cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống điện

Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Lời nói đầu Nền công nghiệp giới phát triển nh vũ bão với thành tựu đáng kinh ngạc Sự phát triển dựa tảng tiến ngành lợng đặc biệt điện Ngành công nghiệp khai thác nh xuất hàng trăm nhà máy điện với công suất lớn chứng minh điều Không nằm qui luật đó, trình công nghiệp hoá, đại hoá nớc ta cần đến hệ thống cung cấp phân phối lợng hoàn chỉnh Vì thế, nhu cầu nâng cấp hay xây hệ thống điện ngày cấp bách vấn đề lớn đặt cho nhà nớc Nắm bắt đợc vấn đề đó, giáo trình môn Hệ thống Điện trờng ĐH Bách Khoa HN, có môn học thiết kế lới điện Để hoàn thành tốt môn học này, sinh viên phải biết áp dụng kiến thức học để thiết kế mạng điện khu vực hoàn chỉnh Đây bớc tập dợt quan trọng để sinh viên biết cách thực công việc thiết kế cho đảm bảo nhu cầu phụ tải, khắc phục kịp thời cố để giảm thiểu tốn cho nhà nớc Trong trình làm đồ án em biết ơn thầy cô môn hệ thống điện, em xin đặc biệt gửi lời cám ơn đến thầy Nguyễn Văn Đạm thầy Trần Bách hớng dẫn em hoàn thành tốt đồ án Kính chúc thầy cô dồi sức khoẻ ! Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2003 Sinh viên TÔ nHậT TÂN Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội chơng i Cân công suất tác dụng phản kháng mạng điện I.Cân công suất tác dụng Giả thiết nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho mạng điện PF = Pyc = m Ppt + Pmd + Ptd + Ptd Trong đó: PF : tổng công suất phát Pyc tổng công suất yêu cầu m: hệ số đồng thời P td P P pt : tổng công suất phụ tải td : tổng công suất tự dùng nhà máy điện, mạng điện P : tổng công suất dự trữ hệ = dt P thống, Pdt = = P + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 = 30 + 30 + 35 + 35 + 25 + 25 = 180 MW pt P md = o Ppt = 5.180 = MW 100 PF = Pyc = 180 + = 189 MW II.Cân công suất phản kháng: Công suất phản kháng nguồn phát là: QF = PF tg F với cos F = 0,85 tg F = 0,62 Q F = 189.0,62 = 117,18MVAr Tổng công suất phản kháng mà hệ thống tiêu thụ là: Q yc = Q pt + Qba + QL Qc + Qtd + Qdt Coi công suất tự dùng công suất dự trữ không: Qtd = Qdt = Tổng công suất phản kháng đờng dây tổng công suất phản kháng điện dung đờng dây phát ra: Q L = Qc Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Q pt Q = Pi tg i = 180.0,62 = 111,6MVAr ba = 15 0 Q pt = 15 0 111,6 = 16,74 MVAr Tổng công suất phản kháng MBA Q yc = Q pt + Qba = 111,6 + 16,74 = 128,34MVAr Ta có Q F = 117,18 > Q yc = 128,34 nên ta phải bù sơ bộ: Qb = Q yc Q F = 128,34 117,18 = 11,16 MVAr Do phụ tải có hệ số công suất xa nên ta bù cho phụ tải xa Cụ thể đồ án ta bù sơ cho phụ tải thứ tg F = Qb 11,16 = = 0,32 cos F 0,953 P4 35 Lợng công suất phản kháng hệ thống bù cho phụ tải thứ đến hệ số công suất là: 0,95 Bảng số liệu tính toán sơ Số liệu Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Pmax , MW 30 Qmax,MVAr 18,6 30 18,6 35 21,7 35 11,16 25 15,5 25 15,5 0,85 0,85 0,85 0,95 0,85 0,85 Cos Phụ tải Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội chơng II chọn phơng án hợp lý kinh tế, kỹ thuật I Phơng án I Sơ đồ nối dây: Thông số sơ đồ nối dây Đoạn Pmax, MW Qmax, MVar L, km O-6 50 31 56,57 0-3 70 32,86 67 0-1 60 37,2 53,85 6-5 25 15,5 51 3-4 35 11,16 60,83 1-2 30 18,6 50 2.Tính điện áp danh định cho hệ thống: Điện áp danh định hệ thống đợc xác định theo công thức kinh nghiệm U i = 4,43 Li + 16.Pi Li:chiều dài đoạn thứ i,km Pi:công suất tác dụng chạy đoạn đờng dây thứ i,MW Từ công thức ta có ( ta quy ớc U1 ứng với đoạn 0-6 tơng tự ) Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội U = 4,43 67 + 16.70 = 152,62kV U = 4,43 53,85 + 16.60 = 141kV U = 4,43 51 + 16.25 = 94,08kV U = 4,43 60,83 + 16.35 = 110,38kV U = 4,43 63,25 + 16.56 = 102kV Vậy ta chọn điện áp danh định lới điện 110kV Xác định tiết diện dây dẫn đoạn đờng dây: Dự kiến dùng dây AC, cột thép, Dtb=5m Ta dùng phơng pháp mật độ kinh tế dòng điện để chọn tiến diện dây dẫn Tra phụ lục giáo trình Mạng lới điện với dây AC Tmax=5000h tađợc Jkt=1,1A/mm2 Dòng điện chạy đoạn đờng dây đợc tính theo công thức I= P2 + Q2 n 3.U dd FTT = I J KT = 10 I 1,1 Xét chi tiết đoạn: *Đoạn 0-6: I 06 = 50 + 312 3.110 10 = 154,39 A F0 = I 06 154,39 = = 140,35mm J kt 1,1 I0-6 SC=2.I0-6= 308,78 A Vậy ta chọn FTC 0-6= 150mm2 với ICP =445A>Isc=308,78A *Đoạn 0-3: I = 70 + 32,9 2 3.110 10 = 202,95 A F03 = I 216,15 = = 184,5mm J kt 1,1 I0-3 SC=2.I0-3=405,9A Vậy ta chọn FTC 0-3=185 mm2 với ICP=510A>Isc=432,5A *Đoạn 0-1: Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội 60 + 37,2 I = 3.110 I 185,27 = = 168,42mm J kt 1,1 10 = 185,27 A F01 = I0-1 SC =2.I0-4=370,53 A Vậy ta chọn FTC 0-1=150mm2 với ICP=445A>ISC=370,53A *Đoạn 6-5: I = 25 + 15,5 2 3.110 10 = 77,195 A F6 = I 77,195 = = 70,18mm J kt 1,1 I6-5 SC =2.I6-5=154,39 A Vậy ta chọn FTC 6-5=70mm2 với ICP=265A>Isc=154,39 A *Đoạn 3-4: I = 35 + 11,16 2 3.110 10 = 96,4 A F3 = I 108,07 = = 87,64mm J kt 1,1 I3-4 SC=2.I3-4=192,8A Vậy ta chọnFTC3-4=95mm2 với ICP=330A>Isc=216,15 A *Đoạn 1-2: I = 30 + 18,6 2 3.110 10 = 92,634 A F1 = I 92,634 = = 84,212mm J kt 1,1 I1-2 SC =2.I1-2=185,27 A Vậy ta chọn FTC1-2=70mm2 với ICP=265A>Isc=185,27A Từ tiết diện tìm đợc đoạn đờng dây,tra phụ lục giáo trình Mạng lới điện ta đợc bảng sau: Đoạn Pmax, MW Qmax, MVAr L, km FTT , mm2 FTC , mm2 r0, /km X0, /km B0, 10-6S/km R, 0-6 50 31 56,57 140,35 150 0,21 0,416 2,74 5,94 0-4 70 43,4 67 184,5 185 0,17 0,409 2,82 5,695 0-1 60 37,2 53,85 168,42 150 0,21 0,416 2,74 5,6543 6-5 25 15,5 51 70,18 70 0,45 0,44 2,58 11,475 3-4 35 21,7 60,83 87,64 95 0,33 0,429 2,65 10,037 Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 1-2 30 18,6 50 84,2 70 0,45 0,44 2,58 11,25 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội 11,77 310 X, B, 10-6S 13,94 377,9 11,201 295,1 11,22 263,16 13,048 322,4 11 258 4.Tính tổn thất điện áp đoạn đờng dây chế độ bình thờng cố Tổn thất điện áp đoạn đờng dây đợc tính theo công thức U i 0 = ( P R i i + Qi X i ) U dm 100 Trongđó: Pi, Qi :Công suất tác dụng phản kháng chạy đoạn thứ i Ri, Xi :điện trở điện kháng đoạn thứ i Xét đoạn: *Đoạn 0-6-5: U 065 BT 0 = = P06 R06 + Q06 X 06 + P65 R65 + Q65 X 65 100% U dm 50.5,94 + 31.11,77 + 25.11,48 + 15,5.11,22 100% = 9,3 0 110 Khi có cố đứt mạch đoạn 0-6: R06 sc = 5,94.2 = 11,88; X 06 sc = 11,77.2 = 23,54 U 065 SC % = = P06 R06 sc + Q06 X 06 sc + P21 R 21 + Q21 X 21 100 U dm 50.11,88 + 31.23,54 + 25.11,48 + 15,5.11,22 100 = 14,75 0 110 *Đoạn 0-3-4: U 034 BT % = = P03 R03 + Q03 X 03 + P34 R34 + Q34 X 34 100% U dm 70.5,7 + 32,9.13,94 + 35.10,04 + 11,16.13,05 100 = 11,2 0 110 Khi có cố đứt mạch đoạn 0-3: R03 sc = 5,7.2 = 11,4; X 03 sc = 13,94.2 = 27,88 U 034 SC % = = P03 R03 + Q03 X 03 + P34 R34 + Q34 X 34 100% U dm 70.11,4 + 32,9.27,88 + 35.10,04 + 11,16.13,05 100% = 18,27 0 110 *Đoạn 0-1-2: Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội U 012 BT % = = P01 R01 + Q01 X 01 + P12 R12 + Q12 X 12 100% U dm 60.5,65 + 37,2.11,2 + 30.11,25 + 18,6.11 100 = 10,73 0 110 Khi có cố đứt mạch đoạn 0-1: R01sc = 5,65.2 = 11,3; X 01sc = 11,2.2 = 22,4 U 012 BT % = = P01 R01 + Q01 X 01 + P12 R12 + Q12 X 12 100% U dm 60.11,3 + 37,2.22,4 + 30.11,25 + 18,6.11 100% = 17 0 110 5.Tổng kết phơng án U max BT % = 11,2% < 15% U max sc % = 18,27% < 20% Vậy phơng án thoả mãn yêu cầu kỹ thuật II Phơng án II: 1.Sơ đồ nối dây: Thông số sơ đồ nối dây Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đoạn Pmax, MW Qmax, MVar L, km O-6 25 15,5 56,57 0-5 25 15,5 94,87 0-3 70 32,9 67,08 0-1 60 37,2 53,85 3-4 35 11,16 60,83 1-2 30 18,6 50 2.Lựa chọn tiết diện dây dẫn Tơng tự nh phơng án 1, ta có số liệu sau: Điện áp danh định mạng 110 kV Dự kiến dùng dây AC, cột thép, Dtb=5m Ta dùng phơng pháp mật độ kinh tế dòng điện để chọn tiến diện dây dẫn Tra phụ lục giáo trình Mạng lới điện với dây AC Tmax=5000h tađợc Jkt=1,1A/mm2 Tính FTT, ta lập đợc bảng sau: Đoạn Pmax, MW Qmax , MVAr L, km FTT , mm2 FTC, mm2 r0, /km x0, /km b0, 10-6S/km R, X, B, 10-6S O-6 25 15,5 56,57 70,18 70 0,45 0,44 2,58 12,73 12,45 291,9 0-5 25 15,5 94,87 70,18 70 0,45 0,44 2,58 21,35 20,87 489,5 0-3 70 32,9 67,08 184,5 185 0,17 0,409 2,82 5,702 14,76 378,3 0-1 60 37,2 53,85 168,42 185 0,17 0,409 2,82 4,5773 11,012 303,71 3-4 35 11,16 60,83 87,64 95 0,33 0,429 2,65 10,04 13,05 322,4 1-2 30 18,6 50 84,21 95 0,33 0,429 2,65 8,25 10,73 265 3.Tính tổn thất điện áp đoạn đờng dây chế độ bình thờng cố: *Đoạn 0-3-4: Tính tơng tự nh phơng án ta đợc: 034 BT % = 11,2% 034 SC % = 18,27% *đoạn 0-1-2: Tính tơng tự nh phơng án ta đợc: 012 BT % = 10,73% 012 SC % = 17% Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội *đoạn 0-5: 25.21,35 + 15,5.20,87 = 7,1% 110 25.42,7 + 15,5.41,74 05 SC % = = 14,2% 110 05 BT % = *đoạn 0-6: 25.12,73 + 15,5.12,45 = 4,2% 110 25.25,46 + 15,5.24,9 06 SC % = = 8,4% 110 06 BT % = 4.Tổng kết phơng án U max BT % = 11,2% < 15% U max sc % = 18,27% < 20% Vậy phơng án thoả mãn yêu cầu kỹ thuật III Phơng án III 1.Sơ đồ nối dây Thông số sơ đồ nối dây Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 10 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội S12 = S12' j.Qcd 12 = 21,44 + j.7,58 j.1,6 = 21,44 + j.5,98 MVA Tổn thất công suất cuộn dây máy biến áp trạm 1: S Z P = n S S dm U %.S 12 0,145 212 + 10,63 + j n = 2.100.S dm 32 10,5.( 212 + 10,63 ) + j 2.100.32 S Z = 0,04 + j.0,91 MVA Công suất trớc tổng trở Zb1 máy biến áp trạm 1: S b1 = S1 + S Z = 21 + j.10,63 + 0,04 + j.0,91 = 21,04 + j.11,54 MVA Tổn thất công suất lõi thép MBA: S01 = 2.P0 + j.2.Q0 = 2.0,035 + j.2.0,24 = 0,07 + j.0,48 MVA Công suất điện dung cuối đờng dây 0-1: Qcc 01 = 1 B01.U dm = 303,7.10 6.1102 = 1,84 MVAr 2 Công suất sau tổng trở đờng dây 0-1: S 01'' = S b1 + S 01 + S 12 j.Qcc 01 = 21,04 + j.11,54 + 0,07 + j.0,48 + 21,44 + j.5,98 j.1,84 S 01'' = 42,55 + j.16,16 MVA Tổn thất công suất tổng trở đờng dây 0-1: ( ) ( ) 2 S 12'' = 42,55 + 16,16 ( 4,58 + j.11) S Z d 01 = Z d 12 U dm 110 S Z d 01 = 0,78 + j.1,88 MVA Công suất đầu vào tổng trở đờng dây 0-1: S 01' = S 01'' + S Z 01 = 42,55 + j.16,16 + 0,78 + j.1,88 = 43,33 + j.17,94 MVA Công suất điện dung đầu đờng dây 0-1: Qcc 01 = 1 B01.U dm = 303,7.10 6.1212 = 2,22 MVAr 2 Công suất đợc cung cấp cho đờng dây 0-1: S 01 = S 01' j.Qcd 01 = 43,33 + j.17,94 j.2,22 = 43,33 + j.15,72 MVA Xác dịnh điện áp nút mạng điện: Tổn thất điện áp đờng dây 0-1: U 01 = P '01.R01 + Q'01 X 01 43,33.4,58 + 17,94.11 = = 3,43 kV UN 115,5 Điện áp cuộn cao áp MBA là: Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 61 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội UCA = UN - U01 = 115,5 3,43 = 112,07 kV Tổn thất điện áp MBA là: Pb Rb + Qb X b 21,04.0,94 + 11,54.21,75 = = 2,42 kV U CA1 112,07 U b1 = Điện áp qui đổi phía cuộn cao áp là: UCA1 = 112,07 2,42 = 109,65 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm là: U HA1 = U 'CA1 11 = 109,65 = 10,49 kV k 115 Tổn thất điện áp đờng dây 1-2: U12 = P'12 R12 + Q'12 X 12 21,44.8,25 + 7,58.10,73 = = 2,3 kV U CA1 112,07 Điện áp cuộn cao áp MBA là: UCA = UN - U12 = 112,07 2,3 = 109,77 kV Tổn thất điện áp MBA là: U b = Pb Rb + Qb X b 21,07.1,87 + 8,5.43,5 = = 3,73 kV U CA1 109,77 Điện áp qui đổi phía cuộn cao áp là: UCA2 = 109,77 3,73 = 106,04 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm là: U HA2 = U 'CA2 11 = 106,04 = 10,14 kV k 115 Chế độ cố đoạn đờng dây 0-1-2 chế độ cố, ta giả thiết bị ngừng mạch đờng dây từ hộ phụ tải nối trực tiếp với nguồn đờng dây nối từ hộ phụ tải đến hộ phụ tải nh chế độ phụ tải cực đại Do thông số đờng dây 0-1 chế độ cố nh sau: Z d = 9,16 + j.22 B01 = 151,9.10 S Sự phân bố công suất đờng dây chế độ cố nh sau: Tổn thất công suất cuộn dây máy biến áp trạm 2: P S Z = n S S dm U %.S 22 0,145 30 + 9,86 + j n = 2.100.S dm 32 10,5.( 30 + 9,86 ) + j 2.100.32 Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 62 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội S Z = 0,07 + j.1,64 MVA Công suất trớc tổng trở Zb2 máy biến áp trạm 2: S b = S + S Z = 30 + j.9,86 + 0,07 + j.1,64 = 30,07 + j.11,5 MVA Tổn thất công suất lõi thép MBA: S02 = 2.P0 + j.2.Q0 = 2.0,035 + j.2.0,24 = 0,07 + j.0,48 MVA Công suất điện dung cuối đờng dây 1-2: 1 Qcc 02 = B02 U dm = 265.10 6.1102 = 1,6 MVAr 2 Công suất sau tổng trở đờng dây 1-2: S 12'' = S b + S 02 j.Qcc12 = 30,07 + j.11,5 + 0,07 + j.0,48 j.1,6 S12'' = 30,07 + j.10,38 MVA Tổn thất công suất tổng trở đờng dây 1-2: ( ) ( ) 2 S 12'' = 30,07 + 10,38 ( 8,25 + j.10,73) S Z d 12 = Z d 12 U dm 110 S Z d 12 = 0,69 + j.0,9 MVA Công suất đầu vào tổng trở đờng dây 1-2: S12' = S12'' + S Z12 = 30,07 + j.10,38 + 0,69 + j.0,9 = 30,76 + j.11,28 MVA Công suất điện dung đầu đờng dây 1-2: 1 Qcc 02 = B02 U dm = 265.10 6.1102 = 1,6 MVAr 2 Công suất đợc cung cấp cho đờng dây 1-2: S12 = S12' j.Qcd 12 = 30,76 + j.11,28 j.1,6 = 30,76 + j.9,68 MVA Tổn thất công suất cuộn dây máy biến áp trạm 1: S Z P = n S S dm U %.S 12 0,145 30 + 15,18 + j n = 2.100.S dm 32 ( 10,5 30 + 15,18 + j 2.100.32 ) S Z = 0,08 + j.1,85 MVA Công suất trớc tổng trở Zb1 máy biến áp trạm 1: S b1 = S1 + S Z = 30 + j.15,18 + 0,08 + j.1,85 = 30,08 + j.17 MVA Tổn thất công suất lõi thép MBA: S01 = 2.P0 + j.2.Q0 = 2.0,035 + j.2.0,24 = 0,07 + j.0,48 MVA Công suất điện dung cuối đờng dây 0-1: Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 63 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Qcc 01 = 1 B01.U dm = 151,9.10 6.1102 = 0,92 MVAr 2 Công suất sau tổng trở đờng dây 0-1: S 01'' = S b1 + S 01 + S 12 j.Qcc 01 = 30,08 + j.17 + 0,07 + j.0,48 + 30,76 + j.9,68 j.0,92 S 01'' = 60,9 + j.26,24 MVA Tổn thất công suất tổng trở đờng dây 0-1: ( ) ( ) S 12'' 60,9 + 26,24 S Z d 01 = Z d 12 = ( 9,16 + j.22 ) U dm 110 S Z d 01 = 3,33 + j.8 MVA Công suất đầu vào tổng trở đờng dây 0-1: S 01' = S 01'' + S Z 01 = 60,9 + j.26,24 + 3,33 + j.8 = 64,23 + j.34,24 MVA Công suất điện dung đầu đờng dây 0-1: 1 Qcc 01 = B01.U dm = 151,9.10 6.1212 = 1,11 MVAr 2 Công suất đợc cung cấp cho đờng dây 0-1: S 01 = S 01' j.Qcd 01 = 64,23 + j.34,24 j.1,11 = 64,23 + j.33,13 MVA Xác dịnh điện áp nút mạng điện: Tổn thất điện áp đờng dây 0-1: U 01 = P '01.R01 + Q'01 X 01 64,23.9,16 + 33,13.22 = = 10,89 kV UN 121 Điện áp cuộn cao áp MBA là: UCA = UN - U01 = 121 10,89 = 110,11 kV Tổn thất điện áp MBA là: U b1 = Pb Rb + Qb X b 30,08.0,94 + 17.21,75 = = 3,6 kV U CA1 110,11 Điện áp qui đổi phía cuộn cao áp là: UCA1 = 110,11 3,6 = 106,5 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm là: U HA1 = U 'CA1 11 = 106,5 = 10,18 kV k 115 Tổn thất điện áp đờng dây 1-2: Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 64 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội U12 = P '12 R12 + Q'12 X 12 30,76.8,25 + 11,28.10,73 = = 3,4 kV U CA1 110,11 Điện áp cuộn cao áp MBA là: UCA = UN - U12 = 110,11 3,4 = 106,7 kV Tổn thất điện áp MBA là: U b = Pb Rb + Qb X b 30,07.0,94 + 11,5.21,75 = = 2,6 kV U CA1 106,7 Điện áp qui đổi phía cuộn cao áp là: UCA2 = 106,7 2,6 = 104,1 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm là: U HA2 = U 'CA2 11 = 104,1 = 9,96 kV k 115 Chọn phơng thức điều chỉnh điện áp phù hợp với yêu cầu phụ tải Trong hệ thống điện, đờng dây truyền tải điện dài nên tổn thất điện đờng 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 hộ phụ tải đồ án môn học hộ tiêu thụ loại I có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng nên ta phải dùng máy biến áp điều chỉnh dới tải độ lệch cho phép góp hạ áp trạm đợc quy định nh sau: - Trong chế độ phụ tải lớn U% = +5 % - Trong chế độ phụ tải nhỏ U% = 0% - Trong chế độ sau cố U% = ữ +5 % Dựa vào yêu cầu điều chỉnh phụ tải ta xác định đợc điện áp yêu cầu hộ phụ tải nh sau: Uycln = Uđm + 0,1.Uđm = 10,5 kV Uycnh = Uđm + 0,05.Uđm = 10 kV Uycsc = Uđm + 0,1.Uđm = 10,5 kV Để điều chỉnh điện áp ta dùng máy biến áp điều chỉnh dới tải có phạm vi điều chỉnh điện áp x 1,78% Do biết giá trị điện áp góp hạ áp trạm giảm áp chế độ phụ tải lớn nhất, nhỏ sau cố quy đổi phía điện áp cao phần tính Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 65 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội toán nên đầu điều chỉnh cuộn dây cao áp chế độ hộ phụ tải đợc xác định theo công thức: U idc = U i' U hdm U iyc (5-10) Sau ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuần gần với đầu điều chỉnh tính Khi điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đợc tính theo biểu thức: U itc = U cdm ( n.E0 ).U cdm 100 Điện áp thực góp hạ áp trạm: U it = U i' U hdm U itc Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm: U % = U it U dm 100 U dm Sau ta liệt kê đầu điều chỉnh tiêu chuẩn máy biến áp dựa vào công thức (5-11) với Ucđm = 115 (kV) Uhđm = 11 (kV): n=0 U0tc = 115 n=1 U1tc = 115 + (1.1,78%).115 = 117,047 (kV) n=2 U2tc = 115 + (2.1,78%).115 = 119,094 (kV) n=3 U3tc = 115 + (3.1,78%).115 = 121,141 (kV) n=4 U4tc = 115 + (4.1,78%).115 = 123,188 (kV) n=5 U5tc = 115 + (5.1,78%).115 = 125,235 (kV) n=6 U6tc = 115 + (6.1,78%).115 = 127,282 (kV) n=7 U7tc = 115 + (7.1,78%).115 = 129,329 (kV) n=8 U8tc = 115 + (8.1,78%).115 = 131,376 (kV) n=9 U9tc = 115 + (9.1,78%).115 = 133,423 (kV) n = -1 U10tc = 115 - (1.1,78%).115 = 112,953 (kV) n = -2 U11tc = 115 - (2.1,78%).115 = 110,906 (kV) n = -3 U12tc = 115 - (3.1,78%).115 = 108,859 (kV) n = -4 U13tc = 115 - (4.1,78%).115 = 106,812 (kV) n = -5 U14tc = 115 - (5.1,78%).115 = 104,765 (kV) (kV) Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 66 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội n = -6 U15tc = 115 - (6.1,78%).115 = 102,718 (kV) n = -7 U16tc = 115 - (7.1,78%).115 = 100,671 (kV) n = -8 U17tc = 115 - (8.1,78%).115 = 98,624 (kV) n = -9 U18tc = 115 - (9.1,78%).115 = 96,577 (kV) Sau ta tính chọn phơng thức điều chỉnh điện áp cho hộ phụ tải chế độ: Chế độ phụ tải cực đại Trạm biến áp U 1dc ln U 1' ln U hdm 111,54.11 = = = 116,85 kV U yc ln 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = U1tcln = 117,047 kV U 1t ln = U 1' ln U hdm 111,54.11 = = 10,48 kV U 1tc ln 117,047 dU ln % = U 1t ln U dm 10,48 10 100 = 100 = 4,8% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U dc ln U 2' ln U hdm 109,25.11 = = = 114,45 kV U yc ln 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = U2tcln = 115 kV U 2t ln = U 2' ln U hdm 109,25.11 = = 10,45 kV U 2tc ln 115 dU ln % = U 2t ln U dm 10,95 10 100 = 100 = 4,5% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U 3dc ln = U 3' ln U hdm 110,5.11 = = 115,76 kV U yc ln 10,5 Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 67 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = U3tcln = 117,047 U 3t ln = U 3' ln U hdm 110,5.11 = = 10,38 kV U 3tc ln 117,047 dU ln % = (kV) U 3t ln U dm 10,38 10 100 = 100 = 3,8% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U dc ln = U 4' ln U hdm 106,02.11 = = 111 kV U yc ln 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -1 U4tcln = 112,953 kV U 4t ln = U 4' ln U hdm 106,02.11 = = 10,32 kV U 4tc ln 112,953 dU ln % = U 4t ln U dm 10,32 10 100 = 100 = 3,2% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U dc ln = U 5' ln U hdm 110,48.11 = = 115,74 kV U yc ln 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = U5tcln = 117,047 U 5t ln = U 5' ln U hdm 110,48.11 = = 10,38 kV U 5tc ln 117,047 dU ln % = (kV) U 5t ln U dm 10,38 10 100 = 100 = 3,8% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U dc ln = U 6' ln U hdm 114,17.11 = = 119,6 kV U yc ln 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 68 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội U6tcln = 121,141 U 6t ln U 6' ln U hdm 114,17.11 = = = 10,37 kV U 6tc ln 121,141 dU ln % = (kV) U 6t ln U dm 10,37 10 100 = 100 = 3,7% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Chế độ phụ tải cực tiểu Trạm biến áp U 1dcnh U 1' nh U hdm 109,65.11 = = = 120,62 kV U ycnh 10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = U1tcnh = 121,141 kV U 1dcnh U 1' nh U hdm 109,65.11 = = = 9,956 kV U 1tcnh 121,141 dU 1nh % = U 1tnh U dm 9,956 10 100 = 100 = 0,43% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U dcnh U 2' nh U hdm 106,04.11 = = = 116,64 kV U ycnh 10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = U2tcnh = 117,047 kV U dcnh U 2' nh U hdm 106,04.11 = = = 9,97 kV U 2tcnh 117,047 dU nh % = U 2tnh U dm 9,97 10 100 = 100 = 0,3% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U 3dcnh U 3' nh U hdm 110,5.11 = = = 121,55 kV U ycnh 10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 69 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội U3tcnh = 121,141 kV U 3' nh U hdm 110,5.11 = = = 10,03 kV U 3tcnh 121,141 U 3tnh dU 3nh % = U 3tnh U dm 10,03 10 100 = 100 = 0,3% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U dcnh = U 4' nh U hdm 105,44.11 = = 115,98 kV U ycnh 10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = U4tcnh = 115 kV U 4' nh U hdm 105,44.11 = = = 10,08kV U 4tcnh 115 U 4tnh dU nh % = U 4tnh U dm 10,08 10 100 = 100 = 0,8% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U dcnh U 5' nh U hdm 107,77.11 = = = 118,55 kV U ycnh 10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = U5tcnh = 119,094 kV U 5tnh U 5' nh U hdm 107,77.11 = = = 9,95 kV U 5tcnh 119,094 dU nh % = U 5tnh U dm 9,95 10 100 = 100 = 0,5 % U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U dcnh U 6' nh U hdm 110,55.11 = = = 121,605 kV U ycnh 10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = U6tcnh = 121,141 kV Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 70 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội U 6tnh U 6' nh U hdm 110,55.11 = = = 10(kV ) U 6tcnh 121,141 dU nh % = U 6tnh U dm 10 10 100 = 100 = % U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Chế độ sau cố Trạm biến áp U 1d csc U 1' sc U hdm 106,5.11 = = = 111,57 kV U y csc 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -1 U1tcsc = 112,953 U 1d csc U 1' sc U hdm 106,5.11 = = = 10,37 kV U 1t csc 112,953 dU 1sc % = (kV) U 1tsc U dm 10,37 10 100 = 100 = 3,7% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U d csc = U 2' sc U hdm 104,1.11 = = 109,06 kV U y csc 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -2 U2tcsc = 110,906 kV U 2tsc = U 2' sc U hdm 104,1.11 = = 10,32 kV U 2t csc 110,906 dU sc % = U 2tsc U dm 10,32 10 100 = 100 = 3,2% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U 3d csc U 3' sc U hdm 104,44.11 = = = 109,41 kV U y csc 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -2 Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 71 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội U3tcsc = 110,906 kV U 3tsc U 3' sc U hdm 104,44.11 = = = 10,36kV U 3t csc 110,906 dU sc % = U 3tsc U dm 10,36 10 100 = 100 = 3,6% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U 1d csc = U 1' sc U hdm 91,6.11 = = 95,96 kV U y csc 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -9 U4tcsc = 96,58 kV U 4tsc U 4' sc U hdm 91,6.11 = = = 10,43kV U 4t csc 96,58 dU sc % = U 4tsc U dm 10,43 10 100 = 100 = 4,3% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U d csc U 5' sc U hdm 101,8.11 = = = 106,65 kV U y csc 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -4 U5tcsc = 106,812 kV U 5tsc = U 5' sc U hdm 101,8.11 = = 10,48(kV ) U 5t csc 106,812 dU sc % = U 5tsc U dm 10,48 10 100 = 100 = 4,8 % U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp Trạm biến áp U d csc = U 6' sc U hdm 109,7.11 = = 114,92 kV U y csc 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 72 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội U6tcsc = 115 (kV) U 6tsc U 6' sc U hdm 109,7.11 = = = 10,49kV U 6t csc 115 dU sc % = U 6tsc U dm 10,49 10 100 = 100 = 4,9% U dm 10 thoả mãn điều kiện điều chỉnh điện áp CHƯƠNG VI Tính toán giá thành tải điện I Tổng vốn đầu t xây dựng mạng điện K=Kd+Ktb+Kt Trong đó: Kd: Tổng vốn đầu t xây dựng đờng dây K d = K 0i l i Theo số liệu chơng II ta có Kd=196,5.109đ Kt: Tổng vốn đầu t xây dựng trạm biến áp Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 73 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội K t = K ti Sau bảng suất đầu t cho trạm có MBA 110kV Sđm,MVA 16 Kt,106đ 13000 25 19000 32 22000 40 25000 63 35000 80 42000 Với trạm có MBA phải nhân hệ số hiệu chỉnh 1,8 Trong hệ thống có: trạm, trạm MBA 32 MVA trạm, trạm MBA 25 MVA Vậy ta có: Kt=1,8(4.22000.106+2.19000.106)= 226,8.109 đ Ktb: Tổng vốn đầu t thiết bị bù K tb = K K bi = 150.106.66 = 9,9.109 đ Vậy tổng vố đầu t xây dựng mạng điện K=Kd+Kt+Ktb=(196,5 + 226,8 + 9,9).109=433,2.109 đ II Xác định chi phí vận hành hàng năm mạng điện Chi phí vận hành hàng năm Y = a d K d + at K t + atb K tb + A.C Trong đó: a d : hệ số khấu hao hao mòn phục vụ đờng dây, a d =0,04 at : hệ số khấu hao hao mòn phục vụ trạm biến áp, at =0,1 atb : hệ số khấu hao hao mòn phục vụ thiết bị bù, atb =0,1 A :tổng tổn thất điện mạng, theo kết chơng V ta có: A =30596,6 MW.h C: giá tiền 1MW.h điện tổn hao, C=5.105 đ/MW.h Vậy ta có: Y=0,04.196,5.109+0,1.226,8.109+0,1.9,9.109+30596,6.5.105=46,83.109 đ III.Tính chi phí tính toán hàng năm mạng điện Z=atc.K+Y Trong đó: atc: hệ số thu hồi vốn đầu t,atc=0,125 Suy Z=0,125.433,2.109+46,83.109=101.109đ Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 74 Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Tổng tổn thất công suất mạng chế độ phụ tải cực đại P = PCu + Pd + Ptb = 0,396 + 8,97 + 0,33 = 9,695 MW P % = P 9,695 100 = 100% = 5,39% 180 Pmax Tổng tổn thất điện mạng A = 30596,6 MW h A = Pmax Tmax = 180.5000 = 9.10 A% = A 30596,6 100 = 100% = 3,4 % A 9.105 Suất đầu t xây dựng mạng điện cho kW công suất phụ tải cực đại k0 = K 433,2.109 = = 2,4.106 đ/kW P 180 10 max Giá thành tải 1kW.h điện đến phụ tải Y 49,6.109 = = = 55,1 đ/kW.h A 9.108 IV Bảng tổng kết tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện Các tiêu Đơn vị Giá trị U max bt % % km MW 109đồng 109đồng 109đồng 109đồng MW % MW.h % 109đồng 109đồng 106đồng/kW đồng/kW.h 8,14 16,28 444,02 180 433,2 196,5 226,8 9,9 9,695 5,38 30596,6 3,4 46,83 101 2,4 55,1 U max sc l P max K Kd Kt Ktb P P % A A% Y Z k0 Ghi Tô Nhật Tân Hệ thống Điện K45 75