Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện đoàn văn khá

PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI.TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT .... CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU THEO CHỈ TIÊU KINH TẾ .... Tính toán chỉ tiêu kinh t .... CHỌN SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP TRON

LỜI CẢM ƠN

T ớ ộ ố

ộ

E ớ T T

ớ ộ ớ

LỜI CẢM ƠN 1

PHẦN I THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN CAO ÁPCHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI.TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 8

1.1 Phân tích ngu n cung cấ n và phụ t i 9

1.1.1 Ngu n 9

1.1.2 Phụ t n 10

1.2 Cân bằng công suất trong h thố n 11

1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng 11

1.2.2 Cân bằng công suất ph n kháng 12

1 3 X ị ộ c v n hành 13

1.3.1 Ch ộ phụ t i c i 13

1.3.2 Ch ộ phụ t i c c tiểu 14

1.3.3 Ch ộ s cố 14

2 1 xuấ ối dây 16

2 1 1 S mặt bằng 16

2 1 2 P í 16

2 2 Tí ĩ 19

2 2 1 P í ĩ 19

2.2.2 Tính toán cụ thể cho từ 21

CHƯƠNG 3 CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU THEO CHỈ TIÊU KINH TẾ 44

3 1 P í ỉ tiêu kinh t 44

3.2 Tính toán chỉ tiêu kinh t 45

3 2 1 P 1 45

3 2 2 P 2 46

3 2 3 P 3 47

3 2 4 P 4 48

3 2 5 P 5 49

CHƯƠNG 4 CHỌN SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC

MỤC LỤC

4.1 Ch n số ng, công suất các máy bi n áp 52

4.1.1 Tính toán công suất các máy bi n áp trong các tr ă a nhà máy n 52 4.1.2 Ch n số ng và công suất máy bi n áp trong các tr m h áp 52

4.2 Ch tr nố n chính 55

4 2 1 S tr ă 55

4.2.2 Ch tr m h áp 55

4 2 3 S nố n chính c a m n(hình v cuối) 56

CHƯƠNG 5 TÍNH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA MẠNG ĐIỆN 57

5.1 P 57

5.1.1 Tổn thất công suất trong máy bi n áp 57

5.1.2 Tổn thất công suấ ờng dây 57

5.2 Ch ộ phụ t i c i 58

5.2.1 ờ -1 58

5.2.2 – 3 : 59

5.2.3 C ờ -2, -6, -7, -8 60

5.2.4 ờng dây HT-10-NM 62

5.2.5 ờng dây HT-4,HT-5, HT-9 65

5.2.6 Cân bằng chính xác công suất trong h thống 67

5.3 Ch ộ phụ t i c c tiểu 67

5.4 Ch ộ sau s cố 68

CHƯƠNG 6 ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 69

6 1 Tí n áp các nút 69

6.1.1 Ch ộ phụ t i c i Ucs = 121 kV 69

6.1.2 Ch ộ phụ t i c c tiểu Ucs = 115 kV 70

6.1.3 Ch ộ sau s cố Ucs = 121 kV 70

6.2 Ch u áp cho tr m 1 71

6.2.1 Các tiêu chuẩ u chỉ n áp với máy bi n áp 71

6.2.2 Ch u chỉnh trong máy bi n áp 74

CHƯƠNG 7: TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 76

7.1 Vố ng m n 76

7.2 Tổn thất công suất tác dụng trong m n 76

7.3 Tổn thấ ă n 77

7.4 Tính chi phí và giá thành 77

7.4.1 Chi phí v ă 77

7 4 2 C í í ă 77

7.4.3 Giá thành truy n t ă 77

7.4.4 Giá thành xây d ng 1 MW công suất phụ t i trong ch ộ c i 78

PHẦN 2 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/E 79

MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN THIẾT KẾ 79

CHƯƠNG 8 MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA LƯỚI ĐIỆN THIẾT KẾ BẰNG PHẦN MỀM PSS/E 80

8.1 Giới thi PSS/E 80

8.2 Nh p d li u vào 80

8.2.1 Nh p d li u nút 80

8.2.2 Nh p d li ờng dây 81

8.2.3 Nh p d li u máy bi n áp 82

8.2.4 Nh p d li u c a ngu n 84

8.2.5 Nh p d li u phụ t i 84

8.3 Ch ất k t qu 86

8.3.1 Ch ộ phụ t i c i 88

95 8.3.3 Ch ộ phụ t i c c tiểu 97

8.3.4 Ch ộ s cố 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO 117

DANH MỤC HÌNH

B 1 1 B ố ụ 10

S ị ý K V 11

H 2 1: S ặ ằ 16

H 2 1: S ố 1 17

H 2 2: S ố 2 17

H 2 3: S ố 3 18

H 2 4 S ố 4 18

H 2 4: S ố 5 19

Hình 4 1 S 55

H 4 2 S 55

H 4 3 S ộ ờ ấ 56

H 4 4 S ó ó ắ 56

H 5 1: S ộ 57

H 5 2: S ờ 57

H 5 3: S ố ờ M-1 58

H 8 1: D ớ 85

H 8 1: Hộ í ấ 87

DANH MỤC BẢNG

B 1 2 D ộ ố 15

B 2 1: B í ấ 1 24

B 2 2: K 1 26

B 2 3: T ố ờ 1 27

B 2 4: Tổ ấ 1 28

B 2 5: í 2 29

B 2 6: K 2 30

B 2 7: T ố ờ 2 30

B 2 8: K í ổ ấ 2 31

B 2 9: í 3 33

B 2 10: K 3 33

B 2 11: T ố ờ 3 34

B 2 12: K í ổ ấ 3 34

B 2 13: í 4 36

B 2 14: K 4 37

B 2 15: T ố ờ 4 37

B 2 16: K í ổ ấ 4 38

B 2 17: í 5 40

B 2 18: K 5 41

B 2 19: T ố ờ 5 41

B 2 20: K í ổ ấ 5 43

B 3 1: G 44

B 3 2 : Tổ ấ ấ ụ ờ 1 45

B 3 3: Vố ng án 1 46

B 3 4 : Tổ ấ ấ ụ ờ 2 46

B 3 5: Vố 2 47

B 3 6 : Tổ ấ ấ ụ ờ 3 47

B 3 7 : Vố 3 48

B 3 8 : Tổ ấ ấ ụ ờ 4 48

B 3 9: Vố 4 49

B 3 10 : Tổ ấ ấ ụ ờ 5 49

B 3 11 : Vố 5 50

B 3 12 : Tổ ỉ ĩ 50

B 4 1 T ố ỹ MBA TD – 80000/110 52

B 4 2 T ố ỹ MBA 54

B 5 1: T ố ử ờ ố ớ

61

B 5 2: C ò ấ ổ ấ ấ ổ ở

ờ ố ớ 61

B 5 3: T ố ờ ố ớ ố 66

B 5 4: C ò ấ ổ ấ ấ ổ ở

ờ ố ớ ố 66

B 6 1 n áp trên thanh góp h áp c a các tr cao áp 70

B 6 2: B ố ỉ MBA ỉ ố ị 71

B 6 3: T ố ỉ MBA ỉ ớ 73

B 6 4: G ị ó ổ ộ 74

B 7 1: Vố ă 76

B 7 2: C ấ ố 76

B 7 3: C ỉ - ỹ ố 78

B ng 8.1: Nh p d li u nút 81

B ng 8.2: Thông số c ờng dây d ị ố n 82

B ng 8.3: Nh p d li u thông số ờng dây 82

B ng 8.4: Thông số máy bi n áp tr m gi m áp d ị ối 83

B ng 8.5: Thông số máy bi n áp tr ă ị ối 83

B ng 8.6: Nh p d li u máy bi n áp 83

B ng 8.7: Nh p d li u ngu n trong ch ộ phụ t i c i 84

B ng 8.8: Nh p d li u phụ t i ch ộ phụ t i c i 84

B ng 8.9: B ng k t qu í ất ở ch ộ phụ t i c i 88

B ng 8.10: B ng tổng k t so sánh v dòng công suất truy n t i 95

B 8 11: í 96

B 8 12: S 96

B ng 8.13: Nh p d li u ngu n trong ch ộ phụ t i c c tiểu 97

B ng 8.14: Nh p d li u phụ t i ở ch ộ phụ t i c c tiểu 97

B ng 8.15: Nh p d li u nút trong ch ộ phụ t i c c tiểu 98

B ng 8.16: B ng k t qu í ất ở ch ộ phụ t i c c tiểu 99

B ng 8.17:So sánh k t qu tính toán 106

B ng 8.18: Nh p d li u ngu n 107

B ng 8.19: Nh p d li u phụ t i ở ch ộ s cố 107

B ng 8.20: Nh p d li ờng dây ở ch ộ s cố 108

B ng 8.21: So sánh k t qu tính toán 116

PHẦN I THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN CAO ÁP

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI.TÍNH TOÁN CÂN BẰNG

CÔNG SUẤT

Nhiệm vụ của thiết kế mạng lưới điện và hệ thống điện là nghiên cứu và phân tích các giải pháp,phương án để đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải với chi phí nhỏ nhất nhưng không hạn chế độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng

Để chọn phương án tối ưu,trước tiên ta cần tiến hành phân tích những đặc điểm của nguồn cung cấp và các phụ tải

1.1 Phân tích nguồn cung cấp điện và phụ tải

P í ụ ộ í

Tí ó í ụ ộ o ộ

í ụ í ó

P í ộ ằ ị ớ , ố ấ ổ , ấ , φ

2 2

Ch ộ phụ t i c c tiểu:  U% ≤ 7,5% U

Ch ộ s cố:  U% ≥ -2,5% U

- Tấ ụ ó 10 V, ố ấ ộ cos = 0,9

NÐ

1 2

6

7 8

10 5

1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng

ể ố ờ ó ấ

ị ấ ụ ố D ố ộ ấ , ũ ể ố

- ∑∆QL – ổ ổ ấ ấ ờ dây

Bảng 1.2 Dự kiến vận hành sơ bộ nhà máy và hệ thống điện

CHƯƠNG 2 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ TÍNH TOÁN KĨ

THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 2.1 Đề xuất các phương án nối dây

C ỉ - ỹ ụ ộ ấ ố

ó í ỏ ấ , ộ

ấ ấ ă ộ ụ, , ă ể ụ ớ

6

7 8

10 5

M 1 ,1 ố và có 10 ụ ể ó

ỗ ấ ố 2 ó ớ K

1 2

6

7 8

10

5 9

1 2

6

7 8

10

5 9

4

Hình 2.2: Sơ đồ nối dây cho phương án 2

Phương án 3 :

HT

3 NÐ

1 2

6

7 8

10

5 9

1 2

6

7 8

10 5

9

4

Hình 2.4 Sơ đồ nối dây cho phương án 4

Phương án 5 :

3 NÐ

1 2

6

7 8

10 5

9

4

Hình 2.4: Sơ đồ nối dây cho phương án 5 2.2 Tính toán kĩ thuật cho các phương án

2.2.1 Phương pháp chung tính toán kĩ thuật cho các phương án

1)Tính toán phân bố công uất ơ bộ

IFJ

4 Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây trong các chế độ vận hành:

1 2

6

7 8

10 5

28 k m

44,

72 k m

22,

36 k m

31,

62 k m

31,

62 k m

- C ấ ụ ừ ờ D-10 ị :

∑∆PND=5% ∑Ppt=0,05.171 = 8,55 (MW) + Ptd-ND - ổ ấ

Bảng 2.1: Bảng tính toán chọn cấp điện áp cho phương án 1

T :

max lvHT 10

ừ ộ ờ ò ò ằ :

max sc1 lvI1

Ftt [mm2]

Ftc [mm2]

Icp [A]

ND-1 28+j13,552 81,63518 81,63518 AC-95 330 ND-2 34+j16,456 99,12843 99,12843 AC-95 330 ND-3 32+j15,488 186,5947 186,5947 AC-185 510 HT-4 31+j15,004 90,3818 90,3818 AC-95 330 HT-5 25+j12,100 72,88855 72,88855 AC-70 265 ND-6 32+j15,488 93,29735 93,29735 AC-95 330 ND-7 30+j14,520 174,9325 174,9325 AC-185 510 ND-8 34+j16,456 99,12843 99,12843 AC-95 330 HT-9 28+j13,552 81,63518 81,63518 AC-95 330 HT-10 15,2-j1,064 39,98727 39,98727 AC-70 265 ND-10 43,2+j16,36 121,2279 121,2279 AC-120 380

r0 i [Ω/ ]

x0 i[S/km]

b0 i.106[Ω/ ] n

R0 i [Ω]

X0 i[Ω]

B0 i.10-6[S]

ND-2 31,62 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 5,3754 6,68763 170,1156 ND-3 31,62 AC-185 0,17 0,401 2,8 1 5,3754 12,67962 88,536 HT-4 31,62 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 5,3754 6,68763 170,1156 HT-5 22,36 AC-70 0,46 0,43 2,64 2 5,1428 4,8074 118,0608 ND-6 28,28 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 4,8076 5,98122 152,1464 ND-7 41,23 AC-185 0,17 0,401 2,8 1 7,0091 16,53323 115,444 ND-8 44,72 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 7,6024 9,45828 240,5936 HT-9 44,72 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 7,6024 9,45828 240,5936 HT-10 36,05 AC-70 0,46 0,43 2,64 2 8,2915 7,75075 190,344

Q[MVAr]

R0 i [Ω]

X0 i[Ω]

1 2

6

7 8

10

5 9

4

50 km

31,62 k m

28,28 km

22 ,36 k m 44,72 km

40 km

36,05 km

44 ,72 k m

22 ,36 k m

31 ,62 k m

31 ,62 k m

C ấ ờ D-10 là :

.

3) Chọn tiết diện dây d n và kiểm tra điều kiện phát nóng:

Bảng 2.6: Kết quả chọn dây dẫn của phương án 2

r0 i [Ω/ ]

x0 i[S/km]

b0 i, ,106[Ω/ ]

Số

R0 i [Ω]

X0 i[Ω]

B0 i,106[S]

ND-2 31,62 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 5,3754 6,68763 170,1156

ND-3 31,62

AC-185 0,17 0,401 2,8 1 5,3754 12,67962 88,536 HT-4 31,62 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 5,3754 6,68763 170,1156 HT-5 22,36 AC-70 0,46 0,43 2,64 2 5,1428 4,8074 118,0608 ND-6 28,28 AC-

10 36,05 AC-70 0,46 0,43 2,64 2 8,2915 7,75075 190,344 ND-

4 Kiểm tra tổn thất điện áp:

Bảng 2.8: Kết quả tính toán tổn thất điện áp của phương án 2

Đường

dây

P [MW]

Q [MVAr]

R 0 i [Ω]

X 0 i [Ω]

Số mạch ∆U bt % ∆U sc %

7 8

10

5 9

4

50 km

31,

62 km28,

28 k

22, 36 k 44,72 km

40 km

36,05 km

44, 72 k

22, 36 km

31, 62 k

3) Chọn tiết diện dây d n và kiểm tra điều kiện phát nóng:

Bảng 2.10: Kết quả chọn dây dẫn của phương án 3

Bảng 2.11: Thông số các đường dây của phương án 3

P ụ L

[km]

Ftc [mm2]

r0 i [Ω/ ]

x0 i[S/km]

b0 i, ,106[Ω/ ]

Số

R0 i

[Ω]

X0 i[Ω]

B0 i,106[S]

ND-2 31,62 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 5,3754 6,68763 170,1156 DD1-3 22,36 AC-185 0,17 0,401 2,8 1 3,8012 8,96636 62,608 HT-4 31,62 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 5,3754 6,68763 170,1156

ND-6 28,28 AC-185 0,17 0,401 2,8 2 2,4038 5,67014 158,368

DD 6-7 22,36 AC-185 0,17 0,401 2,8 1 3,8012 8,96636 62,608 ND-8 44,72 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 7,6024 9,45828 240,5936 HT-9 44,72 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 7,6024 9,45828 240,5936 HT-10 36,05 AC-70 0,46 0,43 2,64 2 8,2915 7,75075 190,344

4 Kiểm tra tổn thất điện áp:

Bảng 2.12: Kết quả tính toán tổn thất điện áp của phương án 3 Đường

dây

P [MW]

Q [MVAr]

R 0 i [Ω]

X 0 i [Ω]

Số mạch ∆U bt % ∆U sc %

7 8

10 5

28,28 km

22,36 km

44,72 km

40 km

36,05 km

44,72 km

22,36 km

31,62 km

31,623 km

3) Chọn tiết diện dây d n và kiểm tra điều kiện phát nóng:

Bảng 2.14: Kết quả chọn dây dẫn của phương án 4

r0 i [Ω/ ]

x0 i[S/km]

b0 i, ,106[Ω/ ]

Số

R0 i [Ω]

X0 i[Ω]

B0 i,106[S]

ND-2 31,62

AC-185 0,17 0,401 2,8 2 2,6877 6,33981 177,072 DD2-

ND-3 31,62

AC-185 0,17 0,401 2,8 1 5,3754 12,67962 88,536 HT-4 31,62 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 5,3754 6,68763 170,1156 HT-5 22,36 AC-70 0,46 0,43 2,64 2 5,1428 4,8074 118,0608

10 36,05 AC-70 0,46 0,43 2,64 2 8,2915 7,75075 190,344 ND-

Bảng 2.16: Kết quả tính toán tổn thất điện áp của phương án 4

Đường

dây

P [MW]

Q [MVAr]

R 0 i [Ω]

X 0 i [Ω]

Số mạch ∆U bt % ∆U sc %

7 8

10 5

9

4

30 km

31,62 km 28,28 km

41,23 km 44,72 km

40 km

36,05 km 44,72 km

3) Chọn tiết diện dây d n và kiểm tra điều kiện phát nóng:

Bảng 2.18: Kết quả chọn dây dẫn của phương án 5

r0 i [Ω/ ]

x0 i[S/km]

b0 i,

106[Ω/ ]

Số

R0 i [Ω]

X0 i[Ω]

B0 i,106[S]

ND-2 31,62 AC-240 0,12 0,392 2,84 1 3,7944 12,39504 89,8008 ND-3 31,62 AC-185 0,17 0,401 2,8 1 5,3754 12,67962 88,536 HT-4 31,62 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 5,3754 6,68763 170,1156 HT-5 22,36 AC-70 0,46 0,43 2,64 2 5,1428 4,8074 118,0608 ND-6 28,28 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 4,8076 5,98122 152,1464 ND-7 41,23 AC-185 0,17 0,401 2,8 1 7,0091 16,53323 115,444 ND-8 44,72 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 7,6024 9,45828 240,5936 HT-9 44,72 AC-95 0,34 0,423 2,69 2 7,6024 9,45828 240,5936 HT-10 36,05 AC-70 0,46 0,43 2,64 2 8,2915 7,75075 190,344

4 Kiểm tra tổn thất điện áp:

Bảng 2.20: Kết quả tính toán tổn thất điện áp của phương án 5

Đường

dây

P [MW]

Q [MVAr]

R 0 i [Ω]

X 0 i [Ω]

Số mạch ∆U bt % ∆U sc %

ND-2 36,91 17,864 3,7944 12,39504 1 2,987407 5,01 ND-3 32 15,488 5,3754 12,67962 1 3,044585 3,044585

CHƯƠNG 3 CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU THEO CHỈ TIÊU KINH TẾ 3.1 Phương pháp tính chỉ tiêu kinh tế

Bảng 3.1: Giá dây dẫn Loại dây AC-70 AC-95 AC-120 AC-150 AC-185 AC-240

3.2 Tính toán chỉ tiêu kinh tế cho các phương án

Bảng 3.2 : Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 1

ờ Pmax,[MW] Qmax,[MVAr] R0i,[Ω] ∆P,[MW]