Đồ Án Môn Học Về Thiết Kế Điện Cho Mạng Điện Khu Vực

ĐH ĐIỆN LỰC 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 công 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…những 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 hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2009 SINH VIÊN Nguyễn Thị Mai Lan ĐH ĐIỆN LỰC 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: N 2 ĐH ĐIỆN LỰC 1.1 Những số liệu nguồn cung cấp Nguồn có công 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% Số liệu tính toán phụ tải cho bảng Phụ tải Thuộc hộ loại Smax (MVA) Smin (MVA) Pmax (MW) Pmin (MW) Qmax (MVAr) Qmin (MVAr) cosϕ I 42 21 35,7 17,85 22,26 11,13 0,85 T 22 I 30 20 25,5 17 15,9 10,6 0,85 KT 22 I 43 30 36,55 25,5 22,79 15,9 0,85 KT 22 I 49 24 41,65 20,4 25,97 12,72 0,85 KT 22 I 46 28 39,1 23,8 24,38 14,84 0,85 KT 22 III 37 22 31,45 18,7 19,61 11,66 0,85 T 22 209,95 123,25 Tổng Trong đó: yêu cầu đcđa UH (kV) ĐH ĐIỆN LỰC Công suất tiêu thụ phụ tải khác nhau, công suất tiêu thụ cực tiểu 58,7% phụ tải cực đại Pmin = 58,7% 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 toán Ta sử dụng nguồn có công suất vô lớn: - Nguồn công suất vô lớn nguồn có điện áp đầu cực không thay đổi biên độ dù có xảy cố sau - Công suất nguồn lớn (5÷7) lần công suất tải 2.2 Phụ tải - Các hộ phụ tải loại I hộ quan trọng, phải dự phòng 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 ĐH ĐIỆN LỰC 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 công suất vô lớn nên đáp ứng với công suất chất lượng điện áp cho phụ tải.Ta không cần cân công suất CHƯƠNG II: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN, TÍNH TOÁN SƠ BỘ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ********* 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 công 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: ĐH ĐIỆN LỰC Phụ tải Smax (MVA) Pmax (MW) li (km) Ui (kV) 35,7+j22,26 35,70 45,35 107,76 25,5+j15,9 25,50 79,32 95,81 36,55+j22,79 36,55 44,00 108,83 41,65+j25,97 41,65 46,67 115,89 39,1+j24,38 39,10 45,35 112,42 31,45+j19,61 31,45 49,19 102,00 U đm (kV) 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 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: N ĐH ĐIỆN LỰC Phương án II: N Phương án III: N ĐH ĐIỆN LỰC Phương án IV: N Phương án V: N 2.3 Tính toán 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 công thức: S max i Pi + Qi Imax = = n × U n × 3.U dm dm Trong : ĐH ĐIỆN LỰC Jkt - mật độ kinh tế dòng 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 dòng điện Jkt = 1,1 A/mm2 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 - dòng 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 25oc 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% ĐH ĐIỆN LỰC 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 công thức: ∆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 : N 10 ĐH ĐIỆN LỰC CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP ********* Các phụ tải mạng điện thiết kế hộ tiêu thụ loại I (phụ tải 1,2,3,4,5), hộ phụ tải loại III (phụ tải 6).Có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường (phụ tải 1,6)và khác thường (phụ tải 2,3,4,5) Để điều chỉnh điện áp HTĐ ta có nhiều biện pháp Đối với MBA đcđa cách thay đổi đầu phân áp MBA thay đổi tỉ số biến đổi điện áp,thay đổi thông số đường dây,thay đổi dòng công suất phản kháng phụ tải mạng điện… Các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường , ta sử dụng MBA có điều chỉnh tải tiến hành chọn đầu phân áp cho phụ tải với phạm vi điều chỉnh : Upatc = 115 ± 9.1,78%.115 Các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường ta sử dụng MBA có đầu phân áp cố định với phạm vi điều chỉnh là: Upatc= 115 ± 2.2,5%.115 Yêu cầu điều chỉnh chất lượng điện áp bao gồm : + Yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, độ lệch điện áp cho phép Trong chế độ phụ tải cực tiểu :dU1% = % Trong chế độ phụ tải cực đại : dU2% = +5 % + Yêu cầu điều chỉnh điện áp thường Chế độ phụ tải cực tiểu : dU1% ≤ +7.5% Chế độ phụ tải cực đại: dU2% ≥+2.5% Quy ước: Kí hiệu “1” dùng cho chế độ phụ tải Kí hiệu “2” dùng cho chế độ phụ tải max Phương pháp chọn sau: - Điện áp yêu cầu hạ áp trạm xác định theo công thức Uyc = UHđm + dU%.UHđm 57 ĐH ĐIỆN LỰC Trong UHđm điện áp định mức mạng điện hạ áp + Với hộ điều chỉnh điện áp khác thường : Đối với mạng điện UHđm = 22 kV Vì điện áp yêu cầu hạ áp trạm phụ tải cực tiểu ,cực đại : Uyc1 = UHđm + dU1% UHđm = 22 +0 %.22 = 22 (kV) Uyc2 = UHđm + dU1% UHđm = 22 +5 %.22 = 23,1 (kV) + Với hộ điều chỉnh điện áp thường : Uyc1 = UHđm + du1% UHđm = 22 +7.5 %.22 = 23,65(kV) Uyc2 = UHđm + du1% UHđm = 22 +2.5 %.22 = 22,55(kV) UC U pa H U kt - Tỉ số biến đổi điện áp MBA k = U = Với Upa giá trị điện áp tương ứng với đầu phân áp chọn Ukt giá trị điện áp không tải phía hạ áp Ukt =1,1.UHđm =1,1.22= 24,2 (kV) - giá trị điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp U’H = k UH =(UC - ∆ UB) U pa U kt + MBA có điều chỉnh điện áp tải(Với hộ điều chỉnh điện áp khác thường ) Ở chế độ phụ tải có đầu phân áp tương ứng U kt Upa1=(UC1 - ∆ UB1) U Hyc1 U kt Upa2 =(UC2 - ∆ UB2) U Hyc Điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn : Upatc = 115 ± 9.1,78%.115 Upa1 → chọn Upatc1 Upa2 → chọn Upatc2 Tính lại giá trị điện áp thực hạ áp MBA U kt UH1 =(UC1 - ∆ UB1) U patc1 U kt UH2 =(UC2 - ∆ UB2) U patc Kiểm tra điều kiện : dU1%= U H −U dm 100% = 0% U Hdm 58 ĐH ĐIỆN LỰC dU2%= U H −U dm 100% = 5% U Hdm + MBA có đầu phân áp cố định (dùng cho yêu cầu điều chỉnh điện áp thường) Ở hai chế độ phụ tải phụ tải max dùng chung đầu phân áp tiêu chuẩn : Upatb = (U1pa+U2 pa) (chọn đầu phân áp tiêu chuẩn gần với giá tri Upatc) Điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn : Tính lại giá trị điện áp thực hạ áp MBA U kt UH1 =(UC1 - ∆ UB1) U patc1 U kt UH2 =(UC2 - ∆ UB2) U patc Kiểm tra điều kiện : dU1%= U H −U dm 100% ≤ 7,5% U Hdm dU2%= U H −U dm 100% ≥ 2,5% U Hdm Bảng số liệu điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp Trạm biến áp U’2 max (kV) 111.599 110.298 111.606 111.741 112.517 110.723 U’2 (kV) 108.153 108.593 108.968 108.668 110.429 107.493 Bảng số liệu đầu phân áp tiêu chuẩn MBA có yêu cầu đcđa khác thường 59 ĐH ĐIỆN LỰC Nấc -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 Upatc (kV) 96,577 98,624 100,671 102,718 104,765 106,812 108,859 110,906 112,953 115 Nấc Upatc (kV) 115 117,047 119,094 121,141 123,188 125,235 127,282 129,329 131,376 133,423 Bảng số liệu đầu phân áp tiêu chuẩn MBA yêu cầu đcđa thường Nấc -2 -1 Upatc (kV) 109,25 112,125 115 117,875 120,75 5.1 Chọn đầu phân áp cho MBA trạm Điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp U 1' = 108,153kV U '2 = 111,599 kV Đây hộ loại I, yêu cầu điều chỉnh điện áp thường nên ta có giá trị điện áp yêu cầu TBA : Uyc1 = Uđm + du1%.Uđm = 22 +7.5 %.22 = 23,65(kV) Uyc2 = Uđm + du1%.Uđm = 22 +2.5 %.22 = 22,55(kV) Tính đầu điều chỉnh MBA phụ tải cực tiểu cực đại: Với Ukt = 24,2(kV) U kt Upa1 = U 1' U yc U kt Upa2 = U '2 U yc 24,2 = 108,153 23,65 = 110,668 (kV) 24,2 = 111,599 22,55 = 119,765 (kV) Ở hai chế độ phụ tải phụ tải max dùng chung đầu phân áp tiêu chuẩn : Upatb = (U1pa+U2 pa) = (110,668+119,765) =115,217 (kV) Dựa vào bảng ta chọn Upatc =115kV ứng với n=0 Tính lại giá trị điện áp thực hạ áp MBA : U kt 24,2 UH1 =(UC1 - ∆ UB1) U = 108,153 = 22,759 (kV) 115 patc1 60 ĐH ĐIỆN LỰC U kt 24,2 UH2 =(UC2 - ∆ UB2) U =111,599 =23,484 (kV) 115 patc Kiểm tra điều kiện : dU1%= dU2%= 22,759 − 22 22 100% = 3,45% ≤ 7,5% 23,484 − 22 100% = 6,745% ≥ 2,5% (thỏa mãn điều kiện) 22 5.2 Chọn đầu phân áp cho MBA trạm Điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp U 1' = 108,593 (kV) U '2 = 110,298 (kV) Đây hộ loại I, yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường nên ta có giá trị điện áp yêu cầu TBA : Uyc1 = UHđm + dU1% UHđm = 22 +0 %.22 = 22 (kV) Uyc2 = UHđm + dU1% UHđm = 22 +5 %.22 = 23,1 (kV) Tính đầu điều chỉnh MBA phụ tải cực tiểu cực đại: U kt Upa1 = U 1' U =108,593 yc 24,2 = 119,452(kV) 22 ⇒ Upatc1 =119,094 ứng với n=2 24,2 U kt Upa2 = U U =110,298 23,1 = 115,55(kV) yc ' ⇒ Upatc2=115 ứng với n =0 Tính lại giá trị điện áp thực hạ áp MBA : U kt 24,2 UH1 =(UC1 - ∆ UB1) U = 108,593 119,094 = 22,066 (kV) patc1 U kt 24,2 UH2 =(UC2 - ∆ UB2) U =110,298 =23,211(kV) 115 patc Kiểm tra điều kiện : 61 ĐH ĐIỆN LỰC dU1%= dU2%= 22,066 − 22 22 100% = 0% 23,211 − 22 100% = 5,5% (thỏa mãn điều kiện) 22 5.3 Các MBA trạm lại Đối với MBA trạm chọn tương tự trạm 1, MBA trạm 3,4,5 chọn tương tự trạm 2, ta có bảng thông số chọn Trạm biến áp Nấc chọn Chế độ Min Chế độ Max 0 2 0 62 ĐH ĐIỆN LỰC CHƯƠNG VI: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG LƯỚI ĐIỆN ********* Giảm tổn thất công suất điện mạng điện biện pháp quan trọng để tiết kiệm nhiên liệu tăng nguồn điện cho phụ tải Một biện pháp thường áp dụng để giảm tổn thất công suất điện hệ thống điện bù công suất phản kháng lưới điện Phương pháp bù công suất phản kháng lưới điện : Dựa vào hàm chi phí tính toán để tối ưu hóa dung lượng thiết bị bù bao gồm: - Vốn đầu tư cho thiết bị bù - Tổn thất điện thiết bị bù gây - Tổn thất điện lưới điện sau đặt thiết bị bù Xét cho phụ tải ta có hàm chi phí tính toán : Z = Z1 + Z2 + Z3 (đ) Z1 :là vốn đầu tư chi phí lắp đặt thiết bị bù: Z1 = k0.Qb ∑ (đ) k0 :suất đầu tư cho thiết bị bù (đ/ kVAr) ,k0= 150 106 đ/ MVAr Qb ∑ :tổng dung lượng bù Z2 :chi phí tổn thất điện thiết bị bù gây : Z2 = ∆P0 Qb ∑ C.t (đ) ∆P0 :tổn thất công suất tác dụng thiết bị bù ,(kW/kVAr) ∆P0=0,005 MW/MVAr C :giá tiền đơn vị tổn thất điện t :thời gian vận hành thiết bị bù, t= 8760 h Z3 : tổn thất điện lưới điện sau lắp đặt thiết bị bù 63 ĐH ĐIỆN LỰC Z3 =∆A.C = ∆Pmax τ C Với ∆P max = (Q − Q ∑ ) U b dm R (MW) Trong C :giá tiền đơn vị tổn thất điện năng, C = 500.103đ/1MWh τ :thời gian tổn thất công suất lớn nhất, τ = 3411 h Để xác định dung lượng bù kinh tế hộ tiêu thụ,chúng ta đạo hàm hàm chị phí theo công thức : ∂Z Zmin ⇒ ∂Q = b Trong trình tính toán bù phản kháng phải giả thiết rằng: - Điện áp nút mạng điện điện áp danh định mạng điện - Không xét ảnh hưởng thiết bị bù đến chế độ điện áp - Co lấy cố định - giá thiết bị bù lấy tỷ lệ thuận với công suất chúng Tính toán bù cho phụ tải điển hình theo hàm chi phí tính toán (Z): a - Đoạn đường dây N-1 * Sơ đồ thay thế: Q1- Qb ∑ Rd1 Rb1 Qb1 Rd1=7,48 ( Ω ) Rb1=1,87 ( Ω ) Hàm chi phí tính toán hàng năm : Với Z = (ko+ ∆P0 C.t )Qb1+ Ta có : C.τ [( Q1 − Qb ∑ ) ( Rd + Rb1 ) U dm ∂Z Zmin ⇒ ∂Qb = Qb ∑ U đm = Q1- 2.C.τ ( Rd + Rb1 ) ( ko+ ∆P0 C.t) 64 ĐH ĐIỆN LỰC 110 = 22,26 - 2.500.10 3.3411.(7,48 + 1,87 ) (150.106+ 0,005 500.103 8760) =-42,958 (MVAr) Vậy Qb ∑ =0 ⇒ bù Các phụ tải lại tính tương tự, ta có bảng tổng kết sau Đoạn đường dây Rdi (Ω ) Rb1 (Ω ) Qi (MVAr) Qb (MVAr) ∑ nhận xét N-1 7,48 1,87 22,26 -42,958 bù N-2 17,85 2,54 15,9 -14,006 bù N-3 7,26 1,87 22,79 -44,000 bù N-4 6,3 1,44 25,97 -52,814 bù N-5 6,12 1,44 24,38 -56,280 bù N-6 8,36 1,44 19,61 -42,613 bù Theo bảng số liệu tính toán ta thấy,không cần bù phản kháng tất hộ tiêu thụ 65 ĐH ĐIỆN LỰC CHƯƠNG VII : TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN ********* Giá thành truyền tải điện lưới điện xác định theo công thức Y β = ∑ (đ/kWh) Att Trong : Y ∑ : chi phí vận hành hàng năm mạng điện (đ) Att : tổng điện mà phụ tải điện nhận được, (MWh) Tính tổng điện phụ tải nhận Att tính theo chế độ phụ tải cực đại với Tmax = 5000h Ta có : Att = PΣi.Tmax =209,95.5000 = 1049,75.103 (MWh) Chi phí vận hành hàng năm Y ∑ Y = avhd.kd + avht.kt + Σ∆A.C (đ) Trong avhd : hệ số vận hành đường , avhd= 0,04 avht : hệ số vận hành thiết bị TBA , avht= 0,1 kd :vốn đầu tư xây dựng đường kt : vốn đầu tư xây dựng TBA Σ∆A :tổng tổn thất điện (bao gồm tổn thất điện đường MBA) , (MWh) C : giá điện 1kWh ,C = 500đ/1kWh a Vốn đầu tư xây dựng đường đây: kd = 139920,6 106 (đ) b Vốn đầu tư xây dựng TBA : Với trạm có MBA, giá 1,8 lần trạm có MBA 66 ĐH ĐIỆN LỰC trạm có MBA công suất 40 MVA, trạm có MBA công suất 32 MVA, trạm có MBA công suất 25 MVA Và trạm có máy biến áp công suất 40 MVA Bảng giá MBA 110/220 (106/MBA) Sđm (MVA) 16 25 32 40 63 80 Kt(106 ) 13000 19000 22000 25000 35000 42000 • Ta có vốn đầu tư xây dựng TBA là: kt=1,8.(2.25000.106+2.22000.106+ 19000 106 )+25000.106 =2,284 1011(đ) • Tổng tổn thất điện đường dây (đã tính chương II) ∆Ad=20933,07(MWh) • Tổng tổn thất điện MBA(đã tính chương II) ∑ ∆AB = 6094,676 (MWh) ⇒ Σ∆A =Σ∆Ad+Σ∆AB =20933,07 + 6094,676 = 27027,746 (MWh) Tổn thất điện tính theo % điện phụ tải: ∑ ∆A.100 27027,746 = 1049,74.10 =2,575% Att ∆A% = Chi phí vận hành hàng năm là: Y = avhd.kd + avht.kt + Σ∆A.C = 0,04 139920,6 106+ 0,1 2,284 1011+27027,746.500.103 = 4,195 1010 (đ) Y 4,195.1010 ∑ β = * Vậy giá thành tải điện : = = 39,963 (đ/kWh) 1049,75.10 Att * Giá thành xây dựng mạng điện cho MW công suất phụ tải: k= K 139920,6.10 + 2,284.1010 = = 775,235.106 đ/MW ΣP 209,95 67 ĐH ĐIỆN LỰC Bảng tổng kết tiêu kinh tế- kĩ thuật mạng điện 68 ĐH ĐIỆN LỰC TT Các tiêu Trị số Đơn vị ΔUtb 6,05 % ΔUsc 12,1 % Lộ đơn 49,19 km Lộ kép 241,69 km Tổng 290,88 km 998 MVA Đường dây 1,399 1011đ Trạm biến áp 2,284 1011đ Tổng vốn đầu tư 3,195 1011đ 209,95 MW Độ dài đường Tổng công suất TBA Vốn đầu tư Tổng công suất phụ tải max Điện tải hàng năm 1049,75 103 MWh Tổng tổn thất công suất 6,1370 MW Tổng tổn thất điện 27027,746 MWh 10 Tổng tổn thất điện 2,575 % 11 Chi phí vận hành hàng năm 4,195 1010 đ 12 Giá thành tải điện 39,963 đ/ kWh 13 Giá thành xây dựng cho MW 775,235 106 MW TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 ĐH ĐIỆN LỰC Nguyễn Văn Đạm Mạng lưới điện Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật Hà Nội , 2001 Nguyễn Văn Đạm Mạng lưới điện.( Tính chế độ xác lập mạng điện hệ thống phức tạp) Nhà xuất Khoa Học va Kỹ thuật Hà Nội, 2000 Nguyễn Văn Đạm Thiết kế mạng hệ thống điện Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật Hà Nội, 2008 MỤC LỤC Lời mở đầu 70 ĐH ĐIỆN LỰC Chương Phân tích nguồn phụ tải I.Sơ đồ địa lý 1.1 Những số liệu nguồn cung cấp 1.2 Những số liệu phụ tải II Phân tích nguồn phụ tải 2.1 Nguồn điện 2.2 Phụ tải III Cân công suất hệ thống điện Chương Dự kiến phương án, tính toán sơ lựa chọn phương án 2.1 Chọn điện áp định mức cho lưới điện 2.2 Dự kiến phương án nối dây 2.3 Tính toán chọn tiết diện dây dẫn 2.4 Tiêu chuẩn tổn thất điện áp 2.5 Tính toán cụ thể phương án 10 2.6 Tính toán so sánh phương án kinh tế 33 Chương Tính toán lựa chọn máy biến áp, bố trí khí cụ thiết bị sơ đồ nối điện 3.1 Tính toán chọn công suất, số lượng, loại máy biến áp 37 3.1.1 Tính toán chọn công suất định mức, số lượng máy biến áp cho phụ tải 37 3.1.2 Chọn máy biến áp 38 3.2 Bố trí thiết bị khí cụ điện sơ đồ nối điện 39 Chương Tính toán chế độ xác lập lưới điện 4.1 Chế độ phụ tải cực đại 42 4.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 50 Chương Tính toán điều chỉnh điện áp 5.1 Chọn đầu phân áp cho máy biến áp trạm 56 5.2 Chọn đầu phân áp cho máy biến áp trạm 57 5.3 Chọn đầu phân áp cho máy biến áp trạm lại 58 Chương Bù công suất phản kháng lưới điện Chương Tính toán giá thành tải điện Tài liệu tham khảo 65 Mục lục 66 71 [...]... tổng kết tổn thất điện áp của 5 phương án Phương án ∆Ubt % ∆Usc% 1 6,05 12,1 2 6,74 13,48 3 8,55 17,46 4 9,07 18,15 5 5,73 17,9 Theo bảng số liệu trên,ta chọn 2 phương án có tổn thất nhỏ nhất để tính toán về mặt kinh tế là : Phương án 1 với : ∆Ubt max%= 6,05 % ∆Uscmax% = 12,1 % Phương án 2 với : ∆Ubt max%= 6,74 % ∆Usc max% = 13,48 % 2.6 Tính toán so sánh các phương án về kinh tế Khi tính toán, thiết kế. .. N-6 194,2 408 32 ĐH ĐIỆN LỰC Theo số liệu tính toán bảng trên ,các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng • Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây Tính tổn thất điện áp trên đoạn đường dây kín N-3-4-N Loại AC-240 có ro=0,131 Ω /km, xo=0,401 Ω /km - Điện trở điện kháng đường dây N-3 1 n R= ro.l = 1 0,131 44=5,76( Ω ) 1 n X = xo l =1 0,401 44= 17,64( Ω ) - Điện trở điện kháng đường dây N-4 1... thuật của một lưới điện sẽ đảm bảo cho việc đạt chỉ tiêu về kĩ thuật, hợp lý về kinh tế Để so sánh về mặt kinh tế ta sử dụng hàm chi phí tinh toán hàng năm: Z = (atc + avh).K + ∆A.C (1) Trong đó : 35 ĐH ĐIỆN LỰC Z: là hàm chi phí tổn thất hàng năm (đồng) 1 1 atc : hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn, atc = T = = 0,125 8 tc Ttc: thời gian tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư avh: hệ số khấu hao hao mòn thiết bị ,ở đây... thiết kế mạng lưới điện cần phải đảm bảo yêu cầu về kinh tế và kĩ thuật.Mặc dù trên thực tế hai yêu cầu kinh tế và kĩ thuật thường mâu thuẫn nhau, một lưới điện có chỉ tiêu kĩ thuật tốt, vốn đầu tư và chi phí vận hành cao Ngược lại, lưới điện có vốn đầu tư, chi phí vận hành nhỏ thì tổn thất cao, cấu trúc lưới điện phức tạp, vận hành kém linh hoạt, độ an toàn thấp.Vì vậy việc đánh giá tính toán chỉ tiêu... 4,87+4,2=9,07% ∆Usc % =9,75+8,4=18,15% Tổn thất điện áp ở đường dây liên thông N-4-3 ∆Ubt % = 3,14+5,75=8,89 % ∆Usc % =6,28+11,4=17,68 % Tổn thất điện áp lớn nhất là : ∆Ubt max%= 9,07 < 10% ∆Umax sc% = 18,15 < 20% (thỏa mãn điều kiện) Vậy phương án IV đạt yêu cầu kĩ thuật Phương án V 1 Sơ đồ N 6 5 1 4 3 2 2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn 29 ĐH ĐIỆN LỰC Ở phương án này các phụ tải 3 và 4 nối với nhau thành... thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng điện cho phép của dây dẫn: Isc = 2.Ibt max = 2.110,22 = 220,44 (A) Isc < 0,8.Icp = 330A ( thỏa mãn điều kiện ) • Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây Với loại đường dây AC- 95 ta có: ro=0.33 Ω /km, xo=0.429 Ω /km Điện trở và điện kháng đường dây : 1 1 2 2 1 1 X = xo l = 0,429.45,35=9,73(... 185mm2 và dòng điện cho phép Icp= 510 A - Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có: Ftc=185mm2 > 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện) - Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : vì đoạn N-6 là đường dây đơn nên khi xảy ra sự có sẽ dẫn đến mất điện, không tính đến Isc • Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây Với loại đường dây AC- 185 ta có: ro=0.17 Ω /km, xo=0.409 Ω /km Điện trở và điện kháng đường dây... phương án II đạt yêu cầu kĩ thuật 19 ĐH ĐIỆN LỰC Phương án III 1 Sơ đồ N 6 5 1 4 3 2 2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn a - Đoạn đường dây 3-2 • Chọn tiết diện dây dẫn S 3-2 = S 2 =25,5+j15,9 (MVA) Imax 3-2 = Fkt = S max 3− 2 n × 3.U dm I max J kt = 78,73 25,5 2 + 15,9 2 10 3 2 3.110 = 78,73 (A) = 1,1 = 71,57 Chọn dây dẫn loại AC- 70, có tiết diện chuẩn là 70mm2 và dòng điện cho phép Icp=265A 20 ĐH ĐIỆN... 8,36 20,12 5,43 Ta có tổn thất điện áp ở đường dây liên thông N-3-2: ∆Ubt %= 3,75+4,8=8,55% ∆U sc% =7,51+9,59=17,46 Tổn thất điện áp ở đường dây liên thông N-5-4: ∆Ubt % = 6,74% ∆Usc % =13,48% Vậy tổn thất điện áp lớn nhất là : ∆Ubt max%= 8,55 < 10% ∆Umax sc% = 17,46 < 20% (thỏa mãn điều kiện) Vậy phương án III đạt yêu cầu kĩ thuật Phương án IV 1 Sơ đồ N 6 5 1 4 24 ĐH ĐIỆN LỰC 3 2 2 Lựa chọn tiết diện... chuẩn là 70mm2 và dòng điện cho phép Icp=265A - Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã 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 = 265A ( thỏa mãn điều kiện ) • Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây Với loại đường dây AC-70 ta có: ro=0,45 Ω /km, xo=0.44 Ω /km Điện trở và điện kháng đường dây : 1 1 2