Đồ án mạng lưới điện

Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện, Đồ án mạng lưới điện,

Trang 1

Đồ án môn hoc - Mạng Lới Điện

Lời nói đầu

Điện năng là loại năng lợng mới đợc phát hiện cách đây hơn một thế kỷ Đến ngày nay thì điện năng là nhu cầu không thể thiếu trong mọi hoạt động từ sản xuất đến sinh hoạt Trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc, ngành điện là

ngành hạ tầng quan trọng đợc u tiên phát triển để đáp ứng nhu cầu năng lợng của đất nớc Nớc ta là nớc đang phát triển, nhu cầu phát triển Phụ tải còn tăng nhiều nên việc thiết kế và quy hoạch mạng

điện là vấn đề quan trọng.

Đồ án môn học Lới điện giúp sinh viên áp dụng lý thuyết đã học để áp dụng vào tính toán thực tế Đồ án môn học là một phần rất quan trọng của sinh viên ngành hệ thống nói riêng và sinh viên nói chung Đồ án môn học là bớc tập dợt đầu tiên của sinh viên,

nó làm tiền đề của đồ án tốt nghiệp và là cơ sở cho công việc sau này.

Trong quá trình thực hiện nếu không đợc sự giúp đỡ của các thầy trong bộ môn và các thầy trực tiếp phụ trách bộ môn thì chắc chắn em không thể hoàn thành đợc đồ án môn học này.

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà nội ngày tháng năm2004 Sinh viên : Lơng Văn Vịnh

Trang 2

Chơng I CÂN BằNG CÔNG SUấT TáC DụNG Và PHảN KHáNG Trong hệ thống

1.1 Cân bằng công suất tác dụng

∑ PF= ∑ PYC= m ∑ Pimax+ ∑∆ Pmđ+ ∑ Pdt+ ∑ td

Trong đó

∑ PF : Tổng công suất phát

∑ PYC : Tổng công suất yêu cầu

∑ Pimax :Tổng công suất tại các nút

∑∆ Pmđ: Tổng tổn thất công suất trên đờng dây và MBA

∑ Pdt : Tổng công suất tự dùng trong nhà máy điện ( lấy ∑ PDT=0 )

Trang 3

∑QYC :Tổng công suất phản kháng yêu cầu của mạng điện

∑Qimax :Tổng công suất phản kháng của các Phụ tải

∑∆QL :Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các đờng dây

∑QC :Tổng công suất phản kháng do điện dung đờng dây sinh ra

trong khi cân bằng sơ bộ ta giả thiết:

∑∆QL=∑QC

∑∆Qha :Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp, trạm hạ áp

lấy ∑∆Qha=15%∑Qimax hoặc ∑∆Qha=10%∑Simax

∑Qtd :Tổng công suất pk tự dùng trong NMĐ (lấy ∑QTD=0 )

Do các Phụ tải có cùng hệ số công suất cosϕ=0,85 nên để giảm tổn thất công suất

và điện áp trên các đoạn đờng dây ta yêu tiên bù cho những Phụ tải ở xa nguồntrớc.Theo yêu cầu thiết kế ta yêu tiên bù cho phụ tải số 3 trớc

Công suất bù sơ bộ cho phụ tải 3 đợc xác định bằng biểu thức sau:

Qb = Qb4 = P4 tgϕ4 – P4 tgϕ4/ = 20.tg(arccos0,85) - 20 tgϕ4/

Thay vào ta có 9,6763= 20.0,6197 - 20 tgϕ3/

tgϕ,

4 = 0,1359 ⇒ cosϕ4 / = 0,9901

Trang 4

Ta chØ cÇn bï cosϕ dÕn 0,95 cßn l¹i chia cho c¸c phô t¶i kh¸c

Trang 5

Chơng 2 chọn phơng án hợp lý về kinh tế_ kỹ thuật

2.1 Dự kiến các phơng án kinh tế :

Dựa vào vị trí, khoảng cách của nguồn và các phụ tải, vào tính chất của hộ phụ tải đều là hộ loại 1, nên việc cấp điện phải đảm bảo độ tin cậy cao.Các hộ đều điện từ hai phía ( mạng kín ), hoặc đờng dây hai mạch ( mạng hở có dự phòng ).Từ cơ sở trên, ta đa ra một số phơng án sau:

Phơng án 1

Phơng án 2

6

5 1

6

5 3

2 NĐ

NĐ

Trang 6

Ph¬ng ¸n 3

Ph¬ng ¸n 4

Ph¬ng ¸n 5

4 1

6

6 N§

6

5

4

3 2

1

N§

5 3

2 N§

Trang 7

2.2.Tìm điện áp danh định cho hệ thống

Ta có thể có cá cách tính :

- Sử dụng bảng

- Sử dụng dờng cong

- Sử dung công thức kinh nghiệm

Trờng hợp này ta sử dụng công thức kinh nghiệm :

Ui = 4,34 Li+ 16 P i

Trong đó

Li : chiều dài của đoạn thứ i (km)

Pi : công suất tác dụng đoạn thứ i (MW)

Với điện áp tính đợc theo công thức kinh nghiệm có giá trị từ 70 ữ160

kV vậy nên ta chọn Uđm=110 kV

Trang 8

2.3 Chọn dây dẫn và tính toán tổn thất điện áp

Ta dùng dây AC Và chọn tiết diện dây dẫn bằng phơng pháp mật độ kinh tế

NĐ

1

Trang 9

§å ¸n m«n hoc - M¹ng Líi §iÖn

Vµ n = 2, Udm= 110 (kV)

§o¹n N-1:

IN1 = 10 3

110 3 2

5876 , 30

2349 , 59

= 155,451(A)

FN3 =

1 , 1

451 , 155

7462 , 21

= 57,069 (A)

F32 =

1 , 1

069 , 57

3196 , 58

= 153, 049(A)

FN5 = 1531,,1049 = 139,136(mm2)

Trang 10

Ta chän d©y AC-150 víi Icp=445 (A) > Isc=306,0985 (A)

§o¹n 5 - 4

I54= 10 3

110 3 2

0527 , 21

= 55,2491(A)

F54 =

1 , 1

5876 , 30

= 80,2717(A)

FN6 =

1 , 1

2717 , 80

= 72,9743(mm2)

IN6 SC = 2 IN6 = 160,5434(A)

Ta chän d©y AC-95 víi Icp=330 (A) >Isc=160,5434 (A)

Tra b¶ng trong gi¸o tr×nh M¹ng líi ®iÖn( tËp I, NguyÔn V¨n §¹m ) ta cã

b¶ng sau ( R , X tÝnh cho mét m¹ch dõng d©y )

§o¹

n Lkm Pxma

M W

-km S

Trang 11

b )Tính tổn thất điện áp lớn nhất trên các nhánh ở chế độ bình thờng và sự cố

Ta tính theo công thức:

.

)

(

2

dm

i i i i

U n

Q X P R

dm

N N N N

U

X Q R

110 2

5049 , 33 1122 , 16 773 , 25

.2

12,29.3684,287,14.52

.2

862,15.538,8583,16.20

2

+

Trang 12

6365 , 26 4041 , 26 4463 , 13 52

6 , 17 574 , 6 4 , 18 20

2312 , 31 1122 , 16 024 , 24 26

Trang 13

-km S

N§

1

Trang 15

2 N§

Trang 16

x 0

km

Ω

b 0 10 6

-km S

R Ω

Trang 17

Thông số của sơ đồ nối dây

-km S

Trang 19

Thông số của sơ đồ nối dây

-km S

14,7 29,12 191,8 3-4 44,72 20 6,574 50,226 AC-70 0,46 0,44 2,58 20,571 19,676 115,38N-5 64,03 58 35,9426 162,79 AC-185 0,17 0,409 2,84 10,8851 26,1882 181,855- 6 42,42 26 16,1122 72,974 AC-95 0,33 0,429 2,65 13,998 18,198 112,41

Trang 20

→ Ta lấy phơng án 1;2;3;4;5 để xét tiếp chỉ tiêu kinh tế để rút ra

ph-ơng án tối u nhất

2.4.So sánh về kinh tế.

Trong năm phơng án đã chọn đều thoả mãn yêu cầu kĩ

thuật do đó ta so sánh năm phơng án trên về chỉ tiêu kĩ thuật

Giả thiết các phơng án có cùng số lợng MBA ,dao cách ly máy cắt điện

Ta so sánh về mặt kinh tế giữa các phơng án nhờ hàm chi phí hàng năm Z,

Trang 21

C:giá 1kW điện năng tổn thất,C=500đ/kW.h=5.105đ/MW.h

τ:thời gian tổn thất công suất lớn nhất,τ=(0,124+Tmax.10-4)2.8760=3411(h)

∑∆P i :tổng tổn thất công suất ở chế độ cực đại , i i i R i

U

Q P P

Kd:tổng vốn đầu t xây dựng đờng dây,Kd=∑K 0i l i

K0i:giá 1km đờng dây tiết diện Fi,vớiđờng dây 2 mạch ta nhân hệ số 1,6vậy ta có công thức tính Z

1122 , 16 26

2

2 2

2

2 2

-đoạ3-2

dây AC-70

Trang 22

P 16 , 583 0 , 6481

110

538 , 8 20

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

Trang 23

Trang 24

Ta thấy phơng án 1 là Một Trong Những phơng án có Zmin ( chênh lệch nhau

không quá 5%) đồng thời phơng án 3 có các chỉ tiêu kỹ thuật tốt nhất

x 0

km

Ω

b 0 10 6

-km S

Trang 25

CHƯƠNG 3Chọn số lợng ,công suất các MBA và các sơ đồ trạm ,sơ đồ mạng điện

3.1.Chọn số lợng MBA.

Vì các phụ tải đều là các hộ tiêu thụ loại I không cho phép ngừng cung cấp

điệntrong bất kì thời gian nào do đó mỗi trạm đều có 2MBA làm việc song

song

3.2.Chọn công suất các MBA.

Dựa vào công suất các phụ tải và yêu cầu điều chỉnh điện áp của phụ tải

ta sử dụng các MBA 2 cuộn dây điều chỉnh điện áp dới tải

Các MBA có Ucdm=115kV,dải điều chỉnh Uđc=±9.1,78.Ucđm

Công suất định mức của các MBA phụ thuộc vào công suất cực đại của các phụtải và phải thoả mãn điều kiện nếu nh 1 trong 2máy dừng làm việc thì MBAcòn lại phải đảm bảo cung cấp đủ công suất cho các hộ loại 1 và loại 2 Đồngthời khi chọn công suất MBA cần biết đến khả năng quá của MBA còn lại khi1MBA bị sự cố gọi là quá tải sự cố Hệ số quá tải K=1,4 trong 5 ngày đêm vàmỗi ngày đêm không quá 6 giờ

Khi bình thờng các MBA làm việc với công suất S=(60→70)%Sđm

Nếu trạm có n MBA thì công suất của 1máy phải thoả mãn điều kiện

S S

1122 , 16

Vậy ta chọn S1đm=25 MVA

Trang 26

TÝnh to¸n t¬ng tù ta cã : c«ng suÊt yªu cÇu

16,533 26,89 16,075 26,89 21,848

VËy ta chän MBA nh sau :

Trang 27

Phô

t¶i MVAPmax MVAS Lo¹i MBA sè liÖu kü thuËt sè liÖu tÝnh to¸n

n P

Trang 28

3.2.2 Trạm trung gian.( Nhng phơng án này không dùng )

- Dùng sơ đồ hệ thống 2 thanh góp (a) hoặc dùng 2 phân đoạn thanh góp (b)

Đến trạm cuối

Trang 29

Sơ đồ hệ thống 2 thanh góp (a)

Trang 30

+ Với l < 70 km thì đặt máy cắt điện cao áp ở phía MBA (sơ đồ b )

Trang 31

Chơng IVChọn công suất tối cho các thiết bị bù

Để giảm công suất phản kháng trên đờng dây ta tiến hành bù tại Phụ tải Dung lợng bù kinh tế cho các hộ đặt ở phía thứ cấp máy biến áp trong các trạm biến áp Ta lập biểu thức tính toán công suất bù theo điều kiện phí tổn tính toán hàng năm bé nhất

Trong quá trình tính toán Qb ta quy ớc:

• Không xét đến tổn thất Pfe trong máy biến áp vì nó ảnh hởng

ít đến Qb

• Không xét thành phần tổn thất tác dụng do P gây ra vì nó cũng ít ảnh hởng đến Q

• Không xét công suất từ hoá máy biến áp và công suất do

điện dung của đờng dây sinh ra

• Khi tính toán Z3 ngoài R đờng dây phải kể đến Rba

Trang 32

• Hàm chi phí tổn thất điện năng trên thiết bị bù

Z2 = C0.Tmax.∆P0.ΣQbi

C0 = 500 đ/KWh = 500.103 đ/MWh : giá thành 1 KWh(MWh)

điện năng bị tổn thất

Tmax = 5000 h : thời gian sử dụng công suất cực đại

∆P0 = 0,005 : suất tổn thất cong suất tác dụng trong thiết bị bù

• Hàm chi phí tổn thất điện năng sau khi bù

) (

) (Q −Q b .( R

Trang 33

N 1’ 1Sơ đồ nối điện

N 11’ 1Sơ đồ thay thế khi tính bù

Trang 34

Thay ngợc lại ta có cosϕ = 0,94 thoả mãn.

4.3 Nhánh N-3

( MVAr)

=19.83-87 , 1 03 , 30

13 , 328

+ = 9.54( MVAr)

Thay ngợc lại ta có cosϕ = 0.95 thoả mãn

4.4 Nhánh N-4

Trang 35

( MVAr)

=19.83-87 , 1 1299 , 21

13 , 328

Trang 36

( MVAr)

=16,1122 -

54 , 2 024 , 24

13 , 328

+ = 43,76( MVAr)

Thay ngợc lại ta có cosϕ = 0,90 thoả mãn

Thay ngợc lại ta có cosϕ = 0.903 thoả mãn

Q b6

Trang 37

0,91 0,94 0,95 0,946 0,913 0,903

Trang 38

Chơng VTính toán các chế độ vận hành của mạng lới điện

5.1 Chế độ phụ tải cực đại

Trang 39

n

S

S u j S

S P

100

) 1122 , 16 26 (

5 , 10 25

1122 , 16 26 120 , 0

2 2

• Tổn thất công suất trong lõi thép các máy biến áp

•

S

∆ 01 = 2.(∆P0 +j ∆Q0) = 2.( 0,029 +j 0,20) = 0,058 +j 0,40 (kVA)

• Công suất điện dung cuối đờng dây

+ +

Trang 40

= .(12 , 89 16 , 65)

110

51 , 112 14 , 26

2

2 2

j

+ +

= 0,89+j 1,16(MVA)

• Công suất đầu tổng trở đờng dây

•

SN1’ = S•N1’’+∆S•N1 = (26,14 +j 12,51) + (0,89+j 1,16) =27,03+j 13,67(MVA)

• Công suất điện dung ở đầu đờng dây

• Xác định điện áp tại các nút trên đờng dây

Tổn thất điện áp trên đờng dây

N

N N A N N

U

X Q R P

1

' ' +

10 89 , 12 03 ,

= 4,77(kV)

điện áp tại điểm 1

Uc1 = UN - ∆UN1 = 121 – 4,77 = 116,23(kV)Tổn thất điện áp trong MBA có giá trị

1

1 1 1 1 1

c

b b b b b

U

X Q R P

∆

= 116,23 (kV)

Trang 41

5.1.2.Nhánh N-2

N 2’ 2

Sơ đồ nối điện 2AC-70

S 2 94,86km

Sơ đồ thay thế

N S 2 S’2 ZN2 S’’2 2 S B2 Zb2 2’

2 S 2 S 2

Trang 42

S

S u j S

S P

100

2

% 2 2 2

) 11 , 7 20 (

5 , 10 25

11 , 7 20 120 , 0

2 2

•

S

∆ 02 = 2.(∆P0 +j ∆Q0) = 2.( 0.029 +j 0.2) = 0.058 +j 0.40 (kVA)

• Tổn thất công suất trên tổng trở đờng dây

•

S

2 2

Trang 43

N

N N A N N

U

X Q R P

= 4,94(kV)

Uc2 = UN - ∆UN2 = 121 – 4,94 = 116,06(kV)Tổn thất điện áp trong MBA có giá trị

2

2 2 2 2 2

c

b b b b b

U

X Q R P

= 10,87(kV)

Trang 45

n

S

S u j S

S P

100

+ +

Trang 46

= 32,27+j 10,49 (MVA)

N

N N A N N

U

X Q R P

3

' ' +

1

3 3 3 3 3

c

b b b b b

U

X Q R P

N 4’ 4

S 4 98,48 km

N S 4 S’4 ZN4 S’’4 4 S B4 Zb4 4’

Q b4

Trang 47

• Tổng trở và tổng dẫn tơng đơng của đờng dây hai mạch:

n

S

S u j S

S P

100

% 2 4 2

QN4cc =

2

BN4

.Udm2 = 254,078.10-6 1102 = 3.07(MVAr)

Trang 48

+ +

N

N N A N N

U

X Q R P

4

' ' +

X Q R

Trang 49

§iÖn ¸p thùc trªn thanh gãp h¹ ¸p cña tr¹m lµ

Trang 50

Ta lấy điện áp các nút 5 và 5’ bằng điện áp danh định của mạng cao áp

n

S

S u j S

S P

100

+ +

=1,13+j 1,47(MVA)

Trang 51

N

N N A N N

U

X Q R P

5

5 5 5 5 5

c

b b

U

X Q R P

= 10,76(kV)

Trang 52

5.1.6.Nhánh N-6

N 6’ 6

S 6 72,80 km

N S 6 S’6 ZN6 S’’6 6 S B6 Zb6 6’

6 S 6 S 6

Trang 53

n

S

S u j S

S P

100

Trang 54

N

N N N N N

U

X Q R P

6

6 6 6 6 6

c

b b

b

U

X Q R P

Trang 55

Điều kiện để cắt 1 MBA vận hành song song

Si : Công suất biểu kiến Phụ tải của MBA (Si = 70%Smax)

Sđm : Công suất định mức của MBA

S1 = 0.7

85 0

26

= 21,41 > 25

120

29

2 =17.38

S2 =0.7

85 0

20

= 17,47 > 25

120

29

2 =17.38

S3 = 0.7

85 0

32

=26,35 > 32

145

35

2 =22.23

S4 =0.7

85 0

20

= 17,47 > 25

120

29

2 =17.38

S5 = 0.7

85 0

32

=26,35 > 32

145

35

2 =22.23

S6 = 0.7.

85 0

26

= 21,41 > 25

120

29

Trang 56

S

S u j S

S P

100

) 279 , 11 2 , 18 (

5 10 25

279 , 11 2 , 18 120 0

2 2

Trang 57

•

S

∆ 01 = 2.(∆P0 +j ∆Q0) = 2.( 0,029 +j 0,20) = 0,058 +j 0,40 (kVA)

• Tổn thất công suất trên tổng trở đờng dây

•

S

2 1

+ +

= 0,48 +j 0,62 (MVA)

•

SN1’ = S•N1’’+∆S•N1 = (18,3 +j 10,7) + (0,48 +j 0,62) =18,78+j 11,32(MVA)

• Công suất điện dung ở đầu đờng dây

Trang 58

N N A N N

U

X Q R P

1

' ' +

=

Uc1 = UN - ∆UN1 = 115,5 – 3,74= 111,76(kV)Tổn thất điện áp trong MBA có giá trị

1

1 b 1 b 1 b 1 b 1

X Q R P

N 2’ 2

S 2 94,86 km

Trang 59

n

S

S u j S

S P

100

% 2 1 2

Trang 60

+ +

N

N N A N N

U

X Q R P

2

2 2 2 2 2

c

b b b b b

U

X Q R P

∆

Trang 61

N 3’ 3

S 3 70km

.43.5= 21.75( Ω )

Trang 62

S

S u j S

S P

100

+ +

=0,72+j 0,93(MVA)

Trang 63

N

N N A N N

U

X Q R P

3

' ' +

3

3 3 3 3 3

c

b b b b b

U

X Q R P

N 4’ 4

S 4 98,48 km

N S S’ Z S’’ 4 S Z 4’

Trang 64

S

S u j S

S P

100

% 2 4 2

Trang 65

+ +

N

N N A N N

U

X Q R P

4

' ' +

Trang 66

4 4 4 4 4

c

b b

U

X Q R P

N S 5 S’5 ZN5 S’’5 5 S B5 Zb5 5’

5 S 5 S 5

-j QcdN5 -j QccN5

• Tổng trở và tổng dẫn tơng đơng của đờng dây hai mạch:

RN5 = 10,5 ( Ω )

Định dạng
Số trang	96
Dung lượng	1,6 MB