Lưới điện

Chơng I Phân tích nguồn v phụ tải Các số liệu nguồn cung cấp v phụ tải Nguồn điện Nguồn điện cung cấp cho mạng điện khu vực l nguồn có công suất vô lớn Mọi thay đổi v biến động phụ tải không lm thay đổi điện áp góp nguồn Phụ tải Trong hệ thống điện có phụ tải có đặc điểm bảng sau: Phụ tải Thuộc hộ loại I I I I III I S (mva) 24 25 20 26 17 23 S max (MVA) 50 43 31 39 28 48 Cos 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 T max (h) 5000 5000 5000 5000 5000 5000 UH (kV) 22 22 22 22 22 22 Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT KT KT KT KT KT Sơ đồ mặt nguồn điện v phụ tải Các nguồn điện v phụ tải điện đợc bố trí theo sơ đồ mặt nh sau: N Phân tích phụ tải http://www.ebook.edu.vn Mạng điện m ta cần thiết kế gồm có phụ tải với tổng công suất lớn l: S max = 239MAV ,Tổng công suất cực tiểu l: S = 135MVA Các phụ tải 1,2,3,4,6 có mức độ đảm bảo cung cấp điện cao (loại I), nên đợc cung cấp đờng dây kép mạch vòng để đảm bảo cung cấp điện đợc liên tục Phụ tải có mức độ đảm bảo cung cấp điện loại III nên đợc cung cấp đờng dây mạch Có phụ tải 1,2,3,4,5,6 có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng Có độ lệch điện áp góp hạ áp có yêu cầu ĐCĐA khác thờng V có giới hạn nh sau: + Trong chế độ phụ tải lớn nhất: dU% = 5% + Trong chế độ phụ tải nhỏ nhất: dU% = 0% + Trong chế độ sau cố: dU% = 0ữ5% Dựa vo bảng số liệu phụ tải, sau tính toán ta đợc bảng số liệu sau: Hộ tiêu thụ Tổng S max = Pmax + jQmax S max S = Pmin + jQmin S (MVA) 42.5 + j26.34 36.55 + j22.65 26.35 + j16,33 33.15 + j20.54 23.8 + j14.75 40.8 + j25.29 203.15 + j125.9 (MVA) 50 43 31 39 28 48 239 (MVA) 20.4 + j12.64 21.25 + j13.17 17 + j10.54 22.1 + j13.7 14.45 + j8,96 19.55 + j12.12 114.75 + j71.13 (MVA) 24 25 20 26 17 23 135 Chơng II Cân sơ công suất Do nguồn có công suất vô lớn nên đáp ứng đầy đủ mặt công suất v chất lợng điện áp cho phụ tải điện Vì nên ta không cần cân công suất http://www.ebook.edu.vn Chơng III Dự kiến phơng án tính toán sơ v lựa chọn phơng án Dự kiến phơng án nối dây mạng điện Theo yêu cầu thiết kế, ta phải đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ điện loại I , l loại phụ tải quan trọng Đối với loại phụ tải ny ngừng cung cấp điện gây nguy hiểm đến tính mạng ngời , lm h hỏng thiết bị v để phục hồi lại trạng thái lm việc bình thờng bắt buộc xí nghiệp phải ngừng sản xuất thời gian di, vv Vì mức độ quan trọng hộ phụ tải ny nên đờng dây mạng điện phải đợc bố trí hợp lí cho gặp cố hỏng phận no đờng dây phải đảm bảo cung cấp điện đợc liên tục, phải đảm bảo cung cấp điện đợc liên tục cho hộ phụ tải Việc lựa chọn phơng án nối dây mạng điện phải đảm bảo yêu cầu sau: + Cung cấp điện liên tục + Đảm bảo chất lợng điện + Đảm bảo tính linh hoạt mạng điện + Đảm bảo tính kinh tế v có khả phát triển tơng lai + Đảm bảo an ton cho ngời v cho thiết bị Dựa theo mặt thiết kế v yêu cầu phụ tải, ta đa phơng án nối dây sau: Phơng án Phơng án 6 5 N N 4 3 http://www.ebook.edu.vn Phơng án Phơng án 6 5 N N 4 3 1 2 Phơng án N So sánh phơng án mặt kĩ thuật Để so sánh phơng án mặt kĩ thuật, ta phải xét tới nội dung sau: - Chọn lựa cấp điện áp định mức hệ thống - Chọn lựa tiết diện dây dẫn - Tính toán tổn thất điện áp - Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn có cố Chọn lựa cấp điện áp hệ thống: http://www.ebook.edu.vn Vấn đề lựa chọn cấp điện áp cho hệ thống ảnh hửog trực tiếp đến mặt kĩ thuật nh mặt kinh tế Nếu nh chọn U cao tổn thất lới giảm nhng chi phí cao Còn chọn U thấp chi phí giảm nhng tôn thất lới lại cao Vì ta phải lựa chọn U cho hợp lý Ta sử dụng công thức kinh nghiệm sau: U i = 4.34 Li + 16.Pi , kV Trong đó: Pi l công suất truyền tải đờng dây thứ i, MW Li l chiều di đờng thứ i, km Nếu U = 70ữ160 (kV) ta chọn cấp điện áp hệ thống l Udm=110kV Lựa chọn tiết diện dây dẫn đoạn đờng dây: Mạng điện m ta xét l mạng điện khu vực, ngời ta thờng lựa chọn tiết diên dây dẫn theo mật độ kinh tế dòng điện.Ta dự kiến sử dùng loại dây dẫn AC Công thức tính tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế dòng điện l: Fkti = I max i J kt , mm2 Với mạng điện ta xét sử dụng dây AC v thời gian sử dụng công suất cực đại l Tmax = 5000h nên ta có Jktế = 1,1 A/mm2 Trong công thức Imaxi l dòng điện lớn đoạn đờng dây thứ i v đợc tính nh sau: S max i Imaxi = n 3.U dm , A Với Si l dòng công suất đờng dây thứ i v đợc tính nh sau: 2 Smaxi = Pi + Qi , MVA n l số mạch đờng dây, n = 1,2 Khi xác định đợc tiết diện dây dẫn đoạn đờng dây, ta tiến hnh so sánh với tiết diện tiêu chuẩn để chọn tiêu chuẩn gần Tính tổn thất điện áp hệ thống: Tổn thất điện áp đợc tính theo biểu thức sau: Pi Ri + Qi X i 100 n U dm U% = % Trong đó: Pi, Qi l công suất tác dụng v công suất phản kháng đờng dây thứ i Ri, Xi l điện trở tác dụng v điện kháng đờng dây thứ i http://www.ebook.edu.vn Chú ý tổn thất điện áp tính cho phạm vi cấp điện áp v ta tính tổn thất điện áp cực đại lúc bình thờng v xảy cố nặng nề nhất, trị số tổn thất điện áp phải thoả mãn yêu cầu sau: Đối với trờng hợp dùng máy biến áp thờng: Umaxbt 10% Umaxsc 20% Đối với truờng hợp dùng mba điều áp dới tải thì: Umaxbt 15-20% Umaxsc 20-25% Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang v điều kiện phát nóng dây dẫn: Ta tiến hnh kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang dây dẫn F 70mm Ta tiến hnh kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn có cố nặng nề theo biểu thức sau: Đờng đơn Imax Khc.Icp Đờng kép Isc Khc Icp Trong đó: Isc l dòng điện lớn co cố( l khả hai dây đờng dây hai mạch bị đứt) Icp l dòng điện cho phép lâu di chạy qua dây dẫn Khc l hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lm việc, ta lấy Khc=0.8 Bây ta xét phơng án cụ thể III Tính toán tiêu kỹ thuật cho phơng án Sơ đồ mạng điện phơng án 1: N Lựa chọn điện áp định mức cho mạng điện: Xét đoạn N-1: PN-1= P1= 42.5 MW ; http://www.ebook.edu.vn LN-1= 40.79 km; UN-1 = 4,34 40.79 + 16 ì 42.5 = 116.52 kV Xét tơng tự với đoạn đờng dây khác ta có bảng tổng kết sau: Đờng dây N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 L (km) Smax (MVA) 40.79 43.08 46.65 32 50.6 28.84 42.5 + j26.34 36.55 + j22.65 26.35 + j16.33 33.15 + j20.54 23.8 + j14.75 40.8 + j25.29 Pmax (MW) 42.5 36.55 26.35 33.15 23.8 40.8 Uvhi (kV) 116.52 108.75 93.91 102.92 90.14 113.31 Uđm(kV) 110 Kết luận: Ta chọn cấp điện áp định mức mạng điện la Udm= 110kV Lựa chọn tiết diện dây dẫn: Xét đoạn N-1: 2 SN-1= S1= 42.5 + 26.34 = 50 MVA S N1 IN-1= n 3.U dm = 50 10 = 131.22 3.110 A I N 131.22 = = 119.29 J , kt mm2 FN-1= Chọn dây AC-120 có Icp =380 A Tính toán tơng tự đờng dây lại ta có bảng tổng kết sau: Đờng Số Imaxbt (A) Ftt (mm2) Dây dẫn dây mạch N-1 131.22 119.29 AC-120 N-2 112.84 102.59 AC-120 N-3 81.35 73.96 AC-70 N-4 102.34 93.04 AC-95 N-5 146.96 133.60 AC-120 N-6 125.97 114.52 AC-120 Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn sau cố: http://www.ebook.edu.vn Icp (A) 380 380 265 330 380 380 Sự cố nguy hiểm mạng điện xảy đứt đờng dây lộ kép đờng dây hai mạch Khi đó, dòng điện cố tăng lên hai lần so với dòng điện mạch điện cha xảy cố Đoạn N-1: I scN = I max N = ì 131.22 = 262.44 A Tơng tự ta có bảng kết kiểm tra sau Đờng dây Số mạch Isc (A) N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 2 2 262.44 225.69 162.71 204.68 146.96 252.95 0.8 Icp (A) 304 304 212 264 304 304 Từ bảng tổng kết ta suy tiết diện dây dẫn đờng dây thỏa mãn điều kiện phát nóng cho phép dây có cố Sau chọn tiết diện dây dẫn đạt tiêu chuẩn, ta xác định thông số đơn vị đờng dây l r0, x0, b0 v tiến hnh tinh thông số tập trung R, X, B/2 sơ đồ thay hình đờng dây theo công thức sau: R= 1 r0 ì L X = x0 ì L n n ; ; Đờng dây Số mạch L (km) Dây dẫn r0 /km X0 /km R X N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 2 2 40.79 43.08 46.65 32 50.6 28.84 0.27 0.27 0.46 0.33 0.27 0.27 0.423 0.423 0.44 0.429 0.423 0.423 5.51 5.82 10.73 5.28 13.66 3.89 8.63 9.11 10.26 6.86 21.40 6.1 AC-120 AC-120 AC-70 AC-95 AC-120 AC-120 Kiểm tra tổn thất điện áp đoạn đờng dây chế độ vận hnh bình thờng v cố Xét mạng điện lm việc bình thờng: Xét đoạn N-1: ta có SN-1= S1= 42.5 + j26.34 MVA 42.5 ì 5.51 + 26.34 ì 8.63 100% = 3.81% 110 UbtN-1% = http://www.ebook.edu.vn Tính tơng tự đoạn lại Xét mạng điện gặp cố: Đứt mạch đờng dây kép: Đoạn N-1: UscN-1% = ì UbtN-1% = ì 3.81% = 7.62% Tính tơng tự đoạn lại Kết tính tổn thất điện áp đờng dây cho bảng sau: U%bt 3.81 3.46 3.72 2.61 5.3 2.59 Đờng dây N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 U%sc 7.62 6.92 7.44 5.22 5.18 Từ kết bảng ta nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn chế độ vận hnh bình thờng bằng: Umax bt% = UbtN-5% = 5.3 % < 10% Tổn thất điện áp lớn chế độ cố bằng: Umax sc% = UscN-1% = 7.62 % < 20% Kết luận: Phơng án thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật IV Tính toán tiêu kỹ thuật cho phơng án Sơ đồ mạng điện phơng án 2: N Lựa chọn điện áp định mức cho mạng điện: http://www.ebook.edu.vn Xét đoạn N-4: SN-4 = S5 + S4 = (23.8 + j14.75) + (33.15 + j20.54) = 56.95 + j35,29 MVA LN-4 = 32 km; UN-4 = 4,34 32 + 16 ì 56.95 = 133.3 kV Xét đoạn 4-5: S4-5 = S5 =23.8 + j14.75 MVA L4-5 = 22.63 km U4-5 = 4,34 22.63 + 16 ì 23.8 = 87.17 kV Xét tơng tự với đoạn đờng dây khác ta có bảng tổng kết sau: Đờng dây N-1 N-2 N-3 N-4 4-5 N-6 L (km) Smax (MVA) 40.79 43.08 46.65 32 22.63 28.84 42.5 + j26.34 36.55 + j22.65 26.35 + j16.33 56.95 + j35.29 23.8 + j14.75 40.8 + j25.29 Pmax (MW) 42.5 36.55 26.35 56.95 23.8 40.8 Uvhi (kV) 116.52 108.75 93.91 133.3 87.17 113.31 Uđm(kV) 110 Kết luận: Ta chọn cấp điện áp định mức mạng điện la Udm= 110kV Lựa chọn tiết diện dây dẫn: Xét đoạn N-6: SN-4= 56.95 + 35.29 = 67 MVA S N IN-4= n 3.U dm = 67 10 = 175.82 3.110 A I N 175.82 = = 159.84 J , kt FN-4= mm2 Chọn dây AC-150 có Icp =445 A Xét đoạn 4-5: S4-5= 23.8 + 14.75 = 28 MVA S I4-5= n 3.U dm = 28 10 = 146.96 3.110 A http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội Đồ án môn học Mạng lới điện N-1 1.921 113.58 4.64 108.94 N-2 2.085 113.41 2.92 110.50 N-3 2.450 113.05 2.95 110.10 N-4 2.683 112.862 3.351 109.511 4-5 1.653 111.209 4.155 107.054 N-6 1.306 114.19 4.40 109.79 Ghi chú: điện áp ghi bảng hạ áp l điện áp qui đổi phía cao áp Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 47 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội Đồ án môn học Mạng lới điện Số liệu tính toán dòng công suất cho ton mạng phụ tải cực tiểu Đoạn Si MVA S bi MVA S bi MVA S ci MVA Qcic=Qci d_ MVAr N-1 20.4+ j12.64 0.069+ j1.656 20.469+ j14.296 20.511+ j14.576 1.331 20.511+ j13.245 0.271+ j0.425 20.782+ j13.671 20.782+ j12.340 N-2 21.25+ j13.17 0.048+ j1.123 21.298+ j14.293 21.368+ j14.773 1.404 21.368+ j13.370 0.306+ j0.478 21.674+ j13.848 21.674+ j12.445 N-3 17+ j10.54 0.042+ j0.905 17.042+ j11.355 17.100+ j11.755 1.452 17.100+ j10.303 0.353+ j0.338 17.453+ j10.641 17.453+ j9.189 N-4 22.1+ j13.7 0.118+ j2.734 22.218+ j16.434 22.288+ j16.914 1.065 37.156+ j25.606 0.565+ j1.121 37.721+ j26.727 37.721+ j25.662 4-5 14.45+ j8,96 0.045+ j1.039 14.495+ j9.999 14.530+ j10.239 0.363 14.530+ j9.876 0.156+ j0.244 14.686+ j10.120 N-6 19.55+ j12.12 0.063+ j1.522 19.613+ j13.642 19.655+ j13.922 0.944 19.655+ j12.978 0.178+ j0.280 19.833+ j13.258 Tổng 114.75+ j71.13 0.385+ j8.979 Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 S di MVA S 'i MVA S Ni MVA 1.829+ j2.886 48 S MVA '' i http://www.ebook.edu.vn 19.833+ j12.314 Trờng đại học điện lực h nội Đồ án môn học Mạng lới điện Chơng VII Tính toán điều chỉnh điện áp Điện áp l tiêu quan trọng.Trong tiêu điện áp l tiêu quan trọng Trong trình vận hnh phụ tải thay đổi từ cực tiểu đến cực đại bị cố nặng nề dẫn đến điện áp hạ áp thay đổi vợt giới hạn cho phép ta phải điều chỉnh để đảm bảo điện áp nằm giới hạn cho phép Có nhiều phơng pháp điều chỉnh điện áp khác nhau: thay đổi điện áp máy phát nh máy điện, thay đổi tỉ số điện áp trạm biến áp v thay đổi dòng công suất phản kháng máy điện Trong thc tế mạng điện lớn thay đổi điện áp nh máy điện, việc thay đổi dòng công suất phản kháng truyền tải đờng dây khó khăn lý nh: ổn định hệ thống, vận hnh phức tạp vốn đầu t cao Vì phơng pháp lựa chọn đầu điều chỉnh máy biến áp trạm hạ áp đợc sử dụng rộng rãi để điều chỉnh điện áp trong hệ thống I phơng pháp chung lựa chọn đầu phân áp cho máy biên áp Vì hộ tiêu thụ đồ án yêu cầu điều chỉnh khác thờng nên điện áp hạ áp phải thoả mãn: Chế độ phụ tải cực đại: U% = 5% Chế độ phụ tải cực tiểu: U% = 0% Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm đợc xác định theo công thức sau: U yc = U dm + U % ì U dm Trong Udm l điện áp định mức mạng điện hạ áp Đối với mạng điện thiết kế ta lấy Udm = 22 kV Giá trị điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm theo yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng: Uycmax = 22 + 5%ì22 = 23.1 kV Uycmin = 22 + 0%ì22 = 22 kV Kết tính điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy đổi phía cao áp chế độ phụ tải cực đại v phụ tải cực tiểu cho bảng sau: Trạm biến áp Uqmax, kV 112.059 112.074 112.379 112.449 107.204 113.709 Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 49 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội Uqmin, kV 108.94 110.50 Đồ án môn học Mạng lới điện 110.10 109.511 107.054 109.79 Với phụ tải sử dụng MBA điều chỉnh điện áp dới tải có phạm vi điều chỉnh: 9ì1.78%Ucdm với Ucdm = 115 kV, Uhdm = 22 kV; Ukt = 1.1ì22 = 24.2 kV Nh vậy, MBA điều chỉnh điện áp dới tải có đầu phân áp tiêu chẩn tơng ứng với nấc nh sau: Thứ tự đầu điều chỉnh +9 +8 +7 +6 +5 +4 +3 +2 +1 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 Điện áp bổ sung (%) + 16.2 + 14.24 + 12.46 + 10.68 + 8.9 + 7.12 + 5.34 + 3.56 + 1.78 - 1.78 - 3.56 - 5.34 - 7.12 - 8.9 - 10.68 - 12.46 - 14.24 - 16.2 Điện áp bổ sung (kV) + 18.45 + 16.60 + 14.35 + 12.30 + 10.25 + 8.2 + 6.15 + 4.1 + 2.05 - 2.05 - 4.1 - 6.15 - 8.2 - 10.25 - 12.30 - 14.35 - 16.60 - 18.45 Điện áp đầu điều chỉnh (kV) 133.45 131.40 129.35 127.3 125.25 123.2 121.15 119.1 117.05 115 112.95 110.9 108.85 106.8 104.75 102.7 100.75 98.6 96.55 Sử dụng MBA điều chỉnh dới tải cho phép thay đổi đầu điều chỉnh m không cần cắt MBA khỏi mạng điện Do ta cần chọn đầu điều chỉnh MBA riêng cho chế độ phụ tải cực đại v cực tiểu II Chọn đầu điều chỉnh MBA trạm Chọn đầu phân áp cho trạm biến áp Phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng nên ta sử dụng máy biến áp có điều chỉnh điện áp dới tải Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 50 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội Đồ án môn học Mạng lới điện Chế độ cực đại: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA đợc xác định theo công thức: U dc max = U q max ì U KT U yc max = 112.059 ì 24.2 = 117.4 23.1 kV Dựa vo bảng ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = +1, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn l: Utc max = 117.05 kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: U t max = U q max ì U KT U tc max = 112.059 ì 24.2 = 23.168 117.05 kV Độ lệch điện áp góp hạ áp bằng: U max % = U t max U dm 23.168 22 ì 100 = ì100 = 5.31% 5% 22 U dm Nh đầu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn l phù hợp Chế độ cực tiểu: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA đợc xác định theo công thức: U dc = U q ì U KT U yc = 108.94 ì 24.2 = 119.834 22 kV Dựa vo bảng ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = +1, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn l: Utc = 119.1 kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: U t max = U q ì U KT U tc = 108.94 ì 24.2 = 22.135 119.1 kV Độ lệch điện áp góp hạ áp bằng: U % = U t U dm 22.135 22 ì100 = ì100 = 0.616% 0% 22 U dm Nh đầu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn l phù hợp Chọn đầu phân áp cho trạm biến áp lại: Chọn đầu điều chỉnh trạm biến áp ta tiến hnh tơng tự nh trạm trạm biến áp Các kết tính toán điều chỉnh điện áp mạng điện cho bảng sau: TBA Udc max kV 112.059 112.074 112.379 Udc kV 108.94 110.50 110.10 Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 Ut max kV 23.168 23.171 23.234 51 Ut kV 22.136 22.073 21.993 Umax% Umin% 5.310 5.324 5.610 0.616 0.330 -0.033 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội 112.449 107.204 113.709 109.511 107.054 109.79 Đồ án môn học Mạng lới điện 23.249 22.969 23.105 21.875 22.133 21.931 5.676 4.404 5.021 -0.568 0.606 -0.314 Chơng VIII Bù công suất phản kháng lới điện I giới thiệu chung Để giảm công suất chuyên chở đờng dây, ta phải tiến hnh bù công suất phản kháng phụ tải, hay l góp thứ cấp máy biến áp Dung lợng bù kinh tế cho hộ phụ tải đợc đặt trạm hạ áp mạng điện đợc xác định theo điều kiện hm phí tổn tính toán hng năm nhỏ Đờng lối chung l hộ tiêu thụ ta đặt công suất bù Qbi lm ẩn số v ta thnh lập biểu thức hm chi phí tính toán hng năm nhỏ Z= f(Qbi) Sau ta lấy đạo hm riêng Z/Qbi v giải phơng trình Z/Qbi= từ ta sữ tìm đợc giá trị Qbi Khi lập biểu thức hm Z= f(Qbi), ta phải ý đến quy ớc sau: +Không xét đến công suất phản kháng bù sơ m ta tính phần cân công suất phản kháng ban đầu + Không xét đến tổn thất sắt PFe may biến áp không ảnh hởng nhiều đến giá trị Qbi +Không xét đến thnh phần tổn thất công suất tác dụng P gây thnh phần ny không gây ảnh hởng nhiều đến giá trị Qbi + Không xét đến thnh phần công suất từ hoá máy biến áp QFe v công suất phản kháng điện dung đờng dây sinh +Trong trình tính toán ngoi điện trở đờng dây ta phải xét tới điện trở rB máy biến áp Sau tính đựoc giá trị Qbi phải thoả mãn yêu cầu Qbi Nếu hộ phụ tải no m ta tính Qbi< ta chọn Qbi= 0, tức l hộ phụ tải ny ta tiến hnh bù công suất phản kháng Nếu phụ tải no ta tính Qbi Qi ta tiến hnh bù cho hộ phụ tải đến hệ số công suất COS i = 0,95 m Chú ý ta bù công suất phản kháng cho hộ phụ tải đến hệ số công suất l COS i = (0,95-0,97) v không bù công suất phản kháng không ảnh hởng nhiều đến tổn thất công suất v tổn thất điện áp mạng điện Xét mạng điện phụ tải: Sơ đồ nh hình vẽ: Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 52 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội N Đồ án môn học Mạng lới điện a A MBA P+ j.Q Qb b Biểu thức hm chi phí tính toán hng năm nhỏ đặt thiết bị bù kinh tế Z: * Ta có biểu thức hm Z l: Z= Z1 + Z2+ Z3 Trong đó: + Z1 l phí tổn hng năm đặt thiết bị bù Qbi v đợc xác định nh sau: Z1= K0ìQb Với: K0 l giá tiền đơn vị thiết bị bù, ta có: K0= 150ì103 đồng/kVAr = 150ì106 đồng/MVAr Qb l tổng công suất bù, MVAr +Z2 l phí tổn điện thiết bị bù tiêu tốn v đợc xá định nh sau: Z2= cìtìP0ìQb Với: c giá kWh điện tổn thất; đồ án ta có c=500 đồng/kWh t l thời gian tụ điện vận hnh hng năm; ta chọn t= 8760h P0 l tổn thất công suất tơng đối thiết bị bù, với tụ điên tĩnh ta lấy P0= 0.005 + Z3 l tổn thất điện tải công suất phản kháng sau đặt thiết bị bù gây ton mạng điện v đợc xác định nh sau: Z3= cìPmaxì (Q Qb ) R U2 Trong đó: Pmax = Q l công suất phản kháng cực đại hộ tiêu thụ lúc cha bù,MVAR U l điện áp định mức đờng dây, ta có Uđm= 110 kV R l điện trở đờng dây v máy biến áp quy đổi bên cao áp l thời gian tổn thất lớn nhất, phụ thuộc vo phụ tải (đồ thị phụ tải) v tính chất phụ tải v đợc tính công thức: = (0.124 + Tmaxì10-4)2ì8760 h Với Tmax: thời gian sử dụng phụ tải lớn v lấy Tmax = 5000 h = (0.124 + 5000ì10-4)2ì8760 = 3411 h c: giá kWh điện tổn thất, c = 500 đồng/1kWh Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 53 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội Đồ án môn học Mạng lới điện Xét mạng điện hở có nhiều phụ tải: Ta xét mạng điện có nhiều phụ tải nh sau: N N B3 B2 Q3 Qb3 Q2 R2 Rb3 B1 Qb2 Q1 R3 R1 Rb2 Rb1 Q3-Qb3 Q2-Qb2 Q1-Qb1 Qb1 Thnh lập biểu thức hm chi phí Z: Z = Z1 + Z2 + Z3 Với: Z1 = K0ìQb Z2 = cìtìP0ìQb Z3 = cìPmaxì Cách tìm biểu thức hm Z tơng tự nh với mạng điện có phụ tải II tính toán cụ thể mạng điện Xét đoạn đờng dây N-1: * Sơ đồ điện: N 2ìTPDH-40000/110 2AC-120 S1 Sb1 * Lập biểu thức hm ZN-1: ZN-1 = Z1 + Z2 + Z3 + Z1 = K0ìQb = 150ì106ìQb1 + Z2 = cìtìP0ì Qb = 500ì103ì8760ì0.005ìQb1 = 21.9ì106ìQb1 Lan sau hoi thay xem la MbA dieu chinh duoi tai t=8740 hay t=Tm + Z3 = cìPmaxì = cì (Q1 - Q b1 )2 ì (R N + RB1 ) = 500 ì 10 ì 110 2 = 0.98 ì 10 ì (26.34 - Q b1 ) (26.34 - Q b1 )2 ì (5.51 + 1.44) ì 3411 110 Vậy ta đợc: ZN-1 = 171.9ì106ìQb1+ 0.98ì106ì (26.34 - Qb1)2 Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 54 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội Đồ án môn học Mạng lới điện * Lấy đạo hm hm Z ẩn l Qb1, ta có phơng trình: ZN1/Qb1= 171.9ì106 - 2ì0.98ì106ì (26.34 Qb1)= Giải phơng trình ta thu đợc Qb1 = - 61.364 MVAr * Vậy đặt thiết bị bù phụ tải Xét đoạn N-4-5: * Sơ đồ điện: TPDH-32000/110 N AC-120 2AC-150 2ìTPDH-32000/110 S4 S5 Sb5 Sb4 * Tìm biểu thức hm Z: ZN45 = Z1+ Z2+ Z3 + Z1 = K0ìQb = 150ì106ì(Qb4 +Qb5) + Z2 = cìtìP0ì Qb = 500ì103ì8760ì0.005ì(Qb4+Qb5) = 21.9ì106ì(Qb4 + Qb5) + Z3 = cìPmaxì [ ] c ì (Q4 + Q5 Qb5 Qb )2 ì RN + (Q4 Qb )2 ì RB + (Q5 Qb5 )2 ì (R45 + RB ) U = dm = 0.14ì106ì[(35.29 - Qb5 - Qb4)2ì3.36 + (20.54 - Qb4)2ì1.87 + (14.75- Qb5)2ì(6.11 + 1.87)] Vậy ta đợc: ZN45 = 171.9ì106ì(Qb4 + Qb5) + 0.14ì106ì[(35.29 - Qb5 - Qb4)2ì3.36 + + (20.54 - Qb4)2ì1.87 + (14.75- Qb5)2ì(6.11 + 1.87)] * Lấy đạo hm hm Z ẩn số l Qb4 v Qb5 ta thu đợc phơng trình sau: ZN45/Qb4 = 171.9ì106 0.28ì106ì[(35.29 - Qb5 - Qb4)ì3.36 + + (20.54 - Qb4)ì1.87] = (1) ZN45/Qb5 = 171.9ì106 0.28ì106ì[(35.29 - Qb5 - Qb4)ì3.36 + + (14.75- Qb5)ì(6.11 + 1.87)] = (2) Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 55 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội Đồ án môn học Mạng lới điện * Giải phong trình ta nhận thấy: + Giải ta có Qb4 = - 87.67 MVAr nên ta lấy Qb4 = thay vo phơng trình (1) ta tìm đợc Qb5 = -157.83 Vậy ta đặt thiết bị bù phụ tải v Xét đoạn đờng dây N-2: * Sơ đồ điện: N 2ìTPDH-32000/110 2AC-120 S2 Sb2 * Lập biểu thức hm ZN-2: ZN-2 = Z1 + Z2 + Z3 + Z1 = K0ìQb = 150ì106ìQb2 + Z2 = cìtìP0ì Qb = 500ì103ì8760ì0.005ìQb1 = 21.9ì106ìQb2 + Z3 = cìPmaxì ( Q - Q b2 ) = cì ì (R N + RB ) = 500 ì 10 110 = 1.084 ì 10 ì (22.65 - Q b2 ) ( 22.65 - Q b2 ) ì ì (5.82 + 1.87 ) ì 3411 110 Vậy ta đợc: ZN-2 = 171.9ì106ìQb2+ 1.084ì106ì (22.65 - Qb2)2 * Lấy đạo hm hm Z ẩn l Qb2, ta có phơng trình: ZN2/Qb2= 171.9ì106 - 2ì1.084ì106ì (26.34 Qb2)= Giải phơng trình ta thu đợc Qb2 = - 52.95 MVAr * Vậy đặt thiết bị bù phụ tải Xét đoạn đờng dây N-3: * Sơ đồ điện: N 2ìTPDH-25000/110 2AC-70 S3 Sb3 Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 56 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội Đồ án môn học Mạng lới điện * Lập biểu thức hm ZN-3: ZN-3 = Z1 + Z2 + Z3 + Z1 = K0ìQb = 150ì106ìQb2 + Z2 = cìtìP0ì Qb = 500ì103ì8760ì0.005ìQb1 = 21.9ì106ìQb2 + Z3 = cìPmaxì = cì (Q - Q b3 )2 ì (R N + RB ) = 500 ì 103 ì 110 = 1.87 ì 10 ì (16.33 - Q b3 ) (16.33 - Q b3 )2 ì (10.73 + 2.54) ì 3411 110 Vậy ta đợc: ZN-3 = 171.9ì106ìQb3+ 1.87ì106ì (16.33 - Qb3)2 * Lấy đạo hm hm Z ẩn l Qb3, ta có phơng trình: ZN3/Qb3= 171.9ì106 - 2ì1.87ì106ì (16.33 Qb3)= Giải phơng trình ta thu đợc Qb3 = - 29.63 MVAr * Vậy đặt thiết bị bù phụ tải Xét đoạn đờng dây N-6: * Sơ đồ điện: 2ìTPDH-40000/110 N 2AC-120 S6 Sb6 * Lập biểu thức hm ZN-1: ZN-1 = Z1 + Z2 + Z3 + Z1 = K0ìQb = 150ì106ìQb1 + Z2 = cìtìP0ì Qb = 500ì103ì8760ì0.005ìQb1 = 21.9ì106ìQb1 + Z3 = cìPmaxì = cì (Q - Q b6 )2 ì (R N + RB ) = 500 ì 10 ì 110 = 0.751 ì 10 ì (25.29 - Q b6 ) (25.29 - Q b6 )2 ì (3.89 + 1.44) ì 3411 110 Vậy ta đợc: ZN-6 = 171.9ì106ìQb1+ 0.751ì106ì (25.29 - Qb1)2 * Lấy đạo hm hm Z ẩn l Qb6, ta có phơng trình: ZN6/Qb6 = 171.9ì106 - 2ì0.751ì106ì (25.29 Qb6)= Giải phơng trình ta thu đợc Qb6 = - 89.157 MVAr * Vậy đặt thiết bị bù phụ tải Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 57 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội Đồ án môn học Mạng lới điện Tính tơng tự đoạn lại ta có bảng sau: Phụ tải Pi (MW) 42.5 36.55 26.35 33.15 23.8 40.8 Qi (MVAr) 26.34 22.65 16,33 20.54 14.75 25.29 Qbi (MVAr) - 61.364 - 52.95 - 29.63 - 87.67 -157.83 - 89.157 Cosi 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 Chơng IX Tính tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện I Vốn đầu t xây dựng mạng điện Tổng vốn đầu t xây dựng mạng điện đợc xác định theo công thức: K = Kđ + Kt Trong đó: - Kđ : Tổng vốn đầu t xây dựng đờng dây - Kt : Tổng vốn đầu t xây dựng trạm biến áp chơng IV tính tổng vốn đầu t xây dựng đờng dây có giá trị : Kđ = 108.009ì109 đồng Vốn đầu t cho trạm hạ áp đợc xác định theo bảng sau Công suất định mức, MVA Giá thnh, 106 đ/trạm 25 19000 32 22000 40 28000 80 43000 Vốn đầu t cho trạm hạ áp bằng: Kt = 1.8ì19000ì106 + 2ì1.8ì22000ì106 + 1ì22000ì106 + 2ì1.8ì28000ì106 = 236.2ì109 đồng Khi tổng vốn đầu t để xây dựng mạng điện l: K = Kđ + Kt = 108.009ì109 + 236.2ì109 = 344.209ì109 đồng Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 58 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội Đồ án môn học Mạng lới điện II Tổn thất công suất tác dụng mạng điện Tổn thất công suất tác dụng mạng điện bao gồm có tổn thất công suất đờng dây v tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại Theo kết chơng VI, ta có tổn thất công suất tác dụng đờng dây l: Pd = 5.662 MW V tổn thất công suất tác dụng cuộn dây máy biến áp có giá trị: Pb = 0.769 MW Tổng tổn thất lỏi thép máy biến áp l: P0 = P0i = 4ì0.042 + 5ì0.035 + 2ì0.029 = 0.401 MW Nh tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện bằng: P = Pd + Pb + P0 = 5.662 + 0.769 + 0.401 = 6.832 MW Tổng tổn thất mạng điện tính theo phần trăm: P% = P 6.832 ì100 = ì 100 = 3.363 203.15 Pmax % III Tổn thất điện mạng điện Tổn thất điệ mạng điện đợc xác định nh sau: A = (Pd + Pb)ì + P0ìt Trong đó: - Pd : Tổng tổn thất công suất tác dụng đờng dây - Pb : Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây MBA - P0 : Tổng tổn thất lỏi thép MBA - : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất, = 3411 h -t : Thời gian máy biến áp lm việc năm, t = 8760 h Do tổng tổn thất điện mạng điện bằng: A = (5.662 + 0.769)ì3411 + 0.401ì8760 = 25448.901 MW.h Tổng điện m hộ tiêu thụ nhận đợc năm bằng: A = PmaxìTmax = 203.15ì5000 = 1015.75ì103 MW.h Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm: A 25448.901 ì 100 = ì 100 = 2.505 1015.75 ì 103 A% = A % IV tính chi phí v giá thnh Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 59 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội Đồ án môn học Mạng lới điện Chi phí vận hnh hng năm Các chi phí vận hnh hng năm mạng điện đợc xác định theo công thức: Y = avhdìKđ + avhtìKt + Aìc Trong đó: avhd : hệ số vận hnh đờng dây (avhd = 0.04) avht : hệ số vận hnh thiết bị trạm biến áp (avht = 0.1) c : giá thnh 1kW.h điện tổn thất (c = 500 đồng/kWh) Nh vậy: Y = 0.04ì108.009ì109 + 0.1ì236.2ì109 + 24066.236ì103ì500 = 39.97ì109 đồng Chi phí tính toán hng năm Chi phí tính toán hng năm mạng điện đợc tính theo công thức: Z = atcìK + Y Trong atc l hệ số định mức hiệu vốn đầu t (atc = 0.125) Do chi phí tính toán bằng: Z = 0.125ì344.209ì109 + 39.97ì109 = 83ì109 đồng Giá thnh truyền tải điện Giá thnh truyền tải điện đợc xác định theo công thức: = 39.97 ì 10 Y = = 39.35 A 1015.75 ì10 đồng/kW.h Giá thnh xây dựng MW công suất phụ tải chế dộ cực đại Giá thnh xây dựng MW công suất phụ tải chế dộ cực đại đợc xác định theo biểu thức: K 344.209 ì 10 = = 1.694 ì10 203.15 Pmax K0 = đồng/MW Kết tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống điện thiết kế đợc tổng hợp bảng sau: STT Các tiêu Tổng công suất phụ tải cực đại Tổng chiều di đờng dây Tổng công suất MBA Tổng vốn đầu t cho mạng điện Tổng vốn đầu t cho đờng dây Tổng vốn đầu t cho TBA Tổng điện phụ tải tiêu thụ Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 60 Đơn vị MW km MVA 109 đồng 109 đồng 109 đồng Giá trị 203.15 213.99 370 344.209 108.009 236.2 MWh 1015750 http://www.ebook.edu.vn Trờng đại học điện lực h nội 10 11 12 13 14 15 16 17 Đồ án môn học Mạng lới điện Umax bt (lúc phụ tải bình thờng) Umax sc (lúc phụ tải max) Tổn thất công suất P Tổn thất công suất P Tổn thất điện A Tổn thất điện A Chi phí vận hnh hng năm Y Chi phí tính toán hng năm Z Giá thnh truyền tải điện Giá thnh xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại Lê Minh Tân Lớp Đ1 H3 61 % 5.88 % MW % MWh % 109 đồng 109 đồng đồng/kW.h 9.4 6.832 3.363 25448.901 2.505 39.97 83 39.35 109 đồng/MW 1.694 http://www.ebook.edu.vn [...]... Tính chế độ vận hnh của mạng điện cân bằng chính xác công suất Trong chơng ny ta sẽ tính toán dòng công suất chạy trên các nhánh của mạng điện trong 2 chế độ vận hnh: Chế độ phụ tải max v chế độ phụ tải min Từ đó xác định biện pháp điều chinht điện áp phù hợp Khi xác định các dòng công suất v các tổn thất công suất ta lấy điện áp ở tất cả các nút trong mạng điện bằng điện áp định mức Ui = Uđm = 110... kỹ thuật, các giá trị tổn thất điện áp cực đại của các phơng án đợc tổng hợp ở bảng sau: Tổn thất điện áp Umax bt% Umax sc% Phơng án I II III IV V 5.3 5.88 7.2 6.77 5.41 7.62 9.4 12.24 11.78 10.82 Qua bảng tổng kết ta thấy phơng án I v phơng án II có tổn thất điện áp lớn nhất lúc bình thờng nhỏ hơn tổn thất điện áp lớn nhất lúc bình thờng của các phơng án khác Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố của... 0.7 Số liệu tính toán R X Q0 kVAr 1.44 34.8 280 1.87 43.5 240 2.54 55 200 1.87 43.5 240 1.87 43.5 240 1.44 34.8 280 II sơ đồ mạng điện 1 Bố trí thiết bị v khí cụ điện trên sơ đồ nối điện chính - Ta bỏ qua sơ đồ nối điện của tramn nguồn v trạm trung gian - Ta xét sơ đồ nối điện các trạm hạ áp Đối với các phụ tải 1, 2, 3, 4, 6 l các phụ tải loại I, ta sử dụng sơ đồ cầu Xét theo quan điểm thuận tiện khi... 21.40 6.1 10.3 4 Kiểm tra tổn thất điện áp trên các đoạn đờng dây ở chế độ vận hnh bình thờng v khi sự cố a Xét khi mạng điện lm việc bình thờng: Tính tổn thất trên mạch vòng N-1-2-N: Tổn thất điện áp trên đoạn N-1: 41.03 ì 5.3 + 25.43 ì 16.36 100% = 5.24% 110 2 UbtN-1% = Tổn thất điện áp trên đoạn 1-2: 1.47 ì 7.92 + 0.91ì 10.3 100% = 0.17% 110 2 Ubt1-2% = Tổn thất điện áp trên đoạn N-2: http://www.ebook.edu.vn... + 23.274 ì 21.75 = = 4.591kV U c4 117.04 Vậy điện áp trên thanh góp hạ áp của MBA 4 đã quy về điện áp cao l: Uh4 = Uc4- Ub4 = 117.04 4.591 = 112.449 kV Điện áp thực trên thanh cái hạ áp của MBA 4 l U h4 112.449 = = 10.756kV 115 k 11 U4 = Tổn thất điện áp trên đoạn 4-5 l: U 45 = P5' ì R45 + Q5' ì X 45 24.399 ì 6.11 + 18.141ì 9.57 = = 2.757kV U c4 117.04 Điện áp trên thanh cái cao áp của MBA 5 l: Uc5... AC-70 AC-95 AC-120 AC-120 605 330 265 330 380 380 3 Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố: Sự cố nguy hiểm nhất của mạng điện xảy ra khi đứt 1 đờng dây trong lộ kép của đờng dây hai mạch Khi đó, dòng điện sự cố sẽ tăng lên hai lần so với dòng điện của mạch điện khi cha xảy ra sự cố Đoạn N-1: I scN 1 = 2 I max N 1 = 2 ì 244.06 = 488.12 A Tơng tự ta có bảng kết quả kiểm tra sau Đờng dây Số... về kỹ thuật VII Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho phơng án 5 Sơ đồ mạng điện của phơng án 5: 6 5 N 4 1 3 L3 L1 L2 2 1 Lựa chọn điện áp định mức cho mạng điện: Tính dòng công suất chạy trên các đoạn dây mạch kín N-1-2-N Để thuận tiện ta ký hiệu chiều di các đoạn dây nh hình vẽ Để xác định các dòng công suất ta cần giả thiết rằng mạng điện l đồng nhất Dòng công suất chạy trên đoạn N-1 bằng: S& (L + L3 )... 265 330 380 380 330 3 Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố: Sự cố nguy hiểm nhất của mạng điện xảy ra khi đứt 1 đờng dây trong lộ kép của đờng dây hai mạch v mạch vòng Khi đứt 1 đờng dây trong lộ kép của đờng dây hai mạch dòng điện sự cố sẽ tăng lên hai lần so với dòng điện của mạch điện khi cha xảy ra sự cố Đoạn N-3: I scN 3 = 2 I max N 3 = 2 ì 81.35 = 162.7 A Khi mạch vòng bị sự cố,... j42.13 MVA Công suất điện dung đầu đờng dây 4-5 Qc4d = Qc4c = 1.065 MVAr Công suất truyền từ N vo đờng dây N-4 Sn-4 = S4 - jQc4d = (59.077 + j42.13) j1.065 = 59.077 + j41.065 MVA Tổn thất điện áp trên đờng dây N-4 P4' ì R N 4 + Q4' ì X N 4 59.077 ì 3.36 + 42.13 ì 6.66 = = 3.96kV U 121 1 UN-4 = Điện áp trên thanh cái cao áp của MBA 4 l: Uc4 = UN- Ud4 = 121- 3.96 = 117.04 kV Tổn thất điện áp trên MBA l:... AC-70 AC-150 AC-120 AC-120 380 380 265 445 380 380 3 Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố: Sự cố nguy hiểm nhất của mạng điện xảy ra khi đứt 1 đờng dây trong lộ kép của đờng dây hai mạch Khi đó, dòng điện sự cố sẽ tăng lên hai lần so với dòng điện của mạch điện khi cha xảy ra sự cố Đoạn N-1: I scN 1 = 2 I max N 1 = 2 ì 131.22 = 262.44 A Tơng tự ta có bảng kết quả kiểm tra sau Đờng dây Số ... suất ta lấy điện áp tất nút mạng điện điện áp định mức Ui = Uđm = 110 kV I chế độ phụ tải cực đại Vì biết điên áp góp nh máy điện ta tính chế độ qua hai giai đoạn.M điện áp góp nh máy điện chhế... 240 1.44 34.8 280 II sơ đồ mạng điện Bố trí thiết bị v khí cụ điện sơ đồ nối điện - Ta bỏ qua sơ đồ nối điện tramn nguồn v trạm trung gian - Ta xét sơ đồ nối điện trạm hạ áp Đối với phụ tải 1,... tổn thất điện áp lớn lúc bình thờng nhỏ tổn thất điện áp lớn lúc bình thờng phơng án khác Tổn thất điện áp lớn cố phơng án I v II nhỏ tổn thất điện áp lớn cố phơng án lại Tuy nhiên mạng điện luôn