Đồ án thiết kế mạng điện khu vực

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực CHƯƠNG I CÂNBẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNGĐIỆN. XÁCĐỊNH SƠ BỘ LƯỢNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CẦN BÙ THEO ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG. I.1/ PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN CUNG CẤP VÀ CÁC PHỤ TẢI: Hệ thống điện tập hợp bao gồm máy phát điện, đường dây, trạm biến áp, hộ tiêu thụ điện thiết bị khác như: thiết bị điều khiển, rơle bảo vệ, thiết bị đóng cắt,… chúng tạo thành hệ thống thống có phối hợp chặt chẽ với nhau. Có nhiệm vụ sản xuất, truyền tải, tiêu thụ điện đảm bảo an toàn cho thiết bị người. Để chọn phương án tối ưu cần tiến hành phân tích đặc điểm nguồn cung cấp phụ tải. Trên sở đó, xác định công suất phát nguồn cung cấp dự kiến sơ đồ nối điện cho đạt hiệu kinh tế - kỹ thuật cao nhất. Khi thiết kế hệ thống điện cần đảm bảo yêu cầu sau: 1. Đảm bảo tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống. 2. Chế độ vận hành hệ thống phải linh hoạt, đạt hiệu kinh tế cao. 3. Hệ thống điện phải có độ tin cậy cung cấp điện cao an toàn. Sau tiến hành phân tích nguồn phụ tải, từ định phương thức vận hành cho nhà máy điện A. I.1.1/ Nhà máy điện A: Hệ thống điện A có công suất vô lớn,điện áp góp cao áp trạm biến áp tăng áp phụ tải cực đại 1,1Uđm, phụ tải cực tiểu 1,05Uđm, cố 1,1Uđm . Ứng với hệ số cosφtb góp 0,85. Nguồn điện giả thiết cung cấp đủ công suất tác dụng theo yêu cầu phụ tải với hệ số công suất quy định. Đều cho thấy nguồn không cung cấp đủ yêu cầu công suất phản kháng việc đảm bảo nhu cầu điện phản kháng thực trình thiết kế cách bù công suất phản kháng phụ tải mà không cần phải tải từ nguồn. I.1.2/ Các phụ tải: Phụ tải điện số liệu ban đầu để giải vấn đề tổng hợp kinh tế kĩ thuật phức tạp thiết kế mạng điện. Xác định phụ tải điện giai đoạn thiết kế hệ 1 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực thống điện nhằm mục đích vạch sơ đồ, lựa chọn kiểm tra phần tử mạng điện máy phát, đường dây, máy biến áp tiêu kinh tế kĩ thuật. Căn vào yêu cầu cung cấp điện phụ tải chia gồm loại hộ Hộ loại 1: Gồm phụ tải quan trọng, việc ngừng cung cấp điện cho phụ tải gây nguy hiểm cho tính mạng người, thiệt hại đến sản xuất, ảnh hưởng đến an ninh quốc phòng, phải cung cấp điện liên tục nên đường dây phải bố trí cho đảm bảo cung cấp điện có cố mạng điện. Hộ loại 2: loại quan trọng điện ảnh hưởng đến số lượng sản phẩm nên cân nhắc lại. Hộ loại 3: bao gồm phụ tải không quan trọng, điện không gây hậu nghiêm trọng. trường hợp ta không cần xét đến phương án dự trữ đảm bảo cung cấp điện. Bảng I.1:Bảng số liệu phụ tải : Các số liệu Phụ tải cực đại (MW) Hệ số công suất cosϕ Yêu cầu đảm bảo cung cấp điện Điện áp định mức mạng thứ cấp Các hộ tiêu thụ 29 0,85 I 34 0,8 I 26 0,85 III 22KV 30 0,8 I 28 0,85 I Trong hệ thống thiết kế có phụ tải. Trong có: + phụ tải thuộc hộ loại I có hệ số cosφ1 =cosφ5 =0,85 cosφ2 =cosφ4= 0,85với tổng công suất tác dụng cực đại là: ∑Pmax = 121 (MW). + phụ tải thuộc hộ loại III có hệ số cosϕ3 = 0,85 với công suất tác dụng cực đại là: ∑Pmax = 26 (MW). + Hộ loại I gồm phụ tải:1,2,4,5- Hộ loại III gồm phụ tải :3 I.1.2.1/ Hộ tiêu thụ 1: Yêu cầu cung cấp điện thuộc hộ loại I: Theo đề ta có: cosϕ1 = 0,85tgϕ1 = 0,62 P1max = 29 (MW)=>P1min = P1max.50% = 14,5(MW) Q1max = P1max.tgϕ1 = 29. 0,62 = 17,98(MVAr) Q1min = 50% .Q1max = 0,5 . 17,98 = 8,99(MVAr) 29 + 17,98 S1max = P1 max + Q1max = =34,12(MVA) S1min = 50%. S1max = 0,5.34,12 = 17,06(MVA) 2 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực 3 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực I.1.2.2/ Hộ tiêu thụ 2: Yêu cầu cung cấp điện thuộc hộ loại I: Theo đề ta có: cosϕ2 = 0,8 tgϕ=0,75 P2max = 34 (MW) =>P2min = P2max.50% = 17(MW) Q2max = P2max .tgϕ2 = 34.0,75 = 25,5(MVAr) Q2min = 50% . Q2max = 0,5. 25,5 = 12,75(MVAr) 34 + 25,5 S2max = Pmax + Qmax = =42,5(MVA) S2min = 50% . S2max = 0,5.42,5 = 21,25(MVA) I.1.2.3/ Hộ tiêu thụ 3: Yêu cầu cung cấp điện thuộc hộ loại III: Theo đề ta có:cosϕ3 = 0,85 tgϕ3 = 0,62 P3max = 26 (MW) =>P3min = P3max.50% =13(MW) Q3max = P3max .tgϕ3= 26 . 0,62 = 16,12(MVAr) Q3min = 50% . Q3max = 0,5 . 16,12 = 8,06(MVAr) S3max = P3 max + Q3 max = = 30,59(MVA) S3min = 50% . S3max = 0,5 .30,59= 15,29(MVA) I.1.2.4/ Hộ tiêu thụ 4: Yêu cầu cung cấp điện thuộc hộ loại I: Theo đề ta có: cosϕ4= 0,8 tgϕ4 = 0,75 P4max = 30 (MW) => P4min = P4max.50% = 30 .50% = 15 (MW) Q4max = P4max.tgϕ4= 30 . 0,75 = 22,5(MVAr) Q4min = 50% . Qmax4 = 0,5 .22,5= 11,25(MVAr) S4max = Pmax + Qmax = 30 + 22,5 = 37,5(MVA) S4min = 50% . S4max = 0,5 . 37,5= 18,75(MVA) I.1.2.5/ Hộ tiêu thụ 5: Yêu cầu cung cấp điện thuộc hộ loại I: Theo đề ta có: cosϕ5= 0,85 tgϕ5 = 0,62 P5max = 28 (MW) =>P5min = P5max.50% =28 . 50% = 14(MW) Q5max = P5max .tgϕ5 = 28 . 0,62 = 17,36 (MVAr) Q5min = 50% . Q5max = 0,5.17,36= 8,68(MVAr) S5max = Pmax + Qmax = 28 + 17,36 = 32,94(MVA) S5min = 50% . S5max = 0,5 . 32,94= 16,47(MVA) 4 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực 5 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Bảng I.2: Thông số phụ tải. . Hộ tiêu thụ Tổng S max = Pmax + jQmax (MVA) 29 + j17,98 34 + j25,5 26 + j16,12 30 + j22,5 28 + j17,36 147 + j99,46 Smax (MVA) 34,12 42,5 30,59 37,5 32,94 177,65 . S = Pmin + jQmin (MVA) 14,5 + j8,99 17 + j12,75 13 + j8,06 15 + j11,25 14 + j8,68 73,5 + j49.73 Smin (MVA) 17,06 21,25 15,29 18,75 16,47 88,82 I.2/ Cân công suất hệ thống điện: Cân công suất sơ hệ thống nhằm mục đích xem xét khả cung cấp nguồn cho phụ tải thông qua mạng điện.Trong phần ta xét sơ cân công suất lúc phụ tải cực đại trước đề phương án nối dây mạng điện. Tính toán sơ lược công suất I.2.1/ Cân công suất tác dụng: Đặc điểm quan trọng hệ thống điện truyền tải tức thời điện từ nguồn đến hộ tiêu thụ tích trữ điện thành số liệu nhận thấy được.Tính chất xác định đồng trình sản xuất tiêu thụ điện năng. Tại thời điểm chế độ xác lập hệ thống, nhà máy hệ thống cần phải phát công suất với công suất hộ tiêu thụ, kể tổn thất công suất mạng điện, nghĩa cần phải thực cân công suất phát công suất tiêu thụ. Ngoài để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường, cần phải có dự trữ định công suất tác dụng hệ thống.Dự trữ hệ thống điện vấn đề quan trọng, liên quan đến vận hành phát triển hệ thống. Vì phương trình cân công suất tác dụng chế độ phụ tải cực đại hệ thống điện thiết kế có dạng: ∑PF = m.∑Ppt+ ∑ΔPmđ + ΣPtd+∑Pdt = ∑Pyc Trong đó: ∑PF : tổng công suất tác dụng tính toán phát từ nhà máy điện A. m: hệ số đồng thời, lấy m = 1. ∑Ppt : tổng công suất tác dụng cực đại phụ tải. 6 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực ∑Ppt = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 = 29 + 34 + 26 + 30 + 28 = 147(MW) ∑ΔPmđ : tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp mạng điện. Tổn thất phụ thuộc vào số máy biến áp chiều dài đường dây mạng điện.Khi thiết kế sơ ta xem ∑ΔP mđ không đổi lấy 5% tổng công suất tác dụng cực đại phụ tải. ∑ΔPmđ =5% . ∑Ppt = 0,05 . 147 = 7,35(MW) ΣPdt : Tổng công suất tác dụng dự trữ hệ thống . Thường lấy ( 10% - 15% ) tổng công suất tác dụng cực đại phụ tải hay lấy lớn công suất tổ máy lớn hệ thống điện . ΣPdt= 10% .∑Ppt= 0,1 . 147 = 14,7 (MW) Như ta có :ΣPF= ΣPyc = 147 + 7,35 + 14,7 = 169,05 (MW) Tức nhà máy đảm bảo đáp ứng đủ công suất tác dụng cho hệ thống. I.2.2/ Cân công suất phản kháng: Sản xuất tiêu thụ điện dòng điện xoay chiều đòi hỏi cân điện sản xuất điện tiêu thụ thời điểm. Sự cân đòi hỏi không công suất tác dụng, mà công suất phản kháng. Sự cân công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Phá hoại cân công suất phản kháng dẫn đến thay đổi điện áp mạng điện. Nếu công suất phản kháng phát lớn công suất phản kháng tiêu thụ điện áp mạng tăng, ngược lại thiếu công suất phản kháng điện áp mạng giảm. Vì để đảm bảo chất lượng cần thiết điện áp hộ tiêu thụ mạng điện hệ thống, cần tiến hành cân sơ công suất phản kháng. Phương trình cân công suất phản kháng mạng điện thiết kế có dạng: ∑QF + ∑Qb = m. ∑Qpt + ∑ΔQBA+ ∑ΔQL-∑QC+∑Qtd+ ∑Qdt = ∑Qyc Trong đó: ∑QF :tổng công suất phản kháng phát nhà máy ∑QF = ∑Pyc . tgφ Ta có: cosφ= 0,85 tgφ = 0,62  ∑QF = 169,05 . 0,62 = 104,81(MVAr) ∑Qpt :tổng công suất phản kháng cực đại phụ tải. ∑Qpt = ∑ ( Ppti . tgφi) GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Ta có: cosφ= 0,8 tgφ = 0,75 cosφ = 0,85 tgφ = 0,62 ∑Qpt = ( 34 + 30) . 0,75 + (29 + 26+ 28 ) . 0,62 = 99,46(MVAr) ∑ΔQBA : tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp hệ thống. Mỗi cấp biến áp thì: ΔQBA = ( 10 – 15)% . ∑Qpt Trong mạng điện thiêt kế có cấp biến áp nên ta chọn: ΔQBA = 15% . ∑Qpt = 0,15 . 99,46 = 14,919(MVAr) ∑ΔQL: tổng tổn thất công suất phản kháng đoạn đường dây mạng điện. ∑QC : tổng công suất phản kháng dung dẫn đường dây sinh ra. Tính sơ nên xem: ∑ΔQL = ∑QC ΣQtd : Là tổng công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện, ta cân từ cao áp nhà máy điện ta xem ΣQtd = ∑Qdt : tổng công suất phản kháng dự trữ hệ thống điện A. Ta lấy công suất phản kháng tổ máy lớn . ∑Qdt=14,7 . 0,62 = 9,114 ∑Qb : tổng công suất phản kháng phát thiết bị bù hệ thống điện. ∑Qb = ∑Qyc - ∑QF =Qpt + ∑ΔQBA+ ∑Qdt- ∑QF = 99,46 + 14,919 + 9,114 – 104,81 = 18,682(MVAr) Ta cần bù sơ công suất phản kháng hệ thống để đảm bảo cung cấp công suất phản kháng cho hệ thống lượng 18,682 Như ưu tiên bù cho hộ có hệ số cos thấp xa.Trên sở ta tính bù cho hộ sau. Bù công suất phản kháng cho hộ Giả sử ta bù cho hộ đến cosφ = 0,95 =>tgφ =0,3287 tgϕ2= => - . tgϕ4= 22,5 – 30 . 0,3287 = 12,64(MVAr) Lượng công suất phản kháng lại tiếp tục bù cho hộ 2. - = 18,682-12,64 =5,988(MVAr) tgϕ2= = =0,57(MVAr) =>cosϕ2= 0,87 8 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Bảng I.3: Số liệu trước sau bù sơ bộ. Phụ tải Pmax (MW) 29 34 26 30 28 Qmax (MVAr) Cosϕ Qb (MVAr) 17,98 25,5 16,12 22,5 17,36 0,85 0,8 0,85 0,8 0,85 5,988 12,64 . ’ Q max (MVAr) 17,98 19,38 16,12 9,861 17,36 Cosϕ’ 0,85 0,87 0,85 0,95 0,85 S ’max (MVA) 29 + j17,98 34+ j19,38 26+ j16,12 30 + j9,861 28 + j 17,36 9 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực CHƯƠNG II DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐÃ ĐỀ RA VỀ MẶT KỸ THUẬT. Khi thiết kế hệ thống điện, vấn đề đặt phải lựa chọn phương án tối ưu dựa sở so sánh kinh tế - kỹ thuật phương án. Việc so sánh phương án mặt kỹ thuật dựa mặt sau: + Đảm bảo tính an toàn cung cấp điện theo yêu cầu hộ tiêu thụ điện. + Đảm bảo tổn thất điện áp lúc làm việc bình thường lúc cố nằm giới hạn cho phép. + Đảm bảo phát nóng cho phép dây dẫn, đảm bảo độ bền học dây dẫn. Mục đích yêu cầu việc thiết kế tìm phương án thoả mãn điều kiện trên. Vấn đề cần phải giải lựa chọn sơ đồ nối dây mạng điện có công việc đồng thời như: II.1/ Dự kiến phương án nối dây mạng điện: Việc khảo sát vạch tuyến đường dây công việc công tác thiết kế. ảnh hưởng đến việc thi công, quản lý vận hành tiêu kinh tế mạng điện. Trong phạm vi đồ án này, việc dự kiến phương án nối dây mạng điện ta chưa quan tâm đến địa hình, địa chất qui hoạch tổng thể kinh tế quốc dân. Mà vấn đề quan trọng tiêu kinh tế - kỹ thuật phương án. Khi dự kiến phương án nối dây mạng điện ta dựa vào tính chất quan trọng hộ tiêu thụ( loại I, loại III); khoảng cách từ nguồn đến phụ tải; phụ tải đến phụ tải phương thức vận hành công suất nhà máy. Sau vạch phương án dây, để tiến hành so sánh mặt kỹ thuật phương án ta cần tính toán phương án sau : - Lựa chon điện áp định mức mạng. - Dựa vào tiêu chuẩn sau để tiến hành phân tích lựa chọn : + Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ. + Đảm bảo kiện phát nóng dây dẫn : Isc< Icp + Tổn thất điện áp lớn lúc làm việc bình thường lúc cốxảy phải nằm giới hạn cho phép : Usc< Ucp 10 10 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực U 3q = U − ∆U B = 98,38 − 13,03.1,87 + 5,738.43,5 = 95,6( KV ) 98,38 VII.1.2.2/ Đường dây A1: - Điện áp góp cao áp trạm B1: U = U cs − ∆U A1 = 115,5 − 55,849.6,6 + 5,623.13,5 = 111,65( KV ) 115,5 - Điện áp góp hạ áp trạm B1 qui phía cao áp: U 1q = U − ∆U B1 = 111,65 − 27,631.1,87 + 12,75.43,5 = 106,21( KV ) 111,65 VII.1.2.3/ Đường dây A2: - Điện áp góp cao áp trạm B2: U = U cs − ∆U A2 = 115,5 − 17,369.10,43 + 5,79.13,56 = 113,25( KV ) 115,5 - Điện áp góp hạ áp trạm B2 qui phía cao áp: U q = U − ∆U B = 113,25 − 17,034.1,27 + 7,084 .27,95 = 111,31( KV ) 113,25 VII.1.2.4/ Đường dây A4: - Điện áp góp cao áp trạm B4: U = U cs − ∆U A4 = 115,5 − 15,522.23,45 + 4,368.22,43 = 111,5( KV ) 115,5 - Điện áp góp hạ áp trạm B2 qui phía cao áp: U q = U − ∆U B = 111,5 − 15,024.1,27 + 6,1.27,95 = 109,85 ( KV ) 111,5 VII.1.2.5/ Đường dây A5: - Điện áp góp cao áp trạm B5: U = U cs − ∆U A5 = 115,5 − 14,299.11,5 + 5,359.11 = 113,56( KV ) 115,5 - Điện áp góp hạ áp trạm B5 qui phía cao áp: U q = U − ∆U B = 113,56 − 14,021.1,27 + 6,315.27,5 = 101,87 ( KV ) 113,56 76 76 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Bảng VII.2: Giá trị điện áp góp hạ áp qui phía cao áp phụ tải cực tiểu. Trạm biến áp Uq (KV) 106,21 111,31 95,6 109,85 101,87 VII.1.3/ Chế độ phụ tải sau cố: (Ucs = 121KV) VII.1.3.1/ Khi đứt đường dây A1: - Điện áp góp cao áp trạm B1: U = U cs − ∆U A1 = 121 − 91,293.6,6 + 52,833 .13,5 = 110,125( KV ) 121 - Điện áp góp hạ áp trạm B1 qui phía cao áp: U 1qsc1 = U − ∆U B1 = 110,125 − 55,495.1,87 + 24,96.43,5 = 99,32( KV ) 110,125 - Điện áp góp cao áp trạm B3: U = U − ∆U 13 = 110,125 − 26,95.13,6 + 12,001.27 = 103,85 ( KV ) 110,125 - Điện áp góp hạ áp trạm B3 qui phía cao áp: U 3qsc13 = U − ∆U B = 103,85 − 26,1.1,87 + 11,07.43,5 = 98,74( KV ) 103,85 VII.1.3.2/ Khi đứt đường dây A2: - Điện áp góp cao áp trạm B2: U = U cs − ∆U A = 121 − 36,412.10,43 + 17,073.13,56 = 115,94( KV ) 121 - Điện áp góp hạ áp trạm B2 qui phía cao áp: U q = U − ∆U B = 115,94 − 34,014.1,27 + 15,69.27,95 = 111,78( KV ) 115,94 VII.1.3.3/Khi đứt đường dây A4: - Điện áp góp cao áp trạm B4: U = U cs − ∆U A = 121 − 34,278.23,45 + 16,27.22,43 = 111,34( KV ) 121 - Điện áp góp hạ áp trạm B4 qui phía cao áp: U q = U − ∆U B = 111,34 − 30,11.1,27 + 8,75.27,95 = 108,8( KV ) 111,34 VII.1.3.4/Khi đứt đường dây A5: 77 77 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực - Điện áp góp cao áp trạm B5: U = U cs − ∆U A5 = 121 − 29,948.11,5 + 14,39.11 = 116,84 ( KV ) 121 - Điện áp góp hạ áp trạm B5 qui phía cao áp: U q = U − ∆U B = 116,84 − 28,09.1,27 + 13,82 .27,5 = 113,28( KV ) 116,84 Bảng VII.3: Giá trị điện áp góp hạ áp qui phía cao áp cố: Trạm biến áp Sự cố A1 Sự cố A2 Sự cố A4 Sự cố A5 99,32 111,78 108,8 113,28 VII.2/ Chọn đầu phân áp cho máy biến áp giảm: - Ở phụ tải loại III có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường với máy biến áp thường có đầu phân áp 110 ± 2x2,5% - Yêu cầu độ lệch điện áp: + Khi phụ tải cực đại: δU% ≥ 2,5% + Khi phụ tải cực tiểu: δU% ≤ 7,5% + Khi cố: δU% ≥ -2,5% Bảng VII.4: Đầu phân áp máy biến áp thường. Đầu phân áp +2 +1 -1 -2 Phạm vi điều chỉnh(%) +5 +2,5 -2,5 -5 Điện áp bổ sung(KV) +5,5 +2,75 -2,75 -5,5 Upa(KV) 115,5 112,75 110 107,25 104,5 - Ở phụ tải loại I yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Hộ loại I dùng máy biến áp điều áp tải để điều chỉnh điện áp, loại có đầu phân áp: 115 ± 9x1,78% Yêu cầu độ lệch điện áp: + Khi phụ tải cực đại: δU% = 5% + Khi phụ tải cực tiểu: δU% = 0% 78 78 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực + Khi cố: 0% < δU% < 5% Bảng VII.5: Đầu phân áp máy biến áp tải Đầu phân áp +9 +8 +7 +6 +5 +4 +3 +2 +1 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 Phạm vi điều chỉnh(%) +16,02 +14,24 +12,46 +10,68 +8,90 +7,12 +5,34 +3,56 +1,78 -1,78 -3,56 -5,34 -7,12 -8,90 -10,68 -12,46 -14,24 -16,02 Điện áp bổ sung(KV) +18,45 +16,40 +14,35 +12,30 +10,25 +8,20 +6,15 +4,10 +2,05 -2,05 -4,10 -6,15 c-8,20 -10,25 -12,30 -14,35 -16,40 -18,45 Upa(KV) 133,45 131,40 129,35 127,30 125,25 123,20 121,15 119,10 117,05 115 112,95 110,90 108,85 106,80 104,75 102,70 100,65 98,60 96,55 - Công thức chọn đầu phân áp: U pa = U kt U .(U c − ∆U B ) = U iq . kt U yc U yc Trong đó: Uc, Uiq: điện áp góp cao hạ áp trạm biến áp. Ui: điện áp hạ áp qui đổi phía cao áp. 79 79 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Ukt: điện áp cuộn hạ áp lúc không tải. Các máy biến áp lúc ta chọn trạm giảm áp có UN> 7,5%, đó: Ukt = 1,1.Udm = 24,2 KV Uyc: điện áp yêu cầu. Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm xác định theo công thức: Uyc = Udm + δU%.Udm Đối với mạng điện thiết kế Udm = 22 KV. Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm khi: + Máy biến áp điều áp tải (hộ loại I): - Khi phụ tải cực đại: Uyc = 22 + 5%.22 = 23,1 KV - Khi phụ tải cực tiểu: Uyc = 22 KV - Khi cố: Uyc = 22 ÷ 23,1 KV = 23,1 KV + Máy biến áp thường (hộ loại III): - Khi phụ tải cực đại: Uyc = 22 + 2,5%.22 = 22,55 KV - Khi phụ tải cực tiểu: Uyc = 22 + 7,5%.22 = 23,65 KV VII.2.1/ Trạm biến áp số 1: - Khi phụ tải cực đại: U pa1 = U 1max q . U kt 24,2 = 100,96. = 105,76 KV max 23,1 U yc tc Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn: U pa1 = 106,8 KV - Khi phụ tải cực tiểu: U pa = U 1min q . Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn: - Khi cố U tcpa = 117,05 KV U pa3 = U 1scqscA1 . Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn: U kt 24,2 = 106,21. = 116,831KV 22 U yc U kt 24,2 = 99,32. = 104,04 KV sc 23,1 U yc U tcpa3 = 104,75 KV * Kiểm tra độ lệch điện áp: - Khi phụ tải cực đại: 80 80 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực + Điện áp góp hạ áp: U b1 = U 1max q . U kt 24,2 = 100,96. = 23,1KV tc 106,8 U pa1 + Độ lệch điện áp góp hạ áp: δU % = U b1 − U dm 23,1 − 22 .100 = .100 = 5% U dm 22 - Khi phụ tải cực tiểu: + Điện áp góp hạ áp: U b = U 1min q . U kt 24,2 = 106,21. = 21,96 KV tc 117,05 U pa + Độ lệch điện áp góp hạ áp: δU % = U b − U dm 21,96 − 22 .100 = .100 = −0,18% < U dm 22 tc Vậy không thoả mãn yêu cầu, ta chọn lại đầu phân áp tiêu chuẩn: U pa2 = 115KV + Điện áp góp hạ áp: U b = U 2min q . + Độ lệch điện áp góp hạ áp: U kt 24,2 = 106,21. = 22,35 KV tc 115 U pa δU % = U b − U dm 22,35 − 22 .100 = .100 = 1,59% U dm 22 - Khi cố : + Điện áp góp hạ áp: U b = U 1scq . U kt 24,2 = 99,32. = 22,95 KV tc 104,75 U pa3 + Độ lệch điện áp góp hạ áp: δU % = U b − U dm 22,95 − 22 .100 = .100 = 4,318% U dm 22 VII.2.2/ Trạm biến áp số 2: - Khi phụ tải cực đại: U pa1 = U 2max q . U kt 24,2 = 112,05. = 117,39 KV max 23,1 U yc 81 81 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực tc Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn: U pa1 = 119,1KV - Khi phụ tải cực tiểu: U pa = U 2min q . Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn: - Khi cố: U kt 24,2 = 101,31. = 111,441KV 22 U yc U tcpa = 112,95 KV U pa3 = U 2scqscA2 . U kt 24,2 = 111,78. = 117.1KV sc 23,1 U yc tc - Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn: U pa = 119,1KV * Kiểm tra độ lệch điện áp: - Khi phụ tải cực đại: + Điện áp góp hạ áp: U b1 = U 2max q . U kt 24,2 = 112,05. = 22,77 KV tc 119,1 U pa1 + Độ lệch điện áp góp hạ áp: δU % = U b1 − U dm 22,77 − 22 .100 = .100 = 3,5% U dm 22 tc Vậy không thoả mãn yêu cầu, ta chọn lại đầu phân áp tiêu chuẩn: U pa1 = 117,05KV + Điện áp góp hạ áp: U b1 = U 2max q . U kt 24,2 = 112,05. = 23,166 KV tc U pa1 117,05 + Độ lệch điện áp góp hạ áp: δU % = U b1 − U dm 23,166 − 22 .100 = .100 = 5,3% U dm 22 - Khi phụ tải cực tiểu: + Điện áp góp hạ áp: U b = U 2min q . U kt 24,2 = 101,31. = 21,7 KV tc 112,95 U pa + Độ lệch điện áp góp hạ áp: 82 82 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực δU % = U b − U dm 21,7 − 22 .100 = .100 = −1,36% U dm 22 tc Vậy không thoả mãn yêu cầu, ta chọn lại đầu phân áp tiêu chuẩn: U pa = 110,9 KV + Điện áp góp hạ áp: U b = U 2min q . + Độ lệch điện áp góp hạ áp: U kt 24,2 = 101,31. = 22,1KV tc 110,9 U pa δU % = U b − U dm 22,1 − 22 .100 = .100 = 0,45% U dm 22 - Khi cố : + Điện áp góp hạ áp: U b = U 2scq . U kt 24,2 = 111,78. = 22,71KV tc 119,1 U pa + Độ lệch điện áp góp hạ áp: δU % = U b − U dm 22,71 − 22 .100 = .100 = 3,227% U dm 22 VII.2.3/ Trạm biến áp số 3: - Khi phụ tải cực đại: U pa1 = U 3max q . - Khi phụ tải cực tiểu: U kt 24,2 = 100,39. = 107,73KV max 22,55 U yc U pa = U 3min q . - Đầu phân áp trung bình: U kt 24,2 = 95,6. = 97,83 KV 23,65 U yc U tbpa = Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn:  U pa1 + U pa 2 = 107,73 + 97,83 = 102,78KV U tcpa = 104,5KV * Kiểm tra độ lệch điện áp: - Khi phụ tải cực đại: + Điện áp góp hạ áp: U b1 = U 3max q . U kt 24,2 = 100,39. = 23,25KV tc 104,5 U pa1 83 83 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực + Độ lệch điện áp góp hạ áp: δU % = U b1 − U dm 23,25 − 22 .100 = .100 = 5,681 % U dm 22 - Khi phụ tải cực tiểu: U b = U 3min q . + Điện áp góp hạ áp: + Độ lệch điện áp góp hạ áp: δU % = U kt 24,2 = 95,6. = 22,14 KV tc 104,5 U pa U b − U dm 22,14 − 22 .100 = .100 = 0,63% U dm 22 VII.2.4/ Trạm biến áp số 4: - Khi phụ tải cực đại: U pa1 = U 4max q . U kt 24,2 = 109,57. = 114,98 KV max 23,1 U yc tc Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn: U pa1 = 115KV - Khi phụ tải cực tiểu: U pa = U 4min q . U kt 24,2 = 109,85 . = 120,835 KV 22 U yc tc Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn: U pa = 121,15KV - Khi cố: U pa3 = U 4scq . U kt 24,2 = 108,8. = 113,98KV sc 23,1 U yc tc Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn: U pa3 = 115 KV * Kiểm tra độ lệch điện áp: - Khi phụ tải cực đại: + Điện áp góp hạ áp: U b1 = U 4max q . + Độ lệch điện áp góp hạ áp: - Khi phụ tải cực tiểu: U kt 24,2 = 109,57. = 23,1KV tc 115 U pa1 δU % = U b1 − U dm 23,1 − 22 .100 = .100 = 5% U dm 22 84 84 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực U b = U 4min q . + Điện áp góp hạ áp: + Độ lệch điện áp góp hạ : δU % = U kt 24,2 = 109,85 . = 21,94 KV tc 121,15 U pa U b − U dm 21,94 − 22 .100 = .100 = −0,27% U dm 22 tc không thoả mãn yêu cầu, ta chọn lại đầu phân áp tiêu chuẩn U pa = 119,1KV U b = U 4min q . + Điện áp góp hạ áp: + Độ lệch điện áp góp hạ áp: δU % = U kt 24,2 = 109,85 . = 22,32 KV tc 119,1 U pa U b − U dm 22,32 − 22 .100 = .100 = 1,45% U dm 22 - Khi cố: U b = U 4scq . + Điện áp góp hạ áp: + Độ lệch điện áp góp hạ áp: VII.2.5/ Trạm biến áp số 5: - Khi phụ tải cực đại: U pa1 = U 5max q . Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn: - Khi phụ tải cực tiểu: U pa3 = U 5scq . - Khi cố : - Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn: δU % = U b − U dm 22,9 − 22 .100 = .100 = 4,09% U dm 22 U kt 24,2 = 113,39. = 108,313 KV max 23,1 U yc U tcpa1 = 108,85 KV U pa = U 5min q . Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn: U kt 24,2 = 108,8. = 22,9 KV tc 115 U pa3 U kt 24,2 = 101,87 . = 112,057 KV 22 U yc U tcpa = 112,95 KV U kt 24,2 = 113,28. = 118,67 KV sc 23,1 U yc U tcpa = 119,1KV * Kiểm tra độ lệch điện áp: 85 85 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực - Khi phụ tải cực đại: U b1 = U 5max q . + Điện áp góp hạ áp: + Độ lệch điện áp góp hạ áp: δU % = U kt 24,2 = 113,39. = 25,2 KV tc 108,85 U pa U b1 − U dm 25,2 − 22 .100 = .100 = 14,54% U dm 22 - Khi phụ tải cực tiểu: U b = U 5min q . + Điện áp góp hạ áp: + Độ lệch điện áp góp hạ áp: δU % = U kt 24,2 = 101,87 . = 21,83 KV tc 112,95 U pa U b − U dm 21,83 − 22 .100 = .100 = − 0,772% U dm 22 tc không thoả mãn yêu cầu, ta chọn lại đầu phân áp tiêu chuẩn U pa = 110,9 KV U b = U 5min q . + Điện áp góp hạ áp: U kt 24,2 = 101,87 . = 22,23KV tc 110,9 U pa + Độ lệch điện áp góp hạ áp: δU % = U b − U dm 22,23 − 22 .100 = .100 = 1,045% U dm 22 - Khi cố: U b = U 5scq . + Điện áp góp hạ áp: + Độ lệch điện áp góp hạ áp: U kt 24,2 = 113,28. = 23,02 KV tc 119,1 U pa3 δU % = U b − U dm 23,02 − 22 .100 = .100 = 4,63% U dm 22 Ta có bảng tổng hợp đầu phân áp chọn cho máy biến áp trạm giảm áp Bảng VII.6: Chọn đầu phân áp. TBA U tcpa1 ( KV ) U tcpa ( KV ) 105,76 107,05 104,5 115 110,9 104,5 U tcpa3 ( KV ) δU max % 104,75 119,1 X 5,3 5,681 δU % 1,59 0,45 0,63 δU sc % 4,318 3,227 X 86 86 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp 115 108,85 Thiết kế mạng điện khu vực 119,1 110,9 U tcpa1 , U tcpa , U tcpa3 : 115 119,1 14,54 1,45 1,045 4,09 4,63 đầu phân áp chế độ cực đại, cực tiểu, cố. δU max %,δU %,δU sc % : độ lệch điện áp chế độ cực đại, cực tiểu, cố. 87 87 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực CHƯƠNG VIII TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ. NHẬN XÉT ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐÃ CHỌN. VIII.1/ Tính toán tiêu kinh tế - kỹ thuật mạng điện thiết kế: VIII.1.1/ Vốn đầu tư xây dựng đường dây: - Tổng chiều dài đường dây: L13 + lA1 + lA2 +lA4 +lA5 = 65,06 + 63,24 + 63,24 + 101,98 + 50 = 343,52 Km Trong đó: + Lộ kép: 278,5 Km + Lộ đơn: 65,06 Km - Vốn đầu tư xây dựng đường dây: Như tính chương III: KD = 147383,9.106(đồng) VIII.1.2/ Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp: KT = K B + K b - KB: giá tiền mua máy biến áp trạm biến áp hạ. Tra bảng 8.40, trang 256 sách thiết kế mạng hệ thống điện ta : - máy biến áp 25 MVA có giá thành 19.109 đ/trạm. - máy biến áp 32 MVA có giá thành 22.109 đ/trạm. Đối với trạm biến áp có máy biến áp giá thành 1,8 lần giá thành trạm có máy. ΣK + ΣK may 1may KB = = 1.1,8.22.109+ 1.22.109 +3.1,8.19.109= 164,2.109 (đồng) - Kb: giá thành thiết bị bù. Kb = Qb.180.106 = 36,15.180.106 = 6,6507.109 (đồng) Vậy vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp bằng: KT = KB + Kb = 164,2.109 + 6,6507.109 = 170,8507.109 (đồng) VIII.1.3/ Phí tổn vận hành hàng năm mạng điện: - Biểu thức tính phí tổn vận hành hàng năm mạng điện: Y = avhD .K D + avhT .KT + ∆A∑ .c avhD: hệ số vận hành đường dây, đường dây dùng cột thép lấy avhD = 0,04 avhT: hệ số vận hành trạm biến áp. Lấy avhT = 0,1 Y=0,04.147383,9.106+0,1.170850,7.106 +28449.650.1000 =41472,276.106 (đồng) - Chi phí tính toán hàng năm: Z = atc.K + Y = atc.(KD + KT) + Y = 0,125.(147383,9.106+ 170850,7.106) + 41472,276.106 = 81251,601.106 (đồng) 88 88 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực VIII.1.4/ Giá thành tải điện mạng điện: β= Y 41472,276.10 = = 61,331.10 (đ / MWh) A∑ 676200 VIII.1.5/ Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại: Được xác định theo biểu thức: K0 = K + K D (147383,9 + 170850 ,7).10 K = T = = 2164,86 .10 (đ / MW) PΣ 147 ∑ Pmax Kết tính tiêu kinh tế - kỹ thuật mạng điện thiết kế tổng hợp bảng VIII.1 Bảng VIII.1: Các tiêu kinh tế - kỹ thuật mạng điện thiết kế. ST T 10 11 12 13 14 15 16 17 Các tiêu Tổng công suất phụ tải cực đại Tổng chiều dài đường dây Lộ đơn Lộ kép Tổng công suất máy biến áp hạ Tổng vốn đầu tư cho mạng điện Tổng vốn đầu tư đường dây Tổng vốn đầu tư trạm biến áp Tổng điện phụ tải tiêu thụ bt ∆U max sc ∆U max Tổng tổn thất công suất tác dụng Tổng tổn thất công suất tác dụng tính theo % Tổng tổn thất điện Tổng tổn thất điện tính theo % Chi phí vận hành hàng năm (Y) Chi phí tính toán hàng năm (Z) Giá thành truyền tải điện ( β ) Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại (K0) Độ lớn Đơn vị 147 343,52 65,06 278,5 246 318234,6 147383,9 170850,7 676200 7,64 15,28 8,59 5,54 28449 4,12 41472,276 81251,601 61,331 2164,86 MW Km Km Km MVA 106.đ 106.đ 106.đ MWh % % MW % MWh % 106.đ 106.đ 103đ/MWh 106.đ/MW 89 89 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực VIII.2/ Ưu khuyết điểm mạng điện thiết kế: VIII.2.1/ Ưu điểm mạng điện thiết kế: Như tính mặt kỹ thuật kinh tế phương án đưa ra, so sánh chọn phương án tối ưu nhất. Đây phương án mà hộ tiêu thụ đa số cung cấp điện theo hình tia kết hợp nhánh liên thông nên đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao. Giá thành đầu tư xây lắp đường dây cột thép tổn thất công suất tác dụng tổn thất điện thấp phương án sơ đồ hình tia . Mạng điện đơn giản, phần lớn phụ tải cung cấp đường dây hệ thống máy biến áp riêng biệt mạng lưới điện đảm bảo độ tin cậy cao ổn định có cố xảy ra. Do mạng điện đơn giản nên giảm giá thành, chi phí kim loại xây dựng mạng điện giúp cho việc thiết kế hệ thống rơle bảo vệ đơn giản làm việc tin cậy hơn. Trên sở đó, phân tích tính toán lựa chọn sơ đồ chi tiết mạng điện thiết kế. Qua tính toán tiêu kinh tế - kỹ thuật, tổng hợp bảng VIII.1 có giá thành truyền tải điện tiêu kinh tế kỹ thuật quan trọng mạng điện, qua tính toán mạng điện thiết kế có giá thành truyền tải điện β = 61,331.103 (đ/MWh). VIII.2.2/ Nhược điểm mạng điện thiết kế: Bên cạnh ưu điểm mạng điện thiết kế có nhược điểm chi phí cho xây dựng đường dây lớn. Vì đường dây dài nên tổn thất công suất, tổn thất điện cao giá thành cho xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại tương đối lớn K0 = 2164,86.106 (đ/MW) Như mạng điện thiết kế chọn mặt kỹ thuật đảm bảo yêu cầu cung cấp điện khác cho hộ tiêu thụ (loại I loại III). Mặt khác, kinh tế đảm bảo để thoả mãn phương án lựa chọn so sánh với phương án khác chi phí qui đổi phù hợp. Nhưng đồ án tốt nghiệp tính toán chi tiết cụ thể mặt kinh tế - kỹ thuật không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận góp ý thầy cô, đặc biệt cô giáo “ Trần Nguyễn Thùy Chung” giảng viên hướng dẫn thầy cô giáo khác môn hệ thống điện _Trường Cao Đẳng Công Nghệ Đà Nẵng, để đồ án em hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô cô giáo Trần Nguyễn Thùy Chung ! 90 90 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực 91 91 GVHD: SVTH: [...]... án I là phương án thiết kế cho mạng điện 34 34 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực CHƯƠNG IV XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG CÁC MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC TRẠM BIẾN ÁP CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY HỢP LÝ CỦA CÁC TRẠM BIẾN ÁP VẼ SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CỦA MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ IV.CHỌN SƠĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT: Yêu cầu của sơ đồ nối điện trong mạng điện và hệ thống điện là đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, ... 29+j17,98 A điện áp điện: - 85,28km 4 101,98km 50km SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ KỸ THUẬT: Nội dung so sánh phương án về mặt thuật bao gồm: II.2.1.1/ Chọn cấp tải điện của mạng 30+j9,861 5 Việc chọn cấp điện áp tải điện rất quan trọng đối với mạng điện Bởi vì nó ảnh 28+j17,36 hưởng rất nhiều đến các chỉ tiêu kinh tế của mạng điện 13 13 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng điện khu vực Để chọn cấp điện. . .Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực 11 11 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực II.1.1/ Xác định khoảng cách từ nguồn đến phụ tải và phụ tải đến phụ tải: Bảng II.1 Hộ A 1 2 3 4 1 63,24 2 63,24 56,56 3 125,1 65,06 87,14 4 101,98 56,56 113,13 85,28 5 50 67,08 100,49 130,2 72,8 II.1.2/ Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện: Vì số lượng các phương án nối dây không... thể tìm τ cho toàn mạng điện theo Tmax Tmax = 4500h, Tra theo bảng 3.2 trang 85 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện, ta được τ = 3000h imax τ 30 30 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực Pimax, Qimax: công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại Ri : điện trở tác dụng của đường dây thứ i Udm: điện áp định mức của mạng điện + Tính khối... phương án đều thoải mãn yêu cầu kĩ thuật + Trong đó phương án I và phương án III là 2 phương án hợp lí hơn phương án II thông qua tổn thất điện áp lúc bình thường vàlúc sự cố 29 29 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực CHƯƠNG III SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN THOẢ MÃN YÊU CẦU KỸ THUẬT LẬP BẢNG THỐNG KÊ CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT PHÂN TÍCH VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ TỐI ƯU... A5 = S 5= 28 + j17,36 (MVA) II.2.2.2.1/ Chọn cấp điện áp tải điện: U = 4,34 l + 16.P + Nhánh 14: U = 4,34 = 100,53 (KV) + Nhánh A1: U = 4,34 = 137,73 (KV) + Nhánh 23: U = 4,34 = 97,34 (KV) + Nhánh A2: U = 4,34 = 138,82 (KV) 19 19 GVHD: SVTH: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực + Nhánh A5: U = 4,34 = 96,85 (KV) Bảng II.5: Điện áp tính toán Nhánh l (km) P (MW) U (KV) 14 56,56 30 100,53 A1 63,24... 9,9% = 20,54% Từ các kết quả trên ta nhận thấy rằng tổn thất điện áp cực đại trong chế độ vận hành bình thường: % = 9,5%