Luận văn Đề Tài: Thiết kế lưới điện khu vực Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu LỜI NĨI ĐẦU Q trình cơng nghiệp hố đại hố đất nước phát triển mạnh mẽ địi hỏi trình độ khoa học kỹ thuật ngày cao, đặt yêu cầu thiết xây dựng phát triển sở hạ tầng Trong ngành điện ngành hạ tầng sở ưu tiên phát triển trước hết điện khơng thể thiếu hầu hết lĩnh vực sản xuất công nghiệp Để phát triển kinh tế ngành điện phải phát triển trước bước Cùng với có yêu cầu đặt cho ngành điện theo kịp trình độ kỹ thuật cơng nghệ khu vực giới, đáp ứng yêu cầu sản lượng chất lượng điện cho nhu cầu sản xuất, sinh hoạt Trong hệ thống điện nước ta trình phát triển phụ tải ngày nhanh nên việc quy hoạch, thiết kế phát triển mạng điện vấn đề cần quan tâm ngành điện nói riêng nước nói chung Đồ án tốt nghiệp lưới điện giúp sinh viên ứng dụng kiến thức học nghiên cứu lý thuyết vào việc thực nhiệm vụ cụ thể toàn diện Đây bước tập dượt giúp cho sinh viên kinh nghiệm quý báu công việc sau Em biết ơn thầy cô giáo mơn Hệ thống điện giúp em có kiến thức cần thiết để làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn PGS- TS Trần Bách tận tình hướng dẫn em hồn thành đồ án Sinh viên: Trần Minh Sinh viên: Trần Minh Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu CHƯƠNG I CÁC ĐỊNH HƯỚNG CƠ BẢN I.1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI Nguồn điện: Trong thiết kế lưới điện, việc phân tích nguồn cung cấp điện quan trọng để nắm vững đặc điểm số liệu nguồn, tạo thuận lợi cho việc tính tốn Việc định sơ đồ nối dây mạng điện định phương thức vận hành nhà máy điện hồn tồn phụ thuộc vào vị trí, nhiệm vụ tính chất nhà máy điện Ở nguồn điện hai nhà máy nhiệt điện có số liệu sau: + Nhà máy nhiệt điện I: x 50 MW = 200; cos ϕ = 0,85 + Nhà máy nhiệt điện II: x 50 MW = 150; cos ϕ = 0,85 Hai nhà máy điện nhiệt điện ngưng Loại máy phát điện dùng hai nhà máy máy phát điện đồng tua bin có thơng số bảng sau: Loại TBФ-50-3600 N (v/ ph) 3600 S (MVA) 62,5 P (MW) U (KV ) cosϕ I (KA ) X''d X'd Xd 50 6,3 0,85 5,73 0,1336 0,1786 1,4036 Các đặc điểm chủ yếu hai nhà máy điện: Làm việc với tua bin lò đốt nhiên liệu Muốn làm việc phải có thời gian khởi động lị khơng đáp ứng nhu cầu phụ tải Do cơng suất dự trữ phải dự trữ nóng Mặt khác lị có đặc tính sau: phụ tải kinh tế 85% đến 90% phụ tải định mức; phụ tải ổn định > 70%; 70% phải phun Sinh viên: Trần Minh Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu thêm dầu, khơng kinh tế; 30% khơng nên chạy lị, tải tối đa 15% Do ghép lị máy phát máy phát nên nhận phụ tải độ 85% kinh tế, công suất tối thiểu không 30%, tải tối đa không 15% Hiệu suất thấp: η = 30 - 40% Giá thành sản xuất điện cao Hai nhà máy đặt cách xa bao lấy phụ tải điện, điều có lợi cho phân phối tải - Vì hai nhà máy nhiệt điện nên chủ động nguồn nhiên liệu, việc phát cơng suất ln ổn định Đây ưu điểm lưới Phụ tải: - Theo số liệu ban đầu cho hai nhà máy nhiệt điện cung cấp cho phụ tải; Các phụ tải có cơng suất khơng lớn có Tmax = 5.500 h, điều chứng tỏ vùng công, nông nghiệp dân cư Mặt khác phụ tải bố trí nằm hai nhà máy điện, thuận tiện cho việc cung cấp điện Phụ tải phụ tải loại I nên không phép điện, thiết kế lưới điện cần phải đảm bảo yêu cầu cung cấp điện tin cậy cho phụ tải Phụ tải lớn nhất: P2 = P6 = 38 ( MW ) Phụ tải nhỏ nhất: P1 = P4 = P7 = 18 ( MW ) * Các số liệu phụ tải bản: PT1 PT2 PT3 PT4 PT5 PT6 PT7 PT8 PT9 Pmax ( MW) 18 38 29 18 29 38 18 29 29 cosϕ 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 Sinh viên: Trần Minh Đồ án tốt nghiệp vực Yêu cầu ĐCĐA Thiết kế lưới điện khu KT Yêu cầu ĐTC KT KT KT KT KT KT KT KT Tất phụ tải cấp điện từ hai nguồn Điện áp hạ áp: 10 KV Pmin = 50% Pmax Giá 1KWh điện tổn thất: 600 đ / KWh Giá tụ bù: 200.000 đ / KVar Ơ giả sử số liệu phụ tải xét đến hệ số sử dụng phụ tải kể đến kế hoạch phát triển 10 năm I.2 CÁC LỰA CHỌN KỸ THUẬT 1.Kết cấu lưới điện Kết cấu lưới điện thực với yêu cầu: - Tính kinh tế: Các thiết bị sử dụng để xây dựng lưới điện với chi phí nhỏ thoả mãn yêu cầu độ tin cậy, chất lượng điện năng, tổn thất, an toàn Độ tin cậy cung cấp điện thoả mãn theo tính chất phụ tải, phụ tải hộ loại I Chất lượng điện năng: Các giá trị độ lệch tần số điện áp nút phụ tải phải nằm giới hạn cho phép Giá trị tổn thất công suất tổn thất điện đường dây truyền tải phải nằm giới hạn cho phép Tính vận hành linh hoạt: Lưới điện xây dựng làm việc với nhiều chế độ phương thức vận hành khác mà đảm bảo tiêu chuẩn kinh tế, kỹ thuật, an toàn, đáp ứng phát triển phụ tải 10 năm tới Ngoài phải phù hợp với yếu tố tự nhiên xã hội như: khí tượng thuỷ văn, địa chất, địa hình, giao thơng vận tải Sinh viên: Trần Minh Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu Vì lý kết cấu lưới điện khu vực thiết kế sau: Mỗi trạm phân phối phụ tải cấp điện từ hai đường dây song song từ hai độc lập trạm phân phối nhà máy điện trạm phân phối trung gian mạch vịng kín gồm nhiều phụ tải hai đầu nối vào nguồn điện trạm phân phối trung gian Đường dây liên lạc hai nhà máy điện thiết kế đường dây song song, cấp điện cho số phụ tải nằm hai nhà máy điện Chọn loại đường dây không, nước sản xuất đảm bảo tính kinh tế tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn Dây dẫn: chọn loại dây nhôm lõi thép, đảm bảo độ bền cơ, khả dẫn điện rẻ tiền Loại cột: Tuỳ theo vị trí khác mà ta chọn cột bê tơng cốt thép hay cột sắt Địa hình phẳng dùng cột bê tơng cốt thép, rẻ tiền, địa hình đồi núi khó vận chuyển dùng cột sắt đắt tiền tạo chỗ Ở vị trí cột góc, cột néo, cột vượt đường giao thông ta dùng cột sắt Ở vị trí đỡ ta dùng cột ly tâm bê tơng cốt thép - Cách bố trí dây dẫn cột: + Nếu đường dây đơn: Ta bố trí dây dẫn theo hình tam giác + Nếu đường dây kép: Ta bố trí dây dẫn theo hình tam giác vuông cân Các loại thiết bị khác xà, sứ, nối đất, dùng loại nước sản xuất Kết cấu trạm biến áp Trạm biến áp nên xây dựng nơi có mật độ dân cư tương đối thấp Do tất hộ phụ tải hộ tiêu thụ loại I nên trạm biến áp cấp điện cho hộ phụ tải có hai máy biến áp làm việc song song để đảm bảo cung cấp điện liên tục bảo quản cố máy biến áp Dùng máy biến áp Sinh viên: Trần Minh Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu ABB sản xuất Sử dụng máy cắt khí SF6 Siemens sản xuất để đóng cắt bảovệ cho máy biến áp I.3 CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC CỦA LƯỚI ĐIỆN Một công việc thiết kế lưới điện lựa chọn điện áp đường dây tải điện Vấn đề quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến tính kỹ thuật kinh tế mạng điện Ta dựa vào công thức kinh nghiệm để xác định điện áp tải điện U thông qua công suất chiều dài đường dây truyền tải: U = 4,34 l + 0,016 P 1000 PT1 PT2 PT3 PT4 PT5 PT6 PT7 PT8 PT9 18 38 29 18 29 38 18 29 29 L ( km ) 58,31 90,55 108,17 63,25 114,18 64,03 70 56,59 50 U ( KV ) 80,77 114,71 103,81 81,34 104,36 112,51 82,12 99,02 98,4 Pmax (MW) Ta dự kiến: NM I cung cấp điện cho phụ tải: 1, 2, 3, 5, NM II cung cấp điện cho phụ tải: 4, 7, 8, Dựa vào bảng tổng kết ta chọn Uđm = 110 KV Sinh viên: Trần Minh Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu CHƯƠNG II CÂN BẰNG CƠNG SUẤT - TÍNH BÙ SƠ BỘ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG Việc cân công suất hệ thống điện xem khả cung cấp tiêu thụ điện hệ thống có cân hay khơng Từ xác định phương thức vận hành nhà máy hệ thống Việc xác định phương thức vận hành toán phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ta xác định sơ để đề phương án nối dây hộ tiêu thụ điện Trong hệ thống điện chế độ vận hành ổn định tồn có cân công suất tác dụng công suất phản kháng Cân công suất tác dụng trước hết cần thiết để giữ ổn định tần số, cịn cân cơng suất phản kháng hệ thống điện để giữ ổn định điện áp II.1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG Sự cân công suất tác dụng hệ thống biểu diễn biểu thức: Σ PF = m Σ Ppt + Σ Pmđ + Σ Ptd + Σ Pdt Trong đó: + m hệ số đồng thời, để đơn giản ta cho m = + Theo đầu đề thiết kế tốt nghiệp cho số liệu nhà máy nhiệt điện I II, nên ta xác định công suất phát tổng Σ PG Sinh viên: Trần Minh Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu Σ PG = x 50 + x 50 = 350 MW 1= i P ∑m 9 itp + Tổng công suất phụ tải: PPt = ⇒ m∑ Ppti = 18 + 38 + 29+ 18 + 29 + 38 + 18 + 29 + 29 = 246 MW i =1 + ΔPmđ: Là tổn thất công suất mạng điện Tổn thất phụ thuộc phụ tải thiết kế sơ ta coi không đổi tạm thời ước lượng 8% Σ∆ md = 8% × ΣPPT = 8% × 246 = 19,68 (MW) P + Ptd: Là công suất tự dùng hai nhà máy điện lấy 8% tổng công suất phụ tải tổn thất mạng ΣPtd = 8% × (mΣPPT + Σ∆ md ) = 8% × (246 + 19,68) = 21,25 (MW) P - Công suất dự trữ công suất tổ máy lớn : ΣPdt = 50 MW Σ PF = 1.246 + 19,68 + 21,25 + 50 = 336,93 MW Tổng công suất đặt hai nhà máy 350 MW > Σ PF = 336,93 MW Nguồn điện cung cấp đủ cho nhu cầu công suất tác dụng phụ tải nên hệ thống tồn cân công suất tác dụng II.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Như ta biết điện áp hai tiêu phản ánh chất lượng điện Điện áp lưới phụ thuộc nhiều vào công suất phản kháng hệ thống điện Sự thiếu hụt công suất phản kháng dẫn đến làm cho điện áp lưới điện bị giảm thấp, gây ảnh hưởng xấu đến phụ tải tiêu thụ điện Vì ta phải cân cơng suất phản kháng để xem xét thiếu hụt công suất phản kháng, từ đưa phương pháp bù cơng suất phản kháng cho hệ thống điện Sinh viên: Trần Minh Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu Sự cân công suất phản kháng hệ thống điện xác định biểu thức sau: ΣQyc = ΣQF + ΣQb Trong đó: + m hệ số đồng thời m = +ΣQyc tổng CSPK yêu cầu hệ thống điện ΣQyc = m ΣQpt + ΣQB + ΣΔQl + ΣQtd + ΣQdt - ΣQc + ΣQpt : Là tổng công suất phản kháng phụ tải Σ Qpt = ∑P i =1 pti x tgϕi Theo số liệu ban đầu cosϕ phụ tải = 0,85, tgϕ chúng 0,6197 Σ Qpt = 246 x 0,6197 = 152,46 MVAR + ΔQB: Tổn thất công suất phản kháng máy biến áp ΣΔQB = 15% Σ Qpt = 15% x 152,46 = 22,87 MVAR + Σ ΔQl: Là tổn thất công suất phản kháng đường dây + Σ ΔQC: Là công suất phản kháng dung dẫn đường dây sinh Vì tính sơ nên ta giả thiết tổn thất công suất phản kháng đường dây cân với công suất phản kháng dung dẫn đường dây sinh + Σ Qtd: Là công suất phản kháng tự dùng Σ Qtd = Σ Ptd x tgϕtd Ở ta lấy cosϕtd = 0,85 ⇒ tgϕtd = 0,6197 Σ Qtd = 21,25 x 0,6197 = 13,17 MVAR + Σ Qdt : tổng CSPK dự trữ hệ thống ( lấy CSPK dự trữ tổ máy lớn ) Σ Qdt = 50 0,6197 = 30,99 MVAR Sinh viên: Trần Minh Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu UH6 =111,3613 - 3,1276 = 108,2337 ( KV ) Tổn thất điện áp Z 6-5 ΔU6-5 = 2,1891 (KV) - Điện áp phía cao MBA là: UC5 = 111,3613 - 2,1891 = 109,1722 ( KV ) Tổn thất điện áp Z b5 ΔUb5 = 2,8341 (KV) - Điện áp phía hạ MBA quy phía cao áp là: UH3 = 109,1722 - 2,8341 = 106,3381 ( KV ) Chế độ cố a Tính điện áp hai nhà máy Trong chế độ cố có: S' I-2 = 47,51 + j 38,4325 MVA Z I-2 = 14,94 + j 19,42 Ω S'' II-2 = - 5,5329 - j 9,0445 MVA Z II-2 = 20,83 + j 19,92 Ω Lấy điện áp cao áp NĐII 121 KV Tổn thất điện áp Z I-2 ΔUII-2 = (5,5329x20,83 + 9,0445x19,92)/121 = 3,9304 ( KV) - Điện áp nút phụ tải là: U2 = 121 - 3,9304 = 117,0676 ( KV ) Tổn thất điện áp Z I-2 ΔUI-2 = (47,51x14,95 + 38,4325x19,42)/117,0676 = 12,4427 ( KV) - Điện áp NĐI là: U C I = U2 + ΔUI-2 = 129,5103 ( KV ) b Tính điện áp nút phụ tải: Sinh viên: Trần Minh 90 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu * Phụ tải Thơng số tính tốn: S' = 18,7138 + j 11,5563 MVA Z II-7 = 16,1 + j 15,4 Ω S''' = 18,1165 + j 12,898 MVA Z b7 = 1,27 + j 27,95Ω Tổn thất điện áp Z II-7 ΔUII-7 = (18,7138 x16,1 + 11,5563 x15,4)/129,5103 = 3,7006 ( KV) - Điện áp phía cao áp MBA là: UC7 = 129,5103 - 3,7006 = 125,3312 ( KV ) Tổn thất điện áp Z b7 ΔUb7 = (18,1165 x1,27 + 12,898 x27,95)/ 125,3312 = 3,0603 ( KV) - Điện áp phía hạ MBA quy phía cao áp là: UH7 = 125,3175 - 3,0603 = 122,2572 ( KV ) * Phụ tải Thơng số tính tốn: S' = 29,6099 + j 20,6973 MVA Z II-8 = 4,67 + j 6,07 Ω S''' = 29,1777 + j 20,975 MVA Z b8 = 1,27 + j 27,95Ω Tổn thất điện áp Z II-8 ΔUII-8 = (29,6609 x4,67 + 20,6973 x6,07)/129,5103 = 2,0472 ( KV) - Điện áp phía cao áp MBA là: UC8 = 129,5103 - 2,0472 = 126,9846 ( KV ) Tổn thất điện áp Z b8 ΔUb8 = (29,1777 x1,27 + 20,975 x27,95)/ 126,9846 = 4,9085 ( KV) - Điện áp phía hạ MBA quy phía cao áp là: UH8 = 126,9846 - 4,9085 = 122,0761 ( KV ) Sinh viên: Trần Minh 91 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu * Phụ tải 9,4 Thơng số tính tốn: S' = 48,7185 + j 30,9129 MVA Z II-9 = 5,25 + j 10,4 Ω S'''' = 29,1697 + j 20,8142 MVA Z b9 = 1,27 + j 27,95Ω S' 9-4 = 18,2635 + j 12,3971 MVA Z 9-4 = 3,69 + j 4,8 Ω S'''9-4 = 18,1179 + j 12,9272 MVA Z b4 = 1,27 + j 27,95Ω Tổn thất điện áp Z II-9 ΔUII-9 = 4,6982 (KV) - Điện áp nút phụ tải là: UC9 = 129,5103 - 4,6982 = 124,3336 ( KV ) Tổn thất điện áp Z b9 ΔUb9 = 4,9772 (KV) - Điện áp phía hạ MBA quy phía cao áp là: UH9 = 124,3336 - 4,9772 = 119,3564 ( KV ) Tổn thất điện áp Z 9-4 ΔU9-4 = 1,0206 (KV) - Điện áp phía cao MBA là: UC4 = 124,3336 - 1,0206= 123,313 ( KV ) Tổn thất điện áp Z b4 ΔUb4 = 3,1167 (KV) - Điện áp phía hạ MBA quy phía cao áp là: UH4 = 123,313 - 3,1167 = 120,1963 ( KV ) * Phụ tải 1,3 Sinh viên: Trần Minh 92 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu Thơng số tính tốn: S' = 49,5388 + j 26,6226MVA Z I-1 = 6,12 + j 12,13 Ω S'''' = 18,1165 + j 12,9038MVA Z b1 = 2,19 + j 43,55 Ω S' 1-3 = 29,9678 + j 12,7779 MVA Z 1-3 = 10,4 + j 13,05 Ω S''' 1-3 = 29,1489 + j 12,6889 MVA Z b3 = 1,27 + j 27,95 Ω Tổn thất điện áp Z I-1 ΔUI-1 = 5,4186 (KV) - Điện áp nút phụ tải là: UC1 = 129,0318 - 5,4186 = 123,6133 ( KV ) Tổn thất điện áp Z b1 ΔUb1 = 4,8754 (KV) - Điện áp phía hạ MBA quy phía cao áp là: UH9 =123,6123 - 4,8754 = 118,7369 ( KV ) Tổn thất điện áp Z 1-3 ΔU1-3 = 2,1289 (KV) - Điện áp phía cao MBA là: UC3 = 123,6133 - 2,1289 = 121,4844 ( KV ) Tổn thất điện áp Z b3 ΔUb3 = 5,0988 (KV) - Điện áp phía hạ MBA quy phía cao áp là: UH3 = 121,4844 - 5,0988 = 116,3856 ( KV ) * Phụ tải 6,5 Sinh viên: Trần Minh 93 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu Thơng số tính tốn: S' = 70,3964 + j 46,8735 MVA Z I-6 = 4,16 + j 12,49 Ω S'''' = 38,235 + j 41,4919 MVA Z b6 = 0,935 + j 21,75 Ω S' 6-5 = 29,861 + j 11,0889 MVA Z 6-5 = 8,89 + j 11,55 Ω S''' 6-5 = 29,1475 + j 11,8887 MVA Z b5 = 1,27 + j 27,95 Ω Tổn thất điện áp Z I-6 ΔUI-6 = 7,5066 (KV) - Điện áp nút phụ tải là: UC6 = 129,5103 - 7,5066 = 121,5252 ( KV ) Tổn thất điện áp Z b6 ΔUb6 = 5,7322 (KV) - Điện áp phía hạ MBA quy phía cao áp là: UH6 =121,5252 - 5,7322 = 115,793 ( KV ) Tổn thất điện áp Z 6-5 ΔU6-5 = 4,1237 (KV) - Điện áp phía cao MBA là: UC5 = 121,5252 - 4,1237 = 117,4015 ( KV ) Tổn thất điện áp Z b5 ΔUb5 = 5,2747 (KV) - Điện áp phía hạ MBA quy phía cao áp là: UH3 = 117,4015 - 5,2747 = 112,1268 ( KV ) Bảng tổng kết điện áp nút chế độ Max, Min, Sự cố Sinh viên: Trần Minh 94 Đồ án tốt nghiệp vực Phụ Thiết kế lưới điện khu Chế độ max tải U C i (KV) U H i (KV) Chế độ U C i (KV) U H i (KV) Chế độ cố U C i (KV) UH i(KV) 114,4735 109,6099 105,9456 103,1184 117,9113 113,1895 116,8761 111,9937 105,5716 102,6409 117,316 112,4519 117,6662 112,763 106,063 103,239 118,1033 113,2182 115,1556 111,4826 104,2388 101,3372 115,6016 112,0327 117,0214 112,5693 112,8621 110,1207 106,8534 101,9776 116,0132 110,6748 112,4282 109,6762 105,7532 99,9387 113,8479 110,7012 111,1406 108,4456 103,3452 99,8716 115,8157 110,4727 110,3654 107,562 108,9671 103,2883 114,792 109,3024 107,6104 104,7997 111,3617 105,703 UCI 121 115 111,1814 U C II 120,5731 107,6088 121 VIII.2 Chọn phương pháp điều chỉnh điện áp mạng điện Vì tất phụ tải hộ loại I có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Mặt khác giá trị điện áp góp hạ áp trạm khác tương đối nhiều chế độ cực đại , cực tiểu cố * Điều chỉnh điện áp thực nhiều cách : - Thay đổi tỉ số biến áp MBA điều chỉnh tải - Mắc nối tiếp song song tụ bù để thay đổi tổn thất điện áp Dùng MBA cuộn dây , điện áp UCđm = 115kV, UHđm = 11 KV, có phạm vi điều chỉnh ± x 1,78% Cơng thức tính giá trị điện áp đầu điều chỉnh MBA : U iTC = U Cdm ± n ⋅ e% ⋅ U dm (KV) 100 Các giá trị điện áp tương ứng với đầu điều chỉnh MBA sau: Sinh viên: Trần Minh 95 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu n -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 U(KV) 96,577 98,624 100,671 102,718 104,765 106,812 108,859 -2 -1 110,906 112,953 115 117,047 119,094 121,141 123,188 125,235 127,282 129,329 131,376 113,423 *Để chọn đầu điều chỉnh MBA áp dụng cơng thức sau: U q xU Hdm UĐC = U YC Trong đó: Uq - Điện áp góp hạ áp qui cao áp chế độ xét (KV) UHđm - Điện áp định mức cuộn dây hạ áp MBA(KV) UYC - Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm(KV) * Điện áp thực góp hạ áp trạm bằng: UT = U q xU Hdm U TC Trong đó: UTC - Điện áp tiêu chuẩn đầu điều chỉnh chọn (KV) * Độ lệch thực điện áp góp hạ áp xác định theo công thức: dUT% = U T − U dm x100 U dm Trong đó: Uđm - Điện áp định mức mạng hạ áp ( Uđm = 10 KV ) - Độ lệch cho phép hạ áp trạm biến áp có yêu cầu điều chỉnh khác thường quy định : + Ở chế độ phụ tải cực đại : dU% = +5% + Ở chế độ phụ tải cực tiểu : dU% = 0% Sinh viên: Trần Minh 96 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu : dU% = ÷ 5% + Ở chế độ cố * Các giá trị điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm : Ta có điện áp danh định Udđ = 10 KV - Khi phụ tải cực đại : U 1YCx = 5%U dd + U dd = ⋅ 10 + 10 = 10,5 KV 100 - Khi phụ tải cực tiểu : U 2YC = 0%U dd + U dd = 10 KV - Khi cố : U 3YC = (0 ÷ 5)%U dd + U dd = 10 ÷ 10,5kV Chọn đầu phân áp cho trạm biến áp B1 : - Điện áp phụ tải Max, Min, Sự cố quy phía cao áp : Upt1Max = U1q = 109,6099 KV Upt1Min = U2q = 103,1184 KV Upt1SC = U3q = 113,1895 KV * Khi phụ tải Max : U1ĐC = U 1q xU Hdm U 1YC = 109,6099 x11 = 114,8294( KV ) 10,5 Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn có n = U1TC = 115 (KV) Kiểm tra : - Điện áp thực góp hạ áp trạm: U1T = 109,6099 x11 = 10,4844( KV ) 115 - Độ lệch thực điện áp góp hạ áp: dU 1T = U 1T − U dm 10,4844 − 10 ⋅ 100% = x100 = 4,844% U dm 10 Đầu điều chỉnh chọn phù hợp * Khi phụ tải Min: Sinh viên: Trần Minh 97 Đồ án tốt nghiệp vực U2ĐC = Thiết kế lưới điện khu U q xU Hdm U 2YC = 103,1184 x11 = 113,4302( KV ) 10 Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn có n = -1 U2TC = 112,935 (KV) Kiểm tra : - Điện áp thực góp hạ áp trạm: U2T = 103,1184 x11 = 10,0423( KV ) 112,935 - Độ lệch thực điện áp góp hạ áp: dU 2T = U 2T − U dm 10,0423 − 10 ⋅ 100% = x100 = 0,423% U dm 10 Đầu điều chỉnh chọn phù hợp * Khi phụ tải cố : U3ĐC = U 3q xU Hdm U 3YC = 113,1895 x11 = 118,5795( KV ) 10,5 Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn có n = U2TC = 119,094 (KV) Kiểm tra : - Điện áp thực góp hạ áp trạm: U3T = 113,1895 x11 = 10,4546( KV ) 119,094 - Độ lệch thực điện áp góp hạ áp: dU 3T = U 3T − U dm 10,4546 − 10 ⋅ 100% = x100 = 4,546% U dm 10 Đầu điều chỉnh chọn phù hợp Sinh viên: Trần Minh 98 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu Tính tốn tương tự cho trạm biến áp khác ta có: MBA Max Min Sự cố n U TC dU % n U TC dU % n U TC dU % 115 4,844 -1 112,953 0,423 119,094 4,546 117,047 5,251 -1 112,953 -0,043 119,094 3,865 119,094 4,152 -1 112,953 0,54 119,094 4,573 117,047 4,771 -2 110,906 0,059 119,094 3,478 117,047 5,79 121,141 -0,007 -3 108,859 3,046 117,047 4,011 121,141 -0,41 -5 104,765 4,932 115 5,888 119,094 0,165 -5 104,765 4,862 115 5,699 119,094 -0,65 -3 108,859 4,371 115 4,55 115 0,243 -2 110,906 4,873 CHƯƠNG IX TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN Mục đích việc tính toán tiêu kinh tế - kĩ thuật mạng điện đánh giá tiêu mạng điện vừa thiết kế tức tính tốn tổn thất điện , tính tốn vốn đầu tư , giá thành tải điện IX.1 Tính vốn đầu tư cho mạng điện Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 1,8.10 x ( 56,57.224 + 56,57.336 + 44,72.168 + 63,25.280 +50.168 + 56,57.168 + 50.224 + 53,85.168 + 72,11.280 + 80,62.280 ) = 248,070816 x 109 (đồng) Sinh viên: Trần Minh 99 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KT *Có trạm biến áp hạ áp phía phụ tải có cơng suất SđmBA = 16 MVA Có trạm biến áp hạ áp phía phụ tải có cơng suất SđmBA = 25 MVA Có trạm biến áp hạ áp phía phụ tải có cơng suất SđmBA = 32 MVA Mỗi trạm có MBA làm việc song song nên vốn đầu tư cho trạm hạ áp có máy biến áp : KB = 1,8 x 10 x ( 3.13 + 4.19 + 2.22 ) = 286,2 x 109 (đồng) Giá thành thiết bị bù: Kb = Ko x Qb Ko = 200 106 ( đ/ MVAR) Qb = 20,4759 MVAR Nên Kb = 200.106 x 20,4759 = 4,09518.109 ( đồng ) Vậy tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KT = KB + Kb = 286,2 x 109 + 4,09518 x 109 = 290,29518x 109 (đồng) Suy tổng vốn đầu tư cho mạng điện là: K = KD + KT = (248,070716 + 290,29518)x109 = 538,365996 x 109 (đồng) IX.2 Tính tổn thất chế độ max tổn thất điện hàng năm Tính tổn thất cơng suất tác dụng: Trong chương VII tính tổn thất cơng suất tác dụng đường dây trạm biến áp * Trong chế độ phụ tải max có : -Tổn thất công suất tác dụng đoạn đường dây cho bảng sau: Đdây I-5 I-6 6-7 II - II - II - II - I-8 8-9 II - ΔP(MW) 0,8409 1,3896 0,309 0,4638 0,7884 0,4535 1,3648 1,3517 0,0556 1,2378 Nên tổng tổn thất công suất tác dụng đoạn đường dây bằng: Sinh viên: Trần Minh 100 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu ΔPD = ΣΔPi = 8,2551 (MW) - Tổn thất công suất MBA trạm hạ áp: Trạm BA ΔPB(MW) 0,1132 0,1644 0,1147 0,1873 0,1595 0,1697 0,1016 0,1697 0,2116 Tổng tổn thất công suất MBA hạ áp: ΣΔPB = 1,3917 ( MW ) Tổn thất công suất thiết bị bù: ΔPb = ΔP* x Qb = 0,005 x 20,4759 = 0,1024 ( MW ) Như tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện là: ΔP = ΔPD + ΔPB + ΔPb =8,2551 + 1,3917 + 0,1024 =9,7429 (MW) →Tổn thất tính theo tổng ΣPPT : ΔP% = ΔP 9,4792 = x100 = 3,9631% ∑ P max 246 Tính tổn thất điện năng: Tổn thất điện mạng điện bao gồm tổn thất điện lõi thép MBA, tổn thất điện đường dây, cuộn dây MBA tổn thất điện thiết bị bù : ΣΔA = ΣΔAFe + ΣΔAR + ΣΔAb * Tính tổn thất lõi thép máy biến áp : ΣΔAFe = ( 0,5 ΔPFe (1+2+3+5+6+7+8) + ΔPFe (4+9)) x( 8760 + Tmax) ΔPFe (1+2+3+5+6+7+8) = x ( 3.0,021 + 4.0.029 ) = 0,358 ( MW ) ΔPFe (4+9) = x 2.0,035 = 0,14 ( MW ) Sinh viên: Trần Minh 101 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu ΣΔAFe = ( 0,5.0,538 + 0,14 ) x ( 8760 + 5500 ) = 4548,94 ( MWh ) * Tính tổn thất điện đường dây cuộn dây MBA: ΣΔAR = ( ΔPD + ΔPCu ) × τ ΔPCu = ΔPB - ΔPFe = 1,3917 - ( 0,358 + 0,14 ) = 0,8937 ( MW ) τ = ( 0,124 + 5500.10-4)2 × 8760 = 3980 ( h ) ΣΔAR = ( 8,2551 + 0,8937 ) × 3980 = 36412,224 ( MW ) * Tính tổn thất điện thiết bị bù: ΣΔAb = ΔPb × Tmax = 0,1024 × 5500 = 563,2 ( MW ) Vậy tổn thất toàn mạng điện : ΣΔA = ΣΔAFe + ΣΔAR + ΣΔAb = 4548,94+36412,224+563,2=41524,364 (MWh) Tổn thất tính theo % điện phụ tải : Vì : ΣAPT = ΣPPT × Tmax = 246 × 5500 = 135,3 104 ( MWh ) ΣΔA ∑ ΔA% = ΣΔ PT × 100 = 41524,364 × 100 = 3,07% 135,5 ⋅ 10 IX.3 Tính chi phí vận hành hàng năm Chi phí vận hành hàng năm xác định theo công thức: Y = avhD KD + avhT KT + ΣΔA.C Trong đó: + avhD - Hệ số khấu hao đường dây (avhD = 0,04 ) + avhT - Hệ số khấu hao thiết bị trạm biến áp (avhT = 0,12) + C - Giá tiền 1KWh điện tổn thất ( C = 600 đ/ KWh) Sinh viên: Trần Minh 102 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu Do đó: Y = 0,04 x248,070816 x109 + 0,12 x 290,29518 x 109 + 41524,364 x 600.103 =69,6729.109 ( đồng ) IX.4 Giá thành tải điện Giá thành chuyên tải điện năng: β = 69,6729 x10 Y = = 51495,122 đ/MWh 246.5500 APT β = 51,495 đ/KWh BẢNG TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT TRONG MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ SốT Các tiêu Đơn vị Giá trị T Tổng công suất phụ tải cực đại MW 246 Tổng chiều dài đường dây km 584,26 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 109 đ 538,365996 Tổng vốn đầu tư cho đường dây 109 đ 248,070816 Tổng vốn đầu tư cho trạm BA 109 đ 290,29518 % 6,59 ΔUmaxBT Sinh viên: Trần Minh 103 Đồ án tốt nghiệp vực ΔUmaxSC Thiết kế lưới điện khu % 12,24 Tổng tổn thất công suất ΔP MW 9,7492 Tổng tổn thất công suất ΔP % 3,9631 Tổng tổn thất điện ΔA MWh 41524,364 Tổng tổn thất điện ΔA % 3,07 10 Chi phí vận hành hàng năm Y 109 đ 69,6729 11 Giá thành chuyên tải điện β đ/ KWh 51,495 Sinh viên: Trần Minh 104 ... tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu Vì lý kết cấu lưới điện khu vực thiết kế sau: Mỗi trạm phân phối phụ tải cấp điện từ hai đường dây song song từ hai độc lập trạm phân phối nhà máy điện trạm... nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu P1F max = Pđm = 50 ( MW ) Từ phương thức vận hành nhà máy nhiệt điện lưới điện khu vực thiết kế chế độ vận hành khác xác định sau: Giả sử nhà máy nhiệt điện II... phương án lưới điện Phương án Sinh viên: Trần Minh 18 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu Phương án Phương án Phương án Sinh viên: Trần Minh 19 Đồ án tốt nghiệp vực Thiết kế lưới điện khu Phương