Thiết kế mạng lưới điện truyền tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHUYÊN NGÀNH THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI Người hướng dẫn: TS Đoàn Văn Điện Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Duyên Lớp: 41216BN Ninh Bình 2018 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ninh Bình, ngày tháng năm 2018 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS Đoàn Văn Điện LỜI CẢM ƠN Qua thời gian thực hiện, đến đề tài: “Thiết kế mạng lưới điện nguồn phụ tải” hoàn thành Trong thời gian thực hiện, em nhận nhiều giúp đỡ quý báu cá nhân, tập thể Em xin chân thành cảm ơn tới thầy TS Đoàn Văn Điện hướng dẫn, giúp đỡ em tận tình trình thực đồ án Em xin cảm ơn thầy, cô giáo, lãnh đạo Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập, nghiên cứu hoàn thành đồ án Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành nội dung đồ án Ninh Bình, ngày tháng năm 2018 DANH MỤC HÌNH VẼ Sơ đồ nối dây phương án Sơ đồ nối trạm nguồn Sơ đồ cầu Sơ đồ cầu Sơ đồ nối điện Sơ đồ nguyên lý đường dây Sơ đồ thay DANH MỤC BẢNG BIỂU 1.Bảng tính tốn điện áp định mức phương án Bảng kết tính tốn chọn đường dây phương án Bảng thông số đường dây phương án Bảng tổn thất điện áp phương án Bảng tổng vốn đầu tư đường dây tổng thất điện hàng năm phương án Bảng so sánh kết tính tốn mặt kỹ thuật kinh tế phương án Bảng dòng cơng suất tổn thất cơng suất tổng trở MBA đường dây nối với hệ thống điện chế độ Bảng kết tính tốn điều chỉnh điện áp mạng điện Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế MỤC LỤC Mở đầu………………………………………………………………………………….1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN I Phân tích nguồn phụ tải .2 I.1 Nguồn điện cung cấp I.2 Phụ tải điện .2 II Cân công suất hệ thống điện .2 II.1 Cân công suất tác dụng (P) .3 II.2 Cân công suất phản kháng CHƯƠNG TÍNH TỐN KINH TẾ - KỸ THUẬT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN .6 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN TỐI ƯU I Đặt vấn đề dự kiến phương án cung cấp điện .6 I.1 Đặt vấn đề I.2 Lựa chọn phương án II Tính tốn phương án .8 II.1 Phân bố công suất, chọn điện áp định mức mạng II.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn II.3 Xác định tổn thất công suất cực đại II.4 Tính tốn kỹ thuật phương án 10 II 5So sánh kinh tế phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật 26 II.6 Chọn phương án tối ưu 29 CHƯƠNG 31 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP, SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH, TÍNH TỐN CÁCCHẾ ĐỘ XÁC LẬP VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐẦU PHÂN ÁP 31 A LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP .31 I Chọn số lượng, công suất biến áp trạm hạ áp .31 B SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH 32 II.Chọn sơ đồ nối dây hợp lý trạm biến áp vẽ sơ đồ mạng điện 32 C TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP 35 I Chế độ phụ tải cực đại 35 II Chế độ phụ tải cực tiểu 38 III Chế độ sau cố 41 D Tính tốn lựa chọn đầu phân áp 43 I Tính điện áp nút mạng điện 43 II Điều chỉnh điện áp mạng điện .44 CHƯƠNG 48 TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ- KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 48 I Vốn đầu tư xây dựng mạng điện 48 II Tổn thất công suất tác dụng mạng điện .48 III Tổn thất điện mạng điện 48 IV Tính chi phí giá thành 49 KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 MỞ ĐẦU Ngày nay, điện phần vô quan trọngtrong hệ thống lượng quốc gia Trong điều kiện nước ta thời kì cơng nghiệp hố đại hố điện lại đóng vai trò vơ quan trọng Điện điều kiện tiên quyểt cho việc phát triển nông nghiệp ngành sản xuất khác Do kinh tế nước ta giai đoạn phát triển việc phát triển điện thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện điện phânphối điệncho hộ tiêu thụ cần phải tính tốn kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lý kĩ thuật kinh tế Đồ án môn học đưa phương án có khả thực thi việc thiết kế mạng lưới điện cho khu vực gồm hộ tiêu thụ điện loại I loại III Nhìn chung, phương án đưa đáp ứng yêu cầu mạng điện Dù cố gắng song đồ án không tránh khỏi thiếu sót hạn chế, em mong nhận bảo giúp đỡ thầy, để em tự hồn thiện thêm kiến thức lần thiết kế đồ án sau Trong trình làm đồ án, em xin chân thành cám ơn thầy cô giáo, đặc biết cám ơn thầy giáo Đồn Văn Điện tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án Sinh viên Vũ Thị Duyên CHƯƠNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN I Phân tích nguồn phụ tải I.1 Nguồn điện cung cấp Hệ thống điện có công suất vô lớn nên chọn nút nguồn nút cân công suất nút điện áp sở Điện áp nguồn phụ tải cực tiểu U A=1,05Uđm, phụ tải cực đại UA=1,1Uđm, cố nặng nề UA=1,1Uđm I.2 Phụ tải điện Hệ thống điện cần thiết kế có phụ tải có phụ tải loại phụ tải loại có hệ số cos pt = 0.91 Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax= 5000 h hệ số đồng thời m=1 phụ tải đồ thị phụ tải đạt cực đại thời điểm Có phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường (KT) phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp thường (T) Điện áp định mức mạng điện thứ cấp trạm hạ áp 22kV Phụ tải cực tiểu 70% phụ tải cực đại Từ số liệu phụ tải sau tính tốn giá trị cơng suất phụ tải chế độ cực đại cực tiểu ta lập bảng sau: Bảng 1.1 Bảng thông số phụ tải hệ thống điện thiết kế Hộ tiêu Ṡmax =Pmax + jQmax Smax LN-i (km) cosϕpti thụ (MVA) (MVA) 33 + j15,04 35,68 58,31 0,91 40 + j18.22 43,37 67,08 0,91 35 + j15,95 37,88 50 0,91 29 + j13,21 31,29 50 0,91 27 + j12,30 29,09 50,99 0,91 29 + j13,21 31,29 78,10 0,91 Lựa chọn kỹ thuật : _ Chọn cột thép đường dây mạch đặt cột _ Sử dụng đường dây không dây dẫn trần (ĐDTK dây dẫn trần) _ Vật liệu làm dây dẫn dây nhôm lõi thép (AC) _ Máy biến áp II Cân công suất hệ thống điện Tại thời điểm chế độ xác lập hệ thống, nguồn hệ thống cần phải cung cấp công suất với công suất hộ tiêu thụ, kể tổn thất mạng điện nghĩa cần phải thực cân công suất cung cấp công suất tiêu thụ Dựa vào điều kiện cân công suất ta kiểm tra khả cung cấp điện Bảng 3.1 Các dòng cơng suất tổn thất công suất tổng trở MBA đường dây nối với hệ thống điện Đường dây HT-1 34,21+j13,95 34,21+j15,82 1,04+j1,35 33,17+j14,47 Qc, MVAr 1,87 HT-2 42,01+j18,65 42,01+j20,80 1,79+j2,33 40,22+j18,47 HT-3 36,20+j15,66 36,20+j17,26 1,02+j1,32 HT-4 30,13+j12,21 30,13+j13,77 HT-5 58,87+j29,15 5-6 29,95+j15,71 Tổng 201,41+j89,61 S&HT MVA ' S&HT MVA ∆ S d MVA '' S&HT ,MVA S b ,MVA ∆ S b ,MVA 33,10+j15,86 0,10+j2,29 2,15 40,15+j20,14 0,15+j3,38 35,18+j15,94 1,60 35,11+j17,06 0,11+j2,58 0,97+j0,92 29,16+j12,85 1,56 29,10+j14,01 0,10+j2,26 58,87+30,81 1,77+j3,57 57,10+j27,24 1,66 27,09+j12,79 0,09+j1,96 29,95+j16,38 0,77+j1,55 29,19+j14,84 0,67 29,15+j15,27 0,15+j3,52 7,35+j11,04 0,70+j15,98 37 I.3 Cân xác cơng suất hệ thống Từ bảng 3.1 tính tổng cơng suất u cầu góp 110kV hệ thống bằng: S&yc =201,41 +j89,61 MVA Để đảm bảo điều kiện cân công suất hệ thống, nguồn điện phải đủ cung cấp công suất theo yêu cầu Vì tổng cơng suất tác dụng hệ thống cần phải cung cấp bằng: Pcc=201,41 (MW) Khi hệ số cơng suất hệ thống 0,9 cơng suất phản kháng hệ thống cung cấp bằng: Qcc=tg Pcc=0,456 201,41 = 91,77 (MVAr) Như : S&cc = 201,41 + j91,77 (MVA) Từ kết thấy rằng, công suất phản kháng hệ thống cung cấp lớn cơng suất phản kháng u cầu Vì không cần bù công suất phản kháng cho chế độ phụ tải cực đại II Chế độ phụ tải cực tiểu Công suất phụ tải chế độ cực tiểu cho bảng sau: Bảng 3.2 Công suất phụ tải chế độ cực tiểu Hộ thụ tiêu S&min MVA 23,1+j9,50 28+j11,73 24,5+j10,14 20,3+j8,22 18,9+j7,59 20,3+j8,22 Smin,MVA 24,98 30,36 26,51 21,90 20,37 21,90 Xét chế độ vận hành kinh tế trạm hạ áp phụ tải cực tiểu Trong chế độ phụ tải cực tiểu cắt bớt MBA trạm, song cần thỏa mãn điều kiện sau: Spt