Để tính toán trào lưu công suất cho hệ thống mới sau khi nhập dữ liệu, ta chọn trên thanh công cụ theo đường dẫn: Power Flow/Solution/Solve hoặc sử dụng biểu tượng:
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 95
Hình 1.6 : Bảng kết quả tính toán trào lưu công suất ở chế độ phụ tải cựcđại
Reached tolerance in 7 iterations
Largest mismatch: 0.05 MW 0.00 Mvar 0.05 MVA at bus 5 [ND 110.00]
System total absolute mismatch: 0.06 MVA SWING BUS SUMMARY:
BUS# X-- NAME --X BASKV PGEN PMAX PMIN QGEN QMAX QMIN 11 HT 110.00 147.7 9999.0 -9999.0 86.3 9999.0 -9999.0
Sau khi chạy chương trình ta có kết quả tính toán trào lưu công suất của từng đường dây như sau:
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 97
Từ đó ta có bảng tổng kết so sánh về dòng công suất truyền tải và điện áp của hai phương pháp tính toán bằng tay và tính toán bằng phần mềm như sau:
Bảng 1.3 : Bảng so sánh kết quả điện áp giữa tính tay và PSSE Nút Điện áp tính tay Điện áp tính psse
1 114,58 114,64 3 113,55 113,61 5 115,33 115,39 7 113,98 114,04 9 115,18 115,24 2 118,7533 118,78 4 117,1496 117,2 6 117,4748 117,51 8 119,365 119,38 10 118,75 118,08
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 98
Bảng 1.4 : Tổng kết so sánh về dòng công suất truyền tải
Đường dây P(MVA) PSSE Q(MVAr) PSSE P(MVA) Tính tay Q(MVAr) Tính tay Nd 1 26,8 12,4 26,877 12,740 Nd 3 22,8 13,1 22,805 13,135 Nd 5 30,8 15,8 30,845 16,201 Nd 7 28,8 17,3 28,855 17,365 Nd 9 30,8 15,8 30,880 16,130 Nd 6 13,4 -7,6 13,086 -6,808 Ht 2 27,6 13,6 27,660 14,218 Ht 4 30 14,2 30,088 14,840 Ht 6 25,8 25,6 26,212 25,605 Ht 8 25,4 12,6 25,483 13,178 Ht 10 39 20,4 38,035 21,07 Trào lưu công suất ở chế độ cực đai
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 100
1.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu
Hình 1.7 : Nhập dữ liệu nút trong chế độ phụ tải cực tiểu
Hình 1.8 : Nhập dữ liệu nguồn trong chế độ phụ tải cực tiểu
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 101
Hình 1.10 : Nhập dữ liệu máy biến áp ở chế độ phụ tải cực tiểu
Hình 1.11 : Nhập thông số đường dây
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 102
Hình 1.12 : Bảng kết quả tính toán trào lưu công suất ở chế độ phụ tải cực tiểu Largest mismatch: 0.06 MW 0.00 Mvar 0.06 MVA at bus 5 [ND 110.00]
System total absolute mismatch: 0.07 MVA SWING BUS SUMMARY:
BUS# X-- NAME --X BASKV PGEN PMAX PMIN QGEN QMAX QMIN 11 HT 110.00 78.2 9999.0 -9999.0 40.7 9999.0 -9999.0
Sau khi chạy chương trình ta có kết quả tính toán trào lưu công suất của từng đường dây như sau:
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 104
Xét nhánh HT-2
Bảng 1.5 : Bảng so sánh kêt quả công suất truyền tải giữa tính tay và PSSE Đường dây SNi, MVA
(Tính bằng tay)
SNi, MVA (Tính bằng phần
mềm) HT-2 19,247+j 8,987 19,2+j 8,8
Và điện áp tại nút 2: U2-tính toán bằng tay=113,47kV; U2-tính toán bằng phần mềm=113,34kV.
1.3.3 Chế độ sự cố
Xét sự cố hỏng một tổ máy phát, các máy phát còn lại phát 100% công suất. Khi đó các dữ liệu cần nhập thay đổi như các bảng sau:
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 105
Hình 1.14 : Nhập dữ liệu nguồn
Hình 1.15 : Nhập dữ liệu phụ tải ở chế độ sự cố
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 106
Hình 1.17 : Nhập dữ liệu máy biến áp ở chế độ sự cố
Hình 1.18: Bảng kết quả tính toán trào lưu công suất ở chế độ phụ tải sự cố Largest mismatch: 0.05 MW 0.00 Mvar 0.05 MVA at bus 5 [ND 110.00]
System total absolute mismatch: 0.06 MVA SWING BUS SUMMARY:
BUS# X-- NAME --X BASKV PGEN PMAX PMIN QGEN QMAX QMIN 11 HT 110.00 148.1 9999.0 -9999.0 87.9 9999.0 -9999.0
Sau khi chạy chương trình ta có kết quả tính toán trào lưu công suất của lưới như
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 108
Xét nhánh HT-2
Bảng 1.14 : Bảng so sánh kết quả công suất truyền tải giữa tính tay và PSSE Đường dây SNi, MVA
(Tính bằng tay)
SNi, MVA (Tính bằng phần
mềm) HT-2 28,168+j 15,612 28,1+j 15,3
Và điện áp tại nút 2: U2-tính toán bằng tay=116,3553kV; U2-tính toán bằng phần mềm=116,40kV.
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 109
Nhận xét: Sau khi cho chạy chương trình, kết quả ở ba chế độ cho thấy:
- Công suất tác dụng và điện áp các nút khi tính bằng tay và bằng phần mềm sai khác rất ít.
- Công suất phản kháng sai khác nhiều hơn, đặc biệt là sau khi các dòng công suất phản kháng đã qua máy biến áp.
Nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau về phân bố công suất phản kháng khi tính bằng tay và khi sử dụng phần mềm:
- Khi tính hân bố công suất bằng tay sử dụng điện áp định mức của lưới 110kV để tính toán và chỉ tính cho một bước lặp; Trong khi đó phần mềm PSS/E sử dụng các phương pháp lặp để tính chế độ xác lập do đó kết quả đạt được chính xác hơn.
- Khi tính toán bằng tay ta bỏ qua phần ảo của tổn thất điện áp nên cũng gây ra sai số giữa hai cách tính.
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 110
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Văn Đạm: Mạng lưới điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2005
2. Nguyễn Văn Đạm: Thiết kế các mạng và hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2008
3. PGS. TS. Phạm Văn Hòa, Ths. Phạm Ngọc Hùng: Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2007
4. Ngô Hồng Quang: Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500 kV, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2007
5. TS. Trần Quang Khánh: Cung cấp điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2004
6. Trần Bách: Lưới điện và hệ thống điện tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 111 MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ... 1
CHƢƠNG 1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI ... 2
1.1 Phân tích nguồn ... 2
1.1.1 Hệ thống ... 2
1.1.2 Nhà Máy ... 2
1.2 Phân tích phụ tải ... 2
1.3 Sơ đồ địa lý ... 4
Chƣơng 2 Cân bằng công suất vận hành sơ bộ - Dự kiến phƣơng án đi dây . 5 2.1 Cân bằng công suất tác dụng ... 5
2.2 Cân bằng công suất phản kháng ... 6
2.3 Xác định vận hành sơ bộ ... 7
2.3.1 Chế độ phụ tải cực đại ... 7
2.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu ... 8
2.3.3 Chế độ sự cố ... 9
2.5 Dự kiến phƣơng án đi dây ... 10
CHƢƠNG 3 TÍNH TOÁN KINH TẾ CÁC PHƢƠNG ÁN ... 15
3.1 Phƣơng án 1 ... 15
3.1.2 Chọn cấp điện áp ... 17
3.1.3 Chọn tiết diện dây dẫn và tính tổn thất điện áp ... 18
3.2 Phƣơng án 2 ... 25
3.2.1 Tính phân bố công suất ... 25
3.2.2 Chọn cấp điện áp ... 26
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 112
3.3 Phƣơng án 3 ... 29
3.3.2 Chọn cấp điện áp ... 30
3.3.3 Chọn tiết diện dây dẫn và tính tổn thất điện áp ... 31
3.4 Phƣơng án 4 ... 35
3.4.2 Chọn điện áp định mức ... 36
3.4.3 Chọn tiết diện dây dẫn và tính tổn thất ... 36
3.5 Phƣơng án 5 ... 39
3.5.1 Tính phân bố công suất ... 39
3.5.3 Chọn tiết diện dây dẫn và tính tổn thất điện áp ... 41
CHƢƠNG IV CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU THEO CHỈ TIÊU KINH TẾ45 4.1 Phƣơng pháp tính chỉ tiêu kinh tế ... 45
4.2 Tính toán chỉ tiêu kinh tế cho các phƣơng án ... 46
4.2.1 Phương án 1 ... 46
4.2.3 Phương án 3 ... 50
4.2.4 Phương án 4 ... 51
4.2.5 Phương án 5 ... 53
CHƢƠNG V : LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM CHO CÁC PHƢƠNG ÁN ĐƢỢC CHỌN ... 55
5.1 Chọn số lƣợng và công suất máy biến áp ... 55
5.1.1 Chọn số lượng và công suất máy biến áp trong trạm hạ áp ... 55
5.1.2 Chọn số lượng và công suất máy biến áp trong trạm tăng áp ... 58
5.2 Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm ... 59
5.2.1 Sơ đồ trạm tăng áp... 59
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 113
5.2.3 Chọn sơ đồ cầu hạ áp ... 60
CHƢƠNG 6 : TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG CÁC CHẾ ĐỘ CỦA PHƢƠNG ÁN LỰA CHỌN ... 61
6.1 Chế độ phụ tải cực đại ... 62
6.1.1 Đường dây HT-8 ... 62
6.1.2 Đường dây NĐ-6-HT ... 66
6.1.3 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống ... 71
6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu ... 72
6.3 Chế độ sau sự cố ... 74
6.3.1 Sự cố đứt 1 mạch trên các đường dây 2 mạch nối từ nguồn cung cấp tới phụ tải ... 74
CHƢƠNG 7 : TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN ... 77
7.1 Tính điện áp các nút trong mạng điện ... 77
7.1.1 Chế độ phụ tải cực đại (Ucs = 121 kV). ... 77
7.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu( Ucs = 115 kV) ... 78
7.1.3 Chế độ sau sự cố (Ucs = 121 kV) ... 79
7.2. Chọn đầu phân áp ... 79
CHƢƠNG 8 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN ... 85
8.1. Vốn đầu tƣ xây dựng mạng điện ... 85
8.2 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện ... 85
8.3 Tổn thất điện năng trong mạng điện ... 86
8.4 Tính chi phí và giá thành ... 86
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 114
8.4.2. Chi phí tính toán hàng năm ... 87
8.4.3. Giá thành truyền tải điện năng ... 87
8.4.4. Giá thành xây dựng 1MWcông suất phụ tải trong chế độ phụ tải cực đại .. 87
PHẦN 2 : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/E MÔ PHỎNG LƢỚI ĐIỆN THIẾT KẾ ... 89
CHƢƠNG 1 : MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA LƢỚI ĐIỆN THIẾT KẾ BẰNG PHẦN MỀM PSS/E ... 89
1.1 Giới thiệu chƣơng trình PSS/E ... 89
1.2 Nhập dữ liệu đầu vào ... 90
1.2.1 Nhập dữ liệu nút ... 90
1.2.2 Nhập dữ liệu đường dây ... 91
1.2.3 Nhập dữ liệu máy biến áp ... 92
1.2.4 Nhập dữ liệu của nguồn ... 93
1.2.5 Nhập dữ liệu phụ tải ... 94
1.3 Chạy chƣơng trình và xuất kết quả ... 94
1.3.1 Chế độ phụ tải cực đại ... 94
1.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu ... 100
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 115 Danh mục bảng
Bảng 1.1 : Thông số phụ tải ... 2
Bảng 1.2 : Bảng tính toán phụ tải ... 3
Bảng 2.1: Tổng kết phương thức vận hành của nhà máy và hệ thống ... 10
Bảng 3.1 : Bảng tính toán điện áp vận hành ... 18
Bảng 3.2 : Bảng kết quả chọn tiết diện dây dẫn ... 22
Bảng 3.3 : Kiểm tra điều kiện phát nóng ... 22
Bảng 3.4 : Thông số đường dây ... 23
Bảng 3.5 : Tính toán tổn thất trên đường dây ... 24
Bảng 3.6 : Bảng tính toán phân bố công suất ... 25
Bảng 3.7 : Tính toán chọn cấp điện áp ... 26
Bảng 3.8 : Bảng tính toán chọn tiết diện dây dẫn ... 26
Bảng 3.9: Bảng kiểm tra điều kiện dây dẫn điều kiện phát nóng ... 27
Bảng 3.10 : Bảng thông số đường dây ... 27
Bảng 3.11: Bảng tính toán tổn thất điện áp trân dây dẫn ... 28
Bảng 3.12 : Bảng tính toán phân bố công suất... 30
Bảng 3.13 : Tính toán chọn cấp điện áp ... 30
Bảng 3.14 : Tính toán chọn tiết diện dây dẫn ... 31
Bảng 3.15 : Kiểm tra điều kiện dây dẫn điều kiện phát nóng ... 32
Bảng 3.16 : Thông số đường dây ... 33
Bảng 3.17 : Tính toán tổn thất đường dây... 34
Bảng 3.18: Bảng phân bố công suất ... 35
Bảng 3.19 : Tính toán chọn cấp điện áp định mức ... 36
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 116
Bảng 3.21 : Kiểm tra điều kiện dây dẫn và điều kiện phát nóng ... 37
Bảng 3.22: Thông số đường dây ... 37
Bảng 3.23 : Tính tổn thất điện áp ... 38
Bảng 3.24 : Bảng phân bố công suất ... 40
Bảng 3.25 : Tính toán chọn cấp điện áp ... 40
Bảng 3.26 : Tính toán chọn tiết diện dây dẫn ... 41
Bảng 3.27 : Tính toán kiểm tra điều kiện dây dẫn điều kiện phát nóng ... 42
Bảng 3.28 : Thông số đường dây ... 43
Bảng 3.29 : Tính toán tổn thất đường dây... 44
Bảng 4.1 : Giá dây dẫn ... 46
Bảng 4.2 : Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 1 ... 47
Bảng 4.3 : Vốn đầu tư xây dựng mạng điện của phương án 1 ... 48
Bảng 4.4 : Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 2 ... 48
Bảng 4.5 : Vốn đầu tư xây dựng mạng điện của phương án 2 ... 49
Bảng 4.6 : Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 3 ... 50
Bảng 4.7 : Vốn đầu tư xây dựng mạng điện của phương án 3 ... 50
Bảng 4.8 : Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 4 ... 51
Bảng 4.9 : Vốn đầu tư xây dựng mạng điện của phương án 4 ... 52
Bảng 4.10 : Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 5 ... 53
Bảng 4.11 : Vốn đầu tư xây dựng mạng điện của phương án 5 ... 54
Bảng 4.12 : Tổng kết các chỉ tiêu về kinh tế và kĩ thuật ... 54
Bảng 5.1 : Chọn loại máy biến áp trong trạm hạ áp... 57
Bảng 5.2 : Thông số máy biến áp trạm hạ áp ... 58
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 117
Bảng 5.4 : Sơ đồ cầu hạ áp ... 61
Bảng 6.1 : Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế ... 63
Bảng 6.2 : Dòng công suất và các tổn thất công suất ở chế độ cực đại ... 65
Bảng 7.1 : Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp ... 78
Bảng 7.2: Các đầu điều chỉnh của MB thường ... 80
Bảng 7.3 : Các đầu điều chỉnh của MB khác thường ... 82
Bảng 8.1 : Vốn đầu tư cho các trạm hạ áp và tăng áp ... 85
Bảng 8.2 : Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện thiết kế ... 88
Bảng 1.1 : Thông số của đường dây dạng đơn vị tương đối cơ bản ... 91
Bảng 1.2 : Thông số của máy biến áp trạm giảm áp dạng đơn vị tương đối ... 93
Bảng 1.3 : Bảng so sánh kết quả điện áp giữa tính tay và PSSE ... 97
Bảng 1.4 : Tổng kết so sánh về dòng công suất truyền tải ... 98
Bảng 1.5 : Bảng so sánh kêt quả công suất truyền tải giữa tính tay và PSSE ... 104
Sinh viên : Trần Thị Thu Hường – Lớp Đ4H1 Page 118