Đồ án thiết kế mạng điện 110Kv 9đ (HUMG)

LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng nâng cao nhanh chóng. Nhu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt không ngừng tăng trưởng. Bởi vì điện năng co nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành các năng nượng khác, dễ dàng truyền tải và phân phối. Đặc điểm chính của hệ thống lưới điện truyền tải và phân phối là cung cấp điện trực tiếp cho người tiêu dùng, vì thế mạng điện được thiết kế phải đảm bảo chất lượng điện năng, đáp ứng được nhu cầu sử dụng điện năng của nhân dân và các công ty xí nghiệp. Mạng điện 110kV và trạm biến áp 11022kV là bộ phận quan trọng của hệ thống điện truyền tải và phân phối, nếu bị sự cố sẽ ảnh hưởng tới độ tin cậy cung cấp điện của toàn hệ thống. Để thiết kế được thì đòi hỏi người kỹ sư phải có tay nghề cao và có nhiều kinh nghiệm trong thực tế. Vì thế em xin làm đồ án môn học về đề tài này để lấy thêm nhiều kinh nghiệm cho mai sau. Mặc dù, em đã rất cố gắng nhưng do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đồ án môn học khó tránh khỏi sai sót. Rất mong đón nhận được những đóng góp quý báu từ thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn Hà nội, ngày 09 tháng 12 năm 2021 Trần Minh HảiNHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Giảng viên hướng dẫn ThS. Nguyễn Thị Bích Hậu KHOA CƠ ĐIỆNBỘ MÔN: ĐIỆN KHÍ HÓAĐỒ ÁN MÔN HỌC HỆ THỐNG ĐIỆN 2ĐỀ TÀI SỐ 3Sinh viên: Trần Minh HảiMSSV: 1821060079Lớp : HTĐ K63 Nghành: Kỹ thuật điệnNgười hướng dẫn: GV.ThS. Nguyễn Thị Bích HậuNgày nhận đề tài : 23102021Ngày hoàn thành : 10122021A. Đề tài: Thiết kế hệ thống điện 110kVB. Số liệu ban đầu: 1. Nguồn phụ tải: Nguồn điện Đủ cung cấp cho tải với cosφ=0.8 Điện áp thanh cái cao áp:• 1,1 Uđm lúc phụ tải cực đại• 1,05 Uđm lúc phụ tải cực tiểu• 1,1 Uđm lúc sự cốPhụ tải123456Pmax (MW)151723 201416Cos (phụ tải)0.80.750.750.80.750.8Pmin (%Pmax)404040404040Tmax (giờnăm)550055005500550055005500Yêu cầu cung cấp điệnLTLTLTLT Uđm thứ cấp trạm phân phối (kV)222222222222Yêu cầu điều chỉnh điện áp phía thứ cấp±5%±5%±5%±5%±5%±5% Bảng 1.1 Số liệu phụ tải Giá tiền 1kWh điện năng tổn thất: 1650 đồng Giá tiền 1 kVAr thiết bị bù: 250.000 đồngC. Nhiệm vụ thiết kế1. Cân bằng công suất trong mạng điện. Xác định bù công suất kháng.2. Đề suất các phương án nối dây của mạng điện và chọn phương án đáp ứng kỹ thuật.3. So sánh kinh tế và chọn phương án hợp lý.4. Xác định số lượng công suất MBA của trạm phân phối. Sơ đồ nối dây của trạm. Sơ đồ nối dây của mạng điện.5. Xác định dung lượng bù kinh tế và giảm tổn thất điện năng.6. Tính toán cân bằng công suất trong mạng điện. Xác định và phân phối thiết bị bù cưỡng bức.7. Tính toán các tình trạng làm việc của mạng điện lúc phụ tải cực đại, cực tiểu và sự cố.8. Điều chỉnh điện áp: chọn đầu phân áp của máy biến áp.9. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện thiết kế.10. Các bản vẽ (A1 hoặc A2, A3): sơ đồ nối dây các phương án, sơ đồ nguyên lý của mạng điện thiết kế, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. 54 3 N162 10km Bố trí vị trí các phụ tải Chữ ký GVHD: GV.ThS. Nguyễn Thị Bích Hậu CHƯƠNG ICÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN1. Nội dung: Trong hệ thống điện cần phải có sự cân bằng công suất tác dụng và phản kháng. Cân bằng công suất là một trong những bài toán quan trọng nhằm đánh giá khả năng cung cấp của các nguồn cho phụ tải, từ đó lập phương án nối dây thích hợp và xác định dung lượng bù hợp lý. Tại mỗi thời điểm luôn phải đảm bảo cân bằng giữa lượng điện năng sản xuất và tiêu thụ. Mỗi mức cân bằng công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q để xác định một giá trị tần số và điện áp. Để đơn giản bài toán, ta coi sự thay đổi công suất tác dụng P ảnh hưởng chủ yếu đến tần số, còn sự cân bằng công suất phản kháng Q ảnh hưởng chủ yếu đến điện áp. Cụ thể là khi nguồn phát không đủ công suất P cho phụ tải thì tần số bị giảm đi và ngược lại. Khi thiếu công suất Q thì điện áp bị giảm và ngược lại. Trong mạng điện, tổn thất công suất phản kháng lớn hơn công suất tác dụng, nên khi các máy phát điện được lựa chọn theo sự cân bằng công suất tác dụng thì trong mạng điện thiếu công suất phản kháng. Điều này dẫn đến xấu các tình trạng làm việc của các hộ dùng điện, thậm chí làm ngừng sự truyền động của các máy công cụ trong xí nghiệp, gây thiệt hại rất lớn, đồng thời làm hạ thấp điện áp của mạng và làm xấu tình trạng làm việc của mạng. cho nên việc bù công suất phản kháng là vô cùng cần thiết2. Cân bằng công suất tác dụng: Cân bằng công suất tác dụng để giữ tần số ổn định trong hệ thống và được biểu diễn bằng biểu thức tổng quát: ∑▒PF=∑▒Pyc=m∑▒Ppt+∑▒∆Pmd+∑▒Ptd+ ∑▒Pdt∑▒PF : Tổng công suất tác dụng phát ra do các nhà máy phát điện của các nhà máy trong hệ thống.∑▒Pyc : Tổng công suất yêu cầu.m: Hệ số đồng thời ( giả thiết chọn 0.8). ∑▒Ppt : Tổng phụ tải tác dụng cực đại của hộ tiêu thụ.∑▒∆Pmd: Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp.∑▒Ptd: Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện.∑▒Pdt: Tổng công suất dự trữ.2.1. Tổng phụ tải: ∑▒Ppt=Ppt1+Ppt2+Ppt3+Ppt4+Ppt5+Ppt6=15+17+23+20+14+16=105(MW).2.2. Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp. Theo thống kê thì tổn thất công suất tác dụng của đường dây và máy biến áp trong trường hợp lưới cao áp. ∑▒∆Pmd=10% ×m× ∑▒Ppt ∑▒∆Pmd=0,1×0,8×105=8,4(MW).2.3. Công suất tự dùng ∑▒Ppt của nhà máy điện và Công suất dự trữ của hệ thống.a). Công suất tự dùng của nhà máy điện:Tính theo phần trăm của (m×∑▒Ppt +∑▒∆Pmd)Nhà máy phát điện 3 ÷ 7%Nhà máy thủy điện 1 ÷ 2%b). Công suất dự trữ của hệ thống: Dự trữ sự cố thường lấy bằng công suất của một tổ máy lớn nhất trong hệ thống điện. Dự trữ phụ tải là dự trù cho phụ tải tăng bất thường ngoài dự báo: 2 3% phụ tải tổng. Dự trữ phát triển nhằm đáp ứng phát triển phụ tải 5 15 năm sau Tổng quát dự trữ hệ thống lấy bằng 10 15% tổng phụ tải của hệ thống. Trong thiết kế môn học giả thiết nguồn điện đủ cung cấp hoàn toàn cho nhu cầu công suất tác dụng và chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng của nhà máy điện nên tính cân bằng công suất tác dụng như sau: ∑▒PF=m×∑▒Ppt + ∑▒∆Pmd = 0,8 ×105 + 8,4 = 92,4(MW)3. Cân bằng công suất phản kháng. Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điênh áp bình thường trong hệ thống điện. Cân bằng công suất phản kháng được biểu thị qua công thức sau: ∑QF +Qbù∑=m∑Qpt+∑∆QB+∑∆QL∑QC+∑Qtd+∑Qdt Trong đó:∑QF: Tổng công suất phát ra của các máy phát điện. Trong thiết kế môn học chỉ thiết kế từ thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng của nhà máy nên chỉ cần cân bằng từ thanh cái cao áp.Qbù∑: Dung lượng công suất phản kháng cần bù trong hệ thống.m∑Qpt: Tổng phụ tải phản kháng của mạng điện có xét đến hệ số đồng thời.∑∆QB: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp có thể ước lượng với ΣΔQB = (8 ÷ 12%)ΣSpt .∑∆QL: Tổng tổn thất công suất kháng trên cảm kháng đường dây.∑QC : Tổng tổn thất công suất kháng do điện dung đường dây.∑Qtd : Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống.∑Qdt : Tổng công suất phản kháng dự trữ của hệ thống.Tổng công suất phát ra của máy điện: Theo yêu cầu đề bài nguồn đủ cung cấp cho phụ tải với cosφ = 0,8 nên xem như cosφ nguồn là 0,8. ∑QF = ∑▒PF × tgφF ∑QF= 92,4 × tan(cos1(0,8)) = 69,3 ( MVAr).Tổng phụ tải phản kháng của mạng điện có xét đến hệ số đồng thời. S=Pcosφ ; Q = √(S2P2 )STTCông suất phụ tải (MW)cosφSpt (MVA)Qpt(MVAr)1150,818,7511,252170,7522,6714,503230,7530,6720,294200,825155140,7518,6712,356160,82012Tổng105135,7685,39 Bảng 1.1 Tổng phụ tải phản kháng của mạng điện∑Spt= Spt1+ Spt2 + Spt3 + Spt4 + Spt5 + Spt6 = 26,25+25,33+31,25+32,5+18,66+25 = 135,76 (MVAr).∑Qpt= Qpt1 + Qpt2 + Qpt3 + Qpt4 + Qpt5 + Qpt6 =15,75+16,75+18,75+19,5+12,33+15 = 85,39 (MVAr).m∑Qpt= 0,8 × 85,39 = 68,31 (MVAr).Tổng công suất phản kháng trên máy biến áp. Có thể ước lượng : ∑∆QB=(812)% ∑Spt Chọn ∑∆QB 10% × ∑Spt = 0,1 × 135,76 = 13,58 (MVAr). Lượng công suất kháng cần bù:Qbù∑ = m∑Qpt +∑∆QB∑QF= 68,31 +13,58 69,3 = 12,59 (MVAr). Do Qbù∑ >0 nên hệ thống cần đặt thêm thiết bị bù để cân bằng công suất kháng.Tính toán bù công suất kháng. Trong phần này chỉ thực hiện bù sơ bộ, dự kiến bù sơ bộ theo nguyên tắc: bù ưu tiên cho các phụ tải ở xa cosφ thấp hoặc phụ tải có công suất tiêu thụ lớn. Ta có thể tạm cho một lượng Qbù ở một số tải sao cho ∑Qbù=Qbù∑. Sau đó tính cosφ’Sau khi bù theo công thức.Cosφi’ = P_i(S_i ) với Si’=√(P_i2+(〖Q_iQ_(bù i))〗2 )STTP(MW)Q(MVAr)CosφQbù(MVAr)QptQbù(MVAr)S’(MVA)Cosφ’11511,250,80011,2518,750,8021714,500,753,5310,9720,230,8432320,290,755,4314,8627,380,84420150,80015250,8051412,350,753,638,7216,490,84616120,80012200,80Tổng10585,3912,5972,8127,85Bảng 1.2 Bảng số liệu phụ tải sau khi bù sơ bộ Số liệu này sẽ được dùng trong phần so sánh phương án chọn dây chọn công suất máy biến áp. Nếu sau này khi tính chính xác lại sự phân bố thiết bị bù mà một phụ tải không được bù nhưng lại được bù sơ bộ thì ta phải kiểm tra lại tiết diện dây và công suất máy biến áp đã chọn.CHƯƠNG IIDỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT1. Lựa chọn điện áp tải điện. Theo đề tài đã cho cấp điện áp của mạng điện là 110kV nên trong phần này ta cần kiểm tra lại cấp điện áp của mạng điện có phù hợp với công suất tải và khoảng cách truyền tải dựa vào công thức: U= 4,34√(L+16P_t ) Trong đó: Pt : Công suất truyền tải L : Khoảng cách truyền tảiSTTP (kW)L (km)U (kV)115 × 10350,9931,06217 × 10358,3033,21323 × 1036033,72420 × 10336,0526,17514 × 10364,0334,78616 × 10336,0526,15Bảng 2.1. Bảng điện ápTheo số liệu tính toán ở trên ta chọn cấp điện áp 110kV là phù hợp với công suất tải và khoảng cách truyền tải.2. Chọn sơ đồ nối dây của mạng điện. Sơ đồ nối dây của mạng điện phụ thuộc nhiều yếu tố: số lượng phụ tải, vị trí phụ tải, mức độ liên tục cung cấp điện, công tác vạch tuyến, sự phát triển của phụ tải và khả năng vận hành của mạng điện. Trong phạm vi đồ án môn học tạm thời nối các điểm để có phương án đi dây. Theo sơ đồ cung cấp điện nguồn và phụ tải, ta chia phụ tải thành khu vực như sau :  Khu vực 1: Gồm các phụ tải 2,3,4 và 5 có yêu cầu cung cấp điện liên tục. Ta thiết kế phương án cấp điện cho các phụ tải trên là mạch kín hoạc kép.  Khu vực 2: Gồm các phụ tải 1 và 6 không yêu cầu cung cấp điện liên tục. Ta thiết kế phương án cấp điện cho các phụ tải trên là mạch đơn. Từ đó ta có các phương án sau : 3. Tính toán các phương án3.1. Phương án 1. A. Phân bố công suất và chọn dây.54 3 N162 Công suất đường dây khu vực tải 3 và 4 .S ̇N4= (S ̇_4×(l_34+l_3 )+S ̇_3×l_3)(l_3+l_34+l_4 ) = ((20+j15)×(50+60)+(23+j14,86)×60)(60+50+36,05) = 24,51+j17,04 (MVA).S ̇N3=(S ̇_3×(l_34+l_4 )+S ̇_4×l_4)(l_3+l_34+l_4 ) = ((23+j14,86)×(50+36,05)+(20+j15)×36,05)(60+50+36,05) = 18,48+j12,45 (MVA).S ̇34 = S ̇_3S ̇_N3 = (23+j14,86)( 18,48+j12,45) = 4,52+j2,41 (MVA).Đường dây lộ kép N2, công suất trên 1 lộ .S ̇N21lo=(17+j10,97)2= 8,5+j8,98 (MVA).Đường dây lộ kép N5, công suất trên 1 lộ:S ̇N51lo=(14+j8,72)2= 7+j4,36 (MVA).

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN ĐIỆN KHÍ HĨA ====o0o==== ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Bích Hậu Sinh viên thực hiện: Trần Minh Hải MSSV: 1821060079 Lớp : Hệ Thống Điện K63 Hà Nội, ngày 09 tháng 12 năm 2021 LỜI MỞ ĐẦU - - Ngày nay, kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng Nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt không ngừng tăng trưởng Bởi điện co nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành nượng khác, dễ dàng truyền tải phân phối Đặc điểm hệ thống lưới điện truyền tải phân phối cung cấp điện trực tiếp cho người tiêu dùng, mạng điện thiết kế phải đảm bảo chất lượng điện năng, đáp ứng nhu cầu sử dụng điện nhân dân công ty xí nghiệp Mạng điện 110kV trạm biến áp 110/22kV phận quan trọng hệ thống điện truyền tải phân phối, bị cố ảnh hưởng tới độ tin cậy cung cấp điện toàn hệ thống Để thiết kế địi hỏi người kỹ sư phải có tay nghề cao có nhiều kinh nghiệm thực tế Vì em xin làm đồ án môn học đề tài để lấy thêm nhiều kinh nghiệm cho mai sau Mặc dù, em cố gắng thời gian kiến thức cịn hạn chế nên đồ án mơn học khó tránh khỏi sai sót Rất mong đón nhận đóng góp q báu từ thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn ! Hà nội, ngày 09 tháng 12 năm 2021 Trần Minh Hải NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giảng viên hướng dẫn ThS Nguyễn Thị Bích Hậu KHOA CƠ ĐIỆN BỘ MƠN: ĐIỆN KHÍ HĨA ĐỒ ÁN MƠN HỌC HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỀ TÀI SỐ Sinh viên: Trần Minh Hải MSSV: 1821060079 Lớp : HTĐ K63 Nghành: Kỹ thuật điện Người hướng dẫn: GV.ThS Nguyễn Thị Bích Hậu Ngày nhận đề tài : 23/10/2021 Ngày hồn thành : 10/12/2021 A Đề tài: Thiết kế hệ thống điện 110kV B Số liệu ban đầu: Nguồn phụ tải: Phụ tải Pmax (MW) Cos (phụ tải) Pmin (%Pmax) Tmax (giờ/năm) Yêu cầu cung cấp điện 15 0.8 40 5500 - - Đủ cung cấp cho tải với cosφ=0.8 - Điện áp cao áp: • 1,1 Uđm lúc phụ tải cực đại • 1,05 Uđm lúc phụ tải cực tiểu • 1,1 Uđm lúc cố 17 23 20 14 16 0.75 0.75 0.8 0.75 0.8 40 40 40 40 40 5500 5500 5500 5500 5500 LT LT LT LT - Uđm thứ cấp trạm phân phối (kV) Yêu cầu điều chỉnh điện áp phía thứ cấp 22 22 22 22 22 22 ±5% ±5% ±5% ±5% ±5% ±5% Nguồn điện Bảng 1.1 Số liệu phụ tải - Giá tiền 1kWh điện tổn thất: 1650 đồng - Giá tiền kVAr thiết bị bù: 250.000 đồng C Nhiệm vụ thiết kế Cân công suất mạng điện Xác định bù công suất kháng Đề suất phương án nối dây mạng điện chọn phương án đáp ứng kỹ thuật So sánh kinh tế chọn phương án hợp lý Xác định số lượng công suất MBA trạm phân phối Sơ đồ nối dây trạm Sơ đồ nối dây mạng điện Xác định dung lượng bù kinh tế giảm tổn thất điện Tính tốn cân công suất mạng điện Xác định phân phối thiết bị bù cưỡng Tính tốn tình trạng làm việc mạng điện lúc phụ tải cực đại, cực tiểu cố Điều chỉnh điện áp: chọn đầu phân áp máy biến áp Các tiêu kinh tế -kỹ thuật mạng điện thiết kế 10 Các vẽ (A1 A2, A3): sơ đồ nối dây phương án, sơ đồ nguyên lý mạng điện thiết kế, tiêu kinh tế kỹ thuật N 10km 10km Bố trí vị trí phụ tải Chữ ký GVHD: GV.ThS Nguyễn Thị Bích Hậu Đờ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI CHƯƠNG I CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Nội dung: Trong hệ thống điện cần phải có cân công suất tác dụng phản kháng Cân cơng suất tốn quan trọng nhằm đánh giá khả cung cấp nguồn cho phụ tải, từ lập phương án nối dây thích hợp xác định dung lượng bù hợp lý Tại thời điểm phải đảm bảo cân lượng điện sản xuất tiêu thụ Mỗi mức cân công suất tác dụng P công suất phản kháng Q để xác định giá trị tần số điện áp Để đơn giản toán, ta coi thay đổi công suất tác dụng P ảnh hưởng chủ yếu đến tần số, cân công suất phản kháng Q ảnh hưởng chủ yếu đến điện áp Cụ thể nguồn phát không đủ cơng suất P cho phụ tải tần số bị giảm ngược lại Khi thiếu công suất Q điện áp bị giảm ngược lại Trong mạng điện, tổn thất công suất phản kháng lớn công suất tác dụng, nên máy phát điện lựa chọn theo cân công suất tác dụng mạng điện thiếu cơng suất phản kháng Điều dẫn đến xấu tình trạng làm việc hộ dùng điện, chí làm ngừng truyền động máy cơng cụ xí nghiệp, gây thiệt hại lớn, đồng thời làm hạ thấp điện áp mạng làm xấu tình trạng làm việc mạng việc bù công suất phản kháng vô cần thiết Cân công suất tác dụng: Cân công suất tác dụng để giữ tần số ổn định hệ thống biểu diễn biểu thức tổng quát: ∑ 𝑃F=∑ 𝑃yc=m∑ 𝑃pt+∑ ∆𝑃md+∑ 𝑃td+ ∑ 𝑃dt ∑ 𝑃F : Tổng công suất tác dụng phát nhà máy phát điện nhà máy hệ thống ∑ 𝑃yc : Tổng công suất yêu cầu m: Hệ số đồng thời ( giả thiết chọn 0.8) ∑ 𝑃pt : Tổng phụ tải tác dụng cực đại hộ tiêu thụ ∑ ∆𝑃md: Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp ∑ 𝑃td: Tổng công suất tự dùng nhà máy điện ∑ 𝑃dt: Tổng công suất dự trữ Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI 2.1 Tổng phụ tải: ∑ 𝑃pt=Ppt1+Ppt2+Ppt3+Ppt4+Ppt5+Ppt6=15+17+23+20+14+16=105(MW) 2.2 Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp Theo thống kê tổn thất cơng suất tác dụng đường dây máy biến áp trường hợp lưới cao áp ∑ ∆𝑃md=10% × m × ∑ 𝑃pt ∑ ∆𝑃md=0,1× 0,8 × 105=8,4(MW) 2.3 Cơng suất tự dùng ∑ 𝑷pt nhà máy điện Công suất dự trữ hệ thống a) Công suất tự dùng nhà máy điện: Tính theo phần trăm (m× ∑ 𝑃pt +∑ ∆𝑃md) Nhà máy phát điện ÷ 7% Nhà máy thủy điện ÷ 2% b) Cơng suất dự trữ hệ thống: - Dự trữ cố thường lấy công suất tổ máy lớn hệ thống điện - Dự trữ phụ tải dự trù cho phụ tải tăng bất thường dự báo: - 3% phụ tải tổng - Dự trữ phát triển nhằm đáp ứng phát triển phụ tải - 15 năm sau Tổng quát dự trữ hệ thống lấy 10 - 15% tổng phụ tải hệ thống Trong thiết kế môn học giả thiết nguồn điện đủ cung cấp hồn tồn cho nhu cầu cơng suất tác dụng cân từ cao áp trạm biến áp tăng nhà máy điện nên tính cân cơng suất tác dụng sau: ∑ 𝑃F=m× ∑ 𝑃pt + ∑ ∆𝑃md = 0,8 × 105 + 8,4 = 92,4(MW) Cân công suất phản kháng Cân công suất phản kháng nhằm giữ điênh áp bình thường hệ thống điện Cân cơng suất phản kháng biểu thị qua công thức sau: ∑QF +Qbù∑=m∑Qpt+∑∆QB+∑∆QL-∑QC+∑Qtd+∑Qdt Trong đó: ∑QF: Tổng cơng suất phát máy phát điện Trong thiết kế môn học thiết kế từ cao áp trạm biến áp tăng nhà máy nên cần cân từ cao áp Qbù∑: Dung lượng công suất phản kháng cần bù hệ thống m∑Qpt: Tổng phụ tải phản kháng mạng điện có xét đến hệ số đồng thời ∑∆QB: Tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp ước lượng với ΣΔQB = (8 ÷ 12%)ΣSpt ∑∆QL: Tổng tổn thất công suất kháng cảm kháng đường dây ∑QC : Tổng tổn thất công suất kháng điện dung đường dây Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI ∑Qtd : Tổng công suất tự dùng nhà máy điện hệ thống ∑Qdt : Tổng công suất phản kháng dự trữ hệ thống Tổng công suất phát máy điện: Theo yêu cầu đề nguồn đủ cung cấp cho phụ tải với cosφ = 0,8 nên xem cosφ nguồn 0,8 ∑QF = ∑ 𝑃F × tgφF ∑QF= 92,4 × tan(cos-1(0,8)) = 69,3 ( MVAr) Tổng phụ tải phản kháng mạng điện có xét đến hệ số đờng thời 𝑃 S= ; Q = √𝑆 − 𝑃2 𝑐𝑜𝑠𝜑 Công suất phụ tải cosφ Spt (MVA) Qpt(MVAr) (MW) 15 0,8 18,75 11,25 17 0,75 22,67 14,50 23 0,75 30,67 20,29 20 0,8 25 15 14 0,75 18,67 12,35 16 0,8 20 12 105 135,76 85,39 Tổng Bảng 1.1 Tổng phụ tải phản kháng mạng điện ∑Spt= Spt1+ Spt2 + Spt3 + Spt4 + Spt5 + Spt6 = 26,25+25,33+31,25+32,5+18,66+25 = 135,76 (MVAr) ∑Qpt= Qpt1 + Qpt2 + Qpt3 + Qpt4 + Qpt5 + Qpt6 =15,75+16,75+18,75+19,5+12,33+15 = 85,39 (MVAr) m∑Qpt= 0,8 × 85,39 = 68,31 (MVAr) STT Tổng công suất phản kháng máy biến áp Có thể ước lượng : ∑∆QB=(8-12)% ∑Spt Chọn ∑∆QB 10% × ∑Spt = 0,1 × 135,76 = 13,58 (MVAr) Lượng công suất kháng cần bù: Qbù∑ = m∑Qpt +∑∆QB-∑QF= 68,31 +13,58 - 69,3 = 12,59 (MVAr) Do Qbù∑ >0 nên hệ thống cần đặt thêm thiết bị bù để cân cơng suất kháng Tính tốn bù công suất kháng Trong phần thực bù sơ bộ, dự kiến bù sơ theo nguyên tắc: bù ưu tiên cho phụ tải xa cosφ thấp phụ tải có cơng suất tiêu thụ lớn Ta tạm cho lượng Qbù số tải cho ∑Qbù=Qbù∑ Sau tính cosφ’ Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI Sau bù theo công thức Cosφi’ = STT 𝑃𝑖 𝑆𝑖′ với Si’=√𝑃𝑖2 + (𝑄𝑖 − 𝑄𝑏ù 𝑖 )2 P (MW) Q Cosφ (MVAr) Qbù Qpt-Qbù S’ Cosφ’ (MVAr) (MVAr) (MVA) 15 11,25 0,80 11,25 17 14,50 0,75 3,53 10,97 23 20,29 0,75 5,43 14,86 20 15 0,80 15 14 12,35 0,75 3,63 8,72 16 12 0,80 12 85,39 12,59 72,8 Tổng 105 Bảng 1.2 Bảng số liệu phụ tải sau bù sơ 18,75 20,23 27,38 25 16,49 20 127,85 0,80 0,84 0,84 0,80 0,84 0,80 Số liệu dùng phần so sánh phương án chọn dây chọn công suất máy biến áp Nếu sau tính xác lại phân bố thiết bị bù mà phụ tải không bù lại bù sơ ta phải kiểm tra lại tiết diện dây công suất máy biến áp chọn CHƯƠNG II DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT Lựa chọn điện áp tải điện Theo đề tài cho cấp điện áp mạng điện 110kV nên phần ta cần kiểm tra lại cấp điện áp mạng điện có phù hợp với công suất tải khoảng cách truyền tải dựa vào cơng thức: U= 4,34√𝐿 + 16𝑃𝑡 Trong đó: Pt : Công suất truyền tải L : Khoảng cách truyền tải STT P (kW) 15 × 10-3 17 × 10-3 23 × 10-3 20 × 10-3 14 × 10-3 16 × 10-3 L (km) 50,99 58,30 60 36,05 64,03 36,05 Bảng 2.1 Bảng điện áp U (kV) 31,06 33,21 33,72 26,17 34,78 26,15 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI Theo số liệu tính tốn ta chọn cấp điện áp 110kV phù hợp với công suất tải khoảng cách truyền tải Chọn sơ đồ nối dây mạng điện Sơ đồ nối dây mạng điện phụ thuộc nhiều yếu tố: số lượng phụ tải, vị trí phụ tải, mức độ liên tục cung cấp điện, công tác vạch tuyến, phát triển phụ tải khả vận hành mạng điện Trong phạm vi đồ án môn học tạm thời nối điểm để có phương án dây Theo sơ đồ cung cấp điện nguồn phụ tải, ta chia phụ tải thành khu vực sau :  Khu vực 1: Gồm phụ tải 2,3,4 có yêu cầu cung cấp điện liên tục Ta thiết kế phương án cấp điện cho phụ tải mạch kín hoạc kép  Khu vực 2: Gồm phụ tải không yêu cầu cung cấp điện liên tục Ta thiết kế phương án cấp điện cho phụ tải mạch đơn Từ ta có phương án sau : Phương án Phương án Phương án Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI  Đường dây N-3 j∆QC3-4 jXB3 j∆QCN-3 ∆PFe+j∆QFe j∆QC3-4 ∆PFe+j∆QFe ST3 j∆QCN-3 RB3 P4+j(Q4-Qbù4) P3+j(Q3-Qbù3)  Tính điện áp tại nút - Công suất đầu tổng trở đường dây N-3 (Có từ kết tính ngược) 𝑔 ′̇ 𝑆𝑁−3 = 48,18+j39,09 (MVA) - Khi phụ tải cực đại: UN = 1,1 × Uđm =1,1×110 = 121 (kv) - Tổn thất điện áp đường dây N-3: ∆𝑈𝑁−3 = ′ ′ 𝑃𝑁−3 ×𝑅𝑁−3 +𝑄𝑁−3 ×𝑋𝑁−3 𝑈𝑁 = 48,18×16,20+39,09×25,20 121 = 14,59 (kV) - Điện áp tại nút 3: U3 = UN - ∆𝑈𝑁−3 = 121-14,59 = 106,41 (kV) - Công suất qua tổng trở trạm biến áp T3: ′ 𝑆𝑇3 = (P3+jQ3)+( ∆𝑃𝐵3 +j∆𝑄𝐵3 ) = (23+j15,59)+(0,08+j1,78) = 23,08+j17,37 (MVA) - Tổn thất điện áp qua trạm T3: ∆𝑈𝑇3 = ′ ′ 𝑃𝑇3 ×𝑅𝐵3 +𝑄𝑇3 ×𝑋𝐵3 𝑈4 = 23,08×1,27+17,37×27,95 106,41 = 4,84 (kV) - Điện áp tại nút 3’ quy phía cao áp: 𝑈3′ = U3 -∆𝑈𝑇3 = 105,41– 4,84 = 100,57 (kV) - Do máy biến áp chọn số cấp điện áp 115/22kV nên ta có tỷ số điện áp k sau: 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 k= 𝑈𝑘𝑡 ℎạ Upa cao: điện áp đầu phân áp phía cao áp Upa cao = 115 (kV) Ukt hạ: điện áp khơng tải phía hạ áp Ukt hạ = 1,1×Uđm = 1,1×22 = 24,2 (kV) 100 Đờ án thiết kế mạng điện 110kV Do đó: k = 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 𝑈𝑘𝑡 ℎạ = 115 24,2 SVTH: TRẦN MINH HẢI = 4,75 - Điện áp phía hạ áp: 𝑈ℎạ 𝑞𝑢𝑦 𝑣ề 𝑐𝑎𝑜 100,57 U3 hạ = = = 21,17 (kV) 𝐾 4,75 𝑈3 ℎạ −𝑈đ𝑚 ℎạ - % độ lệch điện áp = 𝑈đ𝑚 ℎạ 21,17−22 ×100 = 22 ×100 = -3,77 %  Tính điện áp tại nút - Công suất đầu tổng trở đường dây 3-4 (Có từ kết tính ngược) 𝑔 ̇ ′ = 21+j16,68 (MVA) 𝑆𝑁−4 - Khi phụ tải cực đại: UN = 1,1 × Uđm =1,1×110 = 121 (kv) - Tổn thất điện áp đường dây 3-4: ∆𝑈𝑁−4 = ′ ′ 𝑃𝑁−4 ×𝑅3−4 +𝑄𝑁−4 ×𝑋3−4 𝑈𝑁 = 21×16,50+16,68×21,50 121 = 5,65 (kV) - Điện áp tại nút 3-4: U4 = UN - ∆𝑈𝑁−4 = 121-5,65 = 115,35 (kV) - Công suất qua tổng trở trạm biến áp T4: ′ 𝑆𝑇4 = (P4+jQ4)+( ∆𝑃𝐵4 +j∆𝑄𝐵4 ) = (20+j14,53)+(0,06+j1,41) = 20,06+j15,94 (MVA) - Tổn thất điện áp qua trạm T4: ∆𝑈𝑇4 = ′ ′ 𝑃𝑇4 ×𝑅𝐵4 +𝑄𝑇4 ×𝑋𝐵4 𝑈4 = 20,06×1,27+15,94×27,95 115,35 = 4,08 (kV) - Điện áp tại nút 4’ quy phía cao áp: 𝑈4′ = U4 -∆𝑈𝑇4 = 115,35 – 4,08 = 111,27(kV) - Do máy biến áp chọn số cấp điện áp 115/22kV nên ta có tỷ số điện áp k sau: 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 k= 𝑈𝑘𝑡 ℎạ Upa cao: điện áp đầu phân áp phía cao áp Upa cao = 115 (kV) Ukt hạ: điện áp khơng tải phía hạ áp Ukt hạ = 1,1×Uđm = 1,1×22 = 24,2 (kV) 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 115 Do đó: k = = = 4,75 𝑈𝑘𝑡 ℎạ 24,2 - Điện áp phía hạ áp: 𝑈ℎạ 𝑞𝑢𝑦 𝑣ề 𝑐𝑎𝑜 111,27 U4 hạ = = = 23,43 (kV) 𝐾 4,75 𝑈4 ℎạ −𝑈đ𝑚 ℎạ - % độ lệch điện áp = 𝑈đ𝑚 ℎạ 23,43−22 ×100 = 101 22 ×100 = 6,5 % Đờ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI Các bảng tổng kết kết tính tốn lúc phụ tải gặp cố Công suất kháng Tổn thất công Tổn thất công điện dung đường dây Đường dây suất tác dụng suất phản kháng sinh ΔQC (kể ΔPL (MW) ΔQL (MVAr) đầu) (MVAr) 0,33 0,52 1,44 N-1 0,49 0,64 1,84 N-2 4,04 6,30 1,70 N-3 0,88 1,15 1,62 3-4 0,64 0,83 2,02 N-5 0,31 0,49 1,02 N-6 6,69 9,93 9,64 Tổng Bảng 7.5 Đường dây Trạm biến áp Tổng Phụ tải ΔPFe ΔQFe ΔPCu = ΔPB ΔQCu = ΔQB (MW) (MVAr) (MW) (MVAr) 0,029 0,200 0,06 1,28 0,042 0,272 0,05 1,08 0,058 0,400 0,08 1,78 0,058 0,400 0,06 1,41 0,042 0,272 0,06 1,25 0,029 0,200 0,10 2,10 0,258 1,744 0,41 8,90 Bảng 7.6 Tổn thất cơng suất trạm biên áp Điện áp phía cao áp (kV) Điện áp phía hạ áp quy phía cao áp (kV) Điện áp phía hạ áp (kV) 119,00 114,84 25,05 117,23 115,17 24,25 106,41 100,57 21,17 115,35 111,27 23,43 115,31 109,93 23,14 118,19 112,29 23,64 Bảng 7.7 Kết điện áp lúc phụ tải gặp cố 102 % độ lệch điện áp phía thứ cấp 13,86 10,23 -3,77 6,50 5,18 7,45 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI Công suất tác dụng Công suất phản kháng Đường dây đầu đường dây PS đầu đường dây QS (MW) (MVAr) 15,43 7,82 N-1 17,58 3,78 N-2 48,18 38,25 N-3 21,00 15,87 N-4 14,74 12,68 N-5 16,44 11,42 N-6 Tổng công suất nguồn 133,37 89,82 Bảng 7.8 Bảng kết công suất phát từ cao áp ng̀n lên đường dây có nối với nguồn  Hệ số công suất nguồn: 𝑃 133,37 CosφN = 𝑁 = 𝑆𝑁 √133,37 +89,822 = 0,83 CHƯƠNG VIII ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN Mở đầu Nhiều biện pháp điều chỉnh điện áp phụ tải điện áp dụng nhằm đảm bảo chất lượng điện áp vận hành, đặt thiết bị bù, phân bố công suất hợp lý mạng điện, thay đổi đầu phân áp máy biến áp thường máy biến áp điều áp tải Trong phạm vi đồ án mơn học ngồi việc điều chỉnh cao áp nguồn tính tốn chọn đầu phân áp trạm giảm áp nhằm đảm bảo điện áp hạ áp phạm vi độ lệch cho phép Việc chọn máy biến áp có đầu phân áp điều chỉnh thường (phải cắt tải thay đổi đầu phân áp), hay máy biến áp có đầu phân áp điều tải phụ thuộc vào việc tính toán chọn đầu phân áp ứng với chế độ làm việc khác mạng điện vào yêu cầu phải điều chỉnh Chọn đầu phân áp Ở chương ta tính tốn điện áp phía hạ áp độ lệch điện áp phía cao áp dùng đầu định mức Tuy nhiên máy biến áp có nhiều đầu phân áp phía cao áp nhằm điều chỉnh điện áp phía hạ áp phạm vi độ lệch cho phép ứng với tính trạng làm việc cực đại, cực tiểu lúc gặp 103 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI cố Từ kết chọn đầu phân áp máy biến áp tình trạng làm việc cực đại, cực tiểu lúc cố mà ta chọn máy biến áp có đầu phân áp điều chỉnh thường hay máy biến áp có đầu phân áp điều tải Chọn máy biến áp có đầu định mức ±8×1,5% theo bảng PL4.4 ( Sách thiết kế mạng điện – Hồ Văn Hiến ) Đầu phân áp % + 12,0% + 10,5% + 9,0% + 7,5% + 6,0% + 4,5% + 3,0% + 1,5% 0% - 1,5% - 3,0% - 4,5% - 6,0% - 7,5% - 9,0% - 10,5% - 12,0% Phụ tải Stt đầu phân áp -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 Bảng 8.1 Thứ tự đầu phân áp Điện áp phía hạ áp qui phía cao áp (kV) Phụ tải cực đại Phụ tải lúc gặp cố 114,84 114,84 117,26 115,17 111,82 100,57 114,22 111,27 113,17 109,93 112,29 112,29 Bảng 8.2 Bảng điện áp hạ áp qui đổi phía cáo áp  Tỷ số biến áp: k= Upa cao(kV) 128,800 127,075 125,350 123,625 121,900 120,175 118,450 116,725 115 113,275 111,550 109,825 108,100 106,375 104,650 102,925 101,200 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 𝑈𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 𝑈1′ 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 = 𝑈1 −∆𝑈𝐵 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 Trong đó: 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 : điện áp ứng với đầu phân áp 104 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI 𝑈𝑘𝑡 ℎ𝑎 : điện áp khơng tải phía thứ cấp thường cao định mức 𝑈𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 1,1× Uđm = 1,1 × 22 = 24,2 (kV) ′ 𝑈1 : điện áp hạ áp quy cao áp 𝑈1 : điện áp phía cao áp máy biến áp mang tải ∆𝑈𝐵 : sụt áp qua máy biến áp 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 : điện áp hạ áp yêu cầu Theo đề ta có điện áp định mức phía thứ cấp 22kV, độ lệch điện áp cho phép ±5% so với điện áp hạ áp yêu cầu 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 = 22÷23,1 (kV) Hình a Sơ đồ thay máy biến áp lúc không tải b Sơ đồ thay máy biến áp lúc mang tải 2.1 Lúc phụ tải cực đại a Máy biến áp trạm 1: 𝑈 24,2 Upa, tt = 𝑈1′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 114,84× = 120,31 (kV) 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 23,1 Chọn đầu phân áp (+4,5%) ứng với Upa cao = 120,175 (kV) 𝑈 24,2 Uha = 𝑈1′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 114,84× = 23,13 (kV) 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 120,175 Độ lệch điến áp: 𝑈 −𝑈 23,13−22 ∆𝑈% = ℎ𝑎 đ𝑚,ℎ𝑎 × 100 = ×100 = 5,14% 𝑈đ𝑚,ℎ𝑎 22 b Máy biến áp trạm 2: 𝑈 24,2 Upa, tt = 𝑈2′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 117,26× = 122,84 (kV) 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 23,1 Chọn đầu phân áp (+7,5%) ứng với Upa cao = 123,625 (kV) 𝑈 24,2 Uha = 𝑈2′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 117,26× = 22,95 (kV) 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 123,625 Độ lệch điến áp: 𝑈 −𝑈 22,95 −22 ∆𝑈% = ℎ𝑎 đ𝑚,ℎ𝑎 × 100 = ×100 = 4,32% 𝑈đ𝑚,ℎ𝑎 22 c Máy biến áp trạm 3: 𝑈 24,2 Upa, tt = 𝑈3′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 111,82× = 117,14 (kV) 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 23,1 Chọn đầu phân áp (+3,0%) ứng với Upa cao = 118,450 (kV) 105 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV Uha = 𝑈3′ × 𝑈𝑘𝑡 ℎ𝑎 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 = 111,82× SVTH: TRẦN MINH HẢI 24,2 118,450 = 22,85 (kV) Độ lệch điến áp: 𝑈 −𝑈 22,85 −22 ∆𝑈% = ℎ𝑎 đ𝑚,ℎ𝑎 × 100 = ×100 = 3,86% 𝑈đ𝑚,ℎ𝑎 22 d Máy biến áp trạm 4: 𝑈 24,2 Upa, tt = 𝑈4′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 118,20× = 123,83 (kV) 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 23,1 Chọn đầu phân áp (+7,5%) ứng với Upa cao = 123,625 (kV) 𝑈 24,2 Uha = 𝑈4′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 118,20× = 23,14 (kV) 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 123,625 Độ lệch điến áp: 𝑈 −𝑈 23,14−22 ∆𝑈% = ℎ𝑎 đ𝑚,ℎ𝑎 × 100 = ×100 = 5,18% 𝑈đ𝑚,ℎ𝑎 22 e Máy biến áp trạm 5: 𝑈 24,2 Upa, tt = 𝑈5′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 113,17× = 118,56 (kV) 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 23,1 Chọn đầu phân áp (+3,0%) ứng với Upa cao = 118,450 (kV) 𝑈 24,2 Uha = 𝑈5′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 113,17× = 23,12 (kV) 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 118,450 Độ lệch điến áp: 𝑈 −𝑈 23,12 −22 ∆𝑈% = ℎ𝑎 đ𝑚,ℎ𝑎 × 100 = ×100 = 5,09% 𝑈đ𝑚,ℎ𝑎 22 f Máy biến áp trạm 6: 𝑈 24,2 Upa, tt = 𝑈6′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 112,29× = 117,64 (kV) 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 23,1 Chọn đầu phân áp (+3,0%) ứng với Upa cao = 118,450 (kV) 𝑈 24,2 Uha = 𝑈6′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 112,29× = 22,94 (kV) 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 118,450 Độ lệch điến áp: 𝑈 −𝑈 22,94 −22 ∆𝑈% = ℎ𝑎 đ𝑚,ℎ𝑎 × 100 = ×100 = 4,27% 𝑈đ𝑚,ℎ𝑎 22 Trạm Uhạ trước Uhạ sau Đầu phân % độ lệch điện áp biến chọn đầu phân chọn đầu phân áp chọn sau điều chỉnh áp áp áp 25,05 (+4,5%) 23,13 5,14 24,69 (+7,5%) 22,95 4,32 23,54 (+3,0%) 22,85 3,86 24,04 (+7,5%) 23,14 5,18 23,83 (+3,0%) 23,12 5,09 23,64 (+3,0%) 22,94 4,27 Bảng 8.3 Kết chọn đầu phân áp lúc phụ tải cực đại 106 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI 2.2 Lúc phụ tải gặp cố a Máy biến áp trạm trạm giống với cực đại lộ đơn nên không xét gặp cố b Máy biến áp trạm 2: 𝑈 24,2 Upa, tt = 𝑈2′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 115,17× = 120,65 (kV) 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 23,1 Chọn đầu phân áp (+4,5%) ứng với Upa cao = 120,175 (kV) 𝑈 24,2 Uha = 𝑈2′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 115,17× = 23,19 (kV) 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 120,175 Độ lệch điến áp: 𝑈 −𝑈 23,19 −22 ∆𝑈% = ℎ𝑎 đ𝑚,ℎ𝑎 × 100 = ×100 = 5,41% 𝑈đ𝑚,ℎ𝑎 22 c Máy biến áp trạm 3: 𝑈 24,2 Upa, tt = 𝑈3′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 100,57× = 105,36 (kV) 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 23,1 Chọn đầu phân áp “-5” (-7,5%) ứng với Upa cao = 106,375 (kV) 𝑈 24,2 Uha = 𝑈3′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 100,57× = 22,88 (kV) 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 106,375 Độ lệch điến áp: 𝑈 −𝑈 22,88 −22 ∆𝑈% = ℎ𝑎 đ𝑚,ℎ𝑎 × 100 = ×100 = 4% 𝑈đ𝑚,ℎ𝑎 22 d Máy biến áp trạm 4: 𝑈 24,2 Upa, tt = 𝑈4′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 111,27× = 116,56 (kV) 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 23,1 Chọn đầu phân áp (+1,5%) ứng với Upa cao = 116,725 (kV) 𝑈 24,2 Uha = 𝑈4′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 111,27× = 23,07 (kV) 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 116,725 Độ lệch điến áp: 𝑈 −𝑈 23,07−22 ∆𝑈% = ℎ𝑎 đ𝑚,ℎ𝑎 × 100 = ×100 = 4,86% 𝑈đ𝑚,ℎ𝑎 22 e Máy biến áp trạm 5: 𝑈 24,2 Upa, tt = 𝑈5′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 109,93× = 115,16 (kV) 𝑈ℎ𝑎 𝑦𝑐 23,1 Chọn đầu phân áp (0%) ứng với Upa cao = 115 (kV) 𝑈 24,2 Uha = 𝑈5′ × 𝑘𝑡 ℎ𝑎 = 109,93× = 23,13 (kV) 𝑈𝑝𝑎 𝑐𝑎𝑜 115 Độ lệch điến áp: 𝑈 −𝑈 23,13 −22 ∆𝑈% = ℎ𝑎 đ𝑚,ℎ𝑎 × 100 = ×100 = 5,13% 𝑈đ𝑚,ℎ𝑎 22 107 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI Bảng kết chọn đầu phân áp lúc mạng điện gặp cố Trạm Uhạ trước Uhạ sau Đầu phân % độ lệch điện áp biến chọn đầu phân chọn đầu phân áp chọn sau điều chỉnh áp áp áp 25,05 (+4,5%) 23,13 5,14 24,25 (+4,5%) 23,19 5,41 21,17 -5 (-7,5%) 22,88 4,00 23,43 (+1,5%) 23,07 4,86 23,14 (0%) 23,13 5,13 23,64 (+3,0%) 22,94 4,27 Bảng 8.4 Kết chọn đầu phân áp lúc gặp cố Đối với trạm biến áp đầu phần áp chế độ làm việc giống nên ta chọn máy biến áp có đầu phân áp điều chỉnh thường Đối với trạm biến áp 3, 2, 4và ta chọn loại máy biến áp có đầu phân áp điều áp tải đầu phân áp cho chế độ làm việc khác CHƯƠNG IX TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT Mở đầu Phần cuối thiết kế dự án kinh phí cơng trình tính tốn tiêu kinh tế kỹ thuật Việc lập dự tốn cơng trình tiến hành sau có bàn thiết kế chi tiết cụ thể từ lập dự tốn chi phí xây dựng trạm chi phí xây dựng đường dây Dự tốn cơng trịn gồm phần chủ yếu xây dựng lắp đặt máy hạn mục thiết kế Trong phần tổng kết chủ yếu tính giá thành tải điện thơng qua việc tính tốn tổn thất điện thống kê tiêu kinh tế kỹ thuật Tính tốn tổn thất điện 2.1 Tổn thất công suất đường dây ∑ ∆𝑃𝐿 = 2,54 (MW) 2.2 Tổn thất công suất máy biến áp : - Tổn thất đồng: 108 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI ∑ ∆𝑃𝐶𝑢 = 0,41 (MW) - Tổn thất sắt: ∑ ∆𝑃𝐹𝑒 = 0,258 (MW) - Tổn thất công suất thiết bị bù: ∑ ∆𝑃𝑏ù = ∆𝑃∗ ×∑ 𝑄𝑏ù = 0,005 × 22,38 = 0,1119 (MW) - Tổn thất công suất tổng: ∆𝑃 = ∑ ∆𝑃𝐿 +∑ ∆𝑃𝐶𝑢 +∑ ∆𝑃𝐹𝑒 +∑ ∆𝑃𝑏ù = 2,54+0,41+0,258+0,1119 = 3,3199 (MW) - Tổn thất công suất tính theo % tồn phụ tải mạng điện ∆𝑃 % = ∆𝑃 𝑃 3,3199 ×100= 105 ×100 = 3,1618% Tổn thất điện hàng năm máy điện - Tổn thất điện thép MBA: ∆𝐴𝐹𝑒 = ∑ ∆𝑃𝐹𝑒 ×T = 0,258 ×8760 = 2.260,08 (MWh) - Tổn thất điện đường dấy cuôn dây MBA: ∆𝐴𝑅 = (∑ ∆𝑃𝐿 +∑ ∆𝑃𝐶𝑢 ) × = (2,54+0,41)×3.979,458 = 11.739,4011 (MWh) - Tổn thất điện thiết bị bù : ∆𝐴𝑏ù = ∑ ∆𝑃𝑏ù ×Tmax = 0,1119 ×5500 = 615,45 (MWh) - Tổng tổn thất điện toàn mạng điện: ∆𝐴 = ∆𝐴𝐹𝑒 +∆𝐴𝑅 +∆𝐴𝑏ù =2.260,08+11.739,4011+615,45=14.614,9311 (MWh) - Tổn tổn thất điện tồn mạch điện tính theo % tổng điện cung cấp phụ tải: 𝐴 = 𝑃 × Tmax= 105×5500 = 577.500,00 (MWh) ∆𝐴 %= ∆𝐴 𝐴 14.614,9311 ×100= 577.500,00 ×100 = 2,5307% Tính tốn giá thành tải điện - Tính tốn phí tổn vận hành năm mạng điện: Y = avh(L)×KL+ avh(T)×KT+c×∆𝐴 Trong đó: - KL: tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây KL = 7.833,10×103 - avh(L): hệ số vận hành, khấu hao, sửa chữa, phục vụ mang điện: + avh (cột thép) = 7% = 0,07 + avh (cột bê tông ) = 4% = 0,04 - avh(T): hệ số vận hành trạm biến áp Ta lấy avh(T) = 0,1 109 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI - Tiền 1MWh điện theo đề bài: c = 1.650 đồng /1kWh = 0,07 USD/1kWh= 70 USD/1MWh - KT : tổng vồn đầu tư xây dựng trạm biến áp Tra bảng PL2.4 hình PL4.4 ta có có kết sau Giá tiền tồn Cơng suất Giá tiền máy Trạm biến Số lượng trạm định mức áp máy 103 USD (MVA) 103 USD 25 128 128 16 98 196 25 128 256 25 128 256 16 98 196 25 128 128 1.160 Tổng Bảng 9.1 Giá tiền tồn trạm KT = 1.160×103 Ta có: Y = avh(L)×KL+ avh(T)×KT+c×∆𝐴 = 0,07×7.833,10×103+0,1×1.160×103+70×14.614,9311 = 1.687.362,177 (USD) - Giá thành tải điện 𝑌 1.687.362,177 𝛽= = = 2,9218 (USD/MWh) 𝐴 577.500,00 - Giá thành xây dựng mạng điện MW công suất phụ tải cực đại: K= 𝐾𝐿 +𝐾𝑇 𝑃 = 7.833,10×103 +1.160×103 105 = 85.648,57 (USD/1MW) - Bảng chi tiết kỹ thuật 110 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV Thứ tự Các tiêu SVTH: TRẦN MINH HẢI Đơn vị Trị số Ghi Độ lệch điện áp lớn nhỏ lúc cực đại % 5,18 3,86 Thanh góp hạ áp Thanh góp hạ áp Độ lệch điện áp lớn nhỏ lúc cố % 5,41 4,00 Thanh góp hạ áp Thanh góp hạ áp 3 Tổng độ dài đường dây Km 355,42 Tổng công suất trạm biến áp MVA 214 Tổng công suất kháng điện dung đường dây sinh MVAr 7.52 Vốn đầu tư đường dây USD 7.833,10×103 Vốn đầu tư trạm biến áp USD 1.160×103 Tổng phụ tải max P∑ MW 105 19 Điện tải hàng năm MWh 577.500,00 10 Tổng tổn thất công suất ∆P∑ MW 3,3199 11 Tổng tổn thất công suất ∆P∑ % % 3,1618 12 Tổng tổn thất điện ∆A∑ MWh 14.614,9311 13 Tổng tổn thất điện ∆A∑ % % 2,5307 14 Giá thành xây dựng mạng điện cho MW phụ tải USD/M W 85.648,57 15 Phí tổn kim loại màu Tấn 641.630,97 16 Giá thành tải điện USD/M Wh 2,9218 17 Phí tổn vận hành hàng năm USD 1.687.362,177 Bảng 9.2 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 111 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI MỤC LỤC CHƯƠNG I CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1 Nội dung: Cân công suất tác dụng: 2.1 Tổng phụ tải: 2.2 Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp 2.3 Công suất tự dùng 𝑷pt nhà máy điện Công suất dự trữ hệ thống Cân công suất phản kháng CHƯƠNG II DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT Lựa chọn điện áp tải điện Chọn sơ đồ nối dây mạng điện Tính tốn phương án 3.1 Phương án 3.2 Phương án 24 3.3 Phương án 38 CHƯƠNG III 56 SO SÁNH PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ 56 Tính tốn 56 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cho phương án: 56 2.1 Phương án 56 2.2 Phương án 58 2.3 Phương án 59 CHƯƠNG IV 61 SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ 61 TRẠM BIẾN ÁP 61 Yêu cầu 61 Chọn số lượng công suất máy biến áp trạm giảm áp: 61 2.1 Trạm biến áp nút 1: 62 2.2 Trạm biến áp nút 2: 62 2.3 Trạm biến áp nút 3: 62 2.4 Trạm biến áp nút 4: 62 2.5 Trạm biến áp nút 5: 62 2.6 Trạm biến áp nút 6: 63 Các thông số máy biến áp 63 Sơ đồ nối dây chi tiết cho đường dây trạm biến áp 64 CHƯƠNG V 65 BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN 65 Nội dung 65 Tính toán bù kinh tế 65 2.1 Các giả thiết điều kiện 65 2.2 Chi phí tính tốn 65 112 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI CHƯƠNG VI 72 TÍNH TỐN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CƠNG SUẤT KHÁNG VÀ TÍNH TỐN PHÂN BỐ THIẾT BỊ BÙ CƯỠNG BỨC 72 Mục đích 72 2.Tính cân cơng suất kháng 72 2.1 Tính cơng suất đầu đường dây nối đến cao áp: 72 2.2 Tính tổng cơng suất u cầu cần phát lên cao áp 80 CHƯƠNG VII 81 TÍNH TỐN PHÂN BỐ CƠNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN 81 Mở đầu 81 Tính tốn phân bố cơng suất lúc phụ tải cực đại 81 2.1 Bảng tổng kết phụ tải (sau bù kinh tế) , đường dây máy biến áp 81 2.2 Tính điện áp tổn thất công suất: 82 Tính tốn phân bố cơng suất lúc gặp cố 93 3.1 Các điều kiện tính tốn: 93 3.2 Tính tốn phân bố cơng suất lúc đường dây gặp cố 93 CHƯƠNG VIII 103 ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 103 Mở đầu 103 Chọn đầu phân áp 103 2.1 Lúc phụ tải cực đại 105 2.2 Lúc phụ tải gặp cố 107 CHƯƠNG IX 108 TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT 108 Mở đầu 108 Tính tốn tổn thất điện 108 2.1 Tổn thất công suất đường dây 108 2.2 Tổn thất công suất máy biến áp : 108 Tổn thất điện hàng năm máy điện 109 Tính toán giá thành tải điện 109 113 Đồ án thiết kế mạng điện 110kV SVTH: TRẦN MINH HẢI TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồ Văn Hiến, Lưới điện truyền tải, Nxb Đại học Quốc gia, Tp Hồ Chí Minh, năm 2005 Hồ Văn Hiến, Hướng dẫn đồ án thiết kế mạng điện, Nxb Đại học Quốc gia, Tp Hồ Chí Minh, năm 2005 Huỳnh Nhơn, Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp, Nxb Đại học Quốc gia, Tp Hồ Chí Minh, năm 2005 Trần Bách, Lưới điện hệ thống điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Tp Hà Nội, năm 2004 Trần Quang Khánh, Vận hành hệ thống điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Tp Hà Nội, năm 2006 114 ... lưới điện truyền tải phân phối cung cấp điện trực tiếp cho người tiêu dùng, mạng điện thiết kế phải đảm bảo chất lượng điện năng, đáp ứng nhu cầu sử dụng điện nhân dân cơng ty xí nghiệp Mạng điện. .. cố Điều chỉnh điện áp: chọn đầu phân áp máy biến áp Các tiêu kinh tế -kỹ thuật mạng điện thiết kế 10 Các vẽ (A1 A2, A3): sơ đồ nối dây phương án, sơ đồ nguyên lý mạng điện thiết kế, tiêu kinh... Sơ đồ nối dây mạng điện 5 Xác định dung lượng bù kinh tế giảm tổn thất điện Tính tốn cân cơng suất mạng điện Xác định phân phối thiết bị bù cưỡng Tính tốn tình trạng làm việc mạng điện lúc phụ