Trường đại học bách khoa Hà Nội Thiết kế đồ án Lưới Điện Dồ án môn học lưới điện Trường đại học bách khoa Hà Nội MỤC LỤC .1 Thiết kế đồ án Lưới Điện .1 .1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .3 Nước ta q trình cơng nghiệp hố đại hoá,ngành điện phải ưu tiên phát triển để đáp ứng nhu cầu phát triển kink tế Trong trình phát triển kinhtế phụ tải điện phát triển ngày nhanh đòi hỏi phải quy hoạch xây dựng mạng điện .3 Đồ án môn học lưới điện giúp sinh viên áp dụng kiến thức học để thiết kế mạng điện khu vực, từ giúp sinh viên hiểu sâu sắc kiến thức lý thuyết học Đồng thời bước đầu tập dượt để có kinh nghiệm đồ án tốt nghiệp sau .3 Trong trình làm đồ án em biết ơn thầy môn hệ thống điện, em xin chân thành cảm ơn T.S Nguyễn Văn Đạm hướng dẫn em hoàn thành đồ án Sinh viên: Trần Tất Đạt .3 CHƯƠNG I CÂN BĂNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN Bảng số liệu tính tốn sơ Số liệu Phụ tải .5 Phụ tải .5 Phụ tải .5 Phụ tải .5 Phụ tải .5 Phụ tải .5 Pmax 30 32 26 28 30 26 Qmax 14,52 15,49 12,58 13,55 14,52 12,58 cosϕ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 CHƯƠNG II CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ, KỸ THUẬT Phương án 15 Dồ án môn học lưới điện Trường đại học bách khoa Hà Nội LỜI NÓI ĐẦU Nước ta q trình cơng nghiệp hố đại hoá,ngành điện phải ưu tiên phát triển để đáp ứng nhu cầu phát triển kink tế Trong trình phát triển kinhtế phụ tải điện phát triển ngày nhanh đòi hỏi phải quy hoạch xây dựng mạng điện Đồ án môn học lưới điện giúp sinh viên áp dụng kiến thức học để thiết kế mạng điện khu vực, từ giúp sinh viên hiểu sâu sắc kiến thức lý thuyết học Đồng thời bước đầu tập dượt để có kinh nghiệm đồ án tốt nghiệp sau Trong trình làm đồ án em biết ơn thầy môn hệ thống điện, em xin chân thành cảm ơn T.S Nguyễn Văn Đạm hướng dẫn em hoàn thành đồ án Sinh viên: Trần Tất Đạt Dồ án môn học lưới điện Trường đại học bách khoa Hà Nội CHƯƠNG I CÂN BĂNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN I.Cân công suất tác dụng Giả thiết nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho mạng điện PF = Pyc = m∑ Ppt + ∑ ∆Pmd + ∑ Ptd + ∑ Ptd Trong đó: PF : tổng cơng suất phát Pyc tổng cơng suất yêu cầu m: hệ số đồng thời ∑ Ppt : tổng công suất phụ tải ∑ P = P + P + P + P + P + P = 36 + 30 + 20 + 32 + 28 + 20 = 166MW ∑ ∆P = ∑ P = 100 166 = 8,3MW ∑ P : tổng công suất tự dùng nhà máy điện, mạng điện ∑ P ∑ P : tổng công suất dự trữ hệ thống, ∑ P = pt md o pt td td dt = dt PF = Pyc = 166 + 8,3 = 174,3MW II.Cân công suất phản kháng Công suất phản kháng nguồn phát là: QF = PF tgϕ F với cos ϕ F = 0,85 ⇒ tgϕ F = 0,62 ⇒ QF = 180,6.0,62 = 111,97 MVAR Tổng công suất phản kháng mà hệ thống tiêu thụ là: Q yc = ∑ Q pt + ∑ Qba + ∑ ∆QL − ∑ Qc + ∑ Qtd + ∑ Qdt Coi công suất tự dùng công suất dự trữ không: ∑ Qtd = ∑ Qdt = Tổng công suất phản kháng đường dây tổng công suất phản kháng điện dung đường dây phát ra: ∑Q ∑Q ∑Q L = ∑ Qc pt ba = ∑ Pi tgϕ i = 172.0,484 = 83,25 MVAr ??????????? = 15 0 ∑ Q pt = 15 0 83,25 = 12,49MVAr Tổng công suất phản kháng MBA ⇒ Q yc = ∑ Q pt + ∑ ∆Qba = 83,25 + 12,49 = 95,74 MVAr Ta có QF = 111,97 > Q yc = 95,74 nên ta bù sơ Dồ án môn học lưới điện Trường đại học bách khoa Hà Nội Bảng số liệu tính tốn sơ Số liệu Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Pmax Qmax 30 14,52 32 15,49 26 12,58 28 13,55 30 14,52 26 12,58 cosϕ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Dồ án môn học lưới điện Trường đại học bách khoa Hà Nội CHƯƠNG II CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ, KỸ THUẬT I Phương án I sơ đồ nối dây O Thông số sơ đồ nối dây.( cách tính Pmax ????????????) Đoạn Pmax(MW) Qmax(MVar) L(km) O-2 62 30,01 63,25 2-1 30 14,52 41,23 0-4 54 26,14 76,16 4-3 26 12,58 42,43 0-6 56 27,10 63,25 6-5 30 14,52 41,23 2.Tính điện áp danh định cho hệ thống Điện áp danh định hệ thống xác định theo công công thức kinh nghiệm U i = 4,43 Li + 16.Pi Li:chiều dài đoạn thứ i,km Pi:công suất tác dụng chạy đoạn đường dây thứ i,MW Từ cơng thức ta có U = 4,43 41,23 + 16.30 = 101,14kV U = 4,43 63,25 + 16.62 = 144kV U = 4,43 42,23 + 16.26 = 94,85kV U = 4,43 76,16 + 16.54 = 135,83kV U = 4,43 41,23 + 16.30 = 101,14kV U = 4,43 63,25 + 16.56 = 137,2kV Dồ án môn học lưới điện Trường đại học bách khoa Hà Nội Vây ta chọn điện áp danh định lưới điện 110kV Xác định tiết diện dây dẫn đoạn đường dây -Dự kiến dùng dây AC,cột thép,Dtb=5m -Ta dùng phương pháp mật độ kinh tế dòng điện để chọn tiến diện dây dẫn Tra phụ lục giáo trình”Mạng lưới điện” với dây AC Tmax=5000h ta Jkt=1,1A/mm2 Dòng điện chạy đoạn đường dây tính theo cơng thức I= P2 + Q2 n 3.U dd 10 Xét chi tiết đoạn *Đoạn 0-2 62 + 30,012 I 0−2 = 10 = 180,8 A 3.110 I0-2sc=2.I0-2=361,6A Vậy ta chọn Ftc0-2=150mm2 với Icp=445A>Isc=361,6A *Đoạn 2-1 I −1 = 32 + 14,52 2 3.110 10 = 87,47 A I 87,47 2 −1 I2-1sc=2.I2-1=174,97A ⇒ F2−1 = J = 1,1 = 79,25mm kt Vậy ta chọnFtc2-1=70mm với Icp=265A>Isc=174,97A *Đoạn 0-4 54 + 26,14 I 0− = 3.110 10 = 157,45 A I0-4sc=2.I0-4=314,90A ⇒ F0− = I 0−4 157,45 = = 143,14mm J kt 1,1 Vậy ta chọnFtc0-4=150mm2 với Icp=445A>Isc=314,90A *Đoạn 4-3 I −3 = 26 + 12,58 2 3.110 10 = 75,80 A I4-3sc=2.I4-3=151.60A ⇒ F4 −3 = I 4−3 75,80 = = 68,91mm J kt 1,1 Vậy ta chọnFtc4-3=70mm2 với Icp=265A>Isc=151,60A Dồ án môn học lưới điện Trường đại học bách khoa Hà Nội *Đoạn 0-6 I 0−6 = 56 + 27,10 2 3.110 10 = 163,27 A I0-6sc=2.I0-6=326,54A ⇒ F0−6 = I 0−6 163,27 = = 148,43mm J kt 1,1 Vậy ta chọnFtc0-6=150mm2 với Icp=445A>Isc=326,54A*Đoạn 0-2 *Đoạn 6-5 I 6−5 = 30 + 14,52 2 3.110 10 = 87,47 A I6-5sc=2.I6-5=174,94A ⇒ F6−5 = I 6−5 87,47 = = 79,52mm J kt 1,1 Vậy ta chọnFtc6-5=70mm2 với Icp=265A>Isc=174,94A Từ tiết diện tìm đoạn đường dây,tra phụ lục giáo trình “Mạng lưới điện” ta bảng sau đoạn Pmax,MW Qmax,MVAr L,km Ftt,mm2 Ftc,mm2 r0,Ω/km x0,Ω/km b0,10-6S/km R,Ω X,Ω B,10-6S 0-2 62 31,01 63,25 164,36 150 0,21 0,416 2,74 6,64 13,16 173,31 2-1 30 14,52 41,23 79,52 70 0,46 0,44 2,58 9,48 9,07 106,37 0-4 54 26,14 76,16 146,38 150 0,21 0,416 2,74 8,00 15,84 208,68 4-3 26 12,58 42,43 72,82 70 0,46 0,44 2,58 9,76 9,33 109,47 0-6 56 27,10 63,25 151,68 150 0,21 0,416 2,74 6,64 13,16 173,31 6-5 30 14,52 41,23 79,52 70 0,46 0,44 2,58 9,48 9,07 106,37 4.Tính tổn thất điện áp đoạn đường dây chế độ bình thường cố Tổn thất điện áp đoạn đường dây tính theo cơng thức ∆U i 0 = ∑ ( P R i i U + Qi X i ) dm 100 Trongđó: PI,QI:Cơng suất tác dụng vàphản kháng chạy đoạn thứ i RI,XI:đIửn trở đIửn kháng đoạn thứ i Dồ án môn học lưới điện Trường đại học bách khoa Hà Nội *Đoạn 0-2-1 ∆U 021bt 0 = = P02 R02 + Q02 X 02 + P21 R21 + Q21 X 21 100 U dm 62.6,64 + 30,01.13,16 + 30.9,48 + 14,52.9,07 100 = 10,11 0 110 Khi có cố đứt mạch đoạn 0-2 ⇒ R02 sc = 6,64.2 = 13,28 Ω, X 02 sc = 13,16.2 = 26,22 Ω ∆U 021sc 0 = = 62.13,28 + 30,01.26,32 + 30.9,48 + 14,52.9,07 100 = 16,77 0 110 *Đoạn 0-4-3 ∆U 043bt 0 = = P02 R02 sc + Q02 X 02 sc + P21 R21 + Q21 X 21 100 U dm P04 R04 + Q04 X 04 + P43 R43 + Q43 X 43 100 U dm 54.8,00 + 30,01.26,32 + 26.9,76 + 12,58.9,33 100 = 10,06 0 110 Khi có cố đứt mạch đoạn 0-4 ⇒ R04 sc = 8,00.2 = 16 Ω, X 02 sc = 15,84.2 = 31,68 Ω ∆U 043 sc 0 = = 2.54.8,00 + 2.30,01.26,32 + 26.9,76 + 12,58.9,33 100 = 117,05 0 110 *Đoạn 0-6-5 ∆U 065bt 0 = = P04 R04 sc + Q04 X 04 sc + P43 R43 + Q43 X 43 100 U dm P06 R06 + Q06 X 06 + P65 R65 + Q65 X 65 100 U dm 56.6,64 + 27,10.26,32 + 30.9,48 + 14,52.9,07 100 = 9,46 0 110 Khi có cố đứt mạch đoạn 0-6 ⇒ R06 sc = 6,64.2 = 13,28 Ω, X 06 sc = 13,16.2 = 26,22 Ω ∆U 065bt 0 = = P06 R06 + Q06 X 06 + P65 R65 + Q65 X 65 100 U dm 2.56.6,64 + 27,10.26,32 + 2.30.9,48 + 14,52.9,07 100 = 15,48 0 110 5.Tổng kết phương án ∆U max bt % = 10,11% < 15% ∆U max sc % = 17,05% < 20% Vậy phương án 1thoả mãn yêu cầu kỹ thuật Dồ án môn học lưới điện Trường đại học bách khoa Hà Nội II Phương án II 1.sơ đồ nối dây O Thông số sơ đồ nối dây Đoạn Pmax(MW) Qmax(MVar) L(km) O-2 62 30,01 63,25 2-1 30 14,52 41,23 0-3 26 12,58 100 0-4 28 13,55 76,16 0-6 56 27,10 63,25 6-5 30 14,52 41,23 2.Lựa chọn tiết diện dây dẫn Tính Ftt tương tự phương án 1,tra phụ lục giáo trình “Mạng lưới điện” ta lập bảng sau Đoạn Pmax,MW Qmax,MVAr L,km Ftt,mm2 Ftc,mm2 r0,Ω/km x0,Ω/km b0,10-6S/km R,Ω X,Ω B,10-6S 0-2 62 31,01 63,25 164,36 150 0,21 0,416 2,74 6,64 13,16 173,31 2-1 30 14,52 41,23 79,52 70 0,46 0,44 2,58 9,48 9,07 106,37 0-3 26 12,58 100 68,92 70 0,46 0,44 2,58 23 22 258 0-4 28 13,55 76,16 74,22 70 0,46 0,44 2,58 17,52 16,76 196,49 0-6 56 27,10 63,25 151,68 150 0,21 0,416 2,74 6,64 13,16 173,31 6-5 30 14,52 41,23 79,52 70 0,46 0,44 2,58 9,48 9,07 106,37 3.Tính tổn thất điện áp đoạn đường dây chế độ bình thường cố *Đoạn 0-2-1 Tính tương tự phương án ta Dồ án môn học lưới điện 10 Trường đại học bách khoa Hà Nội Lấy điện áp nút (trừ nút o) điện áp danh định mạng điện,Udd=110kV Tổn thất công suất nõi sắt MBA ∆S kt1 = 2.∆P0 + j 2.∆Q0 = 2.0,029 + 2.0,2 = 0,06 + j 0,4MVA Tổn thất công suất cuộn dây MBA ∆Pn  S1  ∆S b1 =  S dm   U %.S12  + j n  2.100.S dm  2 0,12 30 + 7,52 10,5 30 + 7,52 + j = 0,09 + j 2,01MVA = 2.100.25 2.25 ( ) ( ) Công suất trước tổng trở Zb1: S b1 = S1 + ∆S b1 = 30 + j 7,52 + 0,09 + j 2,01 = 30,09 + j 9,53MVA Công suất điện dung cuối đầu đoạn 0-1: Qcc 01 = Qcd 01 = U dm B01 = 110 2.116,36.10 −6 = 1,41MVAr Công suất cuối đường dây 0-1: ,, S 01 = S b1 + ∆S kt1 − jQcc 01 = 30,09 + j 9,53 + 0,06 + j 0,4 − j1,41 = 30,15 + j8,52 MVA Tổn thất công suất đoạn 0-1: ∆S 01 S ,, 30,15 + 8,52 ( 42,42 + j 40,56) = 3,44 + j3,29MVA = 01 ( R01 + jX 01 ) = U dm 110 Công suất trước tổng trở Z01: , ,, S 01 = S 01 + ∆S 01 = 30,15 + j8,52 + 3,44 + j 3,29 = 33,59 + j11,81MVA Công suất nút nguồn cung cấp: , S 01 = S 01 − jQcd 01 = 31,83 + j11,81 − j1,41 = 33,59 + j10,40 MVA Điện áp nút Tổn thất điện áp đoạn 0-1: ∆U 01 = , , P01 R01 + Q01 X 01 33,59.42,42 + 11,81.40,56 = = 15,73kV U0 121 Điện áp điểm là: U = U − ∆U 01 = 121 − 15,73 = 105,27 kV Tổn thất điện áp cuộn dây máy biến áp là: ∆U b1 = Pb1 Rb1 + Qb1 X b1 30,09.1,27 + 9,53.27,95 = = 2,89kV U1 105,27 Điện áp góp hạ áp quy phía điện áp cao là: U 1,h = U − ∆U b1 = 105,27 − 2,89 = 102,38kV Điện áp thực góp hạ áp là: U 1h = U 1,h 11 11 = 102,38 = 9,79kV 115 115 Dồ án môn học lưới điện 52 Trường đại học bách khoa Hà Nội 2.Xét đoạn 0-2-3 2x25MVA 3, 2AC-70 AC-150 S3 63,25km 44,72km 2x32MVA Qb3 2, Qb2 S2 Sơ đồ thay S01, S01 Z02 S02,, ∆S 02 -jQcc02 S23, ∆S kt B02/2 -jQcd02 S23 B02/2 Sb2 Z23 S23,, ∆S 23 B23/2 ∆S kt -jQcc23 3, S3 Sb3 Zb3 ∆S b B23/2 -jQcd23 ∆S b 2, S2 Các thông số: +Đường dây Z02=13,28+j26,32Ω; Z23=10,29+j9,84Ω; B02/2=86,66.10-6S; B23/2=115,38.10-6S +MBA MBA Uc B3 115 B2 115 Uh 11 11 Un% 10,5 10,5 ∆Pn ∆P0 0,12 0,145 0,029 0,035 I0% 0,8 0,75 R 2,54 1,87 Dồ án môn học lưới điện X 55,9 43,5 ∆Q0 0,2 0,24 53 Trường đại học bách khoa Hà Nội Zb2=0,935+j21,75Ω; Zb3=1,27+j27,95Ω +Phụ tải: S2=32+j8MVA; S3=26+j6,5MVA Lấy điện áp nút (trừ nút o) điện áp danh định mạng điện,Udd=110kV Tổn thất công suất nõi sắt MBA trạm ∆S kt = 2.∆P0 + j 2.∆Q0 = 2.0,029 + 2.0,2 = 0,06 + j 0,4MVA Tổn thất công suất cuộn dây MBA B3 ∆S b ∆Pn  S  =  S dm   U %.S 32  + j n  2.100.S dm  0,12 26 + 6,5 10,5 26 + 6,5 + j = 0,07 + j1,51MVA = 2.100.25 2.25 ( ) ( ) Công suất trước tổng trở Zb3: S b = S + ∆S b = 26 + j 6,5 + 0,07 + j1,51 = 26,07 + j8,01MVA Công suất điện dung cuối đầu đoạn 2-3: Qcc 23 = Qcd 23 = U dm B23 = 110 2.115,38.10 −6 = 1,40MVAr Công suất cuối đường dây 2-3: ,, S 23 = S b + ∆S kt − jQcc 23 = 26,07 + j8,01 + 0,06 + j 0,4 − j1,40 = 26,13 + j 7,01MVA Tổn thất công suất đoạn 2-3: ∆S 23 S ,, 26,13 + 7,012 (10,29 + j9,84) = 0,62 + j 0,60MVA = 23 ( R23 + jX 23 ) = U dm 110 Công suất trước tổng trở Z23: , ,, S 23 = S 23 + ∆S 23 = 26,13 + j 7,01 + 0,62 + j 0,60 = 26,75 + j 7,61MVA , S 23 = S 23 − jQcd 23 = 26,75 + j 7,61 − j1,40 = 26,75 + j 6,21MVA Tổn thất công suất nõi sắt MBA trạm ∆S kt = 2.∆P0 + j 2.∆Q0 = 2.0,035 + 2.0,24 = 0,07 + j 0,48MVA Tổn thất công suất cuộn dây MBA B2 ∆S b ∆Pn  S  =  S dm   U %.S 22  + j n  2.100.S dm  0,12 32 + 10,5 32 + + j = 0,08 + j1,79 MVA = 2.100.32 2.32 ( ) ( ) Công suất trước tổng trở Zb2: S b = S + ∆S b = 32 + j8 + 0,08 + j1,79 = 32,08 + j 9,79 MVA Công suất điện dung cuối đầu đoạn 0-2: Qcc 02 = Qcd 02 = U dm B02 = 110 2.86,66.10 −6 = 1,05MVAr Dồ án môn học lưới điện 54 Trường đại học bách khoa Hà Nội Công suất cuối đường dây 0-2: ,, S 01 = S 23 + S b + ∆S kt − jQcc 02 = 26,75 + j 6,21 + 32,08 + j 9,79 + 0,07 + j 0,48 − j1,05 = 58,9 + j15,43MVA Tổn thất công suất đoạn 0-2: ∆S 02 ,, S 02 58,90 + 15,43 (13,28 + j 26,32) = 4,07 + j8,06MVA = ( R02 + jX 02 ) = U dm 110 Công suất trước tổng trở Z02: , ,, S 02 = S 02 + ∆S 02 = 58,90 + j15,43 + 4,07 + j8,06 = 62,97 + j 23,49 MVA Công suất nút nguồn cung cấp: , S 02 = S 02 − jQcd 02 = 62,97 + j 23,49 − j1,05 = 62,97 + j 22,44 MVA Điện áp nút Tổn thất điện áp đoạn 0-2: ∆U 02 = , , P02 R02 + Q02 X 02 62,97.13,28 + 23,49.26,32 = = 12,02kV U0 121 Điện áp điểm là: U = U − ∆U 02 = 121 − 12,02 = 108,98kV Tổn thất điện áp cuộn dây máy biến áp B2 là: ∆U b = Pb Rb + Qb X b 32,08.0,935 + 9,79.21,75 = = 2,23kV U2 115,66 Điện áp góp hạ áp trạm quy phía điện áp cao là: , U h = U − ∆U b = 108,98 − 2,23 = 106,75kV Điện áp thực góp hạ áp trạm là: , U 2h = U 2h 11 11 = 106,75 = 10, ,21kV 115 115 Tổn thất điện áp đoạn 2-3: ∆U 23 = , , P23 R23 + Q23 X 23 26,75.10,29 + 7,61.9,84 = = 3,21kV U2 108,98 Điện áp điểm là: U = U − ∆U 23 = 108,98 − 3,21 = 105,77kV Tổn thất điện áp cuộn dây máy biến áp B3 là: ∆U b = Pb Rb + Qb X 26,07.1,27 + 8,01.27,95 = = 2,43kV U3 105,77 Điện áp góp hạ áp trạm quy phía điện áp cao là: , U 3h = U − ∆U b = 105,77 − 2,43 = 103,34kV Điện áp thực góp hạ áp trạm là: , U h = U 3h 11 11 = 103,43 = 9,88kV 115 115 Dồ án môn học lưới điện 55 Trường đại học bách khoa Hà Nội 3.Xét đoạn 0-4 2x25MVA 4, AC-70 76,16km S4max Qb4 Sơ đồ thay S04 , S 04 Z04 ,, S 04 Zb4 4, Sb4 S4 ∆S 04 ∆S kt ∆S b B04 -jQcd04 B04 -jQcc04 Các thông số: +Đường dây Z04=2(17,52+j16,76)=35,04+j33,52Ω B04 196,49.10 −6 = = 98,25.10 −6 S 2 +MBA Uc,kV Uh,kV 115 11 Un% ∆Pn , ∆P0 , 10,5 MW 0,12 MW 0,029 I0% 0,8 R,Ω 2,54 X,Ω ∆Q0 , 55,9 MVAr 0,2 Zb4=1,27+j27,95Ω +Phụ tải S4=28+j7MVA Lấy điện áp nút (trừ nút o) điện áp danh định mạng điện,Udd=110kV Tổn thất công suất nõi sắt MBA ∆S kt = 2.∆P0 + j 2.∆Q0 = 2.0,029 + 2.0,2 = 0,06 + j 0,4 MVA Tổn thất công suất cuộn dây MBA ∆S b ∆Pn  S  =  S dm   U %.S 42  + j n  2.100.S dm  Dồ án môn học lưới điện 56 = ( ) ( Trường đại học bách khoa Hà Nội ) 0,12 28 + 10,5 28 + + j = 0,08 + j1,75MVA 2.100.25 2.25 Công suất trước tổng trở Zb4: S b = S + ∆S b = 28 + j + 0,08 + j1,75 = 28,08 + j8,75MVA Công suất điện dung cuối đầu đoạn 0-4: Qcc 04 = Qcd 04 = U dm B04 = 110 2.98,25.10 −6 = 1,19 MVAr Công suất cuối đường dây 0-4: ,, S 04 = S b + ∆S kt − jQcc 04 = 28,08 + j8,75 + 0,06 + j 0,4 − j1,19 = 28,14 + j 7,96 MVA Tổn thất công suất đoạn 0-4: ∆S 04 S ,, 28,14 + 7,96 ( 35,04 + j 33,52) = 2,48 + j 2,37 MVA = 04 ( R04 + jX 04 ) = U dm 110 Công suất trước tổng trở Z04: , ,, S 04 = S 04 + ∆S 04 = 28,14 + j 7,96 + 2,48 + j 2,37 = 30,62 + j10,33MVA Công suất nút nguồn cung cấp: , S 04 = S 04 − jQcd 04 = 30,62 + j10,33 − j1,19 = 30,62 + j 9,14 MVA Tổn thất điện áp đoạn 0-4: ∆U 04 , , P04 R04 + Q04 X 04 30,62.35,04 + 10,33.33,52 = = = 11,73kV U0 121 Điện áp điểm là: U = U − ∆U 04 = 121 − 11,73 = 109,27 kV Tổn thất điện áp cuộn dây máy biến áp là: ∆U b = Pb Rb + Qb X b 28,08.1,27 + 8,75.27,95 = = 2,56kV U4 109,27 Điện áp góp hạ áp quy phía điện áp cao là: , U h = U − ∆U b = 109,27 − 2,56 = 106,71kV Điện áp thực góp hạ áp là: , U 4h = U 4h 11 11 = 106,71 = 10,21kV 115 115 Dồ án môn học lưới điện 57 Trường đại học bách khoa Hà Nội 5.Xét đoạn 0-5 2x25MVA 5, AC-70 S5max 92,2km Qb5 Sơ đồ thay , S 05 S05 ,, S 05 Z05 Zb5 5, Sb5 S5 ∆S 05 ∆S kt ∆S b B05 -jQcd05 B05 -jQcc05 Các thông số: +Đường dây Z05=42,42+j40,56Ω B05 = 16,36.10 −6 S +MBA Uc,kV Uh,kV 115 11 Un% ∆Pn , ∆P0 , 10,5 MW 0,12 MW 0,029 I0% 0,8 R,Ω 2,54 X,Ω ∆Q0 , 55,9 MVAr 0,2 Zb5=1,27+j27,95Ω +Phụ tải S5=30+j7,52MVA Lấy điện áp nút (trừ nút o) điện áp danh định mạng điện,Udd=110kV Tổn thất công suất nõi sắt MBA ∆S kt = 2.∆P0 + j 2.∆Q0 = 2.0,029 + 2.0,2 = 0,06 + j 0,4 MVA Tổn thất công suất cuộn dây MBA ∆S b ∆Pn  S  =  S dm   U n %.S 52  + j  2.100.S dm  0,12 30 + 7,52 10,5 30 + 7,52 + j = 0,09 + j 2,01MVA = 2.100.25 2.25 ( ) ( ) Dồ án môn học lưới điện 58 Trường đại học bách khoa Hà Nội Công suất trước tổng trở Zb5: S b = S + ∆S b = 30 + j 7,52 + 0,09 + j 2,01 = 30,09 + j 9,53MVA Công suất điện dung cuối đầu đoạn 0-5: Qcc 05 = Qcd 05 = U dm B05 = 110 2.116,36.10 −6 = 1,41MVAr Công suất cuối đường dây 0-1: ,, S 05 = S b + ∆S kt − jQcc 01 = 30,09 + j 9,53 + 0,06 + j 0,4 − j1,41 = 30,15 + j8,52 MVA Tổn thất công suất đoạn 0-5: ∆S 05 S ,, 30,15 + 8,52 ( 42,42 + j 40,56) = 3,44 + j 3,29MVA = 05 ( R05 + jX 05 ) = U dm 110 Công suất trước tổng trở Z05: , ,, S 05 = S 05 + ∆S 05 = 30,15 + j8,52 + 3,44 + j 3,29 = 33,59 + j11,81MVA Công suất nút nguồn cung cấp: , S 05 = S 05 − jQcd 05 = 31,83 + j11,81 − j1,41 = 33,59 + j10,40 MVA Điện áp nút Tổn thất điện áp đoạn 0-5: ∆U 05 = , , P05 R05 + Q05 X 05 33,59.42,42 + 11,81.40,56 = = 15,73kV U0 121 Điện áp điểm là: U = U − ∆U 05 = 121 − 15,73 = 105,27 kV Tổn thất điện áp cuộn dây máy biến áp là: ∆U b = Pb Rb + Qb X b 30,09.1,27 + 9,53.27,95 = = 2,89kV U5 105,27 Điện áp góp hạ áp quy phía điện áp cao là: , U h = U 15 − ∆U b = 105,27 − 2,89 = 102,38kV Điện áp thực góp hạ áp là: , U 5h = U 5h 11 11 = 102,38 = 9,79kV 115 115 Dồ án môn học lưới điện 59 Trường đại học bách khoa Hà Nội 5.Xét đoạn 0-6 2x25MVA 6, AC-70 63,25km S6max Qb6 Sơ đồ thay S06 , S 06 Z06 ,, S 06 Zb6 6, Sb6 S6 ∆S 06 ∆S kt ∆S b B06 -jQcd06 B06 -jQcc06 Các thông số: +Đường dây Z06=2(14,55+j13,92)=29,10+j27,84Ω B06 163,19.10 −6 = = 81,60.10 −6 S 2 +MBA Uc,kV Uh,kV 115 11 Un% ∆Pn , ∆P0 , 10,5 MW 0,12 MW 0,029 I0% 0,8 R,Ω 2,54 X,Ω ∆Q0 , 55,9 MVAr 0,2 Zb6=1,27+j27,95Ω +Phụ tải S6=26+j6,5MVA Lấy điện áp nút (trừ nút o) điện áp danh định mạng điện,Udd=110kV Tổn thất công suất nõi sắt MBA ∆S kt = 2.∆P0 + j 2.∆Q0 = 2.0,029 + 2.0,2 = 0,06 + j 0,4MVA Tổn thất công suất cuộn dây MBA ∆S b ∆Pn  S  =  S dm  2  U %.S  + j n  2.100.S dm  Dồ án môn học lưới điện 60 = ( ) ( Trường đại học bách khoa Hà Nội ) 0,12 26 + 6,5 10,5 26 + 6,5 + j = 0,07 + j1,51MVA 2.100.25 2.25 Công suất trước tổng trở Zb6: S b = S + ∆S b = 26 + j 6,5 + 0,07 + j1,51 = 26,07 + j8,01MVA Công suất điện dung cuối đầu đoạn 0-6: Qcc 06 = Qcd 06 = U dm B06 = 110 2.81,60.10 −6 = 0.99MVAr Công suất cuối đường dây 0-6: ,, S 06 = S b + ∆S kt − jQcc 06 = 26,07 + j8,01 + 0,06 + j 0,4 − j 0,99 = 26,13 + j 7,42MVA Tổn thất công suất đoạn 0-6: ∆S 06 S ,, 26,13 + 7,42 ( 29,10 + j 27,84) = 1,77 + j1,70MVA = 06 ( R06 + jX 06 ) = U dm 110 Công suất trước tổng trở Z06: , ,, S 06 = S 06 + ∆S 06 = 26,13 + j 7,42 + 1,77 + j1,70 = 27,90 + j 9,12MVA Công suất nút nguồn cung cấp: , S 06 = S 06 − jQcd 06 = 27,90 + j 9,12 − j 0,99 = 27,90 + j8,13MVA Điện áp nút Tổn thất điện áp đoạn 0-6: ∆U 06 , , P06 R06 + Q06 X 06 27,90.29,10 + 9,12.27,84 = = = 8,81kV U0 121 Điện áp điểm là: U = U − ∆U 06 = 121 − 8,81 = 112,19kV Tổn thất điện áp cuộn dây máy biến áp là: ∆U b = Pb Rb + Qb X b 26,07.1,27 + 8,01.27,95 = = 2,29kV U6 112,19 Điện áp góp hạ áp quy phía điện áp cao là: , U h = U − ∆U b = 112,19 − 2,29 = 109,90kV Điện áp thực góp hạ áp là: , U 6h = U 6h 11 11 = 109,90 = 10,51kV 115 115 Dồ án môn học lưới điện 61 Trường đại học bách khoa Hà Nội IV Tổng kết tính toán chế độ Giá trị điện áp góp hạ áp trạm chế độ phụ tải cực đại cực tiểu sau cố ghi bảng sau: Trạm BA Chế độ Smax Smin sau cố Smax Smin sau cố Smax Smin sau cố Smax Smin sau cố Smax Smin sau cố Smax Smin sau cố Uih,kV 10,65 10,20 9,79 10,86 10,35 10,21 10,56 10,09 9,88 10,83 10,37 10,21 10,65 10,20 9,79 10,98 10,47 10,51 Uih,,kV 111,29 106,62 102,38 113,53 108,18 106,75 110,35 105,51 103,34 113,23 108,44 106,71 111,29 108,44 102,38 114,80 109,48 109,90 V.Chọn phương thức điều chỉnh điện áp mạng điện Trong trình vận hành mạng điện, phụ tải thay đổi từ cực tiểu đến cực đại,hoặc bị cố nặng nề dẫn đến điện áp góp hạ áp trạm thay đổi vượt giới hạn cho phép.Để giữ cho điện áp có giá trị phạm vi cho phép ta tiến hành điều chỉnh điện áp Trong đồ án môn học ta dùng MBA điều chỉnh tải để điều chỉnh điện áp với yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Các yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường là: + Chế độ phụ tải cực đại dU%=5% +Chế độ phụ tải cực tiểu dU%=0% +Chế độ cố dU%=5% Các MBA có Ucdđ=115kV, Uhdđ=11kV, phạm vi điều chỉnh ±9.1,8% Dồ án môn học lưới điện 62 Trường đại học bách khoa Hà Nội Điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn ghi bảng đầu -4 -3 -2 -1 106,812 108,859 110,906 112,953 115 điều chỉnh U,kV 117,047 119,094 121,14 Tính cho phụ tải Theo phần IV ta có điện áp góp hạ áp quy đổi phía điện áp cao chế độ Smax, Smin sau cố U 1, ln = 111,29kV , U 1,nh = 106,62kV , U 1,sc = 102,38kV Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm chế độ tính sau: Uycln=Uđm+dU%.Uđm=10+5%.10=10,5kV Uycnh=Uđm+dU%.Uđm=10+0%.10=10kV Uycsc=Uđm+dU%.Uđm=10+5%.10=10,5kV *Khi phụ tải cực đại U 1dc ln U 1, ln U hdd 111,29.11 = = = 116,59kV U yc ln 10,5 Vậy ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn với Uđctc=117,047kV Điện áp thực góp hạ áp trạm U ln t = U 1, ln U hdd 111,29.11 = = 10,46kV U dctc 117,047 ⇒ ∆U ln % = U ln t − U dm 10,46 − 10 100 = 100 = 4,6% U dm 10 Vậy đầu điều chỉnh chọn phù hợp *Khi phụ tải cực tiểu U 1dcnh = U 1,nh U hdd 106,62.11 = = 117,28kV U ycnh 10 Vậy ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn với Uđctc=117,047kV Điện áp thực góp hạ áp trạm Dồ án môn học lưới điện 63 Trường đại học bách khoa Hà Nội U 1nht = U 1,nh U hdd 106,62.11 = = 10,02kV U dctc 117,047 ⇒ ∆U 1nh % = U 1nht − U dm 10,02 − 10 100 = 100 = 0,2% U dm 10 Vậy đầu điều chỉnh chọn phù hợp *Khi phụ sau cố U 1d csc U 1,sc U hdd 102,38.11 = = = 107,26kV U y csc 10,5 Vậy ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn -4 với Uđctc=106,812kV Điện áp thực góp hạ áp trạm U 1sct = U 1,sc U hdd 102,38.11 = = 10,54kV U d csc 106,812 ⇒ ∆U 1sc % = U 1sct − U dm 10,54 − 10 100 = 100 = 5,4% U dm 10 Vậy đầu điều chỉnh chọn phù hợp Dồ án môn học lưới điện 64 Trường đại học bách khoa Hà Nội Các phụ tải cịn lại tính tốn tương tự phụ tải ta có bảng kết sau Phụ tải , U ln 111,29 113,53 110,35 113,23 111,29 114,80 , U nh 106,62 108,18 105,51 108,44 106,62 109,48 , U sc Uđcln n/Uđclntc Ulnt ∆U ln % 102,38 106,75 103,34 106,71 102,38 109,90 116,59 1/117,047 10,46 4,6 118,94 2/119,094 19,49 4,9 115,60 0/115 10,56 5,6 118,62 2/119,094 10,46 4,6 116,59 1/117,047 10,46 4,6 120,27 3/121,141 10,42 4,2 Uđcnh n/Uđcnhtc Unht ∆U nh % 117,28 1/117,047 10,02 0,2 119,00 2/119,094 9,99 -0,1 116,06 1/117,047 9,92 -0,8 119,28 2/119,094 10,02 0,2 117,28 1/117,047 10,02 0,2 120,43 3/121,141 9,94 -0,6 Uđcsc n/Uđcsctc Usct ∆U sc % 107,26 -4/106,812 10,54 5,4 111,83 -2/110,906 10,59 5,9 108,26 -3/108,859 10,44 4,4 111,79 -2/110,906 10,58 5,8 107,26 -4/106,812 10,54 5,4 115,13 0/115 10,51 5,1 Dồ án môn học lưới điện 65 Trường đại học bách khoa Hà Nội CHƯƠNG VI TÍNH TỐN GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN I.Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện K=Kd+Ktb+Kt đó: Kd: Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây K d = ∑ K 0i l i Theo số liệu chương II ta có Kd=163,42.109đ Kt: Tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp K t = ∑ K ti Sau bảng suất đầu tư cho trạm có MBA 110kV Sđm,MVA 16 Kt,106đ 13000 25 19000 32 22000 40 25000 63 35000 80 42000 Với trạm có MBA phải nhân hệ số hiệu chỉnh 1,8 Trong hệ thống có: 5trạm, trạm MBA 25 MVA trạm MBA 32 MVA Vậy ta có: Kt=1,8(5.19000.106+22000.106)=210,6.109đ Ktb: Tổng vốn đầu tư thiết bị bù K tb = K ∑ K bi = 150.10 6.40,2 = 6,03.10 đ Vậy tổng vố đầu tư xây dựng mạng điện K=Kd+Kt+Ktb=(163,42+210,6+6,03).109=380,05.109đ II.Xác định chi phí vận hành hàng năm mạng điện Chi phí vận hành hàng năm Y = a d K d + at K t + atb K tb + ∆A.C Trong đó: a d : hệ số khấu hao hao mòn phục vụ đường dây, a d =0,04 Dồ án môn học lưới điện 66 ... phụ tải điện phát triển ngày nhanh đòi hỏi phải quy hoạch xây dựng mạng điện .3 Đồ án môn học lưới điện giúp sinh viên áp dụng kiến thức học để thiết kế mạng điện khu vực,... Trong trình làm đồ án em biết ơn thầy môn hệ thống điện, em xin chân thành cảm ơn T.S Nguyễn Văn Đạm hướng dẫn em hoàn thành đồ án Sinh viên: Trần Tất Đạt Dồ án môn học lưới điện Trường đại học... 5.Tổng kết phương án ∆U max bt % = 10,11% < 15% ∆U max sc % = 17,05% < 20% Vậy phương án 1thoả mãn yêu cầu kỹ thuật Dồ án môn học lưới điện Trường đại học bách khoa Hà Nội II Phương án II 1.sơ đồ