Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện ha duy quynh

Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Hà Duy Quỳnh 1 LỜI MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài: Điện năng là dạng năng lượng đặc biệt có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác như cơ năng, nhiệt năng, quang năng…được sản xuất và truyền tải đi xa với công suất lớn, do vậy nó trở thành một trong những nguồn năng lượng quan trọng nhất, tham gia vào tất cả các hoạt động trong cuộc sống con người, là nền tảng cho cơ sở sản xuất. Ở bất kì quốc gia nào trên thế giới, ngành Điện cũng được ưu tiên hàng đầu để có thể đáp ứng được nhu cầu của con người và sự phát triển của nền kinh tế. Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang trên đà từng bước phát triển, đời sống nhân dân ngày càng được nâng cao.Nhu cầu điện năng trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và đặc biệt là sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Đồng thời nhận thức và yêu cầu của con người về điện năng càng ngày càng được nâng cao. Vấn đề chất lượng điện năng cung cấp càng được đNy mạnh và đòi hỏi cần phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của khách hàng về chất lượng điện. Hiện nay khoa học kĩ thuật phát triển kèm theo đó là những bước tiến trong việc áp dụng các biện pháp nhằm cải thiện và nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho phụ tải. Có rất nhiều các biện pháp có thể áp dụng để giảm lượng tổn thất trong quá trình truyền tải và phân phối điện, một trong những biện pháp đó là giảm bán kính cung cấp điện của các MBA phân phối, giúp đi sâu vào trung tâm từng vùng phụ tải nhằm giảm lượng tổn thất điện áp, nâng cao chất lượng điện năng cung cấp. 2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu: lưới điện phân phối hạ áp - Phạm vi nghiên cứu: Tính toán và đánh giá chất lượng điện năng của lộ 972 TGLT lưới điện huyện Tiên Lãng – Hải Phòng trong phương án hiện trạng. Tính toán và đánh giá chất lượng điện năng phương án cải tạo là phân vùng phụ tải, chia nhỏ các cụm phụ tải lớn thành các vùng phụ tải nhỏ hơn, sử dụng các MBA 1 pha công suất nhỏ nhằm giảm bán kính cung cấp điện của các MBA phân phối, giúp nâng cao chất lượng điện năng cung cấp tới phụ tải. Đánh giá 2 phương án và đưa ra nhận xét chung. Từ đó đưa ra giải pháp giúp nâng cao chất lượng điện năng mạng hạ áp trong quá trình phân phối điện. Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Hà Duy Quỳnh 2 3.Bố cục của đề tài: Đề tài bao gồm 6 chương: - Chương 1: Hiện trạng lưới điện phân phối và mục tiêu đồ án. - Chương 2: Tổng quan về MBA và phương pháp đấu nối. - Chương 3:So sánh hiện trạng cấp điện trạm An Thạch( 3 pha-180 kVA)với phương án sử dụng các MBA 1 pha 75 kVA. - Chương 4: So sánh kĩ thuật hiện trạng lộ 972 TGLT lưới điện huyện Tiên Lãng với phương án sử dụng MBA 1 pha. - Chương 5: So sánh các chỉ tiêu kinh tế 2 phương án. - Chương 6: Kết luận chung. Việc lên ý tưởng và thực hiện đồ án này, chúng em đã nhận được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy Phạm Anh Tuân, kết hợp vận dụng các kiến thức đã học trong trường lớp đểviết đồ án này. Tuy nhiên do hạn chế về trình độ và thời gian, lượng kiến thức còn nhiều thiếu sót, khả năng còn nhiều hạn chế nên trong việc thực hiện đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót. Chúng em mong nhận được sự đánh giá và tham gia góp ý của các thầy cô. Sinh viên thực hiện Mai Thị Hồng Nhung Hà Duy Quỳnh Vũ Ngọc Tân Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Hà Duy Quỳnh 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Hà Duy Quỳnh 4 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Hà Duy Quỳnh 5 MỤC LỤC CHƯƠNG I: 9 HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ MỤC TIÊU ĐỒ ÁN 9 1.1. Hiện trạng lưới điện phân phối: 9 1.2. Mục tiêu đồ án: 11 CHƯƠNG II 12 TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐẤU NỐI 12 2.1.Tổng quan về máy biến áp (MBA): 12 2.1.1.Cấu tạo: 12 CHƯƠNG III: SO SÁNH HIỆN TRẠNG CẤP ĐIỆN TRAMH AN THẠCH ( 3 PHA – 180 KVA) VỚI PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG CÁC MBA 1 PHA 75 KVA 16 3.2. Phương án ban đầu 16 3.3. Đề xuất phương án cải tạo 21 CHƯƠNG IV: SO SÁNH KỸ THUẬT HIỆN TRẠNG LỘ 972 TGLT LƯỚI ĐIỆN HUYỆN TIÊN LÃNG VỚI PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG MBA 1 PHA 28 4.1. Giới thiệu chung: 28 4.2. Thực trạng và đề xuất phương án thay thế 28 4.3. Phương pháp chọn dây dẫn và tính toán tổn thất 29 4.3.1. Phương pháp chọn dây dẫn 29 4.3.2. Phương pháp tính toán tổn thất 31 4.4. Tính toán cho lộ 972 TGLT 32 4.5. So sánh 2 phương án về kĩ thuật 79 CHƯƠNG V 80 SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ 2 PHƯƠNG ÁN 80 5.1. Xây dựng hàm chi phí tính toán 80 5.1.1. Vốn đầu tư các phương án 80 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Hà Duy Quỳnh 6 5.1.2. Chi phí tổn thất điện năng 82 5.1.3. Xác định hàm chi phí tính toán: 82 CHƯƠNG VI 84 KẾT LUẬN 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Hà Duy Quỳnh 7 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Thông số MBA 3 pha sử dụng: 16 Bảng 3.2. Kết quả tính toán lại phương án sử dụng MBA 3 pha trạm An Thạch: 20 Bảng 3.3. Thông số MBA thay thế 21 Bảng 3.4. Bảng chi phí vốn đầu tư MBA……… ………………………………………20 Bảng 3.5. Bảng chi phí đầu tư dây dẫn………………………………………………… 21 Bảng 3.6. Bảng kết quả tính toán trạm An Thạch 25 Bảng 3.7. Bảng tổng hợp kết quả trạm An Thạch 26 Bảng 4.1. Giới hạn tiết diện dây dẫn hạ áp 29 Bảng 4.2. Giới hạn bán kính cung cấp điện hạ áp 29 Bảng 4.3. Thông số trạm Xóm Đồn 35 Bảng 4.2. Thông số trạm Dương Áo 37 Bảng 4.3. Thông số trạm Thái Hòa 40 Bảng 4.4. Thông số trạm Văn Vấn 42 Bảng 4.5. Thông số trạm Xóm Kim 45 Bảng 4.6. Thông số trạm Đồng Dâu 47 Bảng 4.7. Thông số trạm Nam Hưng Xã 49 Bảng 4.8. Thông số trạm Xuân Trại 51 Bảng 4.9. Thông số trạm Thanh Lan- Tân Hưng 53 Bảng 4.10. Thông số trạm Lộ 5 Đông Hưng 56 Bảng 4.11. Thông số trạm Thái Hưng 59 Bảng 4.12. Thông số trạm Tiên Hưng 2 61 Bảng 4.13. Thông số trạm Vam Trên 63 Bảng 4.14. Thông số trạm Đông Hưng Xã 65 Bảng 4.15. Thông số trạm Duyên Hải 68 Bảng 4.16. Thông số Lộ 3 Đông Hưng 70 Bảng 4.18. Thông số trạm Bạch Xa 76 Bảng 4.19. Thông số trạm Hùng Thắng 78 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Hà Duy Quỳnh 8 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1. Trạm biến áp An Thạch 17 Hình 4.2. Trạm biến áp An Thạch 1 pha 22 Hình 4.1. Trạm biến áp Xóm Đồn 34 Hình 4.2. Trạm biến áp Dương Áo 36 Hình 4.3. Trạm biến áp Thái Hòa 39 Hình 4.4. Trạm biến áp Văn Vấn 41 Hình 4.5. Trạm biến áp Xóm Kim 44 Hình 4.6.Trạm biến áp Đồng Dâu 46 Hình 4.7. Trạm biến áp Nam Hưng xã 48 Hình 4.8. Trạm biến áp Xuân Trại 50 Hình 4.9. Trạm biến áp Thanh lan – Tân Hưng 52 Hình 4.10. Trạm biến áp Lộ 5 Đông Hưng 55 Hình 4.11. Trạm biến áp Thái Hưng 58 Hình 4.12. Trạm biến áp Tiên Hưng 60 Hình 4.13. Trạm biến áp Vam Trên 62 Hình 4.14. Trạm biến áp Đông Hưng xã 64 Hình 4.15. Trạm biến áp Duyên Hải 67 Hình 4.16. Trạm biến áp Lộ 3 Đông Hưng 69 Hình 4.17a. Trạm biến áp Bắc Hưng 1 71 Hình 4.17b. Trạm biến áp Bắc Hưng 2 72 Hình 4.18. Trạm biến áp Bạch Xa 75 Hình 4.19. Trạm biến áp Hùng Thắng 77 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Hà Duy Quỳnh 9 CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ MỤC TIÊU ĐỒ ÁN 1.1. Hiện trạng lưới điện phân phối: Phân phối điện là khâu cuối cùng của hệ thống điện nhằm đưa điện năng trực tiếp đến người tiêu dùng.Lưới điện phân phối bao gồm lưới điện trung áp và lưới điện phân phối hạ áp.Tính tới cuối năm 2004, nước ta đã có khoảng 115.000 km tổn chiều dài đường dây trung áp; 110.000 tổng chiều dài đường dây hạ áp và tổng dung lượng các trạm biến áp khoảng 29.000MVA. Lưới điện phân phối có nhiệm vụ chính trong việc đảm bảo chất lượng điện năng phục vụ phụ tải(bao gồm chất lượng điện áp và độ tin cậy cung cấp điện). Lưới điện phân phối: gồm 2 phần - Lưới điện phân phối trung áp có điện áp 6, 10, 15, 22,35kV phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp/ hạ áp và các phụ tải trung áp. - Lưới điện phân phối hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220V, 220/110V. Lưới điện phân phối có tầm quan trọng đặc biệt trong hệ thống điện và mang những đặc điểm đặc trưng: - Trực tiếp đảm bảo chất lượng điện năng cho các phụ tải. - Giữ vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp cho phụ tải. Theo thống kê, có tới 98% điện năng bị mất là do sự cố hoặc ngừng điện có kế hoạch lưới điện phân phối và cóa ảnh hưởng to lớn tới sinh hoạt của nhân dân và các hoạt động kinh tế- xã hội. - Sử dụng tỉ lệ vốn đầu tư rất lớn trong tổng vốn đầu tư cho hệ thống điện. - Tổn thất điện năng lớn. Lưới phân phối trực tiếp cung cấp điện cho các thiết bị điện nên ảnh hưởng trực tiếp tới tuổi thọ, công suất và hiệu quả làm việc của các thiết bị điện. Hệ thống điện miền Bắc tồn tại các cấp điện áp phân phối 6, 10,22,35kV; hạ áp Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Hà Duy Quỳnh 10 380/220V,220/110V. - Cấp 6, 10kV là cấp điện áp phân phối chủ yếu của miền Bắc,với bán kính cung cấp điện từ 8 đến 10 km và phụ tải từ 0,5 đến 4 MVA mỗi lộ đường dây; - Điện áp 35kV chủ yếu dùng làm cấp phân phối, bán kính cung cấp lên tới 20-50km, phụ tải 3-20MVA mỗi lộ dây; - Cấp điện áp 22 kV thích hợp với bán kính cung cấp điện từ 15-35km, công suất tải từ 3-10 MVA. Do đó phù hợp cung cấp điện cho một thành phố, một tỉnh hay phụ tải liên huyện… Do thời gian xây dựng và vận hành khá dài dẫn tới sự xuống cấp của lưới điện phân phối nói chung đặc biệt là lưới phân phối hạ ápdẫn tới cung cấp điện không đảm bảo chất lượng điện năng, khả năng cung cấp điện nhỏ, tổn thất điện năng trên lưới lớn, suất sự cố lớn, việc sửa chữa và quản lí gặp nhiều khó khăn. Một số các tình trạng lưới điện phân phối nước ta đang gặp phải như: - Đường dây phân phối quá dài, bán kính cung cấp điện lớn; - Tiết diện dây dẫn quá nhỏ, đường dây bị xuống cấp, không được cải tạo nâng cấp; - Máy biến áp phân phối thường xuyên mang tải nặng hoặc quá tải; - Vận hành không đối xứng liên tục dẫn tới tăng tổn thất trên MBA; - Vận hành với hệ số cosφ thấp… Việc nâng cao chất lượng điện năng mang một ý nghĩa chiến lược vì chất lượng điện năng ảnh hưởng trực tiếp tới kinh tế- kĩ thuật và sức khỏe của con người. Vì vậy mục tiêu nâng cao chất lượng điện năng là một nhiệm vụ cấp bách mang tính chất toàn cầu đặc biệt trong thị trường điện cạnh tranh ngày nay. Theo thống kê của EVN, năm 2012 tổng mức tổn thất điện năng vào khoảng 9% trong đó tỉ lệ tổn thất điện năng trên lưới truyền tải là 2,35%, trên lưới phân phối là 6,65%. Qua đó ta thấy lượng tổn thất trên lưới hạ áp chiếm tỉ lệ cao nhất trong quá trình truyền tải và phân phối điện năng.Vì vậy muốn giảm tổn thất, một trong những nhiện vụ quan trọng là giảm các tổn thất trên lưới điện hạ áp, đưa điện áp tới tận phụ tải để nâng cao chất lượng điện năng. Một trong những biện pháp nhằm nâng cao chất lượng điện năng đem lại hiệu quả khá cao là tối ưu hóa chế độ vận hành của lưới, giảm chiều dài đường dây, cải thiện tiết diện dây dẫn và giảm bán kính cung cấp điện. Theo đó, để giảm bán kính cung cấp điện, trên thế [...]... Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Phương án cải tạo cho lộ 972 TGLT được xây dựng như sau: Sơ đồ nối điện chính và bản đồ lưới điện ( bản vẽ A0) Tính toán và xây dựng phương án các trạm như sau: SVTH: Hà Duy Quỳnh 33 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Hình 4.1 Trạm biến áp Xóm Đồn SVTH: Hà Duy Quỳnh 34 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Bảng 4.3 Thông số trạm Xóm Đồn XÓM ĐỒN Sơ đồ 1 sợi ∆Umax ∑∆P... Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp PSS/ADEPT vào tính toán cho lưới điện phân phối Các tính năng chính như: - Tính toán chế độ xác lập của hệ thống lưới điện 3 pha 3 dây và 3 pha 4 dây; - Tính toán các loại ngắn mạch trong hệ thống; - Tính toán xác định vị trí tụ bù; - Tính toán tìm điểm mở tối ưu; - Tính toán khởi động động cơ; - Tính toán mô phỏng hoạ tần sóng hài tại các nút; - Tính toán phối hợp lắp... biến áp 1 pha thành máy biến áp 3 pha: SVTH: Hà Duy Quỳnh 15 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG III: SO SÁNH HIỆN TRẠNG CẤP ĐIỆN TRẠM AN THẠCH ( 3 PHA – 180 KVA) VỚI PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG CÁC MBA 1 PHA 75 KVA 3.1 Phương pháp đánh giá Bằng việc xây dựng 2 phương án cung cấp điện mạng hạ ápcho một khu vực phụ tải, một phương án sử dụng các MBA 3 pha như hiện trạng sử dụng và một phương án đề xuất... Phương án 1 (sử dụng MBA 3 pha) Phương án 2 ( sử dụng MBA 1 pha) - Xét về mặt yêu cầu kĩ thuật: cả 2 phương án đều đáp ứng các yêu cầu kĩ thuật đặt ra - Xét về chất lượng điện năng: Phương án sử dụng MBA 1pha mang lại chất lượng điện năng tốt hơn Tổn thất điện áp nhỏ hơn nhiều so với phương án sử dụng MBA 3 pha Mặt khác tổn thất điện năng hằng năm giảm thiểu đáng kể so với phương án sử dụng MBA 3 pha -... độ phụ tải tiêu thụ điện SVTH: Hà Duy Quỳnh 27 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG IV: SO SÁNH KỸ THUẬT HIỆN TRẠNG LỘ 972 TGLT LƯỚI ĐIỆN HUYỆN TIÊN LÃNG VỚI PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG MBA 1 PHA 4.1 Giới thiệu chung: Điện Lực huyện Tiên Lãng trực thuộc Điện Lực TP Hải Phòng , quản lí lưới điện trung thế và hạ thế các cấp điện áp 10kV, 35kV, 0,4kV Được lấy điện từ sau máy cắt(MC) 372 thanh cái 35kV Tam Cường... 580 3150 UN% I0% 4.5 2 Sơ đồ phương án cung cấp điện trạm An Thạch: SVTH: Hà Duy Quỳnh 16 Trường ĐH Điện Lực Tủ PPTT TB A An Th ạch Đồ án tốt nghiệp AB C70 3 4 1m AB C7 0 2 50m P=22,5 kW Cos = 0,9 AB C7 0 66 7m P=22,5 kW Cos = 0,9 AB C7 0 4 0 0m P=63 kW Cos = 0,9 P=54 kW Cos = 0,9 Hình 3.1 Trạm biến áp An Thạch SVTH: Hà Duy Quỳnh 17 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Tính toán lại thông số trạm dựa... các cụm phụ tải nhỏ Bảng 3.3 Thông số MBA thay thế Sđm Điện áp(kV) Tổn thất(W) MBA Hãng sản xuất (kVA) C H ∆P0 ∆PN B1 THIBIDI 75 10 0.23 148 933 UN% I0% 2.55 0.5 Phương án đề xuất cải tạo được xây dựng như sau: SVTH: Hà Duy Quỳnh 21 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Hình 4.2 Trạm biến áp An Thạch 1 pha SVTH: Hà Duy Quỳnh 22 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Ta xét xuất tuyến thứ nhất của trạm B1... khoảng các quy định dưới đây: Bảng 4.2 Giới hạn bán kính cung cấp điện hạ áp Loại đường dây Chiều dài cấp điện( m) Khu vực dân cư tập trung Khu vực dân cư phân tán Đường trục 800 1200 Đường nhánh 500 800 SVTH: Hà Duy Quỳnh 29 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Các bước chọn tiết diện dây dẫn: - Tính toán dòng điện làm việc Ilv: Mạng 1 pha I lv = Mạng 3 pha S , U d m = 0, 2 2 kV U dm I lv = S 3U ,U dm... ∆PN : Hao tổn ngắn mạch MBA; Tính toán lại các thông số của trạm ta có bảng kết quả như sau: Bảng 3.2 Kết quả tính toán lại phương án sử dụng MBA 3 pha trạm An Thạch: Loại máy Số liệu tính toán MBA 3 pha 180 kVA SVTH: Hà Duy Quỳnh Sơ đồ 1 sợi ∆Umax Σ∆P Σ∆A/năm (V) (kW) (kWh) 56,7 69 37799 20 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thông qua bảng kết trên ta có nhận xét sau: - Ưu điểm: + Sử dụng duy nhất... nối đất và lệch nhau một góc 3300 Khi vận hành sẽ xuất hiện góc lệch pha của điện áp phía sơ cấp và thứ cấp là 3300 , lấy 3300 chia cho 300 được 11 ta có tổ đấu dây ∆/Y0 – 11 2.Tổ đấu dây máy biến áp 1 pha và cách đấu 3 MBA 1 pha thành MBA 3 pha Máy biến áp 1 pha sử dụng 2 tổ đấu dây là I/I0 hoặc I/2I0 SVTH: Hà Duy Quỳnh 14 Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Khi phụ tải cần điện áp 3 pha ta có thể đấu . máy biến áp 1 pha và cách đấu 3 MBA 1 pha thành MBA 3 pha. Máy biến áp 1 pha sử dụng 2 tổ đấu dây là I/I 0 hoặc I/2I 0 . Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Hà Duy Quỳnh 15 . lõi hay kiểu trụ:Dây quấn bao quanh trụ thép.Loại này hiện rất thông dụng cho các máy biến áp 1 pha và 3 pha có dung lượng nhỏ và trung bình - Máy biến áp kiểu bọc:Mạch từ được phân nhánh ra hai. SVTH: Hà Duy Quỳnh 7 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Thông số MBA 3 pha sử dụng: 16 Bảng 3.2. Kết quả tính toán lại phương án sử dụng MBA 3 pha trạm An Thạch: 20 Bảng 3.3. Thông số MBA thay thế