Đang tải... (xem toàn văn)
2.2:So sánh các phương án về mặt kỹ thuật . Đối với mỗi phương án được giữ lại để so sánh về mặt kỹ thuật ta cần phải tính toán các nội dung như sau : •Lựa chọn điện áp định mức. oNguyên tắc chọn Điện áp định mức của mạng điện ảnh hướng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế -kỹ thuật,cũng như các dặc trưng kỹ thuật của mạng điện. Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố:công suất của phụ tải,khoảng cách giữa các phụ tải,các nguồn cung cấp điện và sơ đồ mạng điên. Điện áp định mức của mạng điện thiết kế 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 của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện.
Đồ án môn học Lưới Điện Họ tên sinh viên : Lê Mai Hương Lớp : D7H1 Chuyên ngành: Hệ thống điện Hệ đào tạo: Đại học chính quy Người hướng dẫn: TS Trần Thanh Sơn Đề số: 10 Yêu cầu thiết kế lưới điện cho khu vực gồm 1 nguồn và 7 phụ tải được phân bố như sau : (1 ô 10x10 km) 1 7 2 6 N Đ 3 5 4 Số liệu phụ tải: Thông số Phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 P max (MW) 25 30 19 35 40 45 50 P min (MW) 80% cosφ đm 0,88 U đm (kV) 22 Y/C đ/c U Khác thường khác thường thường khác thường khác thường khác thường Khác thường Loại 1 1 3 1 1 1 1 T max (h) 4000 5000 5100 4500 3000 4000 3500 CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN ĐIỆN VÀ PHỤ TẢI Nhiệm vụ thiết kế mạng lưới điện và hệ thống điện là nghiên cứu và phân tích các giải pháp, phương án để đảm bảo cũng cấp điện cho các phụ tải với chi phí nhỏ nhất nhưng không làm hạn chế độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng. Để chọn được phương án tối ưu cần tiến hành phân tích những đặc điểm của các nguồn cung cấp điện và dự kiến sơ đồ nối điện sao cho đạt hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao. 1.1: Phân tích nguồn Nguồn cung cấp là một trong những điều kiện chủ yếu của việc lựa chọn kết cấu sơ đồ mang điện, nó cung cấp cho các phụ tải và đương dây liên lạc. Theo đầu bài cho nguồn công suất vô cùng lớn, có nghĩa khi phát ra bao nhiêu thì tải bấy nhiêu. 1.2: Phụ tải Tổng công suất của các hộ tiêu thụ ở chế độ phụ tải cực đại là 244 MW. Phụ tải cực tiểu bằng 80% phụ tải cực đại. Trong 7 hộ phụ tải thì có 6 hộ phụ tải yêu cầu có mức đảm bảo cung cấp điện ở mức cao nhất (1,2,4, 5, 6,7) nghĩa là không được phép mất điện trong bất cứ trường hợp nào, vì nếu mất điện thì sẽ gây hậu quả nghiêm trọng.Hộ phụ tải còn lại (phụ tải 3) có mức yêu cầu đảm bảo cung cấp điện thấp hơn (hộ loại ba) – là hộ phụ tải mà việc mất điện không gây hậu quả nghiêm trọng. Thời gian sử dụng công suất cực đại của các hộ phụ tải là Tmax = 5100h. Dựa vào bảng số liệu phụ tải Và P min = 80%P max os P S c ϕ = Q= P.tanϕ với cosϕ= 0,88 ==> tanϕ= 0.54 Ta có bảng số liệu sau: Số hiệu Loại phụ tải cos ϕ tan ϕ Max Min P, MW Q, MVAr S, MVA P, MW Q, MVAr S, MVA 1 I 0,88 0,54 25 13.5 28.41 20 10.8 22.73 2 I 0,88 0,54 30 16.2 34.09 24 12.96 27.28 3 III 0,88 0,54 19 10.26 21.59 15.2 8.21 17.27 4 I 0,88 0,54 35 18.9 39.78 28 15.12 31.82 5 I 0,88 0,54 40 21.6 45.46 32 17.28 36.37 6 I 0,88 0,54 45 24.3 51.14 36 19.44 40.91 7 I 0,88 0,54 50 27 56.82 40 21.6 45.46 Tổng 244 131.76 277.30 195. 2 105.41 221.84 CHƯƠNG 2: CHƯƠNG 2: Đề xuất phương án nối dây và tính chỉ tiêu kĩ thuật 2.1: Đề xuất các phương án nối dây a. Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện Các chỉ tiêu kinh tế -kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ nối điện vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có chi phí nhỏ nhất,đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầucủa các hộ tiêu thụ,thuận tiện và an toàn trong vận hành,khả năng phát triển trong tương laivà tiếp nhận các phụ tải mới.Các hộ phụ tải loại (I) được cấp điện bằng đường dây hai mạch hoặc mạch vòng,các hộ phụ tải loại (III) được cấp điện bằng đường dây một mạch. Các yêu cầu chính đối với mạng điện: - Cung cấp điện liên tục - Đảm bảo chất lượng điện năng - Đảm bảo thuận lợi cho thi công ,vận hành và tính linh hoạt cao -Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị -Đảm bảo kinh tế b, Trên cơ sở phân tích những đặc điểm của nguồn điện N và các hộ phụ tải cũng như vị trí địa lý của chúng ta có thể đưa ra các phương án nối dây như sau: Nhóm I: Phụ tải 1; 2 Nhóm II: Phụ tải 3;4 Nhóm III: Phụ tải 5;6;7 Như vậy ta xét các phương án nối dây của từng nhóm 2.2: So sánh các phương án về mặt kỹ thuật . Đối với mỗi phương án được giữ lại để so sánh về mặt kỹ thuật ta cần phải tính toán các nội dung như sau : • Lựa chọn điện áp định mức. o Nguyên tắc chọn Điện áp định mức của mạng điện ảnh hướng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế -kỹ thuật,cũng như các dặc trưng kỹ thuật của mạng điện. Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố:công suất của phụ tải,khoảng cách giữa các phụ tải,các nguồn cung cấp điện và sơ đồ mạng điên. Điện áp định mức của mạng điện thiết kế 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 của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện. o Chọn điện áp vận hành Ta sử dụng công thức kinh nghiệm sau để xác định điện áp định mức của đường dây : Áp dụng công thức Still : U = 4,34 . (kV) Trong đó : P : Là công suất chuyên trở trên đường dây ( MW ). l : Là khoảng cách truyền tải (km). • Tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện (J kt ). kt lv kt J I F = Trong đó : I lv : Dòng điện làm việc chạy trên đường dây (A) I lv = .10 3 (A) P ijmax ,Q ijmax : Dòng công suất tác dụng và phản kháng lớn nhất chạy trên đoạn đường dây ij . n : số mạch đường dây. U đm : Điện áp định mức (kV) J kt : Mật độ kinh tế của dòng điện (A/mm 2 ) Với T max = 30005000h. Tra bảng ta có J kt = 1,1 A/mm 2 Với T max = 5100h. Tra bảng ta có J kt = 1 A/mm 2 Sau đó dựa vào tiết diện kinh tế đã tính được ở trên ta tiến hành chọn tiết diện theo tiêu chuẩn gần với tiết diện kinh tế đó. • Kiểm tra tiết diện dây dẫn Dựa vào tiết diện dây dẫn tính theo công thức trên, ta tiến hành chọn tiết diên tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang,độ bền cơ của đường dây và điều kiện phát nóng trong các chế độ trước ,sau sự cố. o Điều kiện vầng quang: Đối với đường dây 110 kV để không xuất vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F≥ 70 mm 2 . o Điều kiện phát nóng: Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố cần phải có điều kiện sau: I lv ≤ =k 1* k 2* I cp Trong đó: I lv : dòng điện chạy trên đường dây : Ở chế độ làm việc bình thường: I lv = Chế độ sự cố : I sc = 2(lộ kép), I cp : dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn. k 1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ ; k 1 =0,88 k 2 : hiệu chỉnh theo hiệu ứng gần; cho bằng k 2 =1 Nếu như tiết diện dây dẫn đã chọn mà không thoả mãn điều kiện trên thì ta phải tăng tiết diện dây dẫn lên cho đến khi thoả mãn • Tính tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường và khi sự cố nguy hiểm nhất o Tổn thất điện áp: 100 (%) Trong đó: R=X=;B = b 0 .l. n ( S ) với: n - là số mạch của đường dây + Tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường ∆U maxbt % (nghĩa là tính tổn thất điện áp từ nguồn tới phụ tải xa nhất lúc phụ tải cực đại) và tổn thất điện áp lúc sự cố nặng nề nhất ∆U maxsc % phải thoả mãn các điều kiện sau: - Lúc bình thường : ∆U maxbt % ≤ 15% - Lúc sự cố : ∆U maxsc % ≤ 20% 3.3: tính toán cụ thể cho các phương án Nhóm 1 Phương án I.1 1 2 Công suất chạy trên đoạn dây từ ND đến các phụ tải 1, 2 là : S ND-1 = 25+j13.5 (MVA) S ND-2 = 30+j16.2 (MVA) • Tính điện áp định mức trên đường dây Điện áp định mức tính trên đường dây ND-1 : U = 4,34 .=4.34.91.52(kV) Điện áp định mức tính trên đường dây ND-2 : U = 4,34 .=4.34. Kết luận : Qua tính toán ta thấy mạng điện th iết kế dùng cấp điện áp 110kV để truyền tải là hợp lí. • Tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện (J kt ). Chọn dây dẫn cho đường dây từ ND đến phụ tải 1: Ta có: S ND-1 = 25+j13.5 (MVA), nên suy ra dòng điện cực đại chạy trên đường dây ND-1 là : I lv1 = .10 3 = =74.56 (A) I lv2 = .10 3 = =89.48(A) Tiết diện của dây dẫn là: 67.78 =81.34 Dựa theo tiết diện tiêu chuẩn, ta chọn dây dẫn AC – 70. • Kiểm tra tiết diện dây dẫn : Với dây AC-70 ta có: r o = 0,45Ω/km, x o = 0,42Ω/km và I cp = 265A o Thoả mãn điều kiện vầng quang. o Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn: Đường dây hai mạch sự cố nặng nề nhất xảy ra là khi đứt một mạch, khi đó: I sc1 = 2I lv1 = 2× 74.56 = 149.13(A) I sc2 = 2I lv2 = 2× 89.48 = 178.95(A) Dây dẫn AC –70 đặt ngoài trời có I cp = 265 (A), với k 1 = 0,88; k 2 = 1, do đó I ktra = k 1 × k 2 × I cp = 0,88 × 265 = 233,2 A. Ta thấy: I sc1,2 < I ktra = k1× k 2 × I cp → dây dẫn đã chọn đạt yêu cầu. Các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng và đảm bảo khả năng phát sinh vầng quang. • Tính tổn thất trên đường dây: o Tổn thất điện áp: 100 (%) Tính tổn thất điện áp trên đường dây ND-1: Với dây AC-70 ta có: r o = 0,45Ω/km, x o = 0,42Ω/km, n= 2 và l ND-1 = 44,72km nên ta có: = 10.06 9.84 Vậy tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường với phụ tải max trên đoạn ND-1 là: =3.18 =3.81 Tổn thất điện áp khi xảy ra sự cố: ∆U SC1 = 2×∆U bt-max1 = 2 × 3.18 = 6.35% ∆U SC2 = 2×∆U bt-max2 = 2 Nhận xét: Từ bảng trên, ta thấy: ∆U BT-max % = 6,35 < ∆U BT – CP = 15% ∆U SC –max % = 7.62 < ∆U SC – CP = 20% Kết luận : Phương án I.1 đạt yêu cầu về kĩ thuật. Phương án I.2:NGUỒN 1 LT 2 Công suất chạy từ nguồn điện đến phụ tải 1 là: =+= 25+j13.5+30+j16.2=55+j29.7 Công suất chạy trên đoạn 1-2 là: ==30+j16.2 • Chọn điện áp định mức: Đường dây L(km) S(MVA) P(MW) U(kV) (kV) ND-1 44.72 55+j29.6 55 131.98 110 1-2 28.28 30+j16.2 30 97.85 110 • Chọn tiết diện dây dẫn: Đường dây S(MVA) n (A) ( (A) (A) ND-1 55+j29.6 2 164.04 149.13 150 328.08 445 391.6 1-2 30+j26.2 2 89.48 81.34 70 178.95 265 233.2 • Tính tổn thất trên đường dây: Đường dây Loại dây n ( L(km) R(Ω) X(Ω) % % ND-1 AC- 150 2 0.21 0.416 44.72 4.70 9.30 4.42 8.84 1-2 AC- 70 2 0.45 0.44 28.28 6.36 6.22 2.41 4.82 4.42+2.41=6.83<15% 8.84+4.82=13.66<20% Kết luận: phương án này khả thi Phương án I.3 NGUỒN KÍN 1.2.NG = =26.90+j14.53 25+j13.5)=1.90+j1.03 điểm 2 là điểm phân công suất . • Chọn điện áp định mức: Đường dây L(km) S(MVA) P(MW) U(kV) (kV) ND-1 44.72 26.90+j14.53 26.90 94.60 110 1-2 28.28 1.90+j1.03 1.90 33.25 110 ND-2 44.72 28.10+j15.17 28.10 96.49 110 [...]... toán Z ∆Umaxbt% ∆Umaxsc% 1 6.35 7.62 1.64 27.4 2 6.83 13.66 2.13 37.44 3 9.14 12.86 1.52 28.16 dựa vào chi phí tính toán hằng năm ta loại được phương án 2 còn phương án 1 và 3 Do 1005% Do vậy phương án II.1 là khả thi nhất Phương án Tổn thất điện áp ∆Umaxbt% ∆Umaxsc% ∆P(MW) Z 1 6.39 12.79 5.86 (x109 VNd) 54.40... sử dụng sơ đồ cầu ngoài Nếu Smin > Sgh thì không thường xuyên phải đóng cắt máy biến áp để vận hành kinh tế trạm biến áp nên ta sử dụng sơ đồ cầu trong Hình 5.1: Sơ đồ cầu trong (a) và sơ đồ cầu ngoài (b) ????????????????????????????? Đối với phụ tải loại III ta dùng sơ đồ bộ đường dây - máy biến áp Hình 5.2: Sơ đồ bộ đường dây - máy biến áp Phụ tải 3 là phụ tải loại III nên ta dùng sơ đồ bộ đường... AC300 6-7 AC120 ND-7 AC300 Phương án III.5 ND-6 1299 42.43 50 31.62 50 L (km) (đ/km) Vi ×10 (đ) 1 42.43 1655 70.22 1 50 1655 1 2 36.06 50 1111 1299 40.06 103.92 ∆P (M W) Τ (h) ∆A MVA.h Zx109 (đ) 3.31 3518.52 14401.73 63.40 1.4 1968.16 82.75 9 Chọn phương án tối ưu 3.3: Từ các kết quả tính toán về chỉ tiêu kĩ thuật và chỉ tiêu về kinh tế trên ta có các bảng sau: Nhóm I Phương án Tổn thất điện áp Tổn thất... tính toán tổn thất trên đương dây Đường dây N ( ND-5 Loại dây AC240 L(km) R(Ω) X(Ω) % 1 0.13 0.39 42.43 5.51 16.55 5.29 5-6 AC95 1 0.33 0.429 36.06 11.90 15.47 0.72 ND-6 AC240 1 0.13 0.39 50 6.5 19.5 5.73 ND-7 AC120 2 0.27 0.423 50 13.5 21.15 10.30 Tính toán tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường ∆Ubt% với phụ tải max tính toán như các phương án khác, ta có số liệu ở bảng trên Còn tính toán ∆Usc%... quang và phát nóng tính toán tổn thất trên đương dây Đường dây N ( ND-1 Loại dây AC150 L(km) R(Ω) X(Ω) % 1 0.21 0.416 44.72 9.39 18.60 4.32 1-2 AC70 1 0.45 0.44 28.28 12.73 12.44 0.31 ND-2 AC150 1 0.21 0.416 44.72 9.39 18.60 4.51 Tính toán tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường ∆Ubt% với phụ tải max tính toán như các phương án khác, ta có số liệu ở bảng trên Còn tính toán ∆Usc% của các đường dây... tính toán tổn thất trên đương dây Đường dây ND-6 Loại dây AC300 N ( 1 0.108 L(km) 0.396 R(Ω) X(Ω) % 50 5.4 19.8 6.24 6-7 AC120 1 0.27 0.423 31.62 8.54 13.38 0.25 ND-7 AC300 1 0.108 0.396 50 5.4 19.8 6.40 ND-5 AC120 2 0.27 0423 42.43 5.73 8.97 3.50 Tính toán tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường ∆Ubt% với phụ tải max tính toán như các phương án khác, ta có số liệu ở bảng trên Còn tính toán ∆Usc% . Đồ án môn học Lưới Điện Họ tên sinh viên : Lê Mai Hương Lớp : D7H1 Chuyên ngành: Hệ thống điện Hệ đào tạo: Đại học chính quy Người hướng dẫn: TS Trần Thanh Sơn Đề số: 10 Yêu cầu thiết kế lưới. 131.76 277.30 195. 2 105.41 221.84 CHƯƠNG 2: CHƯƠNG 2: Đề xuất phương án nối dây và tính chỉ tiêu kĩ thuật 2.1: Đề xuất các phương án nối dây a. Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện Các chỉ. đưa ra các phương án nối dây như sau: Nhóm I: Phụ tải 1; 2 Nhóm II: Phụ tải 3;4 Nhóm III: Phụ tải 5;6;7 Như vậy ta xét các phương án nối dây của từng nhóm 2.2: So sánh các phương án về mặt kỹ