Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng Nhu cầu điện tất lĩnh vực tăng cường không ngừng Một lực lượng đông đảo cán kỹ thuật ngành điện tham gia thiết kế, lắp đặt công trình điện Sự phát triển ngành điện thúc đẩy kinh tế nước ta phát triển Bên cạnh việc xây dựng nhà máy điện việc truyền tải sử dụng tiết kiệm, hợp lí, đạt hiệu cao quan trọng Nó góp phần vào phát triển ngành điện làm cho kinh tế nước ta phát triển Trong phạm vi đồ án là trình bày thiết kế môn học lưới điện Đồ án gồm chương : Chương : Tính toán cân công suất xây dựng phương án Chương : Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu Chương : Chọn máy biến áp sơ đồ nối điện Chương : Tính toán chế độ xác định lưới điện Chương : Tính toán lựa chọn đầu phân áp Chương : Tổng hợp tiêu kinh tế - kỹ thuật Để thực nội dung nói đồ án cần xử lý số liệu tính toán thiết kế lựa chọn tiêu, đặc tính kỹ thuật, vạch phương án lựa chọn phương án ưu Đồ án hoàn thành với hướng dẫn thầy PGS.TS Phạm Văn Hòa giảng thầy trong chương trình học Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Phạm Văn Hòa giúp đỡ em hoàn thành đồ án Sinh viên thực Trần Thị Thảo Hiền SV: Trần Thị Thảo Hiền Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa MỤC LỤC Lời nói đầu Mục lục Chương 1.Tính toán cân bằng công suất, xây dựng phương án 1.1 Phân tích nguồn và phụ tải 1.2 Tính toán cân bằng công suất 1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng 1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng và bù công suất cưỡng bức 1.3 Xây dựng các phương án nối dây 1.3.1 Xây dựng các phương án nối dây 1.3.2 Phân tích, giữ lại một số phương án để tính toán tiếp 10 Chương Tính toán kinh tế kỹ thuật, chọn phương án tối ưu 11 2.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp 2.1.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ 2.1.2 Chọn cấp điện áp 2.2 Chọn tiết diện dây dẫn (theo từng lộ) 2.2.1 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế 2.2.2 Kiểm tra các điều kiện phát nóng và tổ thất điện áp 2.2.3 Tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện 2.3 Tính toán kinh tế- kỹ thuật, chọn phương án tối ưu 2.3.1 Hàm chi phí tính toán 2.3.2 So sánh kinh tế kỹ thuật, chọn phương án tối ưu Chương Chọn máy biến áp và sơ đồ nối điện chính 28 3.1 Chọn máy biến áp 28 3.2 Chọn sơ đồ nối điện chính 30 Chương Tính toán chế độ xác lập lưới điện 4.1 Tính toán chế độ phụ tải max SV: Trần Thị Thảo Hiền 31 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa 4.2 Tính toán các chế độ sự cố phụ tải max 33 Chương Tính toán lựa chọn đầu phân áp 5.1 Tính bổ sung chế độ phụ tải 38 5.2 Chọn đầu phân áp 39 Chương Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật 41 Tài liệu tham khảo Bản vẽ 47 SV: Trần Thị Thảo Hiền Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC GỒM MỘT NGUỒN ĐIỆN VÀ MỘT SỐ PHỤ TẢI KHU VỰC Họ tên sinh viên: Lớp : TRẦN THỊ THẢO HIỀN Đ3_H1 1.Sơ đồ mặt bằng vị trí các nguồn điện và các phụ tải: 2.Nguồn: Công suất vô cùng lớn 3.Phụ tải Phụ tải Loại hộ Pmax (MW) Pmin (MW) Cosφ I 30 21 0,85 II 40 28 0,85 III 30 21 0,85 IV 35 24,5 0,85 V 25 17,5 0,85 VI 40 28 0,85 SV: Trần Thị Thảo Hiền Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa Giá 1kWh tổn thất điện năng: 700 đ/kWh Giá 1kVAR thiết bị bù: 150.103 đ/kVAR Hệ số đồng thời m = 1; Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax= 5000 giờ, Jkt =1,1A/mm2 Điện áp nguồn phụ tải cực tiểu UA =1,05Uđm, phụ tải cực đại UA =1,1Uđm, cố nặng nề UA =1,1Uđm CHƯƠNG SV: Trần Thị Thảo Hiền Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN 1.1 Phân tích nguồn và phụ tải 1.1.1 Nguồn cung cấp Việc định sơ đồ nối dây mạng điện phương thức vận hành nhà máy điện hoàn toàn phụ thuộc vào vị trí tính chất nguồn cung cấp điện Nguồn cung cấp điện cho hộ phụ tải nguồn có công suất vô lớn: - Nguồn công suất vô lớn nguồn có điện áp đầu cực không thay đổi biên độ dù có xảy cố sau - Công suất nguồn lớn (5÷7) lần công suất tải Hệ số công suất nguồn Cosφ= 0,85 1.1.2 Phụ tải Tổng công suất hộ tiêu thụ chế độ phụ tải cực đại 200MW Phụ tải cực tiểu 70% phụ tải cực đại Trong hộ phụ tải có hộ phụ tải yêu cầu có mức đảm bảo cung cấp điện mức cao (1, 2, 3, 5) nghĩa không phép điện trường hợp nào, điện gây hậu nghiêm trọng Vì phải dự phòng chắn Mỗi phụ tải phải cấp điện lộ đường dây kép hai máy biến áp làm việc song song để đảm bảo cấp điện liên tục đảm bảo chất lượng điện chế độ vận hành Hai hộ phụ tải lại (4, 6) có mức yêu cầu đảm bảo cung cấp điện thấp (hộ loại hai) – hộ phụ tải mà việc điện không gây hậu nghiêm trọng nên để giảm chi phí đầu tư ta cần cấp điện đường dây đơn máy biến áp Thời gian sử dụng công suất cực đại hộ phụ tải Tmax = 5000h Ta có bảng số liệu tổng hợp phụ tải sau : Phụ tải Loai hộ Pmax (MW) Pmin (MW) cosφ tgφ Qmax (MVAR) Qmin (MVAR) I I I II I II 30 40 30 35 25 40 21 28 21 24,5 17,5 28 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,62 0,62 0,62 0,62 0,62 0,62 18,6 24,8 18,6 21,7 15,5 24,8 13,02 17,36 13,02 15,19 10,85 17,36 Trong đó: SV: Trần Thị Thảo Hiền Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa Cosφ = 0,85 → tgφ= 0,62 Qmax = Pmax.tgφ Qmin = Pmin.tgφ Tính toán cân bằng công suất Khi thiết kế mạng điện vấn đề cần phải quan tâm tới điều kiện cân công suất tiêu thụ công suất phát nguồn Trong đồ án thiết kế môn học lưới điện việc cân công suất thực khu vực cụ thể, khu vực có nguồn điện công suất vô lớn Trong hệ thống điện chế độ vận hành ổn định tồn có cân công suất tác dụng phản kháng Cân công suất tác dụng cần thiết giữ ổn định tần số, để giữ điện áp ổn định phải cân công suất phản kháng hệ thống điện nói chung khu vực nói riêng 1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng 1.2 Một đặc điểm quan trọng hệ thống điện truyền tải tức thời điện từ nguồn điện đến hộ tiêu thụ tích luỹ điện thành số lượng nhìn thấy được.Tính chất xác định đồng trình sản xuất tiêu thụ điện Tại thời điểm chế độ xác lập hệ thống, nhà máy hệ thống cần phải phát công suất công suất tiêu thụ hộ tiêu thụ điện, kể tổn thất công suất mạng điện, nghĩa cần thực cân công suất công suất phát công suất tiêu thụ Ngoài để hệ thống vận hành bình thường cần phải có dự trữ định công suất tác dụng hệ thống Dự trữ hệ thống điện vấn đề quan trọng liên quan đến vận hành phát triển cuả hệ thống điện Cân sơ công suất tác dụng thực chế độ phụ tải cực đại hệ thống Ta có phương trình cân công suất tác dụng khu vực : PTram = mΣPpt + Σ∆P Trong đó: PTrạm - công suất tác dụng của trạm; ΣPpt - tổng công suất tác dụng phụ tải chế độ cực đại; m - hệ đồng thời xuất phụ tải cực đại (m= 1); Σ∆P - tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp, tính mΣPpt gần 5% SV: Trần Thị Thảo Hiền ; Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa Vậy: PTram = m ∑ Ppt + 0,05.m ∑ Ppt = 1,05.m ∑ Ppt = 1,05.1.(30 + 40 + 30 + 35 + 25 + 40) = 210 [ MW ] 1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng và bù công suất cưỡng bức Trong hệ thống, chế độ vận hành ổn định tồn có cân công suất phản kháng tác dụng Cân công suất tác dụng, trước tiên để giữ tần số bình thường hệ thống, để giữ điện áp bình thường cần phải có cân công suất phản kháng hệ thống nói chung khu vực nói riêng Sự thiếu hụt công suất phản kháng làm cho điện kháng giảm.Mặt khác thay đổi điện áp ảnh hưởng tới tần số ngược lại Như giảm điện áp làm tăng tần số hệ thống giảm tần số làm tăng điện áp.Vì để đảm bảo chất lượng điện áp hộ tiêu thụ mạng điện hệ thống ,cần tiến hành cân sơ công suất phản kháng Sự cân công suất phản kháng khu vực biểu diễn biểu thức sau: Q Tram + Q Σb = mΣQ pt + Σ∆Q B Trong : Q Tram - công suất phản kháng trạm biến áp; Q Tram = tgϕ Tram PTram , tgϕ Tram = ( áp, thường lấy khoảng 0,85) − cos ϕ Tram cos ϕ Tram , cos ϕ Tram hệ số công suất trạm biến − 0,852 = 0,62 0,85 = 0,62.210 = 130, MVAR tgϕTram = QTram mΣQ pt = 1.(18,6 + 24,8 + 18,6 + 21,7 + 15,5 + 24,8) = 124 MVAR Σ∆QB = 15%.124 = 18,6 MVAR ⇒ QbΣ = (124 + 18,6) − 130, = 12,4 MVAR SV: Trần Thị Thảo Hiền Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa Ta dự kiến bù sơ nguyên tắc bù ưu tiên cho hộ xa, có cosφ thấp trước bù đến cosφ = 0,90 ÷ 0,95 (không bù cao không kinh tế ảnh hưởng tới tính ổn định hệ thống điện).Ta chọn vị trí bù với tổng dung lượng bù QB = 12,4(MVAr) Đặt Q4b = 6.4 MVAr phụ tải 4: →Spt4 = 35+ j( 21,7 – 6,4) = 35 + j15,3 [MVA] 35 352 + 15,32 →Cosφmới = = 0,916 Đặt Q6b = MVAr phụ tải 6: →Spt6 = 40 + j( 24,8 – 6) = (40 + j18,8) MVA 40 402 + 18,82 →Cosφmới = Kết quả bù sau: Phụ tả i =0,905 30 40 30 35 25 40 Qmax (MVAr) 18,6 24,8 18,6 21,7 15,5 24,8 Cosφ 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 Qmax mớ i 18,6 24,8 18,6 15,3 15,5 18,8 Cosφ 0,85 0,85 0,85 0,916 0,85 0,905 Số liệ u Pmax (MW) m ớ i 1.3.Xây dựng các phương án nối dây 1.3.1 Dự kiến các phương án nối dây Thực tế phương án định để lựa chon sơ đồ nối dây cho mạch điện Một sơ đồ nối dây mạng điện có thích hợp hay không nhiều yếu tố định : Phụ tải lớn hay nhỏ, số lượng phụ tải nhiều hay ít, vị trí phân bố phụ tải, mức độ yêu cầu đảm bảo liên tục cung cấp điện, đặc điểm khả cung cấp nguồn điện, vị trí phân bố nguồn điện….Hộ loại I cung cấp điện đường dây kép có hai nguồn cấp điện (mạch vòng ) Hộ loại II cần cung cấp điện sử dụng mạch đơn Sau tiến hành phân tích sơ xong ta chọn phương án để tiến hành tính toán cụ thể so sánh mặt kĩ thuật SV: Trần Thị Thảo Hiền Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa Ta đưa phương án nối dây để phân tích sơ Các phương án nối dây hình vẽ đây:  Phương án 1:  Phương án 2: SV: Trần Thị Thảo Hiền 10 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa Đường Số lượng SđmB ΔPn ΔP0 Un % dây MBA (MVA) (kW) (MW) N_1 32 145 0,035 10,5 N_2 40 175 0,042 10,5 N_3 32 145 0,035 10,5 N_4 40 175 0,042 10,5 N_5 32 145 0,035 10,5 N_6 63 260 0,059 10,5 i0% 0,75 0,7 0,75 0,7 0,75 0,65 RB (Ω) 0,857 0,662 0,857 1,323 0,857 0,793 XB ΔQ0 (Ω) (MVAr) 19,852 0,24 15,881 0,28 19,852 0,24 31,763 0,28 19,852 0,24 20,167 0,41  Đoạn dây N_1 Sơ đồ nguyên lý: => Sơ đồ thay thế: Tính ngược: SV: Trần Thị Thảo Hiền 38 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện ∆S& Cu = GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa P12 + Q12 302 + 18,6 ( R + jX ) = (0,857 + j19,852) = B B U đm 1102 0,088+2,044j [MVA] S& B' = S& + ∆S& Cu = (30 + 0,088) + j (18,8 + 2,044) = 30,088 + j 20,644 ( MVA) S& qđ = S& B' + ∆S0 = (30,088 + 0,035) + j (20,644 + 0, 24) = 30, 233 + j 20,884 ( MVA) QC'' B = j U đm = j.75,53.110 = j 0,91 ( MVA) 2 Q '' S& '' = S& qđ − j C = 30, 233 + j (20,884 − j 0,91) = 30, 233 + j19,974 ( MVA) ''2 P + Q ''2 30, 2332 + 19,9742 ∆S& = ( R + jX ) = ( 4,703 + j 6,113) = 0,523 + j 0,680 ( MVA) U đm 1102 S& ' = S& '' + ∆S& = (30, 233 + 0,523) + j (19,974 + 0,68) = 30,756 + j 20,654 ( MVA) j QC' B = j U N2 = j 75,33.1212 = j1,106( MVA) 2 Q' S& N = S& ' − j C = 30,756 + j (21,654 − 1,106) = 30,756 + j19,548( MVA) j Các đường dây còn lại tính tương tự ta được kết quả tính toán công suất của các đường dây ở chế độ phụ tải max sau: Đdây S1 (MVA) ∆S& Cu N_1 N_2 N_3 N_4 N_5 N_6 30+18,6j 40+24,8j 30+18,6j 35+15,3j 25+15,5j 40+18,8j 0,088+2,044j 0,121+2,907j 0,088+2,044j 0,160+3,83j 0,061+1,42j 0,128+3,256j (MVA) S& B' 30,088+20,644j 40,121+27,707j 30,088+20,644j 35,16+19,13j 25,061+16,92j 40,128+22,056j (MVA) ∆S& 0,035+0,24j 0,042+0,28j 0,035+0,24j 0,042+0,28j 0,035+0,24j 0,059+0,41j (MVA) SV: Trần Thị Thảo Hiền 39 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện S& qđ GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa 30,233+20,884j 40,296+27,987j 30,233+20,884j 35,335+19,41j 25,206+17,16j 40,388+22,466j (MVA) j QC'' S& '' 0,91j 1,95j 1,19j 1,25j 1,59j 1,47j 30,233+19,974j 40,296+26,037j 30,233+19,694j 35,335+18,16j 25,206+15,57j 40,388+20,996j (MVA) ∆S& 0,523+0,680j 1,604+2,513j 30,756+20,654j 41,9+28,55j 1,106j 2,363j 0,679+0,882j 1,662+3,999j 0,896+0,857j 1,945+5,983j (MVA) S& ' 30,912+20,576j 36,997+22,159j 26,102+16,427j 42,333+26,979j (MVA) j QC' S& N 30,756+19,548j 41,9+26,187j 1,436j 1,507j 1,926j 1,773j 30,912+19,14j 36,997+20,652j 26,102+14,501j 42,333+25,206j (MVA) Tính xuôi: P ' R + Q ' X 30,756.4,703 + 19,548.6,113 = = 2, 239(kV ) UN 121 ∆U = U C = U N − ∆U = 121 − 2, 239 = 118,761 ( kV ) ∆U B = PB' RB + QB' X B 30,088.0,857 + 20,644.19,852 = = 3,669 (kV ) UC 118,761 U H' = U c − ∆U B = 118,761 − 3,669 = 115,092 ( kV ) UH = U H' 115,092 = = 10,508 ( kV ) 115 k 10,5 Các đường dây còn lại tính tương tự, ta được kết quả tính toán điện áp các nút của các đường dây ở chế độ phụ tải max sau: Đường dây ΔU (kV) ΔU% N_1 N_2 N_3 N_4 N_5 N_6 2,239 5,799 2,909 9,262 4,054 11,447 2,035 5,272 2,645 8,420 3,685 10,406 SV: Trần Thị Thảo Hiền 40 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện (kV) Uc (kV) ΔUB (kV) U H' GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa 118,761 115,201 118,091 111,738 116,946 109,553 3,669 4,057 3,691 5,869 3,059 4,365 115,092 111,144 114,400 105,869 113,887 105,188 10,508 10,148 10,445 9,666 10,398 9,604 (kV) UH (kV) 4.2 Tính toán các chế độ sự cố phụ tải max Khi sự cố đứt dây của lộ kép thì R, X của đường dây tăng gấp đôi, điện dung ngang thì giảm một nửa Còn các thông số của MBA thì vẫn giữ nguyên Ta có kết quả tính toán thông số của đường dây sự cố: R = r0.l ; Đường dây N_1 N_2 N_3 N_5 L (km) 28,5 60 37 51 B X =x0.l ; r0 (Ω/km) 0,33 0,27 0,33 0,46 = b0 x0 b0.10-6 R (Ω) (1/Ωkm) 0,429 2,65 9,405 0,423 2,69 16,2 0,429 2,65 12,21 0,44 2,58 23,46 l X B/2.10-6 12,227 25,380 15,873 22,440 37,76 80,70 49,03 65,79  Đoạn dây N_1 Tính ngược: P12 + Q12 302 + 18,62 & ∆SCu = ( RB + jX B ) = (0,857 + j19,852) = U đm 1102 SV: Trần Thị Thảo Hiền 41 0,088+2,044j [MVA] Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa S& B' = S& + ∆S& Cu = (30 + 0,088) + j (18,8 + 2,044) = 30,088 + j 20,644 ( MVA) S& qđ = S& B' + ∆S0 = (30,088 + 0,035) + j (20,644 + 0, 24) = 30, 223 + j 20,884 ( MVA) QC'' B j = j U đm = j.37,66.110 2.10 −6 = j 0, 457 ( MVA) 2 '' &S '' = S& − j QC = 30, 233 + j (20,884 − j 0, 457) = 30, 233 + j 20, 429 ( MVA) qđ ''2 P + Q ''2 30,2332 + 20, 429 & ∆S = ( R + jX ) = ( 9,406 + j12, 226) = 1,035 + j1,345 ( MVA) U đm 1102 S& ' = S& '' + ∆S& = (30, 233 + 1,035) + j (20, 429 + 1,345) = 31, 268 + j 21,774 ( MVA) Các đường dây còn lại tính tương tự ta được kết quả tính toán công suất của các đường dây ở chế độ sự cố phụ tải max sau: Đdây S1sc (MVA) ∆S& Cu sc (MVA) S& B' sc (MVA) ∆S& sc (MVA) S& qđ sc (MVA) Q '' j C S& sc'' (MVA) ∆S& sc N_1 N_2 N_3 N_5 30+18,6j 40+24,8j 30+18,6j 25+15,5j 0,088+2,044j 0,121+2,907j 0,088+2,044j 0,061+1,42j 30,088+20,644j 40,121+27,707j 30,088+20,644j 25,061+16,92j 0,035+0,24j 0,042+0,28j 0,035+0,24j 0,035+0,24j 30,233+20,884j 40,296+27,987j 30,233+20,884j 25,206+17,16j 0,457j 0,976j 0,593j 0,733j 30,233+20,429j 40,296+27,012j 30,233+20,289j 25,206+16,365j 1,035+1,345j 3,151+4,936j 1,338+1,739j 1,751+1,675j 31,268+21,774j 43,447+31,948j 31,571+22,028j 26,957+18,04j (MVA) S& ' sc (MVA) SV: Trần Thị Thảo Hiền 42 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa Tính xuôi: P ' R + Q ' X 31, 268.9, 406 + 21,774.12, 226 ∆U = = = 4,631( kV ) UN 121 U C = U N − ∆U = 121 − 4,631 = 116,369 ( kV ) Các đường dây còn lại tính tương tự, ta được kết quả tính toán điện áp các nút của các đường dây ở chế độ sự cố phụ tải max sau: Đường dây ΔUsc (kV) ΔUsc% (kV) UC sc (kV) N_1 N_2 N_3 N_5 4,631 12,518 6,076 8,572 4,210 11,38 5,523 7,793 116,369 108,482 114,924 112,428 CHƯƠNG TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP (tính toán cho phụ tải 6) 5.1.Tính toán chế độ xác lập phụ tải max và phụ tải 5.1.1 Khi phụ tải max (đã tính ở chương 4) Tính ngược: ∆S& Cu (MVA) Phụ 0,128+ S& B' ∆S& S& qđ S& '' ∆S& S& ' S& N (MVA) 40,128+ (MVA) 0,260+ (MVA) 40,388+ (MVA) 40,388+ (MVA) 1,945+ (MVA) 42,333+ (MVA) 42,333+ SV: Trần Thị Thảo Hiền 43 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện tải 3,256j GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa 22,056j 0,41j 22,466j 20,996j ΔU (kV) ΔU% (kV) Uc (kV) ΔUB (kV) 10,406 109,553 4,365 5,983j 26,979j 25,206j Tính xuôi: Phụ 11,447 tải U H' (kV) 105,188 5.1.2 Khi phụ tải (điện áp đầu nguồn U0 = 115kV) Tính ngược: P2 + Q2 402 + 18,62 ∆S& Cu = ( RB + jX B ) = (0,793 + j 20,167) = U đm 1102 UH (kV) 9,604 0,128+3,256j [MVA] S& B' = S& + ∆S& Cu = (40 + 0,128) + j (18,8 + 3, 256) = 40,128 + j 22,056 ( MVA) S& qđ = S& B' + ∆S0 = (40,128 + 0,059) + j (22,056 + 0, 41) = 30,388 + j 22, 466 ( MVA) QC'' B = j U đm = j.121,13.110 = j1, 47 ( MVA) 2 Q '' S& '' = S& qđ − j C = 40,338 + j (22, 466 − j1, 47) = 40,338 + j 20,996 ( MVA) ''2 P + Q ''2 40,3382 + 20,9962 ∆S& = ( R + jX ) = ( 11,05 + j34) = 1,945 + j5,983 ( MVA) U đm 1102 S& ' = S& '' + ∆S& = (40,388 + 1,945) + j (20,996 + 5,983) = 42,333 + j 26,979 ( MVA) j QC' B = j U N2 = j121,13.1152 = j1, 602( MVA) 2 Q' S& N = S& ' − j C = 42,333 + j (26,979 − 1,602) = 42,333 + j 25,377( MVA) j Ta có bảng tổng kết: ∆S& Cu (MVA) Phụ 0,128+ tải 3,256j S& B' (MVA) 40,128+ 22,056j SV: Trần Thị Thảo Hiền ∆S& S& qđ (MVA) (MVA) 0,260+ 40,388+ 0,41j 22,466j S& '' ∆S& S& ' S& N (MVA) (MVA) (MVA) (MVA) 40,388+ 1,945+ 42,333+ 42,333+ 20,996j 5,983j 26,979j 25,377j 44 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa Tính xuôi: ∆U = P ' R + Q ' X 42,333.11,05 + 26,979.34 = = 12,044( kV ) UN 115 U C = U N − ∆U = 115 − 12,044 = 102,956 ( kV ) PB' RB + QB' X B 42,333.0,793 + 26,979.20,167 ∆U B = = = 5,611 ( kV ) UC 102,956 U H' = U c − ∆U B = 102,956 − 5,611 = 97,345 ( kV ) U H' 97,345 UH = = = 8,888 ( kV ) 115 k 10,5 Ta có bảng tổng kết: ΔU (kV) Phụ 12,044 tải ΔU% (kV) Uc (kV) ΔUB (kV) 10,949 102,956 5,611 U H' (kV) 97,345 UH (kV) 8,888 5.2 Chọn đầu phân áp 5.2.1.Tính nấc phân áp máy biến áp Ta có máy biến áp phụ tải TPD 63000 có đầu phân áp cố định với phạm vi điều chỉnh là: ± Upatc= 115 6.2%.115 Yêu cầu điều chỉnh chất lượng điện áp bao gồm : Chế độ phụ tải cực đại: dU1% ≥+2,5% Chế độ phụ tải cực tiểu : dU2% ≤ +7,5% Quy ước: Kí hiệu “1” dùng cho chế độ phụ tải max Kí hiệu “2” dùng cho chế độ phụ tải Phương pháp chọn sau: - Điện áp yêu cầu hạ áp trạm xác định theo công thức Uyc = UHđm + dU%.UHđm Trong UHđm điện áp định mức mạng điện hạ áp SV: Trần Thị Thảo Hiền 45 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa Uyc1 = UHđm + du1% UHđm = 10,5 +2,5 %.10,5 = 10,763(kV) Uyc2 = UHđm + du2% UHđm = 10,5 +7,5 %.10,5 = 11,288(kV) U pa UC UH U kt Tỉ số biến đổi điện áp MBA k = = Với Upa giá trị điện áp tương ứng với đầu phân áp chọn Ukt giá trị điện áp không tải phía hạ áp Ukt =1,1.UHđm =1,1.10,5= 11,55 (kV) - giá trị điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp - U pa U kt ∆ U’H = k UH =(UC - UB) Ở hai chế độ phụ tải phụ tải max dùng chung đầu phân áp tiêu chuẩn : Upatb = (U1pa+U2 pa) (chọn đầu phân áp tiêu chuẩn gần với giá tri Upatc) Điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn : Tính lại giá trị điện áp thực hạ áp MBA UH1 =(UC1 - UH2 =(UC2 - ∆ ∆ U kt U patc1 UB1) U kt U patc2 UB2) Kiểm tra điều kiện : dU1%= U H − U dm U Hdm U − U dm U Hdm 100% ≥ 2,5% ≤ dU2%= 100% 7,5% Bảng số liệu đầu phân áp tiêu chuẩn MBA yêu cầu đcđa thường Nấc -6 -5 -4 -3 -2 SV: Trần Thị Thảo Hiền Điện áp(kV) 101,2 103,5 105,8 108,1 110,4 46 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa -1 112,7 115 117,3 119,6 121,9 124,2 126,5 128,8 5.2.2 Chọn đầu phân áp Điện áp hạ áp quy đổi phía cao áp ' U = 109,553 kV ' U = 102,956 kV Đây hộ loại I, yêu cầu điều chỉnh điện áp thường nên ta có giá trị điện áp yêu cầu TBA : Uyc1 = UHđm + du1% UHđm = 10,5 +2,5 %.10,5 = 10,763(kV) Uyc2 = UHđm + du2% UHđm = 10,5 +7,5 %.10,5 = 11,288(kV) Tính đầu điều chỉnh MBA phụ tải cực đại cực tiểu: Với Ukt = 11,55(kV) U kt 11,55 ' U yc 10,763 Upa1 = U = 109,553 = 117,564 (kV) U kt 11,55 ' U yc 11, 288 Upa2 = U = 102,956 = 105,346 (kV) Ở hai chế độ phụ tải max phụ tải dùng chung đầu phân áp tiêu chuẩn : Upatb = (U1pa+U2 pa) = (117,564 +105,346) =111,455 (kV) Dựa vào bảng ta chọn Upatc =110,4kV ứng với n= -2 Tính lại giá trị điện áp thực hạ áp MBA : UH1 =(UC1 - UH2 =(UC2 Kiểm tra điều kiện : SV: Trần Thị Thảo Hiền ∆ ∆ U kt U patc1 UB1) = 109,553 U kt U patc2 UB2) =102,956 47 11,55 115 11,55 115 = 11,003 (kV) =10,34 (kV) Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa 11, 003 − 10,5 10, dU1%= 100 = 4,79% ≥ 10,34 − 10,5 10,5 dU2%= 100 = 1,524% ≤ 2,5% 7,5% (thỏa mãn điều kiện) CHƯƠNG VI TỔNG KẾT CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT 1, Tổng công suất cực đại = 30 + 40 + 30 + 35 + 25 + 40 =200 (MW) 2, Tổng chiều dài đường dây =28,5+60+37+73+51+85= 334,5 (km) 3, Tổng công suất MBA hạ áp = 2.32 + 2.40 + 2.32 + 40 + 2.32 +63 = 375 (MVA) 4, Tổng vốn đầu tư đường dây = 155308,2 106 đ 5, Tổng vốn đầu tư trạm biến áp :Giá máy biến áp loại 32 MVA 22.109 đ; loại 40MVA là 25.109 đ; loại 63MVA là 35.109 đ Nếu trạm có hai máy giá tăng lên 1,8 lần Vậy tổng vốn đầu tư trạm biến áp mạng điện là: VB = 1,8.22 + 1,8.25 + 1,8.22 + 25 + 1,8.22 + 35 = 223,8.109 đồng 6, Tổng vốn đầu tư mạng = tổng vốn đường dây+ tổng vốn trạm biến áp VΣ = (155,308+ 223,8) 109 = 379,108.109 đồng 7, Tổng điện phụ tải tiêu thụ SV: Trần Thị Thảo Hiền 48 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa AΣ =∑P.Tmax = 200.5000=1.106 (MWh) 8, Tổn thất điện áp lớn lúc tải bình thường : ΔUbt% = 8,949% 9, Tổn thất điện áp lớn lúc tải cố: ΔUsc% = 10,558% 10, Tổng tổn thất lưới : ∆P∑ dây = ∑ ∆P nh = 0,523 + 1,604 + 0,679 + 1,662 + 0,896 + 1,945 = 7,309( MW ) 11,Tổng tổn thất công suất MBA ∆P0 = 2.0,035 + 2.0,042+ 2.0,035+ 0,042 + 2.0,035 + 0,059 = 0,395 (MW) ∆Pcu = 0,088 + 0,121 + 0,088 + 0,16 + 0,061+ 0,128 = 0,646 (MW) ∑∆PB = ∑(∆P0+∆Pcu) = 0,395 + 0,646 =1,041 (MW) 12,Tổng tổn thất công suất toàn lưới ΔPlướiΣ = ΔPdΣ + ∆PBΣ = 7,039 + 1,041 = 8,08 (MW) 13, Tổn thất điện đường dây : ∆AdΣ = ΔPdΣ.τ = 7,309.3411 = 24930,999 (MWh) 14, Tổn thất điện MBA: ∆AB = ∆P0.8760 + ∆Pcu.τ = 0,395.8760 + 0,646.3411 = 5663,706 (MWh) 15,Tổng tổn thất điện toàn mạng ∆AlướiΣ = ∆AdΣ+ ∆ABΣ= 24930,999 +5663,706 =30594,705 (MWh) 16, Tổn thất chi phí hàng năm: ZvhΣ = atc.VΣ + c.∆AlướiΣ = 0,125 379,108.109 + 700 30594,705 103= 68,805.109 đ 17, Giá thành truyền tải điện Z ΣΣ 68,805.109 = A 1.109 = 68,805 (đ/kWh) 18,Giá thành xây dựng 1MW phụ tải cực đại VΣ ΣPpt = 379,108.109 200 SV: Trần Thị Thảo Hiền =1,89.109 (đ/MW) 49 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa BẢNG TỔNG HỢP STT Chỉ tiêu Tổng công suất cực đại Tổng chiều dài đường dây Tổng công suất MBA hạ áp Tổng vốn đầu tư đường dây Tổng vốn đầu tư trạm biến áp Tổng vốn đầu tư mạng Tổng điện phụ tải tiêu thụ SV: Trần Thị Thảo Hiền Số liệu Đơn vị 200 MW 334,5 Km 375 MVA 155308,2 106 đ 223,8 109 đ 379,108 109 106 50 MWh Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa Tổn thất điện áp lớn lúc tải bình thường 8,949 % Tổn thất điện áp lớn lúc tải cố 10,558 % 7,039 MW 1,041 MW 8,08 MW 24930,999 MWh 5663,706 MWh 30594,705 MWh 16 Tổn thất chi phí hàng năm 68,805 109 đ 17 Giá thành truyền tải điện 68,805 đ/kWh Giá thành xây dựng 1MW phụ tải cực đại 1,89 109 đ/MW 10 Tổng tổn thất luới Tổng tổn thất công suất MBA Tổng tổn thất công suất 12 toàn lưới Tổn thất điện đường 13 dây Tổn thất điện máy 14 biến áp 11 15 18 Tổng tổn thất điện toàn mạng TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Văn Hòa Phân tích chế độ xác lập hệ thống điện Nhà xuất bản Bách khoa- Hà Nội,2010 Nguyễn Văn Đạm Mạng lưới điện Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật Hà Nội , 2001 Nguyễn Văn Đạm Mạng lưới điện.( Tính chế độ xác lập mạng điện hệ thống phức tạp) Nhà xuất Khoa Học va Kỹ thuật Hà Nội, 2000 Nguyễn Văn Đạm Thiết kế mạng hệ thống điện Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật Hà Nội, 2008 SV: Trần Thị Thảo Hiền 51 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện SV: Trần Thị Thảo Hiền GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa 52 Lớp Đ3-H1 [...].. .Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa  Phương án 3:  Phương án 4: SV: Trần Thị Thảo Hiền 11 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa  Phương án 5: 1.3.2 Phân tích và giữ lại một số phương án để tính tiếp • Sơ đồ hình tia: SV: Trần Thị Thảo Hiền 12 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm... c0 = 700 (đ/kWh) 2.3.2 So sánh kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu Tiến hành tính toán cho từng phương án: A Phương án 1 A.2.1.Tính toán phân bố công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp A.2.1.1.Tính toán phân bố công suất sơ bộ Tiến hành phân bố công suất cho các nhánh điện như sau : SV: Trần Thị Thảo Hiền 16 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn... thất điện áp trên đường dây Với loại dây AC - 95 ta có: r0 =0,33Ω/km, x0 =0,429Ω Điện trở và điện kháng đường dây: SV: Trần Thị Thảo Hiền 19 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện R= GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa 1 0,33.37 = 6,105 2 [Ω]; 1 X = 0, 429.37 = 7,937 2 [Ω]; -Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường: 30.6,105 + 18, 6.7,937 100 = 2, 734 1102 ΔUbt% = -Tổn thất điện. .. Tổn thất điện áp trên đường dây Với loại dây AC - 185 ta có: r0 =0,17Ω/km, x0 =0,409Ω Điện trở và điện kháng đường dây: 0,17.73 = 12, 41 R= [Ω]; X = 0, 409.73 = 29,857 [Ω]; -Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường: SV: Trần Thị Thảo Hiền 20 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa 35.12, 41 + 15,3.29,857 100 = 7,365 1102 ΔUbt% = -Tổn thất điện áp... thất điện áp trên đường dây Với loại dây AC - 185 ta có: r0 = 0,17Ω/km, x0 =0,409Ω Điện trở và điện kháng đường dây: 1 0,17.37 = 3,145 2 R= [Ω]; 1 X = 0, 409.37 = 7,567 2 [Ω]; -Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường: 65.3,145 + 33,9.7,567 100 = 3,809 1102 ΔUbt N_3% = % -Tổn thất điện áp ở chế độ sự cố: SV: Trần Thị Thảo Hiền 29 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện. .. 0,88.I cp → 74,25 ≤ 0,88.265 = 233,2 (thỏa mãn)  Tổn thất điện áp trên đường dây Với loại dây AC-70 ta có: r0 =0,46Ω/km, x0 =0,44Ω Điện trở và điện kháng đường dây: SV: Trần Thị Thảo Hiền 27 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa 0, 46.40 = 18, 4 R= [Ω]; X = 0, 44.40 = 17,6 [Ω]; -Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường: 12,023.18, 4 + 7, 454.17,6... mãn)  Tổn thất điện áp trên đường dây Với loại dây AC-150 ta có: r0 =0,21Ω/km, x0 =0,416Ω Điện trở và điện kháng đường dây: 0, 21.60 = 12,6 R= [Ω]; X = 0, 416.60 = 24,96 [Ω]; -Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường: 27,997.12,6 + 17,346.24,96 100 = 6, 494 1102 ΔUbt N_2% = %  Tổn thất công suất SV: Trần Thị Thảo Hiền 28 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện ∆PN _ 2 = GVHD:... Trần Thị Thảo Hiền 18 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa I cbmax ≤ 0,88.0,92.I cp → 247,02 ≤ 0,88.0,92.380 = 307,648 (thỏa mãn)  Tổn thất điện áp trên đường dây Với loại dây AC - 120 ta có: r0 =0,27Ω/km, x0 =0,423Ω Điện trở và điện kháng đường dây: R= 1 0, 27.60 = 8,1 2 [Ω]; 1 X = 0, 423.60 = 12, 69 2 [Ω]; -Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường:... ΔP∑.(0,124+10-4Tmax)2.8760 = 6,715.(0,124+10-4.5000)2.8760 =22,91.106 [kWh] A.2.3.Tính toán kinh tế-kỹ thuật, chọn phương án tối ưu A.2.3.1 Hàm chi phí tính toán Ta có bảng tính toán số vốn đầu tư cơ bản của phương án 1 là: ΔA∑ = ΔP∑ SV: Trần Thị Thảo Hiền 24 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa Fch (mm2) V0ij.106 (đ) V.106 (đ) Đường dây Số lộ li (km) N_1 2 28,5... Thị Thảo Hiền 26 Lớp Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Lưới Điện GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Hòa → Chọn dây AC - 120, có Icp = 380 A I max cb = 2.Imax = 2.125,33 = 250,66[A]  Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức I cbmax ≤ 0,88.0,92.I cp → 250,66 ≤ 0,88.0,92.380 = 307,648 (thỏa mãn) Với loại dây AC-120 ta có: r0 =0,27Ω/km, x0 =0,423Ω Điện trở và điện kháng đường dây: 1 0, 27.28,5