Thiết kế mạng lưới điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Lưu Duy Khiêm Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đồn Phong HẢI PHỊNG – 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Lưu Duy Khiêm Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đồn Phong HẢI PHỊNG – 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Lưu Duy Khiêm MSV: 1913102004 Lớp : DCL2301 Nghành : Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài: Thiết kế mạng lưới điện NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1.Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn 3.Địa điểm thực tập tốt nghiệp ……………… CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên : Nguyễn Đoàn Phong Học hàm, học vị : Thạc sĩ Cơ quan công tác : Trường Đại học Quản lý Cơng nghệ Hải Phịng Nội dung hướng dẫn: Thiết kế mạng lưới điện Đề tài tốt nghiệp giao ngày 12 tháng 10 năm 2020 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 31 tháng 12 năm 2020 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Cán hướng dẫn Đ.T.T.N Lưu Duy Khiêm Th.s: Nguyễn Đồn Phong Hải Phịng, ngày…….tháng …… năm 2020 TRƯỞNG KHOA Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP Họ tên giảng viên: Nguyễn Đồn Phong Đơn vị cơng tác: Trường Đại học Quản lý Cơng nghệ Hải Phịng Họ tên sinh viên: Lưu Duy Khiêm Chuyên ngành: Điện tự động cơng nghiệp Nội dung hướng dẫn : Tồn đề tài Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng đồ án/khóa luận( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu ) Ý kiến giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp Được bảo vệ Th.s Nguyễn Đồn Phong Cộng hịa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc - PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN Họ tên giảng viên: Đơn vị công tác: Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Đề tài tốt nghiệp: Phần nhận xét giảng viên chấm phản biện Những mặt hạn chế Ý kiến giảng viên chấm phản biện Được bảo vệ MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN CAO ÁP .1 CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT .2 1.1 CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN VÀ PHỤ TẢI .2 1.1.1 Sơ đồ địa lý 1.1.2 Những số liệu nguồn cung cấp 1.1.3 Những số liệu phụ tải 1.2 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.2.1 Nguồn điện 1.2.2 Phụ tải 1.3 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG 1.4 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 1.5 TÍNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA NHÀ MÁY 1.5.1 Chế độ phụ tải cực đại 1.5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu .6 1.5.3 Trường hợp cố CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU CUNG CẤP ĐIỆN VÀ MÁY BIẾN ÁP TRONG TRẠM CỦA MẠNG ĐIỆN 2.1 NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN 2.2 CHỌN ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH 2.3 NHỮNG YÊU CẦU CHÍNH ĐỐI VỚI MẠNG ĐIỆN 10 2.4 LỰA CHỌN DÂY DẪN 11 2.4.1 Dây đồng 12 2.4.2 Dây nhôm 12 2.4.3 Dây nhôm lõi thép 12 2.5 PHÂN VÙNG ĐIỆN ÁP 12 2.6 TÍNH TỐN SO SÁNH KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 13 2.6.1 Phương án .16 2.6.2 Phương án 26 2.6.3 Phương án 30 2.6.4 Phương án 33 2.6.5 Phương án 35 2.7 PHƯƠNG PHÁP KINH TẾ 42 2.7.1 PHƯƠNG ÁN 43 2.7.2 PHƯƠNG ÁN 44 2.7.3 PHƯƠNG ÁN 46 2.7.4 PHƯƠNG ÁN 46 2.8 CHỌN MÁY BIẾN ÁP 47 2.8.1 Nguyên tắc chung .47 2.8.2 Tính toán chọn máy biến áp cho từng trạm 48 2.9 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 50 2.9.1 Chọn sơ đồ nối dây chi tiết cho trạm hạ áp phụ tải 50 2.9.2 Chọn sơ đồ nối dây chi tiết cho nhà máy điện 52 CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 53 3.1 CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC ĐẠI 53 3.1.1 Đoạn NĐ – 53 3.1.2 Đoạn NĐ – - – HT 54 3.1.4 Cân bằng chính xác công suất hệ thống 61 3.2 CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC TIỂU 61 3.3 CHẾ ĐỘ SAU SỰ CỐ 65 3.3.1 Chế độ sau cố tổ máy nhà máy điện .65 3.3.2 Chế độ sau cố đứt mạch lộ kép 67 3.4 TÍNH TỐN ĐIỆN ÁP TẠI CÁC ĐIỂM NÚT CỦA MẠNG ĐIỆN 69 3.4.1 Chế độ phụ tải cực đại 69 3.4.2 Chế độ phụ tải cực tiểu .70 3.4.3 Chế độ sau cố .72 3.5 CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CÁC MÁY BIẾN ÁP 74 3.5.1 Máy biến áp hạ áp 74 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN .81 4.1 VỐN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG MẠNG ĐIỆN 81 4.2 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN 81 4.3 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN .81 4.4 TÍNH CHI PHÍ GIÁ THÀNH 82 LỜI NÓI ĐẦU Ngành lượng đóng vai trị hết sức quan trọng q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Chính ln ưu tiên hàng đầu phát điện trước bước so với ngành công nghiệp khác Việc xây dựng nhà máy điện mới, xuất phụ tải đòi hỏi yêu cầu thiết kế lưới 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 tốt nghiệp “Thiết kế mạng lưới 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 lưới điện phải đạt đuợc yêu cầu kỹ thuật đồng thời giảm tối đa vốn đầu tư phạm vi cho phép nhiệm vụ quan trọng kinh tế nước ta Bản đồ án bao gồm: Thiết kế mạng điện khu vực gồm nhà máy nhiệt điện hệ thống cung cấp cho 10 phụ tải, phần gồm chương Trong trình làm đồ án với kiến thức học trường với nỗ lực cố gắng thân giúp đỡ, bảo thầy cô môn hệ thống điện, đặc biệt hướng dẫn trực tiếp, tận tình thầy giáo Ths Nguyễn Đồn Phong giúp em hoàn thành tiến độ đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trang bị cho em kiến thức chun mơn để hồn thành đồ án Cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ em trình thực đồ án Tuy nhiên trình độ có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo Hải Phịng, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực Lưu Duy Khiêm U  t sc Độ lệch điện áp bằng: ΔU sc  U U t sc U đm đm  100%  36, 646  35 35  100%  4, 703% Vậy đầu chọn thoã mãn yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Tính toán tương tự cho TBA3, TBA2, TBA4, TBA5, TBA6, TBA7, TBA8, TBA9 Kết tính toán cho bảng: 78 Bảng 3.16 Thông số trạm biến áp sử dụng MBA có điều áp dưới tải Trạm biến áp Uq (kV) Uđcmax Chế độ max n Utcmax Utmax ∆Umax (%) Trạm biến áp Uq (kV) Uđcmin Chế độ n Utcmin Utmin ∆Umin (%) 79 Trạm biến áp Uq (kV) Chế độ cố Uđcsc n Utcsc Utsc ∆Usc (%) 80 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 4.1 VỐN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG MẠNG ĐIỆN Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức: K Trong  =  K  Kt K : tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây Kt: vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp Theo chương ( bảng 5.1 ) ta tính tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây:  K = 1645402,810 đ Trong hệ thống điện thiết kế có trạm hạ áp, trạm có máy biến áp vốn đầu tư cho trạm hạ áp: Kt = 1,31,822.109 + 1,3 71,829.109 + 1,3 21,836.109 = 627,12.109 đ Do tởn vốn đầu tư để xây dựng mạng điện: K = K + Kt = 1645402,8106 + 627,12109 = 2272522,8106 đồng 4.2 TỔN THẤT CƠNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN Tởn thất cơng suất tác dụng mạng điện gồm có tổn thất công suất đường dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại Theo kết tính tốn chương (bảng 7.2) ta có: Tởng tởn thất công suất tác dụng đường dây: ∆Pd = 14,742 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp: ∑∆PBAi = 1,855 MW Như tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện: ∆P = ∆Pd + ∑∆PBAi= 14,742 + 1,855 = 16,597 MW Tổn thất công suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm (%): ΔP(%)  4.3 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN Tổng tổn thất điện trạm biến áp xác định theo công thức sau: ΔA BAi 81 Trong τ – thời gian tổn thất công suất lớn t – thời gian máy biến áp làm việc năm Bởi máy biến áp vận hành song song năm t = 8760 h Thời gian tởn thất cơng suất lớn tính theo công thức sau: τ = (0,124 + Tmax  10-4)2  8760 = (0,124 + 5000 10-4)2  8760 = 3410,934 h Ta có tởn thất điện trạm biến áp bảng sau: Trạm BA ∆ABAi(MW h) ∑∆ABA(M Wh) Tổng tổn thất điện đường dây xác định theo công thức sau: ∑∆Ad = ∆Pd  τ = 14,742 3410,934 = 50283,989 MWh Vậy tổng tổn thất điện mạng điện là: ∆A = ∑∆ABA + ∑∆Ad = 10021,901+ 50283,989 = 60305,890 MWh Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm: A = ∑Pmax  Tmax = 329 5000 = 1645 103 MWh Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm (%): ΔA(%)  ΔA 60305,890 A 100  1645.103 100  3,666% 4.4 TÍNH CHI PHÍ GIÁ THÀNH 4.4.1 Chi phí vận hành hàng năm Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện xác định theo công thức: Y = avhd K + avht.Kt + ∆A.c Trong avhd: hệ số vận hành đường dây (avhd = 0,07) avht: hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp (avht = 0,10) c: giá thành kWh điện tổn thất Như vậy: Y = 0,07 1645402,8106 + 0,1 627,12 109 + 60305,890 103  1500 = 268,349 109 đồng 4.4.2 Chi phí tính toán hàng năm Chi phí tính toán hàng năm xác định theo công thức: Z = atc  K + Y 82 Trong atc: hệ số định mức hiệu vốn đầu tư (atc = 0,125) Do chi phí tính tốn bằng: Z = 0,125 2272522,8106 + 268,349 109 = 552,414109 đ 4.4.3 Giá thành truyền tải điện Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức: Y β A 4.4.4 Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải chế độ cực đại Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải xác định theo biểu thức: K0  Kết tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp bảng 9.1 sau: Bảng 4.1 Các tiêu kinh tế - kĩ thuật hệ thống điện thiết kế Các tiêu Tổng công suất phụ tải cực đại Tổng chiều dài đường dây Tổng công suất MBA hạ áp Tổng vốn đầu tư cho mạng điện Tổng vốn đầu tư đường dây Tổng vốn đầu tư trạm biến áp Tổng điện phụ tải tiêu thụ ∆Umaxbt ∆Umaxsc 10 Tổng tổn thất thất công suất ∆P 11 Tổng tốn thất công suất ∆P 12 Tổng tổn thất điện ∆A 13 Tổng tổn thất điện ∆A 14 Chi phí vận hành hàng năm 15 Giá thành truyền tải điện β 16 Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải cực đại 84 KẾT LUẬN Thông qua đồ án “Thiết Kế Mạng Lưới Điện” em cố gắng để hồn thành đồ án Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp em thực cơng việc sau: Hồn thành thiết kế mạng lưới điện cao áp + Phân tích tính toán cân bằng công suất + Đưa phương phương án chọn phương án tối ưu cung cấp điện máy biến áp trạm mạng điện + Phân tích chế độ vận hành phương pháp điều chỉnh điện áp mạng điện + Tính toán tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện Đây dịp cho em rèn luyện kỹ tính tốn vốn cịn hạn chế ngày tốt Trong trình học tập làm đồ án có nhiều cố gắng không tránh khỏi thiếu sót dù lớn hay nhỏ Nhưng bù lại em nhận đc giúp đỡ thầy cô bạn lớp, đặc biệt thầy Nguyễn Đồn Phong tận tình hưỡng dẫn bảo cho em vướng mắc suốt trình thực đồ án Và cuối em xin chân thành cảm ơn thầy, tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án mình! Hải Phịng, ngày tháng năm 2020 Sinh viên Lưu Duy Khiêm 85 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Đạm Thiết kế mạng hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 [2] Trần Bách Lưới điện hệ thống điện tập 1, 2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 [3] Nội, Trần Bách Ổn định hệ thống điện Đại học Bách Khoa Hà 2001 [4] Trần Bách Tối ưu hóa chế độ của hệ thống điện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1999 [5] Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hòa Phần điện nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 [6] Nguyễn Lân Tráng Quy hoạch phát triển hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 [7] Lã Văn Út Ngắn mạch hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2005 [8] Trần Đình Long Tự động hóa hệ thống điện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2005 Sinh viên: Lưu Duy Khiêm 86 ... lại điện áp định mức lưới điện thấp vốn đầu tư nhỏ tổn thất công suất điện lại tăng làm cho chi phí vận hành tăng Vì chọn điện áp định mức lưới điện thiết kế điều cần thiết Điện áp lưới điện. .. thống điện cũ nối liền hai nhà máy điện với Đồ án tốt nghiệp ? ?Thiết kế mạng lưới 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. .. thiết kế mạng điện thường giả thiết rằng 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 + Do tiêu chất lượng điện giá trị độ lệch điện