Lời nói đầu Điện dạng lợng đợc sử dụng rộng rÃi tất lĩnh vực hoạt động kinh tế đời sống ngời Nhu cầu sử dụng điện ngày cao, cần xây dựng thêm hệ thống điện nhằm đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ Hệ thống điện bao gồm nhà máy điện, mạng điện hộ tiêu thụ điện đợc liên kết với thành hệ thống để thực trình sản xuất, truyền tải, phân phối tiêu thụ điện Mạng điện tập hợp gồm có trạm biến áp, trạm đóng cắt, đờng dây không đờng dây cáp Mạng điện đợc dùng để truyền tải phân phối điện từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ Bản đồ án bao gồm hai phần: Phần thứ có nhiệm vụ thiết kế mạng điện khu vực gồm hai nhà máy nhiệt điện điện, trạm biến áp trung gian 10 phụ tải Phần thứ hai có nhiệm vụ tính toán ổn định hệ thống vừa đợc thiết kế Nhờ bảo, góp ý thầy, cô giáo ngời quan tâm nên em đà hoàn thành đồ án Tuy đà nỗ lực nhiều nhng thiếu kinh nghiệm thực tế kiến thức hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đợc ý kiến đánh giá, bảo thầy cô giáo để em đợc mở rộng, nâng cao kiến thức Qua em xin chân thành cảm ơn thầy, thầy cô giáo môn Hệ Thống Điện, đặc biệt thầy giáo TS Nguyễn Lân Tráng đà tận tình giúp đỡ em thêi gian võa qua Em rÊt mong muèn sÏ tiếp tục nhận đợc giúp đỡ thầy, cô giáo trình công tác sau Mục lục Trang Lời nói đầu Phần I Chơng 1: cân công suất tác dụng phản kháng hệ thống điện xác định dung lợng bù sơ 1.1 Phân tích nguồn cung cấp điện phụ tải 1.2 Cân công suất mạng điện CHƯƠNG 2: dự kiến phơng án nối dây mạng điện so sánh phơng án mặt kỹ thuật 2.1 Dự kiến phơng án nối dây 2.2 Tính toán lựa chọn Uđm chọn tiết diện dây dẫn 2.3 Tính toán tổn thất điện áp cho mạng điện 13 25 chơng 3: so sánh phơng án mặt kinh tế 29 3.1 Phơng án 30 3.2 Phơng án 30 3.3 Phơng án 31 3.4 Phơng án 31 3.5 Phơng án 10 32 chơng 4: xác định số lợng công suất máy biến áp trạm biến áp phụ tải, sơ đồ nối dây trạm, sơ đồ nối dây toàn hệ thống 33 4.1 Xác định số lợng công suất máy biến áp trạm biến áp phụ tải 33 4.2 Chọn sơ đồ nối dây cho trạm biến áp 35 chơng 5: xác định công suất bù kinh tế 38 5.1 Nguyên tắc tính toán công suất bù kinh tế 38 5.2 Xác định công suất bù kinh tế cho phụ tải 39 chơng 6: Xác định phân bố công suất, tổn thất công suất, tổn thất điện toàn lới điện 46 6.1 Chế độ phụ tải cực đại 46 6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 58 6.3 Chế độ cố 69 Trang chơng 7: Xác định điện áp trạm biến áp lựa chọn phơng thức điều áp cho mạng điện 80 7.1 Xác định điện áp trạm biến áp 80 7.1.1 Chế độ phụ tải cực đại 80 7.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 86 7.1.3 Chế độ cố 92 7.2 Lựa chọn phơng thức điều áp cho mạng điện 99 7.2.1 Phơng pháp chung lựa chọn đầu phân áp 99 7.2.2 Tính toán cho phụ tải 99 chơng 8: tính toán tiêu kinh tế mạng điện 8.1 Tính vốn đầu t xây dựng mạng điện 114 114 8.2 Tính tổn thất công suất tổn thất điện toàn mạng điện 115 8.3 Tính giá thành tải điện 115 phần 117 1.1 Khái niệm chung ổn định 117 1.2 Sơ đồ thay hệ thộng điện 117 1.3 Các thông số hệ đơn vị tơng đối 117 1.4 Xác định đờng đặc tính công suất 119 1.5 Tính góc cắt cắt thời gian cắt tcắt 127 tài liệu tham khảo 130 Phần I Chơng Cân công suất tác dụng phản kháng hệ thống điện Xác định sơ dung ợng bù l- 1.1 Phân tích nguồn cung cấp điện phụ tải Phân tích nguồn phụ tải mạng điện phần quan trọng tính toán thiÕt kÕ TÝnh to¸n thiÕt kÕ cã chÝnh x¸c hay không hoàn toàn phụ thuộc vào mức độ xác công tác thu thập phụ tải phân tích Phân tích nguồn việc làm cần thiết nhằm định hớng phơng thức vận hành nhà máy điện, phân bố công suất tổ máy, hiệu suất, cos khả điều chỉnh Các thông số phụ tải nguồn điện: 1.1.1 Phụ tải Phơ t¶i 40 0,90 T 22 Pmax(MW) Cosϕ Điều chỉnh điện áp Loại phụ tải U thứ cấp (kV) 36 0,90 KT 22 42 0,90 KT 22 38 0,92 KT 22 38 0,92 KT 22 40 0,90 T 22 38 0,92 T 22 36 0,90 KT 22 Sơ đồ phân bố phụ tải: 10 68,8 km 56 78,4 67,2 35,2 67,2 60,8 HT§ 100,8 60,8 49,6 49,6 38,4 49,6 36,8 49,6 T§ 68,8 56 52,8 81,6 67,2 84,8 68,8 35,2 67,2 84,8 Tmax = 5500h Phụ tải cực tiểu 60% phụ tải cực đại Hệ số đồng thời k = Các phụ tải phụ tải loại Phụ tải 1, 6, yêu cầu điều chỉnh điện áp thờng, phụ tải lại yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng Tổng công suất lúc phụ tải cực đại là: 10 ∑ Pmax = ∑ Pi max = 354(MW ) Tổng công suất lúc phụ tải cực tiểu là: 10 ∑ Pmin = 0,6.∑ Pi max = 212,4(MW ) Ta nhận thấy hộ phụ tải hầu hếy phân bố tập trung hai nguồn nên ta thiết kế mạng điện để phần phụ tải nhận công suất từ nhà máy thuỷ điện, phần lại nhận công suất từ trạm trung gian 1.1.2 Nguồn điện Mạng điện thiết kế gồm hai nguồn cung cấp: ã Nguồn thứ trạm trung gian cã c«ng st v« cïng lín, cosϕ = 0,85 Uđm = 220 kV ã Nguồn thứ hai nhà máy thuỷ điện có thông số máy phát: P = 4ì90 (MW) cos = 0,85 Uđm = 22kV Ta thấy phụ tải 5, 6, 7, 8, 9, 10 gần nhà máy thuỷ điện thuận tiện cho việc truyền tải công suất từ nhà máy thuỷ điện tới Tổng công suất phụ tải cực đại lúc là: 10 P max = 216( MW ) Nh ta cho nhà máy thuỷ điện hoạt động với ba tổ máy 80% công suất ®Þnh møc 10 ∑P = 129,6( MW ) Ta cho nhà máy thuỷ điện hoạt động với tổ máy 80% công suất định mức 1.2 Cân công suất mạng điện Nh ta đà biết điện nhà máy điện sản xuất hệ thống điện cân với điện tiêu thụ phụ tải Cân công suất hệ thống điện trớc hết xem khả cung cấp điện tiêu thụ hệ thống điện có cân không Sau sơ định hớng phơng thức vận hành cho nhà máy điện.Trong chế độ vận hành lúc cực đại, cực tiểu hay cố dựa vào khả cấp điện nguồn điện Cân công suất tác dụng nhằm để giữ tần sè cđa hƯ thèng n»m ph¹m vi cho phÐp Cân công suất phản kháng nhằm để giữ điện ¸p ë c¸c nót n»m giíi h¹n cho phÐp 1.2.1 Cân công suất tác dụng Cân công suất tác dụng hệ thống điện đợc biểu diễn b»ng c«ng thøc sau: ∑P F = Pyc = k ∑ Ppt + ∑ ∆Pmd + ∑ Ptd + ∑ Pdt Trong đó: PF: tổng công suất tác dụng máy phát điện nhà máy điện phát hƯ thèng Pyc: tỉng c«ng st thiÕt kÕ cđa mạng điện kể tổn thất công suất tác dụng k: hƯ sè ®ång thêi, k = ∑Ppt: tỉng phụ tải tác dụng cực đại hộ tiêu thụ Pmd: tổng tổn thất công suất tác dụng đờng dây máy biến áp Ptd: tổng công suất tự dùng nhà máy điện Pdt: tổng công suất dự trữ, Pdt = hệ thống điện có công suất vô lớn Do hệ thống điện có công suất vô lớn nên ta không cần cân công suất tác dụng Căn vào việc phân tích nguồn cung cấp điện vị trí phụ tải ta cho nhà máy điện hoạt động với ba tổ máy, tổ phát 80% công suất định mức Công suất phát nhà máy thuỷ điện: PFTĐ = 0,8.3.90 = 216 MW Công suất phụ tải cực đại: ∑Pmax = ∑Ppt = 354 MW Tỉng tỉn thÊt c«ng suÊt: ∑∆Pmd = 10%∑Ppt = 35,4 MW C«ng suÊt tù dùng nhà máy điện: Ptd = 1%.(Ppt + Pmd ) = 0,01.(354 +35,4) = 3,89 MW Công suất tác dơng nhËn tõ hƯ thèng ®iƯn: PFHT = 354 + 35,4 + 3,89 - 216 = 177,29 MW 1.2.2 C©n công suất phản kháng Cân công suất phản kháng hệ thống điện đợc biểu diễn công thøc sau: ∑Q + ∑Q b F = k ∑ Q pt + ∑ ∆QL − ∑ Q C + ∑ ∆Qba + ∑ Qtd + ∑ Qdt Trong ®ã: QF: công suất phản kháng nguồn điện cung cấp QF = PFTĐ.tg + PFHT.tg Qpt: tổng công suất phản kháng cực đại phụ tải 10 Q pt = ∑ Qi Qi = Pi tgϕ ∑Qpt = 243,01 MVAr QL: tổng tổn thất công suất phản kháng đoạn đờng dây mạng điện QC: tổng công suất phản kháng đờng dây sinh hệ thống điện Trong tính toán sơ bộ, cách gần ta lấy QL = QC Qba: tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến ¸p cđa hƯ thèng ∑∆Qba = 15%∑Qpt = 36,44 MVAr ∑Qtd = ∑Ptd.tg(arccos0,75) = 0,882.3,89 = 3,43 MVAr VËy tæng công suất phản kháng yêu cầu lới điện là: Qyc = k.∑Qpt + ∑∆Qba + ∑Qtd = 243,01 + 36,44 + 43 = 282,88 MVAr ∑QF = PFT§.tgϕHT + PFHT.tgϕHT = 216.0,62 + 177,29.0,62 = 243,84 MVAr Ta thấy QF < Qyc nên ta cần bù sơ ∑Qb = Qyc - ∑QF = 282,84 - 243,84 = 39,04 MVAr Khi bù sơ ta u tiên bù hộ xa, có cos thấp, đồng thời bù tới cos = 0,9 ữ 0,95; thừa ta bù cho hộ gần, có cos cao hơn, bù tới cos = 0,85 ữ 0,9 Công suất bù sơ cho phụ tải thứ i đợc tính toán nh sau: Qbi = Qi - Pi.tgϕi' = Qi - Qi' Đặt: Qmax' = Qmax - Qb Ta lập đợc b¶ng sau: Pmax(MW) Qmax(MVAr) cosϕ cosϕ' Qb(MVAr) Qmax'(MVAr) 34 25,50 0,80 0,90 9,03 16,47 26 16,12 0,85 0,85 16,12 40 24,80 0,85 0,85 24,80 38 28,50 0,80 0,85 4,94 23,56 30 18,60 0,85 0,85 18,60 42 26,04 0,85 0,90 5,70 20,34 35 26,25 0,80 0,85 4,59 21,66 35 21,70 0,85 0,85 21,70 36 27,00 0,80 0,85 4,68 22,32 10 38 28,50 0,80 0,90 10,10 18,40 Ch¬ng Dự kiến phơng án nối dây mạng điện so sánh phơng án mặt kỹ thuật 2.1 Dự kiến phơng án nối dây Từ việc phân tích phụ tải nguồn điện chơng ta thấy: ã Các phụ tải hộ tiêu thụ loai nên yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao phải sử dụng đờng dây lộ kép, mạch vòng để cung cấp điện cho phụ tải ã Các phụ tải 5, 6, 7, 8, 9, 10 gần nhà máy thuỷ điện đợc cung cấp điện từ nhà máy Các phụ tải 1, 2, 3, gần hệ thống điện nên đợc cung cấp điện từ hệ thống ã Để đảm bảo độ tin cậy chế độ vận hành linh hoạt nhà máy điện hệ thống điện ta sử dụng đờng dây liên lạc, đờng dây sử dụng lộ kép ã Khi dự kiến phơng án nối dây phải dựa u khuyết điểm số loại sơ đồ mạng điện nh phạm vi sử dụng chúng Từ nhận xét ta vạch phơng án nối dây nh sau 2.1.1 Phơng ¸n 1 10 HT§ T§ 8 2.1.2 Phơng án 10 HT§ T§ 2.1.3 Phơng án 10 HTĐ TĐ 2.1.4 Phơng ¸n 10 HT§ T§ 2.1.5 Phơng án 10 HT§ T§ 10 Độ lệch điện áp không thoả mÃn độ lệch điện áp cho phép trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng Nh ta phải dùng máy biến áp điều chỉnh điện áp dới tải ã Khi phụ tải cực đại: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ phụ tải lín nhÊt: U dc ln = U ln '.U hdd 111,51.22 = = 106,20( kV ) U ln yc 23,10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -4 ứng với Uđcltc = 106,81 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm: U ln t = U ln '.U hdd 111,51.22 = = 22,97(kV ) U dcltc 106,81 Độ lệch điện áp góp hạ áp cđa tr¹m: dU ln % = U ln t − U dm 22,97 − 22 = = 4,41% U dm 22 ã Khi phụ tải cực tiểu: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ phụ tải nhá nhÊt: U dcnh = U nh '.U hdd 108,52.22 = = 108,52(kV ) U nhyc 22 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -3 ứng với Uđcntc = 108,86 kV Điện áp thực góp hạ áp cđa tr¹m: U nht = U nh '.U hdd 108,52.22 = = 21,93(kV ) U dcntc 108,86 Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm: dU nh % = U nht − U dm 21,93 − 22 = = 0,32% U dm 22 ã Chế độ cố: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chÕ ®é sù cè: U d csc = U sc '.U hdd 112,25.22 = = 106,90(kV ) U scyc 23,10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -4 ứng với Uđcsctc = 106,81 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm: U sct = U sc '.U hdd 112,25.22 = = 23,12(kV ) U d csc tc 106,81 Độ lệch điện áp góp hạ ¸p cđa tr¹m: dU sc % = U sct − U dm 23,12 − 22 = = 5,09% U dm 22 Nh đầu điều chỉnh đà chọn thoả mÃn điều kiện đà cho Phụ tải Phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thêng Uln' = 108,83 kV Unh' = 106,92kV Usc' = 103,02 kV 104 Tính đầu điều chỉnh máy biến áp phụ tải lớn nhỏ nhất: U dc ln = U ln '.U hdd 108,83.22 = = 103,65(kV ) U ln yc 23,10 U dcnh = U nh '.U hdd 106,92.22 = = 106,92( kV ) U nhyc 22 Tính đầu điều chỉnh chung cho hai chế độ phụ tải lớn nhỏ nhất: U dc = (U dc ln + U dcnh ) = (103,65 + 106,92) = 105,29( kV ) 2 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -5 ứng với Uđctc = 104,77 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm phụ tải lớn nhỏ có giá trị: U ln t = U ln '.U hdd 108,83.22 = = 22,85(kV ) U dctc 104,77 U nht = U nh '.U hdd 106,92.22 = = 22,45(kV ) U dctc 104,77 §é lệch điện áp góp hạ áp trạm phụ tải lớn nhỏ có giá trÞ: dU ln % = U ln t − U dm 22,85 − 22 = = 3,86% U dm 22 dU nh % = U nht − U dm 22,45 − 22 = = 2,05% U dn 22 §é lƯch điện áp không thoả mÃn độ lệch điện áp cho phép trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng Nh ta phải dùng máy biến áp điều chỉnh điện áp dới tải ã Khi phụ tải cực đại: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ phụ tải lớn nhất: U dc ln = U ln '.U hdd 108,83.22 = = 103,65(kV ) U ln yc 23,10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -6 ứng với Uđcltc = 102,72 kV Điện áp thực góp hạ áp tr¹m: U ln t = U ln '.U hdd 108,83.22 = = 23,3(kV ) U dcltc 102,72 Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm: dU ln % = U ln t − U dm 23,3 − 22 = = 5,9% U dm 22 • Khi phơ tải cực tiểu: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ phụ tải nhỏ nhất: U dcnh = U nh '.U hdd 106,92.22 = = 106,92( kV ) U nhyc 22 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -4 ứng với Uđcntc = 106,81 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm: U nht = U nh '.U hdd 106,92.22 = = 22,02(kV ) U dcntc 106,81 Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm: 105 dU nh % = U nht − U dm 22,02 − 22 = ≈ 0% U dm 22 ã Chế độ cố: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ sù cè: U d csc = U sc '.U hdd 103,02.22 = = 98,11(kV ) U scyc 23,10 Chọn đầu ®iỊu chØnh tiªu chn n = -8 øng víi U®csctc = 98,62 kV Điện áp thực góp hạ ¸p cđa tr¹m: U sct = U sc '.U hdd 103,02.22 = = 22,98(kV ) U d csc tc 98,62 Độ lệch điện áp góp hạ áp tr¹m: dU sc % = U sct − U dm 22,98 − 22 = = 4,45% U dm 22 Nh đầu điều chỉnh đà chọn thoả mÃn ®iỊu kiƯn ®· cho Phơ t¶i Phơ t¶i yêu cầu điều chỉnh điện áp thờng Uln' = 107,26 kV Unh' = 107,54kV Usc' = 98,50 kV TÝnh đầu điều chỉnh máy biến áp phụ tải lớn nhỏ nhất: U dc ln = U ln '.U hdd 107,26.22 = = 104,64(kV ) U ln yc 22,55 U dcnh = U nh '.U hdd 107,54.22 = = 100,04(kV ) U nhyc 23,65 Tính đầu ®iỊu chØnh chung cho c¶ hai chÕ ®é phơ t¶i lín nhÊt vµ nhá nhÊt: U dc = (U dc ln + U dcnh ) = (104,64 + 100,04) = 102,34( kV ) 2 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -2 ứng với Uđctc = 104,5 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm phụ tải lớn nhỏ có giá trị: U ln t = U ln '.U hdd 107,26.22 = = 22,58(kV ) U dctc 104,5 U nht = U nh '.U hdd 107,54.22 = = 22,64(kV ) U dctc 104,5 Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm phụ tải lớn nhỏ có giá trị: dU ln % = U ln t − U dm 22,58 − 22 = = 2,64% U dm 22 dU nh % = U nht − U dm 22,45 − 22 = = 2,9% U dn 22 ChÕ ®é sù cè: 106 98,50.22 = 20,74(kV ) 22 20,74 − 22 dU sc % = = 5,73% 22 U sct = Độ lệch điện áp không thoả mÃn độ lệch điện áp cho phép trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp thờng Nh ta phải dùng máy biến áp điều chỉnh điện áp dới tải ã Khi phụ tải cực đại: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ phụ tải lớn nhất: U dc ln = U ln '.U hdd 107,26.22 = = 104,64(kV ) U ln yc 22,55 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -6 ứng với Uđcltc = 102,72 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm: U ln t = U ln '.U hdd 107,26.22 = = 22,97(kV ) U dcltc 102,72 Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm: dU ln % = U ln t − U dm 22,97 − 22 = = 4,40% > 2,5% U dm 22 ã Khi phụ tải cực tiểu: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ phụ tải nhỏ nhất: U dcnh = U nh '.U hdd 107,54.22 = = 100,04(kV ) U nhyc 23,65 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -7 ứng với Uđcntc = 100,67 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm: U nht = U nh '.U hdd 107,54.22 = = 23,50(kV ) U dcntc 100,67 Độ lệch điện áp góp hạ ¸p cđa tr¹m: dU nh % = U nht − U dm 23,50 − 22 = = 6,82% < 7,5% U dm 22 ã Chế độ cố: Tính đầu ®iỊu chØnh m¸y biÕn ¸p víi chÕ ®é sù cè: U d csc = U sc '.U hdd 98,50.22 = = 101,03( kV ) U scyc 21,45 Chọn đầu ®iỊu chØnh tiªu chn n = -7 øng víi U®csctc = 100,67 kV Điện áp thực góp hạ ¸p cđa tr¹m: U sct = U sc '.U hdd 98,50.22 = = 21,53(kV ) U d csc tc 100,67 Độ lệch điện áp góp hạ áp tr¹m: dU sc % = U sct − U dm 21,53 − 22 = = −2,14% > −2,5% U dm 22 Nh đầu điều chỉnh đà chọn thoả mÃn điều kiện đà cho Phụ tải Phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp thờng Uln' = 108,61 kV 107 Unh' = 109,94 kV Usc' = 108,78 kV Tính đầu điều chỉnh máy biến áp phụ tải lớn nhỏ nhất: U dc ln = U ln '.U hdd 108,61.22 = = 105,96(kV ) U ln yc 22,55 U dcnh = U nh '.U hdd 109,94.22 = = 102,27(kV ) U nhyc 23,65 Tính đầu điều chỉnh chung cho hai chế độ phụ tải lớn nhỏ nhất: U dc = (U dc ln + U dcnh ) = (105,96 + 102,27 ) = 104,12( kV ) 2 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -2 ứng với Uđctc = 104,5 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm phụ tải lớn nhỏ có giá trị: U ln '.U hdd 108,61.22 = = 23,87(kV ) U dctc 104,5 U '.U 109,94.22 = nh hdd = = 23,15(kV ) U dctc 104,5 U ln t = U nht §é lệch điện áp góp hạ áp trạm phụ tải lớn nhỏ có giá trÞ: dU ln % = U ln t − U dm 23,87 − 22 = = 3,95% > 2,5% U dm 22 dU nh % = U nht − U dm 23,15 − 22 = = 5,23% < 7,5% U dn 22 Khi sù cè: 108,78.22 = 22,90(kV ) 104,5 22,9 − 22 dU sc % = = 4,09% > 2,5% 22 U sct = Nh đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đà chọn thoả mÃn điều kiện đà cho Phụ tải Phụ tải yêu cầu ®iỊu chØnh ®iƯn ¸p kh¸c thêng Uln' = 107,76 kV Unh' = 109,14kV Usc' = 101,46 kV Tính đầu điều chỉnh máy biến áp phụ tải lớn nhÊt vµ nhá nhÊt: U dc ln = U ln '.U hdd 107,76.22 = = 102,63(kV ) U ln yc 23,10 U dcnh = U nh '.U hdd 109,14.22 = = 109,14(kV ) U nhyc 22 Tính đầu điều chỉnh chung cho hai chế độ phụ tải lớn vµ nhá nhÊt: U dc = (U dc ln + U dcnh ) = (102,63 + 109,14) = 105,89( kV ) 2 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chn n = -1 øng víi U®ctc = 107,25 kV 108 Điện áp thực góp hạ áp trạm phụ tải lớn nhỏ có giá trị: U ln t = U ln '.U hdd 107,76.22 = = 22,10(kV ) U dctc 107,25 U nht = U nh '.U hdd 109,14.22 = = 22,39(kV ) U dctc 107,25 Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm phụ tải lớn nhỏ có giá trị: dU ln % = U ln t − U dm 22,10 − 22 = = 0,45% U dm 22 dU nh % = U nht − U dm 22,39 − 22 = = 1,77% U dn 22 Độ lệch điện áp không thoả mÃn độ lệch điện áp cho phép trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng Nh ta phải dùng máy biến áp điều chỉnh điện áp dới tải ã Khi phụ tải cực đại: Tính đầu ®iỊu chØnh m¸y biÕn ¸p víi chÕ ®é phơ t¶i lín nhÊt: U dc ln = U ln '.U hdd 107,76.22 = = 102,63(kV ) U ln yc 23,10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -6 ứng với Uđcltc = 102,72 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm: U ln t = U ln '.U hdd 107,76.22 = = 23,08(kV ) U dcltc 102,72 Độ lệch điện áp góp hạ áp cđa tr¹m: dU ln % = U ln t − U dm 23,08 − 22 = = 4,91% U dm 22 ã Khi phụ tải cực tiểu: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ phụ tải nhá nhÊt: U dcnh = U nh '.U hdd 109,14.22 = = 109,14(kV ) U nhyc 22 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -3 ứng với Uđcntc = 108,86 kV Điện áp thực góp hạ áp cđa tr¹m: U nht = U nh '.U hdd 109,14.22 = = 22,06( kV ) U dcntc 108,86 §é lƯch điện áp góp hạ áp trạm: dU nh % = U nht − U dm 22,06 − 22 = = 0,27% U dm 22 ã Chế độ cố: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp víi chÕ ®é sù cè: U d csc = U sc '.U hdd 101,46.22 = = 96,63(kV ) U scyc 23,10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -8 ứng với Uđcsctc = 98,62 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm: 109 U sct = U sc '.U hdd 101,46.22 = = 22,63(kV ) U d csc tc 98,62 Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm: dU sc % = U sct − U dm 22,63 − 22 = = 2,86% U dm 22 Nh đầu điều chỉnh đà chọn thoả mÃn điều kiện đà cho Phụ tải Phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện ¸p kh¸c thêng Uln' = 107,09 kV Unh' = 109,68kV Usc' = 102,83 kV Tính đầu điều chỉnh máy biến áp phụ tải lớn nhỏ nhÊt: U dc ln = U ln '.U hdd 107,09.22 = = 101,99( kV ) U ln yc 23,10 U dcnh = U nh '.U hdd 109,68.22 = = 109,68(kV ) U nhyc 22 Tính đầu điều chỉnh chung cho hai chế độ phụ tải lớn nhỏ nhÊt: U dc = (U dc ln + U dcnh ) = (101,99 + 109,68) = 105,84( kV ) 2 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -2 ứng với Uđctc = 104,5 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm phụ tải lớn nhỏ có giá trị: U ln t = U ln '.U hdd 107,09.22 = = 22,55(kV ) U dctc 104,5 U nht = U nh '.U hdd 109,68.22 = = 23,09(kV ) U dctc 104,5 Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm phụ tải lớn nhỏ có giá trị: dU ln % = U ln t U dm 22,55 − 22 = = 2,5% U dm 22 dU nh % = U nht − U dm 23,09 − 22 = = 4,95% U dn 22 §é lệch điện áp không thoả mÃn độ lệch điện áp cho phép trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng Nh ta phải dùng máy biến áp điều chỉnh điện áp dới tải ã Khi phụ tải cực đại: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ phụ tải lớn nhất: U dc ln = U ln '.U hdd 107,09.22 = = 101,99( kV ) U ln yc 23,10 Chọn đầu ®iỊu chØnh tiªu chn n = -6 øng víi U®cltc = 102,72 kV Điện áp thực góp hạ ¸p cđa tr¹m: U ln t = U ln '.U hdd 107,09.22 = = 22,94(kV ) U dcltc 102,72 §é lệch điện áp góp hạ áp trạm: 110 dU ln % = U ln t − U dm 22,94 − 22 = = 4,27% U dm 22 ã Khi phụ tải cực tiểu: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ phụ tải nhỏ nhÊt: U dcnh = U nh '.U hdd 109,68.22 = = 109,68(kV ) U nhyc 22 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -3 ứng với Uđcntc = 108,86 kV Điện áp thực góp hạ áp tr¹m: U nht = U nh '.U hdd 109,68.22 = = 22,17(kV ) U dcntc 108,86 Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm: dU nh % = U nht − U dm 22,17 − 22 = = 0,77% U dm 22 ã Chế độ cố: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế ®é sù cè: U d csc = U sc '.U hdd 102,83.22 = = 97,93(kV ) U scyc 23,10 Chän đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -8 ứng với Uđcsctc = 98,62 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm: U sct = U sc '.U hdd 102,83.22 = = 22,94( kV ) U d csc tc 98,62 Độ lệch điện áp góp hạ ¸p cđa tr¹m: dU sc % = U sct − U dm 22,94 − 22 = = 4,27% U dm 22 Nh đầu điều chỉnh đà chọn thoả mÃn điều kiện đà cho 10 Phụ tải 10 Phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thêng Uln' = 107,35 kV Unh' = 107,94kV Usc' = 101,21 kV Tính đầu điều chỉnh máy biến áp phụ tải lớn nhỏ nhất: U dc ln = U ln '.U hdd 107,35.22 = = 102,24(kV ) U ln yc 23,10 U dcnh = U nh '.U hdd 107,94.22 = = 107,94(kV ) U nhyc 22 Tính đầu điều chỉnh chung cho hai chế độ phụ tải lớn nhỏ nhất: U dc = (U dc ln + U dcnh ) = (102,24 + 107,94) = 105,09( kV ) 2 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -2 ứng với Uđctc = 104,5 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm phụ tải lớn nhỏ có giá trị: 111 U ln t = U ln '.U hdd 107,35.22 = = 22,60(kV ) U dctc 104,5 U nht = U nh '.U hdd 107,94.22 = = 22,72(kV ) U dctc 104,5 §é lƯch điện áp góp hạ áp trạm phụ tải lớn nhỏ có giá trị: dU ln % = U ln t − U dm 22,60 − 22 = = 2,73% U dm 22 dU nh % = U nht − U dm 22,73 − 22 = = 3,27% U dn 22 Độ lệch điện áp không thoả mÃn độ lệch điện áp cho phép trạm có yêu cầu điều chỉnh điện ¸p kh¸c thêng Nh vËy ta ph¶i dïng m¸y biÕn áp điều chỉnh điện áp dới tải ã Khi phụ tải cực đại: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ phụ tải lớn nhất: U dc ln = U ln '.U hdd 107,35.22 = = 102,24(kV ) U ln yc 23,10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chn n = -6 øng víi U®cltc = 102,72 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm: U ln t = U ln '.U hdd 107,35.22 = = 22,99(kV ) U dcltc 102,72 Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm: dU ln % = U ln t − U dm 22,99 − 22 = = 4,5% U dm 22 ã Khi phụ tải cực tiểu: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ phụ tải nhỏ nhất: U dcnh = U nh '.U hdd 107,94.22 = = 107,94(kV ) U nhyc 22 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -3 ứng với Uđcntc = 108,86 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm: U nht = U nh '.U hdd 107,94.22 = = 21,81(kV ) U dcntc 108,86 Độ lệch điện áp góp hạ ¸p cđa tr¹m: dU nh % = U nht − U dm 21,81 − 22 = = −0,86% U dm 22 ã Chế độ cố: Tính đầu điều chỉnh máy biến áp với chế độ cố: U d csc = U sc '.U hdd 101,21.22 = = 96,39(kV ) U scyc 23,10 Chọn đầu điều chỉnh tiêu chn n = -8 øng víi U®csctc = 98,62 kV Điện áp thực góp hạ áp trạm: U sct = U sc '.U hdd 101,21.22 = = 22,58(kV ) U d csc tc 98,62 Độ lệch điện áp góp hạ áp trạm: 112 dU sc % = U sct − U dm 22,58 − 22 = = 2,64% U dm 22 Nh vËy c¸c đầu điều chỉnh đà chọn thoả mÃn điều kiện đà cho Bảng tổng kết lựa chọn đầu điều chỉnh điện áp phụ tải chế độ cực đại, cực tiểu, cố: Trạm Yêu cầu ®iÒu chØnh 10 T KT KT KT KT T T KT KT KT Chế độ cực đại 106,81 106,81 106,81 102,72 102,72 102,72 102,72 102,72 Udctc(kV) ChÕ ®é ChÕ ®é sù cùc tiÓu cè 107,25 110,91 106,81 108,86 106,81 108,86 106,81 106,81 98,62 100,67 100,67 104,50 108,86 98,62 108,86 98,62 108,86 98,62 Loại máy biến áp Thờng Điều áp dới tải Điều áp dới tải Điều áp dới tải Điều áp dới tải Điều áp dới tải Thờng Điều áp dới tải Điều áp dới tải Điều áp dới tải 113 chơng Tính toán tiêu kinh tế lới điện 8.1 Tính vốn đầu t xây dựng mạng điện 8.1.1 Vốn đầu t xây dựng đờng dây Lấy kết tính toán phần 3.1 ta đợc vốn đầu t xây dựng đờng dây: KD = 1,4k0j.lj = 302346,24.106 VND 8.1.2 Vốn đầu t xây dựng trạm biến áp Suất đầu t cho trạm biến áp có máy biến áp (nếu trạm có hai máy biến áp vốn đầu t tăng lên 1,8 lần): K.106 (VND/trạm) 13000 19000 22000 25000 35000 42000 59000 S®m (MVA) 16 25 32 40 63 80 125 Bảng tổng kết công suất định mức máy biến áp đà chọn cho trạm: Trạm Sđm (MVA) 10 32 25 40 32 32 40 32 32 32 32 Số lợng máy biến áp 2 2 2 2 2 SuÊt đầu t (106.VND/trạm) 22000 19000 25000 22000 22000 25000 22000 22000 22000 22000 Vậy giá thành xây dựng trạm biến ¸p lµ: KT = 401400.106 VND 114 8.2 TÝnh tỉn thất công suất tổn thất điện toàn mạng điện Tổn thất công suất không tải máy biến áp tăng áp là: P0TA = 3.120.10-3 = 0,36 MW Tổn thất công suất đồng máy biến áp tăng áp là: PCuTA = 0,678 MW Vậy: PBTA = 1,038 MW Tổn thất công suất đờng dây là: PD = 11,851 MW Tổn thất công suất máy biến áp hạ áp là: PBHA = 1,939 MW Tổng tổn thất công suất là: P = 1,038 + 11,851 + 1,939 = 14,828 MW Tỉn thÊt c«ng suất tính theo % toàn phụ tải mạng điện: P 14,828 P % = 100 = = 4,19% P 354 Tổn thất điện đờng dây là: AD =PD. = 11,851.3979,46 = 47160,58 MWh Tổn thất điện máy biến áp: ABA = ∆P0.t + ∆PCu.τ ∆P0 = ∑∆P0i = 1,076 MW ∆PCu = ∑∆PCu = 1,911 MW VËy ∆ABA = 1,076.8760 + 1,911.3979,46 = 17030,51 MWh Tổng tổn thất điện toàn mạng điện là: A = 47160,58 + 17030,51 = 64191,09 MWh Tổn thất điện tổng tính theo % tổng điện đa vào phụ tải là: ∆A ∑ 100 = 64191,09 = 3,30% ∆A % = A 354.5500 8.3 Tính giá thành tải điện Để tính giá thành tải điện mạng điện, ta phải tính phí tổn vận hành hàng năm mạng điện: Y = avhD.KD + avhT.KT + A.C Trong đó: avhD: hệ số vận hành (khấu hao hao mòn, tu sửa, phục vụ đờng dây) avhD = 0,04 avhT: hệ số vận hành trạm biến áp, avhT = 0,1 C: giá thành 1kW điện tổn thất, C = 500VND/kWh VËy: Y = 0,04.302346,24.106 + 0,1.401400.106 = 84,33.109 VND Giá thành tải điện: Y = 43,31 VND / kWh A Gái thành xây dựng mạng điện cho 1kW công suất phụ tải cực đại: 115 K ∑ = 703746,24.10 = 1,99.10 VND / kW K= P 354.10 Bảng tổng kết tiêu kinh tế, kỹ thuật mạng điện: Các tiêu Umax% bình thờng Umax% cố % Tổng độ dài đờng dây cần xây dựng Tổng dung lợng trạm biến áp Tổng dung lợng bï km 10 11 12 13 14 15 16 Vốn đầu t - Đờng dây - Trạm biến áp Tổng vốn đầu t Tổng phụ tải cực đại Điện tải hàng năm Tổng tỉn thÊt c«ng st ∆P∑ Tỉng tỉn thÊt c«ng st P% Tổng tổn thất điện A Tổng tổn thất điện A% Giá thành mạng điện cho 1kW Phí tổn vận hành hàng năm Giá thành tải điện Đơn vị % Số đo Ghi 6,99 Tính đến góp hạ áp 13,98 Tính đến góp hạ áp 670,4 Lé kÐp MVA 658 MVAr 58,92 109VND 109VND MW MWh MW % MWh % -3 10 VND/MW 109VND VND/kWh 302,35 401,40 703,75 354 1947000 14,828 4,19 64191,09 3,30 1,99.103 84,33 43,31 116 phÇn NhiƯm vơ thiÕt kÕ phÇn hai: Tính thời gian cắt ngắn mạch lớn đảm bảo ổn định hệ thống điện có ngắn mạch hai pha chạm đất đầu đờng dây nối với hệ thống điện nhà máy thuỷ điện 1.1 Khái niệm chung ổn định Nghiên cứu ổn định nghiên cứu khả hệ thống ®iƯn lËp l¹i chÕ ®é ®ång bé sau ®· rơi vào chế độ không đồng ổn định tĩnh ổn định động Các nguyên nhân dẫn đến ổn định: Đóng cắt đột ngột phụ tải Cắt đờng dây tải điện máy biến áp mang tải Cắt máy phát điện mang tải Xảy ngắn mạch loại Trong nguyên nhân nói ngắn mạch cố nguy hiểm cả, ổn định hệ thống điện đợc xét xảy ngắn mạch Các loại ngắn mạch bao gồm: Ngắn mạch pha chạm đất Ngắn mạch hai pha Ngắn mạch hai pha chạm đất Ngắn mạch ba pha 1.2 Sơ đồ thay cđa hƯ thèng ®iƯn HT ZBtn I ZHT-2 SptHT Z2-7 Spt2 ZT§-7 Spt7 II XBTA X'd E' SptT§ 1.3 Các thông số hệ đơn vị tơng đối Chän: Scb = 100 MVA Ucb = 110 kV • Tính qui chuyển thông số máy phát điện: Pđm = 90 MW; cosϕ = 0,85 X'd% = 0,27; X2% = 0,186 Tj = sec; U®m = 22 kV; S®m = 106 MVA T* j = T j S dm S cb = 6.106 = 6,36 sec 100 2 U S 22 100  121  X '*d = X ' d dm cb2 k = 0,27 .  = 0,308 S dm U cb 106 110  22  X *2 22 100  121  = 0,186 .  = 0,212 106 110  22  117 ã Tính qui chuyển thông số máy biến áp tăng ¸p: S®mB = 125 MVA; Un = 10,5% X *B U S 10,5 100  121  = n cb k =   = 0,102 100 S dmB 100 125 110 Vì sơ đồ nhà máy điện sơ đồ nên điện kháng thay phía nhà máy điện là: X *TD = ( 0,308 + 0,102) = 0,103 H»ng số quán tính thay thế: T*jTĐ = 4.6,36 = 25,44 s ã Tính qui chuyển thông số máy biến áp tù ngÉu: Xc = 38 Ω; XT = 0; XH = 68 Ω Uc = 230 kV; UH = 22 kV Điện trở máy biến áp nhỏ so với điện kháng nên tính toán ta bỏ qua thành phần điện trở ( ( ) ) 1 CT CH TH Un +Un −Un = (11 + 32 − 20 ) = 11,5% 2 1 T CT TH CH Un = Un +Un −Un = (11 + 20 − 32) < 0% 2 C U n S cb 11,5 100  121  X *Btn = X c = k =   = 0,087 100 S dm 100 160  110  C Un = X *T = ã Tính qui chuyển thông số đờng dây: Z *HT −2 = Z HT − Z *2 −7 = Z 2−7 Z *TD −7 S cb U tb S cb 2 = ( 6,38 + j12,65) = ( 5,21 + j10,32) 100 = 0,048 + j 0,096 115 100 = 0,039 + j 0,078 115 U tb S 100 = Z TD −7 cb2 = ( 5,21 + j10,32) = 0,039 + j 0,078 115 U tb • TÝnh qui chun thông số chế độ: + Điện áp HT: U HT = 121 = 1,1 110 + Khi tính quy chuyển công suất tính công suất phản kháng đờng dây sinh ra: 26,156 + j18,682 − j 2,016 − j1,644 = 0,262 + j 0,150 100 35,219 + j 30,171 − j1,644 − j1,644 S * pt = = 0,352 + j 0,269 100 188,3 + j 95 − j1,644 S * ptTD = = 1,883 + j 0,934 100 116,5 + j 55,7 − j 2,016 S * ptHT = = 1,165 + j 0,537 100 S * pt = + C«ng suất đoạn đờng dây: S*I-2 = 0,402 + j0,274 S*2-7 = 0,129 + j0,101 118 ... 4: xác định số lợng công suất máy biến áp trạm biến áp phụ tải, sơ đồ nối dây trạm, sơ đồ nối dây toàn hệ thống 33 4.1 Xác định số lợng công suất máy biến áp trạm biến áp phụ tải 33 4.2 Chọn sơ. .. thiết kế 32 Chơng Xác định số lợng công suất máy biến áp trạm biến áp phụ tải, sơ đồ nối dây trạm, sơ đồ nối dây toàn hệ thống 4.1 Xác định số lợng công suất máy biến áp trạm biến áp phụ tải 4.1.1... 32000/110/22 ã Với nhà máy điện ta lựa chọn sơ đồ nối điện theo sơ đồ Máy phát điện _ Máy biến áp Do trạm tăng áp nhà máy ta chọn máy biến áp tăng áp hai dây quấn Công suất máy biến áp đợc chän nh sau: