CHƯƠNG 1:PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1. Phân tích đặc điểm của nguồn và phụ tải Để chọn được phương án tối ưu cần tiến hành phân tích những đặc điểm của nguồn cung cấp điện và các phụ tải. Trên cơ sở đó, xác định công suất phát của nguồn điện và dự kiến các sơ đồ nối điện sao cho đạt được hiệu quả kinh tế – kỹ thuật cao nhất. 1.1.1. Nguồn cung cấp điện Nguồn điện được lấy từ thanh cái cao áp của nhà máy điện. Điện áp trên thanh cái cao áp khi phu tải bằng 110%, khi phụ tải cực tiểu bằng 105%, khi sự cố nặng nề bằng 110% điện áp danh định của mạng. Hệ số công suất trung bình trên thanh góp cao áp là cos=0,85 Công suất tác dụng và phản kháng dự trữ cũng như công suất tự dùng của nhà máy điện coi như không xét đến. 1.1.2. Các phụ tải điện Trong hệ thống điện thiết kế có phụ tải. Có tất cả 5 phụ tải loại I, và 2 phụ tải loại III, có hệ số cosφ = 0,9. Thời gian sử dụng công suất cực đại là Tmax = 5000 giờ. Các phụ tải đều có nhu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp của các trạm hạ áp bằng 22 kV. Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại. Hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại là m=1
MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MUC BẢNG LỜI MỞ ĐẦU .5 CHƯƠNG 1:PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1 Phân tích đặc điểm của nguồn và phụ tải 1.1.1 Nguồn cung cấp điện 1.1.2 Các phụ tải điện 1.2.Cân bằng công suất hệ thống 1.2.1 Cân bằng công suất phản kháng: CHƯƠNG2:CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG,CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU VỀ KỸ THUẬT 2.1 Dự kiến các phương án: 2.2.Chọn điện áp định mức của mạng điện 14 2.3 Tính toán sơ bộ các phương án: 16 2.3.1 Phương án 1: .16 2.3.2 Phương án 2: .20 2.3.3 Phương án 3: .24 2.3.4 Phương án 4: .28 2.3.5 Phương án 5: .32 2.4 So sánh các phương án về kỹ thuật 37 2.4.1 Lựa chọn phương án tối ưu về kinh tế 37 2.4.2 Tổng hợp các tiêu kinh tế - kỹ thuật 40 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CHẾ ĐỢ VẬN HÀNH CỦA MẠNG ĐIỆN 41 3.1 Chọn số lượng, công suất các MBA các trạm hạ áp của HTĐ 41 3.2 Chọn sơ đồ trạm và sơ đồ hệ thống điện 42 3.3 Sơ đồ hệ thống điện 44 3.4 Tính các chế độ vận hành của mạng điện .45 3.4.1.Chế độ phụ tải cực đại 45 3.4.2 Chế độ phụ tải cực tiểu .48 3.4.3 Chế độ sau sự cố 51 3.5 Điều chỉnh điện áp mạng điện .53 3.5.1 Điều chỉnh điện áp mạng điện 53 3.5.2 Chọn các đầu điều chỉnh các máy biến áp trạm 55 3.5.3 Chọn các đầu điều chỉnh các máy biến áp của các trạm còn lại 56 CHƯƠNG 4:TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ,KĨ THUẬT 57 4.1 Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện 57 4.2.Tổn thất công suất mạng điện 57 4.3 Tổn thất điện mạng điện .58 4.4.Tính chi phí và giá thành 58 4.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 58 4.4.2 Chi phí tính toán hàng năm 58 4.4.3 Giá thành chuyền tải điện 58 4.4.4 Giá thành thành xây dựng MW công suất phụ tải chế độ cực đại 59 PHẦN THỰC HÀNH: 60 TÍNH TỐN THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN KHỞI ĐÔNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO TAM GIÁC 60 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 DANH MỤC HÌNH Sơ đồ mạch điện các phương án .10 Sơ đồ mạch điện các phương án .11 Sơ đồ mạch điện các phương án .12 Sơ đồ mạch điện các phương án .13 Sơ đồ mạch điện các phương án .14 Hình 2.1 Sơ đồ mạch điện phương án 16 Hình 2.2 Sơ đồ mạch điện phương án 20 Hình 2.3 Sơ đồ mạch điện phương án 24 Hình 2.4 Sơ đồ mạch điện phương án 28 Hình 2.5 Sơ đồ mạch điện phương án 32 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống góp liên hệ với bởi mày cắt liên lạc(MCLL) 42 Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống phân đoạn góp trạm trung gian 43 Hình 3.3 Sơ đồ hệ thống phân đoạn góp trạm cuối .43 Hình 3.4 Sơ đồ hệ thống điện: 44 Hình 3.5.Sơ đồ nguyên lý đường dây N-2 45 Hình 3.6 Sơ đồ thay thế đường dây N-2 45 Hình 3.7.Sơ đồ nguyên lý đường dây N-2 49 Hình 3.8.Sơ đồ thay thế đường dây N-2 49 Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý đường dây N-2 .51 Hình 3.10 Sơ đồ thay thế đường dây N-2 52 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển khởi động động không đồng bộ ba pha bằng phương pháp đổi nối tam giác 60 Hình ảnh sản phẩm 62 DANH MUC BẢNG Bảng 1.1 giá trị công suất của các phụ tải chế độ cực đại và cực tiểu .6 Bảng 1.2 Điện áp định mức của mạng điện là 110kV .15 Bảng 2.1 Thông số của các đường dây phương án 18 Bảng 2.2 Giá trị tổn thất điện áp các đoạn đường dây phương án 19 Bảng 2.3 Thông số của các đường dây phương án 22 Bảng 2.4 Tổng thất điện áp đường dây mạng điện phương án .23 Bảng 2.5 Thông số của các đường dây phương án 26 Bảng 2.6 Tổng thất điện áp đường dây mạng điện phương án .27 Bảng 2.7 Thông số của các đường dây phương án 30 Bảng 2.8 Tổng thất điện áp đường dây mạng điện phương án .31 Bảng 2.9 Thông số của các đường dây phương án 34 Bảng 2.10 Tổng thất điện áp đường dây mạng điện phương án 36 Bảng 2.11 Các giá trị tổn thất điện áp của các phương án đã dự kiến .37 Bảng 2.12 Giá thành xây dựng đường dây không 110KV() .38 Bảng 2.13 Tổn thất công suất tác dụng và vốn đầu tư xây dựng các đường dây mạng điện phương án 39 Bảng 2.14.Tổn thất công suấttác dụngvà vốn đầu tư xây dựng các đường dây mạng điện phương án 40 Bảng 3.1 Thông số của máy biến áp hạ áp cho phương án 42 Bảng 3.2 Thông số các phần tử sơ đồ thây thế các đường dây và trạm 47 Bảng 3.3 Các dòng công suất và tổn thất công suất mạng điện chọn Chế độ phụ tải cực đại .47 Bảng 3.4 Tính toán điện áp nút cho các chết độ phụ tải cực đại 48 Từ bảng ta thấy tất cả các trạm đều không thể vận hành một máy biến áp 49 Bảng 3.8 Thông số của các phần tử sơ đồ thay thế của các đường dây mạng điện chọn .50 Bảng 3.9 Các dòng công suất và tổn thất công suát mạng điện chọn 50 Bảng 3.10 Tính đoán điện áp nút cho các chết độ phụ tải cực tiểu 51 Bảng 3.11 Thông số các phần tử sơ đồ thay thế của các đường dây .52 Bảng 3.12 Các dòng công suất và tổn thất công suất mạng điện chọn chế độ sau sự cố 53 Bảng 3.13 Tính đoán điện áp nút cho các chết độ phụ tải cực tiểu 53 Bảng 3.14 Giá trị điện áp góp hạ áp quy về cao áp của các trạm hạ áp .54 Bảng 3.15 Giá trị điên áp của các đầu điều chỉnh các máy biến áp hạ áp 54 Bảng 3.17 Các đầu điều chỉnh máy biến áp .56 Bảng 4.1 Bảng giá thành xây dựng trạm biến áp 110/35-10kV(.109đ/trạm) .57 Bảng 4.2 Chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật của mạng điện thiết kế .59 LỜI MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, thì công nghiệp điện giữ một vai trò hết sức quan trọng bởi vì điện là nguồn lượng sử dụng rộng rãi nhất nền kinh tế quốc dân Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về nền kinh tế thì nhu cầu điện sử dụng tất cả các ngành công nghiệp, nông nghiệp dịch vụ đều tăng lên không ngừng Do điện không phải là nguồn lượng vô hạn, nên để các công trình điện sử dụng điện một cách hiệu quả nhất (cả về độ tin cậy cấp điện và kinh tế) thì ta phải thiết kế cung cấp điện cho các công trình này một cách hợp lí Trong chương trình đào tạo cho sinh viên trường Đại học SPKT Hưng Yên thì môn học hệ thống cung cấp điện là môn học quan trọng Việc làm đồ án về lĩnh vực này giúp sinh viên hiểu rõ về ngành Hệ thống điện, nó là bước tập dượt ban đầu công việc của sinh viên sau này Sau thời gian học tập tại trường sự bảo nhiệt tình của thầy cô giáo, em đã kết thúc khóa học và tích lũy vốn kiến thức nhất định Được sự đồng ý của nhà trường và thầy cô giáo khoa em giao đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế cung cấp điện cho khu vực nguồn phụ tải” Đồ án tốt nghiệp của em gồm chương: Chương 1: Phân tích đặc điểm nguồn phụ tải Chương 2: Cân bằng công suất hệ thống, chọn phương án tới ưu về ky tḥt Chương 3: Phân tích chế độ vận hành mạng điện Chương 4: Tính tiêu kinh tế ky thuật Bằng sự cố gắng nỗ lực của bản thân và đặc biệt sự giúp đỡ tận tình chu đáo của thấy TS Phạm Xuân Hiển, em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn và trình độ kinh nghiệm còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót Em rất mong nhận sự đóng góp của các thầy cô, để bài đồ án của em hoàn thiện và có thêm kinh nghiệm cho công việc thiết kế sau này của em.Em xin chân thành cám ơn! Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Quảng CHƯƠNG 1:PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1 Phân tích đặc điểm của nguồn và phụ tải Để chọn phương án tối ưu cần tiến hành phân tích đặc điểm của nguồn cung cấp điện và các phụ tải Trên sở đó, xác định công suất phát của nguồn điện và dự kiến các sơ đồ nối điện cho đạt hiệu quả kinh tế – kỹ thuật cao nhất 1.1.1 Nguồn cung cấp điện Nguồn điện lấy từ cái cao áp của nhà máy điện Điện áp cái cao áp phu tải bằng 110%, phụ tải cực tiểu bằng 105%, sự cố nặng nề bằng 110% điện áp danh định của mạng Hệ số công suất trung bình góp cao áp là cos=0,85 Công suất tác dụng và phản kháng dự trữ công suất tự dùng của nhà máy điện coi không xét đến 1.1.2 Các phụ tải điện Trong hệ thống điện thiết kế có phụ tải Có tất cả phụ tải loại I, và phụ tải loại III, có hệ số cosφ = 0,9 Thời gian sử dụng công suất cực đại là T max = 5000 giờ Các phụ tải đều có nhu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp của các trạm hạ áp bằng 22 kV Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại Hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại là m=1 Kết quả tính giá trị công suất của các phụ tải chế độ cực đại và cực tiểu: Phụ tải Smax= Pmax+ Smax= Smin=Pmin+jQmin Smin= Qmax MVA MVA MVA MVA P Q P Q 33 15,84 36,6 23,1 11,08 25,61 28 13,44 31,05 19,6 9,4 21,73 34 16,32 37,71 23,8 11,42 26,39 30 14,4 33,27 21 10,08 23,29 35 16,8 38,82 24,5 11,76 27,17 28 13,44 31,05 19,6 9,4 21,73 24 11,52 26,62 16,8 8,06 18,63 Tổng 212 101,76 148,4 71,2 Bảng 1.1 giá trị công suất của các phụ tải chế độ cực đại và cực tiểu 1.2.Cân bằng công suất hệ thống Sự ổn định về công suất tác dụng hệ thống điện là điều kiện quyết định cho sự ổn định tần số của hệ thống Trong chế độ phụ tải cực đại, phương trình cân bằng công suất tác dụng có dạng : PYC= m+ + Ptd+ Pdt Trong đó: PF Công suất tác dụng từ nguồn, ở là công suất tác dụng lấy m từ cái cao áp của nhà máy, MW Hệ số xuất hiện đồng thời các phụ tải cực đại(m=1) Công suất tự dùng của nhà máy và công suất dự trữ hệ thống, Ptd ,Pdt MW Ta coi Ptd=Pdt=0 Tổng tổn thất công suất tác dụng hệ thống điện gồm tổn thất công suất đường dây và tổn thất trạm biến áp, MW Tổng cổng suất tác dụng của các phụ tải, MW imax Tổng công suất tác dụng của phụ tải cực đại : = 33+28+34+30+35+28+24=212 (MW) Khi tính toán sơ bộ ta lấy: Như vậy: 1.2.1 Cân bằng công suất phản kháng: Để đảm bảo giá trị điện áp ở các hộ tiêu thụ, cần tiến hành cân bằng công suất phản kháng hệ thống điện: QF=PF.tg với PF=222,6 MW, cos=0,85 ) Ở QF chính là công suất phản kháng lấy từ cái cao áp của nhà máy Phương trình cân bằng công suất phản kháng hệ thống điện có dạng: QYC = m Trong đó: QYC – Công suất phản kháng yêu cầu (MVAr) – Công suất phản kháng của phụ tải chế độ cực đại (MVAr) Theo trên: ) Khi cân bằng sơ bộ = – Tổn tổng thất công suất phản kháng các trạm biến áp(MVAr) Khi tính toán sơ bộ: ) Qtd,Qdt - Công suất phản kháng tự dùng nhà máy và công suất phản kháng dự trữ hệ thống Ta coi Qtd=Qdt=0 Vậy ta có : (MVAr) Mà theo trên, công suất phản kháng phát của nguồn điện là QF>QYC đó ta không cần đặt các thiết bị bù CHƯƠNG2:CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG,CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU VỀ KỸ THUẬT 2.1 Dự kiến các phương án: Các tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nó Vì vậy, các sơ đồ mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện đạt yêu cầu của các hộ tiêu thụ, thuận tiện và an toàn vận hành, khả phát triển tương lai và tiếp nhận các phụ tải mới Trong thiết kế hiện nay, để chọn sơ đồ tối ưu của mạng điện người ta sử dụng phương pháp nhiều phương án Từ các vị trí đã cho của các phụ tải, và các nguồn cung cấp, cần dự kiến một số phương án và phương án tốt nhất dựa sự so sánh kinh tế – kỹ thuật các phương án đó Không cần dự kiến quá nhiều các phương án Sau phân tích tương đối cẩn thận có thể dự kiến đến phương án hợp lý nhất Đồng thời cần chú ý chọn các sơ đồ đơn giản Các sơ đồ phức tạp chọn trường hợp các sơ đồ đơn giản không thỏa mãn các yêu cầu kinh tế kỹ thuật Những phương án lựa chọn để so sánh về kinh tế là các phương án thỏa mãn các yêu cầu về kỹ thuật của mạng điện Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với mạng điện là độ tin cậy cung cấp điện chất lượng điện cao Khi dự kiến về sơ đồ của mạng điện thiết kế, trước hết, cần chú ý đến yêu cầu Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I, cần đảm bảo dự phòng 100% mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự động Vì vậy, để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I, có thể dùng đường dây mạch hoặc mạch vòng Đối với các hộ tiêu thụ loại III, nhiều trường hợp cung cấp bằng đường dây mạch hoặc đường dây riêng biệt Nhưng nói chung cho phép cung cấp điện cho các hộ loại III bằng đường dây không một mạch, bởi vì thời gian sửa chữa đường dây không rất ngắn Các hộ tiêu thụ loại III cung cấp bằng đường dây không một mạch Trên sở phân tích đặc điểm của các nguồn cung cấp và các phụ tải vị trí của chúng, có phương án đưa hình dưới đây: Sơ đồ mạch điện các phương án NÐ 10Km 10 19,6 9,4 19,46 21,73 23,8 11,42 23,62 26,39 21 10,08 20,85 23,29 24,5 11,76 17,19 27,17 19,6 9,40 19,46 21,73 16,8 8,06 16,68 18,63 Bảng 3.7 Giá trị công suất chế độ phụ tải cực tiểu Từ bảng ta thấy tất cả các trạm đều không thể vận hành một máy biến áp 94,86 km N S AC-70 2xTPDH-25000/110 ` Hình 3.7.Sơ đồ nguyên lý đường dây N-2 N SN S'' S' Qcd Zd UC Qc Qb C Qcc S0 S Zb Hình 3.8.Sơ đồ thay đường dây N-2 47 bảng 3.8 Kết quả tính giá trị các phần tử sơ đồ thay thế của các đường dây ghi trong: Đường Ω Qc +jQ MVAr dây R X R X P Q 20,57 19,67 0,935 21,75 N-1 5,58 0,05 1,18 0,07 0,48 21,81 20,86 N-2 1,27 27,95 2,95 0,05 1,12 0,058 0,4 16,74 16,01 0,935 21,75 N-3 2,27 0,06 1,25 0,07 0,48 12,38 11,84 N-4 1,27 27,95 1,66 0,06 1,26 0,058 0,4 17,96 17,18 0,935 21,75 N-5 4,86 0,05 1,32 0,07 0,48 24,01 22,96 N-6 1,27 27,95 3,25 0,05 1,12 0,058 0,4 20.82 19,92 N-7 1,27 27,95 2,81 0,04 0,83 0,058 0,4 Bảng 3.8 Thông số của các phần tử sơ đồ thay thế của các đường dây mạng điện chọn =P +jQ +j Đường MVA MVA MVA MVA MVA P Q dây P Q P Q P Q N-1 23,15 12,26 23,73 7,16 1,04 1,00 24,77 8,16 24,77 2,58 N-2 19,65 10,52 19,75 7,97 0,81 0,78 20,56 8,75 20,56 5,8 N-3 23,86 12,67 23,92 10,88 0,95 0,91 24,87 11,79 24,87 9,52 N-4 21,06 11,34 21,15 10,08 0,56 0,53 21,71 10,61 21,71 8,95 N-5 24,55 12,87 24,58 8,49 1,00 0,95 25,58 9,44 25,58 4,58 N-6 19,65 10,52 19,7 7,67 0,88 0,84 20,58 8,51 20,58 5,26 N-7 16,84 8,89 16,88 6,48 0,56 0,53 17,44 7,01 17,44 4,20 Tổng 5,77 5,54 155,51 40,89 Bảng 3.9 Các dòng công suất và tổn thất công suát mạng điện chọn Bảng tính điện áp nút cho các chế độ phụ tải cực tiểu Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 4,63 4,70 4,70 3,10 4,44 116,37 116,30 116,30 117,90 116,56 4,94 5,48 5,12 5,82 5,20 111,43 110,82 111,18 112,08 111,36 48 N-6 5,08 115,92 5,50 110,42 N-7 3,70 117,93 4,56 115,37 Bảng 3.10 Tính đoán điện áp nút cho các chết độ phụ tải cực tiểu Cân bằng chính xác công suất hệ thống Từ bảng 3.9 Tổng công suất yêu cầu góp cao áp của nhà máy : Như vậy tổng công suất tác dụng lấy từ cái cao áp của nhà máy là : ) Với hệ số công suất cái cao áp của nhà máy bằng 0,85 thì công suất phản kháng lấy từ cái cao áp của nhà máy là : ) Như vậy công suất phản kháng nguồn cung cấp lớn công suất phản kháng yêu cầu nên ta không phải bù cưỡng bức 3.4.3 Chế độ sau sự cố Xét trường hợp xấu nhất: Ngừng một mạch các đoạn đường dây và phụ tải cực đại N 94,86 km S AC-70 2xTPDH-25000/110 Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý đường dây N-2 N SN S'' S' Qcd UC Qc Qb C Zd Qcc S0 S Zb Hình 3.10 Sơ đồ thay đường dây N-2 Trong sơ đồ thay thế đường dây: bảng 3.11: Kết quả tính giá trị các phần tử sơ đồ thay thế của các đường dây ghi Đường dây Ω R X R X Qc MVAr +jQ P Q 49 N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 N-7 41,14 39,34 0,935 21,75 2,79 0,10 2,40 0,07 43,62 41,72 1,27 27,95 1,475 0,10 2,20 0,058 33,48 32,02 0,935 21,75 1,135 0,05 2,50 0,07 24,76 23,68 1,27 27,95 0,83 0,11 2,55 0,058 35,92 34,36 0,935 21,75 2,43 0,05 2,70 0,07 48,02 45,92 1,27 27,95 1,625 0,10 2,22 0,058 41,64 39,84 1,27 27,95 1,405 0,07 1,63 0,058 Bảng 3.11 Thông số các phần tử sơ đồ thay thế của các đường dây 0,48 0,4 0,48 0,4 0,48 0,4 0,4 =P +jQ +j Đương dây N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 N-7 MVA P 33,10 28,10 34,05 30,11 35,05 28,10 24,07 Q 18,24 15,66 18,87 16,95 19,50 15,66 13,15 MVA P 33,17 28,15 34,12 31,16 35,12 28,15 24,12 Q 15,93 14,58 18,21 16,52 17,55 14,43 12,14 MVA P 4,60 3,62 4,13 2,54 4,57 3,43 2,49 Q 4,40 3,46 3,95 2,43 4,37 3,29 2,39 MVA P 33,77 31,77 38,25 33,70 39,69 31,58 26,61 Q 20,33 18,04 22,16 18,95 21,92 17,72 14,53 MVA 33,77 31,77 38,25 33,70 39,69 31,58 26,61 17,54 16,56 21,02 18,12 19,49 16,10 13,12 Bảng 3.12 Các dòng công suất và tổn thất công suất mạng điện chọn chế độ sau sự cố Bảng tính điện áp nút cho chế độ phụ tải sự cố Đoạn N-1 17,18 103,82 4,11 99,71 N-2 17,16 103,84 4,55 99,29 N-3 16,14 104,86 4,21 100,75 N-4 10,44 110,56 4,63 105,93 N-5 17,31 103,69 4,40 99,29 N-6 18,64 102,36 4,62 97,74 N-7 13,47 107,53 3,70 103,83 Bảng 3.13 Tính đoán điện áp nút cho các chết độ phụ tải cực tiểu 3.5 Điều chỉnh điện áp mạng điện 3.5.1 Điều chỉnh điện áp mạng điện Để đảm bảo chất lượng điện áp cung cấp cho các hộ tiêu thụ, cần phải điều chỉnh điện áp tại các trạm hạ áp bằng cách thay đổi tý số biến áp của các máy biến áp Trong các trạm hạ áp, phân đã trình bày, ta sử dụng loại máy TPDH25000/110, TPDH32000/110 Phạm vi điều chỉnh và ) Đối với trạm hạ áp có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, độ lệch điện áp góp hạ áp của trạm quy định sau: 50 Trong chế độ phụ tải cực đại Trong chế độ phụ tải cực tiểu ) Trong chế độ sau sự cố ) Điện áp yêu cầu góp hạ áp của trạm xác định theo công thức sau: Trong đó là điện áp định mức của mạng điện hạ áp Đối với mạng điện thiết kế , vì vậy điện áp yêu cầu góp hạ áp của trạm khi: - Chế độ cực đại: 23,1 KV - Chế độ cực tiểu: - Chế độ sau sự cố: Kết quả tính điện áp góp hạ áp của các trạm quy đổi về phía điện áp cao các chế độ ghi bảng 3.14 Trạm biến áp Uq max i (kV) Uq i (kV) Uq sc i (kV) 109,42 109,91 111,80 109,71 108,68 111,71 111,43 110,82 111,18 112,08 111,36 110,42 115,37 99,71 99,29 100,75 105,93 99,29 97,74 103,83 Bảng 3.14 Giá trị điện áp góp hạ áp quy về cao áp của các trạm hạ áp Để thuận tiện cho việc điều chỉnh ta tính trước giá trị điện áp ứng với đầu điều chỉnh của máy biến áp Kết quả ghi bảng 3.15 Thứ tự đầu điều Điện áp bổ sung, Điện áp bổ sung, Điện áp đầu điều chỉnh % KV chỉnh, KV +16,02 +18,423 133,243 +14,24 +16,376 131,376 +14,46 +14,329 129,329 +10,68 +12,282 127,282 +8,90 +10,235 125,235 +7,12 +8,118 123,118 +5,34 +6,141 121,141 +3,56 +4,094 119,094 +1,78 +2,047 117,047 51 10 0 115 11 -1,78 -2,047 112,953 12 -3,56 -4,094 110,906 13 -5,43 -6,141 108,859 14 -7,12 -8,118 106,882 15 -8,90 -10,235 104,765 16 -10,68 -12,282 102,718 17 -12,46 -14,329 100,671 18 -14,24 -16,376 98,624 19 -16,02 -18,423 96,577 Bảng 3.15 Giá trị điên áp của các đầu điều chỉnh các máy biến áp hạ áp 3.5.2 Chọn các đầu điều chỉnh các máy biến áp trạm Chế độ phụ tải cực đại Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp xác định theo công thức : KV Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=15 đó điện áp của đầu điều chỉnh tiêuchuẩn là Utcmax = 104,765 Điện áp thực góp hạ áp: Utmax= Độ lệch điện áp góp hạ áp: < 5% Như vậy đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đã chọn là phù hợp Chế độ phụ tải cực tiểu Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=11 đó điện áp của đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là Utcmin= 112,953 Điện áp thực góp hạ áp: Utmin= Độ lệch điện áp góp hạ áp: (%) Như vậy đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đã chọn là phù hợp Chế độ sau sự cố Chọn n=19 , Utcsc=96,577 Utsc= ) 52 3.5.3 Chọn các đầu điều chỉnh các máy biến áp của các trạm còn lại Việc chọn các đầu điều chỉnh của các máy biến áp còn lại tiến hành tương tự Kết quả ghi bảng 3.17 Trạm biến áp Uqmax Uqmin Uqsc Uycmax Uycmin Uycsc Udcmax Udcmin Udcsc Utcmax Utcmin Utcsc Utmax Utmin Utsc 109,66 109,42 109,91 111,80 109,71 111,43 110,82 111,18 112,08 111,36 99,71 99,29 100,75 105,93 99,29 23,1 23,1 23,1 23,1 23,1 22 22 22 22 22 23,1 23,1 23,1 23,1 23,1 104,43 104,20 104,66 106,46 104,47 111,43 110,82 111,18 112,08 111,36 94,05 94,55 95,94 100,87 94,55 104,765 104,765 104,765 104,765 104,765 112,953 112,953 112,953 112,953 112,953 96,577 96,577 96,577 102,718 96,577 23,03 22,97 23,08 23,47 23,04 21,70 21,58 21,65 21,82 21,70 22,71 22,61 22,95 22,68 22,61 4,45 4,20 4,67 6,36 4,50 -1,36 -1,90 -1,59 -0,81 -1,36 3,07 2,64 4,11 2,94 2,64 Bảng 3.17 Các đầu điều chỉnh máy biến áp 108,68 110,42 97,74 23,1 22 23,1 103,50 110,42 93,07 104,765 112,953 96,577 22,82 21,50 22,26 3,54 -2,27 1,12 111,71 115,37 103,83 23,1 22 23,1 106,38 115,37 98,87 106,882 117,047 100,671 23,00 21,68 22,70 4,32 -1,45 3,03 53 CHƯƠNG 4:TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ,KĨ TḤT 4.1 Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức: K=K+K Trong đó : Kd - vốn đầu tư xây dựng đường dây(đ) Kt- vốn đầu tư xây dựng các trạm biến áp(đ) K= n.kb k- giá thành máy biến áp(đ) Đối với trạm có máy biến áp thì n=1 Đối với trạm có máy biến áp thì n=1,8 Ở chương III, ta đã tính vốn đầu tư xây dựng các đường dây có giá trị Kd = 2164,63.(đ) Loại trạm Công suất định mức (MVA) 10 16 20 25 32 40 63 Một máy biến áp 11 15 19 22 24 26 33 Hai máy biến áp 20 28 35 40 44 48 60 Bảng 4.1 Bảng giá thành xây dựng trạm biến áp 110/35-10kV(.10 đ/trạm) Trong hệ thống điện thiết kế có trạm hạ áp, gồm trạm 25KVA và trạm 32KVA Trong trạm hạ áp có máy biến áp ( vì có hộ tiêu loạiIII và hộ còn lại là hộ tiêu thụ loại I) nên: Do đó, tổng vốn đầu tư để xây dựng mạng điện bằng: K = 2164,63.109 + 415,2.109 = 2579,83.109 (đ) 4.2.Tổn thất công suất mạng điện Tổn thất công suất mạng điện gồm có tổn thất công suất đường dây và tổn thất công suất tác dụng MBA ở chế độ phụ tải cực đại Theo kết quả tính toán ở chương 3(bảng 3.2) tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây bằng: ΔPd = 12,4 (MW) Tổn thất công suất các cuộn dây của MBA có giá trị: ΔPb = 0,58 (MW) Tổn thất công suất lõi thép của MBA xác định sau: ΔP0 = 0,442 (MW) Như vậy, tổng tỏn thất công suất tác dụng mạng điện là: ΔP = ΔPđ + ΔP0 + ΔPb = 13,442 (MW) Tổn thất công suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm bằng: ΔP% = x 100 = x 100 = 6,33 (%) 54 4.3 Tổn thất điện mạng điện Tổng tổn thất điện nặng mạng điện có thể tính theo công thức sau: =( Trong đó : - thời gian tổn thất công suất lớn nhất t- thời gian các máy biến áp làm việc năm, t =8760h ( Các máy biến áp vận hành song song cả năm ) =(0,124+Tmax.10-4)2.8760=(0,124+5000.10-4)2.8760=3410,93 (h) =(12,4+0,58).3410,93+0,442.8760 = 48145,7914(MWh) Tổng điện các hộ tiêu thụ nhận năm A=) Tổn thất điện tính theo phần trăm = 4.4.Tính chi phí và giá thành 4.4.1 Chi phí vận hành hàng năm Các Chi phí vận hành hàng năm xác định theo công thức Y= Trong đó avhd - hệ sô vận hành đường dây , avh=0,07 (cột thép ) Avht-hệ số vận hành các thiết bị trạm biến áp, c - giá thành kWh điện tổn thất Như vậy : Y=0,07 2164,63.109+ 0,10.+.500 = 190,8372729.109(đ) 4.4.2 Chi phí tính toán hàng năm Chi phí tính toán hàng năm xác định theo công thức sau: Z=atc.K+Y Trong đó : atclà hệ số thu hồi vốn đầu tư , atc=0,125 Z=0,125 2547,96.109+ 190,8372729.109=509,3322729.109 (đ) 4.4.3 Giá thành chuyền tải điện Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức: β = = = 180035,1631 (đ/kWh) 4.4.4 Giá thành thành xây dựng MW công suất phụ tải chế độ cực đại Ko = = = 12,01867925.109 (đ/MW) Kết quả tính tiêu kinh tế – kỹ thuật của mạng điện thiết kế tổng hợp bảng 4.2 Các tiêu Đơn vị Giá trị 55 Tổng công suất phụ tải cực đại MW 212 Tổng chiểu dài đường dây Km 584 Tổng công suất các máy biến áp hạ áp MVA 328 4.Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 109 đ 2547,96 5.Tổng vốn đầu tư về đường dây 109đ 2132,76 6.Tổng vốn đầu từ về các trạm biến áp 10 đ 415,2 Tổng điện các phụ tải tiêu thụ 10 MWh 1060 % 8,21 % 16,42 10.Tổng tốn thất công suất MW 13,442 11.Tổng tốn thất công suất % % 6,33 12 Tổng tổn thất điện MWh 48145,7914 13.Tổng tổn thất điện A % % 4,54 14.Chi phí vận hành hàng năm 10 190,8372729 15.Chi phí tính toán hàng năm 10 509,3322729 16.Giá thành truyền tải điện đ/kWh 180035,1631 17.Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải 10 đ/MW 12,01867925 cực đại Bảng 4.2 Chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật của mạng điện thiết kế 56 PHẦN THỰC HÀNH: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN KHỞI ĐÔNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO TAM GIÁC L1 L2 L3 L1 AP1 N AP2 F1 K1 STOP F1 K1 START M3~ K3 K3 T K2 K1 t t K3 K2 K3 K2 K3 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển khởi động động không đồng bộ ba pha bằng phương pháp đổi nối tam giác Nguyên lý làm việc của mạch: Trước khởi động ta bật AP1 cấp nguồn cho mạch công suất, AP2 cấp nguồn cho mạch điều khiển Nhấn nút START contactor K1, K2 có điện động khởi động theo chế độ sao,cùng lúc đó role thời gian cấp nguồn sau thời gian đặt contactor K2 mất, contactor K3 có điện động chuyển sang chế độ làm việc tam giác với các thông sô định mức Dừng động bằng cách nhấn STOP cắt nguồn cấp cho mạch điều khiển động dừng Phần tính toán : Sử dụng RN , Cầu chì , Aptomat,… Động điện không đồng bộ ba pha cập nguồn 220/380V Pđm = 7,5kW (kW) Cos = 0,8 , Tính toán chọn CPT và RN 57 + CPT ta có điều kiện : Uđmct Uđm IđmCPTItt = Ipt Ipt=== 16,76 (A) - Các biện pháp bảo vệ động + Chọn cầu chì ( ATM ) Km = 5,5 Động mở máy UđmFUđm IđmF Iđmđc Chọn Imin = 12 (A) Imax = 18 (A) Đặt trị số làm việc của F = 16,76 (A) 58 Hình ảnh sản phẩm 59 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết đạt Sau hoàn thành đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế cung cấp điện cho khu vực nguồn phụ tải ”em đã nhận : - Xác định các công thức tính toán cho từng phụ tải Lựa chọn các máy biến áp cho từng hộ tiêu thụ Thiết kế, lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ đảm bảo tính tiêu kinh tế kỹ thuật - Vận dụng kiến thức chuyên ngành, kiến thức môn cung cấp điện , củng cố kiến thức về mạng lưới điện, nghiên cứu về cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ - Rèn luyện khả hoạt động , kết hợp nhóm , tìm tòi và thực nghiệm, rèn luyện và tính toán , viết thuyết minh , vẽ Autu cad và phần mềm trình chiếu - Những kinh nghiệm ,những bài học để chuẩn bị cho công việc sau này Hướng phát triển - Làm sở tính toán , thiết kế cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ… có quy mô lớn, và phức tạp - Tính toán chi phí kinh tế xây dựng đường dây truyền tải với chi phí nhỏ nhất Lời cảm ơn - Trong quá trình làm đồ ándù đã rất cố gắng kiến thức chuyên ngành , kiến thức thực tế và chưa có kinh nghiệm lên không tránh khỏi thiếu sót - Tuy nhiêu em đã nhận sự giúp đỡ và bảo của các thầy cô hộ môn “Hệ Thống Điện” , đặc biệt là thầy giáo Phạm Xuân Hiển đã tận tình bảo cho em thiếu sót và vướng mắc thường gặp để hoàn thành bản đồ án Cuối em xin trân thành cảm ơn ! Hưng Yên, ngày … tháng … năm 2017 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thế Quảng 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết kế các mạng và hệ thống điện – tái bản 2004 - Tác giả : Nguyễn Văn Đạm - NXB Khoa học và kỹ thuật Mạng lưới điện - Tác giả : Nguyễn Văn Đạm - NXBKhoa học và kỹ thuật Hà Nội 61