Thiết Kế Mạng Điện 11022KV ( Hồ Văn Hiến)

Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, sinh hoạt tăng trưởng không ngừng.Đặt điểm chính của lưới điện truyền tải và phân phối là cung cấp điện trực tiếp

Trang 1

MỤC LỤC

Trang 2

Ngày nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng cải thiện không ngừng Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, sinh hoạt tăng trưởng không ngừng.

Đặt điểm chính của lưới điện truyền tải và phân phối là cung cấp điện trực tiếp cho người tiêu dùng, vì thế mạng điện được thiết kế phải đảm bảo chất lượng điện năng, đáp ứng nhu cầu sử dụng điện năng của nhân dân và các công

ty xí nghiệp.

Mạng điện 110 kV và trạm biến áp 110/22 kV là một bộ phận quan trọng của hệ thống điện truyền tải và phân phối, nếu bị sự cố sẽ ảnh hưởng tới độ tin cậy cung cấp điện của toàn hệ thống.

Việc thiết kế mạng điện phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, và phù hợp về vấn đề kinh tế, ta cần tính toán lựa chọn phương án tối ưu nhất.

Đồ án học phần 1A dựa trên tài liệu “ Hướng dẫn đồ án môn học điện 1:

Thiết Kế Mạng Điện” của tác giả Hồ Văn Hiến Phần đồ án này chỉ bao gồm 10

chương từ phân tích nguồn phụ tải, chọn phương án hợp lý… tính toán các tình trạng làm việc của mạng điện, tổng kết các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện thiết kế, thiết kế mạng phân phối

Trong quá trình làm không tránh khỏi sai sót mong nhận được những lời khuyên quí báo từ thầy cô để góp phần hoàn thiện môn học đồ án tốt hơn.

Cuối cùng em xin cảm ơn thầy TS Trần Anh Vũ đã hướng dẫn tận tình để em

có thể hoàn thành đồ án này Em xin trân trọng cảm ơn thầy

Trang 3

ĐỀ BÀI

Nguồn điện

Đủ cung cấp cho phụ tải với Điện áp thanh cái cao áp1.1 Uđm lúc phụ tải cực đại1.05 Uđm lúc phụ tải cực tiểu1.1 Uđm lúc sự cố

Trang 4

CHƯƠNG I: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG

HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

Với : tổng công suất tác dụng phát ra do nhà máy phát điện

Với m=0.8 là hệ số đòng thời

= 10%*m* = 10%*0.8*106 = 8.48 (MW)

- Vì nguồn điện đủ cung cấp hoàn toàn cho nhu cầu công suất tác dụng và chỉ cân bằng

từ thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng của nhà máy điện nên:

Trang 5

4 18 18.36 0.7 9.65 8.71 20 0.9

Trang 6

CHƯƠNG II: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ

THUẬT 2.1 LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN

Từ số liệu trên ta chọn cấp điện áp 110KV, Uđm = 110KV

2.2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY

- Chia sơ đồ thành 3 khu vực:

+ Khu vực 1: pha tải 1, 2 cấp điện liên tục

+ Khu vực 2: pha tải 3, 4 cấp điện không liên tục

+ Khu vực 3: pha tải 5, 6 cấp điện liên tục

2.2.1 Khu vực 1: Chọn đường dây mạch vòng kín

Ở điện áp U = 110kV, Tmax = 5000 h.Tra bảng ta được dòng k tế Jkt = 1,1A

Trang 7

- Công suất trên đoạn N-2

Vây

Bảng :Mật độ dòng kinh tế Jkt, [A/mm2] (Sách “Cung Cấp

Điện”.T.274)

Loại dây dẫn Thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax

Tmax < 3000 h Tmax=3000:5000 h Tmax > 5000 h

Dây trần và thanh cái bằng

- Với Tmax = 5000 h/năm và mật độ dòng kinh tế: Jkt = 1.1 A/mm

- Dòng điện cực đại trên đoạn dây:

- Tiết diện kinh tế tính toán

Dây nhôm lõi thép

Mã hiệu dây dẫn Dòng điện cho phép khi đặt ngoài trời (A)

Trang 8

- Mạng trở thành liên thông N-1-2 (đứt đoạn N-2)

- Mạng trở thành liên thông N-2-1 (đứt đoạn N-1)

Vậy khi sự cố đứt dây, dây thỏa điều kiện phát nóng Icp > Isc

Trang 9

Chiềudài(m)

r0(Ω/km)

Trang 10

- Công suất tính toán tại nút 1 và 2:

Trang 11

2 2 2 -j Q cN-1 -j Q cN-1

Tổn thất công suất đoạn N-2

- Công suất cuối tổng trở đoạn N-2

- Tổn thất điện áp trên đoạn N-2



 Phần trăm sụt áp:

- Tổn thất công suất trên đoạn N-2

- Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N-2

- Công suất đầu phát đoạn N-2

Tổn thất công suất đoạn 1-2

- Công suất cuối tổng trở đoạn 1-2:

Trang 12

- Công suất đầu phát đoạn 1-2

Tổn thất công suất đoạn N-1:

- Công suất cuối tổng trở đoạn N-1:

 Tổn thất điện áp

 Phần trăm tổn thất điện áp:

- Tổn thất công suất trên đoạn N-1

- Công suất đầu phát đoạn N-1

2.2.2 Khu vực 2: phụ tải 3,4 cấp điện không liên tục.

Vậy ta chọn đường dây đơn liên thông

Trang 13

S =20+15j N

Chọn cột

- Chọn cột bê tông cốt thép 1 mạch ( như khu vực 1)

 Dây dẫn AC-240

có r0 = 0.132 đường kính d= 21.6mm

Trang 14

Công suất ở cuối tổng trở Z3-4

- Tổn thất điện áp trên đoạn 3 – 4

Vậy

- Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn 3-4

Trang 15

- Tổn thất công suất pk trên đoạn N-1

- Công suất ở đầu, tổng trở Z3-4 của đoạn 2:

- Công suất ở đầu đoạn 3-4

- Công suất ở cuối tổng trở ZN-3 của đoạn N-3

 Tổn thất điện áp

- Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N-3

- Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N-3

- Công suất ở đầu tổng trở đoạn ZN-3:

- Công suất ở đầu đoạn N-3 (công suất nguồn cung cấp cho toàn bộ đường dây)

- Sụt áp trên toàn đường dây

S Tổ

ngđư

Trang 16

2 3-4

0.240

Tổng

0.923

2.2.3 Khu vực 3: Phụ tải 5, 6 cấp điện liên tục

2.2.3.1 Phương án 1: đường dây lộ kép

- Dòng điện cực đại qua mỗi lộ của từng dây:

Vì Tmax = 5000 h/năm nên Jkt = 1,1 A/mm2

- Tiết diện kinh tế tính toán:

Trang 17

chọn dây AC – 70.

- Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố:

Khi đứt 1 đường dây lộ kép, dây còn lại phải tải toàn bộ phụ phát còn gọi làdòng cưỡng bức ( Icb) Khi đó:

I1cb = 2*55.767 = 111.534 (A) < Icp = 222.75 (A)

I2cb = 2*46.656 = 93.312 (A) < Icp = 222.75 (A)

Chọn cột: chọn trụ bê tông cốt thép 2 mạch mã hiệu

h

2 H

1 2 3

H

1 H

3 H

Có h0 = 3m; H = 13.5 m; h1 = 3 m; h2 = 3 m; h3 = 2.7 m; a1 = b1 = 2 m; a2 = b2 = 3.5 m; a3 = b3 = 2 m

Trang 18

Giữa các dây thuộc pha a: DsA =

Giữa các dây thuộc pha b: DsB =

Giữa các dây thuộc pha c: DsC = Dsa = 0.173 m

+ Bán kính trung bình hình học của đường dây, lộ kép có hoán vị:

Trang 20

- Công suất ở cuối tổng trở :

- Tổn thất điện áp trên đoạn N-5:

- Phần trăm sụt áp:

- Tổn thất công suất trên đoạn N-5:

- Công suất phát từ đầu đoạn N-5:

Trang 21

- Phần trăm sụt áp:

- Công suất phát từ đầu đoạn N-6:

• Khi sự cố một lộ:

Phụ tải 5:

- Tổn thất điện áp trên đoạn N-5-SC:

Phụ tải 6:

- Tổn thất điện áp trên đoạn N-6-SC:

Vậy phương án 1 thỏa yêu cầu kỹ thuật

Trang 22

- Kiểm tra điều kiện phát nong lúc sự cố:

- Dòng cưỡng bức cực đại khi đứt 1 lộ:

Chọn cột: Chọn trụ bê tông cốt thép 2 mạch mã hiệu

 Đường dây AC-70 có:

Số sợi: 7 sợiVậy đường dây 5-6 có:

N

Trang 23

- Khi sự cố 1 lộ:

Thông số đường dây:

Đường

dây

R()

X()

- Công suất cuối tổng trở

- Tổn thất điện áp trên đoạn 5-6

- Tổn thất công suất:

Trang 24

- Công suất phát từ đầu đoạn 5-6:

- Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố:

Trang 25

- Công suất cuối đoạn

- Tổn thất điện áp trên đoạn

Trang 27

- Dòng điện cực đại trên đường dây:

- Tiết diện kinh tế:

 Chọn dây AC-95

 Chọn dây AC-70

Kiểm tra điều kiện phát nóng:

- Khi sự cố:

+ Đứt dây N-6 mạng trở thành liên thông N-5-6

+ Đứt dây N-5 mang trở thành mạng liên thông N-6-5

Vậy khi xảy ra sự cố đứt dây, dây dẫn vẫn thỏa điều kiện phát nóng

Trang 29

- Công suất tính toán tại nút 5 và 6:

- Sơ đồ phụ tải tính toán:

Kiểm tra kết quả:

- Công suất trên đoạn 5-6:

Nút 6 là điểm phân công suất:

Trang 30

2 2 2 -j Q cN-5 -j Q cN-5

- Tổn thất công suất cuối đoạn N-6:



- Công suất đầu phát đoạn N-6:

- Tổn thất công suất đoạn 5-6:

- Tổn thất điện áp đoạn 5-6:



- Tổn thất công suất trên đoạn 5-6

- Công suất đầu phát 5-6:

- Tổn thất công suất đoạn N-5:

Trang 31



- Công suất đầu phát đoạn N-5:

(MVAr )

Trang 32

Bảng tổn thất công suất tác dụng các phương án:

Vì nên ta chọn số bát sứ của chuỗi sứ là 8

- Theo đồ thị điện áp trên chuỗi thứ nhất có treo với dây dẫn bằng khoảng 21% điện

áp E giữa dây và đất () hay:

Hiệu suất chuỗi sứ:

- Ta chọn bát sứ loại có điện áp thử nghiệm ở tần số 50Hz la 32kV Chuỗi 8 bát sứ với sẽ chịu được:

- Tương ứng với điện áp dây:

Trang 33

- Trong khi đó điện áp dây của đương dây là Như vậy số bát sứ chọn thỏa mãn.

Trang 34

CHƯƠNG 3: SO SÁNH PHƯƠNG ÁN KINH TẾ

3.1 KHU VỰC 1

- Chi phí đầu tư của phương án đường dây mạch vòng kín:

(km)

Tiền đầu tư1km đườngdây ($/km)

Tiền đầu tưtoàn đườngdây ($)

- Khối lượng kim loại màu của khu vực 1:

STT Đường dây Mã hiệu Chiều dài(km) (kg/km/pha)Khối lượng Khối lượng3 pha (kg)

- Chi phí đầu tư của phương án đường dây đơn liên thông:

dây ($/km)

- Khối lượng kim loại màu của khu vực 2:

Trang 35

3.3.1 Phương án 1: đường dây lộ kép

- Chi phí đầu tư của phương án đường dây lộ kép:

- Khối lượng kim loại màu của phương án 1 khu vực 3:

(km)

Khối lượng(kg/km/pha)

Trang 36

3.3.2 Phương án 2: đường dây lộ kép liên thông

- Chi phí đầu tư của phương án đường dây lộ kép liên thông:

3.3.3 Phương án 3: đường dây kín

- Chi phí đầu tư của phương án đường dây kín:

dây ($/km)

Trang 37

Tổng khối lượng kim loại màu 99603.234

Bảng tổng kết chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật khu vực 3:

Trang 38

CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN

VÀ TRẠM BIẾN ÁP 4.1 CHON MBA CUNG CẤP CHO PHỤ TẢI 1

- Vì tải loại tải cần cung cấp điện liên tục nên trạm gồm 2 biến áp ghép song song:

Trang 39

4.2 CHON MBA CUNG CẤP CHO PHỤ TẢI 2

Trang 41

Vậy

- Tổn thất Fe 1 MBA:

Trang 43

3 1 2.323 50.767 36 0.187

Trang 44

CHƯƠNG 5: BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN

5.1 TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ Ở KHU VỰC 1

- Điện trở tổng mạch N-1-2-N

- Dòng công suất phản kháng trên đoạn N-1:

Trang 45

- Hệ số công suất tại các nút sau khi bù:



5.2 TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ KHU VỰC 2

- Từ 2 phương trình trên ta được:

Vậy Giải lại hệ phường trình thì:



5.3 TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ CHO KHU VỰC 3

- Điện trở tổng mạch N-5-6-N

Trang 46

Trang 47

Bảng tổng kết sau khi bù kinh tế:

Trang 48

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ THIẾT BỊ

BÙ CƯỠNG BỨC 6.1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CHO KHU VỰC 1

Công suất tình toán nút 1:

- Công suất sau khi bù:

- Tổn thất công suất tác dụng trong dây quấn TBA T1:

- Tổn thất công suất phản kháng trong dây quấn TBA T1:

- Công suất ở đầu TBA T1:

- Tổn thất công suất sắt của TBA T1:

- Công suất phản kháng do ½ điện dung đường dây N-1 phát ra:

- Công suất phản kháng do ½ điện dung đường dây 1-2 phát ra:

Trang 49

 Công suất tính toán tại nút I:

Công suất tính toán tại nút II:

- Công suất sau khi bù kinh tế:

- Tổn thất công suất tác dụng trong dây quấn TBA T2:

- Tổn thất công suất phản kháng trong dây quấn TBA T2:

 Công suất tính toán tại nút II:

- Tổng các tổng trở:

- Phân bố công suất theo tổng trở:



Trang 50

- Kiểm tra kết quả:

Nút II là điểm phân công suất

Tính toán đường dây N-2:

- Công suất cuối phụ tải:

- Các thành phần của vecto sụt áp:

- Công suất ở đầu

- Công suất phát của đường dây N-2:

Trang 51

Tính toán đường dây 1-2:

- Tổn thất điện áp trên đoạn 1-2:



- Tổn thất công suất trên đoạn 1-2:

- Công suất đầu tổng trở :

Tính toán dây N-1:

- Tổn thất điện áp trên



- Tổn thất công suất trên

- Công suất đầu tổng trở

- Công suất phát từ đầu đường dây

Trang 52

6.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CHO KHU VỰC 2:

-j Qc3-42

- Đường dây hình tia liên thông:

- Tổn thất công suất dây quấn trên TBA T4:

- Tổn thất công suất Fe của TBA T4:

- Công suất phản kháng do ½ đường dây 3-4 gây ra:

- Công suất tại nút IV:

Trang 53

- Tổn thất công suất trên đoạn

- Công suất đầu đoạn

Tính toán dây N-3

- Phụ tải 3:

- Tổn thất công suất dây quấn trong TBA T3:

- Tổn thất công suất Fe của MBA T3:

- Công suất phản kháng do ½ đường dây N-3 gây ra:

- Công suất tại nút III:

- Tổn thất công suất trên đoạn

Trang 54

- Công suất phát từ đầu đường dây là:

6.3 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CHO KHU VƯC 3:

Công suất tính toán nút V:

2

- Công suất sau khi bù:

- Tổn thất công suất tác dụng trong dây quấn MBA T5:

- Tổn thất công suất phản kháng trong dây quấn MBA T5:

- Công suất ở đầu MBA T5:

- Công suất phản kháng do ½ điện dung đường dây 5-6 phát ra:

Trang 55

 Công suất tính toán tại nút V:

Công suất tính toán tại nút VI:

- Công suất sau khi bù kinh tế:

- Tổn thất công suất tác dụng trong dây quấn MBA T6:

- Tổn thất công suất phản kháng trong dây quấn MBA T6:

- Công suất ở đầu MBA T6:

 Công suất tính toán tại nút VI:



- Tổng các tổng trở:

- Phân bố công suất theo tổng trở:

Trang 56

- Kiểm tra kết quả:

Nút VI là điểm phân công suất

Tính toán đường dây N-6:

- Công suất cuối phụ tải:

- Các thành phần của vecto sụt áp:

- Công suất ở đầu

Trang 57

- Công suất phát của đường dây N-6:

Tính toán đường dây 5-6:

- Tổn thất điện áp trên đoạn 5-6:



- Tổn thất công suất trên đoạn 5-6:

- Công suất đầu tổng trở :

Tính toán dây N-5:



- Tổn thất công suất trên

Trang 58

- Kiểm tra điều kiện bù công suất cưỡng bức:

Trang 59

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG

MẠNG ĐIỆN 7.1 TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI: 7.1.1 Khu vực 1:

Tính thuận

j (MVA)

- Điện áp cuối đường dây N-1 là:

- Công suất đầu tông trở là:

- Điện áp cuối đường dây 1-2:

- Công suất ở đầu tổng trở TBA T1 va T2 là:

- Sụt áp qua TBA 1:

- Điện áp thứ cấp TBA T1 qui về sơ cấp:

- Điện áp phía thứ cấp TBA T1:

Trang 60

- Công suất đầu tổng trở là:

Ta được bảng tổn thất đường dây:

tác dụng (MW)

Tổn thất công suấtphản kháng(MVAr)

Công suất phảnkháng do điện dungđường dây sinh ra(kể cả 2 đầu)(MVAr)

Bảng kết quả điện áp lúc phụ tải cực đại:

Phụ tải Điện áp phíacao áp (KV) áp qui vể cao ápĐiện áp phía hạ

(KV)

Điện áp hạ áp(KV) áp phía thứ cấp% độ lệch điện

Trang 61

- Điện áp cuối đường dây là:

- Tổn thất điện áp trên TBA T3:

- Điện áp thứ cấp TBA T3:

- Công suất ở đầu tổng trở là:

- Tổn thất điện áp trên là:

- Điện áp cuối đường dây N-3:

- Tổn thất điện áp trên TBA T4 là:

Trang 62

- Điện áp thứ cấp TBA T4 là: