Thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (450.07 KB, 49 trang )
Đồ án môn học
Lới điện
Lời nói đầu
Lịch sử loài ngời đã và đang trải qua nhiều giai đoạn phát triển khác nhau,
các thế hệ tiếp nối nhau đổi mới. Trong quá trình phát triển và đi lên, con ngời
đã phát minh ra và sử dụng nhiều dạng năng lơng khác nhau để phục vụ cho các
nhu cầu tất yếu của mình và cho toàn xã hội. Trong các dạng năng lợng đó thì
điện năng là dạng năng lợng quan trong nhất và đợc sử dụng rộng rãi nhất.
Bên cạnh những u điểm nổi bật nh: Dễ dàng chuyển thành các dạng năng lợng khác ( nhiệt năng, cơ năng, hoá năng,...), dễ truyền tải và phân phối,... điện
năng còn có những đặc điểm đặc biệt khác với những nguồn năng lợng khác.
Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ, nó xảy ra rất nhanh, nói
chung thì điện năng không tích trữ đợc vì vậy giữa sản xuất và tiêu thụ điện cần
có sự cân bằng.
Ngày nay, quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá nớc ta đang diễn ra
mạnh mẽ và trong tơng lai không xa, nớc ta sẽ trở thành một nớc công nghiệp
giàu mạnh. Trong quá trình phát triển đó thì công nghiệp điện lực giữ một vai
trò đặc biệt quan trọng vì nó làm thoả mãn những nhu cầu điện phục vụ cho
công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt hàng ngày tăng trởng không
ngừng.
Vì vậy, làm đồ án " Thiết kế mạng lới điện cho một khu vực" là một trong
những nhiệm vụ cần làm của các sinh viên ngành Hệ Thống Điện.
Trong đồ án này em xin trình bày những nội dung chính sau :
1. Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng trong hệ thống
2. Chọn phơng án hợp lý về kinh tế - kỹ thuật
3. Lựa chọn số lợng, công suất của các máy biến áp
Sơ đồ nối dây của các trạm, vẽ sơ đồ toàn mạng điện
4. Tính công suất tối u của các thiết bị bù trong mạng
5. Tính các chế độ vận hành của lới điện
Chọn các đầu điều chỉnh điện áp
6. Tính toán giá thành tải điện của mạng điện.
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
1
Đồ án môn học
Lới điện
Chơng 1:
Cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng
Cân bằng công suất trong hệ thống trớc hết là xem khả năng cung cấp và
tiêu thụ điện trong hệ thống có cân bằng hay không? Sau đó sơ bộ định phơng
thức vận hành cho từng nhà máy trong hệ thống, trong các trạng thái vận hành
cực đại, cực tiểu và sau sự cố. Để hệ thống điện làm việc ổn định ta cần cân bằng
công suất tác dụng và cân bằng công suất phản kháng.
I. Cân bằng công suất tác dụng
Trong đồ án ta giả thiết:
+ Nguồn điện đủ cung cấp cho nhu cầu công suất tác dụng
+ Tổng công suất tự dùng và công suất dự trữ trong hệ thống bằng
không
Sự cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống đợc biểu diễn bằng biểu
thức:
PF = Pyc = m.Ppt+P mđ +P td+Pdt
Trong đó:
PF : Tổng công suất phát
Pyc : Tổng công suất yêu cầu
m: Hệ số đồng thời (trong đồ án môn học lấy m = 1)
Ptd : Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ
thống
Pdt:Tổng công suất dự trữ trong hệ thống
(Trong phạm vi đồ án. lấy Ptd = 0, Pdt = 0)
Pmđ: Tổng tổn thất công suất trong mạng điện, Pmđ =
5%*Ppt
Ppt :Tổng công suất các nút phụ tải
*Ppt= P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 = 32 + 34 + 30 + 28 + 26 + 28 = 178
(MW)
* Pmđ = 5%*Ppt= 5%*178 = 8.9 (MW)
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
2
Đồ án môn học
Lới điện
PF =Pyc= 178 + 8.9 = 186.9 (MW)
II. Cân bằng công suất phản kháng
Cân bằng 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.
Sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống đợc biểu diễn bằng biểu
thức:
QF = Qyc
Trong đó:
+ QF là tổng công suất phản kháng phát ra trên lới
+ Qyc là tổng công suất phản kháng yêu cầu
QF = PF*tgF
cosF = 0.85 tgF = 0.62
QF = 186.9*0.62 = 115.878 (MVAr)
Q yc = m*Qpt + QL - QC + Qdt + Qtd + Qba
Trong đó:
QL: Tổng tổn thất công suất phản kháng trên đờng dây
QC: Tổng tổn thất công suất do điện dung của các đờng dây sinh
ra
(Trong khi tính sơ bộ ta giả thiết QL = QC )
Qdt: Tổng công suất phản kháng dự trữ (lấy = 0)
Qtd: Tổng công suất phản kháng tự dùng (lấy = 0)
Qyc = m*Qpt + Qba
Qpt là tổng công suất phản kháng của phụ tải
Qpt = Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6
= P1*tg1+ P2*tg2+ P3*tg3+ P4*tg4+ P5*tg5+ P6*tg6
= tgF*P pt = 178*0.48 = 85.44 (MVAr)
Qba: Tổng tổn thất công suất phản kháng trên máy biến áp
Qba = 15%*Qpt = 15%*85.44 = 12.816 (MVAr)
Qyc= 85.44 +12.816 = 98.256 (MVAr)
Ta thấy Qycm< QF, nên 0 phải bù sơ bộ công suất phản kháng.
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
3
Đồ án môn học
Lới điện
Chơng 2:
chọn phơng án hợp lý về mặt kỹ thuật - kinh tế
Nguyên tắc chủ yếu nhất của thiết kế mạng là cung cấp điện kinh tế và đảm
bảo ổn định, an toàn. Mụch đích của thiết kế mạng là tìm ra phơng án phù hợp
nhất thoả mãn yêu cầu đó.
Việc đầu tiên cần làm là lựa chọn sơ độ nối dây của mạng dựa trên những
cân nhắc kỹ về nhiều yếu tố: Phụ tải lớn hay nhỏ, vị trí của tải, mức độ yêu cầu,
đặc điểm và khả năng cấp điện, các điều kiện về địa chất, địa hình, tổ chức quản
lý...
Sau khi vạch ra đợc các phơng án nối dây, để tiến hành so sánh về mặt kỹ
thuật ta cần phải tính toán các nội dung sau:
+ Lựa chọn điện áp định mức của mạng
+ Tính toán đờng dây dự phòng đối với hộ loại 2
+ Cuối cùng dựa trên các tiêu chuẩn sau để phân tích và lựa chọn:
- Tổn thất điện áp lúc vận hành bình thờng và lúc sự cố nguy hiểm nhất
- Kiểm tra điều kiện phát nóng của đờng dây lúc sự cố nặng nề nhất
Isc
diện cho phép để tránh tổn thất vầng quang. Với đờng dây có U = 110 (kV)
thì Fmin= 70 mm2.
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
4
§å ¸n m«n häc
Líi ®iÖn
i. Dù kiÕn c¸c ph¬ng ¸n
N
1
6
3
4
2
5
N
1
6
3
4
2
5
SV thùc hiÖn: Ph¹m TuÊn Nam - Líp: HT§1 - K47
5
§å ¸n m«n häc
Líi ®iÖn
N
1
6
3
4
2
5
N
1
6
3
4
2
5
SV thùc hiÖn: Ph¹m TuÊn Nam - Líp: HT§1 - K47
6
Đồ án môn học
Lới điện
N
1
6
3
4
2
5
II. Xét các phơng án về mặt kỹ thuật
1.Phơng án I
1.1. Sơ đồ nối dây và các thông số của phơng án
*Sơ đồ nối dây:
N
1
6
3
4
2
5
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
7
Đồ án môn học
Lới điện
*Thông số kỹ thuật của phơng án
Đoạn ĐD
Pmax (MW)
Qmax (MVAr)
L (km)
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
32
34
30
28
26
28
15.36
16.32
14.4
13.44
12.48
13.44
78.1
70.71
72.11
72.11
82.46
80.62
1.2. Chọn điện áp định mức của mạng
Điện áp định mức của hệ thống đợc tính theo công thức kinh nghiệm:
Ui =
4.34 * li +16 * Pi
(kV)
li : Chiều dài của đoạn thứ i
Pi : Công suất tác dụng của đoạn thứ i
áp dụng công thức ta có:
U1 = 4.34 *
78.1 +16 * 32 =105.42( kV )
U 2 = 4.34 *
70.71 +16 * 34 =107.6kV )
U 3 = 4.34 *
72.11 +16 * 30 =101.97( kV )
U 4 = 4.34 *
72.11 +16 * 28 = 98.97( kV )
U 5 = 4.34 *
82.46 +16 * 26 = 96.89( kV )
U 6 = 4.34 *
80.62 +16 * 28 = 99.78( kV )
Vì 70 < Ui < 160 nên ta lấy chọn điện áp danh định (định mức) của lới điện là:
Uđm = 110 (kV)
1.3. Chọn tiết diện dây dẫn trên các đoạn đờng dây.
- Dự kiến chung là dây AC (dây nhôm lõi thép)
- Thiết kế mạng khu vực ta chọn dân dẫn bằng phơng pháp theo điều kiện
mật độ kinh tế của dòng điện.
Tra bảng B.44 trong giáo trình Mạng và hệ thống điện ta thấy ứng với
dây AC có Tmax= 5000 h thì mật độ kinh tế của dòng điện là:
Jkt = 1,1 (A/mm2)
Tiết diện của dây dẫn đợc chọn theo công thức:
F = I/Jkt (mm2)
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
8
Đồ án môn học
Lới điện
Trong đó I là dòng điện làm việc trên 1 mạch của đờng dây và đợc tính
theo công thức:
P2 + Q2
I=
* 10 3 ( A )
n* 3*U
dm
P: Công suất tác dụng trên đờng dây, MW
Q: Công suất phản kháng trên đờng dây, MVAr
n: Số mạch
Udm : Là điện áp định mức của mạng điện
* Tính toán chi tiết cho từng đoạn
*Xét đoạn N-1:
322 + 15.362
I N1 =
*103 = 93.13
2 * 3 *110
FN 1 =
(A)
I N 1 93.13
=
= 84.66 (mm2)
J kt
1.1
Từ đó ta chọn Ftc= 95 mm2 tơng ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho
phép là Icp = 330 A.
Mặt khác ta thấy sự cố nặng nề nhất là đứt một mạch của đoạn đờng dây
nối trực tiếp với nguồn, ở đây là đoạn N1 khi đó dòng điện làm việc trên mạch
còn lại là Isc = 2*IN1 = 2*93.13 = 186.26 (A) < Icp = 330 (A) tức là thoả mãn điều
kiện phát nóng.
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý
*Xét đoạn N-2:
342 + 16.322
IN 2 =
*103 = 98.96
2 * 3 *110
FN 2 =
(A)
I N 2 98.96
=
= 89.96 (mm2)
J kt
1.1
Isc = 2x98.96 = 197.92 (A)
Chọn Ftc= 95 mm2 tơng ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép là
Icp = 330 (A) > Isc= 197.92 (A).
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
9
Đồ án môn học
Lới điện
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý
*Xét đoạn N-3:
I 23 =
302 + 14.42
*103 = 87.31
2 * 3 *110
(A)
I N 3 87.31
=
= 79.37 (mm2)
J kt
1.1
F23 =
Isc = 2x87.31 = 174.62 (A)
Chọn Ftc= 95 mm2 tơng ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép là
Icp = 330 (A) > Isc= 174.62 (A).
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý
*Xét đoạn N-4:
IN 4 =
282 + 13.442
*103 = 81.48
2 * 3 *110
FN 4 =
I N 4 81.48
=
= 74.07 (mm2)
J kt
1.1
(A)
Isc = 2x81.48 = 162.96 (A)
Chọn Ftc= 95 mm2 tơng ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép là
Icp = 330 (A) > Isc= 162.96 (A).
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý
*Xét đoạn N-5:
I 45 =
262 + 12.482
*103 = 75.68
2 * 3 *110
F45 =
I 45 75.68
=
= 68.8 (mm2)
J kt
1.1
(A)
Isc = 2x75.68 = 151.36 (A)
Chọn Ftc= 95 mm2 tơng ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép là
Icp = 330 (A) > Isc= 151.36 (A).
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý
*Xét đoạn N- 6:
282 + 13.442
IN6 =
*103 = 81.48
2 * 3 *110
(A)
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
10
Đồ án môn học
FN 6 =
Lới điện
I N 6 81.48
=
= 74.07 (mm2)
J kt
1.1
Isc = 2x81.48 = 162.96 (A)
Chọn Ftc= 95 mm2 tơng ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép là
Icp = 330 (A) > Isc= 162.96 (A).
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý
*Từ các tiết diện Fi vừa chọn đợc ta tra bảng B.6 trong giáo trình
Mạng và hệ thống điện và lập đợc bảng số liệu của phơng án I nh sau:
ĐD
L
km
Ftt,
mm2
Ftc
mm2
S
MVA
r0
x0
/km
/km
N-1
78.1
84.66
95 35.49
0.33 0.429
2.65 12.88 16.75
2.0
6
N-2 70.71
89.96
95 37.71
0.33 0.429
2.65 11.66 15.16
1.87
N-3 72.11
79.37
95 33.27
0.33 0.429
2.65 11.89 15.46
1.91
N-4 72.11
74.07
95 31.05
0.33 0.429
2.65 11.89 15.46
1.91
N-5 82.46
68.8
70 28.84
0.46
2.58 18.96 18.14
2.12
N-6 80.62
74.07
95 31.05
0.33 0.429
2.65
2.13
0.44
b0
S.10-6
R
X
13.3 17.29
B/2
S.10-4
1.4.Tính toán tổn thất điện áp trong các chế độ vận hành bình th ờng và khi
sự cố nặng nề nhất.
* Tổn thất điện áp đợc tính theo công thức sau:
U % =
P * R + Q * X
i
i
i
U 2 dm
i
(%)
Trong đó:
Pi, Qi: Công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đờng dây
Ri, Xi: Điện trở và điện kháng của đờng dây
Các chỉ tiêu kỹ thuật cho phép:
U % max bt = 10 ữ 15%
U % max sc = 15 ữ 20%
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
11
Đồ án môn học
Lới điện
*Đoạn N-1:
U % N 1bt =
PN1 * R N 1 + Q N 1 * X N 1
U
2
=
dm
32 * 12.88 + 15.36 * 16.75
= 5.5 %
110 2
Sự cố nặng nề nhất là đứt 1 mạch trên đoạn N-1, khi đó:
U % N 1sc =
2 * PN1 * R N 1 + 2 * Q N 1 * X N 1
U
2
=
dm
2 * 32 *12.88 + 2 * 15.36 *16.75
= 11 %
110 2
*Đoạn N-2:
U % N 2bt =
P2 * RN 2 + QN 2 * X N 2
U
2
= 5.32%
dm
- Khi sự cố đứt một đây trên đoạn N-2
U % N 2 sc =
2 * PN2 * R N 2 + 2 * Q N 2 * X N 2
U
2
= 10.64%
dm
*Đoạn N-3:
U % N 3bt =
PN3 * R N 3 + Q N 3 * X N 3
U
2
= 4.78%
dm
- Khi sự cố đứt một đây trên đoạn N-3
U % N 3 sc =
2 * PN3 * R N 3 + 2 * Q N 3 * X N 3
U
2
= 9.56%
dm
*Đoạn N- 4:
U % N 4bt =
PN4 * R N 4 + Q N 4 * X N 4
U
2
= 4.46 %
dm
Sự cố nặng nề nhất là đứt 1 mạch trên đoạn N- 4, khi đó:
U % N 4 sc =
2 * PN4 * R N 4 + 2 * Q N 4 * X N 4
U
2
= 8.92 %
dm
*Đoạn N- 5:
U % N 5bt =
PN5 * R N 5 + Q N 5 * X N 5
U
2
= 5.94 %
dm
Sự cố nặng nề nhất là đứt 1 mạch trên đoạn N- 5, khi đó:
U % N 5 sc =
2 * PN5 * R N 5 + 2 * Q N 5 * X N 5
U
2
= 11.88 %
dm
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
12
Đồ án môn học
Lới điện
*Đoạn N- 6:
U % N 6bt =
PN6 * R N 6 + Q N 6 * X N 6
U
2
= 4.99 %
dm
Sự cố nặng nề nhất là đứt 1 mạch trên đoạn N- 6, khi đó:
U % N 6 sc =
2 * PN6 * R N 6 + 2 * Q N 6 * X N 6
U
2
= 9.98 %
dm
1.5.Tổng kết phơng án I:
U % max bt = 5.94% < 15%
U % max sc = 11.88% < 20%
Kết luận:
- Thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật của phơng án
- Khả năng mở rộng phụ tải cao
- Sự cố giữa các mạch không ảnh hởng đến nhau nhiều
2.Phơng án II
2.1.Sơ đồ nối dây và các thông số của phơng án
*Sơ đồ nối dây:
N
1
6
3
4
2
5
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
13
Đồ án môn học
Lới điện
*Thông số kỹ thuật của phơng án
Đoạn ĐD
N-2
Pmax (MW)
N-3
3-1
N-4
N-5
N-6
34
62
32
28
26
28
Qmax (MVAr)
16.32
29.76
15.36
13.44
12.48
13.44
L (km)
70.71
72.11
22.36
72.11
82.46
80.62
2.2.Chọn điện áp định mức của mạng.
Tính toán tơng tự nh phơng án I ta cũng chọn điện áp định mức của mạng là
Uđm= 110 kV.
2.3. Xác định tiết diện dây dẫn trên các đoạn đờng dây.
* Việc chọn tiết diện đợc là tơng tự nh phơng án I, cuối cùng ta có bảng số
liệu tính toán của phơng án nh sau:
L
km
Ftt,
mm2
N2
70.71
89.96
95 37.71
0.33 0.429
2.65 11.66 15.16
1.87
N3
72.11 169.07
185 68.77
0.17 0.409
2.84
6.12 14.74
2.04
2.58
5.14
4.91
0.57
ĐD
Ftc
mm2
S
MVA
r0
x0
/km
/km
0.44
b0
S.10-6
R
X
B/2
S.10-4
3-1 22.36
67.22
70 35.49
0.46
N4
72.11
74.07
95 31.05
0.33 0.429
2.65 11.89 15.46
1.91
N5
82.46
68.8
70 28.84
0.46
2.58 18.96 18.14
2.12
N6
80.62
74.07
95 31.05
0.33 0.429
2.65
2.13
0.44
13.3 17.29
2.4.Tính toán tổn thất điện áp trong các chế độ vận hành bình th ờng và khi
sự cố nặng nề nhất.
Tính toán tơng tự nh phơng án I ta có:
* Trên đoạn N-2:
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
14
Đồ án môn học
Lới điện
UN2bt% = 5.32 %
UN2sc% = 10.64 %
* Trên đoạn N-3:
UN3bt% = 6.76%
UN3sc% = 13.52 %
* Trên đoạn 3-1:
UN31bt% = 1.98 %
UN31sc% = 3.96 %
2.5.Tổng kết phơng án II:
U % max bt = 8.74% < 15%
U % max sc = 17.48% < 20%
Kết luận : Phơng án này đạt chỉ tiêu kỹ thuật
3.Phơng án III
3.1.Sơ đồ nối dây và các thông số của phơng án
*Sơ đồ nối dây:
N
6
1
3
4
2
5
*Thông số kỹ thuật của phơng án
Đoạn ĐD
N-2
N- 3
3-1
N-4
N-5
4-6
34
62
32
56
26
28
Qmax (MVAr)
16.32
29.76
15.36
26.88
12.48
13.44
L (km)
70.71
72.11
22.36
72.11
82.46
36.05
Pmax (MW)
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
15
Đồ án môn học
Lới điện
3.2.Chọn điện áp định mức của mạng.
Tính toán tơng tự nh phơng án I ta cũng chọn điện áp định mức của mạng
là: Uđm= 110 kV.
3.3. Xác định tiết diện dây dẫn trên các đoạn đờng dây.
* Việc chọn tiết diện đợc là tơng tự nh phơng án I, cuối cùng ta có bảng số
liệu tính toán của phơng án nh trang bên.
L
km
Ftt,
mm2
N2
70.71
89.96
95 37.71
0.33 0.429
2.65 11.66 15.16
1.87
N3
72.11 169.07
185 68.77
0.17 0.409
2.84
6.12 14.74
2.04
0.46
0.44
2.58
5.14
4.91
0.57
0.21 0.416
2.74
7.57 14.99
1.97
2.58 18.96 18.14
2.12
2.65
0.95
ĐD
Ftc
mm2
S
MVA
r0
x0
/km
/km
3-1 22.36
67.22
70 35.49
N4
72.11
148.1
9
150 62.11
N5
82.46
68.8
70 28.84
0.46
4-6 36.05
74.09
95 31.05
0.33 0.429
0.44
b0
S.10-6
R
X
5.94
7.73
B/2
S.10-4
3.4.Tính toán tổn thất điện áp trong các chế độ vận hành bình th ờng và khi
sự cố nặng nề nhất.
Tính toán tơng tự nh phơng án I ta có:
*Trên đoạn N-2
UN2t% = 5.32
UN2c% = 10.64
*Trên đoạn N-3
UN3% = 6.76 %
UN3sc% = 13.52 %
*Trên đoạn N- 4:
UN4bt% = 6.83 %
UN4sc% = 13.66 %
*Trên đoạn N-5:
UN5bt% = 5.94 %
3.5.Tổng kết phơng án III
UN5sc% = 11.88 %
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
16
Đồ án môn học
Lới điện
U % max bt = 9.06% < 15%
U % max sc = 18.12% < 20%
Kết luận :
- Thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật của phơng án
- Khả năng mở rộng phụ tải cao
- Sự cố giữa các mạch không ảnh hởng đến nhau nhiều
4.Phơng án IV
4.1.Sơ đồ nối dây và các thông số của phơng án IV
*Sơ đồ nối dây:
N
6
4
1
3
2
5
*Thông số kỹ thuật của phơng án IV
Đoạn ĐD
Pmax (MW)
Qmax (MVAr)
L (km)
N-1
N-2
N-3
N-4
2-5
4-6
32
60
30
56
26
28
15.36
28.8
14.4
26.88
12.48
13.44
78.1
70.71
72.11
72.11
31.62
36.05
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
17
Đồ án môn học
Lới điện
4.2.Chọn điện áp định mức của mạng.
Tính toán tơng tự nh phơng án I ta cũng chọn điện áp định mức của mạng là
Uđm= 110 kV.
4.3. Xác định tiết diện dây dẫn trên các đoạn đờng dây.
* Việc chọn tiết diện đợc là tơng tự nh phơng án I, cuối cùng ta có bảng số
liệu tính toán của phơng án IV nh trang bên:
L
km
Ftt,
mm2
78.1
84.66
95 35.49
0.33 0.429
2.65 12.88 16.75
N2
70.71 158.78
185 66.55
0.17 0.409
2.84
6.01 14.46
2
N3
72.11
79.37
95 33.27
0.33 0.429
2.65 11.89 15.46
1.91
N4
72.11
148.1
9
150 62.11
0.21 0.416
2.74
7.57 14.99
1.97
2-5
31.62
68.8
70 28.84
0.46
0.44
2.58
7.27
6.95
0.81
4-6
36.05
74.09
95 31.05
0.33 0.429
2.65
5.94
7.73
0.95
ĐD
N1
Ftc
mm2
S
MVA
r0
x0
/km
/km
b0
S.10-6
R
X
B/2
S.10-4
2.0
6
4.4.Tính toán tổn thất điện áp trong các chế độ vận hành bình th ờng và khi
sự cố nặng nề nhất.
Tính toán tơng tự nh phơng án I ta có:
*Trên đoạn N-1:
UN1bt% = 6.78 %
UN1sc% = 13.56 %
*Trên đoạn N-2-3:
UN23bt% = 10.3 %
UN23sc% = 17.56 %
*Trên đoạn N- 4:
UN4bt% = 4.76 %
UN4sc% = 9.52 %
*Trên đoạn N-5:
UN5bt% = 7.41 %
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
UN5sc% = 14.82 %
18
Đồ án môn học
Lới điện
*Trên đoạn N- 6:
UN6bt% = 5.41 %
UN6sc% = 10.82 %
4.5.Tổng kết phơng án IV:
U % max bt = 10.3% < 15%
U % max sc = 17.56% < 20%
Kết luận:
- Thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật của phơng án
- Khả năng mở rộng phụ tải cao
- Sự cố giữa các mạch không ảnh hởng đến nhau nhiều
5.Phơng án V
5.1.Sơ đồ nối dây và các thông số của phơng án V
*Sơ đồ nối dây:
N
1
6
3
4
2
5
*Thông số kỹ thuật của phơng án V
Đoạn ĐD
Pmax (MW)
(MVAr)
L (km)
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
4-6
N-6
32
34
30
28.37
26
15.36
16.32
14.4
13.62
12.48
27.63 0.37
13.26 0.18
78.1
70.71
72.11
72.11
82.46
80.62 36.05
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
19
Đồ án môn học
Lới điện
5.2.Chọn điện áp định mức của mạng.
Tính toán tơng tự nh phơng án I ta cũng chọn điện áp định mức của mạng là
Uđm= 110 kV.
5.3. Xác định tiết diện dây dẫn trên các đoạn đờng dây.
* Việc chọn tiết diện đợc là tơng tự nh phơng án I, cuối cùng ta có bảng số
liệu tính toán của phơng án V nh trang bên:
ĐD
L
km
Ftt,
mm2
N-1
78.1
84.66
N-2
70.71
N-3
Ftc
mm2
r0
x0
/km
/km
b0
S.10-6
95 35.49
0.33 0.429
2.65
12.88 16.75
2.06
89.96
95 37.71
0.33 0.429
2.65
11.66 15.16
1.87
72.11
79.37
95 33.27
0.33 0.429
2.65
11.89 15.46
1.91
N-4
72.11
150.15
185 31.47
0.17 0.409
2.84
12.25 29.49
1.02
N-5
82.46
68.8
70 28.84
0.46
0.44
2.58
18.96 18.14
2.12
N-6
80.62
146.22
150 30.64
0.21 0.416
2.74
16.93 33.53
1.1
4-6
36.05 1.96
70
S
MVA
0.41
0.46
0.44
2.58
R
X
16.58
B/2
S.10-4
15.86 0.46
4.4.Tính toán tổn thất điện áp trong các chế độ vận hành bình th ờng và khi
sự cố nặng nề nhất.
Tính toán tơng tự nh phơng án I ta có:
*Trên đoạn N-1:
UN1bt% = 5.5 %
UN1sc% = 11 %
*Trên đoạn N-2:
UN2bt% = 5.32 %
UN2sc% = 10.64 %
*Trên đoạn N- 5
UN5t% = 5.94 %
UN5% =11.88 %
*Trên đoạn N-6
UN6t% = 7.54 %
*Trên đoạn 4- 6:
UN46t% = 0.07%
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
UN6c% = 15.28 %
UN4sc% = 7.54%
20
Đồ án môn học
Lới điện
4.5.Tổng kết phơng án IV:
U % max bt = 9.06 < 15%
U % max sc = 20.87% > 20%
Kết luận:
Phơng án này không đạt chỉ tiêu kỹ thuật, vì vậy ta loại.
5. Tổng kết các phơng án về mặt kỹ thuật
Qua phân tích chỉ tiêu kỹ thuật của các phơng án ta thấy các phơng án I, III
và IV đạt chỉ tiêu kỹ thuật, còn phơng án II không đạt chỉ tiêu kỹ thuật . Vì thế ta
lấy các phơng án I, III, IV xét tiếp chỉ tiêu kinh tế để chọn ra phơng án tối u
nhất.
III. So sánh các phơng án về mặt kinh tế
Việc quyết định lựa chọn phơng án thiết kế cấp điện nào cũng phải dựa trên
cơ sở so sánh về mặt kỹ thuật và kinh tế.
Trong phần trớc ta đã so sánh về mặt kỹ thuật và đa ra các phơng án I, III và
IV là đạt chỉ tiêu kỹ thuật. Mục này ta so sánh các phơng án về mặt kinh tế để
lựa chọn phơng án tối u.
Khi tính toán về mặt kinh tế giữa các phơng án ta có các giả thiết sau:
1- Số lợng máy biến áp bằng nhau
2- Số lợng máy cắt bằng nhau
3- Số lợng dao cách ly bằng nhau
Ta tiến hành so sánh về mặt kinh tế nhờ tính toán chi phí hàng năm Z tìm
Zmin để đa ra phơng án hợp lý nhất.
Hàm chi phí Z tính theo công thức
Z = (avh+atc )*Kd + A*C
Trong đó:
avh: Hệ số vận hành với avh= 0.04
atc : Là hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn atc = 0.125
C = 500 đ/kwh = 5*105đ/MWh là giá 1 kWh (Mwh) điện năng tổn
thất
A=Pi* Tổn thất điện năng hàng năm.
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
21
Đồ án môn học
Lới điện
Pi 2 + Qi2
* Ri
Pi : Tổng tổn thất công suất ở chế độ cực đại Pi =
U dm
: Thời gian tổn thất công suất lớn nhất
= ( 0.124 + Tmax*10-4)2 * 8760 = ( 0.124 + 5000*10-4)2 * 8760
= 3411 (h)
K = k0i*l*a
k0i: Suất đầu t cho 1 km đờng dây
l : Chiều dài của đờng dây
a =1: đối với đờng dây một mạch
a =1.6: Đối với đờng dây có hai mạch
Cuối cùng ta có công thức
Z = (0.04 + 0.125 )*Koi + 3411*5*105*Pi
= 0,165*Koi + 17055*106*Pi
Trong đồ án ta chọn cột cho toàn mạng là cột bê tông cốt thép. Ta có bảng
giá tiền các loại đờng dây sau (ứng với 1 mạch).
Loại dây
AC70
AC95
AC120
AC150
AC185
AC240
K0(106đ/km)
168
224
280
336
329
444
* Tính P, Kd cho từng phơng án.
1. Phơng án I:
*Thông số kỹ thuật của phơng án
Đoạn ĐD
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
32
34
30
28
26
28
Qmax
(MVAr)
15.36
16.32
14.4
13.44
12.48
13.44
L (km)
78.1
70.71
72.11
72.11
82.46
80.62
AC95
AC95
AC95
AC95
AC70
AC95
Pmax (MW)
Loại dây
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
22
Đồ án môn học
Lới điện
Ta có bảng số liệu tổng kết phơng án:
Đoạn
ĐD
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
35.363,68 32.017,49 32.651,41 32.651,41
Ki
(106)
Pi
(MW)
1.34
1.37
1.09
27.442,6 36.504,73
9
0.94
Koi=196.631,4*106
N-6
1.33
1.06
Pi = 7.1 (MW)
A = Pi* = 9.77*3411= 24.218,1 (MWh)
Z = 0.165*185.18*109 + 1.7055*109*9.77 = 44.553,231*106
2.Phơng án II:
*Thông số kỹ thuật của phơng án
Đoạn ĐD
N-2
N-3
3-1
N-4
N-5
N-6
34
62
32
28
26
28
Qmax (MVAr)
16.32
29.76
15.36
13.44
12.48
13.44
L (km)
70.71
72.11
22.36
72.11
82.46
80.62
Pmax (MW)
AC95
Loại dây
AC185
AC70
AC95
AC70
AC95
Tính toán tơng tự nh trên ta có bảng tổng kết phơng án III:
Đoạn ĐD
Ki (106)
Pi
(MW)
N-2
N-3
3-1
N-4
32.017,49 50.880,82 7.441,41 32.651,41
1.37
2.39
0.53
0.95
Koi=186.938,56*106
N-5
N-6
27.442,6
9
36.504,74
1.30
1.06
Pi = 7.6 (MW)
A = Pi* = 10.2*3411= 25.923,6(MWh)
Z = 0.165*163.33*109 + 1.7055*109*10.2 = 43.806,66*106
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
23
Đồ án môn học
Lới điện
3.Phơng án III
*Thông số kỹ thuật của phơng án
Đoạn ĐD
N-2
N-3
3-1
N-4
N-5
4-6
34
62
32
56
26
28
Qmax (MVAr)
16.32
29.76
15.36
26.88
12.48
13.44
L (km)
70.71
72.11
22.36
72.11
82.46
36.05
Pmax (MW)
AC95
Loại dây
AC185
AC70
AC150
AC70
AC95
Tính toán tơng tự nh trên ta có bảng tổng kết phơng án III
Đoạn
ĐD
Ki
(106)
Pi
(MW)
N-2
N-3
32.017,48 50.880,82
1.37
3-1
N-4
7.441,4
1
46.496,5
3
0.53
2.41
2.39
Koi=180.602,37*106
N-5
4-6
27.442,6 16.323,44
9
1.3
0.47
Pi =8.47 (MW)
A = Pi* = 9.7*3411= 28.891,17(MWh)
Z = 0.165*153.25*109 + 1.7055*109*9.7 = 44.244,97*106
IV.Tổng kết và lựa chon phơng án
Từ các tính toán ở phần trên ta có bảng tổng kết số liệu các phơng án:
Chỉ tiêu so sánh
A (MWh)
U%maxbt
U%maxsc
Z (106)
P.án I
24.218,1
5.94
11.88
44.553,231
P.án II
25.923,6
8.74
17.48
43.806,66
P.án III
28.891,17
9.06
18.12
44.244,97
Từ bảng ta nhận thấy phơng án I là phơng án tối u nhất Vậy ta chọn phơng
ánI là phơng án chính thức để tính toán trong đồ án môn học này.
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
24
Đồ án môn học
Lới điện
Chơng 3:
Lựa chọn số lợng, công suất của các máy biến áp,
Sơ đồ nối dây của các trạm, vẽ sơ đồ toàn mạng
điện
Sau khi chọn đợc sơ đồ nối dây tối u của mạng điện về mặt kinh tế và kỹ
thuật, trong chơng này ta tiến hành phân tích và lựa chọn các sơ đồ nối dây chi
tiết của các trạm biến áp, chọn số lợng, công suất của các máy biến áp tại các
trạm đó.
I. Lựa chọn máy biến áp
Dựa vào công suất của phụ tải, và yêu cầu điều chỉnh điện áp của phụ tải
trong hệ thống các MBA là khác thờng ở đây chọn máy biến áp hai cuộn dây có
điều chỉnh điện áp dới tải.
Các MBA có Ucdm=115 kV có thể điều chỉnh điện áp dới tải trong dải:
Udc = 9*1,78% Ucdm
Toàn bộ các hộ tiêu thụ là hộ loại một nên ta chọn mỗi trạm có 2 máy biến
áp làm việc song song.
Công suất định mức của các MBA chọn theo S max của phụ tải trong đó có
xét đến trờng hợp nếu 2 MBA đang làm việc song song mà có một MBA có sự
cố thì máy kia chịu quá tải với hệ số quá tải k=1.4 (không cho phép quá tải của
MBA vợt quá 5 ngày đêm, mỗi ngày đêm không quá 6 giờ).
Công suất chọn MBA phải thảo mãn
S
S max
k ( n 1)
Smax: Công suất phụ tải cực đại (MVA)
k = 1.4: Hệ số quá tải
n = 2: Số lợng máy biến áp làm việc song song
Phụ tải 1:
S1
S1 max
35.49
=
= 25.35 (MVA)
k (n 1) 1.4 * (2 1)
Ta chọn Sđm= 32 MVA tơng ứng với máy biến áp TPDH 32000/110
SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐ1 - K47
25
