Đồ án môn học lưới điện

Lưới điện - Đồ an môn học -

Chơng I Cân bằng công suất trong hệ thống điện

Điều kiện để chế độ xác lập bình thờng tồn tại là có sự cân bằng công suất tácdụng và phản kháng trong mọi thời điểm

∑PF : Công suất tác dụng phát ra của nguồn

∑Pyc: Công suất tác dụng yêu cầu của phụ tải

∑Ptd : Tổng công suất tự dùng của nhà máy điện, ở đây ∑Ptd=0

∑Pdt : Tổng công suất dự trữ của mạng điện ở đây ta coi hệ thống có công suất vô cùng lớn nên ∑Pdt =0

Ta tiÕn hµnh bï c¸c phô t¶i sau:

Ta có theo yêu cầu cung cấp điện cho hộ loại một, ma hộ loại một là những

hộ là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu nh ngừng cung cấp điện có

thểgây nguy hiểm đến tính mạng và sức khoẻ con ngời, gây thiệt hại nhiều về kinh tế, h hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn quá trình công nghệ phức tạp Do đó các phơng án cung cấp cho các hộ phải đợc cấp từ hai nguồn

PT4PT5PT6

50,9

9km

64.03km

60.83km

58,31km

70.7 1km

NĐ

PT2PT3

PT4PT5PT6

PT1

50,9m 41,23km

60,83km

70 ,71km

60 8 3km

S6

S5 S4 S3

S2 S1

Phong án 3 Phơng án 4

PT4

PT5 PT6

S4

S3

S2S1

N Đ

PT1

50,99km

60.83km

31.62km

S3

S4S5S6

Phơng án 5

II, Chọn cấp điện áp định mức cho hệ thống.

Để chọn điện áp định mức của hệ thống ta dựa vào công thức kinh nghiệm sau:

ị Ui= 4,34 l +16Pi i

trong đó:

li : là khoảng cách từ NĐ đến phụ tải i

Pi: là công suất truyền tải trên đờng dây đến phụ tải i

Sau đây ta tính chọn điện áp định mức cho mạng hình tia các phơng án sau

sử dụng kết quả tơng tự nh phơng án này

NĐ

PT1

PT2PT3

PT4PT5PT6

50,9

9km

64.03km

60.83km

58,31km

70.7 1km

60.83km

50,9

9km

64.03km

60.83km

58,31km

70.7 1km

60.83km

S1

S2

S3

S4 S5 S6

1.1, Xét đoạn NĐ-1:

a, Chọn tiết diện dây dẫn.

Mạng điện mà ta đang xét là mạng điện khu vực, do đó ngời ta thờng lựachọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện.Ta dự kiến sử dụngloại dây dẫn (AC-ACO) đặt trên đỉnh của tam giác đêù có cạnh là 5 m

Tiết diện kinh tế đợc tính theo công thức sau: Fkt=Imax/Jkt

+ Điều kiện phát nóng: Tiết diện dây dẫn sau khi đợc chọn cũng phải thoảmãn Iscmax< ICP Mà đối với mạng hình tia hoặc mạng liên thông thì Iscmax làdòng điện lớn nhất chạy qua dây dẫn khi xẩy ra sự cố đứt một trong hai mạchcủa đờng dây (khi đó Iscmax=2Imax), còn đối với mạng kín đó là dòng điện đứtmột trong hai đoạn đầu đờng dây

thay số vào ta đợc: INĐ-1=91,85A.

Với Tmax= 5000h ta tra đợc Jkt =1,1A/mm2ị F1kt=91,85/1,1=83,5(mm2)

ta chọn loại dây dẫn là nhôm lõi thép ( AC)

Tra bảng( bảng B33- Mạng lới điện –Nguyễn Văn Đạm NXBKHKT) tachọn đợc tiết diện tiêu chuẩn gần nhất là: Ftc=95mm2 có ICP=330A

PT1

50,9m 41,23km

60,83km

70 ,71km

60 8 3km

S6

S5 S4 S3

S2 S1

Ta thấy ICP>Iscvà tiết diện này lớn hơn tiết diện vầng quang do đó tiết diện tachọn phù hợp về mặt kĩ thuật

PT4

PT5 PT6

64.03km

S5S6

S4

S3

S2S1

PT6 PT5

PT4 PT3 PT2

N Đ

PT1

50,99km

60.83km

31.62km

S3

S4S5

5.1, Tính công suất truyền trên các đoạn đờng dây.

Sơ đồ:

31,62km

2 ND3 32 3 ND3 ND2

ND3 ND2 32 ND2

S

(29 j14,05)(64,03 31,62) (31 j15,01)64,03S

§iÓm PT3 lµ ®iÓm ph©n chia c«ng suÊt

5.2, TÝnh c¸c dßng ®iÖn vµ chän tiÕt diÖn d©y dÉn.

IN§2

3 ND2 ND2

Víi d©y AC-150 cã: r0=0,21(Ω/km); x0=0,42(Ω/km); b0=2,74.10-6(S/km);

vµ dßng ®iÖn cho phÐp lµ: 440(A);

§èi víi ®o¹n N§-3 ta cã:

Đối với đoạn NĐ23:

• Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng lớn nhất trên nó là: ∆Utb%=6,41%

• Tổn thất điện áp ở chế độ sự cố lớn nhất khi đứt đoạn NĐ-3 ta có: ∆

Uscmax=13,13+5,4=18,53%

Ta có bảng tổng kết nh sau:

Từ bảng các số liệu tính toán ta có bảng tổng kết nh sau:

K: Vốn đầu t để xây dựng đờng dây

atc: hệ số định mức hiệu quả vốn đầu t, atc=0,125

C: Giá của 1kwh, C=500đ/kwh

A: Tổn thất trong mạng điện, đợc tính:

Ki: Vốn đầu t cho một km đờng dây.

li: Chiều dài đờng dây

∆Pimax: Tổn thất công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại

Tmax: Thờ gian sử dụng công suất lớn nhất ở đây Tmax=5000h

Căn cứ vào bảng tổng kết ta thấy ba phơng án 3 là phơng án có chi phí kinh tế

là thấp nhất nên ta chọn phơng án 3 là phơng án tối u

Chơng III Lựa chọn mba và sơ đồ nối dây

A, Lựa chọn MBA.

1, Lựa chọn số lợng MBA.

Do các hộ loại tiêu thụ là hộ loại một nên để đảm bảo độ tin cậy cho cung cấp điện một cách liên tục, thì mỗi trạm BA cần phải chọn hai MBA vận hành song song mỗi máy đợc nối vào một phân đoạn thanh góp riêng và giữa các phân đoạn này có một máy cắt tự động đóng cắt khi cần thiết

2, Lựa chọn công suất MBA.

Công suất MBA đợc chọn phải đảm bảo cung cấp điện trong tình trạng làm việc bình thờng lúc phụ tải làm việc cực đại khi có sự cố một MBA phải ngừnglàm việc thì MBA còn lại phải đảm bảo cung cấp công suất cho các phụ tải

Do trạm có hai MBA làm việc song song, nên công suất lựa chọn MBA phải thoả mãn:

k: là hệ số hiệu quả của MBA trong trạm, k=1,4;

Smax: Công suất cực đại của phụ tải

P2max=29(MW); Q2max=14,05(MVAr); ⇒Sb2≥23,017(MVA);

Dùng hệ thống có hai phân doạn thanh góp:

+ Nếu l>70(km) thì đặt máy cắt cao áp ở phía đờng dây bởi vì với chiều lớn thì sự cố xảy ra do thao tác đóng cắt nhiều vì vậy phải đặt máy cắt cuối đờng dây

+ Với l<70(km) thì đặt máy cắt điện áp ở phía MBA ta có sơ đồ trạm biến áp của mạng điện thiết kế

2A C-9 5

2A C-9 5

2A C-9 5

2A C-9 5

2A C-9 5

2A C-9 5

2AC -25 000 /11 0

2AC -25 000 /11 0

2A C-2 500 0/1 10

2AC -25 000 /11 0

2AC -25 000 /11 0

Chơng IV tính chính xác trạng thái vận hành của lới điện

Trong chơng này ta đi xác định các trạng thái vận hành của mạng điện cụ thể

là tính chính xác các trạng thái vận hành của mạng điện Có ba trạng thái cơ bản: phụ tải cực đại, phụ tải cực tiểu và chế độ sau sự cố

I, Trạng thái phụ tải cực đại.

Vì chỉ biết điên áp trên thanh góp của nhà máy điện do đó ta tính chế độ qua hai giai đoạn.Mà điện áp trên thanh góp nhà máy điện trong chhế độ phụ tải cực đại đợc xác định theo công thức sau:

S

Sd1 1

S

SN1

Sb1 b1

Z

d1

Z-jQc1c c1d

,, ,

NĐ

2AC-95

2TPDH-25000/110

S1

Giai đoạn 1:

Chọn điện áp tại các của mạng điện bằng điện áp định mức của mạng điện ta có:

2

2

S

2TPDH-25000/110 2AC-95

S5

Sb5b5S Sc55S Sd5

c5c-jQ

S4

Sb4

b4S

c4S

S44S S4N4

S

c4c-jQ

04S S4

05S

5S -jQc5d

,, ,

,, ,

Giai ®o¹n 2: tÝnh ®iÖn ¸p t¹i c¸c nót.

Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn ®o¹n N§-4 lµ:

4 d4 4 d4 d4

Vì ∑QF >∑Qycnên ta không cần bù kĩ thuật khi vận hành ở chế độ cực đại.

II, Chế độ phụ tải cực tiểu.

Điện áp trên thanh cái của nguồn UN=105%.Uđm=115,5(KV);

ở chế độ phụ tải cực tiểu thì công suất phụ tải bằng 50% công suất phụ tải ở chế độ cực đại Vì công Công suất phụ tải nhỏ nên để vận hành kinh tế ta xem xét có thể cắt bớt một máy biến áp ở các trạm hay không Điều kiện để cắt bớt một máy biến áp trong trạm là:

Sđm: Công suất định mức của máy biến áp

P∆ 0: Tổng tổn thất công suất khi không tải

∆Pn: Tổng tổn thất công suất khi ngắn mạch

Vậy trạm 1 không phải cắt bớt MBA.

Tính tơng tự cho các trạm còn lại ta có bảng sau:

Vậy tất cả các trạm đều cắt đi một trạm trừ trạm một

NĐ

2AC-95

2TPDH-25000/110

S 1

Sc5 5

S

S4 N4

,, ,

,, ,

-jQc4d

Giai ®o¹n 2: tÝnh ®iÖn ¸p t¹i c¸c nót.

Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn ®o¹n N§-4 lµ:

4 d4 4 d4 d4

Ta xét trờng hợp sự cố nặng nề nhất đó là trờng hợp đứt một dây trên mạch kép

ở gần nguồn khi hệ thống ở chế độ phụ tải cực đại, ở chế độ sự cố điện áp trên thanh cái cao áp của máy phát bằng 110%Uđm của mạng điện

Giai ®o¹n 2: tÝnh ®iÖn ¸p t¹i c¸c nót.

1 d1 1 d1 d1

c5c-jQ

S4

Sb4

b4S

c4S

S44S S4

N4

S

c4c-jQ

04S S4

05S

5S -jQc5d

,, ,

,, ,

-jQc4d

Giai ®o¹n 2: tÝnh ®iÖn ¸p t¹i c¸c nót.

Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn ®o¹n N§-4 lµ:

4 d4 4 d4 d4

Điện áp là một trong những chỉ tiêu quan trọng.Trong đó chỉ tiêu về điện áp là

một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất Trong quá trình vận hành phụ tải thay

đổi từ cực tiểu đến cực đại hoặc bị sự cố nặng nề dẫn đến điện áp trên thanh cái hạ

áp thay đổi vợt quá giới hạn cho phép vì vậy ta phải điều chỉnh để đảm bảo điện áp nằm trong giới hạn cho phép

Có nhiều phơng pháp điều chỉnh điện áp khác nhau: thay đổi điện áp máy phát

trong nhà máy điện, thay đổi tỉ số điện áp trong các trạm biến áp và thay đổi dòng

công suất phản kháng trong máy điện

Trong thc tế mạng điện lớn không thể thay đổi điện áp tại các nhà máy điện, việc

thay đổi các dòng công suất phản kháng truyền tải trên các đờng dây cũng khó

khăn vì các lý do nh: ổn định của hệ thống, vận hành phức tạp vốn đầu t cao Vì

vậy phơng pháp lựa chọn đầu điều chỉnh của các máy biến áp trong các trạm hạ áp

đợc sử dụng rộng rãi để điều chỉnh điện áp trong trong hệ thống

Vì các hộ tiêu thụ trong đồ án đều yêu cầu điều chỉnh khác thờng nên điện áp trênthanh hạ áp phải thoả mãn:

• Chế độ phụ tải cực đại: ∆U%=5%

• Chế độ phụ tải cực tiểu: ∆U%=0%

• Chế độ sự cố: ∆U%= 0%-5%

Vì các hộ tiêu thụ là loại hộ loại một nên ta dùng máy biến áp là điều chỉnh dới

tải Các máy biến áp có Uđm=115KV và có phạm vi điều chỉnh là: 9ì1,78% Điện

áp các đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đợc tính chọn theo công thức:

• E: là mức độ điều chỉnh của mỗi một đầu: E=1,78%

Bảng điện áp một số đầu điều chỉnh tiêu chuẩn:

• '

1y csc

U =Uđm+∆U%.Uđm=22+5%.22=23,1(KV);

+ Khi phụ tải cực đại

Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh phía cao áp trong chế độ phụ tải lớn nhất là:

' 1ql hđm 1đcl

+ Khi phụ tải là cực tiểu

Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh phía cao áp trong chế độ phụ tải cực tiểu là:

' 1qnh hđm 1đcnh

+ Khi phụ tải ở chế độ sự cố

Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh phía cao áp trong chế độ sự cố là:

' 1qsc hđm 1đ csc

Độ lệch điện áp trên thanh hạ áp của MBA là:

Tính tơng tự cho các phụ tải còn lại ta đợc các bảng số liệu sau:

+Khi phụ tải ở chế độ cực đại

+ Khi phụ tải ở chế độ cực tiểu

I, tính vốn đầu t xây dựng mạng điện.

Tổng vốn đầu t xây dựng đợc xác định theo công thức:

K=KD+Ktba;

Trong đó:

• KD: Vốn đầu t xây dựng đờng dây( đã tính ở chơng trớc) KD=129,139.109(đ);

• Ktba: Vốn đầu t xây dựng trạm BA: Ktba=1,8.6.22000.106=237,6.109(đ);

Vậy tổng vốn đầu t là: K=KD+Ktba=366,739.109(đ);

II, Tính tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện.

Theo kết quả tính toán ta có tổng tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây là:

id

∆ =

Tổng tổn thất công suất trong cuộn dây MBA là: ∑∆Piba =0,68(MW);

Tổng tổn thất công suất trong lõi thép các MBA đợc xác định là:

4, Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải trong trong chế độ vận hành cực