Đồ án môn học lưới điện 1 CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1 Sơ đ ồ m ặt bằ ng Tỷ lệ:1 đơn vị =10 km 1 2 N 3 4 5 6 Nguồn cung cấp cho các phụ tải là nhà máy điện hoặc trạm biến áp khu vực có công suất đảm bảo cung cấp đủ cho các phụ tải theo yêu cầu. 1.2 B ảng số l i ệ u ph ụ t ải Số liệu Các hộ tiêu thụ điện 1 2 3 4 5 6 Phụ tải cực đại, MW 30 32 40 28 30 32 Hệ số công suất cosφ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Mức đảm bảo cung cấp điện I I I I I I Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT KT KT KT KT KT Điện áp định mức phía thứ cấp, kW 10,5 10,5 10,5 11,5 11,5 10,0 2 Đồ án môn học lưới điện CHƯƠNG II. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG 2.1 Bảng số liệu phụ tải Số liệu Các hộ tiêu thụ điện 1 2 3 4 5 6 Phụ tải cực đại, MW 30 32 40 28 30 32 Hệ số công suất cosφ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Mức đảm bảo cung cấp điện I I I I I I Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT KT KT KT KT KT Điện áp định mức phía thứ cấp, kW 10,5 10,5 10,5 11,5 11,5 10,0 2.2 Cân bằng công suất tác dụng Một đặc điểm quan trọng của hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từ nguồn điện đến các hộ tiêu thụ mà không thể tích luỹ được. Tính chất này thể hiện sự đồng bộ trong quá trình sản xuất điện năng. Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy phát điện trong hệ thống phải phát công suất điện đúng bằng công suất tiêu thụ của các phụ tải trong hệ thống đồng thời cộng thêm các tổn thất phát sinh trong quá trình truyền tải. Ngoài ra để đảm bào hệ thông vận hành ổn định trong các điều kiện khác nhau, hệ thống phát điện của nhà máy phải có dự trữ công suất tác dụng nhất định. Mức dự trữ công suất tuỳ thuộc vào yêu cầu của hệ thống và mức độ phát triển sau này. ∑P F =∑P YC = m∑P pt +∑∆P +∑P td +∑P dt (1.21) Ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống: Trong đó : ∑P F :Tổng công suất tác dụng phát ra từ nguồn phát. 3 Đồ án môn học lưới điện ∑P pt :Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ phụ tải ∑∆P :Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện, khi tính sơ bộ có thể lấy ∑∆P = 5%∑∆P max ∑P td :Tổng công suất tự dùng của nhà máy điện ∑Pdt :Tổng công suất dự trữ trong mạng điện,khi cân bằng sơ bộ có thể lấy : ∑∆P dt = 10%∑∆P max m : hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại Một cách gần đúng ta có thể thay bằng công thức: ∑P F = ∑P pt + 15%∑P pt. (1.2.2) Theo bảng số liều vê phụ tải đã cho ở trên ta có : ∑P F =∑P yc = 1,15.(30+32+40+28+30+32)=220,8 (MW) Việc cân bằng công suất tác dụng giúp cho tần số của lưới điện luôn được giữ ổn định. 2.3 Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống. Cân bằng công suất phản kháng có quan hệ tới điện áp. Hệ thống không cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn tới thay đổi điện áp trong hệ thống điện. Nếu công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong hệ thống sẽ tăng, ngược lại nếu công suất phản kháng phát ra nhỏ hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì sẽ dẫn tới sự sut áp. Vì vậy để đảm bảo chất lượng của hệ thống điện ta cần phải cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống. Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống: ∑Q F = ∑Q yc =m∑Q pt +∑∆Q b +∑Q L -∑Q c +∑Q td +∑Q dt (1.3.1) Trong đó: ∑Q F :Tổng công suất phản kháng do nguồn điện phát ra ∑Q yc : Tổng công suất yêu cầu của hệ thống ∑Q pt :Tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ cực đại 4 Đồ án môn học lưới điện ∑Q L :Tổng công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện. ∑Q c : tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra,khi tính sơ bộ lấy : ∑Q c = ∑Q L ∑∆Q b : tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp ,khi tính sơ bộ có thể lấy ∑∆Q b = 15%∑∆Q max ∑Q td : tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện. ∑Q dt : Tổng công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống. m :hệ số đồng thời Trong tính toán sơ bộ ta có thể tính tổng công suất phản kháng yêu cầu trong hệ thống bằng công thức sau đây: ∑Q yc = ∑Q pt + 15%∑Qpt (1.3.2) Công suất phản kháng của các phụ tải được tính theo công thức sau Q pt =P pt . tgφ (1.3.3) Từ cosφ= 0,9 ta suy ra tgφ= 0,484 Ta có bảng số liệu sau: Các hộ phụ tải 1 2 3 4 5 6 Q(MVAr) 14,52 15,50 19,37 13,56 14,52 15,50 B ả n g 2.1:công suất phản kháng của các phụ tải Áp dụng công thức 1.3.2 ta có ∑Q yc = 1,15.( 14,52+15,50+19,37+13,56+14,52+15,50)= = 106,9 MVAr Từ cosφ= 0,85 ta suy ra tgφ= 0,62 Ta lại có : ∑Q F = ∑P F .tgφ = 220,8 .0,62=136,896 MVAr > ∑Q yc = 106,9 MVAr Như vậy công suất phản kháng phát ra lớn công suất phản kháng tiêu thụ của hệ thống do vậy ta không phải bù công suất phản kháng. 5 Đồ án môn học lưới điện KẾT LUẬN Sau khi tính toán ta có số liệu của các phụ tải được cho trong bảng 1.3.2 Các hộ tiêu thụ 1 2 3 4 5 6 P max (MW) 30 32 40 28 30 32 Q max (MVAr) 14,52 15,50 19,37 13,56 14,52 15,50 S max (MVA) 33,33 35,556 44,44 31,11 33,33 35,556 cosφ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 B ả n g 2.2 Số liệu tính toán của các hộ phụ tải 6 Đồ án môn học lưới điện CHƯƠNG III DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN VÀ SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 3 .1 M ở đầ u Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuất phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ nối dây của nó.Vì vậy ta phải có các phương án nối dây khác nhau trong mạng lưới điện để từ đó so sạnh tìm ra phương án tối ưu nhât:vừa bảo đảm các chỉ tiêu kĩ thuật đồng thời bảo đảm chi phí nhỏ nhất, độ tin cậy cần thiết, thuận lợi cho vận hành, sửa chữa, đồng thời bảo đảm khả năng phát triển tương lai tiếp nhận thêm phụ tải mới. Từ sơ đồ mặt bằng nguồn điện và các phụ tải đã cho ta có thể đưa ra các phương án nối dây cho mạng lưới điện trên. Sau đây là 5 phương án và tính toán đánh giá các chỉ tiêu kĩ thuật của các phương án này. 3 .2 Dự k i ế n c á c ph ư ơ ng á n 3.2.1 P hương án I Hình 3.1:Sơ đồ nối dây phương án I 1 2 N 3 4 5 6 7 Đồ án môn học lưới điện 3 .2 .2 P hư ơn g á n II Hình 3.2 : Sơ đồ nối dây phương án II 1 2 N 3 4 5 6 3 . 2 . 3 P h ư ơ n g á n II I 1 2 N 3 4 5 6 8 Đồ án môn học lưới điện 3.2.4 P hương án I V 1 2 N 3 4 5 6 Hình 3.4 : Sơ đồ nối dây phương án IV 3 . 2 . 5 P h ư ơn g á n V 1 2 N 3 4 5 6 Hình 3.5 : Sơ đồ nối dây phương án V 9 Đồ án môn học lưới điện 3.3 P h ư ơng án nối dây 1 3.3.1 Sơ đồ nối dây 1 2 N 3 4 5 6 Hình 3.6 : Sơ đồ nối dây phương án I 3.3.2 T í nh đ i ệ n áp vận h ành c ủ a m ạng đ i ệ n Điện áp vận hành ảnh hưởng đến các đặc trưng kĩ thuật, các chỉ tiêu kĩ thuật của mạng lưới điện. Điện áp định mức của mạng lưới điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của phụ tải, khoảng cách từ nguồn đến các phụ tải, vị trí tương đối giữa các phụ tải trong mạng lưới… Điện áp định mức có thể được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện. Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị công suất trên mỗi đoạn đường dây điện. Điện áp định mức trên của đường dây có thể được tính theo công thức kinh nghiêm sau: Trong đó : U vhi = 4,34. li +16.Pi (2.1) l i : khoảng cách truyền tải trên đoạn đường dây thứ i (km) P i :Công suất truyền tải trên đoạn đường dây thứ i (MW) Dựa vào sơ đồ mặt bằng của các nguồn điện và các phụ tải ta có điện áp vận hành trên các đoạn đường dây như sau: J Đoạn đường dây Cống suất truyền tải ,MVA Chiều dài đoạn đường dây, km Điện áp vận hành, kV Điện áp định mức của cả mạng điện, kV N-1 30+j14,52 31,622 62 98,17 110 N-2 32+j15,50 53,852 103,24 N-3 40+j19,37 42,426 113,37 N-4 28+j13,56 50,990 96,95 N-5 30+j14,52 42,426 99,20 N-6 32+j15,50 50,000 102,89 B ả n g 3.1 Điện áp vận hành trên các đoạn đường dây và điện áp vận hành của cả mạng điện Điện áp vận hành tính trong phương án này có thể dùng làm điện áp vận hành chung cho các phương án tiếp theo. 3.3.3 L ự a c h ọn t i ế t d i ệ n d ây d ẫ n t r ê n m ỗi đoạn đ Ường d â y c ủ a phƯ ơng án đã c h ọ n. Các mạng điện 110 kV chủ yếu được thực hiện bằng các đường dây trên không, các dây dẫn chủ yếu được dùng là dây nhôm lõi thép ( dây AC). Đối với các mạng điện khu vực tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ dòng kinh tế của dòng điện: I F = max kt (2.2) kt Trong đó : I max : dòng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại(A); J kt : mật độ kinh tế của dòng điện,A/mm 2 Với dây AC và T max =5000h ta tra bảng có được : J kt = 1,1A/mm 2 Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính bằng công thức : S I max max = nU. dm 3 . Trong đó : A (2.3) n: số mạch của đường dây [...]... Tổng kết các phương án đã tính toán ở trên ta có bảng số liệu sau: Phương án 9 Z(.10 đ) Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Phương án 4 36,029 35,435 45,452 36,443 Từ kết quả trên ta nhận thấy phương án 1 là phương án tối ưu Như vậy sau khi đưa ra các phưong án thoả mãn về mặt kỹ thuật ,chúng ta đã tiến hành so sánh về mặt kinh tế các phương án và lựa chọn phương án 1 là phương án tối ưu Từ chương... tính toán so sánh các chỉ tiêu kĩ thuật ta thấy phương án 1,2,3,4 đảm bảo yêu cầu kĩ thuật.Do đó để so sánh kinh tế ,kĩ thuật ta chọn các phương án 1,2,3,4 CHƯ ƠNG I V SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN 4.1 Đ ặ t vấ n đề Vì các phương án so sánh của mạng điện có cùng điện áp định mức ,do đó để đơn giản ta không cần tính vốn đầu tư vào các trạm hạ áp Chỉ tiêu kinh tế được sử dụng để so sánh các phương án là... ươn g án n ố i dây 4 3.6.1 Sơ đồ nối dây 15 13 6 NÐ 11 9 1 5 7 5 3 4 2 3 1 1 2 4 6 8 10 12 14 16 Hình 3.9.Sơ đồ nối dây phương án IV 3.6.2 Chọn cấp điện áp vận hành cho mạng lƯới điện Tính toán tương tự phương án I ta có bảng sau: Đường N-1 1-2 N-3 3-4 N-5 N-6 Pmax 32 56 60 25 32 28 l(km) 63,246 41,231 50,000 41,231 53,852 63,246 103,24 98,13 dây Uvh (kV) 104,09 132,87 137,93 91,16 Bảng 3.9 .Điện áp... thất điện áp lớn nhất của mạng điện một cấp điện áp không vượt quá 10 ÷ 15% trong chế độ làm việc bình thường, còn trong chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không vượt quá 15 ÷ 20% Ở đây ta xét với trường hợp: ∆Umaxbt % ≤ 10% ∆Umaxsc % ≤ 20% Để thuận tiện cho việc so sánh về kĩ thuật các giá trị về tổn thất của các phương án được tổng hợp ở bảng sau: Tổn thất Phương án điện áp 1 2 3 4 5... cho mạng lƯới điện Tính toán tương tự phương án I ta có bảng sau: Đường N-1 N-2 N-3 3-4 N-5 N-6 Pmax 32 24 60 25 32 28 l(km) 63,246 78,102 50,000 41,231 53,852 63,246 103,24 98,13 dây Uvh (kV) 104,09 93,30 137,93 91,16 Bảng 3.6 .Điện áp tính toán trên các đường dây Vậy chọn điện áp định mức của mạng điện Uđm = 110 kV 3.5.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn Tính toán tương tự như đối với phương án 1, ta có tiết... thất điện áp trên các đoạn đường dây của mạng điện Từ bảng số liệu trên ta có tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây đoạn đường dây N-4-3: ∆Ubt = 4,563+1,753= 6,316 % ∆Usc =9,126+1,753 =10,879 % Từ kết quả tính toán trên ta nhận thấy Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường là : ∆UN-2-3bt =6,316% Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là : ∆UN-2-3sc= 10,879 % Như vậy phương án. .. dụng sơ đồ cầu ngoài : Sơ đồ cầu ngoài Sơ đồ cầu trong CHƯ ƠNG VI TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN Để đánh giá các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của mạng điện thiết kế ,cần xác định các thông số chế độ xác lập trong các chế độ phụ tải cực đại,cực tiểu và sau sự cố khi phụ tải cực đại Khi xác định các dòng công suất và các tổn thất công suất ,ta lấy điện áp ở tất cả các nút trong mạng điện. .. tính toán trên ta nhận thấy Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường là : ∆UN-2-1bt =8,423% Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là : ∆UN-2-1sc= 16,847 % Như vậy phương án này đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật 3 7 P h ư ơn g á n n ố i dây 5 3.7.1.Sơ đồ nối dây 15 13 6 NÐ 11 9 1 5 7 5 3 4 2 3 1 1 2 4 6 8 10 12 Hình 3.10.Sơ đồ nối dây phương án V 14 16 3.7.2 Lựa chọn tiết diện... đưòng dây thứ i Udm: điện áp định mức của mạng điện - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất có thể được tính theo công -4 2 thức: τ= (0,124+ Tmax 10 ) 8760 Trong đó : Tmax là thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm Với T max = 5000 h ta có τ = 3411 h Sau đây ta sẽ tính toán hàm chi phí tính toán hàng năm đối với từng phương án 4.2 T í n h toá n các p hưon g án 4.2.1 PhƯơng án 1 Tính K cho mỗi đoạn... sử dụng để so sánh các phương án là các chi phí tính toán hàng năm, được xác định theo công thức: Z=(atc+ avh) K + ∆A.c Trong đó : Z:hàm chi phí tính toán hàng năm atc :hệ số hiệu quả của vốn đầu tư atc=0,125 avh :hệ số vận hành đối với các đường dây trong mạng điện avh=0,04 (Dùng cột bêtông cốt thép) ∆A:Tổng tổn thất điện năng hàng năm C : giá 1kWh điện năng tổn thất :c=500 đ/kW.h) K : tổng các vốn đầu . mức phía thứ cấp, kW 10,5 10,5 10,5 11,5 11,5 10,0 2.2 Cân bằng công suất tác dụng Một đặc điểm quan trọng của hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từ nguồn điện đến các hộ tiêu thụ mà. giữ ổn định. 2.3 Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống. Cân bằng công suất phản kháng có quan hệ tới điện áp. Hệ thống không cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn tới thay đổi điện áp trong. =m∑Q pt +∑∆Q b +∑Q L -∑Q c +∑Q td +∑Q dt (1.3.1) Trong đó: ∑Q F :Tổng công suất phản kháng do nguồn điện phát ra ∑Q yc : Tổng công suất yêu cầu của hệ thống ∑Q pt :Tổng công suất phản kháng