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

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: TRẦN NHƯ PHÁP LỚP: D8H3 NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN LỜI NÓI ĐẦU Trong nghiệp công nghiệp hoá đại hoá đưa nước ta đến năm 2020 nước nước công nghiệp Ngành công nghiệp nói chung công nghiệp sản xuất điện nói riêng đóng vai trò quan trọng Điện nhu càu thiết yếu cách ngành công nghiệp đời sống sinh hoạt ngày nhân dân Để có kinh tế phát triển, đời sống ngày cải thiện điện mặt hàng thiếu việc phát triển nguồn điện cần thiết.Trong số năm vừa qua năm tiếp theo, Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực Nhà nước với ngành điện mở rộng, lắp đặt nhiều dây chuyền sản xuất điện nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng diện cho công công nghiệp hoá đại hoá đất nước phục vụ nhu cầu sinh hoạt nhân dân Trong vài thập kỉ qua, ngành khoa học kĩ thuật phát triển mạnh mẽ, nhát khoa học công nghệ thông tin Máy tính kỹ thuật vi xử lý ấp dụng rộng dãi vào tất ngành công nghiệp, kinh tế, đời sống xã hội Ngàng điện không nằm xu tất yếu Ngày nay, giới hệ thống điện phát triển theo đường tập trung hóa sản xuất điện sở nhà máy lớn hợp hệ thống lượng phải học hỏi,trau dồi kiến thức khoa học kỹ thuật góp phần đưa nghành hệ thống điện ta theo kịp tốc độ phát triển toàn giới Trong hệ thống điện nước ta nay,quá trình phát triển phụ tạo,gia tăng nhanh.Do việc qui hoạch thiết kế phát triển mạng điện vấn đề cần quan tâm nghành điện nói riêng nước nói chung Đồ án môn học “Lưới điện”là tập dượt lớn cho sinh viên nghành hệ thống điện làm quen với hệ thống cung cấp điện.Công việc làm đồ án giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức học để nghiên cứu thực nhiệm vụ tương đối toàn diện lĩnh vực sản xuất,truyền tải phân phối điện Sau năm học tập trường đại học điện lực thầy cô giáo tạo điều kiện thuận lợi cho em làm đồ án môn học.Đặc biệt giúp đỡ nhiệt tình thầy chủ nhiệm Th.s Nguyễn Đức Thuận, đến đồ án môn học em hoàn thành Vì lần em làm quen với đồ án ,kinh nghiệm lực hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em kính mong đóng góp ý kiến thầy cô khoa ,nhà trường để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! SV: Trần Như Pháp GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN, PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHÂN TÍCH NGUỒN, PHỤ TẢI I.1 PHÂN TÍCH NGUỒN: - Hệ thống công suất vô lớn - Có hệ số công suất 0,85 a Nguồn điện Trong phạm vi đề tài nguồn điện A lấy từ cao áp nhà máy.Nó đảm bảo cung cấp điện theo yêu cầu phụ tải Điện áp lấy từ cao áp trạm tăng áp nhà máy điện.Và điện chuyển tải mạng điện không tới hộ tiêu thụ cung cấp đầy đủ với cấp điện áp I.2 PHÂN TÍCH PHỤ TẢI: b Phụ tải Các phụ tải phân thành loại theo yêu cầu đảm bảo cung cấp điện liên tục Hộ loại I:Bao gồm phụ tải quan trọng ,khi có cố ngừng cung cấp điện làm hỏng thiết bị đắt tiền phá vỡ quy trình công nghệ sản xuất ,gây thiệt hại lớn cho kinh tế quốc dân gây ảnh hưởng không tốt trị ngoại giao.Theo yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện nên phụ tải loại I phải cung cấp điện từ nguồn độc lập ,thời gian ngừng cung cấp điện cho phụ tải loại I phép khoảng thời gian đóng tự động nguồn dự trữ.Đường dây cung cấp điện cho phụ tải loại I phải dây kép mạch vòng Hộ loại II: Bao gồm phụ tải quan trọng phụ tải việc điện gây thiêt hại lớn kinh tế đình trệ sản xuất giảm sút số lượng sản phẩm máy móc công nhân phải ngừng làm việc,phá vỡ hoạt động bình thường đại đa số người dân.Do mức đảm bảo cung cấp điện an toàn liên tục cho phụ tải phải dựa yêu cầu củ kinh tế song đa số trường hợp người ta thường cung cấp đường dây đơn Hộ loại III:Bao gồm phụ tải không quan trọng nghĩa phụ tải mà việc điện không gây hậu nghiêm trọng.Do hộ phụ tải loại cung cấp điện dây đơn cho phép ngừng cung cấp điện thời gian cần thiết để sữa chữa cố hay thay phần hư hỏng mạng điện không ngày Các số liệu Phụ tải cực đại (MW) Thời gian sử dụng công suất lớn (h) Phụ tải cực tiểu (MW) 18 0,9 Mức đảm bảo cung cấp điện Yêu cầu điều chỉnh điện áp Điện áp định danh thứ cấp (kV) I kt 22 30 32 4300 75% Pmax Hệ số công suất cos ϕ SV: Trần Như Pháp 23 Các hộ tiêu thụ 25 27 28 0, I kt 22 0,9 0,88 0,9 0,85 0,88 I t 22 I t 22 I kt 22 I t 22 I t 22 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực Dựa vào bảng ta thấy: - Những phụ tải có mức đảm bảo cung cấp điện loại I: 1,2,3,4,5,6,7 - Những phụ tải có mức đảm bảo cung cấp điện loại III: Không có - Tổng công suất lớn phụ tải: ∑P i Pmax = i =1 = 18 + 23 + 25 + 27 + 28 + 30 + 32 = 183 ( MW ) - Thời gian sử dụng công suất lớn : Tmax = 4300 ( h ) - Điện áp phía hạ: 22 (kV) - Các phụ tải yêu cầu điều chỉnh thường: 3, 4, 6, - Các phụ tải yêu cầu điều chỉnh khác thường: 1, 2, Từ kết luận ta có bảng tổng hợp công suất phụ tải sau: STT cos ϕ Phụ tải max tanϕ Phụ tải Qmin Pmax Qmax Smax Pmin (MW) (MVAr) (MVA) (MW) (MVAr ) (MVA) Smin 0,9 0,48 18 8,72 18+8,72j 13,50 6,54 13,5+6,54j 0,9 0,48 23 11,14 23+11,14j 17,25 8,35 17,25+8,35j 0,9 0,48 25 12,11 25+12,11j 18,75 9,08 18,75+9,08j 0,88 0,54 27 14,57 27+14,57j 20,25 10,93 20,25+10,93j 0,9 0,48 28 13,56 28+13,56j 21,00 10,17 21+10,17j 0,85 0,62 30 18,59 30+18,59j 22,50 13,94 22,5+13,94j 0,88 0,54 32 17,27 32+17,27j 24,00 12,95 24+12,95j Trong đó: Pmin = 75%* Pmax Smax = Pmax + jQmax Smin = Pmin + jQmin CÂN BẰNG CÔNG SUẤT: Trong hệ thống điện chế độ vận hành tồn có cân công suất tác dụng công suất phản kháng Việc cân công suất hệ thống trước hếtlà kiểm tra khả cung cấp tiêu thụ điện hệ thống, từ bố trí sơ phụ tải xác định phương thức vận hành cho nhà máy điện hệ thống điện Trong trạng thái vận hành cực đại, cực tiểu cố dựa cân khu vực, đặc điểm khả cung cấp nhà máy hệ thống 2.1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG: SV: Trần Như Pháp GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực Cân công suất tác dụng thực cần thiết để giữ tần số bình thường hệ thống Điều có nghĩa tổng cống suất phát phải tổng công ∑P = ∑P N Y /c suất tác dụng yêu cầu Công suất tác dụng yêu cầu bao gồm: n + Tổng công suất tác dụng lớn mà phụ tải yêu cầu số đồng thời m = n số phụ tải yêu cầu m∑ Pmax i i =1 (MW) với hệ n ∑ ∆P max i + Tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện i =1 (MW) Tổn thất 5% tổng công suất tác dụng lớn mà phụ tải yêu cầu + Tổng công suất tác dụng dự trữ nhà máy nhiệt điện Pdt (MW) Ở ta coi Pdt gần ∑P n n m∑ Pmax i ∑ ∆P = i =1 + i =1 + Pdt Như ta có phương trình cân công suất tác dụng phát yêu cầu: y /c ∑ PN = ∑ PY / c max i n = m∑ Pmax i i =1 n + ∑ ∆P i =1 = ∑P i =1 max i max i ∑ ∆P max i + i =1 + Pdt ∑ Pmax i ∑P = i =1 + 5% i =1 = 183 + 5%*183 = 192,15 (MW) 2.2 + Pdt max i +0 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG: Cân công suất phản kháng để dự trữ điện áp bình thường hệ thống, thiếu hụt công suất phản kháng làm điện giảm sụt Công suất phản kháng theo nguồn: QN = PN tan ϕ N = 192,15 * 0,62 = 119,13 ( MVAr) * ( cos ϕ N = 0,85 nên tan ϕ N = 0,62) Công suất phản kháng theo yêu cầu bào gồm: n + Tổng công suất phản kháng lớn mà phụ tải yêu cầu với hệ số đồng thời m = n số phụ tải yêu cầu SV: Trần Như Pháp m∑ Qmax i i =1 (MVAr) GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực ∑ ∆Q ba + Tổn thất công suất phản kháng máy biến áp (MBA) (MVAr) Tổn thất 15% tổng công suất phản kháng lớn mà phụ tải yêu cầu + Tổn thất công suất phản kháng đường dây ∑ ∆Q L + Tổn thất công suất phản kháng đường dây sinh tính toán sơ ta coi ∑ ∆Q L = Qy / c = i =1 ∑ ∆Q C (MVAr) Trong ∑ ∆Q C n m∑ Qmax i (MVAr) ∑ ∆Q ba + + ∑ ∆Q ∑ ∆Q L c - + Qdt Như ta có phương trình cân công suất phản kháng phát yêu cầu: n Qy / c = m∑ Qmax i i =1 + ∑ ∆Q = ∑Q max i + 15% i =1 = + ∑ ∆Q ∑ ∆Q L ∑Q i =1 ba max i + c - + Qdt ∑ ∆Q ∑ ∆Q L - c + Qdt ∑ Qmax i ∑Q + 15% i =1 i =1 max i = 1,15* Dựa theo bảng ta có: ∑Q i =1 max i ∑Q i =1 max i = 95,96 (MVAr) Qy / c ∑Q max i Vậy = 1,15* i =1 = 1,15*95,96= 110,35 (MVAr) Ta so sánh công suất phản kháng nguồn với công suất phản kháng theo yêu cầu ta thấy Qy / c < QN (110,35 < 119,13) Phụ tải nhận công suất phản kháng so với yêu cầu nên không cần bù công suất SV: Trần Như Pháp GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực CHƯƠNG II: DỰ KIẾN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Có phương án nối dây ta lựa chọn: + Phương án hình tia + Phương án liên thông + Phương án lưới kín Mỗi phương án nối dây lại có đặc điểm khác CÁC PHƯƠNG ÁN CƠ BẢN: 1.1 PHƯƠNG ÁN HÌNH TIA: - - 1.2 - - Ưu điểm: + Đơn giản hóa sơ đồ nối dây + Bố trí thiết bị đơn giản + Các phụ tải không liên quan tới + Khi có cố đường dây không ảnh hưởng tới đường dây khác + Tổn thất nhỏ so với phương án liên thông Nhược điểm: + Khảo sát thiết kế thi công nhiều thời gian + Tốn nhiều chi phí PHƯƠNG ÁN LIÊN THÔNG: Ưu điểm: + Khảo sát thiết kế giảm nhiều thời gian đáng kể so với phương án hình tia + Thiết bị dây dẫn chi phí giảm Nhược điểm: + Cần có thêm trạm trung gian + Thiết bị bố trí đòi hỏi bảo vệ rơle + Thiết bị tự động hóa phức tạp + Độ tin cậy cung cấp điện thấp với phương án hình tia Lưu ý: + Chỉ tối đa liên thông điểm + Không nên liên thông từ loại III sang loại I 1.3 PHƯƠNG ÁN LƯỚI KÍN: SV: Trần Như Pháp GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực Ưu điểm: + Độ tin cậy cung cấp cao + Khả vận hành lưới điện linh hoạt + Tổn thất chế độ bình thường thấp - Nhược điểm: + Bố trí bảo vệ rơle tự động hóa phức tạp + Khi xảy cố, tổn thất lưới cao, nguồn có chiều dài dây cấp điện lớn Dựa vào ưu nhược điểm loại phương án ta có lựa chọn khác để thiết kế mạng điện cho đảm bảo cung cấp điện với chất lượng điện cao, độ tin cậy cấp điện lớn, đảm bảo yêu cầu kinh tế CÁC PHƯƠNG ÁN DỰ KIẾN THIẾT KẾ: 2.1 Sơ đồ địa lý: - (1 ô = 10x10 km) SV: Trần Như Pháp GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực 2.2 Các phương án thiết kế: Phương án 1: Phương án 2: SV: Trần Như Pháp GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực Phương án 3: Phương án 4: SV: Trần Như Pháp 10 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực b Chế độ phụ tải Ta có tổng công suất yêu cầu góp nguồn 110kV: = = 143,92+64,39j (MVA) Để đảm bảo điều kiện cân công suất hệ thống nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu Vì tổng công suất tác dụng nguồn cung cấp phải là: Pcc = 143,92(MW) Khi hệ số công suất nguồn cos = 0,85 tổng công suất phản kháng nguồn cung cấp là: Qcc = Pcc tan = 143,92* = 89,19 (MVAr) Như ta có: = Pcc + j Qcc = 143,92+ 89,19j (MVA) Ta thấy công suất phản kháng nguồn cung cấp lớn công suất phản kháng yêu cầu nên ta không cần tiến hành bù công suất phản kháng chế độ phụ tải cực đại c Chế độ sau cố Ta có tổng công suất yêu cầu góp nguồn 110kV: = = 190,45+94,1j (MVA) Để đảm bảo điều kiện cân công suất hệ thống nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu Vì tổng công suất tác dụng nguồn cung cấp phải là: Pcc = 190,45 (MW) Khi hệ số công suất nguồn cos = 0,85 tổng công suất phản kháng nguồn cung cấp là: Qcc = Pcc tan = 190,45* = 118,03 (MVAr) Như ta có: = Pcc + j Qcc = 190,45 + 118,03j (MVA) Vậy không cần tiến hành bù công suất phản kháng chế độ phụ tải cố Kết luận Như qua việc tính toán ba chế độ : cực đại, cực tiểu sau cố việc tính cân xác công suất hệ thống, ta thấy công suất phản kháng nguồn cung cấp lớn công suất phản kháng yêu cầu nên ta bù công suất phản kháng ba chế độ Điều cho thấy chất lượng điện mạng điện tốt SV: Trần Như Pháp 41 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP NÚT VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP A Tính điện áp nút: Chế độ phụ tải max: Xét đường dây N-1 ta có: Tổn thất điện áp đường dây: ∆UN-1= = = 1,94 (kV) Điện áp nút 1: U1 = UN - ∆UN-1 = 121 – 1,94 = 119,06 (kV) Tổn thất điện áp MBA: ∆UB1 = = = 4,03 (kV) Điện áp quy đổi phía cao áp: U1q= U1 -∆UB1 = 119,06– 4,03 = 115,03(kV) Điện áp thực phía hạ áp: U1H = U1q = 115,03*=22,01 (kV) Tương tự với nhánh lại ta có bảng sau: ĐD ∆UNi (kV) Ui (kV) ∆UBi (kV) Uiq (kV) UiH (kV) N-1 1,94 119,06 4,03 115,03 22,01 N-2 3,6 117,4 3,26 114,14 21,84 N-3 2,23 118,77 3,54 115,23 22,04 N-4 4,98 116,02 4,33 111,69 21,37 N-5 3,94 117,06 4,08 112,98 21,61 N-6 7,14 113,86 4,23 109,63 20,97 N-7 3,9 117,1 3,91 113,19 21,65 Chế độ phụ tải min: Tính toán tương tự chế độ max ta có: Với Un =115 kV: Smin =70%Smax Các thông số công suất chương ta có bảng: ĐD ∆UNi (kV) Ui (kV) ∆UBi (kV) N-1 1,45 113,55 0,25 N-2 2,63 112,37 0,19 N-3 1,67 113,33 0,2 N-4 3,58 111,42 0,22 N-5 2,88 112,12 0,23 N-6 5,04 109,96 0,19 N-7 2,84 112,16 0,19 Uiq (kV) 113,3 112,18 113,13 111,2 111,89 109,77 111,97 UiH (kV) 21,67 21,46 21,64 21,27 21,41 21 21,42 Chế độ sau cố: SV: Trần Như Pháp 42 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực Với Un=121 kV Các thông số công suất chương ta có bảng: ĐD ∆UNi (kV) Ui (kV) ∆UBi (kV) N-1 2,01 118,99 4,03 N-2 3,69 117,31 3,26 N-3 2,24 118,76 3,54 N-4 4,99 116,01 4,33 N-5 3,95 117,05 4,08 N-6 7,05 113,95 4,22 N-7 3,9 117,1 3,91 Uiq (kV) 114,96 114,05 115,22 111,68 112,97 109,73 113,19 UiH (kV) 21,99 21,82 22,04 21,36 21,61 20,99 21,65 B.Điều điện áp mạng điện I Các tiêu chuẩn điều chỉnh điện áp Hầu hết phụ tải mạng thiết kế hộ tiêu thụ loại I có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường phụ tải 1,2,3,4,5,6,7; phụ tải yêu cầu điều chỉnh thường Đồng thời giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp trạm chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu 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 hộ phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp T, ta sử dụng máy biến áp có đầu phân áp cố định với phạm vi điều chỉnh là: Upatc= 115 ± 2*2,5%*115 Các hộ phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp KT, ta sử dụng MBA có điều chỉnh tải tiến hành chọn đầu phân áp với phạm vi điều chỉnh: Upatc = 115 ± 9*1,78%*115 Yêu cầu điều chỉnh chất lượng điện áp bao gồm: + Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT, độ lệch điện áp cho phép góp hạ áp Trong chế độ phụ tải cực tiểu: δU1% = %.Udm Trong chế độ phụ tải cực đại: δU2% = +5 %.Udm + Yêu cầu điều chỉnh điện áp T, độ lệch điện áp cho phép góp họ áp là: Chế độ phụ tải cực tiểu: δU1% ≤ +7.5%.Udm Chế độ phụ tải cực đại: δU2% ≥+2.5%.Udm Quy ước: Kí hiệu “1” dùng cho chế độ phụ tải Kí hiệu “2” dùng cho chế độ phụ tải max Phương pháp chọn đầu phân áp sau: - Điện áp yêu cầu hạ áp trạm xác định theo công thức: SV: Trần Như Pháp 43 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực U Hyc =U Hdm Trường đại học Điện lực +δU%.U Hdm Trong đó: UHdm: điện áp định mức góp hạ áp UHdm=10kV UHyc: điện áp yêu cầu hạ áp +Đối với hộ phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp KT thì: U U Hminyc =U Hmaxyc Hdm =U Hdm +δU +δU %*U max %.U Hdm Hdm =22+0*22=22kV =22+5%*22=23,1kV +Đối với hộ phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp T thì: U U - Hminyc Hmaxyc =U =U Hdm Hdm +δU +δU max %.U %.U Hdm Hdm =22+7,5%*22=23,65kV =22+2,5%*22=22,55kV Giá trị điện áp hạ áp quy đổi phía cao là: U ' =U -ΔU H c B Với chế độ phụ tải thì: U' =U -ΔU Hmin Cmin Bmin U' =U -ΔU Hmax Cmax Bmax - U pa UC Tỉ số biến đổi điện áp MBA k = U H = U Hdm Trong đó: Upa: giá trị điện áp góp cao áp đầu phân áp chọn: Ở chế độ phụ tải có đầu phân áp tương ứng chế độ phụ tải: Upamin=(UCmin - ∆ UBmin)* U Hdm U Hminyc Upamax =(UCmax - ∆ UBmax)* - = U’Hmin* U Hdm U Hmaxyc U Hdm U Hminyc = U’Hmax * U Hdm U Hmaxyc Với máy biến áp có đầu phân áp cố định (các hộ phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường T) Phạm vi điều chỉnh điện áp máy biến áp có đầu phân áp cố định là: U SV: Trần Như Pháp patc =115±2*2,5%*115 44 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực Ở chế độ phụ tải max dùng chung1 đầu phân áp tiêu chuẩn U  = * U +U patb  pamin pamax ÷  U U Từ giá trị patb chọn đầu phân áp tiêu chuẩn patc gần Tính lại giá trị điện áp thực hạ áp máy biến áp: UHmin =(UCmin - ∆ UBmin)* U Hdm U pamin UHmax =(UCmax - ∆ UBmax)* U Hdm U pamax = U’Hmin * U Hdm U pamin = U’Hmax * U Hdm U pamax Kiểm tra lại điều kiện: -U Hmin Hdm *100% ≤ ±7,5% U Hdm U -U δU %= Hmax Hdm *100% ≥ ±2,5% max U Hdm δU - %= U Với máy biến áp điều chỉnh tải (yêu cầu điều chỉnh điện áp KT) Phạm vi điều chỉnh điện áp máy biến áp điều chỉnh tải là: U patc =115±9*1,78%*115 Ở chế độ phụ tải có 1đầu phân áp tương ứng U pamin ⇒U patcmin U ⇒U pamax patcmax Tính lại giá trị điện ápthực hạ áp máy biến áp : UHmin =(UCmin - ∆ UBmin)* U Hdm U patcmin UHmax =(UCmax - ∆ UBmax)* U Hdm U patcmax = U’Hmin * U Hdm U patcmin = U’Hmax * U Hdm U patcmax Kiểm tra lại điều kiện: U Hmin -U dm U Hdm 100% = 0% δU1%= SV: Trần Như Pháp 45 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực U Hmax -U dm U Hdm δU2%= 100% = 5% Bảng tính điện áp góp hạ áp trạm, quy đổi phía điện áp cao chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu Trạm U'Hmax 115,03 114,14 115,23 111,69 112,98 109,63 113,19 U'Hmin 113,27 112,04 113,07 110,93 111,72 109,25 111,79 U'Hsc 114,96 114,05 115,22 111,68 112,97 109,73 113,19 Sử dụng MBA điều chỉnh tải cho phép thay đổi đầu điều chỉnh không cần cắt MBA Do cần chọn đầu điều chỉnh riêng cho chế độ phụ tải cực đại cực tiểu Để thuận tiện tính trướng điện áp tương ứng với đầu điều chỉnh MBA Kết tính MBA chọn cho bảng Bảng số liệu đầu phân áp tiêu chuẩn máy biến áp có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường KT Nấc đcđa -9 -8 -7 Upatc (kV) 96, 577 98,624 100,671 Nấc đcđa Upatc (kV) 115 117,04 119,094 -6 -5 -4 -3 -2 -1 102,71 104,76 106,81 108,85 110,90 112,95 115 3 121,14 123,18 125,23 127,28 129,32 131,37 133,42 Bảng số liệu đầu phân áp tiêu chuẩn máy biến áp có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường T Nấc đcđa -2 -1 Upatc (kV) 109,25 112,125 115 117,875 120,75 II Tính toán chọn đầu điều chỉnh điện áp MBA Xét trạm có điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp U’Hmin= 113,3 kV SV: Trần Như Pháp 46 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực U’Hmax= 115,03 kV Đây hộ loại I, yêu cầu điều chỉnh điện áp thường nên ta có giá trị điện áp yêu cầu TBA : U U Hminyc Hmaxyc =U =U Hdm Hdm +δU +δU max %.U %.U Hdm Hdm =22+7,5%*22=23,65kV =22+2,5%*22=22,55kV Tính đầu điều chỉnh MBA phụ tải cực tiểu cực đại: Với Udm= 22(kV) Udcmin = UHmin* U dm U ycmin 22 = 113,3 * 23, 65 = 110,54(kV) U dm U ycmax 22 =115,03 * 22,55 = 112,22 (kV) Udcmax = UHmax* Ở hai chế độ phụ tải phụ tải max dùng chung đầu phân áp tiêu chuẩn : Udctb = (Udcmax+Udcmin) = (112,22 +110,54) =111,38 (kV) Dựa vào bảng ta chọn Upatc =112,125 kV ứng với n=-1 Tính lại giá trị điện áp thực hạ áp MBA : UHmin =U’Hmin* U dm U patc 22 = 113,3 * 112,125 = 22,23 (kV) UHmax = U’Hmax U dm U patc 22 = 115,03 * 112,125 =22,57 (kV) Kiểm tra điều kiện : U Hmin -U dm 22, 23 − 22 U Hdm *100%= 22 δUmin%= *100% = 1,05 ≤ 7,5% U Hmax -U dm 22,57 − 22 U Hdm 22 δUmax%= *100%= *100% = 2,59 ≥ 2,5% => Không thỏa mãn điều kiện chọn Tương tự ta có bảng: Trạm UiHmax UiHmin Udcmax SV: Trần Như Pháp Udcmin 47 Udctb Đầu Upatc UHmax UHmin dUmax dUmin GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực biến áp phân áp 115,0 114,1 115,2 111,6 112,9 109,6 113,1 113,3 112,22 110,54 111,38 -1 112,125 22,57 22,23 2,59 1,05 112,1 113,1 111,3 109,44 110,4 -1 112,125 22,4 22,01 1,82 0,05 112,42 110,37 111,39 -1 112,125 22,61 22,2 2,77 0,91 108,9 108,49 108,73 -2 109,25 22,49 22,39 2,23 1,77 110,22 109,16 109,69 -2 109,25 22,75 22,53 3,41 2,41 107,09 107,025 -2 109,25 22,08 22,1 0,36 0,45 109,83 -2 109,25 22,79 22,55 3,59 2,5 111,2 111,8 109,7 111,9 106,9 110,4 109,24 Ta có trạm 1,3,5,7 thoả mãn yêu cầu δUmin ≤ 7,5% δUmax%≥ 2,5% Vậy xét trạm MBA 2,4,6 có điều áp tải: Chọn đầu điều chỉnh MBA trạm 2: Điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp U'Hmax = 114,14 (kV) U'Hmin = 112,18 (kV) U'Hsc = 114,05 (kV) Đây hộ loại I, yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường nên ta có giá trị điện áp yêu cầu TBA : U U Hminyc =U Hmaxyc Hdm =U Hdm +δU +δU %*U max %.U Hdm Hdm =22+0*22=22kV =22+5%*22=23,1kV Uycsc = UHđm + δUsc% UHđm = 22+5 %*22 = 23,1 (kV) Tính đầu điều chỉnh MBA phụ tải cực tiểu cực đại: U dm U ycmin 22 =112,18* 22 = 112,18 (kV) = U’Hmin* ⇒ Udcmin =112,95 ứng với n= -1 Udcmin U dm U ycmax 22 = 114,14* 22,31 = 108,7 (kV) Udcmax = U’Hmax* ⇒ Udcmax=108,85 ứng với n = -3 SV: Trần Như Pháp 48 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực U dm U ycsc 22 =114,05* 22,31 = 108,62 (kV) Udcsc = U’sc ⇒ Udcsc = 108,85 ứng với n = -3 Tính lại giá trị điện áp thực hạ áp MBA : UHmin = U’Hmin* U dm U pamin 22 = 112,18* 112,95 = 21,85 (kV) UHmax = U’Hmax* U dm U pamax 22 = 114,14* 108,85 =23,07(kV) UHsc = U’sc* Kiểm tra điều kiện : U dm U pasc 22 =114,05* 108,85 = 23,05 (kV) U Hmin -U dm 21,85 − 22 U Hdm *100%= 22 δUmin% = *100% = -0,68% U Hmax -U dm 23, 07 − 22 U Hdm *100%= 22 δUmax% = *100% = 4,86% U Hsc -U dm 23, 05 − 22 U Hdm *100%= 22 δUsc% = *100% = 4,77%  Thỏa mãn điều kiện Chọn đầu điều chỉnh MBA trạm lại Kết tính toán điều chỉnh điện áp mạng điện cho bảng Trạm UiHmax UiHmin 114,14 112,18 111,69 111,2 109,63 109,77 UiHsc 114,0 111,6 109,7 Udcmax Udcmin Udcsc 108,7 112,18 106,37 111,2 104,41 109,77 104,5 UHmin UHsc 108,6 106,3 Đầu pamax Đầu pamin Đầu pasc -3 -1 -3 -4 -1 -4 -5 -2 -5 Từ ta có Trạm Upamax SV: Trần Như Pháp Upamin Upasc 49 UHmax δUmax δUmin δUsc GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực 108,85 106,8 104,75 *Kết luận: 112,95 112,95 110,9 Trường đại học Điện lực 108,85 23,07 106,8 23,01 104,75 23,02 21,85 21,66 21,78 23,05 23,01 23,05 4,86 4,59 4,64 -0,68 -1,55 -1 4,77 4,59 4,77 Ta có bảng tổng hợp Trạ m biến áp Kiểu điều chỉnh điện áp Không tải Dưới tải Không tải Dưới tải Không tải Dưới tải Không tải SV: Trần Như Pháp Đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Chế độ phụ tải cực đại Chế độ phụ tải cực tiểu Chế độ sau cố -1 -3 -1 -4 -2 -5 -2 -1 -1 -1 -1 -2 -2 -2 Không xét -3 Không xét -4 Không xét -5 Không xét 50 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực CHƯƠNG VIII: TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 17.1 VỐN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG MẠNG ĐIỆN -Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức: V = Vđ + Vt Trong đó: + Vđ : Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây Y = 0,04 89313,05.106 chương IV tính đc: Vđ =179,72.10 (đồng) + Vt : Tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp -Vốn đầu tư cho trạm hạ áp xác định theo bảng sau Công suất định mức (MVA) Giá thành, 106 đ/trạm 16 16000 25 32 40 25000 32000 40000 -Trong mạng điện thiết kế có: Tổng Số máy biến áp Hệ số trạm biến áp 2 2 2 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 Công suất định mức MBA(MVA) 16 25 25 25 25 32 32 Kt(10^6 đ) 28800 45000 45000 45000 45000 57600 57600 324000 +Như vậy, vốn đầu tư cho trạm hạ áp bằng: Vt1 = 1,8 × 16 × 109 = 28,8 × 109 (đồng) +Khi tổng vốn đầu tư để xây dựng mạng điện là: V = Vd + Vt = 179,72.109 + 324 × 109 = 503,72 × 109 (đồng) 17.2 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN SV: Trần Như Pháp 51 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực -Tổn thất công suất tác dụng mạng điện bao gồm có tổn thất công suất đường dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại -Ta có tổn thất công suất tác dụng đường dây là: ∆Pd = 6,17 (MW) -Và tổn thất công suất tác dụng cuộn dây máy biến áp có giá trị: ∆Pb = 0,62 (MW) -Tổng tổn thất lõi thép máy biến áp là: ∆P0 = 0,42 (MW) -Như tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện bằng: ∆P = ∆Pd + ∆Pb + ∆P0 = 6,17 + 0,62 + 0,42 = 7,21 (MW) -Tổng tổn thất mạng điện tính theo phần trăm: ∆P% = 1.17.3 ∆P 7, 21 × 100 = × 100 = 3,94% 183 ∑ Pmax TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN -Tổn thất điệ mạng điện xác định sau: ∆A = (∆Pd + ∆Pb)×τ + ∆P0×t Trong đó: + ∆Pd : Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây + ∆Pb : Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây MBA + ∆P0 : Tổng tổn thất lỏi thép MBA + τ : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất, τ = 2688,58 h + t : Thời gian máy biến áp làm việc năm, t = 8760 h - Do tổng tổn thất điện mạng điện bằng: ∆A = (6,17 + 0, 62) × 2688,58 + 0,42 × 8760 = 21934,66 ( MWh) -Tổng điện mà hộ tiêu thụ nhận năm bằng: A = ∑ Pmax × Tmax = 183 × 4300 = 786900 ( MWh) -Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm: ∆A% = ∆A 21934,66 = × 100 = 2,79% A 786900 1.1.17.4 TÍNH CHI PHÍ VÀ GIÁ THÀNH 1.1.1.17.4.1 Chi phí vận hành hàng năm SV: Trần Như Pháp 52 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực - Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện xác định theo công thức: Y = avhdđ× V vht+ a t × V + ∆A × C Trong đó: +avhd : hệ số vận hành đường dây (avhd = 0,04) +avht : hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp (a vht = 0.1) +C : giá thành 1kW.h điện tổn thất (C = 700 đồng/KWh) → Y = 0,04 × 179,72 × 109 + 0,1 × 324 × 109 + 21934,66 × 103 × 700 = 54,94 × 109 (đồng) Chi phí tính toán hàng năm 1.1.1.1.17.4.2 - Chi phí tính toán hàng năm mạng điện tính theo công thức: Z = atc×V + Y - Trong atc hệ số định mức hiệu vốn đầu tư (a tc = 0.125) - Do chi phí tính toán bằng: Z = 0,125 × 503,72 × 109 + 54,94 × 109 = 117,91 × 109 (đồng) Giá thành truyền tải điện 1.1.1.1.1.17.4.3 - Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức: Y 54,94 × 109 β= = = 69,82 A 786900 × 103 (đồng/KWh) 1.1.1.1.1.17.4.4 Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải chế dộ cực đại - Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải chế dộ cực đại xác định theo biểu thức: V0 = SV: Trần Như Pháp V 503, 72 × 109 = = 2,75 × 109 183 ∑ Pmax 53 (đồng/MW) GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực * Kết luận Bảng 7.5: Tổng hợp tiêu kinh tế - kỹ thuật lưới điện thiết kế Số thứ tự Các tiêu Đơn vị Giá trị Tổng công suất phụ tải cực đại, MW 183 Tống chiều dài đường dây, km 373,5 Tổng công suất máy biến áp, MVA 180 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện, V 109 đ 503,72 Tổng vốn đầu tư cho đường dây, Vđ 109 đ 179,72 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp, Vt 109 đ 324 Tổng điện phụ tải tiêu thụ năm, A MWh 786900 % 4,91 % 9,82 10 Tổn thất công suất MW 7,21 11 Tổn thất công suất % 3,94 12 Tổn thất điện MWh 21934,66 13 Tổn thất điện % 2,79 14 Chi phí vận hành hàng năm, Y 109 đ 54,94 15 Chi phí tính toán hàng năm, Z 109 đ 117,91 16 Giá thành truyền tải điện năng, β đ/kWh 69,82 17 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại, K0 109 đ/MW 2,75 SV: Trần Như Pháp 54 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Đồ án Lưới điện khu vực Trường đại học Điện lực Kết luận chung Tài liệu tham khảo: Sách “ Mạng lưới điện”, tác giả TS Nguyễn Văn Đạm, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2005 - Sách “ Thiết kế mạng hệ thống điện”, tác giả TS Nguyễn Văn Đạm, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2008 - SV: Trần Như Pháp 55 GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận