đồ án thiết kế lưới điện

Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Lời mở đầu Điện nguồn lượng quan trọng hệ thống lượng quốc gia, sử dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực như: Quốc phòng, an ninh, sản xuất kinh doanh , đời sống sinh hoạt, nghiên cứu khoa học… Hiện nước ta đường phát triển theo hướng công nghiệp hóa, đại hóa, nên nhu cầu điện đòi hỏi ngày cao số lượng chất lượng Để đáp ứng nhu cầu điện ngành điện nói chung phải có kế hoạch tìm khai thác tốt nguồn lượng biến đổi chúng thành điện Mặt khác, để đảm bảo chất lượng 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 vấn đề trên, bên cạch kiến thức giảng dạy giảng đường, sinh viên ngành điện đề giao thực đồ án môn học thiết kế điện cho mạng điện khu vực Quá trình thực đồ án giúp hiểu biết tổng quan mạng 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… Em xin chân thành cảm ơn thầy toàn thể thầy cô khoa Hệ Thống Điện tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án Hà Nội, tháng năm 2015 Sinh Viên Lê Thị Hương Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Mục lục Chương 1: Phân tích nguồn phụ tải Phân tích nguồn phụ tải công việc phải làm tiến hành thiết kế lưới điện Công đoạn quan trọng cho ta đánh giá sơ tính chất nguồn, phụ tải vị trị, phân bố phụ tải để đề phương án tối ưu 1.1 Nguồn điện Nguồn điện góp hệ thống 110kV có công suất vô lớn, hệ số công suất cosφ=0,85 * Sơ đồ phân bố nguồn điện phụ tải N D Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận 1.2Phụ tải Trên thực tế có loại phụ tải: loại I, loại II, loại III Tuy nhiên đề tài xét loại phụ tải: loại I (phụ tải số 1, 2, 3, 5, 6, 7) loại III (phụ tải 4) Phụ tải loại I: phụ tải quan trọng, quan trọng loại phụ tải Đây phụ tải cần cung cấp điện liên tục, điện gây hậu vô nghiêm trọng Đối với tính mạng người phụ tải bênh viện, hầm mỏ…Đối với sản xuất kinh doanh nhà máy luyện thép, lò cao… Do đó, loại phụ tải cần có nguồn dự phòng đường dây cung cấp cho phụ tải phải đường dây kép mạch vòng Phụ tải loại III: phụ tải điện không gây hậu nghiêm trọng Phụ tải loại khu dân cư, công trình phúc lợi, công trình dân dụng… Phụ tải không yêu cầu nguồn dự phòng, dây cấp điện dây đơn Bảng số liệu phụ tải Công suất phụ tải điện tính toán sau: Bảng 1.1: Phân bố công suất phụ tải Thông số Phụ tải Pmax(MW) 20 30 24 34 23 33 29 Qmax(MVAr ) Smax(MVA) 12.39 23.52 10 18.59 35.29 15 14.87 28.23 12 21.07 39.00 17 14.25 27.05 11.5 20.45 38.82 16.5 17.97 34.11 14.5 Qmin(MVAr) 6.197 9.296 7.437 7.127 17.64 14.11 Cos (phi) 10.22 13.52 19.41 0.85 8.986 Smin(MVA) 10.53 20.00 Udm(KV) 110 Pmin(MW) 11.76 17.05 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận YCĐC điện áp KT KT KT KT KT T T Loại phụ tải I I I I I III III Tmax(h) 4800 Chương 2: Đề xuất phương án nối dây tính toán tiêu kĩ thuật Khi thiết kế lưới điện, yêu cầu cần đảm bảo lưới điện vận hành phải có độ tin cậy cao thi công kinh tế Dựa vào sơ đồ phân bố phụ tải thông số tính toán sơ bộ, ta đề xuất phương án nối dây để tìm phương án tối ưu Với phụ tải loại I, yêu cầu cấp điện liên tục nên mạch cung cấp đến phụ tải phải đường dây kép mạch vòng Với phụ tải loại III cần đường dây đơn Phương án nối dây tối ưu cần đảm bảo: - Đảm bảo chất lượng điện (điện áp, tần số, độ tin cậy) - Đảm bảo tính kinh tế, phát triển mạng điện tương lai - Đảm bảo tiêu an toàn kĩ thuật cho người thiết bị - Đảm bảo thi công khả thi, vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng dễ dàng Đề xuất phương án nối dây Để việc đề xuất phương án nối dây dễ dàng, ta thực việc chia nhóm phụ tải Chia nhóm phụ tải ghép phụ tải có khả liên kết với thành nhóm Sau đề xuất phương án nối dây cho nhóm Do nhóm độc lập nên tối tập hợp tối ưu nhóm phương án tối ưu toán Ta chia làm nhóm sau: - Nhóm 1: phụ tải số 1; Hai phụ tải phụ tải loại I - Nhóm 2: phụ tải số 3; 4, với phụ tải loại I, phụ tải loại I Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận - Nhóm 3: phụ tải số 5,6 với phụ tải loại I phụ tải loại III - Nhóm 4: phụ tải số7 phụ tải phụ tải loại I Sơ đồ ghép nhóm N 2.1 Đề xuất phương án nối dây cho nhóm Nhóm gồm phụ tải phụ tải loại I 2.1.1 Phương án 1: Nối dây hình tia - Là phương án mà nguồn điện cung cấp trực tiếp đến phụ tải Phương án có ưu, nhược điểm sau: Ưu điểm: Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận - Độ tin cậy cao.Các đường dây độc lập nên xảy cố đường dây không ảnh hưởng đến đường dây lại - Sơ đồ đấu nối đơn giản - Có thể sử dụng thiết bị bảo vệ đơn giản, rẻ tiền Nhược điểm: - Khảo sát thi công tốn nhiều thời gian - Chi phí cao cần đường dây riêng Chi phí hành lang tuyến lớn - Khi phụ tải non tải không tận dụng được, gây lãng phí Sơ đồ đấu nối: N  Lựa chọn điện áp định mức Điện áp định mức ảnh hưởng chủ yếu đến tiêu kinh tế-kĩ thuật đặc tính kĩ thuật mạng.Lựa chọn điện áp định mức xác định chủ yếu điều kiện kinh tế.Đối với đường dây có chiều dài 220km công suất truyền tải nhỏ 60 MW ta sử dụng công thức thực nghiệm Still: Ui = 4,34 Trong đó: Li chiều dài đường dây thứ i (km) Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Pi công suất truyền đoạn đường dây thứ i (MW) - Dòng công suất N-1: Dòng công suất N-2:= = Tính cho đoạn đường dây N-1: UN1 = 4,34 Tương tự ta tính cho đoạn đường dây N-2, ta bảng sau Bảng 2.1.1.1: lựa chọn điện áp định mức: Đường dây N-1 N-2 N 2 Pmax (MW) 20 30 Li (km) 36.056 60.828 Ui (kV) 81.893 100.929 Uđm (kV) 110 110 Vậy ta chọn điện áp định mức 110kV  Chọn tiết diện dây dẫn - Dự kiến sử dụng dây AC với khoảng cách trung bình hình học pha Dtb=4m -Tiết diện dây dẫn mạng điện cần phải chọn để chúng phù hợp với quan hệ tối ưu chi phí đầu tư xây dựng đường dây chi phí tổn thất điện Việc xác định quan hệ tối ưu tương đối phức tạp nên thực tế người ta sử dụng phương pháp đơn giản Đó lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế dòng điện (Jkt ) Jkt phụ thuộc vào yếu tố chính: vật liệu chế tạo dây, loại dây thời gian sử dụng phụ tải cực đại.Công thức tính tiết diện dây dẫn theo Jkt:Fkt= Trong đó: Imax dòng điện tính toán chạy đường dây chế độ phụ tải lớn Giá trị Imax tính theo công thức: Imax = Với Smax công suất đường dây ứng với phụ tải max n số lộ đường dây Do Uđm =110kV nên F ≥ 70mm2 để hạn chế tổn thất vầng quang − Dòng điện chạy đường dây N1 phụ tải cực đại: IN1max =61.748 Tiết diện dây dẫn: FN1= →Chọn dây dẫn AC ̵ 70, Icp = 265 A Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Tính toán tương tự cho đường dây N-2 ta có bảng sau Bảng 2.1.1.2: lựa chọn tiết diện dây dẫn Đường dây N-1 N-2 Tmax (h) 4800 4800 N 2 Jkt (A/mm2) 1.1 1.1 Smax (MVA) 23.529 35.294 Imax (A) 61.748 92.623 Ftt (mm2) 58.862 84.202 Ftc (mm2) AC-70 AC-95 Icp (A) 265 330 Kiểm tra điều kiện phát nóng: Khi làm việc bình thường Ilv ≤ Khc Icp Khc hệ số hiệu chỉnh, Khc = K1.K2 - • K1: hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ, lấy K1 = K2: hệ số hiệu chỉnh theo hiệu ứng gần, với đường dây không K = - Đối với đường dây đơn: Ibt = Imax - Đối với đường dây kép: Isc =2Imax Đường dây N-1 đường dây kép: Imax = 61.748A => Ibt= 61.748 A Isc = 2.61.748=123.496 A Khc Icp = 265 = 265 A Isc thỏa mãn • Tính toán tương tự cho đường dây N2 ta bảng Bảng 2.1.1.3: kiểm tra điều kiện phát nóng Đường dây N-1 N-2 N 2 Ibt (A) 61.748 92.623 Isc (A) 123.496 185.246 Khc.Icp 265 330 Thỏa mãn Thỏa mãn Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp: Tổn thất điện áp: ΔU% = 100 Trong đó: R,X điện trở điện kháng mđoạn đường dây Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận R = r0.l ; X = x0.l P,Q công suất đoạn đường dây Điều kiện: ΔUmax% ≤ 15 ΔUmaxsc% ≤ 20( đường dây kép ΔUsc% = ΔU% ) Tính thông số đường dây • Đường dây N-1 RN1 = 0,46 36.056 1/2 = 8.293 Ω XN1= 0,425 36,056 1/2 = 7.662Ω Tương tự cho N-2 ta bảng Bảng 2.1.1.4: Thông số đường dây l (km) r0 (Ω/km) x0 (Ω/km) b0 (10-6 S/km) R (Ω) X (Ω) AC-70 36.056 0.46 0.425 2.68 8.293 7.662 AC-95 60.827 0.33 0.414 2.75 20.073 25.182 Đường dây n loại dây N-1 N-2 Tính toán tổn thất điện áp • Đường dây N1 Trong chế độ làm việc bình thường, tổn thất điện áp đường dây là: ∆U N 1bt % = PN 1RN + QN X N 20 × 8.293 + 12.395 × 7.662 × 100 = ×100 = 2.156% U dm 1102 Khi cố :ΔUsc % = ΔUbt % = 4.311% • Tương tự cho N-2 ta bảng sau Bảng 2.1.1.5: Tổn thất điện áp Đường dây n R (Ω) X (Ω) P (MW) Q (MVAr) ΔU% ΔUsc % N-1 N-2 2 8.293 20.073 7.662 25.182 20 30 12.395 18.592 2.156 8.846 4.312 17.692 Khi làm việc bình thường: ΔUmax % = 11.002% ≤ 15% => Thỏa mãn Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Khi cố: ΔUmaxsc % = 22.000% ≤ 20% => Thỏa mãn Kết luận: phương án thỏa mãn yêu cầu kĩ thuật 2.1.2 Phương án 2: Sơ đồ liên thông - Là sơ đồ mà có phụ tải lấy điện từ đường dây nối trực tiếp với nguồn Ưu điểm: - Vốn đầu tư giảm tổng chiều dài đường dây ngắn sơ đồ hình tia - Giảm chi phí, thời gian khảo sát thiết kế so với sơ đồ hình tia - Giảm chi phí hành lang tuyến Nhược điểm: - Độ tin cậy không cao - thiết bị sử dụng đòi hỏi bảo vệ rơ le, thiết bị tự động hóa phức tạp Sơ đồ đấu nối N  Lựa chọn điện áp định mức 10 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận P 'd × Rd + Q 'd × X d ∆U Zd = UN = 27.305.13,862 + 14.382.12, 774 = 4.647 kV 121 UA = UN - ∆UZd = 121 –4.647= 116.326 + Tổn thất điện áp máy biến áp là: ∆U B = P 'B RB + Q 'B X B 20, 053.1, 27 + 11, 412.27,95 = = 2,961 UA 116.326 kV + Điện áp nút nút A’ là: UA’ = UA - ∆UB = 116.326– 2,961 = 113,365kV + Điện áp nút nút phụ tải là: kB U1= UA’ = 22 115 114,489 = 21,687 kV Tính toán tương tự cho phụ tải lại ta được: Bảng tính toán điện áp nút chế độ cố Đường dây N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 N-7 S'd (MVA) S'B (MVA) 20.305+14.382 i 6,931 +6.387 64.701+53.995 i 50.27+37.298i 27.206+19.405 24.084+16.714 i i 31.124+23.951 15.416+9.041i i 27.017+18.827 24.325+16.338 i i 34.424+28.174 33.173+24.772 i i 31.201+20.462 29.002+17.998 i i ΔUd (kV) UA (kV) ΔUB (kV) UA’ (kV) Utải (kV) 4.647 116.326 2.961 113.365 21.867 43.941 77.059 11.149 65.91 12.608 12.373 108.627 4.582 104.045 19.904 9.132 111.868 4.922 106.946 20.459 13.822 107.178 4,549 102.629 19.633 8.105 112.895 5.708 107.187 20.505 6.098 114.902 4.698 110.204 21.083 60 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận 6.2 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho trạm Trong hệ thống điện, đường dây truyền tải điện dài nên tổn thất điện đường dây truyền tải điện từ nguồn đến hộ tiêu thụ có giá trị lớn Đồng thời thay đổi phụ tải từ giá trị lớn đến giá trị nhỏ dẫn đến thay đổi giá trị điện áp ta cần phải tiến hành điều chỉnh điện áp để đảm bảo chế độ yêu cầu điện áp Các phương pháp điều chỉnh điện áp như: Điều chỉnh điện áp đầu cực máy phát điện, thay đổi đầu phân áp máy biến áp, bù công suất phản kháng Việc thay đổi đầu phân áp máy biến áp phương pháp có khả điều chỉnh điện áp dải rộng, vận hành thuận tiện, an toàn, phải bảo dưỡng, cho hiệu kinh tế cao Vì ta lựa chọn phương pháp để điều chỉnh điện áp  Có hình thức yêu cầu điều chỉnh điện áp điều chỉnh thường điều chỉnh khác thường: - Với trạm có yêu cầu điều chỉnh thường, độ lệch điện áp góp hạ áp trạm quy định sau: Chế độ phụ tải cực đại: dU% ≥ 2,5% Chế độ phụ tải cực tiểu: dU% ≤ 7,5% Chế độ cố : dU% ≥ - 2,5% - Với trạm có yêu cầu điều chỉnh khác thường, độ lệch điện áp góp hạ áp quy định sau: Chế độ phụ tải cực đại : dU% = +5% Chế độ phụ tải cực tiểu: dU% = 0% Chế độ cố : dU% = 0÷+5% Giá trị điện áp không tải phía hạ áp Ukt =1,1.Uđm =1,1.22= 24,2 (kV)  Đối với máy biến áp ta có hai loại là: máy biến áp có đầu phân áp cố định 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 ± x 2,5% Bảng thông số điều chỉnh MBA có đầu phân áp cố định Thứ tự đầu điều chỉnh Điện áp bổ sung(%) Điện áp bổ sung(kV) Điện áp đầu điều chỉnh (kV) 5,75 120,75 2,5 2,875 117,875 61 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận 0 115 -1 -2,5 -2,875 112,125 -1 -5 -5,75 109,25 - Máy biến áp có điều chỉnh điện áp tải gồm 19 nấc điều chỉnh phạm vi điều chỉnh ± x 1,78% Bảng thông số điều chỉnh MBA có điều chỉnh tải Thứ tự đầu điều chỉnh -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 Điện áp bổ sung (%) 16,02 14,24 12,46 10,68 8,9 7,12 5,34 2,56 1,78 -1,78 -2,56 -5,34 -7,12 -8,9 -10,68 -12,46 -14,24 -16,02 Điện 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 -16,376 -18,423 Điện áp đầu điều chỉnh, kV 133,423 131,376 129,329 127,282 125,235 123,188 121,141 119,094 117,047 115 112,953 110,906 108,859 106,812 104,765 102,718 100,671 98,624 96,577 Do tính kinh tế, máy biến áp có đầu phân áp cố định có giá thành thấp máy biến áp có điều chỉnh điện áp tải nên kiểm tra xem máy biến áp có đầu phân áp cố định có đáp ứng yêu cầu điều chỉnh điện áp không Nếu chọn đầu phân áp cố định thỏa mãn ba chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu sau cố dụng máy biến áp có đầu phân áp cố định Nếu không thỏa mãn tiến hành chọn máy biến áp điều chỉnh 6.1 Lựa chọn đầu điều chỉnh điện áp cho máy biến áp có đầu phân áp cố định 62 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Trong đó: • o UđmH : điện áp định mức mạng hạ áp UđmH = 22kV o dlUcpi : độ lệch điện áp cho phép Điện áp tính toán đầu phân áp chế độ: U kt U yci Uip/a = Uiq Ukt điện áp không tải phía hạ, Ukt = 1,1 UđmH = 1,1 22=24,2 kV • Chọn đầu điều chỉnh cho chế độ: U dc = U1 p / a + U p / a Sau tính Udc ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chẩn Udctc gần với đầu điều chỉnh Udc tính •  Kiểm tra đầu phân áp lựa chọn: Sau chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn ta cần xác định giá trị thực điện áp góp hạ áp trạm, điện áp thực góp hạ áp xác định theo công thức sau: U it = U iq U kt U dctc Xác định độ lệch phần trăm dlU % = U it − U dmH 100 U dmH • Cuối so sánh với dlUcp% kết luận Tính toán cho trạm Điện áp tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp xác định: • Chế độ phụ tải cực đại: U1 p / a = • U1 yc = 117.179.24, = 125.753kV 22.(1 + 0, 025) Chế độ phụ tải cực tiểu: U p/a = • U1q U kt U q U kt U yc = 111,424.24, = 127.899kV 22.(1 + 0, 075) Chế độ sau cố: 63 Đồ án lưới điện U3 p/a = GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận U 3q U kt U3y c = 113.365.24, = 122.953kV 22.(1 − 0, 025) Trong đó: • o UđmH : điện áp định mức mạng hạ áp UđmH = 22kV o dlUcpi : độ lệch điện áp cho phép Điện áp tính toán đầu phân áp chế độ: U kt U yci Uip/a = Uiq Ukt điện áp không tải phía hạ, Ukt = 1,1 UđmH = 1,1 22=24,2 kV • Chọn đầu điều chỉnh cho chế độ: U dc = U1 p / a + U p / a Sau tính Udc ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chẩn Udctc gần với đầu điều chỉnh Udc tính •  Kiểm tra đầu phân áp lựa chọn: Sau chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn ta cần xác định giá trị thực điện áp góp hạ áp trạm, điện áp thực góp hạ áp xác định theo công thức sau: U it = U iq U kt U dctc Xác định độ lệch phần trăm dlU % = U it − U dmH 100 U dmH • Cuối so sánh với dlUcp% kết luận Tính toán cho trạm Điện áp tính toán đầu điều chỉnh máy biến áp xác định: • Chế độ phụ tải cực đại: U1 p / a = • U1q U kt U1 yc = 117.179.24, = 125.753kV 22.(1 + 0, 025) Chế độ phụ tải cực tiểu: 64 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận U p/a = • U3 p/a = U q U kt U yc = 111,424.24, = 127.899kV 22.(1 + 0, 075) Chế độ sau cố: U 3q U kt = U3y c 113.365.24, = 122.953kV 22.(1 − 0, 025) Đầu phân áp tính toán trung bình: U ip / a + U p / a U dc = = 125.753 + 120.154 = 122.954kV Ta chọn đầu điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn n = 2, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Udctc = 120,75kV Điện áp thực góp hạ áp: • Chế độ phụ tải cực đại: U1t = • U 2t = U 3t = = U dctc U 3q U kt U dctc U dctc = 111,179.24, = 23.484kV 120,75 Chế độ phụ tải cực tiểu: U q U kt • U1q U kt 111, 424.24, = 22,331kV 120, 75 Chế độ phụ tải sau cố: = 113,365.24, = 22.719kV 120,75 Độ lệch điện áp góp hạ áp ( Trạm yêu cầu điều chỉnh điện áp thường) • Chế độ phụ tải cực đại: dlU1 % = • U1t − U dmH 23.484 − 22 100 = 100 = 6.74 > 2.5% U dmH 22 Chế độ phụ tải cực tiểu: 65 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận dlU % = • U 2t − U dmH 22,331 − 22 100 = 100 = 1,346% < 7,5% U dmH 22 Chế độ phụ tải sau cố: dlU % = U 3t − U dmH 22, 719 − 22 100 = 100 = 3.269% > −2,5% U dmH 22 Như trạm thỏa mãn điều kiện điều chỉnh điện áp cố định Tính toán tương tự cho trạm lại ta có bảng sau Trạm Yêu cầu điều chỉnh điện áp U1q U2q U3q Ukt U1yc U2yc U3yc U1p/a U2p/a U3p/a Udc Nấc điều chỉnh Udctc U1t U2t U3t dlU1 dlU2 dlU3 T 117.17 111.42 113.36 24.2 22.55 23.65 21.45 125.75 120.15 127.89 122.95 120.75 23.484 22.33 22.719 6.74 1.364 3,269 Thỏa mãn KT KT KT KT KT KT 114.574 116.387 113.648 116.235 115.972 115.833 108.706 110.654 113.854 116.096 110.529 108.696 65.91 24.2 23.1 22 23.1 104.045 24.2 23.1 22 23.1 106.946 24.2 23.1 22 23.1 102.629 24.2 23.1 22 23.1 107.187 24.2 23.1 22 23.1 110.204 24.2 23.1 22 23.1 120.029 121.929 119.059 121.494 121.494 121.349 119.577 121.719 125.239 121.582 121.582 119.566 69.049 108.999 112.039 107.516 112.291 115.452 119.803 123.584 122.148 121.538 116.893 2 1 120.750 117.875 120.750 117.875 117.875 22.962 22.790 22.777 23.863 23.809 21.786 21.668 22.818 23.835 22.692 13.209 20.373 21.433 21.069 22.006 4.373 3.591 3.532 8.341 4.95 -0.973 -1.509 3.718 8.341 3.145 39.959 -7.395 -2.532 -4.232 0.0003 Không Không Không Không thỏa mãn thỏa mãn thỏa mãn thỏa mãn thỏa mãn 120.458 120.750 23.214 21.784 22.086 5.518 -0.982 0.004 Thỏa mãn 66 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Với trạm mà sử dụng máy biến áp có đầu phân áp cố định không thỏa mãn, ta sử dụng máy biến áp điều áp tải 6.2.2 Lựa chọn đầu phân áp cho máy biến áp điều áp tải Khác với máy biến áp có đầu phân áp cố đinh lựa chọn đầu phân áp tiêu chuẩn chung cho chế độ phụ tải max, min, cố; sử dụng máy biến áp điều áp tải, ta chọn đầu phân áp riêng cho chế độ phụ tải Chế độ phụ tải max Tram Yêu cầu điều chỉnh điện áp U1q U1yc Ukt U1p/a Nấc điều chỉnh U1dctc U1t dlU1 KT 114.574 23.1 24.2 120.029 119.094 23.100 Thỏa mãn KT 116.387 23.1 24.2 121.929 117.047 23.100 5.001 Thỏa mãn KT 108.706 22 24.2 119.577 121.141 21.716 -0.013 KT 110.654 22 24.2 121.719 119.094 22.485 0.022 KT 113.648 23.1 24.2 119.059 119.094 23.093 4.968 Thỏa mãn KT 116.235 23.1 24.2 121.494 117.047 24.032 9.236 Thỏa mãn Chế độ phụ tải Tram Yêu cầu điều chỉnh điện áp U2q U2yc Ukt U2p/a Nấc điều chỉnh U2dctc U2t dlU2 KT 113.854 22 24.2 125.239 121.141 22.744 0.034 KT 116.096 22 24.2 121.582 117.047 24.003 9.091 Chương 7: Tính tiêu kinh tế - Kĩ thuật mạng điện 7.1 Vốn đầu tư xây dựng lưới điện Khối lượng xây dựng - Tổng chiều dài đường dây ∑L = 36,056+60.828+36.056+60.828+41.231+64.031+50 = 349.03(km) 67 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận - Tổng công suất máy biến áp hạ áp ∑SB = 25.3 + 32.4 =203(MVA) Vốn đầu tư xây dựng - Vốn đầu tư xây dựng đường dây: vốn đầu tư xây dựng lấy từ phần tính toán so sánh phương án mặt kinh tế: Kd = (32485.92+39382.195+52260.242+16800) 106 = 140928.357× 106 đ - Vốn đầu tư xây dựng cho trạm biến áp: Vốn đầu tư xây dựng cho trạm biến áp hạ áp tính bảng sau ( Giá thành trạm biến áp có máy biến áp tăng 1,8 lần giá trạm biến áp có máy biến áp) Bảng Vốn đầu tư cho trạm biến áp hạ áp K0 (106 đ/máy) K (106 đ) Trạm Số máy Loại máy Sđm (MVA) TPD – 25000/110 25 19 000 34200 2 TPDH – 32000/110 32 22 000 39 600 TPDH – 25000/110 25 19 000 34200 TPDH – 32000/110 32 22 000 39600 TPDH – 25000/110 25 19 000 34200 TPDH –32000/110 32 22 000 39600 TPD – 25000/110 25 19000 34200 Tổng KTr = 255600 (106 đ) - Tổng vốn đầu tư xây dựng cho toàn mạng điện K ∑ = Kd + KTr = (140928.357+255600)× 106 = 396528.357× 106 đ 7.2 Tổng tổn thất công suất toàn mạng điện -Tổn thất công suất tác dụng toàn mạng điện bao gồm tổn thất công suất đường dây tổn thất công suất tác dụng máy biến áp chế độ phụ tải cực đại 68 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận - Tổn thất công suất tác dụng đường dây: ∆Pd = 0.290+6.642+1.148+2.933+1.189+0.762+0.974=7.938MW - Tổn thất công suất máy biến áp bao gồm tổn thất lõi thép (tổn thất không tải) tổn thất có tải: + Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây MBA có giá trị: ∆PB = 0.058+0.27+0.084+0.124+0.077+0.0016+0.116=0.7306MW +Tổng tổn thất công suất lõi thép máy biến áp xác định theo công thức sau: ∆P0 = 0,058.3+0,07.4=0,454 MW Như tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện bằng: ∆P = ∆Pd + ∆PB + ∆P0 = 7.938+ 0,7306 + 0,454 = 9.1226 MW Tổng công suất phụ tải cực đại: ∑Pmax = 210 MW Tổn thất công suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm(%) bằng: ∆P % = ∆P 9.1226 100 = 100 = 4,344% 210 ∑P Bảng tổng kết tổn thất công suất lưới Phụ tải Đường dây N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 Σ Pi ΣP ΔP % ΔPd (MW) 0.290 6.642 1.148 2.933 1.189 0.762 0.974 7.938 ΔP0 (MW) 0.058 0.07 0.058 0.07 0.058 0.048 0.07 0.454 9.1226 4.344% ΔPb (MW) 0.058 0.27 0.084 0.124 0.077 0.116 0.0016 0.7306 7.3 Tổng tổn thất điện mạng điện Tổng tổn thất điện mạng điện xác định theo công thức: 69 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận ∑ ∆A = ∑ ( ∆P + ∆P ) τ + ∑ B d ∆P0 t Trong đó: τ: thời gian tổn thất công suất cực đại, tính theo công thức: τ = (0,124 + Tmax 10 −4 ) 8760 t: thời gian máy biến áp làm việc năm, máy biến áp vận hành song song năm nên t = 8760 h Tổn thất điện tải đường dây là: ∆Adi = (∆Pdi + ∆PBi ) ×τ i Tổng tổn thất điện tải đường dây là: Σ∆Ad= Σ∆Adi Tổng tổn thất điện không tải đường dây là: Σ∆A0 = Σ∆P0 8760 Tổng tổn thất điện toàn lưới là: Σ∆A = Σ∆A0 + Σ∆Ad Bảng Tổng tổn thất điện toàn lưới Đường dây ∆PB (MW) N-1 0.058 N-2 0.27 N-3 0.084 N-4 0.124 N-5 0.077 N-6 0.116 N-7 0.0016 ∆Pd (MW) 0.290 6.624 1.148 2.933 1.189 0.762 0.974 Tmax (h) 4800 4800 4800 4800 4800 4800 4800 τ (h) 3195.788 3195.788 3195.788 3195.788 3195.788 3195.788 3195.788 ∆Ad (MWh) 1112.134 2857.034 3937.211 9769.523 4045.868 2805.902 3117.811 Σ∆Ad (MWh) 27645.433 Σ∆P0 (MW) 0.454 Σ∆A0 (MWh) 12551.049 Σ∆A (MWh) 40196.482 Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm A = ∑Pmax ×Tmax = (20+30+24+34+23+33+29)4800 = 926.4 × 103 MWh Tổn thất điện mạng điện tính theo % 70 Đồ án lưới điện ∆A% = GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận ∆A ∑ 40196.482 ×100 = ×100 = 4.339% A 926.4 × 103 7.4 Tính toán chi phí giá thành tải điện mạng điện thiết kế 7.4.1 Chi phí vận hành hàng năm Các chi phí vận hành hang năm mạng điện tính theo công thức Y= avh-d × Kd + avh-tr× Ktr + ∑∆A×c Trong - avh-d – hệ số vận hành đường dây, avh-d = 0,04 - avh – hệ số vận hành trạm biến áp, avh-tr = 0,1 - c giá thành 1kwh điện tổn thất c = 1000đ Như ta có Y = ( 0,04.140928.357+ 0,1 × 251200 )× 106 + 40196.482× 1000×103 = 70953.616× 106đ 7.4.2 Chi phí tính toán hàng năm Chi phí tính toán hàng năm xác định Z = atc × K∑ + Y Trong đó, atc – Hệ số định mức hiệu vốn đầu tư, atc = 0,125 Z = atc × K∑ + Y = 0,125 ×396528.357 × 106 +70953.616 × 106 = 120519.661×106 đ 7.4.3 Giá thành truyền tải điện Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức Y 70953.616 ×106 β= = = 76.591 A 926.4 × 106 (đ/ kWh) 7.4.4 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại xác định theo biểu thức sau: K tr 251200 ×106 K0 = = = 1196,19 × 106 ∑ Pmax 210 (đ/MW) 71 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận 7.5 Kết luận Kết tính tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp bảng sau: Bảng Các tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế STT 10 11 12 13 14 15 16 17 Các tiêu Tổng công suất phụ tải cực đại, ∑Pmax Tổng chiều dài đường dây Tổng công suất MBA hạ áp, ∑SđmB Tổng vốn đầu tư cho mạng điện, K Tổng vốn đầu tư đường dây, Kd Tổng vốn đầu tư trạm biến áp, KTBA Tổng điện phụ tải tiêu thụ, A Tổn thất điện áp lớn bình thường, Umax bt Tổn thất điện áp lớn cố, Umax sc Tổng tổn thất công suất tác dụng, ΔP Đơn vị MW km MVA 106đ 106đ 106đ MWh % % MW Giá trị 210 349.03 203 396528.35 140928.357 251200 926400 5,351 7,515 9.1226 Tổng tổn thất công suất tác dụng phần trăm, ΔP% % Tổng tổn thất điện năng, ΔA Tổng tổn thất điện phần trăm, ΔA% Chi phí vận hành hàng năm, Y Chi phí tính toán hàng năm, Z Giá thành truyền tải điện năng, β Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại, K0 MWh % 106đ 106đ đ/KWh 4.339 27645.433 4.344 70953.616 120519.661 76.591 106đ/MW 1196,19 Kết luận chung Từ kết tính toán tổng kết ta xác định tiêu kinh tế - kỹ thuật chủ yếu lưới điện cần thiết kế, từ yêu cầu trang thiết bị, xây dựng, vận hành vốn đầu tư ban đầu để vận hành dự án Đây bước chuẩn bị cuối trước dự án chấp nhận đưa vào thực Tài liệu tham khảo Mạng lưới điện – Nguyễn Văn Đạm Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2001 Thiết kế mạng hệ thống điện – Nguyễn Văn Đạm Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2008 72 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận Lưới điện hệ thống điện – Trần Bách Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2000 73 Đồ án lưới điện GVHD: Th.s Nguyễn Đức Thuận 74