D4H2 Đinh Thị Thu Hiền

SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 17 HƯ NG : PH N T H NG N VÀ PH TẢI Á Đ NH S CH Đ LÀM VIỆC CỦA NGU N 1.1 Nguồn điện Nhiệm vụ thiết kế mạng và hệ thống điện là nghiên cứu và phân tích tính ki

Trang 1

Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp

Họ và tên sinh viên : Đinh Thị Thu Hiền Lớp: Đ 4 -H 2

Chuyên ngành: Hệ thống điện Hệ đào tạo: Đại học chính quy Người hướng dẫn: TS Trần Thanh Sơn

Đề tài 44: Thiết kế lưới điện khu vực và ứng dụng phần mềm PSS/E để mô phỏng

lưới điện thiết kế

Phần 1: Thiết kế lưới điện khu vực

Yêu cầu thiết kế lưới điện cho khu vực gồm 2 nguồn và 9 phụ tải được phân bố như sau:

Nhà máy: có 4 tổ máy, công suất định mức của mỗi tổ máy là 50 MW, hệ số

công suất cosφđm là 0,8 và Uđm=10,5 kV

Trang 2

Giá 1 kWh tổn thất điện năng là 1000 đồng

Phần 2: Ứng dụng phần mềm PSS/E để mô phỏng lưới điện

Yêu cầu: sử dụng phần mềm PSS/E để mô phỏng lưới điện đã thiết kế

Trưởng khoa: Người hướng dẫn:

TS Trần Thanh Sơn TS Trần Thanh Sơn

Trang 3

Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước chúng ta hiện nay, đòi hỏi tất cả các nghành nghề phải có trình độ kỹ thuật cao Trong tất cả các nghành nghề đang góp phần cho sự phát triển của đất nước chúng ta không thể không nhắc đến nghành điện Nghành điện là nghành hạ tầng cơ sở được sự ưu tiên,quan tâm của Đảng và chính phủ Tuy nhiên trong giai đoạn hiện nay với sự phát triển như vũ bão của tất cả các nghành khoa học nên nghành điện của chúng ta phải luôn luôn đổi mới

và phát triển về trình độ khoa học kỹ thuật để có thể theo kịp và đáp ứng được nhu cầu trong tình hình hiện nay

Trong hệ thống điện của nước ta hiện nay, quá trình phát triển phụ tạo, gia tăng rất nhanh Do vậy việc qui hoạch thiết kế mới và phát triển mạng điện đây là vấn đề cần được quan tâm của nghành điện nói riêng và của cả nước nói chung

Đồ án tốt nghiệp của em bao gồm hai nhiệm vụ lớn như sau:

Phần 1: Thiết kế lưới điện khu vực

Phần 2: Ứng dụng phần mềm PSS/E để mô phỏng lưới điện

Sau hơn 4 năm học tập tại trường đại học điện lực được các thầy cô giáo tạo điều kiện thuận lợi trong việc làm đồ án tốt nghiệp Đặc biệt là sự giúp đỡ và chỉ bảo tận

tình của thầy Trần Thanh Sơn đến nay đồ án tốt nghiệp của em đã cơ bản hoàn

thành Trong quá trình làm đồ án tuy đã nỗ lực rất nhiều nhưng do thiếu kinh nghiệm thực tế cũng như kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh được những sai sót Em kính mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong khoa, nhà trường để em có thể tự hoàn thiện thêm kiến thức của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2013

Sinh viên thiết kế:

Đinh Thị Thu Hiền

Trang 4

Trang 5

Trang 6

HƯ NG : PH N T H NG N V PH TẢI Á Đ NH S H

Đ VIỆ ỦA NG N 2

1.1 Nguồn điện 2

1.1.1 n 2

1.1.2 Nhà máy 2

1.2 Phụ tải 2

1.3 n ng c ng u t t c ụng 5

1.4 n ng c ng u t phản kh ng 6

1.5 c định ơ chế đ l m iệc c a nguồn 7

1.5.1 7

1.5.2 9

1.5.3 10

HƯ NG : Đ T PHƯ NG ÁN N I V H N ĐIỆN ÁP T N TẢI 12

2.1 Đề u t phương n nối 12

2.1.1 12

2.1.2 Phân tích ,

dây 12

2.1.3 14

2.2 T nh to n ph n ố c ng u t 16

2.2.1 1 16

2.2.2 2 18

2.2.3 3 19

2.3 ựa chọn điện p tru ền tải: 20

HƯ NG 3: T NH TOÁN HỈ TIÊ Ĩ TH ẬT 29

3.1 Phương ph p chọn tiết diện dây dẫn 29

3.2 Tính toán chọn tiết diện dây dẫn cho từng phương n 30

3.2.1 1 30

Trang 7

3.2.3 3 35

3.3 Tính tổn th t điện áp 36

3.3.1 P í ổn th n áp 36

3.3.2 Áp d ng tính tổn th n áp cho từ 38

HƯ NG 4: T NH HỈ TIÊU KINH T VÀ CH N PHƯ NG ÁN T I Ư 46 P í 46

4.2 T nh chỉ tiêu kinh tế cho từng phương n 47

4.2.1 1 47

4.2.2 2 50

4.2.3 3 51

4.3 ới 53

HƯ NG : A H N Á I N ÁP V S Đ Á T HO PHƯ NG ÁN Đ H N 56

5.1 họn ố lư ng c ng u t m iến p 56

5.1.1

59

5.1.2 56

5.2 họn ơ đồ nối cho c c trạm 58

5.2.1 58

5.2.2 59

5.2.3 61

HƯ NG : T NH TOÁN H NH Á N NG NG S T T ONG Á H Đ ỦA PHƯ NG ÁN ĐƯ H N 62

6.1 hế đ cực đại 62

6.1.1 -2 62

6.1.2 ng dây H-1, H-3, H-4 63

6.1.3 -9- 64

6.1.4 ng dây N-5, N-6, N-7, N-8 67

Trang 8

6.2 70

6.2.1 Tính toán vớ ng dây 72

6.2.2 Cân bằng chính xác công su t trong h th ng 73

6.3 hế đ au ự cố 73

6.3.1 ổ t lớn 73

6.3.2 79

6.3.2 Cân bằng chính xác công su t trong h th ng 86

HƯ NG : T NH TOÁN ĐIỆN ÁP T I Á N T PH TẢI V A H N PHƯ NG THỨ ĐI HỈNH ĐIỆN ÁP 87

7.1 T nh điện p tại c c n t c a mạng điện 87

7.1.1 87

7.1.2 89

7.1.3 90

7.2 ựa chọn phương thức điều chỉnh điện p cho c c trạm biến áp 93

7.2.1 u ch 95

7.2.2 u ch

ớ

……… 97

HƯ NG : T NH Á HỈ TIÊ INH T - TH ẬT ỦA NG ĐIỆN 102

8.1 Tính tổng các vốn đầu tư để xây dựng lưới điện 102

8.2 Tổn th t c ng u t t c ụng trong lưới điện: 103

8.3 Tổn th t điện n ng trong lưới điện 103

8.4 c định các chi phí và giá thành c a mạng điện 104

8.4.1 í 104

8.4.2 í í 105

8.4.3 105

8.4.4 Giá thành xây d ng 1 MW công su t ph t i trong ch c i 105

Trang 9

PHẦN II ỨNG NG PHẦN PSS/E ĐỂ PH NG ƯỚI ĐIỆN

THI T 107

HƯ NG : GIỚI THIỆ PHẦN PSS/E - T NH TOÁN Á TH NG S PH V PH NG 108

9.1 Giới thiệu chương tr nh PSS/E 108

9.2 Chuyển thông số c a lưới điện từ dạng đơn ị có tên ang đơn ị có tên sang dạng đơn ị tương đối……… 0

9.2.1 g dây 109

9.2.2 109

9.2.3 Ph t i 110

9.2.4 n 111

HƯ NG 0: PH NG M NG ĐIỆN THI T K B NG PHẦN M PSS/E……… 112

10.1 Mô phỏng mạng điện thiết kế khi nhà máy nhiệt điện là nút PQ 112

10.1.1 Ch c i 112

10.1.2 Ch c c ti u 118

10.2 Mô phỏng mạng điện thiết kế khi nhà máy nhiệt điện là nút PV 124

10.2.1 Ch c i 124

10.2.2 Ch c c ti u 130

K T LUẬN CHUNG 137

TÀI LIỆU THAM KHẢO 138

Trang 10

Bảng 1.1 Bảng số liệu các phụ tải 3 Bảng 1.2 Bảng giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ max, min 4 Bảng 1.3 Dự kiến vận hành sơ bộ của nhà máy và hệ thống điện 11

ảng 2.10 Bảng điện áo tính toán của các đường dây phươn án 1.1 21 ảng 2.11 Bảng điện áo tính toán của các đường dây phươn án 1.2 22 ảng 2.12 Bảng điện áo tính toán của các đường dây phươn án 1.3 23 ảng 2.13 Bảng điện áo tính toán của các đường dây phươn án 1.4 24 ảng 2.14 Bảng điện áo tính toán của các đường dây phươn án 1.5 25 ảng 2.15 Bảng điện áo tính toán của các đường dây phươn án 2.1 26 ảng 2.16 Bảng điện áo tính toán của các đường dây phươn án 3.1 26 ảng 2.17 Bảng điện áo tính toán của các đường dây phươn án 3.2 27 ảng 2.18 Bảng điện áo tính toán của các đường dây phươn án 3.3 28 ảng 3.1: Thông số các đường dây trong phương án 1.1 30 ảng 3.2: Thông số các đường dây trong phương án 1.2 31 ảng 3.3: Thông số các đường dây trong phương án 1.3 32 ảng 3.4: Thông số các đường dây trong phương án 1.4 32 ảng 3.5: Thông số các đường dây trong phương án 1.5 33 ảng 3 : Thông số các đường dây trong phương án 2.1 35 ảng 3 : Thông số các đường dây trong phương án 3.1 35 ảng 3 : Thông số các đường dây trong phương án 3.2 36 ảng 3.9: Thông số các đường dây trong phương án 3.3 36

Trang 11

ảng 3.16: Tổn thất điện áp của phương án 3.1 44

Bảng 4.1: Tổn công suất, điện năng và vốn đầu tư xây dựng ở các đường dây của

ảng 4.10: Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của các phương án 53

ảng 5.2: Tính toán lựa chọn công suất máy biến áp cho các trạm 57 ảng 5.3: Các thông số của các máy biến áp đặt ở các hộ phụ tải 58 ảng 5.4: Các sơ đồ nối dây cho trạm máy biến áp của các hộ phụ tải 60 ảng 6.1: Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế các đường dây nối với nhà máy

ảng 6.2: Các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở máy biến áp và trên

ảng 6.3: Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế các đường dây nối với hệ thống

khi phụ tải cực đại 68

Trang 12

ảng 6.5: Tính toán cắt bớt náy biến áp trong các trạm 70

ảng 6.6: Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế các đường dây nối với nhà máy

đường dây nói với nhà máy điện khi phụ tải cực tiểu 72

điện trong chế độ sự cố hỏng một tổ máy phát có công suất lớn 76

đường dây nói với nhà máy điện trong chế độ sự cố hỏng một tổ máy phát có công

suất lớn 78

điện trong chế độ sự cố khi đứt một mạch đường dây 83

ảng 6.11: Các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở máy biến áp và

trên đường dây nói với nhà máy điện trong chế độ sự cố khi đứt một mạch đường

dây 85

ảng 1: Điện áp tính toán tại các nút trong chế độ phụ tải cực đại 88

ảng 2: Điện áp tính toán tại các nút trong chế độ phụ tải cực tiểu 89

ảng 7.3: Điện áp tại các nút trong chế độ sau sự cố hỏng một tổ máy phát có công

suất lớn 91

ảng 7.4: Điện áp tại các nút trong chế độ sau sự cố khi đứt một mạch đường dây 92

ảng 7.5: Điện áp phía hạ áp quy đổi của các nút phụ tải trong các chế độ 92

Bảng 7.6: Thông số diều chỉnh của có đầu phân áp cố 94

Bảng 7.7: Thông số diều chỉnh của có bộ điều chỉnh dưới tải 94 ảng 7.8: Tính toán độ lệch điện áp giữa các chế độ cực đại, cực tiểu và sự cố 97

ảng 7.9: Tính toán độ lệch điện áp trong chế độ cực đại 100

ảng 7.10: Tính toán độ lệch điện áp trong chế độ cực tiểu 100

ảng 7.11: Tính toán độ lệch điện áp trong chế độ sự cố 100

ảng 1: ốn đầu tư xây dựng các trạm tăng áp và hạ áp 102

ảng 8.3: Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của hệ thống điện thiết kế 105

ảng 1: Thông số các đường dây dạng đơn vị tương đối 109

ảng 2: Thông số máy biến áp dạng đơn vị tương đối 109

ảng 9.3: Thông số phụ tải dạng đơn vị tương đối trong chế độ cực đại 110

Trang 13

nhà máy là nút PQ 117 ảng 10.2: Tổng hợp kết quả dòng công suất trong chế độ cực đại khi coi nhà máy là

Trang 14

SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 14

ANH H NH

Hình 2.1: Các phương án nhóm 1 14

Hình 4.1: Sơ đồ nối điện tối ưu của toàn lưới 54

Hình 5.1: Sơ đồ trạm biến áp tăng áp 59

Hình 5.2: Sơ đồ đường dây máy biến áp 60

Hình 5.3a: Sơ đồ cầu trong 60

Hình 5.3b: Sơ đồ cầu ngoài 60

Hình 5.4: Sơ đồ trạm biến áp trung gian 61

Hình 1: Sơ đồ nguyên lý của đường dây H-2 62

Hình 2: Sơ đồ thay thế của đường dây H-2 62

Hình 3: Sơ đồ nguyên lý của đường dây HT-9-NĐ 64

Hình 4: Sơ đồ thay thế của đường dây HT-9-NĐ 64

Hình 6.5: Sơ đồ nguyên lý của đường dây H-2 sự cố đứt 1 mạch đường dây 79

Hình 6.6: Sơ đồ thay thế của đường dây H-2 sự cố đứt 1 mạch đường dây 79

Hình 10.1: Thông số các nút ở chế độ cực đại 112

Hình 10.2: Thông số nhà máy điện ở chế độ cực đại 112

Hình 10.3: Thông số máy phát ở chế độ cực đại 112

Hình 10.4: Thông số tải ở chế độ cực đại 113

Hình 10.5: Thông số đường dây ở chế độ cực đại 113

Hình 10 : Thông số các máy biến áp ở chế độ cực đại 114

Hình 10.7: Cân bằng nút công suất 114

Hình 10 : Điện áp tính được sau khi chạy trương trinh 115

Hình 10 : Trào lưu công suất khi coi nhà máy là nút P ở chế độ cực đại 116

Hình 10.10: Thông số các nút ở chế độ cực tiểu 118

Hình 10.11: Thông số nhà máy điện ở chế độ cực tiểu 118

Hình 10.12: Thông số máy phát ở chế độ cực tiểu 118

Hình 10.13: Thông số phụ tải ở chế độ cực tiểu 119

Hình 10.14: Thông số đường dây ở chế độ cực tiểu 119

Hình 10.15: Thông số máy biến áp ở chế độ cực tiểu 120

Hình 10.1 : Điện áp tính được sau khi chạy trương chình 121

Hình 10.1 : Trào lưu công suất khi coi nhà máy là nút PQ ở chế độ cực tiểu 122

Trang 15

Hình 10.19: Thông số các nút ở chế độc cực đại 124

Hình 10.20: Thông số nhà máy điện chế độc cực đại 124

Hình 10.21: Thông số máy phát ở chế độc cực đại 125

Hình 10.22: Thông số tải ở chế độc cực đại 125

Hình 10.23: Thông số đường dây ở chế độc cực đại 125

Hình 10.24: Thông số máy biến áp ở chế độc cực đại 126

Hình 10.25: Cân bằng công suất nút 126

Hình 10.2 : Điện áp tính được sau khi chạy chương trình 127

Hình 10.2 : Trào lưu công suất khi coi nhà máy là nút PV ở chế độ cực đại 128

Hình 10.28: Thông số các nút ở chế độc cực tiểu 129

Hình 10.29: Thông số nhà máy điện ở chế độc cực tiểu 129

Hình 10.30: Thông số nhà máy điện ở chế độc cực tiểu 129

Hình 10.31: Thông số tải ở chế độc cực tiểu 130

Hình 10.32: Thông số đường dây ở chế độc cực tiểu 130

Hình 10.33: Thông số máy biến áp ở chế độ cực tiểu 131

Hình 10.35: Điện áp tính được sau khi chạt chương trình 132

Hình 10.3 : Trào lưu công suất khi coi nhà máy là nút PV ở chế độ cực tiểu 133

Trang 16

PHẦN 1: THI T K ƯỚI ĐIỆN

KHU V C

Trang 17

HƯ NG : PH N T H NG N VÀ PH TẢI

Á Đ NH S CH Đ LÀM VIỆC CỦA NGU N

1.1 Nguồn điện

Nhiệm vụ thiết kế mạng và hệ thống điện là nghiên cứu và phân tích tính kinh tế -

kỹ thuật các giải pháp quyết định sự phát triển của mạng điện và hệ thống điện, đảm bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ với chi phí nhỏ nhất khi thực hiện các hạn chế kỹ thuật

về độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng

1.1.1 Hệ thống điện.Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, hệ số công

suất với cosφ=0,85 Vì hệ thống có công suất vô cùng lớn nên chọn hệ thống là nút cân bằng công suất và là nút cơ sở về điện áp

Do hệ thống có công suất vô cùng lớn cho nên không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy nhiệt điện, nói cách khác là công suất tác dụng và công suất phản kháng dự trữ sẽ được lấy từ hệ thống điện

Cần phải có sự liên hệ giữa hệ thống và nhà máy điện để có thể trao đổi công suất giữa hai nguồn khi cần thiết để đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ vận hành

1.1.2 Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi

Nhà máy nhiệt điện gồm có 4 tổ máy phát Mỗi máy phát có thông số định mức:

Pđm =50 MW; Uđm=10,5; cosφ=0,

Như vậy tổng công suất của nhà máy nhiệt điện bằng:

∑PF =4.50 =200 (MW)

Đối với nhà máy nhiệt điện, các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải P 70 %

Pđm; còn khi P  30 % Pđm thì các máy phát ngừng làm việc

Công suất kinh tế của các nhà máy nhiệt điện là từ 0% đến 90%.Pđm

Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện thường là từ (5-10)% công suất phát của nhà máy

1.2 Phụ tải điện

Tất cả các thiết bị máy móc để được biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác như cơ năng, quang năng, nhiệt năng…, để trực tiếp hay gián tiếp phục vụ cho các quá trình công nghệ sản xuất và đời sống sinh hoạt được gọi là thiết bị tiêu thụ điện Tập hợp các thiết bị tiêu thụ điện dùng cho những mục đích nhất định nào đó gọi là hộ tiêu thụ điện hay hộ dùng điện, hoặc đơn thuần là các tiêu thụ điện

Phụ tải điện là đại lượng đặc trưng cho quá trình tiêu thụ năng lượng trong hệ thống điện Phụ tải điện được thể hiện qua các tham số như dòng điện, công suất, hay điện năng

Trang 18

Hay nói cách khác, phụ tải điện đại lượng biểu thị mức độ tiêu thụ năng lượng của các hộ dùng điện

Có nhiều loại thiết bị điện với chế độ làm việc và tầm quan trọng khác nhau, tùy theo mức độ yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện mà phụ tải có thể chia làm 3 loại như sau:

H phụ tải loại I: là những phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến:

nguy hiểm cho tính mạng con người, phá hỏng những thiết bị đắt tiền, phá vỡ quy trình công nghệ sản xuất, gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân, ảnh hưởng không tốt về chính trị ngoại giao Để đảm bảo yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện, các hộ phụ tải loại I

có thể sử dụng đường dây 2 mạch hay mạch vòng

H phụ tải loại II: là loại phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến

thiệt hại lớn về kinh tế do đình trệ sản xuất, phá hỏng thiết bị, gây hư hỏng sản phẩm, phá

vỡ các hoạt động bình thường của đại đa số công chúng… Do vậy, mức đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục cho các phụ tải loại này phải dựa trên yêu cầu của kinh tế Trong đa số các trường hợp, người ta cũng thường dự kiến cung cấp bằng 2 đường dây riêng biệt hoặc bằng đường dây 2 mạch Nhưng sau khi xét đến thời gian sửa chữa sự cố ngắn các đường dây trên không, người ta cho phép cung cấp điện cho các phụ tải loại II bằng đường dây lộ đơn

H loại III: Bao gồm các phụ tải không mấy quan trọng nghĩa là các phụ tải mà việc

mất điện không gây ra những hậu quả quá nghiêm trọng Do vậy hộ phụ tải loại này được cung cấp điện bằng dây đơn và cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để sữa chữa sự cố hay thay thế phần hư hỏng của mạng điện nhưng không quá 1 ngày Trong đồ án thiết kế này có 9 phụ tải và các thông số cho trong bảng sau:

Trang 19

Trong đó: có 7 hộ loại 1 yêu cầu độ tin cậy cao nên phải cấp điện liên tục, còn 2 hộ loại 3 yêu cầu độ tin cậy thấp hơn nên có thể giãn đoạn việc cấp điện trong một thời gian nhất định Vì vậy với các hộ loại 1 ta dùng đường dây lộ kép hoặc mạng điện kín để cấp điện, còn với hộ loại 3 ta dùng lộ đơn để giảm chi phí xây dựng đường dây

Các hộ yêu cầu điều chỉnh điện áp thường độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm giảm áp cho phép như sau (tính theo độ phần trăm điện áp danh định của mạng điện)

9,0

=0,484

Q = tgP=0,484P (MVAr)

Ta có: Pmin =0,74.Pmax

Ta có bảng giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ max, min như sau:

Bảng 1.2 Bảng giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ max, min

Phụ tải Loại Cosφ Pmax+jQmax Smax Pmin+jQmin Smin

Trang 20

tiêu thụ

Công suất của các phụ tải liên quan với tần số của dòng điện thay đổi Giảm hay tăng công suất tác dụng phát ra cũng dẫn đến giảm hay tăng tần số Vì vậy tại mỗi thời điểm trong các chế độ xác lập của hệ thống điện, các nhà máy điện trong hệ thống cần phải phát công suất bằng công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất trong hệ thống Cân bằng sơ bộ công suất tác dụng được thực hiện trong chế độ phụ tải cực đại của

hệ thống Phương trình cân bằng công suất tác dụng có dạng sau:

PNĐ + PHT = m



9 1 max

i i

P + P + Ptd + Pdt Trong đó:

 PNĐ: tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra (MW)

 PHT: tổng công suất tác dụng lấy từ hệ thống (MW)

P : tổng công suất tác dụng của các phụ tải cực đại (MW)

 Ptd: công suất tự dùng trong nhà máy (MW)

 Pdt: công suất tác dụng dự trữ trong hệ thống, vì hệ thống có công suất vô cùng lớn nên Pdt = 0 (MW)

Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi phụ tải cực đại:

Ppt = m



9 1 max

i i

P = 305 (MW) Trong tính toán sơ bộ, ta lấy tổn thất công suất tác dụng:

P= 5% Ppt = 0,05.305= 15,25

Trang 21

Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy nhiệt điện ngưng hơi:

i i

P + P + Ptd + Pdt) – PNĐ = (305 + 15,25 + 20) – 200

= 140,25 (MW)

1.4 Cân b ng công su t phản kháng

Sự đòi hỏi giữa điện năng sản xuất và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm không chỉ

là yêu cầu đối với công suất tác dụng mà còn là đối với công suất phản kháng

Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Khi cân bằng công suất phản kháng bị phá hoại sẽ làm thay đổi điện áp Nếu công suất phát ra lớn hơn công suất tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng và ngược lại Do đó, để đảm bảo chất lượng điện

áp cần thiết ở các hộ tiêu thụ trong hệ thống và trong các khu vực riêng biệt của nó, cần

có đầy đủ công suất của các nguồn công suất phản kháng Vì vậy, trong giai đoạn đầu của thiết kế hệ thống điện hay các mạng điện của các vùng riêng biệt cần phải được tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng

Cân bằng công suất phản kháng thông thường được tiến hành đối với chế độ cực đại của hệ thống điện

Phương trình cân bằng công suất phản kháng là:

QF + QHT = m



9 1 max

i i

Q + ∑∆QL – ∑QC + ∑∆Qb + Qtd + QdtTrong đó:

 QF: tổng công suất phản kháng do nhà máy phát ra (MVAr)

 QHT: công suất phản kháng do hệ thống cung cấp (MVAr)

 ∑∆QL: tổng tổn thất công suất phản kháng trong trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện (MVAr)

 ∑∆QC: tổng tổn thất công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh

ra, khi tính toán sơ bộ thì ta lấy ∑∆QC = ∑∆QL (MVAr)

 ∑∆Qb: tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp, khi tính toán sơ

bộ thì ta lấy ∑∆Qb = 15% m



9 1 max

i i

Q (MVAr)

 Qtd: công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy

Trang 22

 Qdt: công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, vì hệ thống có công suất vô cùng lớn nên Qdt = 0

Hệ số công suất của nhà máy là: cos=0,8  tg=0,75

Hệ số công suất của hệ thống là: cos=0,85  tg=0,62

Hệ số công suất tự dùng là: cos=0,75  tg=0,88

Tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra là:

i i

Q = 147,62 (MVAr) Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp là:

i i

Trang 23

Tổng công suất phụ tải nối với nhà máy là:

MW

P P P P

P yc  max  3050,05.305320,25

Công suất tác dụng phát lên lưới do hệ thống đảm nhiệm trong chế độ cực đại là:

25,1761616025,

P P P

P FHT  yc  kt  td    

Công suất phản kháng phát lên lưới do hệ thống đảm nhiệm trong chế độ cực đại là:

 VAr

275 , 109 62 , 0 25 , 176

Trang 24

không cần bù công suất phản kháng trong mạng lưới điện thiết kế ở chế độ phụ tải cực đại

1.5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu

Ở chế độ phụ tải cực tiểu ta cho ngừng một tổ máy để bảo dưỡng

Tổng công suất phụ tải nối với nhà máy là:

MW

P P P P P

42,98

P yc  min  225,70,05.225,7236,985

Công suất tác dụng phát lên lưới do hệ thống đảm nhiệm trong chế độ cực tiểu là:

235,11325,115,112985,

P P P

P FHT  yc  kt  td    

Công suất phản kháng phát lên lưới do hệ thống đảm nhiệm trong chế độ cực tiểu là:

 VAr

206 , 70 62 , 0 235 , 113

Trang 25

MVAr

Q Q

Q sc  sc ND 142,5.0,75106,875

Công suất phản kháng tự dùng của nhà máy ở chế độ sự cố là:

MW

25,145,142.1,0

P yc  max  3050,05.305320,25

Công suất tác dụng phát lên lưới do hệ thống đảm nhiệm trong chế độ sự cố là:

19225,145,14225,

P P P

P FHT  yc  sc  td    

Công suất phản kháng phát lên lưới do hệ thống đảm nhiệm trong chế độ sự cố là:

 VAr

04 , 119 62 , 0 192

P

Trang 26

Công suất phản kháng yêu cầu của lưới ở chế độ sự cố là:

 VAr

763,16962,147.15,062,147

bù công suất phản kháng trong mạng lưới điện thiết kế ở chế độ sự cố

ua qua trình tính toán ta có bảng tổng kết phương thức vận hành của nhà máy và

hệ thống điện ở các chế độ như sau:

Bảng 1.3 Dự kiến vận hành sơ bộ của nhà máy và hệ thống điện

Chế độ vận hành Giá trị Nhà máy nhiệt điện Hệ thống

Trang 27

HƯ NG 2: Đ XU T PHƯ NG ÁN N I DÂY

VÀ CH N ĐIỆN ÁP TRUY N TẢI

2.1 Đề xu t phương n nối dây

2.1.1 Cơ sở lý thuyết

2.1.1.1 Một số yêu cầu thiết kế mạng điện

- Các sơ đồ mạng điện phải có chi phí nhỏ nhất

- Đảm bảo độ tin cậy và chất lượng điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ

- Đảm bảo an toàn đối với người và thiết bị

- Sơ đồ an toàn, linh hoạt trong vận hành, đáp ứng được khả năng phát triển của mạng điện trong tương lai

- Sơ đồ đi dây không được chồng chéo lên nhau

- Tổn thất nhỏ

2.1.1.2 Yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện

- Đối với phụ tải loại I: phải được cung cấp điện từ hai nguồn độc lập, chỉ cho ngừng cung cấp điện trong thời gian đóng tự động nguồn dự trữ Do đó phụ tải loại I thường sử dụng đường dây kép hoặc mạch vòng để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

- Đối với phụ tải loại II: đa số các trường hợp cung cấp bằng hai đường dây riêng biệt, hoặc đường dây kép Các hộ tiêu thụ loại II cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian nhân viên dự phòng đóng nguồn dự trữ

- Đối với phụ tải loại III: được cung cấp điện từ đường dây đơn, cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để sửa chữa sự cố hay thay thế các phần tử hư hỏng của mạng điện, nhưng không quá một ngày

2.1.1.3 Dựa vào sơ đồ địa lý mạng điện

- Tùy theo vị trí các phụ tải mà trong các sơ đồ sẽ ưu tiên cung cấp điện đến phụ tải nào trước Đối với sơ đồ liên thông thì nguồn điện sẽ đi đến phụ tải ở gần hơn, công suất lớn hơn trước

2.1.2 Phân tích ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của một số loại sơ đồ nối dây

Sơ đồ đấu dây bất kỳ của mạng điện trong nhà, mạng điện thành phố, mạng điện công xưởng hay mạng điện khu vực đều có thể phân thành ba loại:

- Mạng điện hình tia

- Mạng điện liên thông

- Mạng điện mạch vòng

 Mạng điện hình tia

Trang 28

Là sơ đồ mà các phụ tải đều được nhận điện trực tiếp từ nguồn

 Ưu điểm:

- Khả năng xảy ra sự cố phải cắt điện là tương đối ít vì mỗi phụ tải đều có một đường dây cung cấp riêng nên khi sự cố một đường dây không ảnh hưởng đến các phụ tải khác

- Khoảng cách dây dẫn tương đối gần, do đó nếu dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện thì khối lượng về chi phí kim loại màu, mức tổn thất công suất và tổn thất điện áp đều tương đối nhỏ

- Có khả năng sử dụng những thiết bị đơn giản, rẻ tiền ở cuối đường dây (ví dụ: chỉ cần dùng dao cách ly, không cần dùng tới máy cắt), thiết bị bải vệ rơle đơn giản (nếu đường dây ngắn chỉ dùng bảo vệ dòng cực đại là đủ)

- Công tác khảo sát thăm dò tốn hơn vì diện tích rải ra rộng

 Mạng điện mạch vòng

Với một nút chỉ có một đường dây đến và một đường dây đi, tạo thành một mạch vòng khép kín

 Ưu điểm:

- Mỗi phụ tải đều được nhận điện từ hai phía nên độ tin cậy cao

- Vốn đầu tư có thể rẻ hơn do chiều dài đường dây ngắn, số thiết bị đóng cắt ít

 Nhược điểm:

- Tính toán và vận hành phức tạp

- Thiết kế và chỉnh định rơle phức tạp

- Khi gặp sự cố trên đường dây, rất khó đảm bảo chất lượng điện năng

 Mạng điện liên thông

Là sơ đồ mà trong đấy các phụ tải nhận điện trực tiếp từ một đường dây nối với nguồn

Trang 29

- Có thể dùng được thiết bị đơn giản ở trạm trung gian 1 và trạm cuối 2 như dùng dao cách ly tự động và dao ngắn mạch mà không phải dùng máy cắt

- Việc tổ chức thi công sẽ thuận tiện hơn vì hoạt động trên một tuyến

 Khuyết điểm:

- Vì khoảng cách dẫn điện từ nguồn tới phụ tải 2 tương đối xa nên tổn thất điện năng cũng như tổn thất điện áp lớn

- Khả năng phát sinh sự cố mất điện tương đối lớn, vì sự cố ở đoạn đường dây này

có ảnh hưởng trực tiếp tới đường dây kia

- Nếu vì lý do nào đó phía cao áp phải dùng máy cắt thì số lượng máy cắt sẽ tăng lên

và bảo vệ rơle phức tạp hơn sơ đồ hình tia (phải kết hợp bảo vệ cắt nhanh với bảo vệ dòng điện cực đại)

2.1.3 Đề xuất phương án nối dây

Trong thiết lưới điện này, để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện chúng ta cần đề xuất các phương án để lựa chọn Dựa vào vị trí địa lý của các phụ tải so với hệ thống và nhà máy mà ta có thể chia ra như sau:

Trang 30

Trang 31

7

5 6

NĐ

7

5 6

NĐ

7

5 6

Theo kết quả tính toán ta lập được bảng như sau:

Bảng 2.1 Bảng phân bố công suất 1.1

Đường dây Độ dài L; km Công suất;

S1  2  max 1 14 6,776



S S

Trang 32

Đường dây Độ dài L; km Công suất; MVA

2 1

2 2 2 1

2 1 1

.

H H

H

L L L

L S L

L S S

29 , 24 36 , 22 43 , 41

29 , 24 392 , 18 38 29 , 24 36 , 22 776 , 6 14

Trang 33

2.2.1.5 Phương án 1.5

Trong đó:

 Pkt: là tổng công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện

 Ptd: làcông suất tự dùng của nhà máy điện

 PN: là tổng công suất tác dụng của tất cả các phụ tải nối với nhà máy nhiệt điện (

8 7 6

5 P P P P

P N     )

 P N: là tổn thất công suất trên các đường dây do nhiệt điện cung cấp,

P N 5%P N

Theo kết quả tính toán ở phần 1.5, ta có: Pkt = 180 (MW), Ptd = 18 (MW)

Tổng công suất của các phụ tải nối với nhiệt điện là:

 W

13350183530

8 7 6

P N9  kt  td  N  N 180181336,6522,35

Trang 34

Công suất phản kháng do nhiệt điện truyền vào đường dây NĐ-9 có thể tính gần đúng như sau:

MVAr

tg P

Trang 35

2.2.3.2 Phương án 3.2

2.2.3.3 Phương án 3.3

2.3 Lựa chọn điện áp truyền tải

Lựa chọn đúng điện áp của đường dây tải điện là một việc rất quan trọng lúc thiết kế

hệ thống điện bởi vì nó có ảnh hưởng trực tiếp đến tính kinh tế và kỹ thuật của mạng điện Giá trị điện áp định mức lúc lựa chọn có ảnh hưởng đến khả năng tải của các hộ tiêu thụ, giá trị tổn thất điện áp và tổn thất điện năng của mạng điện

Trong phạm vi đồ án môn học này, ta sẽ dựa vào công thức kinh nghiệm sau để xác định trị số điện áp định mức của mạng điện:

 kV n

P L

U 4,34 16.

Trong đó:

 L: là khoảng cách truyền tải (km)

 P: là công suất truyền tải (kW)

 n: số lộ đường dây (đường dây một mạch: n=1; đường dây hai mạch n=2)

2.3.1 Nhóm 1

2.3.1.1 Phương án 1.1

Trang 36

Sơ đồ nối dây phương án 1.1:

2

HTĐ

3

1

Lấy số liệu tính toán từ bảng 2.1

Điện áp của đường dây H-1 là :

 kV n

P L

1

14.1643,41.34,4.16

34,4

1     



Tính toán tương tự ta có điện áp tính toán được theo bảng sau:

Bảng 2.10 Bảng điện áp tính toán của các đường dây phương án 1.1

Đường dây Độ dài L; km Công suất; Udm; (V)

Trang 37

P L

U 4,34 16.

Ta có điện áp tính toán được theo bảng sau:

Trang 38

P L

U 4,34 16.

Trang 39

P L

U 4,34 16.

Trang 40

 kV n

P L

U 4,34 16.

P L

U 4,34 16.

Định dạng
Số trang	154
Dung lượng	3,16 MB

Tài liệu tham khảo	Loại	Chi tiết
1. Nguyễn ăn Đạm: ạng lưới điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2005	Khác
2. Nguyễn ăn Đạm: Thiết kế các mạng và hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 200	Khác
3. PGS. TS. Phạm ăn Hòa, Ths. Phạm Ngọc Hùng: Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 200	Khác
4. Ngô Hồng uang: Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500 kV, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 200	Khác
5. TS. Trần uang Khánh: Cung cấp điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2004 6. Trần ách: Lưới điện và hệ thống điện tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật,Hà Nội	Khác