Thiết kế mạng điện khu vực có hai nguồn cung cấp và 9 phụ tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN CỘNG HOÀ XA HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO - HẠNH PHÚC NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : LÊ BÁ BÍCH khóa : 27 khoa : KT & CN môn : KỸ THUẬT ĐIỆN 1.Đầu đề thiết kế: -Phần I: Thiết kế mạng điện khu vực có hai nguồn cung cấp phụ tải -Phần II: 2.Các số liệu ban đầu: - Hệ thống điện có công suất vô lớn,hệ số cosφ góp 110kV 0,85 - Nhà máy nhiệt điện công suất 3x100 MW ; cosφ = 0,85; Uđm= 10,5 kV - Các số liệu phụ tải cho phụ lục 3.Nội dung phần thuyết minh tính toán: Phần I: Phân tích nguồn phụ tải Cân công suất tác dụng phản kháng mạng điện Chọn phương án cung cấp điện hợp lý Chọn số lượng,công suất máy biến áp trạm, chọn sơ đồ trạm mạng điện Phân tích chế độ vận hành mạng điện Chọn phương thức điều chỉnh điện áp mạng điện Tính tiêu kinh tế,kỹ thuật mạng điện Cán hướng dẫn: TS.Nguyễn Văn Đạm 5.Ngày giao thiết kế : 6.Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Giáo viên hướng dẫn thiết kế NGUYỄN VĂN ĐẠM sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH PHỤ LỤC: Các số liệu phụ tải: Sơ đồ mằt nguồn điện phụ tải cho hình 1, số liệu phụ tải cho bảng Figure Tỷ lệ đơn v ị = 10 km Bảng Các số liệu Phụ tải cực đại (MW) Hệ số công suất cosφ Mức đảm bảo cung cấp điện Yêu cầu điêu chỉnh điện áp Điện áp danh định lưới điện thứ cấp(KV) Các hộ tiêu thụ điện 36 30 49 38 48 36 0 0,90 Loại I khác thường 10 38 Phụ tải cực tiểu 70% phụ tải cực đại Thời gian sủ dụng công suất cực đại Tmax = 5000h Giá kWh điện tổn thất : 500 đồng sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH Giá kVAr công suất thiết bị bù:150.103 đồng LỜI NÓI ĐẦU Hệ thống điện tập hợp nhà máy điện, trạm biến áp, đường dây tải điện hộ tiêu thụ Thực nhiệm vụ sản xuất, truyền tải, phân phối sử dụng điện tin cậy, kinh tế đảm bảo chất lượng điện cung cấp cho phụ tải Thiết kế, xây dựng mạng điện công việc quan trọng nghành điện, có ảnh hưởng lớn tới tiêu kinh tế - kỹ thuật thiết kế, xây dựng vận hành mang lại lợi ích không nhỏ hệ thống kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Thiết kế lưới điện nhằm giúp sinh viên tổng hợp kiên thức đào tạo học môi trường đại học học hỏi thêm nhiều giá tri cần thiết cho công việc Đặc biệt công tác thiết kế, thi công vận hành hệ thống.Nhiệm vụ thiết kế : Thiết kế mạng điện khu vực hai nguồn cung cấp phụ tải Bản thiết kế hoàn thành với nỗ lực thân cộng với giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Văn Đạm với góp ý chân thành thầy cô môn giúp em hoàn thành thiết kế tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Đạm thầy cô môn hệ thống điện thầy cô khoa Quy Nhơn, ngày tháng năm2009 Sinh viên thiết kế LÊ BÁ BÍCH sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH CHƯƠNG I Phân tích đặc điểm nguồn cung cấp phụ tải 1.1 Nguồn cung cấp điện Trong hệ thống điện thiết kế có hai nguồn cung cấp điện ất nhà máy nhiệt điện hệ thống điện 1.Hệ thống điện: Hệ thống điện có công suất vô lớn, hệ số công suất góp 110 kV hệ thống có giá trị 0,85 Chính phải có liên lạc hệ thống nhà máy điện để trao đổi công suất cần thiết Có trao đổi công suất nhà máy điện hệ thống đảm bảo hệ thống thiết kế làm việc an toàn chế độ vận hành mạng điện thiết kế Ta thấy nút hệ thống nút có công suất vô lớn nên trình thiết kế nên chọn nút hệ thông nút cân công suất đồng thời nút sở điện áp Công suất hệ thống vô lớn nên trình thiết kế dự trữ công suất cho nhà máy, tất công suất cần dự trữ lấy từ hệ thống cần Nhà máy nhiệt điện: Nhà máy nhiệt điện có tất tổ máy Công suất tổ máy 100 MW Nguồn cung cấp điện nhà máy nhiệt điện nhiên liệu cung cấp than đá, dầu mỏ, khí đốt Các nhà máy nhiệt điện có hiệu suất thường thấp, khoảng 30% ÷ 40% Công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện thường chiếm khoảng 6% ÷ 15% phụ thuộc vào nhà máy cụ thể Nhưng đổi lại nhà máy nhiệt điện làm việc ổn định phụ thuộc vào điều kiện thời tiết Khi nguồn cung cấp điện nhà máy thuỷ điện lượng sơ cấp lượng nước từ dòng sông Nhà máy thuỷ điện có hiệu suất cao, hoạt động an toàn, giá thành rẻ xong lại phụ thuộc vào nguồn nước sông, tính ổn định cấp điện thấp.Trong nhà máy nhiệt điện, máy phát làm việc ổn định phụ tải sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH P ≥ 70% Pđm P ≤ 30% Pđm máy phát ngừng hoạt động Công suất kinh tế máy phát thường 80% đến 90% P đm Khi thiết kế ta chọn công suất phát kinh tế là: 85% Pđm nghĩa là: PKT = 80% Pđm Trong chế độ phụ tải cực đại tất máy phát nhà máy phải hoạt động.Do công suất nhà máy điện chế độ phụ tải cực đại: Pkt= (80/100).3x100 = 240 MW Trong chế độ phu tải cực tiểu ta dự định đưa máy phát ngừng hoạt động để sủa chữa bảo dưỡng Các máy phat lại phát 80% công suất, công suất nhà náy điện có giá trị bằng: Pkt= (80/100).2x100 = 160 MW Các máy phát hoạt động độc lập bảo dưỡng định kỳ Các máy phát hoạt động 100% công suất máy khác gặp cố.Như công suất nhà máy máy phát bị cố có giá trị : PF= (100/100).2x100 = 200 MW Công suất thiếu trình vận hành lấy từ hệ thống điện 1.2 Các phụ tải điện Các phụ tải khu vực có đặc điểm sau: Vị trí phụ tải phân bố đều: - Phụ tải 4,5,6,7 phân bố xung quanh nút nhà máy điện.Tổng công suất phụ tải ∑P = P +P +P +P i  = 38 + 48 + 40 + 36 =162 MW - Các phụ tải 1,2,8,9 phân bố xung quanh nút hệ thống Tổng công suất phụ tải có giá trị : ∑ P = P + P + P + P = 36 + 40 + 30 + 38 =144MW i MW - Phụ tải nằm nút hệ thống nút nhà máy điện Công suất phụ tải P3= 49 MW sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH Tuy ta phân vùng hoàn toàn để cung cấp điện cho hộ tiêu thụ mà nhà máy hệ thống điện cần phải có liên lạc với tạo thành hệ thống điện hợp Một hệ thống điện hợp có nhiều ưu điểm như: - Sử dụng cách kinh tế nguồn nhiên liệu, giảm chi phí sản suất điện đến mức thấp cách phân bố tối ưu công suất nhà máy điện trình vận hành - Các nhà máy điện đảm bảo vận hành hợp lý theo biến động phụ tải - Giảm công suất dự trữ cho hệ thống, cho phép xây dụng nhà máy điện có công suất lớn với tiêu kinh tế vận hành cao - Khả sử dụng triệt để công suất đặt nhà máy điện hệ thống điện.Lý chủ yếu đồ thị phụ tải hệ thống điện hợp phẳng hệ thống điện đơn lẻ - Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện - Tăng suất lao động trình sản xuất điện Tính chất phụ tải điện: - Cả phụ tải hộ tiêu thụ điện loại I Đặc điểm hộ tiêu thụ có độ tin cậy cung cấp điện cao, nên trình cung cấp điện cho hộ loại phải sử dụng đường dây hai mạch mạng điện kín - Thời gian sử dụng công suất lớn tất hộ tiêu thụ đêu T max= 5000 h/năm - Hệ số công suất phụ tải tương đối cao : cos ϕ =0,9 - phụ tải cực tiểu 70% phụ tải cực đại : Pmin= 70%Pmax - Yêu cầu điều chỉnh điện áp hộ tiêu thụ : Khác thường sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH Bảng 1.1 Bảng thông số phụ tải Smin (M VA) Hộ tiêu thụ Smax=Pmax +jQmax (MVA) Smax (MVA) Smin = Pmin+ jQmin (MVA) 36 + j 17,463 40,000 25,2+j12,205 28,00 30 + j 14,530 33,333 21+j 10,171 23,33 49 + j 23,732 54,44 34,3+j16,612 38,11 38 + j 18,40 42,22 26,6+j12,88 29,55 48 + j 23,247 53,33 33,6+j16,273 37,33 40 + j 19,373 44,44 28+j13,561 31,11 36+j17,436 40,00 25,2+j12,205 28,00 40+j19,373 44,44 28+j13,561 28,00 38+j18,404 42,22 26,6+j12,88 29,55 Tổng 355+j171,962 1.3 Lựa chọn kết cấu lưới điện 1.3.1 Kết cấu dây dẫn điện - Chọn dây dẫn: Các phụ tải hộ loại 1, dùng đường dây lộ kép mạch kín Dây dẫn không dùng loại dây AC nhiệt đới hoá - Chọn loại cột: Ta dùng cột sắt cho toàn tuyến 1.3.2 Kết cấu trạm biến áp (TBA) - Để đảm bảo cung cấp điện liên tục bảo dưỡng máy biến áp, cố 01 máy biến áp, bảo đảm vận hành kinh tế TBA, TBA hộ tiêu thụ loại đặt 02 máy biến áp - Loại máy cắt để đóng cắt bảo vệ cho máy biến áp thiết bị trạm ta dùng máy cắt SF6 sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH chương II Cân công suất hệ thống điện xác định sơ chế độ làm việc nhà máy điện 2.1 Cân công suất tác dụng Trong hệ thống điện, điện từ nhà máy điện sản xuất để đưa tới hộ tiêu thụ phải tiêu dùng Vì trình sản xuất tiêu thụ điện phải tiến hành đồng với Tại thời điểm xác lập hệ thống, nhà máy phát điện phải phát công suất với công suất tiêu thụ hộ tiêu thụ điện cộng với tổn hao truyền tải điện Nói cách khác, phải thực cân công suất phát công suất tiêu thụ Bên cạnh đảm bảo cân công suất, muốn cho hệ thống vận hành bình thường an toàn, cần phải dự trữ lượng công suất tác dụng cho hệ thống Dự trữ công suất hệ thống quan trọng, đảm bảo cho vận hành phát triển hệ thống điện Phương trình cân công suất tác dụng chế độ phụ tải cực đại hệ thống thiết kế có dạng: PNĐ+PHT = PTT = m ∑Pmax + ∑∆P + Ptđ + Pdt Trong đó: PNĐ: Tổng công suất nhà máy điện phát PHT : Công suất lấy từ hệ thống m: Hệ số đồng thời suất phụ tải cực trị (m =1) ∑Pmax: Tổng công suất phụ tải chế độ cực đại ∑∆P: Tổng tổn thất mạng điện, lấy, tính toán sơ ∑∆P = 5% Pmax Ptđ: Tổng công suất tự dùng nhà máy điện,có thể lấy 10% tổng công suất định mức nhà máy điện sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH Pdt: Công suất dự trữ hệ thống,khi cân sơ lấy Pdt=10%∑Pmax ,đồng thời công suất dự trữ cần phảI công suất định mức tổ máy phát lớn hệ thống không lớn Bởi hệ thống điện có công suất vô lớn, công suất dự trữ lấy hệ thống , nghĩa Pdt = Ptt: Công suất tiêu thụ mạng điện Tổng công suất tác dụng phụ tải cực đại ∑Pmax = 355 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng mạch điện ∆P = 5% ∑Pmax = 0,05.355 = 17,75 MW Công suất tự dùng nhà máy điện Ptd = 10%Pđm = 0,1.300 =30 MW Tổng công suất tiêu thụ mạng điện có giá trị ; Ptt = 355 + 17,75 + 30 = 402,75 MW Công suất phát nhà máy điện chế độ vận hành kinh tế : PNĐ= PKT= 240 MW Ta thấy chế độ phụ tải cực đại công suất vận hành kinh tế nhà máy điện không đủ cung cấp cho phụ tải, hộ tiêu thụ phải lấy công suất từ hệ thống về.Công suất hệ thống cần cung cấp cho phụ tải có giá trị : PHT = Ptt - PNĐ = 402,75 - 240 = 162,75 MW Trong trình tính toán thiết kế, để đơn giản ta chọn nút điện áp sở trùng với nút phân phối cân công suất 2.2 Cân công suất phản kháng Điện hệ thống điện dòng xoay chiều, công suất tác dụng có công suất phản kháng sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH Tại thời điểm, hệ thống điện, trình sản xuất tiêu thụ điện phải cân với Sự cân bắt buộc công suất tác dụng công suất phản kháng Quá trình cân công suất phản kháng có quan hệ chặt chẽ với điện áp mạng Qua tính toán mạng lưới điện cho thấy biến đổi công suất phản kháng phát làm biển đổi điện áp nút xét Khi cho máy phát tăng công suất phản kháng phát làm cho điện áp tăng lên Mặt khác ta giảm công suất phản kháng phát vào hệ thống làm cho hệ thống điện áp giảm Vì muốn bảo đảm chất lượng điện áp cho hộ tiêu thụ cần phải có cân tương đối công suất phản kháng phát công suất phản kháng tiêu thụ Phương trình cân công suất phán kháng mạng điện có dạng: QF = Qtt = m ∑Qmax + ∑∆QL -∑QC + ∑ ∆Qb + Qtd +Qdt Trong công thức trên: m=1 QF: Tổng công suất phản kháng nguồn điện phát Qtt : Công suất phản kháng tiêu thụ ∑∆QL : Tổng tổn thất công suất phản kháng cảm kháng đường dây mạng điện ∑QC : Tổng công suất phản kháng điện dung đường dây sinh Chọn sơ bộ: ∑QL =∑QC ∑ ∆Qb: Tổn thất công suất trạm biến áp Khi tính toán chọn sơ bộ: ∑ ∆Qb= 15% ∑Qmax Qtd: Công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện Công suất phản kháng nhà máy điện phát có giá trị : sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 10 S’b4=38,138 + j 21,604 MVA Tổn thất điện áp máy biến áp 4: ∆U B4 = P ' R + Q ' X B4 B4 38,138.0,935 + 21,604.21,75 = U 117,235 = 4,31 kV Điện áp góp hạ áp qui đổi phía cao áp trạm biến áp U4q = U4 - ∆U B = 117,235 - 4,31 = 112,925 kv 6.1.1.3 Các đường dây lại tính toán tương tự ta có bảng sau : Bảng 6.1: Thống kê giá trị điện áp chế độ phụ tải cực đại Trạ m Uiq 111,7 111,1 114,8 112,925 113,5 113,17 114,725 110,5 110,33 6.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 6.1.2.1 Đường dây NĐ-3-HT Điện áp định mức góp cao áp hệ thống chế độ phụ tải cực tiểu UCS=115 kV Tính toán tương tự chế độ cực đại ta có bảng giá trị điện áp sau UN = 116,93 kV Bảng 6.2: Thống kê giá trị điện áp chế độ phụ tải cực tiểu Trạm Uiq 108,54 106,95 110,95 109,73 110,14 109,77 110,42 107,68 107,97 6.1.3 Chế độ sau cố Ta xét hai cố chính: + Sự cố ngừng cấp điện máy phát nhà máy điện Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 83 + Sự cố ngừng mạng đường dây HT-1, HT-2, HT-8, HT-9 6.1.3.1 Chế độ cố máy phát điện & mạch đường dây phía hệ thống Điện áp định mức góp cao áp hệ thống chế độ cố tổ máy UH=121 kV Tính toán tương tự trường hợp phụ tải cực đại ta có bảng sau UN = 114,458 kV Bảng 6.3: Thống kê giá trị điện áp chế độ sau cố Trạm Uiq 105,65 106 110,64 104,98 105,66 105,04 106,07 103,58 103,3 6.2 Chọn phương thức điều áp mạng điện Các phụ tải mạng điện hộ tiêu thụ loại I Các hộ tiêu thụ loại I yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Điện áp góp hạ áp quy đổi cao áp có khác nhiều chế độ vận hành mạng điện Vì để đảm bảo chất lượng điện áp cung cấp cho hệ tiêu thụ loại I phải sử dụng MBA điều chỉnh điện áp tải + Chế độ phụ tải cực đại : dUmax% = +5% +Chế độ phụ tải cực tiểu : dUmin% = 0% + Chế độ sau cố : dUsc% = ÷ +5% Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm xác định theo công thức: Uyc = Uđm + dU% Uđm Trong công thức trên: Uyc : Điện áp yêu cầu góp trạm hạ áp Uđm : Điện áp định mức trạm hạ áp dU%: Độ lệch điện áp cho phép chế độ Trong mạng điện thiết kế Uđm = 10 kv Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 84 Trạm biến áp cho phụ tải loại I : Điện áp góp hạ áp chế độ phụ tải cực đại: Uyc max = 10 + 2,5 10 = 10,25 kV 100 Điện áp góp hạ áp phụ tải cực tiểu: Uyc = 10 + 7,5 10 = 10,75 kV 100 Chế độ sau cố : Uyc sc = 10 + 10 = 10,5 kV 100 Bảng 6.6: Chế độ điện áp góp hạ áp quy đổi cao áp Trạm Uiqmax 111,7 111,1 114,8 112,925 113,55 113,17 114,15 110,5 110,33 Uiqmin 108,54 106,9 110,9 109,73 110,14 109,77 110,42 107,6 107,97 110,6 104,98 105,66 105,04 106,07 103,5 103,3 Uiqsctm 105,65 106 Sử dụng máy biến áp điều chỉnh điện áp tải cho phép thay đổi đầu điều chỉnh không cần cắt máy biến áp.Do cần chọn đầu điều chỉnh riêng cho chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu sau cố Để thuận tiện tính trước điện áp, tương ứng với đầu điều chỉnh MBA Kết tính với MBA chọn cho bảng sau: Thứ tự điều chỉnh Điện áp bổ xung % Điện áp bổ xung kV Điện áp đầu điều chỉnh kV + 16,02 + 18,45 133,45 + 14,24 + 16,40 131,40 Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 85 + 12,46 + 14,35 129,35 + 10,68 + 12,30 127,30 + 8,90 + 10,25 125,25 + 7,12 + 8,20 123,20 + 5,34 + 6,15 121,15 + 3,56 + 4,10 119,10 + 1,78 + 2,05 117,05 10 0 115,00 11 - 1,78 - 2,05 112,95 12 - 3,56 - 4,10 110,90 13 - 5,34 - 6,15 108,85 14 - 7,12 - 8,20 106,80 15 - 8,90 - 10,25 104,75 16 - 10,68 - 12,30 102,70 17 - 12,46 - 14,35 100,65 18 - 14,24 - 16,40 98,60 19 - 16,02 - 18,45 96,55 6.2.1 Chọn đầu điều chỉnh máy biến áp trạm Chế độ phụ tải cực đại: Điện áp góp hạ áp qui đổi cao áp chế độ phụ tải cực đại: U4qmax= 112,925 kV Điện áp yêu cầu tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp Uđcmax= U pmax.U hdm U ycmax = 112,925.11 = 118,3 kV 10,5 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = có Utcmax = 119,10 kV Điện áp góp hạ áp chế độ phụ tải cực đại: 112,925.11 Utmax = = 10,43 kV 119,10 Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 86 Độ sai lệch điện áp góp hạ áp bằng: ∆Umax% = U −U tmax dm 100 = 10, 43 − 10 = 4,3% U 10 dm Như chọn đầu điều chỉnh phù hơp Chế độ phụ tải cực tiểu: Điện áp góp hạ áp qui đổi cao áp chế độ phụ tải cực tiểu: Uiqmin = 109,73 kV Điện áp tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp: U Uđcmin= p U U hdm yc = 109, 73.11 10 = 120,7 kV Chọn đầu điều chỉnh n = có Uđctc = 121,15 kV Điện áp góp hạ áp chế độ phụ tải cực tiểu: 109,73.11 Utmin = 121,15 = 9,96 kV Độ sai lệch điện áp góp hạ áp bằng: 9,96 − 10 = −0,4% ∆Umin% = 10 Tính toán tương tự cho trường hợp lại ta có bảng thống kê sau: Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 87 Bảng 6.7 :Gía trị điện áp độ sai lệch điện áp Utcmax kv Utcmin kv Utcsc kv Uhmax kv Uhmin kv Uhsc kv ∆U max % ∆U % ∆U sc % 117,05 121,15 110,9 10,505 9,85 10,48 5,05 -0,15 4,8 117,05 119,1 112,95 10,44 9,87 10,32 4,4 -0,13 3,2 121,15 123,2 117,05 10,43 9,9 10,39 4,3 -0,1 3,9 119,1 121,15 110,9 10,43 9,96 10,41 4,3 -0,4 4,1 119,1 121,15 110,9 10,48 9,96 10,48 4,8 -0,4 4,8 119,1 121,15 110,9 10,45 9,96 10,41 4,5 -0,4 4,1 119,1 123,2 112,95 10,543 9,85 10,543 5,43 -0,15 3,3 115 119,1 108,85 10,57 9,94 10,46 5,7 -0,6 4,6 115 119,1 108,85 10,55 9,97 10,55 5,5 -0,3 4,4 Trạm biến áp Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 88 CHƯƠNG VII TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 7.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định K = K d + Kt Trong đó: Kd: Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây Kt : Tổng vốn đầu tư xây dựng TBA Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây: Kd = 255,384.109đ Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp hạ áp: Kth = Kth1 + Kth2 + Kth3 Trong công thức: Kth1 : Vốn đầu tư xây dựng trạm Kth2 : Vốn đầu tư xây dựng trạm Kth3 : Vốn đầu tư xây dựng trạm 1,4,6,7, 8,9 Kth1 = 2.1,8 25000 106 = 90 109 đ Kth2 = 1,8 19000 106 =34,2 109 đ Kth3 = 1,8 22000 106 = 237,6 109 đ Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện: K = 255,834.109 + 361,8 109 = 617,634.109 đ 7.2 Tổn thất công suất tác dụng mạng điện: Tổn thất công suất tác dụng mạng điện bao gồm tổn thất công suất tác dụng đường dây tổn thất công suất tác dụng máy biến áp TBA ∆P = ∆Pd + ∆Pb Tổn thất đường dây nối với nhà máy điện, tính chương 6, có giá trị : ∆PdN = 6,47 MW Tổn thất đường dây nối vơi hệ thống điện : ∆PdH = 7,54 MW Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 89 Tổng tổn thất đường dây mạng điện : ∆Pd = ∆PdN + ∆PdH = 6,47 + 7,54 = 14,01 MW Tổn thất công suất tác dụng dây MBA nối với nhà máy điện, tính chương 6, có giá trị : ∆PbN = 0,566 MW Tổn thất công suất máy biến áp nối với hệ thống điện, tính chương 6, có giá trị : ∆PbH = 0,762 MW Tổng tổn thất công suất máy biến áp : ∆Pb = ∆PbN + ∆PbH = 0,566 + 0,762 = 1,328 MW => ∆P = ∆Pd + ∆Pb + ∆P = 14,01 + 1,328 = 15,338 MW Tổn thất công suất tác dụng tính theo phần trăm: 15,338 100 = 4,32 % ∆P% = 355 7.3 Tổn thất điện mạng điện: Công thức xác định tổn thất điện mạng điện: ∆A = (∆Pd + ∆Pb) τ + ∆Po t Trong đó: τ : Thời gian tổn thất công suất cực đại t : Thời gian sử dụng máy biến áp năm Do MBA vận hành song song năm nên t = 8760 h Thời gian tổn thất công suất cực đại: τ = (0,124 + Tmax 10-4)2 8760 = (0,124 + 5000 10-4)2 8760 = 3411 h Tổn thất điện mạng điện: ∆A = 15,338 3411 + 0,646 8760 = 57976,88 MWh Tổn thất điện hộ tiêu thụ nhận năm bằng: A = ∑ Pmax Tmax = 355 5000 = 1775 103 MW h Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm: 57976,88 ∆A% = 100 = 3,62% 1775.103 Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 90 7.4 Chi phí giá thành 7.4.1 Chi phí vận hành hàng năm Tính chi phí vận hành hàng năm xác định theo công thức: Y = avhđ Kđ + ∆ A.C Thời gian tổn thất công suất cực đại τ = (0,124 + Tmax 10-4 )2 8760 = (0,124 + 5000 10-4 )2 8760 = 3411 h Chi phí vận hành hàng năm Y = 0,04 255,834.109 + 0,1.361,8.109 + 57976,788.103.500 = 75,4.109 đ 7.4.2 Chi phí tính toán năm Chi phí tính toán năm xác định theo công thức: Z = atc K + Y Trong đó: atc : Hệ số định mức hiệu vốn đầu tư (atc = 0,125) Z = 0,125.Kđ + Y = 0,125.671,634.109 + 75,4.109 = 1582,6.109 đ 7.4.3 Giá thành truyền tải điện Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức: Y 75,4 109 β= = =42,48 đ/kWh A 1775.106 7.4.4.Giá thành xây dựng 1MW công suất tải chế độ cực đại K 617,634.109 = 1,74.109 đ/MW K0 = ∑ P = 355 max Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 91 BẢNG 7.1 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 355 Tổng chiều dài đường dây km 566,7 Tổng công suất máy biến áp MVA 594 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 109đ 6177,634 Tổng vốn đầu tư cho đường dây 109đ 255,834 Tổng vốn đầu tư trạm biến áp 109đ 361,78 Tổng điện phụ tải tiêu thụ MWh 1775.103 ∆U maxbt % 5,66 ∆U maxsc % 11,32 10 Tổn thất công xuất ∆P MW 16,259 11 Tổn thất công xuất ∆P % 4,32 12 Tổn thất điện ∆A MWh 57976,88 13 Tổn thất điện ∆A % 3,62 14 Chi phí vận hành hàng năm 109đ 75,4 15 Chi phí tính toán hàng năm 109đ 152,6 16 Giá thành chuyển tải điện β đ/k W.h 42,48 17 Giá thành xây dựng MW cụng suất phụ tải cực đại 109 đ/kW 1,74 Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 92 Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 93 MỤC LỤC 1.1 Nguồn cung cấp điện Pkt= (80/100).3x100 = 240 MW 1.2 Các phụ tải điện .5 Các phụ tải khu vực có đặc điểm sau: Vị trí phụ tải phân bố đều: .5 MW Tính chất phụ tải điện: Bảng 1.1 Bảng thông số phụ tải Smin (MVA) .7 chương II Cân công suất hệ thống điện xác định sơ chế độ làm việc nhà máy điện 2.1 Cân công suất tác dụng ∑Pmax = 355 MW Ptd = 10%Pđm = 0,1.300 =30 MW 2.2 Cân công suất phản kháng Chọn sơ bộ: ∑QL =∑QC 10 3.1 Dự kiến phương án .12 Hình 3.2 : Sơ đồ mạng điện cho phương án 14 Hình 3.3 : Sơ đồ mạng điện cho phương án 15 Hình 3.4 : Sơ đồ mạng điện cho phương án .16 Hình 3.5: Sơ đồ mạng điện cho phương án 17 Pkt = 240 MW 20 Ptd = 30 MW 20 PN = P6 + P7 + P4 + P5 = 38 + 48 + 40 + 36 = 162 MW 20 PN = 0,05.162 = 8,1 MW 20 PN-3 = 240 - 30 - 162 - 8,1 = 39,9 MW 20 QN-3 = PN-3tg = 39,9.0,62 = 24,74 MVAr 20 SN-3= 39,9 + j 24,74 MVA 20 UN-3 = 4,34 = 113,87 kV 20 UH-3 = 4,34 = 59,32 kV 21 + JKT: Mật độ kinh tế dòng điện, A/mm2 .22 A 22 Isc ≤ Icp 23 A 23 mm2 23 A 23 PF = 2.100 = 200 MW .23 Ptd = 0,1.200 = 20 MW 24 Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 94 PN-3= PF - Ptd - PN - PN 24 Như tính toán ta có PN = 162 MW PN = 8,1 MW 24 PN-3 = 200 - 20 - 162 - 8,1 = 9,9 MW 24 QN-3 = PN-3tg= 9,9.0,62 = 6,14MVAr 24 = 9,9 + j 6,14 MVA 24 I2SC = A 24 A 24 FH-3 = = 21,84 mm2 25 Chọn dây AC-70 có dòng điện cho phép Icp= 265 A .25 I1SC= 2.24,03 = 48,06 A 25 I2SC== 112,52 A 25 Bảng 3.2: Thông số đường dây mạng điện .26 3.2.1.2 Tính tổn thất điện áp mạng điện 27 a.Tổn thất điện áp đương dây NĐ-3 28 = 2.4,4= 8,8% .28 = 2.0,64% = 1,28 % .28 Bảng 3.3: Tổn thất điện áp mạng .29 ∆Umax bt% = ∆UH-8bt %= 5,66 % 29 3.2.2 Tính toán thông số chế độ phương án 29 Sơ đồ mạng điện phương án 30 Bảng3.5: Thông số đường dây mạng điện32 3.2.2.3 Tính tổn thất điện áp mạng điện 33 Bảng 3.6: Giá trị tổn thất điện áp mạng 33 Sơ đồ mạng điện phương án 34 Bảng 3.8: Thông số đường dây mạng điện36 3.2.3.3.Tính tổn thất điện áp mạng điện 37 Bảng 3.9: Tổn thất điện áp đường dây mạng điện 37 Sơ đồ mạng điện phương án 38 .38 Dòng công suất chạy đoạn đường dây HT-8: 38 A 40 mm2 40 40 40 mm2 40 A 41 A 41 mm2 41 A 41 Bảng 3.14: Thông số đường dây mạng điện 42 3.2.5.2 Tính tổn thất điện áp mạng điện 43 Tổn thất điện áp đường dây HT-8-9-HT chế độ cố: 43 Bảng 3.15: Giá trị tổn thất điện áp mạng 44 3.2.5 Tính toán thông số chế độ phương án 45 Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 95 Sơ đồ mạng điện phương án 45 Bảng 3.11: Thông số đường dây mạng điện 47 Bảng 3.12: Tổn thất điện áp đoạn đường dâytrong mạng điện .48 ∆Umax sc % = ∆UH-1 sc% + ∆U1-2 bt% .48 3.3 So sánh kinh tế phương án .48 3.3.1 Nguyên tắc chung 48 Bảng 3.16: Chỉ tiêu kỹ thuật phương án 49 Phương án .49 3.3.2 So sánh kinh tế phương án .49 + Σ∆Pi max: Tổn thất công suất đường dây thứ i phụ tải cực đại 50 + Uđm: Điện áp định mức mạng điện .50 + Tmax: Thời gian sử dụng phụ tải cực đại hàng năm 50 Bảng 3.18: Tổn thất công suất vốn đầu tư xây dựng đường dây 51 Kđ = 255833,9.106 (đ) 51 = (0,124 + Tmax 10-4)2 8760 .51 Y = 0,04 255833,9.106 + 44411,22 103 500 = 32438,96.106 đ 52 Z= atc Kđ + Y 52 Bảng 3.19: Tổn thất công suất vốn đầu tư xây dựng đường dây .52 ∆P = 13,573 MW 53 Kđ = 269921.106 đ 53 Y = 0,04 269921.106 + 46297,5.103 500 53 Z = 0,125 269921.106+ 33945,6.106 53 53 3.3.2.3 Phương án .54 Bảng 3.20: Kết tính toán phương án III 54 Kđ = 269925,6.106 đ .54 Y = 0,04 269925,6.106 + 49391,3.103.500 54 3.3.2.4Phương án .55 Bảng 3.21:: Tính tổn thất công suất vốn đầu tư phương án V 55 Kđ = 264055.106 (đ) .55 Y = 0,04 264055.106 + 46219.103.500 = 33671,7.106 đ .56 Z= atc.Kđ + Y 56 Bảng 3.26: Tổng kết tất phương án 56 4.2 Chọn số lượng, công suất máy ba trạm tăng áp nhà máy điện 57 S ≥ Sđm = = 117,64 MVA .57 Uđm, kV .58 Un 58 4.3.Chọn số lượng, công suất máy ba trạm hạ áp 58 = 42,22 MVA 59 MVA .59 Uđm, kV .60 Un 60 Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 96 4.4.1 Nguyên tắc chung 60 4.4.2 Lựa chọn sơ đồ nối điện cho mạng điện 60 Tổng công suất nhà máy điện : 60 Uđm, kV .66 Un 66 Bảng 6.6: Chế độ điện áp góp hạ áp quy đổi cao áp 85 Y = 0,04 255,834.109 + 0,1.361,8.109 + 57976,788.103.500 = 75,4.109 đ 91 Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 97 [...]... Lựa chọn điện áp định mức của lưới điện Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật, cũng như đặc trưng kỹ thuật của mạng điện Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố, công suất của phụ tải, khoảng cách giữa phụ tải và nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được... sơ đồ cung cấp điện Điện áp định mức của mạng điện có thể chọn sơ bộ theo giá trị của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện Trong các phương án thiết kế và các đoạn đường dây của hệ thống có điện áp có thể không giống nhau Trong tính toán thiết kế ta thường chọn điện áp định mức của các đường dây có công suất truyền tải lớn Các đoạn đường dây trong mạng kín, phải thực hiện theo một cấp điện áp... NĐ-6 40 + j 19, 373 116,636 106,032 AC -95 330 233,272 58,31 0,33 0,4 29 2,65 9, 62 12,5 154,52 NĐ-7 36 +j 17,436 104 ,97 3 95 ,4 AC -95 330 2 09, 946 60,82 0,33 0,4 29 2,65 10 13,04 161,2 HT-3 9, 1 - j 1,008 24,03 21,84 AC-70 265 48,06 41,23 0,46 0,44 2,58 9, 48 9, 07 106,4 HT-1 66 + j 31 ,96 6 192 ,45 174 ,95 AC-185 510 384 ,9 58,31 0,17 0,4 09 2,84 4 ,95 6 11 ,92 4 165,6 1-2 30+j14,53 87,478 79, 525 AC-70 265 174 ,95 6 41,23... 100,73 AC -95 330 221,6 67,08 0,33 0,4 29 2,65 11,07 13, 39 177,762 NĐ-5 48 + j 23,274 1 39, 96 127,24 AC-120 380 2 79, 92 51 0,27 0,423 2, 69 6,88 10,78 137,2 NĐ-6 40 + j 19, 373 116,636 106,03 AC -95 330 233,272 58,31 0,33 0,4 29 2,65 9, 62 12,5 154,52 NĐ-7 36 +j 17,436 104 ,97 3 95 ,4 AC -95 330 2 09, 946 60,82 0,33 0,4 29 2,65 10 13,04 161,2 HT-3 9, 1 - j 1,008 24,03 21,84 AC-70 265 48,06 41,23 0,46 0,44 2,58 9, 48 9, 07... mạng điện Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng điện và độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp trên các cực của thiết bị tiêu thụ điện Trong khi thiết kế, ta giả sử nguồn có đủ công suất để cung cấp cho các hộ tiêu thụ, do vậy không cần quan tâm đến tần số hệ thống và coi nó là không đổi trong vận hành hệ thống điện Chính vì vậy để đánh giá chỉ tiêu chất lượng điện. .. Trong nhà máy điện ta lấy cos ϕtd = 0,75 nên ta có tg ϕtd = 0,88 Vì vậy ta có : Qtd= 30.0,882 = 26,46 MVAr Tổng công suất phản kháng yêu cầu của mạng điện : Qtt= 171 ,96 2 + 25, 794 + 26,46 = 224,216 MVAr Tổng công suất phản kháng của nhà máy điện và hệ thống điện có thể cung cấp cho mạng điện : QF + QHT = 148,8 + 100 ,90 5 = 2 49, 705 MVAr So sánh ta thấy rằng tổng công suất phản kháng mạng điện yêu cầu nhỏ... 104 ,97 3 95 ,4 AC -95 330 2 09, 946 58,31 0,33 0,4 29 2,65 9, 62 12,5 154,52 HT-2 30+j14,53 87,478 79, 525 AC-70 265 174 ,95 6 60,82 0,46 0,44 2,58 13,82 13,38 156 ,91 HT-8 40+j 19, 373 116,636 106,032 AC -95 330 233,272 58,31 0,33 0,4 29 2,65 9, 62 12,5 154,52 HT -9 38 + j 18,4 110,8 100,73 AC -95 330 221,6 60,82 0,33 0,4 29 2,65 10,04 13,05 161,20 sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 26 3.2.1.2 Tính tổn thất điện áp trong mạng. .. (Ω/km) b0 10-6 (S/km) NĐ-3 39, 9 + j 24,74 123,205 112 AC-120 380 246,41 50 0,27 0,423 2, 69 NĐ-4 38 + j 18,404 110,8 100,73 AC -95 330 221,6 67,08 0,33 0,4 29 2,65 NĐ-5 48 + j23,247 1 39, 963 127,24 AC-120 380 2 79, 926 51 0,27 0,423 2, 69 NĐ-6 76 +j 36,8 09 221,6 201,45 AC-185 510 443,2 58,31 0,17 0,4 09 2,84 6-7 36 +j 17,436 104 ,97 3 95 ,4 AC -95 330 2 09, 946 41,23 0,33 0,4 29 2,65 HT-3 9, 1 - j 1,008 24,03 21,84... là dây AC-120 có Icp = 380 A Sau khi chọn tiết đường dây ta tiến hành kiểm tra dây dẫn trong các chế độ sự cố có thể xảy ra trong mạng điện Các sự cố có thể xảy ra trong mạng điện ảnh hưởng đến chế độ làm việc của đường dây NĐ-3 là :  Ngừng cung cấp điện một mạch đường dây  Ngừng cung cấp điện của một tổ máy phát trong nhà máy điện Khi ngừng cung cấp điện một mạch đường dây thì dòng điện sự cố chảy... ( 39, 9 + j 24,74) = 9, 1 - j 1,008 MVA Điện áp tính toán yêu cầu trên đoạn đường dây NĐ-3 bằng ; UN-3 = 4,34 50 + 16. 39, 9 = 113,87 kV Điện áp tính toán cho đường dây HT-3 bằng : sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÍCH 20 UH-3 = 4,34 41,23 + 16 .9, 1 = 59, 32 kV Tính toán tương tự cho các đọan đường dây còn lại ta có kết quả ghi trong bảng sau: Bảng 3.1: Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện thiết kế