đồ án lưới điện bách khoa

Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và việc sản xuất điện năng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện cũng như ph

Trang 1

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG I 4

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 4

1.1 Cân bằng công suất tác dụng 4

1.2 Cân bằng công suất phản kháng 4

CHƯƠNG 2 7

CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ-KĨ THUẬT 7

2.1.Lựa chọn sơ đồ cấp điện: 7

2.2.Chọn cấp điện áp định mức cho hệ thống: 10

2.3.So sánh các phương án về mặt kĩ thuật: 11

2.3.1.Phương án 1: 11

2.3.2.Phương án 2: 15

2.3.3.Phương án 3: 17

2.3.4.Phương án 4: 19

2.3.5.Phương án 5: 21

CHƯƠNG 3 24

SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN 24

3.1.Phương án 1: 25

CHƯƠNG 4 30

LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI DÂY 30

4.1.Lựa chọn máy biến áp: 30

4.1.1.Chọn số lượng máy biến áp: 30

Trang 2

Sinh viên:Nguyễn Bá Hải 2

4.2.Sơ đồ trạm biến áp: 31

4.2.1.Trạm nguồn: 31

4.2.2.Trạm trung gian: 31

4.2.3.Trạm cuối: 31

CHƯƠNG 5 33

TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN 33

5.1.Trạng thái phụ tải cực đại: 33

5.2.Trạng thái phụ tải cực tiểu: 37

5.3.Trạng thái sự cố: 42

CHƯƠNG 6 47

CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 47

CHƯƠNG 7 52

CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 52

7.1 Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện 52

7.2 Tính tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện 52

7.3 Tổn thất điện năng trong mạng điện 52

7.4 Tính chi phí và giá thành tải điện 53

7.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 53

7.4.2 Chi phí tính toán hàng năm 53

7.4.3 Giá thành tải điện 53

7.4.4 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải trong trong chế độ vận hành cực đại: 53

BẢNG TỔNG KẾT 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

Trang 3

MỞ ĐẦU

Ngày nay, điện năng là một phần vô cùng quan trọng trong hệ thống năng lượng của một quốc gia Trong điều kiện nước ta hiện nay đang trong thời kì công nghiệp hoá và hiện đại hoá thì điện năng lại đóng một vai trò vô cùng quan trọng Điện năng là điều kiện tiên quyết cho việc phát triển nền công nghiệp cũng như các ngành sản xuất khác Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và việc sản xuất điện năng còn đang thiếu thốn

so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện cũng như phân phối điện cho các hộ tiêu thụ cần phải được tính toán kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lí về kĩ thuật cũng như về kinh tế

Đồ án môn học này đã đưa ra phương án có khả năng thực thi nhất trong việc thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ điện loại I Nhìn chung, phương án được đưa ra đã đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của một mạng điện

Dù đã cố gắng nhưng đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, em rất mong nhận được sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy để em có thể tự hoàn thiện thêm kiến thức của mình trong lần thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này

Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Phạm Năng Văn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ

án môn học này

Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2013

Sinh viên

Nguyễn Bá Hải

Trang 4

CHƯƠNG I CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

1.1 Cân bằng công suất tác dụng

Giả thiết rằng nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho các phụ tải, do đó ta có công thức cân bằng công suất tác dụng là:

∑ ∑

trong đó:

∑ : Công suất tác dụng phát ra của nguồn

∑ : Công suất tác dụng yêu cầu của phụ tải

Ptd :Công suất tự dung của nhà máy điện,Ptd =0

Pdt : công suất dự trữ của mạng điện ở đây ta coi hệ thống có công suất vô cùng lớn nên Pdt = 0

∑ ∑ (MW)

Do giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng nên ta không cân bằng chúng

1.2 Cân bằng công suất phản kháng

Để mạng điện vận hành ổn định thì ngoài cân bằng công suất tác dụng ta phải cân bằng công suất phản kháng, ta có phương trình cân bằng sau:

∑ ∑

Trang 6

Trang 7

CHƯƠNG 2 CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ-KĨ THUẬT

2.1.Lựa chọn sơ đồ cấp điện:

- Hộ loại một là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu như ngừng cung cấp điện có thể gây nguy hiểm đến tính mạng và sức khoẻ con người, gây thiệt hại nhiều về kinh tế, hư hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn quá trình công nghệ phức tạp Do đó các phương án cung cấp cho các hộ phải được cấp từ hai nguồn

- Hộ loại ba là nhữn hộ tiêu thụ chỉ được cấp 1 nguồn

Các phương án nối dây:

+ Phương án 1:

N

70 km 1

64,0

3 km

3 ,62

km

Hình 2.1

Trang 8

3,6

2 km

Hình 2.2 + Phương án 3:

N

70 km 1

41,23 km

3 ,62

km

Hình 2.3

Trang 9

+ Phương án 4:

N

70 km 1

41,23 km

3 ,62

41,23 km

3 ,62

km

Trang 10

Pi: là công suất truyền tải trên đường dây đến phụ tải i

Sau đây ta tính chọn điện áp định mức cho mạng hình tia các phương án sau sử dụng kết quả tương tự như phương án này

N

70 km1

64,0

3 km

3,62

Bảng 2.1

Vì điện áp nằm trong khoảng từ 70-170(kV) nên ta chọn điện áp chung cho toàn mạng là

Uđm = 110(KV)

Trang 11

2.3.So sánh các phương án về mặt kĩ thuật:

2.3.1.Phương án 1:

a.Chọn tiết diện dây dẫn:

N

70 km1

64,0

3 km

3,62

km

-Mạng điện mà ta đang xét là mạng điện khu vực, do đó người ta thường lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện.Ta dự kiến sử dụng loại dây dẫn (AC-ACO) đặt trên đỉnh của tam giác đều có cạnh là 5 m

-Tiết diện kinh tế được tính theo công thức sau:

Trang 12

Ta có: √ √

√

Với Tmax= 4700h ta tra đƣợc Jkt =1,1A/mm 2

√ √

√

√ √

√

√ √

√

Trang 13

√ √

√

√ √

√

Các dây dẫn đã thỏa mãn độ bền cơ b.Tính U bt , U sc : Với N-1:dây AC-70 ta có: r0=0,46 (/km); x0=0,44 (/km); Vì đường dây 2 mạch nên:

Vậy:

Sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt một mạch trong hai mạch của đường dây ta có:

Trang 14

Tính tương tự cho các đoạn N-2, N-3, N-4, N-5, N-6 ta được bảng sau:

Trang 15

2 km

Các dòng công suất:

̇ ̇

̇ ̇ ̇

Trang 16

Tính tương tự phương án 1, ta được bảng sau:

Trang 17

2.3.3.Phương án 3:

N

70 km 1

41,23 km

3,6

2 km

̇ ̇

̇ ̇ ̇

Trang 18

Trang 19

2.3.4.Phương án 4:

N

70 km 1

2

3

4

5

6

31,62 km

3 ,6 2 k m

41,23 km

3 ,62

km

̇ ̇

̇ ̇ ̇

̇ ̇

̇ ̇ ̇

Trang 20

Trang 21

2.3.5.Phương án 5:

N

41,23 km

1

2

3

4

5

6

31,62 km

56 ,57 km

41,23 km

3 ,62

km

̇ ̇

̇ ̇ ̇

̇ ̇

̇ ̇ ̇

Trang 22

Trang 24

KD: Vốn đầu tư để xây dựng đường dây(Xét phần đường dây)

KD =K0 L

K0 :Suất vốn đầu tư(tỉ đồng/km)

L :chiều dài đường dây(km) Bảng K0 (phụ thuộc tiết diện):đúng với đường dây 1 mạch,đối với đường dây 2 mạch thì nhân 1,6

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

Trang 25

3.1.Phương án 1:

Đối với đường dây hai mạch vốn đầu tư tăng 1,6 lần so với vốn đầu tư đường dây một mạch, ta có:

Tổn thất trên mỗi đoạn đường dây:

Tính tương tự ta có bảng sau:

Trang 26

Trang 28

Trang 29

5 là phương án tối ưu

Trang 30

CHƯƠNG 4 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI DÂY

4.1.Lựa chọn máy biến áp:

4.1.1.Chọn số lượng máy biến áp:

-Đối với các hộ loại tiêu thụ là hộ loại một ,để đảm bảo độ tin cậy cho cung cấp điện một cách liên tục, thì mỗi trạm BA cần phải chọn hai MBA vận hành song song mỗi máy được nối vào một phân đoạn thanh góp riêng và giữa các phân đoạn này có một máy cắt tự động đóng cắt khi cần thiết

-Đối với các hộ tiêu thụ loại 3 thì chỉ cần 1 MBA vận hành trong trạm biến áp

4.1.2.Lựa chọn thông số máy biến áp:

- Công suất MBA được chọn phải đảm bảo cung cấp điện trong tình trạng làm việc bình thường lúc phụ tải làm việc cực đại khi có sự cố một MBA phải ngừng làm việc thì MBA còn lại phải đảm bảo cung cấp công suất cho các phụ tải

-Với trạm có hai MBA làm việc song song, công suất lựa chọn MBA phải thoả mãn:

Trong đó:

n: số MBA trong trạm

k: là hệ số hiệu quả của MBA trong trạm, k=1,4;

Smax: Công suất cực đại của phụ tải: √

Vậy:

√ -Với trạm có 1 MBA,công suất của MBA phải thỏa mãn:

√

Phụ tải 1:

√

Trang 31

-Dùng hệ thống có hai phân đoạn thanh góp:

+ Nếu L > 70(km) thì đặt máy cắt cao áp ở phía đường dây bởi vì với chiều dài lớn sự cố xảy ra do thao tác đóng cắt nhiều vì vậy phải đặt máy cắt cuối đường dây(Sơ đồ cầu trong)

+ Với L < 70(km) thì đặt máy cắt điện áp ở phía MBA(Sơ đồ cầu ngoài)

Trang 32

Sơ đồ cầu ngoài: Sơ đồ cầu trong:

Trang 33

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN

5.1.Trạng thái phụ tải cực đại:

-Vì chỉ biết điện áp trên thanh góp của nhà máy điện do đó ta tính chế độ qua hai giai đoạn.Mà điện áp trên thanh góp nhà máy điện trong chế độ phụ tải cực đại được xác định theo công thức sau:

Sơ đồ, sơ đồ thay thế như sau:

NĐ

3

AC-95 56,57 km

TPDH-25000/110

S3

Hình 5.1

Trang 34

Tổn thất công suất trên B3:

̇

Công suất trước máy biến áp B3:

Công suất sau tổng trở của đường dây N-3:

̇ ̇

Trang 35

Tổn thất công suất trên tổng trở của đường dây N-3:

̇ ̇

Giai đoạn 2: tính điện áp tại các nút

Tổn thất điện áp trên đường dây N-3:

Trang 36

Tính toán tương tự ta được bảng sau:

̇

70,16+41,922j 20,42+10,784j 25,746+13,268j 68,4+40,517j 18,436+9,447j 32,627+17,836j ̇

Bảng 5.3:Phân bố các dòng công suất chế độ cực đại

Trang 37

Cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện:

̇

Tổng công suất yêu cầu trên thanh cái của nguồn là: ̇ ̇ ̇ ̇ ̇

Tổng công suất phản kháng theo yêu cầu: ∑

Giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng: ∑ ∑ (MW) Tổng công suất phản kháng do nguồn phát ra: ∑ ∑

Vì ∑ ∑ nên ta không cần bù kĩ thuật khi vẫn hành ở chế độ cực đại 5.2.Trạng thái phụ tải cực tiểu: -Điện áp trên thanh cái của nguồn UN =105%.Uđm=115,5(KV); -Ở chế độ phụ tải cực tiểu thì công suất phụ tải bằng 50% công suất phụ tải ở chế độ cực đại Vì công Công suất phụ tải nhỏ nên để vận hành kinh tế ta xem xét có thể cắt bớt một máy biến áp ở các trạm hay không Điều kiện để cắt bớt một máy biến áp trong trạm là: √

Trong đó:

Sđm :Công suất định mức của máy biến áp

P0 :Tổng tổn thất khi không tải

Pn :Tổng tổn thất khi ngắn mạch

Trang 38

Xét trạm 1: √

√

Do nên trạm 1 có thể cắt bớt 1 máy biến áp khi vận hành ở chế độ cực tiểu Tương tự ta có bảng sau:

Smin 11 12,22 15,28 18,33 17,11 19,56

Sc 11,25 11,25 17,38 17,38 17,38 22,23

Bảng 5.3 Như vậy,ở chế độ phụ tai cực tiểu,tất cả các trạm vận hành như chế độ phụ tải cực đại Đoạn NĐ-3

Sơ đồ, sơ đồ thay thế như sau:

NĐ

3

AC-95 56,57 km

TPDH-25000/110

S3

Hình 5.3

Trang 39

̇ ̇ ̇ Tổn thất không tải của máy biến áp B3:

̇

Công suất phía cao máy biến áp B3:

̇ ̇ ̇ Công suất điện dung do đường dây N-3 sinh ra:

̇ ̇ Tổn thất công suất trên tổng trở của đường dây N-3:

Trang 40

̇ ̇ ̇

Công suất đầu nguồn đường dây N-3:

̇ ̇

Trang 41

Trang 42

Cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện: ̇

̇

Giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng: ∑ ∑ (MW) Tổng công suất phản kháng do nguồn phát ra: ∑ ∑

Vì ∑ ∑ nên ta không cần bù kĩ thuật khi vẫn hành ở chế độ cực tiểu

5.3.Trạng thái sự cố:

Đoạn N-3

Sơ đồ, sơ đồ thay thế nhƣ sau:

NĐ

3

AC-95 56,57 km

TPDH-25000/110

S3

Hình 5.5

Trang 43

Tổn thất công suất trên B3:

̇

Công suất trước máy biến áp B3:

̇ ̇ ̇ Tổn thất không tải của máy biến áp B3:

̇

Công suất phía cao máy biến áp B3:

̇ ̇ ̇ Công suất điện dung do đường dây N-3 sinh ra:

̇ ̇

Trang 44

Công suất trước tổng trở của đường dây N-3:

̇ ̇ ̇ Công suất đầu nguồn đường dây N-3:

̇ ̇

Trang 45

̇

71,945+47,747j 20,724+11,841j 26,39+15,011j 70,463+46,065j 18,778+10,416j 33,101+19,439j ̇

71,945+47,204j 20,724+11,18j 26,39+14,104j 70,463+45,541j 18,778+9,772j 33,101+18,776j

Bảng 5.7:Phân bố các dòng công suất chế độ sự cố

Trang 46

Cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện: ̇

̇

Giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng: ∑ ∑

Tổng công suất phản kháng do nguồn phát ra: ∑ ∑

Vì ∑ ∑ nên ta không cần bù kĩ thuật khi vẫn hành ở chế độ sự cố

Trang 47

CHƯƠNG 6 CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP

Điện áp là một trong những chỉ tiêu quan trọng.Trong đó chỉ tiêu về điện áp là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất Trong quá trình vận hành phụ tải thay đổi từ cực tiểu đến cực đại hoặc bị sự cố nặng nề dẫn đến điện áp trên thanh cái hạ áp thay đổi vượt quá giới hạn cho phép vì vậy ta phải điều chỉnh để đảm bảo điện áp nằm trong giới hạn cho phép

Có nhiều phương pháp điều chỉnh điện áp khác nhau: thay đổi điện áp máy phát trong nhà máy điện, thay đổi tỉ số điện áp trong các trạm biến áp và thay đổi dòng công suất phản kháng trong máy điện

Trong thưc tế mạng điện lớn không thể thay đổi điện áp tại các nhà máy điện, việc thay đổi các dòng công suất phản kháng truyền tải trên các đường dây cũng khó khăn vì các lý do như: ổn định của hệ thống, vận hành phức tạp vốn đầu tư cao Vì vậy phương pháp lựa chọn đầu điều chỉnh của các máy biến áp trong các trạm hạ áp được sử dụng rộng rãi để điều chỉnh điện áp trong trong hệ thống

Vì các hộ tiêu thụ 1,2,4,5,6 yêu cầu điều chỉnh khác thường nên điện áp trên thanh

(

) Trong đó:

Ucđm : là điện áp định mức phía cao áp

n : là đầu điều chỉnh thứ n

Định dạng
Số trang	55
Dung lượng	881,48 KB