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

ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận LỜI MỞ ĐẦU Điện nguồn lượng ngành công nghiệp, điều kiện để phát triển xã hội Chính lập dế hoạch phát triển kinh tế xã hội kế hoạch phát triển điện phải trước bước nhằm thoả mãn nhu cầu điện giai đoạn trước mắt mà dự kiến cho phát triển tương lai năm năm, mười năm, hai mươi năm lâu Ngày kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống xã hội nâng cao Đặc biệt với kinh tế nước ta hội nhập với kinh tế giới nước ta trình công nghiệp hoá đại hoá đất nước làm cho nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Muốn trước hết phải có hệ thống điện đảm bảo yêu cầu phục vụ cho trình Để thực điều cần phát triển mở rộng nhà máy điện mạng hệ thống điện công suất lớn Điều đặt nhiệm vụ quan trọng kỹ sư nghành hệ thống điện.Một nhiệm vụ thiết kế mạng hệ thống điện Do em thiếu kinh nghiệm thực tế nên trình làm thiết kế nhiều thiếu sót, mong thầy cô giáo bảo.Qua em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Đức Thuận tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, tháng năm 2016 Sinh viên Hà Anh Tuấn SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1.1 PHÂN TÍCH NGUỒN PHỤ TẢI: 1.1.1 Phân tích nguồn Nguồn hệ thống công suất vô cùng lớn, có hệ số công suất 0.85 1.1.2 Phân tích phụ tải Trong hệ thống điện thiết kế có phụ tải loại I, có mức độ cung cấp điện cao nhất, nên cung cấp đường dây kép mạch vòng để đảm bảo cung cấp điện lien tục Hình 1.1 sơ đồ mặt vị trí nguồn điện phụ tải Tỉ lệ đơn vị = 10km Trong đó: Các phụ tải phụ tải loại 1, có thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4800h, yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, điện áp danh định thứ cấp 10(KV), Công suất tác dụng cực tiểu Pmin = 75%Pmax Giá 1KWh điện tổn thất: 700đ -Tổng công suất tác dụng phụ tải cực đại: SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận ∑ P max i = P1 + P + P3 + P + P5 + P6 + P7 = 162( MW ) i =1 -Tổng công suất tác dụng phụ tải cực tiểu: 7 i =1 i =1 ∑ P i = 75%∑ P max i = 162 × 0.75 = 121.5( MW ) Bảng tính toán thông số của hộ phụ tải Tgφ Qmax (Mvar ) Ṡmax (MVA) Pmin (MW) Qmin (Mvar) Smin (MVA) 0.85 0.62 12.4 20+j12.4 15 9.3 17.6491 22 0.85 0.62 13.64 22+j13.64 16.5 10.23 19.414 24 0.85 0.62 14.88 24+j14.88 18 11.16 21.1789 21 0.85 0.62 13.02 21+j13.02 15.75 9.765 18.5315 23 0.85 0.62 14.26 23+j14.26 17.25 10.695 20.2964 25 0.85 0.62 15.5 25+j15.5 18.75 11.625 22.0613 27 0.85 0.62 16.74 27+j16.74 20.25 12.555 23.8263 STT Pmax (MW) cosφ 20 - Các hộ phụ tải loại I hộ quan trọng,vì phải dự phòng chắn.Mỗi phụ tải phải cấp điện lộ đường dây kép mạch vòng để đảm bảo cấp điện liên tục đảm bảo chất lượng điện chế độ vận hành.Khi ngừng cấp điện làm hỏng sản phẩm, hư hại thiết bị gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động phụ tải.Thời gian ngừng cung cấp điện lớn cho phép phụ tải loại I khoảng thời gian đóng tự động nguồn dự trữ - Trong mạng điện thiết kế phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường(KT) độ lệch điện áp phải thỏa mãn chế độ sau: Chế độ phụ tải cực đại: du% ≥+ 5% Uđm (1-1) Chế độ phụ tải cực tiểu: du%≥ 0% Uđm (1-2) Chế độ cố: 0% ≤ dU% ≤ 5% Uđm (1-3) 1.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1.2.1 Cân công xuất tác dụng -Công suất nguồn tính theo công thức: SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận ∑ P max i + ∑ ∆P max + Pdt PN=Pyc=m× i =1 Trong đó: • m: hệ số đồng thời (m=1) ∑ P max i • i =1 : Tổng công suất tác dụng cực đại • • • ∑ ∆P max ∑ ∆P max Pdt ∑ P max i : Tổng tổn thất tác dụng lên lưới (= 5% i =1 ) = 5% × 162 = 8.1(MW) : Công suất tác dụng dự trữ ( Pdt =0) ≫PN= 1×162+8.1+0=170.1 (MW) 1.2.2 - Cân công suất phản kháng: Công suất phản kháng tính theo công thức: ∑ Q max i + ∑ ∆Qba ∑ ∆Ql − ∑ Qc + Qdt Qyc=m× i =1 Trong đó: ∑ Q max i • • • • • i =1 ∑ ∆Qba ∑ ∆Ql ∑ ∆Qc : tổng công suất phản kháng cực đại : tổng tổn thất công suất MBA : tổng tổn thất công suất phản kháng đường dây : tổng công suất phản khác đường dây sinh Qdt Qdt : Công suất phản kháng dự trữ ( =0) Ta có: SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận ∑ Q max i = Q max1 + Q max + Q max + Q max + Q max + Q max + Q max = 100.44( MVar ) i =1 Khi tính toán sơ bộ: ∑ ∆Qba ∑ Q max i = 15%× i =1 = 0.15×100.44=15.066(MVar) Do tổng công suất phản kháng đường dây sinh tổng tổn thất công suất phản kháng đường dây Nên tao có: ∑ ∆Ql − ∑ Qc = m × ∑ Q max i + ∑ ∆Qba = 100.44 + 15.066 = 115.506( MVar ) i =7 ≫ Qyc= Công suất phản kháng nguồn: • • − 0.852 170.1× ( ) 0.85 QN=PN×tgφN= =105.462(MVar) Qyc>QN nên ta phải bù Q ∑ ∆Qbu ` • = Qyc−QN= 115.506 – 105.462 = 10.044(MVar) Ta dự kiến bù sơ nguyên tắc bù ưu tiên cho hộ xa, có Cosφ thấp trước bù đến Cosφ = 0,90 – 0,95 ( không bù cao không kinh tế ảnh hưởng tới tính ổn định hệ thống điện ) Còn thừa ta bù hộ gần có Cosφ cao bù có Cosφ = 0,85 – 0,90 Công suất bù cho hộ tiêu thụ thứ i tính sau : Q bu = Qi − Pi tgϕmoi Trong : • Pi, Qi : Là công suất hộ tiêu thụ trước bù • • tgφmoi : Được tính theo Cosφmoi - hệ số công suất hộ thứ i sau bù Ta chọn vị trí bù vào phụ tải phụ tải Bù 5.044(MVar) vào phụ tải ta được: S4= 21+ j(13.02 – 5.044)= 21+ j7.976 (MVar) Cosφmới = 0.935 Bù (MVar) vào phụ tải ta được: S6= 25+ j(15.5 – 5)= 21+ j10.5 (MVar) Cosφmới = 0.922, ta có bù sơ sau: SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận STT Pmax (MW) cosφ tgφ Qmax (Mvar) Ṡmax (MVA) Q'max (Mvar) Cosφ moi Tgφ moi 20 0.85 0.62 12.4 20+j12.4 12.4 0.85 0.62 22 0.85 0.62 13.64 22+j13.64 13.64 0.85 0.62 24 0.85 0.62 14.88 24+j14.88 14.88 0.85 0.62 21 0.85 0.62 13.02 21+j13.02 7.976 0.935 0.38 23 0.85 0.62 14.26 23+j14.26 14.26 0.85 0.62 25 0.85 0.62 15.5 25+j15.5 10.5 0.94 0.42 27 0.85 0.62 16.74 27+j16.74 16.74 0.85 0.62 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 2.1 Mở đầu: - Theo yêu cầu thiết kế, ta phải đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ điện loại I loại phụ tải quan trọng -Đối với loại phụ tải ngừng cung cấp điện gây nguy hiểm đến tính mạng người, làm hư hỏng thiết bị để phục hồi lại trạng thái làm việc bình thường bắt buộc xí nghiệp phải ngừng sản xuất thời gian dài, vv -Vì mức độ quan trọng hộ phụ tải nên đường dây mạng điện phải bố trí hợp lí cho gặp cố hỏng phận đường dây phải đảm bảo cung cấp điện liên tục, phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho hộ phụ tải - Việc lựa chọn phương án nối dây mạng điện phải đảm bảo yêu cầu sau: + Đảm bảo chất lượng điện cung cấp điện liên tục + Đảm bảo tính linh hoạt mạng điện + Đảm bảo tính kinh tế có khả phát triển tương lai + Đảm bảo an toàn cho người cho thiết bị +Đối với phụ tải loại I ta dùng dây kép mạch vòng +Đối với phụ tải loại II ta dùng dây đơn 2.2 Đề xuất các phương án nối dây: Ta đề xuất phương án nối dây sau: SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận 2.2.1 Phương án 1: 2.2.2 Phương án 2: 2.2.3 Phương án SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KĨ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 3.1 3.1.1 LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC, TIẾT DIỆN DÂY DẪN, TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP CHO CÁC PHƯƠNG ÁN Lựa chọn điện áp định mức: Lựa chọn cấp điện áp định mức cho mạng điện nhiệm vụ quan trọng, trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí 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 Phù hợp với lưới điện lưới điện quốc gia Mạng điện có chi phí tính toán nhỏ -Nhưng điện áp tăng cao chi phí xây dựng mạng điện lớn giá thành thiết bị tăng Vì phải chọn điện áp định mức cho phù hợp kinh tế kĩ thuật -Chọn điện áp tối ưu theo công thức Still (chỉ áp dụng cho đường dây có chiều dài đến 220km công suất truyền tải P ≤ 60 MW) Ui li + 16Pi = 4,34 ( KV) (Trang 57 sách thiết kế mạng hệ thống điện Nguyễn Văn Đạm) Trong đó: SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN • • • GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận Ui : điện áp đường dây thứ i (KV) Li: khoảng cách từ nguồn đến phụ tải thứ i ( Km) Pi: công suất lớn đường dây thứ i(MW) 3.1.2 Chọn tiết diện dây dẫn: - Chọn tiết diện dây dẫn mạng điện thiết kế tiến hành có ý đến tiêu kinh tế- kỹ thuật, khả tải dây dẫn theo điều kiện phát nóng điều kiện sau cố, độ bền đường dây không điều kiện tạo thành vầng quang - Dây dẫn lựa chọn dây nhôm lõi thép, loại dây dẫn điện tốt lại đảm bảo độ bền sử dụng rộng rãi thực tế, ta sử dụng loại dây dẫn AC Tiết diện dây dẫn thường chọn theo phương pháp mật độ kinh tế dòng điện Jkt I max J kt Fkt = (*) Với Imax dòng điện cực đại đường dây chế độ làm việc bình thường, xác định theo công thức: Imax = Trong : S max i n × 3.U dm Pi + Qi n × U dm = • • • Jkt - mật độ kinh tế dòng điện Uđm - điện áp định mức dòng điện (kV) Smaxi - công suất đường dây thứ i phụ tải cực đại (MVA) • n - số lộ đường dây Ta sử dụng dây nhôm lõi thép để truyền tải với thời gian sử dụng công suất cực đại phụ tải thuộc khoảng(3000h- 5000h) ta có mật độ kinh tế dòng điện Jkt = 1,1 (A/mm2) (Jkt tra theo bảng44 trang 295_Thiết kế mạng hệ thống điện Ts: Nguyễn Văn Đạm)) Dựa vào tiết diện dây dẫn tính theo công thức (*), tiết hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần kiểm tra điều kiện tạo thành vầng quang Độ bền đường dây điều kiện pháp nóng dây dẫn * Kiểm tra điều kiện vầng quang Theo điều kiện, tiết diện dây dẫn không nhỏ trị số cho phép cấp điện áp Với cấp điện áp 110kV, để không xuất vầng quang tiết diện dây dẫn tối thiểu phép 70mm2 SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận * Kiểm tra phát nóng dây dẫn -Theo điều kiện: Isc max < Icp -Trong : • Icp - dòng điện cho phép dây dẫn, phụ thuộc vào chất tiết diện dây Đối với đường dây kép : Isc max = 2.Ibt max < Icp Đối với đường dây đơn có cố dẫn đến điện 3.1.3 Tính tổn thất điện áp: Tổn thất điện áp tính theo biểu thức sau: 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 tác dụng điện kháng đường dây thứ i - Đối với đường dây có mạch, gặp cố đường dây tổn thất điện áp đường dây là: ∆Ui sc % = ∆Ui bt % -Chú ý tổn thất điện áp tính cho phạm vi cấp điện áp ta tính tổn thất điện áp cực đại lúc bình thường xảy cố nặng nề nhất, trị số tổn thất điện áp phải thoả mãn yêu cầu sau: -Đối với trường hợp dùng máy biến áp thường: ∆U max bt = 10% ÷ 15% ∆U max sc = 10% ÷ 20% -Đối với trường hợp dùng mba điều áp tải thì: ∆Umaxbt = 15%-20% ∆Umaxsc= 20%-25% 3.2 Tính toán chi tiết cho từng phương án: • Phương án 1: SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang 10 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN U1= kB UA’ = 10 115 GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận 110.728= 9.628kV Tính toán tương tự chế độ phụ tải max, ta có bảng sau Bảng điện áp nút chế độ phụ tải Đườn g dây N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 N-7 S'd (MVA) S'B (MVA) 15.344+ j9.118 15.033+ j10.013 17.029+ j9.697 18.476+ j11.416 16.216+ j4.724 16.539+ j11.093 18.047+ j12.187 15.779+ j6.632 17.69+ j10.835 19.357+ j7.375 17.293+ j11.639 18.793+ j8.824 20.775+ j13.387 20.309+ j13.877 ΔUd (kV) 2.16 113.34 ΔUB (kV) 2.62 UA’ (kV) 110.72 Utải (kV) 9.63 3.40 2.64 3.13 2.52 112.10 112.86 112.37 112.98 2.94 3.20 1.82 3.06 109.17 109.66 110.55 109.93 9.49 9.54 9.61 9.56 3.57 2.56 111.93 112.94 2.40 3.64 109.52 109.30 9.52 9.50 UA (kV) 7.1.3 Chế độ sự cố Trong chế độ cố, điện áp nhà máy 1,1 lần điện áp định mức UN = 1,1 110 =121 kV  Xét đường dây N-1 2xAC-70 TPDH-25000/110 l=36,056 km Smax=20+j12.4 MVA Sơ đồ thay SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang 49 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN Sd N GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận S''d S'd Zd QC N1 Tổn ∆U Zd = điện P 'd × Rd + Q 'd × X d UN áp = S max1 =20+ j12.4 MVA ZB S0 QCN1 thất A’ S”B S’B A tổng trở Zd là: 21, 076.10 + 14.289.10,5 = 2.98kV 121 UA = UN - ∆UZd = 121 –2.98= 118.02 + Tổn thất điện áp máy biến áp là: ∆U B = P 'B RB + Q 'B X B 20,058.1, 27 + 13,67.27, = = 3.424 UA 118,02 kV + Điện áp nút nút A’ là: UA’ = UA - ∆UB = 118,02– 3,424 = 114,596kV + Điện áp nút nút phụ tải là: U1= kB UA’ = 10 115 114,596 = 9.96 kV Tính toán tương tự cho phụ tải lại ta được: Bảng tính toán điện áp nút chế độ sự cố Đường dây N-1 N-2 N-3 N-4 S'd (MVA) S'B (MVA) 21.076+ j14.298 23.778+ j16.188 25.542+ j17.8 23.088+ j9.781 20.058+ j13.67 22.07+ j15.17 24.084+ j16.71 21.53+ j9.134 SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 ΔUd (kV) 2.98 4.85 3.57 4.71 UA (kV) 118.02 116.15 117.43 116.29 ΔUB (kV) 3.43 2.34 1.76 1.74 UA’ (kV) 114.58 113.81 115.67 114.54 Utải (kV) 9.96 9.90 10.06 9.96 Trang 50 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận N-5 N-6 24.275+ j16.757 23.7+ j14.94 27.056+j 13.416 25.078+ j12.187 3.46 5.18 117.54 115.82 1.75 2.13 115.79 113.69 10.07 9.89 N-7 28.754+ j20.409 27.105+ j19.056 3.52 117.48 1.84 115.64 10.06 7.2 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho các trạm Trong hệ thống điện, đường dây truyền tải điện dài nên tổn thất điện đường dây truyền tải điện từ nguồn đến hộ tiêu thụ có giá trị lớn Đồng thời thay đổi phụ tải từ giá trị lớn đến giá trị nhỏ dẫn đến thay đổi giá trị điện áp ta cần phải tiến hành điều chỉnh điện áp để đảm bảo chế độ yêu cầu điện áp Các phương pháp điều chỉnh điện áp như: Điều chỉnh điện áp đầu cực máy phát điện, thay đổi đầu phân áp máy biến áp, bù công suất phản kháng Việc thay đổi đầu phân áp máy biến áp phương pháp có khả điều chỉnh điện áp dải rộng, vận hành thuận tiện, an toàn, phải bảo dưỡng, cho hiệu kinh tế cao Vì ta lựa chọn phương pháp để điều chỉnh điện áp  Có hình thức yêu cầu điều chỉnh điện áp điều chỉnh thường điều chỉnh khác thường: - Với trạm có yêu cầu điều chỉnh thường, độ lệch điện áp góp hạ áp trạm quy định sau: Chế độ phụ tải cực đại: dU% ≥ 2,5% Chế độ phụ tải cực tiểu: dU% ≤ 7,5% Chế độ cố : dU% ≥ - 2,5% - Với trạm có yêu cầu điều chỉnh khác thường, độ lệch điện áp góp hạ áp quy định sau: Chế độ phụ tải cực đại : dU% = +5% Chế độ phụ tải cực tiểu: dU% = 0% Chế độ cố : dU% = 0÷+5% Giá trị điện áp không tải phía hạ áp Ukt =1,1.Uđm =1,1.10= 11 (kV)  Đối với máy biến áp ta có hai loại là: máy biến áp có đầu phân áp cố định máy biến áp có điều chỉnh điện áp tải - Máy biến áp có đầu phân áp cố định gồm nấc điều chỉnh phạm vi điều chỉnh ± x 2,5% Bảng thông số điều chỉnh của MBA có đầu phân áp cố định Thứ tự đầu điều Điện áp bổ Điện áp bổ Điện áp đầu điều chỉnh sung(%) sung(kV) chỉnh (kV) 5,75 120,75 2,5 2,875 117,875 SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang 51 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHV: ThS Nguyễn Đức Thuận 0 115 -1 -2,5 -2,875 112,125 -1 -5 -5,75 109,25 Máy biến áp có điều chỉnh điện áp tải gồm 19 nấc điều chỉnh phạm vi điều chỉnh ± x 1,78% Bảng thông số điều chỉnh của MBA có bộ điều chỉnh tải Thứ tự đầu điều chỉnh -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 Điện áp bổ sung (%) 16,02 14,24 12,46 10,68 8,9 7,12 5,34 2,56 1,78 -1,78 -2,56 -5,34 -7,12 -8,9 -10,68 -12,46 -14,24 -16,02 Điện áp bổ sung, kV 18,423 16,376 14,329 12,282 10,235 8,188 6,141 4,094 2,047 -2,047 -4,094 -6,141 -8,188 -10,235 -12,282 -14,329 -16,376 -18,423 Điện áp đầu điều chỉnh, kV 133,423 131,376 129,329 127,282 125,235 123,188 121,141 119,094 117,047 115 112,953 110,906 108,859 106,812 104,765 102,718 100,671 98,624 96,577 Do tính kinh tế, máy biến áp có đầu phân áp cố định có giá thành thấp máy biến áp có điều chỉnh điện áp tải nên kiểm tra xem máy biến áp có đầu phân áp cố định có đáp ứng yêu cầu điều chỉnh điện áp không Nếu chọn đầu phân áp cố định thỏa mãn ba chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu sau cố dụng máy biến áp có đầu phân áp cố định Nếu không thỏa mãn tiến hành chọn máy biến áp điều chỉnh 7.3 Lựa chọn đầu điều chỉnh điện áp cho máy biến áp có đầu phân áp cố định SVTH: Hà Anh Tuấn Lớp: D8-H3 Trang 52 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: ThS Nguyễn Đức Thuận Trong đó: o UđmH : điện áp định mức mạng hạ áp UđmH = 10kV o dlUcpi : độ lệch điện áp cho phép • Điện áp tính toán đầu phân áp chế độ: U kt U yci Uip/a = Uiq Ukt điện áp không tải phía hạ, Ukt = 1,1 UđmH = 1,1 10=11 kV • Chọn đầu điều chỉnh cho chế độ: U + U p/a U dc = p / a Sau tính U dc ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chẩn U dctc gần với đầu điều chỉnh Udc tính • Kiểm tra đầu phân áp lựa chọn: Sau chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn ta cần xác định giá trị thực điện áp góp hạ áp trạm, điện áp thực góp hạ áp xác định theo công thức sau: U it = U iq U kt U dctc Xác định độ lệch phần trăm U − U dmH dlU % = it 100 U dmH • Cuối cùng so sánh với dlUcp% kết luận Tính toán cho trạm Điện áp tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp xác định: • Chế độ phụ tải cực đại: U1 p / a = • U1q U kt U1 yc = 114,89.11 = 123.296 kV 10.25 Chế độ phụ tải cực tiểu: SVTH: Hà Anh Tuấn D8-H3 Trang 53 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN U p/a = • U3 p/ a = GVHD: ThS Nguyễn Đức Thuận U q U kt U yc = 110,72.11 = 113.294kV 10.75 Chế độ sau cố: U 3q U kt U3 yc = 114,58.11 = 129.269kV 10.(1 − 0.025) Đầu phân áp tính toán trung bình: U ip / a + U p / a 123.296 + 113.294 U dc = = = 118.295kV 2 Ta chọn đầu điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn n = 1, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Udctc = 118.875kV Điện áp thực góp hạ áp: • Chế độ phụ tải cực đại: U1t = • U dctc = 114,89.11 = 10.631kV 118.875 Chế độ phụ tải cực tiểu: U 2t = • U1q U kt U q U kt U dctc = 110, 72.11 = 10, 245kV 118.875 Chế độ phụ tải sau cố: U 3t = U 3q U kt U dctc = 114,58.11 = 10.602kV 118.875 Độ lệch điện áp góp hạ áp ( Trạm yêu cầu điều chỉnh điện áp thường) • Chế độ phụ tải cực đại: dlU1 % = • U1t − U dmH 10,631 − 10 100 = 100 = 6.31 > 5% U dmH 10 Chế độ phụ tải cực tiểu: dlU % = U 2t − U dmH 10.245 − 10 100 = 100 = 2.45% > 0% U dmH 10 SVTH: Hà Anh Tuấn D8-H3 Trang 54 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN • GVHD: ThS Nguyễn Đức Thuận Chế độ phụ tải sau cố: dlU % = U 3t − U dmH 10.602 − 10 100 = 100 = 6.02 > 5% U dmH 10 Như trạm không thỏa mãn điều kiện điều chỉnh điện áp cố định Tính toán tương tự cho các trạm lại ta có bảng sau Trạm Yêu cầu ĐCĐA KT KT KT KT KT KT KT U1q U2q 114.89 110.72 112.64 109.17 113.48 109.66 114.34 110.55 113.98 109.93 113.06 109.52 112.73 109.3 U3q 114.58 113.81 115.67 114.54 115.79 113.69 115.64 Ukt U1yc U2yc U3yc U1p/a U2p/a U3p/a Udc Nấc điều chỉnh Udctc U1t U2t 11 10.25 10.75 9.75 123.297 113.295 122.964 118.296 11 10.25 10.75 9.75 120.882 111.709 122.138 116.295 11 10.25 10.75 9.75 121.783 112.210 124.134 116.997 11 10.25 10.75 9.75 122.706 113.121 122.921 117.914 11 10.25 10.75 9.75 122.320 112.487 124.262 117.403 11 10.25 10.75 9.75 121.333 112.067 122.009 116.700 11 10.25 10.75 9.75 120.979 111.842 124.101 116.410 1 1 1 118.875 10.631 10.245 118.875 10.423 10.102 118.875 10.501 10.147 118.875 10.580 10.230 118.875 10.547 10.172 118.875 10.462 10.134 118.875 10.431 10.114 U3t 10.603 10.531 10.703 10.599 10.715 10.520 10.701 dlU1 dlU2 dlU3 6.31 2.45 6.03 4.23 1.02 5.31 5.01 1.47 7.03 5.80 2.30 5.99 5.47 1.72 7.15 4.62 1.34 5.20 4.31 1.14 7.01 Kết luận Không thỏa mãn Không thỏa mãn Không thỏa mãn Không thỏa mãn Không thỏa mãn Không thỏa mãn Không thỏa mãn SVTH: Hà Anh Tuấn D8-H3 Trang 55 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: ThS Nguyễn Đức Thuận Với trạm mà sử dụng máy biến áp có đầu phân áp cố định không thỏa mãn, ta sử dụng máy biến áp điều áp tải 7.4 Lựa chọn đầu phân áp cho máy biến áp điều áp tải Khác với máy biến áp có đầu phân áp cố đinh lựa chọn đầu phân áp tiêu chuẩn chung cho chế độ phụ tải max, min, cố; sử dụng máy biến áp điều áp tải, ta chọn đầu phân áp riêng cho chế độ phụ tải Chế độ phụ tải max Tram Yêu cầu ĐCĐA U1q U1yc Ukt U1p/a Nấc điều chỉnh U1dctc U1t dlU1 Kết luận KT 114.89 10.25 11 123.297 KT 112.64 10.25 11 120.882 KT 113.48 10.25 11 121.783 KT 114.34 10.25 11 122.706 KT 113.98 10.25 11 122.320 KT 113.06 10.25 11 121.333 KT 112.73 10.25 11 120.979 123.188 10.51 5.1 Thỏa mãn 121.141 10.48 4.8 Thỏa mãn 121.141 10.56 5.3 Thỏa mãn 123.188 10.46 4.6 Thỏa mãn 123.188 10.43 4.3 Thỏa mãn 121.141 10.52 5.2 Thỏa mãn 121.141 10.49 4.9 Thỏa mãn Chế độ phụ tải Tram Yêu cầu ĐCĐA U2q U2yc Ukt U2p/a Nấc điều chỉnh U2dctc U2t dlU2 KT 110.72 10.75 11 113.295 KT 109.17 10.75 11 111.709 KT 109.66 10.75 11 112.210 KT 110.55 10.75 11 113.121 KT 109.93 10.75 11 112.487 KT 109.52 10.75 11 112.067 kt 109.3 10.75 11 111.842 -1 112.953 10.03 0.30 -2 112.953 9.89 -1.10 -1 112.953 9.93 -0.66 -1 112.953 10.01 0.15 -1 112.953 9.96 -0.41 -1 112.953 9.92 -0.78 -2 112.953 9.90 -0.98 SVTH: Hà Anh Tuấn D8-H3 Trang 56 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN kết luận thỏa mãn GVHD: ThS Nguyễn Đức Thuận thỏa mãn thỏa mãn thỏa mãn thỏa mãn thỏa mãn thỏa mãn CHƯƠNG 8: TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 8.1: Vốn đầu tư xây dựng lưới 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 - Vt : Tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp Ở chương tính tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây có giá trị : Vđ = 88632,96×106 đồng -Vốn đầu tư cho trạm hạ áp xác định theo bảng sau: Bảng 8.1: Giá thành trạm biến áp truyền tải có máy biến áp điện áp 110/10-20kV Công suất định mức, MVA Giá thành, 106 đ/trạm 40 32 25 16 40000 32000 25000 16000 (tra bảng 8.40 trang 256 sách thiết kế mạng hệ thống điện Ts: Nguyễn Văn Đạm) -Vốn đầu tư cho trạm hạ áp bằng: Vt = 1,8×7×25000×106 = 315000×106 (đồng) -Khi tổng vốn đầu tư để xây dựng mạng điện là: V = Vđ + Vt = 88632,96×106 + 315000×106 = 403632.96×106 (đồng) 8.2:Tổn thất công suất tác dụng mạng điện 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 Theo kết chương chương 5, ta có tổn thất công suất tác dụng đường dây là: (bảng 4.2) ∆Pd = 4,87 (MW) Và tổn thất công suất tác dụng cuộn dây máy biến áp có giá trị: (bảng 6.3) SVTH: Hà Anh Tuấn D8-H3 Trang 57 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: ThS Nguyễn Đức Thuận ∆Pb = 0.529 (MW) -Tổng tổn thất lỏi thép máy biến áp là: (bảng 6.1) ∆P0 = ΣP0i = 0,406 (MW) -Như tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện bằng: ∆P = ∆Pd + ∆Pb + ∆P0 = 4,87+ 0.529 + 0,406 = 5.805 (MW) -Tổng tổn thất mạng điện tính theo phần trăm: ∆P% = 100 = 100 = 3,583 % 8.3: Tổn thất điện mạng điện -Tổn thất điện 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 = 3195,8 h - t : Thời gian máy biến áp làm việc năm, t = 8760 h -Do tổng tổn thất điện mạng điện bằng: ∆A = (4,87 + 0,529)×3195,8 + 0,406×8760 = 22322,29 (MW.h) -Tổng điện mà hộ tiêu thụ nhận năm bằng: A = ΣPmax×Tmax = 162×4800 = 777,6×103 (MW.h) -Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm: ∆A% = 100 = 100 = 2,87 % • 8.4: Tính chi phí giá thành Chi phí vận hành hàng năm Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện xác định theo công thức: Y = avhd×Kđ + avht×Kt + ∆A×c Trong đó: - avhd : hệ số vận hành đường dây (avhd = 0.04) - avht : hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp (avht = 0.1) - c : giá thành 1kW.h điện tổn thất (c = 700 đồng/kWh) Như vậy: Y = 0.04× 88632,96×106 + 0.1×315000×106 + 22322,29 ×103×700 = 50670,92×106 đồng • Chi phí tính toán hàng năm Chi phí tính toán hàng năm mạng điện tính theo công thức: Z = atc×K + Y Trong atc hệ số định mức hiệu vốn đầu tư (a tc = 0.125) SVTH: Hà Anh Tuấn D8-H3 Trang 58 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: ThS Nguyễn Đức Thuận Do chi phí tính toán bằng: Z = 0.125×403632,96×106 + 50670,92×106 = 101125,04×106 đồng • Giá thành truyền tải điện Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức: = = = 65,163 (đ/kW.h) • 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: Ko= = = 2491,56×106 (đ/MW) Kết tiêu kinh tế – kỹ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp bảng sau: Bảng 7.2: Các tiêu kinh tế- kỹ thuật hệ thống điện thiết kế STT Các tiêu Đơn vị Giá trị Tổng công suất phụ tải cực đại MW 162 Tổng chiều dài đường dây km 426,12 MVA 350 109 đồng 403,632 109 đồng 88,632 Tổng công suất MBA Tổng vốn đầu tư cho mạng điện (V) Tổng vốn đầu tư cho đường dây (Vd) Tổng vốn đầu tư cho TBA (Kt) 109 đồng 315,0 Tổng điện phụ tải tiêu thụ MWh 777,6×103 ∆Umax bt (lúc phụ tải bình thường) % 4,53 ∆Umax sc (lúc phụ tải max) % 9,07 10 Tổn thất công suất ∆P MW 5.805 11 Tổn thất công suất ∆P % 3,583 12 Tổn thất điện ∆A MWh 22322,29 13 Tổn thất điện ∆A % 2,87 14 Chi phí vận hành hàng năm Y 109 đồng 50,670 SVTH: Hà Anh Tuấn D8-H3 Trang 59 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: ThS Nguyễn Đức Thuận 15 Chi phí tính toán hàng năm Z 109 đồng 101,125 16 Giá thành truyền tải điện β Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại đồng/kW.h 65,163 109 đồng/MW 2491,56 17 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN SVTH: Hà Anh Tuấn D8-H3 Trang 60 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: ThS Nguyễn Đức Thuận x AC- 70 x TPDH 25000/110 s1 x AC- 70 x TPDH 25000/110 s2 x AC- 70 x TPDH 25000/110 s3 x TPDH 25000/110 x AC- 70 s5 x AC- 70 x TPDH 25000/110 x AC- 70 x TPDH 25000/110 s6 x AC- 70 x TPDH 25000/110 s7 MCLL SVTH: Hà Anh Tuấn s4 D8-H3 Trang 61 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: ThS Nguyễn Đức Thuận PHÂN TÍCH NGUỒN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT………… 1.1 PHÂN TÍCH NGUỒN PHỤ TẢI…………………………………………… 1.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT…… ……………………………………….…3 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY……………………… …6 2.1 Mở đầu…………………………………………………………………………6 2.2 Đề xuất phương án nối dây CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN KĨ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 3.1 LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC, TIẾT DIỆN DÂY DẪN, TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP CHO CÁC PHƯƠNG ÁN .8 3.1.1 Lựa chọn điện áp định mức 3.1.2 Chọn tiết diện dây dẫn………………………….…………………………….8 3.1.3 Tính tổn thất điện áp………………………………………………………….9 3.2 Tính toán chi tiết cho phương án .10 Phương án 10 Phương án .14 Phương án 17 CHƯƠNG 4: CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU THEO CHỈ TIÊU KINH TẾ 23 4.1: Mở đầu 23 4.2: Phương pháp tính tiêu kinh tế 23 4.3: Tính kinh tế cho phương án 24 4.3.1 Phương án 24 4.3.2 Phương án 26 4.3.3 Phương án 28 CHƯƠNG 5: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ LƯỚI ĐIỆN CHÍNH .30 5.1: Mở đầu 30 5.2: Chọn số lượng công suất máy biến áp………………………………… 31 5.3: Chọn sơ đồ nối dây cho trạm 33 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CHẾ ĐỘ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG CÁC CHẾ ĐỘ CỦA PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN 36 6.1: Mở đầu .36 6.2: Chế độ phụ tải cực đại .36 6.3: Chế độ phụ tải cực tiểu 40 6.4: Chế độ sau cố 42 CHƯƠNG 7: TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 45 7.1: Mở đầu 45 SVTH: Hà Anh Tuấn D8-H3 Trang 62 ĐỒ ÁN LƯỚI ĐIỆN GVHD: ThS Nguyễn Đức Thuận 7.1.1: Chế độ phụ tải max…… … …………………………… ………………45 7.1.2: Chế độ phụ tải min………… ………………………………………… 47 7.1.3: Chế độ cố…………………………… …………………………… ….48 7.2: Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho trạm .… ………49 7.3: Lựa chọn đầu điều chỉnh điện áp cho máy biến áp có đầu phân áp cố định 51 7.4: Lựa chọn đầu phân áp cho máy biến áp điều áp tải .54 CHƯƠNG 8: TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 56 8.1: Vốn đầu tư xây dựng lưới điện…………………………………… ……….56 8.2:Tổn thất công suất tác dụng mạng điện 56 8.3: Tổn thất điện mạng điện 57 8.4: Tính chi phí giá thành 57 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 59 SVTH: Hà Anh Tuấn D8-H3 Trang 63