Đang tải... (xem toàn văn)
A.Số liệu ban đầu 1. Nguồn và phụ tải : Nguồn điện Đủ cung cấp cho phụ tải với cosϕ = 0,8 Điện áp thanh cái cao áp : • 1,1Uđm lúc phụ tải cực đại • 1,05Uđm lúc phụ tải cực tiểu • 1,1Uđm lúc sự cố Phụ tải 1 2 3 4 5 6 Pmax (MW) 24 29 32 30 26 20 Cosϕ (phụ tải) 0.7 0.75 0.75 0.85 0.8 0.85 Pmin(%Pmax) 40 40 40 40 40 40 Tmax (giờnăm) 5500 5500 5500 5500 5500 5500 Yêu cầu cung cấp điện LT LT LT LT Uđm thứ cấp trạm phân phối (kV) 22 22 22 22 22 22 Yêu cầu điều chỉnh điện áp phía thứ cấp ± 5% ± 5% ± 5% ± 5% ± 5% ± 5% Giá tiền 1kWh điện năng tổn thất: 1650 đồng Giá tiền 1kVAr thiết bị bù: 300.000 đồng
Đồ án lưới điện II Lời nói đầu Trong nghiệp công nghiệp hóa – đại hóa đưa đất nước ta đến năm 2020 trở thành nước nước công nghiệp Ngành công nghiệp nói chung ngành công nghiệp sản xuất điện nói riêng đóng vai trò quan trọng Điện nhu cầu thiết yếu ngành công nghiệp, đời sống sinh hoạt ngày nhân dân Để có kinh tế phát triển, đời sống nhân dân ngày cải thiện điện thứ thiếu Vì việc phát triển nguồn điện việc cần thiết, quan trọng Trong số năm vừa qua năm tiếp theo, Nhà nước với ngành điện mở rộng, lắp đặt nhiều dây chuyền sản xuất điện đáp ứng yêu cầu sử dụng điện cho công công nghiệp hóa – đại hóa đất nước đời sống sinh hoạt nhân dân Trong vài thập kỷ vừa qua, ngành khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, khoa học công nghệ thông tin Máy tính kỹ thuật vi sử lý ứng dụng rộng rãi vào tất ngành công nghiệp, kinh tế, đời sống xã hội ,… Và ngành điện không nằm xu tất yếu Ngày giới, hệ thống điện phát triển theo đường tập trung hóa sản xuất điện năng, sở nhà máy lớn hợp hệ thống lượng Vì vậy, phải trau dồi, học hỏi kiến thức khoa học kỹ thuật, góp phần đưa ngành hệ thống điện nước ta theo kịp tốc độ phát triển nước toàn giới Hệ thống điện nước ta nay, trình phát triển phụ tạo tăng nhanh Do Việc quy hoạch thiết kế phát triển mạng điện vấn đề nên quan tâm ngành điện nói riêng nước nói chung Môn học “Lưới điện” tập dượt lớn cho sinh viên ngành hệ thống điện, giúp em làm quen với hệ thống cung cấp điện Công việc đồ án giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức học vào việc nghiên cứu tương đối toàn diện lĩnh vực sản xuất, truyền tải phân phối điện Trong trình làm đồ án, em xinh trân thành cám ơn thầy, cô giáo giúp đỡ em Đặc biệt, em cảm ơn thầy “Bùi Đình Thanh” tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin trân thành cám ơn ! Sinh viên thực : Đặng Sỹ Quỳnh Lớp : Hệ thống điện B Khóa : 58 A Số liệu ban đầu Nguồn phụ tải : Nguồn điện Phụ tải -Đủ cung cấp cho phụ tải với cosϕ = 0,8 -Điện áp cao áp : • 1,1Uđm lúc phụ tải cực đại • 1,05Uđm lúc phụ tải cực tiểu • -1,1Uđm lúc cố Pmax (MW) 24 29 32 30 26 20 Cosϕ (phụ tải) 0.7 0.75 0.75 0.85 0.8 0.85 Pmin(%Pmax) 40 40 40 40 40 40 5500 5500 5500 5500 5500 5500 - LT LT 22 22 22 ± 5% ± 5% ± 5% Tmax (giờ/năm) Yêu cầu cung cấp LT LT điện Uđm thứ cấp trạm 22 22 22 phân phối (kV) Yêu cầu điều chỉnh ± 5% ± 5% ± 5% điện áp phía thứ cấp - Giá tiền 1kWh điện tổn thất: 1650 đồng - Giá tiền 1kVAr thiết bị bù: 300.000 đồng Sơ đồ bố trí nguồn phụ tải N B Nhiệm vụ thiết kế Cân công suất mạng điện Xác định dung lượng bù công suất kháng Đề xuất phương án nối dây mạng điện chọn phương án đáp ứng kỹ thuật So sánh kinh tế lựa chọn phương án hợp lý Xác định số lượng công suất MBA trạm phân phối Sơ đồ nối dây trạm Sơ đồ nối dây mạng điện Xác định dung lượng bù kinh tế giảm tổn thất điện Tính toán cân công suất mạng điện Xác định phân phối thiết bị bù cưỡng Tính toán tình trạng làm việc mạng điện lúc phụ tải cực đại, cực tiểu cố Điều chỉnh điện áp: chọn đầu phân áp máy biến áp Các tiêu kinh tế - kỹ thuật mạng điện thiết kế 10 Các vẽ (A1 A2,A3): sơ đồ nối phương án, sơ đồ nguyên lý mạng điện thiết kế, tiêu kinh tế kỹ thuật CHƯƠNG – CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN, BÙ CÔNG SUẤT KHÁNG Phân tích nguồn phụ tải Nhiệm vụ thiết kế mạng lưới điện hệ thống điện nghiên cứu phân tích giải pháp, phương án để đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải, với chi phí nhỏ không hạn chế độ tin cậy cung cấp điện chất lượng điện Để chọn phương án tối ưu cần tiến hành phân tích đặc điểm nguồn cung cấp điện dự kiến sơ đồ nối điện cho đạt hiệu kinh tế - kỹ thuật cao 1.1.1 Nguồn điện Nguồn điện N lấy từ cao áp nhà máy Nó đảm bảo cung cấp điện theo yêu cầu phụ tải Điện áp lấy từ cao áp trạm tăng áp nhà máy điện Và điện truyền tải mạng điện không tới hộ tiêu thụ cung cấp đầy đủ với cấp điện áp 1.1.2 Phụ tải Các phụ tải chia làm loại theo yêu cầu đảm bảo cung cấp điện liên tục: Hộ tiêu thụ loại I: Bao gồm phụ tải quan trọng nhất, có cố ngừng cung cấp điện làm hỏng thiết bị đắt tiền, phá vỡ quy trình công nghệ sản xuất, gây thiệt hại lớn cho kinh tế quốc dân, gây ảnh hưởng không tốt trị ngoại giao Theo yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện nên phụ tải loại I cấp điện từ nguồn độc lập, thời gian ngừng cung cấp điện cho phụ tải loại I phép khoảng thời gian đóng tự động nguồn dự trữ Đường dây cung cấp điện cho phụ tải loại I phải dây kép mạch vòng Hộ tiêu thụ loại II: Bao gồm phụ tải quan trọng phụ tải việc điện gây thiệt hại lớn kinh tế đình trệ sản xuất, giảm sút số lượng sản phẩm, máy móc công nhân phải ngừng làm việc, phá vỡ hoạt động bình thường đại đa số người dân Do mức đảm bảo cung cấp điện an toàn liên tục cho phụ tải dựa yêu cầu kinh tế, song đa số trường hợp người ta thường cung cấp đường đơn Hộ tiêu thụ loại III: Bao gồm phụ tải không quan trọng, nghĩa là: phụ tải mà việc điện không gây hậu nghiêm trọng Do hộ phụ tải loại cung cấp điện đường dây đơn Và cho phép ngừng cung cấp điện thời gian cần thiết để sửa chữa cố hay thay phần hư hỏng mạng điện không ngày 1.1 Tính toán cân công suất mạng điện 1.2.1 Cân công suất tác dụng Phương trình cân bằng: 1.2 ∑PF= ∑Ptải + ∑P + ∑Ptd + Pdp (1) + ∑PF : tổng công suất máy phát(nguồn) + ∑Ptải : tổng công suất phụ tải chế độ max Suy ra: ∑Ptảimax = (24+29+32+30+26+20) = 161 (MW) + ∑P : tổn hao công suất tác dụng lưới điện P = Pdây dẫn + PMBA ∑P = (3÷5) ∑Ptải Suy ra: ∑P = 5%∑Ptải = 0,05∑Ptải + ∑Ptd : phụ thuộc vào loại máy phát + thủy điện : Ptd = (1÷2)% PF + nhiệt điện : Ptd = (8÷12)% PF Ở N nhiệt điện => Ptd = 10% PF =0,1 PF + Pdp : Pdp = 10% ∑Ptải = 0,1∑Ptảimax Từ (1) suy ra: PF= ∑Ptảimax + 0,05∑Ptảimax + 0,1 PF + 0,1∑Ptảimax Suy : 0,9PF =1,15∑Ptảimax PF = = = 205,72 MW 1.2.2 Cân công suất phản kháng Phương trình cân bằng: ∑QF +∑Qb =∑Qtải +∑Q +∑Qtd + Qdp (2) + ∑QF = PF.tgϕF =205,72.0,75 = 154,29 MVAr (vì cosϕ = 0,8 -> tgϕ =0,75) + ∑Qtải = ∑(Ptảiimax.tgϕi) 24 1,02 24,48 29 0,88 25,52 32 0,88 28,16 30 0,62 18,6 26 0,75 19,5 20 0,62 12,4 Tổng 161 Ptảimax tgϕ 128,66 Qtải + ∑Q = ∑Qdâydẫn + ∑QMBA Qdâydẫn = QL - QC ≈ (trong trường hợp sơ bỏ qua) ∑Q ≈ ∑QMBA = (10÷15)% ∑Qtải ta lấy: ∑Q = 10%∑Qtải = 0,1∑Qtải = 12,866 MVAr +∑Qtd : Qtd = Ptd.tgϕtd Mà Ptd = 10% PF =0,1 PF cosϕtd ≈ cosϕ =0,8 Suy ra: ∑Qtd = Ptd.tgϕtd = 0,1 PF 0,75 = 0,075.205,72 ≈ 15,429 MVAr +∑Qdp : Qdp = Pdp.tgϕdp Mà Pdp = 10% ∑Ptải = 0,1∑Ptảimax cosϕdp ≈ cosϕtbtải ≈ cosϕtbhệthống Suy ra: ∑Qdp = Pdp.tgϕdp = 0,1∑Ptảimax.tgϕ = 0,1.161.0,75 = 12,075 MVAr (2) => 154,29 + ∑Qb = 128,66 +12,866+ 15,429 + 12,075 Suy ra: ∑Qb = 14,74 MVAr Ta tiến hành bù cho hộ xa, cosϕ thấp bù đến cosϕ = 0,9 Còn ta bù cho hộ gần Khoảng cách từ nguồn đến tải: Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải l(km) 53,85 56,57 31,62 58,31 58,31 50 Công thức tính Qbi: Qbi = Pi(tgϕ1- tgϕ2) = Qi – Pi tgϕ2 Trong đó: ϕ1, ϕ2 pha trước sau bù cosϕ2 = 0,9 => tgϕ2 = 0,484 Phụ tải 4: Qb4 = Q4 – P4tgϕ2 = 18,6 – 30.0,484 = 4,08 MVAr Phụ tải 5: Qb5 = Q5 – P5tgϕ2 = 19,5 – 26.0,484 = 6,916 MVAr Phụ tải 2: Qb2 = ∑Qb – (Qb4+Qb5) = 14,74 – (4,08+6,916) = 3,744 MVAr Đối với phụ tải 2: Qb2 = Q2 – P2tgϕ2 nên tgϕ2 = = = 0,75 Suy ra: cosϕ2 = 0,8 Trước bù Sau bù P Q P Q cosϕ cosϕ Phụ tải 24 24,48 0,7 24 0,7 Phụ tải 29 25,52 0,75 29 3,744 0,8 Phụ tải 32 28,16 0,75 32 0,75 Phụ tải 30 18,6 0,85 30 4,08 0,9 Phụ tải 26 19,5 0,8 26 6,916 0,9 Phụ tải 20 12,4 0,85 20 0,85 CHƯƠNG – ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐÁP ỨNG YÊU CẦU KỸ THUẬT 2.1 Dự kiến phương án nối dây Các tiêu kinh tế - kỹ thuật mạng điện phụ thuộc nhiều sơ đồ nối điện Vì vậy, sơ đồ mạng điện cần có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết chất lượng điện yêu cầu hộ tiêu thụ, thuận tiện an toàn vận hành, khả phát triển tương lai tiếp nhận phụ tải Các hộ có yêu cầu cung cấp điện liên tục cung cấp điện bàng đường dây hai mạch mạch vòng, hộ yêu cầu cung cấp điện liên tục cung cấp điện đường dây mạch Các yêu cầu mạng điện: + Cung cấp điện liên tục + Đảm bảo chất lượng điện N + Đảm bảo thuận lợi cho thi công, vận hành, sửa chữa tính linh hoạt cao, có khả phát triển tương lai + Đảm bảo an toàn cho người thiết bị + Đảm bảo kinh tế: giá thành thấp, tổn thất điện nhỏ Trên sở phân tích đặc điểm nguồn điện N, phụ tải vị trí địa lý đưa số phương án nối dây N sau: Phương án Phương án Phương án Phương án N Phương án N 2.2 Tính chọn phương án tối ưu Chọn điện áp định mức Việc chọn điện áp định mức ảnh hưởng lớn đến tiêu kỹ thuật kinh tế mạng điện Nếu chọn điện áp định mức nhỏ gây tổn thất điện nguồn lớn Do điện áp định mức phải chọn cho hợp lí Điện áp định mức phụ thuộc vào công suất tác dụng khoảng cách truyền tải Và tính công thức sau : Uđm = 4,34 Trong đó: l – chiều dài đường dây (km) P – công suất tác dụng đường dây (MW) + Tính chọn tiết diện dây dẫn Ft = đó: Jkt – mật độ kinh tế dòng điện ( T max = 5500 giờ/năm -> Jkt = A/mm2) 10 CHƯƠNG – TÍNH TOÁN CÁC TRẠNG THÁI VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN Trong trình thiết kế lưới điện, để đảm bảo yêu cầu cho hệ thống yêu cầu kỹ thuật Cần phải tính toán xác định phân bố dòng công suất, tổn thất 33 công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp mạng điện vận hành Tính toán chế độ vận hành biết điện áp nút phụ tải, từ xem xét cách giải phù hợp nhằm đảm bảo chất lượng điện cho phụ tải, đồng thời cân công suất mạng điện Nếu thiếu hụt cần bù cưỡng 5.1 Chế độ phụ tải cực đại Ở chế độ cần vận hành MBA trạm Điện áp định mức cao áp nhà máy điện phụ tải cực đại 110% điện áp định mức mạng điện: UN = 110%Uđm = 110%.111 = 121 Kv Bảng thông số đường dây Đườn Số Dây l (km) r0 x0 b0.10-6 R(Ω) X(Ω) B10-4 g dây dây (Ω/km (Ω/km (s/km) (s) ) ) N-1 AC-185 53,85 0,17 0,377 3,05 9,15 20,3 1,64 N-2 AC-120 56,57 0,27 0,391 2,92 7,64 11,1 3,3 N-3 AC-120 31,62 0,27 0,391 2,92 4,27 6,18 1,85 N-4 AC-185 58,31 0,17 0,377 3,05 9,9 21,9 1,78 N-5 AC-95 58,31 0,33 0,397 2,87 9,62 11,5 3,35 N-6 AC-70 50 0,46 0,408 2,79 11,5 10,2 2,79 Với R = r0l , X = x0l , B = nb0l với n số dây Nhánh phụ tải Các thông số MBA: Uđm Uhd Un% 115 34 22,5 10,5 Pn(kW) P0(kW) I0(%) R X 175 42 0,7 1,44 34,8 ∆Q0(kVAr ) 280 Đoạn N-1 sử dụng MBA TPDH-40000/110 Chọn U1 =110 kV + Tổn thất công suất cuộn dây MBA: b = PN() +j = 175.10-3.() +j = 0,13+j3,09 MVA + Công suất trước tổng trở Zb MBA: = +b = 24+j24,48+0,13+j3,09 = 24,13+j27,57 MVA + Tổn thất công suất lõi thép MBA là: = m+jm = 1.42.10-3+j1.280.10-3 = 0,042+j0,28 MVA + Công suất truyền vào góp cao áp trạm biến áp: = + = 24,13+j27,57+0,042+j0,28 = 24,172+j27,85 MVA + Công suất phản kháng điện dung cuối đường N-1 sinh ra: Qcc1 = BN1U12 = 1,64.10-4.1102 = MVAr + Công suất chạy đoạn đường dây sau tổng trở Z1: = –jQcc1 = 24,172+j27,85-1j = 24,172+j26,85 MVA + Tổn thất công suất đoạn đường dây N-1: = (RN1+jXN1) = (9,15+j20,3) = 0,98+j2,17 MVA + Công suất chạy đoạn đường dây trước tổng trở Z1: = + = 24,172+j26,85+0,98+j2,17 = 25,152+j29,02 MVA + Công suất phản kháng điện dung đầu đường dây sinh ra: Qcđ1 = Qcc1 = MVAr + Công suất chạy vào đường N-1: = -jQcđ1 = 25,152+j29,02-1j = 25,152+j28,02 MVA + Xác định điện áp nút: + Tổn thất điện áp đường dây: = = = 6,6 kV + Điện áp góp cao áp trạm thứ 1: U1c = Un- = 121-6,6 =114,4 kV + Tổn thất điện áp MBA trạm 1: = = = 8,7 kV + Điện áp góp hạ áp thứ quy phía cao áp tính: 35 U’h1 = U1c - = 114,4-8,7 = 105,7 kV + Điện áp thực hạ áp: Uh1 = = 105,7 = 20,22 kV +Tính toán tương tự cho phụ tải lại, ta có bảng sau: Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải Si(MVA) 29+j25,52 32+j28,16 30+j18,6 26+j19,5 (MVA) 0,21+j4,9 0,26+j5,96 0,136+j3,27 0,2+j4,44 (MVA) 29,21+j30, 32,26+j34, 30,136+j21, 26,2+j23,94 42 12 87 (MVA) 0,07+j0,48 0,07+j0,48 0,042+j0,28 0,058+j0,4 (MVA) 29,28+j30, 32,33+j34, 30,178+j22, 26,258+j24,3 15 Qcci(MVA 1,12 1,08 2,03 r) (MVA) 29,28+j28, 32,33+j33, 30,178+j21, 26,258+j22,3 48 07 (MVA) 1,07+j1,6 0,76+j1,11 1,11+j2,46 0,944+j1,135 (MVA) 30,35+j30, 33,09+j34, 31,288+j23, 27,202+j23,4 59 53 45 Qcđi(MVA 1,12 1,08 2,03 r) (MVA) 30,35+j28, 33,09+j33, 31,288+j22, 27,202+j21,4 47 45 15 Udi(kV) 4,53 2,88 6,64 4,21 Uic(kV) 116,47 118,12 114,36 116,79 UBi(kV) 12,3 13,6 7,034 12,03 U’hi(kV) 104,17 104,52 107,326 104,76 Uhi(kV) 19,93 20 20,532 20,04 + Cân công suất phản kháng mạch điện: + Dòng công suất đầu nhánh SN1 = 25,152+j28,02 (MVA) SN2 = 30,35+j28,5 (MVA) SN3 = 33,09+j33,47 (MVA) SN4 = 31,288+j22,45 (MVA) SN5 = 27,202+j21,415 (MVA) SN6 = 20,726+j12,225 (MVA) 36 Phụ tải 20+j12,4 0,11+j2,33 20,11+j14,73 0,058+j0,4 20,168+j15,1 1,7 20,168+j13,4 0,558+j0,495 20,726+j13,9 25 1,7 20,726+j12,2 25 3,03 117,97 7,41 110,56 21,15 + Tổng công suất yêu cầu nguồn SN = = 167,808+j146,08 (MVA) + Tổng công suất phản kháng yêu cầu: ∑Qyc = 146,08 (MVAr) + Tổng công suất phản kháng nguồn phát ra: ∑QF = ∑PF.tgϕF = 167,808.0,75 = 125,856 (MVAr) cosϕ = 0,8 => tgϕ = 0,75 Ta thấy ∑Qyc > ∑QF , công suất phản kháng nguồn phát nhỏ công suất phản kháng mà hệ thống yêu cầu Do đó, ta cần bù công suất phản kháng cho hệ Quy tắc bù: phụ tải có cosϕ thấp bù trước , cosϕ cao bù sau, phía xa bù trước, phía gần bù sau Vậy ta tiến hành bù công suất cho phụ tải 5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu Phụ tải cực tiểu 40% phụ tải cực đại: Phụ tải S(MVA) 9,6+j9,8 11,6+j10,2 12,8+j11,26 12+j7,44 10,4+j7,8 8+j4,96 Trong chế độ phụ tải cực tiểu, điện áp nhà máy điện 1,05Uđm Suy ra, UN = 1,05Uđm = 1.05.110 = 115,5 kV Trong chế độ cực tiểu cắt bớt số MBA trạm, song cần phải thỏa mãn điều kiện: 37 Smin < Sgh = Sđm trạm có MBA : Sgh = Sđm + Trạm biến áp phụ tải 1: Smin = = 13,72 (MVA) Tính toán tương tự ta có bảng: Trạm biến áp Smin(MVA) 13,72 15,45 17,05 14,11 13 9,4 + Tính toán tương tự chế độ phụ tải max Phụ tải Si(MVA) 9,6+j9,8 (MVA) 0,02+j0,49 (MVA) 9,62+j10,29 (MVA) 0,042+j0,28 (MVA) 9,662+j10,57 Qcci(MVAr) (MVA) 9,662+j9,57 (MVA) 0,13+j0,28 38 Sgh(MVA) Kết luận 22,23 22,23 Thỏa mãn Thỏa mãn 17,38 17,38 Thỏa mãn Thỏa mãn Phụ tải 11,6+j10,21 0,034+j0.78 11,634+j10,99 0,07+j0,48 11,704+j11,47 11,704+j9,47 0,143+j0,21 Phụ tải 12,8+j11,264 0,04+j0,95 12,84+j12,214 0,07+j0,48 12,91+j12,694 1,12 12,91+j11,574 0,11+j0,15 (MVA) Qcđi(MVAr) (MVA) Udi(kV) Uic(kV) UBi(kV) U’hi(kV) Uhi(kV) 9,792+j9,85 9,792+j8,85 2,33 113,17 3,37 109,8 20,91 11,561+j9,68 11,561+j7,68 1,5 114 4,6 109,4 20,84 Phụ tải Phụ tải Si(MVA) 12+j7,44 10,4+j7,8 (MVA) 0,002+j0,52 0,03+j0,7 (MVA) 12,002+j7,96 10,43+j8,5 (MVA) 0,042+j0,28 0,058+j0,4 (MVA) 12,044+j8,24 10,488+j8,9 Qcci(MVAr) 1,08 2,03 (MVA) 12,044+j7,16 10,488+j6,87 (MVA) 0,16+j0,36 0,125+j0,15 (MVA) 12,204+j7,52 10,613+j7,02 Qcđi(MVAr) 1,08 2,03 (MVA) 12,204+j6,44 10,613+j4,99 Udi(kV) 2,27 1,38 Uic(kV) 113,23 114,12 UBi(kV) 2,6 4,4 U’hi(kV) 110,63 109,72 Uhi(kV) 21,07 20,9 + Cân công suất phản kháng mạng điện: SN1 = 9,792+j8,85 (MVA) SN2 = 11,561+j7,68 (MVA) SN3 = 13,02+j10,604 (MVA) SN4 = 12,204+j6,44 (MVA) SN5 = 10,613+j4,99 (MVA) SN6 = 8,158+j2,4 (MVA) + Tổng công suất yêu cầu nguồn SN = = 65,348+j40,964 (MVA) + Tổng công suất phản kháng yêu cầu: ∑Qyc = 40,964 (MVAr) 39 13,02+j11,724 1,12 13,02+j10,604 1,05 114,45 5,04 109,41 20,84 Phụ tải 8+j4,96 0,02+j0,37 8,02+j5,33 0,058+j0,4 8,078+j5,73 1,7 8,078+j4,03 0,08+j0,07 8,158+j4,1 1,7 8,158+j2,4 1,02 114,48 2,78 111,7 21,28 + Tổng công suất phản kháng nguồn phát ra: ∑QF = ∑PF.tgϕF = 65,348.0,75 = 49,011 (MVAr) cosϕ = 0,8 => tgϕ = 0,75 Ta thấy ∑Qyc < ∑QF suy ta bù công suất 5.3 Chế độ cố Phụ tải Phụ tải Phụ tải Si(MVA) 24+j24,48 29+j25,52 32+j28,16 (MVA) 0,13+j3,09 0,21+j4,9 0,26+j5,96 (MVA) 24,13+j27,57 29,21+j30,42 32,26+j34,12 (MVA) 0,042+j0,28 0,035+j0,24 0,035+j0,24 (MVA) 24,172+j27,85 29,245+j30,66 32,295+j34,36 Qcci(MVAr) 1 0,6 (MVA) 24,172+j26,85 29,245+j29,66 32,295+j33,76 (MVA) 0.98+j2,17 1,1+j1,6 0,77+j1,11 (MVA) 25,152+j29,02 30,345+j31,26 33,065+j34,87 Qcđi(MVAr) 1 0,6 (MVA) 25,152+j28,2 30,345+j30,26 33,065+j34,27 Udi(kV) 6,6 4,7 2,92 Uic(kV) 114,4 116,3 118,08 UBi(kV) 8,7 12,32 13,6 U’hi(kV) 105,7 103,98 104,48 Uhi(kV) 20,22 18,91 19 Si(MVA) (MVA) (MVA) (MVA) (MVA) Qcci(MVAr) (MVA) (MVA) (MVA) Qcđi(MVAr) (MVA) 40 Phụ tải 30+j18,6 0,136+j3,27 30,136+j21,87 0,042+j0,28 30,178+j22,15 1,08 30,178+j21,07 1,11+j2,46 31,288+j23,53 1,08 31,288+j22,45 Phụ tải 26+j19,5 0,2+j4,44 26,2+j23,94 0,029+j0,2 26,229+j24,14 1,01 26,229+j23,13 1+j1,2 27,229+j24,33 1,01 27,229+j23,32 Phụ tải 20+j12,4 0,11+j2,33 20,11+j14,73 0,029+j0,2 20,139+j14,93 0,84 20,139+j14,09 0,57+j0,51 20,709+j14,6 0,84 20,709+j13,76 Udi(kV) 6,64 4,4 3,13 Uic(kV) 114,36 116,6 117,87 UBi(kV) 7,034 12,05 7,42 U’hi(kV) 107,326 104,55 110,45 Uhi(kV) 20,532 19 20,08 + Cân công suất phản kháng mạng điện: SN1 = 25,152+j28,2 (MVA) SN2 = 30,345+j30,26 (MVA) SN3 = 33,065+j34,27 (MVA) SN4 = 31,288+j22,45 (MVA) SN5 = 27,229+j23,32 (MVA) SN6 = 20,709+j13,76 (MVA) + Tổng công suất yêu cầu nguồn SN = = 167,788+j152,26 (MVA) + Tổng công suất phản kháng yêu cầu: ∑Qyc = 152,26 (MVAr) + Tổng công suất phản kháng nguồn phát ra: ∑QF = ∑PF.tgϕF = 167,788.0,75 = 125,841 (MVAr) cosϕ = 0,8 => tgϕ = 0,75 Ta thấy ∑Qyc > ∑QF suy ta phải bù công suất CHƯƠNG – LỰA CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP Điện áp tiêu chất lượng điện quan trọng Trong tiêu độ lệch điện áp tiêu quan trọng trình vận hành phụ tải thay đổi từ cực đại đến cực tiểu, cố dẫn đến điện áp góp hạ áp trạm thay đổi vượt giới hạn cho phép Để đảm bảo độ lệch điện áp hộ tiêu thụ nằm giới hạn cho phép ta cần tiến hành điều chỉnh điện áp Đối với mạng lưới điện 110kV, ta sử dụng máy biến áp điều chỉnh tải Đối với trạm dùng máy biến áp loại TPDH 25000/110, TPDH 32000/110, TPDH 40000/110, máy biến áp có phạm vi điều chỉnh: ±9x1,78%, U cdd = 115kV, Uhdd = 22kV 41 Đối với trạm điện áp yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, độ lệch điện áp góp hạ áp: + chế độ cực đại: dUmax% = +5% + chế độ cực tiểu: dU min% = 0% + chế độ sau cố: dU sc% = 0÷5% Bảng điện áp số đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là: n -6 -5 -4 -3 -2 -1 U(kV 100,6 102,7 105, 108, 110, 112, 115 117, 119, 121, 124 ) 89 17 45 72 28 55 83 ,1 Bảng điện áp góp hạ áp trạm chế độ: Phụ tải Chế độ cực đại 105,7 104,1 104,5 107,32 104,7 110,5 6 Chế độ cực tiểu 109,8 109,4 109,4 110,63 109,7 111,7 Chế độ cố 103,9 104,4 104,5 110,4 8 5 Điện áp yêu cầu góp hạ áp trạm tính theo công thức: Uyc = Udđm+dU%xUdđm đó: Udđm điện áp hạ áp định mức, Udđm = 22kV + chế độ phụ tải lớn nhất: Uycln = Udđm+dUmax%xUdđm = 22+5%.22 = 23,1 kV + chế độ phụ tải nhỏ nhất: Uycnn = Udđm+dUmin%xUdđm = 22+0%.22 = 22 kV + chế độ sau cố: Uycsc = Udđm+dUsc%xUdđm = 22+5%.22 = 23,1 kV + Khi phụ tải cực đại: Điện áp tính toán đầu điều chỉnh điện áp xác định theo công thức: U1đcmax = = = 100,67 (kV) Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=-5, điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là: U1tcmax = 102,72 (kV) Điện áp thực góp hạ áp trạm: U1tmax = = = 22,64 (kV) Độ lệch điện áp góp hạ áp: dUln% = = = 2,91% Suy ra: Đầu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn phù hợp + Khi phụ tải cực tiểu: Tính đầu điều chỉnh MBA: 42 U1đcmin = = = 109,8 (kV) Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=-3, điện áp đầu điều chuẩn là: U1tcmin = 108,17 (kV) Điện áp thực góp hạ áp trạm: U1tmin = = = 22,33 (kV) Độ lệch điện áp góp hạ áp: dUnn% = = = 1,5% Suy ra: Đầu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn phù hợp + Tính sau cố giống tải cực đại Bảng tính toán tải cực đại: Phụ tải N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 U’lqmax 105,7 104,17 104,52 107,326 104,76 U1đcmax 100,67 99,21 99,54 102,22 99,8 Đầu điều -5 -5 -5 -4 -5 chỉnh Uitcmax 102,72 102,72 102,72 105,89 102,72 Uitmax 22,64 22,31 22,39 22,3 22,44 dUln% 2,91 1,41 1,77 1,36 + Tính sau cố giống tải cực tiểu Bảng tính toán tải cực tiểu: Phụ tải N-1 N-2 N-3 U’lqmin 109,8 109,4 109,41 U1đcmin 109,8 109,4 109,41 Đầu điều -3 -3 -3 chỉnh Uitcmin 108,17 108,17 108,17 Uitmin 22,33 22,25 22,25 dUnn% 1,5 1,14 1,14 + Tính sau cố giống tải cực đại Bảng tính toán sau cố: Phụ tải N-2 N-3 N-5 U’lqsc 103,98 104,48 104,55 U1đcsc 99,03 99,5 99,57 Đầu điều -5 -5 -5 43 chỉnh tiêu N-6 110,56 105,3 -3 108,17 22,49 2,23 N-4 110,63 110,63 -2 N-5 109,72 109,72 -3 N-6 111,7 111,7 -2 110,45 22,04 0,18 108,17 22,32 1,46 110,45 22,25 1,14 N-6 110,45 105,2 -2 chỉnh Uitcsc Uitsc dUnn% 102,72 22,27 1,23 102,72 22,38 1,73 102,72 22,39 1,77 110,45 22 CHƯƠNG – TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT TRONG MẠNG ĐIỆN 7.1 Các tiêu kỹ thuật Tổng công suất phụ tải: S∑tải = = = 161+j128,66 (MVA) Tổng chiều dài mạng: l∑ = = 308,66 (km) 7.2 Các tiêu kinh tế 7.2.1 Vốn đầu tư +Tổng vốn đầu tư đường dây cho phương án là: Z1 = 142,89 (tỷVNđ) +Vốn đầu tư cho trạm biến áp: Công suất định mức (MVA) 25 32 Giá thành(tỷVNđ/MBA) 19 22 Giá thành trạm biến áp có MBA = 1,6÷1,8 lần trạm có MBA Tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp là: Ztba = 27+1,6.22+1,6.22+27+1,6.19+1,6.19 = 185,2 (tỷVNđ) Vậy vốn đầu tư xây dựng mạng điện là: Z = Z1+Ztba = 142,89+185,2 = 328,09 (tỷVNđ) 7.2.2 Chi phí tổn thất điện +Tổn thất điện đường dây: A∑ = P∑.τ (kWh) Với τ = (0,124+Tmaxtb.10-4)2.8760 h = (0,124+5500.10-4)2.8760 = 3979,5 h Suy ra: A∑ = P∑ τ = 4857,65.3979,5 = 19,331.106 (kWh) + Tổn thất công suất tác dụng lõi thép MBA: P0 = = (42+2.35+2.35+42+2.29+2.29).10 -3 = 0,34 (MW) + Tổng tổn thất công suất tác dụng cuộn MBA là: Pb = = 0,13+0,21+0,26+0,136+0,02+0,11 = 0,866 (MW) Khi đó, tổng tổn hao trạm biến áp là: = P0.8760+Pb.τ = 0,34.8760+0,866.3979,5 = 6424,647 (MWh) 44 40 27 Tổng tổn thất điện mạng điện là: ∑ = A∑+ = 19331.103+6424,647 = 19337,424 (MWh) 7.2.3 Chi phí sản xuất điện β = C∑/A∑ đó: C∑ - chi phí hàng năm A∑ - tổng điện năng/năm + Xác định chi phí hàng năm C∑ = +Ckhấu hao+Cbảo dưỡng+Clương đó: + chi phí tổn hao điện năng: = ∑.C0 = 19337,424.103.1650 = 32 (tỷVNđ/năm) + chi phí khấu hao: Ckhấu hao = = = 21,9 (tỷVNđ/năm) + chi phí bảo dưỡng: C bảo dưỡng = 3%Z = 0,03.328,09 = 9,8427 (tỷVNđ/năm) + tiền lương: Clương = 3%Z = 0,03.328,09 = 9,8427 (tỷVNđ/năm) Suy ra: C∑ = 73,5854 (tỷVNđ/năm) + Xác định tổng điện năng/năm: A∑ =( ).Tmax = 161.103.5500 = 885,5.106 (kWh) Vậy chi phí sản xuất điện là: β = C∑/A∑ = = 83,1 (đồng/kWh) Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại: K0 = = = 0,46 (tỷVNđ/MW) + Tổng công suất phụ tải cực đại MW + Chiều dài đường dây Km + Tổng công suất MBA hạ áp MVA + Tổng vốn đầu tư cho mạng điện tỷVNđ + Tổng vốn đầu tư đường dây tỷVNđ + Tổng vốn đầu tư trạm biến áp tỷVNđ + Tổng điện phụ tải tiêu thụ kWh + Tổng tổn thất công suất P MW + Tổng tổn thất điện A MWh + Chi phí vận hành hàng năm tỷVNđ + Chi phí tính toán hàng năm tỷVNđ + Giá thành truyền tải điện β đồng/kWh + Giá thành xây dựng 1MW công suất cực đại tỷVNđ/MW 45 161 455,16 338 328,09 142,89 185,2 885,5.106 0,866 19337,424 9,8427 73,5854 83,1 0,46 MỤC LỤC Trang 5 5 6 Lời nói đầu A Số liệu ban đầu B Nhiệm vụ thiết kế Chương – Cân công suất mạng điện, bù công suất kháng 1.1 Phân tích nguồn phụ tải 1.1.1 Nguồn điện 1.1.2 Phụ tải 1.2 Tính toán cân công suất mạng điện 1.2.1 Cân công suất tác dụng 1.2.2 Cân công suất phản kháng Chương – Đề xuất phương án nối dây mạng điện chọn phương án đáp ứng yêu cầu kỹ thuật 2.1 Dự kiến phương án tối ưu 11 2.2 Tính chọn phương án tối ưu 12 2.2.1 Phương án 14 2.2.2 Phương án 46 16 18 20 24 24 25 26 27 28 29 30 30 30 30 31 32 33 33 34 35 35 39 41 43 45 45 45 45 46 46 47 2.2.3 Phương án 2.2.4 Phương án 2.2.5 Phương án Chương – So sánh kinh tế lựa chọn phương án hợp lý 3.1 Tính toán kinh tế 3.1.1 Phương án 3.1.2 Phương án 3.1.3 Phương án 3.1.4 Phương án 3.1.5 Phương án 3.2 So sánh kinh tế lựa chọn phương án tối ưu Chương – Chọn số lượng công suất máy biến áp sơ đồ nối dây 4.1 Chọn số lượng công suất máy biến áp 4.1.1 Chọn số lượng máy biến áp 4.1.2 Chọn công suất máy biến áp 4.2 Sơ đồ nối dây trạm mạng điện 4.2.1 Trạm nguồn 4.2.2 Mạng cuối 4.2.3 Sơ đồ nối dây chi tiết Chương – Tính toán trạng thái vận hành lưới điện 5.1 Chế độ phụ tải cực đại 5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 5.3 Chế độ cố Chương – Lựa chọn đầu phân áp máy biến áp Chương – Tính toán tiêu kinh tế - kỹ thuật mạng điện 7.1 Các tiêu kỹ thuật 7.2 Các tiêu kinh tế 7.2.1 Vốn đầu tư 7.2.2 Chi phí tổn thất điện 7.2.3 Chi phí sản xuất điện