TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ LƢỚI ĐIỆN VÀ TÍNH TỐN TRÀO LƢU CƠNG SUẤT VÀ LỰA CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP BẰNG CHƢƠNG TRÌNH PSS/E Giảng viên hướng dẫn : TS NGUYỄN ĐĂNG TOẢN Sinh viên thực : NGUYỄN ĐỖ TRƢỞNG Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN Chuyên ngành : HỆ THỐNG ĐIỆN Lớp : Đ5H3 Khoá : 2010 - 2015 Hà Nội, tháng năm 2015 Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E LỜI MỞ ĐẦU Ngày điện trở thành dạng lượng thay lĩnh vực đời sống sản xuất Việc truyền tải điện ba khâu trình sản xuất, tiêu thụ phân phối điện Một Hệ thống điện có vận hành ổn định hay khơng phụ thuộc nhiều vào hệ thống đường dây truyền tải Tổn thất điện áp cao hay thấp phụ thuộc hồn tồn vào thơng số đường dây tải điện Đồng thời mức độ tin cậy cung cấp điện định cấu hình hệ thống truyền tải điện Do việc thiết kế, xây dựng vận hành Hệ thống điện luôn phải đề cao Trên sở đó, đồ án tốt nghiệp tiến hành phân tích, tính tốn thiết kết hệ thống điện cấp khu vực đồng thời chun đề tính tốn chế độ lưới điện việc sử dụng chương trình PSS/E nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến ổn định độ nhà máy điện hệ thống điện Mặc dù, đồ án có số chi tiết đơn giản hoá sở quan trọng cho việc thiết kế Hệ thống điện lớn Bản đồ án tốt nghiệp gồm hai phần lớn cụ thể sau: Phần I: Thiết kế lưới điện khu vực Phần II: Tính tốn trào lưu cơng suất lựa chọn đầu phân áp chương trình PSS/E GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E NHẬN XÉT (Của giảng viên hƣớng dẫn) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG CHƢƠNG : TÍNH TỐN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ ĐƢA RA PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1.1 Nguồn điện 1.1.2 Hệ thống điện 1.1.3 Nhà máy nhiệt điện .1 1.1.4 Phụ tải điện 1.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1.2.1 Cân công suất tác dụng 1.2.2 Cân công suất phản kháng 1.3 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN .5 1.3.1 Chế độ phụ tải cực đại 1.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 1.3.3 Chế độ cố 1.4 ĐỀ XUẤT CÁC PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY 1.4.1 Nhóm I (1,3,4, NMĐ) 1.4.2 Nhóm II (5,6, NMĐ) 10 1.4.3 Nhóm III ( 2,8,HTĐ) 10 1.4.4 Nhóm IV (NMĐ-HT-7) 10 1.5 TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT 11 1.5.1 Tính tốn cho đường dây nhóm I (1,3,4,NMĐ) 11 1.5.2 Tính tốn cho đường dây nhóm II( 5,6,NMĐ) 12 1.5.3 Tính tốn cho đường dây nhóm III (2,HTĐ) 14 1.5.4 Tính tốn cho đường dây nhóm IV ( NMĐ,HTĐ,7) 15 1.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG 17 CHƢƠNG : TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 18 GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E 2.1 LỰA CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP 18 2.1.1 Tính tốn cho đường dây nhóm (1,3,4,NMĐ) 18 2.1.2 Tính tốn cho đường dây nhóm khác 20 2.2 CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN 20 2.3 TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP 22 2.4 ÁP DỤNG CHO CÁC PHƢƠNG ÁN 22 2.4.1 Nhóm I (1,3,4, NMĐ) 22 2.4.2 Nhóm II (5,6,NMĐ) 27 2.4.3 Nhóm III (2,8,HTĐ) 33 2.4.4 Nhóm IV (NMĐ,HTĐ,7) 36 2.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG 37 CHƢƠNG : TÍNH TỐN KINH TẾ VÀ CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU 39 3.1 PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN CHỈ TIÊU KINH TẾ 39 3.1.1 Tính tốn tổn thất công suất 39 3.1.2 Tính tốn tổn thất điện .39 3.1.3 Chi phí tính toán hàng năm 39 3.2 TÍNH TỐN CHO NHĨM I (1,3,4,NMĐ) 40 3.2.1 Phương án 40 3.2.2 Phương án 41 3.3 TÍNH TỐN CHO NHÓM II (5,6,NMĐ) 42 3.3.1 Phương án 42 3.3.2 Phương án 43 3.3.3 Phương án 44 3.4 TÍNH TỐN CHO NHĨM iii (2,8,HTĐ) 44 3.4.1 Phương án 44 3.4.2 Phương án 45 3.5 TÍNH TỐN CHO NHĨM IV (NMĐ,HTĐ,7) 46 3.6 TỔNG HỢP KẾT QUẢ .47 3.7 KẾT LUẬN CHƢƠNG 48 CHƢƠNG : LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ TRẠM CHO PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU 49 GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E 4.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP 49 4.1.1 Chọn số lượng, công suất máy biến áp trạm tăng áp nhà máy điện 49 4.1.2 Chọn số lượng, công suất máy biến áp trạm hạ áp .49 4.2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN 51 4.2.1 Trạm biến áp tăng áp 51 4.2.2 Trạm biến áp hạ áp .52 4.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG 54 CHƢƠNG : TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/E 55 5.1 PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN PSS/E 55 5.1.1 Giới thiệu chung 55 5.1.2 Giới thiệu chương trình PSS/E 55 5.2 TÍNH TỐN TRONG HỆ ĐƠN VỊ TƢƠNG ĐỐI .58 5.2.1 Điện áp nút mạng điện 58 5.2.2 Trở kháng đường dây 58 5.2.3 Máy biến áp hai cuộn dây 59 5.2.4 Máy phát điện .60 5.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG 60 CHƢƠNG : MÔ PHỎNG MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ KHI NHÀ MÁY LÀ NÚT PV 61 6.1 CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC ĐẠI 61 6.1.1 Nhập liệu đầu vào 61 6.1.2 Tính tốn trào lưu cơng suất .63 6.2 CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC TIỂU 66 6.2.1 Nhập liệu đầu vào 66 6.2.2 Tính tốn trào lưu công suất .68 6.3 CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI SAU SỰ CỐ 71 6.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 72 CHƢƠNG : ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 73 7.1 CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC ĐẠI 75 GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E 7.1.1 Nhập liệu đầu vào 75 7.1.2 Tính tốn chọn đầu phân áp 77 7.1.3 Tính tốn trào lưu cơng suất .81 7.2 CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC TIỂU 81 7.2.1 Nhập liệu đầu vào 81 7.3 CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI SAU SỰ CỐ 84 7.3.1 Sự cố đứt dây liên lạc TGNM-3 85 7.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 86 CHƢƠNG : TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 87 8.1 VỐN ĐẦU TƢ XÂY DỰNG MẠNG ĐIỆN .87 8.2 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN 88 8.3 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN .88 8.4 TÍNH CHI PHÍ GIÁ THÀNH 89 8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 89 8.4.2 Chi phí tính toán hàng năm 89 8.4.3 Giá thành truyền tải 89 8.4.4 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại 89 8.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG 90 KẾT LUẬN CHUNG 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình vẽ 4-1: Sơ đồ trạm biến áp nhiệt điện .51 Hình vẽ 4-2: Sơ đồ cầu trongvà sơ đồ cầu ngồi 53 Hình vẽ 5-1: Sơ đồ khối chương trình PSS/E 57 Hình vẽ 6-1: thơng số bus chế độ cực đại 61 Hình vẽ 6-2: Thơng số nhà máy điện 61 Hình vẽ 6-3: Thơng số máy phát điện .62 Hình vẽ 6-4: Thơng số phụ tải 62 Hình vẽ 6-5: Thông số đường dây 62 Hình vẽ 6-6: Thơng số máy biến áp cuộn dây .63 Hình vẽ 6-7: Thơng số nút sau tính tốn chế độ cực đại 63 Hình vẽ 6-8: Thơng số cơng suất phát nhà máy hệ thống .63 Hình vẽ 6-9: Trào lưu cơng suất chế độ phụ tải cực đại 64 Hình vẽ 6-10: Thơng số bus chế độ phụ tải cực tiểu .66 Hình vẽ 6-11: Thơng số nhà máy điện 66 Hình vẽ 6-12: Thông số máy phát điện .66 Hình vẽ 6-13: Thơng số tải 67 Hình vẽ 6-14: Thơng số đường dây 67 Hình vẽ 6-15: Thơng số máy biến áp cuộn dây .67 Hình vẽ 6-16: Thơng số nút sau tính tốn chế độ phụ tải cực tiểu 68 Hình vẽ 6-17: Thông số công suất phát nhà máy hệ thống 68 Hình vẽ 6-18: Trào lưu công suất chế độ phụ tải cực tiểu 69 Hình vẽ 6-19: Thơng số NMĐ-3 sau cố .71 Hình vẽ 6-20: Điện áp phía cao trạm hạ áp sau cố 71 Hình vẽ 6-21: Điện áp phía hạ trạm hạ áp sau cố .71 Hình vẽ 7-1 Thơng số bus chế độ cực đại .75 Hình vẽ 7-2: Thơng số nhà máy điện 75 Hình vẽ 7-3: hông số máy phát điện 76 Hình vẽ 7-4: Thông số phụ tải 76 Hình vẽ 7-5: Thơng số đường dây 76 Hình vẽ 7-6: Thơng số máy biến áp hai cuộn dây_1 .77 Hình vẽ 7-7: Thông số máy biến áp hai cuộn dây _2 77 Hình vẽ 7-8: Cửa sổ Power Flow/Solution/Slove .78 Hình vẽ 7-9: Bảng tính tốn trào lưu cơng suất chọn đầu phân áp 78 Hình vẽ 7-10: Điện áp nút sau chọn đầu phân áp chế độ phụ tải cực đại 79 GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E Hình vẽ 7-11: Điện áp đầu điều chỉnh điện áp máy biến áp chế độ phụ tải cực đại 79 Hình vẽ 7-12 Thơng số máy biến áp cuộn dây - 81 Hình vẽ 7-13: Thơng số máy biến áp cuộn dây - 81 Hình vẽ 7-14: Điện áp nút sau tính tốn chọn đầu phân áp chế độ cực tiểu 82 Hình vẽ 7-15: Điện áp đầu điều chỉnh điện áp máy biến áp chế độ cực tiểu 82 Hình vẽ 7-16: Thơng số máy biến áp hai cuộn dây chế độ cố_1 84 Hình vẽ 7-17: Thơng số máy biến áp hai cuộn dây chế độ cố _2 .84 Hình vẽ 7-18: Sự cố đứt dây liên lạc TGNM-3 85 Hình vẽ 7-19: Điện áp phụ tải đầu phân áp phut tải cố 85 GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E Hình vẽ 7-8: Cửa sổ Power Flow/Solution/Slove Hình vẽ 7-9: Bảng tính tốn trào lƣu công suất chọn đầu phân áp GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 78 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E Hình vẽ 7-10: Điện áp nút sau chọn đầu phân áp chế độ phụ tải cực đại Hình vẽ 7-11: Điện áp đầu điều chỉnh điện áp máy biến áp chế độ phụ tải cực đại Từ kết tính tốn hình 7-9 7-10, ta có điện áp nút phụ tải kết chọn đầu phân áp sau : Bảng 7-3: Điện áp phụ tải đầu phân áp máy biến áp Phụ tải Điện áp (pu) 1,064 1,0597 1,0451 1,058 1,0389 1,0515 1,0684 1,0355 Điện áp (kV) 23,408 23,3134 22,9922 23,276 22,8558 23,133 23,5048 22,781 Điện áp đầu điều chỉnh (kV) 102,718 102,718 100,671 102,718 110,906 110,906 104,765 96,577 Nấc phân áp -6 -6 -7 -6 -2 -2 -5 -9 Độ lệch điện áp % 6,4 5,97 4,51 5,8 3,89 5,15 6,84 3,55 Yêu cầu KT KT T KT T KT KT KT Vậy đầu điều chỉnh điện áp chọn thỏa mãn yêu cầu phụ tải GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 79 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E Đường dây Bảng 7-4: Trào lƣu công suất chế độ cực đại sau chọn đầu phân áp Nút Điện áp nút Nút đến Điện áp nút đến Id P (MW) Q (MVAr) TGNM TGNM TGNM TGNM TGNM TGNM TGNM TGNM TGNM TGNM HT HT HT HT HT TBAPT4 TBAPT4 115,13 115,13 115,13 115,13 115,13 115,13 115,13 115,13 115,13 115,13 121 121 121 121 121 108,3 108,3 HT HT TBAPT3 TBAPT3 TBAPT4 TBAPT4 TBAPT5 TBAPT5 TBAPT6 TBAPT6 TBAPT7 TBAPT7 TBAPT2 TBAPT2 TBAPT8 TBAPT1 TBAPT1 121 121 110,55 110,55 108,3 108,3 108,44 108,44 109,52 109,52 118,3 118,3 117,31 117,31 115,1 105,6 105,6 2 2 2 1 24,2 24,2 20,6 20,6 39,3 39,3 19,3 19,3 18,2 18,2 16,3 16,3 17,9 17,9 31,1 20,4 20,4 -25,5 -25,5 10,5 10,5 22 22 9 8,3 8,3 7,9 7,9 8,3 8,3 17,9 11,1 11,1 MF1 MF2 MF3 MF4 TBAPT3 TBAPT3 TBAPT4 TBAPT4 TBAPT5 TBAPT5 TBAPT6 TBAPT6 TBAPT7 TBAPT7 TBAPT2 TBAPT2 TBAPT8 TBAPT1 TBAPT1 11,025 11,025 11,025 11,025 110,55 110,55 108,3 108,3 108,44 108,44 109,52 109,52 118,3 118,3 117,31 117,31 115,1 105,6 105,6 TGNM TGNM TGNM TGNM PT3 PT3 PT4 PT4 PT5 PT5 PT6 PT6 PT7 PT7 PT2 PT2 PT8 PT1 PT1 115,13 115,13 115,13 115,13 23,408 23,408 23,313 23,313 22,993 22,993 23,277 23,277 22,875 22,875 23,132 23,132 23,506 22,782 22,782 1 1 2 2 2 1 60,9 60,9 60,9 60,9 19,4 19,4 16,7 16,7 18,6 18,6 16,9 16,9 16 16 16,9 16,9 29,2 20,4 20,4 13,1 13,1 13,1 13,1 3,9 3,9 3,2 3,2 10,4 10,4 2,6 2,6 9 2,3 2,3 10,3 15,3 15,3 Máy biến áp cuộn dây Tổng Tổng GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 80 ∆P ∆Q (MW) (MVAr) 1,15 1,15 0,58 0,58 1,32 1,32 0,79 0,79 0,62 0,62 0,28 0,28 0,39 0,39 0,95 0,36 0,36 11,93 0,14 0,14 0,14 0,14 0,05 0,05 0,02 0,02 0,05 0,05 0,04 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 0,11 0,08 0,08 1,29 3,43 3,43 0,9 0,9 3,19 3,19 1,24 1,24 0,98 0,98 0,36 0,36 0,6 0,6 1,88 0,56 0,56 24,4 0,32 0,32 0,32 0,32 1,1 1,1 0,48 0,48 1,27 1,27 0,84 0,84 0,96 0,96 0,74 0,74 2,6 1,77 1,77 18,2 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E 7.1.3 Tính tốn trào lƣu công suất Vào mục Power Flow, chọn Reports/Bus based reports chọn Allbuses, ấn vào Go để xem trào lưu công suất mạng điện 7.2 CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC TIỂU 7.2.1 Nhập liệu đầu vào Nhập thông số mạng điện nút, nhà máy, máy phát, phụ tải, đường dây hình 6-10,6-11,6-12,6-13,6-14.Thơng số máy biến áp cuộn dây nhập -như hình 7-12 7-13 Hình vẽ 7-12 Thơng số máy biến áp cuộn dây - Hình vẽ 7-13: Thơng số máy biến áp cuộn dây - GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 81 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E Hình vẽ 7-14: Điện áp nút sau tính tốn chọn đầu phân áp chế độ cực tiểu Hình vẽ 7-15: Điện áp đầu điều chỉnh điện áp máy biến áp chế độ cực tiểu Từ kết tính tốn hình 7-14 7-15, ta có điện áp nút phụ tải kết chọn đầu phân áp tổng hợp bảng 7-5 Bảng 7-5: Điện áp phụ tải đầu phân áp máy biến áp chế độ cực tiểu Phụ tải Điện áp (pu) Điện áp(kV) 1,0282 0,9856 1,0367 1,0034 0,9827 0,9959 1,0201 1,0136 22,62 21,68 22,81 22,07 21,62 21,91 22,44 22,30 Điện áp đầu điều chỉnh (kV) 100,671 104,765 98,624 102,718 112,953 110,906 104,765 98,624 Nấc phân áp -7 -5 -8 -6 -1 -2 -5 -8 Độ lệch điện áp % 2,82 -1,44 3,67 0,34 -1,73 -0,41 2,01 1,36 Yêu cầu KT KT T KT T KT KT KT Vậy đầu điều chỉnh điện áp chọn thỏa mãn yêu cầu phụ tải GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 82 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E Đƣờng dây Bảng 7-6: Trào lƣu công suất chế độ cực tiểu sau chọn đầu phân áp Nút Điệnáp nút Nút đến Điện áp nút đến Id P Q ∆P ∆Q (MW) (MVAr) (MW) (MVAr) TGNM 109,66 HT 115,5 18,8 -23 0,89 2,67 TGNM 109,66 HT 115,5 18,8 -23 0,89 2,67 TGNM TGNM 109,66 109,66 TBAPT3 TBAPT3 106,15 106,15 15,4 15,4 7,3 7,3 0,35 0,35 0,54 0,54 TGNM 109,66 TBAPT4 104,58 29,1 14,8 0,77 1,86 TGNM 109,66 TBAPT4 104,58 29,1 14,8 0,77 1,86 TGNM 109,66 TBAPT5 104,61 14,4 5,9 0,47 0,73 TGNM 109,66 TBAPT5 104,61 14,4 5,9 0,47 0,73 TGNM 109,66 TBAPT6 105,43 13,5 5,4 0,37 0,58 TGNM 109,66 TBAPT6 105,43 13,5 5,4 0,37 0,58 HT 115,5 TBAPT7 113,43 12,2 5,5 0,17 0,22 HT 115,5 TBAPT7 113,43 12,2 5,5 0,17 0,22 HT 115,5 TBAPT2 112,69 13,4 5,6 0,23 0,36 HT 115,5 TBAPT2 112,69 13,4 5,6 0,23 0,36 HT TBAPT4 115,5 104,58 TBAPT8 TBAPT1 111,06 102,54 1 23,1 15,2 12,2 7,7 0,56 0,21 1,11 0,33 TBAPT4 104,58 TBAPT1 102,54 15,2 7,7 0,21 0,33 7,48 15,69 Máy biến áp cuộn dây Tổng MF2 MF3 10,5 10,5 TGNM TGNM 109,66 109,66 1 60,9 60,9 7,9 7,9 0,15 0,15 0,35 0,35 MF4 10,5 TGNM 109,66 60,9 7,9 0,15 0,35 TBAPT3 106,15 PT3 22,621 15 8,3 0,04 0,86 TBAPT3 106,15 PT3 22,621 15 8,3 0,04 0,86 TBAPT4 104,58 PT4 21,684 13,1 6,9 0,02 0,39 TBAPT4 104,58 PT4 21,684 13,1 6,9 0,02 0,39 TBAPT5 104,61 PT5 22,808 13,9 7,6 0,03 0,73 TBAPT5 TBAPT6 104,61 105,43 PT5 PT6 22,808 22,075 13,9 13,1 7,6 7,1 0,03 0,03 0,73 0,69 TBAPT6 105,43 PT6 22,075 13,1 7,1 0,03 0,69 TBAPT7 113,43 PT7 21,62 12 6,5 0,03 0,6 TBAPT7 113,43 PT7 21,62 12 6,5 0,03 0,6 TBAPT2 112,69 PT2 21,91 13,1 7,1 0,03 0,61 TBAPT2 112,69 PT2 21,91 13,1 7,1 0,03 0,61 TBAPT8 111,06 PT8 22,442 22 12,9 0,08 1,96 TBAPT1 TBAPT1 102,54 102,54 PT1 PT1 22,299 22,299 15 15 8,2 8,2 0,04 0,04 0,88 0,88 0,97 12,53 Tổng GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 83 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E 7.3 CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI SAU SỰ CỐ Khi xét cố không xét cố xếp chồng mà xét trường hợp ngừng mạch đường dây đường dây nối từ nhà máy điện hệ thống đến phụ tải phụ tải cực đại Khi nhà máy làm việc với bốn tổ máy, máy phát 85% công suất định mức Ở chế độ đường dây bị cố cần bỏ dấu () cột Inservice đường dây phần Brach Thông số phần tử mạng điện nút, nhà máy, máy phát, phụ tải hình 7-1,7-2,7-3,7-4,7-5 Hình vẽ 7-16: Thơng số máy biến áp hai cuộn dây chế độ cố_1 Hình vẽ 7-17: Thơng số máy biến áp hai cuộn dây chế độ cố _2 GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 84 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E 7.3.1 Sự cố đứt dây liên lạc TGNM-3 Điện áp phụ tải đầu phân áp máy biến áp ngừng mạch đường dây liên lạc TGNM-3 Hình vẽ 7-18: Sự cố đứt dây liên lạc TGNM-3 Kết điện áp phụ tải đầu phân áp máy biến áp đứt dây liên lạc TGNM -3 Hình vẽ 7-19: Điện áp phụ tải đầu phân áp phut tải cố Tính tốn tương tự cho đường dây liên lạc lại ta có bảng tổng hợp điện áp phụ tải đầu phân áp máy biến áp đường dây liên lạc bị cố GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 85 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E Bảng 7-7: Điện áp phụ tải đầu phân áp máy biến áp cố Phụ tải Điện áp (pu) Điện áp (kV) 1,0163 22,35 Điện áp đầu điều chỉnh (kV) 102,718 1,0082 22,18 1,0128 Nấc Độ lệch Yêu cầu phân áp điện áp % -6 1,63 KT 100,671 -7 0,82 KT 22,28 104,765 -5 1,28 T 1,0087 22,19 98,624 -8 0,87 KT 1,0115 22,25 110,906 -2 1,15 T 1,0115 22,25 108,859 -3 1,15 KT 1,0004 22,01 108,859 -3 0,04 KT 1,0011 22,02 98,624 -8 0,11 KT Vậy đầu điều chỉnh điện áp chọn thỏa mãn yêu cầu phụ tải 7.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG Trong chương tác giả tính tốn chọn đầu phân áp cho máy biến áp trạm hạ áp chế độ phụ tải cực đại, phụ tải cực tiểu chế độ cố Đồng thời, tác giả tiến hành tính tốn trào lưu cơng suất mạng điện chế độ vận hành đưa tổn thất máy biến áp đường dây mạng điện GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 86 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E CHƢƠNG : TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 8.1 VỐN ĐẦU TƢ XÂY DỰNG MẠNG ĐIỆN Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện xác định theo công thức: K  Kd  K t đó:  Kd : Vốn đầu tư xây dựng đường dây  Kt : Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp Giá thành trạm máy biến áp 1,8 lần giá thành trạm có máy biến áp Thơng số kết tính toán giá thành mạng điện thể bảng sau : Bảng 8-1: Thông số đƣờng dây toàn mạch điện Đƣờng dây Loại dây L(km) số lộ Kd(109VNĐ) ∆Pd NMĐ-3 NMĐ-4 04-Thg1 NMĐ-5 NMĐ-6 HTĐ-7 HTĐ-2 HTĐ-8 NMĐ-HTĐ Tổng AC-120 AC-185 AC-120 AC-120 AC-120 AC-95 AC-120 AC-150 AC-240 50,99 50 28,28 80,62 72,69 36,05 50,99 50 101,98 2 2 2 2 28,888 35,28 16,017 41,171 45,663 28,88 20,15 16,323 81,584 313,956 2,3 1,16 2,64 1,58 1,24 0,56 0,78 0,95 0,72 11,93 Bảng 8-2: Thơng số trạm biến áp tồn mạng điện Trạm biến áp Sđm (MVA) Tăng áp Tổng Số lƣợng 125 32 32 32 63 32 32 32 40 GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản K0 (109VNĐ/trạm) Kt(109VNĐ) 2 2 2 61 22 22 22 35 22 22 22 25 87 244 39,6 39,6 39,6 63 39,6 39,6 39,6 25 569,6 ΔP0 0,48 0,07 0,07 0,07 0,118 0,07 0,07 0,07 0,052 1,07 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E Tổng vốn đầu tư để xây dựng mạng điện bằng: K  Kd  K t  313,956  569,6  883,556(109 VNĐ) 8.2 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN Tổn thất cơng suất tác dụng mạng điện gồm có tổn thất công suất đường dây tổn thất công suất tác dụng trạm biến áp chế độ phụ tải cực đại Tổn thất công suất tác dụng cuộn dây MBA có giá trị: Pcu  Pba  P0  1, 29  1,07  0, 22(M W) Tổn thất công suất tác dụng mạng điện bằng: P  Pd  Pba  11,93  1, 29  13, 22(M W) Tổn thất công suất tác dụng mạng điện tính theo phần trăm (%): P%  P 13, 22 100  100  4, 65% 284  Pmax 8.3 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN Tổn thất điện mạng điện xác định theo cơng thức: A  (Pd  Pcu ).  P0 t đó:   :Thời gian tổn thất công suất lớn  t :Thời gian máy biến áp làm việc năm  Vì máy biến áp vận hành song song năm trạm có máy biến áp t=8760 h  Thời gian tổn thất công suất lớn tính sau :    0,124  Tmax 104  8760  0,124  4500.10  8760  2886, 209 h 4 Tổn thất điện mạng điện bằng: A  (Pd  Pcu ).  P0 t  11,93  0,02  2886, 209  1,07.8760  43863,397 MWh Tổng điện hộ tiêu thụ nhận năm có giá trị : A   Pmax Tmax  284.4500  1278.103 MWh GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 88 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E Tổn thất điện mạng điện tính theo phần trăm (%) A%  A 43863,397 100  100  3, 43% A 1278.103 8.4 TÍNH CHI PHÍ GIÁ THÀNH 8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện xác định: Y  a vhd Kd  a vht K t  A.c :  avhd hệ số vận hành đường dây (avhd=0,04)  avht hệ số vận hành thiết bị trạm biến áp (avht=0,1)  c giá thành 1kWh điện tổn thất  Như : Y  0,04.313,956.109  0,1.569,6.109  43863,397.800.103  104,6089.109 đ 8.4.2 Chi phí tính tốn hàng năm Chi phí tính tốn hàng năm xác định theo cơng thức: Z  a tc K  Y đó:  atc : hệ số định mức hiệu vốn đầu tư (atc=0,125) Do chi phí tính toán : Z  0,125.883,556.109  104,6089.109  215,0534.109 đ 8.4.3 Giá thành truyền tải Giá thành truyền tải điện xác định theo công thức :  Y 104, 6089.109   81,853đ / kWh A 1278.106 8.4.4 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải chế độ cực đại Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải xác định theo công thức : K 883,556.109 K0    3,111.109 đ / MW 284  Pmax GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 89 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E Kết tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế tổng hợp bảng 8-3 Bảng 8-3: Các tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện thiết kế STT Các tiêu Đơn vị Giá trị Tổng công suất phụ tải cực đại MW 284 Tổng chiều dài đường dây km 521,6 Tổng công suất MBA hạ áp MVA 295 Tổng vốn đầu tư mạng điện 109đ 883,556 Tổng vốn đầu tư đường dây 109đ 313,956 Tổng vốn đầu tư trạm biến áp 109đ 569,6 Tổng điện phụ tải tiêu thụ MWh 1278x103 ∆Umaxbt % 8,64 ∆Umaxsc % 19,84 10 Tổng tổn thất công suất ∆P MW 13,22 11 Tổng tổn thất công suất ∆P % 4,65 12 Tổng tổn thất điện ∆A MWh 43863,397 13 Tổng tổn thất điện ∆A % 3,43 14 Chi phí vận tính tốn hàng năm 109đ 104,6089 15 Chi phí vận tính tốn hàng năm 109đ 215,0534 16 Giá thành truyền tải điện đ/kWh 81,853 17 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải cực đại 109đ/MW 3,111 8.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG Trong chương 8, tác giả tính tốn tồn tiêu kinh tế kĩ thuật cuối HT Cụ thể tính: Vốn đầu tư xây dựng mạng điện, tổn thất công suất tác dụng mạng điện, chi phí giá thành hàng năm Đồng thời đưa bảng tổng kết tiêu kinh tế kĩ thuật hệ thống điện thiết kế GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 90 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E KẾT LUẬN CHUNG Trong phần đồ án, ta tiến hành thiết kế, tính tốn cho lưới điện khu vực hoàn chỉnh Từ số liệu ban đầu, ta thực việc phân tích nguồn phụ tải, cân công suất tác dụng cơng suất phản kháng, từ sơ xác định chế độ làm việc nguồn vạch phương án nối dây, chọn cấp điện áp hợp lý Sau tiến hành tính tốn tiêu kỹ thuật chọn tiết diện dây, tổn hao điện áp điện tiêu kinh tế, ta chọn phương án tối ưu để thiết kế Trên sở đó, ta tiến hành chọn máy biến áp sơ đồ trạm Phần hai đồ án làm nhiệm vụ nghiên cứu phần mềm PSS/E Dựa vào số liệu phần đồ án, ta tiến hành tính tốn liệu Hệ thống dạng đơn vị tương đối, tiến hành tính tốn phần mềm PSS/E Dựa vào kết tính tốn điện áp nút phụ tải, ta chọn phương thức điều chỉnh điện áp thích hợp cho máy biến áp Cuối cùng, ta tính tốn tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện thấy mạng điện thiết kế hợp lý Việc thực đồ án giúp em vận dụng kiến thức học, qua có nhìn chi tiết cho cơng việc thiết kế lưới điện khu vực Ngồi em tìm hiểu biết thêm phần mềm PSS/E GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 91 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng Thiết kế lưới điện tính tốn trào lưu cơng suất chương trình PSS/E TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Đạm: Mạng lưới điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Văn Đạm: Thiết kế mạng hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2008 PGS TS Phạm Văn Hòa, Ths Phạm Ngọc Hùng: Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 Trần Bách: Lưới điện hệ thống điện tập 1, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản 92 SV: Nguyễn Đỗ Trưởng