Đồ án môn lưới điện

Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa MỤC LỤC Chương 1- TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN 1.1 Phân tích nguồn phụ tải 1.2 Tính toán cân công suất 1.3 Xây dựng phương án nối dây Chương 2- TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU (TIẾN HÀNH CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN) 2.1 Phương án I 2.2 Phương án II 2.3 Phương án III 2.4 Phương án IV Chương 3- CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH 3.1 Chọn máy biến áp 3.2 Chọn sơ đồ nối điện Chương 4- TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP 4.1 Tính toán chế độ phụ tải max 4.2 Tính toán chế độ cố phụ tải max Chương 5- TÍNH TOÁN CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP (cho phụ tải 1) 5.1 Tính bổ sung chế độ phụ tải 5.2 Chọn đầu phân áp Chương 6- TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TÊ KỸ THUẬT BẢN VẼ KHỔ A3 SVTH: Vương Thị Hương Trang 2 11 11 21 30 40 49 49 51 53 53 70 86 86 89 92 95 Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN §1.1)Phân tích nguồn phụ tải 1.) Nguồn cung cấp điện Nguồn cung cấp cho hệ thống nguồn có công suất vô cung lớn, công suất lớn nhiều so với yêu cầu phụ tải Điện áp góp nguồn không thay đổi trường hợp làm việc phụ tải, có đủ khả đáp ứng công suất cho phụ tải 2.) Phụ tải Mạng điện khu vực mà ta cần thiết kế gồm phụ tải: I, II, III, IV, V, VI; Trong : - Phụ tải: I, II, III, V, VI hộ tiêu thụ loại 1; Nên cung cấp đường dây kép vòng , để đảm bảo cung cấp điện liên tục - Phụ tải: IV hộ tiêu thụ loại Nên cung cấp điện đương dây đơn ∑ Tổng công suất tác dụng với phụ tải tiêu thụ lớn PMAX = 190( MW ) , phụ tải công suất tác dụng phản kháng yêu cầu điểm lưới điện điện áp định mức, gọi điểm đặt hay điểm đấu phụ tải Tổng công suất phụ tải: Pmax = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 = 30 + 40 + 25 + 25 + 40 + 30 = 190 (MW) Pmin = 70%.Pmax = 0,7.190 = 133 (MW) Ta có: P S= ; ; Q = P tg ϕ , với cos ϕ = 0,85 ⇒ tg ϕ = 0,62 S = P + JQ cosϕ Dựa vào bảng số liệu cho, ta có thông số phụ tải chế độ cực đại cực tiểu sau: SVTH: Vương Thị Hương Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa Bảng số liệu phụ tải: BẢNG 1–1 phụ tải Tổng loại I I I II I I Max P Q (MW) (MVAr) 30 18,6 40 24,8 25 15,5 25 15,5 40 24,8 30 18,6 190 117,8 S (MVA) 35,294 47,059 29,412 29,412 47,059 35,294 223,53 P (MW) 21 28 17,5 17,5 28 21 133 Min Q (MVAr) 13,02 17,36 10,85 10,85 17,36 13,02 82,46 S (MVA) 24,706 32,941 20,588 20,588 32,941 24,706 156,47 ϕ 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 Bảng số liệu đoạn đường dây: Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 Chiều dài (km) 41,231 50 51 36,056 31,623 50 BẢNG –2 Chiều dài Lộ đường dây (km) 1-2 31,623 2-3 22,361 3-4 36,056 4-5 22,361 5-6 41,231 §1.2 ) Tính toán cân công suất Để hệ thống làm việc ổn định đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải, nguồn điện phải cung cấp đủ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q cho hộ tiêu thụ tổn thất công suất phần tử hệ thống Sự cân công suất tác dụng công suất phản kháng phát so với công suất tiêu thụ bị phá vỡ, tiêu chất lượng điện bị giảm đến thiệt hại kinh tế làm tan vỡ hệ thống Nếu công suất tác dụng nguồn nhỏ yêu cầu phụ tải, tần số giảm ngược lại Tần số thước đo cân công suất tác dụng Khi tần số nằm phạm vi cho phép quy định chất lượng điện có nghĩa đủ công suất tác dụng Nếu tần số cao công suất thừa so với phụ tải, ngược lại tần SVTH: Vương Thị Hương Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa số nhỏ công suất nguồn thiếu so với phụ tải Cân công suất tác dụng có tính chất toàn hệ thống, tần số nơi hệ thống Nếu công suất phản kháng phát nhỏ yêu cầu điện áp giảm, công suất phản kháng lớn công suất phản khang yêu cầu điện áp tăng Vì mục đích cân công suất tính toán xem nguồn phát có đáp ứng đủ công suất P, Q cho phụ tải không Từ đưa phương thức vận hành cho nhà máy, lưới điện nhằm đảm bảo tính liên tục cung cấp điện đảm bảo chất lượng điện 1.2.1 Cân công suất tác dụng Cân sơ công suất tác dụng thực chế độ phụ tải cực đạicủa hệ thống Phương trình cân công suất tác dụng : PF = m ∑ P pti ,max + ∆P i =1 Trong đó: PF : Công suất phát từ nguồn phát m : Hệ số đồng thời (m = 1) ∑P i =1 pti , max : Tổng công suất tác dụng phụ tải chế độ cực đại ∆P : Tổn thất công suất mạng lưới điện Trong tính toán sơ ta lấy ∆P = 5% ∑ P pti ,max i =1 ⇒ ∆P = 5% ∑ P pti ,max = 0,05 190 = 9,5 (MW) i =1 Vậy: PF = m ∑P i =1 pti , max + ∆P = 190 + 9,5 = 199,5 (MW) 1.2.2) Cân công suất phản kháng - Phương trình cân công suất phản kháng mạng điện thiết kế Trong tính toán sơ tính công suất phản kháng theo công thức sau: Q F + Q = m.∑ Q pti max + ∑ ∆Q B ∑ b (1.2.2) i =1 QF – tổng công suất phản kháng trạm điện phát; ∑Q i =1 pti max - tổng công suất phản kháng phụ tải chế độ cực đại; ∑ ∆QB - tổng tổn thất công suất phản kháng trạm biến áp Trong tính toán sơ lấy ∑ ∆QB = 15%.∑ Q pt1 max ; i =1 SVTH: Vương Thị Hương Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa m – hệ số đồng thời; với cos ϕ HT = 0,85 ⇒ tg ϕ HT = 0,62 Q F = PF tgφHT = 199,5.0, 62 = 123, 69(MVAr) 6 i =1 i =1 m.∑ Q pti max = m.∑ Ppt i max tgφi =190.0,62 = 117,8(MVAr) ∑ ∆Q B = 15%.m.∑ Q pti max = 0,15.117,8 = 17, 67(MVAr) i =1 Từ (1.2.2) ⇒ Q = m.∑ Q pti max + ∑ ∆Q B − Q F = 117,8 + 17, 67 − 123, 69 = 11, 78(MVAr) ∑ b i =1 ∑ b Q = 11, 78(MVAr) > , nên phải bù công suất phản kháng Ta dự kiến bù sơ dựa nguyên tắc là: - Bù ưu tiên cho hộ xa, có công suất lớn, có cos ϕ thấp trước bù đến cos ϕ = 0,90 ÷ 0,95 (không bù cao không kinh tế ảnh hưởng không tốt tới tính ổn định hệ thống điện) - Nếu thừa bù vào cho hộ gần có cosϕ cao hơn, bù đến cosϕ = 0,85 ÷ 0,90 Công suất bù sơ cho hộ tiêu thụ thứ i tính sau: Qbi = Qi − Pi tgϕ imoi Trong đó: Pi,Qi – công suất hộ tiêu thụ thứ i trước bù; tgϕ imoi - tính theo cos ϕ imoi ; cos ϕ imoi - hệ số công suất hộ thứ i sau bù Ta chọn vị trí bù phụ tải phụ tải Bù MVAr phụ tải 2: S’pt2 = 40 + j(24,8 – 8) = 40 + j16,8 (MVA) ⇒ cos φ'2 = P2 P2 40 = = = 0,92 ' 2 2 Spt P2 + Q 40 + 16,8 Bù 3,78 MVAr phụ tải 6: S’pt6 = 30 + j(18,6 – 3,78) = 30 + j14,82(MVA) P6 P6 30 ' = = 0,9 ⇒ cos φ6 = ' = Spt P62 + Q62 302 + 14,82 Kết bù sơ tính lại sau: BẢNG – Phụ Hộ SVTH: Vương Thị Hương Max Min Lớp: Đ2H2 cos ϕ Đồ án lưới điện tải Tổng I I II I I I GVHD: Phạm Văn Hòa P(MW) Q’(MVAr) S’(MVA) P(MW) Q’(MVAr) S’(MVA) 30 18,6 35,294 21 13,02 24,706 40 16,8 43,385 28 11,76 30,369 25 15,5 29,412 17,5 10,85 20,588 25 15,5 29,412 17,5 10,85 20,588 40 24,8 47,059 28 17,36 32,941 30 14,82 33,461 21 10,374 23,423 190 106,02 218,023 133 74,214 152,615 §1.3) Xây dựng phương án nối dây 1.3.1) Xây dựng phương án nối dây - Lựa chọn phương án nối dây mạng điện nhiệm vụ quan trọng , từ tính toán so sánh phương án mặt kỹ thuật nhằm tìm phương án hợp lý đảm bảo cung cấp điện kinh tế hiệu Việc lựa chọn phương án nối dây mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: Công suất yêu cầu phụ tải lớn hay nhỏ hơn, số lượng phụ tải nhiều hay ít, vị trí phân bố phụ tải, mức độ yêu cầu đảm bảo cung cấp điện liên tục, đặc điểm khả cung cấp điện nhà máy điện, vv… - Những yêu cầu chủ yếu mạng Các sơ đồ mạng điện cần phải có chi phí nhỏ Đảm bảo độ tin cậy chất lượng cao điện cung cấp cho hộ tiêu thụ Đảm bảo an toàn người thiết bị Sơ đồ an toàn vận hành, khă phát triển tương lai tiếp nhận phụ tải - Để thực yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cho hộ loại I, cần đảm bảo dự phòng 100% mạng điện, đồng thời dự phòng tự động để cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại I sử dụng đường dây mạch hay mạch vòng - Đối với hộ tiêu thụ loại II, nhiều trường hợp cung cấp điện đường dây mạch hai đường dây riêng biệt.Nhưng cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại II đường dây không mạch, thời gian sửa chũa cố đường dây không ngắn - Đối với hộ tiêu thụ loại III cung cấp điện đường dây mạch Trên sở phân tích đặc điểm nguồn cung cấp điện phụ tải, vị trí chúng, có phương án dự kiến hình I, II, III, IV, V, VI SVTH: Vương Thị Hương Lớp: Đ2H2 0,85 0,92 0,85 0,85 0,9 0,85 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa Phương án I: Phương án II: Phương án III: SVTH: Vương Thị Hương Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa Phương án IV: Phương án V: SVTH: Vương Thị Hương Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa 1.3.2)Phân tích giữ lại số phương án Các tiêu kinh tế kỹ thuật mạng diện phụ thuộc nhiều vào sơ đồ Vì sơ đồ mạng điện cần phải có chi phí nhỏ , đảm bảo độ tin cậy cần thiết chất lượng điện yêu cầu hộ tiêu thụ, thuận tiện an toàn vận hành ,khả phát triển tương lai tiếp nhận phụ tải Từ sơ đồ mặt nguồn điện phụ tải cho đưa phương án nối dây cho mạng điện Ta có : +Sơ đồ hình tia có ưu điểm :đơn giản sơ đồ nối dây ,bố trí thiết bị đơn giản phụ tải không liên quan đến nhau,khi có cố đường dây không ảnh hưởng đến đường dây khác,tổn thất nhỏ so với sơ đồ liên thong Tuy có nhược điểm :khảo sát ,thiết kế ,thi công nhiều thời gian tốn nhiều chi phí + Sơ đồ liên thông có ưu điểm : thiết kế ,khảo sát giảm nhiều so với sơ đồ hình tia ,thiết bị dây dẫn chi phí có giảm Nhược điểm là:cần có thêm trạm trung gian ,thiết bị bố trí đòi hỏi bảo vệ rơle ,thiết bị tự động hóa phức tạp hơn,độ tin cậy cung cấp điện thấp sơ đồ hình tia +Mạng kín có ưu điểm độ tin cậy cung cấp cao,khả vận hành lưới linh hoạt tổn thất chế độ bình thường thấp SVTH: Vương Thị Hương Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa Nhược điểm bố trí bảo vệ rơ le tự động hóa phức tạp,khi xảy cố tổn thất lưới cao nguồn có chiều dài dây cấp điện lớn Qua tiến hành đánh giá sơ giữ lại phương án I, II, III, IV tiến hành tính toán thông số phương án *)CÁC ĐỊNH HƯỚNG KỸ THUẬT CƠ BẢN Do khoảng cách nguồn cung cấp điện hộ phụ tải ,hoặc hộ phụ tải với tương đối xa nên dùng đường dây không để cung cấp điện cho hộ phụ tải Và để đảm bảo độ bền khả dẫn điện ta sử dụng loại dây AC để truyền tải,còn cột sử dụng loại cột thép Đối hộ loại có mức yêu cầu đảm bảo cung cấp điện mức cao phải cung cấp điện từ mạch vòng kín đường dây có lộ kép song song.Còn phụ tải loại sử dụng dây đơn để tránh gây lãng phí CHƯƠNG II SVTH: Vương Thị Hương 10 Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa - Tổn thất điện áp tổng trở máy biến áp: ' PB5 R B5 + Q 'B5 X B5 40,132.0, 723 + 27, 937.17, 358 ∆U B5 = = = 4, 48(kV) UC 114, 718 - Điện áp quy đổi phía hạ: ⇒ U 'H = U C − ∆U B5 = 114, 718 − 4, 48 = 110, 238(kV) - Điện áp phía hạ mạng: U' 110, 238 ⇒ UH = H = = 10, 065(kV) 115 K 10,5 Do đó: ⇒ ∆U btN −max = ∆U N5 = 6, 282(kV) 6, 282 bt max 100 = 5, 711% Vậy ∆U N −5 % = 110 4.2.6) Đường dây N –6 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay mạng điện cho hình –4.6 Sơ đồ thay thế: • Khi cố đường dây bị đứt, tổng trở tăng lên gấp đôi dung dẫn giảm nửa SVTH: Vương Thị Hương 80 Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa Z&N −6 = ( 11,5 + j11) = 23 + j22(Ω) 2,58.10−4 BN6 = = 1,29.10−4 (s) • Số liệu MBA lấy từ bảng 3-1 ta có: - Tổn thất không tải MBA: ∆S06 = 2(∆P06 + j∆Q06 ) = ( 29 + j200 ) 10−3 = 0,058 + j0, 4(MVA) - Tổng trở MBA: R + jX B6 2,539 + j55,545 ZB6 = B6 = = 1, 27 + j27, 773(Ω) 2 - Tổn thất công suất MBA: ∆ SB6 S62 P62 + Q62 = ZB6 = ZB6 U dm U dm = 302 + 14,822 (1,27 + j27,773) = 0,117 + j2,569(MVA) 110 - Công suất trước tổng trở MBA bằng: ' & SB6 = S6 + ∆SB6 = ( 30 + j14,82 ) + ( 0,117 + j2,569 ) = 30,117 + j17,389(MVA) Dòng công suất vào cuộn dây cao áp MBA có gía trị: S&B6 = S&'B6 + ∆S06 = ( 30,117 + j17,389 ) + ( 0, 058 + j0, ) = 30,175 + j17, 789(MVA) TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP - Công suất phản kháng dung dẫn cuối đường dây sinh ra: B 1, 29.10 −4 jQ"C6 = jU dm N −6 = j.110 = j0, 78(MVAr) 2 - Công suất sau tổng trở đường dây có giá trị: S"N6 = SB6 − jQ"C6 = ( 30,166 + j21,314 ) − j0,78 = 30,166 + j20,534(MVA) - Tổn thất công suất tổng trở đường dây bằng: ∆ SN6 " (PN6 ) + (Q"N6 ) 30,1662 + 20,5342 = Z N6 = (23 + j22) = 2,531 + j2, 421(MVA) U dm 1102 - Dòng công suất trước tổng trở đường dây có giá trị: S&'N6 = S&"N6 + ∆S&N6 = ( 30,166 + j20,534 ) + ( 2,531 + j2,421) = 32,697 + j22,955(MVA) - Công suất điện dung đầu đường dây bằng: −4 ' B N6 1,29.10 jQC6 = jU N = j.121 = j0,944(MVAr) 2 Công suất từ trạm truyền vào đường dây có giá trị: SVTH: Vương Thị Hương 81 Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa ' S&N6 = S&'N6 − jQC6 = ( 32,697 + j22,955 ) − j0,944 = 32,697 + j22,011(MVA) • Tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp  Tổn thất công suất ∆P6 ∑ = ∆PN6 + ∆PB6 + ∆P06 = 2,531 + 0,117 + 0, 058 = 2, 706(MW)  Tổn thất điện τ = (0,124 + 10−4.5000) 8760 = 3411(h) ∆A = (∆PN6 + ∆PB6 ).τ + ∆P06 8760 = (2,531 + 0,117).3411 + 0,058.8760 = 9540,408(MWh)  Tổn thất điện áp - Tổn thất điện áp đường dây: ' PN6 R N6 + Q 'N6 X N6 32, 697.23 + 22,955.22 ∆U N6 = = = 10,389(kV) UN 121 - Điện áp phía cao mạng điện: U C = U N − ∆U N6 = 121 − 10,389 = 110, 611(kV) - Tổn thất điện áp tổng trở máy biến áp: P ' R + Q'B6 X B6 30,117.1, 27 + 17,389.27, 773 ∆U B6 = B6 B6 = = 4, 712(kV) UC 110, 611 - Điện áp quy đổi phía hạ: ⇒ U 'H = U C − ∆U B6 = 110, 611 − 4, 712 = 105,899(kV) - Điện áp phía hạ mạng: U 'H 105,899 ⇒ UH = = = 9, 669(kV) 115 K 10,5 Do đó: ⇒ ∆U btN −max = ∆U N6 = 10,389(kV) 10,389 bt max 100 = 9, 445% Vậy ∆U N −6 % = 110 Bảng – B.4 Thông số phần tử sơ đồ thay đường dây nối với trạm điện trường hợp chế độ sau cố Đường dây N–1 Z d ,Ω 23+j22 SVTH: Vương Thị Hương B.10 −4 ,S 1,29 ∆S , MVA 0,058+j0,4 82 Z b ,Ω 1,27+j27,773 Lớp: Đ2H2 S = P + jQ, MVA 30 + j18,6 MVAQc” MVAS’B· MVAΔSB· SVTH: Vương Thị Hương 83 2,531+j2,421 30,166+j20,534 j0,78 30,117+j17,389 0,117+j2,569 0,132+j3,178 0,084+j0,56 0,058+j0,4 0,035+j0,24 0,084+j0,56 0,07+j0,48 1,674+j2,622 40,216+j27,467 j1,029 40,132+j27,937 1,325 1,315 0,465 0,85 1,0925 1,697+j1,623 25,149+j17,091 j0,796 20,091+j17,486 0,091+j1,986 16,5+j21,45 23,46+j22,44 33,172+j31,73 8,538+j13,376 13,606+j17,688 3,254+j4,231 40,216+j27,736 j0,802 40,132+j27,978 0,132+j3,178 1,503+j2,281 30,166+j20,653 j0,661 30,096+j20,834 0,096+j2,234 MVAS’’· N–2 N–3 N–4 N–5 N–6 MVAΔSd· Bảng – B.5 Kết tính thông số chế độ sau cố Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa 0,723+j17,358 1,27+j27,773 1,873+j43,395 0,723+j17,358 0,937+j21,698 Lớp: Đ2H2 40 + j16,8 25 + j15,5 25 + j15,5 40 + j24,8 30 + j14,82 32,697+j22,011 32,697+j22,955 N- 41,89+j30,089 41,89+j29,467 N- N- 26,846+j17,751 26,846+j18,714 N- 42,47+j31,967 42,47+j30,997 N- 31,669+j22,134 31,669+j22,934 GVHD: Phạm Văn Hòa N- dâyĐường MVASN· MVAS’· Đồ án lưới điện Bảng – B.6 Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp Giá trị tổn thất công suất, tổn thất điện trạm biến áp cố Trạm biến áp Uq , kV ∆P∑ (MW ) 109,876 1,669 ∆A.10 (kWh) 6067,389 ∆U dbt max (kV ) 6,914 6,282 ∆U bt max d (%) SVTH: Vương Thị Hương 104,84 3,47 12285,48 11,45 10,409 84 107,717 1,846 6606,948 8,676 7,887 110,238 1,89 105,899 2,706 6896,106 9540,408 6,282 5,711 Lớp: Đ2H2 10,389 9,445 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa CHƯƠNG TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP 5.1) Tính bổ sung chế độ phụ tải Chế độ phụ tải cực tiểu tính tương tự chế độ phụ tải cực đại Để vận hành kinh tế TBA, trạm giảm áp có MBA vận hành song song ,trong chế độ cực tiểu ta cắt bớt MBA thỏa mãn điều kiện : 2.∆P0 S < Sgh = Sđm ∆PN Điện áp chế độ phụ tải cực tiểu là: UN = 1,05.Uđm = 115,5 kV Khi xác định dòng công suất tổn thất công suất, ta lấy điện áp tất nút mạng điện điện áp định mức Ui = Uđm = 110 kV Tính cho phụ tải số Ta có : Sgh = Sdm 2.∆P0 2.35 = 32 = 22,234(MVA) ∆PN 145 2 Smin = Pmin + Q = 212 + 13,022 = 24,709(MVA) Ta thấy Smin > Sgh nên không cắt bớt MBA SVTH: Vương Thị Hương 85 Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay mạng điện cho hình – 4.1 Sơ đồ thay thế: • Số liệu đường dây lấy từ kết tính toán chương II ta có: Z&N1 = 6,803 + j8,844(Ω) BN1 = 2,185.10−4 (s) • Số liệu MBA lấy từ bảng 3-1 ta có: - Tổn thất không tải MBA: ∆S01 = 2(∆P01 + j∆Q 01 ) = 2.( 35 + j240 ) 10 −3 = 0,07 + j0,48(MVA) - Tổng trở MBA: R + jX B1 1,873 + j43,395 ZB1 = B1 = = 0,937 + j21, 698(Ω) 2 - Tổn thất công suất MBA: S12 P12 + Q12 ∆ SB1 = Z B = ZB1 U dm U dm 212 + 13,022 = (0,937 + j21,698) = 0,047 + j1,095(MVA) 1102 - Công suất trước tổng trở MBA bằng: SVTH: Vương Thị Hương 86 Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa ' & SB1 = S1 + ∆SB1 = ( 21 + j13, 02 ) + ( 0, 047 + j1, 095 ) = 21, 047 + j14,115(MVA) Dòng công suất vào cuộn dây cao áp MBA có gía trị: ' B1 SB1 = S + ∆S01 = ( 21,047 + j14,115 ) + ( 0,07 + j0,48 ) = 21,117 + 14,595(MVA) TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP - Công suất phản kháng dung dẫn cuối đường dây sinh ra: −4 B N1 " 2 2,185.10 jQC1 = jU dm = j.110 = j1,322(MVAr) 2 - Công suất sau tổng trở đường dây có giá trị: S"N1 = SB1 − jQ"C1 = ( 21,117 + j14,595 ) − j1,322 = 21,117 + j13,273(MVA) - Tổn thất công suất tổng trở đường dây bằng: ∆ SN1 = " (PN1 ) + (Q"N1 ) 21,117 + 13, 2732 Z = (6,803 + j8,844) = 0, 350 + j0, 455(MVA) N1 U dm 1102 - Dòng công suất trước tổng trở đường dây có giá trị: S&'N1 = S&"N1 + ∆S&N1 = ( 21,117 + j13,273) + ( 0,350 + j0,455 ) = 21,467 + j13,728(MVA) - Công suất điện dung đầu đường dây bằng: −4 ' B N1 2,185.10 jQC = jU N = j.115,5 = j1,457(MVAr) 2 Công suất từ trạm truyền vào đường dây có giá trị: ' S&N1 = S&'N1 − jQC1 = ( 21,467 + j13,728 ) − j1,457 = 21,467 + j12,271(MVA) • Tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp  Tổn thất công suất ∆P∑ = ∆PN1 + ∆PB1 + ∆P01 = 0,350 + 0, 047 + 0, 07 = 0, 467(MW)  Tổn thất điện τ = (0,124 + 10−4.5000) 8760 = 3411(h) ∆A1 = (∆PN1 + ∆PB1 ).τ + ∆P01.8760 = (0,35 + 0,047).3411 + 0,07.8760 = 1967,367(MWh)  Tổn thất điện áp - Tổn thất điện áp đường dây: P ' R + Q'N1.X N1 21, 467.6,803 + 13, 728.8,844 ∆U N1 = N1 N1 = = 2,316(kV) UN 115,5 - Điện áp phía cao mạng điện: U C = U N − ∆U N1 = 115,5 − 2,316 = 113,184(kV) SVTH: Vương Thị Hương 87 Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa - Tổn thất điện áp tổng trở máy biến áp: ' PB1 R B1 + Q 'B1.X B1 21, 047.0, 937 + 14,115.21, 698 ∆U B1 = = = 2,880(kV) UC 113,184 - Điện áp quy đổi phía hạ: ⇒ U 'H = U C − ∆U B1 = 113,184 − 2,880 = 110, 304(kV) - Điện áp phía hạ mạng: U' 110,304 ⇒ UH = H = = 10, 028(kV) 115,5 K 10,5 Do đó: ⇒ ∆U btN −max = ∆U B1 = 2,880(kV) 2,880 bt max 100 = 2, 618% Vậy ∆U N −1 % = 110 5.2) Chọn đầu phân áp Một biện pháp nâng cao chất lượng điện áp điều chỉnh điện áp cách sử dụng đầu phân áp máy biến áp • Điện áp góp phía cao áp máy biến áp chế độ cực đại, cực tiểu cho sau: U = 117,731 (kV) U = 113,184 (kV) Theo yêu cầu điều chỉnh thường độ lệch điện áp góp hạ áp trạm quy định sau: - Trong chế dộ phụ tải lớn δU% ≥ + 2,5% - Trong chế dộ phụ tải nhỏ δU% ≤ + 7,5% - Trong chế dộ phụ tải cố δU% ≥ - 2,5% • Tính nấc phân áp máy biến áp Sử dụng máy biến áp điều chỉnh điện áp tải Ta có máy biến áp phụ tải là: TPDH 32000/110, U = 115 ± 2.2,5% Có đầu phân áp từ -2 ÷ +2 Thứ tự đầu Điện áp bổ sung, Điện áp bổ sung, Điện áp đầu điều chỉnh, điều chỉnh % kV kV -2 -5 - 5,750 109,250 -1 - 2,5 - 2,875 112,125 0 115,000 + 2,5 + 2,875 117,875 +5 + 5,750 120,750 SVTH: Vương Thị Hương 88 Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa • Chọn đầu phân áp: Phía hạ áp phụ tải Max yêu cầu điện áp phía hạ áp U = 11 kV; Phía hạ áp phụ tải Min yêu cầu điện áp phía hạ áp U = 10,5 kV Tổn thất điện áp máy biến áp lúc phụ tải cực đại, cực tiểu bằng: ∆U = 4,079 kV ∆U = 2,88 kV Do UN% = 10,5% ≥ 7,5% ⇒ U = 1,1.UHđm = 1,1.10,5 = 11,55 (kV) Trong : Uktải - điện áp không tải phía hạ áp máy biến áp Điện áp phân áp ứng với chế độ phụ tải max: U pa1 = (U Cmax − ∆U Bmax ) U ktai 11,55 = (117, 731 − 4, 079) = 125, 017(kV) U H1yc 10,5 Điện áp phân áp ứng với chế độ phụ tải min: U pa = (U C − ∆U B ) U ktai 11,55 = (113,184 − 2,88) = 121,334(kV) U H2 yc 10,5 Điện áp phân áp trung bình (U): U patb = U pa1 + U pa 2 = 125, 017 + 121,334 = 123,176(kV) Từ U , ta chọn điện áp tiêu chuẩn gần nhất(U ) U patb = U cdm (1 + n.2,5%) = 115.(1 + n.0, 025) = 123,176 123,176 −1 115 ⇒n= = 2,844 0, 025 Chọn n = U patc = U cdm (1 + n.2,5%) = 115.(1 + 2.0, 025) = 120, 75(kV) • Kiểm tra lại: Điện áp hạ áp máy biến áp chế độ cực đại U H max = (U 'H max − ∆U Bmax ) SVTH: Vương Thị Hương U ktai 11,55 = (113, 652 − 4, 079) = 10, 481(kV) U patc 120, 75 89 Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa Điện áp hạ áp máy biến áp chế độ cực tiểu U H = (U 'H − ∆U Bmin ) U ktai 11,55 = (110, 304 − 2,88) = 10, 275(kV) U patc 120, 75 So sánh với điều kiện tiêu chuẩn UHmin, UHmax nằm khoảng (10,5 ; 11) ta thấy đầu phân áp chọn không đạt yêu cầu - Ta chọn lại đầu phân áp: Chọn n=1 ta có: U patc = U cdm (1 + n.2,5%) = 115.(1 + 0, 025) = 117,875(kV) • Kiểm tra lại: Điện áp hạ áp máy biến áp chế độ cực đại U H max = (U 'H max − ∆U Bmax ) U ktai 11,55 = (113, 652 − 4, 079) = 10, 736(kV) U patc 117,875 Điện áp hạ áp máy biến áp chế độ cực tiểu U H = (U 'H − ∆U Bmin ) U ktai 11,55 = (110,304 − 2,88) = 10,526(kV) U patc 117,875 So sánh với điều kiện tiêu chuẩn UHmin, UHmax nằm khoảng (10,5 ; 11) ta ' U cmin = U 4min − ∆U Bmin = 112, − 3,1 = 109, kV thấy đầu phân áp chọn đạt yêu cầu SVTH: Vương Thị Hương 90 Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa CHƯƠNG TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT 6.1) Vốn đầu tư xây dựng mạng điện Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức: K = K d + Kt Kd - vốn đầu tư xây dựng đường dây; Kt - vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp Như chương II tính toán ta có: Kd = 98612,821.106 (đồng) Trong hệ thống điện thiết kế có trạm biến áp, đồng thời có trạm có hai máy biến áp, trạm có máy biến áp Giá thành trạm hai máy biến áp 1,8 lần giá thành trạm máy biến áp Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp có giá trị: Kt = Kt1 + Kt2 + Kt3 + Kt4 + Kt5 + Kt6 =1,8.22000.106 + 2.1,8.25000.106 + 2.1,8.19000.106 + 22000.106 =2,2.1011 (đồng) Như tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện bằng: K = 98612,821.106 + 2,2.1011 = 318612.106 (đồng) 6.2) Tổn thất công suất tác dụng mạng điện -Tổn thất công suât mạng điện gồm có tổn thất công suất đường dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại Như chương IV tính toán ta có: -Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây bao gồm: tổn thất công suất đường dây, tổn thất công suất MBA, tổn thất không tải là: SVTH: Vương Thị Hương 91 Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa ∆PΣ = ∆P1Σ + ∆P2Σ + ∆P3Σ + ∆P4 Σ + ∆P5Σ + ∆P6 Σ = 0,902 + 1,529 + 1,02 + 1,495 + 1,033 + 1,291 = 7,27(MW) -Tổn thất công suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm(%) bằng: ∆P 7, 27 ∆P% = 100 = 100 = 3,826% Pmax 190 6.3) Tổn thất điện mạng điện -Tổn thất điện mạng điện tính theo công thức sau: ∆A Σ = ∆A1 + ∆A + ∆A + ∆A + ∆A + ∆A = 3451,152 + 5664,735 + 3789,462 + 8046,06 + 3972,879 + 4713,843 = 29638,131(MWh) -Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm bằng: A = ΣPmax Tmax =190.5000 = 950.103(MWh) -Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm(%) bằng: ∆A 29638,131 ∆A% = 100 = 100 = 3,120% A 950.103 6.4) Tính chi phí giá thành 6.4.1) Chi phí vận hành hành năm Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện xác định theo công thức: Y = avhd.Kd + 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 = 0,10); c - giá thành kWh điện tổn thất Như vậy: Y = 0,04.98612,821.106 + 0,1.2,2.1011 + 29638,131.700 = 25965.106(đồng) 6.4.2) Chi phí tính toán hành năm Chi phí tính toán hàng năm xác định theo công thức: Z = atc K + Y Trong đó: atc - hệ số định mức hiệu vốn đầu tư (atc = 0,125 ) Do chi phí tính toán : Z = 0,125.318612.106 + 25965.106 = 65792.106(đồng) 6.4.3) Giá thành truyền tải điện Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức: Y 25965.106 β= = = 27,332.103 (đ / kWh) A 950.10 SVTH: Vương Thị Hương 92 Lớp: Đ2H2 Đồ án lưới điện GVHD: Phạm Văn Hòa Giá thành xây dựng MW công xuất phụ tải xác định theo biểu thức K 98612,821.106 K0 = = = 519, 015.106 (đ / MW) Kết tính 190 ∑ Pmax tiêu kinh tế -kĩ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp bảng 6.1 tt 10 11 12 13 14 15 16 17 Bảng - 6.1 Các tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế Các tiêu Giá trị Đơn vị Tổng công suất phụ tải cực đại 190 MW Tổng chiều dài dường dây 259,91 km Tổng công suất MBA hạ áp 356 MVA Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 318612 106 đ Tổng vốn đâù tư đường dây 98612,821 106 đ Tổng vốn đầu tư trạm biến áp 220000 106 đ Tổng điện phụ tải tiêu thụ 950.103 MWh ΔUmaxbt 5,459 % ΔUmaxsc 8,432 % Tổng tổn thất ΔP 7,27 MW Tổng tổn thất ΔP 3,826 % Tổng tổn thất điện ΔA 29638,131 MWh Tổng tổn thất điện ΔA 3,120 % Chi phi vận hành hàng năm 25965 106 đ Chi phi tính toán hàng năm 65792 106 đ Gía thành truyền tải điện 27,332 103 đ/kWh Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại 519,015 106 đ/MW Bảng - 6.2 giá thành đường dây không mạch điện áp 110 kV (106 đồng/km) Kí hiệu đường dây dẫn SVTH: Vương Thị Hương AC-70 AC-95 93 AC-120 AC-150 AC-185 Lớp: Đ2H2 AC-240 Đồ án lưới điện Cột bê tông ly tâm Cột thép GVHD: Phạm Văn Hòa 168 208 224 283 280 354 336 403 392 441 444 500 Bảng - 6.2 giá thành trạm biến áp truyền tải có máy biến áp điện áp 110/10 kV - 22 kV Công suất định mức, MVA Gía thành , 106đ/trạm SVTH: Vương Thị Hương 16 1300 94 25 1900 32 2200 40 2500 63 3500 Lớp: Đ2H2 125 61000