Thiết kế mạng điện khu vực có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải, nguồn 1 nhà máy nhiệt điện I 4x50MW, nguồn 2 nhà máy nhiệt điện II 3x50MW

Tính vận hành linh hoạt: Lới điện xây dựng có thể làm việc với nhiều chế độ và phơng thức vận hành khác nhau mà vẫn đảm bảo các tiêu chuẩn kinh tế, kỹthuật, an toàn, đáp ứng đợc sự phát

Trang 1

Lời nói đầu

Quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc đang phát triển mạnh mẽ

đòi hỏi trình độ khoa học kỹ thuật ngày càng cao, đặt ra những yêu cầu bức thiết

về xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng Trong đó ngành điện là ngành hạ tầng cơ

sở đợc u tiên phát triển trớc hết vì điện năng là không thể thiếu đợc trong hầu hếtcác lĩnh vực sản xuất công nghiệp Để phát triển kinh tế thì ngành điện phải pháttriển trớc một bớc Cùng với đó có những yêu cầu đặt ra cho ngành điện là theokịp trình độ kỹ thuật công nghệ trong khu vực và trên thế giới, đáp ứng đợc yêucầu sản lợng và chất lợng điện năng cho nhu cầu sản xuất, sinh hoạt Trong hệthống điện nớc ta hiện nay quá trình phát triển phụ tải ngày càng nhanh nên việc

quy hoạch, thiết kế mới và phát triển mạng điện đang là vấn đề cần quan tâm

của ngành điện nói riêng và cả nớc nói chung

Đồ án tốt nghiệp lới điện giúp sinh viên ứng dụng những kiến thức đã họckhi nghiên cứu lý thuyết vào việc thực hiện một nhiệm vụ cụ thể và toàn diện

Đây là bớc tập dợt giúp cho sinh viên những kinh nghiệm quý báu trong côngviệc sau này

Em rất biết ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ thống điện đã giúp em

có đợc những kiến thức cần thiết để làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn

Trong thiết kế lới điện, việc phân tích nguồn cung cấp điện rất quan trọng

để nắm vững đặc điểm và số liệu của các nguồn, tạo thuận lợi cho việc tính toán

Trang 2

Việc quyết định sơ đồ nối dây của mạng điện cũng nh định phơng thức vận hànhcủa các nhà máy điện hoàn toàn phụ thuộc vào vị trí, nhiệm vụ cũng nh tính chấtcủa từng nhà máy điện.

ở đây nguồn điện là hai nhà máy nhiệt điện có các số liệu nh sau:

+ Nhà máy nhiệt điện I: 4 x 50 MW = 200; cos ϕ = 0,85

+ Nhà máy nhiệt điện II: 3 x 50 MW = 150; cos ϕ = 0,85

Hai nhà máy điện đều là nhiệt điện ngng hơi Loại máy phát điện dùngtrong hai nhà máy là máy phát điện đồng bộ tua bin hơi có các thông số nh trongbảng sau:

Loại

N (v/ ph) (MVA)S P

(MW) (KV )U cosϕ (KA )I X ''

d X '

d Xd

Các đặc điểm chủ yếu của hai nhà máy điện:

Làm việc với tua bin hơi và lò đốt nhiên liệu Muốn làm việc phải có thờigian khởi động lò có thể không đáp ứng đợc nhu cầu phụ tải Do đó công suất dựtrữ phải là dự trữ nóng Mặt khác lò có các đặc tính nh sau: phụ tải kinh tế là85% đến 90% phụ tải định mức; phụ tải ổn định > 70%; dới 70% phải phun thêmdầu, không kinh tế; dới 30% thì không nên chạy lò, quá tải tối đa là 15% Do đónếu ghép một lò một máy phát thì máy phát cũng chỉ nên nhận phụ tải độ 85%

là kinh tế, công suất tối thiểu không dới 30%, quá tải tối đa không quá 15%

Hiệu suất thấp: η = 30 - 40%

Giá thành sản xuất điện năng cao

Hai nhà máy đợc đặt cách xa nhau và bao lấy các phụ tải điện, điều nàyrất có lợi cho phân phối tải

- Vì hai nhà máy đều là nhiệt điện nên có thể chủ động về nguồn nhiênliệu, do đó việc phát công suất luôn ổn định Đây chính là u điểm chính của lới

2 Phụ tải:

- Theo số liệu ban đầu đã cho thì hai nhà máy nhiệt điện trên cung cấp cho

9 phụ tải; Các phụ tải này có công suất không lớn và có Tmax = 5.500 h, điều nàychứng tỏ đây là vùng công, nông nghiệp và dân c Mặt khác các phụ tải đều đợc

bố trí nằm giữa hai nhà máy điện, do đó rất thuận tiện cho việc cung cấp điện

Trang 3

Phụ tải ở đây đều là phụ tải loại I nên không đợc phép mất điện, do đó khithiết kế lới điện cần phải đảm bảo yêu cầu cung cấp điện tin cậy cho các phụ tải.

Phụ tải lớn nhất: P2 = P6 = 38 ( MW )

Phụ tải nhỏ nhất: P1 = P4 = P7 = 18 ( MW )

* Các số liệu phụ tải cơ bản:

PT1 PT2 PT3 PT4 PT5 PT6 PT7 PT8 PT9 Pmax ( MW) 18 38 29 18 29 38 18 29 29 cos ϕ 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85

Yêu cầu ĐCĐA KT KT KT KT KT KT KT KT KT Yêu cầu ĐTC Tất cả các phụ tải đều đợc cấp điện từ hai nguồn

Điện áp hạ áp: 10 KV

Pmin = 50% Pmax

Giá 1KWh điện năng tổn thất: 600 đ / KWh

Giá tụ bù: 200.000 đ / KVar

Ơ đây giả sử những số liệu trên của phụ tải là đã xét đến hệ số sử dụng củatừng phụ tải và đã kể đến kế hoạch phát triển trong 10 năm

I.2 Các Lựa chọn kỹ thuật

1.Kết cấu lới điện

Kết cấu lới điện đợc thực hiện với các yêu cầu:

- Tính kinh tế: Các thiết bị đợc sử dụng để xây dựng lới điện với

chi phí nhỏ nhất nhng vẫn thoả mãn các yêu cầu về độ tin cậy, chất lợng điện năng, tổn thất, an toàn

Độ tin cậy cung cấp điện đợc thoả mãn theo tính chất của phụ tải, ở

đây các phụ tải đều là hộ loại I

Chất lợng điện năng: Các giá trị độ lệch tần số và điện áp tại các nút phụtải phải nằm trong giới hạn cho phép Giá trị tổn thất công suất và tổn thất điệnnăng trên các đờng dây truyền tải cũng phải nằm trong giới hạn cho phép

Tính vận hành linh hoạt: Lới điện xây dựng có thể làm việc với nhiều chế

độ và phơng thức vận hành khác nhau mà vẫn đảm bảo các tiêu chuẩn kinh tế, kỹthuật, an toàn, đáp ứng đợc sự phát triển của phụ tải trong 10 năm tới

Trang 4

Ngoài ra còn phải phù hợp với các yếu tố tự nhiên và xã hội nh: khí tợngthuỷ văn, địa chất, địa hình, giao thông vận tải

Vì những lý do trên kết cấu của lới điện khu vực thiết kế nh sau:

Mỗi trạm phân phối phụ tải đợc cấp điện từ hai đờng dây song song từ haithanh cái độc lập của trạm phân phối nhà máy điện tại trạm phân phối trung gianhoặc bằng mạch vòng kín gồm nhiều phụ tải hai đầu nối vào nguồn điện hoặctrạm phân phối trung gian

Đờng dây liên lạc giữa hai nhà máy điện đợc thiết kế bằng đờng dây song song,cấp điện cho một số phụ tải nằm giữa hai nhà máy điện

Chọn loại đờng dây trên không, trong nớc sản xuất đảm bảo đợc tính kinh

tế cũng nh các tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn

Dây dẫn: chọn loại dây nhôm lõi thép, đảm bảo độ bền cơ, khả năng dẫn

điện và rẻ tiền

Loại cột: Tuỳ theo từng vị trí khác nhau mà ta có thể chọn cột bê tông cốtthép hay cột sắt Địa hình bằng phẳng dùng cột bê tông cốt thép, rẻ tiền, địa hình

đồi núi khó vận chuyển dùng cột sắt đắt tiền nhng có thể tạo tại chỗ

ở những vị trí cột góc, cột néo, cột vợt đờng giao thông ta dùng cột sắt

ở những vị trí đỡ ta dùng cột ly tâm bê tông cốt thép

- Cách bố trí dây dẫn trên cột:

+ Nếu là đờng dây đơn: Ta bố trí dây dẫn theo hình tam giác đều

+ Nếu là đờng dây kép: Ta bố trí dây dẫn theo hình tam giác vuông cân.Các loại thiết bị khác nh xà, sứ, nối đất, dùng loại trong nớc sản xuất

I.3 Chọn cấp điện áp định mức của lới điệnMột công việc trong thiết kế lới điện là lựa chọn đúng điện áp của đờngdây tải điện Vấn đề này rất quan trọng vì nó ảnh hởng trực tiếp đến tính kỹ thuật

và kinh tế của mạng điện

Trang 5

Ta dựa vào công thức kinh nghiệm để xác định điện áp tải điện U thôngqua công suất và chiều dài đờng dây truyền tải:

1000P

0,016

l34,4

PT1 PT2 PT3 PT4 PT5 PT6 PT7 PT8 PT9 Pmax

L ( km ) 58,31 90,55 108,17 63,25 114,18 64,03 70 56,59 50

U ( KV ) 80,77 114,71 103,81 81,34 104,36 112,51 82,12 99,02 98,4

Ta dự kiến:

NM I cung cấp điện cho phụ tải: 1, 2, 3, 5, 6

NM II cung cấp điện cho phụ tải: 4, 7, 8, 9

đề ra phơng án nối dây giữa các hộ tiêu thụ điện

Trong hệ thống điện chế độ vận hành ổn định chỉ tồn tại khi có sự cânbằng công suất tác dụng và công suất phản kháng Cân bằng công suất tác dụng

Trang 6

trớc hết cần thiết để giữ ổn định tần số, còn cân bằng công suất phản kháng trong

hệ thống điện để giữ ổn định điện áp

II.1 cân bằng công suất tác dụng

Sự cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống đợc biểu diễn bằng biểuthức:

Σ PF = m Σ Ppt + Σ Pmđ + Σ Ptd + Σ Pdt

Trong đó:

+ m là hệ số đồng thời, ở đây để đơn giản ta cho m = 1

+ Theo đầu đề thiết kế tốt nghiệp đã cho số liệu của nhà máy nhiệt điện I

và II, nên ta xác định đợc công suất phát tổng Σ PG

Σ PG = 4 x 50 + 3 x 50 = 350 MW+ Tổng công suất phụ tải: PPt =

=

9 1 pti

Pm

%8PΣ

%8P

II.2 cân bằng công suất phản kháng

∑

=

9 1 ptiPm

i

Trang 7

Nh ta đã biết điện áp là một trong hai chỉ tiêu phản ánh chất lợng điệnnăng Điện áp của lới phụ thuộc rất nhiều vào công suất phản kháng của hệthống điện Sự thiếu hụt công suất phản kháng sẽ dẫn đến làm cho điện áp của l-

ới điện bị giảm thấp, gây ảnh hởng xấu đến các phụ tải tiêu thụ điện Vì vậy taphải cân bằng công suất phản kháng để xem xét sự thiếu hụt công suất phảnkháng, từ đó đa ra phơng pháp bù công suất phản kháng cho hệ thống điện

Sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống điện đợc xác định bằngbiểu thức sau:

Σ∆QB = 15% Σ Qpt = 15% x 152,46 = 22,87 MVAR+ Σ ∆Ql: Là tổn thất công suất phản kháng trên đờng dây

+ Σ ∆QC: Là công suất phản kháng do dung dẫn của đờng dây sinh ra.Vì ở đây là tính sơ bộ nên ta giả thiết tổn thất công suất phản kháng trên

đờng dây cân bằng với công suất phản kháng do dung dẫn của đờng dây sinh ra

+ Σ Qtd: Là công suất phản kháng tự dùng

Σ Qtd = Σ Ptd x tgϕtd

ở đây ta lấy cosϕtd = 0,85 ⇒ tgϕtd = 0,6197

Σ Qtd = 21,25 x 0,6197 = 13,17 MVAR+ Σ Qdt :là tổng CSPK dự trữ của hệ thống ( lấy bằng CSPK dự trữ của tổ máy lớn nhất )

Σ Qdt = 50 0,6197 = 30,99 MVAR

Trang 8

ΣQb = ΣQyc - ΣQF = 219,49 - 208,81 = 10,68 MVARVậy cần phải bù sơ bộ CSPK cho phụ tải.

+ Bù ở hộ xa nhất (tính từ 2 nguồn điện đến), nếu cha đủ thì tiếp tục bù ở

hộ gần hơn, quá trình tiếp tục nh vậy cho đến khi bù hết số lợng cần bù

+ Khi ta bù đến cosϕ' = 0,95 (tgϕ' = 0,3287) Nếu công suất phản khángcần bù lần cuối nhỏ hơn công suất phản kháng lúc đến cosϕ' = 0,95 thì chỉ bù

đến số lợng cần bù, sau đó tính cosϕ' sau khi bù

Sau đây ta lần lợt bù tại các phụ tải theo nguyên tắc đã nêu:

+ Phụ tải 5: Bù đến cosϕ' = 0,95 (tgϕ' = 0,3287)

Qb5 = ( tgϕ5 - tgϕ5' ) = 29x( 0,6197 - 0,3287 ) = 8,439 MVARSau khi bù cho phụ tải 5 thì lợng công suất phản kháng của hệ thống cònthiếu là:

Trang 9

cosϕ'3 = cos (arctg Qpt 3P - Q'b )

pt 3

= cos (arctg 17,9713 –2,241 ) = 0,879

29Kết luận: Sau khi bù ta có:

+ Phụ tải 5 đợc bù đến cosϕ' = 0,95

+ Phụ tải 3 đợc bù đến cosϕ' = 0,879

(sau khi bù)

Qb (MVAR)

Trang 10

Phơng thức vận hành các nhà máy điện trong hệ thống phải thoả mãn điềukiện vận hành kinh tế hệ thống điện, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất điệnnăng.

Phơng thức huy động nguồn trong toàn hệ thống cũng nh việc xác địnhtrình tự vận hành của từng nhà máy điện phải chính xác, hợp lý, chặt chẽ về kinh

tế kỹ thuật Xác định phơng thức vận hành là bài toán phức tạp và phụ thuộc vàonhiều yếu tố, nhng ở đây ta chỉ xác định sơ bộ để giúp cho việc đề ra các phơng

án nối dây lới điện khu vực thiết kế

Việc xác định phơng thức vận hành bao gồm: dự kiến số tổ máy làm việc

và công suất phát của các nhà máy điện trong các chế độ vận hành khác nhau.Yêu cầu công suất tải phần trăm của hai nhà máy điện gần bằng nhau Nhà máy

điện có đặc tính tải tốt hơn phát nhiều hơn

Nh trình bày trong phần trên, ta tính đợc giá trị công suất giới hạn cho một

Giả sử nhà máy nhiệt điện II có đặc tính kinh tế tốt hơn

1 Chế độ phụ tải cực đại

Công suất yêu cầu trong chế độ max:

Σ Pmax yc = Σ PF - Σ Pdt = 336,93 - 50 = 286,93 ( MW )Công suất phát % của cả hệ thống là :

%98,81

%100350

93,286

%

+ Nhà máy nhiệt điện I: Cho phát 80% công suất đặt của nó, nghĩa là:

PFNDI = 80% x 200 = 160 (MVA)Trong đó tự dùng của nhà máy là (8% x 160)/1,08 = 11,83 MW, phát lên l-

ới là PHT I = 160 – 11,83 = 148,15 MW

+ Nhà máy nhiệt điện II: Đảm nhiệm phần công suất còn lại và làm nhiệm

vụ cân bằng công suất khi tính toán

Trang 11

PFNĐII = 286,93 - 160 = 126,93 MWPhần trăm công suất phát của NĐII là: (126,93 / 150 )x 100% = 84,62% Trong đó tự dùng của NĐ II là 21,25 – 11,85 = 9,67 MW.

Công suất phát lên lới của NĐ II là:

PHT II = 126,93 – 9,67 = 117,26 MW

Nh vậy, ở chế độ này nhà máy nhiệt điện II phát 84,62% công suất đặtcủa nó, nhà máy nhiệt điện I phát 80% công suất đặt Việc phân phối công suất

nh trên là hợp lý đảm bảo cho các nhà máy làm việc kinh tế

2 Chế độ phụ tải cực tiểu

Yêu cầu là tổng công suất đặt của tất cả các tổ máy phát điện phải lớn hơnhoặc bằng công suất yêu cầu trong chế độ min cộng với công suất tổ máy lớnnhất

Theo số liệu ban đầu thì công suất ở chế độ phụ tải min 50% công suấttrong chế độ max Nghĩa là:

P min = 50 x 246 = 123 MW

100Tổn thất công suất tác dụng :

∆Pmin mđ = 8% x 123 = 9,84 ( MW )Tổng công suất tự dùng:

Pmin td = 8% x ( 123 + 9,84 ) = 10,63 ( MW )Công suất yêu cầu trong chế độ min:

Pmin yc = 123 + 9,84 + 10,63 = 143,47 ( MW )Phần trăm công suất phát của cả HT là: (143,47/350) x 100% = 40,99%

Nhận xét: Ta thấy rằng nếu cho tất cả các tổ máy của hai nhà máy điện

cùng làm việc thì các nhà máy sẽ làm việc non tải Để nâng hiệu quả kinh tế khivận hành lới điện, trong trờng hợp này ta sơ bộ định công suất phát cho từng nhàmáy nh sau:

+ Nhà máy nhiệt điện II: Cho làm việc 2 tổ máy, 1 tổ máy nghỉ Phát 75%công suất đặt của 3 tổ máy

100Trong đó tự dùng của nhà máy là :

Pmin td II = ( 8% x 75) / 1,08 = 5,56 ( MW )

Trang 12

Công suất phát lên lới là: 75 - 5,56 = 69,44 ( MW )

+ Nhà máy nhiệt điện I: Đảm nhiệm phần công suất còn lại

Pmin NĐI = 143,47 - 69,44 = 74,03 MW và làm nhiệm vụ cân bằng công suấtsau khi tính chính xác

Ta cho nhà máy I phát 2 tổ máy, 2 tổ máy nghỉ

Phần trăm công suất phát của 2 tổ máy còn lại là: 74,03%

Công suất tự dùng của nhiệt điện I: Ptd NĐI = 10,63 - 5,56 = 5,07 ( MW )Công suất phát lên hệ thống của NĐI: 74,03 - 5,07 = 68,96 ( MW )

Xét điều kiện: Σ Pmin F = 2 x 50 + 2 x 50 = 200 ( MW )

Σ Pmin yc = 143,47 + 50 = 193,47 ( MW )

Ta thấy Σ Pmin F > Σ Pmin yc nên thoả mãn điều kiện

Vậy trong chế độ phụ tải cực tiểu:

NĐII làm việc với 2 tổ máy phát 75% công suất định mức

NĐI làm việc với 2 tổ máy phát 74,03% công suất định mức

Phơng thức vận hành của chế độ phụ tải cực tiểu là hợp lý thoả mãn cácyêu cầu về kinh tế kỹ thuật

3 Chế độ sự cố

ở đây ta chỉ xác định phơng thức vận hành trong trờng hợp sự cố nguyhiểm nhất: trong chế độ phụ tải max tổ máy có công suất phát lớn nhất ngừnglàm việc ( 1 tổ máy của NĐII bị sự cố ) Lúc này NĐI làm việc với 4 tổ máy vàNĐII làm việc với 2 tổ máy

Công suất yêu cầu trong chế độ max: Pmax yc = 286,93 ( MW )

NĐI làm việc với 2 tổ máy còn lại với P = Pđm

Psc FNĐI = 2 x 50 = 100 ( MW )Công suất tự dùng của NĐI: Psc td II =( 8% x 100)/1,08 = 7,41 ( MW )

Công suất phát lên hệ thống: Psc HT II =100 - 7,41 = 92,59 ( MW )

Công suất phát của NĐI: Psc F NĐI = 286,93 - 100 = 186,93 ( MW )

Phần trăm công suất phát của NĐII là: (186,93/200 ) x 100% = 93,47%

Trang 13

Công suất tự dùng của NĐII là: Psc td I = 21,25 - 7,41 = 13,84 ( MW )

Công suất phát lên hệ thống của NĐI:

Psc HT I = 186,93 - 13,84 = 173,09 ( MW )Vậy trong chế độ sự cố 1 tổ máy của NĐII thì NĐI làm việc với 4 tổ máyphát 93,47% công suất định mức khi đó NĐII làm việc với 2 tổ máy và phát100% công suất định mức Trong trờng hợp sự cố nguy hiểm nhất nguồn điệnvẫn có phơng thức vận hành đáp ứng nhu cầu phụ tải

Từ kết quả tính toán trên ta có bảng phơng thức vận hành của từng nhàmáy điện ở các chế độ tải nh sau:

- P td = 13,84 MW

NĐ II

- 3 tổ máy làm việc

- Phát 84,62% Pđm -PFNĐII =160,93 MW

- Phát 117,26 MW lên lới

- P td = 7,41 MW

III.2 thành lập các phơng án lới ĐIệN

1 Nguyên tắc chung thành lập phơng án lới điện

Việc lựa chọn và vạch tuyến đờng dây là công việc khởi đầu của công tácthiết kế đờng dây tải điện, nó có ảnh hởng quyết định tới việc thi công, quản lý,

Trang 14

vận hành Một sơ đồ lới điện có thích hợp hay không là do nhiều yếu tố khácnhau quyết định: số lợng và công suất phụ tải, vị trí phân bố phụ tải và nguồn

điện, mức độ yêu cầu đảm bảo nguồn điện Nhìn chung sơ đồ nối dây lới điệnkhu vực thiết kế cần phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Hiệu quả kinh tế của lới điện: công suất cấp cho phụ tải bằng đờng dâygần nhất, có hớng từ nguồn đến phụ tải

- Độ tin cậy theo yêu cầu: các phụ tải đều là hộ tiêu thụ loại I, mỗi phụ tải

đợc cung cấp điện bằng hai đờng dây độc lập Mỗi đờng dây có thể cung cấp đủcông suất cho phụ tải khi đờng dây kia bị sự cố Giữa hai nhà máy điện phải đảmbảo liên lạc: đờng dây liên lạc là hai lộ song song, có khả năng truyền tải côngsuất liên lạc giữa hai nhà máy khi nhà máy nào đó có một tổ máy ngừng làmviệc

- Chất lợng điện năng: các giá trị độ lệch tần số và điện áp tại các nút phụtải, các giá trị tổn thất công suất, tổn thất điện năng trên đờng dây truyền tải phảinằm trong giới hạn cho phép

- Tính linh hoạt trong vận hành: có thể thích ứng với nhiều trạng thái vậnhành khác nhau

- Đáp ứng đợc sự phát triển của phụ tải Ngoài ra còn phải cân nhắc đếncác yếu tố khác nh: tính chất nguồn điện, địa lý, giao thông vận tải, tổ chức,quản lý thi công

Trong thiết kế tốt nghiệp việc thành lập phơng án nối điện tôit u đợc tiếnhành nh sau: Đề ra một loạt phơng án lới điện khả thi sau đó dùng phơng phápmomen phụ tải loại ra phơng án bất hợp lý, số phơng án còn lại sẽ đợc so sánh vềmặt kinh tế, kỹ thuật để tìm ra phơng án tối u nhất

2 Các phơng án lới điện

Trang 15

Ph¬ng ¸n 1

Ph¬ng ¸n 2

Ph¬ng ¸n 3

Trang 16

Ph¬ng ¸n 4

Ph¬ng ¸n 5

Trang 17

III.3 tính toán kỹ thuật các phơng án

* Xác định tổn thất công suất mà NĐI và NĐII đảm nhận:

Σ∆Pmđ I = 10,99 MWCác giá trị Σ∆Pmđ I , Σ∆Pmđ II không đổi trong các phơng án nối dây

1 Phơng pháp chung

a Chọn Jkt chung cho toàn l ới điện:

Lới điện khu vực thiết kế chọn đờng dây trên không, dây dẫn là loại dâynhôm lõi thép, thời gian sử dụng công suất lớn nhất của phụ tải Tmax = 5500 hnên ta chọn Jkt = 1,0 A/ mm2

b Tính công suất phát các nguồn điện cấp cho phụ tải trong chế độ cực đạiTheo tính toán trong các phần trên ta có: công suất tác dụng các nguồn

điện NĐI và NĐII cấp cho phụ tải là:

ΣPpt I = PHT I - Σ∆Pmđ I = 148,15 – 10,99 = 137,16 MW

ΣPpt II = PHT II - Σ∆Pmđ II = 117,26 – 8,69 = 108,57 MWCông suất phản kháng các nguồn điện NĐI và NĐII phát ra:

ΣQpt II = 62,74 ( MVAR )

Công suất biểu kiến các nguồn cấp cho phụ tải:

Trang 18

ΣSpt I = 137,16 + j 79,08 ( MVA )

ΣSpt II = 108,57 + j 62,74 ( MVA )

c Chọn tiết diện tối u

Tính dòng điện làm việc lớn nhất chạy trên các đoạn đờng dây:

2 max

2 max 3

U n

S

+ n : số đờng dây trong mạch

+ Uđm = 110 KV

+ Smax là công suất cực đại

+ Imax : là dòng điện cực đại

* Lựa chọn dây dẫn:

Dây dẫn đợc chọn theo điều kiện kinh tế:

F ≥ Ftt = IJmaxKTTrong đó:

JKT = 1 (Vì mạng thiết kế là mạng khu vực có Tmax = 5500 h)Ghi chú:

- Nh đã trình bày trong mục trên dây dẫn ở đây đợc chọn là dây lõi thép(AC)

- Tiết diện tối thiểu có thể chọn theo điều kiện tổn thất vầng quang là

70 mm2 đối với cấp điện áp 110 KV

- Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là DTB = 5 m

- Kiểm tra điều kiện phát nóng: khi sự cố đứt một mạch trong hai đờngdây hoặc mạch vòng đứt một trong hai đoạn đờng dây nối với nguồn; điều kiệnlà: Isc < Kì Icp

Với K - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ ( K = 1 )

d Tính tổn thất điện áp

* Tổn thất điện áp lúc làm việc bình thờng đợc tính theo biểu thức:

∆U % = Σ PR + Σ QX 100

U2

Với quy ớc: Lúc làm việc bình thờng tơng đơng với chế độ tải max

* Tổn thất điện áp lớn nhất của lới điện trong chế độ bình thờng

Trang 19

Tính ∆Ubt của các đờng dây từ nguồn đến phụ tải xa nhất, chọn giá trị lớnnhất, đó chính là ∆Ubt max của phơng án.

* Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố nặng nề nhất

Lúc sự cố nguy hiểm nhất là lúc đờng dây kép bị đứt 1 mạch hoặc mạchvòng bị đứt 1 nhánh nối vào nguồn có tổng trở nhỏ hơn

Tính ∆Usc của các đờng dây từ nguồn đến phụ tải xa nhất, chọn giá trị lớnnhất, đó chính là ∆Usc max của phơng án

e.Kiểm tra các điều kiện về tổn thất điện áp

a Chọn tiết diện dây dẫn

Tính tơng tự các đờng dây khác ta có các bảng sau:

Đoạn P ( MW ) Q ( MVAR) S ( MVA ) I max ( A ) F kt ( mm 2 )

Trang 20

Ro ( Ω )

xo ( Ω /km)

Xo ( Ω )

Bo.10 -6 (s.km)

Bo.10 -6 (s)

Kiểm tra điều kiện vầng quang:

Dây dẫn đã chọn có 70 mm2≤ F nên thoả mãn điều kiện vầng quang

Kiểm tra điều kiện phát nóng: khi sự cố I sc = 2 Ilv max

Để thoả mãn điều kiện phát nóng thì I sc ≤ I cp

Đoạn Loại dây I max ( A ) I sc= ( A ) Icp ( A )

Trang 21

*Tổn thất điện áp lúc bình thờng:

∆U% I-2 = PI-2 x R + QU2 I-2 X Rx 100 =

Vậy tổn thất điện áp lớn nhất trên đoạn II-7-8 là 9,93 %

* Tính tổn thất điện áp khi sự cố

Sự cố khi đứt một dây ở lộ II-7, lúc này tổn thất điện áp trên đoạn II-7-8 là

∆U% sc = 2 x 6,36 + 3,57 = 16,29 %

Sự cố khi đứt một dây ở lộ I-1 ( I-1-3 )

Trang 22

∆U% sc = 2 x 5,07 + 4,1 = 14,24 %

Sự cố khi đứt một dây ở lộ I-1 ( I-6-5 )

∆U% sc = 2 x 5,27 + 3,04 = 13,58 %Vậy ∆U% sc max = 16,29 %

c Kiểm tra điều kiện kỹ thuật về tổn thất điện áp

∆U% bt max = 9,93 % < 10 %

∆U% sc max = 16,29 % < 20 %Vậy phơng án 1 thoả mãn các điều kiện kỹ thuật

3 Phơng án 2

Cách tính toán tơng tự nh ở phơng án 1, số liệu có trong bảng sau:

Đoạn P ( MW ) Q ( MVAR) S ( MVA ) I max ( A ) F kt ( mm2)

xo ( Ω /km)

Xo ( Ω )

Bo.10 -6 (s.km)

Bo.10 -6 (s)

I - 2 90.55 2AC-95 0.33 14.94 0.429 19.42 2.65 479.92

I - 1 58.31 2AC-150 0.21 6.12 0.416 12.13 2.74 319.54

Trang 23

*Kiểm tra điều kiện vầng quang:

*Kiểm tra điều kiện phát nóng: khi sự cố I sc = 2 Ilv max

Trang 24

∆U% I-6-5 = 5,72 + 3,04 = 8,76 %

Vậy tổn thất điện áp lớn nhất trên đoạn I-1-3 là 9,17 %

Sự cố khi đứt một dây ở lộ I-1, lúc này tổn thất điện áp trên đoạn I-1-3 là

∆U% sc = 2 x 5,07 + 4,1 = 14,24 %

∆U% sc = 2 x 5,72 + 3,04 = 14,48 %Vậy ∆U% sc max = 14,48 %

∆U% bt max = 9,17 % < 10 %

4 Phơng án 3

Phân bố công suất trong mạng kín

SII-8 = S8 (70 + 50 )+S70 + 5 0 + 28,28770 = (29 + j17,97) 120 +(18 + j 11,16) 70148,28 = 31,97 + j19,59 MVA

Trang 25

xo ( Ω /km)

Xo ( Ω )

Bo.10 -6 (s.km)

Bo.10 -6 (s)

Trang 26

∆U% I-1-3 = 5,07 + 4,1 = 9,17 %

Vậy tổn thất điện áp lớn nhất trên đoạn I-1-3 là 9,17 %

5 Phơng án 4

a.Chọn tiết diện dây dẫn

Phân bố công suất trong mạng kín:

SII-9 = S9 (63,25 + 23,36 )+S23,36 + 50 + 63,254.63,25 = (29+j17,97).86,61+(18+j 11,16) 63,25136,61 = 26,72 + j16,56 MVA

SII-4 = ( S9 + S4 ) - S II-9 = (47 + j29,13) - (26,72 + j16,56)

= 20,28 + j12,87 MVA

Trang 27

xo ( Ω /km)

Xo ( Ω )

Bo.10 -6 (s.km)

Bo.10 -6 (s)

Trang 28

∆U% I-5 = 6,44 %

Tổn thất điện áp trên đoạn I-1-3 là : 5,07 + 4,1 = 9,17 %

Vậy ∆U% bt max = 9,17 %

*Tính tổn thất điện áp khi sự cố

Trang 29

6 Phơng án 5

Đoạn P ( MW ) Q ( MVAR) S ( MVA ) I max ( A ) F kt ( mm2)

xo ( Ω /km)

Xo ( Ω )

Bo.10 -6 (s.km)

Bo.10 -6 (s)

Trang 30

∆U% II-7-8 = 6,36 + 3,57 = 9,93 %

∆U% I-1-3 = 5,07 + 4,1 = 9,17 %

∆U% I-6-5 = 5,72 + 3,04 = 8,76 %

Vậy tổn thất điện áp lớn nhất trên đoạn II-7-8 là 9,93 %

Sự cố khi đứt một dây ở lộ II-7, lúc này tổn thất điện áp trên đoạn II-7-8 là

Trang 31

Vậy ∆U% sc max = 16,29 %

∆U% bt max = 9,93 % < 10 %

ở đây khi so sánh các phơng án cha đề cập đến trạm biến áp vì cho rằngtất cả các trạm biến áp của các phơng án đều giống nhau

Tiêu chuẩn để so sánh các phơng án về mặt kinh tế là hàm phí tổn tínhtoán hàng năm (Zmin)

Phí tổn tính toán hàng năm đợc xác định theo công thức:

Z = ( avh + atc ) x K + ∆A xC + avh: Là hệ số khấu hao, tu sửa thờng kỳ và phục vụ đờng dây của

mạng điện ở đây ta lấy avh = 0,04

+ atc: Là hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu t phụ

atc = 1/Ttc ; Với Ttc là thời gian thu hồi vốn đầu t phụ,

chọn Ttc = 8 năm ⇒ atc = 1/8 = 0,125

+ K: Là vốn đầu t của mạng điện (ở đây chủ yếu kể đến vốn đầu t xâydựng đờng dây) Căn cứ vào tình hình xây dựng ở nớc ta, ta có giá thành của một số loại đờng dây nh sau :

Trang 32

∆P: Là tổn thất công suất tác dụng đợc tính nh sau:

C = 600 VNĐ/1KWhVậy: Z = ( 0,04 + 0,125 ) x K +Σ∆P x3980 x600

R ( Ω )

∆ P ( MW )

L ( km )

ko ( 10 6 ) a

K ( 10 9 đ )

I - 2 23.16 14.35 14.94 0.92 90.55 269 1.8 43.84

Trang 33

R ( Ω )

∆ P ( MW )

L ( km )

ko ( 10 6 ) a

K ( 10 9 ® )

Trang 34

Vốn đầu t của mạng điện K = 294,11 x 109 đồng

Tổn thất ∆PPA2 = 9,16 MW

Tổn thất điện năng của phơng án 2 là ∆APA10 = ∆PPA10 x t

∆APA10 = 9,16 x 3980 = 35632,4 MWh

= 35632,4 x 103 KWhChi phí tính toán:

R ( Ω )

∆ P ( MW )

L ( km )

ko ( 10 6 ) a

K ( 10 9 đ )

Trang 35

∆APA3 = 9,00 x 3980 = 35827,183 MWh

= 35827,183 x 103 KWhChi phÝ tÝnh to¸n:

R ( Ω )

∆ P ( MW )

L ( km )

ko ( 10 6 ) a

K ( 10 9 ® )

ZPA4 = 0,165 x324,13 x 109 + 36120,969 x 103 x 600

= 75,1534 x 109 VN§

Trang 36

5 Ph¬ng ¸n 5

§o¹n P

( MW)

Q ( MVAR)

R ( Ω )

∆ P ( MW )

L ( km )

ko ( 10 6 ) a

K ( 10 9 ® )

ZP¸5 = 0,165 x325,34 x 109 + 50018,2 x 103 x 600

= 83,6915 x 109 VN§

Tõ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn, ta cã b¶ng chØ tiªu kinh tÕ - kü thuËt

Trang 37

Phơng án Chỉ tiêu KT - KT

Khi chọn sơ đồ nối dây phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục

Trang 38

- Tốn kém ít thiết bị

- Đơn giản dễ thao tác trong vận hành

- Tính linh hoạt cao

V.I Chọn máy biến áp của các trạm phụ tải

Dựa vào tính chất, công suất của phụ tải và yêu cầu điều chỉnh điện áp củaphụ tải trong hệ thống điện, ta chọn MBA 3 pha 2 cuộn dây điều chỉnh điện áp d-

ới tải

ở đây ta chỉ chọn máy biến áp cho trạm giảm áp, còn máy biến áp tăng

áp đợc chọn đồng thời với việc chọn sơ đồ nối điện cho các máy biến áp

Số lợng máy biến áp đặt trên một trạm giảm áp căn cứ vào đảm bảo yêucầu cấp điện cho một hộ tiêu thụ.Theo đầu bài phụ tải đều là hộ loại I nên phải

đặt 2 máy biến áp làm việc song song

Công suất của các MBA ở trạm giảm áp đợc chọn theo các chỉ tiêu sau:

Sđm B ≥ SPt max2

Khi sự cố 1 máy, máy còn lại với quá tải cho phép 40% phải chuyển tải

đủ công suất yêu cầu ( SPt max ), không đợc phép cắt bớt phụ tải Nghĩa là:

Sđm B ≥ S1,4Pt max ; Ta thấy rằng S1,4Pt max > SPt max2

Do đó ta chỉ chọn máy biến áp theo điều kiện:

Phụ tải 1: Ta có cosϕ1 = 0,85 ⇒ S1 max = 21,18 MVA

Công suất MBA của trạm biến áp B1 phải thoả mãn điều kiện:

Sđm B1 ≥ S1,41 max ⇒ Sđm B1 ≥ 15,13 MVA

⇒ Ta chọn máy biến áp có công suất là 16 MVA

Tính tơng tự cho các phụ tải khác ta có bảng sau:

Trang 39

% ∆ Pn KW

∆ Po KW

Trang 40

1 Chọn sơ đồ trạm phụ tải

Ta thấy đây là các trạm cuối, cung cấp điện cho các loại phụ tải loại I, ờng dây cấp điện đến trạm không dài lắm, độ chênh lệch cực đại và cực tiểu không lớn ( Pmin = 50% Pmax ) Để chọn sơ đồ nối điện cho các trạm biến áp này một cách hợp lý ta tính toán Sgh (công suất giới hạn) cho từng trạm rồi đem so sánh với Smin

đ Nếu Smin < Sgh thì khi đó có thể thích hợp với việc trạm biến áp thờngxuyên đóng cắt khi phụ tải thay đổi từ chế độ cực đại sang chế độ cực tiểu Nhvậy, để vận hành kinh tế trạm biến áp ta dùng sơ đồ cầu ngoài có máy cắt về phía

có máy biến áp

- Nếu Smin > Sgh thì ở chế độ cực tiểu vẫn phải vận hành 2 máy biến áp

Do đó để vận hành kinh tế đờng dây ta dùng sơ đồ cầu trong có máy cắt về phía

đờng dây Công thức dùng để tính toán:

Sgh = Sđm

N

0 P

P 2

∆

; Smin = 12 Smax

*l < 70 km : Dùng sơ đồ đối với máy cắt điện cao áp đặt phía cuối MBA

* l ≥ 70 km: Dùng sơ đồ đối với máy cắt điện cao áp đặt ở phía cuốiđờng dây

2.Các trạm biến áp trung chuyển:

ở các trạm biến áp trung chuyển, để đảm bảo độ tin cậy, cung cấp điệncho các phụ tải, đồng thời thoả mãn yêu cầu về kinh tế ta dùng sơ đồ 1 hệ thốngthanh góp có phân đoạn

Định dạng
Số trang	85
Dung lượng	1,29 MB