thiết kế lưới điện trong hệ thống điện

Đồ án môn học mạng lưới điện Mục luc Phần mở đầu Trong nghiệp Công Nghiệp Hoá Hiện Đại Hoá đất nước, điện đóng vai trò chủ đạo quan trọng kinh tế quốc dân Nó sử dụng rộng rãi tất lĩnh vực nghành kinh tế quốc dân điện nguồn lượng dễ dàng chuyển hoá thành dạng lượng khác Chính trước xây dựng hệ thống khu công nghiệp khu dân cư… người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện, nhu cầu điện không ngừng tăng giai đoạn trước mắt phải dự trù cho phát triển tương lai gần Đồ án môn học Mạng Lưới Điện bước thực dược quan trọng cho sinh viên nghành Hệ Thống Điện bước đầu làm quen với ứng dụng thực tế Đây đề tài quan trọng cho kĩ sư điện tương lai vận dụng nhằm đưa phương án tối ưu Trong đồ án thiết kế môn học Mạng Lưới Điện em sử dụng tài liệu sau: Giáo trình “Mạng Lưới Điện” tác giả Nguyễn Văn Đạm DHBKHN Đồ án môn học mạng lưới điện Giáo trình “ Thiết Kế Các Mạng Và Hệ Thống Điện” tác giả Nguyễn Văn Đạm Giáo trình “ Nhà Máy Điện Và Trạm Biến áp” đồng tác giả Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch, Lã Văn út, Phạm Văn Hoà Nội dung đề án gồm phần sau: Chương I : Cân công suất hệ thống Chương II : Dự kiến phương án so sánh mặt kĩ thuật Chương III : So sánh phương án mặt kinh tế Chương IV : Chọn số lượng, công suất MBA sơ đồ nối dây Chương V : Tính xác trạng thái vận hành LĐ Chương VI : Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp Chương VII: Các tiêu kinh tế kĩ thuật Do thời gian kiến thức hạn chế nên đồ án em tránh khỏi thiếu sót, em mong thầy cô môn góp ý để đồ án hoàn thiện Trong trình làm đồ án em bảo nhiết tình thầy cô môn đặc biệt cô giáo Đặng Diệu Hương trực tiếp hướng dẫn em lớp Qua em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô khoa cô Đặng Diệu Hương hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án Chương I: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện Quá trình sản suất, truyền tải tiêu thụ điện HTĐ tiến hành đồng thời điện tích luỹ Tại thời điểm có cân điện sản suất điện tiêu thụ, có nghĩa thời điểm cần phải có cân công suất tiêu thụ pk phát với công suất tiêu dùng pk tiêu thụ Nếu cân bị phá vỡ tiêu chất lượng điện bị giảm dẫn tới ổn định làm tan rã hệ thống Do phải kiểm tra cân công suất MĐ trước bắt đầu TK mạng lưới I Cân công suất tiêu dùng Giả sử nguồn điện cung cấp đủ công suất tiêu dùng cho phụ tải, cân công suất điện biểu diễn biểu thức sau: DHBKHN Đồ án môn học mạng lưới điện ∑P = ∑P YC F Trong đó: ∑P ∑P : Công suất tiêu dùng phát nguồn F YC ∑P YC Mà: m ∑P : Tổng công suất tiêu dùng yêu cầu hệ thống ∑P ∑ ∆P Pt P +∑ ∑P dt =m + + mđ : Là hệ số đồng thời ( lấy m = 1) td Pt : Tổng công suất tiêu dùng chế độ phụ tải cực đại ∑P Pt ∑ ∆P = P1 + P2 +P3 + P4 + P5 + P6 = 30 + 32 +28 +24 +30 +32 = 176 (MW) : Tổng tt công suất điện mạng điện (tính theo số % phụ tải cực đại) mđ ∑P ∑ ∆P ∑P td mạng đây: Vậy: ∑P dt Pt mđ= , = ∑P = F 5% ∑P dt ∑P ∑P = 176 5% - 8,8 (MW) : Tổng công suất tự dùng công suất dự trữ td = Vì YC ∑P F coi lấy từ cao áp = 176 +8,8 = 184,8 (MW) II Cân công suất phản kháng Cân công suất tác dụng, trước tiên cần thiết để giữ tần số bình thường hệ thống, để giữ điện áp bình thường cần phải có cân công suất phản kháng Sự thiếu hụt công suất phản kháng làm cho U giảm Mặt khác thay đổi U dẫn đến thay đổi f Sự cân công suất phản kháng HTĐ biểu diễn công thức sau: Q ∑Q = ∑ F YC Trong công suất phản kháng nguồn phát ∑Q DHBKHN F = tg ϕ F ∑P F (cos ϕ F = 0,85 → tg ϕ F = 0,6197) Đồ án môn học Vậy mạng lưới điện ∑Q ∑Q = 184,8 0,6197 = 114,52 (MVAR) F = m ∑ i max + ∑ BA + ∑ L +QtđTrong đó: m = ( hệ số đồng thời) ∑Q i max cực đại ∆Q Q YC ∆Q ∑ ∆Q C + ∑ Qdt = Tổng công suất phản kháng phụ tải chế độ ∑Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 Từ số liệu cho ta tính công suất phản kháng hệ phụ tải công thức Qi = Pi Tg φi Theo đề Cos φi = 0,85 → Tg φi = 0,6197 Sau tính toán ta thu bảng sau: i max Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Pi (MW) 30 32 24 28 30 32 Qi(MVAR) 18,591 19,83 14,875 17,352 18,591 19,83 ∑ i max = 109.067 Vậy : Giả sử tổng tổn thất công suất phản kháng đường dây công suất phản kháng đường dẫn đ d sinh Q ∑ ∆Q =∑ C Vì ta có từ cao áp trạm BA tăng NMĐ nên ∑Q =∑ td ∑ ∆Q ∆Q L Qdt =0 : Tổng tổn thất công suất phản kháng trạm hạ áp tính theo công thức: BA Vậy ∑ ∆Q ∑Q YC So sánh BA =15% ∑ Qi max = 109,067 15% = 16,36 (MVAR) = 109,067 +16,36 = 125,427 (MVAR) ∑Q ∑Q F với ∑Q YC ∑Q ta thấy: YC < Do phải tiến hành bù sơ Qb = DHBKHN F ∑Q YC - ∑Q F = 125,427- 114,52 =10,907(MVAR) Đồ án môn học mạng lưới điện Ta phải tiến hành bù ưu tiên cho hộ xa, cos ϕ thấp bù đến cos ϕ = 0,9 Còn thừa lại ta bù cho hộ gần Bảng tính khoảng cách từ nguồn đến tải phụ: L (Km) Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải 50 77,11 80,62 58,31 63,24 50,09 Công thức tính Qbi: Qbi = Pi (tg ϕ - tg ϕ 2) = Qi - Pi tg ϕ ϕ 1, ϕ 2: Các pha trước sau bù Cos ϕ = 0,9 → tg ϕ 2=0,484 Phụ tải : Qb2 = Q2 –P2 tg ϕ =19,83-32.0,484 =4,342(MVAR) Phụ tải : Qb3 = Q3 –P3 tg ϕ =14,873-28.0,484 =1,321(MVAR) Phụ tải 5: Qb5= Q5 –P5 tg ϕ =18,591-30.0,484=4,071(MVAR) Phụ tải 4: Qb4 = Qb –( Qb2 + Qb3 +Qb5) =10,907-(1,321+ 4,342+4,071) =1,173 (MVAR) Đối với phụ tải : Qb4 =Q4 – P4 tg ϕ Q4 − Qb 17,352 − 1,173 P4 28 Nên tg ϕ = = =0,578 1 2 Do Cos ϕ 2= + tg ϕ = + 0,578 = 0,866 Vậy phụ tải có cos ϕ =0,866 Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải DHBKHN P 30 32 28 24 Trước bù Q Cos ϕ 18,591 0,85 19,83 0,85 14,873 0,85 17,352 0,85 P 30 32 28 24 Sau bù Qb 4,342 1,321 1,173 Cos ϕ 0,85 0,9 0,9 0,866 Đồ án môn học Phụ tải Phụ tải 30 32 mạng lưới điện 18,591 19,83 0,85 0,85 30 32 4,071 0,9 0,85 Chương II: Lựa Chọn Các Phương án Nối Dây Của Mạng Điện Và So Sánh Các Phương án Về Mặt Kĩ Thuật A Dự kiến phương án mạng điện thiết kế  Theo yêu cầu mức đảm bảo cung cấp điện cho hộ loại 1: Mà hộ loại hộ tiêu thụ điện quan trọng, ngừng cung cấp điện gây nguy hiểm đến tính mạng sức khoẻ người, gây thiệt hại nhiều kinh tế, hư hỏng thiết bị làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn trình công nghệ phức tạp ( VD: Các lò luyện kim loại, thông gió hầm lò nhà máy sản xuất hoá chất độc hại…) - Khi CCĐ cho phụ tải yêu cầu mạng điện là: + Độ tin cậy CCĐ cho phụ tải phải cao + Phải đảm bảo chất lượng điện +Về kinh tế: Giá thành phải hạ, tổn thất điện phải nhỏ + An toàn người thiết bị + Linh hoạt vận hành phải có khả phát triển tương lai, phù hơp với phát triển KHCN tương lai - Vì hộ loại có tính chất quan trọng nên phải CCĐ liên tục không điện Khi chọn phương án ta phải chọn cho phụ tải cung cấp từ hai nguồn độc lập Dựa vào vị trí địa lí yêu cầu ta lựa chọn phương án nối dây sau: Phương án 1: DHBKHN Đồ án môn học mạng lưới điện N Phương án 2: N Phương án 3: DHBKHN Đồ án môn học mạng lưới điện N Phương án 4: N Phương án 5: DHBKHN Đồ án môn học mạng lưới điện N B Tính toán cụ thể cho phương án I Phương án I: N Điện áp ĐM mạng điện Việc lựa chọn điện áp cho MĐ ảnh hưởng lớn đến tiêu kĩ thuật kinh tế MĐ Nếu chọn điện áp mạng điện nhỏ gây tổn thất điện nguồn lớn Do điện áp định mức phải lựa chọn cho hợp lí Điện áp định mức phụ thuộc vào cstd khoảng cách truyền tải Điện áp định mức hệ thống tính theo công thức kinh nghiệm sau: U=4,34 * l + 16 * P DHBKHN Đồ án môn học mạng lưới điện Trong P: Công suất chuyên trở đường dây(MW) L: Chiều dài đường đây(Km) Kết tính toán đựơc cho bảng sau: Đoạn L(Km) P(MW) Uđm N-1 50 30 99,9 N-2 72,11 32 104,89 N-3 80,62 28 99,78 N-4 58,31 24 91,27 N-5 63,24 30 101,15 N-6 50,99 32 102,977 70