Thiết kế mạng điện khu vực có 2 nguồn cung cấp điện cho 9 phụ tải bằng phương pháp kinh tế
MỤC LỤC
Cân bằng sơ bộ công suất trong hệ thống điện
Cân bằng sơ bộ công suất trong hệ thống điện để xem khả năng cung cấp của các nguồn cho các hộ tiêu thụ. Từ đó tìm cơ sở để định ra phương thức vận hành cho các nhà máy trong hệ thống điện ở trạng thái vận hành cực đại, cực tiểu và sau sự cố dựa trên sự cân bằng với công suất trong khu vực, ở đây ta cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng. • ΣΔPmax - tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện, tính sơ bộ có thể lấy ΣΔPmax = 5%ΣPmax;.
• ΣPtd - tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống, phụ thuộc vào loại nhà máy điện và được tính theo % của công suất phát ra lớn nhất trên thanh cái của các máy phát nhà máy. Trong thiết kế có thể xem ΣPtd là không đổi và lấy 8% đối với nhà máy nhiệt điện và lấy 2% đối với nhà máy thủy điện. Trong hệ thống điện không những đảm bảo cân bằng công suất tác dụng mà cần phải đảm bảo cân bằng công suất phản kháng.
• ΣQC - tổng tổn thất công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra, khi tính sơ bộ lấy ΣΔQL = ΣQC,. • ΣQdt - tổng công suất phản kháng dự trữ trong mạng điện, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy bằng công suất phản kháng của một tổ máy lớn nhất trong hệ thống.
Xác định sơ bộ phương thức vận hành của các nhà máy điện
Nên ta cho nhà máy nhiệt điện B đảm nhận phần phụ tải nền, còn nhà máy thủy điện A làm nhiệm vụ điều tần cho hệ thồng điện. ▪ Đối với nhà máy thủy điện A cho vận hành 4 tổ máy với công suất bằng 90% công suất định mức. Vì vậy khi 1 tổ máy lớn nhất bị sự cố thì ta cho nhà máy A và B phát quá tải 6% là đảm bảo cung cấp đủ cho các phụ tải.
Như vậy: ΣPF > ΣPpt yc đảm bảo yêu cầu cung cấp cho phụ tải. Xét sự cố nặng nề nhất là sự cố ngừng 1 tổ máy lớn nhất trong hệ thống ở chế độ phụ tải cực đại (sự cố 1 máy phát trong nhà máy nhiệt điện B). Như vậy, khi sự cố 1 tổ máy phát lớn nhất ở chế độ phụ tải cực đại thì các tổ máy còn lại làm việc quá tải trong phạm vi cho phép.
SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KINH TẾ
Phương án I
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được xác định theo các số liệu ở bảng 2.3. Tính tổn thất công suất trên các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như trên, kết quả tính tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây được tổng hợp trong bảng 3.2. Giả thiết rằng đường dây trên không hai mạch được đặt trên cùng một cột thép (cột kim loại).
Tính vốn đầu tư xây dựng cho các đoạn dây còn lại, kết quả được cho trong bảng 3.2. Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án I.
Phương án II
Phương án III
Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của 3 phương án so sánh được tổng hợp trong bảng 3.5. Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án so sánh. Từ các kết quả tính toán trong bảng 3.5 nhận thấy rằng, phương án I là phương án tối ưu nhất.
CHỌN SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT CỦA CÁC CÁC MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC TRẠM, SƠ ĐỒ CÁC TRẠM
VÀ SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN
Chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong các trạm tăng áp của nhà máy điện
Chọn số lượng và công suất máy biến áp trong các trạm hạ áp
Chọn công suất của máy biến áp theo bảng 18, trang 276, sách “Thiết kế các mạng và hệ thông điện” của tác giả Nguyễn Văn Đạm. Tính tương tự như trên cho các trạm còn lại, kết quả cho trong bảng 4.2.
Chọn sơ đồ trạm và sơ đồ nối dây chi tiết của mạng điện
TÍNH BÙ KINH TẾ CHO MẠNG ĐIỆN
Tính toán tổng quát bài toán bù kinh tế cho mạng điện
Tính toán Q b cho từng phụ tải
Từ kết quả trong bảng 5.1 ta thấy rằng, tổng công suất phản kháng bù kinh tế trong mạng điện bằng 26,696 MVAr.
TÍNH CHÍNH XÁC PHÂN BỐ CÔNG SUẤT, KIỂM TRA SỰ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG, TÍNH TỔN THẤT
CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN
Chế độ phụ tải cực đại
Tính chế độ của các đường dây này được tiến hành tương tự như trên, Kết quả tính chế độ của các đường dây còn lại cho trong bảng 6.3. Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong mạng điện, các nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu. Từ các kết quả trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu.
Vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực đại. Tổng tổn thất công suất các máy biến áp trong trạm tăng áp nhà máy NĐ B.
Chế độ phụ tải cực tiểu
Vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực tiểu. Tổng tổn thất công suất các máy biến áp trong trạm tăng áp nhà máy NĐB.
Chế độ sau sự cố
Kết quả tính các tổn thất công suất trên các phần tử trong mạng điện cho trong bảng 6.7. Tính chế độ của các đường dây này được tiến hành tương tự như trên, Kết quả tính chế độ của các đường dây còn lại cho trong bảng 6.7. Vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong chế độ sau sự cố.
TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT CỦA MẠNG ĐIỆN
CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP GIẢM ÁP
Tính điện áp các nút trong mạng điện
Để tính điện áp trên thanh góp cao áp trong trạm tăng áp của nhà máy thủy điện A, trước hết cần tính điện áp trên thanh góp cao áp của trạm trung gian 7. Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm đã quy về điện áp cao trong chế độ phụ tải cực đại cho trong bảng 7.1. Để tính điện áp trên thanh góp cao áp trong trạm tăng áp của nhà máy thủy điện A, trước hết cần tính điện áp trên thanh góp cao áp của trạm trung gian 7.
Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm đã quy về điện áp cao trong chế độ phụ tải cực tiểu cho trong bảng 7.2. Chế độ sự cố có thể xảy ra khi ngừng một máy phát điện, ngừng một mạch trên đường dây liên kết giữa hai nhà máy, ngừng một mạch trên các đường dây nối từ các nguồn cung cấp đến các hộ tiêu thụ. Trong phần này chỉ xét trường hợp sự cố khi ngừng một mạch trên các đường dây nối từ các nguồn cung cấp đến các phụ tải và không xét sự cố xếp chồng.
Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm đã quy về điện áp cao trong chế độ sau sự cố cho trong bảng 7.3. Tất cả các phụ tải trong mạng điện thiết kế đều là hộ tiêu thụ loại I và có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Đồng thời các giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp của các trạm trong các chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố khác nhau tương đối nhiều.
Do đó để đảm bảo chất lượng điện áp cung cấp cho các hộ tiêu thụ cần sử dụng các máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải. Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm, quy đổi về phía điện áp cao trong các chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố cho trong bảng 7.4. Sử dụng các máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải cho phép thay đổi các đầu điều chỉnh không cần cắt các máy biến áp.
Do đó chọn đầu điều chỉnh riêng cho chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố. Để thuận tiện có thể tính trước điện áp, tương ứng với mỗi đầu điều chỉnh của máy biến áp. Đầu điều chỉnh được chọn cho các MBA ở các trạm trong chế độ phụ tải cực tiểu.
TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT
CỦA MẠNG ĐIỆN
Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện gồm có tổn thất công suất trên đường dây và tổn thất công suất tác dụng trong các trạm biến áp ở chế độ phụ tải cực đại. Kết quả tính các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thiết kế được tổng hợp trong bảng 8.2. + Về mặt kỹ thuật: Mạng điện thiết kế đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện liên tục, tổn thất điện áp nằm trong phạm qui cho phép, tổn thất điện năng nhỏ.
+ Về mặt kinh tế: Mạng điện thiết kế có vốn đầu tư tương đối bé, giá thành truyền tải điện nhỏ.