D4H3 - Lê Văn Dũng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: 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 cho mạng điện” Đồ án tốt nghiệp gồm phần: Phần I: Thiết kế lưới điện khu vực Phần II: Tính ổn định động cho mạng 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 giáo: Th.S 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 đồ án tốt nghiệp em không tránh khỏi sai sót 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 01 năm 2014 Sinh viên thực Lê Văn Dũng SVTH: Lê Văn Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Hoàng Thu Hà MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC .6 CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1.1 Phân tích đặc điểm nguồn cung cấp phụ tải: 1.1.1 Nguồn cung cấp điện: 1.1.2 Phụ tải: 10 1.2 Cân công suất hệ thống điện: 12 1.2.1 Cân công suất tác dụng: 12 1.2.2 Cân công suất phản kháng: 13 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 15 2.1 Cơ sở đề xuất phương án nối dây: 15 2.1.1 Một số yêu cầu thiết kế mạng điện: 15 2.1.2 Yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện: 15 2.1.3 Vị trí địa lý: 16 2.2 Một số loại sơ đồ nối điện bản: 16 2.2.1 Sơ đồ hình tia: 16 2.2.2 Sơ đồ liên thông: 17 2.2.3 Sơ đồ kiểu mạch vòng: 17 2.2.4 So sánh sơ đồ nối điện 18 2.3 Các phương án thiết kế mạng điện: 18 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 23 3.1 Cơ sở lý thuyết tính toán tiêu kỹ thuật: 23 3.1.1 Chọn điện áp định mức mạng điện: 23 3.1.2 Chọn tiết diện dây dẫn: 24 3.1.3 Kiểm tra tổn thất điện áp lúc bình thường lúc cố: 25 3.2 Tính toán: 26 3.2.1 Nhóm I: 26 3.2.2 Nhóm II: 31 3.2.3 Nhóm III: 33 3.2.4 Nhóm IV: 40 SVTH: Lê Văn Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Hoàng Thu Hà 3.2.5 Đường dây liên lạc HT-6-NĐ: 49 CHƯƠNG 4: SO SÁNH KINH TẾ - KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 53 4.1 Cơ sở lý thuyết tính tiêu kinh tế: 53 4.1.1 Tổn thất công suất: 53 4.1.2 Tổn thất điện năng: 53 4.1.3 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện: 54 4.1.4 Chi phí tính toán hàng năm: 54 4.2 Tính toán: 54 4.2.1 Nhóm I: 54 4.2.2 Nhóm II: 56 4.2.3 Nhóm III 57 4.2.4 Nhóm IV: 58 4.2.4 Đường dây liên lạc 60 4.3 So sánh kinh tế - kỹ thuật phương án: 60 CHƯƠNG 5: CHỌN SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC TRẠM, SƠ ĐỒ CÁC TRẠM VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN 62 5.1 Chọn số lượng, công suất máy biến áp trạm tăng áp…….… 68 5.2 Chọn số lượng công suất máy biến áp trạm hạ áp 62 5.3 Chọn sơ đồ trạm sơ đồ hệ thống điện: 64 5.3.1 Sơ đồ nối cho trạm tăng áp: 64 5.3.2 Sơ đồ nối cho trạm hạ áp: 65 5.3.3 Sơ đồ cho trạm trung gian: 67 CHƯƠNG 6: TÍNH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA MẠNG ĐIỆN 68 6.1 Chế độ phụ tải cực đại: 68 6.1.1 Đường dây HT – 68 6.1.2 Các đường dây HT-2, HT-3: 69 6.1.3 Đường dây HT-4-NĐ: 71 6.1.3 Đường dây NĐ– 6- 5: 73 6.1.4 Các đường dây NĐ-6, 6-5, NĐ-7, NĐ-8, NĐ-9 77 6.1.5 Cân xác công suất hệ thống 77 6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: 78 SVTH: Lê Văn Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Hoàng Thu Hà 6.2.1 Cân xác công suất hệ thống: 81 6.3 Chế độ cố: 81 6.3.1 Chế độ sau cố hỏng tổ máy phát có công suất lớn nhất: 81 6.3.2 Chế độ sau cố đứt mạch đường dây: 85 6.3.3 Cân xác công suất hệ thống: 87 CHƯƠNG : TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI NÚT PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 88 7.1 Tính điện áp nút mạng điện: 88 7.1.1 Chế độ phụ tải cực đại (Ucs = 121 kV) 88 7.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu (Ucs = 115 kV) 91 7.1.3 Chế độ sau cố (Ucs = 121 kV) 95 7.2 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp: 96 7.2.1.Chọn đầu điều chỉnh MBA trạm 1: 99 7.2.2.Chọn đầu điều chỉnh MBA trạm 3: 101 CHƯƠNG 8: TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 105 8.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện: 105 8.2 Tổn thất công suất tác dụng mạng điện: 106 8.3 Tổn thất điện mạng điện: 106 8.4 Tính chi phí giá thành: 107 8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm: 107 8.4.2 Chi phí tính toán hàng năm: 107 8.4.3 Giá thành truyền tải điện 107 8.4.4 Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải chế độ cực đại 107 SVTH: Lê Văn Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Hoàng Thu Hà KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT SVTH: Lê Văn Dũng HT Hệ thống điện NĐ Nhà máy nhiệt điện MF Máy phát điện MBA Máy biến áp TBA Trạm biến áp PA Phương án ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Hoàng Thu Hà PHẦN I: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC Chương 1: Phân tích nguồn phụ tải Tính toán cân công suất Chương 2: Xây dựng phương án nối dây Chương 3: Tính toán tiêu kĩ thuật Chương 4: So sánh kinh tế-kĩ thuật phương án Chương 5: Chọn số lượng, công suất máy biến áp trạm, sơ đồ trạm sơ đồ hệ thống điện Chương 6: Tính chế độ vận hành mạng điện Chương 7: Tính điện áp nút phụ tải lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp Chương 8: Tính tiêu kinh tế-kĩ thuật mạng điện SVTH: Lê Văn Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Hoàng Thu Hà CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Để chọn phương án tối ưu, cần tiến hành phân tích đặc điểm nguồn cung cấp điện phụ tải Trên sở xác định công suất phát nguồn cung cấp dự kiến sơ đồ nối điện cho đạt hiệu kinh tế - kỹ thuật cao 1.1 Phân tích đặc điểm nguồn cung cấp phụ tải: 1.1.1 Nguồn cung cấp điện: Trong hệ thống điện thiết kế có hai nguồn cung cấp, hệ thống điện nhà máy nhiệt điện Hệ thống điện: Công suất vô lớn Hệ số công suất : cos 0,9 tgHT  cos2HT  0,92    0,484 cosHT 0,9 Điện áp định mức : Uđm  110 kV HTĐ có công suất vô lớn, Vì cần phải có liên hệ hệ thống điện (HT) nhà máy điện để trao đổi công suất hai nguồn cung cấp cần thiết, đảm bảo cho HT thiết kế làm việc bình thường chế độ vận hành Mặt khác, HT có công suất vô lớn chọn HT nút cân công suất nút sở điện áp Ngoài HT có công suất vô lớn không cần phải dự trữ công suất nhà máy điện, nói cách khác công suất tác dụng phản kháng dự trữ lấy từ HT Nhà máy nhiệt điện: Công suất đặt : PNĐ   50  200MW Hệ số công suất : cos  0,85 tgF  SVTH: Lê Văn Dũng  cos2F  0,852   0,62 cosF 0,85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Hoàng Thu Hà Điện áp định mức : Uđm  10,5kV Nhiên liệu nhà máy nhiệt điện (NĐ) than đá, dầu khí đốt… Hiệu suất nhà máy nhiệt điện tương đối thấp (khoảng 30  40 % ) Đồng thời công suất tự dùng nhiệt điện thường chiếm khoảng 6% đến 15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện Đối với nhà máy nhiệt điện, máy phát làm việc ổn định phụ tải P  70%Pđm Còn P  30%Pđm máy phát ngừng làm việc Công suất phát kinh tế máy phát NĐ thường (80  90%)Pđm Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế 85%Pđm , nghĩa : Pkt  85%Pđm Tổng công suất phát yêu cầu: ΣPyc = ΣPpt + Ptd + ΔP đó: - ΣPyc : tổng công suất yêu cầu phụ tải; - ΣPpt : công suất phụ tải; - Ptd : công suất tự dùng nhà máy, Ptd =10%Pđm = 10%.200 = 20 MW; - ΔP : tổn thất công suất, ΔP = 5%ΣPpt +) Trong chế độ cực đại: Cả bốn máy phát vận hành tổng công suất phát kinh tế là: PF = Pkt = 85%Pđm = 85 200 = 170 MW Công suất phản kháng mà nhà máy phát là: QF = PF.tgφF = 170.0,62 = 105,4 MVAr Công suất tác dụng tự dùng nhà máy tính sơ sau: Ptd  10%Pđm  0,1.200  20 MW Tổng công suất phụ tải chế độ cực đại là: ΣPptmax = 28 + 25 + 21 + 30 + 31 + 25 + 30 + 22 + 32 = 244 MW Tổn thất công suất chế độ cực đại là: ΔP = 5%.244 = 12,2 MW Ở chế độ ta có tổng công suất yêu cầu là: ΣPyc = 244 + 12,2 + 20 = 276,2 MW SVTH: Lê Văn Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Hoàng Thu Hà => Như hệ thống cung cấp: PHT = ΣPyc – Pkt = 276,2 – 170 = 106,2 MW QHT = PHT.tgφHT = 106,2.0,484 = 51,4 MVAr +) Trong chế độ phụ tải cực tiểu: Dự kiến ngừng tổ máy phát để sửa chữa, bảo dưỡng, ba máy phát lại phát 85%Pđm, nghĩa tổng công suất phát: PF = 85%.3.50 = 127,5 MW Công suất phản kháng mà nhà máy phát là: QF = PF.tgφF = 127,5.0,62 = 79,05 MVAr Công suất tác dụng tự dùng nhà máy: PtdND  10% Pđm  0,1.150  15 MW Tống công suất phụ tải chế độ cực tiểu là: ΣPptmin = 18 + 15 + 13 + 16 + 15 + 13 + 23 + 10 + 20 = 143 MW Tổn thất công suất chế độ cực đại là: ΔP = 5%.143 = 7,15 MW Ở chế độ ta có tổng công suất yêu cầu là: ΣPyc = 143 + 7,15 + 15= 165,15 MW => Như hệ thống cung cấp: PHT = ΣPyc – Pkt = 165,15 – 127,5 = 37,65 MW QHT = PHT.tgφHT = 37,65.0,484 = 18,223 MVAr +) Trong chế độ cố: Ngừng tổ máy phát, ba máy phát lại có quyền phát hết 100% công suất, ta có công suất phát: PF = 50 = 150 MW Công suất phản kháng mà nhà máy phát là: QF = PF.tgφF = 150.0,62 = 93 MVAr Công suất phản kháng tự dùng nhà máy: PtdND  10%Psc  0,1.150  15 MW SVTH: Lê Văn Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Hoàng Thu Hà Ở chế độ ta có tổng công suất yêu cầu là: ΣPyc = 244 + 12,2 + 15 = 271,2 MW => Như hệ thống cung cấp: PHT = ΣPyc – Pkt = 271,2 – 150 = 121,2 MW QHT = PHT.tgφHT = 121,2.0,484 = 58,66 MVAr Bảng 1.1: Sơ phương thức vận hành cho nhà máy Chế độ cực đại PF , MW Nhà máy 170 Hệ thống 106,2 QF, MVA r Chế độ cực tiểu Số tổ máy làm việc 105,4 PF , MW 127,5 QF, MVA r Số tổ máy làm việc 79,05 51,4 Chế độ cố PF , QF, MW MVAr 150 93 37,65 18,223 Số tổ máy làm việc 121,2 58,66 1.1.2 Phụ tải: Hệ thống thiết kế gồm có phụ tải, có phụ tải loại I, phụ tải loại III - Hộ loại I hộ tiêu thụ điện quan trọng, ngừng cung cấp điện gây nguy hiểm đến tính mạng sức khỏe người, gây thiệt hại nhiều kinh tế, hư hỏng thiết bị… - Hộ loại II hộ ngừng cung cấp điện gây thiệt hại kinh tế trình sản xuất bị gián đoạn - Hộ loại III tất hộ tiêu thụ không thuộc hai loại (như hộ sinh hoạt, phân xưởng sản xuất không theo dây chuyền…) Hệ số công suất cosφ = 0,9 cho ta thấy hộ phụ tải tiêu thụ công suất phản khảng Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax = 5000h tương đối lớn, nghĩa mạng điện phải chuyên chở nhiều điện Điện áp định mức phụ tải thứ cấp 10 kV.Các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường khác thường Công suất tiêu thụ phụ tải điện tính sau: Qmax  Pmax tg ; S max  Pmax  jQmax ; Smax  Pmax  jQ2max Kết tính giá trị công suất phụ tải chế độ cực đại cực tiểu cho Bảng 1-2 SVTH: Lê Văn Dũng 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà Để tính điện áp góp cao áp trạm tăng áp nhà máy điện, trước hết cần tính điện áp góp cao áp trạm trung gian Tổn thất điện áp đường dây HT-4 bằng: U H  PH' RH  QH' X H 11,52.10, 053  9, 421.13, 069   0,064 kV U cs 115 Điện áp góp cao áp trạm bằng: U  U cs  U H  115  0,064  114,936 kV Tổn thất điện áp trạm biến áp bằng: P ' R  Q 'b X b 16,033.1, 27  8, 479.27,95 Ub  b b   2, 239 kV U4 114,936 Điện áp góp hạ áp trạm quy cao áp bằng: U q  U   U b  114, 936  2, 239  112, 697 kV Tổn thất điện áp đường dây NĐ-4 bằng: U N PN" RN  QN" X N 27,828.16,  6, 416.15,84    4,806 kV U4 114, 936 Điện áp góp cao áp nhiệt điện bằng: U N  U  U N  114,936  4,806  119,742 kV Tính điện áp đường dây lại thực tương tự với chế độ cực đại Kết tính toán điện áp cho bảng Bảng 7-2: Tính toán điện áp chế độ cực tiểu Đường dây Unguồn, kV N-7 N-8 N-9 119,742 N-6 6-5 117,97 N-4-H H-1 H-2 H-3 SVTH: Lê Văn Dũng94 115 ΔUd, kV Ui, kV ΔUb, kV Uiq, kV 3,357 116,385 3,289 113,096 1,167 118,575 2,767 115,808 3,005 116,737 4,592 112,144 1,772 117,970 3,721 114,249 1,631 116,339 4,436 111,093 0,064 114,936 2,239 112,679 2,287 112,713 2,594 110,119 2,558 112,442 4,590 107,852 2,985 112,015 2,954 109,062 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 7.1.3 Chế độ sau cố: (Ucs = 121 kV) GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà  Trường hợp hỏng tổ máy phát nhà máy nhiệt điện: Đường dây NĐ-4-HT Để tính điện áp góp cao áp trạm tăng áp nhà máy điện, trước hết cần tính điện áp góp cao áp trạm trung gian Tổn thất điện áp đường dây HT-4 bằng: U H  PH' RH  QH' X H 43,137.10, 053  16, 072.13, 069   5, 320 kV U cs 121 Điện áp góp cao áp trạm bằng: U  U cs  U H  121  5,320  115,680 kV Tổn thất điện áp trạm biến áp bằng: U b  P 'b Rb  Q 'b X b 30,117.1, 27  17, 097.27,95   4, 461 kV U4 115, 680 Điện áp góp hạ áp trạm quy cao áp bằng: U q  U   U b  115, 680  4, 461  111, 218 kV Tổn thất điện áp đường dây NĐ-4 bằng: U N  PN" RN  QN" X N 11,366.16,  0, 702.15,84   1,688 kV U4 115,680 Điện áp góp cao áp nhiệt điện bằng: U N  U  U N  115,680  1,688  109,531 kV Tính điện áp đường dây lại thực tương tự với chế độ cực đại Bảng 7-3: Tính toán điện áp chế độ cố hỏng tổ máy phát ΔUd, kV Ui, kV ΔUb, kV Uiq, kV 4,984 104,547 4,937 99,610 3,002 106,529 3,421 103,108 N-9 5,468 104,063 4,003 100,060 N-6 4,166 105,365 3,987 101,378 4,016 101,348 5,286 103,024 5,320 115,680 4,461 111,218 3,583 117,417 4,064 113,353 H-2 2,681 118,319 3,550 114,768 H-3 5,054 115,946 4,890 111,056 Đường dây Unguồn, kV N-7 N-8 109,531 6-5 105,365 N-4-H H-1 121 SVTH: Lê Văn Dũng95 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà  Trường hợp cố đứt mạch đường dây HT-4: Tính toán tương tự trường hợp cố hỏng tổ máy phát Nhà máy nhiệt điện Ta được: Bảng 7-4: Tính toán điện áp chế độ cố hỏng tổ máy phát ΔUd, kV Ui, kV ΔUb, kV Uiq, kV 4,855 107,584 4,797 102,787 2,924 109,515 3,327 106,187 N-9 5,327 107,113 3,889 103,224 N-6 4,058 108,381 3,876 104,505 3,904 104,476 5,128 99,348 N-4-H 5,931 115,069 4,4851 110,584 H-1 3,583 117,417 4,064 113,353 H-2 2,681 118,319 3,550 114,768 H-3 5,054 115,946 4,890 111,056 Đường dây Unguồn, kV N-7 N-8 112,439 108,381 6-5 121 Từ bảng 7-3 7-4 ta chọn điện áp thấp nút: Bảng7-5 : Tính toán điện áp chế độ sau cố TBA Ui, kV 117,417 118,319 115,946 115,069 101,348 105,365 104,547 106,529 104,06 Uiq, kV 113,353 114,768 111,056 110,584 96,062 101,378 99,610 103,108 100,06 7.2 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp: Điện áp tiêu quan trọng chất lượng điện Trong thực tế, việc giữ ổn định điện áp cho thiết bị điện hộ tiêu thụ việc cần thiết điện áp định tiêu kinh tế, kỹ thuật thiết bị tiêu thụ điện độ lệch điện áp cho phép thiết bị điện tương đối hẹp Để giữ độ lệch điện áp hộ tiêu thụ nằm phạm vi cho phép cần phải tiến hành điều chỉnh điện áp mạng điện Theo nhiệm vụ thiết kế kết tính toán điện áp nút chế độ vận hành khác biện pháp hiệu đảm bảo điện áp thiết bị SVTH: Lê Văn Dũng96 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà tiêu thụ điện lựa chọn thay đổi đầu phân áp máy biến áp trạm tăng áp giảm áp cách hợp lý  Có hai hình thức yêu cầu điều chỉnh điện áp là: điều chỉnh điện áp thường điều chỉnh điện áp khác thường Đối với yêu cầu điều chỉnh thường độ lệch điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy định sau Ở chế độ phụ tải cực đại: dUcp max % ≥ +2,5 % Ở chế độ phụ tải cực tiểu: dUcp % ≥ +7,5 % Ở chế độ phụ tải sau cố: dUcp sc % ≥ -2,5 % Dựa vào yêu cầu điều chỉnh phụ tải ta xác định điện áp yêu cầu hộ phụ tải sau: U yc  U dm  dU cp % U dm Trong đó: Uđm điện áp định mức mạng điện hạ áp Đối với mạng điện thiết kế có Uđm = 10 kV Vì giá trị điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm theo yêu cầu điều chỉnh điện áp thường: U yc max  10  2,5 % 10  10 , 25 kV U yc  10  7,5%.10  10,75 kV U y csc  10  2,5%.10  9,75 kV - Đối với yêu cầu điều chỉnh khác thường độ lệch điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy định sau Ở chế độ phụ tải cực đại: dUcp max % = +5 % Ở chế độ phụ tải cực tiểu: dUcp % = % Ở chế độ phụ tải sau cố: dUcp sc % = ÷ % Giá trị điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm theo yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường: U yc max  10  5%.10  10,5 kV U yc  10  0%.10  10 kV U y csc  10  (0  5)%.10  (10  10,5) kV  Đối với máy biến áp ta có hai loại là: máy biến áp có đầu phân áp cố định máy biến áp có điều chỉnh điện áp tải - Máy biến áp có đầu phân áp cố định gồm nấc điều chỉnh phạm vi điều chỉnh ±2 x ± 2,5% Ucdđ SVTH: Lê Văn Dũng97 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ta có Ucdđ = 115 kV, Uhdđ = 11 kV GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà Bảng 7-6: Thông số diều chỉnh MBA có đầu phân áp cố định Thứ tự đầu điều chỉnh Điện áp bổ sung, % Điện áp bổ sung, kV Điện áp đầu điều chỉnh, kV -2 -5 -5,75 109,25 -1 -2,5 -2,875 112,125 0 115 +2,5 +2,875 117,875 +5 +5,75 120,75 - Máy biến áp có điều chỉnh điện áp tải gồm 19 nấc điều chỉnh phạm vi điều chỉnh ± x 1,78%.Ucdđ Bảng 7-7: Thông số diều chỉnh MBA có điều chỉnh tải Thứ tự đầu điều chỉnh Điện áp bổ sung, % Điện áp bổ sung, kV Điện áp đầu điều chỉnh, kV 16,02 18,423 133,423 14,24 16,376 131,376 12,46 14,329 129,329 10,68 12,282 127,282 8,9 10,235 125,235 7,12 8,188 123,188 5,34 6,141 121,141 2,56 4,094 119,094 1,78 2,047 117,047 0 115 -1 -1,78 -2,047 112,953 -2 -2,56 -4,094 110,906 -3 -5,34 -6,141 108,859 -4 -7,12 -8,188 106,812 -5 -8,9 -10,235 104,765 -6 -10,68 -12,282 102,718 -7 -12,46 -14,329 100,671 -8 -14,24 -16,376 98,624 -9 -16,02 -18,423 96,577 SVTH: Lê Văn Dũng98 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà Yêu cầu điều chỉnh điện áp kết tính điện áp góp hạ áp trạm,quy đổi phía cao áp chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu, sau cố cho bảng 7-8 Bảng 7-8 : Chế độ điện áp góp hạ áp quy đổi phía cao áp Phụ tải Chế độ cực đại- Uqmax Chế độ cực tiểu- Uqmin Yêu cầu ĐCĐA Loại phụ tải 113,353 110,119 KT I 114,768 107,852 KT I 111,056 109,062 T III 113,910 113,845 KT I 103,024 113,197 KT I 108,013 115,517 KT I 106,348 114,377 KT I 109,645 117,060 KT I 106,771 113,435 KT I Do tính kinh tế máy biến áp có đầu phân áp cố định nên kiểm tra xem loại có đáp ứng yêu cầu điều chỉnh điện áp không Nếu chọn đầu phân áp cố định cho vị trí điện áp thoả mãn yêu cầu ba chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu chúng sử dụng máy biến áp có đầu phân áp cố định Nếu không thoả mãn tiến hành chọn máy biến áp điều chỉnh tải 7.2.1.Chọn đầu điều chỉnh MBA trạm 1: Yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Trước tiên ta chọn MBA trạm MBA có đầu phân áp cố định.Ta có điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA chế độ: Chế độ cực đại : U PA max  U q max U Hdm Chế độ cực tiểu : U P A  SVTH: Lê Văn Dũng99 U yc max U q U Hdm U yc  113 ,353 11  118 ,751 kV 10 ,5  110 ,119 11  121,131 kV 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đầu phân áp tính toán trung bình: U PAtc  GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà U PA max  U PA 118,751  121,131   1119,941 kV 2 Theo bảng 7-5 ta chọn đầu điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn n = 2, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utc = 120,75 kV Điện áp thực góp hạ áp: Chế độ phụ tải cực đại: U t max  U q max U Hdm  U tc 111,353.11  10,326kV 120,75 Chế độ phụ tải cực tiểu: U t  U q U Hdm U tc  110,119.11  10,032 kV 120,75 Độ lệch điện áp góp hạ áp: Chế độ phụ tải cực đại: dU max %  U t max  U dmH 10,326  10 100%  100%  3,26%  5% U dmH 10 Chế độ phụ tải cực tiểu: dU %  U t  U dmH 10,032  10 100%  100%  0,32%  0% U dmH 10 Nhận thấy độ lệch điện áp góp hạ áp không thoả mãn điều kiện trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Do ta phải sử dụng máy biến áp có điều chỉnh điện áp tải cho trạm Theo bảng 7-6 ta chọn với nấc điều chỉnh điện áp chế độ sau : Chế độ cực đại : n = U tc max  119,094 kV Chế độ cực tiểu : n = U tc  121,141 kV Điện áp thực góp hạ áp: Chế độ phụ tải cực đại: U t max  SVTH: Lê Văn Dũng100 U q max U Hdm U tc  113,353.11  10, 47kV 119,094 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chế độ phụ tải cực tiểu: GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà U t  U q U Hdm  U tc 110,119.11  9,9992 kV 121,141 Độ lệch điện áp góp hạ áp: Chế độ phụ tải cực đại: dU max %  U t max  U dmH 10, 47  10 100%  100%  4,7%  5% U dmH 10 Chế độ phụ tải cực tiểu: dU %  9,9992  10 U t  U dmH 100%  100%  0,008%  0% U dmH 10 Vậy đầu chọn thỏa mãn yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường 7.2.2.Chọn đầu điều chỉnh MBA trạm 3: Yêu cầu điều chỉnh điện áp thường.Trước tiên ta chọn MBA trạm MBA có đầu phân áp cố định.Ta có điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA chế độ: Chế độ cực đại : U PA max  Chế độ cực tiểu : U PA  U q max U Hdm U yc max U q U Hdm U yc  111,056.11  119,182 kV 10, 25  109,062.11  111,598 kV 10,75 Đầu phân áp tính toán trung bình: U PAtc  U PA max  U PA 119,182  111,598   115,39 kV 2 Theo bảng 7-5 ta chọn đầu điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn n = 1, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utc = 117,875 kV Điện áp thực góp hạ áp: Chế độ phụ tải cực đại: U t max  U q max U Hdm U tc  111,056.11  10,364kV 117,875 Chế độ phụ tải cực tiểu: U t  U q U Hdm U tc Độ lệch điện áp góp hạ áp: SVTH: Lê Văn Dũng101  109,062.11  10,178 kV 117,875 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chế độ phụ tải cực đại: dU max %  GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà U t max  U dmH 10,364  10 100%  100%  3,64%  2,5% U dmH 10 Chế độ phụ tải cực tiểu: dU %  U t  U dmH 10,178  10 100%  100%  1,78%  7,5% U dmH 10 Nhận thấy độ lệch điện áp góp hạ áp thoả mãn điều kiện trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường Vậy đầu chọn thỏa mãn yêu cầu điều chỉnh điện áp thường Chọn đầu điều chỉnh MBA lại tiến hành tương tự Các kết tính toán điều chỉnh điện áp mạng điện cho bảng 7-8: SVTH: Lê Văn Dũng102 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phụ tải Yêu cầu ĐCĐA Uqmax GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà Bảng 7-8 :Chọn đầu điều chỉnh dung MBA có đầu phân áp cố định Uqmin Upamax Upamin Upatb Đầu phân áp Kết Upatc Utmax Utmin dUmax dUmin ĐCĐA 121,131 119,941 120,750 10,326 10,032 3,262 0,315 Không thỏa mãn(KTM) 114,768 107,852 120,233 118,637 119,435 120,750 10,455 9,825 4,551 1,750 KTM T 111,056 109,062 119,182 111,598 115,390 117,875 10,364 10,178 3,637 1,776 TM KT 113,910 113,845 119,334 125,230 122,282 120,750 10,377 10,371 3,769 3,710 KTM KT 103,024 113,197 107,930 124,517 116,223 117,875 9,614 10,563 3,859 5,635 KTM KT 108,013 115,517 113,156 127,069 120,113 120,750 9,840 10,523 1,603 5,233 KTM KT 106,348 114,377 111,412 125,815 118,613 117,875 9,924 10,674 0,757 6,736 KTM KT 109,645 117,060 114,866 128,766 121,816 120,875 9,978 10,653 0,220 6,528 KTM KT 106,771 113,435 111,855 124,779 118,317 117,875 9,964 10,586 0,362 5,857 KTM KT KT 113,353 110,119 118,751 SVTH: Lê Văn Dũng103 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà Bảng 7-9 : Chọn đầu điều chỉnh dùng MBA điều chỉnh tải Chế độ max Phụ Yêu tải cầu Uqmax chế độ Upamax Upamin Đầu phân áp KT 113,353 110,119 118,751 121,131 119,094 10,470 4,697 121,141 9,999 0,008 KT 114,768 107,852 120,233 118,637 121,141 10,421 4,213 119,094 9,962 0,384 KT 113,910 113,845 119,334 125,230 119,094 10,521 5,212 125,235 10,000 0,004 KT 103,024 113,197 107,930 124,517 -3 108,859 10,410 4,104 125,235 9,943 0,574 KT 108,013 115,517 113,156 127,069 -1 112,953 10,519 5,189 127,282 9,983 0,168 KT 106,348 114,377 111,412 125,815 -2 110,906 10,548 5,479 125,235 10,046 0,463 KT 109,645 117,060 114,866 128,766 115,000 10,488 4,878 129,329 9,956 0,435 KT 106,771 113,435 111,855 124,779 -1 112,953 10,398 3,980 125,235 9,964 0,365 Uqmin SVTH: Lê Văn Dũng104 Utcmax Utmax dUmax Đầu phân áp Utcmin Utmin dUmin ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà CHƯƠNG 8: TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 8.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện: Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức: K = K d + Kt Trong đó: Kd – vốn đầu tư xây dựng đường dây; Kt – vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp Ta có vốn đầu tư xây dựng đường dây bằng: Kd = KdA(I) + Kd(II) + KdA(III) + KdA(IV) + Kdll Kd = (44327,556+19382,272+60287,072+58531,088+51550,704).106 = 231,288.109 đ Vốn đầu tư cho trạm hạ áp tăng áp ghi bảng 8.1 (giá thành trạm biến áp tra tài liệu [1], bảng 8.40) Những trạm có hai máy biến áp làm việc song song vốn đầu tư tăng thêm 1,8lần Bảng 8.1: Giá thành máy trạm tăng áp hạ áp Giá MBA, 109đ/trạm Giá thành, 109đ Loại MBA Số lượng Hệ số TDPH-25000/110 1,8 19 239,4 TDPH-32000/110 22 66 TDH-63000/110 35 140 Kt Vậy tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện bằng: K = 231,288.109 + 445,4.109 = 676,688.109 (đ) SVTH: Lê Văn Dũng105 445,4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8.2 Tổn thất công suất tác dụng mạng điện: GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà Tổn thất công suất tác dụng mạng điện bao gồm tổn thất công suất đường dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại Ta có tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây bằng: ΔPd = ΔPdA(I) + ΔPd(II) + ΔPdA(III) + ΔPdA(IV) + ΔPdll ΔPd = 1,395 + 0,836 + 2,059 + 2,435 + 0,756 = 7,481 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây máy biến áp bằng: ΔPb = ΣΔPib = 0,267 + 0,483 + 0,117 + 0,738 = 1,605 MW Tổng tổn thất công suất lõi thép máy biến áp bằng: ΔP0 = ΣΔPi0 = 4.0,059 + 7.2.0,029 + 3.0,035= 0,747 MW Như tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện: ΔP = ΔPd + ΔPb + ΔP0 = 7,481 + 1,605 + 0,747 = 9,833 MW Tổn thất công suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm bằng: P %  P 9,833 100  100  Pmax 244 8.3 Tổn thất điện mạng điện: Tổng tổn thất điện mạng điện bằng: ΔA = (ΔPd + ΔPb).τ + ΔP0.t ΔA = (7,481 + 1,605).3410,934 + 0,747.8760 = 37535,466 MWh Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm bằng: A = ΣPmax.Tmax = 244.5000 = 1220000 MWh Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm bằng: A%  SVTH: Lê Văn Dũng106 A 37535, 466 100  100  A 1220000 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8.4 Tính chi phí giá thành: GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà 8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm: Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện xác định theo công thức: Y = avhd.Kd + avht.Kt + ΔA.c đó: avhd – hệ số vận hành đường dây (avhd = 0,04); avht – hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp (avht = 0,1); c – giá thành 1kWh tổn thất điện (c = 1000đ/kWh) Như vậy: Y = 0,04.231,228.109 + 0,1.445,4.109 + 37535,466.1000.103 = 91,325.109 đ 8.4.2 Chi phí tính toán hàng năm: Chi phí tính toán hàng năm bằng: Z = atc.K + Y Z = 0,125.676,688.109 + 91,325.109 = 175,821.109 đ 8.4.3 Giá thành truyền tải điện Giá thành truyền tải điện bằng: Y 91,325.109    74,783d / kWh A 1220000.103 8.4.4 Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải chế độ cực đại Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải cực đại xác định theo công thức: K 676,688.109 K0    2,773.109 d/ MW Pmax 244 Kết tính toán tiêu kinh tế –kỹ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp bảng 8.2 SVTH: Lê Văn Dũng107 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Hoàng Thu Hà Bảng 8.2 Các tiêu kinh tế - kỹ thuật mạng điện thiết kế Các tiêu Đơn vị Giá trị Tổng công suất phụ tải cực đại MW 244 Tổng chiều dài đường dây km 553,9 Tổng công suất máy biến áp hạ áp MVA 446 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 109 đ 676,688 Tổng vốn đầu tư đường dây 109 đ 231,288 Tổng vốn đầu tư trạm biến áp 109 đ 445,4 Tổng điện phụ tải tiêu thụ MWh 1220000 ΔUmaxbt % 6,621 ΔUmax sc % 13,241 10 Tổng tổn thất công suất ΔP MW 9,833 11 Tổng tổn thất công suất ΔP % 4,03 12 Tổng tổn thất điện ΔA MWh 37535,466 13 Tổng tổn thất điện ΔA % 3,077 14 Chi phí vận hành hàng năm 109 đ 91,325 15 Chi phí tính toán hàng năm 109 đ 175,821 đ/kWh 74,783 109 đ/MW 2,773 16 Giá thành truyền tải điện β 17 Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải cực đại SVTH: Lê Văn Dũng108 ... 68 6.1.2 Các đường dây HT-2, HT-3: 69 6.1.3 Đường dây HT-4-NĐ: 71 6.1.3 Đường dây NĐ– 6- 5: 73 6.1.4 Các đường dây N -6 , 6-5 , N -7 , N -8 , N -9 77 6.1.5 Cân xác... A Isc, A Loại dây HT - 53,67 49+28,091j 142,883 440 285,766 AC-150 1-3 32,98 21+10,17j 122,47 380 - AC-120 SVTH: Lê Văn Dũng 30 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đường r0 , dây Ω/km HT - 1-3 GVHD: Th.s Hoàng Thu...  10  361,588 n 3U ñm 3.110 => I 7-9 sc< I 7-9 cp, IN-7sc< IN-7 cp, ta chọn tiết diện dây hai đoạn AC-70 AC-185, có thông số ghi bảng 3.27: SVTH: Lê Văn Dũng 38 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Hoàng