Tài liệu Thiết kế đồ án lưới điện doc

CHƯƠNG ICÂN BĂNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN I.Cân bằng công suất tác dụng.. Tổng công suất phản kháng trên đường dây bằng tổng công suất phản kháng do điện dung củ

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I 2

CÂN BĂNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG 2

VÀ PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN 2

Bảng số liệu tính toán sơ bộ 3

Số liệu 3

Phụ tải 1 3

Phụ tải 2 3

Phụ tải 3 3

Phụ tải 4 3

Phụ tải 5 3

Phụ tải 6 3

P max 3

30 3

32 3

26 3

28 3

30 3

26 3

Q max 3

14,52 3

15,49 3

12,58 3

13,55 3

14,52 3

12,58 3

cos 3

0,9 3

0,9 3

0,9 3

0,9 3

0,9 3

0,9 3

CHƯƠNG II 4

CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ, KỸ THUẬT 4

Phương án 13

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá,ngành điện phải được ưutiên phát triển để đáp ứng nhu cầu phát triển kink tế Trong quá trình phát triển kinhtế phụ tải điện phát triển ngày càng nhanh đòi hỏi phải quy hoạch và xây dựng mới mạng điện

Đồ án môn học lưới điện giúp sinh viên áp dụng những kiến thức đã học để thiết kếmột mạng điện khu vực, từ đó giúp sinh viên hiểu sâu sắc hơn những kiến thức lý

thuyết đã học Đồng thời đây là bước đầu tập dượt để có kinh nghiệm trong đồ án tốt

nghiệp sau này

Trong quá trình làm đồ án em rất biết ơn các thầy trong bộ môn hệ thống điện, em xin

chân thành cảm ơn T.S Nguyễn Văn Đạm đã hướng dẫn em hoàn thành đồ án này

Sinh viên: Trần Tất Đạt

CHƯƠNG I

CÂN BĂNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

VÀ PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN

I.Cân bằng công suất tác dụng.

Giả thiết nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho mạng điện

P P P P P

P td :tổng công suất tự dùng trong nhà máy điện, đối với mạng điệnP td  0

P dt :tổng công suất dự trữ của hệ thống,P dt 0

do đó P F P yc  166  8 , 3  174 , 3MW

II.Cân bằng công suất phản kháng

Công suất phản kháng do nguồn phát ra là:Q F P F tgF với cos F  0 , 85

62 , 0



 tgF  Q F  180 , 6 0 , 62  111 , 97MVARTổng công suất phản kháng mà hệ thống tiêu thụ là:

Q

Coi công suất tự dùng và công suất dự trữ bằng không:Q td Q dt  0

Tổng công suất phản kháng trên đường dây bằng tổng công suất phản kháng do điện dung của đường dây phát ra:

Q L Q c.

 6  172 0 , 484  83 , 25

1

i i

Bảng số liệu tính toán sơ bộ

2.Tính điện áp danh định cho hệ thống.

Điện áp danh định của hệ thống được xác định theo công công thức kinh nghiệm

i i

U  4 , 43  16

Li:chiều dài đoạn thứ i,km

Pi:công suất tác dụng chạy trên đoạn đường dây thứ i,MW

56

-Dự kiến dùng dây AC,cột thép,Dtb=5m.

-Ta dùng phương pháp mật độ kinh tế của dòng điện để chọn tiến diện dây dẫn

Tra phụ lục trong giáo trình”Mạng lưới điện” với dây AC và Tmax=5000h ta được Jkt=1,1A/mm2 Dòng điện chạy trên các đoạn đường dây được tính theo công thức

3 2 2

10 3 U dd n

Q P

I  Xét chi tiết từng đoạn

*Đoạn 0-2

A

110 3 2

01 , 30

2

I0-2sc=2.I0-2=361,6A Vậy ta chọn Ftc0-2=150mm2 với Icp=445A>Isc=361,6A

*Đoạn 2-1

A

110 3 2

52 , 14

47 , 87

mm J

I F

*Đoạn 0-4

A

I 10 157 , 45

110 3 2

14 , 26

0 4

1 , 1

45 , 157

mm J

I F

58 , 12

4 3

1 , 1

80 , 75

mm J

I F

*Đoạn 0-6

A

110 3 2

10 , 27

56 2 2 36

I0-6sc=2.I0-6=326,54A

2 6

0 6

1 , 1

27 ,

J

I F

*Đoạn 6-5

A

110 3 2

52 , 14

6 5

1 , 1

47 , 87

mm J

I F

Từ tiết diện tìm được của các đoạn đường dây,tra phụ lục trong giáo trình

“Mạng lưới điện” ta được bảng sau.

4.Tính tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây ở chế độ bình thường và khi sự cố.

Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây được tính theo công thức

100

2 0

dm

i i i i i

U

X Q R P





Trongđó:

PI,QI:Công suất tác dụng vàphản kháng chạy trên đoạn thứ i

RI,XI:đIửn trở và đIửn kháng của đoạn thứ i

*Đoạn 0-2-1

0 2

2

21 21 21 21 02 02 02 02 021

11 , 10 100 110

07 , 9 52 , 14 48 , 9 30 16 , 13 01 , 30 64 , 6 62

100

.

U

X Q R P X Q R P U

Khi có sự cố đứt 1 mạch trên đoạn 0-2

 R02sc  6 , 64 2  13 , 28,X02sc  13 , 16 2  26 , 22

0 2

2

21 21 21 21 02

02 02

02 021

77 , 16 100 110

07 , 9 52 , 14 48 , 9 30 32 , 26 01 , 30 28 , 13 62

100

.

X Q R P X

Q R

P U

*Đoạn 0-4-3

0 2

2

43 43 43 43 04 04 04 04 043

06 , 10 100 110

33 , 9 58 , 12 76 , 9 26 32 , 26 01 , 30 00 , 8 54

100

.

U

X Q R P X Q R P U

Khi có sự cố đứt 1 mạch trên đoạn 0-4

 R04sc  8 , 00 2  16,X02sc  15 , 84 2  31 , 68

0 2

2

43 43 43 43 04

04 04

04 043

05 , 117 100 110

33 , 9 58 , 12 76 , 9 26 32 , 26 01 , 30 2 00 , 8 54 2

100

.

sc

U

X Q R P X

Q R

P U

*Đoạn 0-6-5

0 2

2

65 65 65 65 06 06 06 06 065

46 , 9 100 110

07 , 9 52 , 14 48 , 9 30 32 , 26 10 , 27 64 , 6 56

100

.

U

X Q R P X Q R P U

Khi có sự cố đứt 1 mạch trên đoạn 0-6

 R06sc  6 , 64 2  13 , 28,X06sc  13 , 16 2  26 , 22

0 2

2

65 65 65 65 06 06 06 06 065

48 , 15 100 110

07 , 9 52 , 14 48 , 9 30 2 32 , 26 10 , 27 64 , 6 56 2

100

.

U

X Q R P X Q R P U

5.Tổng kết phương án 1.

% 15

% 11 , 10

%

U bt

% 20

% 05 , 17

II Phương án II.

1.sơ đồ nối dây.

Thông số của sơ đồ nối dây.

2.Lựa chọn tiết diện dây dẫn.

Tính Ftt tương tự như phương án 1,tra phụ lục giáo trình “Mạng lưới điện” ta lập được

56

% 77 , 16

22 58 , 12 23 26

22 58 , 12 2 23 26 2

76 , 16 55 , 13 52 , 17 28

76 , 16 55 , 13 2 52 , 17 28 2

%

 bt

% 48 , 15

% 11 , 10

%

U bt

% 20

% 77 , 16

III Phương án III.

1.sơ đồ nối dây.

Thông số của sơ đồ nối dây.

2.Lựa chọn tiết diện dây dẫn.

Tính Ftt tương tự như phương án 1,tra phụ lục giáo trình “Mạng lưới điện” ta lập được

56

% 38 , 15 110

28 , 20 52 , 14 2 21 , 21 30 2

84 , 9 58 , 12 29 , 10 26 16 , 13 07 , 28 64 , 6 58

84 , 9 58 , 12 29 , 10 26 16 , 13 07 , 28 2 64 , 6 58 2

%

 bt

% 86 , 11

%

 bt

% 48 , 15

% 47 , 9

%

U bt

% 20

% 71 , 15

IV Phương án IV.

1.sơ đồ nối dây.

Thông số của sơ đồ nối dây.

2.Lựa chọn tiết diện dây dẫn.

Tính Ftt tương tự như phương án 1,tra phụ lục giáo trình “Mạng lưới điện” ta lập được

3.Tính tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây ở chế độ bình thường và khi sự cố

Tính tương tự phương án 1 ta được

*đoạn 0-1

% 69 , 7

%

 bt

% 38 , 15

56

% 47 , 9

%

 bt

% 71 , 15

%

 bt

% 86 , 11

%

 bt

% 48 , 15

% 47 , 9

%

U bt

% 20

% 71 , 15

%

U sc

Vậy phương án 4 thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật

V.TỔNG KẾT CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT.

phương án tối ưu nhất

Hàm chi phí Z được tính theo công thức

:thời gian tổn thất công suất lớn nhất,=(0,124+TTmax.10-4)2.8760=3411h

i i

U

Q P P

dm

.

2

2 2







Kd:tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây,Kd=K 0i l i

K0i:giá 1km đường dây tiết diện Fi,vớiđường dây 2 mạch ta nhân hệ số 1,6

vậy ta có công thức tính Z

Sau đây là bảng giá xây dựng 1km đường dây trên không điện áp 110kV ,

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

Ta thấy phương án 4 là phương án có Zmin đồng thời có các chỉ tiêu kỹ thuật tốt

nhất.Vậy phương án 4 là phương án tối ưu,ta chọn phương án 4 là phương án

chính thức để tính toán trong đồ án môn học này

Thông số của phương án 4

CHƯƠNG III

CHỌN SỐ LƯỢNG ,CÔNG SUẤT CÁC MBA VÀ CÁC SƠ ĐỒ TRẠM ,SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN

I.Chọn số lượng 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 dưới tải

Các MBA có Ucdm=115kV,dải điều chỉnh Uđc=9.1,78.Ucđm

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 như 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

Nếu trạm có n MBA thì công suất của 1máy phải thoả mãn điều kiện

S S

52 , 14

49 , 15

58 , 12

26 2 2

*Trạm 4.

MVA

4 , 1

55 , 13

52 , 14

58 , 12

Vậy ta chọn 2 loại MBA là:TPDH-25000/110 và TPDH-32000/110.Tra phụ lục

giáo trình “mạng lưới điện” ta có bảng các thông số kỹ thuật của các MBA như sau

lượng

U c , kV

U h , kV

CHƯƠNG IV

CHỌN CÔNG SUẤT TỐI ƯU CỦA CÁC THIẾT BỊ BÙ TRONG CÁC TRẠM.

Để giảm công suất phản kháng ,giảm tổn thất điện áp và tổn thất công suất ta

tiến hành bù công suất phản kháng Thiết bị bù là các bộ tụ đặt ở phía thanh

C0:suất đầu tư cho 1đơn vị công suất đặt trong nhà máy điện, C0=15.109đ/MW

0 2

2

U

Q Q Z

dm b

Q Q

dm b



Z =225.106.Qb+T1 , 24 10 6 Q Q b2.R

Tính chi tiết từng đoạn

Q Q Q

Z

MVAr Q

Q b 14 , 52 4 , 04 10 , 48

76 , 55

2 2

2 1 1

2 1

2 2 2 23 3

2 3 3

6 3

       2

3 2 6

2 2 5

2 3

6 3

b

Q Q Q

Q

Z

 1 0 969 , 272

46 , 16

b

Q Q Q

Q

Z

 2 0 575 , 597

12 , 45

32 cos

2 2

2 2 2

2 2

2 2

b

Q Q P

P

  26 12 , 58 11 , 76 1 0,97

26 cos

2 2

2 3 3

2 3

10 24 ,

Q Q Q

Z

MVAr Q

60 , 46

225

4



  28 13 , 55 8 , 72 0,98

28 cos

2 2

2 4 4

2 4

10 24 ,

Q Q Q

Z

MVAr Q

Q b 14 , 52 4 , 04 10 , 48

76 , 55

2 2

2 5 5

2 5

Q Q Q

Z

MVAr Q

24 , 39

2 2

2 6 6

2 6

CHƯƠNH V

TÍNH TOÁN CÁC TRẠNG THÁI VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN, CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH

ĐIỆN ÁP PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU CỦA CÁC TRẠM BIẾN ÁP

I.Chế độ phụ tải cực đại.

Tổn thất công suất trong cuộn dây của các MBA

dm

n dm

n

b

S

S U j S

S P

S

100 2

52 , 7 30 5 , 10 25

2

52 , 7 30

j j

2

2 01

Công suất cuối đường dây 0-1:

MVA j

j j j

jQ S

11 , 7 15 , 30

2

2 2

01 01

j j

S S

j j

X Q R

P

121

28 , 20 72 , 8 21 , 21 83 , 31

.

0 01

, 01 01

U

U1  0   01  121  7 , 04  113 , 96

Tổn thất điện áp trong cuộn dây của các máy biến áp là:

kV U

X Q R

P

96 , 113

95 , 27 53 , 9 27 , 1 09 , 30

.

1

1 1 1 1



Điện áp trên thanh góp hạ áp quy về phía điện áp cao là:

kV U

115

11 29 , 111 115

Q j P

n

b

S

S U j S

S P

S

100 2

5 , 6 26 5 , 10 25

2

5 , 6 26

j j

2

2 23

Công suất cuối đường dây 2-3:

MVA j

j j j

jQ S

01 , 7 13 , 26

2

2 2

23 23

j j

S S

j j

Q j P

n

b

S

S U j S

S P

S

100 2

8 32 5 , 10 32

2

8 32

j j

2

2 02

Công suất cuối đường dây 0-2:

MVA j

j j

j j

jQ S

S

S

Tổn thất công suất trên đoạn 0-2:

38 , 14 90 , 58

2

2 2

02 02

j j

S S

j j

X Q R

P

121

16 , 13 38 , 18 64 , 6 92 , 60

.

0 02

, 02 02

U

U2  0   02  121  5 , 34  115 , 66

Tổn thất điện áp trong cuộn dây của các máy biến áp B2 là:

kV U

X Q R

P

66 , 115

75 , 21 97 , 9 935 , 0 08 , 32

.

2

2 2 2 2



Điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm 2 quy về phía điện áp cao là:

kV U

115

11 53 , 113 115

X Q R

P

66 , 115

84 , 9 61 , 7 29 , 10 75 , 26

.

2 23

, 23 23

U

U3  2   23  115 , 66  3 , 03  112 , 63

Tổn thất điện áp trong cuộn dây của các máy biến áp B3 là:

kV U

X Q R

P

63 , 112

95 , 27 01 , 8 27 , 1 07 , 26

.

3

3 3 3 3



Điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm 3 quy về phía điện áp cao là:

kV U

115

11 35 , 110 115

Q j P

n

b

S

S U j S

S P

S

100 2

7 28 5 , 10 25

2

7 28

Công suất trước tổng trở Zb4:

MVA j

j j

2

2 04

Công suất cuối đường dây 0-4:

MVA j

j j j

jQ S

77 , 6 14 , 28

2

2 2

04 04

j j

S S

j j

X Q R

P

121

76 , 16 93 , 7 52 , 17 35 , 29

.

0 04

, 04 04

U

U4  0   04  121  5 , 35  115 , 65

Tổn thất điện áp trong cuộn dây của các máy biến áp là:

kV U

X Q R

P

65 , 115

95 , 27 75 , 8 27 , 1 08 , 28

.

4

4 4 4 4



Điện áp trên thanh góp hạ áp quy về phía điện áp cao là:

kV U

115

11 23 , 113 115

Q j P

n

b

S

S U j S

S P

S

100 2

52 , 7 30 5 , 10 25

2

52 , 7 30

j j

2

2 05

Công suất cuối đường dây 0-5:

MVA j

j j j

jQ S

11 , 7 15 , 30

2

2 2

05 05

Công suất trước tổng trở Z05:

MVA j

j j

S S

j j

X Q R

P

121

28 , 20 72 , 8 21 , 21 83 , 31

.

0 05

, 05 05

U

U5  0   05  121  7 , 04  113 , 96

Tổn thất điện áp trong cuộn dây của các máy biến áp là:

kV U

X Q R

P

96 , 113

95 , 27 53 , 9 27 , 1 09 , 30

.

5

5 5 5 5



Điện áp trên thanh góp hạ áp quy về phía điện áp cao là:

kV U

115

11 29 , 111 115

Q j P

n

b

S

S U j S

S P

S

100 2

5 , 6 26 5 , 10 25

2

5 , 6 26

j j

2

2 06

Công suất cuối đường dây 0-6:

MVA j

j j j

jQ S

44 , 6 13 , 26

2

2 2

06 06

j j

S S

j j

X Q R

P

121

92 , 13 27 , 7 55 , 14 27

.

0 06

, 06 06

U

U6  0   06  121  4 , 08  116 , 92

Tổn thất điện áp trong cuộn dây của các máy biến áp là:

kV U

X Q R

P

92 , 116

95 , 27 01 , 8 27 , 1 07 , 26

.

6

6 6 6 6



Điện áp trên thanh góp hạ áp quy về phía điện áp cao là:

kV U

115

11 80 , 114 115

Ta có QF>Qyc nên ta không phải bù kỹ thuật

Tổng tổn thất không tải trong các MBA là:

P P

P P

P P

P

36 , 33439 5000

20 , 0 8760 37 , 0 3411 08

II.Chế độ phụ tải cực tiểu.

Smin=70%.Smax

Khi Smin thì phải cắt các thiết bị bù vì nếu bù thì tổn thất trên đường dây và trạm

biến áp giảm không đáng kể so với chi phí vận hành thiết bị bù Đồng thời để

giảm tổn thất công suất trong các trạm biến áp ta phải xét đến điều kiện cắt 1

MBA vận hành song song

n dm

S: công suất phụ tải

Sdm:công suất định mức của MBA

29 2 25 33 , 23 9

35 2 32 89 , 24 9

29 2 25 22 , 20 9

29 2 25 78 , 21 9

29 2 25 33 , 23 9

29 2 25 22 , 20 9

Q j P

P

2 1

=   j   0,05 j1,14MVA

25 100 2

16 , 10 21 5 , 10 25

2

16 , 10 26

j j

2

2 01

Công suất cuối đường dây 0-1:

MVA j

j j j

jQ S

88 , 8 11 , 21

2

2 2

01 01

j j

S S

j j

X Q R

P

5 , 115

28 , 20 76 , 9 21 , 21 03 , 22

.

0 01

, 01 01

U

U1  0   01  115 , 5  5 , 76  109 , 74

Tổn thất điện áp trong cuộn dây của các máy biến áp là:

kV U

X Q R

P

74 , 109

95 , 27 30 , 11 27 , 1 05 , 21

.

1

1 1 1 1



Điện áp trên thanh góp hạ áp quy về phía điện áp cao là:

kV U

115

11 62 , 106 115

Q j P

n

S U j S

S P

S

100 2

81 , 8 20 , 18 5 , 10 25

2

81 , 8 20 , 18

j j

2

2 23

Công suất cuối đường dây 2-3:

MVA j

j j j

jQ S

67 , 8 30 , 18

2

2 2

23 23

j j

S S

j j

Q j P

n

S U j S

S P

S

100 2

84 , 10 40 , 22 5 , 10 32

2

84 , 10 40 , 22

j j

2

2 02

Công suất cuối đường dây 0-2:

MVA j

j j

j j

jQ S

S

S

12 ,

, 0 07 , 0 14 , 12 47 , 22 60 , 7 65 , 18

02 2

2 23

12 , 18 19 , 41

2

2 2

02 02

j j

S S

j j

X Q R

P

5 , 115

16 , 13 32 , 20 64 , 6 30 , 42

.

0 02

, 02 02

U

U2  0   02  115 , 5  4 , 75  110 , 75

Tổn thất điện áp trong cuộn dây của các máy biến áp B2 là:

kV U

X Q R

P

75 , 110

75 , 21 14 , 12 935 , 0 47 , 22

.

2

2 2 2 2



Điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm 2 quy về phía điện áp cao là:

kV U

115

11 18 , 108 115

X Q R

P

75 , 110

84 , 9 00 , 9 29 , 10 65 , 18

.

2 23

, 23 23

U

U3  2   23  110 , 75  2 , 53  108 , 22

Tổn thất điện áp trong cuộn dây của các máy biến áp B3 là:

kV U

X Q R

P

22 , 108

95 , 27 67 , 9 27 , 1 24 , 18

.

3

3 3 3 3



Điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm 3 quy về phía điện áp cao là:

kV U

115

11 51 , 105 115

Q j P

n

b

S

S U j S

S P

S

100 2

49 , 9 6 , 19 5 , 10 25

2

49 , 9 6 , 19

Công suất trước tổng trở Zb4:

MVA j

j j

2

2 04

Công suất cuối đường dây 0-4:

MVA j

j j j

jQ S

51 , 8 71 , 19

2

2 2

04 04

j j

S S

j j

X Q R

P

5 , 115

76 , 16 15 , 9 52 , 17 38 , 20

.

0 04

, 04 04

U

U4  0   04  115 , 5  4 , 42  111 , 08

Tổn thất điện áp trong cuộn dây của các máy biến áp là:

kV U

X Q R

P

08 , 111

95 , 27 49 , 10 27 , 1 65 , 19

.

4

4 4 4 4



Điện áp trên thanh góp hạ áp quy về phía điện áp cao là:

kV U

115

11 44 , 108 115

Q j P

n

b

S

S U j S

S P

S

100 2

=   j   0,05 j1,14MVA

25 100 2

16 , 10 21 5 , 10 25

2

16 , 10 26

j j

2

2 05

Công suất cuối đường dây 0-1:

MVA j

j j j

jQ S

88 , 8 11 , 21

2

2 2

05 05

j j

S S

j j

X Q R

P

5 , 115

28 , 20 76 , 9 21 , 21 03 , 22

.

0 05

, 05 05

U

U5  0   05  115 , 5  5 , 76  109 , 74

Tổn thất điện áp trong cuộn dây của các máy biến áp là:

kV U

X Q R

P

74 , 109

95 , 27 30 , 11 27 , 1 05 , 21

.

1

5 5 5 5



Điện áp trên thanh góp hạ áp quy về phía điện áp cao là:

kV U

115

11 62 , 106 115