Đồ ángồm 8 chương : Chương 1 : Phân tích nguồn phụ tải và cân bằng công suất Chương 2 : Dự kiến phương án nối dây Chương 3 : Tính toán kĩ thuật các phương án Chương 4 : Tính toán kin
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ,đời sống nhân dânđược nâng cao nhanh chóng Nhu cầu về điện trong tất cả các lĩnh vực tăng cườngkhông ngừng Một lực lượng đông đảo cán bộ kĩ thuật trong và ngoài ngành điệnđang tham gia thiết kế, lắp đặt các công trình điện Sự phát triển của ngành điện sẽthúc đẩy nền kinh tế nước ta phát triển
Bên cạnh việc xây dựng các nhà máy điện thì việc truyền tải và sử dụng tiếtkiệm, hợp lí, đạt hiệu quả cao cũng hết sức quan trọng Nó góp phần vào sự phát triểncủa ngành điện và làm cho kinh tế nước ta phát triển
Trong phạm vi của đồ án này trình bày về thiết kế môn học lưới điện Đồ ángồm 8 chương :
Chương 1 : Phân tích nguồn phụ tải và cân bằng công suất
Chương 2 : Dự kiến phương án nối dây
Chương 3 : Tính toán kĩ thuật các phương án
Chương 4 : Tính toán kinh tế, chọn phương án tối ưu
Chương 5 : chọn MBA và sơ đồ nối điện chính
Chương 6 : Tính toán chính xác chế độ xác lập lưới điện
Chương 7 : Tính toán chọn đầu phân áp cho máy biến áp
Chương 8:Tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lưới điện
Để thực hiện các nội dung nói trên đồ án cần xử lí các số liệu tính toán thiết
kế và lựa chọn các chỉ tiêu, đặc tính kĩ thuật, vạch các phương án và lựa chọn phương
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN
Họ và tên sinh viên: Đặng Sỹ Nam
Trang 3CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NGUỒN, PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
1.1 Phân tích nguồn và phụ tải.
1.1.1 Phân tích nguồn.
Nguồn cung cấp cho hệ thống là nguồn có công suất vô cùng lớn, công suất lớnhơn rất nhiều so với yêu cầu phụ tải, hệ số công suất bằng 0.85 Điện áp trên thanh gópcủa nguồn không thay đổi trong mọi trường hợp làm việc của phụ tải, có đủ khả năngđáp ứng công suất cho phụ tải
1.1.2 Phân tích phụ tải.
Mạng điện cần thiết kế gồm 1 nguồn và 7 phụ tải: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7
Trong đó:
- Phụ tải 1; 2;3; 4;5; 6; 7 là phụ tải loại I
- Nên được cung cấp điện bằng đường dây kép để đảm bảo cung cấp điện
Tổng công suất tác dụng lớn nhất của 7 phụ tải là:
Ta có, tổng công suất lớn nhất của 7 phụ tải:
Ṡmax = Pmax + j.Qmax
Với cosφ = 0,85 => tgφ= 0.62
Qmax = Pmax.tgφ = 203.0,62 = 125,86 (MVAr)
Suy ra:
Ṡmax = Pmax + j.Qmax = 203 + j.125,86 (MVA)
Thời gian sử dụng công suất lớn nhất:
Tmax= 4800h
Điện áp phía hạ áp: U= 10kV
Tải có yêu cầu
+ không thường: tải 1; 2; 3 ; 4; 5 ; 6; 7
Ta có bảng tổng hợp công suất phụ tải:
Trang 4Bảng 1.1 : Bảng tổng hợp công suất phụ tải
Bảng tổng hợp công suất phụ tải
1.2 Cân b ng công su t ằng công suất ất
1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng
Một đặc điểm quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từ cácnguồn điện đến các hộ tiêu thụ và không thể tích lũy điện năng thành số lượng nhìnthấy được Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản suất và tiêu thụ điệnnăng
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của kệ thống, các nhà máy của hệ thống phảiphát công suất bằng công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất trong mạngđiện, nghĩa là cần thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêuthụ
Ngoài ra để hệ thống vận hành bình thường, cần phải có sự dự trữ nhát định củacông suất tác dụng trong hệ thống Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề quantrọng, liên quan đến vận hành cũng như phát triển của hệ thống điện
Ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống:
Trang 5 Pdt : công suất dự trữ trong mạng điện (tính toán sơ bộ ta lấy Pdt = 0 ).
m: hệ số đồng thời (tính toán sơ bộ ta lấy m = 1 )
1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng.
Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi có sự cân bằnggiữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm Sự cân bằng đòi hỏikhông những chỉ đối với công suất tác dụng, mà còn đối với cả công suất phản kháng
Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Sự mất cân bằng công suấtphản kháng sẽ dẫn đến sự thay đổi điện áp trong mạng điện nếu công suất phản khángphát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng điện sẽ tăng,ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng thì điện áp trong mạng sẽ giảm Vì vậy đêđảm bảo chất lượng của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống,cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng
Phương trình cân bằng công suất phàn kháng trong hệ thống:
∆QL : tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây
∆Qc : tổng tổn thất công suất phản kháng do điện dung đường dây sinh ra ( trongtính toán sơ bộ lấy ∆QL = ∆Qc)
Qdt ; công suất phản kháng dự trữ (nguồn vô cùng lớn lấy Qdt =0 )
m hệ số đồng thời
Suy ra tổng công suất phản kháng cực đại:
Trang 7CHƯƠNG 2 DỰ KIẾN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
2.1 Mở đầu
Lựa chọn các phương án nối dây của mạng điện là nhiệm vụ hết sức quan trọng, từ đótính toán so sánh các phương án về mặt kĩ thuật nhằm tìm ra một phương án hợp lí nhấtđảm bảo cung cấp điện kinh tế và hiệu quả
Việc lựa chọn phương án nối dây của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố khácnhau như: công suất yêu cầu phụ tải lớn hơn hay nhỏ hơn, số lượng phụ tải nhiều hay
ít, vị trí phân bố phụ tải, mức độ yêu cầu về đảm bảo cung cấp điện của nhà máy điện,vv…
Những yêu cầu đối với các mạng:
Các sơ đô mạng điện cần phải có chi phí nhỏ nhất
Đảm bảo độ tin cậy và chất lượng cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêuthụ
Đảm bảo an toàn đối với người và thiết bị
Sơ đồ an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhậncác phụ tải mới
Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải loại I, cần đảm bảo
dự phòng 100% trong mạng điện, đông thời dự phòng tự động Vì vậy cuung cấp điệncho các hộ tiêu thụ loại I nên sử dụng đường dây kép
Đối với các phụ tải loại III, trong nhiều trường hợp được cung cấp điện bằng đườngđây 2 mạch hoặc đường dây trên không 1 mạch, vì thời gian sửa chưa đường dây trênkhông rất ngắn
Trên cơ sở phân tích những đặc điểm của nguồn cung cấp điện và các phụ tải cũngnhư vị trí của chúng ta có các phương án dự kiến như các hình vẽ dưới đây:
Trang 82.1 Phương án 1: sơ đồ hình tia
Ưu điểm:
- Khả năng xảy ra sự cố mất điện là tương đối ít vì mỗi phụ tải đều có đường dâyriêng cung cấp điện, một đường dây bị sự cố thì không ảnh hưởng sang đường dâykhác được
- Khoảng cách dẫn điện tương đối gần.Do đó nếu dây dẫn được chọn theo mật độkinh tế của dòng điện thì khối lượng tiêu hao về kim loại màu và tổn thất điện áp và tổnthất công suất đều nhỏ
- Có nhiều khả năng sử dụng những thiết bị đơn giản rẻ tiền ở cuối đườngdây.Thiết bị bảo vệ role cũng đơn giản
Nhược điểm :
- Sơ đồ trạm tăng áp phức tạp, tốn nhiều thiết bị nhất là máy cắt cao áp và bố trímặt bằng tốn đất
Trang 9- Nếu chọn dây theo mật độ dòng kinh tế thì nhiều trường hợp phải tăng tiết diệndây dẫn để chống vầng quang và đảm bảo sức bền cơ.Do đó vốn đầu tư lại tăng lên.
- Công tác khảo sát thăm dò tốn kém hơn
2.2 Phương án 2: sơ đồ hình tia kết hợp liên thông
Ưu điểm:
- Tổng chiều dài đường dây nhỏ nên nên vốn đầu tư xây dựng mạng điện có thể íthơn hình tia
- Việc tổ chức thi công thuận lợi khối lượng kim loại màu ít hơn mạng điện hình tia
- Có thể dùng những thiết bị đơn giản ở trạm trung gian và trạm cuối
Nhược điểm:
- Vì khoảng cách dẫn điện từ nguồn tới phụ tải thứ 2 tương đối xa nên tổn thấtđiện năng cũng như tổn thất điện áp lớn
Trang 10- Khả năng phát sinh sự cố mất điện là tương đối lớn vì sự cố ở đoạn đường này
có thể ảnh hưởng trực tiếp đến đoạn đường kia
2.3 Phương án 3: kết hợp sơ đồ nối điện kín
Ưu điểm:
- Vốn đầu tư đường dây thấp
- Độ tin cậy về cung cấp điện tương đối cao
- Khả năng phải tăng tiết diện dây để chống vầng quang và đảm bảo sức bền cơ làrất ít
Nhược điểm :
- Phức tạp trong vận hành và trong tính toán khi tính chế độ xác lập.
- Tổn thất điện áp khi gặp sự cố tương đối lớn.
- Số lượng máy cắt cao áp nhiều hơn,bảo vệ rơle phức tạp hơn.
Trang 11
-CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KĨ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN
3.1 Nội dung tính toán cơ bản các phương án về mặt kĩ thuật
3.1.1 Lựa chọn điện áp tải điện
Ta sử dụng công thức sau để tính điện áp định mức của từng đường dây:
U = 4,34.√l+16 P (3.1) Trong đó:
P: là công suất trên đường dây (MW)
L: là chiều dài của đường dây (km)
3.1.2 Tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế
Các mạng điện 110kV được thực hiện chủ yếu bằng đường dây trên không Cácdây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC) Đối với mạng điện khu vực, các tiếtdiện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện, nghĩa là:
F kt=I max
J kt
(mm2)(3.2)
Trong đó:
F - là tiết diện của dây dẫn, mm2
Imax - là dòng điện chạy trên dây dẫn khi phụ tải ở chế độ cực đại, A
Jkt - là mật độ kinh tế của dòng làm việc, A/mm2
Với dây AC và Tmax = 4800h , tra bảng ta được:
U đm:điện áp định mức của mạng điện (kV)
3.1.3 Tính tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường và khi sự cố nguy hiểm
nhất
Khi sự cố nguy hiểm nhất là khi lộ kép hoặc mạch vòng kín bị dứt một lộ đường dây hoặc một
đoạn dây Tổn thất điện áp trên một đoạn đường dây được tính theo biểu thức sau:
U đm2 (3.4)
Trong đó:
Trang 12P, Q : là dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên đoạn đườngdây.
R, X : là điện trở và điện kháng của đoạn đường dây
Uđm : là điện áp định mức của đoạn đường dây
3.1.4 Kiểm tra phát nóng của dây dẫn lúc xảy ra sự cố
Ta phải tính được dòng điện chạy trong dây dẫn lúc sự cố nặng nề nhất ( Isc) và sau đó
so sánh với dòng điện cho phép chạy trong dây dẫn đó
Nếu là đoạn đường dây lộ kép thì dòng khi sự cố bằng hai lần dòng điện ở chế độphụ tải max :
Kiểm tra điều kiện vầng quang và phát nóng
Dựa vào,tiết diện dây dẫn tính theo công thức trên, ta tiến hành chọn tiết diện tiêuchuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang,độ bền cơ củađường dây và điều kiện phát nóng trong các chế độ trước ,sau sự cố
+Đối với đường dây 110 KV để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõithép cần phải có tiết diện F³ 70 mm2
+Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với các điều kiện vềvầng quang của dây dẫn cho nên không cần kiểm tra điều kiện này
Các dây dẫn được lựa chọn cho các đường dây của các phương án phảithỏa mãn điều kiện phát nóng khi xảy ra sự cố:
Trong đó : + Isc : là dòng điện lớn nhất khi xảy ra sự cố
+Icp : là dòng điện mà dây dẫn có thể làm việc lâu dài
Nếu như dây dẫn đã chọn vẫn chưa thỏa mãn điều kiện trên thì ta sẽ tăng tiếtdiện dây dẫn cho đến khi thỏa mãn
3.2 Phương án 1: phương án hình tia
3.2.1 Phân bố công suất
Trang 13S N−5=S pt 5=31+i.16,74 (MVA)SN−6=S pt 6=33+i 15,84(MVA)
AC, cột thép Khoảng cách trung bình hình học Dtb = 5,5m
Tiết diện kinh tế của đường dây:
Trang 14Dây AC-70 có Icp = 265 (A)
Isc = 2.Imax = 2.68 = 136 (A)
Ta có:
I sc max = 136 (A) <Icp = 265 (A)
Tương tự với các đường dây khác, ta có bảng thông số các đường dây trongphương án 1
Bảng 3.2 Bảng chọn tiết diện dây dẫn
Lộ ĐD (km) L |S max|
(MVA)
F (mm 2 ) AC
ro (Ω/km)km)
xo (Ω/km)km)
bo.10 6 (s/km)km)
I sc max
(A)
Icp (A)
- Kiểm tra điều kiện vầng quang: F N −i dd ≥ 70 mm2⇒ thỏa mãn điều kiện
3.2.4 Kiểm tra tổn thất điện áp.
Ta có công thức tính tổn thất điện áp:
Bảng3.3 Bảng thông số các đường dây trong phương án 1
(Ω)
XN-i (Ω)
BN-i.10 -4 (s)
Trang 15Bảng 3.4 Bảng tính toán tổn thất điện áp phương án hình tia
Lộ ĐD (MW) P (MVAr) Q ∆Uth% (%) ∆Uqtsc% (%)
- Từ kết quả trong bảng trên ta thấy
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ bình thường là:
∆U bth max = 5,69% < 10%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là:
∆U max sc = 11,37%< 20%
- Kết luận: phương án 1 thỏa mãn yêu cầu về mặt kĩ thuật
3.3 Phương án 2 : Phương án hình tia kết hợp liên thông
3.3.1 Phân bố công suất
U
Trang 16S N−1=S pt 1=23+i.12,42(MVA)SN−2=S pt 2=25+i.12(MVA)SN−3=S pt 3=27+i 12,96(MVA)
Đường dây N-1:
UN-1 = 4,34.√72,8+16.48 = 125,85 (kV)
⇒ Ta chọn điện áp định mức Udm = 110kV
Tính toán tương tự với các đường dây khác ta có bảng kết quả tính toán:
Bảng 3.5 Bảng tính điện áp định mức của phương án liên thông
- Điện áp định mức của lưới phương án 2 là Udm = 110 (kV)
3.3.3 Chọn tiết diện dây dẫn.
Lưới điện 110kV , ta chọn tiết diện dây theo mật độ dòng kinh tế Đồ án sửdụng dây AC, cột thép Khoảng cách trung bình hình học Dtb = 5,5m
Tiết diện kinh tế của đường dây:
(3.2)Trong đó:
Imax - là dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại
I F J
Trang 17Jkt - là mật độ dòng kinh tế của dòng điện (A/mm2) Sử dụng dây AC, thờigian sử dụng công suất cực đại : Tmax = 4800h và Jkt = 1,1 (A/mm2).
Vì chọn theo kinh tế nên ta chọn dây AC-120
Dây AC-120 có I max=265( A)
I sc=2 Imax=2.68,6=137,2(A )
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Isc = 137,2 (A) < Icp = 265 (A)
Kiểm tra điều kiện vầng quang:
Fđd = 70 mm2⇒ thỏa mãn điều kiện
Tương tự với các đường dây khác ta có bảng thông số các đường dây của phương án
Bảng 3.6 Bảng chọn tiết diện dây dẫn phương án liên thông
Lộ ĐD (km) L |S max|
(MVA)
F (mm 2 ) AC (Ω/km)km) ro (Ω/km)km) xo bo.10
-6 (s/km)km)
I sc max
(A)
Icp (A)
Kiểm tra điều kiện vầng quang: F N −i dd ≥ 70 mm2⇒ thỏa mãn điều kiện
3.3.4 Kiểm tra tổn thất điện áp.
Ta có công thức tính tổn thất điện áp:
∆ U %= P i R i+Q i X i
Trang 18Bảng 3.7 Bảng thông số đường dây phương án 2
∆Uth%
(%)
∆Uqtsc% (%)
Trang 19- Từ kết quả trong bảng trên ta thấy
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ bình thường là:
∆U bth max = ∆Ubt N-5 + ∆Ubt 5-6 =3,14 +3,2 =6,34% < 10%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là:
∆U max sc = ∆Usc N-4 = 11,38% < 20%
- Kết luận: phương án 2 thỏa mãn yêu cầu về mặt kĩ thuật.
3.4 Phương án 3: Phương án nối điện kín
3.4.1 Phân bố công suất
- Ở phương án này phụ tải 4 và 6 nối với nhau thành mạch kín N-4-6-N
- Giả sử mạch điện là đồng nhất và các đoạn đường dây có cùng tiết diện
Công suất trên đoạn N-3
S maxN −4=S max 4 (l4−6+l N −6)+S max6 l N −6
l N −4+l4 −6+l N−6 =
(29+i 13,92) (31,62+44,72)+(33+i 15,84) 44,72
Công suất trên đoạn đường dây 4-6
S max 6−4=S max 4−S maxN− 4=29+i 13,92−(25,09+i.12,04 )=3,91+i 1,88¿
Công suất trên đoạn đường dây N-6
S maxN −6=S max 6+S max6−4=33+i.15,84 +3,91+i.1,88=36,91+i.17,72(MVA)
Sự phân bố công suất các đoạn đường dây trong lưới điện
S N−1=S pt 1=23+i.12,42(MVA)SN−2=S pt 2=25+i.12(MVA)
S N−3=S pt 3=27+i 12,96(MVA)SN−4=S pt 4=25,09+i.12,04 (MVA)
S N−5=S pt 5=31+i.16,74 (MVA)SN−6=S pt 6=36,91+i.17,72(MVA)
Đường dây N-1:
UN-1 = 4,34.√72,8+16.23 = 91,12 (kV)
⇒ ta chọn điện áp định mức Udm = 110kV
Tương tự với các đường dây khác, ta có bảng kết quả tính toán:
Bảng 3.9 Bảng điện áp định mức phương án lưới kín
4,34 16
U l P
Trang 20 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế và kiểm tra điều kiện phát nóng.
Lưới điện 110kV , ta chọn tiết diện dây theo mật độ dòng kinh tế Đồ án sử dụng dây
AC, cột thép Khoảng cách trung bình hình học Dtb = 5,5m
Tiết diện kinh tế của đường dây:
(3.2)Trong đó:
Imax - là dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại
Vì chọn theo kinh tế nên ta chọn dây AC-120
Dây AC-120 có Icp = 375 (A)
Kiểm tra điều kiện vầng quang:
Fdd =120 mm2 > 70 mm2⇒ thỏa mãn điều kiệnKiểm tra điều kiện phát nóng đối với đoạn dây N-4 khi xảy ra sự cố thì có 2 trườnghợp vận hành sự cố
- Trường hợp sự cố đứt đường dây N-6
ax
m kt
I F J
Trang 21- Trường hợp sự cố đứt đường dây 4-6
Vì phụ tải 4 là điểm phân công suất nên sự cố đứt dây N-6 là nguy hiểm hơn
Công suất trên đoạn N-4 khi sự cố đứt đoạn N-6 là :
⇒ Ta chọn dây AC-185 có Icp = 510 (A)
Kiểm tra điều kiện vầng quang Fdd = 185 mm2> 70 mm2⇒ thỏa mãn điều kiệnKiểm tra điều kiện phát nóng đường dây N-6 khi xảy ra sự cố trong trường hợp vậnhành sự cố:
- Trường hợp sự cố đứt đường dây N-4
- Trường hợp sự cố đứt đường dây 4-6
Ta chọn dây AC-70 có Icp = 265 (A)
Kiểm tra điều kiện vầng quang Fdd = 70 mm2⇒ thỏa mãn điều kiện
Kiểm tra điều kiện phát nóng đường dây 4-6 khi xảy ra sự cố trong trường hợp vậnhành sự cố:
- Trường hợp sự cố đứt đường dây N-4
- Trường hợp sự cố đứt đường dây N-6
Sự cố đứt dây N-4 nặng nề hơn vì sự cố nặng nề nhất là sự cố đứt đoạn dây từ nguồntới điểm phân công suất (điểm 4 là điểm phân công suất)
Công suất trên đường dây 4-6 khi đường dây N-4 bị đứt là
Trang 22Ta thấy I sc 4−6=169 ( A )<Icp=265( A) ⇒ thỏa mãn điều kiện phát nóng
Tương tự với các đường dây khác ta có
3.10 bảng thông số các đường dây của phương án 3
ro (Ω/km)km)
xo (Ω/km)km)
bo.10 6 (s/km)km)
I sc max
(A)
Icp (A)
- Kiểm tra điều kiện vầng quang: F N −i dd ≥ 70 mm2⇒ thỏa mãn điều kiện
3.4.4 Kiểm tra tổn thất điện áp.
Ta có công thức tính tổn thất điện áp: ∆ U %= P i R i+Q i X i
Bảng3.11 Bảng thông số đường dây phương án 3
Trang 23- Tổn thất điện áp trên đường dây khi xảy ra sự cố đứt dây N-4 là:
Trang 24Bảng 3.12 bảng tính tổn thất điện áp của phương án lưới kín
- Kết luận : phương án 3 thỏa mãn yêu cầu về mặt kĩ thuật
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN KINH TẾ, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI
ƯU
Trang 254.1 Cơ sở lý thuyết
Khi tính toán, thiết kế mạng lưới điện cần phải đảm bảo yêu cầu về kinh tế và kĩthuật.Mặc dù trên thực tế hai yêu cầu kinh tế và kĩ thuật thường mâu thuẫn nhau,
một lưới điện có chỉ tiêu kĩ thuật tốt, vốn đầu tư và chi phí vận hành cao
Ngược lại, lưới điện có vốn đầu tư, chi phí vận hành nhỏ thì tổn thất cao, cấu trúc
lưới điện phức tạp, vận hành kém linh hoạt, độ an toàn thấp.Vì vậy việc đánh giá
tính toán chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật của một lưới điện sẽ đảm bảo cho việc đạt chỉ tiêu
về kĩ thuật, hợp lý về kinh tế
Vì các phương án so sánh của mạng điện có cùng điện áp định mức, do đó để
đơn giản ta không cần tính vốn đầu tư vào các trạm hạ áp
Để so sánh về mặt kinh tế ta sử dụng hàm chi phí tinh toán hàng năm:
Z = (atc+avh).V+∆A.C (1)Trong đó:
Z: Là hàm tính toán chi phí tổn thất hàng năm (đồng).
atc: Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư ,với lưới điện 110kV thì atc=0,125
avh : Hệ số khấu hao hao mòn vận hành sửa chữa thiết bị,với đường dây trênkhông các cấp điện áp avh = 0,04
K: tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây
V =x ∑V0.l iV
Với đường dây đơn thì: x=1
Với đường dây kép thì: x=1, 6
K0: Suất đầu tư cho 1km đường dây nhánh thứ i, tiết diện Fi
l i. : Chiều dài đường dây nhánh thứ i, (km)
Bảng 4.1 Giá dây dẫn:
L o ạ i d â y
AC-120 AC- 150 AC- 185 AC- 240 AC- 300
Giá
Trang 261 0 6 đ /km) k m )
A: tổn thất điện năng trên lưới điện, (kWh)
Ri. : Là điện trở tác dụng của đường dây thứ i
: Thời gian tổn thất lớn nhất (h) được tính bằng công thức:
= (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 (h) Với Tmax: Thời gian sử dụng phụ tải lớn nhất và Tmax = 4800 h
= (0,124 + 4800.10-4)2.8760 ≈ 3196 (h) C: Giá tiền tổn thất điện năng, C = 700đ/1kWh
4.2.Tính toán cụ thể cho từng phương án:
4.2.1 Phương án hình tia
Trang 27Bảng 4.2 Bảng tính toán kinh tế phương án hình tia
ĐD Loại
dây V0i
Số mạch Hệ số Li
Vi (10 9 đ)
Pi (MW)
Qi (MW) Ri (Ω)
Trang 284.2.2 Phương án hình tia kết hợp liên thông
Bảng 4.3 Bảng tính toán kinh tế hình tia kết hợp liên thông
ĐD Loại dây (10 V0i 6 ) mạch Số Hệ số (km) Li (10 Vi 9 đ) (MW) Pi (MW) Qi (Ω) Ri (MW) ∆Pi
Trang 294.2.3 Phương án nối điện kín
Bảng 4.4 Bảng tính toán kinh tế phương án lưới kín
ĐD Loại dây (10 V0i 6 ) mạch Số Hệ số (km) Li (10 Vi 9 đ) (MW) Pi (MW) Qi (Ω) Ri (MW) ∆Pi
Trang 30Bảng 4.5 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án
Quan bảng so sánh ta rút ra kết luận phương án 1 là phương án tối ưu nhất đảm bảo
về mặt kinh tế cũng như kĩ thuật
Mặt khác phương án 1 là phương án đơn giản cả về sơ đồ nối dây cũng như về bố tríthiết bị bảo vệ rơle, máy biến áp,máy cắt…Các phụ tải không liên quan đến nhau,nênkhi có sự cố ở một phụ tải sẽ không ảnh hưởng đến các phụ tải khác.Vì vậy phương án
1 là tối ưu nhất
Trang 31CHƯƠNG V: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH
5.1 Chọn máy biến áp
5.1.1 Tính toán chọn số lượng, công suất định mức máy biến áp cho phụ tải
Số lượng các máy trong trạm phụ thuộc vào tính chất của hộ tiêu dùng điện.Công suất của máy biến áp phải được chọn sao cho đảm bảo cung cấp điện trongtình trạng bình tương ứng với phụ tải cực đại khi tất cả các máy biến áp đều làmviệc Khi có một máy biến áp bất kì nghỉ do sự cố hay sửa chữa, các máy biến ápcòn lại với khả năng quá tải sự cố cho phép phải đảm bảo đủ công suất cần thiết
Hệ số quá tải của máy biến áp cho là k =1,4 (không cho phép vượt quá 5 ngàyđêm và mỗi ngày đêm không quá 6h)
Đối với phụ tải loại I, công suất định mức của máy biến áp được lựa chọn theocông thức sau:
S đmB ≥ S max
k qtsc
Trong đó: SdmB là công suất định mức của máy biến áp
Smax là công suất tổng yêu cầu lúc phụ tải cực đại
kqtsc là hệ số quá tải sự cố ( )
Đối với phụ tải loại III, công suất định mức của máy biến áp được lựa chọntheo công thức sau :
Trong phạm vi đồ án môn học này ta coi công suất định mức của máy biến áp
đã được hiệu chỉnh theo điều kiện khí hậu (nhiệt độ)
Ta chọn MBA cho từng loại phụ tải:
+Các phụ tải 1 và phụ tải 2 có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường(T) thì chọn MBA
3 pha có đầu phân áp cố định loại TPD
+ Các phụ tải 3,4,5,6 và 7 có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường(KT)thì chọnMBA có bộ điều chỉnh điện áp dưới tải loại TPDH
Trang 32Tính toán công suất định mức và chọn số lượng MBA cho phương án đãchọn cho từng phụ tải cụ thể như sau:
Loại máy biến áp
Số liệu kĩ thuật Uđm (kV)
Un (%)
∆PN (kW)
∆Po (kW)
I0 (%)
Trang 335.2 Bố trí thiết bị và các khi cụ trên sơ đồ nối điện chính
- Số lượng máy phát điện nối vào thanh góp điện áp máy phát phải đảm bảo mộtmáy phát lớn nhất ngừng làm việc các máy phát còn lại phải đủ đảm bảo cung cấp chophụ tải ở điện áp máy phát và phụ tải ở điện áp trung ( trừ phần phụ tải do các bộ hoặc
do nguồn khác nối vào thanh góp điện áp trung có thể cung cấp được)
- Công suất của mỗi bộ (hoặc hợp bộ) máy phát điện máy biến áp không đượcvượt quá dự trữ của hệ thống
- Chỉ ghép bộ máy phát , máy biến áp 2 dây quấn vào thanh góp nào mà phụ tảicực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này
- Không nên tách phụ tải ở cùng 1 cấp điện áp vận hành riêng rẽ nhau
Khi phụ tải ở điện áp máy phát bé để cung cấp cho nó có thể rẽ nhánh từ các bộ máyphát-máy biến áp nhưng công suất lấy rẽ nhánh không < 15%
- Do đa phần phụ tải là các hộ tiêu thụ loại I nên để đảm bảo cung cấp điện an
toàn và liên tục ta sử dụng sơ đồ hệ thống hai thanh góp là việc song song.Khi vậnhành một thanh góp vận hành còn một thanh góp dự trữ
Sơ đồ hệ thống 2 thanh góp
Đối với các trạm cuối ta có 2 trường hợp:
- Phụ tải loại III: Ta dùng sơ đồ bộ đường dây-máy biếnáp
Sơ đồ bộ đường dây máy biến áp
