Để tính toán trào lƣu công suất cho hệ thống mới sau khi nhập dữ liệu, ta chọn trên thanh công cụ theo đƣờng dẫn: Power Flow/Solution/Solve hoặc sử dụng biểu tƣợng:
Chọn lệnh qua hệ thống menu: Power Flow/ Solution/Solve/Newton/Full Newton- Raphson. Sau đó chọn Solve để bắt đầu tính toán.
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 98
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 99
9.3.1 Chế độ phụ tải cực đại
Bảng 9.9: Bảng kết quả tính toán trào lƣu công suất ở chế độ phụ tải cực đại
Sau khi chạy chƣơng trình ta có kết quả tính toán trào lƣu công suất của từng đƣờng dây nhƣ sau:
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 105 Từ đó ta có bảng tổng kết so sánh về dòng công suất truyền tải và điện áp của hai phƣơng pháp tính toán bằng tay và tính toán bằng phần mềm nhƣ sau
Bảng 9.10: Bảng tổng kết so sánh về dòng công suất truyền tải
Đƣờng dây SNi, MVA (Tính bằng tay) SNi, MVA (Tính bằng phần mềm) NM-1 29,83 + j14,789 29,2 + j15,6 NM-2 34,832 + j18,325 34,2 + j18,2 HT-3 22,622 + j13,313 22,2 + j13,5 NM-4 32,713 + j17,027 32,2 + j17 NM-5 30,137 - j46,769 26 – j42,8 HT-5 12,069 + j68,003 14,6 + j60,6 NM-6 33,723 + j17,766 33,1 + j17,6 HT-7 26,872 + j15,739 26,2 + j15,8 NM-8 31,728 + j16,821 31,1 + j16,8 HT-9 26,522 + j13,871 26,2 + j13,8 NM-10 30,753 + j15,926 30,1 + j16,2
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 106 Bảng 9.11: Bảng tổng kết so sánh về điện áp nút Nút Ui, kV (Tính bằng tay) Ui, kV (Tính bằng phần mềm) 1 109,575 110,36 2 110,131 110,88 3 117,875 117,92 4 110,443 111,18 5 114,331 114,77 6 110,506 111,24 7 116,381 116,46 8 110,365 111,12 9 119,281 119,34 10 110,112 110,88 9.3.1 Chế độ phụ tải cực tiểu
Trong chế độ phụ tải cực tiểu công cuất của phụ tải bằng 60% công suất trong chế độ phụ tải cực đại, khi đó nhà máy vận hành 5 tổ máy với 75% công suất định mức và nút hệ thống cần giữ điện áp không đổi là 115 kV. Khi đó các dữ liệu cần nhập thay đổi nhƣ các bảng sau:
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 107
Bảng 9.13: Nhập dữ liệu phụ tải ở chế độ phụ tải cực tiểu
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 108
Bảng 9.15: Nhập dữ liệu nút trong chế độ phụ tải cực tiểu
Sau đó cho chạy chƣơng trình và xuất ra kết quả:
Bảng 9.16: Bảng kết quả tính toán trào lƣu công suất ở chế độ phụ tải cực tiểu
Sau khi chạy chƣơng trình ta có kết quả tính toán trào lƣu công suất của từng đƣờng dây nhƣ sau:
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 114 Xét nhánh HT-9 Đƣờng dây Tính bằng tay Tính bằng phần mềm Ui, kV 113,762 113,74 SNi, MVA 18,481 + j8,927 18,2 + j9,6 9.3.1 Chế độ sự cố
Xét sự cố hỏng đứt 1 mạch đƣờng dây trên lộ HT-9. Khi đó dữ liệu cần nhập thay đổi ở bảng thông số đƣờng dây nhƣ sau:
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 115
Bảng 9.18: Bảng kết quả tính toán trào lƣu công suất ở chế độ sự số
Qua kết quả hiển thị ta thấy trong chế độ sự cố thanh góp hệ thống cần cung cấp cho lƣới 90,7 MW công suất tác dụng và 102,4 MVAr công suất phản kháng.
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 120 Xét nhánh HT-9:
Đƣờng dây Tính bằng tay Tính bằng phần mềm
Ui, kV 117,56 117,59
SNi, MVA 26,88 + j12,819 26,7 + j13,7
Nhận xét: Sau khi cho chạy chƣơng 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 phân bố công suất bằng tay sử dụng điện áp định mức của lƣới 110kV để tính toán và chỉ tính cho một bƣớc lặp; Trong khi đó phần mềm PSS/E sử dụng các phƣơng pháp lặp để tính chế độ xác lập do đó kết quả đạt đƣợc 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: Đào Thị Bích Lợi Page 121
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ... 1
CHƢƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI ... 3
1.1 Phân tích nguồn điện ... 3
1.1.1 Hệ thống ... 3
1.1.2 Nhà máy nhiệt điện ... 3
1.2 Phân tích phụ tải ... 3
1.3 Sơ đồ địa lý phân bố nguồn và phụ tải ... 6
CHƢƠNG 2: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ VẬN HÀNH SƠ BỘDỰ KIẾN PHƢƠNG ÁN ĐI DÂY ... 7
2.1 Cân bằng công suất ... 7
2.1.1 Cân bằng công suất tác dụng ... 7
2.1.2 Cân bằng công suất phản kháng ... 8
2.2 Xác định phƣơng thức vận hành sơ bộ ... 9
2.2.1 Chế độ phụ tải cực đại ... 9
2.2.2 Chế độ phụ tải cực tiểu ... 10
2.2.3 Chế độ sự cố ... 10
2.3 Dự kiến phƣơng án đi dây ... 11
CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN KĨ THUẬT CÁC PHƢƠNG ÁN ... 15
3.1 Phƣơng án 1... 15
3.1.1 Tính phân bố công suất ... 15
3.1.2 Chọn điện áp định mức ... 16
3.1.3 Chọn thiết diện dây dẫn ... 17
3.1.4 Tính tổn thất điện áp ... 21
3.2 Phƣơng án 2... 24
3.2.1 Tính phân bố công suất ... 24
3.2.2 Chọn điện áp định mức ... 25
3.2.3 Chọn thiết diện dây dẫn ... 26
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 122
3.3 3.3 Phƣơng án 3... 29
3.3.1 Tính phân bố công suất ... 29
3.3.2 Chọn điện áp định mức ... 30
3.3.3 Chọn thiết diện dây dẫn ... 31
3.3.4 Tính tổn thất điện áp ... 34
3.4 Phƣơng án 4... 36
3.4.1 Tính phân bố công suất ... 36
3.4.2 Chọn điện áp định mức ... 37
3.4.3 Chọn thiết diện dây dẫn ... 38
3.4.4 Tính tổn thất điện áp ... 39
3.5 Phƣơng án 5... 41
3.5.1 Tính phân bố công suất ... 41
3.5.2 Chọn điện áp định mức ... 42
3.5.3 Tính tổn thất điện áp ... 44
CHƢƠNG 4: TÍNH CHỈ TIÊU KINH TẾ VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN TÔI ƢU .... 45
4.1 Phƣơng pháp tính chỉ tiêu kinh tế ... 45
4.2 Tính toán kinh tế cho các phƣơng án ... 46
4.2.1 Tính toán kinh tế phƣơng án 1 ... 46
4.2.2 Tính toán kinh tế phƣơng án 3 ... 50
4.2.3 Tính toán kinh tế phƣơng án 4 ... 52
4.3 So sánh và chọn phƣơng án tối ƣu ... 57
CHƢƠNG 5: CHỌN SỐ LƢỢNG, CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC TRẠM SƠ ĐỒ CÁC TRẠM VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ... 58
5.1Chọn số lƣợng, công suất các máy biến áp trong trạm tăng áp của nhà máy điện ... 58
5.2 Chọn số lƣợng và công suất máy biến áp trong các trạm hạ áp ... 58
5.3 Sơ đồ nối điện chính ... 59
5.3.1 Sơ đồ nối điện nhà máy điện và hệ thống ... 59
5.3.2 Sơ đồ nối điện của các trạm hạ áp ... 60
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 123
CHƢƠNG 6: TÍNH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA MẠNG ĐIỆN... 63
6.1 Phƣơng pháp chung ... 63
6.1.1 Tổn thất công suất trong máy biến áp ... 63
6.1.2Tổn thất công suất trên đƣờng dây ... 63
6.2 Chế độ phụ tải cực đại ... 64
6.2.1 Đƣờng dây HT-9 ... 64
6.2.2 Đƣờng dây HT-5-NM ... 68
6.2.3 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống ... 72
6.3 Chế độ phụ tải cực tiểu ... 73
6.4 Chế độ sau sự cố... 75
CHƢƠNG 7: TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN ... 77
7.1 Tính điện áp các nút ... 77
7.1.1 Chế độ phụ tải cực đại ... 77
7.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu ... 78
7.1.3 Chế độ sau sự cố ... 78
7.2 Chọn phƣơng thức điều áp cho trạm 9 ... 78
7.2.1 Các tiêu chuẩn điều chỉnh điện áp với máy biến áp ... 78
7.2.2 Chọn các đầu điều chỉnh trong máy biến áp. ... 81
CHƢƠNG 8: TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN ... 84
8.1 Vốn đầu tƣ xây dựng mạng điện ... 84
8.2 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện ... 85
8.3 Tổn thất điện năng trong mạng điện ... 85
8.4 Tính chi phí và giá thành ... 86
8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm ... 86
8.4.2 Chi phí tính toán hàng năm ... 86
8.4.3 Giá thành truyền tải điện năng ... 86
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 124 CHƢƠNG 9: MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA LƢỚI ĐIỆN THIẾT KẾ BẰNG
PHẦN MỀM PSS/E... 89
9.1 Giới thiệu chƣơng trình PSS/E ... 89
9.2 Nhập dự liệu đầu vào ... 89
9.2.1 Nhập dữ liệu nút ... 90
9.2.2 Nhập dữ liệu đƣờng dây ... 91
9.2.3 Nhập dữ liệu máy biến áp ... 92
9.2.4 Nhập dữ liệu của nguồn ... 94
9.2.5 Nhập dữ liệu phụ tải ... 95
9.3 Chạy chƣơng trình và xuất kết quả ... 97
9.3.1 Chế độ phụ tải cực đại ... 99
9.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu ... 106
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 125
Danh mục bảng
Bảng1.1: Tổng kết số liệu về phụ tải……….……….5
Bảng 3.1: Điện áp tính toán và điện áp đình mức mạng điện phƣơng án 1 ... 17
Bảng 3.2: Kết quả chọn dây dẫn phƣơng án 1 ... 20
Bảng 3.3: Các thông số dây dẫn phƣơng án 1 ... 21
Bảng 3.4: Tổn thất điện áp phƣơng án 1 ... 23
Bảng 3.5: Bảng phân bố công suất ... 25
Bảng 3.6: Điện áp tính toán và điện áp định mức mạng điện phƣơng án 2 ... 25
Bảng 3.7: Kết quả chọn dây dẫn phƣơng án 2 ... 26
Bảng 3.8: Các thông số dây dẫn phƣơng án 2 ... 27
Bảng 3.9: Tổn thất điện áp phƣơng án 2 ... 28
Bảng 3.10: Bảng phân bố công suất ... 30
Bảng 3.11: Điện áp tính toán và điện áp định mức mạng điện phƣơng án 3 ... 31
Bảng 3.12: Kết quả chọn dây dẫn phƣơng án 3 ... 33
Bảng 3.13: Các thông số dây dẫn phƣơng án 3 ... 33
Bảng 3.15: Bảng phân bố công suất phƣơng án 4 ... 37
Bảng 3.15: Điện áp tính toán và điện áp định mức mạng điện phƣơng án 4 ... 37
Bảng 3.16: Kết quả chọn dây dẫn phƣơng án 4 ... 38
Bảng 3.17: Các thông số đƣờng dây dẫn phƣơng án 4 ... 39
Bảng 3.18: Tổn thất điện áp phƣơng án 4 ... 40
Bảng 3.19: Phân bố công suất phƣơng án 5 ... 41
Bảng 3.20: Điện áp tính toán và điện áp định mức mạng điện phƣơng án 5 ... 42
Bảng 3.21: Kết quả chọn dây dẫn phƣơng án 5 ... 43
Bảng 3.22: Các thông số dây dẫn phƣơng án 5 ... 43
Bảng 3.23: Tổn thất điện áp phƣơng án 5 ... 44
Bảng 4.1: Giá các loại đƣờng dây cột thép ... 46
Bảng 4.2: Vồn đầu tƣ mua dây dẫn của phƣơng án 1... 47
Bảng 4.3: Kết quả tính tổn thất điện năng của từng đƣờng dây ... 48
Bảng 4.4: Vồn đầu tƣ mua dây dẫn của phƣơng án 2... 49
Bảng 4.5: Kết quả tính tổn thất điện năng của từng đƣờng dây ... 50
Bảng 4.6: Vốn đầu tƣ mua dây dẫn của phƣơng án 3... 51
Bảng 4.7: Kết quả tính tổn thất điện năng của từng đƣờng dây ... 52
Bảng 4.8: Vốn đầu tƣ mua dây dẫn của phƣơng án 4... 53
Bảng 4.9: Kết quả tính tổn thất điện năng của từng đƣờng dây ... 54
Bảng 4.10: Vốn đầu tƣ mua dây dẫn của phƣơng án 5 ... 55
Bảng 4.11: Kết quả tính tổn thất điện năng của từng đƣờng dây ... 56
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 126
Bảng 5.1: Các thông số của máy biến áp tăng áp ... 58
Bảng 5.2: Các thông số của máy biến áp hạ áp ... 59
Bảng 6.1: Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế các đƣờng dây nối với nhà máy .... 67
Bảng 7.1: Giá trị điện áp tại các nút trong mạng điện ... 78
Bảng 7.2: Bảng thông số điều chỉnh của MBA điều chỉnh không tải ... 79
Bảng 7.3: Thông số điều chỉnh của MBA điều chỉnh điện áp dƣới tải ... 80
Bảng 8.1: Vốn đầu tƣ cho các trạm hạ áp và tăng áp ... 84
Bảng 8.2: Công suất và số lƣợng máy biến áp trong các trạm ... 84
Bảng 8.3: Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện thiết kế ... 87
Bảng 9.1: Nhập dữ liệu nút ... 90
Bảng 9.2: Thông số của đƣờng dây dạng đơn vị tƣơng đối cơ bản ... 91
Bảng 9.3: Nhập dữ liệu thông số đƣờng dây ... 92
Bảng 9.4: Thông số của máy biến áp trạm giảm áp dạng đơn vị tƣơng đối ... 93
Bảng 9.5: Thông số của máy biến áp trạm tăng áp dạng đơn vị tƣơng đối ... 93
Bảng 9.6: Nhập dữ liệu máy biến áp ... 94
Bảng 9.7: Nhập dữ liệu nguồn trong chế độ phụ tải cực đại ... 94
Bảng 9.8: Nhập dữ liệu phụ tải chế độ phụ tải cực đại ... 95
Bảng 9.9: Bảng kết quả tính toán trào lƣu công suất ở chế độ phụ tải cực đại ... 99
Bảng 9.10: Bảng tổng kết so sánh về dòng công suất truyền tải ... 105
Bảng 9.11: Bảng tổng kết so sánh về điện áp nút ... 106
Bảng 9.12: Nhập dữ liệu nguồn trong chế độ phụ tải cực tiểu ... 106
Bảng 9.13: Nhập dữ liệu phụ tải ở chế độ phụ tải cực tiểu ... 107
Bảng 9.14: Nhập dữ liệu máy biến áp ở chế độ phụ tải cực tiểu ... 107
Bảng 9.15: Nhập dữ liệu nút trong chế độ phụ tải cực tiểu ... 108
Bảng 9.16: Bảng kết quả tính toán trào lƣu công suất ở chế độ phụ tải cực tiểu ... 108
Bảng 9.17: Nhập dữ liệu đƣờng dây ở chế độ sự cố ... 114
Sinh viên: Đào Thị Bích Lợi Page 127
Danh mục hình
Hình 1: Sơ đồ địa lí phân bố nguồn và phụ tải ... 6
Hình 2.1: Phƣơng án 1 ... 12
Hình 2.2: Phƣơng án 2 ... 13
Hình 2.3: Phƣơng án 3 ... 13
Hình2.4: Phƣơng án 4 ... 14
Hình 2.5: Phƣơng án 5 ... 14
Hình 5.1: Sơ đồ trạm tăng áp của nhà máy ... 60
Hình 5.2: Sơ đồ cầu trong và cầu ngoài ... 61
Hình 5.3: Sơ đồ trạm cho phụ tải loại III ... 61
Hình 5.4: Sơ đồ trạm liên lạc ... 61
Hình 5.5: Sơ đồ trạm liên thông ... 62
Hình 6.1: Sơ đồ thay thế máy biến áp hai cuộn dây ... 63
Hình 6.2: Sơ đồ thay thế của đƣờng dây ... 64
Hình 6.3: Sơ đồ khối và sơ đồ thay thế đƣờng dây HT-9... 64
Hình 6.5: Sơ đồ khối và sơ đồ thay thế đƣờng dây HT-5-NM ... 68
Hình 6.6: Sơ đồ khối và sơ đồ thay thế đƣờng dây HT-9... 73
