Lưới điện là một bộ phận của hệ thống điện làm nhiệm vụ tải điện từ các nguồn điện tới các thiết bị dùng điện. Thiết kế và xây dựng lưới điện là một việc hết sức quan trong của nghành điện, có ảnh hưởng tới các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống điện. Giải quyết đúng đắn về kinh tế kỹ thuật, xây dựng và vận hành sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với lưới điện. Đồ án môn học sẽ tính toán thiết kế mạng điện cho một khu vực đảm bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện với chi phí nhỏ nhất khi thực hiện các hạn chế kỹ thuật về độ tin cậy cung cấp điện và chất lương điện năng. Nội dung đồ án gồm các chương sau: Chương 1 Phân tích nguồn và phụ tải Chương 2 Đề xuất phương án nối dây Chương 3 Lựa chọn điện áp truyền tải và tính toán chỉ tiêu kỹ thuật Chương 4 Tính toán chỉ tiêu kinh tế và lựa chọn phương án tối ưu Chương 5 Lựa chọn MBA và sơ đồ trạm Chương 6 Tính chính xác cân bằng công suất Chương 7 Tính toán và lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp Chương 8 Tính toán kinh tếkỹ thuật của mạng điện Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo va giúp đỡ của các thầy, cô giáo để em có thể tự hoàn thiện kiến thức của mình. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là ThS. Nguyễn Đức Thuận đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này. Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 02 tháng 05 năm 2016 Phạm Mạnh Hà Mục lục Chương 1 5 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG XUẤT 5 1.1 Phân tích đặc điểm Nguồn 5 1.2 Phụ tải điện 5 1.3 cân bằng công suất 7 1.3.1 cân bằng công suất tác dụng 7 1.3.2 cân bằng công suất phản kháng 7 Chương 2 9 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 9 2.1 Đề xuất các phương án nối dây 9 2.2 Tính phân bố công suất của các phương án 12 2.2.1 Phương án 1 12 2.2.2 Phương án 2 12 2.2.3 Phương án 3 13 Chương 3 14 LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI VÀ TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 14 3.1 Lựa chọn điện áp định mức, tiết diện dây dẫn và tính tổn thất cho các phương án 14 3.1.1. Phương án 1 17 3.1.2. Phương án 2 20 3.1.3 Phương án 3 22 Chương 4 25 TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 25 4.1 Phương pháp tính toán chỉ tiêu kinh tế 25_Toc451247064 4.2 Tính kinh tế cho các phương án 27 4.2.1 Phương án 1 27 4.2.2 Phương án 2 28 4.2.3 Phương án 3 30 4.3 Tổng kết quả theo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 32 Chương 5 33 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA TRẠM 33 5.1 Chọn số lượng và công suất máy biến áp 33 5.2 Sơ đồ nối dây cho các trạm 35_Toc451247077 Chương 6 38 TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 38 6.1 Chế độ cực đại 38 6.1.1 Đường dây N1 38 6.1.2 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống 42 6.2 Chế độ cực tiểu 42 6.2.1 Tính toán cho phương án 43 6.2.2 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống 45 6.3 Chế độ sự cố 45 Chương 7 49 TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 49 7.1 Tính điện áp tại các nút trong mạng điện 49 7.1.1 Chế độ phụ tải cực đại ( Ucs = 121 kV ) 49 7.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu ( Ucs = 115 kV ) 50 7.1.3 Chế độ phụ tải sau sự cố ( Ucs = 121 kV ) 51 7.2 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho các trạm 51 7.2.1 Chọn đầu điều chỉnh cho máy biến áp có đầu phân áp cố định 55 7.2.2 Chọn đầu điều chỉnh cho máy biến áp có bộ điều chỉnh dưới tải 59 Chương 8 63 TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ CỦA MẠNG ĐIỆN 63 8.1 Vốn đầu tư xây dựng lưới điện 63 8.2 Tổn thất công suất tác dụng trong lưới điện 64 8.3 Tổn thất điện năng trong lưới điện 64 8.4 Các loại chi phí và giá thành 64 8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 64 8.4.2 Chi phí tính toán hàng năm 65 8.4.3 Gíá thành truyền tải điện năng 65 8.4.4 Gíá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại 65
Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận LỜI NÓI ĐẦU Lưới điện phận hệ thống điện làm nhiệm vụ tải điện từ nguồn điện tới thiết bị dùng điện Thiết kế xây dựng lưới điện việc quan nghành điện, có ảnh hưởng tới tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện Giải đắn kinh tế - kỹ thuật, xây dựng vận hành mang lại lợi ích không nhỏ lưới điện Đồ án môn học tính toán thiết kế mạng điện cho khu vực đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ điện với chi phí nhỏ thực hạn chế kỹ thuật độ tin cậy cung cấp điện chất lương điện Nội dung đồ án gồm chương sau: Chương Phân tích nguồn phụ tải Chương Đề xuất phương án nối dây Chương Lựa chọn điện áp truyền tải tính toán tiêu kỹ thuật Chương Tính toán tiêu kinh tế lựa chọn phương án tối ưu Chương Lựa chọn MBA sơ đồ trạm Chương Tính xác cân công suất Chương Tính toán lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp Chương Tính toán kinh tế-kỹ thuật mạng điện Do thời gian kiến thức hạn chế nên đồ án em tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận bảo va giúp đỡ thầy, cô giáo để em tự hoàn thiện kiến thức Em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn, đặc biệt ThS Nguyễn Đức Thuận giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 02 tháng 05 năm 2016 Phạm Mạnh Hà SVTH: Phạm Mạnh Hà Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Mục lục SVTH: Phạm Mạnh Hà Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Chương PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG XUẤT Tổng hợp thông tin nguồn điện phụ tải bước đầu quan trọng thiết kế mạng điện, bước định thành công hay thất bại công việc Từ đưa phương án tối ưu hợp lý , đáp ứng nu cầu phụ tải Trước thiết kế phải nắm đặc điểm nguồn phạm vi thiết kế như: số nguồn điện,đặc điểm nguồn phát Và tải như: số phụ tải, công suất yêu cầu, sơ đồ bố trí, mức độ đảm bảo cung cấp điện 1.1 Phân tích đặc điểm Nguồn Trong hệ thống có nguồn điện coi có công suất vô lớn,với hệ số công suất cos ϕht góp cao áp nhà máy điện cosϕht = 0,85 1.2 Phụ tải điện Tổng công suất phụ tải chế độ cực đại 195 MW Tổng công suất phụ tải chế độ cực tiểu 97,5 MW Các phụ tải phân làm ba loại nhằm cho phép lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phù hợp, để đảm bảo cho thiết bị làm việc tin cậy hiệu Các phụ tải 1, 2, 4, 6, phụ tải loại I, phụ tải 1, 2, 4, tương ứng với chế độ điều chỉnh điện áp khác thường, phụ tải loại 3, 5, ứng với chế độ điều chỉnh thường Còn phụ tải 3, phụ tải loại III, ứng với chế độ điều chỉnh điện áp thường Các phụ tải loại I phụ tải quan trọng có yêu cầu cấp điện liên tục, điện gây hậu vô nghiêm trọng: - Đối với tính mạng người phụ tải là: bệnh viện, hầm mỏ, - Đối với kinh tế phu tải là: nhà máy luyện thép, lò cao, -Đối với an ninh trật tự, trị phụ tải là: đại sứ quán, quan an ninh, trung tâm văn hóa công cộng, Do yêu cầu cấp điện phải liên tục mức độ cao nên ta phải thiết kế phụ tải cung cấp đường dây mạch cung cấp theo mạch vòng kín SVTH: Phạm Mạnh Hà Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Các phụ tải loại III thường công trình dân dụng, công trình phúc lợi, khu dân cư phụ tải không quan trọng điện không gây thiệt hại lớn nên phụ tải cần cung cấp đường dây mạch Ta có bảng số liệu phụ tải thiết kế Bảng 1.1 Các số liệu phụ tải Phụ tải Thông số Pmax(MW) 34 31 28 25 30 27 20 Pmin(MW) 17 15,5 14 12,5 15 13,5 10 Cosφ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,88 0,88 0,88 Uđm(kV ) 22 22 22 22 22 22 22 Yêu cầu đ/c U KT KT T KT T KT T Loại 1 3 1 5100 5100 5100 5100 5100 5100 5100 Tmax(h) Bảng 1.2 Công suất phụ tải chế độ Phụ tải Tanϕ Pmax+jQmax Smax Pmin+jQmin Smin MVA MVA MVA MVA 0.484 34+j16,456 37.773 17+j8,228 18.887 0.484 31+j15,004 34.440 15,5+j7,502 17.220 0.484 28+j13,552 31.107 14+j6,776 15.554 0.484 25+j12,1 27.774 12,5+j6,05 13.887 0.539 30+j16,2 34.095 15+j8,1 17.047 0.539 27+j14,58 30.685 13,5+j7,29 15.343 0.539 20+j10,8 22.730 10+j5,4 11.365 SVTH: Phạm Mạnh Hà Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận 1.3 cân công suất 1.3.1 cân công suất tác dụng Trong trường hợp trạm biến áp cấp điện cho phụ tải khu vực công suất trạm Ptrạm có cấp công suất cho phụ tải cộng them tổn thất lưới,phần tự dùng trạm không đáng kể,còn công suất dự phòng không xét cấp điện nội khu vực Do : Ptrạm = m∑Ppt + ∑∆P Trong đó: - Ptrạm : Công suất tác dụng trạm biến áp - ∑Ppt : Tổng công suất tác dụng phụ tải chế độ cực đại - m : Hệ số đồng thời xuất phụ tải cực đại ( với m = ) - ∑∆P : Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp, tính gần 5% m∑Ppt; Ta có: m∑Ppt = 195 MW; ∑∆P= 5%.195= 9,75 MW Ptrạm = m∑Ppt +∑∆P = 195 + 9,75 = 204,75 MW 1.3.2 cân công suất phản kháng Phương trình cân công suất phản kháng trường hợp sau: ∑ Qtrạm + Qb = m∑Qpt + ∑∆QB Trong đó: - Qtrạm : Công suất phản kháng trạm biến áp − cos 2ϕ tram (Qtrạm= tgφtrạm.Ptrạm , tgφtrạm = áp,thường lấy khoảng 0,85 ); SVTH: Phạm Mạnh Hà cos.ϕ tram , cosφtrạm hệ số công suất trạm biến Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận ∑ Qb : Tổng công suất bù sơ ∑Qpt : Tổng công suất phản kháng phụ tải - - ∑∆QB : Tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp ,có giá trị khoảng 15% m∑Qpt ; Ta có: − 0,85 0,85 tgφtrạm = = 0,62 ; Qtrạm = 0,62.204,75 = 126,945 (MVAr) ∑Qpt = ∑Qmax ; ∑∆QB = 15% ∑Qmax = 0,15 98,692 = 14,804 (MVAr) ∑ Qb = (∑Qmax + ∑∆QB ) - Qtrạm = ( 98,692 +14,804) – 126,945 = -13,449(MVAr) Vậy không cần bù công suất phản kháng SVTH: Phạm Mạnh Hà Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Chương ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Các tiêu kinh tế kỹ thuật phụ thuộc nhiều vào sơ đồ nó.Vì sơ đồ mạng điện cần chọn cho có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết, đảm bảo chất lượng điện theo yêu cầu hộ tiêu thụ, thuận tiện an toàn vận hành,khả phát triển tương lai tiếp nhận phụ tải Để chọn sơ đồ tối ưu mạng điện người ta sử dụng phương pháp nhiều phương án Từ vị trí cho phụ tải cần tiến hành dự kiến số phương án phương án tốt chọn sở so sánh kinh tế - kỹ thuật phương án 2.1 Đề xuất phương án nối dây Việc lựa chọn phương án dây mạng điện cần đảm bảo yêu cầu sau: - Cung cấp điện liên tục - Đảm bảo chất lượng điện - Đảm bảo tính linh hoạt mạng điện - Đảm bảo tính kinh tế có khả phát triển tương lai - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị - Đi từ phụ tải gần nguồn đến phụ tải xa nguồn - Các mạch vòng có chiều dài không lớn Một số dạng sơ đồ cung cấp điện đặc điểm chúng • Sơ đồ hình tia: Là sơ đồ mà phụ tải nhận điện trực tiếp từ nguồn cung cấp SVTH: Phạm Mạnh Hà Đồ án môn học lưới điện - GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Ưu điểm: Độ tin cậy cung cấp điện cao, có cố mộ đường dây đường dây khác không bị ảnh hưởng - Nhược điểm: Vốn đầu tư cho trình khảo sát thi công đường dây tương đối lớn - Ứng dụng: Thường sử dụng cho phụ tải quan trọng yêu cầu độ tin cậy, cung cấp điện cao nhà đầu tư có đủ tiềm lực vê kinh tế Sơ đồ đường dây liên thông Là sơ đồ mà phụ tải nhận điện từ lộ dây khác nối với nguồn • - Ưu điểm: giảm chi phí đầu tư cho việc khảo sát thi công đường dây - Nhược điểm: độ tin cậy cung cấp điện có thấp so với sơ đồ hình tia Khi gặp cố lộ dây khác bị ảnh hưởng Việc thiết kế hệ thống điều khiển phức tạp so với sơ đồ hình tia - Ứng dụng: cho phụ tải không yêu cầu cung cấp điện cao phụ tải loại Sơ đồ hỗn hợp Là sơ đồ kết hợp sử dụng sơ đồ hình tia sơ đồ đường dây liên thông • - Ưu điểm: Cân giá thành đầu tư độ tin cậy cung cấp điện -Nhược điểm: việc điều khiển hệ thống phức tạp - Ứng dụng: Đây loại sơ đồ thường áp dụng thực tế cung cấp điện cho khu vực thường có nhiều loại phụ tải với yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện khác Những phụ tải quan trọng thường cung cấp điện với sơ đồ hình tia phụ tải khác cấp điện qua sơ đồ liên thông •Sơ đồ mạng kín: Là sơ đồ mà phụ tải cấp điện từ nguồn độc lập trở lên - Ưu điểm: Độ tin cậy cung cấp điện cao vốn đầu tư cho đường dây nhỏ - Nhược điểm: Việc khảo sát thiết kế thi công vận hành phức tạp, tổn thất điện áp cố lớn - Ứng dụng: Được thiết kế hầu hết cho lưới trung áp cao áp nhiên cần lưu ý đặc biệt đến vấn đề chất lượng điện cố gần nguồn SVTH: Phạm Mạnh Hà Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận • Sơ đồ dẫn sâu: Là sơ đồ mà điện cung cấp trực tiếp từ nguồn phụ tải,không qua hệ thống trạm biến áp trung gian - Ưu điểm: giảm vốn đầu tư cho trang thiết bị MBA, giảm tổn thất MBA gây - Nhược điểm quản lý vận hành lưới phức tạp - Ứng dụng: Cho phụ tải có công suất lớn tập trung(nhà máy luyện kim) Ta có phương án dây cụ thể cho lưới sau: NÐ Hình 2.1 Sơ đồ dây phương án SVTH: Phạm Mạnh Hà Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận NÐ Hình 2.2 Sơ đồ dây phương án NÐ Hình 2.3 Sơ đồ dây phương án SVTH: Phạm Mạnh Hà 10 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Thứ tự đầu điều chỉnh Điện áp bổ sung, % Điện áp bổ sung, kV Điện áp đầu điều chỉnh, kV -3 -5,34 -6,141 108,859 -4 -7,12 -8,188 106,812 -5 -8,9 -10,235 104,765 -6 -10,68 -12,282 102,718 -7 -12,46 -14,329 100,671 -8 -14,24 -16,376 98,624 -9 -16,02 -18,423 96,577 Do tính kinh tế máy biến áp có đầu phân áp cố định nên kiểm tra xem loại có đáp ứng yêu cầu điều chỉnh điện áp không Nếu chọn đầu phân áp cố định cho vị trí điện áp thoả mãn yêu cầu ba chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu cố chúng sử dụng máy biến áp có đầu phân áp cố định Nếu không thoả mãn tiến hành chọn máy biến áp điều chỉnh tải Dựa vào nhận xét điện áp chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu cố trạm gần tức độ lệch điện áp chế độ nhỏ khả dùng máy biến áp có đầu phân áp cố định cao, sử dụng thuật toán: - Trước tiên, trạm tính độ lệch điện áp lớn chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu cố Từ ta lập bảng gồm giá trị độ lệch điện áp lớn tất trạm - Tiếp theo tiến hành chọn máy biến áp có đầu phân áp cố định cho trạm theo thứ tự giá trị độ lệch điện áp lớn tăng dần Quá trình chọn dừng gặp trạm mà máy biến áp có đầu phân áp cố định không đảm bảo chất lượng điện áp (vì trạm có giá trị độ lệch điện áp lớn nhỏ mà không sử dụng đầu phân áp cố định trạm có giá trị điện áp lớn lớn không sử dụng loại máy biến áp này) Các bước tiến hành chọn đầu phân áp máy biến áp sau: (với i = 1, 2, tương ứng với chế độ max, min, cố) + Xác định điện áp hạ áp trạm biến áp quy đổi cao áp: U iq (đã tính phần 7.1) SVTH: Phạm Mạnh Hà 57 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận + Xác định điện áp yêu cầu phía hạ áp máy biến áp theo yêu cầu độ lệch điện áp cho phép hộ tiêu thụ ứng với chế độ: U yci = U dmH ± dU cpi Trong đó: - UđmH : điện áp định mức mạng hạ áp - dUcpi : độ lệch điện áp cho phép + Tính điện áp đầu phân áp ứng với chế độ phụ tải U PAi = U iq U kt U yci Trong : Ukt điện áp không tải (vì máy biến áp chọn có U n % > 7,5 % nên Ukt = 1,1; UHđm = 1,1.22 = 24,2 kV) + Sau tính toán kiểm tra lại độ lệch điện áp chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu cố Tính điện áp phía hạ áp ứng với chế độ theo công thức: U Hi = U iq U kt U PAtc Xác định độ lệch phần trăm: dU i % = U Hi − U dmH 100% U dmH + Cuối so sánh với dUcp% kết luận Sau ta tính toán cụ thể 7.2.1 Chọn đầu điều chỉnh cho máy biến áp có đầu phân áp cố định Tính độ lệch điện áp chế độ: ∆U = U q − U qsc ∆U1 = U q max − U q ; ; Ta có bảng số liệu tính toán sau: SVTH: Phạm Mạnh Hà ∆U = U q max − U qsc 58 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Bảng 7.6 Tính toán độ lệch điện áp chế độ cực đại, cực tiểu cố Uqmax, Uqmin, Uqsc, ΔU1, ΔU2, ΔU3, ΔUmax, kV kV kV kV kV kV kV 113.085 109.02 108.296 4.063 0.727 4.789 4.789 N2 114.378 109.21 112.024 5.166 2.812 2.355 5.166 N3 110.719 110.139 - 0.580 - - 0.58 N4 112.982 109.09 107.783 3.889 1.310 5.199 5.199 N5 106.85 108.42 - 1.563 - - 1.563 N6 113.738 109.03 110.356 4.698 1.316 3.382 4.698 N7 114.957 110.332 111.548 4.626 1.216 3.410 4.626 Đườn g dây N1 + Chọn đầu điều chỉnh máy biến áp hộ phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp thường - Điện áp tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp phụ tải xác định: Chế độ phụ tải cực đại: U PA max = U q max U Hdm U yc max = 113, 085.24, = 121, 36 kV 22,55 Chế độ phụ tải cực tiểu: U PA = U q U Hdm U yc Đầu phân áp tính toán trung bình: SVTH: Phạm Mạnh Hà 59 = 109, 023.24, = 111,558 kV 23, 65 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận U PAtc = U PA max + U PA 121,36 + 111,558 = = 116, 459 kV 2 Theo Bảng 74 ta chọn đầu điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn n = 1, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utc = 117,875 kV - Điện áp thực góp hạ áp: Chế độ phụ tải cực đại: U t max = U q max U Hdm U tc = 113, 085.24, = 23, 217 kV 117,875 Chế độ phụ tải cực tiểu: U t = U q U Hdm U tc = 109, 023.24, = 22, 383 kV 117,875 - Độ lệch điện áp góp hạ áp: Chế độ phụ tải cực đại: dU max % = U t max − U dmH 23, 217 − 22 100% = 100% = 5,532% > 2,5% U dmH 22 Chế độ phụ tải cực tiểu: dU % = U t − U dmH 22,383 − 22 100% = 100% = 1, 741% < 7,5% U dmH 22 Vậy đầu phân áp n=1 chọn cho trạm là phù hợp với yêu cầu điều chỉnh thường Tính toán tương tự với phụ tải 5,7 ta kết sau: Bảng 7.7 Đầu điều chỉnh máy biến áp phụ tải 5, Utt Phụ tải UPAmax UPAmin Uth UPAtc Utmax 114,676 110,941 112,809 23,063 SVTH: Phạm Mạnh Hà 60 Độ lệch U Utmin dUmax% dUmin% 23,4 4,832 6,364 Đầu P.áp -1 Đồ án môn học lưới điện 123,36 GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận 112,898 118,133 23,601 22,651 7,277 2,959 + Chọn đầu điều chỉnh máy biến áp hộ phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường - Điện áp tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp phụ tải xác định: Chế độ phụ tải cực đại: U q max U Hdm U PA max = = U yc max 113, 085.24, = 121, 36 kV 22,55 Chế độ phụ tải cực tiểu: U PA = U q U Hdm U yc = 109, 023.24, = 111,558 kV 23, 65 Chế độ phụ tải sau cố: U PAsc = U qsc U Hdm U y csc = 108, 296.24, = 122,18 kV 21, 45 Đầu phân áp tính toán trung bình: U PAtc = U PA max + U PA 121,36 + 111,558 = = 116, 459 kV 2 Theo 7-4 ta chọn đầu điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn n = 1, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utc = 117,875 kV - Điện áp thực góp hạ áp: Chế độ phụ tải cực đại: U t max = U q max U Hdm U tc Chế độ phụ tải cực tiểu: SVTH: Phạm Mạnh Hà 61 = 113, 085.24, = 23, 217 117,875 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận U t = U q U Hdm U tc = 109, 023.24, = 22, 383 kV 117,875 Chế độ phụ tải sau cố: U tsc = U qsc U Hdm U tc = 108, 296.24, = 22, 233 kV 117,875 - Độ lệch điện áp góp hạ áp: Chế độ phụ tải cực đại: dU max % = U t max − U dmH 23, 217 − 22 100% = 100% = 5,53% > 5% U dmH 22 Chế độ phụ tải cực tiểu: dU % = U t − U dmH 22,383 − 22 100% = 100% = 1, 74% U dmH 22 Chế độ phụ tải sau cố: dU sc % = U tsc − U dmH 22, 233 − 22 100% = 100% = 1, 059% U dmH 22 Nhận thấy độ lệch điện áp góp hạ áp không thoả mãn điều kiện trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Do ta phải sử dụng máy biến áp có điều chỉnh điện áp tải cho trạm lại 7.2.2 Chọn đầu điều chỉnh cho máy biến áp có điều chỉnh tải + Trạm biến áp 1: - Chế độ phụ tải cực đại: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp xác định: U PA max = SVTH: Phạm Mạnh Hà U q max U Hdm U yc max 62 = 113, 085.24, = 118, 47 kV 23,1 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 2, điện áp tiêu chuẩn đầu điều chỉnh Utcmax = 119,094 kV Điện áp thực góp hạ áp: U t max = U q max U Hdm = U tc 113, 085.24, = 22,979 kV 119, 094 Độ lệch điện áp góp hạ áp: dU max % = U t max − U dmH 22,979 − 22 100% = 100% = 4, 45% U dmH 22 - Chế độ phụ tải cực tiểu: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp xác định: U PA = U q U Hdm = U yc 109, 023.24, = 119,925 kV 22 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 2, điện áp tiêu chuẩn đầu điều chỉnh Utcmax = 119,094 kV Điện áp thực góp hạ áp: U t = U q U Hdm = U tc 109, 023.24, = 22,154 kV 119, 094 Độ lệch điện áp góp hạ áp: dU % = U t − U dm 22,154 − 22 100% = 100% = 0, 7% U dm 22 - Chế độ sau cố: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp xác định: U PAsc = SVTH: Phạm Mạnh Hà U qsc U Hdm U y csc = 63 108, 296.24, = 113, 453 kV 23,1 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n =-1, điện áp tiêu chuẩn đầu điều chỉnh Utcmax = 112,953 kV Điện áp thực góp hạ áp: U tsc = U qsc U Hdm U tc = 108, 296.24, = 23, 202 kV 112,953 Độ lệch điện áp góp hạ áp: dU sc % = U tsc − U dm 23, 202 − 22 100% = 100% = 5, 464% U dm 22 + Các trạm biến áp lại Tính toán tương tự trên, ta có bảng kết sau: SVTH: Phạm Mạnh Hà 64 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Bảng 7.8 Chọn đầu phân áp cho chế độ phụ tải cực đại Trạm Yêu cầu điều chỉnh U UPAmax, Utc, Utmax, dUmax, kV kV % KT 118.470 119.094 22.979 4.450 KT 119.825 119.094 23.242 5.644 KT 118.362 119.094 22.958 4.355 KT 119.154 119.094 23.112 5.053 Nấc kV Bảng 7.9 Chọn đầu phân áp cho chế độ phụ tải cực tiểu Trạm Yêu cầu điều chỉnh U UPAmin, Utc, Utmin, dUmin, kV kV % KT 119.925 119.094 22.153 0.698 KT 120.133 121.141 21.817 -0.832 KT 120.003 119.094 22.168 0.763 KT 119.943 119.094 22.157 0.713 Kv Nấc Bảng 7.10 Chọn đầu phân áp cho chế độ phụ tải sau cố Trạm Yêu cầu điều chỉnh U UPAsc, Utc, Utsc, dUsc, kV kV % KT 113.453 -1 112.953 23.202 5.465 KT 117.358 117.047 23.161 5.279 KT 112.916 -1 112.953 23.092 4.965 KT 115.611 115 23.223 5.557 SVTH: Phạm Mạnh Hà Kv Nấc 65 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Dựa vào số liệu tính toán ta so sánh với dU cp% cho ta thấy cần kết hợp thêm phương thức điều chỉnh điện áp khác để có kết tốt SVTH: Phạm Mạnh Hà 66 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Chương TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ CỦA MẠNG ĐIỆN 8.1 Vốn đầu tư xây dựng lưới điện Tổng vốn đầu tư xây dựng lưới điện xác định sau: V = Vd + Vtr Trong đó: - Vd :Vốn đầu tư xây dựng đường dây Vtr :Vốn đầu tư xây dựng hệ thống trạm biến áp Bảng 8.1 Bảng giá MBA Sđm(MVA) 16 25 32 40 Giá,109(đ/trạm) 16 25 32 40 Bảng giá thành trạm biến áp lưới điện,những trạm có MBA giá thành 1,8 lần trạm có MBA loại: Trạm Số máy Loại máy Vốn đầu tư.109( đ ) N-1 TPDH 32000/110 57,6 N-2 TPDH 25000/110 45 N-3 TPDH 32000/110 32 N-4 TPDH 25000/110 45 N-5 TPDH 40000/110 40 N-6 TPDH 25000/110 45 N-7 TPDH 25000/110 45 Từ phần chương ta tính vốn đầu tư xây dựng đường dây: Vd = 176404,3.106(đ) Khi vốn đầu tư xây dựng hệ thống trạm biến áp toàn lưới: Vtr = 309,6.109(đ) SVTH: Phạm Mạnh Hà 67 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Vậy vốn đầu tư xây dựng lưới điện là: V = Vd + Vtr = 486,004.109(đ) 8.2 Tổn thất công suất tác dụng lưới điện +Chế độ phụ tải cực đại: Tổn thất công suất tác dụng lưới điện: ∆Pmax = ∆Pdây Σ + ∆P0 Σ + ∆PB Σ = 5,023 + 0,379 + 0,862= 6,264(MW) +Chế độ phụ tải cực tiểu: Tổn thất công suất tác dụng lưới điện: ∆Pmin = ∆Pdây Σ + ∆P0 Σ + ∆PB Σ = 1,256+0,228+0,333 = 1,817(MW) 8.3 Tổn thất điện lưới điện + Chế độ max Tổn thất điện lưới điện: ∑ ∆A = ( ∆P B + ∆Pd ).τ + ∆P0 t ∑ ∆A = (5, 023 + 0,862).3521,135 + 0,379.8760 = 24041,919 MWh + Chế độ Tổn thất điện lưới điện: ∑ ∆A = ( ∆P B + ∆Pd ).τ + ∆P0 t ∑ ∆A = (1, 256 + 0,333).3521,135 + 0, 228.8760 = 7592,364 MWh 8.4 Các loại chi phí giá thành 8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện xác định theo công thức: Y = avhd.Vd + avhtVtr + ∆A.c∆ Trong đó: SVTH: Phạm Mạnh Hà 68 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận avhd :hệ số vận hành đường dây(avhd = 0,04) avht :hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp(avht = 0,1) c∆ : giá thành 1kWh điện tổn thất (c∆ = 700đ/kWh) - Như vậy: Y = 176404,3.106.0,04 + 0,1 309,6.109+ 17687,31.103.700= 50,397.109(đ) 8.4.2 Chi phí tính toán hàng năm Chi phí tính toán hàng năm xác định theo công thức: Z = atc.V + Y Trong đó: - atc:hệ số định mức hiệu vốn đầu tư,(atc = 0,125) Do Z = 0,125 486,004.109+ 50,397.109 = 111,148.109(đ) 8.4.3 Gíá thành truyền tải điện Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức: β= Y A Trong đó: - Y:Chi phí vận hành hàng năm A:Tổng điện hộ tiêu thụ năm Ta có: A= Σ Pimax.Tmax = 195.5100 = 994500(MWh) Do β= 50,397.109 = 50, 676 994500.103 (đ/kWh) 8.4.4 Gíá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải xác định sau: V 486, 004.109 Vo = = = 2, 492.109 195 ∑ Pmax SVTH: Phạm Mạnh Hà 69 (đ/MW) Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Kết tính toán tiêu kinh tế- kỹ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp bảng sau: SVTH: Phạm Mạnh Hà 70 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Bảng 8.2 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, ∑Pmax MW 195 Tổng chiều dài đường dây, ∑l km 319,99 Tổng công suất MBA hạ áp, ∑SđmB MVA 336 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện, K 109đ 486,004 Tổng vốn đầu tư đường dây, Kd 109đ 176,404 Tổng vốn đầu tư trạm biến áp, Kt 109đ 309,6 Tổng điện phụ tải tiêu thụ, A MWh 994500 Tổn thất điện áp lớn bình thường, Umax bt % 6,2 Tổn thất điện áp lớn cố, Umax sc % 8,34 10 Tổng tổn thất công suất tác dụng, ΔP MW 5.023 11 Tổng tổn thất điện năng, ΔA MWh 17687.31 12 Chi phí vận hành hàng năm, Y 109đ 50,397 13 Chi phí tính toán hàng năm, Z 10 đ 111,148 14 Giá thành truyền tải điện năng, β đ/kWh 50,676 15 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại, K0 109đ/MW 2,492 SVTH: Phạm Mạnh Hà 71 [...]... 26636.48 14532.18 10746.4 c)Xác định chi phí vận hành hàng năm Tổng các chi phí tính toán hàng năm được xác định: Z = (atc + avh).Kd + ∆A.c∆ Thay số vào ta được: SVTH: Phạm Mạnh Hà 32 17907.61 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Z = (0,125 + 0,04) 168958,4.106 + 17907,61.103.700 = 40413,036.106 đ SVTH: Phạm Mạnh Hà 33 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận 4.3 Tổng kết quả... tính toán hàng năm SVTH: Phạm Mạnh Hà 24 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Các phương án đã đề xuất đều cùng cấp điện áp định mức, do đó trong quá trình tính toán ta không xét đến vốn đầu tư vào các trạm biến áp.Và phương án đều có số lượng các máy biến áp, máy cắt, dao cách ly và các thiết bị khác trong phạm vi là như nhau 4.1 Phương pháp tính toán chỉ tiêu kinh tế Khi tính toán thiết... diện dây dẫn và tính tổn thất cho các phương án a) Chọn điện áp định mức cho lưới điện SVTH: Phạm Mạnh Hà 12 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận Việc lựa chọn điện áp cho mạng điện là một nhiệm vụ rất quan trọng trong thiết kế hệ thống vì có thể ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế của mạng điện Điệp áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của... trong mạng điện (do mạng điện thiết kế dùng cột bê tông cốt thép nên lấy avh = 0,04) - ΔA : tổng tổn thất điện năng hàng năm trong mạng điện; - c : giá 1kWh điện năng tổn thất (c = 700 đ/kWh) - Kđ : tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện (chỉ xét đến việc xây dựng đường dây vì coi số lượng của máy biến áp, máy cắt, dao cách ly của các phương án là như nhau) SVTH: Phạm Mạnh Hà 25 Đồ án môn học lưới điện GVHD:... 05( kV ) Tính toán tương tự với các nhánh ta được bảng sau: Bảng 3.1 Điện áp định mức và điện áp tính toán của phương án 1 Nhánh L(km) Số lộ Công suất tác dụng (MW) N-1 50 2 34 77.88 N-2 28.28 2 31 72.14 N-3 31.62 1 28 95.05 N-4 60 2 25 69.98 N-5 64.03 1 30 101.23 N-6 36.06 2 27 68.90 N-7 50 2 20 62.89 Đoạn đường dây N-1 SVTH: Phạm Mạnh Hà 16 Điện áp tính(kV) Uđm 110 Đồ án môn học lưới điện I N1 = GVHD:... nhỏ nhất và có độ lệch tính toán chênh lệch cho 2 phương án có hàm chi phí nhỏ nhất như sau: σ= Z1 − Z 2 41487,827 − 39010, 453 = 100 = 4,89% < 5% Z1 41487, 827 Vì độ chênh lệch nhỏ hơn 5% nên 2 phương án được xem tương đương nhau về mặt kinh tế Kết luận: Như vậy chúng ta sẽ chọn phương án 1 làm phương án tối ưu để tính toán thiết kế SVTH: Phạm Mạnh Hà 34 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận... 7 = (0,124 + 10 −4.5100) 2 8760 = 3521,135(h) SVTH: Phạm Mạnh Hà 31 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận b) Tính vốn đầu tư mạng điện Giả thiết rằng đường dây trên không hai mạch được đặt trên cùng một cột thép Kết quả tính toán cho phương án 1 có kết quả cho trong bảng sau: Bảng 4.7 Vốn đầu tư và tổn thất điện năng của phương án 3 Nhán h xi N1 1 6 N2 1 6 N3 1 N4 1 6 N5 N6 6-7 N7 1 1 1... thiết kế mạng lưới điện cần phải đảm bảo yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật mặc dù trên thực tế hai yêu cầu kinh tế và kỹ thuật thường mâu thuẫn nhau Một lưới điện có chỉ tiêu kỹ thuật tốt thì vốn đầu tư, chi phí vận hành cao và 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... τ 7 = (0,124 + 10−4.5100)2 8760 = 3521,135(h) SVTH: Phạm Mạnh Hà 27 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận b) Tính vốn đầu tư mạng điện Giả thiết rằng đường dây trên không hai mạch được đặt trên cùng một cột thép Kết quả tính toán cho phương án 1 có kết quả cho trong bảng sau: Bảng 4.3 Vốn đầu tư và tổn thất điện năng của phương án 1 Nhán h xi N-1 1 6 N-2 1 6 N-3 1 N-4 1 6 N-5 1 N-6 1 6... Pi, Qi:Công suất tác dụng và phản kháng truyển tải trên đường dây i SVTH: Phạm Mạnh Hà 15 Đồ án môn học lưới điện GVHD: Ths Nguyễn Đức Thuận - Ri,Xi:thông số của đường dây i Đối với đường dây có hai mạch, nếu ngừng một mạch thì tổn thất điện áp trên đường dây bằng: ∆U is c % = 2∆U ibt % 3.1.1 Phương án 1 Điện áp trên đoạn N-1: U N 1 = 4,34 50 + 16 34 = 77,88( kV ) 2 Điện áp trên đoạn N-3: U N 3 = 4,34