Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng quốc gia, nó được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh tế, đời sống xã hội, nghiên cứu khoa học… Đối với mỗi đất nước, sự phát triển của ngành điện là tiền đề cho các lĩnh vực khác phát triển.Hiện nay nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nên nhu cầu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao về số lượng cũng như chất lượng. Để đáp ứng được về số lượng thì ngành điện nói chung phải có kế hoạch tìm và khai thác tốt các nguồn năng lượng có thể biến đổi chúng thành điện năng. Mặt khác để đảm bảo về chất lượng có điện năng cần phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại, có phương thức vận hành tối ưu nhất đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cũng như kinh tế. Xuất phát từ yêu cầu thực tế, em được nhà trường và khoa Hệ Thống Điện giao cho thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế lưới điện khu vực và tính ổn định động khi xảy ra ngắn mạch ba pha tại đầu đường dây gần máy phát điện”. Đồ án tốt nghiệp gồm 2 phần: •Phần I: từ chương 1 đến chương 8 với nội dung: “Thiết kế mạng lưới điện khu vực 110 kV”.•Phần II: gồm chương 9 đến chương 11 với nội dung: “Tính ổn định động khi xảy ra ngắn mạch ba pha chạm đất tại đầu đường dây gần máy phát điện”.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN Độc lập – Tự – Hạnh phúc ********** -& - NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Mai Hoàng Trúc Lớp: Đ4-H3 I Đề tài Phần 1: Thiết kế lưới điện khu vực, khối lượng 70% Phần 2: Khối lượng 30% II Số liệu thiết kế lưới điện Sơ đồ địa lý: Phụ tải: Số liệu/ Hộ phụ tải 28 28 25 31 23 24 20 28 32 15 15 12 17 15 15 18 10 20 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Điều chỉnh điện áp KT KT KT KT T T KT T KT Loại hộ phụ tải I I I I III I I I I Điện áp thứ cấp (kV) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Nguồn điện - Nguồn 1: Hệ thống điện có công suất vô lớn, - Nguồn 2: Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: 4x50 MW, Giá 1kWh điện tổn thất: 1000 đồng/kWh III Nội dung phần thiết kế lưới điện khu vực: ● Phân tích nguồn phụ tải ● Cân công suất, sơ xác định chế độ làm việc hai nguồn điện ● Lựa chọn điện áp ● Dự kiến phương án mạng điện, so sánh phương án mặt kỹ thuật ● So sánh phương án mặt kinh tế, chọn phương án tối ưu ● Lựa chọn máy bién áp, sơ đồ nối dây nhà máy điện trạm phân phối, sơ đồ nối dây mạng điện ● Tính toán điều chỉnh điện áp ● Tính toán giá thành tải điện IV Nội dung phần chuyên đề Tính ổn định động xảy ngắn mạch ba pha đầu đường dây gần máy phát điện V Yêu cầu vẽ Gồm bản: ● 01 vẽ sơ đồ phương án nối dây ● 01 vẽ sơ đồ nối điện ● 01 vẽ sơ đồ thay thé tính toán ● 02 vẽ ổn định Ngày giao đề tài: ……/……/201… Ngày hoàn thành: ……/……/201… Trưởng khoa Giáo viên hướng dẫn Th S Hoàng Thu Hà LỜI MỞ ĐẦU Điện nguồn lượng quan trọng hệ thống lượng quốc gia, sử dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực như: sản xuất kinh tế, đời sống xã hội, nghiên cứu khoa học… Đối với đất nước, phát triển ngành điện tiền đề cho lĩnh vực khác phát triển Hiện nước ta phát triển theo hướng công nghiệp hóa, đại hóa, nên nhu cầu điện đòi hỏi ngày cao số lượng chất lượng Để đáp ứng số lượng ngành điện nói chung phải có kế hoạch tìm khai thác tốt nguồn lượng biến đổi chúng thành điện Mặt khác để đảm bảo chất lượng có điện cần phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện đại, có phương thức vận hành tối ưu đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kinh tế Xuất phát từ yêu cầu thực tế, em nhà trường khoa Hệ Thống Điện giao cho thực đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế lưới điện khu vực tính ổn định động xảy ngắn mạch ba pha đầu đường dây gần máy phát điện” Đồ án tốt nghiệp gồm phần: • Phần I: từ chương đến chương với nội dung: “Thiết kế mạng lưới điện khu vực 110 kV” • Phần II: gồm chương đến chương 11 với nội dung: “Tính ổn định động xảy ngắn mạch ba pha chạm đất đầu đường dây gần máy phát điện” Em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc đến thầy cô giáo trường Đại học Điện lực nói chung thầy cô giáo khoa hệ thống điện môn mạng hệ thống điện nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức quý báu suốt thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến cô ThS Hoàng Thu Hà, cô tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Mặc dù cố gắng, song hạn chế kiến thức nên chắn đồ án tốt nghiệp em nhiều khiếm khuyết Em mong nhận nhận xét góp ý thầy cô để thiết kế em thêm hoàn thiện giúp em rút kinh nghiệm cho thân Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 09 tháng 11 năm 2013 Sinh viên Mai Hoàng Trúc MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN PHẦN I: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC Đồ án tốt nghiệp Ta có sơ đồ tính đặc tính toán đặc tính công suất: Biến đổi tam giác tổng trở thành : Ta có: Biến đổi tam giác tổng trở thành : 101 Sinh viên: Mai Hoàng Trúc Lớp: Đ4 – H3 GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà Ta có sơ đồ thay thế: Từ sơ đồ ta tính được: Có: α11 = 90o – φ11 = 90o – 53,444o = 36,556o α22 = 90o – φ12 = 90o – 39,882o = 50,118o α12 = 90o – φ12 = 90o – 62,12o = 27,88o Đặc tính công suất sau ngắn mạch là: => PIII max = 2,49 11.3 Tính góc cắt thời gian cắt 11.3.1 Tính góc cắt Góc cắt tính phương pháp diện tích, đồ thị đăc tính công suất hình 102 Sinh viên: Mai Hoàng Trúc Lớp: Đ4 – H3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà Theo định nghĩa góc δcắt góc cắt góc tương ứng với điều kiện giới hạn ổn định động: giá trị tuyệt đối diện tích hãm tốc diện tích gia tốc, tức là: Fgt = Fht Ta tính F cách lấy tích phân ΔP theo góc δ chia khoảng tích phân làm phần: từ δ0 đến δC từ δC đến δmax Fgt = Fht ⇔ δC ∫ δ0 (P0 − P2 )dδ = δmax ∫ δC (P3 − P0 )dδ Vì PII = nên Từ ta tính Ta có A = 1,208; B = 1,282 góc ban đầu Thay vào công thức (*) ta được: Giải phương trình ta tìm Từ kiện tính toán phần ta vẽ đồ thị đặc tính công suất: 103 Sinh viên: Mai Hoàng Trúc Lớp: Đ4 – H3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà 11.3.2 Tính thời gian cắt ● Theo phương pháp phân đoạn liên tiếp Tj nhà máy điện Tj số quán tính đơn vị tương số quán tính đơn vị có tên tính giây (s) Theo bảng thông số máy phát Ta lấy Có hệ số gia tốc góc: Phân đoạn Phân đoạn 104 Sinh viên: Mai Hoàng Trúc Lớp: Đ4 – H3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà Tính toán tương tự cho phân đoạn ta có kết bảng sau: Phân đoạn t (s) 11,005 0,05 13,618 0,1 21,458 0,15 34,534 0,2 52,829 0,25 76,348 0,3 105,123 Đồ thị hình, dựa vào đồ thị ta tính thời gian cắt tc ≈ 0,22 s ● Theo phương pháp giải tích Từ phương pháp phân đoạn liên tiếp, ta phải giải phương trình chuyển động với tần số f=50Hz 105 Sinh viên: Mai Hoàng Trúc Lớp: Đ4 – H3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà Mặt khác mà nên phương trình chuyển động là: Giải phương trình ta kết quả: Áp dụng công thức ta có Như thời gian cắt lớn mà hệ thống giữ ổn định là: tC = 0,224 s 106 Sinh viên: Mai Hoàng Trúc Lớp: Đ4 – H3 KẾT LUẬN CHUNG Trong phần I đồ án, ta tiến hành thiết kế, tính toán cho lưới điện khu vực hoàn chỉnh Từ số liệu ban đầu, ta thực việc phân tích nguồn phụ tải, cân công suất tác dụng công suất phản kháng, từ sơ xác định chế độ làm việc nguồn Sau tiến hành tính toán tiêu kỹ thuật tổn hao điện áp điện tiêu kinh tế phương án nhóm, ta chọn phương án tối ưu nhóm để thiết kế tổng hợp lại phương án thiết kế Trên sở đó, ta tiến hành chọn máy biến áp sơ đồ trạm, tính toán xác cân công suất chế độ phương án Dựa vào kết tính toán điện áp nút phụ tải, ta chọn phương thức điều chỉnh điện áp thích hợp cho máy biến áp Cuối cùng, ta rút kết luận sau: • Các tiêu kinh tế kĩ thuật mạng điện trạm biến áp thiết kết đảm bảo yêu cầu thiết kế • Ta nhận thấy thiết kế mang lại hiệu kinh tế • Với giá thành truyền tải đơn vị điện 76,139 đồng/kWh, việc thiết kế đem lại hiệu kinh tế, giá thành hợp lý, tiết kiệm Trong phần II đồ án khảo sát tính ổn định hệ thống điện xảy ngắn mạch nghiêm trọng ngắn mạch pha đầu đường đường dây nhà máy Nhiệt Điện Hệ thống thiết kế hoàn toàn đạt yêu cầu ổn định TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Đạm: Mạng lưới điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Văn Đạm: Thiết kế mạng hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2008 PGS TS Phạm Văn Hòa, Ths Phạm Ngọc Hùng: Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 Ngô Hồng Quang: Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500 kV, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 TS Trần Quang Khánh: Cung cấp điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2004 Trần Bách: Lưới điện hệ thống điện tập 1, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội TPDH-25000/110 TG II MCLL S4 2xAC-150 53,825 km 2xAC-70 50 km S7 S9 MCLL AC-150 42,426 km TPDH-25000/110 TPDH-25000/110 TPDH-25000/110 2xAC-70 50 km TPDH-32000/110 S8 TDH-63000/110 TG II 2xAC-95 63,25 km TG I TPDH-32000/110 2xAC-70 50,99 km 2xAC-70 58,31 km S2 S3 TDH-16000/110 TG I MCLL TPDH-25000/110 2xAC-70 60 km S1 TPDH-25000/110 2xAC-70 63,25 km S5 S6 2xAC-70 90 km MCLL TG I TG II F1 TD F2 TD F3 TD SVTH Mai Hoàng Trúc GVHD ThS.Hoàng Thu Hà F4 TD TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH [...]... trung của đường dây được xác định theo công thức: trong đó n là số mạch của đường dây Các thông số tập trung của đường dây N4 là: Trong chế độ làm việc bình thường, tổn thất điện áp trên đường dây là: Khi một mạch của đường dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị: Khi ngừng một tổ máy của nhiệt điện, tổn thất điện áp trên đường dây: Tính tổn thất điện áp trên đường dây còn lại được... hai trường hợp sau: • Sự cố một mạch trên đường dây; • Sự cố một tổ máy phát điện Nếu sự cố một mạch của đường dây thì dòng điện còn lại bằng: Như vậy: Khi sự cố một tổ máy phát điện thì ba máy phát còn lại sẽ phát 100% công suất Do đó tổng công suất phát của nhiệt điện bằng: Công suất tự dùng của nhà máy bằng: Công suất chạy trên đường dây bằng: Nên trong sự cố này đường dây NĐ-4 sẽ truyền tải 1,65 MW... là: Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i khi vận hành bình thường được tính: trong đó: ▪ Pi, Qi – công suất phản kháng và công suất tác dụng trên đường dây thứ i; ▪ Ri, Xi - điện trở và điện kháng của đường dây thứ i Đối với đường dây có hai mạch, nếu ngừng một mạch thì tổn thất điện áp trên đường dây bằng: 3.2 Áp dụng cho từng nhóm và từng phương án: 3.2.1 Nhóm 1: Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây. .. dòng điện, A/mm 2 Với dây AC và Tmax = 3000-5000 giờ thì Jkt = 1,1 A/mm2 Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được xác định theo công thức: trong đó: ▪ n - số mạch của đường dây (đường dây một mạch n = 1; đường dây hai mạch n = 2); ▪ Uđm - điện áp định mức của mạng điện, Uđm =110 kV; ▪ Smax - công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA Dựa vào tiết diện dây dẫn tính. .. trên đường dây NĐ-8 khi phụ tải cực đại là: Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-8 khi phụ tải cực đại là: Tiết diện tính toán cho đường dây NĐ-8 là: Vậy ta sẽ chọn dây dẫn tiêu chuẩn AC-150 cho đường dây NĐ-8 Công suất trên đường dây 8-5 khi phụ tải cực đại là Dòng điện chạy trên đường dây 8-5 khi phụ tải cực đại là Tiết diện tính toán cho đường dây 1-3 là Vậy ta sẽ chọn dây dẫn tiêu chuẩn AC-150 cho đường. .. AC-150 cho đường dây 8-5 Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-6 khi phụ tải cực đại là: Tiết diện tính toán cho đường dây NĐ-6 là: Vậy ta sẽ chọn dây dẫn tiêu chuẩn AC-70 cho đường dây NĐ-6 Ta kiểm tra điều kiện phát nóng cho phép trên đường dây khi sự cố Với phương án này chỉ có 1 sự cố là đứt 1 mạch trên đường dây NĐ-8 và đứt 1 mạch trên đường dây NĐ-6 Có Vậy dây đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng cho... tác dụng trên đường dây truyền tải thứ i, MW; ▪ n - số lộ đường dây làm việc song song Với đường dây đơn thì n = 1, với đường dây kép thì n = 2 Áp dụng lần lượt tính toán cho từng nhóm và từng phương án 2.2.1 Nhóm 1: Tính điện áp định mức trên đường dây HT-4-NĐ Công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ-4 được xác định: trong đó: ▪ Pkt - tổng công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện; ▪ Ptd... các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện Các phương án của mạng điện thiết kế hay là các đoạn đường dây riêng biệt của mạng điện có thể có điện áp định mức khác nhau Chọn điện áp cho mạng là một trong 25 Sinh... suất phản kháng chạy trên đường dây có thể tính gần đúng: Do đó: Dòng công suất từ hệ thống truyền vào đường dây HT-4 bằng: Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-4 bằng: Như vậy: - Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-4 Dòng điện chạy trên đường dây HT-4 khi phụ tải cực đại bằng: Tiết diện dây dẫn: Chọn dây dẫn AC-70 có Icp = 265 A Nếu sự cố một mạch của đường dây thì dòng điện còn lại bằng: Như vậy:... ▪ Icb - dòng điện chạy trên đường dây, ở chế độ làm việc bình thường: , ở chế độ sự cố: ; ▪ Icp - dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn; 3.1.2 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện: Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng điện và độ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng điện Khi thiết kế các mạng điện thường giả thiết rằng hệ ... tế, em nhà trường khoa Hệ Thống Điện giao cho thực đề tài tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện khu vực tính ổn định động xảy ngắn mạch ba pha đầu đường dây gần máy phát điện Đồ án tốt nghiệp gồm phần:... với nội dung: Thiết kế mạng lưới điện khu vực 110 kV” • Phần II: gồm chương đến chương 11 với nội dung: Tính ổn định động xảy ngắn mạch ba pha chạm đất đầu đường dây gần máy phát điện Em xin... thất điện áp đường dây là: Khi mạch đường dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp đường dây có giá trị: Khi ngừng tổ máy nhiệt điện, tổn thất điện áp đường dây: Tính tổn thất điện áp đường dây lại tiến