Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án thiết kế lưới điện khu vực , Hệ thống điện cung cấp năng lượng cho tất cả các ngành kinh tế quốc dân và sinh hoạt của nhân dân, vì thế sự phát triển của hệ thống điện phải kịp thời đáp ứng năng lượng ngày càng tăng của đất nước. Muốn vậy sự phát triển của hệ thống điện phải vượt trước một bước so với sự phát triển của các ngành kinh tế khác. Các đặc điểm trên đây cần được quán triệt đầy đủ trong công tác quy hoạch, thiết kế và vận hành hệ thống điện
Đồ án tốt nghiệp @&? chương CHƯƠNG LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 2.1 Tính tốn thơng số phụ tải - Công suất phản kháng max phụ tải Qmaxi = Pmaxi tgi MVAr - Công suất phản kháng phụ tải Qmini = Pmini.tgi MVAr - Công suất lớn phụ tải Smaxi = Pmaxi + jQmaxi MVAr - Công suất nhỏ phụ tải Smini = Pmini + jQmini MVA - Công suất phụ tải có cố ( loại bỏ hộ phụ tải loại III ) Ssc = Smax - i%.Smax (i% phần trăm phụ tải loại III tính theo phụ tải loại I, II phụ tải thứ i) Trong Pmax , Pmin cơng suất tác dụng lớn nhất, nhỏ phụ tải Hệ số tg i cos i cos i Tính tốn phụ tải cực đại, cực tiểu loại III Cực đại Tại nút Pmax1 = 0,28.( 70+38 ) = 30,24 MW Cực tiểu Tại nút Pmin1 = 0,28.( 40 + 27 ) = 18,76 MW tg cos cos 0,724 Xác định công suất phản kháng Max phụ tải loại I Qmax1I = Pmax 1.tg1 = 70.0,724 = 50,68 MVAr Xác định công suất phản kháng Max phụ tải loại II Lê Đức Bình - 6- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? Qmax1II = Pmax1II.tg1 = 38.0,724 = 27,512 MVAr Xác định công suất phản kháng Min phụ tải loại II Qmin1II = Pmin 1II.tg1 = 27.0,724 = 19,548 MVAr Xác định công suất phản kháng Max phụ tải loại III Qmax1III = Pmax 1III.tg1 = 30,24.0,724 = 21,89 MVAr Xác định công suất phản kháng Min phụ tải loại III Qmin1III = Pmin 1III.tg1 = 18,76.0,724 = 13,58 MVAr Theo tính tốn ta có: Với phụ tải cực đại cơng suất phụ tải : S1 max = P1 max + jQi1max = 138,24 + j100,082 MVA Với: Pi max = P1Imax + P1Iimax+ P1IIImax = 70 + 38 + 30,24 = 138,24 MW Q1max = Q1Imax + Q1IImax + Q1IIImax = 50,68 + 27,512 + 21,89 = 100,082 MVAr Với phụ tải cực tiểu cơng suất phụ tải là: S1min = P1 + jQ1 = 85,76 + j62,088 MVA Với: P 1min = P1Imin + P1IImin+ P1IIImin Q1mim = Q1Imin + Q1Imin+ Q1IIImin Khi cố cơng suất phụ tải là: S1sc = S1max - i%.Smax = 138,24 + j100 ,082 - 0,28.(138,24 + j100,08) = 99,53 + j72,06 MVA Tính tốn tương tự cho nút phụ tải lại ta có bảng sau: Phụ Loại Pmax, Pmin, tải hộ I II II I II I Lê Đức Bình Cos Smax, MVA Smin, MVA MW MW 70 40 138,24+j100,08 85,76+j62,08 0,81 38 27 65 76 32 52 36 51 18 32 0,86 78.463+j46,25 43,2+j25,61 Ssc, MVA 99,53+j72,06 62,77+j37,0 0,77 136,08+j112,67 86,94+j78,42 100,69+j83,38 0,84 114,68+j74,08 - 7- 68,32+j44,13 K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? II 42 24 II 31 21 89,45+j57,78 0,83 I 60 35 0,85 I II I II I 72 35 55 50 51 45 23 25 27 29 0,82 0,76 0,8 0,78 0,83 40,61+j27,3 27,51+j25,2 28,02+j18,83 79,2+j49,02 46,2+j28,59 53,86+j33,33 128,4+j96,21 81,6+j61,29 102,72+j76,97 123,9+j96,99 61,36+j47,47 101,6+j79,53 57,26+j24,5 47,55+j31,95 64,26+j43,18 Theo đề thời gian sử dụng công suất lớn hệ số cơng suất khác nên ta tính giá trị trung bình chúng để tiện cho việc tính tốn (P max i Tmaxtb = Tmax i ) i 1 = 5108,45 h P max i 1 n P Maxi Cos tb = Cos i i 1 = 0,83 n P Max i 1 2.2 phương án I 2.2.1 Xác định công suất truyền tải lớn Điện áp định mức mạng điện ảnh hưởng trực tiếp đến tiêu kinh tế, kỹ thuật lưới điện Đường dây truyền tải công suất lớn, khoảng cách truyền tải xa điện áp cao có lợi ( tổn thất điện áp nhỏ ) Tuy nhiên việc tăng điện áp đến mức độ khơng bù lại vốn đầu tư đường dây mua sắm trang thiết bị truyền tải điện cao áp Do với khoảng cách truyền tải phương thức truyền tải định, cần xác định điện áp truyền tải tối ưu Lê Đức Bình - 8- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? Để xác định điện áp lưới điện, trước tiên ta cần xác định công suất truyền tải lớn đường dây chế độ bình thường Coi mạng điện đồng nhất, bỏ qua tổn thất đoạn đường dây ta phân công suất theo phương án sau: S7 SN2-7 N1 ℓ2 ~ SN1-5 MBA S5 ℓ3 ℓ10 S5-3 S3-6 ℓ9 S8 2-1 S4-6 N2 S9-8 SN2-1 ℓ8 ℓ7 S1-9 S1 * Giả sử chiều phân cơng suất hình vẽ S N 1 ~ SN2-4 S9 ℓ6 ℓ5 ℓ4 S3 ℓ1 SN1-2 SN S2 S4 S6 S71 S5 (3 10 4 5 ) S3 (10 4 5 ) S6 (4 5 ) S 5 2 3 10 4 5 =193,74+j141,9 MVA S5-3 = SN1-5 - S5 = 193,75 + j141,9 - ( 40,6 + j27,3 ) =153,15 + j114,6 MVA S3-6 = S5-3 - S3 =153,15 + j114,6 - ( 136,08+j111,67 ) = 17,07 + j2,92 MVA S N 2 S4 (4 10 3 2 ) S6 (10 3 2 ) S3 (3 2 ) S5 2 5 4 10 3 2 = 176,81 + j120,71 MVA S4-6 = S4-N2 - S4 = 62,13 + j46,625 MVA SN2-1 = S1 + S8 + S9 = 138,24 + j100,08 + 123,9 + j96,99 + 64,26 + j43,18 = 326,4 + j240,2 MVA Tổng công suất phát là: Sphat = S5-3 + S4-6 + SN2-1 + S7 = 903,66 + j645,2 MVA (1) Tổng công suất thu là: Sthu = S1 + S2 + S3+ S4 + S5 + S6 + S7 + S8+ S9 = 902,87 + j645,28 MVA Lê Đức Bình (2) Từ (1) (2) ta thấy Sphat = Sthu - 9- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? Bảng thống kê kết tính tốn sau: Đường dây, km N1-2 = 150 N1-5 = 111,8 3-5 = 145,77 6-4 = 250 4-N2 = 150 N2-7 = 158,11 N2-1 = 125 1-9 = 127,48 9-8 = 134,63 6-3 = 145,77 Công suất truyền tải, MVA SN1-2 = S2 = 78+j46,25 SN1-5 = 193,75 + j144,9 S3-5 = 153,15 + j114,6 S6-4 = 62,13 + j46,62 S4-N2 = 176,81 + j120,71 SN2-7 = S7 = 128,4 + j96,12 SN2-1 = S1 + S8 + S9 = 308+j240,25 S1-9 = 170,16 + j140,17 S9-8 = S8 = 123,9 + j96,99 S3-6 = 17,07 + j2,92 2.2.2 Xác định điện áp Để xác định điện áp lưới điện ta dựa vào công thức sau: U = 4,34 l 16.P Trong đó: ℓ chiều dài, km P công suất tác dụng đoạn đường dây Xác định cho đoạn đường dây ℓ1 ℓ1 = 150, km SN1-2 = 78 + j46,254 MVA & U1 = 4,34 l 16.P = 4,34 150 16.78 = 162,27 kV Chọn cấp điện áp tiêu chuẩn: Udm1 = 110 kV Các đoạn đường dây lại tính tương tự ta có bảng số liệu sau: Đường dây Chiều dài, Cơng suất, ℓ1 ℓ2 ℓ3 ℓ4 ℓ5 ℓ6 ℓ7 ℓ8 ℓ9 km 150 111,8 145,77 250 175 158,11 125 127,48 134,63 MW 78 193,75 153,15 62,13 176,81 128,4 308,16 170,16 123,9 Lê Đức Bình - 10- Điện áp tính Điện áp tiêu toán, kV 162,27 245,9 221,13 152,07 234,67 204,14 308,5 231,69 199,68 chuẩn, kV 110 220 220 220 220 220 220 220 220 K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp 145,77 ℓ10 chương @&? 17,07 88,9 220 2.2.3 Xác định công suất truyền tải lựa chọn tiết diện dây dẫn Các phương pháp xác định tiết diện dẫn: + Theo mật độ dòng kinh tế + Theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép đồng thời thỏa mãn phí tổn thất kim loại màu nhỏ + Theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép đồng thời thỏa mãn tổn thất công suất nhỏ ( mật độ dòng điện khơng đổi ) + Theo điều kiện độ bền + Theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép Ta chọn phương pháp xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế để chi phí đầu tư cho dây dẫn nhỏ Tiết diện dây dẫn tối thiểu để không phát sinh vầng quang: Với Udm = 110 kV Fmin = 95, mm2 Với Udm = 220 kV Fmin = 240, mm2 Chọn tiết diện theo mật độ dòng kinh tế: Jkt Pi Qi Áp dụng công thức : + Imaxi = 103 U dm I max i + Fkt = J kt Với Tmax = 5108,45 h tra giáo trình lưới điện trường ĐKTCNTN ta có Jkt = A/mm2 S K 103 Đoạn ℓ1: Imax1 = = 103 U Fkt1 = (78) (46,254) 110 = 475,96 A I max = 475,96 mm2 Tính tốn tương tự cho đoạn đường dây lại ta có thống kê kết sau: Đoạn đường Imaxi, A Fkti, mm2 Loại dây 475,96 475,96 ACO 500 Ghi dây ℓ1 Lê Đức Bình - 11 - K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? 630,24 501,98 203,85 561,83 421,07 1025,15 578,56 412,93 45,45 ℓ2 ℓ3 ℓ4 ℓ5 ℓ6 ℓ7 ℓ8 ℓ9 ℓ 10 630,24 502,98 203,85 561,83 421,07 1025,15 578,56 412,93 45,45 AC-2x 240 ACO 500 ACO 240 ACO 560 ACO 450 AC-2x 300 ACO 600 ACO 400 ACO 240 Phân pha Phân pha 2.2.4 Kiểm tra phương án chọn dây dẫn Giả sử có cố xẩy đứt dây hay điện nguồn S7 ℓ6 SN2-7 N1 ~ S5 MBA ℓ3 ℓ10 S5-3 S3-6 S4-6 S2 ℓ8 S1-9 S9-8 ~ SN2-4 S9 ℓ9 S8 N2 ℓ5 ℓ4 S3 ℓ1 SN1-2 S4 S6 SN2-1 ℓ7 S1 Xét cố đứt dây đoạn ℓ2 ta có chiều phân cơng suất hình vẽ: Ta có: S5-3 = S5sc = 28,02 + j18,83 MVA S3-6 = S5-3+ S3sc = 128,71 + j102,21 MVA S4-6 = S3-6 + S6sc = 185,57 + j135,54 MVA S4-N2 = S4-6 + S4sc = 275,02 + j193,32 MVA S7 Xét cố đứt dây đoạn ℓ5 ta có chiều phân cơng suất hình vẽ: SN2-7 N1 ~ ℓ2 SN1-5 MBA ℓ1 SN1-2 Lê Đức Bình S S5 ℓ3 ℓ10 S5-3 S3-6 N2 ℓ4 S3 - 12- ℓ6 S4 S6 ℓ9 S8 ~ S4-6 S9-8 S9 ℓ8 SN2-1 ℓ7 K42HTĐ-KTCNTN S1-9 S1 Đồ án tốt nghiệp chương @&? Ta có: S6-4 = S4sc = 89,45 + j57,78 MVA S3-6 = S4-6 + S6sc = 143,31 + j91,11 MVA S5-3 = S3-6 +S3sc = 244,6 + j174,49 MVA SN1-5 = S5-3 + S5sc = 272,62 + j183,54 MVA SN2-7 = S7sc = 102,72 + j76,97 MVA S9-8 = S8sc = 101,6 + j79,53 MVA S1-9 = S9-8 + S9sc = 149,15 + j111,8 MVA SN2-1 = S9-1 + S1sc = 248,68 + j183,54 MVA SN1-2 = S2sc = 62,77 + j37,06 MVA Vậy cố ta có bảng thống kê kết tính tốn sau (lấy công suất truyền tải lớn đoạn đường dây cố) Đường dây Công suất truyền tải cố, MVA SN1-2 = 62,77+j37,006 SN1-5 =272,62+j193,32 S5-3=244,6+j174,49 S6-4=185,77+j135,54 S4-N2=275,02+j193,32 SN2-7=102,72+j79,53 SN2-1=248,68+j183,54 S1-9=149,15+j111,48 S9-8=101,6+j79,53 S3-6=143,31+j91,11 ℓ1 ℓ2 ℓ3 ℓ4 ℓ5 ℓ6 ℓ7 ℓ8 ℓ9 ℓ10 Dòng điện cố lớn chạy đoạn đường dây Lê Đức Bình - 13- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? S N 1 103 103 (62,77) (37,006) Đoạn ℓ1: Isc1 = = 382,45 A U dm 110 Tính tốn tương tự cho đoạn đường dây lại, kết hợp với tra bảng 4.6 sổ tay tra cứu (0,4-500) kV NGÔ HỒNG QUANG nhà xuất khoa học kỹ thuật năm 2007, ta có bảng thống kê kêt sau: Li Ibt, A ISC, A Mã hiệu dây ICP, A Ghi ℓ1 475,96 382,45 ACO 240 590 Thỏa mãn ℓ2 630,24 877,07 AC-2x 240 1180 Thỏa mãn ℓ3 501,98 788,5 ACO 500 980 Thỏa mãn ℓ4 203,85 603,06 ACO 240 590 Kthỏa mãn ℓ5 561,83 882,21 ACO 550 1010 Thỏa mãn ℓ6 421,07 340,92 ACO 450 900 Thỏa mãn ℓ7 1025,15 811,12 AC-2x 300 1360 Thỏa mãn ℓ8 578,56 488,67 ACO 600 1100 Thỏa mãn ℓ9 412,93 169,82 ACO 400 815 Thỏa mãn ℓ10 90,9 891,32 ACO 240 590 Kthỏa mãn Từ bảng thống kê kết ta thấy đoạn ℓ4, ℓ10 chưa đảm bảo yêu cầu mặt kỹ thuật Vậy ta phải tăng tiết diện đoạn ℓ4, ℓ10 lên để để đảm bao yêu cầu mặt kỹ thuật Vậy ta có bảng thống kê kết sau: Li ℓ1 ℓ2 ℓ3 ℓ4 ℓ5 ℓ6 ℓ7 ℓ8 ℓ9 ℓ10 Mã hiệu dây ACO 240 AC-2x 240 ACO 500 ACO 300 ACO 550 ACO 450 AC-2x 300 ACO 600 ACO 400 ACO 450 ICP, A 590 1180 980 680 1010 900 1360 1100 815 900 ISC, A 192,2 877,07 788,5 603,06 882,21 340,92 811,12 488,67 169,82 891,32 Ghi Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Từ bảng thống kê kết ta thấy tiết diện chọn đảm bảo yêu cầu mặt kỹ thuật Lê Đức Bình - 14- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? 2.2.5 Tổn thất công suất chi phí tính tốn a.Tính thơng số dây dẫn Tổng trở dây dẫn xác định theo cơng thức sau:Zi = (r0i+jx0j).ℓi Trong đó:r0i, xoi điện trở điện kháng đoạn đường dây ℓi, /km ℓi: chiều dài đoạn đường dây thứ i Với đoạn đường dây phân pha ta có: X0i = 0,0157 D 0,144 lg tb /km n Rtd n: số lượng dây dẫn pha Rtd = n R.a ( n 1) Với R bán kính dây dẫn pha a: khoảng cách dây dẫn pha (lấy a = 400,mm ) Tính thơng số AC-2x 300: X0= 0,0157 D 0,144 lg tb /km Rtd Dtb = m = 7.103 mm Rtd = R.a = 9,77.400 = 62,5 mm 0,0157 7.103 0,144 lg X0 = = 0,303 /km 62,5 r0 = rod r 0,0968 = 0d = = 0,0484 2 n /km Với đoạn đường dây không phân pha: xo = 0,0157 + 0,144.lg Dtb /km R + Tính thông số ACO 300: 7.103 xo = 0,0157 + 0,144.lg = 0,4268 /km 9,77 Tính tốn tương tự cho đoạn đường dây lại kết hợp với tra bảng 4.6 sổ tay tra cứu (0,4 – 500) kV NGÔ HỒNG QUANG nhà xuất khoa học kỹ thuật năm 2007 ta có bảng thơng kê kết sau: Lê Đức Bình - 15- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? = 168,25 + j116,35 MVA S4-6 = SN2-4 - S4 = 53,57 + j42,27 MVA Tổng công suất phát là: Sphat = SN2-4 + SN1-5 + SN1-2 + SN2-7 + SN2-1 = 903,38 + j645,8 MVA Tổng công suất thu là: Sthu = S1 + S2 + S3 + S4 + S5 + S6 + S7 + S8 + S9 = 903,39 + j645,81 MVA & Sphat = Sthu c Xác định chi phí tổn thất điện năng, chi phí khấu hao Xác định chi phí tổn thất điện năng: Áp dụng cơng thức: C A = P.max.& S2 Trong : P = 3.Imax.R = R.10 kW u dm R: Điện trở đoạn đường dây &: Giá thành 1kWh điện C A: Chi phí tổn thất điện S: Công suất truyền tải đường dây A: Tổn thất điện P: Tổn hao công suất tác dụng : Thời gian tổn thất công suất lớn Tmax tb = 0,3.Tmaxtb + 0,7( ) = 3617,85 h 8760 & Hàm chi phí tính tốn có dạng sau: Z = Z1 + Z2 = (avh + atc).V + C A avh = 0,1 Hệ số vận hành atc = 0,2 Hệ số thu hồi vốn đầu tư V= (V0 +3,15mi.b).ℓi b= 50 103 VND/kg giá tiền 1kg dây dẫn V0: Giá tiền 1km dây dẫn + 1.109 VND/km ( Udm = 110 kV ) + 2.109 VND/km ( Udm = 220 kV ) Lê Đức Bình - 17- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? Tra bảng 4.6 sổ tay tra cứu ta có bảng số liệu sau: Dây dẫn ACO 240 ACO 300 ACO 400 ACO 450 m, kg/km 1106 1313 1509 1640 Dây dẫn ACO 500 ACO 550 ACO 600 ACO 240 m, kg/km 1852 2076 2170 1106 Tổn thất điện đoạn đường dây A1 = P1.R1.103 = S N2 1 R1 .103 = 45.106 kWh U dm Tính tốn tương tự ta có bảng số liệu sau: Li ℓ1 ℓ2 ℓ3 ℓ4 ℓ5 ℓ6 ℓ7 ℓ8 ℓ9 ℓ10 Si, MVA Ri, Ai.106, kWh 78 + j46,25 18,33 193,75 + j144,9 6,83 153,15 + j114,6 7,84 62,13 + j46,62 30,55 176,81 +j120,71 9,205 128,4 + j96,12 10,53 308 + j240,25 6,05 170,16 +j140,17 6,35 123,9 + j96,99 10,64 17,07 + j2,92 9,71 Ai = 269,968.106 45 25,86 21,54 13,9 31,5 20,26 69 23 19,69 0,218 & Chi phí tổn thất điện Z2 = C Ai = 103 Ai = 269,968.109 VND Chi phí khấu hao + Đoạn ℓ1 Z1 = (avh + atc ).(V0 +3,15.m1b).ℓ1 = 52,838.109 VND Tính tốn tương tự ta có bảng thống kê sau: Li ℓ1 ℓ2 ℓ3 ℓ4 Lê Đức Bình Chiều dài, km 150 111,8 145,77 250 mi, kg/km 1106 2212 1852 1106 - 18- Z2i.109, VND 52,838 72,92 100,21 163,06 K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp ℓ5 ℓ6 ℓ7 ℓ8 ℓ9 ℓ10 chương @&? 175 2076 158,11 1640 125 1313 127,48 2170 134,63 1509 145,77 1640 Z1 = 976,1066.109 104,71 107,18 90,51 89,56 96,41 98,76 Vậy tổng chi phí là: Z1 = Z1 + Z2 = 1246,0746.109 VND (1) 2.3 Phương án 2.3.1 Xác định công suất truyền tải lớn Điện áp định mức mạng điện ảnh hưởng trực tiếp đến tiêu kinh tế, kỹ thuật lưới điện Đường dây truyền tải công suất lớn,khoảng cách truyền tải xa điện áp cao có lợi ( tổn thất điện áp nhỏ ) Tuy nhiên việc tăng điện áp đến mức độ không bù lại vốn đầu tư đường dây mua sắm trang thiết bị truyền tải điện cao áp.Do với khoảng cách truyền tải phương thức truyền tải định, cần xác đinh điện áp truyền tải tối ưu Để xác định điện áp lưới điện,trước tiên ta cần xác định công suất truyền tải lớn đường dây chế độ bình thường Coi mạng điện đồng nhất, bỏ qua tổn thất đoạn đường dây ta phân công suất sau: (1) N1 ℓ1 SN1-5 ~ MBA (2) ℓ9 SN1-2 S8 S 9-8 ℓ2 S5 S5-9 ℓ5 S3-6 SN1-3 ℓ6 ℓ3 ℓ4 S1-9 S9 S4-6 S1 SN2-1 S6 ~ SN2-4 ℓ7 S3 N2 ℓ8 S4 ℓ 10 S2 S N 1 SN2-7 S7 Giả thiết chiều truyền công suất hình vẽ: S5 (2 3 4 ) (S8 S9 ).(3 4 ) S1.4 146,22 j105,92 MVA Lê Đức Bình 1 2 3 4 - 19- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? S5-9 = SN1-5 - S5 = 105,6 + j78,62 MVA S9-1= -S5-9 + S8 + S9 = 82,55 + j61,56 MVA SN2-1 = S5-9 + S1 = 220,79 + j161,64 MVA S N 1 S3 (6 7 8 ) S6 (7 8 ) S 8 172,63 j128,89MVA 5 6 7 8 S3-6 = SN1-3-S3 = 6,55 + j16,22 MVA S4-6 = -S3-6+S6 = 42,65 + j32,8 MVA SN2-4 = S4-6+S4 = 157,33+j106,88 MVA Công suất phát là: Sphat = SN1-5 + SN1-3 + SN2-1 + SN2-4 = 903,37 + j645,8 MVA (*) Công suất thu là: Sthu = S1 + S2 + S3 + S4 + S5+ S6+ S7 + S8+ S9 = 902.87 + j645,28 MVA (**) Từ (*) (**) ta thấy Sphat = Sthu Bảng thống kê kết tính tốn sau: Đường dây, km ℓ1 = 111,8 ℓ2 = 206,16 ℓ3 = 127,48 ℓ4 = 125 ℓ5 =190,39 ℓ6 = 145,77 ℓ7 = 250 ℓ8 = 175 ℓ9 = 150 ℓ10 = 158,11 ℓ11=134,63 Công suất truyền tải, MVA SN1-5 = 146,22 + j105,92 S5-9 = 105,61 + j78,62 S9-1 = 82,5 + j61,56 SN2-1 = 220,79 + j161,64 SN1-3 = 172,63 + j128,89 S3-6 = 36,55 + j16,22 S6-4 = 46,65 + j32,8 SN2-4 = 157,33 + j106,88 SN1-2 = 78 + j46,254 SN2-7 = 128,4 + j96,21 S9-8 = 123,9 + j96,99 2.3.2 Xác định điện áp Để xác định điện áp lưới điện ta dựa vào công thức sau: U=4,34 l 16.P Trong : ℓ chiều dài, km P công suất tác dụng đoạn đường dây Tính tốn cho đoạn đường dây ℓ1 ℓ1 = 111,8 km Lê Đức Bình - 20- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? SN1-5 = 146,22 + j105,92 MVA & U1= 4,34 l1 16.P = 4,34 111,8 16.146,22 = 214,88 kV & Chọn điện áp tiêu chuẩn là: U1 = 220 kV Các đoạn đường dây lại tính tương tự ta có bảng số liệu sau: Đường dây Chiều dài, Cơng suất,MW Điện áp tính Điện áp tiêu ℓ1 ℓ2 ℓ3 km 111,8 206,16 127,48 146,22 105,61 82,55 toán, kV 214,88 188,97 165,16 chuẩn, kV 220 220 220 ℓ4 125 220,79 262,48 220 ℓ5 190,39 172,63 235,82 220 ℓ6 145,77 36,55 117,3 220 ℓ7 250 46,65 136,9 220 ℓ8 175 157,33 225,2 220 ℓ9 150 78 162,27 110 ℓ10 158,11 128,4 196,92 220 ℓ11 134,63 123,9 199.69 220 2.3.3 Xác định công suất truyền tải lựa chọn tiết diện dây dẫn Tiết diện dây dẫn phần thiết kế quan trọng ảnh hưởng đến kinh tế kỹ thuật, thường ta chọn tiết diện dây dẫn theo hai tiêu kinh tế kỹ thuật ,ban đầu ta chọn theo tiêu kinh tế sau chọn lại theo tiêu kỹ thuật + Sự phát nóng lâu dài dòng làm việc bình thường + Sự phát nóng ngắn hạn dòng cố + Tổn thất điện áp đường dây chế độ làm việc + Đối với mạng điện Udm = 110, kV tiết diện tối thiểu 95, mm2 + Đối với mạng điện Udm = 220, kV tiết diện tối thiểu 240, mm2 Chọn tiết diện theo mật độ dòng kinh tế: Jkt Áp dụng công thức : + Imaxi = 10 Pi Qi U dm I max i + Fkt = J kt Lê Đức Bình - 21- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? Với Tmaxtb = 5108,45 h & Jkt = A/mm2 Đoạn ℓ1: Imax1 = S N 1 103 = 103 U (146,22) (105,92) 220 = 473,82 A I max1 = 473,82 mm2 Fmax1 = Tính tốn tương tự cho đoạn đường dây lại ta thống kê kết sau: Đoạn đường dây FKti, mm2 437,82 345,32 270,75 718,1 565,38 104,9 149,6 490,15 475,96 421,07 412,94 Imaxi,A 473,82 345,32 270,75 718,1 565,38 104,9 149,6 490,15 475,96 421,07 412,94 ℓ1 ℓ2 ℓ3 ℓ4 ℓ5 ℓ6 ℓ7 ℓ8 ℓ9 ℓ10 ℓ11 Loại dây ACO 450 ACO 330 ACO 300 AC-2x 300 ACO 550 ACO 240 ACO 240 ACO 500 ACO 500 ACO 450 ACO 450 2.3.4 Kiểm tra phương án chọn dây dẫn S8 S 9-8 (1) N1 ℓ2 ~ S5 MBA (2) ℓ9 SN1-2 S5-9 ℓ5 S3-6 SN1-3 ℓ6 S3 ℓ3 ℓ4 S1-9 S9 S4-6 S1 S6 SN2-1 N2 ~ SN2-4 ℓ7 S2 Lê Đức Bình ℓ8 S4 ℓ 10 SN2-7 S7 - 22- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? Xét xẩy cố nhánh (1) Dây ℓ1 bị đứt: Nguồn N1 ngừng cung cấp điện cho nhánh (1) ta loại bỏ phụ tải loại III, cơng suất truyền tải đoạn đường dây nhánh (1) nguồn N2 cung cấp Ta có: S5-9 = SSC5 = 28,02 + 18,83 MVA S9-1 = Ssc8 + Ssc9 + S5-9 = 177,17 + j130,31 MVA SN2-1 = S9-1 + Ssc1 = 276,7 + j203,37 MVA (1) N1 ℓ1 SN1-5 ~ MBA (2) S8 S 9-8 ℓ2 S5 S5-9 ℓ5 S3-6 SN1-3 ℓ6 ℓ9 SN1-2 ℓ3 S1-9 S9 S4-6 ~ SN2-4 ℓ7 ℓ8 S4 S6 S3 N2 S1 ℓ 10 S2 SN2-7 S7 Dây ℓ nguồn N2 ngừng cung cấp cho nhánh (1), ta loại bỏ phụ tải loại III, công suất truyền tải đoạn đường dây nhánh (1) nguồn N1 cung cấp Ta có: S9-1 = S1SC = 99,53 + j72,06 MVA S5-9 = S9-1 + S9sc + S8sc = 248,6 + j183,54 MVA SN1-5 = S5-9 + S5sc = 276,7 + j202,37 MVA Xét cố nhánh (2) Dây ℓ5 bị đứt nguồn N1 ngừng cung cấp cho nhánh (2) nhánh (1) làm việc chế độ S = Smax (1) N1 ℓ1 SN1-5 ~ ℓ2 S5 MBA Lê Đức Bình S2 S5-9 S3-6 ℓ3 ℓ4 S1-9 S9 S4-6 ℓ6 (2) ℓ9 SN1-2 S8 S 9-8 S1 S6 N2 ~ SN2-4 ℓ7 S3 SN2-1 ℓ8 S4 ℓ 10 SN2-7 S7 - 23- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? Ta có: S3-6 = S3SC = 100,69 + j83,38 MVA S4-6 = S3-6 + S6sc = 154,55 + j116,71 MVA SN2-4 = S4-6 + S4sc = 244 + j174,51 MVA Dây ℓ8 bị đứt nguồn N2 ngừng cung cấp cho nhánh (2) nhánh (1) làm việc chế độ: S = Smax (1) N1 ℓ1 SN1-5 ~ SN1-3 MBA (2) ℓ2 S5 S5-9 S3-6 ℓ3 S3 ℓ4 S1-9 S9 S4-6 ℓ6 ℓ5 ℓ9 SN1-2 Ta có : S8 S 9-8 ℓ1 S1 S N2-1 ℓ7 S6 S2 S4 N2 ~ ℓ 10 SN2-7 S7 S6-4 = S4sc = 89,45 + j57,8 MVA S3-6 = S6-4 + S6sc = 143,31 + 91,13 MVA SN1-3 = S3-6 + S3sc = 244 + 174,51 MVA Dựa vào kết tính tốn ta có bảng tổng kết, công suất truyền tải đoạn đường dây cố xẩy ra, (chọn theo công suất lớn nhất) Đường dây ℓ1 ℓ2 ℓ3 ℓ4 ℓ5 ℓ6 ℓ7 ℓ8 ℓ9 ℓ10 Lê Đức Bình Cơng st truyền tải, MVA S1sc = 276,7 + j203,37 S2sc = 248,68 + j183,54 S3sc = 177,77 + j130,31 S4sc = 276,7 + j202,37 S5sc = 244 + j174,51 S6sc =143,31 + j91,13 S7sc = 154,55 + j116,71 S8sc = 244 + j174,51 S9sc = 62,77 + j37,06 S10sc = 102,72 + j76,95 - 24- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp ℓ11 chương @&? S6sc = 101,6 + j79,53 Dòng điện cố lớn chạy đoạn đường dây S1sc 103 901,18 A Đoạn ℓ1: I1sc = U dm S sc 103 892,22 A Đoạn ℓ2: I2sc = U dm S3 sc 103 460,94 A Đoạn ℓ3: I3sc = U dm Đoạn ℓ4: I4sc S sc 103 901,18 A = U dm Đoạn ℓ5: I5sc S5 sc 103 787,25 A = U dm S6 sc 103 445,69 A Đoạn ℓ6: I6sc = U dm Đoạn ℓ7: I7sc S7 sc 103 508,25 A = U dm S8 sc 103 787,25 A Đoạn ℓ8: I8sc = U dm S9 sc 103 382,45 A Đoạn ℓ9: I9sc = U dm S10 sc 103 336,85 A Đoạn ℓ10: I10sc = U dm S11 sc 103 338,6 A Đoạn ℓ11: I11sc = U dm Kết hợp với dòng điện cho phép dây dẫn tra bảng 4.6 sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện (0,4-500), kV NGÔ HỒNG QUANG, ta có bảng thống kê kết tính tốn cho phương án sau: Li Mã hiệu dây Ibt, A Icp, A Isc, A ℓ1 ACO 450 473,82 900 901,18 Không thỏa mãn ℓ2 ACO 330 345,32 750 892,22 Không thỏa mãn ℓ3 ACO 300 270,75 680 640,94 Lê Đức Bình - 25- Ghi Thỏa mãn K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? ℓ4 AC-2x300 718,1 1360 901,18 Thỏa mãn ℓ5 ACO 550 565,38 1010 787,25 Thỏa mãn ℓ6 ACO 240 104,9 590 445,69 Thỏa mãn ℓ7 ACO 240 149,6 590 508,25 Thỏa mãn ℓ8 ACO 450 490,15 900 787,25 Thỏa mãn ℓ9 ACO 500 475,96 980 192,22 Thỏa mãn ℓ10 ACO 400 421,07 815 336,85 Thỏa mãn ℓ11 ACO 400 412,94 815 338,6 Thỏa mãn Từ bảng thống kê kết tính tốn ta thấy đoạn ℓ1,ℓ2 chưa đảm bảo yêu cầu mặt kỹ thuật Ta cần phải tăng tiết diện dây dẫn đoạn ℓ1, ℓ2 lên Vậy ta có bảng thống kê kết sau: Li ℓ1 ℓ2 ℓ3 ℓ4 ℓ5 ℓ6 ℓ7 ℓ8 ℓ9 ℓ10 ℓ11 Mã hiệu dây ACO 500 ACO 450 ACO 300 AC-2x 300 ACO 550 ACO 240 ACO 240 ACO 450 ACO 500 ACO 400 ACO 400 Icp, A 980 900 680 1360 1010 590 590 900 980 815 815 Isc, A 901,18 892,22 640,94 901,18 787,25 445,69 508,25 787,25 382,59 336,85 338,6 So sánh Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn 2.3.5 Tổn thất cơng suất chi phí tính tốn a.Tính thơng số dây dẫn: Tổng trở dây dẫn xác định theo công thức sau:Zi = (r0i+jx0j).ℓi, Trong đó: r0i, xoi điện trở điện kháng đoạn đường dây ℓi &/km ℓi: chiều dài đoạn đường dây thứ i Với đoạn đường dây phân pha ta có: xoi = Lê Đức Bình 0,0157 D 0,144 lg tb /km n Rtd - 26- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? n: số lượng dây dẫn pha Rtd = n R.a ( n 1) Với R bán kính dây dẫn pha a: khoảng cách dây dẫn pha ( lấy a = 400, mm ) Tính thơng số của: AC-2x 300 xo = D 0,0157 0,144 lg tb /km Rtd Dtb = 7,m = 7.103 mm Rtd = R.a = 9,77.400 = 62,5 mm 0,0157 7.103 0,144 lg xo= 0,303 /km 62,5 ro = rod r 0,0968 = 0d = = 0,0484 /km n Với đoạn đường dây không phân pha: xo = 0,0157 + 0,144.lg Dtb /km R Tính thơng số ACO 300: 7.103 xo = 0,0157 + 0,144.lg = 0,4268 /km 9,77 Tính tốn tương tự cho đoạn đường dây lại kết hợp với tra bảng 4.6 sổ tay tra cứu (0,4 – 500) kV NGÔ HÔNG QUANG nhà xuất KHKT năm 2007 ta có bảng thống kê kết sau: Li Chiều dài, ℓ1 ℓ2 ℓ3 ℓ4 ℓ5 ℓ6 ℓ7 ℓ8 ℓ9 ℓ10 km 111,8 206,16 127,48 125 190,39 145,77 250 175 150 158,11 Lê Đức Bình Mã hiệu dây r0, /km ACO 500 ACO 450 ACO 300 AC-2x 300 ACO 550 ACO 240 ACO 240 ACO 450 ACO 500 ACO 400 0,066 0,0646 0,0968 0,0484 O,0526 0,1222 0.1222 0,0666 0,0538 0,0741 - 27- x0, /km Zi, 0,4108 0,4141 0,4268 0.303 0,0478 0,4338 0,4338 0,4141 0,4108 0,4143 6,71 + j45,93 13,32 + j85,37 12,34 + j54,41 6,05 + j37,88 10,01 +j77,64 17,81 + j63,24 30,55 + j108,45 11,655 + j72,47 8,07 + j61,62 11,72 + j65,5 K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp ℓ11 chương @&? 134,63 ACO 400 0,0741 0,4143 10,64 + j59,51 b Xác định phân bố công suất tự nhiên ( Phân bố công suất theo Z ) Để xác định công suất truyền tải mạng điện ta giả thiết điện áp hai đầu mạng điện không đổi bỏ qua thành phần tổn thất công suất đoạn đường dây (1) N1 Z1 SN1-5 ~ SN1-3 MBA Z9 SN1-2 (2) S8 Z2 S5-9 S5 S3-6 S9-8 Z3 S9 S1-9 Z6 Z5 S3 S4-6 Z7 S6 Z4 SN2-1 S1 S4 N2 ~ SN2-4 Z8 S2 SN2-7 Z10 S7 Giả thiết chiều phân công suất hình vẽ: Ta có: S N 1 S5 (Z Z Z ) (S8 S9 ).( Z Z ) S1.Z 135,7 j95,3MVA Z 1Z Z Z S5-9 = SN1-5 - S5 = 95,09 + j68,2 MVA S1-9 = -S5-9 + S8 + S9 = 93,07 + j72,18 MVA SN1-1 = S1-9 + S1 = 231,31 + j172,26 MVA S N 1 S3 ( Z Z Z8 ) S6 ( Z Z8 ) S4 Z 142,2 j128,12MVA Z 5Z Z Z S3-6 = SN1-3 - S3 = 11,94 + j15,44 MVA S4-6 = -S3-6 + S6 = 67,26 + j35,58 MVA SN2-4 = S4-6 + S4= 181,94 + j107,66 MVA Sphat = SN2-4 + SN1-3 + SN1-5 + SN2-1+ SN2-7 + SN1-2 = 903,55 + j645,8 MVA Lê Đức Bình - 28- K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? Sthu = S1+ S2+ S3 + S4 + S5 + S6 + S7 + S8 + S9 = 903,45 + j645,78 MVA Vậy Sphat = Sthu c Xác định chi phí tổn thất điện năng, chi phí khâu hao Xác định chi phí tổn thất điện + Áp dụng cơng thức: C A =P.max.& S2 +Trong : P =3.Imax.R = R.10 kW u dm R: Điện trở đoạn đường dây &: Giá thành 1kWh điện C A: Chi phí tổn thất điện S: Cơng suất truyền tải đường dây A: Tổn thất điện P: Tổn hao công suất tác dụng : Thời gian tổn thất công suất lớn = 0,3.Tmaxtb + 0,7( Tmax tb ) = 3617,85 h 8760 & Hàm chi phí tính tốn có dạng sau: Z = Z1 + Z2 = ( avh + atc ).V + C A avh = 0,1 Hệ số vận hành atc = 0,2 Hệ số thu hồi vốn đầu tư V = (V0 +3,15mi.b).ℓi b = 50.103 VND/kg giá tiền 1kg dây dẫn V0: Giá tiền 1km dây dẫn + 1.109 VND/km ( Udm = 110 kV ) + 2.109 VND/km ( Udm = 220kV ) Tra bảng 4.6 sổ tay tra cứu ta có bảng số liệu sau: Dây dẫn ACO 240 ACO 300 ACO 400 ACO 450 Lê Đức Bình m, kg/km 1106 1313 1509 1640 Dây dẫn ACO 500 ACO 550 ACO 600 ACO 240 - 29- m, kg/km 1852 2076 2170 1106 K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? Tổn thất điện đoạn đường dậy: S N2 1 A1 = P1.R1.10 = R1 .103 = 16,36 106 kWh U dm Tính tốn tương tự ta có bảng số liêu sau: Li Si, MVA ℓ1 ℓ2 ℓ3 ℓ4 ℓ5 ℓ6 ℓ7 ℓ8 ℓ9 ℓ10 ℓ11 Ai.106, kWh ri, 146,22+j105,92 0,066 105,61+j78,62 0,0646 82,5+j61,56 0,0968 220,79+161,64 0,0484 172,63+j128,89 0,0526 36,55+j16,22 0,1222 46,65+j32,8 0.1222 157,33+j106,88 0,0666 78+j46,254 0,0538 128,4+j96,21 0,0741 123,9+j96,99 0,0741 Ai = 209,42.106 16,36 17,26 9,79 28,2 34,74 2,04 7,43 31,51 19,84 22,56 19,69 Chi phí tổn thất điện Z2 = C.Ai = 103.Ai = 209,42.109 VND Chi phí khấu hao + Đoạn ℓ1 Z1 = (avh + atc ).(V0 +3,15.m1b).ℓ1 = 76,87.109 VND Tính tốn tương tự ta có bảng thơng kê sau: Li ℓ1 Lê Đức Bình Chiều dài, km 111,8 mi, kg/km 1852 - 30- Z2i.109, VND 76,87 K42HTĐ-KTCNTN Đồ án tốt nghiệp chương @&? ℓ2 ℓ3 ℓ4 ℓ5 206,16 127,48 125 190,39 1640 1313 2626 2076 139,68 84,4 90,51 132,91 ℓ6 145,77 1106 95,8 ℓ7 250 1106 163,1 ℓ8 175 1640 118,6 ℓ9 150 1852 54,31 ℓ 10 158,11 1509 106,14 ℓ 11 134,63 1509 96,42 Z1 = 1158,74109 Vậy tổng chi phí là: Z2 = Z1 + Z2 = 1368,15.109 VND ( ) 2.4 So sánh lựa chọn phương án tối ưu: Sau tính tốn kinh tế cho hai phương án ta so sánh kinh tế, kỹ thuật để chọn phương án cung cấp điện tối ưu: + Xét kỹ thuật phương án phương án đảm bảo cung cấp điện tối ưu + Xét kinh tế ta thấy phương án có chi phí đầu tư nhỏ phương án 2.Vậy ta chọn phương án làm phương án dây cho mạng điện Lê Đức Bình - 31- K42HTĐ-KTCNTN