ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN Thiết kế lưới điện khu vực

ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN Thiết kế lưới điện khu vực Điện năng là nguồn năng lượng chính của các nghành công nghiệp, là điều kiện để phát triển xã...

Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN 1. Tên đầu đề thiết kế: Thiết kế lưới điện khu vực Đầu đề số: 171 2. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Huyền Phương 3. Cán bộ hướng dẫn : Lã Minh Khánh 4. Các số liệu : Sơ đồ mặt bằng của nguồn điện và các phụ tải cho trên hình 1, các số liệu về phụ tải cho trong bảng 1. Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN Độc lập - Tự Do - Hạnh Phúc BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN 1 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 2 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 3 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Hình 1. Sơ đồ mặt bằng của nguồn và phụ tải. Tỉ lệ: 1 đơn vị = 10 km N Bảng 1. Các số liệu về phụ tải. Các số liệu Các hộ tiêu thụ 1 2 3 4 5 6 Phụ tải cực đại (MW) 38 20 30 30 35 28 Hệ số công suất cosφ 0.90 Mức đảm bảo cung cấp điện 1 3 1 1 1 1 Yêu cầu điều chỉnh điện áp Khác thường Điện áp danh định lưới điện thứ cấp (kV) 10 Phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại. Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000h. Giá 1 kWh điện năng tổn thất: 500 đồng. Hệ số công suất trung bình trên thanh góp cao áp của NMĐ khu vực cos φ= 0.85. Hệ số đồng thời m=1. Điện áp trên thanh cái cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực đại bằng 110%, khi phụ tải cực tiểu bằng 105%. Khi sự cố nặng nề bằng 110% điện áp danh định. Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 4 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực 5. Nhiệm vụ thiết kế: a. Cân bằng công suất trong hệ thống. b. Chọn phương án hợp lý về kinh tế - kỹ thuật. c. Xác định số lượng và công suất của các máy biến áp trong các trạm hạ áp. Chọn sơ đồ nối dây hợp lý của các trạm biến áp và vé sơ đồ mạng điện. d. Tính điện áp, tổn thất công suất và tổn thất điện năntg trong mạng điện. Chọn phương thức điều chỉnh phù hợp với yêu cầu của các trạm biến ápl e. Tính giá thành tải điện. Ngày nhận đề: Ngày hoàn thành: Cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 5 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực CHƯƠNG MỞ ĐẦU Điện năng là nguồn năng lượng chính của các nghành công nghiệp, là điều kiện để phát triển xã hội. Chính vì đó khi lập dế hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai năm năm, mười năm, hai mươi năm hoặc lâu hơn nữa. Ngày nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống xã hội được nâng cao. Đặc biệt với nền kinh tế nước ta đang hội nhập với nền kinh tế thế giới và nước ta đang trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước làm cho nhu cầu về điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Muốn vậy trước hết phải có một hệ thống điện đảm bảo yêu cầu phục vụ cho quá trình này. Để thực hiện điều đó cần phát triển và mở rộng các nhà máy điện cũng như các mạng và hệ thống điện công suất lớn. Điều này đặt ra những nhiệm vụ quan trọng đối với các kỹ sư nghành hệ thống điện.Một trong những nhiệm vụ đó là thiết kế các mạng và hệ thống điện. Do em còn thiếu kinh nghiệm thực tế nên trong quá trình làm thiết kế còn nhiều thiếu sót, mong các thầy cô giáo chỉ bảo.Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lã Minh Khánh đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Chương I: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NGUỒN CUNG CẤP VÀ Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 6 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực CÁC PHỤ TẢI 1. Yêu cầu đối với hệ thống điện: Phải đảm bảo chất lượng điện năng. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. Giá thành điện năng tối ưu. Phải đảm bảo an toàn. 2. Nguồn điện: Nguồn điện cung cấp cho lưới điện được lấy từ thanh cái cao áp của hệ thống điện Xem nguồn điện có công suất vô cùng lớn 3. Phụ tải: Trong hệ thống điện thiết kế có 6 phụ tải được phân bố trên mặt bằng như trong hình 1, trong đó có phụ tải số 2 là hộ tiêu thụ loại 3 còn lại 5 phụ tải loại 1 và có hệ số công suất cosφ = 0.9. Thời gian sử dụng phụ tải cực đại T max = 5000 h. Các phụ tải đều có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp của các trạm hạ áp bằng 10kV, phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại. Các phụ tải được phân bố trên mặt bằng như trong hình 1. Xác định khoảng cách từ nguồn đến các phụ tải điện: Bảng1.1: Khoảng cách phụ tải đến nguồn điện. Phụ tải Khoảng cách (km) 1 40 2 72 3 63 4 67 5 67 6 80.6 Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 7 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực 40 Km 8 0 . 6 K m 7 2 K m 6 3 K m 6 7 K m 6 7 K m * Xác định công suất cực đại và công suất cực tiểu của các phụ tải: S max = P max /cosφ Q max = S max * sinφ S min = 50% S max P min = S min * cosφ Q min = S min * sinφ Bảng 1.2: Thông số của các phụ tải. Hộ tiêu thụ P max (MW) P max + jQ max S max S min (MW) P min + jQ min 1 38 38 + j18.40 42.2 21.11 19 + j9.20 2 20 20 + j9.686 22.2 11.11 10 + j4.84 3 30 30 + j14.53 33.3 16.67 15 + j7.26 4 30 30 + j14.53 33.3 16.67 15 + j7.26 5 35 35 + j16.95 38.9 19.44 17.5 + j8.47 6 28 28 + j13.56 31.1 15.56 14 + j6.78 Tổng 181 Chương II: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1. Công suất tác dụng: Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 8 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Đặc điểm rất quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từ các nguồn đến các hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số lượng nhận thấy được. Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng. Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của hệ thống cần phải phát công suất bằng với công suất trong các mạng điện, nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ. Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường, cần phải có dự trữ nhất định của công suất tác dụng trong hệ thống. Dự trữ trong hệ thống là một vấn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống. Vì vậy phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại đối với hệ thống điện thiết kế có dạng: ∑∑ ∑ ++∆+== PPPPPP dttdptcyF m. / Trong đó: ∑ P F : Tổng công suất phát. : / ∑ P cy Tổng công suất yêu cầu. ∑ P pt : Tổng công suất của các phụ tải ∑ P pt = P 1 + P 2 + P 3 + P 4 + P 5 + P 6 = 38+20+30+30+35+28=181 MW ∆P= 10% ∑ P pt : Tổn thất công suất tác dụng. =10% 181 =1.81 MW P td : Công suất tự dùng trong nhà máy điện, P td = 0 P dt : Công suất dự trữ trong hệ thống, P dt = 0 m: Hệ số đồng thời. m=1 ∑ P F = 181 +1.81 =182.81 MW Vậy hệ thống cần 182.81MW để cung cấp cho các phụ tải. 2. Cân bằng công suất phản kháng: Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Nếu công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm. Vì vậy để đảm bảo chất lượng cần Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 9 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng. ∑∑ = QQ cyF / 3.11362.0*81.182* === ∑∑ ϕ F F F tg P Q MVAr QQQQQQQ dttdcLBAptcy m ++−∆+∆+= ∑ . / Trong đó: ∑ Q F : Công suất phản kháng phát của hệ thống. ∑ Q cy / : Tổng công suất phản kháng yêu cầu. Q pt : Tổng công suất phản kháng của các phụ tải. Q pt = Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4 +Q 5 +Q 6 =18.4+9.686+14.53+14.53+16.95+13.56 =87.656 MVAr ∆Q BA : Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp. ∆Q BA = 15%Q pt =15% *87.656= 13.148 MVAr ∆Q L : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện. Q c : Tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra Qc= ∆Q L Q td : Công suất phản kháng tự dùng của nhà máy điện, Q td =0 Q dt : Công suất dự trữ trong hệ thống. Q dt =0 ∑ Q cy / =87.656+13.148 =100.8 MVAr Ta nhận thấy, công suất phản kháng do hệ thống cung cấp cho các phụ tải lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ. Vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế. Chương III: CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN VÀ SO SÁNH KỸ THUẬTCÁC PHƯƠNG ÁN 1. Các phương án nối dây: Yêu cầu chủ yếu đối với mạng điện là độ tin cậy và chất lượng điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Đối với các hộ tiêu thụ loại I cần sử dụng đường dây hai mạch hay mạch vòng. Các hộ tiêu thụ loại III được cung cấp điện bằng đường dây một mạch Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 10 [...]... N-4 30 67 101.5 N-5 63 67 142.3 Nguyễn Thị Huyền Phương Điện áp định mức của mạng Uđm, kV Hệ thống điện I – Khoá 49 20 Đồ án môn học lưới điện 5-6 28 Thiết kế lưới điện khu vực 44.7 96.334 Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 21 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Bảng 3.11- Thông số của các đường dây trong mạng điện Nhánh S (MVA) N-1 N-3 3-2 N-4 N-5 5-6 38 + j18.40 50 + j24.22... j18.40 20 + j9.686 30 + j14.53 30 + j14.53 Hệ thống điện I – Khoá 49 33 Đồ án môn học lưới điện N-5 N-6 10.385+ j14.405 16.926 +j17.732 Thiết kế lưới điện khu vực 1.769 2.071 0.07 + j0.48 0.058 + j0.4 Nguyễn Thị Huyền Phương 0.935+ j21.75 1.27+ j27.95 35 + j16.95 28 + j13.56 Hệ thống điện I – Khoá 49 34 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Bảng 5.2- Các dòng công suất và tổn thất công suất... 6.17% ∆Umax sc%= 11.8% Thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép Đối với các phương án còn lại ta tính toán tương tự như đối với phương án I Phương án II: Sơ đồ mạng điện phương án II: Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 14 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực N 1 Chọn điện áp định mức của mạng điện: Tính cấp điện áp của nhánh N-2: Dòng công suất chạy trên đoạn N-1: SN-1=... 2x25000/110 Io, % Các số liệu tính toán R, Ω X, Ω ∆Qo, 0.75 0.8 1.87 2.54 43.5 55.9 kVAr 240 200 2.Chọn sơ đồ trạm và sơ đồ hệ thống điện Sơ đồ ở bản vẽ A0 Chương V TÍNH TOÁN SỰ PHÂN BỐ CÔNG SUẤT Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 31 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Để đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thiết kế, cần xác định các thông số chế độ... Từ kết quả trên cho thấy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường và sự cố đều thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp: ∆Umax bt% =∆UN-1-2 bt% =7.58% ∆Umax sc% = ∆UN-6 sc% = 11.8% Phương án III: Sơ đồ mạng điện của phương án III: Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 17 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực N Chọn điện áp định mức của mạng điện: Bảng3.7- Điện. .. Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 23 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Bảng3.13- Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện: Nhánh Công suất Chiều dài Điện áp tính truyền tải P đường dây l, toán U, kV MW km N-1 58 40 135.03 1-2 20 44.7 82.882 N-3 30.67 63 102.13 3-4 0.67 50 33.819 N-4 29.33 67 100.5 N-5 35 67 108.67 N-6 28 80.6 99.782 Điện áp định mức của mạng Uđm,... phương án so sánh: Các chỉ tiêu Phương án I II III IV Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 29 Đồ án môn học lưới điện ∆Umaxbt% ∆Umaxsc% Z.106 đ 6.17 11.8 34830.3165 Thiết kế lưới điện khu vực 7.58 11.8 34899.37 10.09 16.87 39643.95 10.09 16.87 37111.788 Từ kết quả tính toán trên ta nhận thấy rằng, phương án I là phương án tối ưu Chương IV XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP, SƠ ĐỒ... Bảng3.7- Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện: Nhánh Công suất Chiều dài Điện áp tính truyền tải P đường dây l, toán U, kV MW km N-1 58 40 135.03 1-2 20 44.7 82.882 N-3 60 63 138.81 3-4 30 50 99.914 N-5 63 67 142.3 5-6 28 44.7 96.334 Nguyễn Thị Huyền Phương Điện áp định mức của mạng Uđm, kV Hệ thống điện I – Khoá 49 18 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Chọn tiết diện dây.. .Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Đặt ra 5 phương án cung cấp điện: Phương án 1: Sơ đồ hình tia đơn giản N 1 Xác định điện áp định mức: Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm: Uđm= 4.34 l + 16 P Trong đó: l: Khoảng cách truyền tải, km P: Công suất truyền tải trên đường dây, MW Điện áp định mức trên nhánh N-1: Có công suất truyền... điện áp của mạng điện Uđm= 110kV 2 Chọn tiết diện dây dẫn: Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 11 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Các mạng điện 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không.Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), và khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5 m (Dtb= 5m) Đối với các mạng điện khu vực, các tiết . Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN 1. Tên đầu đề thiết kế: Thiết kế lưới điện khu vực Đầu đề số:. án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Nguyễn Thị Huyền Phương Hệ thống điện I – Khoá 49 2 Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực Nguyễn