Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế lưới điện khu vực
Thiết kế lưới điện khu vựcMỞ ĐẦU Quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá nước ta đang đòi hỏi trình độ khoa học kỹ thuật cao. Ngành điện là ngành hạ tầng cơ sở được ưu tiên phát triển cũng yêu cầu trình độ theo kịp và đáp ứng được nhu cầu. Trong hệ thống điện của nước ta hiện nay quá trình phát triển phụ tải ngày càng nhanh nên việc quy hoạch và thiết kế mới và phát triển mạng điện đang là vấn đề cần quan tâm của ngành điện nói riêng và cả nước nói chung. Đồ án môn học Lưới điện giúp sinh viên áp dụng những kiến thức đã học để thực hiện những công việc thực tế. Tuy là đồ án môn học nhưng đã giúp sinh viên có những khái niệm cơ bản trong công việc và nó cũng là bước đầu tập dược để có những khái niệm cơ bản trong đồ án tốt nghiệp sắp tới và công việc sau này để đáp ứng tốt những nhiệm vụ đề ra. Trong quá trình làm đồ án em rất biết ơn các thầy cô giáo trong bộ môn và các thầy trực tiếp phụ trách môn học trên lớp. Em chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Hoàng Việt đã hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này. Sinh viênNGUYỄN BÁ TÙNGNguyễn Bá Tùng Lớp htđ2-k481 Thiết kế lưới điện khu vựcCHƯƠNG ICÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNGVÀ PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG Điện năng có đặc điểm là không thể dự trữ được. Phụ tải yêu cầu đến đâu thì HTĐ đáp ứng đến đó, do đó công suất phát của các nhà máy điện phải luôn thay đổi theo sự thay đổi nhu cầu công suất tác dụng P và điện áp của các nhà máy điện phải luôn thay đổi để đáp ứng nhu cầu công suất phản kháng Q của phụ tải. Công suất tác dụng và công suất phản kháng của nguồn điện phải luôn cân bằng với công suất phụ tải trong mọi thời điểm vận hànhI. Phân tích phụ tải điện Trong hệ thống thiết kế có 6 phụ tải.Tất cả các phụ tải đều là hộ loại I và hệ số cosϕ = 0.85.Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax=5000 h.Các phụ tải đều có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường .Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp của các trạm hạ áp bằng 10KV Bảng 1.1 Thông số của các phụ tải điện Hộ tiêu thụSmax=Pmax+jQmaxMVASmaxMVASmin=Pmin+jQminMVASminMVA1 22+j13.64 25.89 11+j6.82 12.9452 34+j21.08 40 17+j10.53 203 24+j14.88 28.239 12+j7.44 14.1194 30+j18.6 35.3 15+j9.3 17.655 35+j21.7 41.18 17.5+j10.85 20.596 36+j22.32 42.358 18+j11.16 21.179Tổng 181+j112.22 212.967 90.5+j56.11 106.4835Nguyễn Bá Tùng Lớp htđ2-k482 Thiết kế lưới điện khu vựcII.Cân bằng công suất trong hệ thống điện 1.Cân bằng công suất tác dụng. Cân bằng công suất tác dụng cần thiết để giữ được tần số bình thường trong hệ thống. Cân bằng công suất tác dụng có tính chất toàn hệ thống và nó được xác định bằng biểu thức sau :∑ ∑ ∑∑ ∑++∆+==dttdmdiPtFPPPPmP61 Trong đó : ∑FP: Tổng công suất tác dụng phát ra do các máy phát điện của các nhà máy điện trong hệ thống. ∑=61iPtP: Tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ. ∑∆mdP : Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và MBA. ∑tdP: Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện, khi tính toán ta sơ bộ ta lấy giá trị bằng không. ∑dtP: Tổng công suất dự trữ, khi tính toán sơ bộ ta cũng lấy giá trị bằng không. m : hệ số đồng thời, khi tính toán ta lấy m = 1. ∑∑ ∑∆+==ptiPtFPPmP %761 tdP∑= 0 MVA dtP∑ = 0 MVANguyễn Bá Tùng Lớp htđ2-k483 Thiết kế lưới điện khu vực ∑FP = 181 + 12.67 =193.67 MVA2. Cân bằng công suất phản kháng. Để giữ cho điện áp bình thường phải có sự cân bằng công suất phản kháng ở hệ thống nói chung và từng khu vực nói riêng. Sự cân bằng công suất phản kháng được xác định bởi biểu thức sau : ∑ ∑=YCFQQ ∑∑∑∑∑∑∑∆+++−∆+=mbadttdCLPtYCQQQQQQmQ Trong đó : ∑PtQ: Tổng công suất phản kháng cực đại của mạng. ∑∆LQ: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong lưới điện. ∑CQ : Tổng công suất phản kháng điện dung trên đường dây sinh ra. Trong khi tính toán sơ bộ ta lấy : ∑ ∑=∆CLQQ ∑tdQ: Tổng công suất phản kháng tự dùng. ∑dtQ: Tổng công suất phản kháng dự trữ. Trong khi tính toán sơ bộ ta lấy: ∑∆mbaQ: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các MBA của hệ thống ∑FQ:Tổng công suất phản kháng phát ra bởi các máy phát điện và có trị số: FFFtgPQϕ.Σ=Σ=193.67*0.62=120.08 MVArvới cosϕ=0.85 ⇒tgϕ =0.62Nguyễn Bá Tùng Lớp htđ2-k484 Thiết kế lưới điện khu vực ∑tdQ= 0 ∑dtQ= 0 tPtPttgPQϕ.Σ=Σ=112.22 MVAr ∑∆mbaQ= 15%∑PtQ= 16.833 MVAr MVAQmbaQptQyc 053.129833.1622.112=+=+=∑ ∑ QF < QYC Ta tiến hành bù sơ bộ Dung lượng cần bù ΣQB =8.973MVAR.Ta thấy rằng ΣQB > 0 nghĩa là nguồn điện thiếu công suất phản kháng. Lượng công suất phản kháng thiếu hụt là 8.973MVAR ta phải dùng các tụ điện đặt tại các nút phụ tải để bù vào cho đủ.* Nguyên tắc bù :- Bù ở hộ xa nhất (tính từ hai nguồn điện đến), nếu chưa đủ thì bù ở hộ gần hơn, quá trình tiếp tục như vậy cho đến khi bù hết số lượng cần bù.Khi ta bù đến cosϕ’= 0,95 (tgy’= 0,33). Nếu công suất phản kháng cần bù lần cuối nhỏ hơn công suất phản kháng lúc đến cosϕ’= 0,95 thì chỉ bù đến số lượng cần bù, sau đó tính cosϕ’ sau khi bù.Sau đây ta lần lượt bù tại các phụ tải theo nguyên tắc đã nêu :+ Phụ tải 1 bù đến cosϕ’= 0,95 (tgy’= 0,33)QB2= (tgϕ2 - tgϕ’2) = 22*(0,62– 0,33) = 6.38MVARSau khi bù cho phụ tải 1 thì lượng công suất phản kháng của hệ thống còn thiếu là Q’B = QB - QB2 = 8.973 – 6.38 = 2.593 MVARNguyễn Bá Tùng Lớp htđ2-k485 Thiết kế lưới điện khu vựcTa bù cho nút phụ tải 3, trước khi bù ta có Ppt3= 24 ; cosϕ = 0,85Qpt3 = 24*0.62= 14.88MVARSau khi bù ta có : cosϕ’3 = cos−33'3ptPQptQarctg= cos−24593.288.14arctg= 0.89 Kết luận sau khi bù ta có :+ Phụ tải 1 được bù đến cosϕ’= 0,95+ Phụ tải 3 được bù đến cosϕ’= 0,89Tổng dung lượng bù : 8.973MVARTừ kết quả trên ta có bảng thông số cosϕ và dung lượng bù tại các nút phụ tải như sau :Phụ tải Pi(MW)Qi(MVAR)cosϕ(trước khi bù)Qi (MVAR)cosϕ(sau khi bù)Qb(MVAR1 2213.640,857.260.95 6.382 3421.080,8521.080,85 03 2414.880,8512.2870,89 2.5934 3018.60,8518.60,85 05 3521.70,8521.70,85 06 3622.320,8522.320,85 0Nguyễn Bá Tùng Lớp htđ2-k486 Thiết kế lưới điện khu vựcCHƯƠNG IICÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY .LỰA CHỌN Uđm DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Dựa vào tính chất của các hộ tiêu thụ điện (loại I) cấn có hai đường dây cung cấp điện, vị trí tương đối giữa nguồn và phụ tải và vị trí giữa các phụ tải với nhau ta dự kiến 5 phương án có thể thực hiện như sau:nd124356Hình 1 Sơ đồ mạch điện phương án INguyễn Bá Tùng Lớp htđ2-k487 Thiết kế lưới điện khu vựcnd124356Hình 2 Sơ đồ mạch điện phương án IInd124356Hình 3 Sơ đồ mạch điện phương án IIINguyễn Bá Tùng Lớp htđ2-k488 Thiết kế lưới điện khu vựcnd124356Hình 4 Sơ đồ mạch điện phương án IVnd124356Hình 5 Sơ đồ mạch điện phương án VNguyễn Bá Tùng Lớp htđ2-k489 Thiết kế lưới điện khu vựcCHƯƠNG IIITÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT –KINH TẾ CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN . CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN HỢP L Ý NHẤTI.Phương án I Sơ đồ mạng điện phương án I cho trên hình nd124356 Hình 6 Sơ đồ mạch điện phương án I1.Chọn điện áp định mức của mạng điện Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm sau: iiiPlU .1634,4 += ,kV Trong đó : l –khoảng cách truyền tảI ,kmNguyễn Bá Tùng Lớp htđ2-k4810 [...]... 22 Lớp htđ2-k48 Thiết kế lưới điện khu vực Sau đó dựa vào các công thức tính dòng điện và tiết diện chạy trên dây dẫn tương tự như các phương án trên ta có kết quả sau: Nguyễn Bá Tùng 23 Lớp htđ2-k48 Thiết kế lưới điện khu vực 1.Chọn điện áp định mức cho mạng điện Bảng 3.13 .Điện áp tính toán và điện áp định mức mạng điện Đường dây Công suất truyền tải S,MVA Chiều dài đường dây l,km điện áp tính toán... ∆Umaxsc 0 0 =∆Unđ-6sc 0 0 =8.58 0 0 Nguyễn Bá Tùng 14 Lớp htđ2-k48 Thiết kế lưới điện khu vực II.Phương án II Sơ đồ mạng điện phương án II cho trên hình 1 2 3 4 5 nd 6 Hình7 Sơ đồ mạch điện phương án II Kết quả tính toán được cho trong bảng Nguyễn Bá Tùng 15 Lớp htđ2-k48 Thiết kế lưới điện khu vực Bảng 3.5 Thông số của các đường dây trong mạng điện Ftt mm2 Ftc mm2 Icp A Isc A l km r0 Ω/km x0 Ω/km B0.10-6... Nguyễn Bá Tùng 20 Lớp htđ2-k48 Thiết kế lưới điện khu vực 3.Tính tổn thất điện áp trong mạng điện Bảng 3.12.tổn thất điện áp trên các đường dây trong mạng điện Đường dây ∆Ubt% ∆Usc% 2-1 2.15 4.3 NĐ-2 4.17 8.34 NĐ-4 2.7 5.4 4-3 2.03 4.06 NĐ-5 4.17 8.34 NĐ-6 4.29 8.58 Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc bình thường ∆Umaxbt% =4.29% Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc sự cố: ∆Umaxsc% =8.58%... Lớp htđ2-k48 Thiết kế lưới điện khu vực 3.Tính tổn thất điện áp trong mạng điện Bảng 3.15 Tổn thất điện áp trên các đường dây trong mạng điện ∆Ubt% 3.97 3.622 0.555 8.548 2.43 7.541 4.29 Đường dây NĐ 1 NĐ 2 3 5 NĐ-3 NĐ-4 NĐ-5 NĐ-6 ∆Usc% 6.05 7.244 1.11 16.192 4.86 18.206 8.58 Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc bình thường ∆Umaxbt% =8.548% Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc sự cố:... 107.59 Đường dây điện áp tính toán U,kV điện áp định mức mạng Uđm,kV 110 Từ bảng kết quả trên ta chọn điện áp định mức mạng điện là Uđm=110kV 2.Chọn tiết diện dây dẫn Các mạng điện 110kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không Các đường dây được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC) Thiết kế mạng điện khu vực ta chọn dây dẫn bằng mật độ kinh tế Tra bảng trong giáo trình mạng lưới điện với dây... tổn thất điện áp trong mạng điện Tính tổn thất điện áp thì có tính trong chế độ bình thường và trong chế độ sự cố : ∆U max bt %, ∆ max sc % Trong chế độ bình thường thì tổn thất điện áp được tính theo công thức: ∆U max bt % = Pi Ri + Qi X i 100 2 U dm Nguyễn Bá Tùng 13 Lớp htđ2-k48 Thiết kế lưới điện khu vực Trong đó: +Pi, Qi là công suất chạy trên đoạn đường dây thứ i +Ri, Xi là điện trở, điện kháng.. .Thiết kế lưới điện khu vực P-công suất truyền tảI trên đường dây ,MW Tính điện áp định mức trên đường dây từ NĐ-1 U 1 = 4,34 58.31 + 22.16 = 86.63 kV Các điện áp từ nguồn điện tới các phụ tải khác tính tương tự Kết quả tính toán được cho dưới bảng sau: Bảng 3.1 Điện áp tính táon và điện áp định mức của mạng Công suất Chiều dài truyền tải đường... Thông số của các đường dây trong mạng điện 3.Tính tổn thất điện áp trong mạng điện Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-2-1 trong chế độ làm việc bình thưòng : Nguyễn Bá Tùng 18 Lớp htđ2-k48 Thiết kế lưới điện khu vực Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-2 ∆UNĐ-2 %= PN 2 R2 + Q2 X 2 56 * 4.25 + 28.7 * 9.28 100 % = 100 0 0 = 4.17% 2 U dm 110 2 Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 2-1: ∆U2-1... tổn thất điện áp cực đại trong chế độ vận hành sự cố bằng : ∆Umaxsc % = 8.58% . htđ2-k4814 Thiết kế lưới điện khu vựcII.Phương án IISơ đồ mạng điện phương án II cho trên hình nd124356 Hình7 Sơ đồ mạch điện phương án II Kết. htđ2-k4816 Thiết kế lưới điện khu vựcIII.Phương án III Sơ đồ mạng điện của phương án IIInd124356Hình.8 Sơ đồ mạch điện phương án III1.Tính điện áp định
