đồ án môn học lưới điện

Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa Lời nói đầu Trong trình công nghiệp hóa đại hóa đất nước ,đòi hỏi tất nghành nghề phải có trình độ kỹ thuật cao.Trong tất nghành nghề góp phần cho phát triển đất nước không nhắc đến nghành điện Nghành điện nghành hạ tầng sở ưu tiên ,quan tâm Đảng phủ.Tuy nhiên giai đoạn với phát triển vũ bão tất nghành khoa học nên nghành điện phải luôn đổi phát triển trình độ khoa học kỹ thuật để theo kịp đáp ứng nhu cầu tình hình Ngày 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 việc làm đồ án môn học.Đặc biệt giúp đỡ nhiệt tình thầy Phạm Văn Hòa, 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 ! Sinh viên thực : Nguyễn Tuấn Nghĩa Lớp Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 : Đ1H2 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa Phần I –Thiết kế lưới điện khu vực Chương : TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT , XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN: 1.1.Phân tích nguồn phụ tải: Các số liệu nguồn cung cấp phụ tải: a Những số liệu nguồn cung cấp: Nguồn A cao áp trạm tăng áp nhà máy điện.Điện áp trì cao áp:Khi phụ tải cực tiểu U A=1,05Uđm ,khi phụ tải cực đại UA=1,1Uđm ,khi cố nặng nề UA=1,1Uđm Nguồn A đáp ứng công suất vô lớn (1) (5) (A) (2) (4) (3) (6) ( 1ô = 10 x 10 km ) Hình 1.1 – Sơ đồ mặt vị trí nguồn điện phụ tải : b Bảng số liệu phụ tải Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II TT GVHD:Phạm Văn Hòa Max P (MW) Q (MWAr) 25 15,5 Min P(MW) Q(MVAr) 17,5 10,85 Loại hộ 2 28 17,36 19,6 12,15 35 21,7 24,5 15,19 38 23,56 26,6 16,49 42 45 213 26,04 27,9 132,06 29,4 31,5 149,1 18,228 19,53 92,44 ∑ i=1 Bảng 1.1-Số liệu phụ tải lưới điện thiết kế 2.Phân tích nguồn phụ tải Nhiệm vụ thiết kế mạng lưới điện hệ thống điện nghiên cứu phân tích giải pháp ,phương án để đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải với chi phí nhỏ không hạn chế độ tin cậy cung cấp điện chất lượng điện Để chọn phương án tối ưu cần tiến hành phân tích đặc điểm nguồn cung cấp điện dự kiến sơ đồ nối điện cho đạt hiệu kinh tế cao – Kỹ thuật cao 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 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 Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa 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 1.2 Tính toán cân công suất 1.2.1 Cân công suất tác dụng: Phương trình cân bằng: Ptrạm = m∑Pptj +∑∆Pmạng (1) Trong đó: + Ptrạm : công suất tác dụng trạm + m∑Pptj: tổng công suất tác dụng phụ tải + ∑∆Pmạng: tổn hao đường dây máy biến áp khoảng 5%m∑ Pptj + m=1:là hệ số đồng thời Thay số liệu từ bảng (1.1) vào biểu thức (1) ta được: Khi phụ tải max: Ptrạm=(1+0,05)* m∑Pptj=1,05* m∑Pptj=1,05*213=223,65(MW) (*) Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa 1.2.2.Cân công suất phản kháng bù công suất cưỡng bức: Như ta biết, chế độ vận hành ổn định tồn có cân công suất tác dụng công suất phản kháng Cân công suất tác dụng để giữ cho tần số bình thường hệ thống điện, muốn giữ cho điện áp bình thường cần phải có cân công suất phản kháng Nếu công suất phản kháng phát lớn công suất phản kháng tiêu thụ điện áp mạng tăng, ngược lại thiếu cống suất phản kháng, điện áp mạng giảm Vì vậy, để đảm bảo chất lượng cần thiết điện áp phải tiến hành cân công suất phản kháng Phương trình cân : QTrạm + Q∑bù =m∑QPt + ∑QMBA  Ptrạmtgφht+Q∑bù=m ∑Pptj*tgφj+ ∑QMBA (2) Trong đó: + QTrạm : công suất phản kháng hệ thống cung cấp: Từ : cos φHt = 0,85 => tg φ Ht = 0,62 + m∑Q Pt : tổng phụ tải cực đại hộ tiêu thụ có tính đến hệ số đồng thời m = + ∑QMBA :tổng tổn thất công suất máy biến áp khoảng 15% m ∑Pptj*tgφj Từ : cosφ j=0,85 => tgφj=0,62 + Q∑bù tổng công suất phản kháng, cần đặt bù vào lưới để đảm bảo cân công suất chung Nếu Q∑bù có giá trị âm bù sơ bộ, ngược lại, có giá trị dương cần đặt thêm thiết bị bù để đảm bảo cân công suất phản kháng hệ Từ biểu thức (2) ta : Khi phụ tải max: Ptrạmtgφht+Q∑bù=(1+0,15)* m ∑Pptj*tgφ =1,15*1* ∑Qptj => Q∑bù=1,15* ∑Qptj - Ptrạmtgφh=1,15*132,06 – 223,65*0,62 =13,206 (MVAr) Bảng bù công suất cưỡng bức: Phụ tải –Lớp Đ1-H2 Qbù Nguyễn Tiến Hùng 4,206 P 38 42 45 Qmới :Hệ Thống cosφmới Khoa Điện 19,56 21,834 22,9 0,889 0,888 0,891 Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa Bảng công suất phụ tải sau bù cưỡng là: Phụ tải Pi Qi 25 15,5 28 17,36 35 21,7 38 19,56 42 21,834 45 22,9 1.3 Xây dựng phương án nối dây 1.3.1Xây dựng phương án nối dây a.Dự kiến phương án nối dây mạng điện Các tiêu kinh tế -kỹ thuật mạng điện phụ thuộc nhiều vào sơ đồ nối điện sơ đồ mạng điện cần phải có chi phí nhỏ nhất,đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết chất lượng điện yêu cầucủa hộ tiêu thụ,thuận tiện an toàn vận hành,khả phát triển tương laivà tiếp nhận phụ tải mới.Các hộ phụ tải loại (I) cấp điện đường dây hai mạch mạch vòng,các hộ phụ tải loại (II) cấp điện đường dây mạch Các yêu cầu mạng điện: - Cung cấp điện liên tục - Đảm bảo chất lượng điện - Đảm bảo thuận lợi cho thi công ,vận hành tính linh hoạt cao -Đảm bảo an toàn cho người thiết bị -Đảm bảo kinh tế Trên sở phân tích đặc điểm nguồn điện A hộ phụ tải vị trí địa lý đưa phương án nối dây sau: Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa (1) (5) (1) (5) m 51 K (A) 41 Km m 41 Km 45 Km (2) K ,5 (A) 45 Km (2) (4) m 41 K 45 K m 41 K (4) m 41 Km 42 ,5 Km 30 Km (3) (3) (6) (6) Phương án Phương án (1) (5) Km (A) , 42 Km Km 45 Km m m (3) Km 41 K (4) (6) Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 45 (2) Km 30 Km (3) ,5 42 Km 41 K 45 K m (2) (A) 45 K m 42 ,5 (5) 41 Km (1) (6) Khoa :Hệ Thống Điện (4) Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa Phương án Phương án (1) (5) 42 ,5 Km m 51 K (A) m 41 K 45 Km (2) m 41 K (4) 30 Km (3) (6) Phương án 1.3.2 Phân tích giữ lại phương án để tính toán tiếp Phương án : Ưu điểm:- Mức độ lơi dụng kim loại màu cao so với hình tia tận dụng khả tải điện đường dây dẫn - Việc tổ chức thi công thuận lợi hoạt động đường dây Nhược điểm:- Vì khoảng cách dẫn điện từ nguồn tới phụ tải thứ tương đối xa nên tổn thất điện tổn thất điện áp lớn Phương án 2: Ưu điểm:- Khả xảy cố điện tương đối -Có khả sử dụng thiết bị đơn giản rẻ tiền,thiết bị bảo vệ rơle đơn giản Nhược điểm:-Công tác thăm dò khảo sát phức tạp diện tích trải rộng Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa -Để đảm bảo điều kiện vầng quang nhiều truờng hợp phải tăng tiết diện Phương án 4: Ưu điểm: - Vốn đầu tư ,đảm bảo mức độ an toàn ,liên tục cung cấp điện -Ít khả phải tăng tiết diện để chống tổn thất vầng quang ,đảm bảo sức bền giới Nhược điểm :- Số lượng máy cắt cao áp nhiều hơn,bảo vệ rơle phức tạp -Tổn thất điện áp lúc cố tương đối ca -Khả phát sinh cố điện tương đối lớn cố đoạn đường ảnh hưởng trực tiếp đến đoạn đường Phương án : Ưu điểm: - Tổng chiều dài đường dây nhỏ nên nên vốn đầu tư xây dựng mạng điện hình tia - Việc tổ chức thi công thuận lợi khối lượng kim loại màu mạng điện hình tia Nhược điểm : - Vì khoảng cách dẫn điện từ nguồn tới phụ tải thứ tương đối xa nên tổn thất điện tổn thất điện áp lớn -Mô hình xây dựng trạm phức tạp tốn nhiều thiết bị - Khả phát sinih cố điện tương đối lớn Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa Chương 2:TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT ,CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 2.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp 2.1.1 Tính toán phân bố công suất sơ Phân bố lại công suất cho đoạn đường dây không xét đến tổn thất 2.1.2 Chọn cấp điện áp a.Nguyên tắc chọn Điện áp định mức mạng điện ảnh hướng chủ yếu đến tiêu kinh tế -kỹ thuật,cũng dặc trưng kỹ thuật mạng điện Điện áp định mức mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố:công suất phụ tải,khoảng cách phụ tải,các nguồn cung cấp điện sơ đồ mạng điên Điện áp định mức mạng điện thiết kế chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện.Điện áp định mức sơ mạng điện xác định theo giá trị công suất đường dây mạng điện b.Chọn điện áp vận hành Áp dụng công thức Still : U nhj = 4,34 Li + 16 * Pnhj n Trong đó: Li: khoảng cách truyền tải đoạn đường dây thứ i ;(Km) Pnhj :Công suất truyền tải đoạn đường dây thứ j ;(MW) Unhj :Điện áp vận hành đoạn đường dây thứ j ; (KV) Nếu dây đơn : n=1 ; dây kép: n=2 ; 2.2 Chọn tiết diện dây dẫn 2.2.1 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế Dây dẫn lựa chọn dây nhôm lõi thép(AC) ,loại dây dẫn điện tốt lại đảm bảo độ bền ,do sử dụng rộng rải thực tế.Vì mạng điện thiết kế mạng 110 (KV) có chiều dài lớn nên tiết diện dây dẫn chọn theo mật độ dòng kinh tế Tiết diện kinh tế tính theo công thức : FA − i ≥ max I lvA −i J kt Trong : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 10 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa QBA2 jB = A U đm = j 52,89 * 10 −6 * 110 = j 0,64 (MVAr) 2 ''' C S A2 = S − QBA = 28,162 +j (20,054 – 0,64 ) =28,162 + j 19,414 (MVA) ''' ∆ S A2 ''' P A + Q A2 28,162 + 19,414 = * ( R + jX ) = (18,45+ j 18,04) A2 A2 U dm 110 =1,784 + j 1,744 (MVA) '' S A = S A''' + ∆S A2 = 28,162+1,784 +j (19,414+1,744)=29,946+ j 21,158 (MVA) ' '' S A2 = S A2 − QBA2 = 29,946 +j (21,158 – 0,64) = 29,946 + j 20,518 (MVA) Xuôi : ∆U scA2 = PA''2 * R A + Q A'' * X A 29,946 *18,45 + 21,158 *18,04 = = 7,721 (kV) 121 UA U sc' = U A − ∆U scA2 = 121 – 7,721= 113,279 (kV) măă ∆ U SCA−2 % = 7,721 * 100 = 7,019 % 110 Nhánh A-3 Sơ đồ thay S''A3 A S'A3 RA3 QBA3 jx A3 S'''A3 (3) Sc3 S'3 RB3 j XB3 QBA3 S03 = 0,059 + j 0,41 Quy phụ tải phía cao (3) S3 = 35 + j 21,7 SA-3 = 35 + j 21,7 ( MVA ) Từ số liệu MBA :TPD-63000/110 phụ tải III ta có: ZB3 = 0,87 +j 22 (Ω) ∆S 03 = (∆P0 + j∆Q03 ) = (59 + j 410)( KVA) = 0,059 + j 0,41( MVA) ∆S B = P32 + Q32 35 + 21,7 * ( R + jX ) = (0,87 + j 22) = 0,112 + j 2,821( MVA) B3 B3 U dm 115 S 3' = S + ∆S B = 35 + 0,112 + j (21,7 + 2,821) = 35,112 + 24,521( MVA) Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 31 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa S = S + + ∆S 03 = 35,112 + 0,059 + j (24,521 + 0,41) = 35,171 + j 24,931( MVA) C Ngược : ' Coi điện áp nút Uđm=110 (KV) ZA-3 = 4,126 +j 12,631 (Ω) 45 B A3 l = b0 A3 A3 =2,82*10-6* =63,45*10-6 ( ) Ω 2 QBA3 jB = A3 U đm = j 63,45 * 10 −6 * 110 = j 0,768 (MVAr) 2 ''' C S A3 = S − QBA3 = 35,171+j (24,931-0,768) = 35,171+j 24,163 (MVA) ''' ∆ S A3 = ''' P A3 + Q A 35,1712 + 24,163 * ( R + jX ) = (7,65 + j 18,405) A3 A3 U dm 110 =1,151 + j 2,769 (MVA) '' S A3 = S A'''3 + ∆S A3 = 35,171+1,151 +j (24,163+2,769)=36,322+ j 26,932 (MVA) ' '' S A3 = S A3 − QBA3 = 36,322 +j (26,932-0,768) = 36,322 + j 26,164 (MVA) Xuôi : ∆U A3bt = PA''3 * R A3 + Q A'' * X A3 36,322 * 7,65 + 26,932 * 18,405 = = 6,393(kV) 121 UA U 3' = U A − ∆U A3 = 121-6,393=114,607(kV) ∆U Bmin = P3' * RB + Q3' * X B 35,112 * 0,87 + 24,521 * 22 = = 4,973(kV) 114,607 U 3' U cmin = U 3'min − ∆U Bmin = 114,607 – 4,973=109,634 (kV) ∆ U A−3bt % = 6,393 * 100 = 5,812 % 110 Nhánh A-4: Sơ đồ thay A S' A4 QBA4 S'' A4 RA4 jx A4 S''' (4) S QBA4 Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 S' C A4 RB4 S04 = 0,07 + j 0,48 32 j XB4 (4) S4 = 38 + j 19,56 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa Quy phụ tải phía cao : SA-4 = 38 + j 19,56 ( MVA ) Từ số liệu MBA :TPD-32000/110 phụ tải IV ta có: ZB4 = 1,87 43,5 +j =0,935 +j 21,75 (Ω) 2 ∆S 04 = 2(∆P0 + j∆Q04 ) = 2(35 + j 240)( KVA) = 0,07 + j 0,48( MVA) ∆S B P42 + Q42 38 + 19,56 = * ( RB + jX B ) = (0,935 + j 21,75) = 0,129 + j 3,004( MVA) U dm 115 S 4' = S + ∆S B = 38 + 0,129 + j (19,56 + 3,004) = 38,129 + 22,564( MVA) S 4C = S 4' + + ∆S 04 = 38,129 + 0,07 + j (22,564 + 0,48) = 38,199 + j 23,044( MVA) Tính chế độ xác lập phụ tải lúc bình thường Ngược : Coi điện áp nút Uđm=110 (kV) ZA-4 = 7,425+j 9,653 (Ω) B A4 = b0 A * l A4 =2,65*10-6*45 =119,25*10-6 ( ) Ω QBA4 jB = A4 U đm = j119,25 * 10 −6 * 110 = j 1,443 (MVAr) 2 ''' C S A4 = S − ∆ S A4 QBA = 38,199 + j (23,044 – 1,443) = 38,199 + j 21,601 (MVA) ''' ''' P A + Q A4 38,199 + 21,6012 = * ( R + jX ) = (7,425 + j 9,653) A4 A4 U dm 110 =1,182 + j 1,536 (MVA) '' S A = S A''' + ∆S A4 = 38,199+1,182 +j (21,601+1,536)=39,381+ j 23,137 (MVA) ' '' S A4 = S A4 − QBA4 = 39,381 +j (23,137 – 1,443) = 39,381 + j 21,694 (MVA) Xuôi : ∆U A4bt = PA''4 * R A4 + Q A'' * X A4 39,381 * 7,425 + 23,137 * 9,653 = = 4,262 (kV) 121 UA U 4' = U A − ∆U A = 121 – 4,262=116,738 (kV) Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 33 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa ∆ U A− 4bt % = 4,262 * 100 = 3,875 % 110 Chế độ cố: Ngược : Coi điện áp nút Uđm=110 (kV) ZA-4 = 2(7,425+j 9,653 )= 14,85+j19,306 (Ω) 45 B A4 l = b0 A * A =2,65*10-6* = 59,63*10-6 ( ) Ω 2 QBA4 jB = A U đm = j 59,63 * 10 −6 * 110 = j 0,722 (MVAr) 2 ''' C P A + Q A4 38,199 + 22,322 * ( R + jX ) = (14,85 + j 19,306) A4 A4 U dm 110 S A4 = S − QBA = 38,199 + j (23,044 – 0,722) = 38,199 + j 22,322 (MVA) ''' ∆ S A4 = ''' =2,363 + j 3,073 (MVA) '' S A = S A''' + ∆S A4 = 38,199+2,363 +j (22,322+3,073)=40,562+ j 24,674 (MVA) ' '' S A4 = S A4 − QBA4 = 40,562 +j (24,674 – 0,722) = 40,562 + j 23,952 (MVA) Xuôi : ∆U SCA = PA''4 * R A + Q A'' * X A 40,562 * 14,85 + 24,674 *19,306 = = 8,915 (kV) 121 UA ' U SC = U A − ∆U SCA = 121 – 8,915=112,085 (kV) ∆ U SCA−4 % = 8,915 * 100 = 8,105 % 110 Nhánh A-5 A S' A5 S'' A5 RA5 jx A5 S''' (5) S QBA5 S' C A5 5 QBA5 S05 = 0,059 + j 0,41 RB5 j XB5 (5) S5 = 42 + j 21,834 Quy phụ tải phía cao Sơ đồ thay MBA Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 34 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa Từ số liệu MBA :TPD-63000/110 phụ tải V ta có: ZB5 = 0,87 + j 22 (Ω) ; SA-5 = 42 + j 21,834 ( MVA ) ∆S 05 == (∆P0 + j∆Q05 ) = (59 + j 410)( KVA) = 0,059 + j 0,41( MVA) ∆S B P52 + Q52 42 + 21,834 = * ( R B + jX B ) = (0,87 + j 22) = 0,147 + j 3,727( MVA) U dm 115 S 5' = S + ∆S B = 42 + 0,147 + j (21,834 + 3,727) = 42,147 + 25,561( MVA) S 5C = S 5' + + ∆S 05 = 42,147 + 0,059 + j ( 25,561 + 0,41) = 42,206 + j 25,971( MVA) Tính chế độ xác lập phụ tải lúc bình thường Ngược : Coi điện áp nút Uđm=110 (kV) ;ZA-5 = 5,568+j 17,043 (Ω) 42,5 B A5 l = b0 A5 A5 =2,85*10-6* =60,563*10-6 ( ) Ω 2 QBA5 jB = A5 U đm = j 60,653 *10 −6 * 110 = j 0,733 (MVAr) 2 ''' C S A5 = S − QBA5 = 42,206 + j (25,971 - 0,733 ) = 42,206 + j 25,238 (MVA) ''' ''' P A5 + Q A5 42,206 + 25,238 = * ( R + jX ) = ( 5,568 + j 17,043) A5 A5 U dm 110 ∆ S A5 =1,113 + j 3,406 (MVA) '' S A5 = S A'''5 + ∆S A5 = 42,206+1,113 +j (25,238 + 3,406) = 43,319+ j 28,644 (MVA) ' '' S A5 = S A5 − QBA5 = 43,319 +j (28,644 - 0,733) = 43,319 + j 27,911 (MVA) Xuôi : ∆U A5bt PA''5 * R A5 + Q A'' * X A5 43,319 * 5,568 + 28,644 * 17,043 = = = 6,028 (kV) 121 UA U 5' = U A − ∆U A5 = 121 - 6,028=114,972 (kV) ∆U B = P5' * R B + Q5' * X B 42,147 * 0,87 + 25,561 * 22 = = 5,21 (kV) 114,972 U 5' U = U 5' − ∆U B = 114,972 – 5,21= 109,762 (kV) Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 35 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa ∆ U A−5bt % = 6,028 *100 = 5,48 % 110 Nhánh A-6: Sơ đồ thay S'' S' A A6 A6 RA6 QBA6 jx A6 S''' (6) C S A6 S' RB6 j XB6 QBA6 S06 = 0,084 + j 0,56 (6) S6 = 45 + j 22,9 Quy phụ tải phía cao Từ số liệu MBA :TPD-40000/110 phụ tải VI ta có: ZB6 = 1,44 34,8 +j = 0,72 + j 17,4 (Ω) 2 ; SA-6 = 45 + j 22,9 ( MVA ) ∆S 06 = 2(∆P0 + j∆Q06 ) = 2(42 + j 280)( KVA) = 0,084 + j 0,56( MVA) ∆S B P62 + Q62 45 + 22,9 = * ( R + jX ) = (0,72 + j17,4) = 0,139 + j 3,354( MVA) B6 B6 U dm 115 S 6' = S + ∆S B = 45 + 0,139 + j (22,9 + 3,354) = 45,139 + 26,254( MVA) S 6C = S 6' + + ∆S 06 = 45,139 + 0,084 + j ( 26,254 + 0,56) = 45,223 + j 26,814( MVA) Tính chế độ xác lập phụ tải lúc bình thường Ngược : Coi điện áp nút Uđm=110 (kV) ZA-6 = 5,535 + j 8,672 (Ω) B A6 = b0 A6 * l A6 =2,69*10-6*41 = 110,29*10-6 ( ) Ω QBA6 jB = A6 U đm = j110,29 * 10 −6 * 110 = j 1,335 (MVAr) 2 ''' C S A6 = S − ∆ S A6 QBA6 = 45,223 + j (26,814 – 1,335 ) = 45,223 + j 25,479 (MVA) ''' ''' P A6 + Q A 45,223 + 25,479 = * ( R + jX ) = (5,535 + j 8,672) A6 A6 U dm 110 = 1,232 + j 1,931 (MVA) '' S A6 = S A'''6 + ∆S A6 = 45,223+1,232 + j (25,479+1,931)=46,455+ j 27,41 (MVA) Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 36 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II ' '' S A6 = S A6 − GVHD:Phạm Văn Hòa QBA6 = 46,455 +j (27,41 – 1,335) = 46,455 + j 26,075 (MVA) Xuôi : PA''6 * R A6 + Q A'' * X A6 46,455 * 5,535 + 27,41 * 8,672 = = = 4,089 (kV) 121 UA ∆U A6 U 6' = U A − ∆U A6 = 121 – 4,089=116,911 (kV) ' ∆ U A−6bt = UA - U = 121 – 116,911 = 4,089 ( kV) ∆ U A−6bt % = 4,089 * 100 = 3,717 % 110 Chế độ cố: Ngược :Coi điện áp nút Uđm=110 (kV) ZA-6 =2( 5,535 + j 8,672) = 11,07 + j 17,344(Ω) 41 B A6 l = b0 A6 * A6 =2,69*10-6* = 55,145*10-6 ( ) Ω 2 QBA6 jB = A6 U đm = j 55,145 * 10 −6 * 110 = j 0,667 (MVAr) 2 ''' C S A6 = S − QBA6 = 45,223 + j (26,814 – 0,667 ) = 45,223 + j 26,147 (MVA) ''' ∆ S A6 ''' P A6 + Q A 45,223 + 26,147 = * ( R + jX ) = (11,07 + j 17,344) A6 A6 U dm 110 = 2,496 + j 3,911 (MVA) '' S A6 = S A'''6 + ∆S A6 = 45,223+2,496 + j (26,147+3,911)=47,719+ j 30,058 (MVA) ' '' S A6 = S A6 − QBA6 = 47,719 +j (30,058 – 0,667) = 47,719 + j 29,391 (MVA) Xuôi : ∆U scA6 = PA''6 * R A6 + Q A'' * X A6 47,719 *11,07 + 30,058 *17,344 = = 8,674 (kV) 121 UA U sc' = U A − ∆U scA6 = 121 – 8,674 = 112,326 (kV) ' ∆ U SCA−6 = UA - U SC = 121 – 112,326 = 8,674 ( kV) Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 37 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa ∆ U SCA−6 % = 8,674 * 100 = 7,885 % 110 Bảng tổng hợp kết quả: Nhánh Ubt % Usc % A-1 4,295 A-2 3,343 7,019 A-3 5,812 A-4 3,875 8,105 A-5 5,48 A-6 3,717 7,885 Chương 5: Tính toán lựa chọn đầu phân áp 5.1 Tính chế độ xác lập phụ tải Nhánh A-3 Sơ đồ thay A S'A3 S''A3 RA3 QBA3 jx A3 S'''A3 (3) c S3 S'3 RB3 QBA3 S03 = 0,059 + j 0,41 Quy phụ tải phía cao j XB3 (3) S3 = 35 + j 21,7 SA-3 = 24,5 + j 15,19 ( MVA ) Từ số liệu MBA :TPD-63000/110 phụ tải III ta có: ZB3 = 0,87 +j 22 (Ω) ∆S 03 = (∆P0 + j∆Q03 ) = (59 + j 410)( KVA) = 0,059 + j 0,41( MVA) ∆S B P32 + Q32 24,5 + 15,19 = * ( R B + jX B ) = (0,87 + j 22) = 0,055 + j1,382( MVA) U dm 115 S 3' = S + ∆S B = 24,5 + 0,055 + j (15,19 + 1,382) = 24,555 + j16,572( MVA) S 3C = S 3' + + ∆S 03 = 24,555 + 0,059 + j (16,572 + 0,41) = 24,614 + j16,982( MVA) Ngược : Coi điện áp nút Uđm=110 (kV) ZA-3 = 4,126 +j 12,631 (Ω) Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 38 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa 45 B A3 l = b0 A3 A3 =2,82*10-6* =63,45*10-6 ( ) Ω 2 QBA3 jB = A3 U đm = j 63,45 * 10 −6 * 110 = j 0,768 (MVAr) 2 ''' C S A3 = S − QBA3 = 24,614+j (16,982-0,768) = 24,614+j 16,214 (MVA) ''' ∆ S A3 ''' P A3 + Q A 24,614 + 16,214 = * ( R + jX ) = (7,65 + j 18,405) A3 A3 U dm 110 =0,549 + j 1,321 (MVA) '' S A3 = S A'''3 + ∆S A3 = 24,614+0,549 +j (16,214+1,321)=25,163+ j 17,535 (MVA) ' '' S A3 = S A3 − QBA3 = 25,163 +j (17,535-0,768) = 26,163 + j 16,767 (MVA) Xuôi : ∆U A3bt = PA''3 * R A3 + Q A'' * X A3 25,163 * 7,65 + 17,535 * 18,405 = = 4,48(kV) 115 UA U 3' = U A − ∆U A3 = 115 - 4,48=110,52(kV) ∆U B3 P3' * R B + Q3' * X B 24,555 * 0,87 + 16,572 * 22 = = = 3,492(kV) 110,52 U 3' U cmin = U 3'min − ∆U Bmin = 110,52 – 3,492=107,028 (kV) 5.2 Chọn đầu phân áp K pmax /a = K p/a U cmax − ∆U Bmax 114,607 − 4,973 109,634 = = =10,441 10 , 10,5 U ymax / cH U cmin − ∆U Bmin 110,52 − 3,492 107,028 = = = =10,703 10 10 U ymin / cH K tb = K pmax /a − K p/a = 10,441 + 10,703 =10,572 Với máy biến áp:115+9*1,78% => 1nấc ứng với : 1,78 * 115 =2,047 (kV) 100 Từ ta có bảng điện áp hệ số K tương ứng nấc Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 39 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa Nấc -4 -3 -2 -1 U(KV) 106,81 108,859 110,90 112,95 115 117,04 119,09 121,14 123,188 K 10,173 10,367 10,562 10,757 10,952 11,147 11,342 11,537 11,732 chon chon Căn vào bảng kết Ktb =10,572 ta chọn K-2 =10,562 làm K p / a => K p / a =10,562 U max U hamin = U cmax − ∆U Bmax 114,607 − 4,973 109,634 = = = =10,380 ( kV ) 10,562 10,562 K chon p/a U cmin − ∆U Bmin 110,52 − 3,492 107,028 = = =10,133 10,562 10,562 K pchon /a ( kV ) Vậy U hamax ; U hamin nằm khoảng cho phép => Đảm bảo chất lượng điện áp Chương VI Tính toán tiêu kinh tế kỹ thuật I)Vốn đầu tư xây dựng mạng điện Tổng số vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức : V=Vd + Vtr Trong :Vd:Vốn đầu tư xây dựng đường dây Vtr: Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp Từ phần IV chương II ta có vốn đầu tư xây dựng dường dây:Vd =114,1157*109 (đ) Vốn đầu tư cho trạm biến áp xác định theo bảng sau: Công suất định mức (MVA) Gía thành ( 109đ/1MBA) 16 13 25 19 32 22 40 25 63 29 Gía thành trạm có MBA = 1,8 lần giá thành trạm có MBA Trong hệ thống điện thiết kế có trạm biến áp có trạm có MBA trạm có 1MBA nên: Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp là: Vtr =[(19+ 25 + 22 )]*1,8 + 29 + 29 + 22 =198,8*10 (đ) Vậy vốn đầu tư để xây dựng mạng điện là:V =Vd + Vtr = 114,1157*109 + 198,8*109 =312,9157*109 (đ) Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 40 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa II) Tổn thất công suất tác dụng mạng điện Tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện gồm có tổng tổn thất đường dây tổng tổn thất MBA chế độ phụ tải cực đại: Theo kết tính toán chương IV Tổng tổn thất công suất tác đường dây là: ∑∆Pd = 0,703 + 0,873 + 1,151 + 1,182 + 1,113 + 1,232 = 6,254 (MW) Tổng tổn thất công suất tác dụng lõi thép MBA là: ∑∆P0 = 0,035+ 0,058 + 0,059 + 0,07 + 0,059 + 0,084 = 0,365 (MW) Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây MBA là: ∑ ∆PB = 0,122 + 0,104 + 0,112 + 0,129 + 0,147 + 0,139 = 0,753(MW) Vậy tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện : ∑∆P = ∑∆Pd + ∑∆P0 + ∑∆PB = 7,372 (MW) III)Tổn thất điện mạng điện Tổng tổn thất điện mạng điện tính theo công thức ∆A= ( ∆Pd + ∆PB )* τ + ∆P0*t Trong : τ :Thời gian tổn thất công suất cực đại τ = ( 0,124 +Tmax*10-4)2*8760 = (0,124 + 5000*10-4)2 *8760 = 3410,934 (h) Tmax :thời gian sử dụng công suất cực đại ; Tmax=5000 (h) t:Thời gian máy biến áp làm việc năm Vì MBA làm việc song song năm nên: t = 24*365 = 8760 (h) Do : Tổng tổn thất điện mạng điện: ∆A = ( 6,254 + 0,753) *3410,934+0,365*8760 = 27097,81454 (MWh) Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm là: A = ∑ Pmax* Tmax =213*5000 = 1065*103 (MWh) Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm: ∆A% = ∆A 27907,81454 *100 = *100 = 2,544 % A 1065 * 10 IV) Tính chi phí giá thành 1)Chi phí vận hành hàng năm Y = atc*(Vd + Vtr ) + c*∆A =atc*V + c*∆A Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 41 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa Trong đó: atc: hệ số thu hồi vốn ;atc =0,125 c: giá thành 1KWh điện ; c = 700đ/KWh Y = 0,125*312,9157*109 + 700*27097,81454*103 = 58,08293*109 (đ) 2)Chi phí tính toán hàng năm Z = atc*V + Y = 0,125*312,9157*109 + 58,08293*109 = 97,19739* 109 (đ) 3) Gía thành truyền tải điện Y 58,08293 *10 β= = = 54,538 (đ/KWh) A 1065 *10 4)Gía thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại K0 = V ∑P = 312,9157 * 10 =1,46909*109 (đ/MW) 213 max Bảng tổng hợp: TT 10 11 12 13 14 15 Chỉ tiêu Tổng công suất phụ tải max Tổng chiều dài đường dây Tổng công suất MBA Tổng số vốn đầu tư cho mạng Tổng số vốn đầu tư đường dây Tổng số vốn đầu tư cho MBA Tổng điện phụ tải tiêu thụ Tổn thất điện áp lớn lúc bình thường Tổn thất điện áp lớn lúc cố Tổng tổn thất công suất mạng Tổng tổn thất điện mạng Chi phí tính toán hàng năm Chi phí vận hành hàng năm Giá thành truyền tải điện Giá thành xây dựng 1MW Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 42 Đơn vị MW Km MVA 109 109 109 MWh % % MW KWh 109 109 đ/KWh đ/MW Gía trị 213 384 352 312,9157 114,1157 198,8 1065000 5,812 8,105 7,372 27097,81454 97,19739 58,08293 54,538 1,46909*109 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Đạm –thiết kế mạng hệ thống điện-Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật ,Hà Nội ,2006,302 tr 2.Trần Bách – Lưới điện hệ thông điện tập 1-Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật ,Hà Nội, Nguyễn Văn Đạm –Mạng lưới điện –Nhà xuất Ngô Hồng Quang – Sổ tay tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 KV-Nhà xuất Khoa Học Kỹ thuật ,2002,389 tr PGS.Nguyễn Hữu Khái –Thiết kế Nhà máy điện Trạm biến áp-Nhà xuất Khoa học kỹ thuật,Hà Nội,2001,154 tr MỤC LỤC Lời nói đầu ………………………………………………………………… Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 43 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa Chương I - TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT , XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN 1.1 Phân tích nguồn phụ tải …………………………………………………… 1.2.Tính toán cân công suất ………………………………………………… 1.2.1.Cân công suất tác dụng ……………………………………………… 1.2.2 Cân công suất phản kháng bù công suất cưỡng ……………… 1.3.Xây dựng phương án nối dây …………………………………………… 1.3.1.Xây dựng phương án nối dây ………………………………………… 1.3.2 Phân tích ,giữ lại số phương án để tính toán tiếp ……………………… Chương II –TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT,CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU ( TIẾN HÀNH CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN) 2.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ,chọn cấp điện áp ………………………… 10 2.1.1 Tính toán phân bố công suất sơ …………………………………………… 10 2.1.2 Chọn cấp điện áp …………………………………………………………… 10 2.2 Chọn tiết diện dây dẫn ( theo lộ ) ………………………………………… 10 2.2.1 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế …………………………… 10 2.2.2 Kiếm tra điều kiện phát nóng , tổn thất điện áp tổn thất công suất … 11 2.2.3 Tính tổn thất điện ……………………………………………………… 12 2.3 Tính toán kinh tế - kỹ thuật chọn phương án tối ưu …………………………… 12 TÍNH TOÁN CỤ THỂ CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN A-Phương án ……………………………………………………………………… 13 I-A Phân bố công suất sơ ……………………………………………………… 13 II-A.Chọn cấp điện áp ……………………………………………………………… 14 III-A Chọn tiết diện dây dẫn,kiểm tra điều kiện,tính tổn thất ………………… 14 IV-A.Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án tối ưu …………………………… 21 B-Phương án ……………………………………………………………………… 22 I-B Phân bố công suất sơ ……………………………………………………… 22 II-B.Chọn cấp điện áp ……………………………………………………………… 23 III-B Chọn tiết diện dây dẫn,kiểm tra điều kiện,tính tổn thất ………………… 23 IV-B.Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án tối ưu …………………………… 26 Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 44 Khoa :Hệ Thống Điện Đồ án môn học lưới II GVHD:Phạm Văn Hòa Chương III – CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH I.Sơ đồ nối điện ……………………………………………………… 27 II.Chọn máy biến áp ……………………………………………………… 27 3.1 Nguyên tắc chung …………………………………………………………… 27 Chọn máy biến áp trạm giảm áp ……………………………………… 28 Chương IV – TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP LƯỚI ĐIỆN 4.1 Tính toán chế độ bình thường cố phụ tải max……………………… 29 Chương V – TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP 5.1 Tính bổ sung chế độ phụ tải ……………………………………………… 39 5.2 Chọn đầu phân áp ……………………………………………………………… 40 Chương VI – TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT 6.1 Tính toán tiêu kinh tế -kỹ thuật ……………………………… 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………… 44 Bản vẽ : Khổ A3 Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 45 Khoa :Hệ Thống Điện