Đang tải... (xem toàn văn)
Nguồn công suất vô cùng lớn (VCL)Nguồn có công suất VCL có khả năng đáp ứng được mọi yêu cầu về công suất của phụ tải và đảm bảo chất lượng điện áp.Nguồn có công suất VCL đảm bảo điện áp trên thanh góp cao áp không đổi khi xảy ra mọi biến động về công suất phụ tải dù xảy ra ngắn mạchNguồn có công suất (≥5÷7)lần công suất phụ tảiPhân tích phụ tảiSố liệu về các phụ tải trong bảng sau:Trong đó: Smin=60%SmaxSmax=Pmax.cosφSmin=Pmin.cosφ Qmax=Pmax.tanφ Qmin=Pmin.tanφ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN Lời nói đầu ******* Ngày nay, điện phần vô quan trọngtrong hệ thống lượng quốc gia Trong điều kiện nước ta thời kì công nghiệp hoá đại hoá điện lại đóng vai trò vô quan trọng.Điện điều kiện tiên quyểt cho việc phát triển nông nghiệp ngành sản xuất khác.Do kinh tế nước ta giai đoạn phát triển việc phát triển điện thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện điện phânphối điệncho hộ tiêu thụ cần phải tính toán kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lý kĩ thuật kinh tế Đồ án môn học đưa phương án có khả thực thi việc thiết kế mạng lưới điện cho khu vực gồm hộ tiêu thụ điện loại I loại III Nhìn chung, phương án đưa đáp ứng yêu cầu mạng điện Dù cố gắng song đồ án không tránh khỏi thiếu sót hạn chế, em mong nhận bảo giúp đỡ thầy, để em tự hoàn thiện thêm kiến thức lần thiết kế đồ án sau Trong trình làm đồ án, em xin chân thành cám ơn thầy cô giáo, đặc biết cám ơn thầy giáo Nguyễn Văn Thiện tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án Sinh viên Nguyễn Văn Tới SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -1- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN ĐỀ TÀI LẬP PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÁC HỘ TIÊU THỤ ĐIỆN ********** Chương I PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI ********************* 1.1 Phân tích nguồn 1.1.1 Mạng điện thuộc khu vực đồng sử dụng cột bê tông cốt thép, sủ dụng dây dẫn AC 1.1.2 Sơ đồ vị trí nguồn phụ tải N (1 ô = 10 x 10 km) SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -2- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN 1.1.3 - GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN Nguồn công suất vô lớn (VCL) Nguồn có công suất VCL có khả đáp ứng yêu cầu công suất phụ tải đảm bảo chất lượng điện áp Nguồn có công suất VCL đảm bảo điện áp góp cao áp không đổi xảy biến động công suất phụ tải dù xảy ngắn mạch Nguồn có công suất (≥5÷7)lần công suất phụ tải 1.2 Phân tích phụ tải 1.2.1 Số liệu phụ tải bảng sau: Trong đó: Smin=60%Smax Smax=Pmax.cosSmin=Pmin.cos Qmax=Pmax.tan Phụ tải Thuộc hộ loại Qmin=Pmin.tan Smax Pmax Qmax Smin Pmin Qmin (MVA) (MW) (MVAR) (MVA) (MW) (MVAR) Cos Tmax Uđm (h) (kV) Yêu cầu đcđa I 27,84 32 18,24 22,27 25,6 14,59 0,87 5000 22 KT I 34,8 40 22,8 27,84 32 18,24 0,87 5000 22 KT 33,06 38 21,66 26,45 30,4 17,33 0,87 5000 22 KT I I 39,15 45 25,65 31,32 36 20,52 0,87 5000 22 KT I 26,1 30 17,1 20,88 24 13,68 0.87 5000 22 KT III 13,92 16 9,12 11,14 12,8 7,3 0.87 5000 22 T 1.1.1 Có hộ phụ tải (từ phụ tải tới phụ tải 6) chia thành loại: - Hộ phụ tải loại I (gồm phụ tải:1,2,3,4,5 chiếm 83,3%):là loại phụ tải quan trọng phải cung cấp điện liên tục.Nếu gián đoạn cung cấp điện gây hậu nghiêm trọng ảnh hưởng đến an ninh, quốc phòng,an ninh,chính trị,tính mạng người,và thiệt hại nhiều kinh tế.Vì phụ tải loại I phải cấp điện lộ đường dây kép TBA có máy biến áp làm việc song song để đảm bảo độ tin cậy chất lượng điện - Hộ phụ tải loại III (gồm phụ tải chiếm 16,7%): loại phụ tải có mức quan trọng thấp hơn,để giảm chi phí đầu tư phụ tải cần cấp điện 1đường dây đơn máy biến áp Công suất 60%Smax=Smin - Các phụ tải có điện áp định mức U đm=22kV hệ số công suất cosφ=0.87 SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -3- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN - Hộ phụ tải 1,2,3,4,5 có Tmax = 5000h - Hộ phụ tải có Tmax = 4000h - Yêu cầu điều chỉnh điện áp: + Trong mạng thiết kế mạng điện cho hộ phụ tải (1, 2, 3, 4, 5) yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường (KT) nên độ lệch điện áp thỏa mãn: Chế độ phụ tải cực đại: du%=+5%Udm Chế độ phụ tải cực tiểu: du%=0%Udm Chế độ cố : du%= 5%Udm + Các phụ tải (6) yêu cầu điều chỉnh điện áp thường (T) nên phạm vi điều chỉnh điện áp thỏa mãn : Chế độ phụ tải cực đại: du%+2, 5% Chế độ phụ tải cực tiểu: du%+7, 5% Chế độ sau cố : du% -2, 5% 1.2 Cân công suất nguồn phụ tải Để đảm bảo ổn định chế độ vận hành hệ thống điện điện nhà máy điện hệ thống sản xuất phải cân với điện tiêu thụ.Do phải cân công suất Vì nguồn ta sử dụng nguồn công suất VCL nên đáp ứng yêu cầu công suất chất lượng điện áp cho tất phụ tải xảy biến động công suất phụ tải.Vì thế, ta không cần cân công suất SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -4- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN CHƯƠNG II DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY, PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU *************** 2.1 Dự kiến phương án nối dây Các tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện phụ thuộc nhiều vào sơ đồ nối dây mạng điện.Vì sơ đồ mạng điện phải đảm bảo tính khả thi cạnh tranh cao.Các sơ đồ mạng điện phải có chi phí năm vốn đầu tư nhỏ nhất,đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết,chất lượng điện yêu cầu hộ tiêu thụ thuận tiện an toàn tỏng vận hành,khả áp dụng công nghệ cao đáp ứng phụ tải phát triển Các yêu cầu mạng điện: - Cung cấp điện liên tục Đảm bảo chất lượng điện Đảm bảo thuận lợi cho thi công,vận hành,có tính linh hoạt cao Đảm bảo an toàn cho người thiết bị Đảm bảo chất lượng kinh tế Mạng thiết kế điện gồm nguồn điện phụ tải,trong có phụ tải loại III phụ tải loại I.Các hộ phụ tải loại I cấp điện lộ đường dây kép,còn hộ phụ tải loại III cấp điện đường dây đơn Trên sở phân tích đặc điểm nguồn điện, hộ phụ tải vị trí địa lý chúng, ta có phương án nối dây sau: Phương án I: SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -5- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN Phương án II: Phương án III: SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -6- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN Phương án IV: SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -7- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN Phương án V: SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -8- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN 2.2 Tính toán chọn tiết diện dây dẫn Dây dẫn lựa chọn dây nhôm lõi thép (AC) loại dây dẫn có độ dẫn điện tốt,đảm bảo độ bền học cao,sử dụng cấp điện áp sử dụng rộng rãi thực tế Do mạng điện thiết kế có U dm=110kA nên tiết diện dây dẫn thường chọn theo phương pháp mật độ kinh tế dòng điện Jkt: P2 + Q2 i 103 ( A) max i 10 = i F = max I max = kt J n 3.U n 3.U kt dm dm S I J Trong đó: U S n I dm kt : Mật độ kinh tế dòng điện : Điện áp định mức (kA) max i : Công suất đường dây thứ i phụ tải cực đại(MVA) : Số lộ đường dây max : Dòng điện cực đại đường dây chế độ làm việc bình thường Tra bảng số liệu 4.3 trang 194 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện – Ngô Hồng Quang.Tra cứu trị số mật độ kinh tế Jkt theo Tmax loại dây dẫn Ta có loại dây dẫn sử dụng để truyền tải dây AC thời gian sử dụng công Suất cực đại Tmax=5000h 4000h nên mật độ kinh tế Jkt=1,1 A/mm2 Dựa vào tiết diện dây dẫn tính theo công thức: I F = max kt J kt Ta tiến hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần kiểm tra điều kiện tạo thành vầng quang , độ bền đường dây điều kiện phát nóng dây dẫn: -Để không xuất hiện tượng vầng quang dây dẫn AC, mức điện áp 110kV dây nhôm lõi thép phải có tiết diện Fdd≥70mm2 - Độ bền đường dây không thường phối hợp với điều kiện vầng quang dây dẫn không cần kiểm tra độ bền học dây dẫn - Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường chế độ sau cố cần phải có điều kiện sau: SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -9- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN I sc < k I GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN cp Trong đó: Isc dòng điện dây dẫn chế độ cố Icp dòng điện làm việc lâu dài cho phép dòng điện, phụ thuộc vào chất tiết diện dây dẫn K hệ số hiệu chỉnh I Đối với đường dây kép sc theo = 2.I nhiệt max độ.Lấy < 0,8.I k= 0, ứng với t=25℃ cp Đối với đường dây đơn có cố xảy dẫn đến điện 2.3Tiêu chuẩn tổn thất điện áp Các mạng điện cấp điện áp đạt tiêu chuẩn kĩ thuật chế độ phụ tải cực đại tổn thất điện áp lớn chế độ làm việc bình thường chế độ cố nằm khoảng sau đây: ∆U bt = 10% − 15% max ∆U sc = 15% − 20% max Đối với mạng điện phức tạp (mạng điện kín), chấp nhận tổn thất điện áp lớn chế độ phụ tải cực đại chế độ cố nằm khoảng: ∆U bt = 15% − 20% max ∆U sc = 20% − 25% max Trong ∆U bt max ∆U sc max : tổn thất điện áp lúc cố lớn : Tổn thất điện áp bình thường Ta tính tổn thất điện áp theo công thức: P R + Q X i i ∆U bt = i i i U dm SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -10- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN B 196, 46.10−6 jQ" = j.U N − = j.1102 ≈ j1,18 ( MVAr ) c 2 -Công suất sau tổng trở đoạn đường dây N-6 là: S&" = S&' + ∆S& − jQ" = ( 16, 07 + j10, 68 ) + ( 0, 03 + j 0, ) − ( j1,18 ) N −6 B6 o c = 16,1 + j 9, ( MVA ) -Tổn thất công suất tổng trở đoạn dây N-6 là: S&" 16,12 + 9, N −6 ∆S& = Z = ( 35, 02 + j33,5 ) ≈ 1, 02 + j 0,97 ( MVA ) N −6 N −6 2 U 110 dm -Công suất trước tổng trở đoạn dây N-6 là: S&' = S&" + ∆S& = ( 16,1 + j 9, ) + ( 1, 02 + j 0,97 ) = 17,12 + j10,67 ( MVA ) N −6 N −6 N −6 -Công suất phản kháng dung dẫn đầu đoạn dây N-6 sinh là: B 196, 46.10−6 jQ' = j.U N − = j.1212 = j1, 43 ( MVAr ) c N 2 -Công suất đầu nguồn là: S& = S&' − jQ' = ( 17,12 + j10, 67 ) − ( j1, 43) = 17,12 + j9, 24 ( MVA ) N −6 N −6 c -Tổn thất điện áp đoạn đường dây N-6 là: P' R + Q' X N − N − = 17,12.35, 02 + 10, 67.33,5 ≈ 7,9 ( kV ) ∆U = N −6 N −6 N −6 U 121 N -Điện áp nút là: U = U − ∆U = 121 − 7,9 = 113,1( kV ) N N −6 -Tổn thất điện áp trạm biến áp: P ' R + Q' X B B = 16, 07.2,54 + 10, 68.55,9 ≈ 5, 63 ( kV ) ∆U = B6 B6 B6 U 113,1 SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -60- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN -Điện áp quy đổi phía cao áp: U -Điện áp thực phía hạ áp: U ' = U − ∆U = 113,1 − 5, 63 = 107, 47 ( kV ) H6 B6 22 = U ' = 107, 47 ≈ 20,55 ( kV ) H6 H6 k 115 Tính toán tương tự cho hộ phụ tải lại Ta có bảng giá trị điện áp quy đổi phía cao hộ phụ tải sau: Hộ phụ tải 103,57 104,23 U' H 99,96 101,7 106,02 107,47 5.2.Chế độ phụ tải cực tiểu Có UN = UA1 = 1,05.Udm = 115kV Xét chế độ vận hành kinh tế trạm biến áp có MBA làm việc song song: S gh =S dm S Nếu n ( n − 1) ∆P 2.∆P o =S o dm ∆P ∆P N N Smin ≥ S gh Ph ụ tải Số MB A ban đầu 2 2 [...]... 60,41 35,02 33,5 196,46 BẢNG TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP CỦA PHƯƠNG ÁN I Đoạn đường dây N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 ∆Ubt% 5,7 4,74 6,5 5,71 4,4 7,15 ∆Usc% 11,4 9,48 13 11,42 8,8 0 Ta có ∆U bt % = 7,15% < 10% max và ∆U sc % = 13% < 15% max Vây phương án I đạt yêu cầu kỹ thuật SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -20- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN PHƯƠNG ÁN II 1) Sơ đồ 2) Chọn tiết diện dây dẫn a)... BẢNG TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP CỦA PHƯƠNG ÁN II Đoạn đường dây N-1 N-2 N-2-3 2-3 N-4 5-6 N-5 N-56 ∆Ubt% 5,7 5,67 9,01 3,34 5,71 2,81 4,25 7,06 ∆Usc% 11,4 11,34 14,68 - 11,42 - 8,5 11,31 Ta thấy: ∆U bt % = 9, 01% < 10% max và ∆U sc % = 14, 68% < 15% max Nên phương án II đạt yêu cầu về kỹ thuật SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -26- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN PHƯƠNG ÁN III 1 Sơ đồ SV: NGUYỄN... LỚP: C12H3 -27- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN 2 Chọn tiết diện dây dẫn Ở phương án này các phụ tải 2 và 3 nối với nhau thành mạch kín N-2-3-N Ta có sơ đồ phân bố dòng công suất các đoạn dây trong mạch kín N-2-3-N: Vậy điểm phụ tải 3 là điểm phụ tải phân công suất trong mạch kín trên Tính dòng phân công suất trên các đoạn đường dây Giả sử mạch điện là đồng nhất và các đoạn đường dây... THẤT ĐIỆN ÁP CỦA PHƯƠNG ÁN III Đoạn đường dây N-1 N-2 2-3 N-3 N-4 N-5 5-6 N-5-6 ∆Ubt% 5,7 6,52 0,69 5,3 5,71 4,25 2,81 7,06 ∆Usc% 11,4 - - 16,76 11,42 8,5 - 11,31 Ta thấy: ∆U bt % = 7, 06% < 10% max và ∆U sc % = 16, 76% < 20% max Nên phương ánIII đạt yêu cầu kỹ thuật SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -34- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN -35- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN... TỚI LỚP: C12H3 -33- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN ∆U ⇒ GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN P R +Q X 2 − 3 2 − 3 = 38.9,9 + 21, 66.12,87 ≈ 5,95 ( kV ) = 2−3 2−3 2−3 U 110 dm ∆U sc = 12, 49 + 5,95 = 18, 44 ( kV ) N −2−3 ∆U sc %= N −2−3 ∆U sc N − 2 − 3 100% = 18, 44 100% = 16, 76% U 110 dm Các số liệu của các đoạn đường dây còn lại ta lấy kết quả từ phương án II Ta có bảng số liệu tổng quát của phương án III như sau: BẢNG... dây đơn thì n=1, với dây kép thì n=2 Đối với đường dây kép, nếu đứt 1 dây thì tổn thất điện áp trên đường dây là: ∆U sc % = 2.∆U bt % i i 2.4Tính cụ thể cho từng phương án PHƯƠNG ÁN I 1, Sơ đồ: SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -11- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN 2, Chọn tiết diện dây dẫn a) Đoạn đường dây N-1: • Chọn tiết diện dây dẫn: I max N − 1 = S max1 103 = 27,84 103 ≈ 73, 06 ( A)...ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN ∆U bt bt i 100% ∆U % = i U dm P ,Q i i : công suất tác dụng ,công suất phản kháng trên đường dây thứ i (MW,MVAR ) R ,X i i : điện trở tác dụng và điện kháng của đường dây thứ i (Ω) Trong đó: r l R = o i i n và x l X = o i i n Với dây đơn thì n=1, với dây kép thì n=2 Đối với đường dây kép, nếu đứt 1 dây thì tổn thất điện áp trên đường dây... đường dây đơn nên khi xảy ra sự cố sẽ mất điện nên ta không tính đến Isc5-6 SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -21- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN + Kiểm tra tổn thất điện áp trên đoạn dây 5-6: R = r l = 0, 46.30 ≈ 13,8 ( Ω ) 5−6 o 5−6 X 5−6 = x l = 0, 44.30 ≈ 13, 2 ( Ω ) o 5−6 B = n.b l = 1.2, 58.10−6.30 ≈ 77, 4.10 −6 ( 1/ Ω ) 5−6 o 5−6 Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường: P R +Q X max... Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây: R r l 0,33.50 = o N −2 = ≈ 8, 25 ( Ω ) N −2 n 2 X B x l 0, 429.50 = o N −2 = ≈ 10, 72 ( Ω ) N −2 n 2 N −2 = n.b l = 2.2, 65.10−6.50 = 265.10 −6 ( 1/ Ω ) o N −2 Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường: P R +Q X max2 N − 2 = 40.8, 25 + 22,8.10, 72 ≈ 5, 22 ( kV ) ∆U bt = max2 N − 2 N −2 U 110 dm SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -14- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN ∆U bt % = N... SV: NGUYỄN VĂN TỚI LỚP: C12H3 -22- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN I scN − 5 = 278,12 A < 0,8.I cp GVHD: NGUYỄN VĂN THIỆN = 0,8.445 = 356 A (Thỏa mãn điều kiện) +Kiểm tra tổn thất điện áp trên đoạn dây N-5: R r l 0, 21.50 = o N −5 = ≈ 5, 25 ( Ω ) N −5 n 2 X B x l 0, 416.50 = o N −5 = ≈ 10, 4 ( Ω ) N −5 n 2 N −5 = n.b l = 2.2, 74.10−6.50 ≈ 274.10−6 ( 1/ Ω ) o N −5 Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường: P R +Q ... 12,8 7,3 0.87 5000 22 T 1.1.1 Có hộ phụ tải (từ phụ tải tới phụ tải 6) chia thành loại: - Hộ phụ tải loại I (gồm phụ tải: 1,2,3,4,5 chiếm 83,3%):là loại phụ tải quan trọng phải cung cấp điện liên... phụ tải, trong có phụ tải loại III phụ tải loại I.Các hộ phụ tải loại I cấp điện lộ đường dây kép,còn hộ phụ tải loại III cấp điện đường dây đơn Trên sở phân tích đặc điểm nguồn điện, hộ phụ tải. .. áp cho phụ tải - Số lượng máy biến áp: + Với phụ tải loại I: sử dụng máy biến áp làm việc song song Trong đồ án có hộ phụ tải thuộc hộ phụ tải loại I hộ phụ tải, 1, 2, 3, 4, + Với phụ tải loại