Đồ án tốt nghiệp nguyễn hải nam đ5h4

z TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN VÀ TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP, LỰA CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP BẰNG PHẦN MỀM PSS/E Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Ngành Chuyên ngành Lớp Khoá : TS NGUYỄN ĐĂNG TOẢN : NGUYỄN HẢI NAM : HỆ THỐNG ĐIỆN : HỆ THỐNG ĐIỆN : Đ5H4 : 2010-2015 Hà Nội, tháng năm 2015 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường Đại học Điện lực Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên: Nguyễn Hải Nam Lớp: Đ5H4 Ngành: Hệ thống điện Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đăng Toản Tiêu đề: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN VÀ TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP, LỰA CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP BẰNG PHẦN MỀM PSS/E Phần 1: Thiết kế lưới điện khu vực Hệ thống điện gồm nhà máy nhiệt điện Hệ thống điện cung cấp cho phụ tải sau đây: Phụ tải Thông số Pmax (MW) 45 35 40 25 30 30 25 25 Pmin (MW) 0,75× 𝑃𝑀𝑎𝑥 cosđm 0,9 Uđm (kV) 22 YC điều chỉnh U KT KT T KT T KT KT KT Loại 1 1 Tmax (h) 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 Điện áp cao áp HTĐ phụ tải cực đại cố nặng nề 110%, phụ tải cực tiểu 105% điện áp định mức Điện áp góp 110kV nhà máy chế độ cực đại, cực tiểu 105% 100% NMĐ liên lạc trực tiếp với HTĐ qua đường dây kép Nhiệm vụ: a Tính tốn cân cơng suất, đề phương án nối điện b Lựa chọn MBA sơ đồ nối điện c Tính tốn chế độ HTĐ d Tính tốn điều chỉnh điện áp nút e Tính tốn giá thành truyền tải điện f Các vẽ: Các phương án nối điện, bảng phân tích kinh tế kỹ thuật, bảng chế độ làm việc tính tốn điều chỉnh điện áp, bảng tổng kết Bản đồ vị trí nguồn phụ tải điện Tỷ lệ 1:10 km Phần 2: Tính tốn trào lưu cơng suất việc sử dụng chương trình PSS/E Ngày giao nhiệm vụ: Ngày tháng năm Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày tháng năm Trưởng khoa Hà Nội, ngày tháng Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Đăng Toản năm Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam LỜI NÓI ĐẦU Trong báo cáo trị Ban Chấp hành Trung ương Đảng khố X Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XI Đảng năm 2011 đề mục tiêu đưa nước Việt Nam trở thành nước công nghiệp theo hướng đại vào năm 2020 với tỷ trọng GDP công nghiệp lên đến 41% Đảm bảo an ninh lượng trì phát triển ngành Điện đóng góp phần quan trọng cho nghiệp phát triển kinh tế - xã hội đất nước Để thực mục tiêu trên, bên cạnh việc xây dựng phát triển quy mơ hệ thống điện việc nâng cao chất lượng truyền tải tiêu thụ tiết kiệm, hợp lí, đạt hiệu cao quan trọng Điều đặt yêu cầu xây dựng mạng lưới điện cần phải tính tốn kĩ lưỡng để hợp lí kỹ thuật kinh tế Trên sở đó, đồ án tốt nghiệp tiến hành phân tích, tính toán thiết kế hệ thống điện cấp khu vực đồng thời tính tốn trào lưu cơng suất lưới điện việc sử dụng chương trình PSS/E Bản đồ án nghiệp gồm nội dung cụ thể sau: CHƯƠNG : Phân tích đặc điểm nguồn phụ tải Đề xuất phương án CHƯƠNG : Tính tốn kỹ thuật phương án CHƯƠNG : Tính tốn kinh tế CHƯƠNG : Lựa chọn máy biến áp sơ đồ trạm cho phương án tối ưu CHƯƠNG : Tính tốn chế độ hệ thống điện sử dụng phần mềm PSS/E CHƯƠNG : Tính tốn lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp CHƯƠNG : Tính tốn chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật mạng điện Trong đồ án có số chi tiết đơn giản hoá sở quan trọng, giúp tổng hợp lại kiến thức học truờng xây dựng cho sinh viên kỹ cần thiết trình thiết kế lưới điện sau i Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô trường Đại Học Điện Lực, đặc biệt thầy cô khoa Hệ Thống Điện giảng dạy hướng dẫn kiến thức cần thiết để em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy cô đọc, phản biện góp ý kiến để em hoàn chỉnh đồ án Em muốn gửi lời cảm ơn tới thầy giáo, TS Nguyễn Đăng Toản người tận tình hướng dẫn em thực đồ án Trong trình thực hiện, em nỗ lực để tổng hợp kiến thức học tham khảo số tài liệu chuyên môn nhằm đạt kết tốt Tuy nhiên, thân nhiều hạn chế đồng thời khn khổ đồ án không nhỏ nên sai sót điều khó tránh khỏi Kính mong q thầy cơ, bạn bè góp thêm ý kiến q báu để đề tài hoàn thiện Hà Nội, tháng năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Hải Nam ii Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính toán chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i LỜI CẢM ƠN ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv MỤC LỤC .v DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH xi KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT .xiv CHƯƠNG : PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM NGUỒN VÀ PHỤ TẢI ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN 1.1 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM NGUỒN VÀ PHỤ TẢI Phân tích nguồn Phân tích phụ tải điện .2 1.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Cân công suất tác dụng Cân công suất phản kháng 1.3 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN Chế độ phụ tải cực đại Chế độ phụ tải cực tiểu 1.4 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN Cơ sở lý thuyết cho việc đề xuất phương án Đề xuất phương án .11 Chọn phương án để tính tốn cụ thể 15 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG .15 CHƯƠNG : TÍNH TỐN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 16 2.1 NGUN TẮC CHUNG TÍNH TỐN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN .16 Tính tốn phân bố cơng suất sơ .16 Chọn điện áp định mức mạng điện 16 Chọn tiết diện dây dẫn 17 Tính tổn thất điện áp mạng điện 18 v Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam Tính tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện 19 2.2 TÍNH TỐN KỸ THUẬT CHO PHƯƠNG ÁN 20 Tính tốn phân bố cơng suất sơ .20 Chọn điện áp định mức mạng điện 21 Chọn tiết diện dây dẫn 21 Tính tổn thất điện áp mạng điện 23 Tính tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện 24 Tổng hợp số liệu phương án 25 2.3 TÍNH TỐN KỸ THUẬT CHO PHƯƠNG ÁN 26 Tính tốn phân bố cơng suất .26 Chọn điện áp định mức mạng điện 27 Chọn tiết diện dây dẫn 27 Tính tổn thất điện áp mạng điện 29 Tính tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện 30 Tổng hợp số liệu phương án 31 2.4 TÍNH TỐN KỸ THUẬT CHO PHƯƠNG ÁN 32 Tính tốn phân bổ cơng suất .32 Chọn điện áp định mức mạng điện 33 Chọn tiết diện dây dẫn 34 Tính tổn thất điện áp mạng điện 38 Tính tổn thất cơng suất tổn thất điện mạng điện 40 Tổng hợp số liệu phương án 41 2.5 TÍNH TỐN KỸ THUẬT CHO PHƯƠNG ÁN 42 Tính tốn phân bố công suất sơ .42 Chọn điện áp định mức mạng điện 43 Chọn tiết diện dây dẫn 43 Tính tổn thất điện áp mạng điện 45 Tính tổn thất cơng suất tổn thất điện mạng điện 46 Tổng hợp số liệu phương án 47 vi Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam 2.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG .48 CHƯƠNG : TÍNH TỐN KINH TẾ 49 3.1 CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ 49 3.2 TÍNH TỐN CÁC PHƯƠNG ÁN .50 Phương án 50 Phương án 51 Phương án 51 Phương án 52 3.3 SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU 52 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG .53 CHƯƠNG : LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ TRẠM CHO PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 54 4.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP 54 Chọn số lượng công suất máy biến áp trạm tăng áp nhà máy điện 54 Chọn số lượng công suất máy biến áp trạm hạ áp 55 4.2 CHỌN SƠ ĐỒ CÁC TRẠM VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN 56 Trạm biến áp tăng áp 56 Trạm biến áp hạ áp .58 Sơ đồ hệ thống điện thiết kế .59 4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG .59 CHƯƠNG : TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/E 60 5.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN PSS/E 60 5.2 THÔNG SỐ TÍNH TỐN TRONG HỆ ĐƠN VỊ TƯƠNG ĐỐI 61 Trở kháng đường dây 61 Máy biến áp hai cuộn dây 62 Nhà máy điện hệ thống điện 63 Phụ tải 64 Điện áp nút 64 5.3 TÍNH TỐN TRÀO LƯU CÔNG SUẤT MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ 65 vii Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam Chọn đầu điều chỉnh điện áp tính trào lưu cơng suất chế độ cực tiểu Thông số đầu vào Thông số đầu vào hoàn toàn tương tự số liệu mục 5.3.2.1., riêng máy biến áp hạ áp ngồi thơng số có bổ sung thêm giá trị điều chỉnh điện áp, cụ thể hình sau: Hình 6-7: Thơng số máy biến áp Hình 6-8: Thơng số điều chỉnh điện áp máy biến áp chế độ cực tiểu Kết xuất Vào mục “Power Flow”, chọn “Solution/Solve” giải Newton-Raphson, “Tap adjustment” chọn “Stepping”, ta có thơng số nút công suất phát từ hệ thống sau: Trang | 86 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam Hình 6-9: Sai số tính tốn cơng suất nút cân Hình 6-10: Điện áp nút sau tính tốn Trang | 87 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam Hình 6-11: Giá trị điện áp nấc phân áp điều chỉnh Từ Hình 6-11 Bảng 6-2 ta chọn nấc phân áp tiêu chuẩn cho máy biến áp trạm:  Tính cho trạm 1: Udc  108,859(  kV ) ứng với nấc phân áp n  3  Tính tương tự cho trạm lại ta có bảng tổng hợp điều chỉnh điện áp phụ tải cực tiểu: Bảng 6-5: Điện áp nút giá trị nấc phân áp chế độ cực tiểu Trạm Yêu cầu KT KT T KT T KT KT KT Ut _ c Chế độ cực tiểu Ut _ h n (kV ) (kV ) -3 -3 -6 -7 -6 -6 -3 -3 111,74 112,07 106,91 105,52 107,63 107,81 112,52 112,75 22,004 22,072 22,151 22,241 22,423 22,455 22,215 21,939 dUi % 0,02 0,33 0,68 1,10 1,92 2,07 0,98 -0,28 Trang | 88 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính toán chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam Trào lưu công suất sau điều chỉnh điện áp Máy biến áp Đường dây Bảng 6-6: Dòng cơng suất điện áp nút chế độ cực tiểu Phần Từ nút Điện áp Tới nút Điện áp Id Si tử nút nút tới (MVA) HT 115,5 TBA1 111,74 16,6+j7,6 HT 115,5 TBA1 111,74 16,6+j7,6 HT 115,5 TBA2 112,07 14,1+j6,4 HT 115,5 TBA2 112,07 14,1+j6,4 TBA_ND TBA3 106,91 15,4+j7,5 110,0 TBA_ND TBA3 106,91 15,4+j7,5 110,0 TBA_ND TBA4 105,52 20,2+j11,1 110,0 TBA_ND TBA5 107,63 11,5+j5,3 110,0 TBA_ND TBA5 107,63 11,5+j5,3 110,0 TBA_ND TBA6 107,81 11,6+j6,1 110,0 TBA_ND TBA6 107,81 11,6+j6,1 110,0 HT 115,5 TBA7 112,52 10,3+j4,1 HT 115,5 TBA7 112,52 10,3+j4,1 HT 115,5 TBA8 112,75 19,6+j10,7 TBA_ND 110,0 HT 115,5 20,0-j20,6 TBA_ND 110,0 HT 115,5 20,0-j20,6 TBA1 111,74 PT1 22,004 16,4+j9,3 TBA1 111,74 PT1 22,004 16,4+j9,3 TBA2 112,07 PT2 22,072 13,6+j7,4 TBA2 112,07 PT2 22,072 13,6+j7,4 TBA3 106,91 PT3 22,151 15,1+j8,4 TBA3 106,91 PT3 22,151 15,1+j8,4 TBA4 105,52 PT4 22,241 19,4+j10,8 TBA5 107,63 PT5 22,423 11,3+j6,3 TBA5 107,63 PT5 22,423 11,3+j6,3 TBA6 107,81 PT6 22,455 11,8+j6,5 TBA6 107,81 PT6 22,455 11,8+j6,5 TBA7 112,52 PT7 22,215 9,7+j5,3 TBA7 112,52 PT7 22,215 9,7+j5,3 TBA8 112,75 PT8 21,939 19,5+j11,1 MPD1 9,641 TBA_ND 110,0 45,54+j5,90 MPD2 9,641 TBA_ND 110,0 45,54+j5,90 MPD3 9,641 TBA_ND 110,0 45,54+j5,90 ∆Si (MVA) 0,38+j0,59 0,38+j0,59 0,32+j0,41 0,32+j0,41 0,30+j0,48 0,30+j0,48 0,52+j1,02 0,19+j0,24 0,19+j0,24 0,18+j0,23 0,18+j0,23 0,22+j0,21 0,22+j0,21 0,29+j0,58 0,05+j1,99 0,05+j1,99 0,04+j0,96 0,04+j0,96 0,03+j0,80 0,03+j0,80 0,04+j0,98 0,04+j0,98 0,07+j1,60 0,03+j0,69 0,03+j0,69 0,03+j0,75 0,03+j0,75 0,02+j0,52 0,02+j0,52 0,07+j1,67 0,14+j3,58 0,14+j3,58 0,14+j3,58 Trang | 89 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam Tạo Diagram sử dụng chức Auto Draw PSS/E, ta hình mơ lại mạng điện sau: Hình 6-12: Trào lưu công suất chế độ cực tiểu sau chỉnh điệp áp Trang | 90 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam Chọn đầu điều chỉnh điện áp chế độ cố Tính tốn tương tự trên, ý trạm có yêu cầu điều chỉnh thường, phụ tải trạm phụ tải loại III nên ta không xét chế độ sau cố, ta có bảng sau: Bảng 6-7: Điện áp nút giá trị nấc phân áp chế độ cố Trạm Yêu cầu KT KT T T KT KT n Ut _ c Chế độ cố Ut _ h (kV ) (kV ) -5 -4 -5 -4 -5 -3 109,67 111,89 106,83 108,95 109,83 113,27 22,248 22,286 21,524 21,566 22,218 22,192 dUi % 1,13 1,31 -2,17 -1,98 0,99 0,88 Trang | 91 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam Tổng hợp chọn đầu điều chỉnh điện áp chế độ Bảng 6-8: Nấc phân áp máy biến áp điều chỉnh dưới tải trạm Trạm Chế độ cực đại Yêu cầu n Utci Uti ( kV ) ( kV ) Chế độ cực tiểu dUi % n Utci Uti ( kV ) ( kV ) Chế độ cố dUi % n Utci Uti ( kV ) ( kV ) dUi % KT -4 116,11 23,174 5,34 -3 111,74 22,004 0,02 -5 109,67 22,248 1,13 KT -3 116,99 22,916 4,17 -3 112,07 22,072 0,33 -4 111,89 22,286 1,31 T -6 111,47 23,032 4,70 -6 106,91 22,151 0,68 -5 106,83 21,524 -2,17 KT -7 110,39 23,059 4,82 -7 105,52 22,241 1,10 T -5 112,41 22,783 3,56 -6 107,63 22,423 1,92 -4 108,95 21,566 -1,98 KT -6 112,59 23,303 5,93 -6 107,81 22,455 2,07 -5 109,83 22,218 0,99 KT -3 117,64 23,115 5,07 -3 112,52 22,215 0,98 -3 113,27 22,192 0,88 KT -4 117,71 23,207 5,49 -3 112,75 21,939 -0,28 N/A N/A Trang | 92 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam  Nhận xét: - Phần mềm tính tốn sau 20 bước lặp với độ hội tụ tương đối cao cho kết gần nằm khoảng yêu cầu điều chỉnh - Vì nấc phân áp chọn phù hợp, ta không cần sử dụng biện pháp khác để điều chỉnh điện áp ví dụ sử dụng thiết bị bù 6.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Ở chương 6, tác giả dựa phương thức yêu cầu điều chỉnh điện áp để áp dụng vào phần mềm PSS/E, qua tính tốn số nấc phân áp cho máy biến áp hạ đồng thời tính tốn lại trào lưu cơng suất lưới điện thiết kế chế độ phụ tải cực đại cực tiểu việc sử dụng chương trình PSS/E sau chọn lại đầu phân áp Trang | 93 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam CHƯƠNG : TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 7.1 VỐN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG MẠNG ĐIỆN Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức: K  Kd  Kt đó: Kd: Vốn đầu tư xây dựng đường dây Kt: Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp Giá thành trạm MBA 1,8 lần giá thành trạm có MBA Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây tính Bảng 3-2 có giá trị: 𝐾𝑑 = 368,19 × 109 (𝑉𝑁𝐷) Vốn đầu tư cho trạm hạ áp tăng áp (Có MBA) xác định theo bảng sau: Bảng 7-1: Giá thành trạm biến áp truyền tải có MBA điện áp 110/22kV Công suất định mức (MVA) Giá thành (109 đ/trạm) 25 32 40 63 80 19 22 28 35 43 Trong hệ thống điện thiết kế có trạm hạ áp, có trạm có MBA trạm có MBA, với MBA có cơng suất 40 MVA, MBA có cơng suất 32 MVA, MBA có cơng suất 25 MVA, vốn đầu tư cho trạm hạ áp bằng: 𝐾𝑡_ℎ = [(3 × 1,8 × 19) + (2 × 1,8 × 22 + × 22) + (1,8 × 28)] × 109 = 276,2 × 109 (𝑉𝑁𝐷 ) Đối với trạm tăng áp nhà máy điện với MBA có cơng suất 63 MVA, vốn đầu tư bằng: 𝐾𝑡_𝑡 = × 43 × 109 = 172 × 109 (𝑉𝑁𝐷) Như tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp: 𝐾𝑡 = 𝐾𝑡_𝑡 + 𝐾𝑡_ℎ = 276,2 × 109 + 172 × 109 = 448,2 × 109 (𝑉𝑁𝐷) Do tổng vốn đầu tư để xây dựng mạng điện: 𝐾 = 𝐾𝑡 + 𝐾𝑑 = 448,2 × 109 + 368,19 × 109 = 816,39 × 109 (𝑉𝑁𝐷) Trang | 94 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam 7.2 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN Tổn thất công suất tác dụng mạng điện gồm có tổn thất cơng suất đường dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại Theo kết tính tốn Bảng 6-4, tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây: 𝛴∆𝑃𝑑 = 6,19 (𝑀𝑊) Tổng tổn thất công suất tác dụng MBA tăng hạ áp: 𝛴∆𝑃𝐵 = 0,48 + 0,84 = 1,32 (𝑀𝑊) Như tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện: ∆𝑃 = Σ∆𝑃𝑑 + Σ∆𝑃𝐵 = 6,19 + 1,32 = 7,51 (𝑀𝑊) Tổn thất cơng suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm: 𝛥𝑃% = 𝛥𝑃 𝛴𝑃𝑃𝑇_𝑀𝑎𝑥 × 100% = 7,51 × 100% = 2,9451% 255 7.3 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG Tổn thất điện mạng điện xác định sau: 𝛥𝐴 = (𝑃𝑑 + 𝑃𝐶𝑢 ) × 𝜏 + ∆𝑃0 × 𝑡 (𝑀𝑊ℎ) đó: Pd: Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây PCu: Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây MBA P0: Tổng tổn thất lõi thép MBA  : Thời gian tổn thất công suất lớn t: Thời gian máy biến áp làm việc năm Vì máy biến áp vận hành song song năm trạm có máy biến áp t  8670h Tổng tổn thất lõi thép MBA tính từ Bảng 4-1 Bảng 4-3: ∆𝑃0 = (4 × 70 + × 29 + × 35 + × 42) × 10−3 = 0,748 (𝑀𝑊) Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn dây MBA: 𝑃𝐶𝑢 = Σ∆𝑃𝐵 − ∆𝑃0 = 1,32 − 0,748 = 0,572 (𝑀𝑊) Thời gian tổn thất công suất lớn tính sau:       0,124  Tmax  104  8760  0,124  5000  104  8760  3411h Tổn thất điện mạng điện bằng: A  (Pd  PCu )  P0  t  6,19  0,572  3411  0,748  8760  29.617,19( MWh) Trang | 95 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm: A   Pmax Tmax  255 5000  1,275 106 (MWh) Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm (%): A%  A 29.617,19  100%   100%  2,32% A 1,275  106 7.4 TÍNH CHI PHÍ GIÁ THÀNH Chi phí vận hành hàng năm Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện xác định theo công thức: Y  avhd  K d  avht  Kt  A  c(VND) đó: avhd: Hệ số vận hành đường dây (a vhd  0,04) avht: Hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp (a vht  0,1) c: Giá thành 1kWh điện tổn thất, c=800 (VND/kWh) Như vậy: Y  0,04  368,19  109  0,1  448,2  109  29.617,19  800  103  83,2414  109 (VND) Chi phí tính tốn hàng năm Chi phí tính tốn hàng năm xác định theo cơng thức: Z  atc  K  Y (VND) đó: atc: Hệ số định mức hiệu vốn đầu tư với (a tc  0,125) Do chi phí tính tốn bằng: Z  0,125 816,39  109  83,2414  109  185,29  109 (VND) Giá thành truyền tải Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức: Y 83,2414  109    65,29 (VND / kWh) A 1,275  109 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải xác định theo công thức: K 816,39  109 K0    3,2015  109 (VND / MW) 255  Pmax Trang | 96 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính toán chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam Kết chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp Bảng 7-2: Bảng 7-2: Các tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế STT Các tiêu Đơn vị Giá trị Tổng công suất phụ tải cực đại MW 255 Tổng chiều dài đường dây km 447,38 Tổng công suất MBA hạ áp MVA 422 Tổng vốn đầu tư mạng điện 109 VND 816,39 Tổng vốn đầu tư đường dây 109 VND 368,19 Tổng vốn đầu tư trạm biến áp 109 VND 448,2 Tổng điện phụ tải tiêu thụ MWh 1,275x106 ∆Umaxbt % 8,02 ∆Umaxsc % 16,04 10 Tổng tổn thất công suất ∆P MW 7,51 11 Tổng tổn thất công suất ∆P % 2,9451 12 Tổng tổn thất điện ∆A MWh 29.617,19 13 Tổng tổn thất điện ∆A % 2,32 14 Chi phí vận hành hàng năm 109 VND 83,2414 15 Chi phí tính tốn hàng năm 109 VND 185,29 16 Giá thành truyền tải điện VND/kWh 65,29 Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải cực đại 109 VND /MW 3,2015 17 Trang | 97 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam KẾT LUẬN CHUNG Thông qua đồ án, tác giả tiến hành thiết kế, tính tốn cho lưới điện khu vực hoàn chỉnh Từ số liệu ban đầu, tác giả thực việc phân tích nguồn phụ tải, cân công suất tác dụng công suất phản kháng, từ sơ xác định chế độ làm việc nguồn vạch phương án nối dây, chọn cấp điện áp hợp lý Sau tiến hành tính tốn chỉ tiêu kỹ thuật chọn tiết diện dây, tổn thất điện á, tổn thất điện chỉ tiêu kinh tế, ta chọn phương án tối ưu để thiết kế Trên sở đó, ta tiến hành chọn máy biến áp sơ đồ trạm, tính tốn xác cân công suất chế độ phương án sử dụng chương trình PSS/E Dựa vào kết tính toán điện áp nút phụ tải, ta chọn phương thức điều chỉnh điện áp thích hợp cho máy biến áp đồng thời tính tốn lại trào lưu công suất Hệ thống điện vừa thiết kế chế độ phụ tải cực đại cực tiểu việc sử dụng chương trình PSS/E sau chọn lại đầu phân áp Cuối cùng, ta tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện thấy mạng điện thiết kế hợp lý Việc thực đồ án giúp tác giả củng cố vận dụng kiến thức học, cách tính tốn thiết kế lưới điện, mà thu thập thêm nhiều hiểu biết việc tính tốn, vận hành hệ thống điện sử dụng phần mềm PSS/E, đáng kể đến có điều sau:  Chương trình PSS/E cơng cụ hữu hiệu giúp mơ phỏng, tính tốn xác trào lưu cơng suất hệ thống điện Ngồi chương trình mơ dạng cố xảy hệ thống dùng để giải tốn tối ưu hóa trào lưu cơng suất  Trong thực tế vận hành hệ thống điện, nhà máy đóng vai trò nút ổn định điện áp, nghĩa lượng công suất phản kháng nhà máy phát điều chỉnh liên tục nhằm giữ điện áp ổn định góp nhà máy, kết hợp với nút sở - góp hệ thống thơng qua đường dây liên lạc góp phần giữ ổn định nâng cao chất lượng điện áp hệ thống Trang | 98 Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện tính tốn chế độ xác lập, lựa chọn đầu phân áp máy biến áp phần mềm PSS/E” GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SVTH: Nguyễn Hải Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Nguyễn Văn Đạm, Thiết kế mạng Hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2008 PGS.TS Trần Bách, Lưới điện Hệ thống điện tập 1, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội TS Ngô Hồng Quang, Sổ tay tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2002 PGS.TS Nguyễn Hữu Khải, Thiết kế Nhà máy điện Trạm biến áp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2001 TS Nguyễn Đăng Toản, Bài giảng Ổn định Hệ thống điện, Khoa Hệ thống điện trường Đại học Điện Lực, 2010 PGS.TS Trần Bách, Ổn định Hệ thống điện, Nhà xuất Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2001 Phòng phương thức-TT điều độ HTD Quốc gia, Tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm PSS/E Prabha Kundur, Power System Stability and Control, McGraw-Hill, 1994 http://webdien.com/ 10 http://hethongdienbk.blogspot.com/ 11 http://diendankythuatdien.blogspot.com/ Trang | 99 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH Nhà máy Nhiệt điện CSV TDH-80000/110 TDH-80000/110 MPD3 TD MPD4 TD CSV TD CSV TDH-80000/110 MPD2 TD TDH-80000/110 MPD1 2xAC-240 80,62 km CSV C12 110 kV C11 C11 C12 C11 110 kV Hệ thống điện vô lớn S3 S5 S6 S1 Nguyễn Hải Nam GVHD TS Nguyễn Đăng Toản AC-150 36,06 km TDH-32000/110 TDH-25000/110 TDH-32000/110 S2 Người vẽ TDH-25000/110 2xAC-70 50,00 km 2xAC-95 50,99 km TDH-32000/110 TDH-40000/110 2xAC-120 53,85 km TDH-40000/110 TDH-25000/110 2xAC-95 36,06 km TDH-25000/110 TDH-25000/110 TDH-32000/110 TDH-32000/110 S4 TDH-25000/110 2xAC-95 41,23 km 2xAC-120 44,72 km TDH-32000/110 AC-150 53,85 km S7 19/12/2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA: HỆ THỐNG ĐIỆN LỚP: Đ5-H4 S8 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH LƯỚI ĐIỆN THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN KHU VỰC