thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ điện loại i và III

CHƯƠNG ICÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN1.1 Cân bằng công suất tác dụng Giả thiết rằng nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho các phụ tải, do đó ta có công thức cân bằng côn

Trang 1

MỤC LỤC

Trang 2

Trường đại học SPKT Hưng Yên Đồ án môn học lưới điện

MỞ ĐẦU

Ngày nay, điện năng là một phần vô cùng quan trọng trong hệ thống năng lượngcủa một quốc gia Trong điều kiện nước ta hiện nay đang trong thời kì công nghiệphoá và hiện đại hoá thì điện năng lại đóng một vai trò vô cùng quan trọng Điện năng

là điều kiện tiên quyết cho việc phát triển nền công nghiệp cũng như các ngành sảnxuất khác Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và việc sản xuấtđiện năng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện,cung cấp điện cũng như phân phối điện cho các hộ tiêu thụ cần phải được tính toán kĩlưỡng để vừa đảm bảo hợp lí về kĩ thuật cũng như về kinh tế

Đồ án môn học này đã đưa ra phương án có khả năng thực thi nhất trong việcthiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ điện loại I và III Nhìnchung, phương án được đưa ra đã đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của một mạngđiện

Dù đã cố gắng nhưng đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, emrất mong nhận được sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy để em có thể tự hoàn thiệnthêm kiến thức của mình trong lần thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này

Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Trần Văn Chương đã giúp đỡ em hoànthành đồ án môn học này

Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2016

Sinh viên

Vũ Văn Kiên

Trang 3

CHƯƠNG ICÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

1.1 Cân bằng công suất tác dụng

Giả thiết rằng nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho các phụ tải, do đó

ta có công thức cân bằng công suất tác dụng là:

trong đó:

: Công suất tác dụng phát ra của nguồn

: Công suất tác dụng yêu cầu của phụ tải

Ptd :Công suất tự dung của nhà máy điện,Ptd =0

Pdt : công suất dự trữ của mạng điện ở đây ta coi hệ thống có công suất vô cùng lớn nên Pdt = 0

(MW)

Do giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng nên ta không cân bằng chúng

Trang 4

Trang 6

- Hộ loại ba là nhữn hộ tiêu thụ chỉ được cấp 1 nguồn

Các phương án nối dây

Trang 7

Sau đây ta tính chọn điện áp định mức cho mạng hình tia các phương án sau sửdụng kết quả tương tự như phương án này

Vì điện áp nằm trong khoảng từ 70-170(kV) nên ta chọn điện áp chung cho toàn mạng

là U = 110(KV)

Trang 8

2.1.2.Chọn tiết diện dây dẫn

Hình 2.2 Sơ đồ nối dây phương án 1-Mạng điện mà ta đang xét là mạng điện khu vực, do đó người ta thường lựa chọn tiếtdiện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện.Ta dự kiến sử dụng loại dây dẫn (AC-ACO) đặt trên đỉnh của tam giác đều có cạnh là 5 m

-Tiết diện kinh tế được tính theo công thức sau:

Imax: là dòng điện lớn nhất chạy qua dây dẫn ở chế độ phụ tải cực đại

Isc max< Icp Mà đối với mạng hình tia hoặc mạng liên thông thì Isc max là dòng điện lớn

Trang 9

Ta có:

Với Tmax=5000 h ta tra được Jkt =1,1A/mm 2

Trang 10

Các dây dẫn đã thỏa mãn độ bền cơ

Trang 11

Q(MVAr) 19,37 12,11 14,53 13,56 16,95 15,5

Từ bảng ta thấy :

Nhận xét: Ta thấy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc bình thường là trên

đoạn N-2, trong chế độ sự cố là trên đoạn N-4và đã đảm bảo điều kiện kỹ thuật

Hình 2.2 Sơ đồ nối dây phương án 2Các dòng công suất:

Trang 12

Các dây dẫn đã thỏa mãn độ bền cơ

Trang 13

Tính tương tự phương án 1, ta được bảng sau:

Nhận xét: Ta thấy tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường là trên đoạn

N-3-2, trong chế độ sự cố là trên đoạn N-3-2 và đã đảm bảo điều kiện kỹ thuật

Trang 14

Trang 15

Các dây dẫn đã thỏa mãn độ bền cơ.

Tính tương tự, ta được bảng sau:

Nhận xét: Ta thấy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc bình thường là trên

đoạn N-3-2, trong chế độ sự cố là trên đoạn N-3-2 và đã đảm bảo điều kiện kỹ thuật

Trang 16

Trang 17

Các dây dẫn đã thỏa mãn độ bền cơ.

Tính tương tự, ta được bảng sau:

N-5-4, trong chế độ sự cố là trên đoạn N-5-4 và đã đảm bảo điều kiện kỹ thuật

Trang 18

Hình 2.2 Sơ đồ nối dây phương án 5

a.Chọn tiết diện dây dẫn.

Các dòng sông suất:

Ta có:

Sự cố đứt dây N-5:

Trang 20

Trang 21

∆Usc% 13,56 9,93 11,17 10,06 4,05 7,94 7,26

Từ bảng ta thấy :

N-3-2, trong chế độ sự cố là trên đoạn N-4-5 và không đảm bảo điều kiện kỹ thuật

Trang 22

KD: Vốn đầu tư để xây dựng đường dây(Xét phần đường dây)

KD =K0 L

K0 :Suất vốn đầu tư(tỉ đồng/km)

L :chiều dài đường dây(km)Bảng K0 phụ thuộc vào số mạch và tiết diện dây dẫn, dự kiến sử dụng cột thép:AC-70 AC-95 AC-120 AC-150 AC-185 ACO-240 ACO-300

Trang 23

Tổn thất trên mỗi đoạn đường dây:

Trang 24

Trang 26

Trường đại học SPKT Hưng Yên Đồ án môn học lưới điệnCăn cứ vào bảng tổng kết ta thấy PA 3 là phương án tối ưu

2.4.Lựa chọn máy biến áp:

2.4.1.Chọn số lượng máy biến áp:

-Đối với các hộ loại tiêu thụ là hộ loại một ,để đảm bảo độ tin cậy cho cung cấpđiện một cách liên tục, thì mỗi trạm BA cần phải chọn hai MBA vận hành song songmỗi máy được nối vào một phân đoạn thanh góp riêng và giữa các phân đoạn này cómột máy cắt tự động đóng cắt khi cần thiết

Trang 27

- Công suất MBA được chọn phải đảm bảo cung cấp điện trong tình trạng làmviệc bình thường lúc phụ tải làm việc cực đại khi có sự cố một MBA phải ngừng làmviệc thì MBA còn lại phải đảm bảo cung cấp công suất cho các phụ tải.

-Với trạm có hai MBA làm việc song song, công suất lựa chọn MBA phải thoảmãn:

Trong đó:

n: số MBA trong trạm

k: là hệ số hiệu quả của MBA trong trạm, k=1,4;

Smax: Công suất cực đại của phụ tải:

Trang 28

Bảng thông số các máy biến áp:

Bảng 4.2:Thông số các máy biến áp

Trang 29

+ Nếu L > 70(km) thì đặt máy cắt cao áp ở phía đường dây bởi vì với chiều dàilớn sự cố xảy ra do thao tác đóng cắt nhiều vì vậy phải đặt máy cắt cuối đườngdây(Sơ đồ cầu trong).

+ Với L < 70(km) thì đặt máy cắt điện áp ở phía MBA(Sơ đồ cầu ngoài)

Sơ đồ cầu ngoài: Sơ đồ cầu trong:

Trang 30

Trang 31

CHƯƠNG 3TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN

3.1.Trạng thái phụ tải cực đại:

-Vì chỉ biết điện áp trên thanh góp của nhà máy điện do đó ta tính chế độ qua hai giaiđoạn.Mà điện áp trên thanh góp nhà máy điện trong chế độ phụ tải cực đại được xácđịnh theo công thức sau:

Sơ đồ, sơ đồ thay thế như sau:

Trang 32

Giai đoạn 1:

Chọn điện áp tại các của mạng điện bằng điện áp định mức của mạng điện ta có:

Bỏ qua G ta có:

Tổn thất công suất trên B1:

Công suất trước máy biến áp B1:

Tổn thất không tải của máy biến áp B1:

Công suất phía cao máy biến áp B1:

Công suất điện dung do đường dây N-1 sinh ra:

Công suất sau tổng trở của đường dây:

Trang 33

Công suất trước tổng trở của đường dây N-1:

Công suất đầu nguồn đường dây N-1:

Giai đoạn 2: tính điện áp tại các nút.

Tổn thất điện áp trên đường dây N-1:

Điện áp trên thanh góp cao áp là :

Tổn thất điện áp trên máy biến áp:

Vậy điện áp trên thanh góp hạ áp đã quy về điện áp cao là:

Ta có bảng tổng kết như sau:

Trang 34

Bảng 5.2: Bảng các điện áp nút trong chế độ cực đại

Trang 35

Tính toán tương tự ta được bảng sau:

0,392+8,627j 0,119+2,774j 0,153+3,55j 0,428+9,962j 0,117+2,718j 0,102+2,236j 55,392+35,267j 25,119+14,884j 40,153+22,92j 67,428+42,412j 35,117+19,668j 28,102+15,796j 0,058+0,4j 0,035+0,24j 0,07+0,48j 0,07+0,48j 0,07+0,48j 0,058+0,4j 55,45+35,667j 25,154+15,124j 40,223+23,4j 67,498+42,892j 35,187+20,148j 28,16+16,196j

81,378+48,877j 25,154+14,453j 40,223+21,966j 103,654+59,679j 35,187+18,714j 28,16+14,221j 4,208+8,341j 0,774+1,213j 1,281+1,665j 5,119+12,331j 0,969+1,259j 1,197+1,145j

Trang 36

Trường đại học SPKT Hưng Yên Đồ án môn học lưới điệnCân bằng công suất phản kháng trong mạng điện:

Tổng công suất yêu cầu trên thanh cái của nguồn là:

Tổng công suất phản kháng theo yêu cầu:

Giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng:

(MW)

Tổng công suất phản kháng do nguồn phát ra:

Vì nên ta không cần bù kĩ thuật khi vẫn hành ở chế độ cực đại

3.2.Trạng thái phụ tải cực tiểu

-Điện áp trên thanh cái của nguồn UN =105%.Uđm=115,5(KV);

-Ở chế độ phụ tải cực tiểu thì công suất phụ tải bằng 50% công suất phụ tải ở chế

độ cực đại Vì công Công suất phụ tải nhỏ nên để vận hành kinh tế ta xem xét có thểcắt bớt một máy biến áp ở các trạm hay không Điều kiện để cắt bớt một máy biến áptrong trạm là:

Trong đó:

Sđm :Công suất định mức của máy biến áp

P0 :Tổng tổn thất khi không tải

Pn :Tổng tổn thất khi ngắn mạch

Xét trạm 1:

Trang 37

Do nên trạm 1 vận hành 2 máy biến áp ở chế độ cực tiểu.

Trang 38

Công suất sau tổng trở của đường dây N-1:

Tổn thất công suất trên tổng trở của đường dây N-1:

Công suất trước tổng trở của đường dây N-1:

Điện áp trên thanh góp cao áp 1 là :

Tổn thất điện áp trên máy biến áp:

Trang 40

38,5+18,65j 17,5+8,48j 28+13,56j 46,9+22,72j 24,5+11,87j 19,6+9,49j 0,192+4,227j 0,058+1,36j 0,075+1,74j 0,21+4,882j 0,057+1,332j 0,05+1,095j 38,692+22,877j 17,558+9,84j 28,075+15,3j 47,11+27,602j 24,557+13,202j 19,65+10,585j 0,058+0,4j 0,035+0,24j 0,07+0,48j 0,07+0,48j 0,07+0,48j 0,058+0,4j 38,75+23,277j 17,593+10,08j 28,145+15,78j 47,18+28,082j 24,627+13,682j 19,708+10,985j

Trang 41

Cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện:

Trang 42

Giai đoạn 1:

Chọn điện áp tại các của mạng điện bằng điện áp định mức của mạng điện ta có:

Bỏ qua G ta có:

Công suất sau tổng trở của đường dây N-1:

Tổn thất công suất trên tổng trở của đường dây N-1:

Trang 43

Điện áp trên thanh góp cao áp 1 là :

Tổn thất điện áp trên máy biến áp 1:

Vậy điện áp trên thanh góp hạ áp đã quy về điện áp cao là:

Trang 44

Trang 45

Cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện:

Tổng công suất phản kháng do nguồn phát ra:

Vì nên ta không cần bù kĩ thuật khi vẫn hành ở chế độ sự cố

3.2 Phương pháp điều chỉnh điện áp

Điện áp là một trong những chỉ tiêu quan trọng.Trong đó chỉ tiêu về điện áp làmột trong những chỉ tiêu quan trọng nhất Trong quá trình vận hành phụ tải thayđổi từ cực tiểu đến cực đại hoặc bị sự cố nặng nề dẫn đến điện áp trên thanh cái hạ

áp thay đổi vượt quá giới hạn cho phép vì vậy ta phải điều chỉnh để đảm bảo điện

áp nằm trong giới hạn cho phép

Có nhiều phương pháp điều chỉnh điện áp khác nhau: thay đổi điện áp máyphát trong nhà máy điện, thay đổi tỉ số điện áp trong các trạm biến áp và thay đổidòng công suất phản kháng trong máy điện

Trong thưc tế mạng điện lớn không thể thay đổi điện áp tại các nhà máy điện,việc thay đổi các dòng công suất phản kháng truyền tải trên các đường dây cũng

Trang 46

Trang 47

Với hộ tiêu thụ loại III yêu cầu điều chỉnh thường nên điện áp trên thanh hạ ápphải thoả mãn:

Trang 48

+ Khi phụ tải cực đại.

Đầu điều chỉnh trong cuộn dây cao áp khi phụ tải lớn nhất được xác định theocông thức:

Với

 Ta chọn đầu tiêu chuẩn là n=2 khi đó

Điện áp thực trên thanh hạ áp là:

Độ lệch điện áp trên thanh hạ áp của MBA là:

Vậy đầu đã chọn là phù hợp

+ Khi phụ tải cực tiểu.

Với

 Ta chọn đầu tiêu chuẩn là n=3 khi đó

+ Khi sự cố.

Trang 49

 Ta chọn đầu tiêu chuẩn là n=-1 khi đó

Tính tương tự cho các phụ tải còn lại ta được các bảng số liệu sau:

+ Khi phụ tải ở chế độ cực đại.

Bảng 6.3

112 100,17 102,26 111,58 102,46 102,01 36,75 36,75 36,75 36,75 36,75 36,75 117,33 104,94 107,13 116,89 107,34 106,87

Trang 50

106,84 87,33 89,74 105,24 82,16 87,27 36,75 36,75 36,75 36,75 36,75 36,75 111,93 91,49 94,01 110,25 86,07 86,07

36,42 30,78 35,77 35,87 32,75 34,79

CHƯƠNG 4CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN

4.1 Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện

Tổng vốn đầu tư xây dựng được xác định theo công thức:

K = KD+KTBA;

Trong đó:

KD: Vốn đầu tư xây dựng đường dây( đã tính ở chương trước) KD=832,01 (tỉ đ);

KTBA: Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp:

Vậy tổng vốn đầu tư là: K=K +K =1068,01 (tỉ đ);

Trang 51

Tổng tổn thất công suất trong cuộn dây MBA là:

Tổng tổn thất công suất trong lõi thép các MBA được xác định là:

Vậy tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện là:

4.3 Tổn thất điện năng trong mạng điện.

Với:

Do đó:

Tổng điện năng các hộ tiêu thụ nhận được trong 1 năm là:

Tổn thất điện năng trong mạng tính theo % là:

4.4 Tính chi phí và giá thành tải điện.

4.4.1 Chi phí vận hành hàng năm.

4.4.2 Chi phí tính toán hàng năm.

4.4.3 Giá thành tải điện.

Định dạng
Số trang	54
Dung lượng	1,13 MB