do an luoi chuong 1,2

LỜI MỞ ĐẦU ******* Điện nguồn lượng quan trọng hệ thống lượng quốc gia, sử dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực như: sản xuất kinh tế, đời sống sinh hoạt, nghiên cứu khoa học… Hiện nước ta phát triển theo hướng cơng nghiệp hóa, đại hóa, nên nhu cầu điện đòi hỏi ngày cao số lượng chất lượng Để đáp ứng số lượng ngành điện nói chung phải có kế hoạch tìm khai thác tốt nguồn lượng biến đổi chúng thành điện năng.Mặt khác, để đảm bảo chất lượng có điện cần phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện đại, có phương thức vận hành tối ưu đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kinh tế Xuất phát từ điều đó, bên cạnh kiến thức giảng dạy giảng đường, sinh viên ngành Hệ thống điện giao đồ án môn học thiết kế điện cho mạng điện khu vực Quá trình thực đồ án giúp hiểu biết tổng quan mạng lưới điện khu vực, hiểu biết nguyên tắc chủ yếu để xây dựng hệ thống điện xác định hướng thông số đường dây, chọn hệ thống điện áp cho mạng điện chính… nguyên tắc tổ chức điều khiển hệ thống, tổng vốn đầu tư nguồn nguyên vật liệu để phát triển lượng … Chúng em xin chân thành cảm ơn đến thầy Nguyễn Ngọc Trung, toàn thể thầy cô khoa Hệ thống Điện tận tình hướng dẫn chúng em hồn thành đồ án Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2010 SINH VIÊN Đoàn Ngọc Tuyên Đoàn Ngọc Tuyên D2-h3 THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC GỒM MỘT NGUỒN ĐIỆN VÀ MỘT SỐ PHỤ TẢI KHU VỰC CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI ********* I – SƠ ĐỒ ĐỊA LÝ: 1.1 Những số liệu nguồn cung cấp Nguồn có cơng suất vô lớn 1.2 Những số liệu phụ tải Trong hệ thống điện thiết kế gồm phụ tải ( từ phụ tải đến phụ tải 6) + Trong có phụ tải đến phụ tải thuộc hộ loại I chiếm 83,3% + Phụ tải hộ loại III chiếm 16,7% Đoàn Ngọc Tuyên D2-h3 Số liệu tính tốn phụ tải cho bảng Phụ tải Thuộc hộ loại Smax (MVA) Smin (MVA) Pmax (MW) Pmin (MW) Qmax (MVAr) Qmin (MVAr) cosϕ I 45 27 36 21,6 27 16,2 0,8 KT 22 I 40 24 32 19,2 24 14,44 0,8 KT 22 I 35 21 28 16,8 21 12,6 0,8 KT 22 I 30 18 24 14,4 18 10,8 0,8 KT 22 I 27 16,2 21, 12,96 16,2 9,72 0,8 T 22 III 25 15 20 12 15 0,8 T 22 161,6 96,96 Tổng u cầu đcđa Trong đó: Cơng suất tiêu thụ phụ tải khác nhau, công suất tiêu thụ cực tiểu 60% phụ tải cực đại Pmin = 60% Pmax Smax = Pmax+ jQmax Smin= Pmin+jQmin Tmax= 5000h (thời gian sử dụng công suất cực đại) II- Phân tích nguồn phụ tải 2.1 Nguồn điện Trong thiết kế lưới điện, việc phân tích nguồn điện để nắm vững đặc điểm số liệu nguồn, thuận lợi cho việc tính tốn Ta sử dụng nguồn có công suất vô lớn: - Nguồn công suất vô lớn nguồn có điện áp đầu cực khơng thay đổi biên độ dù có xảy cố sau - Cơng suất nguồn lớn (5÷7) lần cơng suất tải Đồn Ngọc Tun D2-h3 UH (kV) 2.2 Phụ tải - Các hộ phụ tải loại I hộ quan trọng, phải dự phịng chắn Mỗi phụ tải phải cấp điện lộ đường dây kép hai máy biến áp làm việc song song để đảm bảo cấp điện liên tục đảm bảo chất lượng điện chế độ vận hành Khi ngừng cấp điện làm hỏng sản phẩm, hư hại thiết bị gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động phụ tải - Các hộ phụ tải loại III hộ phụ tải quan trọng nên để giảm chi phí đầu tư ta cần cấp điện đường dây đơn máy biến áp - Yêu cầu điều chỉnh điện áp Trong mạng điện thiết kế hộ 2,3,4,5 có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Ở phương pháp độ lệch điện áp phải thỏa mãn chế độ sau: Chế độ phụ tải cực đại: du% ≥ 5% Uđm Chế độ phụ tải cực tiểu: du%≥ 0% Uđm Chế độ cố: 0% ≤ du% ≤ 5% Uđm Các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường nên phạm vi chỉnh điện áp chế độ cực đại, cực tiểu, cố là: -2,5% Uđm ≤ du% ≤ +10% Uđm - Tất phụ tải có điện áp hạ 22 kV, hệ số công suất hộ cosϕ = 0.85 III- Cân công suất hệ thống điện Đặc điểm đặc biệt ngành sản xuất điện điện nhà máy điện hệ thống sản xuất cân với điện tiêu thụ phụ tải.Do cân công suất nhằm ổn định chế độ vận hành hệ thống Do ta sử dụng nguồn có cơng suất vơ lớn nên đáp ứng với cơng suất chất lượng điện áp cho phụ tải.Ta không cần cân công suất CHƯƠNG II: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN, TÍNH TỐN SƠ BỘ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN Đoàn Ngọc Tuyên D2-h3 ********* 2.1 Chọn điện áp định mức cho lưới điện Lựa chọn cấp điện áp định mức cho mạng điện nhiệm vụ quan trọng, trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí kinh tế, kỹ thuật mạng điện Để chọn cấp điện áp hợp lý phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Phải đáp ứng yêu cầu mở rộng phụ tải sau - Đảm bảo tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải - Khi điện áp cao tổn thất cơng suất bé, sử dụng kim loại màu (I nhỏ) Nhưng điện áp tăng cao chi phí xây dựng mạng điện lớn giá thành thiết bị tăng Vì phải chọn điện áp định mức cho phù hợp kinh tế kĩ thuật Chọn điện áp tối ưu theo công thức kinh nghiệm: Ui = 4,34 li + 16 P ( kW, km, MW) Trong đó: Ui - điện áp đường dây thứ i (kV) li - khoảng cách từ nguồn đến phụ tải thứ i ( km) Pi - công suất lớn đường dây thứ i(MW) Ta có bảng số liệu: Phụ tải Smax (MVA) Pmax (MW) li (km) Ui (kV) 36+j27 36 22,36 107,76 32+j24 32 22,36 95,81 28+j21 28 31,62 108,83 24+j18 24 22,36 115,89 21,6+j16,2 21,6 31,62 112,42 20+15 20 20 102,00 U đm (kV) 110 Từ bảng số liệu ta thấy điện áp tải điện khoảng (95,81÷115,89) chọn điện áp định mức cho mạng điện Uđm = 110kV Đoàn Ngọc Tuyên D2-h3 2.2 Dự kiến phương án nối dây Mạng điện thiết kế gồm nguồn điện phụ tải, có phụ tải loại I, phụ tải loại III Các phương án nối dây dự vào yếu tố sau: + Vị trí nguồn phụ tải + Đảm bảo chất lượng điện năng, kinh tế + Đảm bảo vận hành an toàn, tin cậy linh hoạt Ta đưa phương án sau: Phương án I: Phương án II: Đoàn Ngọc Tuyên D2-h3 Phương án III: Phương án IV: Đoàn Ngọc Tuyên D2-h3 Phương án V: 2.3 Tính tốn chọn tiết diện dây dẫn Do mạng điện thiết kế có Uđm =110kV Tiết diện dây dẫn thường chọn theo phương pháp mật độ kinh tế dòng điện Jkt Fkt = I max J kt (*) Với Imax dòng điện cực đại đường dây chế độ làm việc bình thường, xác định theo cơng thức: S max i Pi + Qi Imax = = n × U n × 3.U dm dm Trong : Jkt - mật độ kinh tế dịng điện Uđm - điện áp định mức dòng điện (kV) Smaxi - công suất đường dây thứ i phụ tải cực đại.(MVA) n - số lộ đường dây Ta sử dụng dây nhôm lõi thép để truyền tải với thời gian sử dụng công suất cực đại phụ tải 5000h Jkt tra theo bảng trang 295_Thiết kế mạng hệ thống điện_NXB khoa học kĩ thuật 2008, ta có mật độ kinh tế dịng điện Jkt = 1,1 A/mm2 Đồn Ngọc Tuyên D2-h3 Dựa vào tiết diện dây dẫn tính theo công thức (*), tiết hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần kiểm tra điều kiện tạo thành vầng quang Độ bền đường dây điều kiện pháp nóng dây dẫn * Kiểm tra điều kiện vầng quang Theo điều kiện, tiết diện dây dẫn không nhỏ trị số cho phép cấp điện áp Với cấp điện áp 110kV, để không xuất vầng quang tiết diện dây dẫn tối thiểu phép 70mm2 * Kiểm tra phát nóng dây dẫn Theo điều kiện: Isc max < k Icp Trong : Icp - dịng điện cho phép dây dẫn, phụ thuộc vào chất tiết diện dây k - hệ số quy đổi theo nhiệt độ Khc = 0.8 ứng với nhiệt độ o 25 c Đối với đường dây kép : Isc max = 2.Ibt max < 0.8 Icp Đối với đường dây đơn có cố dẫn đến điện 2.4 Tiêu chuẩn tổn thất điện áp Các mạng điện cấp điện áp đạt tiêu chuẩn kĩ thuật chế độ phụ tải cực đại tổn thất điện áp lớn chế độ làm việc bình thường chế độ cố nằm khoảng sau đây: ∆U max bt = 10% − 15% ∆U max sc = 15% − 20% Đối với mạng điện phức tạp (mạng điện kín), chấp nhận tổn thất điện áp lớn chế độ phụ tải cực đại chế độ cố nằm khoảng: ∆U max bt = 15% − 20% ∆U max sc = 20% − 25% Trong ∆Ubt Max , ∆Usc Max tổn thất điện áp lúc bình thường lúc cố nặng nề Ta tính tổn thất theo cơng thức: Đồn Ngọc Tun D2-h3 ∆Ui (%) = ∑ Pi.Ri +∑Qi.X i U 2dm ×100 % Pi ,Qi công suất tác dụng công suất phản kháng đường dây thứ i (MW, MVAr) Ri, Xi điện trở tác dụng điện kháng đường dây thứ i( Ω ) 2.5 Tính toán cụ thể phương án Phương án I Sơ đồ : Lựa chọn tiết diện dây dẫn a - Đoạn đường dây N-1 • Chọn tiết diện dây dẫn Imax N-1 = Fkt = S max n × 3.U dm I max J kt = = 262 + 27 2 3.110 103= 118,09(A) 118, 09 = 107,35 1,1 Chọn dây dẫn loại AC- 120,có tiết diện chuẩn 120mm2 dòng điện cho phép Icp=380A - Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn chọn có: Ftc=120mm2 ≥ 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện) - Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: đoạn N-1 đường dây kép nên hỏng lộ lộ cịn lại phải làm việc bình thường Đồn Ngọc Tun D2-h3 ∆U1-2bt % = R P 1− 1− +Q1 − 2.X1 − U 2đm 32.5, 22 + 24.6, 78 ×100 = 2,73% 1102 ×100 = - Tổn thất điện áp chế độ cố :  ∆U1-2sc % =2.U1-2bt % = 2,73% = 5,46 % b - Đoạn đường dây N-1 • Chọn tiết diện dây dẫn: S N-1= S 1+ S =(36+j24)+ (32+j24)=68+j51(MVA) S max Imax = Fkt = n × 3.U dm I max J kt = = 682 + 512 103 =223,07(A) 3.110 223, 07 = 202,8 1,1 Chọn dây dẫn loại AC-240 có tiết diện chuẩn 240mm2 dịng điện cho phép Icp= 610 A - Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn chọn có: Ftc=240mm2 > 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện) - Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: Isc = 2.Ibt max = 2.223,07 = 446,14 (A) Isc < 0,8.Icp = 488 (thỏa mãn điều kiện) - Kiểm tra tổn thất điện áp đường dây Với loại đường dây AC- 185 ta có: ro=0,131 Ω /km, xo=0,401 Ω /km Điện trở điện kháng đường dây : n 0,131.22,36=1,46( Ω ) 1 X = xo l = 0,401.22,36=4,48( Ω ) n R= ro.l = - Tổn thất điện áp chế độ bình thường ∆UN-1bt % = P R N −1 N −1 +QN − 1.X N − U 2đm ×100 = 68.1, 46 + 51.4, 48 × 100 = 2,71% 1102 -Tổn thất điện áp chế độ cố: ∆UN-3sc % =2.∆UN-3bt % = 2,71 % = 5,42 % c -Đoạn đường dây 3-4 • Chọn tiết diện dây dẫn Đoàn Ngọc Tuyên D2-h3 S 3-4 = S 4= 24 + j18 (MVA) Imax 3-4 = Fkt = S max 4−3 n × 3.U dm 242 + 182 103 = 78,73 3.110 = (A) 78, 73 I max J kt = 1,1 = 71,57 Chọn dây dẫn loại AC- 70 ,có tiết diện chuẩn 70mm2 dòng điện cho phép Icp=265A - Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn chọn có: Ftc = 70mm2 ( thỏa mãn điều kiện) - Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : Isc = 2.Ibt max = 2.78,73 = 157,46 (A) Isc < 0,8.Icp = 212 (A) ( thỏa mãn điều kiện ) • Kiểm tra tổn thất điện áp đường dây Với loại đường dây AC- 70 ta có: ro=0,45 Ω /km, xo=0.44 Ω /km Điện trở điện kháng đường dây : 1 2 1 X = xo l = 0,44 22,36 =4,92( Ω ) 2 R= ro.l = 0,45.22,36=5,03( Ω ) - Tổn thất điện áp chế độ bình thường : ∆U3-4bt % = P3 − 4.R +Q X 3− 3− U đm 3− ×100 24.5, 03 + 18.4,92 ×100 = 1,73% 1102 = - Tổn thất điện áp chế độ cố : ∆U1sc % =2 ∆U1bt % = 1,73% = 3,46 % d - Đoạn đường dây N-3 • Chọn tiết diện dây dẫn: S N-3 = S + S =(24+j18)+(28+j21)=52+39(MVA) Imax = Fkt = S max n × 3.U dm I max J kt = = 522 + 392 103 =170,58(A) 3.110 170,58 = 155,07 1,1 Chọn dây dẫn loại AC-150 có tiết diện chuẩn 150mm2 dịng điện cho phép Icp= 320A Đồn Ngọc Tun D2-h3 ... điện điện nhà máy điện hệ thống sản xuất cân với điện tiêu thụ phụ tải .Do cân công suất nhằm ổn định chế độ vận hành hệ thống Do ta sử dụng nguồn có cơng suất vơ lớn nên đáp ứng với công suất chất... đường dây Ta sử dụng dây nhôm lõi thép để truyền tải với thời gian sử dụng công suất cực đại phụ tải 5000h Jkt tra theo bảng trang 295_Thiết kế mạng hệ thống điện_NXB khoa học kĩ thuật 2008,... tiết diện tiêu chuẩn gần kiểm tra điều kiện tạo thành vầng quang Độ bền đường dây điều kiện pháp nóng dây dẫn * Kiểm tra điều kiện vầng quang Theo điều kiện, tiết diện dây dẫn không nhỏ trị số cho