ThiếT kế mạng điện khu vực có nguồn cung cấp phụ tải TRNG I HC IN LC KHOA QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG BỘ MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Sinh Viên : Nguyễn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLn Vinh Đồn CỘNG HỊA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc LỚP D6_QLNLP D6_QLNL -o0o ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Đầu đề đồ án mơn học : Thiết kế hệ thống điện có nguồn cung cấp phụ tải Các số liệu ban đầu : Hệ thống điện có cơng suất vô lớn, hệ số công suất cos góp 110kV 0.85 Nhà máy nhiệt điện có công suất 3x100MW; Uđm = 10.5kV; cos = 0.85 Nội dung đồ án: Cân công suất hệ thống điện 1.1 Cân công suất tác dụng 1.2 Cân công suất phản kháng Xây dựng phương án nối dây 1.1 Xây dựng phương án nối dây 1.2 Chọn cấp điện áp lưới điện Chọn tiết diện dây dẫn Tính tốn kinh tế kỹ thuật, chọn phương án tối ưu Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN VĂN ĐIỆP PHỤ LỤC Các số liệu phụ tải: Sinh Viên : Nguyễn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLP D6_QLNL Sơ đồ mặt nguồn điện phụ tải hình số liệu phụ tải cho bảng 1: 15 14 13 12 6 5 8 9 11 10 HT 7 NĐ   1 3 2 4 1 10 11 12 13 14 15 Tỷ lệ: đơn vị = 10km Hình Bảng 1: Số liệu phụ tải Các hộ tiêu thụ Sinh Viên : Nguyễn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLP D6_QLNL Các số liệu Phụ tải cực đại (MW) 33 41 46 41 37 41 47 39 35 Hệ số công suất cos 0.9 Mức đảm bảo cung cấp điện Loại I Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT Điện áp danh định lưới điện thứ cấp (KV) 10 Phụ tải cực tiểu 70% phụ tải cực đại Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000h Giá 1kWh điện tổn thất: 500 đồng Giá 1kVAr công suất thiết bị bù: 150x103 đồng LỜI NĨI ĐẦU Sinh Viên : Nguyễn Vinh Đồn LP D6_QLNLn Vinh on LP D6_QLNLP D6_QLNL Điện dạng lợng phổ biến có tầm quan trọng thiếu đợc lĩnh vực kinh tế quốc dân đất nớc Nh đà xác định thống kê đợc khoảng 70% điện đợc sản xuất dùng xí nghiệp, nhà máy công nghiệp.Vấn đề đặt cho đà sản xuất đợc điện làm để cung cấp điện cho phụ tải điện cho hiệu quả, tin cậy.Vì cung cấp điện cho nhà máy, xÝ nghiƯp c«ng nghiƯp cã mét ý nghÜa to lín kinh tế quốc dân Nhìn phơng diện quốc gia việc đảm bảo cung cấp điện cách liên tục tin cậy cho ngành công nghiệp tức đảm bảo cho kinh tế quốc gia phát triển liên tục tiến kịp với phát triển khoa học công nghệ giới Nếu ta nhìn phơng diện sản xuất tiêu thụ điện công nghiệp ngành tiêu thụ lợng nhiều Vì cung cấp điện sử dụng điện hợp lý lĩnh vực có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác cách hiệu công suất nhà máy phát điện sử dụng hiệu lợng điện đợc sản xuất Một phơng án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp cách hài hoà yêu cầu kinh tế.độ tin cậy cung cấp điện.độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa hỏng hóc phải đảm bảo đợc chất lợng điện nằm phạm vi cho phép.Hơn phải thuận lợi cho việc mở rộng phát triển tơng lai Với đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho phân xởng khí- sửa chữa Đà phần giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau Trong thời gian làm bài, với cố gắng thân, đồng thời với giúp đỡ thầy cô giáo môn hệ thống điện đặc biệt đợc giúp đỡ tận tình thầy NGUYN VN IP, em đà hoàn thành tốt ỏn án mơn h c cđa m×nh Song thêi gian làm không nhiều, kiến thức hạn chế, nên làm em không tránh khỏi thiếu sót Do em kính mong nhận đợc góp ý.chỉ bảo thầy cô để em có đợc kinh nghiệm chuẩn bị cho công việc sau Em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYN VN IP toàn thể thầy cô giáo môn H Nội ngày Nội ngày 0i ngà Nội ngày 0y 01 tháng năm 2014 Sinh viªn thực hiệnc hiệnn Nguyễn Vinh Đồn CHƯƠNG I CÂN BẰNG CƠNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Phân tich nguồn cung cấp phụ tải Phân tích nguồn phụ tải mạng điện phần quan trọng tính tốn thiết kế Tính tốn thiết kế có xác hay khơng hồn tồn phụ thuộc vào mức độ xác cơng tác thu thập phân tích phụ tải Phân tích nguồn Sinh Viên : Nguyễn Vinh Đồn LỚP D6_QLNLn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLP D6_QLNL việc làm cần thiết nhằm định hướng phương hướng vận hành nhà máy điện đưa định sơ đồ nối dây mạng điện Phân tích đặc điểm kỹ thuật-kinh tế nhà máy điện như: công suất, hiệu suất, hệ số công suấtcos 1.1.1 Nguồn điện Trong hệ thống điện thiết kế có nguồn cung cấp, hệ thống điện (HT) nhà máy nhiệt điện (NĐ) a, Hệ thống điện: Hệ thống điện (HT) có cơng suất vơ lớn, hệ số cơng suất góp 110kV 0.85 Vì vậy, cần có liên hệ hệ thống điện nhà máy nhiệt điện để trao đổi công suất nguồn cung cấp cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường chế độ vận hành Mặt khác hệ thống có cơng suất vơ lớn chọn hệ thống nút cân công suất nút sở điện áp Ngoài ra, không cần phải dự trữ công suất nhà máy nhiệt điện, nói cách khác cơng suất tác dụng công suất phản kháng dự trữ lấy từ hệ thống điện b, Nhà máy nhiệt điện: Nhà máy nhiệt điện (NĐ) có tổ máy phát Mỗi tổ máy phát có cơng suất định mức Pđm = 100MW, cos = 0.85, Uđm = 10.5 kV Như tổng công suất định mức nhà máy nhiệt điện bằng: 3x100 = 300MW Nhiên liệu nhà máy nhiệt điện than đá, dầu khí đốt Hiệu suất nhà máy nhiệt điện tương đối thấp ( khoảng 30% 40%) Đồng thời công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện thường chiếm khoảng 6% 15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện Đối với nhà máy nhiệt điện, máy phát làm việc ổn định phụ tải P  70% Pđm; phụ tải P < 30% Pđm máy phát ngừng làm việc Công suất phát kinh tế cua nhà máy nhiệt điện thường (8090%)Pđm Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế 80%Pđm Sinh Viên : Nguyễn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLP D6_QLNL Ở chế độ phụ tải cực đại cho vận hành tổ máy nhà máy nhiệt điện Tổng công suất tác dụng phát chế độ là: Pkt NĐ = \f(80,100 x 3x100 = 240 (MW) Ở chế độ phụ tải cực tiểu, dự kiến cho ngừng tổ máy phát để bảo dưỡng, tổ máy phát lại, tổ máy phát với cơng suất 80% Pđm Nên tổng công suất phát nhà máy nhiệt điện là: Pkt NĐ = \f(80,100 x x 100 = 160 (MW) Khi xảy cố nhà máy nhiệt điện phải ngừng tổ máy bị cố cho tổ máy lại phát 100%Pđm chúng PF = 2x 100 = 200 (MW) Phần công suất thiếu chế độ vận hành cung cấp từ hệ thống điện 1.1.2 Các phụ tải điện Trong hệ thống điện thiết kế có phụ tải Tất hộ phụ tải hộ loại I có hệ số cơng suất cos = 0.9, thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax = 5000h Các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Điện áp định mức mạch điện thứ cấp trạm biến áp 10kV Phụ tải cực tiểu 70% phụ tải cực đại Các phụ tải hầu hết phân bố tập trung xung quanh nguồn điện Một phần phụ tải nhận công suất từ nhà máy nhiệt điện, phần lại nhận từ góp 110 kV hệ thống Phụ tải Công suất (MW) 33 41 46 41 37 41 47 39 35 Do phụ tải hộ tiêu thụ loại I thời gian sử dụng công suất lớn 5000h cần đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện Tổng công suất tác dụng phụ tải cần cung cấp : Sinh Viên : Nguyễn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLP D6_QLNL ∑Ppt¿ ∑ P max =¿364 (MW) pti k=1 ( ) So sánh lượng công suất phụ tải yêu cầu lượng công suất phát định mức ta thấy phụ tải cần phải lấy them công suất từ hệ thống Kết tính giá trị cơng suất phụ tải chế độ cực đại cực tiểu bảng sau: Ta có, cos = 0.85  tg = 0.62 Qmax = Pmax x tg Smax = Pmin = 70% Pmax Qmin = Pmin x tg Smin = Bảng 1.2 Thông số phụ tải Hộ tiêu thụ Smax=Pmax + jQmax MVA Smax MVA Smin =Pmin + jQmin Smin MVA MVA 33 +j15,84 36.60 23.1 + j11,09 25.62 41 +j19,68 45.48 28.7 +j13,78 31.84 Sinh Viên : Nguyễn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLP D6_QLNL 8 Tổng 46 + j22,08 51.02 32.2 + j15,46 35.72 41 + j19,68 45.48 28.7 + j13,78 31.84 37 + j17,76 41.04 25.9 + j12,43 28.73 41 + j19,68 45.48 28.7 + j13,78 31.84 47 + j22,56 52.13 32.9 + j15,79 36.49 39 + j18,72 43.26 27.3 + j13,10 30.28 35 + j16,8 38.82 24.5 + j11,76 27.18 360+ j172.8 1.2 Cân công suất hệ thống điện II CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.2.1 Cân công suất tác dụng Đặc điểm quan trọng hệ thống điện truyền tải tức thời điện từ nguồn đến hộ tiêu thụ khơng thể tích trữ điện thành số lượng nhận thấy Tính chất xác định đồng trình sản xuất tiêu thụ điện Tại thời điểm chế độ xác lập hệ thống, nhà máy hệ thống cần phải phát công suất với công suất hộ tiêu thụ, kể tổn thất mạng điện, nghĩa cần phải thực cân công suất phát công suất tiêu thụ Ngoài ra, để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường cần phải có dự trữ định công suất tác dụng hệ thống Dự trữ có hệ thống vấn đề quan trọng, liên quan đến vận hành phát triển hệ thống Sinh Viên : Nguyễn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLP D6_QLNL Phương trình cân cơng suất tác dụng chế độ phụ tải cực đại hệ thống điện thiết kế có dạng: PNĐ + PHT = Ptt = mPpt max + P + Ptd + Pdt Trong : PNĐ : Tổng công suất tác dụng nhà máy phát PHT : Công suất tác dụng lấy từ hệ thống m : Hệ số đồng thời xuất cá phụ tải cực đại (m=1) Ppt max : Tổng công suất tác dụng phụ tải chế độ cực đại P : Tổng tổn thất công suất tác dụng mạch điện, tính sơ lấy P = 5% Ppt max Ptd : Công suất tác dụng tự dùng nhà máy nhiệt điện, tính sơ lấy Ptd = 10% Pđm NĐ Pdt : Công suất tác dụng dự trữ hệ thống, cân sơ lấy Pdt = 10% Ppt max Đồng thời, công suất dự trữ cần phải công suất định mức tổ máy phát lớn hệ thống điện khơng lớn Bởi vì, hệ thống điện có cơng suất vô lớn nên công suất dự trữ lấy hệ thống, nghĩa Pdt = Ptt : Công suất tác dụng tiêu thụ mạng điện Tổng công suất tác dụng mạng điện chế độ phụ tải cực đại : Ppt max = 364 (MW) Tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện có giá trị : P = 5% Ppt max = 5% x 360 = 18 MW Công suất tác dụng tự dùng nhà máy nhiệt điện Ptd = 10% Pđm NĐ = 10% x 300 = 30 MW Công suất tác dụng tiêu thụ mạng điện : Ptt = Ppt max + P + Ptd = 360 + 18 + 30 = 408 MW Sinh Viên : Nguyễn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLn Vinh Đoàn LỚP D6_QLNLP D6_QLNL 10 ...ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Đầu đề đồ án môn học : Thiết kế hệ thống điện có nguồn cung cấp phụ tải Các số liệu ban đầu : Hệ thống điện có công suất vô lớn, hệ số công suất cos... j17, 76 41.04 25 .9 + j 12, 43 28 .73 41 + j19 ,68 45.48 28 .7 + j13,78 31.84 47 + j 22, 56 52. 13 32. 9 + j15,79 36. 49 39 + j18, 72 43 . 26 27 .3 + j13,10 30 .28 35 + j 16, 8 38. 82 24.5 + j11, 76 27 .18 360 + j1 72. 8... LỚP D6_QLNLP D6_QLNL 17 Pmax (MW) Qmax (MVAr) 33 15.84 41 19 .68 46 22 .08 41 19 .68 37 17. 76 41 19 .68 47 22 . 56 39 18. 72 35 16. 8 Smax (MVA) 36. 6 45.48 51. 02 45.48 41.04 45.48 52. 13 43 . 26 38. 82 2 .2. 1