TÍNH TOÁN CÁC TRẠNG THÁI VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (457.7 KB, 73 trang )
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Lời nói đầu
Nớc ta đang trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá,ngành điện
phải đợc u tiên phát triển để đáp ứng nhu cầu phát triển kink tế. Trong quá
trình phát triển kinh tế phụ tải điện phát triển ngày càng nhanh đòi hỏi phải
quy hoạch và xây dựng mới mạng điện.
Đồ án môn học lới điện giúp sinh viên áp dụng những kiến thức đã học
để thiết kế một mạng điện khu vực, từ đó giúp sinh viên hiểu sâu sắc hơn
những kiến thức lý thuyết đã học. Đồng thời đây là bớc đầu tập dợt để có kinh
nghiệm trong đồ án tốt nghiệp sau này.Tuy nhiên,do lần đầu làm đồ án và thời
gian có hạn nên không tránh khỏi sai sót, em rất mong đợc sự nhận xét và
góp ý của thầy.
Trong quá trình làm đồ án em rất biết ơn các thầy trong bộ môn hệ
thống điện, em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Văn Đạm đã hớng dẫn
em hoàn thành đồ án này.
Sinh viên: Nguyễn Trung Kiên
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
1
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Mục lục
Lời nói đầu 1
Mục lục 2
chơng i 3
Cân băng công suất tác dụng 3
và phản kháng trong mạng điện 3
Chơng II 6
chọn phơng án tối u 6
Chơng iii 21
So sánh về kinh tế CHọN PHƯƠNG áN HợP Lý NHấT 21
CHƯƠNG IV 25
Chọn số lợng ,công suất các MBA và các sơ đồ trạm ,sơ đồ mạng điện 25
CHƯƠNG V 30
Dung lợng bù kinh tế theo điều kiện phí tổn tính toán hàng năm bé nhất
30
CHƯƠNH VI 35
Tính toán các trạng thái vận hành của lới điện Cân bằng công suất phản
kháng 35
CHƯƠNG VII 53
Tính tổn thất điện áp chọn ph ơng thức điều chỉnh điện áp hợp lý 53
chơng viiI 71
tính chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện 71
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
2
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
chơng i
Cân băng công suất tác dụng
và phản kháng trong mạng điện-
I.Cân bằng công suất tác dụng.
Đặc biệt của sản xuất điện năng là tại mọi thời điểm yêu cầu của sự cân
ibằng giữa tổng lợng điện năng phát ra và tổng lợng điện năng tiêu thụ .Vì vậy
khi bắt đầu thiết kế mạng cần phải kiểm tra điều kiện cân băng công suất để
sơ bộ đánh giá khả năng cung cấp của nguồn trớc yêu cầu của phụ tải
Giả thiết nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho mạng điện.
+++== .
tdtdmdptycF
PPPPmPP
Trong đó:
:
F
P
tổng công suất phát.
yc
P
tổng công suất yêu cầu.
m: hệ số đồng thời.
pt
P
: tổng công suất các phụ tải
MWPPPPPPP
pt
186262428323640
65432
1
=+++++=+++++=
=== MWPP
pt
o
md
3,9186.
100
5
5
.0
:
td
P
tổng công suất tự dùng trong nhà máy điện, đối với mạng điện
= .0
td
P
:
dt
P
tổng công suất dự trữ của hệ thống,
= 0
dt
P
do đó
MWPP
ycF
3,1953,9186 =+==
II.Cân bằng công suất phản kháng
Cânbằng công suất tác dụng trớc tiên để giữ tần số ổn định . Còn để giữ
điện áp ổn định cần phải có sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống.
QF = Qyc
FFF
tgPQ
=
: Tổng công suất phản kháng của nguồn phát
với
.85,0cos =
F
62,0=
F
tg
12162,0.3,195 ==
F
Q
MVAR
Tổng công suất phản kháng mà hệ thống tiêu thụ là:
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
3
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
++++= .)(
dttdcLbaptmyc
QQQQQQmQ
Q
L
: Tổng tỏn thất công suất phản kháng trên đờng dây
Q
C
: Tổng tổn thất công suất do điện dung của các đờng dây sinh ra
(Trong khi tính sơ bộ ta giả thiết Q
L
=Q
C
)
Q
dt
: Tổng công suất phảne kháng dự trữ(lấy = 0)
Q
td
: Tổng công suất phản kháng tự dùng(lấy = 0)
=> Q
yc
=mQ
ptm
+ Q
ba
Q
ptm
= Tổng công suất phản kháng của phụ tải trong chế độ cực đại
Q
ptm
=
6
1
i
Q
Q
ptm
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
+ Q
6
= P
1
tg
1
+ P
2
tg
2
+P
3
tg
3
+ P
4
tg
4
+ P
5
tg
5
+P
6
tg
6
=tg
F
.P
ptm
= 0,62.186 = 112,84 (MVAr)
Q
ba
: Tổng tổn thất công suất phản kháng trên máy biến áp
Q
ba
= 15%Q
pt
= 15%.112,84 = 16,926 (MVAr)
Q
yc
=112,84 + 16,926 = 129,766 (MVAr)
Ta thấy Q
ycm
>Q
F
.Nên phải bù sơ bộ dựa trên nguyên tắc u tiên bù cho các
hộ ở xa , cos thấp (là hộ 5 ,6) và bù đến cos = 0,95 .Lợng công suất còn lại
ta bù cho những hộ ở gần kế tiếp hộ vừa bù , cos cao hơn (hộ 4)
Nh vậy ta có :
Tổng lợng công suất bù:
Q
bu
= Q
yc
-Q
F
= 129,766 121 = 8,766
Hộ 4: cos
5
= 0,95 => tg
5
=0,33
Q
b5
= Q
5
Q
5
=28.0,62 0,33.28 = 8,12 (MVAr)
Còn lại lợng công suất Q =8,766-8,12 = 0,646 (MVAr)
Q
b6
= Q
6
Q
6
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
4
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Q
6
= Q
6
Q
b6
= 25.0,62 3,65 = 11,85 (MVAr)
Vậy tg
= Q
4
/P
4
= 11,85/28 = 0,423=> cos = 0,92
Ta có bảng sau:
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
STT Hộ 1 Hộ 2 Hộ 3 Hộ 4 Hộ 5 Hộ 6
P
max
(MW) 40 36 32 28 24 26
Q
maxtb
(MVAr) 12,4 18,6 24,8 21,7 15,5 15,5
Q
b
(MVAr) 0 0 0 0 7,25 3,65
Q
maxsb
(MVAr) 12,4 18,6 24,8 21,7 8,25 11,85
Cos (trớc bù) 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Cos (saubù) 0,85 0,85 0,85 0,92 0,95 0,95
5
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Chơng II
chọn phơng án tối u
A)Cơ sở lý thuyết.
Để phân tích phơng án thì chủ yếu dựa vào hai chỉ tiêu kỹ thuật và kinh
tế , và muốn so sánh chặt chẽ phải thực hiện tính toán cụ thể.Việc này sẽ mất
nhiều thòi gian nếu có phơng án để ra quá nhiều.Vì vậy sau khi vạch ra đợc
các phơng án ,ta sẽ phan tích sơ bộ để loại bỏ một số phơng án và giữ lại vài
phơng án để tính toán cụ thể ,so sánh về mặt kinh tế kỹ thuật.Nhng phải đảm
bảo đủ các điều kiện tối u theo chỉ tiêu kỹ thuật kinh tế sau:
+ Đảm bảo an toàn cung cấp điện đúng theo yêu cầu của phụ tải
+ Tổn thất điện áp lúc vận hành bình thờng
+ Tổn thất điện áp lúc sự cố nguy hiểm nhất
+ Phát nóng dây dẫn lúc sự cố
I.Tính toán lựa chọn điện áp định mức của mạng
Lựa chọn hợp lý cấp điện áp định mức là một trong những nhiệm vụ quan
trọng nhất trong thiết kế mạng điện,bởi vì chỉ có điện áp ảnh hởng trực tiếp
đến các chỉ tiêu kỹ thuật kinh tế của mạng điện thiết kế.
Trị số điện áp lớn sẽ nâng cao khả năng tải của đờng dây,làm giảm tổn
thất điện áp và điện năng,giảm chi phí kim loại song lại làm tăng giá thành đ-
ờng dây và các thiết bị khác.
Trong tính toán sơ bộ xác định điện áp định mức ta có thể sử dụng công
thức kinh nghiệm:
PLU
i
.1634,4 +=
Khi diện áp tính đợc năm trong khoảng 66 đến 170kV ta chọn giá trị U
đm
=
110kV
II.Xác định tiết diện dây.
_ Dự kiến chọn dây AC có D
tb
= 5m
_ Chọn dây dẫn theo J
kt
(mật độ dòng điện của dây dẫn):
F
i
= I
i
/J
kt
dm
ii
i
Um
QP
I
3
22
+
=
Trong đó :
F
i
: Tiết diện dây dẫn [mm
2
]
I
i
: Dòng nhánh cực đại tính trên lộ cần xác
định tiết diện[A]
m: Số đờng dây trên mỗi nhánh
S
i
= P
i
+ Q
i
: Công suất truyền tải trên đờng dây đang xét
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
6
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Tra bảng phụ lục với dây dẫn AC và T
max
= 5000h, ta có J
kt
= 1,1 (A/mm
2
)
Ngoài ra ta còn phải quan tâm đến các điều kiện chọn dây sau:
+ Chọn theo dòng điện lớn nhất cho phép
+ Chọn theo phát nóng dây dẫn khi ng n mạch
+ Chọn dây dẫn đờng dây trên không theo độ bền cơ học
+ Chọn dây dãn theo điều kiện vầng quang
+ Chọn dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp
Theo điều kiện vầng quang điện ta có đợc tiết diện tối thiểu của dây dẫn:
U = 110KV F
min
= 70 mm
2
(dây AC)
U = 120KV F
min
= 120 mm
2
(dây AC)
III. Xác định tổn thất điện áp
Khi vận hành bình thờnh với phụ tải cực đại.
100
2
0
0
dm
imiimi
U
XQRP
U
+
=
Trong đó :
P
mi
,Q
mi
: công suất cực đại nhánh thứ i
R
i
,X
i
: giá trị điện trở và điện kháng của nhánh thứ i
U
dm
: điện áp định mức của mạng
Khi sự cố nặng nề (nhánh truyền tải nối trực tiếp với nguồn bị đứt một
dây).Lúc đó dây còn lại phải tải một lợng công suất gấp đôi lúc vận hành bình
thờng.Theo công thức tổn thất điện áp,ta nhận thấy điện áp tổn thất ở nhánh sự
cố t ng gấp đôi so với khi không có sự cố.
B) Lựa chọn phơng án và tính toán chi tiết.
I .Phơng án I
1. Sơ đồ nối dây.
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
7
O
5
4
6
3
2
1
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Thông số của sơ đồ nối dây.
Đoạn 0-1 0-2 0-3 1-6 2-5 3-4
P
max
(MW) 66 60 60 26 24 28
Q
max
(Mvar) 40,92 37,2 37,2 16,12 14,88 17,36
S
max
(MVA) 77,66 70,596 70,596 30,6 28,24 23,8
L(km) 64,03 90,22 53,85 90,55 64,031 50
2.Tính điện áp danh định cho hệ thống.
Điện áp danh định của hệ thống đợc xác định theo công công thức
kinhnghiệm
iii
PLU .16.43,4 +=
L
i
:chiều dài đoạn thứ i,km
P
i
:công suất tác dụng chạy trên đoạn đờng dây thứ i,MW
Từ công thức trên ta có
kVU 77,13360.1622,90.43,4
2
=+=
kVU 98,15260.1684,53.43,4
3
=+=
kVU 16,9326.1655,90.43,4
4
=+=
kVU 91,9225.1655,90.43,4
5
=+=
kVU 87,9828.1650.43,4
6
=+=
Vây ta chọn điện áp danh định của lới điện là 110kV
3. Xác định tiết diện dây dẫn của các đoạn đờng dây.
-Dự kiến dùng dây AC,cột thép,D
tb
=5m.
-Ta dùng phơng pháp mật độ kinh tế của dòng điện để chọn tiến diện dây dẫn.
Tra phụ lục trong giáo trìnhMạng lới điện với dây AC và T
max
=5000h ta đợc
J
kt
=1,1A/mm2.
Dòng điện chạy trên các đoạn đờng dây đợc tính theo công thức.
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
8
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
)(63,13410
11032
3,51
10
32
33
01
01
A
U
S
I
dm
===
)(122
1,1
62,134
2
01
01
mm
J
I
F
kt
===
=>Chọn dây dẫn AC-120 có
AI
cp
380=
Trong chế độ sự cố(khi cất một mạch của đờng dây )dong điện trên đờng dây
còn lạilà:
cpsc
IAII <=== )(2,2696,134.2.2
01
Tính tơng tự đối với các lôl còn lại ta có bảng thống kê ta có
4.Tính tổn thất điện áp trên các đoạn đờng dây ở chế độ bình thờng và
khi sự cố.
Tổn thất điện áp trên các đoạn đờng dây đợc tính theo công thức
( )
100.
2
0
0
dm
iiii
i
U
XQRP
U
+
=
Trongđó:
P
I
,Q
I
:Công suất tác dụng vàphản kháng chạy trên đoạn thứ i.
R
I
,X
I
:điện trở và điện kháng của đoạn thứ i
Chỉ tiêu kĩ thuật:
0
0
0
0
ã
1510 ữ=
btm
U
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
Đoạn 0-1 0-2 0-3 1-6 2-5 3-4
L,km 64,03 90,22 53,85 90,55 64,031 50
I (A)
134,6 161,8 231,5 72,9 68,3 108
F
tt
,mm
2
122,3 147 210 66,3 62,13 98,2
Loại dây AC-120 AC-150 AC-240 AC-70 AC-70 AC-95
r
0
,/km
0,27 0,21 0,13 0,46 0,46 0,33
x
0
,/km
0,423 0,416 0,396 0,44 0,44 0,429
b
0
,10
-6
S/km 2,69 2,74 2,86 2,58 2,58 2,65
R,
7,6 7,35 2,76 14 13,4 9,6
X,
12 14,5 8,4 13,4 12,8 12,5
B/2.10
-6
S 152,2 191,8 121,3 156,9 150,4 154,5
9
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
0
0
0
0
max
2015 ữ=
sc
U
*Đoạn 0-1-6
0
0
2
2
1616161601010101
016
45,9100.
110
4.13.9,1114.2512.3,246,7.66
100.
0
0
=
+++
=
+++
=
dm
bt
U
XQRPXQRP
U
Khi có sự cố đứt 1 mạch trên đoạn 0-1.
0
0
2
2
1616161601010101
016
68,14100.
110
4,13.9,1114.2512.3,24.26,7.45.2
100.
2 2
0
0
=
+++
=
+++
=
dm
scsc
sc
U
XQRPXQRP
U
Khi đứt 1 dây trên đoạn 1-6:
2
1616161601010101
016
22
0
0
dm
sc
U
XQRPXQRP
U
+++
=
0
0
2
16
66,13
110
4,13.9,11.214.25.212.3,2465,7.45
0
0
=
+++
=
sc
U
Đoạn 0-2-5:
2
2525252502020101
max
dm
bt
U
XQRPXQRP
U
+++
=
0
0
2
025
2,10
110
8,12.25,84,13.255,14.85,2635,7.55
0
0
=
+++
=
bt
U
Tổn thất khi đứt 1 dây trên đoạn 0-2:
2
2525252502020202
025
22
0
0
dm
sc
U
XQRPXQRP
U
+++
=
0
0
2
025
75,16
110
8,12.`25,845,13.255,14.85,26.235,7.55.2
0
0
=
+++
=
sc
U
Tổn thât khi đứt 1 dây trên đoạn2-5:
2
2525252502020202
025
22Ư
0
0
dm
sc
U
XQRPXQRP
U
+++
=
0
0
2
025
84,13
110
8,12.25,8.245,13.25.25,14.85,2635,7.55
0
0
=
+++
=
sc
U
Đoạn 0-3-4:
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
10
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
0
0
2
034
96,9
110
5,12.76,216,9.354,8.5,4676,2.75
0
0
=
+++
=
sc
U
Khi có sự cố đứt 1 mạch trên đoạn 0-3:
0
0
2
034
98,14
110
5,12.7,216,9.354,8.5,46.276,2.75.2
0
0
=
+++
=
sc
U
Khi có sự cố đứt 1 mạch trên đoạn3-4:
0
0
2
034
89,14
110
5,12.7,21.26,9.35.24,8.5,4676,2.75
0
0
=
+++
=
sc
U
5.Tổng kết phơng án I:
Vậy:
0
0
96,9ln
0
0
=
bt
U
0
0
75,16ln
0
0
=
úc
U
Vậy phơng án 1thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật.
Khả năng mở rộng phụ tải cao
Sự cố giữa các mạch gần nhi khong ảnh hơng đến nhau nhiều
II. Phơng án II.
1.Sơ đồ nối dây:
Thông số của sơ đồ nối dây.
Đoạn 0-1 1-6 6-5 0-2 2-4 0-3
S
ãm
(MVA)
77,63 54,1 26,32 76,47 41,18 47,06
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
11
1
2
3
4
5
6
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Q
max
(MVar) 32,55 20,15 8,25 40,3 21,7 24,8
L(km) 64,03 90,55 36,24 90,22 60,82 53,85
2.Tinh điện áp định của hệ thống.
Điện áp danh định của hệ thống đợc xác định theo công công thức
kinhnghiệm
iii
PLU .16.43,4 +=
L
i
:chiều dài đoạn thứ i,km
P
i
:công suất tác dụng chạy trên đoạn đờng dây thứ i,MW
Từ công thức trên ta có
kVU 165,9334.1683,60.43,4
2
=+=
kVU 41,9324.1624,36.43,4
3
=+=
kVU 59,14126.1670.43,4
4
=+=
kVU 136,10825.1682,60.43,4
5
=+=
kVU 2,9928.1643,42.43,4
6
=+=
Vây ta chọn điện áp danh định của lới điện là 110kV
3.Lựa chọn tiết diện dây dẫn.
Dòng điện chạy trên các đoạn đờng dây đợc tính theo công thức.
3
10
32
dm
i
i
U
S
I =
kt
i
J
I
iF =
=>Chọn dây dẫn AC
Trong chế độ sự cố(khi cất một mạch của đờng dây )dong điện trên đờng dây
còn lại là:
cpsc
III <=
01
.2
Tính F
tt
tơng tự nh phơng án 1,tra phụ lục giáo trình Mạng lới điện ta lập đ-
ợc bảng sau.
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
12
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Đoạn 0-1 1-6 6-5 0-2 2-4 0-3
L,km 64,03 90,55 36,24 90,22 60,82 53,85
I (A)
203,7 142 69 200,7 108,2 123,5
I
cp
(A)
380 380 256 510 330 380
F
tt
,mm
2
185,2 129 62,79 182 98,3 112,3
Loại dây AC-185 AC-120 AC-70 AC-185 AC-95 AC-120
r
0
,/km
0,17 0,27 0,46 0,17 0,33 0,27
x
0
,/km
0,409 0,423 0,44 0,409 0,429 0,423
b
0
,10
-6
S/km 2,84 2,84 2,58 2,84 2,65 2,84
R,
4,8 8,21 14,54 5,95 10 8,21
X,
11,6 12,9 14 14,3 13 12,9
B/2.10
-6
S 152,2 191,8 121,3 156,9 150,4 191,8
4.Tính tổn thất điện áp trên các đoạn đờng dây ở chế độ bình thờng
và khi sự cố.
Tổn thất điện áp trên các đoạn đờng dây đợc tính theo công thức:
( )
100.
2
0
0
dm
iiii
i
U
XQRP
U
+
=
Trongđó:
P
I
,Q
I
:Công suất tác dụng vàphản kháng chạy trên đoạn thứ i.
R
I
,X
I
: điện trở và điện kháng của đoạn thứ i
Chỉ tiêu kĩ thuật:
0
0
0
0
ã
1510 ữ=
btm
U
0
0
0
0
max
2015 ữ=
sc
U
2
656565651616161601010101
0165
0
0
dm
bt
U
XQRPXQRPXQRP
U
+++++
=
0
0
2
0165
8,17
110
14.9,1154,14.259,12.15,2021,8.506,11.55,328,4.70
0
0
=
+++++
=
sc
U
Nh vậy
0
0
0
0
0165 btcpbt
UU >
nên ta có thể loại ngay phơng án này.
III .Phơng án III.
1. Sơ đồ nối dây.
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
13
O
2
3
4
1
56
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Thông số của sơ đồ nối dây.
Đoạn 0-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0-6
S
ãm
(MVA)
23,53 35,29 47,06 41,18 26,32 27,78
Q
max
(MVar) 12,4 18,6 24,8 21,7 8,25 11,9
L(km) 56,57 70 42,43 100 123,69 104,4
2.Tính điện áp danh định của hệ thống.
Điện áp danh định của hệ thống đợc xác định theo công công thức
kinhnghiệm
iii
PLU .16.43,4 +=
L
i
:chiều dài đoạn thứ i,km
P
i
:công suất tác dụng chạy trên đoạn đờng dây thứ i,MW
Từ công thức trên ta có
kVU 165,9334.1682,60.43,4
2
=+=
kVU 41,9324.1632,26.43,4
3
=+=
kVU 59,14426.1670.43,4
4
=+=
kVU 136,10825.1682,60.43,4
5
=+=
kVU 2,9928.1643,42.43,4
6
=+=
Vây ta chọn điện áp danh định của lới điện là 110kV
3.Lựa chọn tiết diện dây dẫn.
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
14
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Tính F
tt
tơng tự nh phơng án 1,tra phụ lục giáo trình Mạng lới điện ta
lập đợc bảng sau.
Đoạn 0-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0-6
L,km 56,57 70 42,43 100 60,82 72,9
I
i
(A)
61,76 92,61 123,5 107 69 72,9
F
tt
,mm
2
56,24 84,25 122,5 98,24 62,8 66,3
Loại dây AC-70 AC-95 AC-120 AC-95 AC-70 AC-70
r
0
,/km
0,46 0,33 0,27 0,33 0,46 0,46
x
0
,/km
0,44 0,429 0,423 0,429 0,44 0,44
b
0
,10
-6
S/km 2,84 2,65 2,85 2,65 2,84 2,84
R,
13 11,6 57,3 16,5 28,5 24
X,
12,4 15 9 21,5 27,2 23
B/210
-6
S 160,65 185,5 120,5 265 127,73 296,5
I
cp
(A)
250 330 380 330 250 250
4.Tính tổn thất điện áp trên các đoạn đờng dây ở chế độ bình thờng
và khi sự cố.
Tính tơng tự phơng án 1 ta đợc
0
0
22
02020202
02
0
0
22
01010101
01
71,5
110
4,12.6,1813.30
42,3
110
4,12.4,1213.20
0
0
0
0
=
+
=
+
=
=
+
=
+
=
dm
bt
dm
sc
U
XQRP
U
U
XQRP
U
0
0
22
03030303
03
73,3
110
9.8,2475,5.40
0
0
=
+
=
+
=
dm
bt
U
XQRP
U
0
0
22
06060606
06
22,7
110
23.9,1124.25
0
0
=
+
=
+
=
dm
bt
U
XQRP
U
0
0
22
04040404
004
62,8
110
5,21.76,215,16.35
0
=
+
=
+
=
dm
tbt
U
XQRP
U
0
0
22
05050505
05
73,7
110
231,27.25,85,28.25
0
0
=
+
=
+
=
dm
bt
U
XQRP
U
5.Tổng kết phơng án III.
%15%62,8
%max
<=
bt
U
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
15
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
%20%254,17
%max
<=
sc
U
Vậy phơng án 3 thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật.
IV .Phơng án IV.
1.Sơ đồ nối dây.
Thông số của sơ đồ nối dây.
Đoạn 0-1 1-2 1-6 0-3 3-4 0-5
S
max
(MW) 86,6 35,29 27,78 88,24 41,19 26,32
Q
max
(MVar) 42,9 18,6 11,9 46,5 21,7 8,25
L(km) 56,57 50 60,82 42,434 58,31 123,69
2.Tính điện áp danh định của hệ thống.
Điện áp danh định của hệ thống đợc xác định theo công công thức kinh
nghiệm
iii
PLU .16.43,4 +=
L
i
:chiều dài đoạn thứ i,km
P
i
:công suất tác dụng chạy trên đoạn đờng dây thứ i,MW
Từ công thức trên ta có
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
16
O
2
4
1
5
6
3
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
kVU 9,9924.1650.43,4
2
=+=
kVU 16,9328.1683,60.43,4
3
=+=
kVU 97,15226.1643,42.43,4
4
=+=
kVU 23,11625.1631,58.43,4
5
=+=
kVU 3,9918.1669,123.43,4
6
=+=
Vây ta chọn điện áp danh định của lới điện là 110kV
3.Lựa chọn tiết diện dây dẫn.
Tính F
tt
tơng tự nh phơng án 1,tra phụ lục giáo trình Mạng lới điện ta lập đ-
ợc bảng sau.
đoạn 0-1 1-2 1-6 0-3 3-4 0-5
L,km 56,57 50 60,82 42,43 48,58 123,69
I
i
(A)
61,75 92,61 123,5 106 69 72,9
F
tt
,mm
2
56,14 84,25 112,2 98,24 62,8 66,3
Loại dây AC-185 AC-95 AC-70 AC-240 AC-95 AC-70
r
0
,/km
0,17 0,33 0,46 0,13 0,33 0,46
x
0
,/km
0,409 0,429 0,44 0,39 0,429 0,44
b
0
,10
-6
S/km 2,84 2,65 2,84 2,86 2,65 2,84
R,
4,8 8,25 14 2,75 9,6 28,5
X,
11,57 10,7 13,3 8,3 12,5 27,21
B/2 160,6 132,5 172,3 121,4 154,5 351,3
I
cp
(A)
510 330 265 605 330 265
4.Tính toán tổn thất điện áp trên các nhánh ở chế độ bình thờng và khi sự
cố.
Tổn thất trên đoạn 0-1-2:
0
0
22
1212121201010101
012
64,8
110
7,10.6,1825,8.3057,11.9,428,4.75
0
0
=
+++
=
+++
=
dm
bt
U
XQRPXQRP
U
Sự cố khi đứt 1 mạch trên dây 0-1:
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
17
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
0
0
22
1212121201010101
012
85,13
110
7,10.6,1825,8.3057,11.9,42.28,4.75.2
22
0
0
=
+++
=
+++
=
dm
sc
U
XQRPXQRP
U
Tổn thất trên đoạn 0-1-6:
0
0
22
1616161601010101
016
31,8
110
3,13.9,1114.2557,11.9,428,4.75
0
0
=
+++
=
+++
=
dm
bt
U
XQRPXQRP
U
Sự cố khi đứt trên đoạn 0-1:
0
0
22
1616161601010101
016
9,10
110
3,13.9,1114.2557,11.9,42.28,4.75.2
22
0
0
=
+++
=
+++
=
dm
bt
U
XQRPXQRP
U
Tơng tự ta có:
Đoạn 0-5:
0
0
05
73,7
0
0
=
bt
U
Sự cố trên đoan 0-5:
0
0
0
0
05
46,1573,7.2
0
0
==
sc
U
Đoạn 0-3-4:
%91,9
%034
==
bt
Sự cố trên đoạn 0-3-4:
%81,14
%034
==
sc
5.Tổng kết phơng án IV
Nh vậy:
0
0
0
0
maxã
91,9=
bt
U
0
0
0
0
max
64,15=
sc
U
V.Phơng án V.
1.Sơ đồ nối dây:
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
18
1
2
3
4
5
6
0
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Các thông số của phơng án:
* Xác định điểm phân chia công suẩt trên mạch vòng:
Giả thiết ban đầu của tính toán sơ bộ thì các dây có tiết diện giống nhau tính
phân bố công suất tự nhiên theo công thức:
=
L
LS
S
ii
Ni
.
79,2214,10482,6057,56
061601
=++=++=
LLLL
(Km)
79,221
1
01
=S
[(20+j4,2).(69,82+104,4)+(25+j11,9).104,4]=26,67+j16,18 (Mvar)
)(12,833,18)18,1627,26()9,1125()4,1220()(
016106
MVarjjjjSSSS +=++++=+=
=> 6 là điểm phân công suất
2.Tính tiết dây theo mật độ kinh tế:
Lộ 0-1 0-2 0-3 1-6 2-5 3-4 0-6
L (km) 56,57 70 42,43 60,82 58,31 48,58 104,4
I
i
(A)
134,6 161,8 231,5 20,12 68,3 108 52,61
Loại dây AC-120 AC-150 AC-240 AC-70 AC-70 AC-95 AC70
r
0
(
/km)
0,27 0,21 0.13 0,46 0,46 0,33 0,46
x
0
(
)/
2
km
0,423 0,416 0,396 0,44 0,44 0,429 0,44
b
)/(10.
6
0
kmS
2,69 2,74 2,86 2,58 2,58 2,65 2,58
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
Các lộ 0-1 1-6 0-6 0-2 2-5 0-3 3-4
L(km) 56,57 60,82 104,4 70 58,31 42,43 48,58
S
dm
(MVA)
31,19 6,67 35,29 61,64 26,32 88,24 41,18
Q
dm
(MVAR)
16,18 3,78 8,12 26,85 8,25 46,5 21,7
U
dm
(KV)
153,84 93,16 99,9 133,77 92,91 152,97 116,23
19
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
R(
)
7,6 7,35 2,76 28 13,4 9,6 48
X
)(
12 14,5 8,4 26,8 12,8 12,5 45,9
B/2.10
6
)
152,2 191,8 121,3 156,9 150,4 154,6 269,3
I
)(A
cp
380 445 610 265 265 330 265
3.Tính toán tổn thất điện áp trên các nhánh ở chế độ vận hành bình th-
ờng và khi sự cố.
Dễ thấy ,ở phơng án này khi sự cố nạng nề,tức là đứt dây0-1 thì tổn thất điện
áp sẽ rất lớn vợt chỉ tiêu kỹ thuật cho phép
0
0
2
2
6161616106060606
061
4,34100.
110
8,26.4,12287.209,45.3,2448.45
.100
0
0
=
+++
=
+++
=
dm
sc
U
XQRPXQRP
U
Do đó ta có thể loại ngay phơng pháp này.
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
20
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Chơng iii
So sánh về kinh tế CHọN PHƯƠNG áN HợP Lý NHấT
Qua quá trình tính toán kỹ thuật ta đã có các phơng án 1,3,4 đạt chỉ tiêu kỹ
thuật .ta tiến hành so sánh về mặt kinh tế nhờ tính toán chi phí hang nm Z
tìm Z
min
để đa ra phơng án hợp lý nhất.Giả thiết các phơng án có cùng số lợng
MBA ,dao cách ly máy cắt điện.
Hàm chi phí Z đợc tính theo công thức.
( )
CAKaaZ
dtcvh
++=
Trong đó:
a
vh
:hệ số vận hành,a
vh
=0,04
a
tc
:hệ số tiêu chuẩn,a
tc
=0,125
C:giá 1kW điện năng tổn thất,C=500đ/kW.h=5.10
5
đ/MW.h
A
:tổn thất điện năng hàng năm.
=
i
PA .
:thời gian tổn thất công suất lớn nhất,=(0,124+T
max
.10
-4
)
2
.8760=3411h
i
P
:tổng tổn thất công suất ở chế độ cực đại ,
i
ii
i
R
U
QP
P
dm
.
2
22
+
=
K
d
:tổng vốn đầu t xây dựng đờng dây,K
d
=
ii
lK .
0
K
0i
: giá 1km đờng dây tiết diện F
i
,với đờng dây 2 mạch ta nhân hệ số 1,6
vậy ta có công thức tính Z
( )
+=++=
idid
PKPKZ .10.7055,1.165,0.10.5.3411.125,004,0
95
Sau đây là bảng giá xây dựng 1km đờng dây trên không điện áp 110kV ,
Tính chi tiết từng ph ơng án
1.Phơng án I
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
Đoạn 0-1 0-2 0-3 1-6 2-5 3-4
K,10
9
đ 32,041 45,1367 33,94 20,24 19,4 26,4
P
,MW 1,64 2,27 1,776 0,887 0,77 1,345
21
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Ta tính
KP,
cho từng phơng án dựa vào các số liệu về R,X,Q,P,đã đợc tính từ
các bớc trớc
Tính
P
theo công thức:
i
dm
ii
i
R
U
QP
P
2
22
+
=
*Đoạn 0-1:dâyAC-120
K
01
=354.1,6.56,57.10
6
=32,041.10
9
đ
MWP 64,16,7.
110
3,2445
2
22
01
=
+
=
*Đoạn 0-2:dây AC-150
K
02
=403.1,6.70.10
6
=45,136.10
9
đ
MWP 27,235,7.
110
85,2655
2
22
02
=
+
=
*Đoạn 0-3 dây ACO-240
K
03
=500.1,6.42,43.10
6
=33,94.10
9
đ
MWP 776,176,2.
110
5,4675
2
22
03
=
+
=
*Đoạn 1-6 dây AC-70
K
16
.=208.1,6.58,31.10
6
=19,4.10
9
đ
MWP 887,014.
110
9,1125
2
22
16
=
+
=
*Đoạn 2-5:dây AC-70
K
25
=208.1,6.63,25.10
6
=40,78.10
9
đ
MWP 77,04,13.
110
25,825
2
22
25
=
+
=
*Đoạn 3-4:dây AC-95
K
34
=283.1,6.58,31.10
6
=26,4.10
9
đ
MWP 345,16,9.
110
7,2135
2
22
34
=
+
=
Từ kết quả trên ta lập đợc bảng sau
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
22
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Ta có:
K
d
=
i
K
=K
01
+K
02
+K
03
+K
16
+K
25
+K
34
= (32,041+45,136+33,94+20,24+19,4+26,4).10
9
=177,156.10
9
đ
=+++++= MWP
i
688,8345,177,0887,0776,127,264,1
=== hMWPA
i
.77,296343411.688,8.
Z = 0,165.177,156.10
9
+1,7055.8,688.10
9
=44,048.10
9
đ
2.Phơng án III.
Tính tơng tự phơng án 1 ta có bảng sau
Đoạn 0-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0-6
K,10
9
đ 18,826 31,696 24,032 45,28 41,164 34,744
P
,MW 0,595 1,194 1,049 2,312 1,632 1,52
Ta có: K
d
=
i
K
=K
01
+K
02
+K
03
+K
04
+K
05
+K
06
=(18,826+31,696+_24,032+45,28+41,164+34,744).10
9
=195,742.10
9
đ
=+++++= MWP
i
302,852,1632,1312,2049,1194,1595,0
=== hMWPA
i
.122,283183411.302,8.
Z=0,165.195,742.10
9
+1,7055.8,30210
9
=46,4565.10
9
đ
3.Phơng án IV.
Tính tơng tự phơng án 1 ta có bảng sau
Đoạn 0-1 1-2 1-6 0-3 3-4 0-5
K,10
9
đ 33,916 22,64 20,24 33,94 26,4 41,164
P
,MW 2,838 0,849 0,887 1,776 1,345 1,632
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
Loại dây AC-70 AC-95 AC-120 AC-150 AC-
1
8
5
ACO-240
K
0
,10
6
đ/km 208 283 354 403 441 500
23
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
Ta có:K
d
=
i
K
=K
01
+K
12
+K
16
+K
03
+K
34
+K
05
=(33,916+22,64+20,24+33,94+26,4+41,164).10
9
=184,4.10
9
đ
=+++++= MWP
i
327,9632,1345,1776,1887,0849,0838,2
=== hMWPA
i
.4,318143411.327,9.
Z=0,165.184,4.10
9
+1,7055.9,327.10
9
=.10
9
đ
4.Tổng kết và lựa chọn phơng án.
Chỉ tiêu so sánh P.án I P.án III P.ánIV
).( hMwA
29634,7 28318 318145
bt
U
max
0
0
9,96 8,63 9,91
sc
U
max0
0
16,75 17,24 15,64
Z.10
9
đồng 44,048 46,4565 46,31669
Ta thấy phơng án I là phơng án có Z
min
đồng thời có các chỉ tiêu kỹ thuật tốt
nhất.Vậy phơng án I là phơng án tối u,ta chọn phơng án I là phơng án
chính thức để tính toán trong đồ án môn học này
Thông số của phơng án I
Đoạn 0-1 0-2 2-3 0-4 0-5 0-6
P
max
,MW 30 58 26 28 30 26
Q
max
,MVAr 14,52 28,07 12,58 13,55 14,52 12,58
L,km 92,20 63,25 44,72 76,16 92,20 63,25
r
0
,/km
0,46 0,21 0,46 0,46 0,46 0,46
x
0
,/km
0,44 0,416 0,44 0,44 0,44 0,44
b
0
,10
-6
S/km 2,58 2,74 2,58 2,58 2,58 2,58
R,
21,21 6,64 10,29 17,52 21,21 14,55
X,
20,28 13,16 9,84 16,76 20,28 13,92
B,10
-6
S 232,72 173,31 115,38 196,49 232,72 163,19
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
24
Trờng đại học bách khoa Hà Nội
CHƯƠNG IV
Chọn số lợng ,công suất các MBA và các sơ đồ
trạm ,sơ đồ mạng điện
I. Chọn số lợng MBA.
Vì các phụ tải đều là các hộ tiêu thụ loại 1 nên mỗi trạm đều có 2MBA
làm việc song song.
II. Chọn công suất các MBA.
Dựa vào công suất các phụ tải và yêu cầu điều chỉnh điện áp của phụ tải
ta sử dụng các MBA 2 cuộn dây điều chỉnh điện áp dới tải
Các MBA có U
cdm
=115kV,dải điều chỉnh U
đc
=9.1,78.U
cđm
Công suất định mức của các MBA phụ thuộc vào công suất cực đại của
các phụ tải và phải thoả mãn điều kiện nếu nh 1 trong 2máy dừng làm việc thì
MBA còn lại phải đảm bảo cung cấp đủ công suất cho các hộ loại 1 và loại 2 .
Đồng thời khi chọn công suất MBA cần biết đến khả năng quá của MBA còn
lại khi 1MBA bị sự cố gọi là quá tải sự cố .Hệ số quá tải K=1,4 trong 5 ngày
đêm và mỗi ngày đêm không quá 6 giờ. Khi bình thờng các MBA làm việc
với công suất S=(6070)%S
đm
Nếu trạm có n MBA thì công suất của 1máy phải thoả mãn điều kiện
( )
1
max
nK
S
S
Trong đó:
S
max
:công suất cực đại của phụ tải
K:hệ số quá tải,K=1,4
n:số MBA,n=2
Tính chi tiết cho từng trạm
*Trạm 1.
MVA
nk
S
S 8,16
4,1
53,23
)1(
max1
1
==
Nguyễn Trung Kiên HTĐ 3-K45
25
