Đây là đồ án suốt 5 năm mình học tập tại đại học Bách Khoa Hà Nội, điểm tất cả đồ án của mình khá cao, nếu các bận cũng đang làm đồ án thì hãy nhớ rằng điểm số của bạn chỉ phụ thuộc 30% vào những gì bạn viết, 70% vào những gì bạn thể hiện được vào hôm bảo vệ. Vì vậy ngoài chăm chút quá nhiều cho quyển đồ án các bạn hãy đọc thật nhiều sách (đặc biệt là sách cho thầy cô tại ĐHBKNH biên soạn) và tập rượt trước bảo vệ. Nếu có thắc mắc nào cần giải đáp hoặc hỗ trợ về đồ án, tài liệu học tập, thực tập, việc làm, sincal, e tap,... các bạn có thể liên hệ zalo 0348789178 mình khá lười nên ko up hết tài liệu liệu được. Chúc các bạn 1 ngày tốt lành! ĐỒ ÁN MÔN HỌC IITHIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆNCHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤTTRONG HỆ THỐNG................................................................................................ 51.1 Phân tích nguồn và phụ tải............................................................................. 51.2 Cân bằng công suất tác dụng. ........................................................................ 51.3 Cân bằng công suất phản kháng..................................................................... 6CHƯƠNG II: VẠCH PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ MẶTKINH TẾ KỸ THUẬT ........................................................................................... 72.1 Dự kiến các phương án đi dây....................................................................... 72.1.1. Phương án 1. ......................................................................................... 72.1.2. Phương án 2. ......................................................................................... 82.1.3. Phương án 3. ......................................................................................... 82.1.4. Phương án 4. ......................................................................................... 92.1.5. Phương án 5. ......................................................................................... 92.2. Xét các phương án về mặt kỹ thuật. ........................................................... 102.2.1. Phương án 1. ....................................................................................... 102.2.1.1. Tính toán trào lưu công suất và chọn cấp điện áp......................... 102.2.1.2. Chọn kết cấu, tiết diện dây dẫn cho các lộ đường đây................... 112.2.1.3. Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật..................................................... 112.2.2. Phương án 2. ....................................................................................... 132.2.2.1. Tính toán trào lưu công suất và chọn cấp điện áp......................... 132.2.2.2. Chọn kết cấu, tiết diện dây dẫn cho các lộ đường dây................... 142.2.2.3. Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật..................................................... 142.2.3. Phương án 3. ....................................................................................... 162.2.3.1. Tính toán trào lưu công suất và chọn cấp điện áp......................... 162.2.3.2. Chọn kết cấu, tiết diện dây dẫn cho các lộ đường dây................... 172.2.3.3. Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật..................................................... 182.2.4. Phương án 4. ....................................................................................... 19Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành22.2.4.1. Tính toán trào lưu công suất và chọn cấp điện áp......................... 192.2.4.2. Chọn kết cấu, tiết diện dây dẫn cho các lộ đường dây................... 202.2.4.3. Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật..................................................... 212.2.5. Phương án 5. ....................................................................................... 222.2.5.1. Tính toán trào lưu công suất và chọn cấp điện áp......................... 222.2.5.2. Chọn kết cấu, tiết diện dây dẫn cho các lộ đường dây................... 232.2.5.3. Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật..................................................... 242.3. Lập bảng tổng kết và nhận xét.................................................................... 252.4. So sánh chỉ tiêu kinh tế các phương án....................................................... 262.4.1. Phương án 1: ....................................................................................... 272.4.2. Phương án 2: ....................................................................................... 272.4.3. Phương án 3: ....................................................................................... 282.4.4. Phương án 4: ....................................................................................... 282.4.5. Phương án 5: ....................................................................................... 29CHƯƠNG III. CHỌN THIẾT BỊ TRONG TRẠM BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN................................................................................................................................ 303.1. Chọn MBA (chọn công suất MBA hạ áp)................................................... 303.2. Chọn sơ đồ nối điện chính.......................................................................... 31CHƯƠNG IV. TÍNH CHÍNH XÁC CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA LƯỚI....... 334.1. Chế độ phụ tải cực đại................................................................................ 334.2. Chế độ phụ tải cực tiểu............................................................................... 384.3. Chế độ sau sự cố. ....................................................................................... 41CHƯƠNG V: TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ LỰA CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHOMÁY BIẾN ÁP....................................................................................................... 442.2. Tính điện áp tại các nút. ............................................................................. 441. Chế độ phụ tải cực đại (
Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành Nội dung LỜI NÓI ĐẦU: CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CƠNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG 1.1 Phân tích nguồn phụ tải 1.2 Cân công suất tác dụng 1.3 Cân công suất phản kháng CHƯƠNG II: VẠCH PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ MẶT KINH TẾ - KỸ THUẬT 2.1 Dự kiến phương án dây 2.1.1 Phương án 2.1.2 Phương án 2.1.3 Phương án 2.1.4 Phương án 2.1.5 Phương án 2.2 Xét phương án mặt kỹ thuật 10 2.2.1 Phương án 10 2.2.1.1 Tính tốn trào lưu cơng suất chọn cấp điện áp 10 2.2.1.2 Chọn kết cấu, tiết diện dây dẫn cho lộ đường 11 2.2.1.3 Kiểm tra điều kiện kỹ thuật 11 2.2.2 Phương án 13 2.2.2.1 Tính tốn trào lưu cơng suất chọn cấp điện áp 13 2.2.2.2 Chọn kết cấu, tiết diện dây dẫn cho lộ đường dây 14 2.2.2.3 Kiểm tra điều kiện kỹ thuật 14 2.2.3 Phương án 16 2.2.3.1 Tính tốn trào lưu cơng suất chọn cấp điện áp 16 2.2.3.2 Chọn kết cấu, tiết diện dây dẫn cho lộ đường dây 17 2.2.3.3 Kiểm tra điều kiện kỹ thuật 18 2.2.4 Phương án 19 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xn Thành 2.2.4.1 Tính tốn trào lưu công suất chọn cấp điện áp 19 2.2.4.2 Chọn kết cấu, tiết diện dây dẫn cho lộ đường dây 20 2.2.4.3 Kiểm tra điều kiện kỹ thuật 21 2.2.5 Phương án 22 2.2.5.1 Tính tốn trào lưu cơng suất chọn cấp điện áp 22 2.2.5.2 Chọn kết cấu, tiết diện dây dẫn cho lộ đường dây 23 2.2.5.3 Kiểm tra điều kiện kỹ thuật 24 2.3 Lập bảng tổng kết nhận xét 25 2.4 So sánh tiêu kinh tế phương án 26 2.4.1 Phương án 1: 27 2.4.2 Phương án 2: 27 2.4.3 Phương án 3: 28 2.4.4 Phương án 4: 28 2.4.5 Phương án 5: 29 CHƯƠNG III CHỌN THIẾT BỊ TRONG TRẠM BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 30 3.1 Chọn MBA (chọn công suất MBA hạ áp) 30 3.2 Chọn sơ đồ nối điện 31 CHƯƠNG IV TÍNH CHÍNH XÁC CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA LƯỚI 33 4.1 Chế độ phụ tải cực đại 33 4.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 38 4.3 Chế độ sau cố 41 CHƯƠNG V: TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ LỰA CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP 44 2.2 Tính điện áp nút 44 Chế độ phụ tải cực đại (𝑼𝒄𝒔 = 𝟏𝟐𝟏𝐤𝐕) 44 Chế độ phụ tải cực tiểu (𝑼𝒄𝒔 = 𝟏𝟏𝟓 𝟓𝐤𝐕) 45 Chế độ sau cố (𝑼𝒄𝒔 = 𝟏𝟐𝟏𝐤𝐕) 46 2.3 Điều chỉnh điện áp mạng điện 47 CHƯƠNG VI: CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT TỔNG HỢP 51 6.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện 51 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành 6.2 Tổn thất công suất mạng điện 51 6.3 Tổn thất điện mạng điện 52 6.4 Chi phí vận hành hàng năm giá thành xây dựng 52 6.5 Bảng tổng kết 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC 55 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành LỜI NÓI ĐẦU: Trong suốt lịch sử nhân loại, người sử dụng nhiều nguồn lượng khác để phụ vụ nhu cầu phát triển Trong điện nguồn lượng tiên tiến mà người sử dụng Nhờ nhiều ưu điểm an toàn, hiệu cao, dễ dàng truyền tải chuyển đổi sang dạng lượng khác với nhu cầu lượng lồi người ngày tăng lượng điện đóng vai trị vơ quan trọng Song song với nhu cầu việc phát triển hệ thống truyền tải điện để đáp ứng nhu cầu phát triển nhân loại Chính sinh viên Hệ thống điện em thấy rõ tầm quan trọng Đồ án thiết kế lưới điện Trong đồ án em xin trình bày nội dung sau: Phân tích nguồn phụ tải Chọn phương án hợp lý kinh tế kỹ thuật Chọn số lượng máy biện áp công suất máy biến áp trạm biến áp hạ áp Vẽ sơ đồ dây chi tiết lưới điện Tính tổn thất điện áp, tổn thất cơng suất tổn thất điện lưới điện, chọn phương thức điều chỉnh điện áp phù hợp với yêu cầu phụ tải Tính giá thành tải điện Với giúp đỡ thầy cô môn đặc biệt Th Lê Thị Minh Châu em hoàn thành đồ án Là sinh viên nên q trình hồn thành đồ án khơng thể tránh khỏi sai sót, kính mong thầy bảo để em hiểu kỹ vấn đề hoàn thiện đồ án tối Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Trần Xuân Thành Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CƠNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG Mục tiêu chương: phân thích nguồn phụ tải dựa yếu tố như: vị trí địa lý, địa hình, đặc tính phụ tải, cân công suất nguồn phụ tải để từ đưa phương án hợp lý 1.1 Phân tích nguồn phụ tải • Dựa vào sơ đồ mặt bằng, ta xác định khoảng cách từ nguồn đến phụ tải theo cơng thức Pitago • Từ thông số phụ tải hệ số công suất ta xác định công suất phản kháng 𝑃 công suất biểu kiến theo công thức S = Q = P*tanφ 𝑐𝑜𝑠𝜑 • Từ thơng số phụ tải cực đại giả thuyết phụ tải cực tiểu 50% phụ tải cực đại ta tính phụ tải cực tiểu Kết tính tốn thơng số phụ tải tổng kết bảng sau: 1.2 Phụ 𝑆𝑚𝑎𝑥 = 𝑃 + 𝑗𝑄 tải MVA Smax MVA 𝑆𝑚𝑖𝑛 = 𝑃 + 𝑗𝑄 MVA Smin MVA tổng 38.82 33.28 44.37 11.09 27.73 22.18 177.48 17.5+j8.4 15+j7.2 20+j9.6 5+j2.4 12.5+j6 10+j4.8 80+j38.4 19.41 16.64 22.18 5.55 13.87 11.09 88.74 35+j16.8 30+j14.4 40+j19.2 10+j4.8 25+j12 20+j9.6 160+j76.8 Mức đảm khoảng cách từ bảo cung nguồn đến phụ cấp điện tải (km) 42.42 53.85 30 72.11 41.23 36.06 Cân công suất tác dụng Với giả thiết: Nguồn điện có khả cung cấp đủ công suất tác dụng Cân công suất tác dụng hệ thống biểu diễn công thức ∑ 𝑃𝑓 = ∑ 𝑃𝑦𝑐 = 𝑚 ∗ ∑ 𝑃𝑚𝑎𝑥 + ∑△ 𝑃 Trong đó: + ∑ 𝑃𝑓 : tổng công suất phát Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành + ∑ 𝑃𝑦𝑐 : tổng công suất yêu cầu + m: hệ số đồng thời xuất phụ tải cực đại (lấy m=1) + ∑ 𝑃𝑚𝑎𝑥: tổng công suất tác dụng phụ tải chế độ cực đại + ∑△ 𝑃: tổn thất công suất mạng điện Khi tính sơ lấy ∑△ 𝑃 = 5% ∗ ∑ 𝑃𝑝𝑡 Vậy ∑ 𝑃𝑓 = ∑ 𝑃𝑦𝑐 = 1*(35+30+40+10+25+20)+5%*(35+30+40+10+25+20) =168 (MW) 1.3 Cân công suất phản kháng Câng công suất phản kháng giữ cho tần số ổn định điện áp nút mức cho phép Sự cân công suất hệ thống biểu diện phương trình: ∑ 𝑄𝑓 + 𝑄𝑏ù ≥ ∑ 𝑄𝑦𝑐 = 𝑚 ∗ ∑ 𝑄𝑚𝑎𝑥 + ∑△ 𝑄𝐵𝐴 Trong đó: + ∑ 𝑄𝑓 : tổng công suất phản kháng nguồn cấp đến với 𝑄𝑓 =𝑃𝑓 𝑡𝑔𝜑𝑓 Theo đề cos𝜑𝑓 =0.85 => 𝑡𝑔𝜑𝑓 =0.62 Vậy ∑ 𝑄𝑓 =∑ 𝑃𝑓 𝑡𝑔𝜑𝑓 =168∗0.62=104.16 (MVAr) + 𝑄𝑏ù : công suất cần bù để đạt cân công suất + m: hệ số đồng thời xuất phụ tải cực đại (lấy m=1) + ∑ 𝑄𝑦𝑐 : tổng công suất phản kháng tiêu thụ ∑ 𝑄𝑦𝑐 = 𝑚 ∗ ∑ 𝑄𝑝𝑡𝑚𝑎𝑥 + ∑△ 𝑄𝐵𝐴 + ∑ 𝑃𝑚𝑎𝑥 : tổng công suất tác dụng phụ tải chế độ cực đại + ∑△ 𝑄𝐵𝐴: tổng tổn thất công suất mạng hạ áp Khi tính sơ lấy ∑△ 𝑄𝐵𝐴 = 15%∑ 𝑄𝑝𝑡𝑚𝑎𝑥 Vậy ∑ 𝑄𝑦𝑐 = 𝑚 ∗ ∑ 𝑄𝑝𝑡 = 𝑚 ∗ ∑ 𝑃𝑝𝑡 ∗ 𝑡𝑔𝜑𝑝𝑡 + 15% ∑ 𝑄𝑝𝑡𝑚𝑎𝑥 = 1.15 ∗ ∑𝑄𝑝𝑡𝑚𝑎𝑥 = 1.15 ∗ 76.8 = 88.32 𝑀𝑉𝐴𝑟 Thấy ∑ 𝑄𝑓 > ∑ 𝑄𝑦𝑐 nên bù sơ công suất phản kháng Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành CHƯƠNG II: VẠCH PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ MẶT KINH TẾ - KỸ THUẬT Các nguyên tắc chung để thành lập phương án dây: ➢ Đảm bảo độ tin cậy theo yêu cầu ➢ Đảm bảo chất lượng điện (f,U,…) ➢ Hiệu kinh tế cao: vốn đầu tư thấp, vận hành đơn giản, chi phí vận hành, bảo dưỡng hàng năm thấp ➢ Đảm bảo an tồn cho người thiết bị, có khả phát triển, mở rộng Các tiêu để vạch phương án: ➢ Vị trí đại lý nguồn phụ tải ➢ Đảm bảo độ tin cậy: dây đơn với hộ loại dây kép mạch vòng với hộ loại 2.1 Dự kiến phương án dây Dựa vào vị trí địa lý, địa hình đặc tính nguồn phụ tải, ta dự kiến phương án dây sau: 2.1.1 Phương án Đường dây hình tia Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành 2.1.2 Phương án Đường dây hình tia liên thông, phụ tải lấy điện từ cao áp trạm biến áp phụ tải 1, phụ tải lấy điện từ cao áp trạm biến áp phụ tải 2.1.3 Phương án Đường dây hình tia liên thơng, phụ tải lấy điện từ cao áp trạm biến áp phụ tải 1, phụ tải lấy điện từ cao áp trạm biến áp phụ tải 3, phụ tải lấy điện từ cao áp trạm biến áp phụ tải Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành 2.1.4 Phương án Đường dây hình tia liên thông, phụ tải lấy điện từ cao áp trạm biến áp phụ tải 1, phụ tải lấy điện từ cao áp trạm biến áp phụ tải 2.1.5 Phương án Đường dây có mạch vịng kín Đồ án thiết kế lưới điện 2.2 Trần Xuân Thành Xét phương án mặt kỹ thuật 2.2.1 Phương án 2.2.1.1 Tính tốn trào lưu cơng suất chọn cấp điện áp Đường dây hình tia Tính tốn trào lưu cơng suất lưới: Vì phương án tất đường dây liên thông nên cơng suất chạy đường dây cơng suất phụ tải VD: công suất chạy lộ đường dây N-1 𝑠1 = 35 + 𝑗16.8 𝑀𝑉𝐴 Chọn cấp điện áp cho lưới 𝑈1 = 4.34 ∗ √𝐿1 + 16𝑃1 = 4.34 ∗ √42.42 + 16 ∗ 35 = 106.52 (kV) Làm tương tự với đoạn đường dây cịn lại ta có bàng tổng kết: Lộ đường dây Pmax (MW) Qmax ( Mvar) S (MVA) N-1 35 16.95 38.89 N-2 30 14.53 33.33 N-3 40 19.37 44.44 N-4 10 4.84 11.11 N-5 25 12.11 27.78 N-6 20 9.69 22.22 Chiều dài L (km) 42.42 53.85 30 72.11 41.23 36.06 Ui (kV) 100.28 112.34 66.12 91.16 81.89 106.52 Từ bảng ta chọn điện áp danh định cho lưới 𝑈đ𝑚 = 110𝑘𝑉 10 Đồ án thiết kế lưới điện Ṡ′ (MVA) Ṡ𝑁−𝑖 (MVA) 69.1+47.76j 69.1+47.05j Trần Xuân Thành 30.62+20.27j 30.62+19.9j 40.37+25.21j 40.37+24.73j 37.98+20.05j 37.98+19.41j 25.64+13.7j 25.64+12.58j Từ ta tính tổng cơng suất u cầu từ nguồn: Ṡ𝑁 = ∑ Ṡ𝑁−𝑖 =224.5+134.88j MVA Tính lại cân công suất phản kháng: ∑ 𝑄𝑓 =∑ 𝑃𝑓 𝑡𝑔𝜑𝑓 =224.5∗0.62=139.19 (MVAr) Thấy ∑ 𝑄𝑓 > ∑ 𝑄𝑦𝑐 nên không cần bù công suất phản kháng 43 20.79+11.77j 20.79+11.21j Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành CHƯƠNG V: TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ LỰA CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP 2.2 Tính điện áp nút Do công suất hệ thống vô lớn nên chọn điện áp hệ thống làm điện áp sở Điện áp góp cao áp nhà máy điện phụ tải cực đại xảy cố 110% điện áp định mức 121kV, phụ tải cực tiểu 105% điện áp định mức 115.5kV Điện áp góp cao áp trạm thứ i bằng: 𝑈𝑖 = 𝑈𝑐𝑠 = 𝑃′ ∗ 𝑅𝑑 + 𝑄 ′ ∗ 𝑋𝑑 𝑈𝑐𝑠 Điện áp góp hạ áp của trạm thứ i biến áp quy phía cao áp: 𝑈𝑖𝑞 = 𝑈𝑖 − 𝑃𝑏 ∗ 𝑅𝑏 + 𝑄𝑏 ∗ 𝑋𝑏 𝑈𝑖 Chế đợ phụ tải cực đại (𝑼𝒄𝒔 = 𝟏𝟐𝟏𝐤𝐕) Ví dụ: tính điện điện áp nút cho lộ đường dây N-1-2: Điện áp góp cao áp trạm bằng: 𝑈1 = 𝑈𝑐𝑠 = 𝑃′ ∗ 𝑅𝑑1 + 𝑄 ′1 ∗ 𝑋𝑑1 𝑈𝑐𝑠 = 121 − 67.44 ∗ 3.39 + 42.8 ∗ 8.67 121 = 116.04𝑘𝑉 Điện áp góp hạ áp của trạm biến áp quy phía cao áp: 𝑈1𝑞 = 𝑈1 − 𝑃𝑏1 ∗ 𝑅𝑏1 + 𝑄𝑏1 ∗ 𝑋𝑏1 35.11 ∗ 0.89 + 19.67 ∗ 21.75 = 116.04 − 𝑈1 116.04 = 112.09 𝑘𝑉 Điện áp góp cao áp trạm bằng: 𝑃′ ∗ 𝑅𝑑2 + 𝑄 ′ ∗ 𝑋𝑑2 30.62 ∗ 4.25 + 20.27 ∗ 9.28 𝑈2 = 𝑈1 − = 116.04 − = 113.30 𝑘𝑉 𝑈1 116.04 (do phụ tải lấy điện từ cáo cao áp trạm biến áp nên Ucs2 = U1) Điện áp góp hạ áp của trạm biến áp quy phía cao áp: 𝑈2𝑞 = 𝑈2 − 𝑃𝑏2 ∗ 𝑅𝑏2 + 𝑄𝑏2 ∗ 𝑋𝑏2 30.13 ∗ 1.44 + 19.38 ∗ 52.8 = 113.30 − = 103.89 𝑘𝑉 𝑈2 113.30 44 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành Thực tương tự cho lộ đường dây lại, kết tổng kết bảng sau: Đường dây N-1 1-2 N-3 N-5 5-4 N-6 Ucs (kV) 121 116.0 121 121 117.00 121 S' (kV) Zd (Ω) Ui (kV) Sb (kV) Zb (Ω) Uiq (kV) 67.44+42.8j 30.62+20.27j 40.3+23.58j 36.83+18.2j 25.64+13.7j 20.45+10.85j 3.39+8.67j 4.25+9.28j 0.43+6.45j 8.66+9.09j 7.57+7.95j 7.57+7.95j 116.04 113.30 119.60 117.00 114.41 119.01 35.11+19.67j 30.13+19.38j 40.15+22.92j 10.04+5.55j 25.08+13.89j 20.09+11.36j 0.89+21.75j 1.44+52.8j 0.935+21.75j 3.975+69.5j 1.27+27.95j 2.19+43.35j 112.09 103.89 115.12 113.36 110.73 114.50 Nhận xét: nhận thấy lộ đường dây, điểm cao áp trạm biến áp có điện áp thấp (113.30 kV) lớn điện áp định mức lưới 110kV Như lưới thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp phụ tải cực đại Phần trăm tổn thất điện áp đường dây lớn nhất: △U%= 121−113.3 121 ∗ 100% = 6.42% Chế độ phụ tải cực tiểu (𝑼𝒄𝒔 = 𝟏𝟏𝟓 𝟓𝐤𝐕) Ví dụ: tính điện điện áp nút cho lộ đường dây N-1-2: Điện áp góp cao áp trạm bằng: 𝑈1 = 𝑈𝑐𝑠 = 𝑃′1 ∗ 𝑅𝑑1 + 𝑄 ′1 ∗ 𝑋𝑑1 𝑈𝑐𝑠 = 112.57 𝑘𝑉 = 115.5 − 33.54 ∗ 3.39 + 25.88 ∗ 8.67 115.5 Điện áp góp hạ áp của trạm biến áp quy phía cao áp: 𝑈1𝑞 = 𝑈1 − 𝑃𝑏1 ∗ 𝑅𝑏1 + 𝑄𝑏1 ∗ 𝑋𝑏1 17.72 ∗ 1.78 + 13.91 ∗ 43.5 = 115.5 − 𝑈1 115.5 = 106.92 𝑘𝑉 Điện áp góp cao áp trạm bằng: 𝑃′ ∗ 𝑅𝑑2 + 𝑄 ′2 ∗ 𝑋𝑑2 15.31 ∗ 4.25 + 12.31 ∗ 9.28j 𝑈2 = 𝑈1 − = 112.57 − 𝑈1 112.57 = 110.98 𝑘𝑉 (do phụ tải lấy điện từ cáo cao áp trạm biến áp nên Ucs2 = U1) Điện áp góp hạ áp của trạm biến áp quy phía cao áp: 45 Đồ án thiết kế lưới điện 𝑈2𝑞 = 𝑈2 − Trần Xuân Thành 𝑃𝑏2 ∗ 𝑅𝑏2 + 𝑄𝑏2 ∗ 𝑋𝑏2 15.13 ∗ 1.44 + 12.11 ∗ 52.8 = 110.98 − 𝑈2 110.98 = 105.02 𝑘𝑉 Thực tương tự cho lộ đường dây lại, kết tổng kết bảng sau: Đường dây N-1 1-2 N-3 N-5 5-4 N-6 Ucs (kV) 115.5 112.57 115.5 115.5 113.29 115.5 S' (kV) 33.54+25.88j 15.31+12.31j 20.36+16.43j 18.24+10.7j 12.84+8.85j 10.3+7.44j Zd (Ω) 3.39+8.67j 4.25+9.28j 0.43+6.45j 8.66+9.09j 7.57+7.95j 7.57+7.95j Ui (kV) 112.57 110.98 114.51 113.29 111.81 114.31 Sb (kV) 17.72+13.91j 15.13+12.11j 20.31+16.79j 5.08+3.84j 12.66+9.62j 10.18+8.33j Zb (Ω) 1.78+43.5j 1.44+52.8j 1.87+43.5j 7.95+139j 2.54+55.9j 4.38+86.7j Uiq (kV) 106.92 105.02 107.80 108.22 106.71 107.61 Nhận xét: nhận thấy lộ đường dây, điểm cao áp trạm biến áp có điện áp thấp (110.98 kV) lớn điện áp định mức lưới 110kV Như lưới thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp phụ tải cực tiểu Phần trăm tổn thất điện áp đường dây lớn nhất: △U%= 115.5−110.98 115.5 ∗ 100% = 3.91% Chế đợ sau cố (𝑼𝒄𝒔 = 𝟏𝟐𝟏𝐤𝐕) Ví dụ: tính điện điện áp nút cho lộ đường dây N-1-2: Điện áp góp cao áp trạm bằng: 𝑃′ ∗ 𝑅𝑑1 + 𝑄 ′1 ∗ 𝑋𝑑1 69.1 ∗ 6.78 + 47.76 ∗ 17.34j 𝑈1 = 𝑈𝑐𝑠 = = 121 − 𝑈𝑐𝑠 121 = 110.28 𝑘𝑉 Điện áp góp hạ áp của trạm biến áp quy phía cao áp: 𝑈1𝑞 = 𝑈1 − 𝑃𝑏1 ∗ 𝑅𝑏1 + 𝑄𝑏1 ∗ 𝑋𝑏1 35.11 ∗ 0.89 + 19.67 ∗ 21.75 = 110.28 − 𝑈1 110.28 = 106.12 𝑘𝑉 Điện áp góp cao áp trạm bằng: 46 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành 𝑃′ ∗ 𝑅𝑑2 + 𝑄 ′ ∗ 𝑋𝑑2 30.62 ∗ 4.25 + 20.27 ∗ 9.28 𝑈2 = 𝑈1 − = 110.28 − 𝑈1 110.28 = 107.40 𝑘𝑉 (do phụ tải lấy điện từ cáo cao áp trạm biến áp nên Ucs2 = U1) Điện áp góp hạ áp của trạm biến áp quy phía cao áp: 𝑈2𝑞 = 𝑈2 − 𝑃𝑏2 ∗ 𝑅𝑏2 + 𝑄𝑏2 ∗ 𝑋𝑏2 30.13 ∗ 1.44 + 19.38 ∗ 52.8 = 107.40 − 𝑈2 107.40 = 97.47𝑘𝑉 Thực tương tự cho lộ đường dây lại, kết tổng kết bảng sau: Đường dây N-1 1-2 N-3 N-5 5-4 N-6 Ucs (kV) S' (kV) Zd (Ω) Ui (kV) Sb (kV) Zb (Ω) Uiq (kV) 121 110.28 121 121 112.55 121 69.1+47.76j 30.62+20.27j 40.37+25.21j 37.98+20.05j 25.64+13.7j 20.79+11.77j 6.78+17.34j 4.25+9.28j 0.86+12.9j 17.32+18.18j 7.57+7.95j 15.14+15.9j 110.28 107.40 118.03 112.55 109.86 116.85 35.11+19.67j 30.13+19.38j 40.15+22.92j 10.04+5.55j 25.08+13.89j 20.09+11.36j 0.89+21.75j 1.44+52.8j 0.935+21.75j 3.975+69.5j 1.27+27.95j 2.19+43.35j 106.12 97.47 113.48 108.77 106.03 112.26 Nhận xét: nhận thấy lộ đường dây, điểm cao áp trạm biến áp có điện áp thấp (107.40 kV) , độ sụt áp △U%= 121−107.40 121 ∗ 100% = 11.23% Như lưới thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp sau sựu cố 2.3 Điều chỉnh điện áp mạng điện Hầu hết phụ tải mạng thiết kế hộ tiêu thụ loại I có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Đồng thời giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp trạm chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu sau cố khác tương đối nhiều Do để đảm bảo chất lượng điện áp cung cấp cho hộ tiêu thụ cần sử dụng máy biến áp điều chỉnh điện áp tải Sử dụng máy biến áp điều chỉnh điện áp tải cho phép thay đổi đầu điều chỉnh không cần cắt máy biến áp Do cần chọn đầu điều chỉnh riêng cho chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu sau cố 47 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành Các trạm dùng MBA loại có phạm vi điều chỉnh 9x1.78%, Ucđm=115kV, Uhđm=10,5kV Đối với trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, độ lệch điện áp góp hạ áp trạm quy định sau: • Trong chế độ phụ tải cực đại: δUmax% = +5% • Trong chế độ phụ tải cực tiểu: δUmin% = 0% • Trong chế độ sau cố: δUsc% = +5% Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm xác định theo công thức sau: Uyc= Uđm + δU% Uđm Trong đó: - Uyc : điện áp yêu cầu góp trạm hạ áp Uđm : điện áp định mức trạm hạ áp δU% : độ lệch điện áp cho phép chế độ Trong mạng điện thiết kế Uđm = 10 kV Điện áp góp hạ áp : - phụ tải cực đại: Uycmax =10 + 5%*10= 10,5 kV Khi phụ tải cực tiểu: Uycmin = 10+0%*10= 10 kV Chế độ sau cố: Uycsc = 10 + 5%*10=10,5 kV Kết tính điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy đổi phía cao áp ba trường hợp: phụ tải cực đại, phụ tải cực tiểu chế độ sau cố tổng hợp bảng sau: Trạm biến áp Ui cđ (kV) Ui ct (kV) Ui sc (kV) 112.09 106.92 106.12 103.89 105.02 97.47 115.12 107.80 113.48 113.36 108.22 108.77 110.73 106.71 106.03 114.50 107.61 112.26 Để thuận tiện tính trước điện áp tương ứng với đầu điều chỉnh MBA chọn cho bảng sau: Thứ tự đầu điều chỉnh n Điện áp bổ sung, % +16.02 +14.24 +12.46 +10.68 +8.90 +7.12 +5.34 48 Điện áp bổ sung (kV) +18.42 +16.38 +14.33 +12.28 +10.23 +8.19 +6.14 Điện áp đầu điều chỉnh (kV) 133.42 131.38 129.33 127.28 125.23 123.19 121.14 Đồ án thiết kế lưới điện -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 Trần Xuân Thành +3.56 +1.78 -1.78 -3.56 -5.34 -7.12 -8.90 -10.68 -12.46 -14.24 -16.02 +4.09 +2.05 -2.05 -4.09 -6.14 -8.19 -10.23 -12.28 -14.33 -16.38 -18.42 119.09 117.05 115.00 112.95 110.91 108.86 106.81 104.77 102.72 100.67 98.62 96.58 Quy trình lựa chọn đầu phân áp • Điện áp tính tốn đầu điều chỉnh máy biến áp xác định theo cơng thức: 𝑈𝑞 ∗ 𝑈ℎđ𝑚 𝑈𝑦𝑐 • Dựa vào kết => chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn ( vd: với m=3 thig Utc=121.14 kV) • Tính điện áp thực góp hạ áp: 𝑈𝑞 ∗ 𝑈ℎ đ𝑚 𝑈𝑡 = 𝑈𝑡𝑐 Độ lệch điện áp góp hạ áp: 𝑈𝑑𝑐 = 𝛿𝑈 = 𝑈𝑡 − 𝑈đ𝑚 ∗ 100% 𝑈đ𝑚 Ví dụ: Tính cho tạm biến áp chế độ phụ tải cực đại: • Điện áp tính tốn đầu điều chỉnh máy biến áp xác định theo công thức: 𝑈𝑞 𝑚𝑎𝑥 ∗ 𝑈ℎđ𝑚 112.09 ∗ 11 = = 117.43 𝑘𝑉 𝑈𝑦𝑐 𝑚𝑎𝑥 10.5 • Dựa vào kết => chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=3 có Utc=121.14 kV • Tính điện áp thực góp hạ áp: 𝑈𝑞 𝑚𝑎𝑥 ∗ 𝑈ℎ đ𝑚 112.09 ∗ 11 𝑈𝑡 𝑚𝑎𝑥 = = = 10.18 𝑘𝑉 𝑈𝑡𝑐 𝑚𝑎𝑥 121.14 𝑈𝑑𝑐 𝑚𝑎𝑥 = 49 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành Độ lệch điện áp góp hạ áp: 𝑈𝑡 𝑚𝑎𝑥 − 𝑈đ𝑚 10.18 − 10 ∗ 100% = ∗ 100% = 1.78% < 5% 𝑈đ𝑚 10 Như đầu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn phù hợp 𝛿𝑈 = làm tương tự với trạm lại ba chế độ: phụ tải cực đại, phụ tải cực tiểu sau cố Kết tổng hợp bảng sau: Chế độ phụ tải cực đại Chế độ phụ tải cực tiểu Chế độ sau cố TBA Uq (kV) Udc max (kV) n Utc max (kV) Ut max (kV) △u max % 112.09 117.43 119.09 10.35 3.53 103.89 108.84 -3 108.86 10.50 4.98 115.12 120.60 121.14 10.45 4.53 110.73 116.01 117.05 10.41 4.06 113.36 118.76 119.09 10.47 4.70 114.50 119.95 121.14 10.40 3.97 TBA Uq (kV) 106.92 105.02 107.80 106.71 108.22 107.61 Udcmin (kV) n Utc (kV) Ut (kV) △u % 117.61 117.05 10.05 0.48 115.52 115 10.05 0.45 118.58 119.09 9.96 0.43 117.39 117.05 10.03 0.29 119.04 119.09 10.00 0.04 118.37 117.05 10.11 1.13 TBA Uq (kV) Udc sc (kV) n Utc Ut sc (kV) △u max % 106.12 111.17 -1 112.95 10.33 3.35 97.47 102.11 -4 106.81 10.04 0.38 113.48 118.89 123.19 10.13 1.33 106.03 111.08 115 10.14 1.42 108.77 113.95 117.05 10.22 2.22 112.26 117.61 121.14 10.19 1.94 Bảng tổng hợp độ lệch điện áp góp hạ áp trạm biến áp: TBA ∆Umax (%) 3.53 4.98 4.53 4.06 4.70 3.97 ∆Umin (%) 0.48 0.45 (0.43) 0.29 (0.04) 1.13 ∆Usc (%) 3.35 0.38 1.33 1.42 2.22 1.94 Nhận xét: điện áp góp hạ áp trạm biến áp ba chế độ thỏa mãn độ lệch điện áp 50 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành CHƯƠNG VI: CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT TỔNG HỢP 6.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức : K = Kđ + Kt Trong đó: - Kđ: vốn đầu tư xây dựng đường dây Kđ = 684538.8 (106đ) - Kt: vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp tra bảng sau: Công suất MBA trạm (MVA) Giá tiền (tỉ đồng) 40 36 32 29 25 22 16 15 10 (Giá tiền trạm với trạm biến áp 110kV có máy biến áp, trạm có máy biến áp giá tiền nhân với hệ số 1,8.) Giá tiên cho trạm biến áp: Trạm BA S (MVA) Số MBA Tổng 32 40 32 10 25 16 2 2 Giá tiền máy ( tỉ đồng) 29 36 29 22 15 K = Kđ + Kt = 684.5*109 +244*109=939.5*109 (đ) 6.2 Tổn thất công suất mạng điện 51 Thành tiền (tỉ đồng) 58 36 58 18 44 30 244 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành Tổn thất công suất mạng điện gồm có tổn thất cơng suất đường dây trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại 𝚺∆S = 𝚺∆Sd + 𝚺∆Sb + 𝚺∆S0 Trong đó: 𝚺∆Sd : tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực đại 𝚺∆Sd = 4.1+8.33j (MVA) - 𝚺∆Sb: tổn thất công suất máy biến áp chế độ phụ tải cực đai ∆Sb= 0.6+15.37j (MVA) - 𝚺∆S0 :tổn thất công suất không tải máy biến áp ∆S0 = 0.31+2.09j (MVA) 𝚺∆S = 4.1+8.33j +0.6+15.37j + 0.31+2.09j = 5.01+25.79j (MVA) - Tổn thất cơng suất tác dụng tính theo phần trăm: ∆P% = 6.3 Σ∆P ∑Pmax = 5.01 221.28 ∗ 100% = 2.26% Tổn thất điện mạng điện △A = (△Pd+△Pb)*𝜏+△P0*t Trong đó: - - 𝜏: thời gian tổn thất cơng suất lớn nhất, 𝜏 tính theo cơng thức: 𝜏 = (0.124 + 𝑇𝑚𝑎𝑥 ∗ 10−4 )2 ∗ 8760 = (0.124 + 5000 ∗ 10−4 )2 ∗ 8760 = 3410.9 ℎ t: thời gian máy biến áp làm việc năm Vì cá c máy biến áp làm viêc song song suốt năm nên lấy t=8760h △A = (4.1+0.6)*3410.9 + 0.31*8760 = 18746.8 (MWh) 6.4 Chi phí vận hành hàng năm giá thành xây dựng Chi phí vận hành hàng năm Y= avhdd*Kd + avhtba*Kt + △A.C Trong lấy : avhdd = 0.07; avhtba = 0.1 Y = 0.7 ∗ 684539 ∗ 106 + 0.1 ∗ 244 ∗ 109 + 18746.8 ∗ 103 ∗ 900 = 5.204 ∗ 1011 (đ) Chi phí tính tốn hàng năm: 52 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành Z = atc ∗ K + Y = 0,125 ∗ 939.5 ∗∗ 109 + 5.2 ∗ 1011 = 6.37 ∗ 1011 (đ) Gía thành truyền tải điện năng: 𝑌 5.2 ∗ 1011 𝛽= = = 0.371 (đ/W) 𝐴 160 ∗ 106 ∗ 8760 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại: 𝐾 939.5 ∗ 109 𝐾0 = = = 5.87 ∗ 109 (đ/MW) 𝛴𝑃𝑚𝑎𝑥 160 6.5 Bảng tổng kết Tổng kết tiêu kinh tế-kỹ thuật hệ thống điện thiết kế: Stt 10 11 12 13 14 15 16 Chỉ tiêu Công suất phụ tải cực đại Tổng chiều dài mạch đường dây Tổng công suất máy biến áp hạ áp Tổng vốn đầu tư cho mạng điện Tổng vốn đầu tư cho đường dây Tổng vốn đầu tư ch trạm biến áp Tổng điện phụ tải tiêu thụ Tổn thất điện áp phụ tải cực đại, ∆Umax Tổn thất điện áp cố, ∆Uscmax Tổng tổn thất công suất phụ tải cực đại, ∆Pmax Tổng tổn thất công suất phụ tải cực đại, % Tổng tổn thất điện năng, ∆A Tổng tổn thất điện , % Chi phí vận hành hàng năm Giá thánh truyền tải điện, β Giá thành xây dựng MW phụ tải cực đại 53 Đơn vị MW Km MVA 109 109 109 MWh % % MW % MWh % 109đ đ/kwh 109 đ/MW Giá trị 160 309.06 270 939.5 684.5 244 800000 6.42 11.23 5.01 2.26 18747 1.34 520.4 0.371 5.87 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Bách, Lưới điện hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2004 [2] Trần Bách, Giáo trình lưới điện, Nhà xuất Giáo dục,2007 [3] Nguyễn Văn Đạm, Thiết kế mạng điện hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2004 54 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành PHỤ LỤC Bảng giá đường dây tải điện: dây dẫn Gía tiền mạch (triệu đồng/km) AC-70 2000 AC-95 2038 AC-120 2256 AC-150 2420 AC-185 2503 AC-240 3145 Bảng giá máy biến áp Công suất MBA trạm (MVA) Giá tiền (tỉ đồng) 40 36 32 29 25 22 16 15 10 55 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành Bảng thông số máy biến áp pha c̣n dây 110kV (Giáo trình lưới điện PGS.TS Trần Bách, Bảng 1.9.MBA pha cuộn dây 110kV trang 235) Bảng thơng số tính tốn dây AC (Giáo trình lưới điện PGS.TS Trần Bách, Bảng 2.10, trang 247) 56 Đồ án thiết kế lưới điện Trần Xuân Thành 57 ... cho phương án: Tổn thất Phương án Phương án Phương án Phương án điện áp △