đồ án thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực

Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng trong hệ thống 2.. Chương 1L: CAN BANG CONG SUAT TÁC DỤNG VÀ CONG SUAT PHAN KHANG Cân bằng công suất trong hệ thống trước hết là xem khả năng

Trang 1

Thiết kế mạng lưới điện

cho một khu vực

Trang 2

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 đạng 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 dụng rộng rãi nhất

Bên cạnh những ưu điểm nổi bật như: Dễ dàng chuyến 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 xảy 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 điện 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

SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐI - K47 1

Trang 3

Chương 1L:

CAN BANG CONG SUAT TÁC DỤNG VÀ CONG SUAT PHAN KHANG

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 có Đề hệ thống điện làm việc ổn định ta cần cân bằng công suất tác dụng và cân bằng công suất phản kháng

I CAN BANG CONG SUAT TAC DUNG

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

5Py.: Tổng công suất yêu cầu

m: Hệ số đồng thời (trong đồ án môn học lấy m = 1)

XPu : Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ

Trang 4

=> šPr =5Pye= 178 + 8.9 = 186.9 (MW)

I CÂN BẰNG CÔNG SUÁT PHÁN KHÁNG

Cân bằng công suất tác dụng trước tiên dé giữ tần số ôn 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:

šQr = 5Q

Trong đó:

+ sQ; là tổng công suất phản kháng phát ra trên lưới

+ 5Q„ là tổng công suất phản kháng yêu cầu

XQL: Téng tén thất công suất phản kháng trên đường day

*Qc: Tổng tổn thất công suất do điện dung của các đường dây sinh ra

(Trong khi tính sơ bộ ta giả thiết >QL= >Qc )

>Qa:: Tổng công suất phản kháng dự trữ (lấy = 0)

3Q: Tổng công suất phản kháng tự dùng (lấy = 0)

Ta thấy 5Qy.„< 5Q, nên 0 phải bù sơ bộ công suất phản kháng

Trang 5

Chương 2: ¬ - -

CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LY VE MAT KY THUAT - KINH TE 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 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 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 dự phòng đối với hộ loại 2

+ Cuối cùng dựa trên các tiêu chuẩn sau đề phân tích và lựa chọn:

- Tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường và lúc sự cố nguy hiểm

- Kiểm tra điều kiện phát nóng của đường dây lúc sự cô nặng nề nhất

1¿<l¿p

- Kiểm tra điều kiện vằng 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 Fm„= 70 mm?

Trang 6

I DỰ KIÊN CÁC PHƯƠNG ÁN

Sỹ thực hiện: Phạm Tần NanÀ - xp: HTD! - K47

Trang 8

II XÉT CÁC PHUONG AN VE MAT KY THUAT

1.Phuong an I

1.1 Sơ đồ nối dây và các thông số của phương án

*Sơ đồ nối dây:

SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐI - K47

Trang 9

*Thông số kỹ thuật của phương án

Doan DD N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 Pimax (MW) 32 34 30 28 26 28 Qmax (MV Ar) 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¡= 4.34 */1,+16*P (kV)

1, : Chiều dài của doan thir i

P¡ : Công suất tác đụng của đoạn thứ ¡

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„a¿= 5000 h thì mật độ kinh tế của dòng điện là:

Trang 10

Trong đó I là dòng điện làm việc trên 1 mach của đường dây và được tính

_ \P2+Q7

we [ax

n*V3*U P: Công suất tác dụng trên đường dây, MW

theo công thức:

*#10Ÿ (A)

Q: Công suất phản kháng trên đường dây, MVAr

n: Số mạch

am : Là điện áp định mức của mạng điện

* TINH TOAN CHI TIET CHO TUNG DOAN

Chọn F¿= 95 mm? tương ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép

là lạ, = 330 (A) > I,-= 197.92 (A)

Trang 11

Chọn F„= 95 mm” tương ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép

là lạ = 330 (A)> I¿= 162.96 (A)

Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là hợp lý

*Xét đoạn N-5:

2 2đ+1248#

Chọn F„= 95 mm” tương ứng với dây AC95 có dòng điện tối đa cho phép

lạ = 330 (A)> I¿= 151.36 (A)

Vậy tiết điện dây dẫn đã chọn là hợp lý

*Xét đoạn N- 6:

Trang 12

I.) = 330 (A) > I¿= 162.96 (A)

Vậy tiết điện dây dẫn đã chọn là hợp lý

*Từ các tiết diện F¡ 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:

P¡, Q¡: Công suất tác đụng và công suất phản kháng trên đường dây

R¿, X¡: Điện trở và điện kháng của đường dây

Các chỉ tiêu kỹ thuật cho phép:

Trang 14

- Khi sự cố đứt một đây trên đoạn N-2

2*Py *Ây; +2*0y; *Ăy;

Sự cố nặng nề nhất là đứt 1 mach trên đoạn N- 4, khi đó:

— 2*Py *Ryg +2* Ong *Xy

AUyyj„ = tN = 8.92% 8

Um

*Doan N- 5:

Pys *R *X AUys, = NS NS + Ons NS = 5 94%

Un

Sự có nặng nề nhất 1a dirt 1 mach trên đoạn N- 5, khi đó:

2*Py, * Ry; +2* *X Myce = NS_—NS > đụ: X53 = 11.88%

Trang 15

- 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 nói dây và các thông số của phương ún

*Sơ đồ nối day:

Trang 16

Trang 17

*Thông số kỹ thuật của phương án

Doan DD N-2 N-3 3-1 N-4 N-5 N-6 Pinax (MW) 34 62 32 28 26 28 Qmax (MV Ar) 1632| 2976| 1536| 1344| 1248| 13.44

L (km) 70.71| 7211| 2236| 7211| 82.46) 80.62

2.2.Chon dién ap dinh mirc cua mang

Tính toán tương tự như phương án I ta cũng chọn điện áp định mức của mạng là Uam„= 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:

¬ Fi, Fe | S ro Xo bo R x B/2

km | mm? | mm | MVA | O/km | Q/km | S.10°! Q @_ | S10

N- |70.71/ 89.96) 95] 37.71) 0.33] 0.429| 2.65) 11.66] 15.16] 1.87

2.4.Tính toán tôn that điện dp trong các chế độ vận hành bình thường và khi sự có năng nê nhất

Tính toán tương tự như phương án Ï ta có:

* Trên đoạn N-2:

Trang 18

3.1.Sơ đồ nối dây và các thông số của phương án

*Sơ đồ nối day:

Doan DD N-2 N-3 3-1 N-4 N-5 4-6 Prax (MW) 34 62 32 56 26 28 Qmax (MV Ar) 1632| 2976| 1536| 26.88] 1248| 13.44

L (km) 7071| 7211| 2236| 72.11] 82.46] 36.05

Trang 19

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: Uam= 110 kV

* Việc chọn tiết điện được là tương tự như phương án I, cuối cùng ta có

bảng số liệu tính toán của phương án như trang bên

4

N- | 82.46 68.8 70 | 28.84} 0.46] 0.44} 2.58] 18.96] 18.14] 2.12

5

4-6 | 36.05) 74.09 95} 31.05} 0.33 | 0.429} 2.65| 5.94] 7.73] 0.95

3.4.Tinh todn ton that điện áp trong các chế độ vận hành bình thường và khi sự cô nặng nê nhất

Tính toán tương tự như phương án Ï ta có:

Trang 20

Moy maxbt = 9.06% < 15%

Moy maxse = 18.12% < 20%

Kết luận :

- Sự cô giữa các mạch không ảnh hưởng đến nhau nhiều

4.Phương án IV

4.1.Sơ đồ nói dây và các thông số của phương án IV

*Sơ đồ nối dây:

*Thông số kỹ thuật của phương án IV

Doan DD N-1 N-2 N-3 N-4 2-5 4-6 Pinax (MW) 32 60 30 56 26 28 Qmax (MV Ar) 15.36 28.8 14.4 26.88 12.48 13.44

Trang 21

bảng số liệu tính toán của phương án IV như trang bên:

Trang 22

*Trên đoạn N- 6:

ADN6pt% =5.41%

4.5 Tổng kết phương án IV:

Kết luận:

- Sự cố giữa các mạch không ảnh hưởng đến nhau nhiều

5.Phương án V

5.1.Sơ đồ nói dây và các thông số của phương án V

*Sơ đồ nói dây:

Mopmaxbt Mop maxsc =17.56% < 20%

Doan DD N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 4-6 Pinax (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

Trang 23

Tính toán tương tự như phương án I ta cũng chọn điện áp định mức của

pp | L Fi | Fe |S rm | x | b | R | xX | BR

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

SV thực hiện: Phạm Tuấn Nam - Lớp: HTĐI - K47

Tính toán tương tự như phương an I ta co:

Trang 24

Qua phân tích chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án ta thấy các phương án I,

IH và IV đạt chỉ tiêu kỹ thuật, còn phương án II không đạt chỉ tiêu kỹ thuật Vi

thé ta lấy các phương án I, II, IV xét tiếp chỉ tiêu kinh tế để chọn ra phương án

tối ưu nhất

II SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VẺ 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 tế 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 chỉ phí hàng năm Z tìm

Zm để đưa ra phương án hợp lý nhất

Hàm chi phí Z tính theo công thức

Z = (ayntate )*Kg + AA*C

Trong do:

ayn: Hệ số vận hành với au= 0.04

a„ : Là hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn a„ = 0.125

C = 500 d/kwh = 5*10°d/MWh la gia 1 kWh (Mwh) điện năng tôn

Trang 25

ko: Suat dau tư cho 1 km đường dây

1: Chiều đài của đường dây

a =1: đối với đường dây một mạch

a =1.6: Đối với đường dây có hai mạch

DoanDD | N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 Prax (MW) 32 34 30 28 26 28 Qmax 15.36] 16.32 144| 1344| 1248| 13.44 (MVAr)

L (km) 781| 7071| 72.11] 72.11] 8246| 80.62 Loai day AC95| AC95| AC95] AC95| AC70| AC95

Tiêu đề	Đồ án thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực
Trường học	University of Technology Ho Chi Minh City
Chuyên ngành	Electrical Engineering
Thể loại	đồ án thiết kế
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Ho Chi Minh City

Định dạng
Số trang	30
Dung lượng	7,23 MB

đồ án thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực

LỰA CHỌN MÁY BIÊN ÁP