đồ án môn học lưới điện

Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung U Hiện nay, kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ,đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng Nhu cầu điện tất lĩnh vực tăng cường không ngừng Một lực lượng đông đảo cán kĩ thuật ngành điện tham gia thiết kế, lắp đặt công trình điện Sự phát triển ngành điện thúc đẩy kinh tế nước ta phát triển Bên cạnh việc xây dựng nhà máy điện việc truyền tải sử dụng tiết kiệm, hợp lí, đạt hiệu cao quan trọng Nó góp phần vào phát triển ngành điện làm cho kinh tế nước ta phát triển Trong phạm vi đồ án trình bày thiết kế môn học lưới điện Đồ án gồm chương : C : C : C :C C : C : C : C : ậ - ậ Để thực nội dung nói đồ án cần xử lí số liệu tính toán thiết kế lựa chọn tiêu, đặc tính kĩ thuật, vạch phương án lựa chọn phương án tối ưu Do kiến thức hạn chế nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót, em mong thầy cô môn góp ý để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn thầy giáo T.S Nguyễn Ngọc Trung giúp em hoàn thành đồ án môn học Hà Nội, ngày10 tháng năm2016 Sinh viên thực Nguyễn Quang Duy SV:Nguyễn Quang Duy Page Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung Mục lục CHƢƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1: Phân tích nguồn 1.2: Phân tích phụ tải CHƢƠNG 2: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1: Cân công suất tác dụng 2.2 Cân công suất phản kháng CHƢƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC PHƢƠNG ÁN CẤP ĐIỆN – TÍNH TOÁN CÁC PHƢƠNG ÁN HỢP LÍ VỀ KINH TẾ - KỸ THUẬT 3.1 Dự kiến phướng án thiết kế 3.2 Lựa chọn điện áp định mức, tiết diện dây dẫn, tính toán tổn thất cho phương án 12 3.2.1 Lựa chọn cấp điện áp định mức 12 3.2.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn 13 3.2.3 Tổn thất điện áp lưới điện 14 3.2.4 Tính toán chi tiết cho phương án 14 3.3 Kết luận 33 CHƢƠNG 4: SO SÁNH CÁC PHƢƠNG ÁN VỀ CHỈ TIÊU KINH TẾ 34 4.1 Phương án 35 4.2 Phương án 36 4.3 Phương án 37 CHƢƠNG 5: XÁC ĐỊNH SỐ LƢỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA CÁC MÁY BIẾN ÁP TRONG TRẠM HẠ ÁP, CHỌN SƠ ĐỒ NỐI HỢP LÍ 39 5.1 Xác định số lượng công suất máy biến áp 39 5.2 Sơ đồ nối dây trạm MBA mạng điện 40 5.2.1 Trạm nguồn 40 5.2.3 Trạm cuối 41 5.2.4 Kết luận 42 CHƢƠNG 6: TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG CÁC CHẾ ĐỘ PHƢƠNG ÁN ĐƢỢC CHỌN 44 6.1 MỞ ĐẦU 44 6.2 Chế độ phụ tải cực đại 44 6.2.1 Tính toán dòng công suất chạy nhánh mạng điện tổn thất công suất 44 6.2.2 Cân xác công suất 48 SV:Nguyễn Quang Duy Page Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung 6.3 Chế độ phụ tải cực tiểu 48 6.3.1 Tính toán dòng công suất chạy nhánh mạng điện tổn thất công suất 48 6.3.2 Cân xác công suất 51 6.4 Chế độ phụ tải sau cố 51 6.4.1 Tính toán dòng công suất chạy nhánh mạng điện tổn thất công suất 51 6.4.2 Cân xác công suất 53 6.5 KẾT LUẬN 53 CHƢƠNG 7: TÍNH ĐIỆN ÁP TRÊN CÁC NÚT TẢI VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 54 7.1 Tính điện áp nút mạng điện 54 7.1.1 Chế độ phụ tải cực đại 54 7.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 55 7.1.3 Chế độ phụ tải sau cố 56 7.2 Chọn phương thức điều chỉnh đầu phân áp 56 7.2.1 Chọn đầu phân áp cho TBA có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường 59 7.2.2 Chọn đầu phân áp cho TBA có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường 61 7.2.3 Chọn đầu phân áp cho TBA lại 61 CHƢƠNG 8: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 63 8.1 Mở đầu 63 8.2 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện 63 8.3 Tổn thất công suất tác dụng mạng điện 63 8.4 Tổn thất điện mạng điện 64 8.5 Tính chi phí giá điện 64 8.6 KẾT LUẬN 65 SV:Nguyễn Quang Duy Page Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung CHƢƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1: hân tích nguồn Sơ đồ nguồn phụ tải 44 721 km km 68 56 84 28 km HT km 36 05 5k m 84 28 km 50 (1 ô = 20 x 20km) Nguồn có công suất vô c ng lớn Nguồn có công suất vô cung lớn có khả đáp ứng yêu cầu công suất tác dụng phụ tải đảm bảo chất lượng điện áp: Nguồn có công suất vô c ng lớn đảm bảo điện áp góp cao áp không đổi xảy biến động công suất phụ tải d xảy ngắn mạch Nguồn có công suất (≥5÷7)lần công suất phụ tải 1.2: hân tích phụ tải Có phụ tải chia làm loại:  Phụ tải loại (gồm phụ tải 1,2,3,4,6 chiếm 83,3%) loại phụ tải quan trọng phải cấp điện liên tục Nếu cung cấp điện bị gián đoạn gây hậu nghiêm trọng, ảnh hưởng đến an ninh, quốc phòng, trị, tính mạng người thiệt hại nhiều SV:Nguyễn Quang Duy Page Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung kinh tế Vì phụ tải loại phải cấp điện lộ đường dây kép mạch điện kín trạm biến áp có hai máy biến áp làm việc song song để đảm bảo độ tin cậy chất lượng điện cho phụ tải  Phụ tải loại ( gồm phụ tải 5, chiếm 16,7%) loại phụ tải có mức độ quan trọng thấp , để giảm chi phí đầu tư, thiết kế, lắp đặt phụ tải cần cấp điện băng đường dây đơn máy biến áp Yêu cầu điều chỉnh điện áp:  Trong mạng thiết kế mạng điện cho hộ phụ tải 1,2,3,4,6 yêu cầu điểu chỉnh điện áp khác thường (KT) nên độ chênh lệch điện áp thoả mãn: o Chế độ phụ tải cực đại: ∆Umax% = +5% o Chế độ phụ tải cực tiểu: ∆Umin% = 0% o Chế độ cố: ∆Usc% =  5%  Phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp thường (T) nên phạm vi điều chỉnh điện áp phải thoả mãn: o Chế độ phụ tải cực đại: ∆Umax% ≥ +2,5% o Chế độ phụ tải cực tiểu: ∆Umin% ≥ 7,5% o Chế độ cố: ∆Usc% ≥ - 2,5% Số liệu phụ tải bảng sau: B :S Th ng s Pmax (MW) Các hộ tiêu thụ 20 25 40 45 0.84 0.82 30 60%Pmax Pmin (MW) 0.8 Cosjđm 0.86 0.9 Yêu c u u ch nh n áp o i Với: S= P Cos 0.86 10kV Uđm (kV) Tmax (h) 35 KT KT T KT KT KT I I III I I I 4000 4000 4000 4000 4000 4000 ; Q = P.tg = S.sin Ta có bảng số liệu sau: B hụ tải o i SV:Nguyễn Quang Duy :S I I III I I I Page Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung Pmax(MW) 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 Qmax(MVAr) 15.000 14.834 14.530 20.768 25.837 31.410 Smax (MVA) 25.000 29.070 33.333 40.698 47.619 54.878 Pmin (MW) 12.000 15.000 18.000 21.000 24.000 27.000 Qmin(MVAr) 9.000 8.900 8.718 12.461 15.502 18.846 Smin(MVA) Yêu c u u ch nh n áp 15.000 17.442 20.000 24.419 28.571 32.927 KT KT T KT KT KT SV:Nguyễn Quang Duy Page Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung CHƢƠNG 2: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Quá trình sản xuất, truyền tải tiêu thụ điện Hệ thông điện tiến hành đồng thời điện tích lũy Tại thời điểm có cân điện sản xuất điện tiêu thụ có nghĩa thời điểm cần phải có cân công suất tác dụng(P) công suất phản kháng(Q) phát với công suất tác dụng công suất phản kháng tiêu thụ Nếu cân bị phá vỡ tiêu chất lượng điện bị giảm dẫn tới ổn định làm tan giã hệ thống Do phải kiểm tra cân công suất mạng điện trước thiết kế mạng lưới điện 2.1: Cân c ng suất tác dụng Giả sử nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho phụ tải cân biểu diễn công thức sau ∑PF = ∑Pyc Trong đó:  ∑PF công suất tác dụng phát nguồn  ∑Pyc công suất tác dụng yêu cầu hệ thống Mà: ∑Pyc = m∑Ppt + ∑Pmđ + ∑Ptd + ∑Pđt Trong đó:  m hệ số đồng thời ( lấy 1)  ∑Ppt tổng công suất tác dụng chế độ phụ tải cực đại  ∑Ppt = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 = 20+25+30+35+40+45=195 (MW)  ∑Pmđ tổng tổn thất công suất mạng điện tính theo % phụ tải cực đại ta lấy : ∑Pmđ = 5%∑Ppt = 5% 195 = 9.75 (MW)  ∑Ptd ∑Pdt tổng công suất tác dụng tự dùng dự trữ Ở coi ∑Ptd = ∑Pdt = ∑PF coi lấy từ cao áp cấp đủ cho phụ tải Như vậy:  ∑Pyc = 180 + = 204.75 (MW)  ∑PF = ∑Pyc = 204.75 (MW)  2.2 Cân c ng suất phản kháng Sự thiếu hút công suất phản kháng làm cho điện áp giảm Mặt khác thay đổi điên áp dẫn đến thay đổi cân công suất phản kháng Sự cân công suất phản kháng biểu diễn sau: ∑QF ≥ ∑Qyc Trong công suất phản kháng nguồn phát ∑QF = tanφF ∑PF Do cosφF = 0.85 suy tanφF = 0.6197 Nên: ∑QF = 0.6197  204.75 = 126.884 (MVAr) SV:Nguyễn Quang Duy Page Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung Ta có : ∑Qyc = m×∑Qimax + ∑∆Qba + ∑∆QL - ∑QC + ∑Qtd + ∑Qdt Trong :  m hệ số đồng thời( lấy 1)  ∑Qimax tổng công suất phản kháng phụ tải thứ i chế độ cực đại  ∑Qimax = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 = tanφ  ∑Ppt Dựa vào bảng ta có: ∑Qimax = 15+14.834+14.53+20.768+25.837+31.41 = 122.379(MVAr) Tổng tổn thất mạng điện ∑∆Qba = 15%  ∑Qimax = 15%  122.379 = 18.357 (MVAr) Vì ∑QF lấy từ cao cáp nên ∑Qtd = ∑Qdt = Giả sử tổng tổn thất phản kháng đương dây tổng thất dung dẫn sinh ta có: ∑∆QL - ∑QC = Vậy: Qyc = 122.379+18.357 = 140.736 (MVAr) Vì QF < Qyc nên ta cần b công suất phản kháng Ta dự kiến b sơ nguyên tắc b ưu tiên cho hộ xa, có Cosφ thấp trước b đến Cosφ = 0,90 – 0,95 ( không b cao không kinh tế ảnh hưởng tới tính ổn định hệ thống điện ) Còn thừa ta b hộ gần có Cosφ cao b có Cosφ = 0,85 – 0,90 Công suất b cho hộ tiêu thụ thứ i tính sau : Qbù = Qi - Pi tanφmới Trong đó: Pi, Qi: Công suất hộ tiêu thụ trước bù tanφmới: Được tính theo cosφmới – hệ số công suất hộ thứ i sau bù Ta chọn vị trí bù Bù vào phụ tải để nâng hệ số cosφ lên 0.9 Qmax’= tan(cos-1(0.9))×Pmax1 Ta có kết b sơ sau Phụ tải Pmax(MW) 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 Qmax(MVAr) 15.000 14.834 14.530 20.768 25.837 31.410 cosφ 0.8 0.86 0.9 0.86 0.84 0.82 Qmax’(MVAr) 9.686 12.108 14.529 16.951 19.372 21.794 Cosφ’ 0.9 0.86 0.9 0.86 0.84 0.9 SV:Nguyễn Quang Duy Page Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung CHƯƠNG : Ề XUẤ CÁC HƯƠNG ÁN CẤ HƯƠNG ÁN HỢ Í VỀ KINH Ế - KỸ HUẬ IỆN – TÍNH TOÁN CÁC 3.1 Dự kiến phướng án thiết kế hương án km 44 721 km 68 56 28 84 km HT km 36 05 5k m 84 28 km 50 hương án SV:Nguyễn Quang Duy Page Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung 56 44 721 km km 56 84 28 km HT 05 5k km m 84 28 36 m k 50 hương án SV:Nguyễn Quang Duy Page 10 Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung 6.3.2: Cân b ng xác công su t Từ bảng 5.3 ta có công suất yêu cầu nguồn góp 110kV chế độ phụ tải cực tiểu: ṠYC = ∑Ṡj-i = 130.41 + j88.898 (MVA) Để đảm bảo điều kiện cân công suất hệ thông điện nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu công suất phụ tải Vậy tổng công suất tác dụng mà nguồn điện phải cung cấp cho phụ tải : PCC = 130.408 (MW) Với hệ số công suất nguồn điện cos = 0.8 tổng công suất phản kháng mà nguồn điện phát là: QCC = PCC × tan = 130.408 × 0.75 = 97.806 (MVAr) Vây công suất nguồn phát ra: SCC = PCC + jQCC = 130.408 + j97.806 (MVA) Ta thất công công suất phản kháng nguồn phát lớn công suất phản kháng phụ tải yêu cầu nên ta không càn b công suất phản kháng chế độ phụ tải cực tiểu 6.4 Chế độ phụ tải sau cố 6.4.1 Tính toán dòng công su t ch y nhánh c a m công su t n tổn th t Trong hệ thống điện có nhiều loại cố xảy mà ta tính toán hết Khi xét cố ta không giả thiết cố xếp chồng, đồng thời ta xét với cố đứt dây đường dây mạch lộ kép (phụ tải loại 1) phụ tải cực đại, với đường dây có lộ (phụ tải loại 3) ta không xét đến trương hợp Khi đứt dây đoạn khả cung cấp điện cho phụ tải trì , điện trở R điện kháng X đường dây tăng lên gấp đôi điện dung ngang B giảm nửa lúc đường dây lại lộ cung cấp Ở chế độ cố ta có điên áp cao áp nhà máy điện 110% điện áp định mức UN = 110% × 110 = 121(kV) SV:Nguyễn Quang Duy Page 51 Đồ án môn học Lưới điện B ường dây 2—1 HT-2 HT-3 HT-4 HT-5 Zj-i (Ω) 11.879 + 12.473j 5.374 + 11.738j 7.155 + 18.291j 9.014 + 15.251j 7.071 + 11.964j 12.500 + 21.100j : Bj-i (104 S) ZBi (Ω) ∆Ṡ0 (MVA) ṠC=ṠH=Ṡi (MVA) 0.363 1.27+ 27.95i 0.058+ 0.4i 20.000 + 9.686i 0.387 0.72+ 17.4i 0.084+ 0.56i 25.000 + 14.834i 1.243 1.44+ 34.8i 0.052+ 0.28i 30.000 + 14.530i 0.485 0.72+ 17.4i 0.084+ 0.56i 35.000 + 20.768i 0.380 0.72+ 17.4i 0.084+ 0.56i 40.000 + 25.837i 0.673 0.72+ 17.4i 0.084+ 0.56i 45.000 + 21.794i SV:Nguyễn Quang Duy GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung ∆ṠBi (MVA) 0.052 + 1.141i 0.156 + 3.777i 0.132 + 3.196i 0.099 + 2.382i 0.135 + 3.261i 0.149 + 3.595i ṠBi (MVA) QCC j-i (MVAr) 20.052+ 10.827i 0.220i 25.156+ 18.611i 0.234i 30.132+ 17.726i 0.752i 35.099+ 23.15i 0.293i 40.135+ 29.098i 0.230i 45.149+ 25.389i 0.407i Ṡi” (MVA) ∆Ṡj-i (MVA) Ṡ’i (MVA) 20.110 + 11.220i 25.240 + 19.170i 30.184 + 18.000i 35.183 + 23.700i 40.219 + 29.650i 45.233 + 25.940i 0.023 + 0.024i 0.014 + 0.031i 0.021 + 0.053i 0.032 + 0.053i 0.029 + 0.049i 0.054 + 0.091i 20.133 + 11.240i 25.254 + 19.200i 30.205 + 18.050i 35.215 + 23.750i 40.248 + 29.690i 45.287 + 26.030i Page 52 QCĐ j-I (MVAr) Si-j (MVA) 0.266i 20.133+ 10.974i 0.284i 25.254+ 18.916i 0.910i 30.205+ 17.14i 0.355i 35.215+ 23.395i 0.278i 40.248+ 29.412i 0.492i 45.287+ 25.538i Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung 6.4.2 Cân b ng xác công su t Từ bảng 6.4 ta có công suất yêu cầu nguồn góp 110kV chế độ phụ tải sau cố ṠYC = ∑Ṡj-i =196.342 + j125.375(MVA) Để đảm bảo điều kiện cân công suất hệ thông điện nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu công suất phụ tải Vậy tổng công suất tác dụng mà nguồn điện phải cung cấp cho phụ tải : PCC = 196.342 (MW) Với hệ số công suất nguồn điện cos = 0.85 tổng công suất phản kháng mà nguồn điện phát là: QCC = PCC × tan = 196.342 × 0.75 = 147.256(MVAr) Vây công suất nguồn phát ra: SCC = PCC + jQCC = 196.342 + j147.256 (MVA) Ta thất công công suất phản kháng nguồn phát lớn công suất phản kháng phụ tải yêu cầu nên ta không càn b công suất phản kháng chế độ phụ tải sau cố 6.5 KẾT UẬ Ở tất chế độ công suất phản kháng hệ thống cung cấp lớn công suất phản kháng mà phụ tải yêu cầu.vì ta không cần b công suất phản kháng SV:Nguyễn Quang Duy Page 53 Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung CHƢƠNG 7: TÍNH ĐIỆN ÁP TRÊN CÁC NÚT TẢI VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 7.1 Tính n áp t i nút m ng n Chọn điện áp vận hành nhà máy điện xác định điện áp điểm mạng điện để có phương thức điều áp đảm bảo yêu cầu điện áp phụ tải trạng thái vận hành Tổn thất điện áp đường dây N-i: Trong đó:  Pi: Công suất tác dụng chạy đường dây thứ i (MW)  Qi: Công suất phản kháng chạy đường dây thứ i (MVAr)  Ri: Điện trở đường dây thứ i ()  Xi: Điện kháng đường dây thứ i ()  Ui : Điện áp đầu đường dây thứ i (kV) 7.1.1 Ch ph t i c i Ở chế độ phụ tải cực đại điện áp cao áp hệ thống điện 110% điện áp định mức UN = 110% Uđm = 110%.110 = 121 (kV) Xé HT-3: • Sơ đồ thay s NÐ N-3 s' ZNÐ-3 jQcdNÐ-3 s'' s 3 s' c B 1' jQccNÐ-3 ZB3 K s sc U 3C s s H U Tổn thất điện áp đường dây HT-1: Điện áp nút 1’: U1’ = 121 – 4.515 = 116.485(kV) Tổn thất điện áp tổng trở máy biến áp: SV:Nguyễn Quang Duy Page 54 Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung Điện áp cuộn cao máy biến áp: U1C = U1’ - ∆UB1 = 116.485- 5.668 = 110.817 (kV) Điện áp cuộn hạ máy biến áp: U1 = U1C ÷ K = 110.817 ÷ ( 115÷22) = 9.636 (kV) ►Tính toán đường dây lại theo thứ tự tính đường dây HT-1 ta bảng kết sau: B ường dây 2-1 HT-2 HT-3 HT-4 HT-5 5.94 3.536 7.155 2.163 1.513 2.124 Rj-i (Ω) 6.237 5.982 18.291 7.299 5.515 4.639 Xj-i (Ω) 1.27 0.72 1.44 0.72 0.72 0.72 RB i (Ω) 27.95 17.4 34.8 17.4 17.4 17.4 XB i (Ω) 20.174 25.407 30.205 35.289 40.225 45.242 P'i (MW) 12.37 22.95 18.05 26.11 29.67 25.9 Q'i (MVAr) 1.628 1.877 4.515 2.206 1.855 1.787 ∆Uj-i (kV) 119.372 119.123 116.485 118.794 119.145 119.213 U’i (kV) 20.104 25.313 30.132 35.194 40.135 45.149 P'B (MW) 11.967 22.387 17.726 25.532 29.098 25.389 Q'B (MVAr) 3.016 3.423 5.668 3.953 4.492 3.978 ∆UB-i (kV) 116.356 115.700 110.817 114.841 114.653 115.234 Ui C (kV) 10.118 10.061 9.636 9.986 9.970 10.020 Ui (kV) 7.1.2 Ch ph t i c c tiểu Ở chế độ phụ tải cực tiểu điện áp cao áp hệ thống điện 105% điện áp định mức UN = 105% Uđm = 105%.110 = 115 (kV) ► Tính toán tương tự theo bước bước chế độ cực đại ta bảng kết sau B ường dây Rj-i (Ω) Xj-i (Ω) RB i (Ω XB i (Ω) P'i (MW) Q'i (MVAr) 2-1 HT-2 HT-3 HT-4 HT-5 5.94 6.237 2.54 55.9 12.133 8.29 3.536 5.982 1.44 34.8 27.355 22.55 7.155 18.291 1.44 34.8 18.184 12.22 2.163 7.299 1.44 34.8 21.239 17.51 1.513 5.515 0.72 17.4 24.219 19.33 2.124 4.639 0.72 17.4 27.239 17.24 SV:Nguyễn Quang Duy Page 55 Đồ án môn học Lưới điện ∆Uj-i (kV) U’i (kV) P'B (MW) Q'B (MVAr) ∆UB-i (kV) Ui C (kV) Ui (kV) 7.1.3 Ch 1.076 113.924 12.104 8.093 4.241 109.683 9.538 GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung 2.014 112.986 27.313 22.265 7.206 105.780 9.198 3.075 111.925 18.132 11.914 3.938 107.987 9.390 1.511 113.489 21.197 17.225 5.551 107.938 9.386 1.246 113.754 24.135 18.763 3.023 110.732 9.629 1.199 113.801 27.149 16.672 2.721 111.081 9.659 ph t i sau s c Ở chế độ phụ tải sau cố điện áp cao áp hệ thống điện 110% điện áp định mức UN = 110% Uđm = 110%.110 = 121 (kV) ► Tính toán tương tự theo bước bước chế độ cực đại ta bảng kết sau ường dây Rj-i (Ω) Xj-i (Ω) RB i (Ω XB i (Ω) P'i (MW) Q'i (MVAr) ∆Uj-i (kV) U’i (kV) P'B (MW) Q'B (MVAr) ∆UB-i (kV) Ui C (kV) Ui (kV) B 2-1 HT-2 5.94 3.536 6.237 5.982 1.27 0.72 27.95 17.4 20.133 25.254 11.24 19.2 1.568 1.687 119.432 119.313 20.052 25.156 10.827 18.611 2.747 2.866 116.685 116.447 10.147 10.126 HT-3 7.155 18.291 1.44 34.8 30.205 18.05 4.515 116.485 30.132 17.726 5.668 110.817 9.636 HT-4 2.163 7.299 0.72 17.4 35.215 23.75 2.062 118.938 35.099 23.15 3.599 115.339 10.029 HT-5 1.513 5.515 0.72 17.4 40.248 29.69 1.856 119.144 40.135 29.098 4.492 114.651 9.970 2.124 4.639 0.72 17.4 45.287 26.03 1.793 119.207 45.149 25.389 3.979 115.228 10.020 7.2 Chọn phương thức u ch nh đ u phân áp Điện áp tiêu chất lượng điện quan trọng Trong tiêu độ lệch điện áp tiêu quan trọng trình vận hành hệ thống phụ tải thay đổi từ cực đại đến cực tiểu cố nặng nề dẫn đến điện áp góp hạ áp trạm biến áp thay đổi vượt qua giới hạn cho phép Để đảm bảo độ lệch điện áp hộ tiêu thụ nằm giới hạn cho phép cần phải tiến hành điều chỉnh điện áp Có nhiều phương pháp điều chỉnh điện áp như: thay đổi điện áp máy phát nhà máy điện thay đổi tỉ số biến đổi điện áp trạm biến áp thay đổi dòng công suất phản kháng thiết bị b SV:Nguyễn Quang Duy Page 56 Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung Trong thực tế với mạch điện lớn d ng phương pháp thay đổi điện áp nhà máy điên việc thay đổi dòng công suất phản kháng đường dây khó đáp ứng yêu cầu điều chỉnh điện áp lí như: độ ổn định hệ thống vận hành phức tạp vốn đầu tư cao Vì chọn phương pháp điều chỉnh điện áp đầu phân áp trạm hạ áp sử dụng rộng rãi Do yêu cầu phụ tải 1.2.3.4.6 điều chỉnh điện áp khác thường nên ta sử dụng máy biến áp có điều áp tải có phạm vi điều chỉnh ±9×1.87% i với tr m có yêu c u u ch nh n áp khác thường, độ l ch n áp góp h áp tr m quy định sau: + Trong chế độ phụ tải cực đại: ∆Umax% = +5% + Trong chế độ phụ tải cực tiểu: ∆Umin% = 0% + Trong chế độ sau cố: ∆Usc% =  5% + Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm xác định theo công thức sau: Uyc= Uđm + ∆U% Uđm Trong Uđm điện áp định mức mạng điện hạ áp Đối với mạng điện thiết kế Uđm = 10.5 kV nên điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm phụ tải cực đại bằng: Khi phụ tải cực tiểu: Uycmax = 10 + 0.05×10 = 10.5 (kV) Khi phụ tải cực tiểu: Uycmin= 10 + 0×10 = 10 (kV) Trong chế độ sau cố: Uycsc= 10 + 0.05×10 = 10.5 (kV) i với tr m có yêu c u u ch nh n áp thường, độ l ch n áp góp h áp tr m quy định sau: + Trong chế độ phụ tải cực đại: ∆Umax% ≥ +2.5% + Trong chế độ phụ tải cực tiểu: ∆Umin% ≤ 7.5% + Trong chế độ sau cố: ∆Usc% ≤ - 2.5% Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm xác định theo công thức sau: Uyc= Uđm + ∆U%.Uđm Trong Uđm điện áp định mức mạng điện hạ áp Đối với mạng điện thiết kế Uđm = 10.5 kV nên điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm phụ tải cực đại bằng: Khi phụ tải cực tiểu: Uycmax = 10 + 0.025×10 = 10.25 (kV) Khi phụ tải cực tiểu: Uycmin= 10 + 0.075×10 = 10.75 (kV) Trong chế độ sau cố: Uycsc= 10 – 0.025×10 = 9.75 (kV) Đối với máy biến áp ta có hai loại là: máy biến áp có đầu phân áp cố định ( MBA không điều chỉnh tải) máy biến áp có điều chỉnh điện áp tải + Máy biến áp có đầu phân áp cố định gồm nấc điều chỉnh phạm vi điều chỉnh là: n.E ± x 2,5% , Ucđm=115 kV, U dctc  U cdm   U cdm 100 SV:Nguyễn Quang Duy Page 57 Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung Trong đó:  Ucđm: điện áp định mức cuộn dây điện áp cao  n: số thứ tự đầu điều chỉnh  E0: mức độ điều chỉnh đầu Vì máy biến áp có UN % = 10.5 % >7.5 %, ta có: +UCđm = 115 (kV) +UHđm = 1.1×UđmH =1.1×10= 11 (kV) Ta có bảng tính thông số điều chỉnh MBA bảng 6.4 B : MBA ó ầ ị ấc u ch nh, n i n áp bổ sung ∆U % i n áp bổ sung ∆U, kV i n áp đ u u ch nh, kV -2 -5 -5.75 109.25 -1 -2.5 -2.875 112.125 0 115 +2.5 +2.875 117.875 +5 +5.75 120.75 B M Thứ tự đ u u ch nh -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 SV:Nguyễn Quang Duy ó i n áp bổ sung % +16.02 +14.24 +12.46 +10.68 +8.90 +7.12 +5.34 +3.56 +1.78 -1.78 -3.56 -5.34 -7.12 -8.90 -10.68 -12.46 ó ầ i n áp bổ sung kV +18.423 +16.376 +14.329 +12.282 +10.235 +8.188 +6.141 +4.094 +2.047 -2.047 -4.094 -6.141 -8.188 -10.235 -12.282 -14.329 ẩ sau: i n áp đ u u ch nh tiêu chuẩn kV 133.423 131.376 129.329 127.282 125.235 123.188 121.141 119.094 117.047 115.00 112.953 110.906 108.859 106.812 104.765 102.718 100.671 Page 58 Đồ án môn học Lưới điện -8 -9 GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung -14.24 -16.02 -16.376 -18.423 98.624 96.577 Do tính kinh tế loại máy biến áp, máy biến áp có đầu phân áp cố định rẻ máy biến áp có điều chỉnh tải có c ng công suất nên trước hết ta xét yêu cầu điều chỉnh với loại máy biến áp có đầu phân áp cố định, loại máy biến áp không thỏa mãn ta xét đến loại máy biến áp có điều chỉnh tải Để thuận tiện cho tính toán, ta có bảng thống kê điện áp điện áp góp hạ áp TBA quy đổi phía cao áp chế độ phụ tải cực đại , cực tiểu sau cố bảng sau: B : q ó q ể ổ Tr m biến áp UHi max (kV) 116.356 115.700 110.817 114.841 114.653 115.234 UHi (kV) 109.683 105.780 107.987 107.938 110.732 111.081 UHi sc (kV) 116.685 116.447 110.817 115.339 114.651 115.228 7.2.1 Ch ầu phân áp cho TBA có yêu cầ u ch ờng Phụ tải 1.2.3.4.6 yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường nên ta chọn máy biến áp có điều chỉnh điện áp tải  : a/ Chế độ phụ tải cực đ i: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp xác định theo công thức: Dựa vào bảng ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -1 điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utcmax = 112.953 kV Điện áp thực góp hạ áp bằng: Độ lệch góp hạ áp bằng:  Đáp ứng yêu cầu độ lệch điện áp góp hạ áp trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường chế độ phụ tải cực đại SV:Nguyễn Quang Duy Page 59 Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung  b/ Chế độ phụ tải cực tiểu: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp xác định theo côngthức: Dựa vào bảng ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -2 điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utcmin = 110.906 (kV) Điện áp thực góp hạ áp bằng: Độ lệch góp hạ áp bằng:  Đáp ứng yêu cầu độ lệch điện áp góp hạ áp trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường chế độ phụ tải cực tiểu c/ Chế độ sau c : Dựa vào bảng ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -2 điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utcsc = 110.906 (kV) Điện áp thực góp hạ áp bằng: Độ lệch góp hạ áp bằng:  Đáp ứng yêu cầu độ lệch điện áp góp hạ áp trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường chế độ cố SV:Nguyễn Quang Duy Page 60 Đồ án môn học Lưới điện 7.2.2 Ch GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung ầu phân áp cho TBA có yêu cầ u ch ờng Giá trị điện áp phía hạ quy đổi sang phía cao MBA chế độ phụ tải là: UH3 max = 110.817 (kV) UH3 = 107.987 (kV) Điện áp tính toán đầu phân áp MBA chế độ là: Do điều chỉnh tải nên cần chọn đầu điều chỉnh chung cho chế độ Max Min: So sánh giá trị với giá trị bảng 7.4 ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 0, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Uđctc= 115 (kV) Điện áp thực phía hạ chế độ phụ tải là: Độ lệch điện áp phần trăm góp hạ áp chế độ là: Nhận thấy độ lệch điện áp góp hạ áp thỏa mãn điều kiện trạm có yêu cầu điều chỉnh thường Do ta sử dụng MBA có đầu phân áp cố định cho trạm 7.2.3 Ch ầu phân áp cho TBA l i Tính toán tương tự cho trạm biến áp lại ta có kết bảng sau SV:Nguyễn Quang Duy Page 61 Đồ án môn học Lưới điện Tr m UH i max (kV) Uđc (kV) Đầu điều chỉnh Utc (kV) Ut i (kV) ∆Ui max % Loại điều chỉnh GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung B Tr m UH i (kV) Uđc (kV) Đầu điều chỉnh Utc (kV) Ut i (kV) ∆Ui % Loại điều chỉnh 116.356 110.815 -2 110.906 10.491 4.914 KT 115.700 110.190 -2 110.906 10.432 4.323 KT 110.817 118.926 115 10.599 5.99 T 114.841 109.372 -2 110.906 10.355 3.548 KT 114.653 109.193 -2 110.906 10.338 3.379 KT B Tr m UH i sc (kV) Uđc (kV) Đầu điều chỉnh Utc (kV) Ut i (kV) ∆Ui sc % Loại điều chỉnh ể 109.683 109.683 -2 110.906 9.889 -1.102 KT 105.780 105.780 -4 106.812 9.903 -0.966 KT 107.987 110.498 115 10.329 3.29 T 107.938 107.938 -3 108.859 9.915 -0.846 KT 110.732 110.732 -2 110.906 9.984 -0.156 KT B 116.685 111.129 -1 110.906 10.521 5.211 KT 116.447 110.902 -2 110.906 10.500 4.996 KT - 115.339 109.847 -2 110.906 10.400 3.997 KT 114.651 109.191 -2 110.906 10.338 3.377 KT SV:Nguyễn Quang Duy Page 62 Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung CHƢƠNG 8: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 8.1 ởđ u Ta cần tính toán tiêu kinh tế kĩ thuật mạng điện để biết hoạt động lưới điện d ng hiệu sao.xác định chi phí từ biết giá thành điện V ầ Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức: K = Kđ + Kt Trong đó:  K đ: Vốn đầu tư xây dựng đường dây  Kt: Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp  Ở phần trước tính vốn đầu tư xây dựng đường dây có giá trị:  K đ= 31.914×109 (đồng) Trong hệ thống điện thiết kế có trạm hạ áp tất trạm đặt máy biến áp Tổng hệ thống có trạm đặt máy biến áp có công suất 25000 MVA lại trạm trạm đặt máy biến áp có công suất 40000 MVA Theo số liệu cho đồ án ta có: Bảng 8.1 Giá máy biến áp C ng suất BA (MVA) 16 25 32 40 80 Giá (109đ/máy) 16 25 32 40 80 Giá thành trạm có MBA = 1.8 lần giá thành trạm có MBA : Vốn đầu tư cho trạm hạ áp bằng: KMBA = (1.8 × 25 × 109 + 4×1.8×40 × 109 +40 × 109) = 365×109 (đồng) Tổng vốn đầu tư để xây dựng mạng điện bằng: K = 112.656 × 109 + 365×109 = 477.656×109 (đồng) 8.3 Tổn thất c ng suất tác dụng m ng n Tổn thất 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 Theo kết tính toán mục tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây bằng: ∆Pd = 0.068 (MW) Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây MBA có giá trị: SV:Nguyễn Quang Duy Page 63 Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung ∆Pb = 1.03 MW Tổng tổn thất công suất lõi thép máy biến áp xác định : ∆Po = 0.058+0.052+0.084×4 = 0.446 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện bằng: ∆P = ∆Pd + ∆Pb + ∆Po =0.068+1.03+0.446 = 1.544 (MW) Tổn thất công suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm % 8.4 Tổn thất n m ng n Tổng tổn thất điện mạng điện xác định theo công thức: ∆A = (∆Pd + ∆Pb).τ + ∆Po t Trong đó:  τ - Thời gian tổn thất công suất lớn  t- thời gian máy biến áp vận hành năm  Bởi máy biến áp vận hành song song năm nên t = 8760h  Thời gian tổn thất công suất lớn tính theo công thức:  τ = (0.124+T max.10-4).8760 h = (0.124+4000 10-4) ×8760 = 2405.286h Tổng tổn thất điện mạng điện bằng: ∆A = (0.068+1.03) × 2405.286 + 0.446 × 8760 = 6549.964 (MWh) Tổng điện phụ tải tiêu thụ nhận năm bằng: A =  (Pimax  Tmax ) = (20+25+30+35+40+45) ×4000 = 780000 (MW.h) Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm %: 8.5 Tính chi phí giá n Chi phí vận hành năm Các chi phí vận hành năm mạng điện: Y = avhd.Kd + avht.KMBA + ∆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= 0.1)  c- giá thành 1kW.h điện tổn thất (c= 700 đ) SV:Nguyễn Quang Duy Page 64 Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung Y = (0.04×112.656 × 109 )+(0.1 × 365 × 109 )+ (6549.964 × 700 × 103) = 45.591×109 đ Chi phí tính toán năm Z = atc.K+ Y atc: hệ số định mức hiệu vốn đầu tư (atc= 0.125) Z = 0.125 × 477.656 × 109 + 45.591 × 109 = 105.298×109 đ Giá thành truy n tải n Giá thành xây dựng W c ng suất phụ tải chế độ cực đ i KẾ UẬN Kết tính tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp bảng sau : TT Các ch tiêu ơn vị Giá trị Tổng công suất phụ tải cực đại MW 196.12 Tổng chiều dài đường dây km 189.988 Tổng công suất MBA hạ áp MVA 410 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 10 đ 477.656 Tổng vốn đầu tư đường dây 109 đ 112.656 Tổng vốn đầu tư trạm biến áp 10 đ 365 Tổng điện phụ tải tiêu thụ MWh 780000 ∆Ubt max % 3.97 ∆Usc max % 6.468 10 Tổng tổn thất công suất ∆P MW 1.544 11 Tổng tổn thất công suất ∆P% % 0.787 12 Tổng tổn thất điện ∆A MWh 6549.964 13 Tổng tổn thất điện ∆A% % 14 Chi phí vận hành hàng năm 109 đ 45.591 15 Chi phí tính toán hàng năm 10 đ 113.174 16 Giá thành truyền tải điện β đ/(kW.h) 58.454 17 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại 10 đ/MW 2.449 SV:Nguyễn Quang Duy Page 65 ... hương án SV:Nguyễn Quang Duy Page Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung 56 44 721 km km 56 84 28 km HT 05 5k km m 84 28 36 m k 50 hương án SV:Nguyễn Quang Duy Page 10 Đồ án môn học... 64 8.5 Tính chi phí giá điện 64 8.6 KẾT LUẬN 65 SV:Nguyễn Quang Duy Page Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung CHƢƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI... trọng, ảnh hưởng đến an ninh, quốc phòng, trị, tính mạng người thiệt hại nhiều SV:Nguyễn Quang Duy Page Đồ án môn học Lưới điện GVHD: T.S Nguyễn Ngọc Trung kinh tế Vì phụ tải loại phải cấp điện