Đồ án tốt nghiệp doan le cuong ban hoan chinh11

54 TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG CÁC CHẾ ĐỘ CỦA PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN .... XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN Thiết kế mạng điện là đưa ra phương án nối dây hợp lý

Trang 1

GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4

NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) ………

………

Trang 2

NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện)

………

Trang 3

Xuất phát từ yêu cầu thực tế, em được nhà trường và khoa giao cho thực hiện đề tài tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện khu vực và khảo sát ổn định động” Bản đồ án này bao gồm hai phần: Phần thứ nhất có nhiệm vụ thiết kế lưới điện khu vực Phần thứ hai khảo sát ổn định động của lưới điện đó

Đồ án tốt nghiệp giúp sinh viên áp dụng được những kiến thức đã học, là cơ hội giúp sinh viên hiểu được hơn thực tế, đồng thời có những khái niệm cơ bản trong công việc quy hoạch và thiết kế mạng lưới điện và cũng là bước đầu tiên tập dượt để có những kinh nghiệm cho công việc sau này nhằm đáp ứng đúng đắn về kinh tế và kỹ thuật trong công việc thiết kế và xây dựng mạng lưới điện, sẽ mang lại hiệu quả cao đối với nền kinh

tế đang phát triển ở nước ta nói chung và đối với ngành điện nói riêng Việc thiết kế mạng lưới điện phải đạt được những yêu cầu về kỹ thuật đồng thời giảm tối đa được vốn đầu tư trong phạm vi cho phép

Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân, cùng với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo TS Trần Thanh Sơn và các thầy cô trong khoa

hệ thống điện, em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp của mình Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế nên đồ án còn nhiều khiếm khuyết Em rất mong nhận được sự nhận xét góp

ý của các thầy cô để bản thiết kế của em thêm hoàn thiện và giúp em rút ra được những kinh nghiệm cho bản thân

Em xin được chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày tháng 1 năm 2015 Sinh viên

Trang 4

MỤC LỤC

CHƯƠNG I 1

PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN 1

1.1 Nguồn điện 1

1.2 Phụ tải 1

1.3 Cân bằng công suất tác dụng 3

1.4 Cân bằng công suất phản kháng 4

1.5 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn 6

1.5.1 Chế độ phụ tải cực đại 6

1.5.2 Chế độ phụ tải cực đại 6

1.5.3 Chế độ phụ tải cực tiểu 6

1.5.4 Chế độ sự cố 7

CHƯƠNG II 8

ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ CHỌN ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI 8

2.1 Đề xuất các phương án nối dây 8

2.2 Lưạ chọn điện áp truyền tải 12

2.2.1 Phân bố công suất 12

2.2.2 Tính toán điện áp truyền tải cho đường dây 13

CHƯƠNG III 19

TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 19

3.1 Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn 19

3.2 Tính tổn thất điện áp 20

3.2.1 Đường dây HT-9-NĐ 21

3.2.2 Nhóm 1 (NĐ-4) 25

3.2.3 Nhóm 2 (NĐ-1-2-3) 28

CHƯƠNG IV 42

TÍNH CHỈ TIÊU KINH TẾ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 42

4.1 Phương pháp tính chỉ tiêu kinh tế 42

4.2 Tính kinh tế cho các phương án đề xuất 44

CHƯƠNG V 47

LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN 47

5.1 Chọn số lượng và công suất máy biến áp 47

Trang 5

5.1.1 Chọn số lượng và công suất MBA trong các trạm tăng áp của nhà máy điện 47 5.1.2 Chọn số lượng và công suất của máy biến áp trong các trạm hạ áp 48

5.2 Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm 49

5.2.1 Sơ đồ trạm tăng áp của nhà máy nhiệt điện 50

5.2.2 Sơ đồ nối điện cho các trạm trung gian 50

5.2.3 Sơ đồ nối dây trạm biến áp giảm áp 51

CHƯƠNG VI 54

TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG CÁC CHẾ ĐỘ CỦA PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN 54

6.1 Chế độ phụ tải cực đại 54

6.1.1 Đoạn đường dây NĐ-4 54

6.1.2 Các đường dây NĐ-1, NĐ-2, NĐ-3, HT-8, HT-7, HT-5, HT-6 56

6.1.3 Đường dây liên lạc HT-9-NĐ 57

6.1.4 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống 61

6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 61

6.2.1 Đường dây liên lạc HT-9-NĐ 62

6.3 Chế độ sau sự cố 65

6.3.1 Sự cố ngừng 1 mạch trên các đường dây từ nguồn đến phụ tải 65

6.3.2 Sự cố ngừng 1 mạch đường dây giữa nhà máy và hệ thống 67

6.3.3 Sự cố ngừng 1 tổ máy phát 72

CHƯƠNG VII 76

TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 76

7.1 Tính điện áp tại các nút của lưới điện trong các chế độ phụ tải cực đại, chế độ cực tiểu và sau sự cố 76

7.1.1 Chế độ phụ tải cực đại (Ucs = 121 kV) 76

7.1.2 Chế độ phụ tải tiểu (Ucs = 115 kV) 77

7.1.3 Chế độ sau sự cố 80

7.2 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho các trạm 81

7.2.1 Phương pháp chung chọn đầu phân áp 83

CHƯƠNG VIII 90

TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ -KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 90

8.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện 90

8.2 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện 91

8.3 Tổn thất điện năng trong mạng điện 91

8.4 Tính chi phí và giá thành 92

Trang 6

8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 92

8.4.2 Chi phí tính toán hàng năm 92

8.4.3 Giá thành truyền tải điện năng 92

CHƯƠNG 9 :TÌM HIỂU VỀ ỔN ĐỊNH 94

9.1: Định nghĩa ổn định của hệ thống điện 94

9.2 Phương trình chuyển động tương đối 95

CHƯƠNG 10: TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP BAN ĐẦU 97

10.1 Thông số các phần tử 97

10.2 Quy đổi các thông số về đơn vị tương đối 98

10.2.1 Quy đổi máy phát điện và MBA tăng áp về đơn vị tương đối 98

10.2.2 Quy đổi thông số MBA giảm áp về đơn vị tương đối 99

10.2.3 Quy đổi thông số đường dây về đơn vị tương đối 100

10.2.4 Quy đổi các phụ tải thành tổng trở cố định ở đơn vị tương đối 100

CHƯƠNG 11: KHẢO SÁT TÍNH ỔN ĐỊNH ĐỘNG KHI NGẮN MẠCH 3 PHA PHÍA NHÀ MÁY 105

11.1 Đặc tính công suất khi ngắn mạch 105

11.2 Đặc tính công suất sau khi ngắn mạch 108

11.3 Tính góc cắt và thời gian cắt 110

11.3.1 Tính góc cắt 110

CHƯƠNG 12: KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH KHI NGẮN MẠCH 3 PHA PHÍA HỆ THỐNG 114

12.1 Đặc tính công suất khi ngắn mạch 114

12.2 Đặc tính công suất sau khi ngắn mạch 117

12.3 Tính góc cắt và thời gian cắt 120

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 125

Trang 7

DANH MỤC BẢNG Bảng1-1: Bảng tính toán phụ tải trong chế độ cực đại và cực tiểu 2

Bảng 1-2: Bảng tổng kết chế độ làm việc của nguồn 7

Bảng 2- 1: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho đường dây HT-9-NĐ 13

Bảng 2- 2: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho nhóm 1 14

Bảng 2- 3: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho phương án 2a 15

Bảng 2- 4: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho phương án 2b 15

Bảng 2- 5: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho phương án 2c 16

Bảng 2- 6: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho phương án 3a 17

Bảng 2- 7: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho phương án 3b 18

Bảng 2-8: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho phương án 3c 18

Bảng 3.1 : Kết quả chọn dây dẫn của đường dây HT-9-ND 24

Bảng 3-2: Bảng thông số đường dây HT-9-NĐ 24

Bảng 3- 3: Kết quả chọn dây dẫn của phương án 1 27

Bảng 3- 4: Thông số các đường dây của phương án 1 27

Bảng 3- 5: Kết quả tính tổn thất điện áp của phương án 1 27

Bảng 3-6: Kết quả chọn dây dẫn phương án 2a 28

Bảng 3-7: Bảng thông số đường dây phương án 2a 28

Bảng 3-8 : Kết quả tính tổn thất điện áp của phương án 2a 29

Bảng 3-9: Kết quả chọn dây dẫn phương án 2b 29

Bảng 3-10: Bảng thông số đường dây phương án 2b 30

Bảng 3-11: Kết quả tính tổn thất điện áp của phương án 2b 30

Bảng 3-12: Kết quả chọn dây dẫn phương án 2c 35

Bảng 3-13: Bảng thông số đường dây phương án 2c 35

Bảng 3-14 : Kết quả tính tổn thất điện áp của phương án 2c 36

Bảng 3-15: Kết quả chọn dây dẫn phương án 3a 36

Bảng 3-16: Bảng thông số đường dây phương án 3a 37

Bảng 3- 17: Kết quả tính tổn thất điện áp của phương án 3a 37

Bảng 3-18: Kết quả chọn dây dẫn phương án 3b 38

Bảng 3-19: Bảng thông số đường dây phương án 3b 38

Bảng 3- 20: Kết quả tính tổn thất điện áp của phương án 3b 38

Bảng 3-21: Kết quả chọn dây dẫn phương án 3c 39

Bảng 3-22 : Bảng thông số đường dây phương án 3c 39

Bảng 3-23 : Kết quả tính tổn thất điện áp của phương án 3c 40

Trang 8

Bảng 3-24: Kết quả chọn dây dẫn phương án 4 40

Bảng 3-25: Bảng thông số đường dây phương án 4 40

Bảng 3-26: Kết quả tính tổn thất điện áp của phương án 4 41

Bảng 4.1 : Bảng giá thành 1 km đường dây trên không mạch 110 kV 43

Bang 4.2 : Bảng tổng kết các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của các nhóm 46

Bảng 5- 1: Các thông số của máy biến áp trong trạm tăng áp 48

Bảng 5- 2: Bảng chọn máy biến áp hạ áp cho các trạm 49

Bảng 5-3: Các thông số của máy biến áp hạ áp 49

Bảng 5- 4: Số liệu về khoảng cách, công suất giới hạn và loại sơ đồ 52

Bảng 6- 1: Dòng công suất và tổn thất trong máy biến áp ở chế độ cực đại 56

Bảng 6- 2: Dòng công suất và tổn thất trên các đường dây ở chế độ cực đại 57

Bảng 6- 3: Dòng công suất và tổn thất trong máy biến áp ở chế độ cực tiểu 61

Bảng 6-4: Dòng công suất và tổn thất trên các đường dây 62

Bảng 6-5: Dòng công suất và tổn thất trên các đường dây ở chế độ sau sự cố 67

Bảng 7-1: Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp chế độ max 77

Bảng 7-2: Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp chế độ min 80

Bảng 7-3: Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp chế độ sự cố 81

Bảng 7-4: Thông số điều chỉnh của MBA không điều chỉnh dưới tải 82

Bảng 7-5: Thông số điều chỉnh của MBA điều chỉnh dưới tải 83

Bảng 7-6: Điện áp trên các thanh góp hạ áp quy đổi về phía cao áp 85

Bảng 7-7: Tính toán chọn điện áp điều chỉnh ở chế độ cực đại 88

Bảng 7-8: Tính toán chọn điện áp điều chỉnh ở chế độ cực tiểu 88

Bảng 7-9: Tính toán chọn điện áp điều chỉnh ở chế độ sau sự cố 89

Bảng 8-1: Giá thành trạm biến áp truyền tải có một máy biến áp điện áp 110/22kV 90

Bảng 8-2 Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của lưới điện thiết kế 93

Bảng 10-1: Thông số của máy phát điện 97

Bảng 10-2: Thông số của các lộ đường dây 97

Bảng 10-3: Thông số của các phụ tải 98

Bảng 10-4: Thông số quy đổi MBA giảm áp 99

Bảng 10-5 : thông số quy đổi đường dây 100

Bảng 11-1: Tính toán các bước lặp 111

Bảng 11-2: Kết quả phương pháp phân đoạn liên tiếp 113

Bảng 12-1: Tính toán các bước lặp 122

Bảng 12-2: Kết quả phương pháp phân đoạn liên tiếp 123

Trang 9

DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ vị trí của nguồn điện và các phụ tải điện tỉ lệ 1:10 (km) 3

Hình 2-1: Sơ đồ nối dây phương án nhóm 1 9

Hình 2-2: Sơ đồ nối dây các phương án nhóm 2 10

Hình 2-3: Sơ đồ nối dây các phương án nhóm 3 11

Hình 2-4: Sơ đồ nối dây phương án nhóm 4 11

Hình 4.1 : Sơ đồ phương án tối ưu 46

Hình 5-1: Sơ đồ trạm tăng áp 50

Hình 5-2: Sơ đồ trạm trung gian 9 51

Hình 5-1: Sơ đồ cầu trong 52

Hình 5-2: Sơ đồ cầu ngoài 53

Hình 10-1: Sơ đồ thay thế điện kháng nhà máy điện 99

Hình 10-2: Sơ đồ thay thế tính chế độ ban đầu 102

Hình 11-1: Sơ đồ khi ngắn mạch 3 pha phía nhà máy 105

Hình 11.2 Sơ đồ thay thế khi ngắn mạch phía nhà máy 105

Hình 11.6 Sơ đồ thay thế sau khi ngắn mạch phía nhà máy 108

Hình 11.7 Sơ đồ thay thế sau khi ngắn mạch phía nhà máy 109

Hình 11.8: Cân bằng diện tích gia tốc và hãm tốc 112

Hình 11.9: Sơ đồ hiển thị góc cắt theo thời gian 113

Hình 12-1: Sơ đồ khi ngắn mạch 3 pha phía hệ thống 114

Hình 12-2: Sơ đồ thay thế khi ngắn mạch phía hệ thống 114

Hình 12-6: Sơ đồ thay thế sau khi ngắn mạch phía hệ thống 118

Hình 12-7: Sơ đồ thay thế sau khi ngắn mạch phía hệ thống 120

Hình 12-8: Cân bằng diện tích gia tốc và hãm tốc 122

Hình 12-9: Sơ đồ hiển thị góc cắt theo thời gian 124

Trang 10

PHẦN I: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC

Trang 11

CHƯƠNG I PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC

CỦA NGUỒN

Thiết kế mạng điện là đưa ra phương án nối dây hợp lý nhất nhằm đạt yêu cầu về mặt kinh tế và kỹ thuật, đáp ứng tốt được các nhu cầu của phụ tải và hệ thống Để đưa ra được phương án hợp lí đó người thiết kế cần phải có sự tổng hợp, đánh giá về nguồn cung cấp và phụ tải tiêu thụ Trên cơ sở nắm vững được các đặc điểm của chúng như số nguồn điện, đặc điểm nguồn phát, công suất phát kinh tế, công suất phát định mức, công suất phụ tải yêu cầu tính chất phụ tải, mức độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng ,

để từ đó đưa ra phương thức tính toán, lựa chọn hợp lý và phương thức vận hành của mạng điện mình thiết kế, đảm bảo sao cho mạng điện vận hành kinh tế, an toàn tin cậy

1.1 Nguồn điện

Trong Hệ thống điện ( HTĐ ) thiết kế có 2 nguồn cung cấp là hệ thống và nhà máy nhiệt điện

Ø Hệ thống

- Hệ thống ( HT ) có công suất vô cùng lớn

- Hệ số công suất trên thanh góp của hệ thống cosφđm= 0,85

- Để đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ vận hành

ta cần phải cho liên hệ giữa HT và nhà máy điện để có thể trao đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết Mặt khác, vì hệ thống có công suất vô cùng lớn nên chọn

HT là nút cân bằng công suất và nút cơ sở về điện áp

Ø Nhà máy nhiệt điện

- Nhà máy nhiệt điện (NĐ) có 4 tổ máy, công suất định mức của mỗi tổ máy là Pđm=

63 (MW).Như vậy tổng công suất định mức của NĐ bằng 4.63=252 (MW)

- Hệ số công suất cosφđm= 0,8; Uđm = 10,5 (kV)

1.2 Phụ tải

Trong đồ án thiết kế có 9 phụ tải trong đó có 8 phụ tải loại I ( 1,2,4,5,6 ,7,9 )

và 2 phụ tải loại III ( 3,8 )

- Phụ tải loại I: là những phụ tải quan trọng có yêu cầu cung cấp điện liên tục Nếu

xảy ra hiện tượng mất điện sẽ gây hậu quả và thiệt hại nghiêm trọng về an ninh, chính trị

Trang 12

Các phụ tải loại I cần phải được cung cấp bằng đường dây mạch kép để đảm bảo cung cấp điện liên tục cũng như đảm bảo chất lượng điện năng ở mọi chế độ vận hành

- Phụ tải loại III: là phụ tải ít quan trọng hơn, để giảm chi phí đầu tư ta chỉ cần cấp

điện bằng đường dây đơn

- åP max=297MW

- Các phụ tải đều có hệ số công suất cosφđm = 0,9 và điện áp định mức Uđm =22 kV Công suất khi phụ tải cực tiểu bằng 77% công suất phụ tải cực đại

- Tât cả các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường ( KT )

- Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:

Q = P tgj max max max

Kết quả tính giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ cực đại và cực tiểu

Bảng1-1: Bảng tính toán phụ tải trong chế độ cực đại và cực tiểu

Hộ tiêu

thụ

Pmax+jQmax (MVA)

Smax (MVA)

Pmin+ j Qmin (MVA)

Trang 13

Hình 1.1: Bản đồ vị trí của nguồn điện và các phụ tải điện tỉ lệ 1:10 (km)

1.3 Cân bằng công suất tác dụng

Phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực

đại đối với hệ thống thiết kế có dạng:

P =P +P = P = åm P + åD +P P +P

Trong đó:

- P yc : tổng công suất tác dụng yêu cầu

- PF: tổng công suất định mức của nhà máy nhiệt điện phát ra

- PHT: công suất tác dụng lấy từ hệ thống

- m : hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m=1)

- ∑Pmax: tổng công suất của các phụ tải ở chế độ cực đại

- ∑∆P: tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện,khi tính sơ bộ có thể lấy

∑∆P=5%∑Pmax

Trang 14

- Ptd: công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy bằng 10% công suất phát của nhà máy

- Pdt: công suất tác dụng dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy

Pdt=10%∑Pmax, đồng thời công suất dự trữ cần phải lớn hơn hoặc bằng công suất định mức của tổ máy phát lớn nhất đối với hệ thống điện không lớn Vì hệ thống điện có công suất vô cùng lớn nên Pdt= 0

Tổng công suất của các phụ tải ở chế độ cực đại được xác định từ bảng 1-1:

( )

åP max = 297 MW

Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:

( )5% max 0,05.297 14,85

Tổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng:

( )10% 0,1.252 25,2

1.4 Cân bằng công suất phản kháng

Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng thiết kế có dạng:

Trong đó :

- Q yc : tổng công suất phản kháng yêu cầu

- m = 1: hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại

- QF: tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra

- åQL: tổng công suất phản kháng ( CSPK ) trên các đường dây trong mạng điện

- åQC: tổng CSPK do điện dung của các đường dây sinh ra, khi tính sơ bộ lấy å∆QL

= å∆QC

Trang 15

- åDQb: tổng tổn thất CSPK trong các trạm biến áp Khi tính sơ bộ lấy

10 1

Trang 16

Kết luận: Từ kết quả tính toán trên ta thấy rằng, công suất phản kháng do các

nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ Vì vậy không cần bù sơ bộ công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế

1.5 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn

P =85%.P =0,85.P = 0,85.252 = 214,2 (MW) Công suất phát lên lưới của nhà máy nhiệt điện là :

( )214,2 0,1.214,2 192,78

Trang 17

Công suất phát lên lưới của nhà máy nhiệt điện là:

HT yc NĐ

Từ các kết quả trên ta có bảng tổng kết sơ bộ chế độ làm việc của nguồn:

Bảng 1-2: Bảng tổng kết chế độ làm việc của nguồn

Chế độ vận hành Nhà máy nhiệt điện Hệ thống

Phụ tải cực đại 4 tổ máy làm việc

Trang 18

CHƯƠNG II

ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ CHỌN ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI

Trong quá trình thành lập các phương án nối điện cần phải chú ý tới những nguyên tắc sau đây :

Mạng điện phải đảm bảo tính an toàn cung cấp điện liên tục.Trong đồ án thiết kế

hộ phụ tải đều là loại I nên phải đảm bảo cung cấp điện liên tục, không được phép gián đoạn do vậy trong phương án nối dây ta dùng mạch kép hoặc mạch vòng

Đảm bảo chất lượng điện năng như tần số, điện áp…

Chỉ tiêu kinh tế cao, vốn đầu tư nhỏ, tổn thất nhỏ, chi phí vận hành nhỏ

Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, vận hành đơn giản, linh hoạt có khả năng phát triển

Trong chương này chúng ta sẽ đề xuất các phương án nối dây và tính toán điện áp truyền tải cho các phương án

2.1 Đề xuất các phương án nối dây

Một trong các yêu cầu của thiết kế mạng điện là đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục, nhưng vẫn phải đảm bảo tính kinh tế Muốn đạt được yêu cầu này người ta phải tìm ra phương án hợp lý nhất trong các phương án vạch ra đồng thời đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật

Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với các mạng là độ tin cậy và chất lượng cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ Khi dự kiến sơ đồ của mạng điện thiết kế, trước hết cần chú ý đến hai yêu cầu trên Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I, cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự động Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I có thể sử dụng đường dây hai mạch hay mạch vòng Các hộ tiêu thụ loại III được cung cấp điện bằng đường dây một mạch

Để chọn được sơ đồ tối ưu của mạngđiện ta sử dụng phương pháp chia lưới điện thành các nhóm nhỏ, trong mỗi nhóm ta đề ra các phương án nối dây, dựa trên các chỉ tiêu

về kinh tế - kỹ thuật ta chọnđược một phương án tốiưu của từng nhóm Vì các nhóm phân

Trang 19

chia độc lập, không phụ thuộc lẫn nhau nên tổng hợp các phương án tốiưu của các nhóm lại ta được sơ đồ tối ưu của mạngđiện

Dựa vào vị trí địa lý, công suất phát nhà máy và tổng công suất phụ tải xung quanh nhà máy ta phân thành 2 khu vực, nhà máy nhiệt điện cung cấp điện cho các phụ tải 4, 1,

2, 3 Khu vực hệ thống cung cấp điện cho các phụ tải 8, 7, 5, 6 Nhà máy và hệ thống liên

hệ thông qua đường dây liên lạc qua phụ tải 9

Dựa vào vị trí của các phụ tải ta lại phân 2 khu vực trên thành các nhóm nhỏ như sau:

Trang 21

2 km

Hình 2-4: Sơ đồ nối dây phương án nhóm 4

Trang 22

2.2 Lưạ chọn điện áp truyền tải

Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật Điện áp định mức của 1 lưới điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố:công suất của phụ tải và chiều dai đường dây

Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện và theo chiều dài từ nguồn tới phụ tải

Điện áp tính toán của đường dây được xác định bằng công thức kinh nghiệm Still sau đây:

- Li: khoảng cách truyền tải của đoạn đường dây thứ i;(km)

- Pnhi : công suất truyền tải đoạn đường dây thứ i;MW

- Ui: điện áp vận hành trên đoạn đường dây thứ i; (kV)

Trang 23

2.2.2 Tính toán điện áp truyền tải cho đường dây

2.2.2.1 Tính toán cho đường dây liên lạc HT-9-NĐ:

Ta có :

PNĐ-9= PF – Ptd – PN -∆P N

- PF: tổng công suất phát kinh tế của nhà máy NĐ

- Ptd: công suất tự dùng trong nhà máy điện

- PN: tổng công suất của các phụ tải nối với NĐ

Trang 25

Bảng 2- 3: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho phương án 2a

Tính toán tương tự như các phương án ở trên ta được bảng tính toán dưới đây

Bảng 2- 4: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho phương án 2b

Nhánh L(km) P(MW) n Utt(kV) Udm(kV)

Trang 26

Vậy điểm 2 là điểm phân bố công suất

Bảng 2- 5: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho phương án 2c

Nhánh L(km) P(MW) n Utt(kV) Udm(kV) ND-1 22.36 43.11 1 115.82 110

Trang 27

2.2.2.4 Nhóm 3 (HT-8-7-5)

2.2.2.4.1 Phương án 3a

Bảng 2- 6: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho phương án 3a

30 km

22,3

6 km

Trang 28

Bảng 2- 7: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho phương án 3b

-Vậy điểm 5 là điểm phân bố công suất

Bảng 2-8: Bảng tính toán điện áp truyền tải cho phương án 3c

Nhánh L(km) P(MW) n Utt(kV) Udm(kV)

HT-7 42.43 31.05 1 100.78 110

Trang 29

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT

3.1 Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn

Các mạng điện 110kV được thực hiện chủ yếu bằng các dây trên không Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), đồng thời các dây dẫn thường được đặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép tùy theo địa hình đường dây đi qua Đối với đường dây 110 (kV) khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5m (Dtb =5m)

Dòng điện cực đại chạy trên mỗi đoạn đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính theo công thức:

2 2 max max max max

- Smax: công suất chạy trên dây dẫn ở chế độ phụ tải cực đại (kVA)

- n: số mạch đường dây trên một lộ

- Uđm: điện áp định mức của mạng (U = 110 kV)

Đối với mạng điện khu vực có điện áp 110kV, tiết diện của dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế Tiết diện kinh tế được tính theo công thức:

max lv tt

kt

I F

J

=

Trong đó :

- Ftt: tiết diện dây dẫn tính toán, mm2

- Imaxlv : dòng điện qua dây dẫn ở chế dộ cực đại, A

- Jkt: mật độ dòng điện kinh tế, ứng thời gian sử dụng công suất cực đại

- Tmax = 3000÷5000 (h) và dây AC tra tài liệu ta có Jkt = 1,1 (A/mm2 ) Tra tài liệu (1) ta có Jkt=1,1 (A/mm2)

Trang 30

Dựa vào tiết diện dây dẫn tính theo công thức trên tiến hành chọn tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về tổn thất vầng quang, độ bền cơ của đường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ làm việc bình thuờng, sự cố

Đối với đường dây 110kV, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diên F ³ 70mm2

Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này

Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sự cố cần phải

có điều kiện sau:

- Icp: dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

- k1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ; k1= xq

ch

7070

- Pimax, Qimax: công suất chạy trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại

- Ri , Xi: điện trở và điện kháng của đường dây thứ i

· Chỉ tiêu tổn thất điện áp trong các chế độ :

Trong chế độ làm việc bình thường: DU m btax = 10% 15%

-Trong chế độ làm việc sự cố: DU m scax = 15% 20%

-Trong đó DU m scax: Tổn thất điện áp lúc sự cố lớn nhất

Trang 31

ax

bt

U m

D : Tổn thất điện áp khi bình thường

Ta tính tổn thất điện áp theo công thức:

+

bt U

điện dẫn đơn vị trên 1km chiều dài đường dây

Nếu dây đơn thì n=1, nếu dây kép thì n=2

Đối với đường dây kép, nếu đứt 1 dây thì tổn thất điện áp trên đường dây là:

Ø Chọn tiết diện dây dẫn

Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

-+

Trang 32

Tiết diện dây dẫn:

Đối với đường dây HT-9 ta chọn dây dẫn AC-70

Đối với đường dây NĐ-9 ta chọn dây dẫn AC-150

=> Đảm bảo điều kiện vầng quang

Ø Kiểm tra điều kiện phát nóng

Khi bình thường với phụ tải max ta có: =144,26(A)

Dây AC-70 đặt ngoài trời có Icp = 265 (A)

Ta thấy: =144,26(A)< k1.k2.Icp = 0,88.1.265 = 233,2 (A)

Ta thấy: =144,26(A)< k1.k2.Icp = 0,88.1.445 = 391,6(A)

Khi sự cố đường dây HT-9-NĐ sẽ xảy ra 1 trong 2 trường hợp sau:

- Ngừng 1 mạch đường dây

- Ngừng 1 tổ máy phát điện

· Sự cố đứt một mạch khi đó dòng điện lớn nhất chạy trên dây dẫn là:

max 1scND 5 lvND 5

Trang 33

( ) 3.63 189

F

Công suất tự dùng trong nhà máy bằng:

( )0,1.189 18,9

Vậy dây dẫn đảm bảo yêu cầu

Từ các thông số tập trung R,X,B của đường dây được tính như sau

Điện trở của dường dây :

Trang 34

Đường dây HT-9 là dùng dây AC-70 có :

r0 = 0,46 (Ω/km ); xo = 0,44 (Ω/km ), b0=2,58 (1/Ωkm.10-6) nên :

Tính toán tương tự cho đường dây NĐ-9 ta co bảng đưới đây

Bảng 3.1 : Kết quả chọn dây dẫn của đường dây HT-9-ND Đường

dây

S (MVA)

I bt (A)

F tt (mm 2 )

F tc (mm 2 )

I sc (A)

I cp (A)

R (Ω)

X (Ω)

B

2 .10 -4 (S)

U

13, 04.9, 48 6, 51.9, 07 = 100=1,51%

Trang 35

ND 9 max ND 9 ND 9 max ND 9

dm 2

U

49, 48.3, 8 23, 95.8, 3 = 100=3,2%

Ø Chọn tiết diện dây dẫn

Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

Trang 36

Chọn dây dẫn AC-150 => Đảm bảo điều kiện vầng quang

Ø Kiểm tra điều kiện phát nóng

Khi bình thường với phụ tải max ta có: = 145,81(A)

Ta thấy: = 145,81(A)< k1.k2.Icp = 0,88.1.445 = 391,6(A)

Sự cố nặng nề nhất là đứt một mạch khi đó điện lớn nhất chạy trên dây dẫn là:

Vậy dây dẫn đảm bảo yêu cầu

Từ các thông số tập trung R,X,B của đường dây được tính như sau:

Áp dụng cho đường dây NĐ-4:

Đường dây NĐ-4 dùng dây AC-150có :

Trang 37

Bảng 3- 3: Kết quả chọn dây dẫn của phương án 1 Đường

dây

S (MVA)

Ibt (A)

Ftt (mm 2 )

Ftc (mm 2 )

Isc (A)

Icp (A)

R (Ω)

X (Ω)

B

2 .10 -4 (S)

U50.2, 85 24, 22.6, 23 = 100 = 2,42 %

Trang 38

I bt (A)

F tt (mm 2 )

F tc (mm 2 )

I sc (A)

I cp (A)

R (Ω)

X (Ω)

B

2 .10 -4 (S)

NĐ-1 22.360 2 AC-95 3.466 4.807 0.593 NĐ-2 40.000 2 AC-70 9.200 8.800 1.032 NĐ-3 50.000 1 AC-95 15.500 21.500 0.663

Trang 39

Bảng 3-8 : Kết quả tính tổn thất điện áp của phương án 2a

I bt (A)

F tt (mm 2 )

F tc (mm 2 )

I sc (A)

I cp (A)

NĐ-1 40+j19.37 116.633 106.030 120.000 233.266 380 NĐ-2 46+j22.28 134.133 121.939 120.000 268.266 380

Trang 40

Bảng 3-10: Bảng thông số đường dây phương án 2b

Đường dây L(km) n

R (Ω)

X (Ω)

B

2 .10 -4 (S)

NĐ-1 22.36 2 2.795 4.729 0.601 NĐ-2 40.000 2 5.000 8.460 1.076

Định dạng
Số trang	135
Dung lượng	1,6 MB