Đồ án môn học: Thiết kế mạng lưới điện giúp sinh viên áp dụng một cách tổng quan nhất những kiến thức đã học và tích luỹ trong quá trình học tập để giải quyết vấn đề trên.Việc thiết kế mạng lưới điện phải đạt đuợc những yêu cầu về kỹ thuật đồng thời giảm tối đa được vốn đầu tư trong phạm vi cho phép là nhiệm vụ quan trọng đối với nền kinh tế của nước ta hiện nay.
Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện LỜI NĨI ĐẦU Ngành lƣợng đóng vai trò quan trọng q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nƣớc Chính ln đƣợc ƣu tiên hàng đầu phát điện trƣớc bƣớc so với ngành công nghiệp khác Việc xây dựng nhà máy điện mới, xuất phụ tải đòi hỏi yêu cầu thiết kế lƣới điện để nối liền nhà máy điện với phụ tải, nối liền nhà máy điện với hệ thống điện cũ nối liền hai nhà máy điện với Đồ án môn học: Thiết kế mạng lƣới điện giúp sinh viên áp dụng cách tổng quan kiến thức học tích luỹ trình học tập để giải vấn đề Việc thiết kế mạng lƣới điện phải đạt đuợc yêu cầu kỹ thuật đồng thời giảm tối đa đƣợc vốn đầu tƣ phạm vi cho phép nhiệm vụ quan trọng kinh tế nƣớc ta Trong trình làm đồ án với kiến thức đƣợc học, nỗ lực cố gắng thân giúp đỡ, bảo thầy cô môn hệ thống điện, đặc biệt hƣớng dẫn trực tiếp, tận tình thầy giáo TS Trần Thanh Sơn giúp em hoàn thành tiến độ đồ án môn học Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trang bị cho em kiến thức chuyên môn để hồn thành đồ án Tuy nhiên trình độ có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy cô giáo Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Sinh viên thực M L C LỜI NÓI ĐẦU Sinh viên: Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện CHƢƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1 NGUỒN CUNG CẤP 1.2 PHỤ TẢI 1.3 CÂN NG C NG SUẤT T C ỤNG 1.4 CÂN NG C NG SUẤT PHẢN KH NG CHƢƠNG II: ĐỀ XUẤT C C PHƢƠNG N NỐI ÂY VÀ TÍNH CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 2.1 NHỮNG YÊU CẦU CHÍNH ĐỐI VỚI MẠNG ĐIỆN 2.2 CHỌN ĐIỆN P VẬN HÀNH 2.3 TÍNH TO N SO S NH KỸ THUẬT C C PHƢƠNG N 2.3.1 Phƣơng án 12 2.3.2 Phƣơng án 15 2.3.3 Phƣơng án 18 CHƢƠNG III: TÍNH CHỈ TIÊU KINH TẾ 21 3.1 PHƢƠNG N 22 3.2 PHƢƠNG N 22 3.3 PHƢƠNG N 23 CHƢƠNG IV: CHỌN M VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH 25 4.1 CHỌN M Y IẾN P 25 4.1.1 Nguyên tắc chung 25 4.1.2 Tính tốn chọn máy biến áp cho t ng trạm 25 4.2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 26 4.2.1 Chọn sơ đồ nối dây chi tiết cho trạm hạ áp phụ tải 26 4.2.2 Chọn sơ đồ nối cho tồn hệ thống điện 27 CHƢƠNG V: TÍNH TO N CHÍNH X C C C CHẾ Đ VÀ CÂN NG C NG SUẤT 28 5.1 CHẾ Đ PHỤ TẢI CỰC ĐẠI 28 5.1.1 Đoạn NĐ – 28 5.1.2 Đoạn NĐ – – 29 5.1.3 Cân b ng xác cơng suất hệ thống 33 5.2 CHẾ Đ PHỤ TẢI CỰC TIỂU 33 5.2.1 Đoạn NĐ – 34 5.2.2 Đoạn NĐ – – 35 5.2.3 Cân b ng xác công suất hệ thống 39 5.3 CHẾ Đ S U SỰ CỐ 39 Sinh viên: Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện 5.3.1 Đoạn NĐ – 40 5.3.2 Đoạn NĐ – – 41 5.3.3 Cân b ng xác cơng suất hệ thống 45 5.4 TÍNH TO N ĐIỆN P TẠI C C ĐIỂM N T CỦ MẠNG ĐIỆN 45 5.4.1 Chế độ phụ tải cực đại 45 5.4.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 46 5.4.3 Chế độ sau cố 47 CHƢƠNG VI: CHỌN PHƢƠNG PH P ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN P 48 CHƢƠNG VII: C C CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦ MẠNG ĐIỆN 51 7.1 VỐN ĐẦU TƢ XÂY ỰNG MẠNG ĐIỆN 51 7.2 TỔN THẤT C NG SUẤT T C ỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN 51 7.3 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN 51 7.4 TÍNH CHI PHÍ GIÁ THÀNH 52 N Sinh viên: M ẢN IỂU N V Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện ảng 1.1 Số liệu phụ tải ảng 2.1 Điện áp đƣờng dây ảng 2.6 Tiết diện dây dẫn đƣờng dây phƣơng án 16 ảng 2.7 Kết kiểm tra đƣờng dây theo điều kiện phát nóng 16 ảng 2.8 Thông số đƣờng dây phƣơng án 17 ảng 2.9 Tổn thất điện áp chế độ làm việc 18 ảng 2.10 Tiết diện dây dẫn đƣờng dây phƣơng án 19 ảng 2.11 Kết kiểm tra đƣờng dây theo điều kiện phát nóng 19 ảng 2.12 Thông số đƣờng dây phƣơng án 19 ảng 2.13 Tổn thất điện áp chế độ làm việc 20 ảng 2.14 Tổng kết thông số kĩ thuật phƣơng án 20 ảng 3.1 Suất giá đầu tƣ cho đƣờng dây không cấp điện áp 110 kV 21 ảng 3.2 Tổn thất công suất vốn đầu tƣ xây dựng đƣờng dây P 22 ảng 3.3 Tổn thất công suất vốn đầu tƣ xây dựng đƣờng dây P 23 ảng 3.4 Tổn thất công suất vốn đầu tƣ xây dựng đƣờng dây P 23 ảng 3.5 Tổng kết phƣơng án 24 ảng 3.1 Thông số máy biến áp cho trạm hạ áp phụ tải 26 ảng 5.1 Thông số phần t sơ đồ thay chế độ cực đại 31 ảng 5.2 Kết tính thống số chế độ phụ tải cực đại 32 ảng 5.3 Kết tính giá trị Spt Sgh trạm hạ áp 33 ảng 5.4 Thông số phần t sơ đồ thay chế độ cực tiểu 34 ảng 5.5 Kết tính thống số chế độ phụ tải cực tiểu 38 ảng 5.6 Thông số phần t sơ đồ thay chế độ SC đứt mạch lộ kép 39 ảng 5.7 Kết tính thống số chế độ sau cố đứt mạch đƣờng dây kép 44 ảng 5.8 Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ cực đại 46 ảng 5.9 Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ cực tiểu 46 ảng 5.10 Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ cố 47 ảng 6.1 Các đầu điều chỉnh điện áp tiêu chu n M có điều áp dƣới tải 49 ảng 7.1 Các tiêu kinh tế - kĩ thuật hệ thống điện thiết kế 53 Hình 2.2 Phƣơng án 10 Hình 2.3 Phƣơng án 11 Hình 2.4 Phƣơng án 11 Hình 2.5 Sơ đồ dây phƣơng án 12 Sinh viên: Đồ án mơn học Thiết kế mạng lưới điện Hình 2.6 Sơ đồ dây phƣơng án 15 Hình 2.7 Sơ đồ dây phƣơng án 18 Sinh viên: Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện ƢƠN 1.1 N UỒN UN I: P ÂN TÍ N UỒN VÀ P TẢI ẤP Trong hệ thống có nguồn cung cấp HT Nguồn cung cấp cho hệ thống nguồn có cơng suất vơ lớn Nguồn có công suất lớn nhiều so với nhu cầu phụ tải Điện áp góp nguồn không thay đổi trƣờng hợp làm việc phụ tải, có đủ khả đáp ứng cho phụ tải 1.2 P TẢI Mạng điện khu vực thiết kế gồm có nguồn phụ tải 1,2,3,4,5,6,7 hộ tiêu thụ loại I nên đƣợc cung cấp b ng đƣờng dây kép mạch vòng để đảm bảo cung cấp điện liên tục Bảng 1.1 Số liệu phụ tải Phụ tải Pmax (MW) 38 32 25 25 15 20 34 Pmin (MW) 30,4 25,6 20 20 12 16 27,2 cos φ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Qmax (MVAr) 18,392 15,488 12,100 12,100 7,260 9,680 16,456 Qmin (MVAr) 14,714 12,390 9,680 9,680 5,808 7,744 13,165 Smax (MVA) 42,217 35,551 27,774 27,774 16,665 22,219 37,773 Smin (MVA) 33,774 28,441 22,219 22,219 13,332 17,776 30,218 Loại hộ phụ tải I I I I I I I Độ tin cậy yêu cầu KT KT KT KT KT T T Điện áp thứ cấp (kV) 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 1.3 ÂN N N SUẤT T N Đặc điểm q trình sản xuất điện cơng suất nhà máy sản xuất phải cân b ng với công suất tiêu thụ phụ tải thời điểm Việc cân b ng công suất hệ thống điện cho thấy khả cung cấp nguồn phát yêu cầu phụ tải có cân b ng hay khơng, t sơ định phƣơng thức vận hành nhà máy để đảm bảo cung cấp đủ công suất, thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật có hiệu kinh tế cao Đặc biệt việc tính tốn cân b ng cơng suất cho hệ thống chế độ cực đại, cực tiểu chế độ cố, nh m đảm bảo độ tin cậy hệ thống, đảm bảo tiêu chất lƣợng điện cung cấp cho phụ tải Tổng cơng suất phát nguồn điện phải b ng lớn cơng suất u cầu chế độ max, tính theo công thức sau: PF = Pyc = mPpt + Pmđ (1-1) Sinh viên: Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện Trong đó: +m: hệ số đồng thời ( lấy m = 1) +PF: tổng công suất tác dụng phát nguồn +Pyc: công suất tác dụng yêu cầu phụ tải +Ppt: tổng công suất tác dụng cực đại hộ tiêu thụ Ppt = 189 MW +Pmđ: tổng tổn thất công suất tác dụng đƣờng dây máy biến áp Ta chọn: Pmđ = 5% mPpt = 5%189 = 9,45 MW Ta thấy: PF = Pyc = mPpt + Pmđ = 1189 + 9,45 = 198,5 MW o giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng nên ta không cần cân b ng chúng 1.4 ÂN N N SUẤT P ẢN K N Việc cân b ng công suất phản kháng có ý nghĩa định đến điện áp mạng điện Q trình cân b ng cơng suất phản kháng sơ nh m phục vụ cho việc lựa chọn dây dẫn không giải triệt để vấn đề thiếu công suất phản kháng iểu thức cân b ng công suất phản kháng đƣợc biểu diễn nhƣ sau: QF = mQpt +QB + QL –QC ( 1-2 ) Trong đó: + m: hệ số đồng thời ( lấy m = 1) + QF: tổng công suất phản kháng phát kinh tế nhà máy điện QF = PFtgF (tgF = 0,62)→QF = 198,50,62 = 123,039 MVAr + Qpt: tổng công suất phản kháng cực đại phụ tải Qpt = Ppti.tgpti = 91,476 MVAr +QB: tổng tổn thất công suất phản kháng M hệ thống Ta lấy: QB = 15%∑Qpt = 15%91,476 = 13,721 MVAr +QL: tổng tổn thất công suất phản kháng đƣờng dây mạng điện +QC: tổng công suất phản kháng dung dẫn đoạn đƣờng dây cao áp mạng điện sinh Với lƣới điện xét tính tốn sơ ta coi: QL = QC Thay thành phần vào biểu thức cân b ng công suất phản kháng (1- 2), ta có: Qyc = mQpt + QB + QL – QC = 91,476 + 13,721 = 108,197 MVAr QF = 123,039 MVAr > Qyc = 108,197 MVAr o bƣớc tính sơ ta khơng phải bù sơ cho phụ tải Sinh viên: Đồ án môn học ƢƠN Thiết kế mạng lưới điện II: ĐỀ XUẤT 2.1 N ỮN YÊU ẦU P ƢƠN N NỐI ÂY VÀ TÍN T UẬT ÍN ĐỐI VỚI MẠN Ỉ TIÊU KỸ ĐIỆN - Cung cấp điện liên tục: + Hầu hết phụ tải hệ thống phụ tải loại I + Đối với hộ tiêu thụ loại I hộ tiêu thụ điện quan trọng, nhƣ ng ng cung cấp điện gây nguy hiểm đến tính mạng sức khoẻ ngƣời, gây thiệt hại nhiều kinh tế, hƣ hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản ph m, rối loạn q trình cơng nghệ phức tạp + Đối với hộ tiêu thụ loại cho phép ng ng cung cấp điện thời gian cần thiết để s a chữa hay thay phần t hƣ hỏng nhƣng không ngày + Để thực yêu cầu cung cấp điện liên tục cho phụ tải loại I cần đảm bảo dự phòng 100% mạng điện, đồng thời dự phòng đƣợc đóng tự động - Đảm bảo chất lƣợng điện năng: + Chất lƣợng điện gồm chất lƣợng tần số điện áp xoay chiều + Khi thiết kế mạng điện thƣờng giả thiết r ng hệ thống điện có đủ cơng suất để cung cấp cho phụ tải khu vực thiết kế Vì vấn đề trì tần số khơng cần xét + o tiêu chất lƣợng điện giá trị độ lệch điện áp hộ tiêu thụ so với điện áp định mức mạng điện thứ cấp Trong qúa trình chọn sơ phƣơng án cung cấp điện, đánh giá chất lƣợng điện theo giá trị tổn thất điện áp - Đảm bảo tính linh hoạt cao: Hệ thống thiết kế phải có tính linh hoạt cao vận hành Cần phải có nhiều phƣơng thức vận hành hệ thống để với phƣơng thức gặp cố vận hành hệ thống theo phƣơng thức khác Mục đích đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho phụ tải - Đảm bảo an toàn: Trong vận hành hệ thống điện cần đảm bảo an toàn cho ngƣời thiết bị điện 2.2 ỌN ĐIỆN P VẬN ÀN Ta s dụng công thức Still để tính điện áp tối ƣu kinh tế lƣới điện: U = 4,34 L 16P (kV) (2-1) Trong đó: U: điện áp vận hành (kV) L: khoảng cách truyền tải điện (km) P: công suất truyền tải đƣờng dây (MW) Để đơn giản ta chọn cho phƣơng án hình tia nhƣ sau: Sinh viên: Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện km 72 41,23 25+12,1j MVA 56 ,5 44, km 25+12,1j MVA NÐ km 41,23 km 38+18,392j MVA 80,62 km 32+15,488j MVA 63,2 km m 50,99 k 20+9,68j MVA 34+16,456j MVA 15+7,26j MVA ình 2.1 Phƣơng án hình tia Bảng 2.1 Điện áp đường dây Đƣờng dây Li (km) Pi (MW) Ui (kV) HT – 41,23 38 110,583 HT – 41,23 32 102,08 HT – 44,72 25 91,524 HT – 56,57 25 92,735 HT – 63,25 15 75,577 HT – HT – 80,62 50,99 20 34 86,867 105,863 ảng kết tính toán cho ta thấy tất giá trị điện áp tính đƣợc n m khoảng (70 ÷ 170) kV Vậy ta chọn cấp điện áp định mức tải điện cho toàn mạng điện thiết kế Uđm = 110kV 2.3 TÍN TO N SO S N KỸ T UẬT P ƢƠN N Trong thiết kế nay, để chọn đƣợc sơ đồ tối ƣu mạng điện ngƣời ta s dụng phƣơng pháp liệt kê nhiều phƣơng án T vị trí cho phụ tải nguồn cung cấp, cần dự kiến số phƣơng án khả thi phƣơng án tốt chọn đƣợc s so sánh kinh tế - kỹ thuật phƣơng án Sau phân tích c n thận đối tƣợng ta cần dự kiến khoảng phƣơng án hợp lý Đồng thời cần ý chọn sơ đồ đơn giản Các sơ Sinh viên: Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện đồ phức tạp đƣợc chọn trƣờng hợp sơ đồ đơn giản không thoả mãn yêu cầu kinh tế - kỹ thuật Những phƣơng án đƣợc lựa chọn để tiến hành so sánh kinh tế phƣơng án thoả mãn yêu cầu kỹ thuật mạng điện Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu mạng điện độ tin cậy chất lƣợng cao điện cung cấp cho hộ tiêu thụ Khi dự kiến sơ đồ mạng điện thiết kế, trƣớc hết cần ý đến hai yêu cầu Để thực yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại I, cần đảm bảo dự phòng 100% mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự động Vì để cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại I s dụng đƣờng dây hai mạch hay mạch vòng Hộ tiêu thụ loại III đƣợc cung cấp điện b ng đƣờng dây mạch Trên s phân tích đặc điểm nguồn cung cấp phụ tải nhƣ vị trí chúng, có phƣơng án đƣợc dự kiến nhƣ sau: km 72 41,23 25+12,1j MVA 56 ,5 44, km 25+12,1j MVA NÐ km 41,23 km 38+18,392j MVA 80,62 km 32+15,488j MVA 20+9,68j MVA m 50,99 k 63,2 km 34+16,456j MVA 15+7,26j MVA Hình 2.2 Phƣơng án Sinh viên: 10 Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện 5.3.1 Đoạn NĐ – 2 NÐ 2TPDH 32000/110 2AC - 70 S NÐ , S S NÐ-2 NÐ-2 S NÐ-2 ,, S NÐ-2 S b2 S S b2 c2 S Z jQ Z NÐ-2 b2 jQ cð S cc 02 S = 32 + 15,488j MVA; ZNĐ – = 13,606 + 17,688j Tổn thất công suất trạm biến áp SBA2 2: S2 max U n %S22 max n.P02 PN2 j n.Q02 n n.100.Sđm Sđm SBA2 10,5 35,5512 35,551 0,035 0,145 j 0, 24 2 100 32 32 = 0,159 + 2,554j MVA òng cơng suất chạy vào cuộn dây cao áp M 2: S C2 = S + S BA2 = (32 + 15,488j) + (0,159 + 2,554j) 32,159 + 18,042j MVA Công suất điện dung Qcđ Qcc đầu cuối đƣờng dây NĐ – 2: U B 104 1102 0,546 10-4 0,661 MVAr 2 đm Công suất sau tổng tr ZNĐ – 2: S'' NĐ – = S C2 - jQcc = (32,159 + 18,042j) – 0,661j 32,159 + 17,381j MVA Tổn thất công suất đƣờng dây NĐ – 2: SNĐ S''2 (32,1592 17,3812 ) NĐ2 (R NĐ jX NĐ ) 13,606 17,688j Uđm 1102 S NĐ – = 0,159 + 2,554j MVA òng cơng suất trƣớc tổng tr ZNĐ – 2: S' NĐ – = S'' NĐ – + S NĐ – = (32,159 + 17,381j) + (0,159 + 2,554j) = 33,662 + 19,334j MVA Công suất yêu cầu tới phụ tải 2: S NĐ – = S' NĐ – - jQcđ = (33,662 + 19,334j) – 0,661j 33,662 + 18,673j MVA Sinh viên: 40 Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện 5.3.2 Đoạn NĐ – – 6 NÐ 2AC-150 2TPDH-16000/110 2AC-70 2TPDH-32000/110 S6 S1 , , ,, SNÐ-1 SNÐ-1 SNÐ-1 SNÐ-1 Sc1 ZNÐ-1 jQ jQ cð ,, S1-6 S1-6 S1-6 Z1-6 jQ cc Sb1 Sc6 jQ cð Sb6 Sb6 S06 S6 Zb6 cc S01 Sb1 S1 S = 38 + 18,392j MVA; ZNĐ – = 8,658 + 22,779j S = 20 + 9,68j MVA; Z1 – = 10,286 + 9,838j a Tính d ng công suất chạy vào cuộn dây cao áp trạm biến áp Tổn thất công suất trạm biến áp 6: SBA6 SBA6 S6 max U n %S62 max n.P06 PN6 j n.Q06 n n.100.Sđm Sđm 10,5 22, 2192 22, 219 0,021 0,085 j 0,136 2 100 16 16 = 0,124 + 1,892j MVA òng cơng suất chạy vào cuộn dây cao áp M : S C6 = S + S BA6 = (20 + 9,68j) + (0,124 + 1,892j) 20,124 + 11,572j MVA Công suất điện dung Sinh viên: 41 đầu cuối đƣờng dây – 6: Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện Qcđ Qcc Uđm B 104 1102 1,154 10-4 1,396 MVAr Công suất sau tổng tr Z1 – 6: S'' – = S C6 - jQcc = (20,124 + 11,572j) – 1,396j 20,124 + 10,176j MVA Tổn thất công suất đƣờng dây: S''12 (20,1242 10,1762 ) (R1 jX1 ) 10, 286 9,838j Uđm 1102 S1 S – = 0,432 + 0,413j MVA òng cơng suất trƣớc tổng tr Z1 – 6: S' – = S'' – + S – = (20,124 + 10,176j) + (0,432 + 0,413j) 20,556 + 10,589j MVA b Tính d ng công suất chạy vào cuộn dây cao áp trạm biến áp Tổn thất công suất trạm biến áp 1: S1 max U n %S12 max SBA1 n.P01 PN1 j n.Q01 n n.100.Sđm Sđm 10,5 37,7732 37,773 SBA1 0,035 0,145 j 0, 24 2 100 32 32 = 0,196 + 3,404j MVA òng cơng suất chạy vào cuộn dây cao áp M 1: S C1 = S + S BA1 = (38 + 18,392j) + (0,196 + 3,404j) 38,196 + 21,796j MVA Công suất điện dung Qcđ Qcc đầu cuối đƣờng dây NĐ – 1: U B 104 1102 0,565 10-4 0,684 MVAr 2 đm Công suất sau tổng tr ZNĐ – 1: S'' NĐ – = S C1 - jQcc NĐ – + S' – - jQcđ – = 38,196 + 21,796j – 0,684j + 20,556 + 10,589j – 1,396j S'' NĐ – 1= 58,752 + 30,305j MVA Tổn thất công suất đƣờng dây NĐ – 1: S''2 (58,7522 30,3052 ) SNĐ NĐ2 (R NĐ jX NĐ ) 8,658 17,152j Uđm 1102 S NĐ – = 3,127 + 6,195j MVA òng cơng suất trƣớc tổng tr ZNĐ – 1: S' NĐ – = S'' NĐ – + S NĐ – Sinh viên: 42 Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện = (58,752 + 30,305j) + (3,127 + 6,195j) 61,879 + 36,5j MVA Công suất yêu cầu tới phụ tải 1: S NĐ – = S' NĐ – - jQcđ = (61,879 + 36,5j) – 0,684j 61,879 + 35,816j MVA Tính tốn tƣơng tự cho đoạn dây khác ta có bảng kết sau: Sinh viên: 43 Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện Bảng 5.7 Kết tính thống số chế độ sau cố đ t mạch đường dây kép SBA jQC/2 S'' Sd SC S' SN 0,196+3,404j 38,196+21,796j 0,684j 58,752+30,305j 3,127+6,195j 61,879+36,5j 61,879+35,816j 0,124+1,892j 20,124+11,572j 1,396j 20,124+10,176j 0,432+0,413j 20,556+10,589j NĐ – 32+15,488j 0,159+2,554j 32,159+18,042j 0,661j 32,159+17,381j 1,503+1,953j 33,662+19,334j 33,662+18,673j NĐ – 25+12,1j 0,132+2,02j 25,132+14,12j 0,698j 25,132+13,422j 1,38+1,32j 26,512+14,742j 26,512+14,044j NĐ – 25+12,1j 0,132+2,02j 25,132+14,12j 0,883j 25,132+13,237j 1,735+1,66j 26,867+14,897j 26,867+14,014j 0,171+2,821j 34,171+19,277j 0,83j 49,429+25,079j 3,495+5,476j 52,924+30,555j 52,924+29,725j 0,088+1,183j 15,088+8,443j 0,987j 15,088+7,456j 0,17+0,163j 15,258+7,619j Nhánh Si max NĐ – 38+18,392j 1–6 20+9,68j NĐ – 34+16,456j 7–5 15+7,26j Tổng Sinh viên: 44 1,002+15,894j 18,755+22,706j 208,757+117,798j Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện 5.3.3 ân ng ch nh ác c ng ất hệ th ng T bảng số liệu ta có tổng cơng suất yêu cầu góp 110 kV nguồn điện: Syc 208,757 + 117,798j MVA Để đảm bảo điểu kiện cân b ng công suất hệ thống, nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo u cầu Vì tổng cơng suất tác dụng hệ thống nhà máy cần phải cung cấp: Pcc = 208,757 MW Khi hệ số công suất nguồn b ng 0,85 tổng cơng suất phản kháng hệ thống nhà máy điện cung cấp: Qcc = Pcc tgφ = 168,971 0,62 = 129,429 MVAr Nhƣ : Scc 208,757 + 129,429j MVA T kết nhận thấy r ng công suất phản kháng nguồn cung cấp lớn cơng suất phản kháng u cầu Vì không cần bù công suất phản kháng chế độ phụ tải cố 5.4 TÍN TO N ĐIỆN P TẠI ĐIỂM N T MẠN ĐIỆN 5.4.1 h độ ph tải cực đại Chọn điện áp cao áp hệ thống 121 kV (Ucs = 121 kV) Đường dây NĐ – – Điện áp góp cao áp trạm biến áp 1: U1 = Ucs = 121 - P'NÐ R NÐ Q'NÐ X NÐ Ucs 60,301 4,329 32,69 8,576 = 116,526 kV 121 Công suất trƣớc tổng tr trạm biến áp Zb1: S b1 = S C1 + S 01 = (38,196 + 21,796j) – (0,07 + 0,48j) 38,126 + 21,316j MVA Điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy cao áp: U1q = U1 - Pb1 R b1 Qb1 X b1 U1 = 116,526 - 38,126 0,935 21,316 21,75 = 112,241 kV 116,526 Điện áp góp cao áp trạm biến áp 6: U6 = U1 - P'1 R1 Q'1 X1 U1 = 116,526 - Sinh viên: 20,556 10, 286 10,589 9,838 = 113,817 kV 116,526 45 Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện Công suất trƣớc tổng tr trạm biến áp Zb6: S b6 = S C6 + S 06 = (20,124 + 11,572j) – (0,042 + 0,272j) 20,082 + 11,3j MVA Điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy cao áp: U6q = U6 - Pb6 R b6 Qb6 X b6 U6 = 113,817 - 20,082 2,19 11,3 43,35 = 109,127 kV 113,817 Đường dây NĐ – Điện áp góp cao áp trạm biến áp 2: P'NĐ R NĐ Q'NĐ X NĐ Ucs U2 = Ucs = 121 - 32,898 6,803 17,679 8,844 = 117,858 kV 121 Công suất trƣớc tổng tr trạm biến áp Zb2: S b2 = S C2 + S 02 = 32,159 + 18,042j – 0,07 – 0,48j 32,089 + 17,562j MVA Điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy cao áp: U2q = U2 - Pb2 R b2 Qb2 X b2 U2 = 117,858 - 32,089 0,935 17,562 21,75 = 114,362 kV 117,858 Tính điện áp đƣờng dây lại đƣợc thực tƣơng tự Kết tính điện áp góp hạ áp trạm quy điện áp cao chế độ phụ tải cực đại cho bảng sau: Bảng 5.8 iá tr điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ cực đại Trạm Uq(kV) 112,241 114,362 114,191 113,299 110,883 109,127 111,878 5.4.2 h độ ph tải cực tiể Chọn điện áp cao áp hệ thống 115 kV (Ucs = 115 kV) Tính điện áp đƣờng dây đƣợc thực tƣơng tự chế độ cực đại Kết tính điện áp góp hạ áp trạm quy điện áp cao chế độ phụ tải cực tiểu cho bảng sau: Bảng 5.9 iá tr điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ cực tiểu Trạm Uq(kV) Sinh viên: 107,904 109,547 109,404 108,687 106,765 105,38 107,587 46 Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện 5.4.3 h độ a ự c Chọn điện áp cao áp hệ thống 121 kV (Ucs = 121 kV) Xét trƣờng hợp cố ng ng mạch lộ kép Tính điện áp đƣờng dây đƣợc thực tƣơng tự chế độ cực đại Kết tính điện áp góp hạ áp trạm quy điện áp cao chế độ sau cố cho bảng sau: Bảng 5.10 iá tr điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ cố Trạm Uq(kV) Sinh viên: 106,916 110,787 110,455 108,455 104,451 103,648 47 Đồ án môn học ƢƠN Thiết kế mạng lưới điện VI: ỌN P ƢƠN P P ĐIỀU ỈN ĐIỆN P Điện áp tiêu chất lƣợng điện quan trọng Nó ảnh hƣ ng nhiều đến tiêu kinh tế kỹ thuật hộ tiêu thụ Các thiết bị điện làm việc tốt trƣờng hợp điện có chất lƣợng cao Chất lƣợng điện đƣợc đánh giá thông qua tiêu độ lệch điện áp, độ dao động điện áp , không đối xứng không sin Trong tiêu độ lệch điện áp tiêu quan trọng Để đảm bảo đƣợc độ lệch điện áp hộ tiêu thụ phạm vi cho phép ta cần phải tiến hành điều chỉnh điện áp theo cách sau: + Thay đổi điện áp máy phát nhà máy điện + Thay đổi tỷ số biến trạm biến áp (chọn đầu điều chỉnh máy biến áp) + Thay đổi dòng cơng suất phản kháng truyền tải mạng điện Thực tế cho thấy mạng điện lớn điều chỉnh điện áp b ng cách thay đổi điện áp nhà máy điện, thay đổi dòng cơng suất phản kháng đƣờng dây đáp ứng đƣợc nhu cầu điều chỉnh điện áp lý khác nhƣ: Độ ổn định hệ thống, vận hành phức tạp vốn đầu tƣ cao o phƣơng pháp điều chỉnh điện áp máy biến áp trạm biến áp đƣợc dùng rộng rãi để điều chỉnh điện áp Yêu cầu điều chỉnh điện áp đƣợc phân thành loại: + Yêu cầu điều chỉnh điện áp thƣờng: Điện áp yêu cầu góp hạ áp máy biến áp tình trạng vận hành bình thƣờng phải thỗ mãn u cầu độ lệch điện áp chế độ: - Phụ tải cực đại : ΔUcp max% ≥ 2,5% - Phụ tải cực tiểu: ΔUcp min% ≤ 7,5% - Chế độ cố : ΔUcp sc% ≥ - 2,5% + Yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thƣờng: Điện áp yêu cầu góp hạ áp máy biến áp tình trạng vận hành bình thƣờng phải thỗ mãn yêu cầu độ lệch điện áp: - Phụ tải cực đại : ΔUcp max% = 5% - Phụ tải cực tiểu: ΔUcp min% = 0% - Chế độ cố : ΔUcp sc% = - 5% Việc điều chỉnh điện áp đƣợc tiến hành theo bƣớc sau: - Tính điện áp góp hạ áp trạm quy phía cao áp chế độ - Tính giá trị điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm chế độ Uyc i = Uđm + Uicp% Uđm - Tính điện áp đầu điều chỉnh Uiđc = trạm Uiq U hđm U yc i Trong : Uqi điện áp góp hạ áp quy đổi phía điện áp cao chế độ i Ta có: Uhđm = 1,1.Uđm = 1,1.10,5 = 11,55 kV Sinh viên: 48 Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện - Chọn đầu điều chỉnh gần Điện áp đầu tiêu chu n đƣợc tính theo: Uitc = Ucđm + n.e%.U cđm 100 Trong n : Số thứ tự tiêu ch n chọn e% : Phạm vi điều chỉnh đầu điều chỉnh liên tiếp Ucđm : Điện áp định mức cao (115 kV) - Tính giá trị thực điện áp góp hạ áp : Ut = Uiq U hđm U tc - Kiểm tra độ lệch điện áp thực : Ui% = Các trạm dùng M U t U đm 100% U đm có phạm vi điều chỉnh điện áp 9 1,78% có Ucđm = 115 kV; Uhđm = 11,55 kV Bảng 6.1 Các đầu điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn n Utc n Utc B có điều áp dư i tải 115 117,05 119,10 121,15 123,20 125,25 127,30 129,35 131,40 133,42 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 115 112,95 110,90 108,85 106,80 104,75 102,75 100,65 -8 -9 98,60 96,55 Độ lệch điện áp trạm phải thoả mãn điều kiện : - Chế độ phụ tải cực đại: Uyc max = Uđm + Ucp max% Uđm = 10,5 + 5%.10,5 = 11,025 kV - Chế độ phụ tải cực tiểu: Uyc = Uđm + Ucp min% Uđm = 10,5 + 0%.10,5 = 10,5 kV - Chế độ cố : Uyc sc = Uđm + Ucp sc% Uđm = 10,5 + 5%.10,5 = 11,025 kV hụ t i Ta có điện áp đầu phân áp: + Chế độ phụ tải cực đại: Điện áp tính tốn đầu điều chỉnh máy biến áp đƣợc xác định theo công thức: Uđc max Uq max U hđm U yc max 113, 299 11,55 118,694 kV 11,025 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chu n n = Utcmax = 119,1 kV Điện áp thực góp hạ áp b ng: U t max Sinh viên: Uq max U hđm U tc max 113, 299 11,55 10,987 kV 119,1 49 Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện Độ lệch điện áp góp hạ áp b ng: ΔU max U tmax Uđm 10,987 10,5 100% 100% 4,638 % Uđm 10,5 + Chế độ phụ tải cực tiểu: Điện áp tính tốn đầu điều chỉnh máy biến áp b ng: Uq U hđm Uđc U yc 108,687 11,55 119,556 kV 10,5 Chọn n = Utcmin = 119,1 kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: U t Uq U hđm U tc 108,687 11,55 10,54 kV 119,1 Độ lệch điện áp b ng: ΔU U t Uđm 10,54 10,5 100% 100% 0,381 % Uđm 10,5 + Chế độ sau cố: Điện áp tính tốn đầu điều chỉnh máy biến áp b ng: Uđc sc Uq sc U hđm U yc sc 108, 455 11,55 113,62 kV 11,025 Chọn n = Utcmin = 115kV Điện áp thực góp hạ áp có giá trị: U t sc Uq sc U hđm U tc sc 108, 455 11,55 10,893 kV 115 Độ lệch điện áp b ng: ΔUsc U t sc Uđm 10,893 10,5 100% 100% 3,743 % Uđm 10,5 Vậy đầu chọn thoã mãn yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thƣờng Sinh viên: 50 Đồ án môn học ƢƠN Thiết kế mạng lưới điện VII: Ỉ TIÊU KIN 7.1 VỐN ĐẦU TƢ XÂY N MẠN TẾ KỸ T UẬT MẠN ĐIỆN ĐIỆN Tổng vốn đầu tƣ xây dựng mạng điện đƣợc xác định theo công thức: K= K K t Trong K : tổng vốn đầu tƣ xây dựng đƣờng dây Kt: vốn đầu tƣ xây dựng trạm biến áp Ta tính đƣợc tổng vốn đầu tƣ xây dựng đƣờng dây: K = 183440,96 106 đ Trong hệ thống điện thiết kế có trạm hạ áp, trạm có máy biến áp vốn đầu tƣ cho trạm hạ áp: Kt = 1,8 (2 15.109 + 22.109 + 29.109) = 289,80.109 đ o tổn vốn đầu tƣ để xây dựng mạng điện: K= 7.2 TỔN T ẤT K + Kt = 183440,96 106 + 289,80 109 = 473241,0 106 đồng N SUẤT T N TRON MẠN ĐIỆN Tổn thất công suất tác dụng mạng điện gồm có tổn thất cơng suất đƣờng dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại - Tổng tổn thất công suất tác dụng đƣờng dây: ∆Pd = ΔPdNĐ-1+ΔPd1-6+ΔPdNĐ-2+ΔPdNĐ-3+ΔPdNĐ-4+ΔPdNĐ-7+ΔPd7-5 = 9,239 MW - Tổng tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp: ∑∆PBAi = ∆PBA1+∆PBA2+∆PBA3+∆PBA4+∆PBA5+∆PBA6+∆PBA7 = 1,002 MW Nhƣ tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện: ∆P = ∆Pd + ∑∆PBAi = 9,239 + 1,002 = 10,241 MW Tổn thất công suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm (%): ΔP(%) 7.3 TỔN T ẤT ĐIỆN NĂN ΔP 10, 241 100 100% 5,419% 189 Pmax TRON MẠN ĐIỆN Tổng tổn thất điện trạm biến áp xác định theo công thức sau: ΔA BAi S nP0i t PNi maxi τ n Sđm Trong τ – thời gian tổn thất công suất lớn t – thời gian máy biến áp làm việc năm i máy biến áp vận hành song song năm t = 8760 h Thời gian tổn thất cơng suất lớn tính theo công thức sau: τ = (0,124 + Tmax 10-4)2 8760 = (0,124 + 4000 10-4)2 8760 = 2405,286h Ta có tổn thất điện trạm biến áp bảng sau: Sinh viên: 51 Đồ án môn học Trạm ∆ BAi(MWh) Thiết kế mạng lưới điện 916,71 828,43 686,20 686,20 478,82 565,06 856,18 ∑∆ABA(MWh) 5017,602 Tổng tổn thất điện đƣờng dây xác định theo công thức sau: ∑∆ d = ∆Pd τ = 9,239 2405,286 = 22222,437 MWh Vậy tổng tổn thất điện mạng điện là: ∆ = ∑∆ BA + ∑∆ d = 5017,602 + 22222,437 = 27240,039 MWh Tổng điện hộ tiêu thụ nhận đƣợc năm: = ∑Pmax Tmax = 189 4000 = 756 103 MWh Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm (%): ΔA(%) ΔA 27240,039 100 100 3,603% A 756.103 7.4 TÍNH CHI PHÍ GIÁ THÀNH 7.4.1 hi ph vận h nh h ng năm Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện đƣợc xác định theo công thức: Y = avhd K + avht.Kt + ∆ c Trong avhd: hệ số vận hành đƣờng dây (avhd = 0,04) avht: hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp (avht = 0,10) c: giá thành kWh điện tổn thất Nhƣ vậy: Y = 0,04 183440,96 106 + 0,1 289,80 109 + 27240,039 103 1000 = 63,558 109 đồng 7.4.2 hi ph t nh tốn h ng năm Chi phí tính tốn hàng năm đƣợc xác định theo cơng thức: Z = atc K + Y Trong atc: hệ số định mức hiệu vốn đầu tƣ (atc = 0,125) o chi phí tính tốn b ng: Z = 0,125 473241,0 106 + 63,558 109 = 122,713 109 đ 7.4.3 iá th nh tr yền tải điện Giá thành truyền tải điện đƣợc xác định theo công thức: β Sinh viên: Y 63,558 109 84,071 đ / kWh A 756 106 52 Đồ án môn học 7.4.4 Thiết kế mạng lưới điện iá th nh ây dựng MW c ng ất ph tải ch độ cực đại Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải đƣợc xác định theo biểu thức: K0 K 473241,0.106 2,504.109 đ / MW 189 Pmax Kết tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế đƣợc tổng hợp dƣới bảng 7.1 sau: Bảng 7.1 Các tiêu kinh tế - kĩ thuật hệ thống điện thiết kế ác tiê Đơn vị iá trị Tổng công suất phụ tải cực đại MW 189 Tổng chiều dài đƣờng dây km 311,08 hạ áp MVA 356,00 Tổng vốn đầu tƣ cho mạng điện 109 đ 473,241 Tổng vốn đầu tƣ đƣờng dây 109 đ 183,441 Tổng vốn đầu tƣ trạm biến áp 109 đ 289,80 Tổng điện phụ tải tiêu thụ MWh 756 ∆Umaxbt % 6,552 ∆Umaxsc % 11,121 MW 10,241 11 Tổng tốn thất công suất ∆P % 5,419 12 Tổng tổn thất điện ∆ MWh 27240,039 13 Tổng tổn thất điện ∆ % 3,603 14 Chi phí tính tốn 109 đ 122,713 15 Chi phí vận hành hàng năm 109 đ 63,558 đ/kWh 84,071 17 Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải cực đại 109 đ/MW 2,504 Sinh viên: 53 Tổng công suất M 10 Tổng tổn thất thất công suất ∆P 16 Giá thành truyền tải điện β Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện TÀI LIỆU T M K ẢO [1] Ng yễn Văn Đạm Thiết kế mạng hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 [2] Trần ách Lưới điện hệ thống điện tập 1, 2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 [3] Trần ách Ổn định hệ thống điện Đại học ách Khoa Hà Nội, 2001 [4] Trần ách Tối ưu hóa chế độ hệ thống điện Trƣờng Đại học ách Khoa Hà Nội, 1999 [5] Đ o Q ang Thạch Phạm Văn òa hần điện nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 [6] Ng yễn Lân Tráng Quy hoạch phát triển hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 [7] Lã Văn t Ngắn mạch hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2005 [8] Trần Đình Long Tự động hóa hệ thống điện Trƣờng Đại học ách Khoa Hà Nội, 2005 Sinh viên: 54 ... Phƣơng án 11 Hình 2.5 Sơ đồ dây phƣơng án 12 Sinh viên: Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện Hình 2.6 Sơ đồ dây phƣơng án 15 Hình 2.7 Sơ đồ dây phƣơng án ... 4.2 ỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 4.2.1 họn đồ n i dây chi ti t cho trạm hạ áp ph tải a Trạm trung gian Ta dùng sơ đồ hệ thống góp có máy cắt liên lạc Sinh viên: 26 Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện b Trạm... thuật phƣơng án Sau phân tích c n thận đối tƣợng ta cần dự kiến khoảng phƣơng án hợp lý Đồng thời cần ý chọn sơ đồ đơn giản Các sơ Sinh viên: Đồ án môn học Thiết kế mạng lưới điện đồ phức tạp