Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 28 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
28
Dung lượng
357,92 KB
Nội dung
ĐồántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ
3
CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
Phân tích nguồn cung cấp điện là rất cần thiết và phải quan tâm đúng mức
khi bắt tay vào làm thiết kế. Việc quyết định sơ đồ nối dây của mạng điện
cũng như phương thức vận hành của các nhà máy điện, hoàn toàn phụ thuộc
vào vị trí, nhiệm vụ cũng như tính chất của từng nhà máy điện.
Số liệu về phụ t
ải là loại tàiliệu quan trọng. Thiếtkếhệthống có chính xác
hay không hoàn toàn do mức độ chính xác của công tác thu nhập và phân phụ
tải quyết định.
1.1 - Nguồn điện.
Trong đồánthiết kế, nguồn cung cấp là nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) và
hệ thốngđiện (HTĐ).
- NMNĐ gồm 3 tổ máy có công suất định mức của mỗi tổ máy là
100MW, điện áp định mức là:
Uđm = 10,5kV ; cosϕ = 0,85
Như vậy công suất định mức của mỗi máy là: 300MW. Đây là NMNĐ
dùng nhiêu liệu than, dầu hay khí nên công suất tự dùng chiếm khoảng 10%
tổng công suất phát.
Công suất phát kinh tế là :
P
Fkt
= 80 ÷ 85%P
Fđm
.
Trong tính toán lấy:
P
F kt
= 80%P
Fđm
= 0,8 . 300 = 240 MW
HT có công suất vô cùng lớn, hệ số cosϕ trên thanh góp 110kV là :
cosϕ = 0,85
NMNĐ cách hệthống tương đối xa (hơn 120km)
1.2 - Phụ tải.
Ta có bảng số liệu phụ tải:
Bảng 1.1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
P
max
(MW)
38 40 38 40 38 40 38 40 40
P
min
(MW)
26,6 28 26,6 28 26,6 28 26,6 28 28
Q
max
(MVar)
18,24 19,2 18,24 19,2 18,24 19,2 18,24 19,2 19,2
Q
min
(MVar)
12,7 13,4 12,7 13,4 12,7 13,4 12,7 13,4 13,4
Loại phụ tải
1 1 1 1 1 1 1 1 1
ĐCĐA
kt kt kt kt kt kt kt kt kt
U
tc
(KV)
10 10 10 10 10 10 10 10 10
Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ
4
Cos
ϕ
0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
Tổng số có 9 phụ tải, tất cả đều là phụ tải loại 1. Yêu cầu điều chỉnh điện
áp khác thường cần được cung cấp điện với độ tin cậy cao.
Công suất phụ tải yêu cầu ở chế độ phụ tải cực đại.
ΣP
ptmax
= 352 (MW) lớn hơn P
Fkt
của NMNĐ nên mạng điện phải lấy
thêm công suất từ HT.
Trong chế độ cực tiểu có : ΣP
min
= 70%. P
ptmax
= 246,4(MW)
Phụ tải phân bố khá đều xung quanh NMNĐ và HT. Phụ tải 1,2,8, 9 phía
hệ thống ; phụ tải 3,4,5,7,,6 phía nhà máy. Thời gian sử dụng công suất cực
đại :T
max
= 5000h
Từ số liệu phân tích nguồn điện và phụ tải như trên ta thấy phải có sự liên
hệ chặt chẽ giữa NM và HT, để chế độ vận hành được tin cậy và linh hoạt.
Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ
5
CHƯƠNG II
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG
VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
2.1 – Cân bằng công suất tác dụng.
Cân bằng công suất tác dụng rất cần thiết để giữ được tần số bình thường
có nghĩa là tổng công suất tác dụng phát ra phải bằng tổng công suất yêu cầu.
ΣP
f
= ΣP
yc
Nếu ΣP
f
< ΣP
yc
, phải tăng công suất phát lên, nếu nhà máy đã phát hết
công suất định mức mà vẫn không đủ thì phải lấy thêm từ hệ thống.
ΣP
F
+ ΣP
HT
= m .
∑
9
1
maxpt
P
+ ΣΔP
mđ
+ ΣP
td
+ ΣP
dt
Trong đó :
ΣP
F
: Tổng công suất nhà máy điện ΣP
Fkt
= 240 (MW)
P
HT
: Công suất tác dụng lấy từ hệ thống.
m : Hệ số đồng thời m = 1
ΣP
ptmax
: Tổng công suất yêu cầu của phụ tải ở chế độ cực đại.
ΣΔP
mđ
: Tổng tổn thất công suất trên đường dây và trong máy biến áp,
trong tính toán sơ bộ.
ΣΔP
mđ
= 5%ΣP
ptmax
ΣP
td
: Tổng công suất tự dùng của nhà máy lấy ΣP
td
= 10%ΣP
Fkt
ΣP
dt
: Tổng công suất dự trữ lấy từ HT lên, coi ΣP
dt
= 0
Ta có : 240 + P
HT
= 352 + 0,05 . 352 + 0,1. 240
⇒P
HT
= 153,6 (MW)
Như vậy trong chế độ phụ tải cực đại, nhà máy cần một lượng công suất là
: 153,6 (MW) từ hệ thống.
2.2. Cân bằng công suất phản kháng.
Cân bằng công suất phản kháng để giữ điện áp bình thường trong hệ thống,
sự thiếu hụt công suất phản kháng sẽ làm cho điện áp giảm sút.
Phương trình cần bằng công suất phản kháng.
ΣQ
F
+ Q
HT
= mΣQ
ptmax
+ ΣΔQ
ba
+ ΣΔQ
c
+ ΣQ
dt
+ ΣQ
td
+ ΣΔQ
L
Trong đó:
ΣQ
F
: Tổng công suất phản kháng phát ra của nhà máy nhiệt điện
ΣQ
F
= ΣP
F
.tgϕ
F
= 240 .0,62 = 148,8 (MVar)
Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ
6
Q
HT
: Công suất phản kháng lấy của hệ thống.
Q
HT
= P
HT
.tgϕ
HT
= 153,6 . 0,62 = 95,232 (MVar)
ΣQ
ptmax
=ΣP
ptmax
tgϕ
pt
= 352 . 0,48 = 168,96 (MVar)
ΣQ
ptmax
: Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ phụ tải cực
đại.
ΣΔQ
L
: Tổn thất công suất phản kháng trên các đoạn đường dây.
ΣΔQ
c
: Công suất phản kháng của đường dây sinh ra.
Với mạng điện 110KV trong tính toán sơ bộ coi ΣΔQ
L
=ΣΔQ
c
ΣΔQ
ba
: Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp
ΣΔQ
ba
=15%. ΣQ
ptmax
= 0,15.168,96 = 25,34 (MVAr)
ΣQ
td
= ΣP
td
. tgϕ = 24. 0,84 = 21,12 (MVAr)
(Lấy cosϕ
td
= 0,75 ⇒ tgϕ
td
= 0,88)
ΣQ
dt
: Coi bằng không, tổng công suất phản kháng lấy từ hệ thống, từ
công thức (2.2)
148,8 + 95,232 > 168,96+25,34 + 21,12
244,03 > 215,41
Ta lấy tổng công suất phản kháng do nhà máy và hệthống cung cấp lớn
hơn tổng công suất phản kháng mà phụ tải yêu cầu, nên ta không phải bù sơ
bộ.
Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ
7
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
Nguyên tắc chủ yếu của công tác thiếtkế mạng điện là cung cấp điện kinh
tế với chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cao. Mục đích tính
toán thiếtkế là nhằm tìm ra một phương án phù hợp nhất với những nguyên
tắc đã nêu ở trên.
3.1- Dự kiến các phương án nối dây của mạng.
Qua các phân tích nguồn
điện và các phụ tải ta thấy. Tất cả các phụ tải đều
là hộ loại I, nên yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao ta phải cung cấp điện từ
hai nguồn riêng biệt, lộ kép, hoặc mạch vòng.
Trong tính toán sơ bộ ta thấy ở chế độ vận hành bình thường, hệthống
cung cấp khoảng 140 (MW) cho mạng điện. Vì vậy ta bố trí một số phụ tả
i lấy
điện trực tiếp từ hệ thống.
Từ những nhận xét trên ta có một số các phương án sau;
Phương án 1
Phương án 2
40+
j
19,2
38+j18,24
1
58,3km
38+
j
18,24
50km
60,8km
38+j18,24
50km
50
,
2km
NĐ
40+
j
19,2
38+j18,24
2
6
8
9
7
HT
40+j19,2
60,8km
5
4
40+
j
19,2
44,7km
40+j19,2
3
56,5km
44,7km
53,8km
38+
j
18,24
50km
38+j18,24
50km
50
,
2km
NĐ
40+
j
19,2
40+
j
19,2
38+j18,24
2
6
8
9
7
HT
40 j19 2
60,8km
5
4
40+j19,2
44,7km
40+j19,2
3
1
44,7km
58,3km
56,5km
36,05Km
53,8km
Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ
8
Phương án 3
Phương án 4
38+
j
18,24
50km
38+j18,24
50km
50
,
2km
NĐ
40+
j
19,2
40+j19,2
38+j18,24
2
6
8
9
7
HT
40+j19,2
60,8km
5
4
38+j18,24
40+
j
19,2
44,7km
40+
j
19,2
3
1
56,5km
44,7km
58,3km
41,2km
36,05km
38+j18,24
50km
60,8km
38+j18,24
50km
50
,
2km
NĐ
40+j19,2
40+
j
19,2
38+j18,24
2
6
8
9
7
HT
40+j19,2
5
4
38+j18,24
40+j19,2
44,7km
40+j19,2
3
1
56,5km
44,7km
58,3km
41,2km
53,8km
Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ
9
Phương án 5
Phương án 6
38+
j
18,24
50km
60,8km
38+j18,24
50km
50
,
2km
NĐ
40+
j
19,2
40+
j
19,2
38+j18,24
2
6
8
9
7
HT
40+j19,2
60,8km
5
4
38+j18,24
40+j19,2
44,7km
40+
j
19,2
3
1
56,5km
44,7km
58,3km
53,8km
41,2km
38+
j
18,24
50km
38+j18,24
50km
50
,
2km
NĐ
40+j19,2
40+j19,2
38+j18,24
2
6
8
9
7
HT
40+j19,2
5
4
38+j18,24
40+
j
19,2
44,7km
40+j19,2
3
1
56,5km
44,7km
58,3km
41,2km
36,05km
53,8km
Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ
10
3.2 Chọn cấp điện áp định mức (U
đm
)
Một trong những công việc quan trọng lúc thiếtkếhệthốngđiện là
lựa chọn đúng điện áp của đường dây tải điện. Vấn đề này rất quan trọng vì
nó ảnh hưởng trực tiếp tới tính kỹ thuật và tính kinh tế của mạng điện.
Ta sử dụng công thức kinh nghiệm sau để tính toán.
U
i
= 4,34 16Pi Li + (3.2)
Trong đó :
P
i
(MW) , L
i
(km), U
i
(kV) : Công suất, chiều dài, điện áp vận hành
của đường dây thứ i.
Ta dùng sơ đồ hình tia để xác định điện áp U
đm
Từ công thức (3.2) và các số liệu đã cho ta tính được bảng sau:
Bảng 3.1
Phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8 9
L (km) 53,8 44,7 60,8 58,3 60,8 44,7 40,9 50 50
P
max
(MW) 38 40 38 40 38 40 38 40 40
U
vh
(kV) 111,6 113,5 112,2 114,6 112,2 113,2 110,5 114 114
Qua bảng trên ta chọn điện áp định mức cho mạng điện khu vực thiếtkế là
: 110KV
38+
j
18,24
50km
60,8km
38+j18,24
50km
50
,
2km
NĐ
40+j19,2
38+j18,24
2
6
8
9
7
HT
40+j19,2
60,8km
5
4
40+j19,2
44,7km
40+
j
19,2
3
56,5km
44,7km
53,8km
Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ
11
3.3 - Chọn tiết diện dây dẫn theo chỉ tiêu kinh tế, tính các chỉ tiêu kỹ
thuật của từng phương án.
Ta dùng dây AC cho tất cả các lộ đường dây mạng điện có điện áp 110kV
nên ta chọn F ≥ 70 (mm
2
) để thoả mãn điều kiện vầng quang. Tất cả các phụ
tải đều có thời gian sử dụng công suất cực đại.
T
max
= 5000h tra bảng ta có:
J
kt
= 1,1( A/mm
2
)
Các dây dẫn đặt trên không với khoảng cách trung bình học Δ
tb
= 5m
Công thức tính tiết diện dây dẫn:
F =
kt
J
I
max
(3.3-1)
F (mm
2
) : Tiết diện dây dẫn
I
max
(A) : Dòng qua dây ở chế độ phụ tải max
I
max
=
3
max
2
max
2
3
max
10.
7,1.110.2
10.
.32
QP
U
S
dm
+
=
(A)
S
max
: Công suất chạy trên lộ đường dây ở chế độ max (MVA)
U
đm
: Điện áp định mức của mạng điện 110KV.
3.3 –1 . Phương án I.
* Chọn tiết diện dây dẫn.
Tính dòng công suất trên các lộ:
P
N8
= ∑P
Fkt
- ∑P
td
- ∑P
ptNĐ
∑P
ptNĐ
= P
3
+ P
4
+ P
5
+P
6
+ P
7
= 38 + 40 + 38 + 38 +40 = 194MW
38+
j
18,24
50km
60,8km
38+j18,24
50km
50
,
2km
NĐ
40+
j
19,2
38+j18,24
2
6
8
9
7
HT
40+j19,2
60,8km
5
4
40+j19,2
44,7km
40+j19,2
3
56,5km
44,7km
53,8km
Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ
12
⇒
P
N8
= 240 –24 –194 = 22 (MW)
Q
N8
= P
N6
. tgϕ
⇒
Q
N8
=22 . 0,62 = 13,6 MVar
S
H8
= S
8
– S
N8
= 38 + j 18,24 – (22+ j13,6 )
=18 +
j5,6 (MVA)
)(9,6710.
7,1.110.2
3
8
max8
A
S
I
N
N
=
F
N8tt
=
7,61
1,1
9,67
max8
==
kt
N
J
I
mm
2
Chọn F
N8
= 70 mm
2
; I
cp
= 265 A
- Đoạn H1:
)(6,11010.
7,1.110.2
3
1
max1
A
S
I =
F
1tt
=
56,100
max4
=
kt
N
J
I
mm
2
Chọn F
1
= 120 mm
2
; I
CP
=380( A)
- Đoạn H2:
)(4,11610.
7,1.110.2
3
2
max2
A
S
I =
F
2tt
=
8,105
max43
=
kt
J
I
mm
2
Chọn F
2
= 120 mm
2
; I
cp
= 380 A
- Đoạn N3:
)(6,11010.
7,1.110.2
3
3
max3
A
S
I =
F
N3tt
=
=
kt
J
I
max3
100,56 mm
2
Chọn F
N3
= 120 mm
2
; I
CP
=380( A)
- Đoạn N4:
)(4,11610.
7,1.110.2
4
3
max4
A
S
I =
F
N4tt
=
8,105
max87
=
kt
J
I
mm
2
Chọn F
N4
= 120 mm
2
; I
cp
= 380 A
- Đoạn N5:
)(6,11010.
7,1.110.2
3
5
max5
A
S
I
N
N
=
[...]... 3,7 7,4 ĐồántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện 3.4 So sánh các phương án về mặt kinh tế Ta đã biết việc quyết định bất kỳ một phương án nào của HTĐ cũng phải dựa trên cơ sở so sánh về kỹ thuật và kinh tế , nói khác đi là dựa trên nguyên tắc đảm bảo cung cấp điện và kinh tế quyết định sơ đồ nối dây Tất nhiên chỉ những phương án nào đã thoả mãn yêu cầu kỹ thuật thì mới giữ lại để so sánh Khi so sánh các... sánh các phương án sơ đồ nối dâycủa mạng điện thì chưa đề cập đến các trạm biến áp Vì coi các trạm biến áp ở các phương án là giống nhau Với kết quả tính ở phần 3.3 ta sẽ giữ lại phương án 1,2,3 là các phương án có chỉ tiêu kỹ thuật tốt nhất, để so sánh Tiêu chuẩn để so sánh các phương án về mặt kinh tế là phí tổn tính toán hàng năm bé nhất Phí tổn tính toán hàng năm của các phương án được tính theo... 37350,45103.500 = 63,257109 (đồng) 3.4-3 – Phương án 2 Tính toán như phương án trên ta được bảng tổng kết: l (km) K0.106 (đ/km) R (Ω) H1 53,8 280 H2 44,7 280 N4 58,3 444 N3 60,8 280 N6 44,7 280 N7 56,5 280 75 36,05 444 N8 50,2 168 H8 50 168 H9 50 280 7,3 6 3,8 8,2 6 7,6 2,4 11,5 11,5 6,75 Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ 29 Đồántốtnghiệp S (MVA) ΔP (MW) 38+j18, 24 1,07 40+j19, 2 0,91 Thiếtkếhệthốngđiện 40+j19, 2... 1,345 3,7 7,4 ĐồántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện ΔU%scmax = ΔU%scN7 + ΔU%sc7 =8,4% + 3,8% = 12,2% 3.3-3 – Phương án 3 41,2km 1 3 44,7km 38+j18,24 60,8km 2 38+j18,24 40+j19,2 8 50,2km 4 40+j19,2 58,3km HT 50km 50km NĐ 7 9 38+j18,24 40+j19,2 44,7km 56,5km 40+j19,2 5 6 36,05km 40+j19,2 38+j18,24 * Tính toán như phương án 1 Ta kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một máy phát ta được bảng kết quả sau... 1,29 2,2 4,4 H9 120 50 0,27 0,423 2,69 2 6,7 10,5 1,34 3,7 7,4 Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthống điện Từ các kết quả trong bảng 3.3-5b ta nhận thấy rằng *Tổn thất điện áp lớn nhất khi vận hành bình thường ΔU%bt tmax= ΔU%btN4+ ΔU%bt43 =6,12% * Tổn thất điện áp lớn nhất khi vận hành sự cố ΔU%scmax = ΔU%sc(N4) + ΔU%sc(43) = 12,24% 3.3.5 – Phương án 5 41,2km 60,8km 53,8km 3 2 44,7km 1 38+j18,24 40+j19,2 8... 98,94 232,8 135,8 Jkt (A/mm2) Kết luận 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Tính toán tương tự các chỉ tiêu kỹ thuật như phương án trên ta được bảng kết quả sau Bảng 3.3-5b Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ 24 Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthống điện Loại dâyAC L ( KM) r0 (Ω/KM)... 40+j19,2 38+j18,24 Tương tự như phương án trên và ta kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một máy phát Ta được bảng kết quả sau : Bảng 3.3-6a Đoạn Imax(A) Ftt(mm2) Ftt(mm2) Icp(A) Isc(A) H1 110,6 100,56 120 380 221,2 1,1 Đạt yêu cầu H2 116,4 105,8 120 380 232,8 1,1 Đạt yêu cầu Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ 25 Jkt Kết luận (A/mm2) Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthống điện N4 116,4 105,8 120 380 232,8 1,1... 61,7 70 265 135,8 1,1 Đạt yêu cầu H8 49,47 44,9 70 265 98,94 1,1 Đạt yêu cầu H9 116,4 105,8 120 380 232,8 1,1 Đạt yêu cầu Tính toán tương tự các chỉ tiêu kỹ thuật như phương án trên ta được bảng kết quả sau Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ 20 Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthống điện Bảng 3.3-3b H2 21 N3 N4 N6 65 N7 N8 H8 H9 Loại dâyAC 240 120 120 120 240 120 120 70 70 120 L ( KM) 44,7 41,2 60,8 58,3 44,7 36,1... – HTĐ 18 5 38+j18,24 6 40+j19,2 H8 70 50 0,46 0,44 2,58 2 11,5 11 1,296 2,2 4,4 H9 120 50 0,27 0,423 2,69 2 6,75 10,57 1,345 3,7 7,4 ĐồántốtnghiệpThiếtkếhệthốngđiện * Tính toán như phương án I Ta kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một máy phát ta được bảng kết quả sau Bảng 3.3-2a Đoạn Imax(A ) H1 110,6 H2 116,4 N3 110,6 N4 116,4 75 221,2 N6 116,4 N7 110,6 N8 67,9 H8 49,47 H9 116,4 Ftt(mm2)... Tính vốn đầu tư K = 1,6 ( 280.53,8+ 280.44,7 +280.60,8 + 280.58,3 + 280.560,8+280.44,7 +280.56,5 +168.50,2+ 168.50+ 280.50 ) Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ 27 Đồ ántốtnghiệpThiếtkếhệthống điện = 219,39.109 (đồng) • Tính tổn thất điện năng trong mạng điện ΔA = ΣΔPi τ Với ΔPi = P2 + Q2 Ri 2 U dm - Đọan H1 2 P 2 H 1 + QH 1 ΔP = RH1 =1,07 (MW) 2 U dm - Đoạn H2 ΔP = 2 2 PH 2 + QH 2 2 U dm RH2 = 40 2 + . công suất phản kháng phát ra của nhà máy nhiệt điện
ΣQ
F
= ΣP
F
.tgϕ
F
= 240 .0,62 = 148,8 (MVar)
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điện
Nguyễn Anh.
53,8km
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ
8
Phương án 3
Phương án 4