Đồ án thiết kế lưới điện trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

đồ án1nhà máy điện nguồn 6 phụ tải loại 1,yêu cầu chọn đường đi, dây dẫn, công suất,máy biến áp sao cho đạt chỉ tiêu cả về kỹ thuật lẫn kinh tếNgành năng lượng đóng một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Chính vì vậy nó luôn được ưu tiên hàng đầu và phát điện trước một bước so với các ngành công nghiệp khác. Việc xây dựng các nhà máy điện mới, xuất hiện các phụ tải mới đòi hỏi các yêu cầu về thiết kế lưới điện để nối liền nhà máy điện với các phụ tải, nối liền nhà máy điện mới với hệ thống điện cũ và nối liền hai nhà máy điện với nhau.Đồ án môn học: Thiết kế mạng lưới điện giúp sinh viên áp dụng một cách tổng quan nhất những kiến thức đã học và tích luỹ trong quá trình học tập để giải quyết vấn đề trên.Việc thiết kế mạng lưới điện phải đạt đuợc những yêu cầu về kỹ thuật đồng thời giảm tối đa được vốn đầu tư trong phạm vi cho phép là nhiệm vụ quan trọng đối với nền kinh tế của nước ta hiện nay.

LỜI NĨI ĐẦU Ngành lượng đóng vai trị 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 môn học: 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 Trong trình làm đồ án với kiến thức học, nỗ lực cố gắng thân giúp đỡ, bảo thầy cô môn hệ thống điện, đặc biệt hướng dẫn trực tiếp, tận tình cô giáo Nguyễn Thị Thùy Dương giúp em hồn thành tiến độ đồ án mơn học Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trang bị cho em kiến thức chuyên môn để hoàn thành đồ án Tuy nhiên trình độ có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô giáo Hung Yên, ngày tháng năm 2021 Sinh viên thực MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG 1.1 Phân tích nguồn phụ tải 1.1.1 Nguồn điện cung cấp 1.1.2 Phụ tải điện Do giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng nên ta không cần cân chúng 2.2 Cân công suất phản kháng CHƯƠNG CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU VỀ KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT 2.1 Yêu cầu thành lập phương án 2.2 Thành lập phương án 2.3 Tính tốn chi tiết kỹ thuật phương án 10 2.3.1 Phương pháp chung 11 2.3.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn 11 2.3.3 Xác định tổn thất công suất cực đại 12 2.4 Tính tốn kỹ thuật phương án 14 2.4.1 Phương án 14 2.4.2 Phương án 18 2.4.3 Phương án 22 2.4.4 Phương án 26 2.4.5 Phương án 30 Bảng 2.25: Phân bố công suất 30 2.5 So sánh kinh tế phương án đạt yêu cầu kỹ thuật 35 2.5.1 Phương pháp hàm kinh tế 35 2.5.2 Phương án 36 2.5.3 Phương án 36 2.5.4 Phương án 37 2.6 Chọn phương án tối ưu 37 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA MẠNG ĐIỆN 38 Chọn số lượng, công suất biến áp trạm biến áp 38 3.1 Lựa chọn kiểu, số lượng công suất máy biến áp 38 3.2 Lựa chọn chi tiết cho phụ tải 38 3.3 Chọn sơ đồ nối dây hợp lí trạm biến áp vẽ sơ đồ mạng điện 39 3.3.1 Trạm nguồn 39 3.3.2 Trạm trung gian 39 3.3.1 Trạm cuối 40 3.3.3 Sơ đồ nối toàn mạch điện 40 3.4 3.4.1 Tính tốn chế độ xác lập 42 Tính tốn chế độ phụ tải cực đại 42 3.4.1.1 Cân xác cơng suất hệ thống chế độ phụ tải cực đại 46 3.4.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 46 3.5 Chế độ sau cố 49 3.7.1 Chọn đầu điều chỉnh điện áp cho hộ tiêu thụ loại I có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường 55 CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ,KĨ THUẬT 59 4.1 Tổn thất điện mạng điện 59 4.1.1Tổn thất công suất tác dụng mạng điện 59 4.1.2 Tổn thất điện đường dây trạm biến áp 59 4.2 Tính vốn đầu tư cho lưới điện 59 4.2.1 Tính vốn đầu tư cho đường dây 60 4.2.2 Vốn đầu tư xây dựng trạm trạm biến áp 60 4.3 Chi phí vận hành hàng năm 60 4.4Chi phí tính tốn hàng năm 60 4.5 Giá thành chuyền tải điện 61 4.6 Giá thành thành xây dựng MW công suất phụ tải chế độ cực đại 61 4.7 Bảng tổng kết tiêu kinh tế-kỹ thuật mạng điện 61 CHƯƠNG 1: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG 1.1 Phân tích nguồn phụ tải 1.1.1 Nguồn điện cung cấp Hệ thống điện có cơng suất vơ lớn nên chọn nút nguồn nút cân công suất nút sở điện áp Điện áp góp cao áp nguồn phụ tải cực đại 110%𝑈đ𝑚 , phụ tải cực tiểu 105%𝑈đ𝑚 cố 110%𝑈đ𝑚 điện áp định mức 1.1.2 Phụ tải điện Hệ thống điện thiết kế có phụ tải 1,2,4,5,6 phụ t lải loại I, có 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑝𝑡 = 0,9 ⇒ 𝑡𝑎𝑔𝜑𝑝𝑡 = 0,48 Thời gian sử dụng phụ tải cực đại 𝑇𝑚𝑎𝑥 = 5000ℎ có hệ số đồng thời 𝑚 = phụ tải đồ thị phụ tải đạt cực đại thời điểm Cả phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp KT Điện áp định mức mạng điện thứ cấp trạm hạ áp 22kV Phụ tải cực tiểu 70% phụ tải cực đại Bảng 1.1 Số liệu phụ tải hệ thống thiết kế Các thông số Các hộ tiêu thụ Pmax (MW) Pmin (MW) Cosφ 23 45 35 42 37 40 16.1 31.5 24.5 29.4 25.9 28 Qmax (MVAr) 11.0 21.6 16.8 20.2 17.8 19.2 Qmin (MVAr) 7.7 15.1 11.8 14.1 12.4 13.4 Smax (MVA) 25.5 49.9 38.8 46.6 41.0 44.4 Smin (MVA) 17.9 34.9 27.2 32.6 28.7 31.1 Loại hộ phụ tải I I I I I I Với 𝑆 = 𝑃 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑝𝑡 0,9 ; 𝑄 = 𝑃 𝑡𝑎𝑔𝜑𝑝𝑡 ; 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑝𝑡 = 0,9 nên 𝑡𝑔𝜑𝑝𝑡 = 0,48 Đặc điểm trình sản xuất điện công suất nhà máy sản xuất phải cân với công suất tiêu thụ phụ tải thời điểm Việc cân công suất hệ thống điện cho thấy khả cung cấp nguồn phát yêu cầu phụ tải có cân hay khơng, từ sơ định phương thức vận hành nhà máy để đảm bảo cung cấp đủ công suất, thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật có hiệu kinh tế cao Đặc biệt việc tính tốn cân cơng suất cho hệ thống chế độ cực đại, cực tiểu chế độ cố, nhằm đảm bảo độ tin cậy hệ thống, đảm bảo tiêu chất lượng điện cung cấp cho phụ tải Tổng công suất phát nguồn điện phải lớn công suất yêu cầu chế độ max, tính theo cơng thức sau: PF = Pyc = mPpt + Pmđ (1-1) Trong đó: +m: hệ số đồng thời (ở lấy m = 1) +PF: tổng công suất tác dụng phát nguồn +Pyc: công suất tác dụng yêu cầu phụ tải +Ppt: tổng công suất tác dụng cực đại hộ tiêu thụ Ppt = 208 MW +Pmđ: tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp Ta chọn: Pmđ = 5% mPpt = 5% 222 = 11,1 MW Ta thấy: PF = Pyc = mPpt + Pmđ = 1 222 + 11,1 = 233,1 MW Do giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng nên ta không cần cân chúng 2.2 Cân công suất phản kháng Việc cân cơng suất phản kháng có ý nghĩa định đến điện áp mạng điện Quá trình cân cơng suất phản kháng sơ nhằm phục vụ cho việc lựa chọn dây dẫn không giải triệt để vấn đề thiếu công suất phản kháng Biểu thức cân công suất phản kháng biểu diễn sau: Qyc= mQpt +QB + QL –QC ( 1-2 ) Trong đó: + m: hệ số đồng thời (ở lấy m = 1) + QF: tổng công suất phản kháng phát kinh tế nhà máy điện QF = PFtgF (tgF =0.48)→QF = 233,1 0.48= 111,9 MVAr + Qpt: tổng công suất phản kháng cực đại phụ tải Qpt = Ppti.tgpti = 106,56 MVAr +QB: tổng tổn thất công suất phản kháng MBA hệ thống Ta lấy: QB = 15%∑Qpt = 15% 106,56 = 15,98 MVAr +QL: tổng tổn thất công suất phản kháng đường dây mạng điện +QC: tổng công suất phản kháng dung dẫn đoạn đường dây cao áp mạng điện sinh Với lưới điện xét tính tốn sơ ta coi: QL = QC Thay thành phần vào biểu thức cân công suất phản kháng (1- 2), ta có: Qyc = mQpt + QB + QL – QC = 106,56+ 15,98= 122,54 MVAr QF = 111,9MVAr < Qyc = 122,54 MVAr Do bước tính sơ ta phải bù sơ cho phụ tải Bảng 1.2 Bù sơ cho phụ tải Trước bù Sau bù Lộ Pmaxi (MW) Qmaxi (MVAr) N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 23 11.0 23 11.0 45 21.6 45 14.37 35 16.8 35 16.8 42 20.2 42 20.2 37 17.8 37 17.8 40 19.2 40 19.2 Pmaxi Qmaxi (MW) (MVAr) Cosφ 0.95 0.95 0.95 0.9 0.9 0.9 CHƯƠNG CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU VỀ KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT 2.1 Yêu cầu thành lập phương án Tính tốn lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý phải dựa nhiều nguyên tắc, nguyên tắc chủ yếu quan trọng công tác thiết kế mạng điện cung cấp điện kinh tế với chất lượng điện yêu cầu phụ tải độ tin cậy cung cấp điện với chi phí nhỏ Mục đích tính tốn thiết kế nhằm tìm phương án phù hợp Làm điều vấn đề cần phải giải lựa chọn sơ đồ cung cấp điện Trong cơng việc phải tiến hành đồng thời lựa chọn điện áp làm việc, tiết diện dây dẫn, tính tốn thơng số kỹ thuật, kinh tế … Trong trình thành lập phương án nối điện ta phải ý tới nguyên tắc sau : - Mạng điện phải đảm bảo tính an tồn, cung cấp điện liện tục, ổn định, mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện phụ thuộc vào hộ tiêu thụ Đối với phụ tải loại phải đảm bảo cấp điện liên tục không phép gián đoạn tình Vì phương án nối dây sử dụng đường dây kép mạch vòng Hộ tiêu thu loại III cần cung cấp điện đường dây mạch - Đảm bảo chất lượng điện theo yêu cầu - Chỉ tiêu kinh tế cao, vốn đầu tư thấp, tổn thất nhỏ, chi phí vận hành hàng năm nhỏ - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị Vận hành đơn giản, linh hoạt có khả phát triển tương lai có thêm phụ tải 2.2 Thành lập phương án - Trên sở phân tích đặc điểm nguồn phụ tải, vị trí địa lý phụ tải để đưa nhiều phương án thiết kế hệ thống điện, nhiên sau tính tốn sơ ta chọn năm phưong án tối ưu để tính tốn chi tiết sau so sánh chọn phương án tối ưu Từ đồ vị trí nhà máy điện , hệ thống phụ tải ta vẽ sơ đồ dây: Tỷ lệ: đơn vị = 10km 15 14 13 12 11 10 NM 5 0 10 11 Hình 2.1: Vị trí phân bố phụ tải - Các phương án dự kiến để tính toán 12 13 14 15 NM 2 NM 3 NM 3 NM NM Hình 2.2: Các phương án xây dựng để tính tốn 2.3 Tính tốn chi tiết kỹ thuật phương án Để so sánh phương án mặt kĩ thuật, ta phải xét tới nội dung sau: - Chọn lựa cấp điện áp định mức hệ thống - Chọn lựa tiết diện dây dẫn - Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn có cố - Tính tốn tổn thất điện áp 10 3.4.3 Cân xác công suất hệ thống Từ bảng số liệu ta có tổng cơng suất u cầu góp 110 kV nguồn điện: • Syc = 160,54+j69,54 MVA Để đảm bảo điểu kiện cân công suất hệ thống, nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo u cầu Vì tổng cơng suất tác dụng hệ thống nhà máy cần phải cung cấp: Pcc = 160,54 MW Khi hệ số công suất nguồn 0,9 tổng cơng suất phản kháng hệ thống nhà máy điện cung cấp: Qcc = Pcc  tgφ = 160,54  0,48 = 77 MVAr • Như : Scc = 160,54 + j77MVA Từ kết nhận thấy công suất phản kháng nguồn cung cấp lớn cơng suất phản kháng u cầu Vì khơng cần bù công suất phản kháng chế độ phụ tải cực tiểu 3.5 Chế độ sau cố Khi xét cố đứt mạch lộ kép ta không giả thiết cố xếp chồng nên ta xét trường hợp ngừng mạch đường dây nối từ nguồn đến phụ tải phụ tải cực đại Tính tốn tương tự cho đoạn dây khác ta có bảng kết sau Trong sơ đồ thay đường dây: Ż′d = Żd Q′c = Q c 49 Bảng 3.6 kết tính thơng số sau cố • Nhánh • •  SBA Si max • jQC/2 SC P jQ P jQ P jQ N–1 23 11.04 0.11 1.51 23.1 13.1 N–2 45 14.37 0.30 4.73 45.2 N-3 35 16.8 0.18 2.97 N–4 42 20.16 0.27 N-5 37 17.76 N–6 40 19.2 •  Sd S'' • • S' SN P jQ P jQ P jQ P jQ 1.11 23.12 10.51 1.74 1.67 24.86 12.18 26.60 9.64 18.9 1.16 45.24 16.32 3.66 5.78 48.91 22.10 52.57 19.56 35.2 20.9 1.03 35.21 15.85 2.60 3.38 37.81 19.23 40.41 16.69 4.10 42.3 26.0 0.98 42.30 23.47 3.13 4.94 45.43 28.42 48.56 25.88 0.19 3.35 37.2 21.2 0.93 37.18 18.65 2.74 3.56 39.92 22.21 42.65 19.67 0.21 3.76 40.3 24.5 1.03 40.26 21.93 3.67 4.77 43.92 26.70 47.59 24.16 Tổng 17,5+j24,1 50 240,8+j115 3.5.2 Cân xác cơng suất hệ thống Từ bảng số liệu ta có tổng cơng suất u cầu góp 110 kV nguồn điện: • Syc = 240,8+j115 MVA Để đảm bảo điểu kiện cân công suất hệ thống, nguồn điện phải cung cấp đủ cơng suất theo u cầu Vì tổng cơng suất tác dụng hệ thống nhà máy cần phải cung cấp: Pcc = 240,8 MW Khi hệ số cơng suất nguồn 0,9 tổng cơng suất phản kháng hệ thống nhà máy điện cung cấp: Qcc = Pcc  tgφ = 240,8  0,48 = 116 MVAr • Như : Scc = 240,8 + j116 MVA Từ kết nhận thấy công suất phản kháng nguồn cung cấp nhỏ công suất phản kháng yêu cầu Vì khơng cần bù cơng suất phản kháng chế độ phụ tải cố 3.6 Tính tốn điện áp điểm nút mạng điện 3.6.1 Chế độ phụ tải cực đại Chọn điện áp cao áp hệ thống 121 kV (Ucs = 121 kV) Xét trường hợp cố ngừng mạch lộ kép Tính điện áp nút chế độ cực đại U d = P '  RND −1 + Q '  X ND −1 = 4,8(kV) U CS Điện áp cao áp là: U =U N − ∆U d1 = 121 − 4,8 = 116,2 (kV) Tổn thất điện áp máy biến áp là: U b1 = U1 − Pb1  Rb1 + Qb1  X b1 = 3,6(kV) U1 Vậy điện áp góp hạ áp quy điện áp cao : Uq1 = Uc1 − ∆Ub1 = 112,6 (kV) Kết tính điện áp góp hạ áp trạm quy điện áp cao chế độ phụ tải cực đại cho bảng sau 51 Bảng 3.7 Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ phụ tải cực đại Lộ ∆Udi(kV) Ui(kV) ∆Ubi(KV) Uqi(kV) 4.8 116.2 3.6 112.6 N-1 6.2 114.8 3.9 110.9 N-2 5.5 115.5 5.8 109.6 N-3 5.7 115.3 7.2 108.0 N-4 5.2 115.8 4.3 111.5 N-5 6.5 114.5 6.8 107.7 N-6 3.6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu Chọn điện áp cao áp hệ thống 115 kV (Ucs = 115 kV) Xét trường hợp cố ngừng mạch lộ kép Tính điện áp nút chế độ cực tiểu P '  RND −1 + Q '  X ND −1 = 3,3(kV) U1 = U CS Điện áp cao áp là: U =U N − ∆U d1 = 115 − 3,3 = 116,2 (kV) Tổn thất điện áp máy biến áp là: U b1 = U1 − Pb1  Rb1 + Qb1  X b1 = 2,5(kV) U1 Vậy điện áp góp hạ áp quy điện áp cao : Uq1 = Uc1 − ∆Ub1 = 109 (kV) Tính điện áp đường dây lại thực tương tự Kết tính điện áp góp hạ áp trạm quy điện áp cao chế độ phụ tải cực tiểu cho bảng sau: Bảng 3.8 Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ phụ tải cực tiểu Lộ ∆Udi(kV) Ui(kV) ∆Ubi(KV) Uqi(kV) N-1 3.3254 111.67 2.5756 109.1 N-2 4.9615 110.04 3.7863 106.25 N-3 3.8477 111.15 4.0505 107.1 N-4 3.963 111.04 4.9843 106.05 N-5 3.6596 111.34 3.015 108.33 N-6 4.4914 110.51 4.7215 105.79 3.6.3 Chế độ sau cố Chọn điện áp cao áp hệ thống 121 kV (Ucs = 121 kV) Xét trường hợp cố ngừng mạch lộ kép 52 Đường dây N – Điện áp góp cao áp trạm biến áp 1: P'  R NĐ − + Q'NĐ −  X NĐ − U1 = Ucs - NĐ − Ucs = 111,79kV Điện áp góp hạ áp trạm biến áp quy cao áp: P  R b1 + Qb1  X b1 Uq1 = U1 - b1 U1 = 108,3kV Tính điện áp đường dây lại thực tương tự Kết tính điện áp góp hạ áp trạm quy điện áp cao chế độ sau cố cho bảng sau: Bảng 3.9 Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ cố Lộ ∆Udi(kV) Uci(kV) ∆Ubi(KV) Uqi(kV) N-1 9.2111 111.79 3.7592 108.03 N-2 12.639 108.36 4.1761 104.19 N-3 10.388 110.61 6.0716 104.54 N-4 11.548 109.45 7.6087 101.84 N-5 10.358 110.64 4.4793 106.16 N-6 13.149 107.85 7.2701 100.58 3.7 Điều chỉnh điện áp mạng điện Điện áp tiêu chất lượng điện quan trọng Nó ảnh hưởng nhiều đến tiêu kinh tế kỹ thuật hộ tiêu thụ Các thiết bị điện làm việc tốt trường hợp điện có chất lượng cao Chất lượng điện đánh giá thông qua tiêu độ lệch điện áp, độ dao động điện áp , không đối xứng khơng sin Trong tiêu độ lệch điện áp tiêu quan trọng Để đảm bảo độ lệch điện áp hộ tiêu thụ phạm vi cho phép ta cần phải tiến hành điều chỉnh điện áp theo cách sau: + Thay đổi điện áp máy phát nhà máy điện + Thay đổi tỷ số biến trạm biến áp (chọn đầu điều chỉnh máy biến áp) + Thay đổi dịng cơng suất phản kháng truyền tải mạng điện Thực tế cho thấy mạng điện lớn điều chỉnh điện áp cách thay đổi điện áp nhà máy điện, thay đổi dịng cơng suất phản kháng đường dây đáp ứng nhu cầu điều chỉnh điện áp lý khác như: Độ ổn định hệ thống, vận hành phức tạp vốn đầu tư cao Do phương pháp điều chỉnh điện áp máy biến áp trạm biến áp dùng rộng rãi để điều chỉnh điện áp Yêu cầu điều chỉnh điện áp phân thành loại: 53 + Yêu cầu điều chỉnh điện áp thường: Điện áp yêu cầu góp hạ áp máy biến áp tình trạng vận hành bình thường phải thỗ mãn yêu cầu độ lệch điện áp chế độ: - Phụ tải cực đại : ΔUcp max% ≥ 2,5% - Phụ tải cực tiểu: ΔUcp min% ≤ 7,5% - Chế độ cố : ΔUcp sc% ≥ - 2,5% + Yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường: Điện áp yêu cầu góp hạ áp máy biến áp tình trạng vận hành bình thường phải thoã mãn yêu cầu độ lệch điện áp: - Phụ tải cực đại : ΔUcp max% = 5% - Phụ tải cực tiểu: ΔUcp min% = 0% - Chế độ cố : ΔUcp sc% = - 5% Việc điều chỉnh điện áp tiến hành theo bước sau: - Tính điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm xác định theo cơng thức : Uyc=Uđm +dU%.Uđm Trong Uđm điện áp định mức mạng điện hạ áp Đối với mạng điện thiết kế Uđm=22kv Vì điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm phụ tải cực đại bằng: U yc max = 22 +  22 = 23,1(kV ) 100 - Chế độ phụ tải cực tiểu: U yc = 22 +  22 = 22(kV ) 100 - Chế độ cố : U y csc = 22 +  22 = 23,1(kV ) 100 Bảng 3.10 Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp trạm hạ áp Trạm biến áp Uq max i (kV) Uq i (kV) Uq sc i (kV) 112.6 109.1 108.03 110.9 106.25 104.19 109.6 107.1 104.54 108.0 106.05 101.84 111.5 108.33 106.16 107.7 105.79 100.58 54 Với hộ tiêu thụ loại sử dụng máy biến áp điều chỉnh điện áp tải cho phép thay đổi đầu điều chỉnh không cần cắt máy biến áp Do cần chọn đầu điều chỉnh cho riêng chế độ cực đại cực tiểu sau cố Để thuận tiện tính trước điện áp, tương ứng với đầu điều chỉnh MBA Kết đầu điều chỉnh cho bảng Bảng 3.11 Giá trị điên áp đầu điều chỉnh máy biến áp hạ áp Thứ tự đầu điều chỉnh Điện áp bổ sung, % Điện áp bổ sung, Điện áp đầu điều kV chỉnh, kV +16,02 +18,45 133,45 +14,24 +16,4 131,4 +12,46 +14,35 129,35 +10,68 +12,3 127,3 +8,9 +10,25 125,25 +7,12 +8,2 123,2 +5,34 6,15 121,15 +3,56 +4,1 119,1 +1,78 +2,05 117,05 10 0 115 11 -1,78 -2,05 112,95 12 -3,56 -4,1 110,9 13 -5,34 6,15 108,85 14 -7,12 -8,2 106,8 15 -8,90 -10,25 104,75 16 -10,68 -12,3 102,7 17 -12,46 -14,35 100,65 18 -14,24 -16,4 98,6 19 -16,02 -18,45 96,55 3.7.1 Chọn đầu điều chỉnh điện áp cho hộ tiêu thụ loại I có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường ➢ Chế độ phụ tải cực đại (Tính với trạm 1) Điện áp tính tốn đầu điều chỉnh máy biến áp xác định theo công thức : U dc max = U q max  U hdm U yc max = 107(kV )  Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=13 điện áp đầu điều chỉnh tiêuchuẩn Utcmax = 108,85 Điện áp thực góp hạ áp: 55 U t max = U q max  U hdm U tc max = 22, 7(kV ) Độ lệch điện áp góp hạ áp: U max % = U t max − U dm = 3,5% < % U dm Như đầu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn phù hợp ➢ Chế độ phụ tải cực tiểu (Tính với trạm 1) U max % = U t max − U dm 109,1 KV U dm  Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=12 điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utcmin= 110,9 Điện áp thực góp hạ áp: U t = U q  U hdm U tc max = 21,6 (kV) Độ lệch điện áp góp hạ áp: U % = U t − U dm =−1,6(%) U dm Như đầu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn phù hợp ➢ Chế độ sau cố (Tính với trạm 1) U d csc = U qsc  U hdm U yc max = 102,89(kV)  Chọn n=15, Utcsc=104,75 U tsc = U qsc  U hdm U max % = U t csc = 21,6 (kV) U tsc − U dm =−1,7 (%) U dm Chọn các đầu điều chỉnh các máy biến áp của các trạm còn lại Việc chọn đầu điều chỉnh máy biến áp lại tiến hành tương tự Kết ghi bảng 3.12 56 Bảng 3.12 Thông số trạm biến áp sử dụng MBA có điều áp dưới tải Chế độ max Chế độ Trạm biến áp Uq (kV) 112.6 110.9 109.6 108.0 111.5 107.7 Uđcmax 107.268 105.618 104.421 102.887 106.187 102.534 n 13 14 14 15 14 15 Utcmax 108.85 106.8 106.8 104.75 106.8 104.75 Utmax 22.7643 22.84434 22.58537 22.68922 22.96734 22.61128 ∆Umax (%) 3.5 3.8 2.7 3.1 4.4 2.8 Trạm biến áp Uq (kV) 97.9 99.6 90.7 101.8 101.5 103.2 Uđcmin 97.9 99.6 90.7 101.8 101.5 103.2 n 18 17 19 16 16 15 Utcmin 98.6 100.65 96.55 102.7 102.7 104.75 Utmin 21.844 21.77 20.667 21.807 21.743 21.674 ∆Umin (%) -0.71 -1.043 -6.059 -0.876 -1.168 -1.48 57 Chế độ cố Trạm biến áp Uq (kV) 98.6 100.1 91.3 102.3 102 103.6 Uđcsc 93.905 95.333 86.952 97.429 97.143 98.667 n 19 19 19 18 18 17 Utcsc 96.55 96.55 96.55 98.6 98.6 100.65 Utsc 21.397 21.723 19.813 21.739 21.675 21.566 ∆Usc (%) -0.027 -0.013 -0.099 -0.012 -0.015 -0.02 58 CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ,KĨ THUẬT 4.1 Tổn thất điện mạng điện 4.1.1Tổn thất công suất tác dụng mạng điện Tổn thất công suất mạng điện gồm có tổn thất cơng suất đường dây tổn thất công suất tác dụng MBA chế độ phụ tải cực đại Theo kết tính tốn chương 3(bảng 3.3) tổng tổn thất cơng suất tác dụng đường dây bằng: ΔPd =8,94 (MW) Tổn thất công suất cuộn dây MBA có giá trị: ΔPb =0,96 (MW) Tổn thất cơng suất lõi thép MBA xác định sau: ΔP0 =0,34 (MW) Như vậy, tổng tỏn thất công suất tác dụng mạng điện là: ΔP = ΔPd + ΔP0 + ΔPb =10,24(MW) Tổn thất công suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm bằng: ΔP 10, 24  100 =  100% = 4,6(%) 222  Pmax 4.1.2 Tổn thất điện đường dây trạm biến áp Tổng tổn thất điện nặng mạng điện tính theo cơng thức sau: ∆𝐴=(∆𝑃𝑑 + ∆𝑃𝑏 )𝜏 + ∆𝑃0 𝑡 Trong : 𝜏- thời gian tổn thất công suất lớn t- thời gian máy biến áp làm việc năm, t =8760h ( Các máy biến áp vận hành song song năm ) 𝜏 =(0,124+Tmax.10-4)2.8760=(0,124+5000.10-4)2.8760=3410,93 (h) ΔP(%) =  ∆A =(8,96+0,96).3410,93+0,34×8760 =36816 (MWh) Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm A=∑ Pmax Tmax = 222 × 5000 = 1110000 (MWh) Tổn thất điện tính theo phần trăm ∆A%= ∆A A 100 = 36816 1110000 = 3,3 (%) 4.2 Tính vốn đầu tư cho lưới điện Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức: K=K d +K t Trong : Kd - vốn đầu tư xây dựng đường dây(đ) 59 Kt- vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp(đ) 4.2.1 Tính vốn đầu tư cho đường dây Ở chương II, ta tính vốn đầu tư xây dựng đường dây có giá trị Kd = 985 × 109 (đ) 4.2.2 Vốn đầu tư xây dựng trạm trạm biến áp k b - giá thành máy biến áp(đ) Đối với trạm có máy biến áp n=1 Đối với trạm có máy biến áp n=1,8 Ở chương III, ta tính vốn đầu tư xây dựng đường dây có giá trị Bảng 4.1 Bảng giá thành xây dựng trạm biến áp 110/35-10kV(.109đ/trạm) Công suất định mức (MVA) Loại trạm 10 16 20 25 32 40 63 Một máy biến áp 11 15 19 22 24 26 33 Hai máy biến áp 20 28 35 40 44 48 60 Trong hệ thống điện thiết kế có trạm hạ áp, gồm trạm 25KVA Trong trạm hạ áp có máy biến áp ( có hộ cịn lại hộ tiêu thụ loại I) nên: K t = (40 × 109 ) × + (44 × 2) × 109 = 248 × 109 (đ) 4.3 Chi phí vận hành hàng năm Các Chi phí vận hành hàng năm xác định theo công thức Y=avhđ K d + avht K t + ∆A c Trong avhd - hệ sô vận hành đường dây , avh=0,07 (cột thép ) Avht-hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp, avht = 0,10 c - giá thành kWh điện tổn thất Như : Y=0,07×985×109+ 0,10.× 248 109 + 36816 ×1000=93× 109 (đ) 4.4Chi phí tính toán hàng năm Chi phí tính tốn hàng năm xác định theo công thức sau: Z=atc.K+Y Trong : atclà hệ số thu hồi vốn đầu tư , atc=0,125 Z=0,125×1233×109+93× 109 =247× 109 (đ) 60 4.5 Giá thành chuyền tải điện Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức: β= Y = A 93.109 111.107 =83,78(đ/kWh) 4.6 Giá thành thành xây dựng MW công suất phụ tải chế độ cực đại Ko = 1233.109 K = = 5,5.109 (đ/MW) 222 P max 4.7 Bảng tổng kết tiêu kinh tế-kỹ thuật mạng điện Kết tính tiêu kinh tế – kỹ thuật mạng điện thiết kế tổng hợp bảng 4.2 Đơn vị Giá trị Tổng công suất phụ tải cực đại MW 222 Tổng chiểu dài đường dây Km 388 Tổng công suất máy biến áp hạ áp MVA 328 4.Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 109 đ 1233 5.Tổng vốn đầu tư đường dây 109đ 985 6.Tổng vốn đầu từ trạm biến áp 109đ 248 Tổng điện phụ tải tiêu thụ 103 MWh 1110 ∆𝑈𝑚𝑎𝑥𝑏𝑡 % 6,2 ∆𝑈𝑚𝑎𝑥𝑠𝑐 % 12,5 MW 8,94 11.Tổng tốn thất công suất ∆𝑃% % 4,6 12 Tổng tổn thất điện ∆𝐴 MWh 36816 13.Tổng tổn thất điện ∆A % % 3,3 14.Chi phí vận hành hàng năm 109 93 15.Chi phí tính toán hàng năm Các tiêu 10.Tổng tốn thất công suất ∆𝑃 16.Giá thành truyền tải điện 17.Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải cực đại 61 10 247 đ/kWh 83,78 10 đ/MW 5,5 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] Trần Bách Ổn định hệ thống điện Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2001 [4] Trần Bách Tối ưu hóa chế độ 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 62 63 ... ∆