Đang tải... (xem toàn văn)
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC GỒM MỘT NGUỒN ĐIỆN VÀ MỘT SỐ PHỤ TẢI KHU VỰC 7 CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT VÀ VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 7 I. Tính toán công suất 7 I.1. Sơ đồ địa lý 7 I.2. Phân tích nguồn 8 I.3. Phân tích phụ tải 8 I.4. Tính toán cân bằng công suất 9 a) Cân bằng công suất tác dụng 10 b) Cân bằng công suất phản kháng 10 II. Vạch các phương án nối dây 12 Phương án 1 12 Phương án 2 12 Phương án 3 14 Phương án 4 14 Phương án 5 16 Phương án 6 16 III. Chọn điện áp định mức cho lưới điện 18 IV. Tính toán chọn tiết diện dây dẫn 20 IV.1. Chọn tiết diện dây 20 IV.2. Kiểm tra điều kiện vầng quang 21 Với cấp điện áp 110kV, để không xuất hiện vầng quang tiết diện dây dẫn tối thiểu được phép là 70mm2 . 21 Isc max < k. Icp. 21 V. Tiêu chuẩn tổn thất điện áp 22 CHƯƠNG II 23 TÍNH TOÁN KINH TẾ KĨ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 23 PHẦN A: TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN 4 23 I. Tính toán phân bố công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp 23 I.1.Tính toán phân bố công suất sơ bộ 23 I.2.Tính toán chọn cấp điện áp 25 II. Chọn tiết diện dây dẫn 26 II.1. Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế 26 II.2. Kiểm tra phát nóng khi tải cưỡng bức 28 Nhánh N1 28 III. Tính tổn thất điện áp lúc bình thường và khi sự cố nguy hiểm nhất 34 PHẦN B: TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN 6 39 I. Tính toán phân bố công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp 39 I.1.Tính toán phân bố công suất sơ bộ 39 I.2. Tính toán chọn cấp điện áp 41 II. Chọn tiết diện dây dẫn 41 II.1. Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế 42 II.2. Kiểm tra phát nóng khi tải cưỡng bức 45 Nhánh N1 45 III. Tính tổn thất điện áp lúc bình thường và khi sự cố nguy hiểm nhất 47 PHẦN C : TÍNH TOÁN TỔN THẤT CÔNG SUẤT, TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ HÀM CHI PHÍ 50 Để so sánh về mặt kinh tế ta sử dụng hàm chi phí tinh toán hàng năm: 50 II. Tính toán cho phương án 6 54 III. So sánh kinh tế kĩ thuật chọn phương án tối ưu 56 CHƯƠNG III 58 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP 58 BỐ TRÍ KHÍ CỤ VÀ THIẾT BỊ TRÊN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH 58 I. Tính toán chọn công suất, số lượng ,loại máy biến áp 58 I.1. Tính toán chọn công suất định mức, số lượng máy biến áp cho phụ tải 58 I.2. Chọn loại MBA 60 II. Bố trí thiết bị và khí cụ điện trên sơ đồ nối điện chính 62 CHƯƠNG IV 67 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP ĐỐI VỚI PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 67 I. Chế độ phụ tải cực đại 67 CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 83 CHƯƠNG VI 92 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CHO LƯỚI ĐIỆN 92 C : giá điện trung bình ,C = 700đkWh. 93 + Vốn đầu tư xây dựng TBA : 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99
Nguyễn Thị Luyến MC LC 1 Nguyễn Thị Luyến LỜI MỞ ĐẦU Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng quốc gia, nó được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh tế, đời sống sinh hoạt, nghiên cứu khoa học… Hiện nay nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nên nhu cầu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao về số lượng cũng như chất lượng. Để đáp ứng được về số lượng thì ngành điện nói chung phải có kế hoạch tìm và khai thác tốt các nguồn năng lượng có thể biến đổi chúng thành điện năng.Mặt khác, để đảm bảo về chất lượng có điện năng cần phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại, có phương thức vận hành tối ưu nhất đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cũng như kinh tế. Xuất phát từ điều đó, bên cạnh những kiến thức giảng dạy trên giảng đường, mỗi sinh viên ngành Hệ thống điện đều được giao đồ án môn học về thiết kế điện cho mạng điện khu vực. Quá trình thực hiện đồ án giúp chúng ta hiểu biết tổng quan nhất về mạng lưới điện khu vực, hiểu biết hơn về những nguyên tắc chủ yếu để xây dựng hệ thống điện như xác định hướng và các thông số của các đường dây, chọn hệ thống điện áp cho mạng điện chính…những nguyên tắc tổ chức và điều khiển hệ thống, tổng vốn đầu tư và các nguồn nguyên vật liệu để phát triển năng lượng … 2 Nguyễn Thị Luyến Em xin chân thành cảm ơn đến thầy Phạm Văn Hòa, cùng toàn thể các thầy cô trong khoa Hệ thống Điện đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành bản đồ án này. Hà Nội, ngày 5 tháng 3 năm 2012. SINH VIÊN Lê Minh Dũng 3 Nguyễn Thị Luyến THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC GỒM MỘT NGUỒN ĐIỆN VÀ MỘT SỐ PH TẢI KHU VỰC CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT VÀ VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY I . Tính toán công suất I.1. Sơ đồ địa lý 4 Nguyễn Thị Luyến I.2. Phân tích nguồn Nguồn cung cấp cho các hộ phụ tải ở đây là một nguồn công suất vô cùng lớn, hệ số công suất của nguồn là cos ϕ = 0,85. I.3. Phân tích phụ tải Tổng công suất các hộ tiêu thụ trong chế độ cực đại là 150 MW. Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại. Trong số 6 hộ phụ tải thì có 1 hộ phụ tải thuộc loại I, 2 hộ thuộc loại II có mức đảm bảo cung cấp điện ở mức cao nhất , nghĩa là nếu mất điện sẽ gây hậu quả nghiêm trọng. Ba hộ phụ tải còn lại thuộc họ loại III có mức yêu cầu đảm bảo cung cấp điện thấp hơn, là những hộ mà việc mất điện không gây hậu quả nghiêm trọng. Thời gian sử dụng công suất cực đại là Tmax = 5000 giờ Ta có bảng số liệu tổng hợp về phụ tải như sau: STT Phụ tải max Phụ tải min P(MW) Q(MVAr) S(MVA) P(MW) Q(MVAr) S(MVA) 1 15 9,30 17,65 10,5 6,51 12,35 2 40 24,19 46,84 28 17,35 32,94 3 25 15,49 29,41 17,5 10,85 20,59 4 35 21,69 41,18 24,5 15,18 28,82 5 30 18,59 35,29 21 13,01 24,70 6 30 18,59 35,29 21 13,01 24,70 Σ 175 107,85 205,66 122,5 75,91 144,1 Trong đó: 5 Nguyễn Thị Luyến S min = 70% S max . S max = P max + jQ max. S min = P min + jQ min. I.4. Tính toán cân bằng công suất Tổng công suất tác dụng do nguồn sinh ra bằng tổng công suất tác dụng do các hộ phụ tải tiêu thụ và tổn thất công suất tác dụng trên lưới. a) Cân bằng công suất tác dụng Sự cân bằng công suất tác dụng trông khu vực xét được biểu diễn bằng công thức sau : P = mΣP + Σ∆P Trong đó : P : Tổng công suất phát của trạm điện ΣP: Tổng công suất tải cực đại của phụ tải Σ∆P: tổn thất công suất toàn lưới phía cao áp Σ∆P = 5% Σ P P = 1.175+ 0,05.175 = 183,75 ( MW) m : Hệ số đồng thời, phản ánh khả năng đồng thời cùng một lúc đều sử dụng công suất cực đại. Trong thiết kế lấy m = 1 b) Cân bằng công suất phản kháng Sự cân bằng công suất phản kháng được thể hiện bằng công thức: 6 Nguyễn Thị Luyến Q + Q = mΣQ + ∆Q ∆Q = 15%.mΣQ = = 16,18 (MVAr) => Q = mΣQ + ∆Q - Q = 107,85 + 16,18 – 113,93= 10,1 (MVAr) Ta phân bù về các phụ tải theo nguyên tắc ưu tiên các hộ ở xa, và có cos ϕ thấp: Bù 4,1( MVAr ) tại phụ tải 2: 2 moi pt S = 40 + j(24,19 - 4,1) = 40 + 20,09 MVA Bù 3 MVAr tại phụ tải 3: 3 moi pt S = 25 + j(15,49 - 3) = 25 + 12,49 MVA Bù 3 MVAr tại phụ tải 4: 4 moi pt S = 35 + j(21,69 - 3) = 35 + 18,69 MVA Kết quả sau khi bù như sau : STT Pmax (MW) Qmax (MVAr) cos ϕ 1 15 9,30 0,85 2 40 20,09 0,89 3 25 12,49 0,89 4 35 18,69 0,88 5 30 18,59 0,85 6 30 18,59 0,85 7 Nguyễn Thị Luyến II. Vạch các phương án nối dây Phương án 1 Phương án 2 8 Nguyễn Thị Luyến 9 Nguyễn Thị Luyến Phương án 3 Phương án 4 10 [...]... 42 + 11 0 11 0 = 13 ,02(kV) Sự cố đứt đoạn 0-6 ∆U = ∆U + ∆U = 60.7, 01 + 18 ,59 .16 , 49 30 .15 ,15 + 18 ,59 .14 ,42 + 11 0 11 0 29 Nguyễn Thị Luyến = 13 ,18 ( kV) 30 Nguyễn Thị Luyến Sự cố đứt đoạn 5-6 ∆U = 30.7, 01 + 18 ,59 .16 , 49 = 4,70( kV) 11 0 ∆U = 30.4, 81 + 18 ,59 .11 , 31 = 3,22(kV) 11 0 ⇒ ∆U = 13 ,18 (kV) ⇒ ∆U% = 13 ,18 10 0 = 11 ,98% 11 0 Từ kết quả tính toán ở trên ta có : ∆U% =∆U% = 6,36% < 10 % ∆U% = ∆U% = 11 ,98% I ( t/m ) Bảng thông số tiết diện đường dây của phương án 4: Nhóm N -1 N-2 N-3 N-4 Lộ 1 2 1 1 l (km) Loại r0 x0 Icp 44,72 50,00 dây AC-95 AC- Ω/km Ω/km A 0,33 0,27 0,43 0,43 58, 31 120 AC- 0, 21 64,03 15 0 AC- 0 ,13 240 27 R X 330 380 (kΩ) 14 ,76 6,75 (kΩ) 19 ,23 10 ,75 0,42 445 12 ,24 24,49 0,40 610 8,32 25, 61 Nguyễn Thị Luyến N-5 N-6 5-6 1 41, 23 0,40 510 7, 01 16,49 18 5 AC- 0 ,17 0,40 510 4, 81 11, 31. .. I= 602 + 37 ,18 2 3 10 = 370,48 (A) 3 .11 0 Dây AC -18 5 có I = 510 ( A ) ⇒ K.I = 0,88. 510 = 448,8 > I ( t/m ) I= 302 + 18 ,592 3 10 = 18 5,24 (A) 3 .11 0 Dây AC-70 có I = 265 (A) ⇒ K.I = 0,88.265 = 233,2 > I Sự cố đứt dây 5-6 : 26 Nguyễn Thị Luyến I= 302 + 18 ,592 3 10 = 18 5,24 3 .11 0 Dây AC -18 5 có I = 510 ( A ) ⇒ K.I = 0,88. 510 = 448,8 > I (t/m) I= 302 + 18 ,592 3 10 = 18 5,24 3 .11 0 Dây AC -18 5 có I = 510 ( A ) ⇒... 510 4, 81 11, 31 36,06 1 0 ,17 28,28 1 AC- 18 5 AC-70 0,42 0,40 265 15 ,15 14 ,42 III Tính tổn thất điện áp lúc bình thường và khi sự cố nguy hiểm nhất Nhánh N -1 ∆U=∆U = 15 .14 , 76 + 9,3 .19 , 23 = 3,64(kV) 11 0 ∆U% = ∆U = 10 0 = 3, 31% Nhánh N-2: ∆U = 40.6, 75 + 20, 09 .10 , 75 = 4,42(kV) 11 0 ∆U = 2 ∆U = 2.4,42 = 8,84(kV) ∆U = 10 0 = 4,02% ∆U = 10 0 = 8,04% 28 Nguyễn Thị Luyến Nhánh N-3 ∆U = ∆U = 25 .12 , 24 + 12 , 49.24,... Chiều dài 15 + j9,3 40 + j20,09 25 + j12,49 35 + j 18 ,69 27 ,17 + j16,84 32,83 + j20,34 2,83 + j1,75 (km) 44,72 50,00 58, 31 64,03 41, 23 28,28 36,06 N -1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 5-6 I.2.Tính toán chọn cấp điện áp U N 1 = 4,34 44, 72 + 16 .15 = 73,23 kV U N − 2 = 4,34 50 + 16 40 = 83,48 kV 2 U N −3 = 4,34 58, 31 + 16 .25 = 92, 91 kV U N − 4 = 4,34 64, 03 + 16 .35 = 10 8,42 kV U N −5 = 4,34 41, 23 + 16 .27 ,17 = 94,68... 16 .35 = 10 8,42 kV U N −5 = 4,34 41, 23 + 16 30 = 72,78 kV 2 U N −6 = 4,34 28, 28 + 16 30 = 71, 09 kV 2 Ta chọn cấp điện áp 11 0 kV để truyền tải là hợp lý II Chọn tiết diện dây dẫn II .1 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế Nhánh N -1 I= 15 2 + 9,32 10 3 = 92,63 (A) 3 .11 0 34 Nguyễn Thị Luyến 92, 63 F = 1, 1 = 84, 21 ( mm 2 ) ⇒ Chọn dây AC-95 35 Nguyễn Thị Luyến Nhánh N-2 402 + 20, 092 10 3 = 11 7,47 . S(MVA) 1 15 9,30 17 ,65 10 ,5 6, 51 12,35 2 40 24 ,19 46,84 28 17 ,35 32,94 3 25 15 ,49 29, 41 17,5 10 ,85 20,59 4 35 21, 69 41, 18 24,5 15 ,18 28,82 5 30 18 ,59 35,29 21 13, 01 24,70 6 30 18 ,59 35,29 21 13, 01. ngành Hệ thống điện đều được giao đồ án môn học về thiết kế điện cho mạng điện khu vực. Quá trình thực hiện đồ án giúp chúng ta hiểu biết tổng quan nhất về mạng lưới điện khu vực, hiểu biết hơn. hệ thống điện như xác định hướng và các thông số của các đường dây, chọn hệ thống điện áp cho mạng điện chính…những nguyên tắc tổ chức và điều khiển hệ thống, tổng vốn đầu tư và các nguồn nguyên