bù công suất phản kháng trong lưới điện

Chơng I phân tích nguồn phụ tải Các số liệu nguồn cung cấp phụ tải Nguồn điện Nguồn điện cung cấp cho mạng điện khu vực nguồn có công suất vô lớn Mọi thay đổi biến động phụ tải không làm thay đổi điện áp góp nguồn Phụ tải Trong hệ thống điện có phụ tải có đặc điểm bảng sau: Ph ụ tải Thuộc S S max Cos hộ (MVA) (mva) loại I 50 24 0.85 I 43 25 0.85 I 31 20 0.85 I 39 26 0.85 III 28 17 0.85 I 48 23 0.85 T max (h) 500 500 500 500 500 500 UH (kV) Yêu cầu điều chỉnh điện áp 22 KT 22 KT 22 KT 22 KT 22 KT 22 KT Sơ đồ mặt nguồn điện phụ tải Các nguồn điện phụ tải điện đợc bố trí theo sơ đồ mặt nh sau: N Phân tích phụ tải Mạng điện mà ta cần thiết kế gồm có phụ tải với tổng công suất lớn là: S max = 239 MAV ,Tổng công suất cực tiểu là: S = 135MVA Các phụ tải 1,2,3,4,6 có mức độ đảm bảo cung cấp điện cao (loại I), nên đợc cung cấp đờng dây kép mạch vòng để đảm bảo cung cấp điện đợc liên tục Phụ tải có mức độ đảm bảo cung cấp điện loại III nên đợc cung cấp đờng dây mạch Có phụ tải 1,2,3,4,5,6 có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng Có độ lệch điện áp góp hạ áp có yêu cầu ĐCĐA khác thờng Và có giới hạn nh sau: + Trong chế độ phụ tải lớn nhất: dU% = 5% + Trong chế độ phụ tải nhỏ nhất: dU% = 0% + Trong chế độ sau cố: dU% = 0ữ5% Dựa vào bảng số liệu phụ tải, sau tính toán ta đợc bảng số liệu sau: Hộ tiêu thụ S max = Pmax + jQmax S max S = Pmin + jQmin S (MVA) 42.5 + j26.34 36.55 + j22.65 26.35 + j16,33 33.15 + j20.54 (MVA) 50 43 31 39 (MVA) 20.4 + j12.64 21.25 + j13.17 17 + j10.54 22.1 + j13.7 (MVA) 24 25 20 26 Tổng 23.8 + j14.75 28 40.8 + j25.29 48 203.15 + j125.9 239 14.45 + j8,96 19.55 + j12.12 114.75 + j71.13 17 23 135 Chơng II Cân sơ công suất Do nguồn có công suất vô lớn nên đáp ứng đầy đủ mặt công suất chất lợng điện áp cho phụ tải điện Vì nên ta không cần cân công suất Chơng III Dự kiến phơng án tính toán sơ lựa chọn phơng án Dự kiến phơng án nối dây mạng điện Theo yêu cầu thiết kế, ta phải đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ điện loại I , loại phụ tải quan trọng Đối với loại phụ tải ngừng cung cấp điện gây nguy hiểm đến tính mạng ngời , làm h hỏng thiết bị để phục hồi lại trạng thái làm việc bình thờng bắt buộc xí nghiệp phải ngừng sản xuất thời gian dài, vv Vì mức độ quan trọng hộ phụ tải nên đờng dây mạng điện phải đợc bố trí hợp lí cho gặp cố hỏng phận đờng dây phải đảm bảo cung cấp điện đợc liên tục cho hộ phụ tải Việc lựa chọn phơng án nối dây mạng điện phải đảm bảo yêu cầu sau: + Cung cấp điện liên tục + Đảm bảo chất lợng điện + Đảm bảo tính linh hoạt mạng điện + Đảm bảo tính kinh tế có khả phát triển tơng lai + Đảm bảo an toàn cho ngời cho thiết bị Dựa theo mặt thiết kế yêu cầu phụ tải, ta đa phơng án nối dây sau: Phơng án Phơng án 6 5 N N 4 3 1 Phơng án Phơng án 6 5 N N 4 3 1 2 Phơng án N So sánh phơng án mặt kĩ thuật Để so sánh phơng án mặt kĩ thuật, ta phải xét tới nội dung sau: - Chọn lựa cấp điện áp định mức hệ thống - Chọn lựa tiết diện dây dẫn - Tính toán tổn thất điện áp - Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn có cố Chọn lựa cấp điện áp hệ thống: Vấn đề lựa chọn cấp điện áp cho hệ thống ảnh hửog trực tiếp đến mặt kĩ thuật nh mặt kinh tế Nếu nh chọn U cao tổn thất lới giảm nhng chi phí cao Còn chọn U thấp chi phí giảm nhng tôn thất lới lại cao Vì ta phải lựa chọn U cho hợp lý Ta sử dụng công thức kinh nghiệm sau: U i = 4.34 Li + 16.Pi , kV Trong đó: Pi công suất truyền tải đờng dây thứ i, MW Li chiều dài đờng thứ i, km Nếu U = 70ữ 160 (kV) ta chọn cấp điện áp hệ thống Udm=110kV Lựa chọn tiết diện dây dẫn đoạn đờng dây: Mạng điện mà ta xét mạng điện khu vực, ngời ta thờng lựa chọn tiết diên dây dẫn theo mật độ kinh tế dòng điện.Ta dự kiến sử dùng loại dây dẫn AC Công thức tính tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế dòng điện là: Fkti = I max i J kt , mm2 Với mạng điện ta xét sử dụng dây AC thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000h nên ta có Jktế = 1,1 A/mm2 Trong công thức Imaxi dòng điện lớn đoạn đờng dây thứ i đợc tính nh sau: S max i Imaxi = n 3.U dm , A Với Si dòng công suất đờng dây thứ i đợc tính nh sau: 2 Smaxi = Pi + Qi , MVA n số mạch đờng dây, n = 1,2 Khi xác định đợc tiết diện dây dẫn đoạn đờng dây, ta tiến hành so sánh với tiết diện tiêu chuẩn để chọn tiêu chuẩn gần Tính tổn thất điện áp hệ thống: Tổn thất điện áp đợc tính theo biểu thức sau: Pi Ri + Qi X i 100 n U dm U% = % Trong đó: Pi, Qi công suất tác dụng công suất phản kháng đờng dây thứ i Ri, Xi điện trở tác dụng điện kháng đờng dây thứ i Chú ý tổn thất điện áp tính cho phạm vi cấp điện áp ta tính tổn thất điện áp cực đại lúc bình thờng xảy cố nặng nề nhất, trị số tổn thất điện áp phải thoả mãn yêu cầu sau: Đối với trờng hợp dùng máy biến áp thờng: Umaxbt 10% Umaxsc 20% Đối với truờng hợp dùng mba điều áp dới tải thì: Umaxbt 15-20% Umaxsc 20-25% Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang điều kiện phát nóng dây dẫn: Ta tiến hành kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang dây dẫn F 70mm Ta tiến hành kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn có cố nặng nề theo biểu thức sau: Đờng đơn Imax Khc.Icp Đờng kép Isc Khc Icp Trong đó: Isc dòng điện lớn co cố( khả hai dây đờng dây hai mạch bị đứt) Icp dòng điện cho phép lâu dài chạy qua dây dẫn Khc hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ làm việc, ta lấy Khc=0.8 Bây ta xét phơng án cụ thể III Tính toán tiêu kỹ thuật cho phơng án Sơ đồ mạng điện phơng án 1: N Lựa chọn điện áp định mức cho mạng điện: Xét đoạn N-1: PN-1= P1= 42.5 MW ; LN-1= 40.79 km; UN-1 = 4,34 40.79 + 16 ì 42.5 = 116.52 kV Xét tơng tự với đoạn đờng dây khác ta có bảng tổng kết sau: Đờng dây L (km) N-1 40.79 N-2 43.08 N-3 46.65 N-4 32 N-5 50.6 N-6 28.84 Smax (MVA) 42.5 + j26.34 36.55 + j22.65 26.35 + j16.33 33.15 + j20.54 23.8 + j14.75 40.8 + j25.29 Pmax (MW) Uvhi (kV) 42.5 116.52 36.55 108.75 26.35 93.91 33.15 102.92 23.8 90.14 40.8 113.31 Uđm(kV ) 110 Kết luận: Ta chọn cấp điện áp định mức mạng điện la Udm= 110kV Lựa chọn tiết diện dây dẫn: Xét đoạn N-1: SN-1= S1= 42.5 + 26.34 = 50 MVA S N1 IN-1= n 3.U dm = 50 10 = 131.22 3.110 A I N 131.22 = = 119 29 1,1 FN-1= J kt mm2 Chọn dây AC-120 có Icp =380 A Tính toán tơng tự đờng dây lại ta có bảng tổng kết sau: Đờng dây N-1 N-2 N-3 Số mạch 2 Imaxbt (A) Ftt (mm2) 131.22 112.84 81.35 119.29 102.59 73.96 Dây dẫn AC-120 AC-120 AC-70 Icp (A) 380 380 265 N-4 102.34 93.04 AC-95 330 N-5 146.96 133.60 AC-120 380 N-6 125.97 114.52 AC-120 380 Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn sau cố: Sự cố nguy hiểm mạng điện xảy đứt đờng dây lộ kép đờng dây hai mạch Khi đó, dòng điện cố tăng lên hai lần so với dòng điện mạch điện cha xảy cố Đoạn N-1: I scN = I max N = ì 131.22 = 262.44 A Tơng tự ta có bảng kết kiểm tra sau Đờng dây Số mạch Isc (A) N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 2 2 262.44 225.69 162.71 204.68 146.96 252.95 0.8 Icp (A) 304 304 212 264 304 304 Từ bảng tổng kết ta suy tiết diện dây dẫn đờng dây thỏa mãn điều kiện phát nóng cho phép dây có cố Sau chọn tiết diện dây dẫn đạt tiêu chuẩn, ta xác định thông số đơn vị đờng dây r0, x0, b0 tiến hành tinh thông số tập trung R, X, B/2 sơ đồ thay hình đờng dây theo công thức sau: R= 1 r0 ì L X = x0 ì L n n ; ; Đờng dây Số mạch N-1 N-2 N-3 L (km) 40.7 43.0 46.6 Dây dẫn r0 /km X0 /km R X AC-120 0.27 0.423 5.51 8.63 AC-120 0.27 0.423 5.82 9.11 AC-70 0.46 0.44 10.7 10.2 N-4 32 N-5 50.6 AC-120 0.27 0.423 N-6 28.8 AC-120 0.27 0.423 AC-95 0.33 0.429 5.28 13.6 6 6.86 21.4 3.89 6.1 Kiểm tra tổn thất điện áp đoạn đờng dây chế độ vận hành bình thờng cố Xét mạng điện làm việc bình thờng: Xét đoạn N-1: ta có SN-1= S1= 42.5 + j26.34 MVA 42.5 ì 5.51 + 26.34 ì 8.63 100% = 3.81% 110 UbtN-1% = Tính tơng tự đoạn lại Xét mạng điện gặp cố: Đứt mạch đờng dây kép: Đoạn N-1: UscN-1% = ì UbtN-1% = ì 3.81% = 7.62% Tính tơng tự đoạn lại Kết tính tổn thất điện áp đờng dây cho bảng sau: Đờng dây N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 U%bt 3.81 3.46 3.72 2.61 5.3 2.59 U%sc 7.62 6.92 7.44 5.22 5.18 Từ kết bảng ta nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn chế độ vận hành bình thờng bằng: Umax bt% = UbtN-5% = 5.3 % < 10% Tổn thất điện áp lớn chế độ cố bằng: Umax sc% = UscN-1% = 7.62 % < 20% Kết luận: Phơng án thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật Đồ án môn học Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện Kết tính điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy đổi phía cao áp chế độ phụ tải cực đại phụ tải cực tiểu cho bảng sau: Trạm biến áp Uqmax, kV Uqmin, kV 112.05 112.07 112.37 110.50 110.10 107.20 107.05 113.70 108.94 112.44 109.51 109.79 Với phụ tải sử dụng MBA điều chỉnh điện áp dới tải có phạm vi điều chỉnh: 9ì 1.78%Ucdm với Ucdm = 115 kV, Uhdm = 22 kV; Ukt = 1.1ì 22 = 24.2 kV Nh vậy, MBA điều chỉnh điện áp dới tải có đầu phân áp tiêu chẩn tơng ứng với nấc nh sau: Thứ tự đầu điều chỉnh +9 +8 +7 +6 +5 +4 +3 +2 +1 -1 -2 -3 -4 Lê Lớp Đ1 H3 Điện áp bổ sung (%) + 16.2 + 14.24 + 12.46 + 10.68 + 8.9 + 7.12 + 5.34 + 3.56 + 1.78 - 1.78 - 3.56 - 5.34 - 7.12 Điện áp bổ sung (kV) + 18.45 + 16.60 + 14.35 + 12.30 + 10.25 + 8.2 + 6.15 + 4.1 + 2.05 - 2.05 - 4.1 - 6.15 - 8.2 Minh 56 Điện áp đầu điều chỉnh (kV) 133.45 131.40 129.35 127.3 125.25 123.2 121.15 119.1 117.05 115 112.95 110.9 108.85 106.8 Tân Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện - - 8.9 10.68 12.46 14.24 16.2 - Đồ án môn học 10.25 12.30 14.35 16.60 18.45 104.75 102.7 100.75 98.6 96.55 Sử dụng MBA điều chỉnh dới tải cho phép thay đổi đầu điều chỉnh mà không cần cắt MBA khỏi mạng điện Do ta cần chọn đầu điều chỉnh MBA riêng cho chế độ phụ tải cực đại cực tiểu II Chọn đầu điều chỉnh MBA trạm Chọn đầu phân áp cho trạm biến áp Phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng nên ta sử dụng máy biến áp có điều chỉnh điện áp dới tải Chế độ cực đại: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA đợc xác định theo công thức: U dc max = U q max ì U KT U yc max = 112 059 ì 24.2 = 117 23.1 = 112 059 ì 24.2 = 23.168 117 05 kV kV Dựa vào bảng ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = +1, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là: Utc max = 117.05 kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: U t max = U q max ì U KT U tc max Độ lệch điện áp góp hạ áp bằng: U max % = U t max U dm 23.168 22 ì100 = ì 100 = 5.31% 5% U dm 22 Nh đầu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn phù hợp Chế độ cực tiểu: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh MBA đợc xác định theo công thức: Lê Lớp Đ1 H3 Minh 57 Tân Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện U dc = U q ì U KT U yc = Đồ án môn học 108.94 ì 24.2 = 119 834 22 kV Dựa vào bảng ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = +1, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là: Utc = 119.1 kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: U t max = U q ì U KT U tc = 108.94 ì 24.2 = 22.135 119 kV Độ lệch điện áp góp hạ áp bằng: U % = U t U dm 22.135 22 ì100 = ì100 = 0.616% 0% U dm 22 Nh đầu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn phù hợp Chọn đầu phân áp cho trạm biến áp lại: Chọn đầu điều chỉnh trạm biến áp ta tiến hành tơng tự nh trạm trạm biến áp Các kết tính toán điều chỉnh điện áp mạng điện cho bảng sau: TBA Udc max kV 112.05 112.07 112.37 112.44 107.20 113.70 Udc kV Ut max Ut kV kV Umax% Umin% 108.94 23.168 22.136 5.310 0.616 110.50 23.171 22.073 5.324 0.330 110.10 23.234 21.993 5.610 -0.033 23.249 21.875 5.676 -0.568 22.969 22.133 4.404 0.606 23.105 21.931 5.021 -0.314 109.51 107.05 109.79 Chơng VIII Lê Lớp Đ1 H3 Minh 58 Tân Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện Đồ án môn học Bù công suất phản kháng lới điện I giới thiệu chung Để giảm công suất chuyên chở đờng dây, ta phải tiến hành bù công suất phản kháng phụ tải, góp thứ cấp máy biến áp Dung lợng bù kinh tế cho hộ phụ tải đợc đặt trạm hạ áp mạng điện đợc xác định theo điều kiện hàm phí tổn tính toán hàng năm nhỏ Đờng lối chung hộ tiêu thụ ta đặt công suất bù Qbi làm ẩn số ta thành lập biểu thức hàm chi phí tính toán hàng năm nhỏ Z= f(Qbi) Sau ta lấy đạo hàm riêng Z/Qbi giải phơng trình Z/Qbi= từ ta sữ tìm đợc giá trị Qbi Khi lập biểu thức hàm Z= f(Qbi), ta phải ý đến quy ớc sau: +Không xét đến công suất phản kháng bù sơ mà ta tính phần cân công suất phản kháng ban đầu + Không xét đến tổn thất sắt PFe may biến áp không ảnh hởng nhiều đến giá trị Qbi +Không xét đến thành phần tổn thất công suất tác dụng P gây thành phần không gây ảnh hởng nhiều đến giá trị Qbi + Không xét đến thành phần công suất từ hoá máy biến áp QFe công suất phản kháng điện dung đờng dây sinh +Trong trình tính toán điện trở đờng dây ta phải xét tới điện trở rB máy biến áp Sau tính đựoc giá trị Qbi phải thoả mãn yêu cầu Qbi Nếu hộ phụ tải mà ta tính Qbi< ta chọn Qbi= 0, tức hộ phụ tải ta tiến hành bù công suất phản kháng Nếu phụ tải ta tính Qbi Qi ta tiến hành bù cho hộ phụ tải đến hệ số công suất COS i = 0,95 mà Chú ý ta bù công suất phản kháng cho hộ phụ tải đến hệ số công suất COS i = (0,95-0,97) không bù Lê Lớp Đ1 H3 Minh 59 Tân Đồ án môn học Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện công suất phản kháng không ảnh hởng nhiều đến tổn thất công suất tổn thất điện áp mạng điện Xét mạng điện phụ tải: Sơ đồ nh hình vẽ: N a A MBA P+ j.Q Qb b Biểu thức hàm chi phí tính toán hàng năm nhỏ đặt thiết bị bù kinh tế Z: * Ta có biểu thức hàm Z là: Z= Z1 + Z2+ Z3 Trong đó: + Z1 phí tổn hàng năm đặt thiết bị bù Qbi đợc xác định nh sau: Z1= K0ì Qb Với: K0 giá tiền đơn vị thiết bị bù, ta có: K0= 150ì 103 đồng/kVAr = 150ì 106 đồng/MVAr Qb tổng công suất bù, MVAr +Z2 phí tổn điện thiết bị bù tiêu tốn đợc xá định nh sau: Z2= cì tì P0ì Qb Với: c giá kWh điện tổn thất; đồ án ta có c=500 đồng/kWh t thời gian tụ điện vận hành hàng năm; ta chọn t= 8760h P0 tổn thất công suất tơng đối thiết bị bù, với tụ điên tĩnh ta lấy P0= 0.005 + Z3 tổn thất điện tải công suất phản kháng sau đặt thiết bị bù gây toàn mạng điện đợc xác định nh sau: Z3= cì Pmaxì Lê Lớp Đ1 H3 Minh 60 Tân Đồ án môn học Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện (Q Qb ) R U2 Trong đó: Pmax = Q công suất phản kháng cực đại hộ tiêu thụ lúc cha bù,MVAR U điện áp định mức đờng dây, ta có Uđm= 110 kV R điện trở đờng dây máy biến áp quy đổi bên cao áp thời gian tổn thất lớn nhất, phụ thuộc vào phụ tải (đồ thị phụ tải) tính chất phụ tải đợc tính công thức: = (0.124 + Tmaxì 10-4)2ì 8760 h Với Tmax: thời gian sử dụng phụ tải lớn lấy Tmax = 5000 h = (0.124 + 5000ì 10-4)2ì 8760 = 3411 h c: giá kWh điện tổn thất, c = 500 đồng/1kWh Xét mạng điện hở có nhiều phụ tải: Ta xét mạng điện có nhiều phụ tải nh sau: N N B3 Q3 B2 Qb3 Q2 Rb3 B1 Qb2 Q1 R3 Qb1 R2 R1 Rb2 Rb1 Q3-Qb3Q2-Qb2 Q1-Qb1 Thành lập biểu thức hàm chi phí Z: Z = Z1 + Z2 + Z3 Với: Z1 = K0ì Qb Z2 = cì tì P0ì Qb Z3 = cì Pmaxì Cách tìm biểu thức hàm Z tơng tự nh với mạng điện có phụ tải II tính toán cụ thể mạng điện Xét đoạn đờng dây N-1: Lê Lớp Đ1 H3 Minh 61 Tân Đồ án môn học Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện * Sơ đồ điện: 2ì TPDH-40000/110 N 2AC-120 S1 Sb1 * Lập biểu thức hàm ZN-1: ZN-1 = Z1 + Z2 + Z3 + Z1 = K0ì Qb = 150ì 106ì Qb1 + Z2 = cì tì P0ì Qb = 500ì 103ì 8760ì 0.005ì Qb1 = 21.9ì 106ì Qb1 Lan sau hoi thay xem la MbA dieu chinh duoi tai t=8740 hay t=Tm + Z3 = cì Pmaxì ( Q1 - Q b1 ) = cì ì(R N + RB1 ) = 500 ì 10 110 2 = 0.98 ì 10 ì ( 26.34 - Q b1 ) ( 26.34 - Q b1 ) ì ì ( 5.51 + 1.44 ) ì 3411 110 N 2AC-150 2ì TPDH-32000/110 Vậy ta đợc: ZN-1 = 171.9ì 106ì Qb1+ 0.98ì 106ì (26.34 - Qb1)2 * Lấy đạo hàm hàm Z ẩn Qb1, ta có phơng trình: ZN1/Qb1= 171.9ì 106 - 2ì 0.98ì 106ì (26.34 Qb1)= Giải phơng trình ta thu đợc Qb1 = - 61.364 MVAr * Vậy đặt thiết bị bù phụ tải Xét đoạn N-4-5: * Sơ đồ điện: TPDH-32000/110 AC-120 Lê Sb5 Minh 62 Lớp Đ1 H3 S4 S5 Sb4 Tân Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện Đồ án môn học * Tìm biểu thức hàm Z: ZN45 = Z1+ Z2+ Z3 + Z1 = K0ì Qb = 150ì 106ì (Qb4 +Qb5) + Z2 = cì tì P0ì Qb = 500ì 103ì 8760ì 0.005ì (Qb4+Qb5) = 21.9ì 106ì (Qb4 + Qb5) + Z3 = cì Pmaxì [ c ì ( Q4 + Q5 Qb5 Qb ) ì RN + ( Q4 Qb ) ì RB + ( Q5 Qb5 ) ì ( R45 + RB ) = U dm ] = 0.14ì 106ì [(35.29 - Qb5 - Qb4)2ì 3.36 + (20.54 Qb4)2ì 1.87 + (14.75- Qb5)2ì (6.11 + 1.87)] Vậy ta đợc: ZN45 = 171.9ì 106ì (Qb4 + Qb5) + 0.14ì 106ì [(35.29 - Qb5 Qb4)2ì 3.36 + + (20.54 - Qb4)2ì 1.87 + (14.75- Qb5)2ì (6.11 + 1.87)] * Lấy đạo hàm hàm Z ẩn số Qb4 Qb5 ta thu đợc phơng trình sau: ZN45/Qb4 = 171.9ì 106 0.28ì 106ì [(35.29 - Qb5 - Qb4)ì 3.36 + + (20.54 - Qb4)ì 1.87] = (1) ZN45/Qb5 = 171.9ì 106 0.28ì 106ì [(35.29 - Qb5 - Qb4)ì 3.36 + + (14.75- Qb5)ì (6.11 + 1.87)] = (2) * Giải phong trình ta nhận thấy: + Giải ta có Qb4 = - 87.67 MVAr nên ta lấy Qb4 = thay vào phơng trình (1) ta tìm đợc Qb5 = -157.83 Vậy ta đặt thiết bị bù phụ tải Xét đoạn đờng dây N-2: Lê Lớp Đ1 H3 Minh 63 Tân Đồ án môn học Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện * Sơ đồ điện: N 2ì TPDH-32000/110 2AC-120 S2 Sb2 * Lập biểu thức hàm ZN-2: ZN-2 = Z1 + Z2 + Z3 + Z1 = K0ì Qb = 150ì 106ì Qb2 + Z2 = cì tì P0ì Qb = 500ì 103ì 8760ì 0.005ì Qb1 = 21.9ì 106ì Qb2 + Z3 = cì Pmaxì ( Q - Q b2 ) = cì ì(R N + RB ) = 500 ì 10 110 = 1.084 ì 10 ì ( 22.65 - Q b2 ) ( 22.65 - Q b2 ) ì ì ( 5.82 + 1.87 ) ì 3411 110 Vậy ta đợc: ZN-2 = 171.9ì 106ì Qb2+ 1.084ì 106ì (22.65 - Qb2)2 * Lấy đạo hàm hàm Z ẩn Qb2, ta có phơng trình: ZN2/Qb2= 171.9ì 106 - 2ì 1.084ì 106ì (26.34 Qb2)= Giải phơng trình ta thu đợc Qb2 = - 52.95 MVAr * Vậy đặt thiết bị bù phụ tải Xét đoạn đờng dây N-3: * Sơ đồ điện: N 2ì TPDH-25000/110 2AC-70 S3 Sb3 Lê Lớp Đ1 H3 Minh 64 Tân Đồ án môn học Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện * Lập biểu thức hàm ZN-3: ZN-3 = Z1 + Z2 + Z3 + Z1 = K0ì Qb = 150ì 106ì Qb2 + Z2 = cì tì P0ì Qb = 500ì 103ì 8760ì 0.005ì Qb1 = 21.9ì 106ì Qb2 + Z3 = cì Pmaxì = cì ( Q3 - Q b3 ) ì ( R N + RB ) = 500 ì 103 ì 110 = 1.87 ì 10 ì (16.33 - Q b3 ) (16.33 - Q b3 ) ì (10.73 + 2.54) ì 3411 110 Vậy ta đợc: ZN-3 = 171.9ì 106ì Qb3+ 1.87ì 106ì (16.33 - Qb3)2 * Lấy đạo hàm hàm Z ẩn Qb3, ta có phơng trình: ZN3/Qb3= 171.9ì 106 - 2ì 1.87ì 106ì (16.33 Qb3)= Giải phơng trình ta thu đợc Qb3 = - 29.63 MVAr * Vậy đặt thiết bị bù phụ tải Xét đoạn đờng dây N-6: * Sơ đồ điện: N 2ì TPDH-40000/110 2AC-120 S6 Sb6 * Lập biểu thức hàm ZN-1: ZN-1 = Z1 + Z2 + Z3 + Z1 = K0ì Qb = 150ì 106ì Qb1 + Z2 = cì tì P0ì Qb = 500ì 103ì 8760ì 0.005ì Qb1 = 21.9ì 106ì Qb1 + Z3 = cì Pmaxì ( Q - Q b6 ) = cì ì(R N + RB ) = 500 ì 10 110 = 0.751 ì 10 ì ( 25.29 - Q b6 ) ( 25.29 - Q b6 ) ì ì ( 3.89 + 1.44 ) ì 3411 110 Vậy ta đợc: ZN-6 = 171.9ì 106ì Qb1+ 0.751ì 106ì (25.29 - Qb1)2 * Lấy đạo hàm hàm Z ẩn Qb6, ta có phơng trình: Lê Lớp Đ1 H3 Minh 65 Tân Đồ án môn học Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện ZN6/Qb6 = 171.9ì 106 - 2ì 0.751ì 106ì (25.29 Qb6)= Giải phơng trình ta thu đợc Qb6 = - 89.157 MVAr * Vậy đặt thiết bị bù phụ tải Tính tơng tự đoạn lại ta có bảng sau: Phụ tải Pi (MW) 42.5 36.55 26.35 33.15 23.8 40.8 Qi (MVAr) 26.34 22.65 16,33 20.54 14.75 25.29 Qbi (MVAr) - 61.364 - 52.95 - 29.63 - 87.67 -157.83 - 89.157 Cosi 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 Chơng IX Tính tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện I Vốn đầu t xây dựng mạng điện Tổng vốn đầu t xây dựng mạng điện đợc xác định theo công thức: K = Kđ + Kt Trong đó: - Kđ : Tổng vốn đầu t xây dựng đờng dây - Kt : Tổng vốn đầu t xây dựng trạm biến áp chơng IV tính tổng vốn đầu t xây dựng đờng dây có giá trị : Kđ = 108.009ì 109 đồng Vốn đầu t cho trạm hạ áp đợc xác định theo bảng sau Công suất định mức, MVA Giá thành, 106 đ/trạm 25 32 40 80 19000 22000 28000 43000 Vốn đầu t cho trạm hạ áp bằng: Lê Lớp Đ1 H3 Minh 66 Tân Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện Đồ án môn học Kt = 1.8ì 19000ì 106 + 2ì 1.8ì 22000ì 106 + 1ì 22000ì 106 + 2ì 1.8ì 28000ì 106 = 236.2ì 109 đồng Khi tổng vốn đầu t để xây dựng mạng điện là: K = Kđ + Kt = 108.009ì 109 + 236.2ì 109 = 344.209ì 109 đồng II Tổn thất công suất tác dụng mạng điện Tổn thất công suất tác dụng mạng điện bao gồm có tổn thất công suất đờng dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại Theo kết chơng VI, ta có tổn thất công suất tác dụng đờng dây là: Pd = 5.662 MW Và tổn thất công suất tác dụng cuộn dây máy biến áp có giá trị: Pb = 0.769 MW Tổng tổn thất lỏi thép máy biến áp là: P0 = P0i = 4ì 0.042 + 5ì 0.035 + 2ì 0.029 = 0.401 MW Nh tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện bằng: P = Pd + Pb + P0 = 5.662 + 0.769 + 0.401 = 6.832 MW Tổng tổn thất mạng điện tính theo phần trăm: P% = P 6.832 ì100 = ì100 = 3.363 203.15 Pmax % III Tổn thất điện mạng điện Tổn thất điệ mạng điện đợc xác định nh sau: A = (Pd + Pb)ì + P0ì t Trong đó: - Pd : Tổng tổn thất công suất tác dụng đờng dây Lê Lớp Đ1 H3 Minh 67 Tân Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện Đồ án môn học - Pb : Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây MBA - P0 : Tổng tổn thất lỏi thép MBA - : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất, = 3411 h -t : Thời gian máy biến áp làm việc năm, t = 8760 h Do tổng tổn thất điện mạng điện bằng: A = (5.662 + 0.769)ì 3411 + 0.401ì 8760 = 25448.901 MW.h Tổng điện mà hộ tiêu thụ nhận đợc năm bằng: A = Pmaxì Tmax = 203.15ì 5000 = 1015.75ì 103 MW.h Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm: A 25448.901 ì 100 = ì 100 = 2.505 1015.75 ì 10 A% = A % IV tính chi phí giá thành Chi phí vận hành hàng năm Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện đợc xác định theo công thức: Y = avhdì Kđ + avhtì Kt + Aì c Trong đó: avhd : hệ số vận hành đờng 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 = 500 đồng/kWh) Nh vậy: Y = 0.04ì 108.009ì 109 + 0.1ì 236.2ì 109 + 24066.236ì 103ì 500 = 39.97ì 109 đồng Chi phí tính toán hàng năm Chi phí tính toán hàng năm mạng điện đợc tính theo công thức: Z = atcì K + Y Trong atc hệ số định mức hiệu vốn đầu t (atc = 0.125) Do chi phí tính toán bằng: Z = 0.125ì 344.209ì 109 + 39.97ì 109 = 83ì 109 đồng Lê Lớp Đ1 H3 Minh 68 Tân Đồ án môn học Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện Giá thành truyền tải điện Giá thành truyền tải điện đợc xác định theo công thức: = Y 39.97 ì10 = = 39.35 A 1015.75 ì10 đồng/kW.h Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải chế dộ cực đại Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải chế dộ cực đại đợc xác định theo biểu thức: K 344.209 ì10 = = 1.694 ì 10 203.15 Pmax K0 = đồng/MW Kết tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống điện thiết kế đợc tổng hợp bảng sau: STT Các tiêu Tổng công suất phụ tải cực đại Tổng chiều dài đờng dây Tổng công suất MBA Tổng vốn đầu t cho mạng điện Tổng vốn đầu t cho đờng dây Tổng vốn đầu t cho TBA Tổng điện phụ tải tiêu thụ Umax bt (lúc phụ tải bình thờng) Umax sc (lúc phụ tải Lê Lớp Đ1 H3 Minh 69 Đơn vị Giá trị MW 203.15 km 213.99 MVA 370 109 đồng 344.209 109 đồng 108.009 109 đồng 236.2 MWh 1015750 % 5.88 % 9.4 Tân Đồ án môn học Trờng đại học điện lực hà nội Mạng lới điện 10 11 12 13 14 15 16 17 max) Tổn thất công suất P Tổn thất công suất P Tổn thất điện A Tổn thất điện A Chi phí vận hành hàng năm Y Chi phí tính toán hàng năm Z Giá thành truyền tải điện Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại Lê Lớp Đ1 H3 Minh 70 MW % MWh % 6.832 3.363 25448.901 2.505 109 đồng 39.97 109 đồng 83 đồng/kW.h 39.35 109 đồng/MW 1.694 Tân ... j71.13 17 23 135 Chơng II Cân sơ công suất Do nguồn có công suất vô lớn nên đáp ứng đầy đủ mặt công suất chất lợng điện áp cho phụ tải điện Vì nên ta không cần cân công suất Chơng III Dự kiến phơng... tổn thất điện áp hệ thống: Tổn thất điện áp đợc tính theo biểu thức sau: Pi Ri + Qi X i 100 n U dm U% = % Trong đó: Pi, Qi công suất tác dụng công suất phản kháng đờng dây thứ i Ri, Xi điện trở... tế dòng điện là: Fkti = I max i J kt , mm2 Với mạng điện ta xét sử dụng dây AC thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000h nên ta có Jktế = 1,1 A/mm2 Trong công thức Imaxi dòng điện lớn