Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế mạng lưới điện khu vực gồm hai nhà máy và 9 phụ tải và Tính toán lưới điện phân phối
MỤC LỤC 1 LỜI NÓI ĐẦU Lưới điện có nhiệm vụ truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ điện. Một lưới điện không chỉ cần đảm bảo chất lượng điện năng mà còn cần cân đối về mặt kinh tế. Bởi vậy việc thiết kế mạng lưới điện có thể đảm bảo các điều kiện kinh tế, kĩ thuật là rất quan trọng. Đồ án tốt nghiệp của em được giao về môn Lưới điện. Nhiệm vụ đồ án của em được giao bao gồm hai phần: - Phần 1: Thiết kế mạng lưới điện khu vực gồm hai nhà máy và 9 phụ tải. - Phần 2: Tính toán lưới điện phân phối. Trong quá trình làm đồ án, em đã được thầy giáo TS Lã Minh Khánh và các thầy, cô giáo trong bộ môn Hệ thống điện nhiệt tình chỉ bảo, giúp đỡ. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo. Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án của em không thể tránh khỏi thiếu xót. Vì vậy em rất mong nhận được ý kiến đánh giá, nhận xét của quý thầy, cô để có thể hoàn thiện bản đồ án này. Hà Nội, ngày 31 tháng 5 năm 2010 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Hà 2 PHẦN I: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC 3 CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1. Các số liệu về nguồn và phụ tải 1.1.1. Số liệu về nguồn cung cấp Nguồn cung cấp là 2 nhà máy nhiệt điện: - Nhà máy nhiệt điện 1 (NM1) bao gồm 4 tổ máy, công suất đặt nhà máy là : P NM1 = 4 x 50 = 200 MW ; Hệ số công suất định mức: cosφ đm1 = 0,80. - Nhà máy nhiệt điện 2 (NM2) bao gồm 6 tổ máy, công suất đặt nhà máy là : P NM2 = 6 x 45 = 270 MW ; Hệ số công suất định mức: cosφ đm2 = 0,85. 1.1.2. Số liệu về phụ tải Phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Phụ tải cực đại (MW) 34 40 39 35 34 36 32 22 30 Phụ tải cực tiểu(MW) 17 20 19,5 17,5 17 18 16 11 15 Hệ số công suất cosφ 0,90 0,86 0,88 0,90 0,90 0,90 0,85 0,85 0,88 Mức đảm bảo cung cấp điện III I I I I I I I I Yêu cầu điều chỉnh điện áp kt kt kt kt kt kt kt kt kt Điện áp danh định của lưới điện thứ cấp 22 22 22 22 22 22 22 22 22 Bảng 1.1 4 Ta có sơ đồ địa lí khu vực: Hình 1.1 1.2. Phân tích nguồn và phụ tải 1.2.1. Nguồn điện Mạng lưới điện được thiết kế gồm hai nhà máy nhiệt điện, nhiên liệu có thể là than đá, dầu, khí đốt. Hiệu suất của các nhà máy điện tương đối thấp, khoảng 30 ÷ 40%, tính linh hoạt trong vận hành thấp, khởi động và điều chỉnh phụ tải chậm. Ta chọn nhà máy nhiệt điện vận hành kinh tế là khi vận hành với 85% công suất phát định mức P kt = 85%P đm , công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện P td = 10%P đm . 1.2.2. Phụ tải Mạng điện khu vực mà ta cần thiết kế gồm 9 phụ tải. Tổng công suất tác dụng cực đại, cực tiểu là : ΣP max = 302 MW, ΣP min = 151 MW. Theo đánh giá sơ bộ thì nguồn điện của nhà máy đủ cung cấp cho tất cả các phụ tải, giữa 2 nhà máy điện sẽ được nối liên lạc để hỗ trợ nhau khi có sự cố xảy ra. Các hộ tiêu thụ 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 có mức đảm bảo cung cấp điện loại I nên sẽ được cung cấp bởi đường dây kép hoặc mạch vòng để đảm bảo cung cấp điện liên tục. 8 hộ này yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Hộ tiêu thụ 1 mức đảm bảo cung cấp điện loại III, yêu cầu điều chỉnh điện áp thường nên sẽ được cung cấp điện bằng đường dây mạch đơn. Hộ 3 yêu cầu điều chỉnh điện áp thường. Các hộ 1, 5, 6 dự kiến do nhà máy I cung cấp điện. Các hộ 3, 4, 8, 9 dự kiến do nhà máy II cung cấp điện. Hộ 2 và 7 dự kiến do cả hai nhà máy cung cấp điện do có vị trí nằm giữa hai nhà máy. 5 Tóm lại khi thiết kế mạng điện cần chú ý các điều kiện sau: - Phân tích và dự báo phụ tải chính xác. - Đảm bảo thoả mãn nhu cầu điện năng của các phụ tải trong chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và khi sự cố. - Đảm bảo cung cấp điện liên tục, đặc biệt là phụ tải loại I. - Đảm bảo các điều kiện về địa lí, khí tượng thuỷ văn, giao thông vận tải. Sau khi tính toán ta được bảng số liệu các phụ tải như sau: Phụ tải P max (MW) Q max (MVAr) cosφ S max (MVA) P min (MW) Q min (MVAr) S min (MVA) 1 34 16,47 0,90 37,78 17 8,23 18,89 2 40 23,73 0,86 46,51 20 11,87 23,26 3 39 21,05 0,88 44,32 19,5 10,52 22,16 4 35 16,95 0,90 38,89 17,5 8,48 19,44 5 34 16,47 0,90 37,78 17 8,23 18,89 6 36 17,44 0,90 40,00 18 8,72 20,00 7 32 19,83 0,85 37,65 16 9,92 18,82 8 22 13,63 0,85 25,88 11 6,82 12,94 9 30 16,19 0,88 34,09 15 8,10 17,05 Tổng 302 161,76 342,89 151 80,88 171,45 Bảng 1.2 6 CHƯƠNG 2: DỰ KIẾN PHƯƠNG THỨCVẬN HÀNH NHÀ MÁY ĐIỆN - CÂN BẰNG SƠ BỘ CÔNG SUẤT 2.1. Cân bằng công suất trong hệ thống điện 2.1.1. Cân bằng công suất tác dụng Tại mỗi thời diểm trong chế độ xác lập của hệ thống, công suất phát ra từ các nhà máy phải được cân bằng với công suất tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất trong các mạng điện. Cân bằng công suất tác dụng có tính chất toàn hệ thống để đảm bảo tần số tại mọi nơi là như nhau. Phương trình cân bằng công suất tác dụng: P PTmax + ∑ ∆ P+¿ ∑ P td + ∑ P dt ∑ P F ≥ ∑ P yc =m ∑ ¿ (2.1) Trong đó: ∑ P F : Tổng công suất tác dụng phát ra bởi các nhà máy điện. ∑ P F = P NM 1 +P NM 2 =200+270=470 MW (2.2) ∑ P yc : Tổng công suất tác dụng yêu cầu. m : Hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại ( m=1). ∑ P PTmax : Tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ. ∑ ∆ P : Tổng tổn thất công suất tác dụng trong hệ thống điện. ∑ ∆ P=5 ∑ P PTmax =5 .302=15,1 MW ∑ P td : Tổng công suất tác dụng tự dùng của các nhà máy điện. ∑ P td =10 .200 +10 .270=47 MW 7 ∑ P dt : Tổng công suất tác dụng dự trữ của các nhà máy điện. P PTmax + ∑ ∆ P+¿ ∑ P td ∑ ¿ ¿ P F −¿ P dt = ∑ ¿ ∑ ¿ ¿ 470− ( 302+15,1+47 ) =105,9 MW Tổng công suất dự trữ trong hệ thống điện ∑ P dt =105,9 MW lớn hơn công suất của một tổ máy lớn nhất là 50 MW, đồng thời lớn hơn 10 P PTmax =30,2 MW . Vậy, nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho các phụ tải trong chế độ cực đại cũng như khi có sự cố ngừng một tổ máy phát có công suất lớn nhất của nhà máy điện. 2.1.2. Cân bằng công suất phản kháng Khác với công suất tác dụng, cân bằng công suất phản kháng vừa mang tính chất hệ thống vừa mang tính chất địa phương. Ở đâu lượng công suất phản kháng phát ra lớn hơn với lượng công suất phản kháng tiêu thụ thì ở đó điện áp sẽ tăng lên và ngược lại. Phương trình cân bằng công suất phản kháng: Q PTmax + ∑ ∆ Q L − ∑ Q C + ∑ ∆Q BA +¿ ∑ Q td + ∑ Q dt ∑ Q F ≥ ∑ Q yc =m ∑ ¿ (2.3) Trong đó: ∑ Q F : Tổng công suất phản kháng phát ra bởi các nhà máy. ∑ Q F =Q NM 1 +Q NM 2 =P NM 1 . tg+P NM 2 .tg( arccos φ 2 ) ¿ 200.tg ( arccos0,8 ) +270.tg ( arccos0,85 ) =317,33 MVAr ∑ Q yc : Tổng công suất phản kháng yêu cầu. 8 ∑ Q PTmax : Tổng công suất phản kháng cực đại của các hộ tiêu thụ. ∑ ∆Q L : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây . ∑ Q C : Tổng công suất phản kháng do điện dung trên đường dây sinh ra. Tính toán sơ bộ ta lấy ∑ ∆Q L = ∑ ∆ Q C . ∑ ∆Q BA : Tổng tổn thât công suất phản kháng của các máy biến áp. ∑ ∆Q BA =15 ∑ Q PTmax =15 .161,76 =24,26 MW ∑ Q td : Tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện. Chọn cos φ td 1 =cos φ td 2 =0,75 . ∑ Q td = ∑ P td .tg ( arccosφ td ) =47.tg ( arccos0,75 ) =41,45 MVAr ∑ Q dt : Tổng công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy bằng công suất phản kháng của tổ máy lớn nhất. ∑ Q dt =50.tg ( arccos 0.80 ) =37,5 MVAr ∑ Q yc =161,76+24,26+ 41,45+ 37,5=264, 9MVAr<Q F =317,33 MVAr Như vậy, ta không cần phải bù sơ bộ công suất phản kháng. 2.2. Dự kiến phương thức vận hành nhà máy điện 2.2.1. Khi phụ tải cực đại ∑ P PTmax =302 MW 9 Ở chế độ vận hành này, ta chọn nhà máy 2(NM2) là nhà máy làm nhiệm vụ cân bằng công suất. Nhà máy 1 (NM1) là nhà máy phát công suất kinh tế (P kt = 85%P đm ). Công suất phát kinh tế của NM1: P P1 = 85%P đm = 85%. 200 = 170 MW Công suất tự dùng của NM1: P td1 = 10%P đm = 10%.200 = 20 MW Công suất phát lên lưới của NM1: P PL1 = 170 – 20 = 150 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng trong hệ thống: ∑ ∆ P=5 ∑ P ptmax =5 .302= 15,1 MW Có P ycmax =m ∑ P ptma x + ∑ ∆ P=302+15, 1=317, 1MW Công suất phát lưới của NM2 là: P PL2 =317,1−150=167,1 MW Công suất tự dùng gần đúng của NM2: P td 2 =10 .270=27 MW Công suất phát của NM2 là: P P 2 =167,1+ 27=194,1 MW Như vậy NM2 phát 71,89% công suất đặt. 2.2.2. Khi phụ tải cực tiểu ∑ P PTmin =151 MW Tổn thất công suất tác dụng trong hệ thống khi phụ tải cực tiểu là: ∑ ∆ P=5 ∑ P ptmin =5 .151=7,55 MW Có : P ycmin =m ∑ P ptmin + ∑ ∆ P=151+7,55=158,55MW Khi phụ tải cực tiểu, ta cho 2 tổ máy của NM1 ngừng hoạt động, 2 tổ máy hoạt động với P kt = 85%P đm , cho 3 tổ máy của NM2 ngừng hoạt động, 3 tổ máy hoạt động với 100% công suất đặt. Công suất phát của NM1: P F1 = 85%.100 = 85 MW Công suất tự dùng của NM1: P td1 = 10%P đm = 10%.100 = 10 MW Công suất phát lên lưới của NM1: P PL1 = 85 – 10 = 75 MW Công suất phát lên lưới của NM2 : P PL2 = P ycmin - P PL1 = 158,55 – 75 = 83,55 MW 10 [...]... triển phụ tải Mạng lưới điện cần thiết kế có 8 phụ tải là hộ loại I, 1 phụ tải là hộ loại III Để đảm bảo an toàn cung cấp điện và có thể giảm được tiết diện dây, đối với phụ tải loại I ta đi dây lộ kép, mạch vòng, còn phụ tải loại III thì ta đi dây lộ đơn Để có sự liên hệ giữa hai nhà máy điện thì phải có đường dây liên lạc giữa hai nhà máy Do đặc điểm về vị trí địa lý, phụ tải 2 và 7 nằm giữa hai nhà máy. .. 99 ,14 99 ,14 95 330 198 ,28 2 I–6 36 + j17,44 104 ,97 104 ,97 95 330 2 09, 95 2 II – 3 39 + j21,05 116,31 116,31 120 380 232,61 2 II – 4 35 + j16 ,95 102,06 102,06 95 330 204,11 2 II – 8 22 + j13,63 67 ,92 67 ,92 70 265 135,85 2 II - 9 30 + j16, 19 89, 47 89, 47 95 330 178 ,93 2 I–2 40,8 + j51 ,93 173,31 173,31 185 510 346,62 2 II – 2 31,2 – j8,37 84,77 84,77 95 330 1 69, 54 2 2–7 32 + j 19, 83 98 ,80 98 ,80 95 330 197 ,60... II – 3 72,60 0,27 0,423 2, 69 9,80 15,35 195 , 29 II – 4 61,10 0,33 0,4 29 2,65 10,08 13,11 161 ,92 II – 8 82,60 0,45 0,440 2,58 18, 59 18,17 213,11 II - 9 54,63 0,33 0,4 29 2,65 9, 01 11,72 144,77 I–2 49, 15 0,17 0,4 09 2,82 4,18 10,05 138,60 II – 2 58,70 0,33 0,4 29 2,65 9, 69 12, 59 155,56 2–7 34,37 0,33 0,4 29 2,65 5,67 7,37 91 ,08 -6 Bảng 3.5 3 Tính tổn thất điện áp trong mạng lưới điện * Đoạn I – 5 : Trong chế... của mạng điện trong phương án 2 có giá trị: ∆Umaxbt =9, 32 Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng : ∆Umaxsc =15,2 26 3.2.3 Phương án 3 1 Chọn điện áp định mức mạng lưới điện Công suất truyền trên đoạn II – 9 bằng: ŚI 9= ́S9+ 8=2 +j13,6+30 j16, 9= 52+j 29, 8 MVA Công suất truyền trên đoạn 9 – 8 bằng: S 9 8=́S8=30+j16,19MVA Điện áp tính toán trên đoạn đường dây II - 9 là : UI 9= 4,3 √54,63+16×52=1 29, 23kV Tính. .. 0,17 0,4 09 2,82 11 ,92 28,67 98 ,84 I –5 55,40 0,33 0,4 29 2,65 9, 14 11,88 146,81 I–6 81,80 0,33 0,4 29 2,65 13,50 17,55 216,77 II – 3 72,60 0,27 0,423 2, 69 9,80 15,35 195 , 29 II – 4 61,10 0,33 0,4 29 2,65 10,08 13,11 161 ,92 II – 8 82,60 0,45 0,440 2,58 18, 59 18,17 213,11 II - 9 54,63 0,33 0,4 29 2,65 9, 01 11,72 144,77 I–2 49, 15 0,17 0,4 09 2,82 4,18 10,05 138,60 II – 2 58,70 0,33 0,4 29 2,65 9, 69 12, 59 155,56... 0,4 09 2,82 4,71 11,33 156,23 5–6 42,72 0,33 0,4 29 2,65 7,05 9, 16 113,21 II – 3 72,60 0,27 0,423 2, 69 9,80 15,35 195 , 29 II – 4 61,10 0,33 0,4 29 2,65 10,08 13,11 161 ,92 9 8 46,00 0,45 0,440 2,58 10,35 10,12 118,68 II - 9 54,63 0,21 0,416 2,74 5,74 11,36 1 49, 69 I–2 49, 15 0,17 0,4 09 2,82 4,18 10,05 138,60 II – 2 58,70 0,33 0,4 29 2,65 9, 69 12, 59 155,56 2–7 34,37 0,33 0,4 29 2,65 5,67 7,37 91 ,08 Bảng 3.8 3 Tính. .. 135,85 2 II - 9 30 + j16, 19 330 185 510 178 ,93 346,62 2 40,8 + j51 ,93 89, 47 173,31 95 I–2 89, 47 173,31 II – 2 31,2 – j8,37 84,77 84,77 95 330 1 69, 55 2 2–7 32 + j 19, 83 98 ,80 98 ,80 95 330 197 ,60 2 33 ,91 A 1 2 Đường dây l, km r0 , Ω/km x0 , Ω/km b0, 10 S/km R, Ω X, Ω B/2, 10-6S/km I–1 70,10 0,17 0,4 09 2,82 11 ,92 28,67 98 ,84 I –5 55,40 0,17 0,4 09 2,82 4,71 11,33 156,23 5–6 42,72 0,33 0,4 29 2,65 7,05 9, 16 113,21... 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN HỢP LÍ NHẤT VỀ KINH TẾ - KĨ THUẬT 3.1 Dự kiến các phương án nối dây của mạng lưới điện Các chỉ tiêu kinh tế- kĩ thuật của mạng lưới điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ nối điện Vì vậy ta cần lựa chọn được phương án nối điện có chi phí nhỏ nhất đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các phụ tải, thuận tiện và an toàn trong vận hành,... Tính toán tương tự cho các đoạn còn lại, ta có bảng kết quả sau: Công suất truyền tải Đường dây i ́ Si , MVA Chiều dài đường dây li , km Điện áp tính toán Ui , kV I–1 34 + j16,47 70,10 107,55 I–5 70+j 55,40 148, 79 5–6 36 + j17,44 42,72 107 ,95 II – 3 39 + j21,05 72,60 114,55 II – 4 35 + j16 ,95 61,10 108,16 8 9 22 + j13,63 46,00 86,58 II – 9 52 + j 29, 82 54,63 1 29, 23 I–2 40,8 + j51 ,93 49, 15 114 ,99 II... 35 + j16 ,95 102,06 102,06 95 330 204,11 2 9 8 22 + j13,63 67 ,92 67 ,92 70 265 135,85 2 II - 9 52 + j 29, 82 445 185 510 314,62 346,62 2 40,8 + j51 ,93 157,31 173,31 150 I–2 157,31 173,31 II – 2 31,2 – j8,37 84,77 84,77 95 330 1 69, 55 2 2–7 32 + j 19, 83 98 ,80 98 ,80 95 330 197 ,60 2 A 1 2 Đường dây l, km r0 , Ω/km x0 , Ω/km b0, 10-6S/km R, Ω X, Ω B/2, 10-6S/km I–1 70,10 0,17 0,4 09 2,82 11 ,92 28,67 98 ,84 I –5 . em được giao bao gồm hai phần: - Phần 1: Thiết kế mạng lưới điện khu vực gồm hai nhà máy và 9 phụ tải. - Phần 2: Tính toán lưới điện phân phối. Trong quá. , công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện P td = 10%P đm . 1.2.2. Phụ tải Mạng điện khu vực mà ta cần thiết kế gồm 9 phụ tải. Tổng công suất tác dụng
