Thiết kế cung cấp điện cho các phụ tải

Mục lụcChương I:Phân tích nguồn và phụ tải.Chương II:Cân bằng công suất trong hệ thống điện.Chương III:Lựa chọn cấp điện áp.Chương IV:Các phương án nối dây của mạng điện và phương án tối ưu.Chương V:Chọn máy biến áp và sơ đồ nối điện chính.Chương VI:Tính toán các chế độ của lưới điện.Chương VII:Tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện

PHẦN I: KHÁI QUÁT • Đặt vấn đề Điện dạng lượng sử dụng rộng rãi tất lĩnh vực hoạt động kinh tế đời sống người Căn vào nguồn lượng cần thiết chúng em sâu vào nghiên cứu đề tài “ thiết kế cung cấp điện cho phụ tải” Các phụ tải hộ tiêu thụ điện bao gồm thiết bị sử dụng điện riêng biệt tập hợp tất thiết bị Thiết bị sử dụng điện động điện đồng bộ, không đồng bộ, lò điện cảm, máy hàn điện thiết bị chiếu sáng khác… Phụ tải điện đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ hộ dùng điện Dựa vào yêu cầu liên tục cung cấp điện, phụ tải điện (hộ tiêu thụ) phân thành loại: 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 quốc dân Hộ loại II: hộ tiêu thụ 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 • Mục tiêu ý nghĩa đề tài • Mục tiêu: • Hiểu phân tích cấu trúc hệ thống cung cấp điện Tính toán khoa học sơ đồ đầu nối, thiệt hại kinh tế lắp đặt • Ý nghĩa đề tài: • Môn học giúp nắm bắt quy trình thiết kế mạng điện cung cấp cho hộ tiêu thụ • 1 Mục lục Chương I: Phân tích nguồn phụ tải Chương II: Cân công suất hệ thống điện Chương III: Lựa chọn cấp điện áp Chương IV:Các phương án nối dây mạng điện phương án tối ưu Chương V: Chọn máy biến áp sơ đồ nối điện Chương VI: Tính toán chế độ lưới điện Chương VII: Tính toán tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện 2 Chương I Phân tích nguồn phụ tải • • Các số liệu nguồn cung cấp phụ tải Sơ đồ địa lý: dựa vào sơ đồ phân bố phụ tải nguồn ta xác định khoảng cách chúng hình vẽ: • Nguồn điện: Mạng điện gồm nguồn cung cấp: Nhà máy: Là nhà máy nhiệt điện có thông số: • Công suất đặt: P1 = x 50 = 200 MW • Hệ số công suất cos = 0,85 • Điện áp định mức: Uđm = 10,5 KV Các hộ tiêu thụ Các số liệu Pmax (MW) 20 26 28 32 34 22 Pmin(MW) 10 13 14 16 17 11 Cos 0,8 0,85 0,7 0,75 0,72 0,7 Qmax(MVAr) 15 16,11 28,6 21,2 23,6 15.7 Qmin(MVAr) 7.5 8.1 14,3 10,6 11,8 7,85 Smax(MVA) 25 30,6 31,8 38,4 41,4 27 Smin(MVA) 12,5 15,3 15,9 19,2 20,7 13,5 Loại hộ phụ tải III I I I I III Yêu cầu điều chỉnh điện áp Điện áp danh định lưới điện thứ cấp (KV) T T KT KT T T 22 Phụ tải cực tiểu 50% phụ tải cực đại Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000h 3 • Phân tích nguồn phụ tải Hệ thống điện cung cấp nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện có đặc điểm chủ động nguồn lượng, xây dựng gần nơi tiêu thụ điện, vốn xây dựng rẻ, nhanh Nhưng lại tiêu tốn nhiên liệu, ô nhiễm môi trường, hiệu suất thấp vận hành linh hoạt Các phụ tải có công suất lớn bố trí xung quanh nguồn điện nên thuận lợi cho việc cung cấp điện cho phụ tải Xung quanh nhà máy nhiệt điện phụ tải 1, 2, 3, 4, 5, có khoảng cách 31,6km; 42,4km; 40km; 51km; 31,6km; 42,4km Tổng công suất nguồn 200MW Tổng công suất phụ tải xung quanh nguồn 162MW Do khoảng cách nhà máy phụ tải tương đối lớn nên ta dùng đường dây không để dẫn điện Các hộ loại I phụ tải quan trọng, ngừng cung cấp điện gây ảnh hưởng lớn đến an ninh, trị, xã hội, gây thiệt hại lớn kinh tế Do yêu cầu cung cấp điện phải đảm bảo tính liên tục mức độ cao nên ta phải thiết kế phụ tải cung cấp đường dây lộ kép cung cấp theo mạch vòng kín Các hộ loại phụ tải không quan trọng điện, không gây thiệt hại lớn nên phụ tải cần cung cấp đường dây đơn Đối với dây dẫn để đảm bảo độ bền yêu cầu khả dẫn điện nên ta dùng loại dây AC để truyền tải điện Đối với cột điện tùy vị trí mà ta dùng cột bê tông hay cột sắt Với cột đỡ dùng cột bê tông, vị trí góc, vượt sông, vượt đường quốc lộ ta dùng cột sắt Về mặt bố trí dây dẫn cột để đảm bảo kinh tế, kỹ thuật ta bố trí tuyến cột 4 Chương II Cân công suất hệ thống điện • Mục đích Đặc điểm đặc biệt ngành sản xuất điện điện nhà máy điện hệ thống sản xuất cân với điện tiêu thụ phụ tải Cân công suất hệ thống điện trước hết xem khả cung cấp điện tiêu thụ hệ thống có cân không Sau sơ định phương thức vận hành cho nhà máy điện Trong chế độ vận hành cực đại cực tiểu chế độ cố dựa vào khả cấp điện nguồn điện Cân công suất nhằm ổn định chế độ vận hành hệ thống điện Cân công suất có tác dụng để giữ tần số bình thường hệ thống Để giữ điện áp bình thường ta cần phải có cân công suất phản kháng hệ thống nói chung khu vực nói riêng Mặt khác thay đổi điện áp ảnh hưởng đến thay đổi tần số ngược lại • Cân công suất tác dụng Ta có công thức: Trong đó: +là tổng công suất tác dụng định mức nhà máy điện = PNguồn điện = 200 MW + tổng công suất tác dụng cực đại hộ tiêu thụ m: hệ số đồng thời, lấy m = +: tổn thất công suất đường dây trạm biến áp +: Là tổng công suất tác dụng tự dùng nhà máy điện Ta chọn: +: Tổng công suất tác dụng dự trữ toàn hệ thống = - m-Thay số vào ta có: + Công suất phụ tải cực đại: + Tổng tổn thất công suất : 5 + Công suất tự dùng nhà máy điện: = 0.08 x (162 + 16,2) = 14,256 MW + Công suất dự trữ = 200 - 162 - 16,2 – 14,256 = 7,544 MW • Cân công suất phản kháng Ta có phương trình cân công suất phản kháng: Trong đó: m: hệ số đồng thời, m = : tổng công suất phản kháng định mức nhà máy điện = tgf • • : tổng công suất phản kháng cực đại phụ tải • : tổng tổn thất công suất phản kháng đường dây mạng điện • : tổng công suất phản kháng dung dẫn đường dây cao áp sinh hệ thống điện Trong tính sơ bộ, với mạng điện 110KV ta coi:= • : Tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp • : tổng công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện: =.tantd (chọn cos = 0,85 => tantd = 0,62) • : tổng công suất phản kháng dự trữ toàn hệ thống Ta lấy công suất phản kháng tổ máy Thay số vào ta có • Tổng công suất phản kháng định mức: = Pnguồn điện tan = 200 x 0,62 = 124 (MVAr) • Tổng công suất phản kháng cực đại phụ tải: = P1.tan + P2.tan + (P3 + P6).tan + P4.tan+ tan = 20 + 26 + (28+22) + 32 + 34 = 143,116 MVAr • Tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp = 15%.143,116 = 21,5 MVAr • Tổng công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện = tan = 14,256 0,62 = 8,84 MVAr • Tổng công suất phản kháng dự trữ toàn hệ thống điện = PFND.0,62 = 50 x 0,62 = 31 MVAr • Phương trình cân công suất phản kháng: = 143,116 + 21,5 + 8,84 + 31 = 204,5 MVAr = 204,5 - Qf = 204,5 – 124 = 80,5 MVAr 7 Chương III Lựa chọn cấp điện áp • Nguyên tắc chung Lựa chọn cấp điện áp vận hành cho mạng điện nhiệm vụ quan trọng, trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến tiêu kinh tế, kỹ thuật mạng điện Để chọn cấp điện áp hợp lý phải thỏa mãn yêu cầu sau: • Phải đáp ứng yêu cầu mở rộng phụ tải sau • Cấp điện áp phải phù hợp với tình hình lưới điện phù hợp với tình hình lưới điện quốc gia • Bảo đảm tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải qui phạm Từ công thức ta thấy điện áp cao nhỏ, truyền tải công suất lớn • Tổn thất công suất: Khi điện áp cao tổn hao công suất bé, sử dụng kim loại màu ( dòng điện nhỏ ) Tuy nhiên lúc điện áp tằng cao chi phí cho xây dựng mạng điện lớn giá thành thiết bị bị tăng cao • Tính toán cấp điện áp mạng điện Việc lựa chọn cấp điện áp mạng điện chủ yếu dựa vào kinh nghiệm tổng kết Theo công thức kinh nghiệm: UI : Điện áp đường dây thứ i lI : chiều dài đường dây thứ I (km) PI: Công suất tác dụng truyền tải đường dây thứ I (MW) 8 Hình vẽ thể sơ đồ phụ tải đến nguồn điện Dựa vào kết tính toán theo công thức chọn cấp điện áp cho mạng lưới điện thiết kế 110KV Mạng điện 110KV cần chọn dây có tiết diện F 70mm để giảm tổn thất vầng quang 9 Chương IV Các phương án nối dây mạng điện chọn phương án tối ưu • • Những yêu cầu mạng điện • Cung cấp điện liên tục • Đảm bảo chất lượng điện • Đảm bảo tính linh hoạt cao • Đảm bảo an toàn Lựa chọn dây dẫn • Dây đồng Là dây dẫn chế tạo kim loại đồng, vật liệu dẫn điện tốt Đồng có điện trở suất nhỏ, có ứng suất kéo dây đồng phụ thuộc vào trình công nghệ chế tạo đạt ứng suất cao Ngoài đồng có bề mặt bao bọc lớp oxit đồng, dây đồng có khả chống ăn mòn tốt Nhưng đồng kim loại quý đắt tiền Vì dây đồng dùng mạng điện đặc biệt • Dây nhôm Là kim loại phổ biến thiên nhiên Điện trở suất lớn đồng khoảng 1,6 lần, nhôm có lớp oxit nhôm bên nên có tác dụng chống ăn mòn khí Nhược điểm chủ yếu dây nhôm độ bền tương đối nhỏ Do người ta không sản xuất dây nhôm trần sợi Dây nhôm nhiều sợi dùng cho mạng phân phối điện áp đến 35KV • Dây nhôm lõi thép Là dây nhôm có lõi dây thép để khắc phục nhược điểm độ bền dây nhôm dây dẫn sử dụng phổ biến đường dây không điện áp từ 35KV trở lên • Tính toán so sánh kỹ thuật phương án • Các tiêu chuẩn để so sánh mặt kỹ thuật phương án • Chọn tiết diện dây dẫn Trong mạng điện thiết kế dự kiến dùng dây AC Các dây mắc cột theo hình tam giác, khoảng cách Dtb = 5m Tiết diện dây dẫn chọn theo mật độ kinh tế (Jkt) Trong đó: với n số lộ đường dây Từ đầu ta có Tmax = 5000h Tra bảng ta Jkt = 1,1A/mm2 • Kiểm tra lại theo điều kiện sau + Kiểm tra tổn thất điện áp: 10 10 • Sơ đồ nối dây trạm biến áp nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện: Thanh góp nhà máy nhiệt điện phải đảm bảo cung cấp điện liên tục linh hoạt vận hành sửa chữa Số mạch vào trạm lớn, công suất truyền tải qua trạm lớn xét đến khả phát triển phụ tải tương lai, với trạm nguồn điện ta dùng hệ thống hai góp Số lộ vào trạm NĐ: • Một lộ đến phụ tải • Hai lộ đến phụ tải • Hai lộ đến phụ tải • Hai lộ đến phụ tải • Hai lộ đến phụ tải • Một lộ đến phụ tải • lộ từ nhà máy đến góp cung cấp điện Sơ đồ nối dây trạm biến phân phối truyền tải 34 34 Cơ sở chọn sơ đồ góp trạm phân phối truyền tải: • Căn vào nhu cầu cung cấp điện phụ tải • Căn vào phương án nối dây trạm mạng điện • Căn vào số lộ vào trạm, số lượng MBA trạm Ta chọn sơ đồ nối dây trạm phải đảm bảo tính cung cấp điện liên tục, phải linh hoạt tổ chức vận hành sửa chữa trạm, bố trí đơn giản tốn thiết bị đảm bảo an toàn kinh tế Đối với phụ tải loại I ta sử dụng sơ đồ cầu có máy cắt Có loại sơ đồ cầu sơ đồ cầu sơ đồ cầu Việc lựa chọn sơ đồ cầu hay sơ đồ cầu phụ thuộc vào khoảng cách truyền tải thay đổi công suất phụ tải so với công suất giới hạn Khoảng cách truyền tải L > 70km, chọn sơ đồ cầu L < 70km chọn sơ đồ cầu Công suất giới hạn: : Sgh = SđmB Nếu Spt < Sgh để vận hành kinh tế ta dùng sơ đồ cầu ngoại Nếu Spt > Sgh để vận hành kinh tế ta dùng sơ đồ cầu Bảng số liệu khoảng cách tính công suất giới hạn: Phụ tải l (km) SđmB (MVA) P0 (MW) PN (MW) Spt (MVA) Sgh (MVA) 42,4 32 35 145 15,3 22,234 40 32 35 145 15,9 22,234 51 40 42 175 19,2 27,713 31,6 40 42 175 20,7 27,713 Các trạm cuối có Spt < Sgh khoảng cách truyền tải l < 70km nên ta chọn sơ đồ trạm sơ đồ cầu ngoài: Đối với phụ tải loại III (phụ tải 8) ta sử dụng sơ đồ máy cắt dao cách ly 35 35 Chương VI Tính toán chế độ lưới điện Chế độ phụ tải cực đại 1.Phân bố công suất đoạn NĐ-1 • Sơ đồ thay thế: • Thông số đường dây trạm biến áp: Spt1= 20 + j15 MVA Zd1= 7,3 + j6,8 • • Tổn thất công suất trạm biến áp 1: Công suất trạm biến áp là: S'1= SB1 + S1 = (0,15 + j2,3) + (20 + j15) = 20,15 + j17,3 MVA • Công suất cuối đường dây là: S''I = S'1 - jQC2 = 20,15 + j17,3 – j1,0043 = 20,15 + j16,3 MVA • Tổn thất công suất đường dây là: • = 0,4 + j0,4 MVA • Công suất đầu đường dây là: S'I = Sd + S''I = (0,4 + j0,4) + (20,07 + j14,7) = 20,47 + j15,1 MVA • Công suất cần có cao áp NĐ là: SI = S'I - jQC1 = 20,47 + j15,1 – j1,0043 = 20,47 + j14,1 MVA Phân bố công suất đoạn NĐ-2: • Sơ đồ thay thế: • Thông số đường dây trạm biến áp 2: S2= 26 + j16 Zd2= 9,8 + j9,33 • Tổn thất công suất trạm biến áp 2: Công suất trạm biến áp là: S'2= SB2 + S2 = (0,168 + j3,3) + (26 + j16) = 26,2 + j19,3 MVA • Công suất cuối đường dây là: S''II = S'2 - jQC2 = 26,2 + j19,3 - j1,4 = 26,2 + j17,9 MVA • Tổn thất công suất đường dây là: • = 0,8 + j 0,78 MVA 36 36 Công suất đầu đường dây là: S'II = Sd + S''II = (0,8 + j 0,78) + (26,2 + j17,9) = 27 + j18,68 MVA • Công suất cần có cao áp NĐ là: SII = S'II - jQC1 = 27 + j18,68 - j1,4 = 27 + j17,28 MVA • Phân bố công suất đoạn NĐ-3 • Sơ đồ thay thế: • Thông số đường dây trạm biến áp 3: S3= 28 + j28,6 MVA Zd3= 9,2 + j 8,8 • Tổn thất công suất trạm biến áp là: Công suất trạm biến áp 3: S'3= SB3 + S3 = (0,18 + j3,6) + (28 + j28,6) = 28,18 + j32,2 MVA • Công suất cuối đường dây là: S''III = S'3 - jQC2 = 28,18 + j32,2 - j1,3 = 28,18 + j30,9 MVA • Tổn thất công suất đường dây là: • = 1,33 + j1,3 MVA • Công suất đầu đường dây là: S'III = Sd + S''III = (1,33 + j 1,3) + (28,07 + j28,37) = 29,43 + j29,67 MVA • Công suất cần có cao áp NĐ là: SIII = S'III - jQC1 = 29,43 + j29,67 - j1,3= 29,43 + j28,37 MVA Phân bố công suất đoạn NĐ-4: • Sơ đồ thay thế: • Thông số đường dây trạm biến áp 4: S4= 32 + j28,2 MVA Zd4= 8,67 + j 11,22 37 • Tổn thất công suất trạm biến áp là: • Công suất trạm biến áp là: 37 S'4= SB4 + S4 = () + (32 + j28,2) = 32,6 + j33,8MVA • Công suất cuối đường dây là: S''IV = S'4 - jQC2 = 32,6 + j33,8 - j1,7 = 32,6 + j32,1 MVA • Tổn thất công suất đường dây là: = 1,5 + j1,94 MVA • Công suất đầu đường dây là: S'IV = Sd + S''IV = (1,5 + j1,94) + (32,46 + j28,3) = 33,96 + j30,24 MVA • Công suất cần có cao áp NĐ SIV = S'IV - jQC1 =33,96 + j30,24 - j1,7 = 33,96 + j28,54 MVA Phân bố công suất đoạn NĐ-5: • Sơ đồ thay thế: • Thông số đường dây trạm biến áp 5: S5= 34 + j32,8 MVA Zd4= 5,4 + j7 • Tổn thất công suất trạm biến áp là: Công suất trạm biến áp là: S'5= SB5 + S5 = () + (34 + j32,8) = 34,47 + j35MVA • Công suất cuối đường dây là: S''V = S'5 - jQC2 = 34,47 + j35 - j1,03 = 34,47 + j34,03 MVA • Tổn thất công suất đường dây là: • = 1,05 + j1,4 MVA • Công suất đầu đường dây là: S'V = Sd + S''V = (1,05 + j1,4) + (34,47 + j34,03) = 35,52 + j35,43 MVA • Công suất cần có cao áp NĐ SV = S'V - jQC1 =35,52 + j35,43 - j 1,03 = 35,52 + j34,4 MVA Phân bố công suất đoạn NĐ-6 • Sơ đồ thay thế: 38 38 • Thông số đường dây trạm biến áp 6: S6= 22 + j22,4 MVA Zd6= 9,8 + j9,33 • Tổn thất công suất trạm biến áp là: Công suất trạm biến áp là: S'6= SB6 + S6 = () + (22 + j22,4) = 22,122 + j25,7 MVA • Công suất trạm biến áp là: S''VI = S'6 - jQC2 = 22,122 + j25,7 - j1,4 = 22,122 + j24,3 MVA • Tổn thất công suất đường dây là: • = 0,87 + j0,83 MVA • Công suất đầu đường dây là: S'VI = Sd + S''VI = (0,87 + j0,83 ) + (22,122 + j24,3) = 23 + j25,13 MVA • Công suất cần có cao áp là: SVI = S'VI - jQC1 = 23 + j25,13 - j1,4 SVI = 23 + j23,73 MVA • Chế độ phụ tải cực tiểu Trong chế độ phụ tải công suất 0,5P max Để vận hành kinh tế trạm biến áp ta cần cắt bớt máy biến áp làm việc song song, việc cắt giảm thực khi: Spt-i < Sgh = SđmB Trong đó: tổn thất công suất lúc không tải tổn thất công suất lúc ngắn mạch n số máy biến áp làm việc song song Thay số tính toán ta xác định chế độ vận hành máy biến áp bảng kết sau: TBA Spt-i(MVA) SđmB(MVA) n (KW) (KW) Số máy Sgh(MVA) biến áp vận hành 15,3 32 35 145 22,234 15,9 32 35 145 22,234 19,2 40 42 175 27,713 20,7 40 42 175 27,713 39 39 Phân bố công suất đoạn NĐ-1: 1.Phân bố công suất đoạn NĐ-1 • Sơ đồ thay thế: • Thông số đường dây trạm biến áp: Spt1= 20 + j15 MVA Zd1= 7,3 + j6,8 • • Tổn thất công suất trạm biến áp 1: Công suất trạm biến áp là: S'1= SB1 + S1 = (0,07 + j0,75) + (20 + j15) = 20,07 + j15,75 MVA • Công suất cuối đường dây là: S''I = S'1 - jQC2 = 20,07 + j15,75 – j1,0043 = 20,07 + j14,7 MVA • Tổn thất công suất đường dây là: • = 0,38 + j0,35 MVA • Công suất đầu đường dây là: S'I = Sd + S''I = (0,38 + j0,35) + (20,07 + j14,7) = 20,45 + j15,05 MVA • Công suất cần có cao áp NĐ là: SI = S'I - jQC1 = 20,45 + j15,05 – j1,0043 = 20,43 + j14,05 MVA Phân bố công suất đoạn NĐ-2: • Sơ đồ thay thế: • Thông số đường dây trạm biến áp 2: S2= 26 + j16 Zd2= 9,8 + j9,33 • Tổn thất công suất trạm biến áp 2: Công suất trạm biến áp là: S'2= SB2 + S2 = (0,068 + j1,01) + (9,8 + j9,33) = 9,9 + j10,34 MVA • Công suất cuối đường dây là: S''II = S'2 - jQC2 = 9,9 + j10,34 - j1,4 = 9,9 + j8,94 MVA • Tổn thất công suất đường dây là: • = 0,75 + j 0,72 MVA 40 40 Công suất đầu đường dây là: S'II = Sd + S''II = (0,75 + j 0,72) + (9,9 + j8,94) = 10,65 + j9,66 MVA • Công suất cần có cao áp NĐ là: SII = S'II - jQC1 = 10,65 + j9,66 - j1,4 = 10,65 + j8,26 MVA • Phân bố công suất đoạn NĐ-3 • Sơ đồ thay thế: • Thông số đường dây trạm biến áp 3: S3= 28 + j28,6 MVA Zd3= 9,2 + j 8,8 • Tổn thất công suất trạm biến áp là: Công suất trạm biến áp 3: S'3= SB3 + S3 = (0,07 + j1,07) + (28 + j28,6) = 28,07 + j29,67 MVA • Công suất cuối đường dây là: S''III = S'3 - jQC2 = 28,07 + j29,67 - j1,3 = 28,07 + j28,37 MVA • Tổn thất công suất đường dây là: • = 1,22 + j1,17 MVA • Công suất đầu đường dây là: S'III = Sd + S''III = (1,22 + j 1,17) + (28,07 + j28,37) = 29,29 + j29,54 MVA • Công suất cần có cao áp NĐ là: SIII = S'III - jQC1 = 29,29 + j29,54 - j1,3= 29,29 + j28,24 MVA SIII = 29,29 + j28,24 MVA Phân bố công suất đoạn NĐ-4: • Sơ đồ thay thế: • Thông số đường dây trạm biến áp 4: S4= 32 + j28,2 MVA Zd4= 8,67 + j 11,22 41 • Tổn thất công suất trạm biến áp là: • Công suất trạm biến áp là: 41 S'4= SB4 + S4 = () + (32 + j28,2) = 32,46 + j30MVA • Công suất cuối đường dây là: S''IV = S'4 - jQC2 = 32,46 + j30 - j1,7 = 32,46 + j28,3 MVA • Tổn thất công suất đường dây là: = 1,3 + j0,82 MVA • Công suất đầu đường dây là: S'IV = Sd + S''IV = (1,3 + j0,82) + (32,46 + j28,3) = 33,76 + j29,12 MVA • Công suất cần có cao áp NĐ SIV = S'IV - jQC1 =33,76 + j29,12 - j1,7 = 33,76 + j27,42 MVA Phân bố công suất đoạn NĐ-5: • Sơ đồ thay thế: • Thông số đường dây trạm biến áp 5: S5= 34 + j32,8 MVA Zd4= 5,4 + j7 • Tổn thất công suất trạm biến áp là: Công suất trạm biến áp là: S'5= SB5 + S5 = () + (34 + j32,8) = 34,47 + j35MVA • Công suất cuối đường dây là: S''V = S'5 - jQC2 = 34,47 + j35 - j1,03 = 34,47 + j34,03 MVA • Tổn thất công suất đường dây là: • = 1,05 + j1,4 MVA • Công suất đầu đường dây là: S'V = Sd + S''V = (1,05 + j1,4) + (34,47 + j34,03) = 35,52 + j35,43 MVA • Công suất cần có cao áp NĐ SV = S'V - jQC1 =35,52 + j35,43 - j 1,03 = 35,52 + j34,4 MVA Phân bố công suất đoạn NĐ-6 • Sơ đồ thay thế: • Thông số đường dây trạm biến áp 6: S6= 22 + j22,4 MVA 42 42 Zd6= 9,8 + j9,33 • Tổn thất công suất trạm biến áp là: Công suất trạm biến áp là: S'6= SB6 + S6 = () + (22 + j22,4) = 22,062 + j24,3 MVA • Công suất trạm biến áp là: S''VI = S'6 - jQC2 = 22,062 + j24,3 - j1,4 = 14,069 + j22,9 MVA • Tổn thất công suất đường dây là: • = 0,6 + j0,56 MVA • Công suất đầu đường dây là: S'VI = Sd + S''VI = (0,6 + j0,56 ) + (14,069 + j22,9) = 14,7 + j23,5 MVA • Công suất cần có cao áp là: SVI = S'VI - jQC1 = 14,7 + j23,5 - j1,4 SVI = 14,7 + j22,1 MVA 43 43 Chương VII Tính toán tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện • Tính tổn thất điện mạng điện Ta tính cho chế độ phụ tải max Tổn thất điện mạng điện: A = Add + AB Trong đó: • Add tổn thất điện đường dây: Trong thực tế mạng điện, việc định phương án dựa sở so sánh mặt kỹ thuật kinh tế Điều quan trọng dựa nguyên tắc đảm bảo cung cấp điện kinh tế để định sơ đồ nối dây mạng điện Tiêu chuẩn để so sánh phương án mặt kinh tế phí tổn tính toán hàng ngày bé Phí tổn tính toán hàng năm tính theo biểu thức: Z = (avh + atc ).K + A.C Trong đó: avh: Là hệ số phí tổn vận hành kể đến khấu hao vận hành sửa chữa đường dây Với cột bê tông ta có: avh = 0,04 atc : Là hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư phụ atc= 1/Ttc = 1/8 = 0,125 K: Là vốn đầu tư mạng điện (chỉ tính thành phần đường dây) với lộ kép giá tiền tăng 1,6 lần so với lộ đơn K= Ki : Giá tiền 1km đường dây thứ i li : Chiều dài đường dây C: giá tiền 1KWh = 500đ A : Là tổn thất điện hàng năm mạng điện A = Ai Ai : Là tổn thất điện tuyến thứ I xác định qua biểu thức: Pi, Qi: Là công suất tác dụng phản kháng truyền tải đường dây (MW, MVAr) Udm = 110 KV Ri : Tổng trở tuyến thứ i : Thời gian tổn thất công suất tác dụng lớn năm phụ thuộc vào T max theo biểu thức: Với Tmax = 5000 h = 3410 Phương án 1: Thay số vào công thức tính tổn thất điện ta kết thể bảng sau: 44 44 Đoạn Pi (MW) Qi (MVAr) Ri () Pi (MW) Ai (MWh) NĐ-1 20 15 7,3 0,377 1285,6 NĐ-2 26 16,11 9,8 0,754 2574 NĐ-3 28 28,6 9,2 1,22 4153,5 NĐ-4 32 21,2 8,67 1,3 4445 NĐ-5 34 23,6 5,4 0,996 3396,5 NĐ-6 22 15,7 9,8 0,798 2722,5 5,445 18577,1 Tổng cộng Thay số vào biểu thức tính vốn đầu tư có bảng kết sau: Đoạn a Loại dây L(km) Giá trị (106đ/km) K (106đ) NĐ-1 1,6 AC-70 31,6 168 5308,8 NĐ-2 1,6 AC-70 42,4 168 7123,2 NĐ-3 1,6 AC-70 40 168 6720 NĐ-4 1,6 AC-95 51 224 11424 NĐ-5 1,6 AC-95 31,6 224 7078,4 NĐ-6 1,6 AC-70 42,4 168 7123,2 Tổng cộng 44777,6 Phí tổn tính toán: Z =(avh + atc ).K + A.C = (0,04 + 0,125).44777,6.106 + 18577,1.500.103 = 16676854.103đ Add = 18577,1 MWh ( kết bảng trên) • AB tổn thất điện máy biến áp: AB = n.P0.T + (MWh) Thay số ta có: AB1 = 0,035.5000 + = 476,8 MWh AB2 = 0,035.5000 + = 627,1MWh AB3 = 0,035.5000 + = 487,5 MWh AB4 = 0,042.5000 + = 760 MWh AB5 = 0,042.5000 + = 675,29 MWh AB6 = 0,032.5000 + = 482 MWh AB = 476,8 + 627,1 + 487,5 + 760 + 675,29 + 482 = 3026,7 MWh 45 45 A = Add + AB = 18577,1 + 3026,7 = 21603,8 MWh Tổn thất điện tính theo % điện phụ tải: A% = A.100/Apt Trong đó: Apt = Pptmax.T = 162.5000 = 810000 MWh A% = 21603,8.100/810000 = 2,67% • Tính vốn đầu tư cho mạng điện Vốn đầu tư cho mạng điện bao gồm vốn đầu tư cho đường dây vốn đầu tư cho trạm biến áp: K = Kđường dây + KTBA Trong đó: Kđường dây = 44777,6 đ KTBA tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp tăng giảm áp Đối với trạm biến áp giảm áp: Nếu trạm có máy biến áp làm việc song song ta phải nhân suất vốn đầu tư trạm với hệ số 1,8 Nếu máy biến áp làm việc tải ta nhân thêm với hệ số 1,3 Đối với máy biến áp tăng áp nhà máy điện tổng vốn đầu tư số máy biến áp nhân với suất vốn đầu tư máy Nếu máy biến áp điều áp tải phải nhân suất vốn đầu tư với 1,3 Bảng số liệu kết tính KTBA Trạm Số MBA Sdd(MVA) Phương thức điều áp K0(106đ) KTBAi(106đ) I 125 Không tải 52000 104.000 1 40 Không tải 25000 25.000 2 32 Dưới tải 22000 51.480 32 Dưới tải 22000 51.480 40 Không tải 25000 45.000 40 Không tải 25000 45.000 40 Không tải 22000 25.000 KTBA 346960 K = 44777,6 106 + 346960.106 = 4.1011 đ • Tính toán giá thành tải điện Phí tổn vận hành hàng năm mạng điện: Y = avhđd.Kđd + avhB.KTBA + C.A Trong đó: avhđd hệ số vận hành (khấu hao hao mòn, tu sửa, phục vụ đường dây) Đường dây xây dựng với cột bê tông cốt thép ta lấy avhđd = 0,04 46 46 avhTBA hệ số vận hành trạm biến áp (kể thiết bị bù, máy cắt điện thiết bị khác trạm), tùy theo công suất trạm chọn hệ số vận hành avhTBA = 0,10,4 ta chọn avhTBA = 0,125 C giá tổn thất điện năng: C = 500đ/ kWh = 5.105đ/MWh Thay số vào công thức ta có: Y = 0,04.44777,6.106 + 0,125.346960.106 + 5.105.21603,8 = 6.1010đ Giá thành tải điện: = (đ/kWh) Thay số ta có: = = 74,07(đ/kWh) Giá thành xây dựng mạng điện cho 1MW công suất phụ tải: k = = = 2469.106 đ/MW 47 47 Phần II: Tổng kết • Tóm tắt đề tài: Nội dung đề tài: Phân tích xây dựng hệ thống cung cấp điện cho hộ tiêu dùng II Các kết đạt • Phân tích xây dựng hệ thống cung cấp điện cho hộ tiêu dùng • Tính toán tổn hao, cách bố trí phụ tải chi phí lắp đặt đạt hiểu tốt III Mặt hạn chế Do mặt kiến thức hạn chế, số lý khách quan khác Nên đề tài mà em nghiên cứu dừng lại việc phân tích hệ thống, sơ đồ khối hệ thống cách tính toán Hi vọng thời gian không xa em khắc phục hạn chế để đưa hệ thống vào hoạt động phục vụ sản xuất Cuối cho em gửi lời cảm ơn chân thành tới giáo viên hướng dẫn thầy giáo: NINH VĂN NAM Nhóm thực hiện: nhóm 13 điện 3-K5 Các thành viên nhóm: - Đỗ Hảo Ngọc - Msv:0541040174 - Tường Duy Mạnh - Msv:0541040187 - Nguyễn Xuân Cương - Msv: 0541040209 - Đoàn Văn Nam - Msv:0541040087 - Nguyễn Đình Luân - Msv:0541040085 48 48 [...]... đến phụ tải 1 • Hai lộ đến phụ tải 2 • Hai lộ đến phụ tải 3 • Hai lộ đến phụ tải 4 • Hai lộ đến phụ tải 5 • Một lộ đến phụ tải 6 • 6 lộ từ nhà máy đến thanh góp cung cấp điện Sơ đồ nối dây các trạm biến phân phối và truyền tải 34 34 Cơ sở chọn sơ đồ thanh góp trong các trạm phân phối và truyền tải: • Căn cứ vào nhu cầu cung cấp điện của phụ tải • Căn cứ vào phương án nối dây của các trạm trong mạng điện. .. loại III để chọn số lượng máy biến áp cho phù hợp Mạng điện yêu cầu thiết kế gồm có 6 phụ tải thuộc loại I và có 2 phụ tải loại III Với phụ tải loại I yêu cầu cung cấp điện liên tục, chất lượng điện năng đảm bảo nên ở các trạm biến áp của các phụ tải ta sử dụng hai MBA vận hành song song để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Với phụ tải loại III (tương ứng với lúc phụ tải cực đại) Khi một MBA bất kỳ nghỉ... còn lại với khả năng quá tải sự cố cho phép có thể cung cấp điện cho toàn bộ phụ tải cực đại Với phụ tải loại III ta chỉ cần sử dụng một MBA làm việc Với phụ nhà máy nhiệt điện phát công suất hầu hết lên điện áp cao, phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ do đó ta nối một MBA với một máy phát Ta sử dụng MBA ba pha hai cuộn dây để giảm chi phí lắp đặt, chuyên chở, vận hành… Tất cả các MBA được chọn đều được... vận hành ta thấy MBA thường quá tải về mùa hè và non tải về mùa đông • Máy biến áp tại các trạm giảm áp Theo yêu cầu thiết kế với các phụ tải là loại I ta đặt hai MBA Trong đó công suất mỗi máy phải đảm bảo đủ cung cấp điện cho phụ tải lúc MBA kia bị sự cố Máy biến áp của Liên Xô có hệ số quá tải là 1,4 lần trong thời gian 5 ngày đêm và mỗi ngày không quá 6 giờ quá tải Vậy công suất của 1MBA đặt ở... có Sđm = 32 MVA - Phụ tải 3: Chọn MBA cho trạm 3 là hai MBA loại: 32000/110 có Sđm = 32 MVA - Phụ tải 4: Chọn MBA cho trạm 4 là hai MBA loại: 40000/110 có Sđm = 40 MVA - Phụ tải 5: Chọn MBA cho trạm 5 là hai MBA loại: 40000/110 có Sđm = 40 MVA - Phụ tải 6: Chọn MBA cho trạm 6 là một MBA loại: 40000/110 có Sđm = 40 MVA • Máy biến áp của trạm tăng áp Nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện I có công suất... hộ phụ tải loại III ta chỉ cần đặt một máy biến áp: Trong đó: SđmBA: Công suất định mức của máy biến áp 32 32 SPTmax: Công suất lớn nhất của phụ tải n: Số máy biến áp vận hành kqt: Hệ số quá tải khi sự cố (kqt=1,4) khc: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ (khc = 1 - = 0,81) Vậy với các phụ tải ta có: - Phụ tải 1: Chọn máy biến áp cho trạm 1 là một MBA: 32000/110 có Sđm = 32 MVA - Phụ tải 2: Chọn MBA cho. .. 15,9 22,234 4 51 40 42 175 19,2 27,713 5 31,6 40 42 175 20,7 27,713 Các trạm cuối đều có Spt min < Sgh và khoảng cách truyền tải l < 70km nên ta chọn sơ đồ các trạm này là sơ đồ cầu ngoài: Đối với các phụ tải loại III (phụ tải 1 và 8) ta sử dụng sơ đồ máy cắt và dao cách ly 35 35 Chương VI Tính toán các chế độ của lưới điện Chế độ phụ tải cực đại 1.Phân bố công suất trên đoạn NĐ-1 • Sơ đồ thay thế: •... ta chọn MBA cho máy phát điện là loại 63000/110 33 33 • Sơ đồ nối dây trạm biến áp của các nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện: Thanh góp của nhà máy nhiệt điện phải đảm bảo cung cấp điện liên tục và linh hoạt trong vận hành và sửa chữa Số mạch vào và ra trong trạm lớn, công suất truyền tải qua trạm lớn và xét đến khả năng phát triển của phụ tải trong tương lai, vì vậy với trạm nguồn điện ta dùng... đảm bảo tính cung cấp điện liên tục, phải linh hoạt trong tổ chức vận hành và sửa chữa trạm, bố trí đơn giản tốn ít thiết bị đảm bảo an toàn và kinh tế Đối với các phụ tải loại I ta sử dụng sơ đồ cầu có máy cắt Có 2 loại sơ đồ cầu là sơ đồ cầu trong và sơ đồ cầu ngoài Việc lựa chọn sơ đồ cầu trong hay sơ đồ cầu ngoài phụ thuộc vào khoảng cách truyền tải và sự thay đổi của công suất phụ tải so với công... Chương VI Chọn máy biến áp và sơ đồ nối điện chính • Yêu cầu chung Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng và nó chiếm một phần không nhỏ về vốn đầu tư trong hệ thống điện Việc lựa chọn máy biến áp cần dựa vào các nguyên tắc sau: • Căn cứ vào phương thức vận hành và yêu cầu điều chỉnh điện áp của phụ tải, để chọn máy biến áp thường hay máy biến áp điều chỉnh dưới tải • Căn cứ vào tính chất hộ tiêu thụ