Đồ án môn lưới điện thiết kế mạng lưới điện khu vực (dh điện lực hà nội)

80 757 3
Đồ án môn lưới điện thiết kế mạng lưới điện khu vực (dh điện lực hà nội)

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn MỤC LỤC Lời Mở đầu………………………………………………………………………………… 1 Chương 1: Phân tích nguồn và phụ tải. 1.1 Mở đầu…………………………………………………………………………………….4 1.2 Nguồn điện……………………………………………………………………………… 4 1.3 Phụ tải…………………………………………………………………………………… 4 1.4 Kết luận……………………………………………………………………………………5 Chương 2: Đề xuất phương án nối dây và tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 3.1 Mở đầu…………………………………………………………………………………….6 3.2 Đề xuất các phương án nối dây……………………………………………………………6 3.3 Lựa chọn điện áp định mức, tiết diện dây dẫn, tính tổn thất điện áp cho các phương án…8 3.4 Kết luận………………………………………………………………………………… 27 Chương 3: Tính chỉ tiêu kinh tế. 3.1 Mở đầu………………………………………………………………………………… 28 3.2 Phương pháp tính chỉ tiêu kinh tế……………………………………………………… 28 3.3 Tính kinh tế cho các phương án………………………………………………………….28 3.4 Kết luận………………………………………………………………………………….40 Chương4: Chọn máy biến áp và sơ đồ nối dây. 4.1 Mở đầu………………………………………………………………………………… 42 4.2 Chọn số lượng và công suất máy biến áp……………………………………………… 42 4.3 Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm……………………………………………………… 45 4.4 Kết luận………………………………………………………………………………… 47 Chương 5: Tính toán chính xác cân bằng công suất trong các chế độ 5.1 Mở đầu………………………………………………………………………………… 47 5.2 Chế độ phụ tải cực đại……………………………………………………………………47 5.3 Chế độ phụ tải cực tiểu………………………………………………………………… 57 5.4 Chế độ sau sự cố………………………………………………………………………….60 5.5 Kết luận………………………………………………………………………………… 62 Chương 6: Tính điện áp tại các nút phụ tải và lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp. 6.1 Mở đầu………………………………………………………………………………… 63 6.2 Tính điện áp tại các nút của lưới điện trong các chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố…………………………………………………………………………………………… 63 6.3 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho các trạm……………………………… 66 6.4 Kết luận…………………………………………………………………………………… Chương 7: Tính các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của mạng điện. 7.1 Mở đầu………………………………………………………………………………… 72 7.2 Vốn đầu tư xây dựng lưới điện………………………………………………………… 72 7.3 Tổn thất công suất tác dụng trong lưới điện………………………………………… 73 7.4 Tổn thất điện năng trong lưới điện. …………………………………………………… 73 7.5 Các loại chi phí và giá thành…………………………………………………………… 74 7.6 Kết luận………………………………………………………………………………… 74 SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 1 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn LỜI NÓI ĐẦU Quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá ở nước ta hiện nay đang diễn ra hết sức mạnh mẽ.Trên khắp cả nước các khu trung tâm công nghiệp mới mọc lên ngày càng nhiều. Điều này đỏi hỏi chúng ta phải xây dựng các mạng lưới điện mới để truyền tải điện năng đến các hộ tiêu thụ này.Thiết kế các mạng và hệ thống điện là một nhiệm vụ quan trọng của các kỹ sư nói chung và đặc biệt là các kỹ sư hệ thống điện. Đồ án môn học “Thiết kế mạng lưới điện khu vực” giúp chúng ta vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế công việc. Tuy đây mới chỉ là đồ án môn học nhưng nó đã trang bị những kỹ năng bổ ích cho đồ án tốt nghiệp đồng thời nó cũng cho chúng ta hình dung ra một phần công việc thực tế sau này Trong quá trình làm đồ án, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn và các thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy trên lớp.Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Trần Thanh Sơn đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, tháng 3 năm 2015 Sinh viên Hoàng Mạnh Hùng SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 2 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn Yêu cầu thiết kế lưới điện cho khu vực gồm 1 nguồn và 7 phụ tải được phân bố như sau: 2 1 7 3 6 4 5 Số liệu nguồn: Nguồn là thanh góp hệ thống 110 kV có công suất vô cùng lớn,U đm =110kV hệ số cosφ đm = 0,85 Số liệu phụ tải: Thông số Phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 P max (MW) 15 20 25 30 35 40 45 P min 70%.P max cos ϕ 0.91 U đm(kV) 22 YCĐC điện áp KT KT T KT KT KT KT Loại III I I I I I I T max (h) 4000 5000 5100 4500 3000 4000 3500 Người hướng dẫn TS.Trần Thanh Sơn SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 3 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn CHƯƠNG I PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI o0o 1.1 Mở đầu Trong thiết kế lưới điện, phân tích nguồn và phụ tải là công việc đầu tiên phải thực hiện, nó cũng là một phần rất quan trọng trong thiết kế lưới điện, việc nắm vững nhưng đặc điểm của nguồn và phụ tải giúp chúng ta có thể xác định, tính toán, xây dựng, vận hành lưới điện an toàn và hợp lý. 1.2 Nguồn điện Nguồn có công suất VCL có khả năng đáp ứng được mọi yêu cầu về công suất của phụ tải và đảm bảo chất lượng điện áp: Nguồn có công suất VCL đảm bảo điện áp trên thanh góp cao áp không đổi khi xảy ra mọi biến động về công suất phụ tải dù xảy ra ngắn mạch Nguồn có công suất (≥5÷7) lần công suất phụ tải. 1.3 Phụ tải Lưới điện khu vực mà ta cần thiết kế gồm có 7 phụ tải. Trong đó: Phụ tải: 2, 3, 4, 5, 6, 7 là các hộ tiêu thụ điện phụ tải loại I, có mức độ đảm bảo cung cấp điện cao nhất , nên được cung cấp bởi đường dây kép hoặc mạch vòng để đảm bảo độ an toàn cung cấp điện liên tục. Phụ tải 1 là hộ tiêu thụ điện loại III nên sẽ được cung cấp điện bằng đường dây đơn. Tổng công suất phụ tải: P ∑max = P 1 + P 2 + P 3 + P 4 + P 5 + P 6 + P 7 = 15 + 20 + 25+ 30 +35+40 +45 = 210 (MW) P ∑min = 70% P ∑max = Ta có : QjPS . . += ; ϕ cos P S = ; Q = P. tg ϕ , với cos ϕ = 0,91 ⇒ tgφ = 0,46 SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 4 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn P min = 70%P max ; Q max = P max .tgφ; Q min = P min .tgφ SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 5 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn Bảng 1.1: Số liệu phụ tải tính toán: Phụ tải Loại Chế độ phụ tải Max Chế độ phụ tải Min P (MW) Q (MVAr) S (MVA) P + j.Q (MVA) P (MW) Q (MVAr) S (MVA) P + j.Q (MVA) 1 III 15 6,9 16,483516 5 15+j6,9 10,5 4,83 11,538461 5 10,5+j4,83 2 I 20 9,2 21,978022 20+j9,2 14 6,44 15,384615 4 14+j6,44 3 I 25 11,5 27,472527 5 25+j11,5 17,5 8,05 19,230769 2 17,5+j8,05 4 I 30 13,8 32,967033 30+j13,8 21 9,66 23,076923 1 21+j9,66 5 I 35 16,1 38,461538 5 35+j16,1 24,5 11,27 26,923076 9 24,5+j11,27 6 I 40 18,4 43,956044 40+j18,4 28 12,88 30,769230 8 28+j12,88 7 I 45 20,7 49,450549 5 45+j20,7 31,5 14,49 34,615384 6 31+j14,49 Tổng 210 96,6 230,76923 1 210+j96. 6 147 67,62 161,53846 2 147+j67.62 Các hộ phụ tải loại I 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 hoặc mạch vòng để 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.Thời gian ngừng cung cấp điện lớn nhất cho phép của các phụ tải loại I là khoảng thời gian đóng tự động nguồn dự trữ. Các hộ phụ tải loại III là các hộ phụ tải ít quan trọng hơn nên để giảm chi phí đầu tư ta chỉ cần cấp điện bằng một đường dây đơn và có thể ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để sữa chữa sự cố hay thay thế phần hư hỏng của mạng điện. Trong mạng điện thiết kế hộ phụ tải số 1, 2, 4, 5, 6, 7 có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường độ lệch điện áp phải thỏa mãn các chế độ sau: Chế độ phụ tải cực đại: du% ≥ 5% U đm (1-1) Chế độ phụ tải cực tiểu: du%≥ 0% U đm. (1-2) Chế độ sự cố: 0% ≤ dU% ≤ 5% U đm (1-3) Phụ tải 3 có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường nên phạm vi chỉnh điện áp ở chế độ cực đại, cực tiểu, sự cố là: -2,5% U đm. ≤ dU% ≤ +7,5% U đm (1-4) 1.4 Kết luận: Như vậy để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện cho từng loại phụ tải thì Phụ tải loại I phải được cung cấp từ 2 nguồn độc lập, thời gian ngừng cung cấp điện chỉ trong khoảng thời gian đóng tự động dự trữ, đường dây của phụ tải là dây kép hoặc mạch vòng. Phụ tải SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 6 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn loại III được cung cấp điện bằng dây đơn và cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian sữa chữa sự cố hay thay thế hư hỏng của mạng điện nhưng không quá 1 ngày. CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT o0o 2.1 Mở đầu Các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nó.Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần được chọn sao cho có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết, đảm bảo chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ, thuận tiện và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận phụ tải mới. 2.2 Đề xuất các phương án nối dây. Lựa chọn các phương án nối dây của mạng điện là nhiệm vụ hết sức quan trọng để từ đó tính toán so sánh các phương án về mặt kỹ thuật nhằm tìm ra một phương án hợp lý nhất đảm bảo cung cấp điện kinh tế và hiệu quả. Việc vạch ra phương án nối dây của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: Công suất yêu cầu của phụ tải phải lớn hay nhỏ, số lượng phụ tải nhiều hay ít, vị trí phân bố phụ tải, mức độ yêu cầu về việc đảm bảo cung cấp điện liên tục, đặc điểm và khả năng cung cấp điện của nhà máy điện, v.v. Căn cứ vào sơ đồ vị trí phụ tải ta chia phụ tải làm 4 nhóm sau: Nhóm 1: Phụ tải 1 và 2 Nhóm 2: Gồm ba phụ tải 3, 4, 5 Nhóm 3: Gồm hai phụ tải 6 và 7 a) Các phương án cho nhóm 1: Phương án 1: Phương án 2: SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 7 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn b) Các phương án nhóm 2: Phương án 1: Phương án 2: Phương án 3: SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 8 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn c) Các phương án nhóm 3: Phương án 1: Phương án 2: Phương án 3: 2.3. Tính toán so sánh kỹ thuật các phương án. Các phương án đấu nối được so sánh về mặt kỹ thuật. Cụ thể là tất cả các phương án đều phải tính toán theo các nội dung như sau: a, Chọn cấp điện áp cho mạng điện. Một trong những công việc lúc thiết kế hệ thống điện là lựa chọn đúng điện áp của đường dây tải điện.Vấn đề này rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến tính kỹ thuật và tính kinh tế của mạng điện.Có nhiều phương pháp và công thức tính toán lựa chọn cấp SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 9 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn điện áp tối ưu.Ở đây ta sử dụng công thức Still để tính toán lựa chọn cấp điên áp cho mạng điện: Trong đó: L: Chiều dài đường dây (km). P: Công suất tác dụng chạy trên đường dây (MW). i: Đường dây và phụ tải thứ i. (i = 1 ÷ 7) Kết quả điện áp tính được nằm trong khoảng (50- 150) kV là phù hợp với điện áp định mức của hệ thống đã cho là 110kV sẽ được lựa chọn để so sánh. b, Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện (J kt ): Với mạng điện khu vực, trong những tính toán đơn giản ta thường chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện J kt . KT i KT J I F max = F KT : Tiết diện kinh tế đoạn dây thứ i, mm 2 I imax : Dòng điện lớn nhất chạy trên đoạn đường dây thứ i. 3 max max 10. .3. dm i Un S I = A Trong đó: n: Số mạch đường dây, dây đơn n = 1, dây kép n = 2. P imax , Q imax : Dòng công suất tác dụng và phản kháng lớn nhất chạy trên đường dây thứ i (MW, MVar) U đm : Điện áp định mức của mạng điện, kV. J kt : Mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2 . Mật độ kinh tế của dòng điện đối với dây AC khi T max = 3000-5000h bằng 1,1. Về lý thuyết tiết diện tiêu chuẩn được chọn gần nhất với tiết diện kinh tế, dây dẫn được chọn phải đảm bảo điều kiện vầng quang F ≥ 70mm 2 khi mà mạng điện có cấp điện áp từ 110kV ÷ 750kV. Dòng điện chạy trên dây dẫn lúc sự cố nguy hiểm nhất được tính theo công thức: SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 10 [...]... chi phí xây dựng vận hành đường dây truyền tải điện 3.2 Tính toán kinh tế các phương án SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 29 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn Chỉ tiêu kinh tế được sử dụng khi so sánh các phương án là các chi phí tính toán hàng năm, được xác định theo biểu thức: Z = ( atc + avh ).K + ∆A.c Trong đó: Z - Tổng chi phí của phương án trong một năm ∆A- Tổn thất điện năng (kWh) avh -... và khi có sự cố xảy ra Khi các phương án đã đảm bảo tốt các yêu cầu kỹ thuật cần thiết để có thế chọn được một phương án tối ưu nhất chúng ta cần so sánh chúng về mặt kinh tế CHƯƠNG III TÍNH TOÁN KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN o0o -3.1 Mở đầu Đánh giá các phương án nối dây trong thiết kế lưới điện theo các chỉ tiêu kinh tế giúp chúng ta có thể đưa ra một phương án nối dây tối ưu nhất, tiết kiệm được... 3.3.1.1) Phương án 1: 2 1 28,284 km 42,426 km a)a) a) Lựa chọn điện áp định mức: Trong khi xác định gần đúng các dòng công suất trong mạng điện chúng ta sử dụng giả thiết sau: SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 11 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn - Không tính tổn thất trên các tổng trở đường dây - Dòng điện trên các đường dây được xác định theo điện áp danh định của mạng - Dùng phụ tải tính toán của trạm... 20% 3.3.3.3) Phương án 3: SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 26 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn 50 km 7 N 36,056km 6 42,426 km a) Lựa chọn điện áp định mức : _Xét mạng điện kín N-6-7-N : Dòng công suất chạy trên đoạn N-6 : Dòng công suất chạy trên đoạn N-7 : Dòng công suất trên đoạn 6-7 : Suy ra điểm phân bố công suất trong mạng điện kín N-3-4-N là điểm 7 N N S6 STT 1 2 3 Nhánh N-6 6-7 N-7 S7 L(km)... 10,867% + 6,285% = 17,152 % < 20% 3.3 Kết luận Như vậy, sau khi đã đề xuất được các phương án nối dây cho lưới điện và thực hiện kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật cho các phương án, chúng ta đã hoàn toàn xác định được cấp điện áp truyền tải cũng như tiết diện dây dẫn và tổn thất điện áp trên dây dẫn truyền tải điện và phần nào hình dung được tình trạng của lưới điện khi vận hành trong các chế độ bình thường... suất tác dụng chạy trên đường dây thứ (MW) - Q: Công suất phản kháng chạy trên đoạn đường dây (MVar) - R , X : Điện trở, điện kháng đường dây (Ω) - Uđm : Điện áp định mức mạng điện (kV) Đối với cấp điện áp 110(kV) trở xuống thành phần điện áp ngang trục rất nhỏ nên có thể bỏ qua + Các trị số ∆U tính được phải thoả mãn điều kiện: - Lúc vận hành bình thường tương đương với chế độ max: ∆Umax bt % ≤ 15% -... 265 265 330 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn c) Tính tổn thất điện áp ∆U % = ∑ PR + ∑ QX ×100(%) Theo công thức: R= 1 r0 l n X = U 2 dm 1 x0 l n Trong đó: Điện trở và điện kháng đoạn N-3 R= 0,46.50 = 11,5 (Ω) X = = 11 (Ω) Khi xảy ra sự cố đứt 1 đây của đường dây lộ kép N-3 Khi đó: ISC = 2.Imax và ∆USC% = 2.∆Ubt% - Tính cho nhánh N-3: Tương tự thay số tính cho các nhánh còn lại ta có kết quả ghi... KN-2=1,6.K0.LN-2=1,6.208.106.42,426=8,825.109 đ c, Chi phí vận hành hàng năm _Xét đường dây N-1 Chi phí cho tổn thất điện năng ΔAN-1.C = ΔPN-1max τ.C = 0,210.2405.106 =505,05.106 đ Chi phí tính toán hàng năm ZN-1 = (atc+avh) KN-1 + ΔAN-1.C =((0,125+0,04).8004+505,05).106 = 1825,71.106 đ Chi phí vận hành hàng năm SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 31 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn YN-1 = avh.KN-1+ ΔAN-1.C... 20249,669.106 đ c, Chi phí vận hành hàng năm SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 34 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN τ GVHD: TS.Trần Thanh Sơn = 3521(h): Phụ tải loại I Xét đường dây N-3: Chi phí cho tổn thất điện năng ΔAN-3.C = ΔPN-3max.τ.C = 0,720.3521.106 = 2535,12.106 đ Chi phí tính toán hàng năm ZN-3 = (atc+avh) KN-3 + ΔAN-3.C =((0,125+0,04).16640 + 2535,12).106 = 5280,72.106 đ Chi phí vận hành hàng năm YN-3 = avh.KN-3+... Khi đứt 1 đường dây trong 1 nhánh: ∆USC% = 2.∆Ubt% R= 1 r0 l n X = 1 x0 l n Trong đó: Nhánh P Q R X ∆Ubtmax% ∆Uscmax% N-6 40 18,4 7 9,1 3,698 7,396 N-7 45 20,7 6,75 10,575 4,319 8,638 Từ kết quả tính tổn thất điện áp ở bảng trên ta có tổn thất điện áp trung bình lớn nhất lúc bình thường và lúc sự cố của phương án nối dây 1 là: SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 24 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn . các kỹ sư hệ thống điện. Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện khu vực giúp chúng ta vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế công việc. Tuy đây mới chỉ là đồ án môn học nhưng nó đã trang. 8 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn c) Các phương án nhóm 3: Phương án 1: Phương án 2: Phương án 3: 2.3. Tính toán so sánh kỹ thuật các phương án. Các phương án đấu nối được so sánh. phương án cho nhóm 1: Phương án 1: Phương án 2: SV: Hoàng Mạnh Hùng – Đ7H1 Page 7 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: TS.Trần Thanh Sơn b) Các phương án nhóm 2: Phương án 1: Phương án 2: Phương án 3: SV:

Ngày đăng: 13/06/2015, 11:07

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • 1.4 Kết luận:

    • N-1

    • N-1

    • 1-2

    • 2-1

    • 2-1

    • N-6

    • N-6

  • 5.3 Chế độ phụ tải cực tiểu:

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan