 AC-95 | 1,6] 489 | 24741,05 35 25,97 | 5,22 | 0,819 N-5 2 |31622 AC-70 | 1,6 | 405 | 20491,06 15 93 | 5/22 | 0,134 N-6 1 22,36 | AC-300 | 1 | 969 | 21666,84 40 24,79 | 2,41 | 0,441 Tổng 156802, 3,235
Từ phương pháp tính ở trên ta lập được bảng số liệu sau: Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây :
Trang 21
Duong | ogi, | HÍ Loai | | Koi Ki Pi Qi Ri APi
day ° | (km) day (0°a) | (109đ) | (MV) | (MVn) | (O) | (MV) N-I 2 | 36,05 | AC-70 | 1,6} 405 | 23360,4 20 12,39 8.2 | 0,375 N-2 2 | 41,23 | AC-70 | 1,6] 405 | 26717,04 | 20 18,59 | 5,56 | 0,343 N-3 1 | 58,31 | AC-240 | 1 | 772 | 45015,32 |} 30 21,69 | 9,91 | 1,122 N-4 1 | 31,622} AC-240 | 1 | 772 | 39059,49 | 35 25,97 | 5,22 | 0,819 N-5 2 | 31,622] AC-70 | 1,6] 405 | 20491,06 15 93 5,22 | 0,134 N-6 1 | 22,360 | AC-300 | 1 | 969 | 21666,84| 40 24,79 | 2,41 | 0,441 3-4 1 | 28,284] AC-70 | 1 | 405 | 11455,02 | 6,51 4,002 | 13,011 | 0,063 Tổng 187765,2 3,298 Tông vôn đâu tư xây dựng đường day >K;= I87765.2.10 (đ) Tổng tồn thất cơng suốt tồn hệ thống : >AP,„ =3,298(MW) Tổng tồn thất điện năng: AA =ZAP max T= 3,298 3411 =11248,8(MWh) Theo công thức (1) hàm chi phí tính toán: Z=(0,125+0,04) 187765,2.10°+1 1248,8.700.10° = 3,89.10!°(d) Bảng tổng kết tính toán các chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật của các phương án K Z Phương án AU ni AU ce % (10° a) q04) I 6,122 8,72 156802,4 3,36 I 4,329 17,883 187765,2 3,89
Kết luận: phương án I là phương án tối ưu nhất đảm bảo về kinh tế và kĩ thuật.mặt khác phương án đó là phương án đơn giản cả về sơ đồ nối đây cũng như về bồ trí thiết bị bảo vệ rơle,máy biến áp, máy cắt các phụ tải không liên
Trang 22quan đến nhau,nên khi có sự cố ở một phụ tải sẽ không ảnh hưởng đến các phụ tải khác, Vì vậy phương án I là phương án tối ưu nhất
CHƯƠNG II : TÍNH TỐN LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP
BÓ TRÍ KHÍ CỤ VÀ THIẾT BỊ TRÊN SƠ ĐÒ NÓI ĐIỆN CHÍNH
đắc OR OR a a a OK
3.1 Tính tốn chọn cơng suất, số lượng ,loại máy biến áp
3.1.1 Tính tốn chọn cơng suất định mức, số lượng máy biến áp cho phụ tải
Tất cả các phụ tải trong hệ thống bao gồm hộ loại L, II và hộ loại II vì vậy để đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải này ta cần đặt 2 máy biến áp đối
với hộ loại I,II và l máy biến á áp đối với hộ loại III
Trang 23
Phu tai Thuộc Simax cos Simax Siamp
` hộ loại (MW) ọ (MVA) | (MVA) 1 I 20 0,85 23,529 25 2 II 20 0,85 23,529 25 3 I 30 0,85 35,294 40 4 I 35 0,85 41,476 32 5 I 15 0,85 17,647 16 6 I 40 0,85 47,058 63 3.1.2 Chọn loại MBA Số liệu kĩ thuật Số liệu tính toán hụ số Loại má: li lộ Biến ip Uam (KV) Un AP, APo To R x AQo : Cao | Ha | (%) | (kW) | (KW) | (%) | (Q) | (Q) | kVAr TPDH 1 2Ì 2000/10 115 22 10,5 120 29 0,8 | 2,54 | 55,9 | 200 TPDH 2 2 | »so00/110 115 22 10,5 120 29 0,8 | 2,54 | 55,9 | 200 TPDH 3 1 | aoooo/110 115 22 10,5 175 42 0,7 | 1,44 | 34,8 | 280 TPDH 4 2 | 000/110 115 22 10,5 145 35 075 | 1,87 | 43,5 | 240 TPDH 5 2 16000/110 115 22 10,5 85 21 0,85 | 4,38 | 87,7 | 136 TPDH 6 1 63000/110 115 22 10,5 | 260 59 | 0,65 | 0,87 | 22 410
3.2 Bồ trí thiết bị và khí cụ điện trên sơ đồ nối điện chính
song.Khi vận hành một thanh góp vận hành còn một thanh góp dự trữ
Do đa phần phụ tải là các hộ tiêu thụ loại L,II nên để đảm bảo cung cấp
điện an toàn và liên tục ta sử dụng sơ đồ hệ thống hai thanh góp là việc song
Trang 247 MCLL | | So d6 hé théng 2 thanh gop Đối với các trạm cuối ta có 2 trường hợp:
- Phụ tải loại II : Ta dùng sơ đồ bộ đường dây-máy biến § MCI oD| MBA 2 MC: J
Sơ đồ bộ đường dây máy biến áp
Trang 25- Chọn theo công suất của MBA.tính công suất giới hạn dé thay déi 2
sang | MBA lam viéc :
— (n—1).AP, _ 2.AP,
Seh : = Samp \ TC 0 = Saag AP \ AP, —
Néu Spt min << Sgh str dung so đồ cầu ngoài Néu Spt min> Sgn su dung so do cau trong
a- Phu tail
Là phụ tải loại I, ta dùng sơ đô cau:
2.AP, 2.20
Sghi= SamBI - gn SamBi « TT, ° = 25.,/—— =14,434(MVA 5 10 34( )
Spt min= 16,472 < Soni => ta chon so đồ cầu ngoài
b- Phụ tải 6
Là phụ tải loại III nên ta dùng sơ đồ bộ đường dây-máy biến áp
Các phụ tải còn lại là phụ tải loại LII tính tương tự như phụ tải l bảng chọn sơ đô câu: Phy tai avy one's) an) đo ans) Chon 1 16.472 25 120 29 17,38 | so d6 cau ngoài 2 16,472 25 120 29 17,38 | so d6 cau ngoài 3 - - -
4 28,822 32 145 35 22,233 | sơ đồ cầu trong
5 32,941 16 85 21 11,246 | sơ đồ cầu trong
6 - - - - - -
Theo bảng số liệu đã tính phụ tải I và 2 ta dùng sơ đồ cầu ngoài,phụ tai 4,5 ta dùng sơ đô câu trong
Trang 27AP, U2 2 Riga AP Yim = 120-115" 4 9>@9 539 (a), San U.„%U? 10,5.1152 Xp = 2 Aen = =55,545 (Q) 100.5 „„ 100.25 Zip =! «Rip +jX1p) =5 (2,539 +j55,545) =1,2695+27,773(Q) n +Phu tai: S ,=20+j12,39(MVA) *Tính chế độ xác lập: Ta co Un= 1,1-Ugm= 121 kV - Công suất sau tổng trở cia MBA %;= 9¡=203j12,39(MVA) - Tổn thất công suất trên tong tro TBA
ASn= OW Diy = a (2,539+55,545) =0,058 + j1,27(MVA)
dm
- Công suất trước tổng trở TBA
Ÿp =8+A Sai = (203j12,39) + (0,058 + j1,27) = 20,058 +13,66(MVA) - Tổn thất công suất lúc không tải
ASu = B(APutj 9” he) =2/29.104j - Công suất trên thanh góp cao áp của MBA
Spi =S, +ASo = (20 +13,66) +(0,058+j0,4) = 20,058+j14,06(MVA)
0,8.25
2” }= 0,058+j0,4 (MVA)
- Công suất phản kháng đo dung dẫn của đường dây N-I sinh ra
Trang 28jQco = 55 Us" Buri 1217.1,86.107 = j1,362( MVAr) - Công suất đầu nguồn
Swi=S%, -jQec =@0,4991j13,301)- j1,362 =20,499 +j11,939(MVA)
-Tén thất điện áp trên đường dây N-I
AUNa= PN—LRN-ITVN— rỄy —1 xI0g= ADSM TSS! $2 181KV)
UN
- Dién ap tai nut |
U, = Un- AUn.1= 121-2,187 =118,813 (kV) - Tổn that điện áp trên MBA
AUg; = P'8tRBI*Ởj-Ẩm „uy = 20,058.2,539 + 13,66.55,545 _¢ 915 (kV)
Uv 118,813
- Dién áp nút đã quy đôi về phía cao áp
U?;=U¡- AUạ¡ = I18,913- 6,815 = 111,998 (kV) - Dién áp thực nút 2 U' U Uo=22 =U’, 1g OU = 111,998 = =21,426(kV) Cdn - Tén thất điện năng trên đường đây: AAy.1 = APy.1.t = 20.3411.10° = 68,22 (MWh) - Tén that điện năng trên trạm biến áp: 2 S AAg, = n.APp.t + Lap, 2.7 = (2.29.8670+ 1.120 dmB : 20° ~ 3411) 10° 25 = 639,062(MWh) - Tổng tốn that điện năng:
AAn.-1 = AAn-1 + AApi = 68,22 + 639,062= 707,282 (MWh)
Trang 29b Doan N-6 * Sơ đô nguyên lý : N 6 31.622 km Ơ —| S =40+j 24,79 TPDH-63000/110 *Sơ đồ thay thế: SN Shw Zy-6 S"N-6 *Tính thông số: +Dây dẫn: Dây dan AC-185 c6 1,=0,108 Q/km, x,=0,392 2 /km,b,=2,91.10°S Ry-6=To ln-6 =0, 108.22,36=2,414 (Q) Xy-6 =Xo.ÍN.¡ =0,392 22,36=8,765(Q) By.¢ = n.Bo.ly = 2,91.10~.22,36= 0,65 107 (S) +TBA: MBA- 63000/110 có Un%= 10,5% AP, = 260 kW APo=59kW 1% = 0,65% Ucam=115 kV Sam = 63 MVA Unam-22kV
Điện trở, điện kháng của MBA:
Rea= AP, Vit _ 260.115" 10°=0,009 (2)
im 63°
%U? 10,5.115°
Xe, = ỦY Ủam = 100.8, 100.63 =2,204 (0)
Zip =+.( Rig +iXin) =0,009+2,204(Q)
n
+Phu tai:
Trang 305 6=40+24,79(MVA)
* Tính chế độ xác lập:
Taco Un= 1,1 -Uam= 121 kV - Cong suat sau tong tro cua MBA
Sis= So= 40+24,79 (MVA) - Tén thất công suất trên tong tro TBA
/S,?/ 40° + 24,797
AS 36= Zon = 1.8 ` -(0,009+2,204) =0,0016 + j0,403(MVA)
dm
- Công suất trước tông trở TBA
Si¢ =Syg + AS ne = (404j24,79) + (0,0016 + j0,403)= 40,0016 +j25,193(MVA) - Tn that công suất lúc không tải 0,65.63 Na 40S ats 4+) =(59,1073+j 2869-63 )— 0,059+)0,41 (MVA) - Công suất trên thanh góp cao áp của MBA S'B6 =Sy¢ +ASos = (40,0016 +j25,193)+(0,059+j0,41) = 40,059+j25,603(MVA) -
- Công suât phản kháng do dung dân của đường dây N-1 sinh ra jQ«`= iz Uan Bis 110, 0,651.10 = j0,394( MVAn) - Công suất sau tổng trở đường dây
Sig =Sp6-jQce =(40,509+j29,714)- j0,557=40,509+j25,209(MVA) - Tén that công suất trên tong trở đường đây :
=! Sa Zn = AS (0,0095j2,204 ) 0,447 + j1,623(MVA) dm
- Céng suat truéc tổng trở dây dẫn :
Ÿy_„= 9y, +ASv „=(40,509+J25,209)+( 0,447+j1,623)=40,508+J26,832(MVA) - Công suất phản kháng do dung dận đầu đường dây sinh ra
ASy, 6
jQee = j5 UN B wey 1217.0,651.107 = j0,476 (MVAr) - Công suất đầu nguồn
Šws= S1, -jQe =(40,508+26,832)- j0.476= 40,508+j26,356 (MVA)
-Tén thất điện áp trên đường dây N-I
Trang 31AUn-6 = P'N-6RN~6*O'y_6Xy_6 x100 _ 40,508.2,214 + 26,83.8,765 lội =2,654(kV ;654(kV) UN - Điện áp tại nút I U, = Un- AUw.-1= 121-2,654 =118,346 (kV) - Tổn that điện áp trên MBA AUne = P'B6R BOT? ne 6 100 = 40,0016.0,009 + 25,193.2,698 =0,472 — Uy ` 116,619 (kV)\ -
-_ Điện áp nút đã quy đôi về phía cao áp
U'z=U¿- AUns¿ = I16,619- 0,472 = 117,873 (kV) - Dién áp thực nút 2 Ụ' W=22 ak =U’, Luin = 117,873.22 =22,55 (kV) Cdn - Tổn thất điện năng trên đường dây: AAw-s= APw.s.r = 40.3411.10” = 136 (MWh) - Tén thất điện năng trên trạm biến áp: AAge=APp.tt AP, T =(59.8670+260.3411) 10° =874,355(MWh) - Tổng tổn thất điện năng:
Trang 34Bảng tính toán tổn thất điện năng Số | SảmB | Py AP, AAy AAaa > Aa Phu tai MBA | (MVA) | (kW) | (kW) | (MWh) (MWh) (MWh) 1 2 32 120 29 639,062 68,220 707,282 2 2 25 120 29 639,062 68,220 707,282 3 1 32 175 42 703.69 102.330 806,02 4 2 40 145 35 909,039 119,385 1028.424 5 2 40 85 21 495,333 51,165 546,498 6 1 40 260 59 874,355 136,44 1010,795 Tong 4260.542 545,76 4806,32 4.2 Chế độ phụ tái cực tiểu
Chế độ phụ tải cực tiểu tính tương tự như chế độ phụ tải cực đại
Để vận hành kinh tế các TBA, tại các trạm giảm áp có 2 MBA vận hành song
Trang 37CHUONG V : TINH TOAN DIEU CHÍNH ĐIỆN ÁP
AR Raa Ác
- Các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường ta sử dung MBA co
đâu phân áp cô định với phạm vi điêu chỉnh là:
Ộ Ộ Upae= 115+ 2.2,5%.115 | Yéu cau điêu chỉnh chât lượng điện áp bao gôm : + Yêu câu điêu chỉnh điện áp thường
Chế độ phụ tải cực tiểu : đU¡% < +7.5% Chế độ phụ tải cực đại: đU¿% >+‡2.5% Quy ước:
Kí hiệu “I” dùng cho chế độ phụ tải min
Kí hiệu “2” dùng cho chế độ phụ tải max Phương pháp chọn như sau:
-_ Điện áp yêu cầu trên thanh cái hạ áp của trạm được xác định theo công
thức
Uye = Unam + dU%.Uram
Trong đó ham là điện áp định mức của mạng điện hạ áp + Với hộ điều chỉnh điện áp thường :
Ủ¿¿i = Unam + du¡% Unam = 22 +7.5 %.22 = 23,65(kV) Uyc2 = Unam + duy% Upam = 22 +2.5 %.22 = 22,55(kV)
- _ Tỉ số biến đổi điện áp của MBA k =,== 7
H kt
pa
Với Up, gia tri dién ap tuong ứng với đầu phân áp được chọn Une giá trị điện áp không tải phía hạ áp Une =1,1-Upam =1,1.22= 24,2 (kV) -_ giá trị điện áp trên thanh cái hạ áp quy đối về phía cao áp U U'y=k Un =(Uc - AUp) —” U, + MBA có đầu phân áp có định (dùng cho yêu cầu điều chỉnh điện áp thường) Ở cá hai chế độ phụ tải min và phụ tải max chỉ dùng chung một đầu phân áp tiêu chuẩn : 1
Upato = 2 (UjpatU2 pa)
(chọn đầu phân áp tiêu chuan gan nhat voi gid tri Upac)
Trang 38Điện áp của đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là :
Tính lại giá trị điện áp thực trên thanh cái hạ áp của MBA Uni =(Uci - AUBi) U,
patel U,
Un2 =(Uc2 - AUp2) —“*—
Kiém tra diéu kién : Um ~U „ pate2 dU %= — — 100% < 7,5% Hdm dU2%= U2 Yim 199%> 2.5%, Hảm Bảng số liệu điện áp trên thanh cái hạ áp quy đổi về phía cao áp Trạm biển áp 1 2 3 4 5 6 Usrmin (KV) | 111,998 111,698 107,106 109,576 | 111,575 | 117,873 Uz„ (KV) 114788 114,552 111,637 113,249 | 114,46 | 118,808 Bảng số liệu các đầu phân áp tiêu chuẩn đối với MBA yêu cầu đcđa thường Nắc -2 + 0 1 2 Upate (kV) 109,25 | 112,125 115 117,875 | 120,75
5.1 Chọn đầu phân áp cho MBA tram 1
Điện áp trên thanh cái hạ áp đã quy đổi về phía cao áp U;= Day là hộ loại I : Tính đầu điều chỉnh trong MBA khi phụ tải cực tiểu và cực đại: Une = 24,2(kV) Voi 111,998 kV U;= 114,788 kV
User = Uniam + d,% Unam = 22 +7.5 %.22 = 23,65(kV) Uyeo = Upam + du, % Unam = 22 +2.5 %.22 = 22,55(kV)
Upai =U} U„ _
lye 111,998, 242 23,65
|
38
Trang 39Upar =U) 2" = 114,788 = = 123,166 (kV)
2ye 2
Ở cả hai chế độ phụ tải min và phụ tải max chỉ dùng chung một đầu phân áp tiêu chuẩn : Upay = 3 (UipztU2pa) = ; (114,603+13,166) =118,884 (kV)
Dựa vào bảng ta chọn Ủ;„¿ =l 17kV ứng với n=0
Tính lại giá trị điện áp thực trên thanh cái hạ áp của MBA : Uni =(Uci - AUsi) ao 111,998 = = 23,165 (kV) patel Uno =(Uco - AUpp) V-=114,788 = =23,744 (kV) pafc2 Kiểm tra điều kiện : 23,165 —22 dUi%= > 100% = 5.9% < 7.5% 23,744 — 22
dU2%= 100% = 7,9% > 2,5% (thỏa mãn điều kiện)
Trang 40CHUONG VI : TÍNH TỐN GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN oh 2h 2s 2 2 2k ok Gia thanh truyén tải điện của lưới điện được xác định theo công thức XY B= = (đ/kWh) Trong đó :
Y>, : chi phí vận hành hang năm trong mạng điện (đ)
Ato: tong điện năng mà các phụ tải điện nhận được, (MMñh)
1 Tính tống điện năng phụ tải nhận được
Ay duoc tính theo chế độ phụ tải cực đại với T„ạ„ = 5000h
Ta có : A¿ = Pz¡.T„¿„ =160.5000 = 800.10° (MWh) 1 Chỉ phí vận hành hàng năm VỀ
Y = awa.Ka † A.k, t SAA.C (đ)
Trong đó
aua : hệ số vận hành đường đây, a»a= 0,04 avnt: hệ số vận hành thiết bi trong TBA , ayn= 0,1
kg :von dau tu xây dựng đường đây k,: vốn đầu tư xây dựng TBA
DAA :t6ng ton thất điện năng (bao gâm tổn thất điện năng trên đường đây
va MBA) , (MWh)
C: giá điện 1kWh ,C = 700d/1kWh
a Vốn đầu tư xây dựng đường đây: ka= 156802,1 10° (@)
b Von dau tư xay dung TBA : `