Bài soạn Đồ án lưới điện

Sơ đồ địa lý của hệ thống 5 3 , 8 5 k m 7 0 k m 5 6 , 5 7 k m 5 1 k m N Spt3=27+j13,068 Spt4=20+j9,68 Spt2=30+14,52 Spt6=25+j12,11 Spt1=32+j15,488 Spt5=30+j14,52 7 8 , 1 k m 40km 8 0 , 6 3 k m 28,28km 5 0 k m 5 1 k m 3 1 , 6 2 k m Chương I:Cân bằng công suất trong hệ thống điện 1.Cân bằng công suất tiêu dùng F P ∑ = ∑ YC P F P ∑ : Công suất tiêu dùng phát ra từ nguồn ∑ YC P : Công suất yêu cầu của hệ thống Có: ∑ YC P = kdt ∑ Pt P + ∑ ∆ P + ∑ td P + ∑ dt P kdt=1:hệ số đồng thời ∑ Pt P :tổng công suất tiêu dùng ở chế độ phụ tải cực đại ∑ Pt P = P 1 + P 2 +P 3 + P 4 + P 5 + P 6 = 32 + 30 + 27 + 20 +30 +25 = 164 ∑ ∆ P :tổng tổn thất điện năng trong mạng điện ∑ ∆ P = 5% ∑ Pt P =5% .164=8.2 ∑ td P : tổng công suất tự dùng trong chế độ phụ tải cực đại ∑ dt P :tổng công suất dự trữ của mạng ∑ dt P = ∑ td P =0 => F P ∑ =164+8,2=172,2MW 2.Cân bằng công suất phản kháng ∑ F Q = ∑ YC Q ∑ F Q = tg ϕ F . ∑ F P =0,62.172,2=106,764MVAr (cos ϕ F = 0,85 → tg ϕ F = 0,62) ∑ YC Q = ∑ ∑ ∑ ∑ +−+ 5 1 BACLPT QQQQkdt + ∑ dt Q + ∑ dt Q ∑ ∆ L Q = ∑ ∆ C Q ∑ dt Q = ∑ dt Q = 0 kdt=1 ∑ 5 1 PTi Q =15,488+14,52+13,068+9,68+14,52+12,11=79,376MVAr ∑ ∆ BA Q =15% ∑ Qpti =15%.79,376=11,91MVAr ∑ YC Q =91,286MVAr ∑ F Q < ∑ YC Q :không phải bù Công suất Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6 P(MW) 32 30 27 20 30 25 Q(MVAr) 15,488 14,52 13,068 9,68 14,52 12,11 S(MVA) 35,55 33,33 30 22,22 33,33 27,77 Chương II: lựa chọn các phương án nối dây của mạng điện và so sánh các phương án về mặt kĩ thuật A. Dự kiến các phương án cung cấp điện Phương án 1 5 3 , 8 5 k m 8 0 , 6 3 k m 7 0 k m 5 6 , 5 7 k m 5 1 k m N Spt3=27+j13,068 Spt4=20+j9,68 Spt2=30+14,52 Spt6=25+j12,11 Spt1=32+j15,488 Spt5=30+j14,52 7 8 , 1 k m Phương án 2 5 3 , 8 5 k m 8 0 , 6 3 k m 7 0 k m 5 6 , 5 7 k m 5 1 k m N Spt3=27+j13,068 Spt4=20+j9,68 Spt2=30+14,52 Spt6=25+j12,11 Spt1=32+j15,488 Spt5=30+j14,52 3 1 , 6 2 k m Phương án 3 5 3 , 8 5 k m 8 0 , 6 3 k m 7 0 k m 5 6 , 5 7 k m 5 1 k m N Spt3=27+j13,068 Spt4=20+j9,68 Spt2=30+14,52 Spt6=25+j12,11 Spt1=32+j15,488 Spt5=30+j14,52 7 8 , 1 k m 5 1 k m Phương án4 5 3 , 8 5 k m 7 0 k m 5 6 , 5 7 k m 5 1 k m N Spt3=27+j13,068 Spt4=20+j9,68 Spt2=30+14,52 Spt6=25+j12,11 Spt1=32+j15,488 Spt5=30+j14,52 7 8 , 1 k m 40km Phương án 5 5 3 , 8 5 k m 5 6 , 5 7 k m 5 1 k m N Spt3=27+j13,068 Spt4=20+j9,68 Spt2=30+14,52 Spt6=25+j12,11 Spt1=32+j15,488 Spt5=30+j14,52 7 8 , 1 k m 5 0 k m 2 8 , 2 8 k m B.Tính toán cụ thể cho từng phương án I. Phương án 1: 5 3 , 8 5 k m 8 0 , 6 3 k m 7 0 k m 5 6 , 5 7 k m 5 1 k m N Spt3=27+j13,068 Spt4=20+j9,68 Spt2=30+14,52 Spt6=25+j12,11 Spt1=32+j15,488 Spt5=30+j14,52 7 8 , 1 k m 1.Chọn điện áp định mức của mạng Việc lựa chọn điện áp cho mđ có thể ảnh hưởng rất lớn đ?n các chỉ tiêu kĩ thuật và kinh tế của mạng điện. Nếu chọn điện áp mạng điện nhỏ th ́ gây tổn thất điện nguồn lớn. Do đó điện áp định mức phải được lựa chọn sao cho hợp lí nhất. Điện áp định mức phụ thuộc vào cstd và khoảng cách truyền tải Điện áp định mức của hệ thống được tính theo công thức kinh nghiệm sau: U=4,34 . PL 16 + (kV) Trong đó P: công suất chuyên trở của đường dây(MW) L: chiều dài của đường đây(km) Ta được bảng sau: Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 L(KM) 51 56,57 70 80,63 53,85 78,1 P(MW) 32 30 27 20 30 25 U đm 102,98 100,53 97,24 86,87 100,28 95 Vì 70<Ui<160 nên chọn cấp Uđm=110kV 2. Xác định tiết diện dây dẫn a)Chọn tiết diện dây dẫn Có nhiều cách lựa chọn tiết diện dây dẫn như: - Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện kinh tế. - Chọn tiết diện dây dẫn theo phát nóng. - Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất cho phép của điện áp Trong mạng điện khu vực này ta lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của d ̣ òng điện :j kt kt i i J I F = Ở đây ta có T=5000h nên ta chọn dây AC có jkt =1,1A/mm2 Trong đó: F i : tiết diện tính toán của đây theo mật độ kinh tế I imax : dòng điện lớn nhất chạy trên dây được tính theo công thức I imax = dm i Un S 3 Với S i : công suất biểu kiến trên các đoạn đường dây n : số mạch của đường dây U đm : điện áp định mức của mạng điện b)Kiểm tra -Tổn thất vâng quang:đối với đường dây 110kv chọn tiết diện dây F≥70mm2:thỏa mãn điều kiện không có tổn thất vầng quang -Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng quang của dây dẫn,cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này -Theo điều kiện phát nóng: Ilvmax≤k1.k2.Icp Mạch đơn: Ilvmax= Ii (dòng điện chạy trên các đoạn đường dây) Mạch kép: Ilvmax=2Ii (khi có sự cố đứt 1 mạch đường dây) Icp :dòng điện cho phép chạy trên đoạn đường dây(tùy thuộc vào loại dây dẫn) K1:hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc K2:hệ số hiệu chỉnh theo số sợi cáp và điều kiện lắp đặt dây cáp Ở đây lấy k1=k2=1 Cụ thể với đoạn dây dẫn N-1: Ta có: I N-1 max = 110.32 488,1532 22 + . 10 3 = 92,6 A Tiết diện dây dẫn:F kt = 1,1 3,93 =84,82 mm 2 Chọn dây có tiết diện gần nhất:F kt =95mm2 tương ứng là của dây AC-95 Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV Dòng điện lớn nhất cho phép trên đường dây là: I cp =330A Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đường dây, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại có giá trị là: Isc =2.93,3=186,6<330(thỏa mãn) Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật Tính toán tương tự cho các đường dây còn lại ta có bảng sau: Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 S(MVA) 35,55 33,33 30 22,22 33,33 27,27 Ii(A) 93,3 87,47 78,73 116,6 87,47 72,88 Fkt(mm2) 84,82 79,52 71,57 106,02 79,52 66,27 Icp (A) 335 265 265 330 265 265 Dây AC-95 AC-70 AC-70 AC-95 AC-70 AC-70 Ilvmax(A) 186,6 174,94 157,46 116,62 174,94 145,76 Vậy các đoạn đường dây đã chọn điều thoả mãn điều kiện vầng quang và điều kiện phát nóng. 3.Tính tổn thất điên áp Các thông số thay thế của đường dây -Đường dây 1 mạch: r= r 0 .l ( Ω ) x=x 0 .l ( Ω ) b = b 0 .l ( Ω ) - Đường dây 2 mạch: r=r 0 .l/2( Ω ) x=x 0 .l/2( Ω ) b=2b 0. l( Ω ) Tra bảng ta có các thông số và kết qủa tính toán trong bảng sau: Đoạn Dây L (km) R 0 ( km Ω ) X 0 ( km Ω ) R ( Ω ) X ( Ω ) N-1 AC-95 51 0,33 0,429 8,415 10,94 N-2 AC-70 56,57 0,46 0,44 13,01 12,445 N-3 AC-70 70 0,46 0,44 16,1 15,4 N-4 AC-95 80,63 0,33 0,429 26,61 34,59 N-5 AC-70 53,85 0,46 0,44 12,39 11,847 N-6 AC-70 78,1 0,46 0,44 17,96 17,18 Với mạng điện của điện áp danh định mức là 110KV có thể bỏ qua thành phần ngang của điện áp giáng, tổn thất điện áp trờn đường dây thứ i được tính như sau: ∆ U i % = dm iiii U XQRP 2 ∑ ∑ + .100 Trong đó: ∑ i P : Tổng công suất truyền trên đương dây thứ i ∑ i Q : Tổng cspk truyền trên đường dây thứ i R i : Điện trở t/đ của đoạn dây thứ i X i : Điện dẫn pk của đoạn dây i Yêu cầu về tổn thất điện áp: Tổn thất điện áp lúc b ́ nh thường ∆ U MAXbt % <= (10-15)% [...]... dụng: ∆ = 7,558 (MW) ∑ Pi Chi phí tính toán hàng năm: Z = (0,04 + 0,125) 154,090.109 + 7,558.3411.103.500 = 38,32.109 (đồng) 6 Tổng kết và lựa chọn phương án tối ưu Từ 5 phương án đạt các yêu cầu kĩ thuật cơ bản đă chọn để so sánh về mặt kinh tế ta có bảng so sánh các phương án như sau: Các chỉ tiêu Z(109đồng) ∆ max BT % U ∆ max SC % U Các I 40,04 7,166 10,86 phương án II III IV V 36,75 7,228 12,258 39,90... mạng điện( đ/km) k0i: Giá thành 1 km đường dây AC có tiết diện Fi, chiều dài Li(đ/km) Mạch đơn Kđdi= ∑k 0i Li Mạch kép Kđdi=1,6 ∑k 0i Li Tính toán cụ thể cho từng phương án: Dự kiến các phương án đều dùng cột bê tông, vốn đầu tư cho một km đường dây là: 1.Phương án 1 -Chi phí tính toán cho từng lộ đường dây lần lượt là KN1 = 1,6.308.106.51 = 25,133.109 (đồng) KN2 = 1,6.300.106.56,57 = 27,154.109 (đồng)... 9,407 16,301 =>Từ bảng ta thấy nên chọn phương án 2 do có hàm chi phí tính toán và tổn thất điện áp là nhỏ nhất CHƯƠNG IV: CHỌN SỐ LƯỢNG CÔNG SUẤT CỦA CÁC MBA VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN I.Chọn số lượng và công suất MBA -Với yêu cầu của điện áp là CCĐ cho họ loại 1 nên phải đảm bảo CCĐ liên tục Muốn vậy phải cần 2 MBA làm việc song song để cấp điện cho mỗi phụ tải(Các phụ tải 1,2,3,5,6) -Với... 4,494 % Vậy điện áp lớn nhất ở chế độ bình thường là: ∆ UMAXbt% = 9,407 % Tổn thất điện áp lớn nhất khi cố sự cố là: ∆ UMAXSC% = 16,301% VI Tổng kết các phương án I ∆UMAXbt II III IV V 7,166 7,228 7,166 9,938 9,407 10,86 12,258 21,003 16,445 16,301 % ∆UMAXSC % CHƯƠNG III SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐĂ CHỌN VỀ MẶT KINH TẾ Mục tiêu của các chế độ xác lập của HTĐ là giảm nhỏ nhất chi phí sản xuất điện năng khi... 1,6.300.106.56,57 = 27,154.109 (đồng) KN3 = 1,6.300.106.70 = 33,6.109 (đồng) KN4 = 1,6.308.106.80,63 = 24,834.109 (đồng) KN5 = 1,6.300.106.53,85 = 25,848.109 (đồng) KN6 = 1,6.300.106.78,1 = 37,488.109 (đồng) Tổng vốn đầu tư cho đường dây của mạng Kđd = KN1 + KN2 + KN3 + KN4 + KN5 + KN6 ⇒ Kđd = (25,133+27,154+33,6+24,834+25,848+37,488).109 =174,057.109 (đồng) Tổn thất công suất tác dụng trong mạng ∆ PN1 = ∆ PN2... Số liệu tính toán ∆ Q0 R X KW % ( Ω ) ( Ω ) KVA 1 TPDH- 11 11 10,5 145 35 r 0,75 1,87 43,5 240 2,3, 32000/110 5 TPDH11 11 10,5 120 29 0,8 2,54 55,9 200 4,5,6 25000/110 5 II.Sơ đồ trạm và hệ thống điện 1.Trạm nguồn: Trạm nguồn là trạm biến áp lớn và rất quan trọng của hệ thống( là trạm tăng áp từ Umf lên Uđm của mạng điện) Do phụ tải là các hộ tiêu thụ loại I nên để đảm bảo cung cấp điện an toàn là... như khi vận hành HTĐ Để tìm ra được phương án tối ưu, ngoài những yêu cầu cơ bản về mặt kĩ thuật thì phải đảm bảo tính kinh tế cuả HTĐ Khi đó hàm chi phí tính toán hàng năm của mỗi phương án được tính theo công thức sau: Zi=(atc+avh)Kđdi + ∆ A.C atc: hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư phụ( atc =1/Ttc=1/8 = 0,125) avh : hệ số vận hành (avh=0,04) c: giá một Kwh điện năng tổn thất, c=500(đ/kwh) ∆ A: Tổng... Spt3=27+j13,068 1.Chọn điện áp định mức của mạng Tính toán tương tự như phương án 1: Xét đoạn N-5-6: Trên đoạn 5-6 :công suất chạy trên đoạn này là S5-6 =Spt6 =25+j12,11MVA U5-6= L +16 P = 4,34 31,62 + 25 16 =90,17 kV Trên đoạn N-5:công suất chạy trên đoạn này là SN-5 =Spt5 +Spt6 =55+j26,62MVA UN-5= 4,34 31,62 + 25 16 =4,34 53,85 + 55 16 =132,65 kV Các đoạn đường dây khác tính tương tự như phương án 1 ta có bảng... phân chia cs trong mạng lớn 1.Chọn điện áp định mức của mạng Ta có kết quả tính điện áp trên cách đoạn mạch như sau: Đoạn L(KM) P(MW) Uđm N-1 51 32,411 103,58 1-2 51 0,411 32,93 N-2 56,57 29,589 99,91 N-3 70 27 97,24 N-4 80,63 20 86,87 N-5 53,85 30 100,28 N-6 78,1 25 95 Vì 70 . lựa chọn các phương án nối dây của mạng điện và so sánh các phương án về mặt kĩ thuật A. Dự kiến các phương án cung cấp điện Phương án 1 5 3 , 8 5 k m 8. 0,44 17,96 17,18 Với mạng điện của điện áp danh định mức là 110KV có thể bỏ qua thành phần ngang của điện áp giáng, tổn thất điện áp trờn đường dây thứ