Đồ án thiết kê lưới điện khu vực Nguyễn Đức Thuận

Bản mềm của môn đồ án thiết kế lưới điện của thầy Nguyễn Đức Thuận,bài làm của mình rất đầy đủ và chi tiết,tải lên để các bạn dựa vào đó để làm..nếu bạn nào có nhu cầu thuê làm từ AZ liên hệ mình theo số máy 0986635300..

Chương 1 : Phân tích nguồn, phụ tải và cân bằng công suất

1.1 Phân tích nguồn điện, phụ tải

- Tổng công suất phụ tải : P = 196 (MW)

- Thời gian sử dụng công suất lớn nhất : T max = 5300 (giờ)

- Tổng công suất phụ tải cực tiểu : P min = 98 (MW)

- Điện áp định mức thứ cấp phía hạ áp : U đm = 22 (kV)

- Những phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường : 3, 4, 7

- Những phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường : 1, 2, 5, 6

- Bảng kết quả tính toán phụ tải :

Phụ tải Pmax i (MW) cosφ Qmax i (MW) Pmin i (MW) Qmin i (MW)

1.2 Cân bằng công suất (tác dụng, phản kháng)

1. Cân bằng công suất tác dụng

- Đảm bảo tần số 50 – 60 Hz lưới điện, nguồn cung cấp không bị thiếu

= 1.196 + 5%.196 + 0 = 205,8 (MW)

m : Hệ số đồng thời m = 1 : Tổng tổn thất công suất tác dụng

: Công suất tác dụng dự trữ trong hệ thống

2. Cân bằng công suất phản kháng

- Công suất phản kháng yêu cầu từ hệ thống :

= 1.100,92 + 15%.100,92 + 0 – 0 + 0 = 116,06 (MVAr)

= 205,8.0,62 = 127,6 (MVAr) => không phải bù công suất phản kháng

Chương 2 : Dự kiến phương án nối dây

2.1 Phương án hình tia

2.2 Phương án liên thông

2.3 Phương án lưới kín

Chương 3 : Tính toán kinh tế các phương án3.1 Xét phương án hình tia

3.1.1 Phân bố công suất

L : chiều dài đường dây (km)

P : Công suất tác dụng trên đường dây (MW)

L 1 = 10 = 41,23 (km)

U tt = 4,34 = 84,29 (kV) Tính toán tương tự như trên ta có bảng :

- Với mạng điện cấp 110 kV chọn tiết diện dây theo mật d điện kinh tế

- Dự kiến sử dụng dây nhôm lõi thép (AC) và sử dụng cột thép

- Khoảng cách trung bình hình học D tb = 5 (m)

- Tiết diện kinh tế của đường dây :

F KT = ( : mật độ dông điện kinh tế (A/mm 2 ) Với dây AC và T max = 5300 thì = 1 (A/mm 2 )

: dòng điện làm việc lớn nhất chạy trên đường dây trong chế độ làm việc binh thường

: Công suất truyền tải trên đường dây trong chế độ làm việc

: số lộ đường dây (lộ đơn n = 1, lộ kép n = 2)

= = 10 3 = 10 3 = 61,23 (A)

F KT = = =61,23 (mm 2 )

Từ F KT = 61,23 (mm 2 ) chọn F tc = 70 (mm 2 ) > F min = 70 (mm 2 ) (Thỏa mãn điều kiện tổn thất vầng quang)

Tra bảng theo F tc = 70 (mm 2 )

 I CP = 265 (A) > = 61,23 (A) (1)

I SC = 2.I l/v max = 2.61,23 = 122,46 (A) < I CP = 265 (A) (2)

Từ (1) và (2) => Thỏa mãn điều kiện phát nóng lúc sự cố Thỏa mãn độ bền cơ học

Tính toán và kiểm tra tương tự như trên ta có bảng :

• Tính thông số đường dây :

- Điện trở của đường dây : R 1 = = = 9,48 (Ω)

- Điện kháng của đường dây : X i = = = 9,07 (Ω)

- Dung dẫn của đường dây : B 1 = = 2,58.10 -6 41,23.2 = 213 ()

Với R 01 , X 01 , B 01 lần lượt là điện trở đơn vị, điện kháng đơn vị, điện dẫn đơn

vị của đường dây

Tính toán và kiểm tra tương tự như trên ta có bảng :

Đường dây Pi (MW) Qi Ri Xi ΔUbt % ΔUsc%

3.2 Phương án liên thông

3.2.1 Phân bố công suất

3.2.3 Chọn tiết diện dây

Công thức tính F KT và I l/v max tương tự như phương án 1

- Điều kiện độ bền cơ học

- Điều kiện tổn thất vầng quang

- Điều kiện phát nông cho phép

* Tính thông số đường dây :

Tính toán tương tự phương án 1 ta có bảng :

Đường

-6 ) Ri Xi Bi (10 -6 ) N-1 AC - 70 41,2 3 2 0,4 6 0,44 2,58 9,48 9,07 212,75

3.2.4 Tính tổn thất điện áp

Tính toán tương tự phương án 1 ta có bảng số liệu sau :

3.3.3 Chọn tiết diện dây

a, Tính tiết diện của dây dẫn trong mạch vòng N-3-4

Dòng điện chạy trên đoạn đường dây N-3 là :

Đối với mạch kín đã cho ta xét các trường hợp sự cố sau :

+ Xét sự cố đứt đoạn đường dây N-3

Khi đó dòng công suất chạy trên đoạn dường dây N-4 là :

Vậy tiết diện dây đã chọn là phù hợp

Dòng công suất chạy trên đoạn dường dây 4-3 là :

Ṡ 4-3 sc = Ṡ 3 = 30+16,19j (MVA)

Dòng điện sự cố chạy trên đoạn đường dây 4-3 là :

I 4-3 sc = 10 3 = 178,93 (A) < I cp = 265 (A)

Vậy tiết diện dây đã chọn là phù hợp.

+ Xét sự cố đứt đoạn đường dây N-4

Khi đó dòng công suất chạy trên đoạn dường dây N-3 là :

Ṡ N-3 sc = Ṡ 3 + Ṡ 4 = 62+36,02j (MVA)

Dòng điện sự cố chạy trên đoạn đường dây N-3 là :

I N-3 sc = 10 3 = 376,34 A < I cp = 380A

Vậy tiết diện dây đã chọn là phù hợp.

Dòng công suất chạy trên đoạn dường dây 3-4 là :

Ṡ 3-4 sc = Ṡ 4 = 32+19,83j (MVA)

Dòng điện sự cố chạy trên đoạn đường dây 3-4 là :

I 3-4 sc = 10 3 = 197,59 A < I cp = 265 A

Vậy tiết diện dây đã chọn là phù hợp

Các đường dây còn lại tương tự đã tính trong phương án 1 ta có bảng :

Đường dây Smaxi n Il/vmax FKT Ftc Icp Isc KL

Bởi vì trong mạch vòng này chỉ có một điểm phân chia công suất là nút nút

số 3, do đó nút này sẽ có điện áp thấp nhất trong mạch vòng, nghĩa là tổn thấtđiện áp lơn nhất trong mạch bằng : ∆Umax% = ∆UN-3%

∆U3-4sc% = 100 = 7,99%

Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây còn lại trong mạng điện là :

Chương 4 : Tính toán chỉ tiêu kinh tế và so sánh các phương án

4.1 Cơ sở lý thuyết

Vì các phương án so sánh của mạng điện có cùng điện áp định mức, do đó

để đơn giản không cần tính vốn đầu tư vào các trạm hạ áp

Chỉ tiêu kinh tế được sử dụng khi so sánh các phương án là các chi phítính toán trong một năm được xác định theo công thức :

Z = ( atc + avh ).V + ∆A.c

Trong đó :

atc - hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn, atc = 0,125

avh - hệ số vận hành với các đường dây trong mạng điện, avh = 0,04

V - tổng các vốn đầu tư về đường dây

∆A – tổn thất điện năng trong lưới điện hàng năm

c – giá 1 kW.h điện năng tổn thất ( c = 700đ )

Tổn thất điện năng trên đường dây được xác định theo công thức :

∆A = ∑∆Pmaxi

Trong đó :

∆Pmaxi – tổn thất công suất trên đường dây thứ i khi phụ tỉa cực đại

– thời gian tổn thất công suất lớn nhất trong cả năm

Tổn thất công suất trên đường dây thứ i có thể tính như sau :

∆Pmaxi = RiTrong đó :

Pmaxi, Qmaxi – công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đường dây trongchế độ phụ tải cực đại

Ri – điện trở tác dụng của đường dây thứ i

Thời gian tổn thất công suất cực đạicó thể tính theo công thức :

= (0,124 + Tmax.10-4)2 ×8760Trong đó Tmax là thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm

Với Tmax = 4900h ta có :

= (0,124 + 4900.10-4)2 ×8760 = 3302,49h

Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án so sánh :

4.2 Phương án 1

4.2.1 Tính vốn đầu tư xây dựng đường dây

Tính V cho mỗi đoạn đường dây

Đoạn đường dây N-1 ( AC-70)

Các đoạn đường dây khác tính toán tương tự ta có :

Vốn đầu tư xây dựng các đường dây phương án 1 Đường dây Loại dây Li n Voi (10 6 đ/km) Vi (10 6 đ )

Tổn thất điện năng của các đường dây phương án 1

4.3.1 Tính vốn đầu tư xây dựng đường dây

Tính toán tương tự phương án 1 ta có bảng sau :

Vốn đầu tư xây dựng các đường dây phương án 2

Đường dây Loại dây Li n Voi (10 6 đ/km) Vi (10 6 đ )

4.3.2 Tính tổn thất điện năng

Tính toán tương tự phương án 1 ta có bảng :

Tổn thất điện năng của các đường dây phương án 2

4.4 Phương án 3

4.4.1 Tính vốn đầu tư xây dựng đường dây

Tính toán tương tự phương án 1và phương án 2 ta có bảng sau :

Vốn đầu tư xây dựng các đường dây phương án 3

Đường dây Loại dây Li n Voi (10 6 đ/km) Vi (10 6 đ )

4.4.2 Tính tổn thất điện năng

Tính toán tương tự phương án 1 và phương án 2 ta có bảng :

Tổn thất điện năng của các đường dây phương án 3

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án so sánh

là tối ưu nhất

Chương 5 : Chọn máy biến áp và sơ đồ nối điện chính

5.1 Chọn máy biến áp

5.1.1 Chọn số lượng máy biến áp

Với trạm cấp điện phụ tải loại I ta sử dụng 2 máy biến áp

Với trạm cấp điện phụ tải loại III ta sử dung 1 máy biến áp

5.1.2 Chọn công suất máy biến áp

Công suất của mỗi máy biến áp trong trạm có n máy biến áp được xác định

theo công thức :

SđmB ≥ Trong đó :

Smax – phụ tải cực đại của trạm

k – hệ số quá tải của máy biến áp trong chế độ sau sự cố, k= 1,4

n – số máy biến áp trong trạmĐối với trạm có hai máy biến áp, công suất mỗi máy biến áp bằng :

SđmB ≥ Đối với trạm có một máy biến áp, công suất máy biến áp bằng :

SđmB ≥ SmaxTính công suất của máy biến áp trong trạm 1

Từ bảng trên ta có Smax = 37,65 MVA, do đó :

Smax ≥ = 26,89 MVAChọn máy biến áp TPDH-25000/110

Các trạm còn lại tính toán tương tự ta có bảng sau :

Bảng chọn máy biến áp hạ áp cho các trạm

7 32,22 2 23,01 25 115 22 120 29 0,8 10,5 1,27 27,77 29+0,4j

5.2 Chọn sơ đồ nối điện chính

Với sơ đồ lưới hình tia ta sở dụng sơ đồ cầu :

+ L > 70 km ta dùng sơ đồ cầu trong và với

+L < 70km ta dùng sơ đồ cầu ngoài

Ta sử dụng trạm trung gian hoặc trạm liên lạc cho lưới liên thông và lưới kín

Sử dụng sơ đồ hệ thống 2 thanh góp

Sơ đồ trạm trung gian

Chương 6 : Tính toán chế độ vận hành của mạng điện

Để đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thiết kế, cần xác định các thông số chế độ xác lập trong các trạng thái phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố khi phụ tải cực đại

6.1 Chế độ phụ tải cực đại

Xét đường dây N-1

Sơ đồ nguyên lý của đường dây cho trong hình sau :

Sơ đồ thay thế của đường dây như sau :

26,143+1 5,717j

2, 05

26,286+1 6,794j

0,848+1 ,096j

27,134+1 7,89j

2, 48

27,134+15, 41j

N-3 30+16,19j 0,117+5,6j 30,117+21,79j 620, 30,234+26,77j 0,793+1,924j 31,027+28,694j 740, 31,027+27,954j

9,83j

0,19+4,4 07j

32,19+24 ,237j

2, 44

32,38+26 ,204j

1,764+2 ,282j

34,144+2 8,486j

2, 95

34,144+25, 536j

N-5 25+12,11j 0,098+4,519j 25,098+16,629j 520, 25,196+20,628j 0,594+1,188j 25,79+21,816j 630, 25,79+21,186j

5,98j

0,17+3,9 36j

33,17+19 ,916j

1, 92

33,34+21 ,932j

1,287+1 ,677j

34,627+2 3,609j

2, 33

34,627+21, 279j

N-7 29+14,05j 0,178+3,892j 29,178+17,942j 871, 29,356+19,964j 0,96+1,25j 30,316+21,214j 262, 30,316+18,954j

7,521j

6,721+9 ,872j

204,699+1 42,174j

Chế độ phụ tải cực đại

Cân bằng công suất phản kháng :

Phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại :

Tính toán tương tự như chế độ phụ tải cực đại

13,036+7, 082j

2, 05

13,072+5, 814j

0,212+0 ,274j

13,284+6, 088j

2, 48

13,284+3, 608j

N-3 15+8,1j 0,029+1,401j 15,029+9,501j 620, 15,058+10,282j 0,183+0,444j 15,241+10,726j 740, 15,241+9,986j

N-4 16+9,

92j

0,048+1 ,102j

16,048+1 1,022j

2, 44

16,096+9, 684j

0,378+0 ,489j

16,474+1 0,173j

2, 95

16,474+7, 223j

N-5 12,5+6,05j 0,024+1,129j 12,524+7,179j 520, 12,548+7,788j 0,132+0,264j 12,68+8,052j 630, 12,68+7,422j

N-6 16,5+

7,99j

0,042+0 ,984j

16,542+8, 974j

1, 92

16,584+8, 038j

0,297+0 ,387j

16,881+8, 425j

2, 33

16,881+6, 095j

N-7 14,5+

7,02j

0,044+0 ,973j

14,544+7, 993j

1, 87

14,588+7, 096j

0,192+0 ,25j

14,78+7,3 46j

2, 26

14,78+5,0 86j

Chế độ phụ tải cực tiểu

6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu

Xét sự cố đường dây lộ kép N-1 : Z tăng 2 lần, B giảm 2 lần Các trường hợp còn lại tinh tương tự

Chương 7 : Tính toán điện áp các nút và điều chỉnh điện áp

7.2 Điều chỉnh điện áp

7.2.1 Chỉ tiêu điều chỉnh điên áp

* Phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường

- Các phụ tải có điện áp thường : 3, 4, 7

- Đối với mạng điện thiết kế = 22 kV Vì vậy điện áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của trạm trong các chế độ làm việc như sau :

+ Độ lệch điện áp trong chế dộ phụ tải cực đại :

% ≥ 2,5%

 =

= 22 + 2,5%.22 = 22,55 kV

+ Độ lệch điện áp trong chế dộ phụ tải cực tiểu :

% = 7,5%

 =

= 22 + 7,5%.22 = 23,65 kV

+ Độ lệch điện áp trong chế dộ phụ tải sự cố :

% ≥ - 2,5%

 =

= 22 - 2,5%.22 = 21,45 kV

* Phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường :

- Các phụ tải có điện áp thường : 1, 2, 5, 6

% = 5%

 =

= 22 + 5%.22 = 23,1 kV

+ Độ lệch điện áp trong chế dộ phụ tải cực tiểu :

% = 0%

 = = 22 kV

+ Độ lệch điện áp trong chế dộ phụ tải sự cố :

% = 0% → 5%

 =

= 22 + 5%.22 = 23,1 KV

7.2.2 Các loại máy biến áp điều chỉnh điện áp :

* Máy biến áp có đầu phân áp có định : (5 nấc phân áp)

7.3 Chọn đầu phân áp máy biến áp

- Đầu tiên tất cả các trạm sử dụng máy biến áp có đầu phân áp cố định nếu trạm nào không chọn được đầu phân áp thỏa mãn thì trạm đó sử dụng đầu phân áp dưới tải.

7.3.1 Chọn đầu phân áp cố định

* Xét trạm 1 (Điều chỉnh điện áp khác thường)

- Điện áp điều chỉnh trong chế độ phụ tải cực đại

= = = 115,61 kV

- Điện áp điều chỉnh trong chế độ phụ tải cực tiểu

= = = 121,21 kV = ()

= (115,61 + 121,21) = 118,41 kV

- Dựa vào bảng trên, ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 1 , khi đó điện áp của đầu điều chỉnh phân áp = 117,88 kV

- Kiểm tra

+ Chế độ max : = = = 22,66 kV

= 100

= .100 = 3 % + Chế độ min : = = = 22,62 kV

= 100

= .100 = 2,82 % + Chế độ sự cố : = = = 22,63 kV

= 100

= .100 = 2,86 %

Tính toán tương tự như trên đối với các trạm biến áp còn lại trong mạng điện, ta có bảng số liệu :

TBA U yc max U yc min U yc sc U đc max U đc min U đcTB U p/a U thực max U thực min U thực sc U đm ∆U max % ∆U min % ∆U sc %

7.3.2 Chọn đầu phân áp cho MBA có đầu phân áp dưới tải

* Chế độ max

- Xét trạm 1 :

= = = 115,61 kV Dựa theo bảng trên, ta chọn đầu phân áp n = 0, khi đó điện áp của đầu điều chỉnh phân áp = 115 kV

= = = 23,22 kV = 100

= 100 = 5,55 %

* Tính toán tuôn tự như trên đối với các trạm biến áp còn lại ta có bảng số liệu :

TBA Uiqmax Uyc max Uhđm Uđc max Up/a Uthực max ∆Umax %

* Chế độ min

- Xét trạm 1 :

= = = 121,21 kV Dựa theo bảng trên, ta chọn đầu phân áp n = 3, khi đó điện áp của đầu điều chỉnh phân áp = 121,14 kV

= = = 22,01 kV = 100

* Chế độ sự cố

- Xét trạm 1 :

= = = 121,21 kV Dựa theo bảng trên, ta chọn đầu phân áp n = 3, khi đó điện áp của đầu điều chỉnh phân áp = 121,14 kV

= = = 22,01 kV = 100

Chương 8 : Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của phương án

8.1 Vốn đầu tư

Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện được xác định theo công thức :

V = V d + V t

Trong đó :

V d : Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây

V t : Tổng vốn đầu tư xây dựng các trạm biến áp

ở chương 4 đã tính tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây có giá trị :

V d = 212,047.10 9 đ

Vốn đầu tư cho các trạm hạ áp được xác định theo bảng sau :

8.2 Tổng tổn thấy công suất tác dụng trên lưới

Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện bao gồm có tổn thất trên đường dây và tổn thất tác dụng trong trạm biến áp ở chế độ phụ tải cực đại.

Theo kết quả ở chương 4, ta có tổng tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây là :

= 5,57 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng trong các cuộn dây của các máy biến áp là :

= 0,989 MW Tổng tổn thất lõi thép của các máy biến áp là :

= 0,391 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện :

 = + + = 5,57 + 0,989 + 0,391

= 6,95 MW

8.3 Tổng tổn thất điện năng :

= + + = ( + ) + t

= (5,57 + 0,989 ).( 0,124+5300.10 -4 ) 2 8760 +0,391.8760

= 28000,37 MWh Trong đó :

- : Tổng tổn thất điện năng trong mạng điện

- : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất

- t : Thời gian các máy biến áp làm việc trong năm : t= 8760 giờ

Tổng điện năng mà các hộ tiêu thụ nhận được trong năm :

A = T max = 196.5300 = 1038,8.10 3 MWh

Tổn thất điện năng trong mạng điện tinh theo phần trăm :

= = .100 = 2,7 %

8.4 Chi phí vận hàng lưới điện :

Các chi phí vận hanh hàng năm trong mạng điện được xác định theo công thức :

Y = avhd V d + avht V t + C

= 0,04 212,047.10 9 + 0,1 322,2.10 9 + 28000,37.700

= 60,30.10 9 đ

Trong đó :

- avhd : hệ số vận hanh đường dây (avhd = 0,04)

- avhd : hệ số vận hanh các thiết bị trong trạm biến áp (avht = 0,1)

- C : giá thành 1kW.h điện năng tổn thất (C = 700 đồng)

8.5 Hàm chi phí tinh toán 1 năm :

Chi phí tinh toán hàng năm của mạng điện được tinh theo công thức :

Z = a tc V + Y = 0,125 534,25.10 9 + 60,30.10 9

= 127,08.10 9 (đồng)

8.6 Giá thành truyền tải điện năng :

Giá thành truyền tải điện năng được xác định theo công thức :

= = = 58,05 ( đồng/KW.h )

8.7 Giá thành xây dựng 1 MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại

Giá thành xây dựng 1 MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại được xác định theo biểu thức :

=