chọn điện áp truyền tải – các phương án nối dây và chọn phương án phù hợp về kỹ thuật - kinh tế

Cân bằng công suất trong hệ thống điện là xem khả năng cung cấp và tiêu thụ điện trong hệ thống có cân bằng hay không. Từ đó sơ bộ xác định phương thức vận hành khi phụ tải cực đại, cực tiểu và sự cố. I. cân bằng công suất tác dụng. Sự cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống được biểu diễn bằng phương trình cân bằng sau: ?Py/c = ?Pf = m.?Ppt + ??Pmd + ?Ptd + ?P dtr. Trong đó: ?Pf là tổng công suất tác dụng định mức của nguồn điện m là hệ số đồng thời m = 1 ?Ppt là tổng công suất tác dụng cực đại của các phụ tải ?Ppt = 25+40+30+25+28+20 = 168 MW m.?Ppt = 1.168=168 MW ??.Pmd là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và trong các máy biến áp của hệ thống. tổn thất này phụ thuộc vào số máy biến áp và độ dài đường dâycủa mạng điện, thường lấy bằng 5%?15% tổng công suất các phụ tải ở đây lấy ??Pmd =8% ?Ppt ??Pmd = 8%.168 = 13,44MW. ?Ptd là tổng công suất tác dụng các phụ tải tự dùng của nhà máy điện. ở đây ta lấy điện trên thanh cái cao áp nên ?Ptd = 0. ?Pdtr là tổng công suất dự trữ của hệ thống. ở đây ??Pdtr = 0. Thay các số liệu vào phương trình (1) ta có : ??Pyc = ??Pf = 168 + 13,44 = 181,44MW. Vậy yêu cầu công suất tác dụng của mạng điện là 181,44MW.

Mạng Lới Điện LờI NóI ĐầU Hiện nay và trong tơng lai nghành công nghiềp ngày càng phát triển với tốc độ lớn, nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng .Lới điện sẽ ngày càng phát triển mạnh mẽ ở khắp mọi nơi.Việc quy hoạch, thiết kế lới điện cho các khu vực là mọt nhu cầu câp thiết phục vụ cho sự phát triển của xã hội hiện nay. Nếu lới điện xây dựng không có quy hoặch sẽ gây nhiều lãng phí về kinh tế và gây khó khăn cho công tác vận hành sau này.Quy hoạch thiết kế lới điện một cách hoàn chỉnh hợp lý sẽ giúp cho việc sử dụng điện thuận tiện hợp lý và tiện lợi cho vệc qui hoạch và phát triển của toàn hệ thống điện. Khi thiết kế cần tính đến khả năng h hỏng và những tình trạng làm việc không bình thờng của hệ thống đó. Nhng cần đảm bảo các điều kiện yêu cầu của phụ tải, đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế của mạng điện đảm bảo cung cấp điện liên tục, chất lợng điện năng tốt đảm bảo tính linh hoạt và tính an toàn của hệ thống . Đồ án môn học Mạng lới điện nhằm mục đích cho sinh viên vận dụng những kiến thức đã học vào thực hiện một nhiệm vụ cụ thể tuy không lớn nhng toàn diện. Là bớc đầu tập dợt giúp cho sinh viên một số kinh nghiệm trong công tác kỹ thuật sau này mà mỗi sinh viên cần phải tích luỹ khi rời ghế nhà trờng. Đồ án thiết kế mạng lới điện khu vực gồm: Phần thuyết minh, tính toán . Phần bản vẽ: sơ đồ toàn mạng lới điện . Trong quá trình thiết kế em đã nhận đợc sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn Lân Tráng. Tuy nhiên do bớc đầu làm quen với công việc thiết kế, do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đ- ợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn hệ thống điện để em có điều kiện bổ sung thêm phần kiến thức của mình . 1 Mạng Lới Điện Chơng mở đầu: các số liệu về nguồn và phụ tải Trong thiết kế mạng lới điện, việc phân tích nguồn và phụ tải là hết sức quan trọng. Thiết kế hệ thống có chính xác hay không phụ thuộc rất nhiều vào mức độ chính xác của công tác phân tích nguồn và phụ tải. Ngoài ra việc quyết định lựa chọn sơ đồ nối dây của mạng điện cũng nh phơng thức vận hành phụ thuộc vào vị trí địa lý, nhiệm vụ, tính chất của từng nhà máy và phụ tải . Với các số liệu theo nhiệm vụ thiết kế ta tiến hành phân tích theo các bớc sau: I. sơ đồ địa lý nguồn cung cấp và các phụ tải Hình 1. II. số liệu về nguồn cung cấp . 1. Nguồn điện đợc lấy từ thanh cái cao áp của nhà máy điện. 2. Điên áp trên thanh cái cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực đại bằng 110%, khi phụ tải cực tiểu bằng 105%, khi có sự cố nặng nề bằng 110% điện áp danh định. 3. Hệ số công suất trung bình trên thanh cái cao áp của nhà máy điện là: cos =0,85 III. các số liệu về phụ tải. 2 Mạng Lới Điện Tmax = 5000h Các số liệu về phụ tải đợc thể hiện qua bảng 0-1 phụ tải Số liệu 1 2 3 4 5 6 Pmax (MW) 25 40 30 25 28 20 Pmin (MW) 17,5 28 21 17,5 19,6 14 cos 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Qmax (MVAr) 12,1 19,36 14,52 12,1 13,6 9,7 Qmin (MVAr) 8,5 13,6 10,2 8,5 9,5 6,8 Loại hộ phụ tải I I I I I I Y/c điều chỉnh điện áp KT KT KT KT KT KT điện áp thứ cấp(kV) 22 22 22 22 22 22 Smax (MVA) 27,77 53,24 30,24 27,77 31,23 22,23 Với Pmin = 70%Pmax. Qpt = Ppt.tgpt. S 2 = Q 2 + P 2 Chơng I cân bằng công suất 3 Mạng Lới Điện Cân bằng công suất trong hệ thống điện là xem khả năng cung cấp và tiêu thụ điện trong hệ thống có cân bằng hay không. Từ đó sơ bộ xác định phơng thức vận hành khi phụ tải cực đại, cực tiểu và sự cố. I. cân bằng công suất tác dụng. Sự cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống đợc biểu diễn bằng phơng trình cân bằng sau: Py/c = Pf = m.Ppt + Pmd + Ptd + P dtr. Trong đó: Pf là tổng công suất tác dụng định mức của nguồn điện m là hệ số đồng thời m = 1 Ppt là tổng công suất tác dụng cực đại của các phụ tải Ppt = 25+40+30+25+28+20 = 168 MW m.Ppt = 1.168=168 MW .Pmd là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây và trong các máy biến áp của hệ thống. tổn thất này phụ thuộc vào số máy biến áp và độ dài đờng dâycủa mạng điện, thờng lấy bằng 5%15% tổng công suất các phụ tải ở đây lấy Pmd =8% Ppt Pmd = 8%.168 = 13,44MW. Ptd là tổng công suất tác dụng các phụ tải tự dùng của nhà máy điện. ở đây ta lấy điện trên thanh cái cao áp nên Ptd = 0. Pdtr là tổng công suất dự trữ của hệ thống. ở đây Pdtr = 0. Thay các số liệu vào phơng trình (1) ta có : Pyc = Pf = 168 + 13,44 = 181,44MW. Vậy yêu cầu công suất tác dụng của mạng điện là 181,44MW. II. cân bằng công suất phản kháng. Công suất phản kháng phát ra từ các máy điện và từ các thiết bị bù trong hệ thống điện tại mỗi thời điểm phải bằng công suất phản kháng tiêu thụ của các phụ tải và tổn thất công suất phản kháng trong hệ thống điện. Sự cân bằng công suất phản kháng có thể đợc biểu diễn bằng biểu thức sau: Qf + Qbu = m.Qpt + QB + Ql + Qtd + Qdtr - Qc. Trong đó: Qf là tỏng công suất phản kháng phát ra bởi các máy phát điện Qf = Pf.tgf . Trị số tgf đợc tính từ hệ số cosf của máy phát làm việc ở chế độ định mức. ở đây cosf = 0,85 tgf = 0,62 do đó Qf = 181,44.0,62 = 112,49MVAr 4 Mạng Lới Điện Qbu là tổng công suất phản kháng phát ra từ các thiết bị bù. m. Qpt là công suất phản kháng của các phụ tải có xét đến hệ số đồng thời Qpt = Ppt . tgpt ở đây cospt = 0,9 tgpt = 0,484 Vậy m.Qpt = 1.168.0,484 = 81,312MVAr QB là tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp của mạng điện. Thờng lấy QB = 15%.Qpt = 0,15.81,312 = 12,2MVAr Qtd là tổng công suất phản kháng tự dùng của nhà máy điện. ở đây Qtd = 0. Qdtr là tổng công suất phản kháng dự trữ của hệ thống. ở đây Qdtr = 0. Ql là tổng tổn thất công suất phản kháng trên toàn đờng dây của mạng điện. Qc là tổng công suất phản kháng phát ra từ đờng dây cao áp. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng với đờng dây 110kV mà dùng dây AC-120 hay AC- 150 thì Ql = Qc. Nếu tiết diện dây lớn hơn thì Ql < Qc và ngợc lại. Lúc cân bằng sơ bộ có thể coi Ql = Qc . Vậy Q bu = 81,31 +12,2 112,49 = -18,98MVAr. Ta thấy do lợng công suất phản kháng cần bù có giá trị âm nên ta không cần phải tiến hành bù sơ bộ . Chơng II: chọn điện áp truyền tải các ph ơng án nối dây và chọn phơng án phù hợp về kỹ thuật - kinh tế I. lựa chọn điện áp truền tải. 5 Mạng Lới Điện Một trong những công việc quan trọng khi thiết kế hệ thống điện là lựa chọn đúng điện áp của đờng dây tải điện. Vấn đè này rất quan trọng vì nó ảnh hởng đến tính kỹ thuật và tinh kinh tế của mạng điện. Để đơn giản trong tính toán ta chọn phơng án cấp điện hình tia cho các hộ phụ tải nh hình 2-1 Ta sử dụng công thức kinh nghiệm để xác định trị số điện áp danh định cho hệ thống : Utt = 4,34. PL .16 + (kV). Trong đó: L là khoảng cách truyền tải (km) P là công suất truyền tải trên đọan đờng dây (MW). Ta tính cho đoạn đờng dây ND PT1 : có P = 25 MW, L = 72km Utt = 4,34. 25.1672 + = 94,29(kV). Tính tơng tự cho các đoạn đờng dây còn lại ta có kết quả qua bảng 2 1 Đoạn đờng dây P(MW) L(km) Utính(kV) Uchọn(kV) NĐ - PT1 25 72 94,29 110 NĐ - PT2 40 63 115 110 NĐ - PT3 30 71 102 110 NĐ - PT4 25 108 98 110 NĐ - PT5 28 95 101 110 NĐ - PT6 20 73 86 110 6 Hình 2-1 Mạng Lới Điện Kết luận: Do 60kV < Utính < 150kV nên ta chọn điện áp danh định của hệ thống là 110kV. II. Dự kiến các phơng án nối dây. A. Các yêu cầu chính . Khi đa ra các phơng án nối dây ta phải lu ý đến các vấn đề sau: 1. Đây là mạng điện cung cấp điện cho các phụ tải rất quan trọng (phụ tải loại I) nên cần đảm bảo cung cấp điện liên tục, đảm bảo chất lợng điện và tính linh hoạt cao, đảm bảo an toàn. 2. Mạng điện ta thiết kế có công suất truyền tải trên đờng dây tơng đối lớn, khoảng cách truyền tải khá dài. Do vậy để đảm bảo tính kinh tế, kỹ thuật ta chọn loại dây dẫn điện là dây nhôm lõi thép vì nó có các u điểm sau: Có độ dẫn điện tốt . Có độ bền cơ cao. Có giá thành rẻ . B. Các phơng án nối dây. 7 Mạng Lới Điện Dựa vào mặt bằng nguồn điện và phụ tải, dựa vào yêu cầu cung cấp điện của các phụ tải sơ bộ đa ra một số phơng án nối dây sau: 1. Phơng án I 2. Phơng án II 3. Phơng án III 8 Hình 2-2 Hình 2-3 Hình 2-4 “ M¹ng Líi §iÖn “ 4. Ph¬ng ¸n IV 5. Ph¬ng ¸n V 9 H×nh 2-5 H×nh 2-6 “ M¹ng Líi §iÖn “ 6. so s¸nh c¸c ph¬ng ¸n vÒ mÆt kü thuËt . 1. Ph¬ng ¸n I 10 . áp truyền tải các ph ơng án nối dây và chọn phơng án phù hợp về kỹ thuật - kinh tế I. lựa chọn điện áp truền tải. 5 Mạng Lới Điện Một trong những công. phơng án nối dây. 7 Mạng Lới Điện Dựa vào mặt bằng nguồn điện và phụ tải, dựa vào yêu cầu cung cấp điện của các phụ tải sơ bộ đa ra một số phơng án nối dây