Đồ án môn học Lưới Điện

Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG I.Phân tích nguồn phụ tải Nguồn(Hệ thống): Hệ thống có công suất vô lớn nên với biến đổi công suất phụ tải điện áp góp nguồn không đổi,đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải Phụ tải: Công suất tieu thụ phụ tải khác nhau,phụ tải tiêu thụ cực tiểu 60% phụ tải cực đại Theo đề ra, dựa vào bảng tính excel ta có bảng số liệu sau: Smax Pmax Qmax Smin Phụ Hộ tải loại (MVA) (MW) (MVAr) (MVA) Pmin (MW) Q cosϕ (MVAr) Tmax UH (kV) Yêu cầu điều chỉnh điện áp Với S=P/cosφ ; S=Q.sinφ III I I I I 35 32 45 42 51 29.75 27.20 38.25 35.70 43.35 18.44 16.86 23.71 22.12 26.87 18 21 26 20 24 15.30 17.85 22.10 17.00 20.40 9.48 11.06 13.70 10.54 12.64 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 4500 4500 4500 4500 4500 22 22 22 22 22 KT KT KT KT KT I 40 34.00 21.07 25 21.25 13.17 0.85 4500 22 KT Sinh viên: Nguyễn Quang Chính PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện *Đặc điểm hộ phụ tải: Trong phụ tải có phụ tải loại I phụ tải loại III phụ tải loại I phụ tải quan trọng có yêu cầu cung cấp điện cao,do phải có dự phòng chắn.Mỗi phụ tải phải cấp điện đường dây kép,trạm biến áp phải có MBA làm việc song song để bảo đảm cấp điện liên tục.1 phụ tải loại III phụ tải cấp điện không liên tục nên cấp điện đường dây đơn cần MBA làm việc Bên cạnh phụ tải loại I yêu cầu điều chỉnh điện áp tình khác thường phụ tải loại III tình bình thường II Cân công suất Do nguồn có công suất vô lớn nên đáp ứng đầy đủ mặt công suất chất lượng điện áp cho phụ tải CHƯƠNG II: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN SƠ BỘ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN I DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN Các tiêu kinh tế- kỹ thuật mạng điện phụ thuộc nhiều vào sơ đồ Vì sơ đồ mạng điện cần chọn cho có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết, đảm bảo chất lượng điện yêu cầu hộ tiêu thụ, thuận tiện an toàn vận hành, khả phát triển tương lai tiếp nhận phụ tải Theo yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện, phụ tải loại I phải cung cấp điện từ hai nguồn độc lập, ngừng cung cấp điện cho phụ tải loại I phép thời gian đóng tự động nguồn dự trữ Trong nhiều trường hợp, Sinh viên: Nguyễn Quang Chính PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện đường dây hai mạch không đáp ứng yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện hộ tiêu thụ loại I, cột bị hư hỏng dẫn đến ngừng cung cấp điện hoàn toàn Vì vậy, để cung cấp điện cho hộ loại I cần dự kiến không hai đường dây riêng biệt Sau số phương án đưa để tính toán: 1.Phương án I N Sinh viên: Nguyễn Quang Chính PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện 2.Phương án II N 3.Phương án III N Sinh viên: Nguyễn Quang Chính PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện 4.Phương án IV N 5.Phương án V N Sinh viên: Nguyễn Quang Chính PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện II.Tính toán chi tiết cho phương án 1.Phương án I N a.Lựa chọn cấp điện áp vận hành Theo kinh nghiệm ta có công thức tính toán điện áp định mức sau: Ui = 4,34 li +16Pi (kV ) Trong đó: Pi – công suất truyền đoạn đường dây thứ i Li – Chiều dài đoạn đường dây thứ i Tuy nhiên U i nằm khoảng từ 70-170kV ta chọn U đm = 110kV Để thuận tiện cho việc tính toán, ta lựa chọn điện áp cho phương án lấy kết dùng cho phương án lại Sinh viên: Nguyễn Quang Chính PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện Áp dụng công thức ta có kết cho đoạn đường dây sau: Đường dây Pmax Li(km) Ui(kV) Udm(kV) N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 29.75 27.20 38.25 35.70 43.35 34.00 65 70 60 51 38 62 100.95 97.55 112.51 108.26 117.39 106.84 110 110 110 110 110 110 Như với điện áp ta chọn cấp điện áp Uđm= 110kV thích hợp b.Lựa chọn tiết diện dây dẫn Mạng điện xét mạng điện khu vực vậy, phương pháp lựa chọn dựa phương pháp mật độ dòng điện kinh tế Công thức tính tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế: Fi = Ii/Jktª, mm Với mạng điện xét thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax =5000h nên ta có Jktế = 1,1 A/mm2 Trong công thức Ii – dòng điện chạy đoạn đường dây thứ i: Ii = Si n 3.U dm A Si – công suất đường dây thứ i: Si = P + Q MVA n – số mạch đường dây, n = 1; Sinh viên: Nguyễn Quang Chính PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện Áp dụng công thức ta có bảng kết quả: Đường dây Số mạch Pi (MW) Qi (MVAr) Si (MVA) Ii (A) Fi (mm2) Fitc (mm2) N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 2 2 29.75 27.20 38.25 35.70 43.35 34.00 18.44 16.86 23.71 22.12 26.87 21.07 35 32 45 42 51 40 183.70 83.98 118.09 110.22 133.84 104.97 167.00 76.34 107.36 100.20 121.67 95.43 185 95 120 120 120 95 Theo điều kiện tổn thất vầng quang,đối với mạng 110 kV dây dẫn không loại AC phải có tiết diện tối thiểu 70 mm Dưới bảng thông số đường dây phương án I: (khoảng cách trung bình dây DTB= 5m, D=4m) Đường dây Số mạch Li Si Fitc R0 X0 R X km MVA mm2 Ω/km Ω/km Ω Ω N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 2 2 65.00 70.00 60.00 51.00 38.00 62.00 35 32 45 42 51 40 185 95 120 120 120 95 0.17 0.33 0.27 0.27 0.27 0.33 0.409 0.429 0.423 0.423 0.423 0.429 11.05 11.55 8.10 6.89 5.13 10.23 26.59 15.02 12.69 10.79 8.04 13.30 c, Tính toán tổn thất điện áp mạng điện: Tổn thất điện áp lúc bình thường cố mạng tổn thất điện áp lớn từ nguồn tới phụ tải phụ tải cực đại bình thường phụ tải cực đại cố.Nó xác đinh theo công thức: Sinh viên: Nguyễn Quang Chính PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL ΔU%= Đồ án môn học Lưới Điện P.R + Q X 100 U dm ΔU maxbt % ≤ 15%-20% ΔU maxsc % ≤ 20%-25% Ta tính toán tổn thất mạng điện ứng với trường hợp: bình thường xảy cố • Khi làm việc bình thường: ⇒∆U%bt = P.R + Q X 100 U dm • Khi xảy cố nặng nề nhất: Khi xảy cố nặng nề lộ dây mạng bị đứt, ta có : ∆U%sc= ∆U%bt Sử dụng bảng tinh excel ta có kết sau: Đường dây Pi (MW) N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 29.75 27.20 38.25 35.70 43.35 34.00 ∆U%btmax 6.77 Qi (MW) 18.44 16.86 23.71 22.12 26.87 21.07 R (Ω) X (Ω) 11.05 11.55 8.10 6.89 5.13 10.23 ∆U%scmax 13.54 ∆Ubt% ∆Usc% 6.77 4.69 5.05 4.00 3.62 5.19 13.54 9.38 10.09 8.01 7.24 10.38 26.59 15.02 12.69 10.79 8.04 13.30 Các thông số đạt tiêu kỹ thuật: ∆U%btmax = 6.77% < 20% ∆U%scmax = 13.54% < 25% Phương án I đạt yêu cầu kỹ thuật Sinh viên: Nguyễn Quang Chính PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện 2.Phương án II N a.Lựa chọn cấp điện áp vận hành Xét đoạn N-3-2 : +Đoạn N-3 ta có : lN-3 = 60 ; PN-3=P3+P2 =38.25 + 27.20=65.45 MW => UN-3=144.41 kV +Đoạn 1-2 ta có : L3-2 = 36 ; P3-2 = P2 = 27.20 MW => U3-2 = 94.21 kV Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 10 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện +Công suất cuối đường dây là: • • S12" = S B − jQ ’’ 20,514+j14,35– j1,05 = 20,514+j13,30 + Tổn thất công suất đường dây là: • ∆ S12 = c= S12" U dm (MVA) 20,514 + 13,30 (4,27+j6,56) = 0,21+j0,32 (MVA) 110 Z 12 = +Công suất trước tổng trở đường dây là: • • S12' = ∆ S12 + S12" = (0,21+j0,32)+(20,514+j13,30) = 20,724+j13,62 (MVA) + Công suất phản kháng dung dẫn đầu đường dây sinh là: jQ’c = j U2đm B 1,73.10 −4 = j1,27 =j 1212 2 + Công suất đầu nguồn là: • ’ S1 = S12' - jQ c = 20,724+j13,62 – j1,27 = 20,724+j12,35 (MVA) +Tổng tổn thất đoạn đường dây N-5 là: • • • • ∆ S ∑ = ∆ S12 + ∆ S + ∆ S B = 0,324+j1,95 (MVA) + Tổn thất điện áp đường dây là: ∆U12 = P12' R12 + Q12' X 12 20,724.4,27 + 13,62.6,56 = = 1,47 U1 121 (kV) + Điện áp cuối đường dây là: U2 = U 1- ∆U 12 = 121-1,47 = 119,53 + Tổn thất điện áp tổng trở TBA là: ∆U = PB' RB + QB' X B 20,43.0,72 + 13,79.22,4 = = 2,71 U2 119,53 (kV) (kV) + Tổng tổn thất điện áp toàn tuyến là: (kV) ∆U ∑ = ∆U12 +∆U = 1,47+2,71 = 4,18 + Điện áp phía hạ áp qui đổi cao áp Uh1 = 121- 4,18 = 116,82 (kV) + Tổn thất điện đường dây năm là: ∆Ad = ∆P12 τ = 0,21.(0,124+4500.10-4)2.8760 = 606,10 (MWh) + Tổn thất điện MBA là: S 52 1 24 ∆AB = n ∆P0.t + ∆PN τ = 2.0,042.8760 + 0,175 τ n S dmB 40 Với τ = (0,124+4500.10 -4)2.8760 = 2886,21 (h) = 735,84 + 90,92 = 826,76 (MWh) + Tổng tổn thất điện toàn tuyến là: Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 55 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện ∆AΣ = ∆Ad + ∆AB = 606,10+826,76 = 1432,86 (MWh) 4.2.6.Đường dây từ nguồn tới phụ tải (N-6): Ta thấy phụ tải nhỏ Smin = 25 >Sgh = 22,23 (MVA) nên chế độ phụ tải ta không cắt bớt MBA để vận hành kinh tế TBA + Sơ đồ thay đường dây AC-95 N S6= 21,25+j13,52 (MVA) 51 km TPDH 32000/110 S'12 R12 S1 X12 S"12 SB S'B RB S"B XB N jQ 'c S0 jQ"c Theo tính toán phương án dây dẫn AC-95 (N-6) có tổng trở Z12 = 9,18+j10,94 (Ω) -6 Có b = 2,69.10 ⇒ B12 = n.b 0.l = 2.2,69.10-6.51 = 2,74.10-4 s Tổng trở MBA : • = ZB R1B + jX 1B (n số MBA làm việc song song) n • Z B = 0,94 + j21,75 (Ω) + Công suất đầu TBA • • S B" = S = 21,25+j13,25 (MVA) + Tổn thất công suất cuộn dây MBA là: • ∆SB = S B" 2 U dm Z B = 21,25 + 13,25 (0,94+j21,75) = 0,048+j1,13 (MVA) 110 + Công suất trước tổng trở MBA là: • • • S B' = S B" + ∆ S B = (21,25+j13,25) +(0,048+j1,13) = 21,30+j14,38 Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 56 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com (MVA) Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện + Tổn thất công suất lõi thép MBA là: • ∆ S = n(∆P0 +j ∆Q0) = 0,07+j0,48 (MVA) + Công suất góp cao áp TBA là: • • • S B = S B' + ∆ S = (21,30+j14,38)+( 0,07+j0,48) = 21,37+j14,86 (MVA) + Công suất phản kháng dung dẫn cuối đường dây sinh là: jQ’’c = j U 2đm B 2,74.10 −4 =j 1102 = j1,66 2 +Công suất cuối đường dây là: • • S12" = S B − jQ ’’ 21,37+j14,86 – j1,66 = 21,37+j13,2 + Tổn thất công suất đường dây là: • ∆ S12 = c= S12" U dm Z 12 = (MVA) 21,37 + 13,2 (9,18+j10,94) = 0,48+j0,57 110 (MVA) +Công suất trước tổng trở đường dây là: • • S12' = ∆ S12 + S12" = (0,48+j0,57)+(21,37+j13,2) = 21,85+j13,77 (MVA) + Công suất phản kháng dung dẫn đầu đường dây sinh là: jQ’c = j U2đm B 2,74.10 −4 =j 1212 = j2 2 + Công suất đầu nguồn là: • ’ S1 = S12' - jQ c = 21,85+j13,77 – j2 = 21,85+j11,77 (MVA) +Tổng tổn thất đoạn đường dây N-4 là: • • • • ∆ S ∑ = ∆ S12 + ∆ S + ∆ S B = 0,598+j2,18 (MVA) + Tổn thất điện áp đường dây là: ∆U12 = P12' R12 + Q12' X 12 21,85.9,18 + 13,77.10,94 = = 2,90 121 U1 (kV) + Điện áp cuối đường dây là: U2 = U 1- ∆U 12 = 121- 2,90 = 118,1 + Tổn thất điện áp tổng trở TBA là: ∆U = PB' RB + QB' X B 21,30.0,94 + 14,38.21,75 = = 2,82 118,1 U2 + Tổng tổn thất điện áp toàn tuyến là: ∆U ∑ = ∆U 12 +∆U3 = 2,90+2,82 = 5,72 + Điện áp phía hạ áp qui đổi cao áp Uh1 = 121-5,72 = 115,28 + Tổn thất điện đường dây năm là: Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 57 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com (kV) (kV) (kV) (kV) Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện ∆Ad = ∆P12 τ = 0,48.(0,124+4500.10-4)2.8760 = 1385,38 + Tổn thất điện MBA là: n ∆AB = n ∆P0.t + ∆PN (MWh) S 62 25 τ = 2.0,035.8760 + 0,145 τ 2 S dmB 32 Với τ = (0,124+4500.10 -4)2.8760 = 2886,21 (h) = 613,2 + 127,72 = 740,92 (MWh) + Tổng tổn thất điện toàn tuyến là: ∆AΣ = ∆Ad + ∆AB = 1385,38+740,92 = 2126,3 (MWh) Bảng tổng kết số liệu tính toán chế độ phụ tải cực tiểu (Bảng 4.2) • ∆U ∑ Uh Đường dây ∆AΣ ∆ S∑ kV MWh kV MVA N-1 0,454+j2,11 7,74 1717,54 113,26 N-2 0,58+j1,89 6,26 1986,79 114,74 N-3 0,63+j2,31 5,91 2223,31 115,09 N-4 0,35+j1,5 4,1 1416,49 116,9 N-5 0,324+j1,95 4,18 1432,86 116,82 N-6 0,598+j2,18 5,72 2126,3 115,28 Chương 5:TÍNH TOÁN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP: Chất lượng điện đặc trưng giá trị quy định điện áp tần số mạng điện.Chất lượng điện ảnh hưởng nhiều đến tiêu kinh tế kỹ thuật hộ dùng điện, thiết bị dùng điện làm việc với hiệu tốt trường hợp điện có chất lượng cao.Điện áp có giá trị khác thời điểm khác mạng điện,điện áp giảm phụ tải tăng điện áp tăng phụ tải giảm.Vì thiết kế mạng điện cần đảm bảo ổn định điện áp nằm giới hạn cho phép, để đạt chi phí nhỏ hệ thống,xét đến hiệu kinh tế làm việc mạng điện hộ dùng điện Biện pháp điều chỉnh điện áp chủ yếu có hiệu cao thay đổi lựa chọn đầu phân áp trạm hạ áp cách hợp lí Việc điều chỉnh điện áp xuất phát từ nhu cầu hộ phụ tải, phải có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường khác thường Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 58 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện * Yêu cầu điều chỉnh điện áp thường có độ lệch điện áp góp hạ áp cho phép sau: + Chế độ phụ tải cực đại: δU%≥ +2,5% + Chế độ phụ tải cực tiểu: δU% =+7,5% + Chế độ phụ tải cố: δU%≥ -2,5% * Yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường có độ lệch điện áp góp hạ áp cho phép sau: + Chế độ phụ tải cực đại: δU%= +5% + Chế độ phụ tải cực tiểu: δU%= 0% + Chế độ phụ tải cố: δU%= (0-5)% * Trong đồ án ta phải điều chỉnh điện áp hộ phụ tải loại I, có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường ta phải dùng máy biến áp điều áp tải để điều chỉnh, có số đầu phân áp ± 9.1,78%.U đm 5.1.Xét với phụ tải 1: Điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp tương ứng với chế độ phụ tải cực đại cực tiểu là: U’Hmax = 108,14 kV U’Hmin = 113,26 kV Vì trạm yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường nên việc lựa chọn đầu phân áp cho MBA phải thỏa mãn theo tiêu chuẩn UHmaxyc = Uđm+ 5%Uđm= 22+ 0,05.22= 23,1 (kV) UHminyc = Uđm+ 0.U đm= 22+ 0.22= 22 (kV) + Xác định điện áp tính toán đầu phân áp chế độ cực đại Upamax = U ' H max U HdmB 108,14.22 = = 103 U H max yc 23,1 kV Chọn đầu phân áp n = - 6.Với n =- ⇒Upatc = 115 - 6.1,78%.115 = 102,72 kV UHmax = U H' max U HdmB 108,14.22 = = 23,16 kV U patc 102,72 Kiểm tra theo điều kiện δUHmax = 23,16 − 22 100 = 5,27% ≈ 5% nên thỏa mãn 22 Vậy chọn đầu phân áp với n = - + Xác định điện áp tính toán đầu phân áp chế độ cực tiểu U pamin = U ' H U HdmB 113,26.22 = = 113,26 U H yc 22 kV Chọn đầu phân áp n = - 1.Với n = - ⇒Upatc = 115 - 1.1,78%.115 = 112,95 Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 59 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện kV UHmin = U H' U HdnB 113,26.22 = = 22,06 kV 112,95 U patc Kiểm tra theo điều kiện δUHmax = 22,06 − 22 100 = 0,27% ≈ 0% nên thỏa mãn 22 Vậy chọn đầu phân áp với n = -1 5.2.Xét với phụ tải 2: Điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp tương ứng với chế độ phụ tải cực đại cực tiểu là: U’Hmax = 110,48 kV U’Hmin = 114,74 kV Vì trạm yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường nên việc lựa chọn đầu phân áp cho MBA phải thỏa mãn theo tiêu chuẩn UHmaxyc = Uđm+ 5%Uđm= 22+ 0,05.22= 23,1 (kV) UHminyc = Uđm+ 0.U đm= 22+ 0.22= 22 (kV) + Xác định điện áp tính toán đầu phân áp chế độ cực đại Upamax = U ' H max U HdmB 110,48.22 = = 105,3 U H max yc 23,1 kV Chọn đầu phân áp n = - 5.Với n =- ⇒Upatc = 115 - 5.1,78%.115 = 104,76 kV UHmax = U H' max U HdnB 110.48.22 = = 23,2 kV U patc 104,76 Kiểm tra theo điều kiện δUHmax = 23,2 − 22 100 = 5,39% ≈ 5% nên thỏa mãn 22 Vậy chọn đầu phân áp với n = - + Xác định điện áp tính toán đầu phân áp chế độ cực tiểu U pamin = U ' H U HdmB 114,74.22 = = 114,74 U H yc 22 kV Chọn đầu phân áp n = - 1.Với n = - ⇒Upatc = 115 - 1.1,78%.115 = 112,95 kV UHmin = U H' U HdnB 114,74.22 = = 22,35 kV 112,95 U patc Kiểm tra theo điều kiện Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 60 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL δUHmax = Đồ án môn học Lưới Điện 22,35 − 22 100 = 1,59% ≈ 0% nên thỏa mãn 22 Vậy chọn đầu phân áp với n = -1 5.3.Xét với phụ tải 3: Điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp tương ứng với chế độ phụ tải cực đại cực tiểu là: U’Hmax = 110,23 kV U’Hmin = 115,09 kV Vì trạm yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường nên việc lựa chọn đầu phân áp cho MBA phải thỏa mãn theo tiêu chuẩn UHmaxyc = Uđm+ 5%Uđm= 22+ 0,05.22= 23,1 (kV) UHminyc = Uđm+ 0.U đm= 22+ 0.22= 22 (kV) + Xác định điện áp tính toán đầu phân áp chế độ cực đại Upamax = U ' H max U HdmB 110,23.22 = = 105 23,1 U H max yc kV Chọn đầu phân áp n = - 5.Với n =- ⇒Upatc = 115 - 5.1,78%.115 = 104,76 kV U H' max U HdnB 110 23.22 = 23,15 kV UHmax = = 104,76 U patc Kiểm tra theo điều kiện δUHmax = 23,15 − 22 100 = 5% nên thỏa mãn 22 Vậy chọn đầu phân áp với n = - + Xác định điện áp tính toán đầu phân áp chế độ cực tiểu U ' H U HdmB 115,09.22 = 115,09 U pamin = = U H yc 22 kV Chọn đầu phân áp n = 0.Với n = ⇒Upatc = 115 UHmin = U ' H U HdnB U patc = kV 115,09.22 = 22,02 kV 115 Kiểm tra theo điều kiện δUHmax = 22,02 − 22 100 = 0,09% ≈ 0% nên thỏa mãn 22 Vậy chọn đầu phân áp với n = 5.4.Xét với phụ tải 4: Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 61 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện Điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp tương ứng với chế độ phụ tải cực đại cực tiểu là: U’Hmax = 111,5 kV U’Hmin = 116,9 kV Vì trạm yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường nên việc lựa chọn đầu phân áp cho MBA phải thỏa mãn theo tiêu chuẩn UHmaxyc = Uđm+ 5%Uđm= 22+ 0,05.22= 23,1 (kV) UHminyc = Uđm+ 0.U đm= 22+ 0.22= 22 (kV) + Xác định điện áp tính toán đầu phân áp chế độ cực đại U pamax = U ' H max U HdmB 111,5.22 = = 106,2 U H max yc 23,1 kV Chọn đầu phân áp n = -4.Với n =- ⇒Upatc = 115 - 4.1,78%.115 = 106,82 kV UHmax = U H' max U HdnB 111.5.22 = = 23 kV 106,82 U patc Kiểm tra theo điều kiện δUHmax = 23 − 22 100 = 4,45% ≈5% nên thỏa mãn 22 Vậy chọn đầu phân áp với n = - + Xác định điện áp tính toán đầu phân áp chế độ cực tiểu U pamin = U ' H U HdmB 116,9.22 = = 116,9 U H yc 22 kV Chọn đầu phân áp n = +1.Với n = +1 ⇒U patc = 115+1.1,78%.115 = 117,047 kV UHmin = U H' U HdnB 116,9.22 = 21,97 kV = 117,047 U patc Kiểm tra theo điều kiện δUHmax = 21,97 − 22 100 = - 0,14% ≈ 0% nên thỏa mãn 22 Vậy chọn đầu phân áp với n = +1 5.5.Xét với phụ tải 5: Điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp tương ứng với chế độ phụ tải cực đại cực tiểu là: U’Hmax = 111,31 kV U’Hmin = 116,82 kV Vì trạm yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường nên việc lựa chọn đầu phân áp cho MBA phải thỏa mãn theo tiêu chuẩn Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 62 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện UHmaxyc = Uđm+ 5%Uđm= 22+ 0,05.22= 23,1 (kV) UHminyc = Uđm+ 0.U đm= 22+ 0.22= 22 (kV) + Xác định điện áp tính toán đầu phân áp chế độ cực đại U ' H max U HdmB 111,31.22 Upamax = = 106 = 23,1 U H max yc kV Chọn đầu phân áp n = -4.Với n =- ⇒Upatc = 115 - 4.1,78%.115 = 106,82 kV UHmax = U H' max U HdnB 111 31.22 = = 23 kV 106,82 U patc Kiểm tra theo điều kiện δUHmax = 23 − 22 100 = 4,45% ≈5% nên thỏa mãn 22 Vậy chọn đầu phân áp với n = - + Xác định điện áp tính toán đầu phân áp chế độ cực tiểu U pamin = U ' H U HdmB 116,82.22 = 116,82 = U H yc 22 kV Chọn đầu phân áp n = +1.Với n = +1 ⇒U patc = 115+1.1,78%.115 = 117,047 kV UHmin = U H' U HdnB 116,82.22 = 21,96 kV = 117 ,047 U patc Kiểm tra theo điều kiện δUHmax = 21,96 − 22 100 = - 0,18% ≈ 0% nên thỏa mãn 22 Vậy chọn đầu phân áp với n = +1 5.6.Xét với phụ tải : Điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp tương ứng với chế độ phụ tải cực đại cực tiểu là: U’Hmax = 111,12 kV U’Hmin = 115,28 kV Vì trạm yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường nên việc lựa chọn đầu phân áp cho MBA phải thỏa mãn theo tiêu chuẩn UHmaxyc = Uđm+ 5%Uđm= 22+ 0,05.22= 23,1 (kV) UHminyc = Uđm+ 0.U đm= 22+ 0.22= 22 (kV) + Xác định điện áp tính toán đầu phân áp chế độ cực đại U ' H max U HdmB 111,12.22 Upamax = = = 105,83 23,1 U H max yc kV Chọn đầu phân áp n = -4 Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 63 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện Với n =- ⇒U patc = 115 - 4.1,78%.115 = 106,82 kV UHmax = U H' max U HdnB 111.12.22 = = 22,88 kV U patc 106,82 Kiểm tra theo điều kiện δUHmax = 22,88 − 22 100 = 4,05% ≈5% nên thỏa mãn 22 Vậy chọn đầu phân áp với n = - + Xác định điện áp tính toán đầu phân áp chế độ cực tiểu U ' H U HdmB 115,28.22 U pamin = = 115,28 = 22 U H yc kV Chọn đầu phân áp n = 0.Với n = ⇒Upatc = 115 kV U ' U 115,28.22 = 22,05 kV UHmin = H HdnB = U patc 115 Kiểm tra theo điều kiện δUHmax = 22,05 − 22 100 ≈ 0% nên thỏa mãn 22 Vậy chọn đầu phân áp với n = Qua việc tính toán lựa chọn đầu phân áp trạm hạ áp ta thấy độ lệch điện áp góp hạ áp trạm giảm áp nằm giới hạn điều chỉnh cho phép, tất đầu điều chỉnh chọn phù hợp Bảng tổng kết phương án nối đầu phân áp cho MBA (bảng 5.1) Đầu phân áp Trạm biến áp Chế độ phụ tải Max Chế độ phụ tải Min -6 -1 -5 -1 -5 -4 +1 -4 +1 -4 Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 64 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện Chương 6: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG LƯỚI ĐIỆN Một giải pháp thường áp dụng để giảm tổn thất công suất điện hệ thống điện bù công suất phản kháng mạng điện phân phối.Đối với lưới điện thường có toán bù như: bù sơ (trong giai đoạn sơ cân công suất hệ thống điện),bù kinh tế,bù kỹ thuật(sau cân xác công suất hệ thống điện)… Ở ta xét đến phương pháp bù kinh tế.Thực chất việc bù kinh tế việc cân nhắc khoản tiền đầu tư mua,đặt ,quản lý vận hành thiết bị bù khoản tiền giảm tổn thất điện lưới điện giảm lượng Q truyền tải.Để có định có nên bù hay không bù,bù có lợi,ta phải thiết lập hàm chi phí tính toán hàng năm Z(Q b) = Z1(Q b) + Z2(Q b) + Z3(Qb) + Với Z1(Qb): thành phần hàm chi phí tính toán liên quan đến vốn đầu tư,lắp đặt,vận hành thiết bị bù Z1(Qb) = (avh + atc).k0.Q b Với avh = 0,125 ;atc = 0,04 K0:giá 1MVA thiết bị bù = 150.106 đ/MVA Qb : công suất phản kháng cần bù (MVAr) + Z2(Q b) : thành phần hàm chi phí tính toán kể đến khoản tiền điện thân tụ bù tiêt tốn Z2(Qb) = ∆P0.Q b.C.T Với ∆P0 – công suất tác dụng thiết bị bù tiêu thụ: ∆P0 = 50/00Qb kW C-giá tiền kW điện năng,c = 500đ/kWh T –thời gian làm việc thiết bị bù năm,thương lấy T= Tmax (h) + Z3(Qb) :thành phần hàm chi phí tính toán kể đến khoản tiền tổn thất điện đường dây sau lắp đặt tụ bù (lưới điện có đường dây trạm biến áp) Z3(Qb) = (Q − Qb )2 (R U2 D − RB ).C.τ Cuối hàm chi phí tính toán hàng năm theo Qb có dạng: Z(Q b) = (avh + atc).k0.Qb + ∆P0.Q b.C.Tmax + Sinh viên: Nguyễn Quang Chính (Q − Qb )2 U2 (RD + RB ).C τ 65 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện Để hàm chi phí Z(Qb) nhỏ ta lấy đạo hàm Z(Qb) theo Qb cho 0,từ giải giá trị Qb cần tìm.Nếu kết tính toán có Qb ≤ có nghĩa đặt tụ bù hiệu mặt kinh tế,nên không nên đặt tụ bù 6.1.Tính toán cho phụ tải 1: Ta có sơ đồ thay N 29,75+j18,55 Qb RD RB 29,75+j(18,55-Qb) Theo tính toán phần trước ta có:RD = 11,31 (Ω) RB = 1,44 (Ω), τ = 2886,21 (h),Tmax = 4500 h Theo hàm chi phí ta có: Z(Qb) = (0,04+0,125).150.106.Qb + 0,005.4500.500.103.Qb ( Q − Qb ) + (1,44+11,31).2886,21.500.103 110 Rút gọn lại ta có: Z(Q b) = 36 106.Q b + 1,52 106.(Q-Qb)2 Đạo hàm Z(Qb) theo Qb cho ta có: 36 106 - 2.1,52.106.(18,55- Qb) = với Q = 18,55 MVAr ta có 36 106 – 56,39.106 = 3,04.Q b ⇒ Q b = - 6,70 MVAr Do Q b = - 6,70 MVAr nên ta bù 6.2.Tính toán cho phụ tải 2: Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 66 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện AC-70 N S2= 27,2+j16,96 (MVA) 58,31 km TPDH 25000/110 RD Qb RB N 27,2+j(16,96-Qb) Theo tính toán phần trước ta có:RD = 13,12 (Ω) RB = 1,27 (Ω), τ = 2886,21 (h),Tmax = 4500 h Theo hàm chi phí ta có: Z(Qb) = (0,04+0,125).150.106.Qb + 0,005.4500.500.103.Qb + (Q − Qb )2 110 (1,27+13,12).2886,21.500.103 Rút gọn lại ta có: Z(Q b) = 36 106.Q b + 1,72 106.(Q-Qb)2 Đạo hàm Z(Qb) theo Qb cho ta có: 36 106 - 2.1,72.106.(16,96 - Qb) = với Q = 16,96 MVAr ta có 36 106 – 58,34.106 = 3,44.Q b ⇒ Q b = - 9,46 MVAr Do Q b = - 9,46 MVAr nên ta bù.Các phương án khác tính toán tương tự,kết ghi bảng Bảng tính toán bù công suất phản kháng (bảng 6.1) Q (MVAr) Ghi Phụ tải RD (Ω) Q (MVAr) RB (Ω) max b 11,31 1,44 18,55 -6,70 Không bù 13,12 1,27 16,96 -9,46 Không bù 0,935 23,85 -8,60 Không bù 7,64 0,935 22,26 -4,6 Không bù 4,27 0,72 27,03 -3,18 Không bù 9.18 0,935 21,2 -6,2 Không bù Chương 7:TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 67 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện 7.1.Tổng chiều dài đường dây + Lộ đơn: Lđơn = LN-1_= 53,85 km + Lộ kép: Lkép = LN-2 + LN-3 + LN-4 + LN-5 + LN-6 = 58,31+ 50 + 42,43 + 31,62 + 51 = 232,36 km + Tổng chiều dài đường dây là: LΣ = Lđơn + Lkép = 53,85 + 232,36 = 286,21 km Tổng số tiền đầu tư đường dây K=123.961,79.106 (đồng) 7.2.Tổng công suất TBA là: ΣSđmB = SđmB1 + SđmB2 + SđmB3 + SđmB4 + SđmB5 + SđmB6 40 + 2.25 + 2.32+ 2.32 + 2.40 +2.32 = 362 MVA 7.3.Tổng vốn đầu tư TBA: Với TBA có MBA giá thành nhân với hệ số k=1,8 Giá tiền.k Thành tiền Phụ tải Loại MBA Giá tiền 106 đồng (10 đ/MVA) TPDH 40000/110 25000 1.25000 25000 TPDH 25000/110 19000 1,8.19000 34200 TPDH 32000/110 22000 1,8.22000 39600 TPDH 32000/110 22000 1,8.22000 39600 TPDH 40000/110 25000 1,8.25000 45000 TPDH 32000/110 22000 1,8.22000 39600 Tổng tiền 223000 7.4.Tổng vốn đầu tư toàn mạng là: K= K dd + KTBA = 123.961,79.106 + 223.109 = 346,96.109 (đồng) 7.5 Tổng tổn thất điện toàn mạng điện: Theo tính toán chế độ phụ tải cực đại ta có Σ∆A = 30068,5 MWh Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm là: ΣA = ΣPmax Tmax = 208,25.4500 = 937125 MWh Tổng tổn thất điện toàn mạng tính theo % ∆A% = Σ∆A 30068,5 100 = 100 = 3,2 % ΣA 937125 7.6.Chi phí vận hành hàng năm là: Y = avhd.Kd + avhTBA.KTBA + ∆A.C = 0,04 123.961,79.106+ 0,1 223.109+30068,5.500.10 = 42,29.109 đồng 7.7 Chi phí tính toán hàng năm là: Z = atc.K + Y = 0,125 346,96.109 + 42,29.109 = 85,66.109 đồng Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 68 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Lớp Đ1-H3 Khoa Hệ Thống Điện – ĐHĐL Đồ án môn học Lưới Điện 7.8.Giá thành truyền tải điện : β= Y 42,29.10 = = 45,13 A 937125.10 đ/kW 7.9.Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại: K0 = K 346,96.10 =1,67.109 đồng/MW 208 , 25 ΣPmax Bảng tổng kết tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện STT 10 11 12 13 14 15 16 Các tiêu Tổng công suất cực đại mạng Smax Tổng chiều dài đường dây L Tổng công suất MBA Tổng vốn đầu tư đường dây Kdd Tổng vốn đầu tư MBA KTBA Tổng vốn đầu tư tụ bù Kbù Tổng vốn đầu tư toàn mạng K Tổng điện phụ tải tiêu thụ ΣA Tổn thất điện áp % lúc bình thường ∆Ubt% Tổn thất điện áp % lúc cố ∆U sc% Tổng tổn thất điện Σ∆A Tổng tổn thất điện % Σ∆A% Chi phí vận hành hàng năm Y Chi phí tính toán hàng năm Z Giá thành truyền tải điện β Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải lúc cực đại K0 Sinh viên: Nguyễn Quang Chính 69 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Giá trị 255 232,36 362 123,962 223 0,477 347,439 937125 6,21 9,5 30068,5 3,2 42,29 85,72 45,13 1,67 Đơn vị MVA km MVA Tỷ đồng Tỷ đồng Tỷ đồng Tỷ đồng MWh % % MWh % Tỷ đồng Tỷ đồng đ/kW Tỷ đồng Lớp Đ1-H3