Đồ án lưới điện Phân Tích Nguồn Phụ Tải Cân Bằng Công Suất

Phần Thiết khế lưới điện khu vực LỜI NÓI ĐẦU Ngày kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng Nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng không ngừng mà Hệ thống điện đặt phải đáp ứng nhu cầu Hệ thống điện bao gồm nhà máy điện,trạm biến áp,các mạng điện hộ tiêu thụ liên kết với thành hệ thống để sản xuất truyền tải phân phối tiêu thụ điện Hệ thống điện phần hệ thống lượng nên có cấu trúc vô phức tạp, Điều thể tính đa tiêu biến đổi nó, phát triển không ngừng tùy mức độ, phạm vi, cấu trúc nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu điện cho phát triển kinh tế xã hội cho địa phương nói riêng nước nói chung, đòng thời đảm bảo chi tiêu kinh tế, kỹ thuật đề Đồ án môn học Lưới điện sinh viên khoa hệ thống điện thông qua việc tính toán thiết kế lưới điện khu vực nhằm mục đích tổng hợp lại kiến thức học xây dựng cho sinh viên kĩ cần thiết thiết kế lưới điện khu vực Qua đồ án em vô biết ơn giúp đỡ bảo tận tình thầy giáo hướng dẫn: Ths Nguyễn Đức Thuận giúp em hoàn thành đồ án Vì thời gian kiến thức có hạn nhiều thiếu xót trình thực khó tránh khỏi sai xót Kính mong góp ý thầy cô để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh Viên Thực Hiện Phạm Nhật Huy Tân Chương I: PHÂN TÍCH NGUỒN, PHỤ TẢI VÀ XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN 1.1 Phân tích nguồn phụ tải: 1.1.1 Sơ đồ lưới điện khu vực : 1.1.2 N 1.1.2 Phân tích nguồn: Khi thiết ké mạng điện, ta có giả thiết nguồn cung cấp điện sau: -Nguồn điện tính từ góp cao áp Nhà Máy Điện, trạm trung gian địa phương -Nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho phụ tải -Nguồn góp hệ thống 110kv có công suất vô lớn ta có hệ số công suất góp cos =0.85 nên ta không cần phải tính toán cân công suất 1.1.3 Phân tích phụ tải điện: Phụ tải Thông số Pmax(MW ) 20 23 27 19 22 24 26 Pmin(MW) 14 16,1 18,9 13,3 15,4 16,8 18,2 tanφđm 0.54 cosφđm 0.88 Uđm(kV) 10 Yêu cầu điều chỉnh điện áp T T KT KT KT KT T Loại 1 1 1 Tmax (h) 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 Smax 22.73 27.15 30.69 21.53 Smin 15.91 18.3 Qmax 10.8 12.42 14.58 10.26 11.88 12.96 14.04 21.48 15.11 25 27.28 29,54 17,5 19.09 20.68 Qmin 7.56 8.7 10.2 7.18 8.32 9.07 9.83 Từ bảng ta thấy mạng điện ta cần thiết kế gồm phụ tải với tổng công suất lớn ∑Smax =183.92(MVA), tổng công suất cực tiểu ∑Smin =128.07 (MVA) Các phụ tải 1,2,3,4,5,6,7 phụ tải có mức cung cấp điện loại I nên cung cấp đường dây kép để đảm bảo cung cấp điện liên tục Cả phụ tải 1,2,3,4,5,6,7 phụ tải khác thường (KT) -Dựa vào bảng số liệu phụ tải ta tính toán bảng số liệu sau: Phụ S max = Pmax + jQ max S max S = Pmin + jQmin S tải tiêu thụ Tổn g (MVA) 20+j10.8 23+j12.42 27+j14.58 19+j10.26 22+j11.88 24+j12.96 26+j14.04 161+j86.94 (MVA ) 22.73 27.15 30.69 21.53 25 27.28 29.54 183.92 1.2 Ta xây dựng phương án: -Phương án 1: (MVA) 14+j7.56 16.1+j8.7 18.9+j10.2 13.3+j7.18 15.4+j8.32 16.8+j9.07 18.2+j9.83 112.7+j60.96 -Phương án 2: -Phương án 3: So sánh phương án mặt kỹ thuật: (MVA ) 15.91 18.3 21.48 15.11 17.5 19.09 20.68 128.07 Để so sánh phương án mặt kỹ thuật, ta phải xét tới nội dung sau: - Chọn lựa cấp điện áp định mức hệ thống - Chọn lựa thiết diện dây dẫn - Tính toán tổn thất điện áp - Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn có cố Chọn lựa cấp điện áp hệ thống: - Việc chọn lựa cấp điện áp liên quan tới vấn đề kỹ thuật mặt kinh tế Vì chọn U cao tổn thất lưới giảm chi phí lại cao Còn chọn U thấp tổn thất lưới cao chi phí giảm đáng kể Chính lí ta cần phải chọn U cho hợp lí - Ta có công thức để tính U này: U i = 4.34 Li + 16.Pi (KV) Trong : Pi công suất truyền tải đường dây thứ i, (MW) Li chiều dài đường dây thứ I, (KM) Nếu U = 70160 (kV) ta chọn cấp điện ấp hệ thống Udm=110kv - - Lựa chọn thiết diện dây dẫn đoạn đường dây: Ta thực điện việc thiết kế mạng điện khu vựa nên ta chọn tiết diện dây dẫn theo mật đố kinh tế dòng điện Ta dự kiến sử dụng loại dây dẫn AC Công thức tính thiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế dòng điện là: Fkti = I max i J kt () Vì ta chọn dây AC ta có thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 3500h 4000h nên ta có Jkt=1.1A/ Imax dòng điện lớn đường dây thứ I tính công thức : S max i n 3.U dm (A), Imax = n số mạch đường dây,n=1;2 Smaxi công suất max đường dây thứ i -Khi ta xác định tiết diện dây dẫn đoạn đường dây, ta tiến hành só sánh với thiết diện chuẩn để chọn tiêu chuẩn gần - Tính tổn thất điện áp hệ thống: Tổn thất hệ thống tính theo công thức : ΣPi Ri + ΣQi X i 100 n U dm ∆U%= % Trong đó: Pi Qi công suất tác dụng công suất phản kháng đường dây thứ i Ri, Xi điện trở điện kháng đường dây thứ i Lưu ý : tổn thất điện áp tính cho phạm vi điện áp ta tính tổn thất cực đại lúc bình thường xảy cố nặng nề nhất, trị số tổn thất điện áp phải thoả mãn: ∆Umaxbt ≤ 10% ∆Umaxsc ≤ 20% Với trường hợp dùng mba điều tải thì: ∆Umaxbt≤ 15-20% ∆Umaxsc ≤ 20-25% Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang điều kiện phát nóng dây dẫn: Ta kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang dây dẫn có cố nặng nề theo biểu thức sau: Đường dây đơn: Imax ≤ Khc.Icp Đường dây kép: Isc ≤ Khc.Icp Trong đó: Isc dòng điện lớn có cố(khi có khả dây đường dây mạch bị đứt) Icp dòng điện cho phép lâu dài chạy qua dây dẫn Khc hệ số hiệu chỉnh nhiệt hộ làm việc ta lấy Khc=0.8 Chương II: Tính toán tiêu Kỹ thuật Ta bắt đầu tính toán tiêu cho phương án đề xuất chương I: Phương án 1: Ta chọn điện áp định mức cho mạng điện: Xét đoạn N-1: PN-1= Pmax1 =20(MW);LN-1=36.06km; =>UN-1=4.34=81.89 kV Tương tự với đoạn dây khác ta có bảng : Đường dây L(km) N-1 36.06 N-2 70.71 N-3 53.85 N-4 51 N-5 92.2 N-6 90.55 N-7 Sét N-1 42.43 Ṡmax(MVA) 20+j10.8 Pmax(MW) 23+j12.42 27+j14.58 19+j10.26 22+j11.88 24+j12.96 26+j14.04 Utt(KV) 20 81.89 23 90.9 27 95.37 19 92.07 22 91.47 24 94.54 26 92.92 Uđm (K 110 SN-1 = S1max = 22.73(MVA)     IN-1= FN-1= Chọn dây AC-70 có Icp=265 (A) để đảm bảo cho lưới điện ổn định nên tiết diện dây tối thiếu 70mm2 Tính toán tương tự đường dây lại ta có bảng: Đường dây Số mạch Imaxbt (A) N-1 59.65 N-2 71.25 N-3 80.54 N-4 56.5 N-5 65.6 N-6 71.59 N-7 77.52 Kiểm tra điều kiện phát nóng dây sau cố: Ftt(mm2) Dây dẫn Icp(A 54.25 64.77 75.04 51.36 59.64 65.08 70.47 AC-70 AC-70 AC-70 AC-70 AC-70 AC-70 AC-70 265 265 265 265 265 265 265 Sự cố nguy hiểm mạng điện đứt đường dây đường dây mạch Khi , dòng diện cố tăng lên lần so với dòng điện mạch điện chưa xảy cố Đoạn N-1: IscN-1=2ImaxbtN-1=259.65=119.3(A) Tương tự với đoạn dây lại ta có bảng: Đường dây Số mạch Isc (A) 0.8Icp (A) N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 N-7 2 2 2 119.3 142.5 161.08 113 132.2 143.18 155.04 212 212 212 212 212 212 212 Từ bảng ta thấy tiết diện dây dẫn thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép dây có cố Tiếp theo ta xác định thông số đơn vị đường dây ro,xo,bo tiến hành tính thông số tập trung R,X,B/2 theo công thức sau: R= ; X=;B=nboL Đường Số L Dây ro dây mạch (kM) dẫn N-1 36.06 AC-70 0.46 N-2 70.71 AC-70 0.46 N-3 53.85 AC-70 0.46 N-4 51 AC-70 0.46 N-5 92.2 AC-70 0.46 N-6 90.55 AC-70 0.46 N-7 42.43 AC-70 0.46 xo bo R X 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 2.58×10^-6 2.58×10^-6 2.58×10^-6 2.58×10^-6 2.58×10^-6 2.58×10^-6 2.58×10^-6 8.28 16.26 12.39 11.73 21.21 20.83 9.76 7.93 15.56 11.85 11.22 20.28 19.92 9.33 Kiểm tra điện áp chế độ vận hành bình thường cố: Ta xét mạng điện làm việc bình thường: Xét đoạn N-1có: B 186.07 364.86 277.87 263.16 475.75 467.24 218.94 SN-1 =Smax1=20+j10.8(MVA)  ∆UbtN-1 % = = 2.08% Xét mạng điện gặp cố: Đứt mạch đường dây kép: Đoạn N-1: ∆UscN-1 % = ∆UbtN-1 % = 22.08% = 4.16% Tính tương tự đường dây lại ta có bảng: Đường ∆Ubt % ∆Usc% dây 2.08 4.16 N-1 4.69 9.38 N-2 4.19 8.38 N-3 2.79 5.58 N-4 5.85 11.7 N-5 6.27 12.54 N-6 3.18 6.36 N-7 Từ bảng ta thấy : Tổn thất điện áp lớn chế độ vận hành bình thường bằng: ∆Umaxbt % = ∆UmaxbtN-6 %= 6.27%