Đồ án lưới điện 110kv mạng 2

THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: Phân tích nguồn và phụ tải CHƯƠNG 2: Dự kiến các phương án về mặt kỹ thuật CHƯƠNG 3: So sánh phương án về kinh tế CHƯƠNG 4: Sơ đồ nối dây chi tiết – chọn máy biến áp CHƯƠNG 5: Bù kinh tế trong mạng điện CHƯƠNG 6: Tính dòng công suất trong mạng điện (Quá trình tính ngược) CHƯƠNG 7: Tính điện áp tại các nút ( quá trính thuận) CHƯƠNG 8: Điều chỉnh điện áp – chọn đầu phân áp CHƯƠNG 9: Tổng kết các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện GVHD: TS. Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10020016 Page 1 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 Chương 1: Phân tích nguồn và phụ tải I. Vị trí phụ tải và chiều dài các đoạn dây:  Sơ đồ phụ tải 10 km/khoảng chia  Chiều dài các đoạn dây: GVHD: TS. Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10020016 Page 2 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 Do xét đến đường dây không hoàn toàn theo đường thẳng và độ võng của dây treo nên ta nhân chiều dài tính cho đường dây thẳng với 1.1 Đoạn đường dây Chiều dài (km) N-1 31,113 N-2 44,000 1-2 31,113 N-3 31,113 N-4 44,000 3-4 31,113 II. Phụ tải cung cấp: Khu vực 1: tải 1, 2 ; khu vực 2: tải 3, 4 Phụ tải P(MW) Q(MVAr) cosφ 1 16 12 0,8 2 18 15,875 0,75 3 20 15 0,8 4 15 13,229 0,75 Yêu cầu cung cấp điện liên tục Thời gian T max = 5000 giờ/năm Thời gian tổn thất công suất lớn nhất τ = (0.124+T max /10 4 ) 2 .8760 = 3410,934 giờ/năm Tiền điện c = 0,05 S/kWh = 50 $/MWh Công suất ngắn mạch tại thanh cái nguồn N : S nm = 3000 MVA III. Cân bằng công suất trong mạng điện: 1. Cân bằng công suất tác dụng: Hệ số đồng thời m = 0.8 Tổng công suất phụ tải: ΣP pt = 16 + 18 + 20 + 15 = 69 (MW) GVHD: TS. Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10020016 Page 3 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 Tổn hao công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp: ∑ ∑ ===∆ MWxxPmP ptmd 52,5698,01,0 1,0 Tổng công suất tác dụng của nhà máy điện tại thanh cái cao áp của máy biến áp tăng: MWxPPmP mdptF 72,6052,5698,0 =+=∆+= ∑ ∑∑ 2. Cân bằng công suất phản kháng: Phụ tải P(MW) cosφ tgφ Q(MVAr) S(MVA) 1 16 0,8 0,75 12 20 2 18 0,75 0,88 15,875 24 3 20 0,8 0,75 15 25 4 15 0,75 0,88 13,229 20 Tổng 69 88.44= ∑ Qm 89 Tổng tổn thất công suất kháng trong máy biến áp : )(68,108912,012,0 ∑ ∑ ===∆ MVArxSQ ptB Tổng công suất kháng phát lên tại thanh cái cao áp của máy biến áp tăng : ∑ ∑∑ =+=∆+= )(56,5568,1088,44 MVArQQmQ BptF Hệ số công suất nguồn: 55,56 0,915 60,7 0.738 2 p F F p Q Tag Cos P ϕ ϕ = == = → ∑ ∑ GVHD: TS. Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10020016 Page 4 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 Chương 2:Dự kiến các phương án về mặt kỹ thuật I. Lựa chọn cấp điện áp tải điện: Áp dụng công thức Still: )(016,034,4 kVPlU += Trong đó l : chiều dài đường dây (km), P : phụ tải (kW) Phụ tải l(km) P(kW) U(kV) 1 31,113 16000 73,539 2 44,000 18000 79,079 3 31,113 20000 81,323 4 44,000 15000 73,139 Chọn cấp điện áp 110 kV II. Tính toán các phương án của khu vực 1: 1. Phương án 1: Đường dây kép, tia cho N-1 và N-2: • Tính toán đường dây N-1 Dòng phụ tải 1 : )(973,10410. 110.3 1216 .3 3 22 2 1 2 1 1 A U QP I dm = + = + = Dòng trên 1 lộ của đường dây N-1 : )(4865,52 2 973,104 1,1 AI lo == Tiết diện kinh tế : GVHD: TS. Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10020016 Page 5 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 )(715,47 1,1 4865,52 2 1,1 ,1 mm j I F kt lo kt === Chọn dây : AC- 70, đường kính d = 11,4 mm, số sợi 7, k= 0,726 , I cp =275 A, r 0,lộ đơn = 0,46 (ohm/km) Chọn trụ kim loại 2 mạch mả hiệu PIB110_4 Các kích thước : a1 = 2 m, a2 = 3.5, a3 =2, b1 = 2, b2 = 3.5, b3 = 2, h1 = 3, h2 = 3 m Khoảng cách trung bình pha : D AB = 4,58404 m , D BC = 4,58404 m , D CA = 4,89898 m , D m = 4.68670 (m) Bán kính trung bình nhân :D s = 0,17189 met Cảm kháng x 0 = 0,2077 (ohm/km) Dung dẫn b 0 =5.5486 x 10 -6 (1/ohm.km)  Lúc sự cố 1 lộ : D m,suco = 4,07163( m) Bán kính tư thân d s = 4,1382 (mm) x 0 = 0,433 ohm/km , b 0 =2,6560 x 10 -6 (1/ohm.km) Điện trở toàn đường dây (lộ đơn) R = 0,4600 x 31,1127 = 14,3118 (ohm) Cảm kháng toàn đường dây (lộ kép) X = 0.2077 x 31,1127 = 6,4620 (ohm) GVHD: TS. Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10020016 Page 6 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 Dung dẫn toàn đường dây (lộ kép)Y = b0 x l = 0,0000055486 x 31.1127 = 0,00017263 (1/ohm) Điện trở toàn đường dây (lộ kép) R = 14,3118 / 2 = 7,1559 (ohm)  Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-1 : Công suất phụ tải cuối đường dây : S N = 16 + j 12(MVA) Công suất kháng do điện dung ở cuối ∆Q C2 = 0,00017263 /2 x 110 2 = 1,04443 (MVAr) Công suất ở cuối tổng trở Z : S N ’ = 16 + j (12 -1,044) MVA = 16 + j 10,956 (MVA)  Các thành phần của véctơ sụt áp : ∆U = (P N ’ x R + Q N ’ x X)/U đm = (16 x 7,1559 + 10,956 x 6,4620)/110 = 1,684(kV) δU = (P N ’ x X – Q N ’ x R)/U đm = (16 x 6.4620 – 10,956 x 7.1559)/110 = 0,227 (kV) Cho sụt áp đường dây ∆U = 1,684(Kv) Phần trăm sụt áp ∆U% = 1,531 % Tổn thất công suất tác dụng : ∆P = (P N ’ 2 + Q N ’ 2 )*R/ U đm 2 = ( 16 2 + 10,956 2 )* 7.1559 / 110 2 = 0.2224(MW) Tổn thất công suất phản kháng : ∆Q = (P N ’ 2 + Q N ’ 2 )*X/ U đm 2 = ( 16 2 + 10,956 2 )* 6.4620 / 110 2 = 0.2008(MVAr)  Kiểm tra phát nóng lúc sự cố đứt 1 lộ : Dòng điện cưởng bức I cb = 2 x 52,486 = 104,973(A) I cb = 104.973(A)< 0.81 x Icp = 222,750 (A) GVHD: TS. Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10020016 Page 7 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 • Tính toán đường dây N-2 Dòng phụ tải 2 : )(967,12510. 110.3 875,1518 .3 3 22 2 2 2 2 2 A U QP I dm = + = + = Dòng trên 1 lộ của đường dây N-1 : )(9837,62 2 967,125 1,1 AI lo == Tiết diện kinh tế : )(2579,57 1,1 9837,62 2 1,1 ,1 mm j I F kt lo kt === Chọn dây : AC- 70, đường kính d = 11,4 mm, số sợi 7, k= 0,726 , I cp =275 A, r 0,lộ đơn = 0,46 (ohm/km) Chọn trụ kim loại 2 mạch mả hiệu PIB110_4 Các kích thước : a1 = 2 (m), a2 = 3.5, a3 =2, b1 = 2, b2 = 3.5, b3 = 2, h1 = 3, h2 = 3 (m) Khoảng cách trung bình pha : D AB = 4,58404 m , D BC = 4,58404 m , D CA = 4,89898 m , D m = 4.68670 (m) Bán kính trung bình nhân :D s = 0,17189 met Cảm kháng x 0 = 0,2077 (ohm/km) Dung dẫn b 0 =5.5486 x 10 -6 (1/ohm.km)  Lúc sự cố 1 lộ : D m,suco = 4,07163( m) Bán kính tư thân d s = 4,1382 (mm) GVHD: TS. Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10020016 Page 8 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 x 0 = 0,433 ohm/km , b 0 =2,6560 x 10 -6 (1/ohm.km) Điện trở toàn đường dây (lộ đơn) R = 0,4600 x 44 = 20,24(ohm) Cảm kháng toàn đường dây (lộ kép) X = 0.2077 x 44 = 9,1387(ohm) Dung dẫn toàn đường dây (lộ kép)Y = b0 x l =0,0000055486 x 44 = 0,00024414(1/ohm) Điện trở toàn đường dây (lộ kép) R = 20,24 / 2 = 10,12(ohm)  Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-1 : Công suất phụ tải cuối đường dây : S N = 18 + j 15,875(MVA) Công suất kháng do điện dung ở cuối ∆Q C2 = 0,00024414 /2 x 110 2 = 1,47705(MVAr) Công suất ở cuối tổng trở Z : S N ’ = 18 + j (15,875 -1,477) MVA = 18 + j 14,397 (MVA)  Các thành phần của véctơ sụt áp : ∆U = (P N ’ x R + Q N ’ x X)/U đm = (18 x 10,12 + 14,397 x 9,1387)/110 = 2,852(kV) δU = (P N ’ x X – Q N ’ x R)/U đm = (18 x 9,1387 – 14,397 x 10,12)/110 = 0,171 (kV) Cho sụt áp đường dây ∆U = 2,852(Kv) Phần trăm sụt áp ∆U% = 2,593 % Tổn thất công suất tác dụng : ∆P = (P N ’ 2 + Q N ’ 2 )*R/ U đm 2 = ( 18 2 + 14,3975 2 )* 10,12 / 110 2 = 0,4443(MW) Tổn thất công suất phản kháng : ∆Q = (P N ’ 2 + Q N ’ 2 )*X/ U đm 2 = ( 18 2 + 14,3975 2 )* 9,1387 / 110 2 = 0,4013(MVAr)  Kiểm tra phát nóng lúc sự cố đứt 1 lộ : Dòng điện cưởng bức I cb = 2 x 62,984 = 125,967(A) GVHD: TS. Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10020016 Page 9 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 I cb = 125,967(A)< 0.81 x Icp = 222,750 (A) Tổng kết: Đường dây Số lộ Mã hiệu dây Chiều dài (km) r 0 Ω/km x 0 Ω/km b 0 1/Ω.km R=r 0 .l Ω X=x 0 .l Ω Y c = b 0 .l 1/Ω I cp 1 lộ (A) N-1 2 AC-70 31,113 0,23 0,208 5,5486. 10 -6 7,156 6,462 1,7263 .10 -4 275 N-2 2 AC-70 44 0,23 0,208 5,5486. 10 -6 10,120 9,139 2,2441 .10 -4 275 STT Tên đường dây Tổn thất ΔP (MW) 1 N-1 0,2224 2 N-2 0,4443 Tổng tổn thất ∑ ∆P =0,6667(MW) 2. Phương án 2: Đường dây kép, liên thông cho N-1 và N-2: • Tính toán đường dây 1-2: GVHD: TS. Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10020016 Page 10 [...]... thất điện năng ∆A GVHD: TS Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10 020 016 Đơn vị $ Phương án 1 17 125 69, 52 Phương án 2 1443 629 .20 Phương án 3 20 93395 .24 MWh 22 74,17 24 35,7 1 622 ,24 Page 20 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 ∆U % lớn nhất Kim loại màu sử dụng Phí tổn tính toán Z % 2, 593 3,696 2, 784 Tấn 123 ,936 187 ,23 6 23 1, 325 $ 39 628 2,46 359984,06 426 522 ,39  Chọn phương án 2 cho khu vuc 1 vì phương án. .. MSSV: 10 020 016 Page 23 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 II Tính bù kinh tế: Bù kinh tế cho khu vực 1: Các thành phần của hàm chi phí tính toán : Z1 = (avh + atc).K0.(Qbu1 + Qbu2) = 1 125 x (Qbu1 + Qbu2) Z2 = c ΔP* 8760 (Qbu1 + Qbu2) = 21 90 x (Qbu1 + Qbu2) Z 3 = c.∆P.τ Với : ∆P = (Q1 − Qbu1 ) 2 (Q − Q ) 2 (Q + Q2 − Qbu1 − Qbu 2 ) 2 RT 1 + 2 2 bu 2 ( R 12 + RT 2 ) + 1 RN1 2 2 U dm U dm U dm RT1 = 1 ,20 5(ohm)... R 12 + RT2 = 5,134 + 0,847 = 5,981(ohm) R_N1 = 3 ,26 7 (ohm) Z3 = 14,095 x [ 1 ,20 5*( 12 – Qbu1 )2 + 5,981*(15,875 – Qbu2 )2 + 3 ,26 7* (27 ,875 – Qbu1 – Qbu2 )2] Hàm chi phí tính toán Z = Z1 + Z2 + Z3 Lấy đạo hàm bậc nhất theo Qbu1 va Qbu2 có được 2 pt sau : GVHD: TS Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10 020 016 Page 24 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 ∂Z = 126 ,067Qbu1 + 92, 091Qbu 2 = −340,309 ∂Qbu1 ∂Z = 92, 091Qbu1... tư toàn tuyến ($) 20 000 20 000 19000 59000 622 253,970 880000,000 591147,000 20 93400,970 31,113 44 31,113 106 ,22 6 Khối lượng Khối lượng dây toàn (kg/km/pha) tuyến (tấn) 771 771 617 21 59 71,964 101,7 72 57,590 23 1, 326 Tổn thất điện năng trong pa 3 : ∆A = 0,476 x 3410.93 = 1 622 ,24 (MWh) Phí tổn tính toán hàng năm Z =(avh+atc).K + c.∆A = ( 0,04+ 0, 125 ) x 20 93395 ,24 + 50 x 1 622 ,24 = 426 522 ,39 $/năm  Tổng... tổng trở Z SP (MVA) THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 T2 18+j8.477 0. 027 7 0.9501 1 -2 18.068 + j 10 .22 8 0.3571 0.4570 T1 16+j 12 0.0398 1 .20 00 N-1 52. 9+j 33.15 0. 927 5 0,04 1.7859 0,8 0.034 0,64 1. 026 32 1.06455 (MVA) 18. 027 7+j 9. 427 6 18. 424 8 +j 10.1714 16.0398+j 13 .20 00 35. 426 1 +j 24 .7519 Tổng công suất nguồn cung cấp cho N-1 -2 của kv 1 : Snguồn,kv1,sựcố = SP,N1 = 35. 426 1 + j 24 .21 96 (MVA)  TÔNG KẾT CHẾ... bảng như sau : Nhánh SN (MVA) T2 18+j8,477 ∆P (MW) ∆Q ∆Qc ∆PFe ∆QFe (MVAr) (MVAr) (MW) (MVAr) 0. 027 7 0.9501 0.04 0,8 GVHD: TS Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10 020 016 Page 27 S’P ở đầu tổng trở Z (MVA) SP (MVA) 18. 027 7+j9. 427 18.068 + j 10 .22 8 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 1 -2 18.068 + j 10 .22 8 0.1741 0 .21 35 T1 16+j 12 0.0398 1 .20 N-1 52. 6+j30.4 0.43 72 0.80 52 18 .24 18 +j 9.3678 2. 1465 0.034 0.640... Đường dây N-1 N -2 1 -2 Tổng Tổng trở 5 ,28 92 + j 12, 9463 7,4800 + j 18,3088 6,5337 +j13,1637 19,3 028 +j44,4187 GVHD: TS Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10 020 016 Công suất 18,7964 +j 14,957 15 ,20 36 +j 12, 918 2, 7964 + j 2, 957 36,796+j 30,8 32 Page 14 Tổn thất ∆P 0 .23 35 0 .23 47 0.0075 0,476 ∆U% 2, 259 2, 784 0,417 5,460 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 III Tính toán các phương án của khu vực2: Đường dây... MSSV: 10 020 016 Tiền đầu tư 1 km đường dây ($/km) 22 800 22 800 45600,000 Page 19 Tiền dầu tư toàn đường dây ($) 709369, 52 100 320 0,00 17 125 69, 520 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 110KV – MẠNG 2 STT Đường dây Mả hiệu dây Chiếu dài (km) 1 2 Tổng N-1 N -2 AC-70 AC-70 31,113 44 75,113 Khối lượng (kg/km/pha) 27 5 27 5 550 Khối lượng 3 pha (tấn) 51,336 72, 600 123 ,936 2 Phương án 2: đường dây liên thông Đường dây N-1 1 -2 Tổng... 17 20 20 17 I0 % 2 2 2 2 ∆QFe kVAr 320 400 400 320 RB Ω XB Ω 2, 411 1,694 1,694 2, 411 72, 6 58,08 58,08 72, 6  Tổng trở tương đương vả tổn thất sắt của toàn trạm biến áp Trạm biến áp Số máy biến áp RT Ω XT Ω 1 2 3 4 2 2 2 2 1 ,20 53 0,8470 0,8470 1 ,20 53 36.300 29 ,04 29 ,04 36,3 ∆PFe,T ∆QFe,T kW 34 40 40 34 kVAr 640 800 800 640 Chương 5:Bù kinh tế trong mạng điện I Mở đầu: Bù kinh tế nhằm giảm tổn thất điện. .. T1 1 -2 T2 34.753+j21. 824 16.040+j13 .20 0 18 .24 2 +j9.368 18. 028 +j 9. 428 3 .26 68+j6.0165 1 .20 53+j36.300 5.1336+j6 .29 68 0.8470+j29.0400 U1 =115,5 U2=113,3865 U2=113.386 U4 =1 12. 0419 GVHD: TS Hồ Văn Hiến SVTH: Lê Hoài Phương MSSV: 10 020 016 Page 34 ∆U (kV) 2. 1198 4.3964 1.3461 2. 5798 δU (kV) 1.1930 4.9947 0.5889 4.6013 UN (kV) U2 =113,3865 U’3=109.1045 U4 =1 12. 0419 U’5=109,5588 Uhạ (kV) U3 =21 . 820 9 U5 =21 .9118 . 20 93395 ,24 + 50 x 1 622 ,24 = 426 522 ,39 $/năm  Tổng kết: Chỉ tiêu Đơn vị Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Vốn đầu tư K $ 17 125 69, 52 1443 629 .20 20 93395 .24 . (A) N-1 2 AC-70 31,113 0 ,23 0 ,20 8 5,5486. 10 -6 7,156 6,4 62 1, 726 3 .10 -4 27 5 N -2 2 AC-70 44 0 ,23 0 ,20 8 5,5486. 10 -6 10, 120 9,139 2, 2441 .10 -4 27 5 STT