TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BỘ MÔN: HỆ THỐNG ĐIỆN ======***====== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC Giáo viên hướng dẫn : TRẦN BÁCH Học Viên : PHẠM ĐÌNH TRỰC Lớp : HTĐ-K3 MSHV : SD09-3050 HÀ NỘI – 2014 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, nước ta thời kỳ công nghiệp hóa, đại hóa, nhu cầu điện tất lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, sinh hoạt không ngừng tăng lên ngày đóng vai trò thiếu kinh tế quốc dân Chính điều mà cần phải mở rộng phát triển nhà máy điện mạng hệ thống điện Điều đặt nhiệm vụ quan trọng kỹ sư ngành hệ thống điện làm để mạng lưới điện hoạt động với hiệu cao Một nhiệm vụ thiết kế mạng hệ thống điện Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện khu vực thiết kế trạm biến áp phân phối kiểu treo 160kVA – 10/0,4 kV” giúp em vận dụng kiến thức học vào thực tế, giúp em trưởng thành cung cấp cho em kỹ quý báu trước trường Đây tiền đề quan trọng cho kỹ sư điện tương lai Để hoàn thành đồ án này, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS.Trần Bách – thầy hướng dẫn em, toàn thể thầy, cô môn Hệ thống điện tận tình giảng dạy chúng em năm học vừa qua PHẦN I THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC CHƯƠNG I CÁC ĐỊNH HƯỚNG KỸ THUẬT CƠ BẢN 1.1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI Phân tích nguồn phụ tải giúp ta xác định sơ phương hướng thiết kế vận hành cho đạt hiệu kinh tế-kỹ thuật cao Ngoài phân tích nguồn phụ tải để ta tính số liệu nguồn phụ tải, phục vụ cho tính toán thiết kế 1.1.2 Số liệu nguồn điện Hệ thống điện thiết kế gồm nhà máy nhiệt điện: · Nhà máy nhiệt điện I: gồm tổ máy, tổ máy có công suất 50MW + Công suất đặt : PNĐI = ´50 = 200 MW + Hệ số công suất: cosφF = 0,85 + Điện áp định mức: Uđm = 10,5kV · Nhà máy nhiệt điện II: gồm tổ máy, tổ máy có công suất 50MW + Công suất đặt: PNĐII = ´50 = 150 MW + Hệ số công suất: cosφF = 0,85 + Điện áp định mức: Uđm= 10,5kV Đối với nhà máy nhiệt điện, đặc điểm tiêu hao nhiên liệu nên: - Tổ máy ngừng làm việc P < 30% Pđm - Công suất phát kinh tế P = (80-90)%Pđm 1.1.3 Số liệu phụ tải Hệ thống thiết kế gồm phụ tải với vị trí phân bố sơ đồ Số liệu phụ tải sau: Bảng 1.1: Số liệu phụ tải pt1 pt2 pt3 pt4 pt5 pt6 pt7 pt8 pt9 Pmax(MW) 38 18 38 18 29 18 29 29 29 cosφ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Yêu cầu kt kt kt kt kt kt kt kt kt Yêu cầu độ Tất phụ tải cấp điện từ nguồn Điện áp định mức thứ cấp trạm hạ áp 10kV Phụ tải cực tiểu 50% phụ tải cực đại Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax= 5500h Giá 1kWh điện tổn thất 1000đ/kWh Tất phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường phải cấp điện từ nguồn Kết tính giá trị công suất phụ tải chế độ cực đại cực tiểu cho bảng sau: Bảng 1.2 : Số liệu phụ tải chế độ cực đại cực tiểu Phụ tải Pmax+ jQmax Smax Pmin+ jQmin Smin 38+ j18,404 42,22 19+ j9,20 21,11 18+ j8,718 20 9+ j4,36 10 38+ j18,404 42,22 19+ j9,20 21,11 18+ j8,718 20 9+ j4,36 10 29+ j14,045 32,22 14,5+ j7,02 16,11 18+ j8,718 20 9+ j4,36 10 29+ j14,045 32,22 14,5+ j7,02 16,11 29+ j14,045 32,22 14,5+ j7,02 16,11 29+ j14,045 32,22 14,5+ j7,02 16,11 246+ j119 231,1 123+ j59,56 136,66 Tổng Nhận xét: Hệ thống thiết kế gồm nhà máy nhiệt điện cung cấp điện cho phụ tải Đa số phụ tải nằm xung quanh nhà máy Dựa vào sơ đồ phân bố phụ tải ta có định hướngvạch phương án nối dây: Các hộ phụ tải 4,5,6,7,9gần nhà máy điện I nên có xu hướng nhận điện từ nhà máy điện I Các hộ phụ tải 1,2,3,8 gần nhà máy điện II nên có xu hướng nhận điện từ nhà máy điện II Phụ tải nằm hai NM I II nên liên lạc hai nhà máy Tổng công suất hai nhà máy là: ΣPF = 4x50 + 3x50 = 350 MW Giả thiết phụ tải hoạt động hết công suất tổng công suất phụ tải yêu cầu 246 MW Vì chế độ bình thường, hai nhà máy đủ cung cấp công suất yêu cầu phụ tải 1.2 LỰA CHỌN KỸ THUẬT THỰC HIỆN Lưới truyền tải cung cấp điện cho khu công nghiệp dân cư nên chọn hệ số đồng thời m = Khoảng cách truyền tải điện từ nguồn tới phụ tải tương đối lớn nên ta lựa chọn phương thức truyền tải đường dây không Phụ tải điện quan trọng nên để đảm bảo yêu cầu phụ tải phải cấp điện từ nguồn, dự phòng 100% Ta sử dụng đường dây mạch kép cấp điện cho phụ tải, lấy từ độc lập trạm phân phối nhà máy điện trạm phân phối trung gian sử dụng mạch vòng kín gồm nhiều phụ tải, hai đầu mạch vòng nối vào nguồn điện trạm phân phối trung gian Để đảm bảo khả dẫn điện tốt, độ bền học cao đảm bảo tính kinh tế, ta chọn dây nhôm lõi thép (AC) làm dây truyền tải Ta chọn cột thép thiết kế, có treo dây chống sét để hạn chế sét đánh vào đường dây.Kết cấu trạm biến áp: Do yêu cầu cung cấp điện phụ tải nên trạm biến áp có hai máy biến áp vận hành song song nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục máy bảo dưỡng cố Máy cắt: Sử dụng máy cắt SF6 hãng Siemens sản xuất CHƯƠNG II CÂN BẰNG SƠ BỘ CÔNG SUẤT Đặc điểm quan trọng trình sản xuất điện sản xuất, truyền tải, phân phối tiêu thụ điện hệ thống tiến hành đồng thời, tích lũy điện sản xuất thành số lượng lưu trữ Tại thời điểm có cân điện sản xuất điện tiêu thụ, điều có nghĩa thời điểm cần phải có cân công suất tác dụng công suất phản kháng phát với công suất tác dụng công suất phản kháng tiêu thụ Nếu cân bị phá vỡ tiêu chất lượng điện bị giảm, dẫn tới giảm chất lượng sản phẩm dẫn tới ổn định làm tan rã hệ thống Công suất tác dụng phụ tải có liên quan tới tần số dòng điện xoay chiều Giảm công suất tác dụng phát dẫn tới giảm tần số ngược lại, tăng công suất tác dụng phát dẫn tới tăng tần số Cân công suất tác dụng có tính chất toàn hệ thống Vì thời điểm chế độ xác lập hệ thống điện, nhà máy điện hệ thống cần phải phát công suất công suất hộ tiêu thụ, kể tổn thất công suất hệ thống Công suất phản kháng có quan hệ tới điện áp Nếu công suất phản kháng phát lớn công suất phản kháng tiêu thụ điện áp mạng điện tăng, ngược lại thiếu công suất phản kháng điện áp mạng điện giảm Việc cân công suất phản kháng có tính chất cục Để đảm bảo chất lượng điện áp hộ tiêu thụ mạng điện cần phải tiến hành cân CS phản kháng Ngoài để hệ thống vận hành bình thường, cần phải có dự trữ công suất định cho hệ thống, dự trữ nóng lấy công suất tổ máy lớn nhất, để dự phòng tổ máy hỏng 2.1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG Mục đích việc cân sơ công suất tác dụng để kiểm tra xem nhà máy có đủ công suất cung cấp cho phụ tải chế độ Để đáp ứng điều này, nguồn phải dự trữ lượng định, dự trữ nóng lạnh Như công suất phát nguồn phải đủ cung cấp cho công suất yêu cầu kể dự trữ Cân công suất tác dụng thực chế độ phụ tải cực đại, phương trình cân sau: ΣPF = ΣPyc = mΣP pt +ΣΔP+ΣPtd +ΣPdt Trong đó: ΣPF : Tổng công suất tác dụng định mức phát từ nhà máy điện, ΣPF =4×50 + 3×50 = 350 MW ΣPyc : Tổng công suất tác dụng yêu cầu từ phụ tải m : hệ số đồng thời, hình dạng đồ thị phụ tải lưới truyền tải gần giống nên m=1 ΣPpt : Tổng công suất tác dụng cực đại nút phụ tải, ΣPpt = P1 + P2+ P3+ P4+ P5+ P6+ P7+ P8+ P9 = = 38 + 18 + 38 + 18 + 29 + 18+ 29 + 29 + 29 = 246 MW ΣΔP: Tổng tổn thất công suất tác dụng hệ thống: ∑ Vp5%ΣPpt = 100 x 246 = 12,3MW ΣPtd : Tổng công suất tác dụng tự dùng nhà máy nhiệt điện, ΣPtd = 8% ( m ΣPptm+Σ∆P ) = 8% ( 1.246+12,3) = 20, 664MW ΣPtd : Tổng công suất tác dụng dự trữ hệ thống, cân sơ lấy công suất tổ máy lớn ∑ Qtd = 50 MW Tổng công suất tác dụng yêu cầu từ phụ tải : ∑ Pyc = 246 + 12,3 + 20, 664 + 50 = 328,964MW