Đồ án thiết kế lưới điện cao áp

GVHD: Th.S Nguyc Thun SVTH: Lê Tu 1 LỜI NÓI ĐẦU t ngung quan trng ca h thng quc gia, c s dng rng rãi trên hu hn xut kinh ti sng sinh hot, nghiên cc khoa h Hing công nghip hóa, hii hóa nên nhu cu v i ngày càng cao v s ng.  ng c v s    n nói chung phi có k hoch tìm và khai thác tt các ngung có th bit  m bo v cht ng n  cn phi xây dng h thng truyn ti, phân phi, ng thc vn hành tu nht, m bo các yêu cu v k thu kinh t. Do vy vic thit k, xây dng và vn hành H thn luôn luôn ph cao. Trong khuôn kh c án này có rt nhiu chi ti  quan trng cho vic thit k mt H thn ln. Vi m  án tt nghip cm v chính sau: Phn I: Thit k n cao áp Phn II: Thit k  GVHD: Th.S Nguyc Thun SVTH: Lê Tu 2 LỜI CẢM ƠN  án vi s n lc ca b  tn tình ca các thy cô trong khoa H thn, b này cc hoàn thành. c chân thành cy giáo, cô giáo trong khoa H thn  kin th án. c bit em cy giáo: Th.S Nguyc Thui trc ting dn em thc hi án. c s góp ý, ch bo ca các th b án cc hoàn thin. Em xin chân thành c Hà Ni, thá Sinh viên thc hin Lê Tu GVHD: Th.S Nguyc Thun SVTH: Lê Tu 3 PHẦN 1: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN CAO ÁP GVHD: Th.S Nguyc Thun SVTH: Lê Tu 4 CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, SƠ BỘ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH 1.1 Phân tích nguồn và phụ tải Trong công tác thit k mn, quá trình thu thp thông tin và phân tích các d liu v ngun và ph ti là rt quan trng cho ving thit k. Cn phnh c ví trí ngun, ph ti, công sut và các d kin xây dng, phát tri c nhu cu s dni gian k hoch bao gm tng công su ca các ph ti, t ng thit k mn. M Hình 1.1: Sơ đồ bố trí nguồn và phụ tải . . . . . . . 10 3 6 5 9 4 8 1 2 HT NM . 7 GVHD: Th.S Nguyc Thun SVTH: Lê Tu 5 1.1.1 Phân tích nguồn Vic la chn kt c mn cung cp cho các ph tng dây liên lc gia các ngun vi nhau hoàn toàn ph thuc vào v trí, nhim v t ca ngun cung cp. Trong mn thit k có hai ngun cung c   nhin và h thn. a, Nhà máy nhin - Công sut: P  = 4 x 45 = 180 MW. - H s công sut: cos  = 0,8. - nh mc: U  = 10,5 kV. b, H thng - Có công sut vô cùng ln. - H s công sut: cos  = 0,85. Vì vy cn phi có s liên h gia h th có th i công sut gia hai ngun cung cp khi cn thim bo cho h thng thit k làm vic ng trong các ch  vn hành. Mt khác, vì h thng có công sut vô cùng ln nên chn h thng là nút cân bng công su v  cn phi d tr công sun vì công sut tác dng và phn kháng d tr s c ly t h thng. 1.1.2 Phân tích phụ tải Mn khu vc mà ta cn thit k gm 10 ph ti: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.  - Ph ti: 1, 2, 4, 5, 6, 8, 9, 10 là các ph ti loi I, có yêu cu chn áp ng (KT). - Ph ti: 3, 7 : là các ph ti loi III, có yêu cu chng (T). Các s liu c th ca các ph tc cho trong bng 1.1. GVHD: Th.S Nguyc Thun SVTH: Lê Tu 6 Bảng 1.1: Các số liệu về phụ tải Các s liu Ph ti 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Công sut ci (MW) 23 25 31 29 33 28 26 32 35 30 Công sut cc tiu (MW) Bng 70% công sut ci H s công sut 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Thi gian s dng công sut ln nht (h) 5100 Mc yêu cu cn I I III I I I III I I I Yêu cu chn áp KT KT T KT KT KT T KT KT KT nh mc phía h áp (kV) 22 Công sut tiêu th ca các ph t Q max = P max .tg; Vi cos = 0,9 => tg = 0,484 max S = P max + jQ max S max = 22 max max PQ Kt qu giá tr công sut ca các ph ti trong các ch  ci và cc tiu cho trong bng 1.2. GVHD: Th.S Nguyc Thun SVTH: Lê Tu 7 Bảng 1.2: Bảng thông số của các phụ tải Hộ tiêu thụ P max + jQ max (MVA) S max (MVA) P min + jQ min (MVA) S min (MVA) 1 23 + j11,132 25,552 16,1 + j7,792 17,887 2 25 + j12,1 27,774 17,5 + j8,47 19,442 3 31 + j15,004 34,44 21,7 + j10,503 24,108 4 29 + j14,036 32,218 20,3 + j9,825 22,553 5 33 + j15,972 36,662 23,1 + j11,18 25,663 6 28 + j13,552 31,107 19,6 + j9,486 21,775 7 26 + j12,584 28,885 18,2 + j8,809 20,22 8 32 + j15,488 35,551 22,4 + j10,842 24,886 9 35 + j16,94 38,884 24,5 + j11,858 27,219 10 30 + j14,52 33,329 21 + j10,164 23,33 Tổng 292 + j141,33 324,403 204,4 + j98,93 227,082 1.1.3 Kết luận  phân b ph ti cho ra thy ph tc phân b tp trung v hai phía, ng khi thit k có th phân thành hai vùng ph t - c cn t h thng: Gm các ph ti: 1, 2, 5, 7. - c cn t nhà máy: Gm các ph ti: 3, 4, 6, 8, 10. - Riêng ph ti 9 nm gia nhà máy và h thc cn t hai ngun. 1.2 Tính toán cân bằng công suất  h thng làm vic m bo cung cn liên tc cho các ph ti, thì ngun phc cung c công sut tác dng và công sut phn kháng cho các h tiêu th và tn tht công sut trên các phn t ca h thng, do vy ta phi cân bng công sut tác dng và công sut phn kháng. GVHD: Th.S Nguyc Thun SVTH: Lê Tu 8 Cân bng công sut tác dng cn thi gi tn s ng trong h thng. Nu công sut tác dng nh t yêu cu ca ph ti thì tn s ca h thng s gim c li.  gi n áp ng ta cn phi có s cân bng công sut phn kháng  h thng nói chung và khu vc nói riêng. Nu công sut phn kháng phát ra l công sut phn kháng tiêu th n áp s c li. 1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng  cân bng công sut tác dng trong h thn: P NM + P HT = P tt  pt P + P td + P dt t P NM  Công sut phát ca nhà máy nhin: P NM = P  = 180 MW P HT  Công sut ca toàn h thng. P tt  Công sut tiêu th trong mn m  H s ng thi xut hin các ph ti (m=1).  pt  Tng công sut ca các ph ti:  pt = 292 MW P  Tng tn tht trong m ly bng 5% tng công sut các ph ti:  max = 5% . 292 = 14,6 MW P td  Công sut t dùng trong nhà n chim t 6 ti 14% tng công sut c án này ta chn bng 10%: P td = 10%.P  = 10% . 180 = 18 MW P dt  Công sut d tr , do h thng có công sut vô cùng ln nên P dt s c ly  h th dt = 0. Vy tng công sut tiêu th trong mn có giá tr: P tt  max P + P td + P dt = 292 + 14,6 + 18 + 0 = 324,6 MW y, h thng cn cung cp công sut cho các ph ti bng: P HT = P tt - P NM = 324,6  180 = 144,6 MW 1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng Ta có: tng công sut phn kháng tiêu th Q tt trong mn: GVHD: Th.S Nguyc Thun SVTH: Lê Tu 9  tt  pt + Q L -  Q C + Q dt + Q b + Q td   pt  Tng công sut phn kháng ca các ph ti, theo Bng 1.2 ta có:  pt =   10 1i i Q = 141,33 MVAr Q L  Tng tn tht công sut phn kháng trong cm kháng c  ng dây trong mn.  C  Tng công sut phn dung cng dây sinh ra. Trong khi tính toán , mt cách g ly: Q L = Q C . Q dt  Công sut phn kháng d tr, do h thng có công sut vô cùng ln nên công sut d tr s c ly t h th dt = 0. Q b  Tn tht công sut phn kháng trong các trm bi ly: Q b  pt = 15% . 141,33 = 21,199 MVAr Q td  Công sut phn kháng t n: Q td = P td . tg td Chn cos td = 0,8  tg td = 0,75 ta có: Q td = 18. 0,75 = 13,5 MVAr Vy tng công sut tiêu th trong mn: Q tt  max + Q L - Q C + Q dt + Q b + Q td = 141,33 + 21,199 + 13,5 = 176,029 MVAr Ta có: Tng công sut phn kháng do nhà máy phát ra bng: Q NM = P NM . tg F Vi cos F = 0,8 thì tg F = 0,75 Vy : Q NM = 180 . 0,75 = 135 MVAr Công sut phn kháng do h thng cung cp là: Q HT = P HT . tg HT Vi P HT = 144,6 ph có: cos HT = 0,85 nên tg HT = 0,62 Vy: Q HT = 144,6 . 0,62 = 89,652 MVAr. Tng công sut phn kháng do h thng và nhà máy nhin phát ra bng: GVHD: Th.S Nguyc Thun SVTH: Lê Tu 10 Q NM + Q HT = 135 + 89,652 = 224,652 MVAr Nhận xét: y ta thy tng công sut do ngun cung cp là 224,652 MVAr ln ng công sut tiêu th trong mn là 176,029 MVAr, vì vy không cn bù công sut phn kháng trong mn. 1.3 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn Công sut phát kinh t ca nhà máy nhi  ng bng (70  90%) P  . Khi thit k chn công sut phát kinh t bng 90% P  . 1.3.1 Chế độ phụ tải cực đại  ch  này c u vn hành, mi máy có công sut 60 MW,  công sut phát kinh t ca nhà máy là: P kt = 90%.4.45 = 162 MW. Công sut t dùng ca nhà máy: P td = 10%.P  = 10% . 180 =18 MW Công sui ca nhà máy: P NM = P kt  P td = 162  18 = 144 MW Tng công sut tác dng ca các ph ti cnh t Bng 1.2 bng: 10 max maxi i1 P P MW     Tng tn tht công sut tác dng trong mn có giá tr:  max max 5% 5%.292 14,6PP     MW Tng công sut tác dng yêu cu cn là: P yc  max P max = 292 + 14,6 = 306,6 MW t ly t thanh góp h thng là: P HT = P yc - P NM = 306,6  144 = 162,6 MW 1.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu  ch  này bn máy phát s phát 70%P  y tng công sut phát kinh t ca nhà máy là: P kt = 70%.180 = 126 MW. Công sut t dùng ca nhà máy: [...]... áp trê á đư ng dây ở chế độ vậ à bì t ư ng và sự cố Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trung bởi tần số và độ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết bị điện Khi thiết kế các mạng điện thường 26 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Thuận SVTH: Lê Tuấn Vũ giả thiết tần số là ổn định, vì vậy chỉ tiêu chất lượng điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ so với điện áp. .. của mạng điện thứ cấp Khi chọn sơ bộ các phương án cung cấp điện có thể đáng giá chất lượng điện năng theo các giá trị của tổn thất điện áp Tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bì t ư ng: + Tổn thất điện áp cho lưới điện hình tia liên thông nào đó được xác định: Ui %   U j   PjR j   Q jX j Di Di Di 2 Udm 100% trong đó: Ui – tổn thất điện áp từ nguồn đến nút i; Uj – tổn thất điện áp trên đường... điện áp định mức lưới Áp dụng công thức Still , điện áp tính toán được tính theo công thức: U nhi  4,34 l  16.P n trong đó: l: khoảng cách truyền tải của đoạn đường dây ,km P : Công suất truyền tải đoạn đường dây ,MW Nếu lộ đơn : n=1 ; lộ kép: n=2 ; Kết quả tính toán điện áp các đường dây được ghi trong bảng 2.2 20 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Thuận SVTH: Lê Tuấn Vũ Bảng 2.2: Điện áp tính toán và điện áp. .. còn lại có dòng công suất chạy vào tương tự như phương án 1 b, Chọ điệ áp định mứ lưới Chọn tương tự như phương án 1, ta có bảng kết quả: 30 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Thuận SVTH: Lê Tuấn Vũ Bảng 2.6: Điện áp tính toán và điện áp định mức mạng điện phương án 2 STT Đường dây Công suất truyền tải P, MVA Chiều dài đường dây  , km Số lộ Điện áp tính toán U, kV 1 5-7 26 22,361 1 90,867 2 HT-5 59 28,284 2 97,073... CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY, TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 2.1 Đề xuất các phương án nối dây 2.1.1 Những vấn đề cần quan tâm Lựa chọn các phương án nối dây của mạng điện là nhiệm vụ hết sức quan trọng, 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 Những yêu cầu chủ yếu đối với các mạng là: - Các sơ đồ mạng điện cần phải... 6,130 7,626 2,597 5,194 Từ kết quả của bảng 2.5, ta xác định được: Tổn thất điện áp lớn nhất của mạng: Umaxbt % = 4,223% < 15% Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố: Umaxsc % = 8,446% < 25% Như vậy phương án 1 đạt tiêu chuẩn kỹ thuật Tính toán đối với các phương án còn lại được tiến hành tương tự như phương án 1 Để thuận tiện, trong mỗi phương án còn lại chỉ trình bày phương pháp xác định các thông số... suất phản kháng trên đường dây j [MVAr]; Rj – điện trở của đường dây j [Ω]; Xj – điện kháng của đường dây j [Ω]; Uđm – điện áp định mức của mạng điện (Uđm = 110 kV) - Nếu là đường dây liên thông nối 2 phụ tải thì tính đến nút xa Nếu là mạch vòng kín thì tính từ nguồn tới điểm phân bố công suất Tổn thất điện áp trên đường dây liên lạc tính từ từng nguồn đến điểm phân công suất Tổn thất điện áp trong chế... áp định mứ lưới Chọn tương tự như phương án 1, ta có bảng kết quả: 35 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Thuận SVTH: Lê Tuấn Vũ Bảng 2.10: Điện áp tính toán và điện áp định mức mạng điện phương án 3 STT Đường dây Công suất truyền tải P, MVA Chiều dài đường dây  , km Số lộ Điện áp tính toán U, kV 1 HT-7 26 22,361 1 90,867 2 HT-5 33 28,284 2 74,198 3 2-1 23 30 2 63,489 4 HT-2 48 31,623 2 88,479 5 HT-9 48,5 36,056... 2 71,144 10 NM-3 31 22,36 1 98,811 11 NM-8 32 36,056 2 Điện áp định mức của mạng Uđm, kV 74,169 110 Từ kết quả nhận được trong bảng 2.6, chọn điện áp định mức của mạng là Uđm = 110 kV c, Chọn tiết diện dây dẫn Chọn tương tự phương án 1, ta có bảng kết quả 2.7: 31 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Thuận SVTH: Lê Tuấn Vũ Bảng 2.7: Kết quả chọn dây dẫn phương án 2 Ftt, mm2 Ftc, mm2 Icp, A Đường dây S, MVA 5-7 26+j12,584... km 10 km 50,99 NM m 6k 44, 721 ,36 ,05 22 36 km km 8 3 6 Hình 2.5: Sơ đồ mạch điện phương án 5 2.2 Tính toán kỹ thuật cho các phương án 2.2.1 Phương án 1 7 1 km 41,23 5 84 ,2 28 km HT m 23 k 31,6 m 6k ,05 36 50 km 2 9 m 23 k 31,6 1 4 m 6k ,05 36 10 m 50,99 k NM 8 44, 721 km km ,36 22 m 6k ,05 36 3 6 Hình 2.6: Sơ đồ mạch điện phương án 1 17 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Thuận SVTH: Lê Tuấn Vũ a, Phân bố công . HT-1 23 + j11,132 5 HT-9 48,5 + j27,065 6 NM-9 13,5 + j10,125 7 NM-4 29 + j14,036 8 NM-10 30 + j14,52 9 NM-6 28 + j13,552 10 NM-3 31 + j15,004 11 NM-8 32 + j15,488 b,Chn.  -4 : NM-4 4 S = S = 29+14,036j MVA  -1 0: NM-10 10 S = S = 30+14,52 MVA g dây NM-6: NM-6. Nhà máy nhin - Công sut: P  = 4 x 45 = 180 MW. - H s công sut: cos  = 0,8. - nh mc: U  = 10,5 kV. b, H thng - Có công sut vô cùng ln. - H s công sut: