Tài liệu Đề Tài: Thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực pdf
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (680.57 KB, 53 trang )
Đồ án
Đề Tài:
Thiết kế mạng lưới điện
cho một khu vực
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
1
LỜI NÓI ĐẦU
Lịch sử loài người 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 người đã phát minh ra và sử dụng nhiều dạng năng
lương khác nhau để phục vụ cho các nhu cầu tất yếu của mình và cho
toàn xã hội. Trong các dạng năng lượng đó thì điện năng là dạng năng
lượng quan trong nhất và được sử d
ụng rộng rãi nhất.
Bên cạnh những ưu điểm nổi bật như: Dễ dàng chuyển thành các
dạng năng lượng 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 lượng khác. Quá trình sản xuất điện năng là một
quá trình điện từ, nó x
ảy ra rất nhanh, nói chung thì điện năng không
tích trữ được 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 nước ta đang
diễn ra mạnh mẽ và trong tương lai không xa, nước ta sẽ trở thành một
nước 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 đ
iện phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và
sinh hoạt hàng ngày tăng trưởng không ngừng.
Vì vậy, làm đồ án " Thiết kế mạng lưới 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 phương án hợp lý về kinh tế - kỹ thuật
3. Lựa chọn số lượng, 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 ưu của các thiết bị bù trong mạng
5. Tính các chế độ vận hành của lưới điện
Chọn các đầu điều chỉnh điện áp
6. Tính toán giá thành tải điện của mạng điện.
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
2
Chương 1:
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
Cân bằng công suất trong hệ thống trước hết là xem khả năng cung cấp và
tiêu thụ điện trong hệ thống có cân bằng hay không? Sau đó sơ bộ định phương
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
b
ằng 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 được biểu diễn bằng biểu
thức:
ΣP
F
= ΣP
yc
= m.ΣP
pt
+ΣΔP
mđ
+
∑
P
td
+
∑
P
dt
Trong đó:
ΣP
F
: Tổng công suất phát
ΣP
yc
: Tổng công suất yêu cầu
m: Hệ số đồng thời (trong đồ án môn học lấy m = 1)
∑
P
td
: Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ
thống
∑
P
dt
:Tổng công suất dự trữ trong hệ thống
(Trong phạm vi đồ án. lấy
∑
P
td
= 0,
∑
P
dt
= 0)
ΣΔP
mđ
: Tổng tổn thất công suất trong mạng điện, ΣΔP
mđ
=
5%*ΣP
pt
ΣP
pt
:Tổng công suất các nút phụ tải
*ΣP
pt
= P
1
+ P
2
+ P
3
+ P
4
+ P
5
+ P
6
= 32 + 34 + 30 + 28 + 26 + 28 = 178
(MW)
* ΣΔP
mđ
= 5%*ΣP
pt
= 5%*178 = 8.9 (MW)
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
3
⇒
ΣP
F
=ΣP
yc
= 178 + 8.9 = 186.9 (MW)
II. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
Cân bằng công suất tác dụng trước 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 được biểu diễn bằng biểu
thức:
ΣQ
F
= ΣQ
yc
Trong đó:
+ ΣQ
F
là tổng công suất phản kháng phát ra trên lưới
+ ΣQ
yc
là tổng công suất phản kháng yêu cầu
ΣQ
F
= ΣP
F
*tgϕ
F
cosϕ
F
= 0.85 ⇒ tgϕ
F
= 0.62
⇒ ΣQ
F
= 186.9*0.62 = 115.878 (MVAr)
⇒∑Q
yc
= m*∑Q
pt
+ ∑Q
L
- ∑Q
C
+ ∑Q
dt
+ ∑Q
td
+ ∑Q
ba
Trong đó:
∑Q
L
: Tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây
∑Q
C
: Tổng tổn thất công suất do điện dung của các đường dây
sinh ra
(Trong khi tính sơ bộ ta giả thiết ∑Q
L
= ∑Q
C
)
∑Q
dt
: Tổng công suất phản kháng dự trữ (lấy = 0)
∑Q
td
: Tổng công suất phản kháng tự dùng (lấy = 0)
⇒ ∑Q
yc
= m*∑Q
pt
+ ∑ΔQ
ba
ΣQ
pt
là tổng công suất phản kháng của phụ tải
ΣQ
pt
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
+ Q
6
= P
1
*tgϕ
1
+ P
2
*tgϕ
2
+ P
3
*tgϕ
3
+ P
4
*tgϕ
4
+ P
5
*tgϕ
5
+ P
6
*tgϕ
6
= tgϕ
F
*∑P
pt
= 178*0.48 = 85.44 (MVAr)
ΣΔQ
ba
: Tổng tổn thất công suất phản kháng trên máy biến áp
ΣΔQ
ba
= 15%*ΣQ
pt
= 15%*85.44 = 12.816 (MVAr)
⇒ ΣQ
yc
= 85.44 +12.816 = 98.256 (MVAr)
Ta thấy ΣQ
ycm
< ΣQ
F,
nên 0 phải bù sơ bộ công suất phản kháng.
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
4
Chương 2:
CHỌN PHƯƠNG 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 phương 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 l
ớn 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 được các phương 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 đường dây d
ự 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 thường và lúc sự cố nguy hiểm
nhất
- Kiểm tra điều kiện phát nóng của đường dây lúc sự cố nặng nề nhất
I
sc
<I
cp
- Kiểm tra điều kiện vầng quang: Tiết diện của dây dẫn phải lớn hơn tiết
diện cho phép để tránh tổn thất vầng quang. Với đường dây có U = 110
(kV) thì F
min
= 70 mm
2
.
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
5
I. DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN
N
1
6
3 4
2
5
N
1
6
3 4
2
5
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
6
N
1
6
3 4
2
5
N
1 6
3 4
2 5
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
7
N
1 6
3
4
2
5
II. XÉT CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT
1.Phương án I
1.1. Sơ đồ nối dây và các thông số của phương án
*Sơ đồ nối dây:
N
1
6
3 4
2
5
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
8
*Thông số kỹ thuật của phương án
Đoạn ĐD N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6
P
max
(MW)
32 34 30 28 26 28
Q
max
(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
1.2. Chọn điện áp định mức của mạng
Điện áp định mức của hệ thống được tính theo công thức kinh nghiệm:
U
i
=
ii
Pl *16*34.4 +
(kV)
l
i
: Chiều dài của đoạn thứ i
P
i
: Công suất tác dụng của đoạn thứ i
Áp dụng công thức ta có:
)(78.9928*1662.80*34.4
)(89.9626*1646.82*34.4
)(97.9828*1611.72*34.4
)(97.10130*1611.72*34.4
)6.10734*1671.70*34.4
)(42.10532*161.78*34.4
6
5
4
3
2
1
kVU
kVU
kVU
kVU
kVU
kVU
=+=
=+=
=+=
=+=
=+=
=+=
Vì 70 < U
i
< 160 nên ta lấy chọn điện áp danh định (định mức) của lưới điện là:
U
đm
= 110 (kV)
1.3. Chọn tiết diện dây dẫn trên các đoạn đường dây.
- Dự kiến chung là dây AC (dây nhôm lõi thép)
- Thiết kế mạng khu vực ta chọn dân dẫn bằng phương 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 T
max
= 5000 h thì mật độ kinh tế của dòng điện là:
J
kt
= 1,1 (A/mm
2
)
Tiết diện của dây dẫn được chọn theo công thức:
F = I/J
kt
(mm
2
)
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
9
Trong đó I là dòng điện làm việc trên 1 mạch của đường dây và được tính
theo công thức:
I
PQ
nU
d
m
A=
+
22
3
10
3
**
*) (
P: Công suất tác dụng trên đường dây, MW
Q: Công suất phản kháng trên đường dây, MVAr
n: Số mạch
U
dm
: Là điện áp định mức của mạng điện
* TÍNH TOÁN CHI TIẾT CHO TỪNG ĐOẠN
*Xét đoạn N-1:
13.93
3
10*
110*3*2
2
36.15
2
32
1
=
+
=
N
I
(A)
66.84
1.1
13.93
1
1
===
kt
N
N
J
I
F
(mm
2
)
Từ đó ta chọn F
tc
= 95 mm
2
tương ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa
cho phép là I
cp
= 330 A.
Mặt khác ta thấy sự cố nặng nề nhất là đứt một mạch của đoạn đường dây
nối trực tiếp với nguồn, ở đây là đoạn N1 khi đó dòng điện làm việc trên mạch
còn lại là I
sc
= 2*I
N1
= 2*93.13 = 186.26 (A) < I
cp
= 330 (A) tức là thoả mãn
điều kiện phát nóng.
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý
*Xét đoạn N-2:
96.98
3
10*
110*3*2
2
32.16
2
34
2
=
+
=
N
I
(A)
96.89
1.1
96.98
2
2
===
kt
N
N
J
I
F
(mm
2
)
I
sc
= 2x98.96 = 197.92 (A)
Chọn F
tc
= 95 mm
2
tương ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép
là I
cp
= 330 (A) > I
sc
= 197.92 (A).
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
10
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý
*Xét đoạn N-3:
31.87
3
10*
110*3*2
2
4.14
2
30
23
=
+
=I
(A)
37.79
1.1
31.87
3
23
===
kt
N
J
I
F
(mm
2
)
I
sc
= 2x87.31 = 174.62 (A)
Chọn F
tc
= 95 mm
2
tương ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép
là
I
cp
= 330 (A) > I
sc
= 174.62 (A).
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý
*Xét đoạn N-4:
48.81
3
10*
110*3*2
2
44.13
2
28
4
=
+
=
N
I
(A)
07.74
1.1
48.81
4
4
===
kt
N
N
J
I
F
(mm
2
)
I
sc
= 2x81.48 = 162.96 (A)
Chọn F
tc
= 95 mm
2
tương ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép
là I
cp
= 330 (A) > I
sc
= 162.96 (A).
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý
*Xét đoạn N-5:
68.75
3
10*
110*3*2
2
48.12
2
26
45
=
+
=I
(A)
8.68
1.1
68.75
45
45
===
kt
J
I
F
(mm
2
)
I
sc
= 2x75.68 = 151.36 (A)
Chọn F
tc
= 95 mm
2
tương ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép
là
I
cp
= 330 (A) > I
sc
= 151.36 (A).
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý
*Xét đoạn N- 6:
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
11
48.81
3
10*
110*3*2
2
44.13
2
28
6
=
+
=
N
I
(A)
07.74
1.1
48.81
6
6
===
kt
N
N
J
I
F
(mm
2
)
I
sc
= 2x81.48 = 162.96 (A)
Chọn F
tc
= 95 mm
2
tương ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép
là
I
cp
= 330 (A) > I
sc
= 162.96 (A).
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý
*Từ các tiết diện F
i
vừa chọn được ta tra bảng B.6 trong giáo trình
“Mạng và hệ thống điện” và lập được bảng số liệu của phương án I như sau:
ĐD
L
km
F
tt,
mm
2
F
tc
mm
2
S
MVA
r
0
Ω
/km
x
0
Ω
/km
b
0
S.10
-6
R
Ω
X
Ω
B/2
S.10
-4
N-1
78.1 84.66 95 35.49 0.33 0.429 2.65 12.88 16.75
2.06
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 0.44 2.58 18.96 18.14 2.12
N-6
80.62 74.07 95 31.05 0.33 0.429 2.65 13.3 17.29 2.13
1.4.Tính toán tổn thất điện áp trong các chế độ vận hành bình thường và
khi sự cố nặng nề nhất.
* Tổn thất điện áp được tính theo công thức sau:
dm
iiii
U
XQRP
U
2
%
**
∑ ∑
+
=Δ
(%)
Trong đó:
P
i
, Q
i
: Công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường dây
R
i
, X
i
: Điện trở và điện kháng của đường dây
Các chỉ tiêu kỹ thuật cho phép:
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
12
%2015
max%
%1510
max%
÷=Δ
÷=Δ
sc
U
bt
U
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
13
*Đoạn N-1:
% 5.5=
110
16.75*15.36+12.88*32
=
**P
=
22
111N1
1%
U
dm
NNN
btN
XQR
U
+
Δ
Sự cố nặng nề nhất là đứt 1 mạch trên đoạn N-1, khi đó:
% 11=
110
16.75*15.36*2+12.88*32*2
=
**2*P*2
=
22
111N1
1%
U
dm
NNN
scN
XQR
U
+
Δ
*Đoạn N-2:
5.32%=
**2P
=
2
222
2%
U
dm
NNN
btN
XQR
U
+
Δ
- Khi sự cố đứt một đây trên đoạn N-2
10.64%=
**2*P*2
=
2
222N2
2%
U
dm
NNN
scN
XQR
U
+
Δ
*Đoạn N-3:
4.78%=
**P
=
2
333N3
3%
U
dm
NNN
btN
XQR
U
+
Δ
- Khi sự cố đứt một đây trên đoạn N-3
9.56%=
**2*P*2
=
2
333N3
3%
U
dm
NNN
scN
XQR
U
+
Δ
*Đoạn N- 4:
% 4.46=
**P
=
2
444N4
4%
U
dm
NNN
btN
XQR
U
+
Δ
Sự cố nặng nề nhất là đứt 1 mạch trên đoạn N- 4, khi đó:
% 8.92=
**2*P*2
=
2
444N4
4%
U
dm
NNN
scN
XQR
U
+
Δ
*Đoạn N- 5:
% 5.94=
**P
=
2
555N5
5%
U
dm
NNN
btN
XQR
U
+
Δ
Sự cố nặng nề nhất là đứt 1 mạch trên đoạn N- 5, khi đó:
% 11.88=
**2*P*2
=
2
555N5
5%
U
dm
NNN
scN
XQR
U
+
Δ
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
14
*Đoạn N- 6:
% 4.99=
**P
=
2
666N6
6%
U
dm
NNN
btN
XQR
U
+
Δ
Sự cố nặng nề nhất là đứt 1 mạch trên đoạn N- 6, khi đó:
% 9.98=
**2*P*2
=
2
666N6
6%
U
dm
NNN
scN
XQR
U
+
Δ
1.5.Tổng kết phương án I:
%20%88.11
max%
%15%94.5
max%
<=Δ
<=Δ
sc
U
bt
U
Kết luận:
- Thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật của phương án
- Khả năng mở rộng phụ tải cao
- Sự cố giữa các mạch không ảnh hưởng đến nhau
nhiều
2.Phương án II
2.1.Sơ đồ nối dây và các thông số của phương án
*Sơ đồ nối dây:
N
1 6
3 4
2
5
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
15
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
16
*Thông số kỹ thuật của phương án
Đoạn ĐD
N-2 N-3 3-1 N-4 N-5 N-6
P
max
(MW) 34 62 32 28 26 28
Q
max
(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 tương tự như phương án I ta cũng chọn điện áp định mức của
mạng là U
đm
= 110 kV.
2.3. Xác định tiết diện dây dẫn trên các đoạn đường dây.
* Việc chọn tiết diện được là tương tự như phương án I, cuối cùng ta có
bảng số liệu tính toán của phương án như sau:
ĐD
L
km
F
tt,
mm
2
F
tc
mm
2
S
MVA
r
0
Ω
/km
x
0
Ω
/km
b
0
S.10
-6
R
Ω
X
Ω
B/2
S.10
-4
N-
2
70.71 89.96 95 37.71 0.33 0.429 2.65 11.66 15.16 1.87
N-
3
72.11 169.07 185 68.77 0.17 0.409 2.84 6.12 14.74 2.04
3-1
22.36 67.22 70 35.49 0.46 0.44 2.58 5.14 4.91 0.57
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 0.44 2.58 18.96 18.14 2.12
N-
6
80.62 74.07 95 31.05 0.33 0.429 2.65 13.3 17.29 2.13
2.4.Tính toán tổn thất điện áp trong các chế độ vận hành bình thường và
khi sự cố nặng nề nhất.
Tính toán tương tự như phương án I ta có:
* Trên đoạn N-2:
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
17
ΔU
N2bt%
= 5.32 % ΔU
N2sc%
= 10.64 %
* Trên đoạn N-3:
ΔU
N3bt%
= 6.76% ΔU
N3sc%
= 13.52 %
* Trên đoạn 3-1:
ΔU
N31bt%
= 1.98 % ΔU
N31sc%
= 3.96 %
2.5.Tổng kết phương án II:
%20%48.17
max%
%15%74.8
max%
<=Δ
<=Δ
sc
U
bt
U
Kết luận : Phương án này đạt chỉ tiêu kỹ thuật
3.Phương án III
3.1.Sơ đồ nối dây và các thông số của phương án
*Sơ đồ nối dây:
N
6
1
3 4
2
5
*Thông số kỹ thuật của phương án
Đoạn ĐD N-2 N- 3 3-1 N-4 N-5 4-6
P
max
(MW)
34 62 32 56 26 28
Q
max
(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
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
18
3.2.Chọn điện áp định mức của mạng.
Tính toán tương tự như phương án I ta cũng chọn điện áp định mức của
mạng là: U
đm
= 110 kV.
3.3. Xác định tiết diện dây dẫn trên các đoạn đường dây.
* Việc chọn tiết diện được là tương tự như phương án I, cuối cùng ta có
bảng số liệu tính toán của phương án như trang bên.
ĐD
L
km
F
tt,
mm
2
F
tc
mm
2
S
MVA
r
0
Ω
/km
x
0
Ω
/km
b
0
S.10
-6
R
Ω
X
Ω
B/2
S.10
-4
N-
2
70.71 89.96 95 37.71 0.33 0.429 2.65 11.66 15.16 1.87
N-
3
72.11 169.07 185 68.77 0.17 0.409 2.84 6.12 14.74 2.04
3-1
22.36 67.22 70 35.49 0.46 0.44 2.58 5.14 4.91 0.57
N-
4
72.11 148.19 150 62.11 0.21 0.416 2.74 7.57 14.99 1.97
N-
5
82.46 68.8 70 28.84 0.46 0.44 2.58 18.96 18.14 2.12
4-6
36.05 74.09 95 31.05 0.33 0.429 2.65 5.94 7.73 0.95
3.4.Tính toán tổn thất điện áp trong các chế độ vận hành bình thường và
khi sự cố nặng nề nhất.
Tính toán tương tự như phương án I ta có:
*Trên đoạn N-2
ΔU
N2t%
= 5.32 ΔU
N2c%
= 10.64
*Trên đoạn N-3
ΔU
N3%
= 6.76 % ΔU
N3sc%
= 13.52 %
*Trên đoạn N- 4:
ΔU
N4bt%
= 6.83 % ΔU
N4sc%
= 13.66 %
*Trên đoạn N-5:
ΔU
N5bt%
= 5.94 % ΔU
N5sc%
= 11.88 %
3.5.Tổng kết phương án III
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
19
%20%12.18
max%
%15%06.9
max%
<=Δ
<=Δ
sc
U
bt
U
Kết luận :
- Thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật của phương án
- Khả năng mở rộng phụ tải cao
- Sự cố giữa các mạch không ảnh hưởng đến nhau nhiều
4.Phương án IV
4.1.Sơ đồ nối dây và các thông số của phương án IV
*Sơ đồ nối dây:
N
6
4
1
3 2
5
*Thông số kỹ thuật của phương án IV
Đoạn ĐD N-1 N-2 N-3 N-4 2-5 4-6
P
max
(MW)
32 60 30 56 26 28
Q
max
(MVAr)
15.36 28.8 14.4 26.88 12.48 13.44
L (km)
78.1 70.71 72.11 72.11 31.62 36.05
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
20
4.2.Chọn điện áp định mức của mạng.
Tính toán tương tự như phương án I ta cũng chọn điện áp định mức của
mạng là U
đm
= 110 kV.
4.3. Xác định tiết diện dây dẫn trên các đoạn đường dây.
* Việc chọn tiết diện được là tương tự như phương án I, cuối cùng ta có
bảng số liệu tính toán của phương án IV như trang bên:
ĐD
L
km
F
tt,
mm
2
F
tc
mm
2
S
MVA
r
0
Ω
/km
x
0
Ω
/km
b
0
S.10
-6
R
Ω
X
Ω
B/2
S.10
-4
N-
1
78.1 84.66 95 35.49 0.33 0.429 2.65 12.88 16.75
2.06
N-
2
70.71 158.78 185 66.55 0.17 0.409 2.84 6.01 14.46 2
N-
3
72.11 79.37 95 33.27 0.33 0.429 2.65 11.89 15.46 1.91
N-
4
72.11 148.19 150 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
4.4.Tính toán tổn thất điện áp trong các chế độ vận hành bình thường và
khi sự cố nặng nề nhất.
Tính toán tương tự như phương án I ta có:
*Trên đoạn N-1:
ΔU
N1bt%
= 6.78 % ΔU
N1sc%
= 13.56 %
*Trên đoạn N-2-3:
ΔU
N23bt%
= 10.3 % ΔU
N23sc%
= 17.56 %
*Trên đoạn N- 4:
ΔU
N4bt%
= 4.76 % ΔU
N4sc%
= 9.52 %
*Trên đoạn N-5:
ΔU
N5bt%
= 7.41 % ΔU
N5sc%
= 14.82 %
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
21
*Trên đoạn N- 6:
ΔU
N6bt%
= 5.41 % ΔU
N6sc%
= 10.82 %
4.5.Tổng kết phương án IV:
%20%56.17
max%
%15%3.10
max%
<=Δ
<=Δ
sc
U
bt
U
Kết luận:
- Thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật của phương án
- Khả năng mở rộng phụ tải cao
- Sự cố giữa các mạch không ảnh hưởng đến nhau nhiều
5.Phương án V
5.1.Sơ đồ nối dây và các thông số của phương án V
*Sơ đồ nối dây:
N
1
6
3 4
2
5
*Thông số kỹ thuật của phương án V
Đoạn ĐD N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6
4-6
P
max
(MW)
32 34 30 28.37 26 27.63
0.37
(MVAr)
15.36 16.32 14.4 13.62 12.48 13.26
0.18
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
22
L (km)
78.1 70.71 72.11 72.11 82.46 80.62
36.05
5.2.Chọn điện áp định mức của mạng.
Tính toán tương tự như phương án I ta cũng chọn điện áp định mức của
mạng là U
đm
= 110 kV.
5.3. Xác định tiết diện dây dẫn trên các đoạn đường dây.
* Việc chọn tiết diện được là tương tự như phương án I, cuối cùng ta có
bảng số liệu tính toán của phương án V như trang bên:
ĐD L
km
F
tt,
mm
2
F
tc
mm
2
S
MVA
r
0
Ω
/km
x
0
Ω
/km
b
0
S.10
-6
R
Ω
X
Ω
B/2
S.10
-4
N-1
78.1 84.66 95 35.49 0.33 0.429 2.65 12.88 16.75 2.06
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
72.11 150.15 185 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 0.41 0.46 0.44 2.58 16.58 15.86 0.46
4.4.Tính toán tổn thất điện áp trong các chế độ vận hành bình thường và
khi sự cố nặng nề nhất.
Tính toán tương tự như phương án I ta có:
*Trên đoạn N-1:
ΔU
N1bt%
= 5.5 % ΔU
N1sc%
= 11 %
*Trên đoạn N-2:
ΔU
N2bt%
= 5.32 % ΔU
N2sc%
= 10.64 %
*Trên đoạn N- 5
ΔU
N5t%
= 5.94 % ΔU
N5%
=11.88 %
*Trên đoạn N-6
ΔU
N6t%
= 7.54 % ΔU
N6c%
= 15.28 %
*Trên đoạn 4- 6:
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
23
ΔU
N46t%
= 0.07% ΔU
N4sc%
= 7.54%
4.5.Tổng kết phương án IV:
%20%87.20
max%
%1506.9
max%
>=Δ
<=Δ
sc
U
bt
U
Kết luận:
Phương án này không đạt chỉ tiêu kỹ thuật, vì vậy ta loại.
5. Tổng kết các phương án về mặt kỹ thuật
Qua phân tích chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án ta thấy các phương án I,
III và IV đạt chỉ tiêu kỹ thuật, còn phương án II không đạt chỉ tiêu kỹ thuật . Vì
thế ta lấy các phương án I, III, IV xét tiếp chỉ tiêu kinh tế để chọn ra phương án
tối ưu nhất.
III. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KINH TẾ
Việc quyết định lựa chọn phương án thiết kế cấp điện nào cũng phải dựa
trên cơ sở so sánh về mặt kỹ thuật và kinh tế.
Trong phần trước ta đã so sánh về mặt kỹ thuật và đưa ra các phương án I,
III và IV là đạt chỉ tiêu kỹ thuật. Mục này ta so sánh các phương án về mặt kinh
tế để lựa chọn phương án tối ưu.
Khi tính toán về mặt kinh t
ế giữa các phương án ta có các giả thiết sau:
1- Số lượng máy biến áp bằng nhau
2- Số lượng máy cắt bằng nhau
3- Số lượng dao cách ly bằng nhau
Ta tiến hành so sánh về mặt kinh tế nhờ tính toán chi phí hàng năm Z tìm
Z
min
để đưa ra phương án hợp lý nhất.
Hàm chi phí Z tính theo công thức
Z = (a
vh
+a
tc
)*K
d
+ ΔA*C
Trong đó:
a
vh
: Hệ số vận hành với a
vh
= 0.04
a
tc
: Là hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn a
tc
= 0.125
C = 500 đ/kwh = 5*10
5
đ/MWh là giá 1 kWh (Mwh) điện năng tổn
thất
ΔA=ΣΔP
i
*τ Tổn thất điện năng hàng năm.
Đồ án môn học Lưới điện
SV thực hiện:
Phạm Tuấn Nam
- Lớp: HTĐ1 - K47
24
ΣΔP
i
: Tổng tổn thất công suất ở chế độ cực đại ΔP
i
=
i
dm
ii
R
U
QP
*
22
+
τ : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất
τ
= ( 0.124 + T
max
*10
-4
)
2
* 8760 = ( 0.124 + 5000*10
-4
)
2
* 8760
= 3411 (h)
K = Σk
0i
*l*a
k
0i
: Suất đầu tư cho 1 km đường dây
l : Chiều dài của đường dây
a =1: đối với đường dây một mạch
a =1.6: Đối với đường dây có hai mạch
Cuối cùng ta có công thức
Z = (0.04 + 0.125 )*ΣK
oi
+ 3411*5*10
5
*ΣΔP
i
= 0,165*ΣK
oi
+ 17055*10
6
*ΣΔP
i
Trong đồ án ta chọn cột cho toàn mạng là cột bê tông cốt thép. Ta có bảng
giá tiền các loại đường dây sau (ứng với 1 mạch).
Loại dây AC70 AC95 AC120 AC150 AC185 AC240
K
0
(10
6
đ/km) 168 224 280 336 329 444
* Tính ΔP, K
d
cho từng phương án.
1. Phương án I:
*Thông số kỹ thuật của phương án
Đoạn ĐD N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6
P
max
(MW)
32 34 30 28 26 28
Q
max
(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
Loại dây
AC95 AC95 AC95 AC95 AC70 AC95
