ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MẠNG PHAN PHÔI VÀ TRẠM BIẾN ÁP 2204Kv

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (615.25 KB, 60 trang )

TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MẠNG PHÂN PHỐI
VÀ TRẠM BIẾN ÁP 22/0.4Kv

GVHD : Th.S VŨ THẾ CƯỜNG
SVTH : NGUYỄN HỒNG THANH
Lớp : 09DD1N
Khóa : 09

TP.Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2010

NHẬN XÉT CỦA
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
Giáo viên

NHẬN XÉT CỦA
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

nghiệp rất cần đến nghành điện.Vì vậy thiết kế một mạng điện phân phối đòi hỏi
yếu tố kỹ thuật, kinh tế luôn là mục tiêu hàng đầu của xã hội

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNG TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
---------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ
MẠNG PHÂN PHỐI VÀ TRẠM BIẾN ÁP 22/0.4kV

----------------- Sinh viên: NGUYỄN HOÀNG THANH
MSSV: 910484D
- Lớp: 09DD1N
- Người hướng dẫn: Th.S VŨ THẾ CƯỜNG
- Ngày nhận đố án: 15/10/2009
- Ngày hoàn thành: 10/01/2010
A- Số liệu ban đầu:
- Điện áp định mức: 22 kV
- Sơ đồ phụ tải (đính kèm)
- Hệ số công suất: 0.75
- Đồ thị phụ tải (đính kèm)
- Hệ số phụ tải: 0.75
- Phụ tải min: 40% phụ tải max
- Độ sụt áp cho phép: 4%:
- Tổng trở tương đương của hệ thống: 0.25 (đối với Scb = 100 MVA)

- Giá tiền tụ điện: 5 USD/ kVAr
B- Các yêu cầu thiết kế:
- Chọn dây theo yêu cầu tổn thất điện áp cho phép: 4 %
- Tính tổn thất điện áp thực tế.
- Tính tổn thất cơng suất
- Tính tổn thất điện năng
- Tổng chi phí hàng năm.
- Sơ đồ nguyên lý.
C- Các yêu cầu khác:
- Tính toán phối hợp bảo vệ: Thành lập sơ đồ thay thế thứ tự thuận, nghịch và
không của đường dây - Tổng trở thứ tự của trạm phân phối nhìn về hệ thống – Tính
ngắn mạch - Phối hợp bảo vệ: FCO, Recloser
- Bù công suất phản kháng: Phân bố công suất phản kháng trên từng đoạn của
phát theo điều kiện giảm tổn thất điện năng có xét chi phí tụ bù (kinh tế) – Tính tốn

SVTH: Nguyễn Hồng Thanh

1

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

điện áp lúc phụ tải cực đại và cực tiểu Bù ứng động. Cho K1 = 0.05 kW; K2 = 20
kW/ năm; K3 = 0.5 kVA/ năm
- Giá tiền 1km đường dây: 10.000 USD
- Giá tiền 1kWh: 0.05 USD
- Kích thước một ơ vuông: 0.5 km x 0.5 km
- Đơn vị của công suất trên hình vẽ tính bằng (kVA)

D- Thiết kế trạm biến áp 22/0.4kV:
Cho đồ thị phụ tải:
Giờ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
%Smax 40
40
50
50
60
70
70
80
90
90
90
60
Giờ
13
%Smax 70

14
70

15
90

16
90

17
100

18
100

19
100

20
100

21
70

22
60

23
50

24
50

- Hệ số nhu cầu: 0.75
- Độ lệch điện áp cho phép: 5%
- Số đường dây hạ thế: 6
- Giá tiền MBA: 10 USD/ kVA.
Yêu cầu:
- Vẽ đồ thị phụ tải.
- Xác định phụ tải tính tốn.
- Chọn cơng suất MBA.
- Tính tổn thất điện năng, nấc phân áp, ngắn mạch.
- Chọn các thiết bị trạm: FCO, LA, TU, TI, CB…
- Thống kê vật liệu.
- Chi phí vận hành hàng năm.
E- Các bản vẽ:
- Sơ đồ nguyên lý đường dây phân phối có bù trong đó ghi rõ các chi tiết về
sụt áp, tổn thất điện năng,…
- Sơ đồ tụ bù ứng động lúc phụ tải cục tiểu và các kết quả về sụt áp, tổn thất.
- Trắc đồ điện áp trước và sau khi bù lúc phụ tải cực tiểu ở các tuyến chính.
- Phối hợp bảo vệ.
- Sơ đồ nguyên lý hoàn chỉnh trạm.

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

2

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

Phần 1:THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI
CHƯƠNG 1:
CHỌN DÂY VÀ TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN ÁP
1.1Tính tốn sụt áp và chọn dây cho đường dây phân phối
1.1.1 Tính sụt áp cho một đoạn của phát tuyến chính
Sụt áp trên đường dây phân phối:
U 

PR  QX
U
U % 

Hay
Trong đó:

PR  QX
100%
U 21000

R  r0 * s

X 0  x0 * s

Với s là khoảng cách đẳng trị
Ta có thể áp dụng cơng thức sau:
U % 

Sl ( r0 cos   x0sin  )
PR  QX
100% 
100%
2
2
U 1000
U dm

Với S: công suất 3 pha
Uđm: điện áp định mức
Từ đây ta suy ra hằng số sụt áp:
r0 cos   x0 sin 
K% 

2
U dm
1000

100%(% / kVA.km )

U %  K % * s * S

Với s: là khoảng cách đẳng trị(km),P(kW),Q(kVAr),S(kVA)
r0: tra bảng
x0: tính bằng cơng thức
x0  0.144 lg(

Dtb

)  0.016( / km )
r

Đối với đường dây trung thế ,Dtb =1.37
r: bán kính đường dây
Xác định khoảng cách đẳng trị s:
a/ Đường dây phụ tải tập trung
s=stt=l
Stt=Ptt+jQtt

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

3

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

b/ Đường dây có phụ tải phân bố đều:
s=spb=AM=l/2
với M là trung điểm AB
U pb % 

Ppb R  Q pbX

 K % s pb S pb

2
*1000

U dm

R  r0 s pb
X  x0 s pb

c/ Đường dây vừa có phụ tải phân bố dđều lẫn tập trung
chia làm 2 trường hợp:

tính ∆Upb% và ∆Utt%
 U pb % 

Ppb R NM  Q pb X NM
2
U dm
*1000

 K % pb s pb S pb

Với spb=NM
M: là trung điểm AB
 U tt % 

Ptt R NB  Qtt X NB
 K % tt stt S tt
2
*1000
U dm

Với stt=NB
Sụt áp tổng: ∆Utt%=∆Upb%+∆Utt%

1.1.2 Chọn dây theo điều kiện sụt áp cho phép:
a/ Trường hợp đường dây hình tia:
Để chọn tiết diện dây dẫn cho một đường dây sụt áp cho phép đến phụ tải ở cuối
đường dây cần qui đổi tất cả phụ tải tập trung hay phân bố về cuối đường dây như
E
trong sơ
C
D
B đồ sau
A
S1

Qui S1 về cuối
S1'  S1

AB
AE

S2

Qui Spb về cuối
S 2'  S 2

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

AM
AE

S3

Phụ tải tương đương ở cuối
S td  S1'  S 2'  S 3

4

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

Đường dây AE chọn cùng một tiết diện, các bước chọn như sau:
- Chọn một loại dây, kiểm tra Icp>Itổng,tính r0,x0(1)
I tong 

Stong
3U dm

( A)

Stong  S1  S 2  S3

-

Tính hằng số sụt áp K%
Tính ∆U%=K%Stđ (AE)
Nếu ∆U%>∆Ucp quay lại (1) chọn dây có tiết diện lớn hơn
Lưu ý tiết diện dây thỏa sụt áp phải thỏa điềi kiện phát nóng
Khi chọn dây cần chú ý đến cỡ dây tối thiểu được đề nghị để hạn chế tổn hao
vần quang
Uđm=220kV d≥21.5mm cở dây≥AC-240

Uđm=110kV d≥9.9 cở dây≥AC-70
Uđm=22kV cở dây≥AC-16
1.2 Áp dụng chọn dây và tính sụt áp
1.2.1Chọn dây cho phát tuyến chính

7

600
9

250

500
10
1

3

4

5

2

700

12

400
11

8

SVTH: Nguyễn Hồng Thanh

500

5

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

Phụ tải với phát tuyến chính được thu gọn:

7

850

500
4

3
1

2

5
700
8

900

Phụ tải tổng: S tổng = 500 + 700+ 850 + 900=2950 (kVA)
Phụ tải tương đương về sụt áp tập trung cuối đường dây:
-S tđ =

500 * 2.5  700 *5.75
+850+900=2275.5 kVA
10

-Dòng điện tổng:
I 

S
2950

 77.42 A
3U dm 22 3

-Chọn dây nhôm lõi thép AC 25: d=6.6 mm, r0 = 1.38, Icp= 150 A
-Kiểm tra điều kiện sụt áp:
d= 6.6 mm => r= 3.3 mm
Dtb
1.37
 0.016  0.144 lg
 0.016  0.393( / km)
3.3*103
r
r cos   x0 sin 
1.38* 0.75  0.393* 0.66

K%  0
100% 
100%  2.67 *10 4 (% / kVA.km)
2
U dm 1000
22 2 *1000

x

0

 0.144 lg

 U %  K % S td l  2.67 *10 4 * 2277.5 *10  6%  4%

 Không đạt yêu cầu
-Chọn dây nhôm lõi thép AC 35: d=8.4 mm, r0 = 0.85, Icp= 220 A
-Kiểm tra điều kiện sụt áp:
d= 8.4 mm => r= 4.2 mm
Dtb
1.37
 0.016  0.144 lg
 0.016  0.378( / km)
r
4.2*103
r cos   x0 sin 
0.85* 0.75  0.378* 0.66
K%  0
100% 
100%  1.83*10 4 (% / kVA.km)

2
U dm 1000
22 2 *1000

x

0

 0.144 lg

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

6

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

 U %  K % S td l  1.83 *10 4 * 2277.5 *10  4.16%  4%

 Không đạt yêu cầu
-Chọn dây nhôm lõi thép AC 50: d=9.6 mm, r0 = 0.65, Icp= 270 A
-Kiểm tra điều kiện sụt áp:
d= 9.6 mm => r= 4.8 mm

K% 

r0 cos   x0 sin 
0.65* 0.75  0.37 * 0.66

100% 
100%  1.5*10 4 (% / kVA.km)
2
2
U dm 1000
22 *1000

 U %  K % S td l  1.5 *10 4 * 2277.5 *10  3.4%  4%

Chọn dây AC 50 cho tuyến phát chính
Loại
d(mm)
l(km)
r0(  /km) x0(  /km) R(  )
dây
AC 50 9.6
10
0.65
0.37
6.5

X(  )

Icp(A)

3.7

270

Tính tốn sụt áp cho tuyến phát chính:

Utt %  K %tt stt Stt
 U pb %  K % pb s pb S pb

K % tt  K % pb 

r0 cos   x0 sin 
100%  1.5*10 4 (% / kVA.km)
U 2 dm *1000

 U doan %   U % tt   U % pb

Stt

Đoạn

1
2
3
4

4-5
3-4
2-3
1-2

Bảng tính tốn sụt áp trên tuyến phát chính:
l
Stt
stt
Spb

spb
U tt %
2.5
3.5
1.5
2.5

U pb %

1750 2.5
0.656
1750 3.5
700
1.75
0.92
0.184
2450 1.5
0.55
2950 2.5
1.106
Tổng sụt áp trên phát tuyế n chính U %  3.416%

U doan %

0.656
1.104
0.55
1.106

1.2.3 Chọn dây cho nhánh

a/Nhánh 5-7:
2
3
Std 5 7  250.  600.  575(kVA)
4
4

S 5-7= 850(kVA)

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

7

Đồ án tốt nghiệp

I 57 

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

850
 45.66( A)
22 3

Ucp%57  Ucp%  Ucp%12 Ucp%23  Ucp%34 Ucp%45  4 1.106  0.55 1.104  0.656  0.584

-Chọn dây nhôm lõi thép AC 16: d=5.4 mm, r0 = 2.06, Icp= 105 A
-Kiểm tra điều kiện sụt áp:
d= 5.4 mm => r= 2.7 mm
Dtb

1.37
 0.016  0.144 lg
 0.016  0.406( / km)
r
2.7 *103
r cos   x0 sin 
2.06 * 0.75  0.406 * 0.66
K%  0
100% 
100%  3.74 *10 4 (% / kVA.km)
2
2
U dm 1000
22 *1000

x

0

 0.144 lg

 U %  K % S td l  3.74 *10 4 * 575 * 4  0.86%  0.584%

- Chọn dây nhôm lõi thép AC 25: d=6.6 mm, r0 = 1.38, Icp= 150 A
- Kiểm tra điều kiện sụt áp:
d= 6.6 mm => r= 3.3 mm
Dtb
1.37
 0.016  0.144 lg
 0.016  0.393( / km)

r
3.3*103
r cos   x0 sin 
1.38* 0.75  0.393* 0.66
K%  0
100% 
100%  2.67 *10 4 (% / kVA.km)
2
U dm 1000
22 2 *1000

x

0

 0.144 lg

 U %  K % S td l  2.67 *10 4 * 575 * 4  0.61%  0.584%

-

-Chọn dây nhôm lõi thép AC 35: d=8.4 mm, r0 = 0.85, Icp= 220 A
Kiểm tra điều kiện sụt áp:
d= 8.4 mm => r= 4.2 mm
Dtb
1.37
 0.016  0.144 lg
 0.016  0.378( / km)
r
4.2*103

r cos   x0 sin 
0.85* 0.75  0.378* 0.66
K%  0
100% 
100%  1.83*10 4 (% / kVA.km)
2
2
U dm 1000
22 *1000

x

0

 0.144 lg

 U %  K % S td l  1.83 *10 4 * 575 * 4  0.4209%  0.584%

Chọn dây AC 35 cho nhánh 5-7
b/Nhánh 5-8:
2
Std 58  400.  500  700(kVA)
4

S 5-8= 900(kVA)

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

8

Đồ án tốt nghiệp

I 5 8 

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

900
 70.86( A)
22 3

U cp %5 7  U cp %  U cp %1 2  U cp %23  U cp %3 4  U cp %45  4  1.106  0.55  1.104  0.656  0.584

-Chọn dây nhôm lõi thép AC 16: d=5.4 mm, r0 = 2.06, Icp= 105 A
-Kiểm tra điều kiện sụt áp:
d= 5.4 mm => r= 2.7 mm
Dtb
1.37
 0.016  0.144 lg
 0.016  0.406( / km)
2.7 *103
r
r cos   x0 sin 
2.06 * 0.75  0.406 * 0.66
K%  0
100% 
100%  3.74 *10 4 (% / kVA.km)
2
2
U dm 1000

22 *1000

x

0

 0.144 lg

 U %  K % S td l  3.74 *10 4 * 700 * 4  1.04%  0.584%

- Chọn dây nhôm lõi thép AC 25: d=6.6 mm, r0 = 1.38, Icp= 150 A
- Kiểm tra điều kiện sụt áp:
d= 6.6 mm => r= 3.3 mm
Dtb
1.37
 0.016  0.144 lg
 0.016  0.393( / km)
r
3.3*103
r cos   x0 sin 
1.38* 0.75  0.393* 0.66
K%  0
100% 
100%  2.67 *10 4 (% / kVA.km)
2
U dm 1000
22 2 *1000

x

0

 0.144 lg

 U %  K % S td l  2.67 *10 4 * 700 * 4  0.747%  0.584%

- Chọn dây nhôm lõi thép AC 35: d=8.4 mm, r0 = 0.85, Icp= 220 A
- Kiểm tra điều kiện sụt áp:
d= 8.4 mm => r= 4.2 mm
Dtb
1.37
 0.016  0.144 lg
 0.016  0.378( / km)
r
4.2*103
r cos   x0 sin 
0.85* 0.75  0.378* 0.66
K%  0
100% 
100%  1.83*10 4 (% / kVA.km)
2
2
U dm 1000
22 *1000

x

0

 0.144 lg

 U %  K % S td l  1.83 *10 4 * 700 * 4  0.51%  0.584%

-Chọn dây AC 35 cho nhánh 5-8

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

9

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

Bảng chọn dây cho các phát tuyến nhánh:
d(mm) l(km) r0(  /km) x0(  /km) R(  )

Nhánh

Loại
dây
5-7
AC8.4
4
0.85
35
5-8
AC8.4
4
0.85

35
1.2.4Tính tốn sụt áp cho các nhánh:
Utt %  K %tt stt Stt

X(  )

Icp(A)

0.378

3.4

1.152

220

0.378

3.4

1.152

220

 U pb %  K % pb s pb S pb

K %tt  K % pb 

r0 cos   x0 sin 
100%

U 2 dm *1000

 U doan %   U % tt   U % pb

K%5-7=1.83*10-4
K%5-8=1.83*10-4
Stt Nhánh l
1
2

5-7
5-8

4
4

Stt

stt

Spb

spb

U tt %

U pb %

U nhanh %

250
500

2
4

600
400

1.5
2

0.183
0.366

0.165
0.1464

0.348
0.512

Bảng sụt áp trên từng đoạn và từ nguồn đến tải xa nhất
STT
Đoạn
∆U%
1
2
3
4
5

6
7
8
9

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

5-7
5-8
4-5
3-4
2-3
1-2
1-5
1-7
1-8

0.348
0.512
0.656
1.104
0.55
1.106
3.416
3.764
3.928

10

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

CHƯƠNG 2:
TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
2.1 Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng
2.1.1 Cách xác định tổn thất công suất
Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng được tính theo cơng thức:
P 

P2  Q2
R  3r0lI 2
U2

Tổn thất cơng suất được tính trong 3 trường hợp sau
l
Spb

Stt
Chỉ có tải phân bố

Chỉ có tải tập trung
I tt 

Stt

I pb 

3U

Ảnh hưỡng giữa tập trung
và phân bố

S pb

I '  I tt I pb

3U

stt  l

s pb  l / 3

s '  stt  l

 P1  3r0 stt I 2 tt

 P2  3r0 s pb I 2 pb

 P3  3r0 s ' I '2

Tổn thất công suất của một đường dây
- Phụ tải tập trung ∆P=∆P1
- Phụ tải phân bố đều ∆P=∆P2
- Vừa phân bố tập trung vừa phân bố đều ∆P=∆P1+∆P2+∆P3
Có thể tính tổn thất theo cơng suất phụ tải
Các phụ tải có cùng hệ số cơng suất
P  P1  P2  P3  (

2
S pb

3

 Stt2  Stt S pb )

r0l
2
U dm

2.1.2 Cách xác định tổn thất điện năng
Adoan  Pdoan K tt 8760

Với Ktt  0.3K pt  0.7 K pt2
Ktt: hệ số tổn thất
Kpt: hệ số phụ tải
Aphattuyen ( haynhanh )  Pdoan

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

11

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

Đoạn 1-2:
I tt 

Stt
3U



2950
 77.42( A)
22 3

S tt = 2.5(km)
 P1 2  3r0 stt I 2 tt  3 * 0.65 * 2.5 * 77.42 2  29.22( kW )

K tt  0.3K pt  0.7 K pt 2  0.3*0.75  0.7 *0.752  0.62

A12  P12 * Ktt *8760  29.22*0.62*8760  158699.664(kWh)

Đoạn 2-3:
I tt 

Stt
3U



2450
 64.3( A)
22 3

S tt = 1.5(km)

 P2  3  3r0 stt I 2 tt  3 * 0.65 *1.5 * 64.3 2  12.093( kW )

A23  P23 * Ktt *8760  12.093*0.62*8760  65679.5(kWh)

Đoạn 3-4:
I tt 
I pb 

Stt
1750

 45.93( A)
3U 22 3
S pb



3U

700
 18.37( A)
22 3

I '  45.93*18.37  29.05( A)

P3 4  (

7002
0.65*3.5
 17502  700*1750) *

 20.921(kW )
3
222

A34  P34 * Ktt *8760  20.921*0.62*8760  113626.14(kWh)

Đoạn 4-5:
I tt 

Stt
3U



1450
 45.23( A)
22 3

S tt = 2.5(km)
 P4  5  3r0 stt I 2 tt  3 * 0.65 * 2.5 * 45.232  10.284( kW )

A45  P45 * Ktt *8760  10.284*0.62*8760  55854.46(kWh)

Đoạn 5-7:
I tt 

Stt

I pb 

S pb

3U
3U



250
 6.56( A)
22 3



600
 15.75( A)
22 3

I '  15.75*6.56  10.16( A)

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

12

Đồ án tốt nghiệp

P57  (

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

6002
4*0.85
 2502  600* 250) *
 2.336(kW )
3
222

A57  P57 * Ktt *8760  2.336*0.62*8760  12687.28(kWh)

Đoạn 5-8:
I tt 

Stt

I pb 

S pb

3U
3U



500
 13.12( A)
22 3



400

 10.5( A)
22 3

Ptoanmang  Stong *cos   2950*0.75  2212.5(kW )
P58  (

4002
4*0.85
 5002  400*500) *
 3.356(kW )
3
222

A58  P58 * Ktt *8760  3.536*0.62*8760  19204.72(kWh)

Phần trăm tổn thất công suất và điện áp:
Pphattuyenchinh  P1 2  P23  P3 4  P45  29.22  12.093  20.921  10.284  72.518(kW )

Aphattuyenchinh  A12 A23 A34 A45 158699.664  65679.5 113626.14  55854.46  393859.764(kWh)
Pnhanh  P57  P58  2.336  3.356  5.692(kW )
Anhanh  A57  A58  12687.28  19204.72  31892(kWh)
Ptoanmang  Pphattuyenchinh  Pnhanh  72.518  5.692  78.21(kW )
Atoanmang  Aphattuyenchinh  Anhanh  393859.764  72.518  393932.282(kWh)

Công suất tác dụng và phản kháng cung cấp cho toàn mạng:
Ptoanmang  S tong * cos   2950 * 0.75  2212.5( kW )
Qtoanmang  Qtong * sin   2950 * 0.66  1947( kVar )
Atoanmang  Ptoanmang * K pt * 8760  2212.5 * 0.75 * 8760  14536125( kWh )

Phần trăm tổn thất công suất và điện năng của phát tuyến chính

Pphattuyenchinh % 
Aphattuyenchinh % 

Pphattuyenchinh
Ptoanmang
Aphattuyenchinh
Atoanmang

100% 

72.518
 3.277%
2212.5

100% 

393859.764
 2.7%
14536125

Phần trăm tổn thất công suất và điện năng của toàn mạng
Ptoanmang % 
Atoanmang % 

Ptoanmang
Ptoanmang
Atoanmang
Atoanmang

100% 

78.21
100%  3.54%
2212.5

100% 

393932.282
100%  2.71%
14536125

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

13

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

CHƯƠNG 3:
TÍNH TỐN CHI PHÍ HẰNG NĂM
3.1Khái niệm
Tổng chi phí hằng năm của một phát tuyến hay đường nhánh là tổng của 3
thành
phần:
TAC=AIC+AEC+ADC
TAC: tổng chi phí hằng năm
AIC: chi phí đầu tư đương hằng năm của một đường dây
AEC: chi phí tổn thất điện năng hằng năm của đường dây

ADC: chi phí yêu cầu hằng năm để bù vào tổn thất công suất của phát tuyến
3.1.1Cách xác định chi phí
Chi phí đầu tư tương đương hằng năm của một đường dây(AIC)
AIC=ICF.iF.l
ICF :chi phí xây dựng đường dây($/km)
Đường dây xây trên không 22kv, mạch đơn cột bê tông cốt thép 14m
ICF = 10000-17000($/km)
iF : hệ số khấu hao, giả thiế bằng 0.1( khấu hao trong 10nam)
l: chiều dài đường dây(km)
chi phí tổn thất điện năng hằng năm của đường dây(AEC)
AEC  ( P)* Ktt *8760* c
P : tổn thất công suất của phát tuyến

Ktt: hệ số tổn thất cơng suất
C: tiền điện, ($/kWh)
Nếu tính AEC cho từng đoạn thì dùng P đoạn thày vì dùng P
Chi phí yêu cầu hằng năm để bù vào tổn thất công suất của phát tuyến (ADC)
ADC  ( P)* K PR * K R * K LSA[(CGiG )  (CT iT )  (CS iS )]
KPR : hệ số đỉnh tổn thất( giả thiết 0.82)
K R : hệ số dự trữ (giả thiết 1.15)
KLSA : hệ số tổn thất cho phép ( giả thiết 1.03)
CG : chi phí máy phát nguồn,$/kW( giả thiết 200$/kW công suất phát)
CT : chi phí hệ thống truyền tải,$/kW(65$/kW)
CS : chi phí hệ thống phân phối,$/kW(20$/kW)
iG , iT , iS : hệ số khấu hao tính trên vồn cố định

Giả thiết: iG =0.1 iT = 0.125 iS =0.125

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

14

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

Chi phí cho 1km phát tuyến hay nhánh: TAC1km=TAC/l,$/km
TAC phattuyen,nhanh  AIC  AEC  ADC

TAC toàn mạng =TAC các phát tuyến+TAC các nhánh
Giá thành cho 1kWh điện năng của toàn mạng=TACmạng/Amạng
Xét đoạn 1-2:
l=2.5km P12  29.22(kW )
AIC=ICF.iF.l=10000*0.1*2.5=2500($/năm)
AEC  ( P)* Ktt *8760* c  29.22*0.62*8760*0.05  7934.9832 ($/năm)
ADC  ( P ) * K PR * K R * K LSA [(CG iG )  (CT iT )  (CS iS )]
 29.22*0.82*1.15*1.03(200*0.1  65*0.125  20*0.125)  869.171($ / nam)

TAC
=AIC+AEC+ADC=1500+7934.9832+869.171=11304.1542($/km)
TAC1km=11304.1542/2.5=4521.6618
Các đoạn cịn lại:
STT Đoạn Loại
dây
1
5-7
AC
35
2

5-8
AC
35
Tổng các nhánh
3

4-5

AC
50
5
3-4
AC
50
6
2-3
AC
50
7
1-2 AC50
Phát tuyến chính
Tồn mang

l

AIC

AEC

ADC

TAC

TAC 1km

4

4000

634.346

69.486

4703.85

475.963

4

4000

960.236

105.187

5065.417

1266.354

8

8000

1594.582

174.673

9769.237

1742.317

2.5

2500

3972.723

305.905

5598.628

2239.45

3.5

3500

5681.307

622.312

9803.618

2801.033

1.5

1500

3283.975

359.715

5143.69

34298.127

2.5 2500 7943.9832 869.171 11304.1542
10 10000 20881.99 2157.103 33039.093

4521.66
3185

18 18000

2378.24

22107.97

Tính tốn chi phí cho 1kWh điện năng=

SVTH: Nguyễn Hồng Thanh

2421.632

TACtoanmang
Atoanmang



42808.33

42808.33
 0.002944($ / kWh)
14536125

15

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

CHƯƠNG 4:
TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG
BÙ ỨNG ĐỘNG
TĨM TẮT LÝ THUYẾT:
Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong mạng phân phối:
Khả năng tải của đường dây phân phối được giới hạn bởi điều kiện phát nóng
hay bởi độ sụt áp. Việc lắp đặt tụ bù ngang sẽ cải thiện được hệ số cơng suất và

giảm dịng điện trong mạch với một cơng suất kW cho trước. Do đó, đường dây có
thể cung cấp nhiều phụ tải hơn trước khi được nâng cấp nếu cần. Việc giảm dòng
điện sẽ làm giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng.
Tụ bù ngang cịn có tác dụng tăng điện áp. Nếu dùng tụ tự động đóng cắt theo
tải ( bù ứng động ) thì điện áp được cải thiện do tụ bù cung cấp công suất kháng
thay đổi tùy theo yêu cầu của phụ tải phản kháng.
Giảm tổn thất điện năng có xét chi phí đặt tụ bù
Xét một đoạn đường dây có đặt một vị trí tụ bù. Tổng tiền tiết kiệm
được sau khi đặt tụ bù ( chẳng hạn như một năm):
Σ$=tiết kiệm do giảm tổn thất điện năng trong một năm+tiết kiệm chi
phí vận hành trong một năm của nguồn phát để bù vào tổn thất công suất tính theo
phần trăm tiền đầu tư nguồn phát- chi phí vận hành hằng năm của tụ bù tính theo
phần trăm tiền đầu tư tụ bù
 3RI12 cx[(2  x )k pt'  x k pt'  c]TK1  3RI12 cx[(2  x)  x  c]K 2  cQmax  K 3


2
2
RQmax
RQmax
'
'
[(2

)



]


[(2  x)  x  c]K 2  cQmax  K 3
cx
x
k
x
k
c
TK
pt
pt
1
U2
U2

Xác định vị trí tối ưu đặt tụ bù bằng cách lấy đạo hàm bậc nhất và cho
bằng không
2
2
RQmax
 ($) RQmax
'
'

TK1[(  1)2 xk pt  2k pt  c] 
K 2 [(  1)2 x  2  c]  0
x
U2
U2

 2(1   ) x[TK1k pt'  K 2 ]  2[TK1k pt'  K 2 ]  c[TK1  K 2 ]

 Vị trí đặt tụ bù:
x

c[TK1  K 2 ]
1

(1)
1   2(1   )[TK1k pt'  K 2 ]

Tương tự công suất tối ưu của tụ bù ( hệ số bù c) cho bởi:
2
2
RQmax
($) RQmax
'
'
TK
x
x
k
x
k
c
cx
K2{[ x(2  x)  x  c]  cx}  K3Qmax  0


{[
(2


)


]

}

1
pt
pt
U2
U2
c

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

16

Đồ án tốt nghiệp



GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

2
RQmax

[(TK1k pt'  TK1k pt'   K 2  K 2 ) x 2  2(TK1k pt'  TK1c  K 2  K 2 c) x]  K 3  0(2)
2
U

U: kV Q:kVAR R:ohm K1: $/kWh:tiền điện K2:$/kW: chi phí vận hành
hằng năm 1kW cơng suất nguồn phát
K3: $/kVAr chi phí vận hành hằng năm 1kVAr công suất tụ bù
Chú ý nhân thêm

RQmax
cho 10-3 cho phù hợp đơn vị
U2

Giải đồng thời hai phương trình (1) và (2)dtdt để tìm x và c
Giải pt 1:
1

1 
TK1  K 2

B 
2(1   )[TK1k pt'  K 2 ]

Đặt A 

Pt 1 có dạng x=A-Bc (3)
Giải pt 2
Đặt C  TK1k pt'  TK1k pt'   K 2  K 2

D  TK1k pt'  K 2

E  TK1  K 2

F

Pt 2 có dạng : Cx 2  2( D  Ec) x  F  0(4)

K 3103U 2

2
RQmax

Thay (3) vào (4)
C ( A  Bc) 2  2( D  Ec)( A  Bc) F  0
C ( A2  2 ABc  B 2 c 2 )  2[ AD  ( AE  BD)c  EBc 2 ]  F  0
Hay c 2  2Gc  H  0
ABC  AE  BD
Với G 
B 2C  2 EB
H

A2C  2 AD  F
B 2C  2 EB

Giải pt bậc 2
Chọn c thỏa điều kiện 0Có c thay vào pt (3) để tìm x
Trường hợp c<0 có nghĩa là khơng cần bù
Trường hợp c>1 có thể chọn c=1

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

17

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

Nếu giải x>1 thì chọn lại x=1( đặt tụ ở cuối đoạn) và tìm c từ

 ($)
0
c

Với x=1
($) RQmax 103

[(TK1k pt'  TK1k pt'   K2  K2 )  2(TK1k pt'  TK1c  K2  K2c)]  K3  0
2
U
c

hay

RQmax103
RQmax103
2(
TK
K
)
c
(TK1k pt'  TK1k pt'   K2  K2  2TK1k pt'  2K2 )  K3  0


1
2
2
2
U
U

c

(TK1k pt'  K 2 )(1   )
2(TK1  K 2 )



K 3U 2 10 3
(5)
2(TK1  K 2 ) RQmax

Nếu λ=1( chỉ có phụ tải tập trung), tụ đặt ở cuối đoạn thì cho λ=1 vào biểu
thức (5)
c

(TK1k pt'  K 2 )
TK1  K 2



K 3U 2 103
2(TK1  K 2 ) RQmax

Bù ứng động:
Với những tính tốn tụ bù với giả thiết tụ đóng cố định như trên , nếu lúc phụ
tải là cực tiểu thì hệ số công suất trở nên sớm trên các đoạn đường dây gay quá điện
áp và tổn thất, vì vậy cần cắt bớt một số dung lượng tụ bù làm tụ ứng động, phần
cịn lại đóng cố định. Tụ ứng động có thể chia thành nhiều cấp và được đóng vào
hay cắt ra tùy theo đồ thị phụ tải, có thể đóng tụ ứng động theo điện áp hay theo hệ
số công suất. Ở đây tính tụ ứng động theo hệ số cơng suất.

Tính tốn lượng cần bù lúc phụ tải cực tiểu được trình bày trong sơ đồ:

Tính tổng phụ tải của phần đường dây phía sau tụ bù lúc phụ tải cực tiểu, tải này coi
như một tải tập trung Qtt.min:
Qtt.min = Qtt.min .0 - QC,phía sau

SVTH: Nguyễn Hồng Thanh

18

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

Qtt.min.0 = Ptt.min .tg0
Chỉ số 0 tương ứng với số liệu ban đầu của đề bài.
Tính hệ số cơng suất của phần phụ tải tập trung ngay sau tụ:
tgtt,min =

Q tt , min
Ptt , min

suy ra costt,min

Nếu costt,min < 0,95 thì tiến hành bù ứng động:
Yêu cầu hệ số công suất ở cuối đoạn đường dây ngay sau tụ điện là 0,95 trễ ứng với
tgyêu cầu = 0,328684105, suy ra lượng bù lúc phụ tải cực tiểu:
QC,min = Qtt.min - Ptt.min .tgyêu cầu
Để có lượng bù ứng động thì điều kiện là:
0 < QC,min < QC, của đoạn lúc tính bù
Suy ra lượng bù ứng động (cắt ra lúc phụ tải cực tiểu):
QC,ứng động = QC, của đoạn lúc tính bù - QC,min
Nếu QC,min > QC, của đoạn lúc tính bù thì khơng có tụ ứng động cần cắt ra và như vậy vẫn
dùng QC, của đoạn lúc tính bù lúc phụ tải cực tiểu, lúc này:
QC,min = QC, của đoạn lúc tính bù
Nếu costt,min > 0,95: cắt luôn tụ QC, của đoạn lúc tính bù . lúc này QC,min = 0
4.1Bù cơng suất phản kháng:
Xét đoạn 9-7:

Qpb  400 *0.66  264( kVAr )
Ta có:   0

X opt 

(1)
1
c[TK1  TK 2 ]

1   2(1   )[TK1k ' pt  K 2 ]

Với:

c

RQmax
[(TK1k ' pt  TK1 k ' pt  K 2  K 2  ) x 2  2(TK1k ' pt  TK1c  K 2  K 2 c) x]  K 3  0 (2)
U2

Từ (1) đặt
A

1
1 

B

TK1  K 2
2(1   )(TK1k ' pt  K 2 )

Từ (2):
C  TK1k ' pt  TK1 k ' pt  K 2  K 2 
D  TK1k ' pt  K 2

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

19

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Thế Cường

E  TK1  K 2

F

K3U 2103
RQmax

G

ABC  AE  BD
B 2C  2 EB

H

A 2 C+2AD-F
B2 C+2EB

A= 1 B= 0.657 C=-348.5 D= 348.5
E=458 F= 539.22 G= 1.015 H= -0.423
Giải pt: c 2  2cG  H  0 ta được:
c1=2.22 c2=-0.19
vì c=2.22>1 nên ta chọn c=1=>X=A-cB=0.343(pu)=>x=0.343*2=0.686
công suất tụ bù:
Qc  c * Q max  264*1  264(kVAr )

Xét đoạn 10-9

Qtt  (400  250)*0.66  429(kVar )
Q pb  200 * 0.66  132( kVAr )

429
429

 0.765
429  132 561
1
c[TK1  TK 2 ]
(1)
X opt 

1   2(1   )[TK1k ' pt  K 2 ]



Với:
c

RQmax
[(TK 1k ' pt  TK1 k ' pt  K 2  K 2  ) x 2  2(TK1k ' pt  TK1c  K 2  K 2 c) x ]  K 3  0 (2)
2
U

Từ (1) đặt
A

1
1 

B

TK1  K 2
2(1   )(TK1k ' pt  K 2 )

Từ (2):
C  TK1k ' pt  TK1 k ' pt  K 2  K 2 
D  TK1k ' pt  K 2

E  TK1  K 2

SVTH: Nguyễn Hoàng Thanh

20

ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MẠNG PHAN PHÔI VÀ TRẠM BIẾN ÁP 2204Kv

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về