Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG I: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1 1. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG 1 2. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 2 CHƯƠNG II: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT 4 1. LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN 4 2. CHỌN TIẾT DIỆN DÂY 5 3. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY 9 4. TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ SỤT ÁP 14 5. CHỌN BÁT SỨ 24 6. CHỈ TIÊU VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG DO ĐIỆN DUNG ĐƯỜNG DÂY 25 7. TỔN HAO VẦNG QUANG 25 CHƯƠNG III. SO SÁNH PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ 27 1. MỤC ĐÍCH 27 2. TÍNH TOÁN 27 CHƯƠNG IV: SƠ ĐỒCHƯƠNG I: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1 1. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG 1 2. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 2 CHƯƠNG II: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT 4 1. LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN 4 2. CHỌN TIẾT DIỆN DÂY 5 3. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY 9 4. TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ SỤT ÁP 14 5. CHỌN BÁT SỨ 24 6. CHỈ TIÊU VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG DO ĐIỆN DUNG ĐƯỜNG DÂY 25 7. TỔN HAO VẦNG QUANG 25 CHƯƠNG III. SO SÁNH PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ 27 1. MỤC ĐÍCH 27 2. TÍNH TOÁN 27 CHƯƠNG IV: SƠ ĐỒ
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Bộ môn Hệ thống điện - - ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỆN THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: ThS Đặng Tuấn Khanh SVTH: Nguyễn Trọng Tuấn MSSV: 41204295 TP.HCM, Tháng 12 năm 2015 MỤC LỤC CHƯƠNG I: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN .1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG .1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG .2 CHƯƠNG II: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT .4 LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN .4 CHỌN TIẾT DIỆN DÂY .5 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ ĐƯỜNG DÂY TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT VÀ SỤT ÁP 14 CHỌN BÁT SỨ 24 CHỈ TIÊU VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG DO ĐIỆN DUNG ĐƯỜNG DÂY 25 TỔN HAO VẦNG QUANG .25 CHƯƠNG III SO SÁNH PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ 27 MỤC ĐÍCH 27 TÍNH TỐN 27 CHƯƠNG IV: SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 31 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA MBA TRONG TRẠM GIẢM ÁP 31 CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP 31 SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT .33 CHƯƠNG V: BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN 35 MỤC ĐÍCH 35 TÍNH TỐN BÙ KINH TẾ .35 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ PHÂN BỐ THIẾT BỊ BÙ CƯỠNG BỨC 37 MỤC ĐÍCH 37 TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG .37 CHƯƠNG VII: TÍNH TỐN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN 42 MỞ ĐẦU 42 TÍNH TỐN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI 42 TÍNH TỐN PHÂN BỐ CƠNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU 52 TÍNH TỐN PHÂN BỐ CƠNG SUẤT LÚC SỰ CỐ .60 CHƯƠNG VIII: ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 74 MỞ ĐẦU 74 CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP .74 CHƯƠNG IX: TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT 80 MỞ ĐẦU 80 TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 80 TÍNH TỐN GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN 81 LẬP BẢNG CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT 83 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH CHƯƠNG I: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Cân công suất hệ thống điện nhằm xét khả cung cấp nguồn cho phụ tải thông qua mạng điện Số liệu ban đầu: Phụ tải Pmax (MW) Pmin (MW) = 40% Pmax Cos φ Tmax (giờ/năm) Yêu cầu cung cấp điện 24 MW 40% 0.83 5300 Liên tục 20 MW 40% 0.82 5200 Liên tục 22 MW 25 MW 40% 40% 0.81 0.84 4700 4900 Khơng liên tục Khơng liên tục Vị trí nguồn phụ tải: I CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG: Cân công suất tác dụng cần thiết để giữ tần số hệ thống Chúng ta biểu diễn cân công suất tác dụng hệ thống điện biểu thức sau: (1) Với: : tổng công suất tác dụng phát máy phát điện nhà máy hệ thống điện : tổng phụ tải tác dụng cực đại hộ tiêu thụ m: hệ số đồng thời (giả thiết chọn 0,8) : tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp : tổng công suất tự dùng nhà máy điện SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV: 41204295 Trang THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH : tổng công suất dự trữ Do thiết kế môn học giả thiết nguồn điện đủ cung cấp hồn tồn cho nhu cầu cơng suất tác dụng cân từ cao áp trạm biến áp tăng nhà máy điện nên tính cân cơng suất tác dụng sau: Với: �P 24 20 22 25 91 (MW) �P 0.09 x0.8x91 6.552 (MW) pt md II �P m�Ppt �Pmd 0.8 x91 6.552 79.352 F (MW) CÂN BẰNG CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG: Cân cơng suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường hệ thống điện Chúng ta biểu diễn cân công suất phản kháng hệ thống điện sau: (2) Với: : tổng công suất phát nhà máy hệ thống điện �QF �PF tg F 79.352tg (cos 1 0.8) 59.514 (MVAr) với cos F 0.8 : tổng phụ tải phản kháng mạng điện có xét đến hệ số đồng thời �Q �Q pt 24tg (cos 1 0.83) 20tg (cos 1 0.82) 22tg (cos 1 0.81) 25tg (cos 1 0.84) pt 62.1643 (MVAr) : tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp ước lượng �Q B 0.12 x 912 62.16432 13.2247 (MVAr) : tổng tổn thất công suất phản kháng đoạn đường dây mạng điện : tổng công suất phản kháng điện dung đường dây cao áp sinh : tổng công suất tự dùng nhà máy điện hệ thống điện : tổng công suất phản kháng dự trữ hệ thống điện Trong thiết kế môn học, cân từ cao áp nhà máy điện nên khơng cần tính Vậy: Qbu m�Q pt �QB �QF 0.8 x62.1643 13.2247 59.514 3.44214 (MVAr) Vì Qbu nên hệ thống cần đặt thêm thiết bị bù để cân công suất phản kháng hệ thống Để nâng cao hệ số cos cho phụ tải ta tiến hành phân bố dung lượng bù cho phụ tải thứ i theo công thức sau: cho SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV: 41204295 Trang THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH Bù cho phụ tải 3: Qbù = 2.442 (MVAr) Qbu Ppt (tg (cos 1 0.81) tg4/ ) � tg4/ tg (cos 1 0.81) Qbu3 2.442 tg (cos 1 0.81) 0.613 Ppt 22 � cos 4/ 0.85 Bù cho phụ tải 2: Qbù = (MVAr) Qbu Ppt (tg (cos 1 0.82) tg 2/ ) � tg2/ tg (cos 1 0.82) Qbu2 tg (cos 1 0.82) 0.648 Ppt 20 � cos 2/ 0.84 Tính: Bảng số liệu phụ tải sau bù sơ bộ: STT P (MW) 24 20 22 25 Q (MVAr) 16.128 13.960 15.928 16.148 L (km) 56.57 72.80 63.25 78.10 cos 0.83 0.82 0.81 0.84 (MVAr) 2.442 Q(MVAr) 16.128 12.960 13.486 16.148 (MVA) 28.916 23.832 25.805 29.762 cos 0.83 0.84 0.85 0.84 CHƯƠNG II DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV: 41204295 Trang THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH I LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN: Chọn điện áp tải điện: Khoảng cách từ nguồn đến phụ tải: - 2 Phụ tải 1: l1= 10 40 56.57 (km) - 2 Phụ tải 2: l2= 10 10 53 72.8 (km) - 2 Phụ tải 3: l3= 10 20 10 63.25 (km) - Phụ tải 4: l4= 10 10 61 78.1 (km) Theo cơng thức Still ta tìm điện áp: 2 U 4.34 � l 0.016 P (kV) Trong đó: P: cơng suất truyền tải (kW) l: khoảng cách truyền tải (km) U1 4.34 � l1 0.016 P1 = 4.34 � 56.57 0.016 �24000 =91.1 (kV) Tương tự, ta tính được: U 86.02 (kV); U 88.44 (kV); U 94.9 (kV) Vậy: Chọn cấp điện áp gần là: Uđm=110 (kV) Tmax tb �PT �P i max i 24 �5300 20 �5200 22 �4700 25 �4900 5023.1 24 20 22 25 (giờ/năm) Ta sử dụng loại dây nhôm trần lõi thép (AC) vào bảng 2.3 trang 18 sách hướng dẫn i đồ án môn học điện nên ta chọn mật độ dòng kinh tế là: jkt 1.0 (A/mm2) Các phương án dây: 2.1 Khụ vực I: gồm phương án 1,2,3,4 Phương án SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN Phương án MSSV: 41204295 Trang THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH Phương án Phương án Loại bỏ phương án cơng suất đoạn N-2 gánh công suất phụ tải chiều dài đoạn N-2 (l=72.8km) dài đoạn N-1 (l=56.57km), chi phí đầu tư cao nên khơng kinh tế 2.2 Khụ vực II: gồm phương án Phương án II CHỌN TIẾT DIỆN DÂY: Khu vực I: a Phương án 1: Đường dây mạng kín SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV: 41204295 Trang THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH S&(l l ) S&2l2 S&N 12 l1 l2 l12 (24 j16.128)(67.1 72.8) (20 j12.96)(72.8) � S&N 24.5 j16.286 56.57 67.1 72.8 (MVA) & & S l S (l l ) (24 j16.128)(56.57) (20 j12.96)(67.1 56.57) S&N 1 12 19.5 j12.802 l1 l2 l12 56.57 67.1 72.8 (MVA) Kiểm tra lại: - & S&N S&N S& S2 & S& S (24 j16.128) (20 j12.96) 44 j 29.088 (MVA) S&N S&N (24.5 j16.286) (19.5 j12.802) 44 j 29.088 (MVA) & & & - S12 S N S1 (24.5 j16.286) (24 j16.128) 0.5 j 0.158 (MVA) Vậy: chiều công suất chạy từ đến SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV: 41204295 Trang THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH Đoạn N-1: I max N S&N 1max �U đm FktN PN21max QN2 1max �U đm 24.52 16.2862 �103 154.41 �110 (A) I max N 154.41 154.41 jkt (mm2) Chọn AC-150 (mm2) Đoạn N-2: I max N S& N max xU đm FktN PN22 max QN2 max �U đm 19.52 12.802 �103 122.434 �110 (A) I max N 122.434 122.434 jkt (mm2) Chọn AC-120 (mm2) Tuy nhiên sau tính tốn tổn thất tình trạng cưỡng bức, ta thấy đoạn dùng dây AC-120 không thỏa đáng nên ta tăng dây dẫn đoạn N-2 lên AC-150 Đoạn 1-2: I max12 S& 12max �U đm Fkt12 P122 max Q122 max �U đm 0.52 0.1582 �103 2.752 �110 (A) I max12 2.752 2.752 jkt (mm2) Chọn AC-70 (mm2) Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k=0,81 tra bảng PL2.7 trang 121 sách hướng dẫn đồ án môn học điện Dòng điện cho phép dây dẫn tra bảng PL2.6 trang 121 sách hướng dẫn đồ án môn học điện Đoạn N-1 N-2 1-2 Loại dây AC-150 AC-150 AC-70 Dòng cho phép 0.81x445=360.45 (A) 0.81x445=360.45 (A) 0.81x275=222.75 (A) Kiểm tra điều kiện phát nóng ngưng lộ Trường hợp ngưng đoạn N-1 Kiểm tra đoạn N-2: I cb max N ( P1max P2max )2 (Q1max Q2max ) S&N 2max �U đm �U đm � I cb max N (24 20) (16.128 12.96) � I cb max N 276.84 �110 (A)< I cp 360.45 �103 276.84 (A) (A) (thỏa điều kiện) Kiểm tra đoạn 1-2: SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV: 41204295 Trang THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV S& 12max �U đm I cb max12 P122 max Q12max �U đm GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH 242 16.1282 �103 151.77 �110 (A) I 222.75 � I cb max12 151.77 (A)< cp (A) (thỏa điều kiện) Trường hợp ngưng đoạn N-2 thỏa điều kiện phát nóng dây dẫn b Phương án 2: Đường dây lộ kép hình tia liên thơng Đoạn 1-2: I max12 S& 12max �U đm Fkt12 P122 max Q12max �U đm 202 12.962 �103 125.1 �110 (A) I max12 125.1 62.55 �jkt �1 (mm2) Chọn AC-70 (mm2) Đoạn N-1: (24 20) (16.128 12.96) S&N 1max I max N �103 276.84 �U đm �110 (A) FktN I max N 276.84 138.42 �jkt �1 (mm2) Chọn AC-150 (mm2) Đoạn N-1 1-2 Loại dây AC-150 AC-70 Dòng cho phép 0.81x445=360.45 (A) 0.81x275=222.75 (A) Kiểm tra điều kiện phát nóng ngưng lộ Kiểm tra đoạn N-1: I cb max N �138.42 276.84 (A) < I cp 360.45 (A) (thỏa điều kiện) Kiểm tra đoạn 1-2: I cb max12 �62.55 125.1 (A) < I cp 222.75 (A) (thỏa điều kiện) c Phương án 4: Đường dây lộ kép hình tia Tương tự phương án 2, ta tính kết sau: SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV: 41204295 Trang THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV - Điện áp cuối đường dây N-1 U1 U N U1 121 7.9716 113.0284 - GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH (kV) Công suất đầu tổng trở máy biến áp B1 S&B1 ( P1 jQ1 ) (PB1 j QB1 ) (với PB1 QB1 tính q trình ngược) � S&B1 24 j8.236 0.1236 j 2.7013 24.1236 j10.9373 - Sụt áp qua tổng trở máy biến áp B1 U B1 - (MVA) PB1 RB1 QB1 X B1 24.1236 �2.3232 10.9373 �50.767 5.4084 U1 113.0284 (kV) Điện áp phụ tải qui đổi phía cao áp U1, U1 U B1 113.0284 5.4084 107.62 (kV) Tính độ lệch điện áp: - Tỉ số biến áp k k - U đmcao 110 4.7619 U ktha 1.05 �22 Điện áp phía hạ áp U - U ,quivecao k 107.62 22.6002 4.7619 (kV) Độ lệch điện áp U hađmha U U đmha % Độ lệch điện áp = 22.6002 22 �100% 2.7282% 22 ĐƯỜNG DÂY N-2: SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 83 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH a Quá trình tính ngược: - - Tổn thất máy biến áp PB P22 Q22 202 6.519 � R �2.3232 0.085 B2 U đm 1102 (MW) QB P22 Q22 202 6.5192 � X �50.767 1.8566 B2 U đm 1102 (MVAr) Công suất cuối đường dây S&2" ( P2 jQ2 ) (PB j QB ) (PFe jQFe ) � S&2" (20 j 6.519) (0.085 j1.8566) (0.033 j 0.2) 20.118 j8.5756 - (MVA) Công suất kháng điện dung cuối đường dây sinh 1 QCđm b02l2U �1.86 �10 4 �110 1.1253 2 (MVAr) - Công suất cuối tổng trở đường dây S&2' S&2" jQC 20.118 j8.5756 j1.1253 20.118 j 7.4503 (MVA) - Tổn thất công suất tác dụng R2=33.488Ω gây P2,2 Q2,2 20.1182 7.45032 P2 �R2 �33.488 1.2738 U đm 1102 (MW) - Tổn thất công suất phản kháng X2=32.6872Ω gây Q2 - P2,2 Q2,2 20.1182 7.45032 � X �32.6872 1.2433 2 U đm 1102 (MVAr) Công suất đầu tổng trở đường dây S&N' S&2' (P2 jQ2 ) SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 84 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH � S&N' 20.118 j 7.4503 1.2738 j1.2433 21.3918 j8.6936 (MVA) - Công suất kháng điện dung đầu đường dây sinh 1 QCđm b02l2U �1.86 �10 4 �110 1.1253 2 (MVAr) - Công suất đầu đường dây S&N S&N' j QC 21.3918 j8.6936 j1.1253 21.3918 j 7.5683 (MVA) b Q trình tính thuận: - Cơng suất đầu tổng trở đường dây S&N' 21.3918 j8.6936 - (MVA) Sụt áp đường dây N-2 PN, R2 QN, X 21.3918 �33.488 8.6936 �32.6872 U 8.2689 UN 121 (kV) - Điện áp cuối đường dây N-2 U U N U 121 8.2689 112.7311 - (kV) Công suất đầu tổng trở máy biến áp B2 S&B ( P2 jQ2 ) (PB j QB ) (với PB QB tính trình ngược) � S&B 20 j 6.519 0.085 j1.8566 20.085 j8.3756 - Sụt áp qua tổng trở máy biến áp B2 U B - (MVA) PB RB QB X B 20.085 �2.3232 8.3756 �50.767 4.1858 U2 112.7311 (kV) Điện áp phụ tải qui đổi phía cao áp U 2, U U B 112.7311 4.1858 108.5453 (kV) Tính độ lệch điện áp: - Tỉ số biến áp k k U đmcao 110 4.7619 U ktha 1.05 �22 SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 85 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV - Điện áp phía hạ áp U ,quivecao U - GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH k 108.5453 22.7945 4.7619 (kV) Độ lệch điện áp U hađmha U U đmha % Độ lệch điện áp = 22.7945 22 �100% 3.6114% 22 Bảng tổng kết kết tính tốn phụ tải đứt đường dây ngưng máy biến áp: 7.17: Bảng kết tính tốn tổn thất đường dây: Đường dây Tổn thất công suất tác dụng ΔPL Tổn thất công suất phản kháng ΔQL N-1 N-2 Tổng 1.4815 1.2738 2.7553 1.4461 1.2433 2.6894 Công suất kháng điện dụng đường dây sinh ΔQC (kể đầu) 1.7488 2.2506 3.9994 7.18: Bảng kết tính tổn thất công suất trạm biến áp: Trạm biến áp ΔPFe ΔQFe ΔPCu=ΔPB ΔQCu=ΔQB Tổng 0.033 0.033 0.066 0.2 0.2 0.4 0.1236 0.085 0.2086 2.7013 1.8566 4.5579 7.19: Bảng kết điện áp lúc đứt đường dây ngưng máy biến áp: Phụ tải Điện áp phía cao áp (kV) 113.0284 112.7311 Điện áp phía hạ áp qui đổi cao áp (kV) 107.62 108.5453 Điện áp phía hạ áp (kV) 22.6002 22.7945 % độ lệch áp phía thứ cấp (kV) 2.7282 3.6114 7.20: Bảng kết công suất phát từ cao áp nguồn lên đường dây có nối với nguồn: SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 86 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH Đường dây Công suất tác dụng đầu đường dây PS Công suất phản kháng đầu đường dây QS N-1 N-2 Tổng công suất nguồn 25.6381 21.3918 47.0299 10.8346 7.5683 18.4029 Qs 18.4029 P Suy ra: hệ số cos=cos(arctg( s )) =cos(arctg( 47.0299 ))=0.9312 CHƯƠNG VIII ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN I MỞ ĐẦU: - Nếu điện áp đặt vào phụ tải khơng hồn tồn với điện áp định mức phụ tải yêu cầu hay nhiều tình trạng làm việc phụ tải trở nên khơng tốt Nói cách khác, độ lệch điện áp lớn tiêu kinh tế kỹ thuật thiết bị dùng điện áp thấp Do đó, cần điều chỉnh điện áp để có độ lệch điện áp tương đối nhỏ phụ tải giữ tiêu kinh tế kỹ thuật tốt Việc điều chỉnh điện áp phạm vi cho phép vấn đề phức tạp hệ thống điện liên kết nhiều nguồn với nhiều phụ tải cấp bậc hệ thống điện - Nhiều biện pháp điều chỉnh điện áp phụ tải áp dụng nhằm đảm bảo chất lượng điện áp thay đổi điện áp vận hành, đặt thiết bị bù, phân bố công suất hợp lý mạng điện, thay đổi đầu phân áp máy biến áp thường máy biến áp điều áp tải … - Trong phạm vi đồ án mơn học ngồi việc điều chỉnh điện áp cao áp nguồn tính toán chọn đầu phân áp trạm giảm áp nhằm đảm bảo điện áp hạ áp phạm vi độ lệch cho phép Việc chọn máy biến áp có đầu phân áp điều chỉnh thường (phải SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 87 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH cắt tải thay đổi đầu phân áp), hay máy biến áp có đầu phân áp điều áp tải phụ thuộc vào việc tính tốn chọn đầu phân áp ứng với chế độ làm việc khác mạng điện vào yêu cầu phải điều chỉnh II CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP Đầu phân áp + 12% +10,5% + 9% + 7,5% + 6% + 4,5% + 3% + 1,5% - 1,5% - 3% - 4,5% - 6% - 7,5% - 9% - 10,5% - 12% Upa cao hay Upa tiêu chuẩn (1 + 0,12).110 = 123,2 kV (1 + 0,105).110 = 121,55kV (1 + 0,09).110 = 119,9kV (1 + 0,075).110 = 118,25kV (1 + 0,06).110 = 116,6kV (1 + 0,045).110 = 114,95kV (1 + 0,03).110 = 113,3 (1 + 0,015).110 = 111,65 110 kV (đầu định mức) (1 - 0,015).110 = 108,35 kV (1 - 0,03).110 = 106,7 kV (1 - 0,045).110 = 105,05 kV (1 - 0,06).110 = 103,4 kV (1 - 0,075).110 = 101,75 kV (1 - 0,09).110 = 100,1 kV (1 - 0,105).110 = 98,45 kV (1 - 0,12).110 = 96,8 kV Chọn số đầu phân áp giới hạn điều chỉnh là: �8 �1.5% đầu định mức theo Bảng Phụ lục 4.4 trang 132 sách Hướng dẫn đồ án môn học điện Uđm cao / Uđm hạ = 110 kV/ 22 kV Chọn Ukt hạ= 1.05×Uyc hạ=23.1kV Chọn Uyc hạ = 22 (kV) a) Sơ đồ thay máy biến áp lúc không tải SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 88 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH b) Sơ đồ thay máy biến áp lúc mang tải Lúc cực đại: Máy biến áp trạm 1: U pt ,tt U1' U ktha 23.1 115.1187 � 120.8746 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +10.5% ứng với Upatc=121.55 (kV) Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U1' U ktha 23.1 115.1187 � 21.8778 U hayc 121.55 (kV) ≈ Uhạ yc Máy biến áp trạm 2: U pt ,tt U 2' U ktha 23.1 115.5247 � 121.3 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +10.5% ứng với Upatc=121.55 (kV) Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U 2' U ktha 23.1 115.5247 � 21.955 U hayc 121.55 (kV) ≈ Uhạ yc Máy biến áp trạm 3: U pt ,tt U 3' U ktha 23.1 112.6962 � 118.33 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +7.5% ứng với Upatc=118.25(kV) Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U 3' U ktha 23.1 112.6962 � 22.015 U hayc 118.25 (kV) ≈ Uhạ yc Máy biến áp trạm 4: U pt ,tt U 4' U ktha 23.1 110.3266 � 115.843 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +6% ứng với Upatc=116.6(kV) Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 89 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV U U 4' x GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH U ktha 23.1 110.3266 � 21.857 U hayc 116.6 (kV) ≈ Uhạ yc BẢNG KẾT QUẢ CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI Trạm biến áp Uhạ trước chọn đầu phân áp (kV) Đầu phân áp chọn Uhạ sau chọn đầu phân áp (kV) % độ lệch điện áp sau điều chỉnh 24.175 7x1.5% 21.8778 -0.5555 24.2602 7x1.5% 21.955 -0.2045 23.6662 5x1.5% 22.015 0.0682 23.1686 4x1.5% 21.857 -0.65 Lúc cực tiểu: Máy biến áp trạm 1: U pt ,tt U1' U ktha 23.1 112.2131� 117.824 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +7.5% ứng với Upatc=118.25(kV) Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U1' U ktha 23.1 112.2131� 21.921 U hayc 118.25 (kV) ≈ Uhạ yc Máy biến áp trạm 2: U pt ,tt U 2' U ktha 23.1 112.3957 � 118.01 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +7.5% ứng với Upatc=118.25(kV) Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U 2' U ktha 23.1 112.3957 � 21.956 U hayc 118.25 (kV) ≈ Uhạ yc Máy biến áp trạm 3: U pt ,tt U 3' U ktha 23.1 110.5207 � 116.05 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +6% ứng với Upatc=116.6(kV) SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 90 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U 3' U ktha 23.1 110.5207 � 21.896 U hayc 116.6 (kV) ≈ Uhạ yc Máy biến áp trạm 4: U pt ,tt U 4' U ktha 23.1 109.6545 � 115.14 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +4.5% ứng với Upatc=114.95(kV) Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U 4' U ktha 23.1 109.6545 � 22.036 U hayc 114.95 (kV) ≈ Uhạ yc BẢNG KẾT QUẢ CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU Trạm biến áp Uhạ trước chọn đầu phân áp (kV) Đầu phân áp chọn Uhạ sau chọn đầu phân áp (kV) % độ lệch điện áp sau điều chỉnh 23.5648 5x1.5% 21.921 -0.3591 23.6031 5x1.5% 21.956 -0.2 23.2094 4x1.5% 21.896 -0.4727 23.0275 3x1.5% 22.036 0.1636 Lúc ngưng lộ: Máy biến áp trạm 1: U pt ,tt U1' U ktha 23.1 110.9029 � 116.45 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +6% ứng với Upatc=116.6(kV) Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U1' U ktha 23.1 110.9029 � 21.971 U hayc 116.6 (kV) ≈ Uhạ yc Máy biến áp trạm 2: U pt ,tt U 2' U ktha 23.1 111.0668 � 116.62 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +6% ứng với Upatc=116.6(kV) SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 91 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U 2' U ktha 23.1 111.0668 � 22.004 U hayc 116.6 (kV) ≈ Uhạ yc BẢNG KẾT QUẢ CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP LÚC PHỤ TẢI KHI NGƯNG MỘT LỘ Trạm biến áp Uhạ trước chọn đầu phân áp (kV) Đầu phân áp chọn Uhạ sau chọn đầu phân áp (kV) % độ lệch điện áp sau điều chỉnh 23.2896 4x1.5% 21.971 -0.1318 23.3241 4x1.5% 22.004 0.0182 Lúc ngưng máy biến áp: Máy biến áp trạm 1: U pt ,tt U1' U ktha 23.1 112.0927 � 117.7 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +7.5% ứng với Upatc=118.25(kV) Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U1' U ktha 23.1 112.0927 � 21.897 U hayc 118.25 (kV) ≈ Uhạ yc Máy biến áp trạm 2: U pt ,tt U 2' U ktha 23.1 113.2092 � 118.87 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +7.5% ứng với Upatc=118.25(kV) Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U 2' U ktha 23.1 113.2092 � 22.115 U hayc 118.25 (kV) ≈ Uhạ yc Trạm biến áp Uhạ trước chọn đầu phân áp (kV) Đầu phân áp chọn Uhạ sau chọn đầu phân áp (kV) % độ lệch điện áp sau điều chỉnh 23.5395 5x1.5% 21.897 -0.4682 23.774 5x1.5% 22.115 0.5227 SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 92 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH Lúc ngưng lộ hư MBA: Máy biến áp trạm 1: U pt ,tt U1' U ktha 23.1 107.62 � 113.001 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +3% ứng với Upatc=113.3(kV) Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U1' U ktha 23.1 107.62 � 21.942 U hayc 113.3 (kV) ≈ Uhạ yc Máy biến áp trạm 2: U pt ,tt U 2' U ktha 23.1 108.5453 � 113.973 U hayc 22 (kV) Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn +3% ứng với Upatc=113.3(kV) Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau chọn đầu phân áp: U U 2' U ktha 23.1 108.5453 � 22.1306 U hayc 113.3 (kV) ≈ Uhạ yc Trạm biến áp Uhạ trước chọn đầu phân áp (kV) Đầu phân áp chọn Uhạ sau chọn đầu phân áp (kV) % độ lệch điện áp sau điều chỉnh 22.6002 2x1.5% 21.942 -0.2636 22.7945 2x1.5% 22.1306 0.5936 CHƯƠNG IX TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN I MỞ ĐẦU: - Phần cuối thiết kế dự tốn kinh phí cơng trình tính tốn tiêu kinh tế kỹ thuật SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 93 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH - Việc lập dự toán cơng trình tiến hành sau có thiết kế chi tiết cụ thể từ lập dự tốn chi phí xây dựng trạm, chi phí xây dựng đường dây Dự tốn cơng trình gồm phần chủ yếu xây dựng, lắp đặt máy, hạng mục thiết kế - Trong phần tổng kết chủ yếu tính giá thành tải điện thơng qua việc tính tốn tổn thất điện thống kê tiêu kinh tế kỹ thuật II TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG: Tổn thất công suất tác dụng mạng điện: Xét phụ tải cực đại chia làm phần: - Tổn thất công suất đường dây: ∑ΔPL =2.8994 (MW) - Tổn thất công suất máy biến áp bao gồm: Tổn thất đồng: ∑ΔPCu = 0.2795 (MW) Tổn thất sắt: ∑ΔPFe = 0.22 (MW) - Ngồi tính tới tổn thất cơng suất tác dụng thiết bị bù: ∑ΔPbù = ΔP* ×∑Qbù = 0.005 × 31.408 = 0.15704 (MW) - Tổn thất công suất tác dụng tổng là: ΔP∑ = ∑ΔPL + ∑ΔPCu + ∑ΔPFe + ∑ΔPbù = 2.8994 + 0.2795 + 0.22 + 0.15704 = 3.55594 (MW) - Tổn thất cơng suất tính theo % tồn phụ tải mạng P % P 3.55594 �100 �100 3.9076% P 91 Tổn thất điện mạng điện: Chia làm phần: - Tổn thất điện thép máy biến áp: ΔAFe = ∑ΔPFe × T = 0.22 × 8760 = 1927.2 (MWh/năm) - Tổn thất điện đường dây cuộn dây máy biến áp (do điện trở): ΔAR = (∑ΔPL + ∑ΔPCu ) × τ Tmax tb Sau bù công suất phản kháng, thời gian tổn thất công suất cực đại : �PT �P i max,i i (0.124 24 �5300 20 �5200 22 �4700 25 �4900 5023.1 24 20 22 25 (giờ/năm) Tmax 5023.1 ) � 8760 (0.124 ) �8760 3436.235 104 104 (giờ/năm) SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 94 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH ΔAR = (∑ΔPL + ∑ΔPCu ) × τ = (2.8994 + 0.2795) × 3436.235 = 10923.45 (MWh/năm) - Ngồi tính tới tổn thất điện thiết bị bù: ΔAbù = ∑ΔPbù × Tmax = 0.15704 × 5023.1 = 788.83 (MWh/năm) - Tổn thất điện tổng là: ΔA∑ = ΔAFe + ΔAR + ΔAbù = 1927.2 + 10923.45 + 788.83 = 13639.48 (MWh) Tổn thất điện tổng tính theo % tổng điện cung cấp cho phụ tải mạng A∑ = P∑ Tmax = 91 x 5023.1 = 457102.1 (MWh) (P∑ = tổng công suất tác dụng phụ tải) A % III A 13639.48 �100 �100 2.9839% A 457102.1 TÍNH TỐN GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN: - Tính phí tổn vận hành hàng năm mạng điện: Y = avh(L)KL + avh(T)KT + c×ΔA∑ Trong đó: - avh(L): hệ số vận hành (khấu hao, tu sửa, phục vụ) đường dây, cột bê tông cốt thép lấy avh(L) = 0.04 - avh(T): hệ số vận hành trạm biến áp, lấy từ 0.1 đến 0.14 - KL: tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây - KT: tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp, ứng với máy biến áp chọn - Với rúp (Nga) = 0.0358 $ Trạm Số lượng Công suất (MVA) Tiền đầu tư (rúp) Tiền đầu tư 25 128000 4582.4 2 25 128000 4582.4 SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 ($) Trang 95 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH 32 73100 2616.98 32 73100 2616.98 Tổng 164 402200 14398.76 ΔA∑: tổng tổn thất điện toàn mạng điện c: giá tiền MWh điện tổn thất Y = avh(L)KL + avh(T)KT + c×ΔA∑ KL = (4152.777 + 3251.05).103 $ = 7403.827×103 $ avh(L)KL= 0.04×KL = 0.04 × 7403.827×103 $ = 296.153×103 $ Chọn avh(T) = 0.1 (theo hướng dẫn đồ án) Y= 296.153×103 + 0.1×14398.76 + 0.05×103×13639.48 = 979.567×103$ - Giá thành tải điện mạng điện cho kWh điện đến phụ tải là: Y 979.567 �103 2.143 �103 A 457102.1�10 ($/kWh) - Giá thành xây dựng mạng điện cho MW công suất phụ tải cực đại: K 7403.827 �103 14398.76 K 81518.9644 P 91 ($/MW) IV LẬP BẢNG CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT: SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Trang 96 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV Thứ tự Các tiêu GVHD: THS ĐẶNG TUẤN KHANH Đơn vị Trị số Độ lệch điện áp lớn % 10.2736 Độ lệch điện áp lớn lúc cố % 8.0636 Tổng độ dài đường dây Km 270.72 Tổng công suất trạm biến áp MVA 164 Tổng công suất kháng điện dung đường dây sinh MVAr 12.8582 Tổng dung lượng bù MVAr 31.408 Vốn đầu tư đường dây 103 $ 7403.827 Vốn đầu tư trạm biến áp $ 14398.76 Tổng phụ tải cực đại MW 91 10 Điện tải hàng năm MWh 457102.1 11 Tổng tổn thất công suất ΔP∑ MW 3.55594 12 Tổng tổn thất công suất ΔP∑% % 3.9076 Tổng tổn thất điện ΔA∑ MWh 13639.48 13 14 % 2.9839 $/MW 81518.9644 16 Tổng tổn thất điện ΔA∑% Giá thành xây dựng mạng điện cho MW phụ tải, K Phí tổn kim loại màu 475.0995 17 Giá thành tải điện, $/kWh 0.002143 18 Phí tổn vận hành hàng năm Y 103 $ 979.567 15 SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN MSSV:41204295 Ghi Trang 97 ... N -1 U N % - P1,, R1 Q1,, X 24 13 . 011 14 .325 12 .332 10 0% 10 0% 4.04% U đm 11 02 Tổn thất công suất tác dụng R1 =13 . 011 Ω gây PN - (MVA) P1,,2 Q1,,2 242 14 .3252 � R 13 . 011 ... có: Z1 R1 jX 5.94 j 11. 54 (Ω) Z12 R12 jX 12 15 .433 j14.6278 S& P1 jQ1 24 j16 .12 8 (MVA) (Ω) S&2 P2 jQ2 20 j12.96 (MVA) 1 Q1 b01l1U đm �5.60 51 10 6 �56.57 11 0... 0.000539 0.6596 1. 2507 0.84 0. 71 0.775 1. 147 (MW) 1. 413 2 1. 910 3 1. 55 1. 922 B KHI CƯỠNG BỨC Khu vực P .án Đoạn I V 1- 2 N -1 1-2 N -1 N -1 N-2 Số lộ Tiết diện 1 1 1 AC-70 AC -15 0 AC-70 AC -15 0 AC-70 AC-70