Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng điện - Các số liệu về nguồn và cung cấp phụ tải

z  Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện - Các số liệu về nguồn và cung cấp phụ tải THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN I. CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN CUNG CẤP VÀ PHỤ TẢI: 1. Sơ đồ địa lý: 2. Những số liệu về nguồn cung cấp; a) Nhà máy 1: - Công suất đặt: P 1 = 4 x 50 = 200MV - Hệ số công suất: cosϕ = 0,85 - Điện áp định mức: U đm = 10,5kV b) Nhà máy 2: - Công suất đặt: P 2 = 2 x 50 = 100MV - Hệ số công suất: cosϕ = 0,85 - Điện áp định mức: U đm = 10,5kV 130,38km 4 72,11km 51km 46,03km 61km 36km 73km 130km 5 63km 61km 72,11km 54km 63km 133,44km 160km 42km 58,44km 36km 9 2 1 3 6 7 8 NĐ 1 NĐ 2 3. Những số liệu phụ tải: Bảng 1.2. Bảng số liệu Phụ tải Số liệu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P max (MW) 30 28 28 30 32 30 28 28 20 P min (MW) 15 14 14 15 16 15 14 14 10 cosϕ 0,92 0,85 0,9 0,9 0,92 0,9 0,85 0,9 0,9 Q max (MVAr) 12,77 17,46 13,56 14,52 12,80 14,52 17,46 13,56 9,68 Q min (MVAr) 6,39 8,73 6,78 7,26 6,40 7,26 8,73 6,78 4,84 S max (MVA) 32,60 32,99 31,11 33,32 34,46 33,32 32,99 31,11 22,21 S min (MVA) 16,30 16,495 15,555 16,66 17,23 16,66 16,495 15,555 11,105 Loại họ phụ tải III I I I I I I III I Yêu cầu ĐC điện áp T T KT KT T T KT T T Điện áp thứ cấp 22 22 22 22 22 22 22 22 22 II. PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI: Từ những số liệu trên ta có thể rút ra những nhận xét sau: * Hệ thống gồm hai nhà máy nhiệt điện. Chúng có đặc điểm rất quan trọng là truyền tải tức thời điện năng từ các nguồn đến các hệ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành các số lượng nhìn thấy được. Tính chất này được xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuấ t và tiêu thụ điện năng. - Nhà máy NĐ 1 : Gồm 4 tổ máy phát, mỗi tổ máy phát có công suất định mức P đm = 50MW, cosϕ = 0,85, U đm = 10,5kV. Tổng công suất định mức của NĐ 1 = 4 x 50 = 200MW, nhiên luệu có thể là: than, đá, dầu và khí đốt. Hiệu suất của nhà máy NĐ tương đối thấp (30 ÷ 40%). Đồng thời công suất stự dùng thường chiếm khoảng 6 đến 15% tuỳ theo loại nhà máy nhiệt điện. + Các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải P ≥ 70% P đm . Khi phụ tải P < 30% P đm các nhà máy phát ngừng làm việc. - Hai nhà máy phải có sự liên hệ để tra đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp điện khi cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ vận hành. * Phụ tải: - Trong hệ thống thiết kế có 9 phụ tải trong đó. Phụ tải 1 và 8 là hộ phụ tải loại III Phụ tải 2, 3, 4, 5, 6, 7 và 9 là hộ phụ tải loạ i I - Việc phân bố phụ tải trên sơ đồ địa lý: Phụ tải 1, 2, 3, 4 do nhiệt điện I cung cấp điện Phụ tải 6, 7, 8, 9 do nhiệt điện II cung cấp điện Phụ tải 5 ở giữa 2 nhà máy do 2 nhà máy cung cấp - Khoảng cách xa nhất từ NĐ 1 đến phụ tải là 61km và gần nhất là 36km. - Khoảng cách xa nhất từ NĐ II đến phụ tải là 63km và gần nhất là 36km. - Tổng công suất các nguồn = 400MW - Tổng công suất các phụ tải ∑P max = 254MW - Đặc điểm của các hộ tiêu thụ: Có hộ 1, 2, 5, 6, 8 và 9 là các hộ có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường. Hộ 3, 4, 7 là hộ có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. - Khi thiết kế mạng điện này cần chú ý: + Do khoảng cách giữa các nhà máy và giữa các phụ tải tương đối lớn nên ta dùng đường dây trên không để dẫn điện. + Đối với dây dẫn để đảm bảo độ bền cơ cũng như yêu cầu về khả năng dẫn điện ta dùng đường dây AC để truyền tải điện. Chương II CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, SƠ BỘ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HAI NHÀ MÁY I. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG: Phương trình cân bằng: ∑P F = m∑P pt + m∑ΔP mđ + m∑P td + m∑P dtr (2 ÷ 1) Trong đó: ∑ΔP F : Là tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện ∑ΔP F = (4 x 50) + (2 x 100) = 400MW m: Là hệ số đồng thời (lấy m = 1) ∑P pt : Là tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ: m∑P pt = 30+28+28+30+32+30+28+28+20 = 254MW ∑ΔP mđ : Là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp (chọn khoảng = 5% m∑ΔP pt ). MWP md 7,12254 1000 5 ==ΣΔ ∑P td : Là tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện: Chọn từ: (8 ÷ 14%) (m∑P pt + ∑ΔP mđ ). Ta chọn ( ) () MW PPmP mdpttd 67,26 7,12254 100 10 %10 = =+= =ΣΔ+Σ=Σ ∑P dtr : Là tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống. ∑P dtr = ∑P F - m∑P pt - ∑ΔP mđ - ∑P dt = 400 – 254 – 12,7 – 26,67 = 106,63MW * Kết luận Vậy ∑P dtr lớn hơn công suất đơn vị của tổ máy lớn nhất trong hệ thống là 100MW thì đảm bảo đủ công suất tác dụng trong bất cứ chế độ vận hành nào. II. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG: Phương trình cân bằng công suất phản kháng. ∑Q F + ∑Q b + m∑Q pt + ∑ΔQ B + ∑ΔQ L - ∑ΔQ C + ∑Q td + ∑Q dtr (2 ÷ 2) Trong đó: ∑Q F : Là tổng công suất phản kháng trong các nhà máy điện. ∑Q pt : Là tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải ∑ΔQ B : Là tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp có thể lấy ∑ΔQ B = 15% ∑Q pt . ∑ΔQ L : Là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng điện. ∑ΔQ C : Là tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây cao áp sinh ra. Đối với bước tính sơ bộ với mạng điện 110kV ta coi ∑ΔQ L =-∑ΔQ C ∑Q td : Là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện. ∑Q td = ∑P td . tgϕ td (cosϕ td = 0,7 – 0,8) néu chọn cosϕ td = 0,75 thì tgϕ td = 0,882). ∑Q dtr : Là tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống. Cớ thể lấy ∑Q dtr bằng công suất phản kháng của tổ máy lớn nhất trong hệ thống. * Thay số vào ta có: Q F = P F .tgϕ F = 400 . 0,62 = 248MVAr Tổng công suát phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định theo bảng (1-2). ∑Q pt = 126,33MVAr MVArQQ ptB 98,1833,126. 100 15 %15 ==Σ=ΣΔ tdtdtd tgPQ ϕ .=Σ (chọn ϕ td = 0,75 → tgϕ td = 0,882) = 26,67 . 0,882 = 23,52MVAr * Ta thấy công suất phản kháng do nguồn cung cấp là Q F = 248MVAr lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ Q tt = 230,8MVAr. Vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế. III. SƠ BỘ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH CHO HAI NHÀ MÁY: 1. Khi phụ tải cực đại: Nếu chưa kể đến dự trữ thì tổng công suất yêu cầu của hệ thống là: ∑P yc = ∑P pt + ∑ΔP mđ + ∑ΔP td Thay số vào ta có: ∑P yc = 254 + 12,7 + 26,67 = 293,37MW Để đảm bảo cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống, ta huy động tổ máy có công suất lớn hơn trong hệ thống nhận phụ tải trước để đảm bảo tính kinh tế cao hơn. * Xét nhà máy II Công suất nhà máy II phát lên lưới. ( ) MW PPPPP dmIIdmIItdIIFIIvhII 153200. 100 85 . 100 10 200. 100 85 %85%10%85 =−= =−=−= Như vậy nhà máy I sẽ đảm nhận. P FI = ∑P yc – P FII = 293,37 – 170 = 1233,37MW Chiếm khoảng 61% của P đmI . Trong đó lượng tự dùng là 10% P FI = 12,33MW 2. Khi phụ tải cực tiểu: Tổng công suất yêu cầu của hệ thống là: ∑P yc = ∑P pt + ∑ΔP mđ + ∑ΔP td ∑P yc = 15+14+14+15+16+15+14+14+10 = 127 (theo bảng 1-2) ∑ΔP td = 35,6127. 100 5 %5 ==Σ pt Pm MW () () 33,1335,6127 100 10 %10 =+=ΣΔ+Σ=Σ mdpttd PPmP MW Vậy: ∑P yc = 127 + 6,35 + 13,33 = 146,68MW * Xét nhà máy II Công suất nhà máy II phát lên lưới. ( ) MW PPPPP dmIIdmIItdIIFIIVhII 5,76 100. 100 85 . 100 10 .100. 100 85 855%10%80 = == −=−= Như vậy nhà máy I sẽ đảm nhận P FI = ∑P yc – P FII = 146,68 – 85 = 61,68MW Chiếm khoảng 61%P đmI . Trong đó lượng tự dùng là; 10% P FI = 6,168MW 3. Trường hợp sự cố: Một tổ máy của NĐ II xảy ra sự cố khi đó. ∑P yc = ∑P pt + ∑ΔP mđ + ∑ΔP td = 254 + 12,7 + 26,67 = 293,37MW Công suất nhà máy II phát lên lưới là: P VhII = P FII – P tdII = 100%P đmII – 10% (1005 P đmII ) = 100 - MW90100. 100 10 = Như vậy nhà máy I sẽ đảm nhận. P FI = ∑P yc – P FII = 293,37 – 100 = 193,37MW Bảng tổng kết Ph ụ tải nhà máy Max Min Sự cố P F ( MW) Số tổ máy VH P F ( MW) Số tổ máy VH P F (M W) Số tổ máy VH I 61% 4 x 61% 2 x 96,68 4 x (200) = 123,37 50 (100) = 61,68 50 (200) = 193,37 50 II 85% (200) = 170 2 x 100 85% (100) = 85 1 x 100 100% (100) = 100 1 x 100 Chương III Lựa chọn điện áp I. Nguyên tắc lựa chọn Lựa chọn cấp điện áp vận hành cho mạng điện là một nhiệm vụ rất quan trọng bởi vì trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của mạng điện. Để chọn được cấp điện áp hợ p lý phải thoả mãn yêu cầu sau. - Phải đáp ứng được yêu cầu mở rộng điện áp sau này - Cấp điện phải phù hợp với tình hình lưới điện hiện tại và phù hợp với tình hình lưới điện quốc gia. - Bảo đảm tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải. 100.% 2 U QXPR U + =Δ Từ công thức ta thấy điện áp càng cao thì ΔU càng nhỏ, truyền tải được công suất càng lớn. - Tổn thất công suất. R U QP P . 2 22 + =Δ Khi điện áp càng cao thì tổn hao công suất càng bé, sử dụng ít kim loại màu (do I nhỏ). Tuy nhiên lúc điện áp tăng cao thì chi phí cho xây dựng mạng điện càng lớn và giá thành của thiết bị càng cao. II. Tính toán cấp điện áp của mạng điện. Việc lựa chọn cấp điện của mạng điện chủ yếu dựa vào kinh nghiệm tổng kết. Theo công thức kinh nghiệm. kVPlU iii 1634,4 += Trong đó: U i : Điện áp đường dây thứ i l i : Chiều dài đường dây thứ i (km) P i : Công suất tác dụng truyền tải trên đường dây thứ i (MW) Để đơn giản ta chỉ chọn phương án hình tia như sau: 30+j14,52 28+j13,56 3 51 51 61 1 30+j12,77 28+j17,46 36 NĐ 1 73 63 5 30+j12,80 61 6 300+j14,52 54 7 28+j17,4 6 9 36 63 8 28+j13,56 [...]... Chọn điện áp định mức cho mạng điện: Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật, cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố Công suất của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện Điện áp định mức của mạng điện thiết kế. ..Chương IV Các phương án nối dây của mạng điện chọn phương án tối ưu I Dự kiến các phương án Các sơ đồ mạng điện cần phải có chi phí nhỏ nhất đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ thuận tiện và an toàn trong vận hành Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I1 cần đảm bảo dự phòng 100% Trong mạng điện, đồng thời... Dây nhôm nhiều sợi dùng cho các mạng phân phối điện áp đến 35kV 3 Dây nhôm lõi thép: Là dây nhôm có lõi thép được sử dụng phổ biến IV Phân vùng cung cấp điện: - Vùng xung quanh NĐI gồm các phụ tải 1, 2, 3, và 4 - Vùng xung quanh NĐII gồm các phụ tải 5, 6, 7, 8 và 9 V Tính toán so sánh kỹ thuật các phương án: 1 Phương án I Sơ đồ mạng điện của phương án I cho trên hình 4-1 6 4 S4 S6 5 7 S7 S5 NĐ1 3... đường dây NĐI-1 UNI-5 = 4,34 61 + 16.30 = 100,9kV Vậy kết quả tính toán điện áp định mức của các đường dây trong phương án I cho trong bảng (4.1) sau: Công suất Đường dây truyền tải S, MVA NĐI-1 30 + j12,77 Chiều dài đờng Điện áp tính dây l, km toán U, kV 61,0 100,90 Điện áp định mức của mạng điện Bảng 4.1 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện NĐI-2 28+j17,46 36,0 95,48 NĐI-3 28+j13,56... NĐII-8 28+j13,56 83,18 75,62 70 265 83,18 63 0,46 0,440 2,58 28,98 27,72 0,81 NĐII-9 20+9,68 59,41 54,01 70 265 118,82 36 0,46 0,440 2,58 8,28 7,92 0,92 Bảng 4.2 Thông số của các đường dây trong mạng điện c) Tính tổn thất điện áp trong mạng điện: Khi chọn sơ bộ các phương án cung cấp điện có thể đánh giá chất lượng điện năng theo các giá trị của tổn thất điện áp Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các. .. 9-8 S 2−1 = S1 = 30 + j12,77 MVA Điện áp tính toán trên đường dây 9-8 bằng: U 2−1 = 4,34 = 4,34 42,42 + 16.30 = 99,19kV Kết quả tính điện áp trên các đoạn đường dây và chọn điện áp định mức của mạng điện cho ở bảng 4-7 sau: Đường dây Công suất truyền tải S, MVA Chiều dài đường dây l (km) Điện áp tính Điện áp định toán U (kV) mức mạng điện NĐI-2 58+j30,23 36,0 134,74 2-1 30+j12,77 42,42 99,19 NĐI-3... đường dây NĐII-7 ΔUmaxSC% = ΔUNII-5SC% = 18,46% 5 Phương án V 6 4 S4 S6 5 7 S7 S5 NĐI 3 9 NĐII S9 S3 2 S1 1 S2 S8 8 Hình 4.5 Sơ đồ mạch điện phương án 5 Bảng 4.13 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện Đường dây Chiều dài Công suất truyền Điện áp tính tải S, MVA (km) Điện áp định toán U (kV) đường dây l mức mạng điện NĐI-1 30+j12,77 61,0 100,90 NĐI-2 28+j17,46 36,0 95,48 NĐI-3 28+j13,56... của các đường dây trong mạng điện c) Tính tổn thất điện áp trong mạng điện: Đường dây ΔUbt% ΔUSC% Đường dây ΔUbt% ΔUSC% NĐI-2 3,30 6,60 NĐII-5 5,77 11,54 2-1 3,62 3,62 NĐII-6 4,06 8,12 NĐI-3 3,97 6,34 NĐII-7 3,73 7,46 NĐI-4 3,39 6,78 NĐII-8 9,81 9,81 5-NĐI 3,46 6,92 NĐII-9 2,00 4,00 Từ kết quả trên ta thấy Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường bằng ΔUmaxbt% = ΔUNII-9bt% + ΔU 9-8 %... 51,0 96,91 NĐI-4 30+j14,52 51,0 100 NĐI-5 -( 9,7+j13,05) 73,0 102,90 NĐII-5 41,7+j25,85 63,0 117,27 NĐII-6 30+j14,52 61,0 100,94 NĐII-7 28+j17,46 54,0 97,23 NĐII-9 48+j13,56 63,0 98,10 9-8 28+j9,68 36,0 81,88 110kV Từ các kết quả trên nhận được từ bảng 4-7 ta chọn điện áp định mức của mạng điện Uđm = 110kV b) Chọn tiết diện dây dẫn Kết quả tính các thông số của các đường dây trong mạng điện cho bảng... điện áp trong mạng điện: Tổn thất điện áp của mạng điện cho ở bảng (4.15) sau: Đường dây ΔUbt% ΔUSC% Đường dây ΔUbt% ΔUSC% NĐI-1 5,29 5,29 NĐII-5 5,77 11,54 NĐI-2 2,48 4,96 NĐII-6 4,06 8,12 NĐI-3 3,97 6,34 NĐII-7 3,73 7,46 NĐI-4 3,39 6,78 NĐII-9 2,62 5,24 5-NĐI 3,46 6,92 9-8 9,04 9,04 Bảng 4.15 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện Từ kết quả trên ta thấy Tổn thất điện áp lớn nhất . Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện - Các số liệu về nguồn và cung cấp phụ tải THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN I. CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN CUNG CẤP VÀ PHỤ TẢI: 1. Sơ đồ. phụ tải trong đó. Phụ tải 1 và 8 là hộ phụ tải loại III Phụ tải 2, 3, 4, 5, 6, 7 và 9 là hộ phụ tải loạ i I - Việc phân bố phụ tải trên sơ đồ địa lý: Phụ