Đồ án môn học lưới điện-SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. LỜI MỞ ĐẦU. ******* Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng quốc gia, nó được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh tế, đời sống sinh hoạt, nghiên cứu khoa học… Hiện nay nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nên nhu cầu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao về số lượng cũng như chất lượng. Để đáp ứng được về số lượng thì ngành điện nói chung phải có kế hoạch tìm và khai thác tốt các nguồn năng lượng có thể biến đổi chúng thành điện năng.Mặt khác, để đảm bảo về chất lượng có điện năng cần phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại, có phương thức vận hành tối ưu nhất đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cũng như kinh tế. Xuất phát từ điều đó, bên cạnh những kiến thức giảng dạy trên giảng đường, mỗi sinh viên ngành Hệ thống điện đều được giao đồ án môn học về thiết kế điện cho mạng điện khu vực. Quá trình thực hiện đồ án giúp chúng ta hiểu biết tổng quan nhất về mạng lưới điện khu vực, hiểu biết hơn về những nguyên tắc chủ yếu để xây dựng hệ thống điện như xác định hướng và các thông số của các đường dây, chọn hệ thống điện áp cho mạng điện chính…những nguyên tắc tổ chức và điều khiển hệ thống, tổng vốn đầu tư và các nguồn nguyên vật liệu để phát triển năng lượng … Chúng em xin chân thành cảm ơn đến thầy Nguyễn Văn Thiện, cùng toàn thể các thầy cô trong khoa Hệ thống Điện đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành bản đồ án. Hà Nội, ngày 15 tháng 3 năm 2009. SINH VIÊN Chu Quang Luyến. 1 Đồ án môn học lưới điện-SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. Chương I. PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI. I.Sơ đồ phân bố phụ tải. A 3 1 2 5 4 Nhận xét : -Nguồn A lấy từ thanh cái cao áp của tram biến áp tăng áp. -Có 5 phụ tải để thiết kế mạng điện.Trong đó: +Có 3 phụ tải loại I.( Phụ tải 1,3,4). +Có 2 phụ tải loại III.( Phụ tải 2,5). Bảng 1:Số liệu tính toán của các phụ tải cho trong bảng dưới đây. Hộ Thuộc hộ loại S max (MVA) S min (MVA) P max (MW) P min (MW) Q max (MVAr) Q min (MVAr) Cos ϕ T max (h) Yêu cầu đ/c điện áp U hạ (KV) 1 I 41 21 32.8 16.8 24.6 12.6 0,8 5400 K.Thườn g 35 2 III 7,5 5 6.375 4.25 3.95 2.634 0,85 3600 Thường 6 3 I 31 15 24.8 12 18.6 9.0 0,8 4800 Thường 6 4 I 13 8 10.66 6.56 7.44 4.578 0,82 4300 Thường 6 5 III 4,2 2,7 3.57 2.295 2.212 1.422 0,85 3400 Thường 6 Trong đó: 2 Đồ án môn học lưới điện-SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. S max = P max + jQ max S min = P min + jQ min II.Phân tích nguồn và phụ tải. 1.Nguồn. Được cung cấp từ thanh cai cao áp của trạm tăng áp vì vậy có điện áp và công suất luôn đáp ứng được yêu cầu của phụ tải với mọi cấp điện áp. 2.Phụ tải. Phụ tải của mạng điện bao gồm phụ tải loại I và phụ tải loại III. -Phụ tải loại I là những phụ tải quan trọng không được phép mất điện trong mọi trường hợp. Vì vậy, khi thiết kế mạng điện cho phụ tải loại này cần dự phòng chắc chắn. Mỗi phụ tải loại I sẽ phải được cung cấp bằng lộ đường dây kép hoặc mạng kín. - Phụ tải loại III là loại phụ tải không quan trọng, khi mất điện không gây ra những hậu quả phá hoại nghiem trọng. Vì vậy, khi thiết kế để giảm chi phí đầu tư ta chỉ cần cấp điện bằng một đường dây đơn không cần dự phòng. 3. Công suất của phụ tải. Dựa vào công suất của phụ tải ta có thể chọn được cấp điện áp vận hành cho mạng điện và chọn công suất của các máy giảm áp rồi tính được điện áp tại các điểm của mạng điện.Trên cơ sở đó có các biện pháp để điều chỉnh điện áp. 4.Hệ số công suất của phụ tải (cosφ). Từ cos cho ta biết được phụ tải đó thuộc loại nào và cho ta biết các hộ đó thuộc các xí nghiệp hay là mạng sinh hoạt và cũng từ cos đã biết thì ta tính toán được phụ tải ra số phức để từ đó xác định được mức độ tiêu thụ công suất phản kháng của các hộ phụ tải. 5. Yêu cầu về điều chỉnh điện áp của các hộ phụ tải. - Phụ tải 1 yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường (yêu cầu cao) nên độ lệch điện áp phải đảm bảo : + Chế độ phụ tải cực đại: đlU% = 5% + Chế độ phụ tải cực tiểu: đlU% = 0% + Chế độ sự cố: đlU = (0÷5)% - Phụ tải 2,3,4,5 yêu cầu điều chỉnh điện áp thường (yêu cầu thấp) + Khi phụ tải max: đlU ≥ 2,5% + Khi phụ tải min: đlU≤ 7,5% + Khi sự cố: đlU≥ -2,5% 3 Đồ án môn học lưới điện-SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. 6. Lưới điện đi qua vùng trung du. Lưới điện 110KV chọn tiết diện dây dẫn nhỏ nhất là 70mm 2 để chống tổn thất vầng quang điên. Lưới điện đi qua vùng trung du nên việc khảo sát thi công vất vả hơn đòng bằng,vận chuyển kho khăn hơn đồng bằng nhưng cốt đất tốt hơn nên giảm được chống lún, chống lật. Vùng này có dân cư nên khi chọn tiết diện dây dẫn ta sẽ phải tăng sức bên cơ giới cho đường dây. 7. Lưới điện sử dụng cột bê tông cốt thép. Hệ số khấu hao, hao mòn và sửa chữa định kỳ mạng điện thấp( 4%). 4 Đồ án môn học lưới điện-SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. Chương 2: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU. I.Chọn cấp điện áp định mức. Dựa vào công thức kinh nghiệm để tìm điện áp định mức cho mạng điện: U= 4.43 Trong đó: + l: khoảng cách truyền tải điện. + P: công suất truyền tải trên đường dây. 1.Khoảng cách truyền tải điện từ nguồn tới các phụ tải. Ta có: l= Nguồn a l b S Bảng 2: Khoảng cách truyền tải điện tới các hộ phụ tải. Phụ tải a(km) b(km) l(km) 1 56 21 ≈60 2 70 56 ≈90 3 70 7 ≈71 4 63 14 ≈65 5 63 63 ≈90 Bảng 3: Điện áp định mức tại các nút phụ tải. 5 Phụ tải P(KW) l(km) U(KV) 1 32800 ≈60 104.95 2 6375 ≈90 60.14 3 24800 ≈71 93.87 4 10660 ≈65 66.61 5 3570 ≈90 52.64 Đồ án môn học lưới điện-SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. Dựa vào điện áp định mức tại các nút phụ tải ta chọn U đm = 110KV là điện áp định mức chung cho mạng điện. II. Dự kiến các phương nối dây và phân tích ưu, nhược điểm của từng phương án. 1.Phương án 1. A 3 1 2 5 4 a. Ưu điểm. - Khả năng xảy ra sự cố phải cắt điện là tương đối ít vì mỗi một phụ tải được cấp điện từ một đường dây riêng do đó một đường dây bị sự cố không thể ảnh hưởng sang đường dây khác. - Được ứng dụng ở mạng điện có khoảng cách cung cấp điện tương đối gần. - Nếu ta chọn tiết diện dây dẫn phù hợp thì khối lượng kim loại màu và tổn thất công suất(∆P) và điên năng(∆A) là tương đói nhỏ. - Có nhiều khả năng sử dụng những thiết bị đơn giản,rẻ tiền ở cuối đường dây và bảo vệ rơle cũng đơn giản. b. Nhược điểm. -Số hình tia nhiều nên mô hình trạm tăng áp phức tạp,tốn nhiều thiết bị nhất là máy cắt cao áp, mặt bằng của trạm lớn, tốn đất. - Công tác khảo sát thăm dò tốn kém hơn. 2. Phương án 2 6 Đồ án môn học lưới điện-SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. A 3 1 2 5 4 a. Ưu điểm. - Chiều dài toàn bộ đường dây tương đối ngắn nên vốn đầu tư xây dựng mạng điện có thể ít hơn so với phương án 1. - Việc tổ chức thi công thuận lợi và khối lương kim loại màu sư dụng có thể ít hơn phương án 1. b. Nhược điểm. - Khoảng cách dẫn điện đến phụ tải 2 và 5 tương đối xa nên tổn thất điện năng và tổn thất điện áp lớn. - Khả năng phát sinh sự cố mất điện ở 2 và 5 là tương đối lớn. - Nếu phía cao áp dung máy cắt điện thì số lượng máy cắt sẽ nhiều. 3. Phương án 3. 7 Đồ án môn học lưới điện-SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. A 3 1 2 5 4 a. Ưu điểm. - Chiều dài toàn bộ đường dây tương đối ngắn nên vốn đầu tư xây dựng mạng điện có thể ít hơn so với phương án 1 nhưng nhiều hơn phương án 2 vì l 4-2 > l 3-2 . - Được ứng dụng ở mạng điện có khoảng cách cung cấp điện tương đối gần. - Nếu ta chọn tiết diện dây dẫn phù hợp thì khối lượng kim loại màu và tổn thất công suất(∆P) và điên năng(∆A) là tương đói nhỏ. - Có nhiều khả năng sử dụng những thiết bị đơn giản,rẻ tiền ở cuối đường dây và bảo vệ rơle cũng đơn giản. b. Nhược điểm. - Khoảng cách dẫn điện đến phụ tải 2 và 5 tương đối xa nên tổn thất điện năng và tổn thất điện áp lớn. - Khả năng phát sinh sự cố mất điện ở 2 và 5 là tương đối lớn. - Nếu phía cao áp dung máy cắt điện thì số lượng máy cắt sẽ nhiều. 4. Phương án 4. 8 Đồ án môn học lưới điện-SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. A 3 1 2 5 4 a. Ưu điểm. - Tiền đầu tư xây dựng đường dây thấp. - Mưc độ an toàn cung cấp điện cao hơn so với các phương án trên. - Khả năng phải tăng tiết diện dây dẫn để chống tổn thất vầng quang điện và đảm bảo độ bền cơ giới là tương đối ít. b. Nhược điểm. - Số lượng máy cắt cao áp phải dung tương đối nhiều và bảo vệ rowle phức tạp. - Khi có sự cố thì tổn thất ∆U sc % là cao hơn. 5. Phương án 5. a. Ưu điểm. - Tiền đầu tư xây dựng đường dây thấp. - Mưc độ an toàn cung cấp điện cao hơn so với các phương án trên. - Khả năng phải tăng tiết diện dây dẫn để chống tổn thất vầng quang điện và đảm bảo độ bền cơ giới là tương đối ít. b. Nhược điểm. - Số lượng máy cắt cao áp phải dung tương đối nhiều và bảo vệ rowle phức tạp. - Khi có sự cố thì tổn thất ∆U sc % là cao hơn. 9 Đồ án môn học lưới điện-SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. A 3 1 2 5 4 - Từ các phân tích ưu nhược điểm ở trên ta nhận thấy phương án1, 2, 3 là tối ưu và phù hợp hơn cả. Vậy ta chọn 3 phương án trên để tiên hành tính toán chọn ra phương án tối ưu. IV. Tính toán chọn tiết diện dây dẫn cho các phương án. Mạng điện khu vực ta chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện J KT (A/mm 2 ) và kiểm tra theo điều kiện: - Tổn thất vầng quang điện: F≥ 70 mm 2 . - Điều kiện phát nóng khi bình thường và khi sự cố: + Đối với đường dây đơn: I max ≤ I cp . + Đối với đường dây kép: I sc ≤ I cp 1. Phương án 1. Sơ đồ mặt bằng đi dây 10 [...]... 4,16 Đồ án môn học lưới điện- SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2 Ta có ∆Ubtmax% = 5,472 < 10% và ∆Usc% = 11,231 < 20% nên phương án 3 thỏa mãn yêu cầu kĩ thuật Ta nhận thấy cả 3 phương án trên đều thỏa mãn yêu cầu về kĩ thuật.Vì vậy ta sẽ đi tính toán kinh tế để tìm ra phương án tối ưu nhất để tính toán chi tiết thiết kế mạng điện B.Tính toán kinh tế Việc quyết định chọn phương án nào thiết kế mạng điện đều... thuật nên để chọn được phương án tối ưu nhất ta phải dựa vào hàm chi phí của từng phương án Qua bảng tổng hợp trên ta thấy phương án 3 đảm bảo được chỉ tiêu kinh tế và cũng thỏa mãn yêu cầu kĩ thuật nên phương án 3 là phương án tối ưu nhất để tính toán chi tiết mạng điện 35 Đồ án môn học lưới điện- SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2 CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP BỐ TRÍ... 5203,684 0,150 8,249 Đồ án môn học lưới điện- SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2 ΣKi = 86026,4.106(đ) Tổng tổn thất điện năng : ∆A∑ = 8,249.103 (MWh) Theo công thức (1) hàm chi phí tính toán: Z = (0,125+0,04) 86026,4.106 + 8,249.103.103 = 1,420 1010 (đ) Bảng tổng hợp chi phí tính toán của 3 phương án: Phương án Hàm chi phí (đ) 1 2,21 1010 2 1,946 1010 3 1,420.1010 Kết luận: Ta thấy các phương án đều đảm bảo chỉ... cơ sở so sánh về kĩ thuật và kinh tế.Trong các phương án đã chọn đêù thỏa mãn các chỉ tiêu về kĩ thuật ta phải so sánh các chỉ tiêu kĩ thuật để chọn ra phuowg án tối ưu.Phương án tối ưu là phương án có chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhất Vì các phương án so sánh có cùng điện áp định mức do đó để đơn giản không cần tính toán vốn đầu tư vào các trạm biến áp vì coi các trạm biến áp ở các phương án là giống... j3,06(MVA) + Tổn thất điện áp trên đường dây 4-2 là: ∆U4-2 = = 2.22(KV) + Vậy tổn thất điện áp trên đoạn 4-2 là: ∆Ubt4-2% = = 2,018% + Công suất truyền tải cuối đường dây A-4 là: S”4 = S’’2 + S4 -j 30 Đồ án môn học lưới điện- SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2 = (6,375+ 10,66)+ j(7,44+ 3,95- 2,029 – 0,89)= 17,035+j8,471(MVA) + Tổn thất điện áp trên đường dây A-4 là: ∆UA-4 = = 3,421(KV) + Vậy tổn thất điện áp trên đoạn... thất vầng quang điện b.Chọn tiết điện dây dẫn cho đoạn A-2 11 Đồ án môn học lưới điện- SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2 2 A S2 = 6.375+j 3.95 (MVA) Đường dây sử dụng dây AC có Tmax = 3600h, tra bảng ta được JKT = 1.1 (A/mm2) - Dòng điện cực đại trên đường dây: Imax = = = 39.365 (A) Tiết diện kinh tế của dây dẫn: FKT = = = 35.786 (mm2) Từ FKT = 35.786( mm2) kết hợp với điều kiện tổn thất vầng quang điện( F min ≥... mãn điều kiện phát nóng dây dẫn và tổn thất vầng quang điện Ta có bảng tổng hợp tiết diện dây dẫn của phương án đã chọn: Đoạn đường dây A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 Công suât truyền tải trên đường dây(MVA) 41 7,5 31 13 4,2 2.Phương án 2 Sơ đồ mặt bằng mạng điện: 14 Tiết diện dây chọn(mm2) AC-95 AC-70 AC-70 AC-70 AC-70 Đồ án môn học lưới điện- SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2 A 3 1 S3 = 24.8+j18.6 S1 = 32.8+j24.6 2 5 4... vốn đầu tư xây dựng đường dây : ΣKi = 133898,4 106(đ) Tổng tổn thất điện năng : ∆A∑ = 10,5238.103 (MWh) Theo công thức (1) hàm chi phí tính toán: Z = (0,125+0,04) 133898,4.106 + 10,528 103.103 = 2,21 1010 (đ) 2 Phương án 2 Bảng tính toán số liệu: 33 ∆A (103MWh) 5,312 0,395 4,145 0,562 0,114 10,528 Đồ án môn học lưới điện- SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2 Đường dây Lộ li (km) A-1 Kép ≈60 3-2 Đơn ≈49 A-3 Kép ≈71... dây dẫn và tổn thất vầng quang điện Ta có bảng tổng hợp tiết diện dây dẫn của phương án đã chọn: Đoạn đường dây A-1 1-5 A-3 A-4 3-2 3 Công suât truyền tải trên đường dây(MVA) 45,185 7,5 38,476 13 4,2 Tiết diện dây chọn(mm2) AC-120 AC-70 AC-95 AC-70 AC-70 Phương án 3 Sơ đồ mặt bằng mạng điện A 3 1 S3=24.8+j18.6 S1 = 32.8+j24.6 2 5 4 18 Đồ án môn học lưới điện- SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2 S2 = 6.375 + j3.95... tải max lúc bình thường(∆U bt%) và khi sự cố(∆Usc%) sau đó đem so sánh với chỉ tiêu kĩ thuật của mạng điện khu vực: - ∆Ubt% ≤ 10% ∆Usc% ≤ 20% Riêng đối với máy biến áp có bộ điều áp dưới tải thì: - ∆Ubt% = (15÷20)% ∆Usc% = (20÷25)% 20 Đồ án môn học lưới điện- SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2 1.Phương án 1 Bảng 4.1: Thông số dây dẫn của phương án 1 Đường dây A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 L (km) 60 90 71 65 90 Dây dẫn AC-95 . khoa Hệ thống Điện đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành bản đồ án. Hà Nội, ngày 15 tháng 3 năm 2009. SINH VIÊN Chu Quang Luyến. 1 Đồ án môn học lưới điện- SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. Chương. dây. 7. Lưới điện sử dụng cột bê tông cốt thép. Hệ số khấu hao, hao mòn và sửa chữa định kỳ mạng điện thấp( 4%). 4 Đồ án môn học lưới điện- SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. Chương 2: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN. điều chỉnh điện áp thường (yêu cầu thấp) + Khi phụ tải max: đlU ≥ 2,5% + Khi phụ tải min: đlU≤ 7,5% + Khi sự cố: đlU≥ -2,5% 3 Đồ án môn học lưới điện- SVTH:Chu Quang LuyếnC7H2. 6. Lưới điện đi qua