Thiết kế lưới điện khu vực

Thiết kế lưới điện khu vực

Đồ án môn học lưới điện TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN KHOA ĐIỆN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Thiết kế lưới điện khu vực CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự Do - Hạnh Phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN Tên đầu đề thiết kế: Thiết kế lưới điện khu vực Đầu đề số: 123 Cán hướng dẫn : Ths Phạm Năng Văn Các số liệu : Sơ đồ mặt nguồn điện phụ tải cho hình 1, số liệu phụ tải cho bảng 1 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Hình Sơ đồ mặt nguồn phụ tải Tỉ lệ: đơn vị = 10 km N Bảng Các số liệu phụ tải Các số liệu Phụ tải cực đại (MW) Hệ số công suất cosφ Mức đảm bảo cung cấp điện Yêu cầu điều chỉnh điện áp Thời gian sử dụng công suất cực đại Điện áp danh định lưới điện thứ cấp (kV) 20 22 1 Các hộ tiêu thụ 25 30 0.90 1 Khác thường 28 18 1 10 Phụ tải cực tiểu 50% phụ tải cực đại Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000h Giá kWh điện tổn thất: 500 đồng Hệ số công suất trung bình góp cao áp NMĐ khu vực cos φ= 0.85 Hệ số đồng thời m=1 Điện áp cao áp nhà máy điện phụ tải cực đại 110%, phụ tải cực tiểu 105% Khi cố nặng nề 110% điện áp danh định Nhiệm vụ thiết kế: a Cân công suất hệ thống b Chọn phương án hợp lý kinh tế - kỹ thuật 2 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực c Xác định số lượng công suất máy biến áp trạm hạ áp Chọn sơ đồ nối dây hợp lý trạm biến áp vé sơ đồ mạng điện d Tính điện áp, tổn thất công suất tổn thất điện năntg mạng điện Chọn phương thức điều chỉnh phù hợp với yêu cầu trạm biến ápl e Tính giá thành tải điện Ngày nhận đề: Ngày hoàn thành: Cán hướng dẫn: 3 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực CHƯƠNG MỞ ĐẦU Điện nguồn lượng nghành công nghiệp, điều kiện để phát triển xã hội Chính lập dế hoạch phát triển kinh tế xã hội kế hoạch phát triển điện phải trước bước nhằm thoả mãn nhu cầu điện giai đoạn trước mắt mà dự kiến cho phát triển tương lai năm năm, mười năm, hai mươi năm lâu Ngày kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống xã hội nâng cao Đặc biệt với kinh tế nước ta hội nhập với kinh tế giới nước ta trình công nghiệp hoá đại hoá đất nước làm cho nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Muốn trước hết phải có hệ thống điện đảm bảo yêu cầu phục vụ cho trình Để thực điều cần phát triển mở rộng nhà máy điện mạng hệ thống điện công suất lớn Điều đặt nhiệm vụ quan trọng kỹ sư nghành hệ thống điện.Một nhiệm vụ thiết kế mạng hệ thống điện Do em thiếu kinh nghiệm thực tế nên trình làm thiết kế nhiều thiếu sót, mong thầy cô giáo bảo.Qua em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lã Minh Khánh tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Chương I: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NGUỒN CUNG CẤP VÀ 4 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực CÁC PHỤ TẢI Yêu cầu hệ thống điện: Phải đảm bảo chất lượng điện Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện Giá thành điện tối ưu Phải đảm bảo an toàn Nguồn điện: Nguồn điện cung cấp cho lưới điện lấy từ cao áp hệ thống điện Xem nguồn điện có công suất vô lớn Phụ tải: Trong hệ thống điện thiết kế có phụ tải phân bố mặt hình 1, có phụ tải số hộ tiêu thụ loại lại phụ tải loại có hệ số công suất cosφ = 0.9 Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax = 5000 h Các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Điện áp định mức mạng điện thứ cấp trạm hạ áp 10kV, phụ tải cực tiểu 50% phụ tải cực đại Các phụ tải phân bố mặt hình Xác định khoảng cách từ nguồn đến phụ tải điện: Bảng1.1: Khoảng cách phụ tải đến nguồn điện Phụ tải Khoảng cách (km) 56,57 72,8 63,2 42,43 41 41,23 * Xác định công suất cực đại công suất cực tiểu phụ tải: Smax = Pmax /cosφ Qmax = Smax * sinφ 5 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Smin = 50% Smax Pmin = Smin* cosφ Qmin = Smin * sinφ Bảng 1.2: Thông số phụ tải Hộ tiêu thụ Tổng Pmax (MW) 20 22 25 30 28 18 196 Pmax + jQmax 35 + j18.40 26 + j9.686 31 + j14.53 28 + j14.53 11 + j16.95 25 + j13.56 Smax 42.2 22.2 33.3 33.3 38.9 31.1 6 Smin (MW) 21.11 11.11 16.67 16.67 19.44 15.56 Pmin + jQmin 19 + j9.20 10 + j4.84 15 + j7.26 15 + j7.26 17.5 + j8.47 14 + j6.78 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Chương II: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 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 lượng nhận thấy Tính chất xác định đồng trình sản xuất tiêu thụ điện Tại thời điểm chế độ xác lập hệ thống, nhà máy hệ thống cần phải phát công suất với 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 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: ∑P =∑P F y/c = m.∑ P Trong đó: ∑P F ∑P y/c ∑P : Tổng công suất phát pt : : Tổng công suất yêu cầu Tổng công suất phụ tải ∑P pt = P1+ P2+ P3+ P4+ P5+ P6 = 38+20+30+30+35+28=181 MW ∆P= 10% ∑P pt : Tổn thất công suất tác dụng =10% 181 =1.81 MW Ptd: Công suất tự dùng nhà máy điện, Ptd= Pdt: Công suất dự trữ hệ thống, Pdt= m: Hệ số đồng thời m=1 7 pt + ∆ P + Ptd + Pdt Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực ∑P F = 181 +1.81 =182.81 MW Vậy hệ thống cần 182.81MW để cung cấp cho phụ tải Cân công suất phản kháng: Sự cân công suất phản kháng có quan hệ với điện áp 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 ∑Q =∑Q F ∑Q =∑ P F ∑Q y/c F y/c * tg ϕ = 182 81 * 0.62 = 113.3 MVAr F = m.Q + ∆ Q + ∆ Q − Q + Q + Q pt BA L c td dt Trong đó: ∑Q F ∑Q y/c : : Công suất phản kháng phát hệ thống Tổng công suất phản kháng yêu cầu Qpt: Tổng công suất phản kháng phụ tải Qpt = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 =18.4+9.686+14.53+14.53+16.95+13.56 =87.656 MVAr ∆QBA: Tổn thất công suất phản kháng máy biến áp ∆QBA= 15%Qpt=15% *87.656= 13.148 MVAr ∆QL: Tổng tổn thất công suất phản kháng cảm kháng đường dây mạng điện Qc: Tổng công suất phản kháng điện dung đường dây sinh Qc= ∆QL Qtd : Công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện, Qtd=0 Qdt : Công suất dự trữ hệ thống Qdt=0 ∑Q y / c =87.656+13.148 =100.8 MVAr 8 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Ta nhận thấy, công suất phản kháng hệ thống cung cấp cho phụ tải lớn công suất phản kháng tiêu thụ Vì không cần bù công suất phản kháng mạng điện thiết kế 9 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Chương III: CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN VÀ SO SÁNH KỸ THUẬTCÁC PHƯƠNG ÁN Các phương án nối dây: Yêu cầu chủ yếu mạng điện độ tin cậy chất lượng điện cung cấp cho hộ tiêu thụ Đối với hộ tiêu thụ loại I cần sử dụng đường dây hai mạch hay mạch vòng Các hộ tiêu thụ loại III cung cấp điện đường dây mạch Đặt phương án cung cấp điện: Phương án 1: Sơ đồ hình tia đơn giản N Xác định điện áp định mức: Có thể tính điện áp định mức đường dây theo công thức kinh nghiệm: Uđm= 4.34 l + 16 P Trong đó: l: Khoảng cách truyền tải, km P: Công suất truyền tải đường dây, MW Điện áp định mức nhánh N-1: Có công suất truyền tải P= 38 MW Khoảng cách truyền tải là: 40km UN-1= 4.34 40+ 16 * 38 =110.48 kV Tính toán tương tự đoạn lưới lại ta có kết bảng: 10 10 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực 1.2 Các đường dây N-2, N-3, N-4, N-5, N-6: Bảng 5.1- Thông số phần tử sơ đồ thay đường dây nối với hệ thống điện Nhánh Zd (Ω) B/2*10-4 ∆S0 (MVA) Zb (Ω) N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 6.2+j8.6 22.32+j30.96 13.23 + j13.86 14.07 + j14.74 10.385+ j14.405 16.926 +j17.732 (S) 1.056 0.95 1.619 1.722 1.769 2.071 0.07 + j0.48 0.029 + j0.2 0.058 + j0.4 0.058 + j0.4 0.07 + j0.48 0.058 + j0.4 0.935 + j21.75 2.54+ j55.9 1.27+ j27.95 1.27+ j27.95 0.935+ j21.75 1.27+ j27.95 32 32 S = P+jQ (MVA) 38 + j18.40 20 + j9.686 30 + j14.53 30 + j14.53 35 + j16.95 28 + j13.56 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Bảng 5.2- Các dòng công suất tổn thất công suất tổng trở MBA Và đường dây nối với nhà máy điện Nhánh N-1 SN-i (MVA) 39.178+j20.604 S’ (MVA) 39.178+j22.15 ∆Sd (MVA) S” (MVA) Qcd Qcc Sb (MVA) ∆Sb (MVA) (MVAr) (MVAr ) 1.278 1.546 38.138+j21.60 0.138+j3.204 0.104+j2.28 0.97+j1.345 38.208+j20.80 1.391 1.15 20.104+j11.96 N-2 21.105+j10.974 21.105+j12.36 0.97+j1.348 20.133+j11.01 N-3 31.434+j14.484 31.434+j16.85 1.259+j1.31 30.175+j15.53 2.371 1.959 30.117+j17.09 0.117+j2.565 N-4 31.51+j14.29 31.51+j16.811 1.335+j1.39 30.175+j15.41 2.521 2.083 30.117+j17.09 0.117+j2.565 36.528+j17.278 36.528+j19.86 1.34+j1.86 35.187+j18.00 2.14 35.117+j19.66 0.117+j2.718 N-6 29.53+j12.094 29.53+j15.127 1.37+j1.437 28.16+j13.69 2.506 28.102+j15.79 0.102+j2.236 Tổng 189.285+j89.72 7.244+j8.70 0.695+j15.56 8 N-5 2.59 3.033 33 33 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực 34 34 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực 1.3 Cân xác công suất mạng điện: Công suất tác dụng: ∑P =∑P F y/c = PN-1+PN-2 + PN-3 + PN-4 + PN-5 + PN-6 = 39.178 + 21.105 + 31.434+ 31.51 + 36.528 + 29.53 =189.285 MW Công suất phản kháng hệ thống yêu cầu là: ∑Q =Q N-1 + QN-2 + QN-3+ QN-4 + QN-5 + QN-6 = 20.604 + 10.974 + 14.484 + 14.29 + 17.278 + 12.094 = 89.724 MVAr Công suất phản kháng nguồn phát ra: y/c ∑Q = ∑ P F F * tgϕ = 189 285 * 0.62 = 117.36 MVA Vậy QF > Qy/c nên không cần phải bù công suất phản kháng cho mạng điện 2.Chế độ phụ tải cực tiểu Bảng 5.3- Công suất phụ tải chế độ cực tiểu Hộ tiêu thụ Si (MVA) 19 + j9.202 10 + j4.843 15 + j7.265 15 + j7.265 17.5 + j8.476 14 + j6.781 Xét chế độ vận hành kinh tế trạm hạ áp phụ tải cực tiểu Trong chế độ phụ tải cực tiểu có cắt bớt máy biến áp trạm, cần phải thoả mãn điều kiện sau: S < pt S = gh S m(m − 1)∆ P0 dm ∆ Pn Đối với trạm có máy biến áp thì: S gh = S dm 35 35 2∆ P0 ∆ Pn Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Kết tính toán giá trị công suất phụ tải Spt công suất giới hạn Sgh cho bảng 5.4 Bảng 5.4- Giá trị Spt Sgh trạm hạ áp Phụ tải Sgh MVA Spt MVA 22.234 21.11 17.38 16.67 17.38 16.67 22.234 19.44 17.38 15.56 Các kết tính toán cho thấy rằng, chế độ phụ tải cực tiểu tất trạm vận hành máy biến áp Tính chế độ mạng điện phụ tải cực tiểu tương tự chế độ cực đại 36 36 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Bảng 5.5- Các dòng công suất tổn thất tổng trở MBA Trên đường dây nối với nhà máy điện Nhánh SN-i (MVA) N-1 19.34+j8.548 N-2 10.278+j3.382 N-3 15.387+j4.732 N-4 15.404+j4.475 N-5 N-6 Tổng 17.913+j5.788 14.4+j2.9 92.722+j29.82 S’ (MVA) 19.34+j10.09 10.278+j4.77 15.387+j7.10 15.404+j6.99 17.913+j8.37 14.4+j5.928 ∆Sd (MVA) S” (MVA) 0.24+j0.33 19.104+j9.77 10.055+j4.46 0.223+j0.31 15.087+j6.78 0.299+j0.314 15.087+j6.66 0.316+j0.33 Qcd Qcc (MVAr) (MVAr) 1.278 1.546 Sb (MVA) ∆Sb (MVA) 19.069+j10.80 0.069+j1.6 10.026+j5.414 0.026+j0.57 15.058+j8.548 0.058+j1.28 15.058+j8.548 0.058+j1.28 17.558+j9.835 14.051+j7.898 0.058+j1.36 0.05+j1.118 0.32+j7.216 1.15 1.391 1.959 2.371 2.083 2.521 2.14 0.32+j0.44 17.59+j7.935 0.32+j0.34 14.08+j5.59 1.715+j2.062 37 37 2.59 3.033 2.506 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Chế độ sau cố: Sự cố mạng điện thiết kế xảy đứt mạch đường dây hai mạch nối từ góp cao áp đến hộ tiêu thụ Khi xét cố giả thiết cố không xếp chồng, xảy đồng thời, xét trường hợp cố xảy đường dây chế độ phụ tải cực đại Sự cố xảy đường dây mạch, bị đứt mạch mạch cung cấp cho hộ tiêu thụ có đường dây Đối với đường dây nối từ N-2 có mạch nên ta không xét cố đứt mạch Kết tính toán công suất cho bảng 4.5 38 38 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Bảng 5.6- Các dòng công suất tổn thất công suất tổng trở MBA Trên đường dây nối với hệ thống điện chế độ cố Nhánh N-1 N-2 SN-i (MVA) S’ (MVA) ∆Sd (MVA) 40.175+j24.17 40.175+j23.406 21.105+j10.974 21.105+j12.36 1.968+j2.729 0.97+j1.348 S” (MVA) 38.208+j21.45 20.133+j11.017 Qcd Qcc (MVAr) (MVAr) 0.639 0.773 1.391 1.15 Sb (MVA) ∆Sb (MVA) 38.138+j21.60 0.138+j3.204 20.104+j11.967 0.104+j2.28 N-3 N-4 N-5 N-6 Tổng 32.762+j18.042 32.762+j19.228 32.922+j19.33 32.922+j18.072 37.937+j22.89 37.937+j21.6 31.003+j16.40 31.003+j17.92 195.9+j108.5 39 39 2.747+j2.878 30.175+j16.51 30.175+j16.45 2.75+j3.815 35.187+j19.08 1.295 2.843+j2.979 28.16+j14.944 13.87+j16.46 1.516 2.588+j2.711 0.98 1.185 30.117+j17.096 0.117+j2.567 1.042 1.261 30.117+j17.096 0.117+j2.567 1.07 35.117+j19.67 0.117+j2.718 1.253 28.102+j15.797 0.102+j2.236 0.589+j13.292 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Chương VI TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN Tính điện áp nút mạng điện: Chọn góp 110kV hệ thống nút điện áp sở Điện áp góp cao áp nhà máy điện phụ tải cực đại 110%, phụ tải cực tiểu 105%, cố nặng nề 110% điện áp định mức Nên chế độ phụ tải cực đại chế độ sau cố, chọn điện áp Ucs=110kV; chế độ cực tiểu lấy Ucs= 115,5kV 1.1 Chế độ cực đại (Ucs= 121kV) Đường dây N-1: Điện áp góp cao áp trạm bằng: P'.Rd + Q'.Xd U U1= Ucs- cs 39.178 * 6.2 + 22.15 * 8.6 = 121= 117.42 kV 121 Điện áp góp hạ áp trạm quy cao áp: P R + Q X =UU b b b b 38.138 * 0.935 + 21.604 * 21.75 = 117.42=113.11 kV 117.42 U1q 1 Tính điện áp cho đường dây lại thực tương tự Kết tính điện áp góp hạ áp trạm quy điện áp cao chế độ phụ tải cực đại cho bảng Bảng 6.1- Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp: Trạm biến áp Ui (kV) Uiq (kV) 117.42 113.11 113.94 107.63 115.63 111.17 115.29 110.81 1.2 Tính chế độ cực tiểu (Ucs=115.5 kV) Đường dây N-1: Điện áp góp trạm bằng: P '.Rd + Q'.Xd U1= Ucs- U cs 19.34 * 6.2 + 10.094 * 8.6 = 115.5= 113.71 kV 115.5 Điện áp góp hạ áp trạm quy cao áp: 40 40 115.5 111.51 114.65 110.49 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực P R + Q X =UU b b b b 19.069 *1.87 + 10.804 * 43.5 = 113.71=109.26 kV 113.71 U1q 1 Tính toán tương tự cho đường dây lại kết cho bảng 6.2 Bảng 6.2- Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp Trạm biến áp Ui (kV) Uiq (kV) 113.71 109.26 112.23 109.31 112.89 108.31 112.73 108.15 112.84 108.76 112.48 108.24 1.3 Tính chế độ cố (Ucs=121 kV) Sự cố xảy ngừng cung cấp mạch điện đường dây nối từ nguồn đến phụ tải mạch đường dây Không xét cố xếp chồng Đường dây N-1: Điện áp góp cao áp trạm bằng: P '.Rd + Q'.Xd U U1= Ucs- cs 40.175 * * 6.2 + 24.179 * * 8.6 = 121= 113.45 kV 121 Điện áp góp hạ áp trạm quy cao áp: P R + Q X =UU b b b b 38.138 * 0.935 + 21.609 * 21.75 = 113.45=108.99 kV 113.45 U1q 1 Tính điện áp cho đường dây lại thực tương tự Kết tính điện áp góp hạ áp trạm quy điện áp cao chế độ cố cho bảng Bảng 6.3- Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp: Trạm biến áp Ui (kV) Uiq (kV) 113.45 108.99 113.94 107.62 109.43 104.72 108.63 103.88 109.04 104.81 107.07 102.62 Điều chỉnh điện áp mạng điện: Hầu hết phụ tải mạng thiết kế hộ tiêu thụ loại I có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Đồng thời giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp trạm chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu sau cố khác tương đối nhiều Do để đảm bảo chất lượng điện áp cung cấp cho hộ tiêu thụ cần sử dụng máy biến áp điều chỉnh điện áp tải Các trạm dùng MBA loại 32000/110 loại 25000/110 có phạm vi điều chỉnh 9x1.78%, Ucđm=115kV, Uhđm= 10.5kV 41 41 ± Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Đối với trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, độ lệch điện áp góp hạ áp trạm quy định sau: Trong chế độ phụ tải cực đại: dUmax% = +5% Trong chế độ phụ tải cực tiểu: dUmin% = 0% ÷ Trong chế độ sau cố: dUsc% = +5% Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm xác định theo công thức sau: Uyc= Uđm + dU%*Uđm Trong Uđm điện áp định mức mạng điện hạ áp Đối với mạng điện thiết kế Uđm = 10 kV nên điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm phụ tải cực đại bằng: × 10 Uycmax = 10+ 100 =10.5 kV Khi phụ tải cực tiểu: × 10 Uycmin= 10+ 100 = 10 kV Trong chế độ sau cố: × 10 Uycsc=10+ 100 = 10.5 kV Kết tính điện áp góp hạ áp trạm , quy đổi phía điện áp cao chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu, sau cố cho bảng: Bảng 6.4- Chế độ điện áp góp hạ áp quy đổi phía cao áp Trạm BA Uqmax kV Uqmin kV Uqsc kV 113.11 109.26 108.99 107.63 109.31 107.62 111.17 108.31 104.72 110.81 108.15 103.88 111.51 108.76 104.81 110.49 108.24 102.62 Sử dụng máy biến áp điều chỉnh điện áp tải cho phép thay đổi đầu điều chỉnh không cần cắt máy biến áp Do cần chọn đầu điều chỉnh riêng cho chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu sau cố Để thuận tiện tính trước điện áp tương ứng với đầu điều chỉnh MBA Kết tính MBA chọn cho bảng Bảng 6.5- Thông số điều chỉnh MBA điều chỉnh tải Thứ tự đầu điều chỉnh 42 Điện áp bổ sung, % +16.02 +14.24 +12.46 +10.68 +8.90 +7.12 +5.34 Điện áp bổ sung, kV Điện áp đầu điều chỉnh, kV +18.45 133.45 +16.40 131.40 +14.35 129.35 +12.30 127.30 +10.25 125.25 +8.20 123.20 +6.15 121.15 42 Đồ án môn học lưới điện 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Thiết kế lưới điện khu vực +3.56 +1.78 -1.78 -3.56 -5.34 -7.12 -8.90 -10.68 -12.46 -14.24 -16.02 +4.10 +2.05 -2.05 -4.10 -6.15 -8.20 -10.25 -12.30 -14.35 -16.40 -18.45 119.10 117.05 115.00 112.95 110.90 108.85 106.80 104.75 102.70 100.65 98.60 96.55 2.1 Chọn đầu điều chỉnh máy biến áp trạm 1: a Chế độ phụ tải cực đại: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp xác định theo công thức: U U = U q max hdm 113.11 *11 = 10.5 =118.5 kV Uđcmax yc max Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=8, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utcmax= 119.10 kV Điện áp thực góp hạ áp bằng: U U = U q max hdm = 113.11 *11 119.10 = 10.45 kV Utmax tc max Độ lệch điện áp góp hạ áp bằng: U tc max U − U dm 100 = 10.45 − 10 × 100 10 = 4.5% ∆Umax% = dm Như đầu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn phù hợp b Chế độ phụ tải cực tiểu Điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA U U = U q hdm = 109.26 *11 10 =120.24 kV Uđcmin yc Chọn n=7, Utcmin= 121.15 kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: 109.31 *11 Utmin= 121.15 = 9.92 kV Độ lệch điện áp bằng: 9.92 − 10 × 100 ∆Umin% = = -0.8% 10 43 43 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực c Chế độ sau cố: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA U U = U qsc hdm = 108.99 *11 10.5 =114.18 kV Uđcsc y cs c Chọn n=10, Utcsc= 115 kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: 108.99 *11 Utmin= 115 = 10.43 kV 10.43 − 10 × 100 Độ lệch điện áp bằng:∆Umin% = = 4.3% 10 2.2 Chọn đầu điều chỉnh MBA trạm lại Chọn đầu điều chỉnh MBA lại tiến hành tương tự Kết tính toán điều chỉnh điện áp mạng điện cho bảng Bảng 6.6- Thông số đường dây mạng điện Trạm BA Utcmax, kV 119.1 112.95 117.05 117.05 117.05 115 Utcmin, kV 121.15 121.15 119.1 119.1 119.1 119.1 Utcsc, kV 115 112.95 108.85 108.85 108.85 106.8 Utmax, kV 10.45 10.48 10.45 10.41 10.48 10.57 Utmin, kV 9.9207 9.9251 10.004 9.9889 10.045 9.9967 Utsc, kV 10.43 10.48 10.58 10.5 10.59 10.57 ∆Umax, % 4.5 4.8 4.5 4.1 4.8 5.7 ∆Umin, % -0.79 -0.75 0.04 -0.11 0.45 -0.03 ∆Usc, % 4.3 4.8 5.8 5.9 5.7 Chương VII TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN Vốn đầu tư xây dựng mạng điện Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức: K = Kđ + Kt Trong đó: K đ: Vốn đầu tư xây dựng đường dây Kt: Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp Ở phần trước tính vốn đầu tư xây dựng đường dây có giá trị: K đ= 138.914.109 đ Vốn đầu tư cho trạm hạ áp xác định theo bảng 7.3 Trong hệ thống điện thiết kế có trạm hạ áp, trạm có 2MBA, trừ trạm số cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại III nên đặt MBA Tổng hệ thống có trạm đặt máy biến áp có công suất 32000MVA trạm đặt máy biến áp có công suất 25000MVA trạm đặt máy biến áp có công suất 25000MVA Vốn đầu tư cho trạm hạ áp bằng: 44 44 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực KMBA=2*1.8*22000.106 + 3*1.8*19000.106 + 19000.106= 200.8.109 đ Tổng vốn đầu tư để xây dựng mạng điện bằng: K= 138.914.109 + 200.8.109 = 339.714.109 đ Tổn thất công suất tác dụng mạng điện Tổn thất mạng điện gồm có tổn thất công suất đường dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại Theo kết tính toán mục tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây bằng: ∆Pd = 7.244 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây MBA có giá trị: ∆Pb = 0.695 MW Tổng tổn thất công suất lõi thép máy biến áp xác định : ∑ P ∆ io = 2*2*0.035+ 3*2*0.029 + 0.029 =0.343 MW ∆Po = Tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện bằng: ∆P = ∆Pd + ∆Pb + ∆Po = 7.244 + 0.695 + 0.343 = 8.282 MW Tổn thất công suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm % bằng: ∆P 8.282 ∆P% = ∑ Pmax 100 = 181 100= 4.58% Tổn thất điện mạng điện Tổng tổn thất điện mạng điện xác định theo công thức: ∆A = (∆Pd + ∆Pb).τ + ∆Po t Trong đó: τ - Thời gian tổn thất công suất lớn t- thời gian máy biến áp vận hành năm Bởi máy biến áp vận hành song song năm nên t = 8760h Thời gian tổn thất công suất lớn tính theo công thức: τ = (0.124+T max.10-4)*8760 = (0.124+5000.10-4)*8760= 3411 h Tổng tổn thất điện mạng điện bằng: ∆A =(7.244 + 0.695)* 3411 + 0.343*8760 = 30084.609 MW.h Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm bằng: ∑P T max = 181*5000 = 905.103 MWh A= max Tổn thất mạng điện tính theo phần trăm %: ∆A 30084 609 100 = × 100 A ∆A% = = 3.32% 905.10 Tính chi phí giá thành tải điện a Chí phí vận hành hàng năm Các chi phí vận hành năm mạng điện: Y = avhd.Kd + avht.KMBA + ∆A.c Trong 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 1kW.h điện tổn thất.c= 500đ 45 45 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Y = 0.04*138.914.109 + 0.1* 200.8.109 + 30084.609.103.500 = 40.679.109 đ b Chi phí tính toán hàng năm: Z = atc.K+ Y atc: hệ số định mức hiệu vốn đầu tư(atc= 0.125) Z = 0.125*339.714.109 + 40.679.109 = 83.143 109 đ c Giá thành truyền tải điện Y = β=A 40.679.10 905.10 =44.95 đ/kW.h d Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại K ∑P = 339.714.10 181 Ko = = 1.877.109 đ/MW max Kết tính tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp bảng Bảng 7.1- Các tiêu kinh tế-kỹ thuật hệ thống điện thiết kế Các tiêu 1.Tổng công suất phụ tải cực đại Tổng chiều dài đường dây Tổng công suất MBA hạ áp 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 ∆Umaxbt ∆Umaxsc 10 Tổng tổn thất công suất ∆P 11 Tổng tổn thất công suất ∆P% 12 Tổng tổn thất điện ∆A 13 Tổng tổn thất điện ∆A% 14 Chi phí vận hành hàng năm 15 Chi phí tính toán hàng năm 16 Giá thành truyền tải điện β 17 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại 46 46 Đơn vị MW Km MVA 109 đ 109 đ 109 đ MWh % % MW % MWh % 109 đ 109 đ đ/kW.h 109 đ/MW Giá trị 181 389.6 303 339.714 138.914 200.8 905.103 6.17 11.8 8.282 4.58 30084.609 3.32 40.679 83.143 44.95 1.877 [...]... 28.16+j13.69 2.506 8 28.102+j15.79 0.102+j2.236 Tổng 189.285+j89.72 7.244+j8.70 0.695+j15.56 4 8 8 N-5 2.59 3.033 6 33 33 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực 34 34 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực 1.3 Cân bằng chính xác công suất trong mạng điện: Công suất tác dụng: ∑P =∑P F y/c = PN-1+PN-2 + PN-3 + PN-4 + PN-5 + PN-6 = 39.178 + 21.105 + 31.434+ 31.51 + 36.528 + 29.53 =189.285... vận hành bình thường và sự cố đều thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp: ∆Umax bt% =∆UN-1-2 bt% =7.58% ∆Umax sc% = ∆UN-6 sc% = 11.8% 17 17 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Phương án III: Sơ đồ mạng điện của phương án III: 5 1 2 6 N 3 4 Chọn điện áp định mức của mạng điện: Bảng3.7- Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện: Nhánh N-1 1-2 N-3 3-4 N-5 5-6 Công suất truyền tải P... án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Bảng3.1: Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện Nhánh Công suất truyền tải P MW 38 20 30 30 35 28 N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 Chiều dài đường dây l, km 40 72 63 67 67 80.6 Điện áp tính toán U, kV 110.48 85.928 101.13 101.5 108.67 99.782 Điện áp định mức của mạng Uđm, kV 110 Dựa vào bảng số liệu tính toán, ta chọn mức điện áp của mạng điện Uđm=... 14.74 14.405 17.732 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực 3.Tính tổn thất điện áp trong mạng điện: Tính tổn thất điện áp trên đoạn đường dây N-1-2: Tổn thất điện áp trên đoạn N-1: P R +Q X U N −1 1 N −1 2 1 100% = 58 * 3.8 + 28.086 * 8.3 ∆UN-1%= dm Tổn thất điện áp trên đoạn 1-2: 20 *13.86 + 9.686 *19.22 2 110 2 110 100%= 3.75% 100% ∆U1-2%= = 3.83% Tổn thất điện áp trên đường dây N-1-2: ∆UN-1-2%=... 10.5 10 11.8 ∆Umax bt%= 6.17% ∆Umax sc%= 11.8% Thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép Đối với các phương án còn lại ta tính toán tương tự như đối với phương án I 14 14 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Phương án II: Sơ đồ mạng điện phương án II: 5 1 2 6 N 3 4 1 Chọn điện áp định mức của mạng điện: Tính cấp điện áp của nhánh N-2: Dòng công suất chạy trên đoạn N-1: SN-1= S1+S2 = 38... thống điện Sơ đồ ở bản vẽ A0 29 29 43.5 55.9 kVAr 240 200 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Chương V TÍNH TOÁN SỰ PHÂN BỐ CÔNG SUẤT Để đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thiết kế, cần xác định các thông số chế độ xác lập trong các trạng thái phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố khi phụ tải cực đại Khi xác định các dòng công suất và các tổn thất công suất, ta lấy điện. .. án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực 3 Tính tổn thất điện áp: Tổn thất điện áp phải đảm bảo: ÷ Trong chế độ làm việc bình thường : ∆Umax bt% = 10 15% ÷ Trong chế độ làm việc sự cố: ∆Umax sc% = 20 25% Tính tổn thất điện áp trên nhánh thứ i trong chế độ vận hành bình thường: P R + Q X 100 = U i i i i 2 ∆Ui bt dm Trong đó: Pi, Qi: Công suất chạy trên nhánh thứ i Ri, Xi: Điện trở và điện kháng... học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Bảng3.9- Tổn thất điện áp trên các đường dây trong mạng điện Nhánh N-1 1-2 N-3 3-4 N-5 5-6 S (MVA) 58 + j28.09 20 + j9.686 60 + j29.05 30 + j14.53 63 + j30.51 28 + j13.56 R (Ω/km) 3.8 13.9 5.99 10.5 6.37 9.39 X (Ω/km) 8.3 19.22 13.07 11 13.9 9.834 ∆Ubt% 3.75 3.83 6.11 3.92 6.82 3.27 ∆Usc% 7.5 3.83 12.2 7.85 13.6 6.55 Từ bảng kết quả trên ta thấy tổn thất điện. .. 0.751 8.116 K0.106 (đ/km) 283 354 283 208 403 208 Kết quả trong bảng cho thấy, tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện: ∆P = 8.116 MW Tổng vốn đầu tư xây dựng các đường dây:K= 141030 106 đ Tổn thất điện năng trong mạng điện có giá trị: 26 26 K.106 (đ) 18112 22302 20240 22298 43202 14876 141030 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực ∆A= 8.116*3411 =27683.676 MW.h Chi phí vận hành... 50 + 67 + 63 = 30.67+j14.85 MVA 20 20 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Dòng công suất chạy trên đoạn N-4: SN-4= (S3+S4)- SN-3 = (30+j14.53+30+j14.53)-(30.67+j14.85)= 29.33+j14.21 MVA Dòng công suất chạy trên đoạn 3-4: S3-4= SN-3 – S3= 30.67+j14.85 – (30+j14.53)= 0.67+j0.32 MVA Bảng3.13- Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện: Nhánh Công suất truyền tải P MW 58 20 30.67 ... N-5 2.59 3.033 33 33 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực 34 34 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực 1.3 Cân xác công suất mạng điện: Công suất tác dụng: ∑P =∑P F... án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Chương VI TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN Tính điện áp nút mạng điện: Chọn góp 110kV hệ thống nút điện áp sở Điện áp góp... học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực CÁC PHỤ TẢI Yêu cầu hệ thống điện: Phải đảm bảo chất lượng điện Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện Giá thành điện tối ưu Phải đảm bảo an toàn Nguồn điện: