Cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng

Trong hệ thống điện chế độ vận hành chỉ tồn tại khi có sự cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng. Việc cân bằng công suất trong hệ thống trước hết là kiểm tra khả năng cung cấp và tiêu thụ điện trong trong hệ thống. từ dó có thể bố trí sơ bộ phụ tải xác định phương thức vận hành cho nhà máy điện trong hệ thống điện, trong các trạng thái vần hành cực đại, cực tiểu sự cố dựa trên sự cân bằng từng khu vực, đặc điểm và khả năng cung cấp của nhà máy và hệ thống . 2.1.Cân bằng công suất tác dụng : Cân bằng công suất tác dụng thật sự cần thiết để dữ được tần số bình thường trong hệ thống f = 500 HZ điều đó có nghĩa là tổng công suất phát ra phải bằng tổng công suất tác dụng yêu cầu Pf = Pyc 2.1.1 Công suất tác dụng yêu cầu: Công suất tác dụng yêu cầu bao gồm : + Tổng công suất tác dụng do phụ tải yêu cầu Ppt (MW) với hệ số đồng thời m = 1 + Tổng tổn thất công suất tác dụng của mạng điện P (MW). Tổn thất này chiếm 5-8% tổng công suất tác dụng do phụ taỉ yêu cầu,trong trường hợp tính toán ban đầu ta lấy bằng 8% + Tổng công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện là Ptd (MW), công suất tự dùng chiếm khoảng 10% công suất phát của nhà máy nhiệt điện Từ đó ta có lượng công suất tác dụng yêu cầu :

ch¬ng I Phân tích nguồn cung cấp phụ tải 1.1 Số liệu nguồn: Nguồn điện ban đầu gồm HTĐ nhà máy điện Trạm biến áp trung gian có công suất lớn hệ số công suất cos HT = 0,85 điện áp danh định góp hệ thống Udđ = 110 KV nhà máy điện gồm tổ máy công suất định møc 100 MW hƯ sè c«ng st cos NM = 0,85, điện áp đầu cực máy phát UF = 10,5 KV Khoảng cách từ nhà máy điện đến hệ thống khoảng 120 KM 1.2Số liệu phụ tải: Phụ tải bao gồm hộ tiêu thụ có số liệu chế độ phụ tải sau : C¸c sè liƯu C¸c tiªu thơ 78 Phơ t¶i cực đại Pmax (MW) 42 40 38 36 34 24 28 35 30 HƯ sè c«ng st cos 0,92 0,9 0,88 0,87 0,88 0,86 0,9 0,9 0,87 Mức đảm bảo cung cấp điện I I I I I III I I I Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT KT KT KT KT T KT KT KT Điện áp danh định lới điện 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Thêi gian sư dơng c«ng st lín nhÊt Tmax = 5000h Phơ t¶i cùc tiĨu 50% Phụ tải cực đại Hệ số đồng thời K = *) Nhận xét :Nhìn chung phụ tải có công suất trung bình 30-35 MW nh- ng phân bố phân tán xa nguồn phát ,về sơ khoanh vùng phụ tải nh sau : Phơ t¶i 2,4,5,6 hƯ thèng cung cÊp Phơ t¶i 1,7,8,9 nhà máy điện cung cấp Phụ tải nhà máy điện hay HTĐ cung cấp Các phụ tải có công suất nhỏ nên phải đặt bù công suất phản kháng Có phụ tải loại nên phải sử dụng đờng dây kép trạm biến áp có hai máy biến áp để cung cấp điện đến phụ tải ,phụ tải phụ tải loại nên cần dùng đờng dây đơn trạm biến áp gồm máy biến ¸p B¶ng c¸c sè liƯu phơ t¶i Phơ t¶i L Pmax(MW) 42 40 38 36 34 24 28 35 30 Pmin(MW) 29,4 28 26,6 25,2 23,8 16,8 19,6 24,5 21 cos 0,92 0,9 0,88 0,87 0,88 0,86 0,9 0,9 0,87 Qmax(MVar) 17,89 19,37 20,51 20,4 18,35 14,24 13,56 16,95 17 Qmin(MVar) 12,523 13,56 14,36 14,28 12,84 9,968 9,492 11,86 11,9 Pđm = 300 MW Công suất phát kinh tế : Pfkt = 80% Pfđm = 80% 300 = 240 (MW) Công suất phụ tải yêu cầu chế độ cực đại Pptmax = 307(MW) lớn Pfkt nhà máy điện nên mang điện phải lấy thêm công suất từ hệ thống Trong chÕ ®é cùc tiĨu :  Pmin = 70%  Pmax= 214.9 (MW) chơng II Cân công suất tác dụng công suất phản kháng Trong hệ thống điện chế độ vận hành tồn có cân công suất tác dụng công suất phản kháng Việc cân công suất hệ thống trớc hết kiểm tra khả cung cấp tiêu thụ điện trong hệ thèng tõ dã cã thĨ bè trÝ s¬ bé phơ tải xác định phơng thức vận hành cho nhà máy điện hệ thống điện, trạng thái vần hành cực đại, cực tiểu cố dựa cân khu vực, đặc điểm khả cung cấp nhà máy hệ thống 2.1.Cân công suất tác dụng : Cân công suất tác dụng thật cần thiết để đợc tần số bình th- êng hƯ thèng f = 500 HZ ®iỊu có nghĩa tổng công suất phát phải tổng công suất tác dụng yêu cầu Pf = Pyc 2.1.1 Công suất tác dụng yêu cầu: Công suất tác dụng yêu cầu bao gåm : L + Tổng công suất tác dụng phụ tải yêu cầu Ppt (MW) với hệ sè ®ång thêi m = + Tỉng tỉn thất công suất tác dụng mạng điện P Pmd (MW) Tổn thất chiếm 5-8% tổng công suất tác dụng phụ taỉ yêu cầu,trong trờng hợp tính toán ban đầu ta lấy 8% + Tổng công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện Ptd (MW), công suất tự dùng chiếm khoảng 10% công suất phát nhà máy nhiệt điện Từ ta có lợng công suất tác dụng yêu cầu : 10 Pyc= m  Ppt +  Pmd +  Ptd i 1 Nếu Pf Pyc phải tăng công suất phát lên, nhà máy đà phát lên hết công suất định mức mà không đủ phải lấy thªm tõ hƯ thèng  Pf +  Pht = m  Ppt max +  Pmd +  Ptd +  Pdt Trong ®ã : Pf : Tổng công suất phát nhà máy ®iÖn  Pfkt = 240(MW)  Pht : Công suất tác dụng lấy từ hệ thống Ppt max :Tổng công suất yêu cầu phụ tải chế độ max Pmd : Tổng tổn thất đờng dây m¸y biÕn ¸p  Pmd = 5%  Ppt max Pdt :Tổng công suất dự trữ lÊy tõ hƯ thèng nªn coi  Pdt = Ta cã : 320 + PHT = 307 + 0,05.307 + 0,1.240 = 26,35 MW Nh vËy chÕ ®é phụ tải cực đại, nhà máy cần lợng công suất : 26,35 MW từ hệ thống 2.2 Cân công suất phản kháng: Cân công suất phản kháng để dự trữ điện áp bình thờng hệ thống, thiếu hụt công suất phản kháng làm điện giảm sút Phơng trình cân công suất phản kháng Q f + Qht = m  Q pt max +  Qba +  Qc +  Qdt +  Qtd +  QI (2.2) Trong : Q f :Tổng công suất phản kháng phát nhà máy điện  Q f =  Pf tg f = 240.0,62 = 148.8 víi cos = 0,85 L Qht : Công suất phản kháng từ hÖ thèng Qht = Pht.tg ht = 26,35.0,62 = 16,34 Mvar  Q pt max :Tổng công suất phản kháng phụ tải chế độ cực đại Q pt max =  Ppt max tg pt = 307.0.539 = 165,7 Mvar  QI :Tỉn thÊt c«ng suất phản kháng đoạn đờng dây Qc :Công suất phản kháng đờng dây sinh với mạng 110 KV tính toán sơ bé coi  Qc =  QI Qba :Tổn thất công suất phản kháng MBA  Qba = 15%  Q pt max = 165,7.15% = 24,85 Mvar  Qtd =  Ptd tgtd = 24.0,88 = 21,12 Mvar  Qdt : Coi b»ng Tõ c«ng thøc (2.2) Ta cã : 148,8 + 16,34  165,7 + 24,85 + 21,12 164,34  210,97 Ta thÊy c«ng suất phản kháng nhà máy hệ thống cung cấp nhỏ tổng công suất phản kháng mà phụ tải yêu cầu nên ta phải bù sơ : Lợng cần bù : Qb = Qycf - Q = 210,97 – 164,34 = 46,63 Mvar Ta tiÕn hành bù cho hộ có cos thấp, bù hộ xa nguån, bï cos tèi ®a 0,95 – 0,97 ta thấy cần phải bù cho hộ 2,3,45,6,7,8,9 lên cos = 0,95 Ta cã b¶ng bï cos : phơ t¶i Pmax (MW) 42 40 38 36 34 24 28 35 30 cos 0,92 0,9 0,88 0,87 0,88 0,86 0,9 0,9 0,87 Qi 17,89 19,37 20,51 20,4 18,35 14,24 13,56 16,95 17 cos b 0,92 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 Qib 17,89 13,15 12,49 11,83 11,17 7,89 9,2 11,5 9,86 Tổng lợng Qbù 53,29 Mvar đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải L Chơng III tính toán lựa chọn phơng án tối u Nguyên tắc chủ yếu công tác thiết kế mạng điện cung cấp điện với chất lợng điện cao, độ tin cậy cấp điện cao,đảm bảo yêu cầu kinh tế Mục đích tính toán thiết kế nhằm tìm phơng án phù hợp với phơng án phù hợp với nguyên tắc đà nêu 3.1 Dự kiến phơng án nối dây mạng : Qua phân tích nguồn điện phụ tải ta thấy : Có phụ tải loại I phụ tải loại III, phụ tải yêu cầu dộ tin cậy cung cấp điện cao, ta phải cung cấp từ nguồn riêng biệt, lô kép mạch vòng Theo tính toán sơ ta nhận thấy chế độ vận hành bình thờng, hệ thống cung cấp khoảng 26,35 MW cho mạng điện, ta bố trí số phụ tải lấy điện trực tiếp từ hệ thống Ta có số phơng án sau : HT§ NMĐ Phơng án I 78 L Phơng án II HT§ NM§ Phơng án III 78 56 HT§ NM§ L 78 56 Phơng án IV HT§ NM§ Phơng án V 56 HT§ NM§ HT§ 62 NMĐ Phơng ¸n VI L 78 56 Phơng án VII HT§ NM§ Ph¬ng ¸n VIII HT§ 78 NM§ 78 L 56 Phơng án IX NM§ HT§ 78 19 Phơng án X NM§ HT§ 78 56 L Ta Giữ lại phơng án 1,2,3,4,5,6 để tính toán kỹ thuật lựa chọn phơng án tối u Các phơng án 7,8,9,10 chiều dài đờng dây lớn gây nên lÃng phí không cần thiết, phong án không tực tế 3.2 Tính toán kỹ thuật phơng án : 3.2.1 Lựa chọn điện áp danh định : Một công việc lúc thiết kế lới điện lựa chọn điện áp đờng dây tải điện Chọn điện áp danh định cho mạng điện ảnh hởng trực tiếp đến tính kỹ thuật tính kinh tế mạng điện Điện áp danh định cho đoạn đờng dây phụ thuộc chiều dài đoạn đờng dây công suất chạy đờng dây nh sau : U = 4,34 l 16.P (KV) Trong ®ã : l :Khoảng cách truyền tải (km) P :Công suất truyền tải (MW) Ta chọn điện áp định mức cho mạng điện khu vực thiết kế 110 KV.Ta dùng dây AC cho tất lộ đờng dây, với F 70 ( mm2) để thoả mÃn điều kiện vầng quang Tất phụ tải có thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000 h tra bảng đợc Jkt = 1,1 (A/mm2) Các dây dẫn đặt không với khoảng cách trung bình hình học tb = m Công thøc tÝnh thiÕt diƯn d©y dÉn : F = I max J kt F: TiÕt diƯn d©y dẫn (mm2) Imax : Dòng qua dây chế ®é max *) IN-1max = Smax 103  P max  Q max 103 (A) NM§ 3.U dm HT§ 2.110 Smax : Công suất chạy đoạn đờng dây chế độ max (MVA) Uđm : Điện áp định mức mạng điện 110 KV 3.2.1 Phơng án I : L 78 10 56 ... ch¬ng II Cân công suất tác dụng công suất phản kháng Trong hệ thống điện chế độ vận hành tồn có cân công suất tác dụng công suất phản kháng Việc cân công suất hệ thống trớc... tổng công suất phát phải tổng công suất tác dụng yêu cầu Pf = Pyc 2.1.1 Công suất tác dụng yêu cầu: Công suất tác dụng yêu cầu bao gồm : L + Tæng công suất tác dụng phụ... công suất : 26,35 MW từ hệ thống 2.2 Cân công suất phản kháng: Cân công suất phản kháng để dự trữ điện áp bình thờng hệ thống, thiếu hụt công suất phản kháng làm điện giảm sút Phơng trình cân