Đồ án tốt nghiệp Nguyễn đình minh

Sự cần thiết và mối quan hệ giữa dự báo nhu cầu điện năng và phụ tải điện trong quy hoạch phát triển hệ thống điện .... Với các thông số như tổng công suất đặt của nguồn, công suất cần c

Trang 1

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Văn Điệp

MỞ ĐẦU

Ngày nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng được nâng cao nhanh chóng Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt đang tăng không ngừng mà trong đó Hệ thống điện đặt ra phải làm sao đáp ứng đủ nhu cầu ngày càng cao đó

Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, các mạng điện và các

hộ tiêu thụ điện được liên kết với nhau thành hệ thống để thực hiện quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng

Hệ thống điện là một phần của hệ thống năng lượng đặc biệt nên có những tính chất vô cùng phức tạp, điều đó thể hiện ở tính đa chỉ tiêu của nó và sự biến đổi, phát triển không ngừng Từng mức độ, phạm vi, cấu trúc nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu điện năng cho sự phát triển kinh tế xã hội của từng địa phương nói riêng và toàn quốc nói chung, đồng thời đảm bảo được các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật đề ra

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên ngành Hệ thống điện thông qua việc tính toán thiết kế lưới điện khu vực nhằm mục đích tổng hợp lại những kiến thức cơ bản đã được học tại truờng và xây dựng cho mỗi sinh viên những kỹ năng cần thiết trong quá trình thiết kế lưới điện Đồ án tốt nghiệp này gồm 2 phần:

Phần I : Thiết kế mạng lưới điện khu vực

Phần II:

Qua bản đồ án tốt nghiệp này em vô cùng biết ơn sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Văn Điệp và các thầy cô giáo trong khoa Hệ thống điện đã giúp em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này

Vì thời gian và kiến thức có hạn, trong quá trình thực hiện không tránh khỏi những sai xót Kính mong sự chỉ bảo góp ý của thầy, cô trong bộ môn để bản đồ án của em được tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Hà nôi, tháng 11 năm 2014

Sinh viên Nguyễn Đình Minh

Trang 2

Nguyễn Đình Minh 2 Lớp : Đ5H4

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

DANH MỤC BẢNG 5

DANH MỤC HÌNH 7

PHẦN I : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC 9

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI.XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN 10

1.1 Nguồn điện: 10

1.2 Phụ tải: 10

CHƯƠNG II: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 13

2.1 Cân bằng công suất tác dụng: 13

2.2 Cân bằng công suất phản kháng: 14

2.3 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn: 15

2.3.1 Chế độ phụ tải cực đại: 15

2.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: 16

2.3.3 Chế độ sự cố: 16

2.4 Các Phương Án Nối Dây 18

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 20

1.Phương án 1: 20

2 Chọn điện áp định mức của mạng điện: 20

2.1.Chọn tiết diện dây dẫn 21

2.2 Tổn thất điện áp trong mạng điện 24

3 Phương án 2: 25

3.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện 26

3.2 Chọn tiết diện dây dẫn 26

4 Phương án 3 28

4.2 Chọn tiết diện dây dẫn cho phương án 3 29

4.3 Tổn thất điện áp trong mạng điện: 31

5.Phương án 4 31

6 Phương án 5 34

6.1 Chọn điện áp của mạng điện: 35

Trang 3

6.2 Chọn tiết diện dây dẫn : 35

6.3 Tổn thất điện áp trong mạng điện: 37

7 Tổng hợp: 38

CHƯƠNG IV: SO SÁNH KINH TẾ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU VÀ MÁY BIẾN ÁP 39

4.1 Phương án 1 40

4.2 Phương án 3: 41

4.3 Phương án 4: 41

CHƯƠNG V : LỰA CHỌN MBA VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM CHO PHƯƠNG ÁN 43

5.1 Chọn số lượng, công suất các MBA trong các trạm tăng tăng áp 43

5.2 Chọn sơ đồ trạm và sơ đồ hệ thống điện: 45

5.2.1.Sơ đồ nối điện cho trạm: 45

5.2.2 Sơ đồ nối điện cho trạm trung gian: 46

5.2.3 Sơ đồ nối điện cho trạm cuối (trạm hạ áp): 46

CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG CHẾ ĐỘ CỦA LƯỚI ĐIỆN 48

6.1 Chế độ phụ tải cực đại: 48

6.1.1 Các đường dây cung cấp cho phụ tải 1,2,3,4,6,7,8,9 48

6.1.2 Đường đây NĐ-5-HT: 50

6.1.3 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống: 54

6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: 54

6.2.1 Tính toán dòng công suất: 54

6.2.2 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống: 56

6.3 Chế độ sự cố 56

CHƯƠNG VII: TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 62

7.1 Chế độ phụ tải cực đại (Ucs = 121kV): 62

7.2 Chế độ phụ tải cực tiểu (Ucs = 115 kV) 62

7.3 Chế độ sau sự cố (Usc = 121kV) 63

7.4 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho các trạm 65

7.5 Phương pháp chung chọn đầu phân áp 67

Trang 4

8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 73

8.4.2 Chi phí tính toán hàng năm 73

8.4.3 Giá thành truyền tải điện năng 73

8.4.4 Giá thành xây dựng 1 MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại: 73

PHẦN 2 : NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA MÔ HÌNH QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TRONG QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN 75

2.1 Các nội dung chủ yếu của Bài toán quy hoạch phát triển hệ thống điện 76

2.1.1 Bài toán dự báo nhu cầu điện năng và phụ tải điện 76

2.1.1.1 Sự cần thiết và mối quan hệ giữa dự báo nhu cầu điện năng và phụ tải điện trong quy hoạch phát triển hệ thống điện 76

2.1.1.2 Dự báo nhu cầu điện năng trong quy hoạch phát triển hệ thống điện 80

2.1.1.3 Dự báo phụ tải trong quy hoạch phất triển hệ thống điện 80

2.1.1.4 Mô hình quy hoạch tuyến tính dự báo nhu cầu điện năng trong quy hoạch phát triển hệ thống điện 81

2.1.2 Bài toán quy hoạch phát triển nguồn điện 85

2.1.2.1 Các loại mô hình quy hoạch phát triển nguồn điện 85

2.1.2.2 Mô hình quy hoạch tuyến tính phát triển nguồn điện 90

2.1.3 Bài toán quy hoạch phát triển lưới điện 92

2.1.3.1 Ý nghĩa của việc quy hoạch phát triển lưới điện 92

2.1.3.2.Phương pháp thiết kế lưới điện khu vực 93

2.2.1 Quy hoạch phát triển lưới điện bằng phương pháp cận và nhánh 93

2.2 Nghiên cứu xây dựng các mô hình quy hoạch tuyến tính trong quy hoạch phát triển hệ thống điện 96

2.2.1 Nghiên cứu xây dựng mô hình quy hoạch tuyến tính phát triển nguồn điện 96

2.2.2 Nghiên cứu xây dựng mô hình quy hoạch tuyến tính trong quy hoạch phát triển lưới điện 107

Trang 5

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1-1: Số liệu các phụ tải 11

Bảng 1-2: Bảng tính toán số liệu phụ tải ở chế độ cực đại và cực tiểu 11

Bảng 1-3: Tổng kết phương thức vận hành của nhà máy và hệ thống 17

Bảng 3-1 Chiều dài đường dây phương án 1 20

Bảng 3-2 Chọn sơ bộ điện áp định mức phương án 1 21

Bảng 3.3 Thông số các đường dây phương án 1 24

Bảng 3.4 Tổn thất điện áp phương án 1 25

Bảng 3.5 Chiều dài đường dây phương án 2 26

Bảng 3.6 Điện áp trên các dây phương án 2 26

Bảng 3.8 Tổn thất điện áp phương án 2 28

Bảng 3.9 Chiều dài đường dây phương án 3 28

Bảng 3.10:Tổn Thất Điện Áp Phương Án 3 29

Bảng 3.11 Thông số các đương dây phương án 3 30

Bảng 3.12 Tổn thất điện áp đường dây phương án 3 31

Bảng 3.13 Chiều dài các đường dây phương án 4 31

Bảng 3.14 Điện áp trên các đường dây phương án 4 32

Bảng 3.17 Điện áp trên các đường dây phương án 5 35

Bảng 3.19 Tổn thất điện áp trong mạng điện phương án 5 37

Bảng 4.1 Giá thành 1 km đường dây trên không mạch 110 kV 39

Bảng 4.1 Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng các đường dây phương án 1 40

Bảng 5.1 Chọn số lượng và công suất máy biến áp trong các trạm hạ áp 43

Bảng 5-3 Thông số máy biến áp cho các phụ tải 44

Bảng 6-1: Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế 49

Bảng 6-2 Dòng công suất và tổn thất công suất trên các phần tử 53

Trang 6

Bảng 7.3 Điện áp trên thanh góp quy về điện áp cao trong chế độ sự cố 65

Bảng 7.4.1 Thông số điều chỉnh của MBA không điều chỉnh dưới tải 66

Bảng 7.4.2 Thông số điều chỉnh của MBA điều chỉnh dưới tải 67

Bảng 7.5.1 Chọn đầu phân áp chung 68

Bảng 7.5.2 Chọn đầu phân áp cho MBA có điều áp dưới tải 71

Bảng 8.4 Bảng chi phí xây dựng và giá thành 74

Bảng 5.2 Số liệu dự báo nhu cầu (đồ thị phụ tải đẳng trị) 96

Bảng 5.3 Thông số kinh tế - kỹ thuật các nhà máy 96

Bảng 5.4 Giới hạn của năng lượng thủy điện 96

Trang 7

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1 Phương án nối dây 1 20

Hình 3.2 Phương án nối dây 3 25

Hình 3.4 phương án nối dây 4 31

Hình 5-2: Sơ đồ nối điện cho các trạm hạ áp 47

Hình 6.1 sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế đường dây NĐ-1 48

Hình 6-2: Sơ đồ nguyên lý và thay thế của đoạn NĐ-5-HT 50

Hình 6.4 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế đường dây HT-5-NĐ 59

Hình 2.3 Kết cấu mô hình WASP-III 89

Hình 2.5 Graph hoàn toàn 108

Trang 8

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đình Minh

HT

2.Phụ Tải T Max = 5000h

40,5 40,3 30,6 36,9 40,4 38,7 36,8 40,1 36,2 28,35 28,21 21,42 25,83 28,28 27,09 25,76 28,07 25,34 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88

- Nguồn 1: Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn,

- Nguồn 2: Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: 3x100 MW, đ Giá 1kWh điện năng tổn thất: 500 đồng/kWh

Trang 9

PHẦN I : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC

Trang 10

CHƯƠNG 1:

PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI.XÁC ĐỊNH SƠ BỘ

CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN

Trong công việc thiết kế lưới điện khu vực, ta phải nắm được những yếu tố mấu chốt và điển hình về nguồn cung cấp và phụ tải trong phạm vi thiết kế Qua đó có thể định hướng rõ ràng trong bản dự án hiện tại cũng như sự phát triển của nó trong tương lai Với các thông số như tổng công suất đặt của nguồn, công suất cần cung cấp cho các phụ tải, hệ số công suất, loại hộ tiêu thụ,… ta có thể xác định được kết cấu của mạng điện và nhu cầu gia tăng phụ tải

1.1 Nguồn điện:

Lưới điện thiết kế gồm 2 nguồn cung cấp là nhà máy nhiệt điện ngưng hơi và

hệ thống điện

Hệ thống điện (HT) có công suất vô cùng lớn:

 Điện áp trên thanh góp hệ thống: U = 110 kV

 Hệ số công suất trên thanh góp: cos đm = 0,85

Để trao đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ vận hành cần phải có sự liên hệ giữa hệ thống và nhà máy điện Mặt khác, vì hệ thống có công suất vô cùng lớn nên chọn hệ thống là nút cân bằng công suất và nút cơ sở về điện áp Ngoài ra do hệ thống

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

Nhà máy nhiệt điện (NĐ) gồm 3 tổ máy:

Đối với các nhà máy nhiệt điện, máy phát làm việc ổn định khi phụ tải có P ≥ 70%Pđm, còn khi P ≤ 30%Pđm thì các máy phát ngừng làm việc

Công suất phát kinh tế của các máy phát ở nhà máy nhiệt điện thường bằng (70

÷ 90)%Pđm

1.2 Phụ tải:

Nguồn điện cung cấp cho 9 phụ tải với các thông số cơ bản:

Trang 11



 P tg

Qmax max

max max

max

.

jQ P

2 max 2

max

Từ cos đm = 0,88 => tg đm = 0,54

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

Bảng 1-2: Bảng tính toán số liệu phụ tải ở chế độ cực đại và cực tiểu

Hộ tiêu thụ

Pmax,

MW

Qmax, MVAr Smax,MVA

Pmin,

MW

Qmin, MVAr

Smin, MVA

Trang 12

50km

60,8km

4 9

Hình 1.1: Sơ đồ bố trí phụ tải

Trang 13

CHƯƠNG II:

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 Cân bằng công suất tác dụng:

Đặc điểm quan trọng của năng lượng điện đó là khả năng truyền tải một cách tức thời từ nguồn cung cấp tới hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số lượng nhận thấy được Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng

Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống điện, các nhà máy của hệ thống cần phải phát công suất bằng tổng công suất của các hộ tiêu thụ và tổn thất công suất trong mạng điện, nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ

Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường, cần phải có dự trữ nhất định của công suất tác dụng trong hệ thống Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn

đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống

Vì vậy, phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại đối với hệ thống điện thiết kế có dạng:

Đ trong đó:

▪ PNĐ - tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra;

▪ PHT - công suất tác dụng lấy từ hệ thống;

▪ Ptt - công suất tiêu thụ trong mạng điện;

▪ m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải trong chế độ cực đại (m = 1);

▪ ∑Pmax - tổng công suấtcủa các phụ tải trong chế độ cực đại;

▪ ∑ P - tổng tổn thất công suất trong mạng điện, khi tính toán sơ bộ ta có thể lấy ;

▪ Ptd - công suất tự dùng của các nhà máy, có thể lấy bằng 8% tổng công suất đặt trong nhà máy;

▪ Pdt - công suất dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ lấy Pdt = 10%∑Pmax, đồng thời công suất dự trữ cần phải bằng công suất định mức của tổ máy phát lớn nhất đối với hệ thống điện không lớn Bởi vì hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, cho nên công suất dự trữ lấy ở hệ thống, nghĩa là Pdt = 0

Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định ở mục 1.2 bằng:

Trang 14

Như vậy, công suất mà hệ thống cung cấp cho phụ tải lúc này là:

Đ

2.2 Cân bằng công suất phản kháng:

Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm Sự cân bằng đòi hỏi không những đối với công suất tác dụng mà đối với cả công suất phản kháng

Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Phá hoại sự cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện Nếu như công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm

Vì vậy để đảm bảo chất lượng cần thiết 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 phản kháng trong mạng thiết kế có dạng: trong đó:

▪ QF - tổng công suất phản kháng do NĐ phát ra;

▪ QHT - công suất phản kháng do hệ thống cung cấp;

▪ Qtt - công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện;

▪ m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải trong chế độ cực đại (m=1);

▪ ∑Qmax - tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại

▪ ∑ QL - tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện;

▪ ∑QC - tổng công suất phản kháng do điện dung của đường dây sinh ra, khi tính toán sơ bộ có thế lấy  QL QC;

▪ ∑ Qb - tổng công suất phản kháng trong các trạm biến áp, khi tính toán sơ bộ

có thể lấy  Qb  15 %Qmax ;

▪ Qtd - công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện, ta lấy cos td = 0,85;

▪ Qdt – công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy bằng 15% tổng công suất phản kháng ở phần bên phải của phương trình Đối với mạng điện thiết kế, công suất Qdt sẽ lấy ở hệ thống, nghĩa là Qdt = 0

Hệ số công suất của nhà máy là cos = 0,85 => tg F = 0,62

Hệ số công suất của hệ thống là cos = 0,85 => tg HT = 0,62

Hệ số công suất tự dùng là cos td = 0,85 => tg td = 0,62

Như vậy, tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra là:

đ Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp là:

Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định

ở mục 1.2 bằng:

Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp bằng:

Trang 15

∑ ∑

Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện có giá trị:

Tổng công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện:

∑ ∑

Tổng công suất phản kháng được cung cấp từ hệ thống và nhà máy:

Từ các kết quả tính toán trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ Vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế

2.3 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn:

Vì trong mạng điện thiết kế, hệ thống có công suất vô cùng lớn nên ta chọn hệ thống làm nhiệm vụ cân bằng công suất

2.3.1 Chế độ phụ tải cực đại:

Nhà máy nhiệt điện cho phát kinh tế từ 70% đến 90% tổng công suất định mức, trong hệ thống này ta cho nhà máy phát cố định 80%Pđm Ta xác định công suất phát của hệ thống để công suất được cân bằng

Công suất phát kinh tế của nhà máy:

đ Công suất phản kháng của nhà máy ở chế độ phụ tải cực đại:

Đ Đ Công suất tác dụng tự dùng của nhà máy tính sơ bộ như sau:

đ Công suất phản kháng tự dùng của nhà máy lúc này là:

Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lưới ở chế độ cực đại:

∑ ∑ ∑

Lượng công suất tác dụng phát lên lưới do hệ thống đảm nhiệm:

∑

Trang 16

Tổng công suất phản kháng được cung cấp từ nhà máy và hệ thống:

Đ Đ Công suất tác dụng tự dùng của nhà máy tính sơ bộ như sau:

Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lưới ở chế độ cực tiểu:

∑ ∑ ∑

Lượng công suất tác dụng phát lên lưới do hệ thống đảm nhiệm:

∑ Lượng công suất phản kháng phát lên lưới do hệ thống đảm nhiệm:

Tổng công suất phản kháng yêu cầu của lưới ở chế độ cực tiểu:

∑ ∑ ∑ Tổng công suất phản kháng được cung cấp từ nhà máy và hệ thống:

Trang 17

Công suất phản kháng của nhà máy ở chế độ phụ tải sự cố:

Đ Công suất tác dụng tự dùng của nhà máy tính sơ bộ như sau:

Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lưới ở chế độ sự cố:

∑ ∑ ∑ Lượng công suất tác dụng phát lên lưới do hệ thống đảm nhiệm:

∑ Lượng công suất phản kháng phát lên lưới do hệ thống đảm nhiệm:

Tổng công suất phản kháng yêu cầu của lưới ở chế độ sự cố:

∑ ∑ ∑ Tổng công suất phản kháng được cung cấp từ nhà máy và hệ thống:

Bảng 1-3: Tổng kết phương thức vận hành của nhà máy và hệ thống

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

Trang 18

5

4

ND HT

50km

76,1km

67,1km

53,8km 58,3km 60,8km

5

4

ND HT

50km

76,1km

53,8km 58,3km

60,8km

50km

67,1km

Trang 19

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Văn Điệp Phương Án 4:

5

4

ND HT

50km

76,1km

53,8km 58,3km

60,8km

67,1km 70,7km 60,8km

3

5

4

ND HT

50km

76,1km

53,8km 58,3km

60,8km

67,1km 70,7km

50km

Trang 20

3

5

4

ND HT

50km

76,1km

67,1km

53,8km 58,3km

60,8km

Hình 3.1 Phương án nối dây 1

2 Chọn điện áp định mức của mạng điện:

Từ sơ đồ đi dây của phương án 1, ta xác định được chiều dài các đường dây từ nguồn đến phụ tải dựa vào định lý Pitago với thông số mỗi ô là 10x10km

Bảng 3-1 Chiều dài đường dây phương án 1

Công suất tác dụng từ nhà máy truyền vào đường dây ND-5 được tính như sau:

PN5 = PKT – Ptd – PN – PN

Trong đó PKT : tổng công suất phát kinh tế của nhà máy điện

Pkt=80%.Pđm=240(MW)

Ptd : công suất tự dung trong NMD = 24 MW

PN : tổng công suất các phụ tải nối với NMD Trừ phụ tải 5

PN = P1 + P2 + P3 + P6 + P7 =40,5 + 40,3 + 30,6 + 38,7 + 36,8=186,9

PN: tổn thất cs trên đường dây do NMD cung cấp (=5%PN)

5

.186,9 9,345( W) 100

Trang 21

Tính toán tương tự cho các đường dây còn lại, ta có bảng sau:

Đường dây CS truyền tải L Utt U dm S

kt

 Trong đó : Ilv : Dòng điện làm việc chạy trên đường dây ( A )

max max .103 3.

Trang 22

.Kiểm tra phát nóng của dây dẫn lúc sự cố

Ta phải tính được dòng điện chạy trong dây dẫn của đoạn dây đó lúc sự cố đứt dây ( Isc ) Sau đó so sánh trị số tính được với dòng điện cho phép chạy trong dây dẫn

đó ( Icp )

Vì là đoạn dây có lộ kép thì dòng điện khi sự cố bằng 2 lần dòng điện ở chế độ phụ tải max

Isc = 2.Imaxbt +)Ta tiến hành chọn tiết diện dây dẫn cho đường dây HT-9:

9

36, 2 10 10 95( )

2 3 2 3.110

HT HT

Khi ngừng 1 mạch đường dây, Isc = 2.86,363 =172,726 < Icp (TM)

+) Đối với đường dây ND-5:

5

22, 45 10 10 58, 91( )

2 3 2 3.110

ND ND

2 3 2 3.110

HT HT

ND ND

Khi ngừng 1 mạch đường dây, Isc = 2.61,56 < Icp =265 (TM)

Đối với đường dây HT-5-ND, ta cần xét thêm sự cố ngừng 1 MF, 2 MF còn lại sẽ phát 100% công suất:

Trang 23

CSPK chạt trên đường dây ND-5 là:

Trang 24

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp

Đường

Tính tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường và khi sự cố nguy hiểm nhất

Tổn thất điện áp trên một đoạn dây được tính theo biểu thức sau :

U dm



Trong đó :

P, Q: Là công suất tác dụng và phản kháng trên đoạn dây đó

R, X: Là điện trở và điện kháng của đoạn đường dây đó

Uđm : Là điện áp định mức của mạng điện

Trang 25

Tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường ∆Umaxbt% ( nghĩa là tính tổn thất điện áp từ nguồn tới phụ tải xa nhất lúc phụ tải cực đại ) và tổn thất điện áp lúc sự cố nặng nề nhất ∆Umaxsc% phải thỏa mãn các điều kiện sau :

- Lúc bình thường : ∆Umaxbt% ≤ 15%

Đ ường dây Ubt% Usc%

HT-9 4,201 8,402 ND-7 5,767 11,534 HT-8 5,838 11,676 ND-6 5,473 10,946

ND-5 2,904 5,808 ND-2 4,465 8,93 HT-5 2,589 5,178 ND-3 4,141 8,282

50km

60,8km

36,05km

Trang 26

3.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện

Ta xác định chiều dài đường dây như ở phương án 1:

đường

dây HT-9 9-8 HT-4 HT-5 ND-5 7-6 ND-6 ND-1 ND-3 3-2

l (km) 50 50 60,8 63,2 51 60,8 67,1 42,4 58,3 36,05

Bảng 3.5 Chiều dài đường dây phương án 2

CS chạy trên đường dây HT-9:

CS chạy trên đường dây HT-5-ND ta đã tính ở phương án 1, ta có bảng sau:

Đường dây CS truyền tải P l Utt U dm

76,3 41, 202

2 3 2 3.110

HT HT

x kt

Trang 27

Khi ngừng 1 mạch đường dây, Isc = 2.206,87 < Icp =605 (TM)

Tính toán tương tự cho các đương dây còn lại Ta có bảng sau:

Đường

9-8 40,1 119,598 108,725 120 380 239,196 50 0.27 0.423 2.69 6,75 10,575 1,345 ht-4 36,9 110,054 100,049 120 380 220,108 60,8 0.27 0.423 2.69 8,208 12,859 1,635 ht-5 20,645 61,573 55,97 70 265 123,146 63,2 0.46 0.44 2.58 14,536 13,904 1,630

nd-6 75,5 225,178 204,708 240 605 450,356 67,1 0.13 0.4 2.85 4,361 13,42 1,912 nd-1 40,5 120,79 109,81 120 380 241,58 42,4 0.27 0.423 2.69 5,724 8,967 1,140

3-2 40,3 120,19 109,28 120 380 240,38 36,05 0.27 0.423 2.69 4,866 7,624 0,969

Bảng 3.7 Thông số các đường dây phương án 2

Trang 28

3.3 Tổn thất điện áp trong mạng điện

Làm tương tự như phương án 1, ta có

Đường dây ubt% usc% Đường dây ubt% usc%

HT-9 5,454 10,908 6-7 4,608 9,216 9-8 4,129 8,258 ND-6 7,243 14,486

3

5

4

ND HT

50km

76,1km

53,8km 58,3km

Bảng 3.9 Chiều dài đường dây phương án 3

Tính toán tương tự như phương án 2 ta được bảng tổn thất điện áp phương án 3

Trang 29

Đường dây CS truyền tải l Utt U dm

HT-9 76,3+j41,202 50 111,53 110

HT-4 36,9+j19,926 60,8 81,887 110 HT-5 20,645+j11,149 63,2 65,58 110 ND-5 19,755+j10,667 51 62,74 110 ND-7 36,8+19,872 76,1 83,52 110 ND-6 38,7+20,898 67,1 64,224 110 ND-3 30,6+j16,524 58,3 75,558 110 ND-2 40,3+j21.762 53,8 84,178 110 ND-1 40,5+j21,87 42,4 83,074 110

Bảng 3.10:Tổn Thất Điện Áp Phương Án 3 4.2 Chọn tiết diện dây dẫn cho phương án 3

Tính toán tương tự như phương án 2,ta được tiết diện dây dẫn cho trong bảng 3.11

Trang 30

Trang 31

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp 4.3 Tổn thất điện áp trong mạng điện:

Làm tương tự như phương án 2, ta có:

Đường dây ubt% usc% Đường dây ubt% usc%

Bảng 3.12 Tổn thất điện áp đường dây phương án 3

Tổn thất điện áp max lúc bình thường:

Trang 32

Bảng 3.14 Điện áp trên các đường dây phương án 4

Tính toán tương tự như phương án 3, ta tính được thông số các đường dây cho trong bảng 3.15 :

Trang 33

Đường

Tính toán tương tự như phương án 3, ta có bảng 3.16

Đường dây Ubt% Usc% Đường dây Ubt% Usc%

Trang 34

60,8km

67,1km 70,7km

50km

Hình 3.5 Phương án nối dây 5

Xét mạch vòng HT-9-8, để xác định dòng công suất, ta cần giả thiết rằng: mạng điện đồng nhất và tất cả các loại đường dây đều có cùng 1 tiết diện Như vậy dòng công suất chạy trên đoạn HT-9 là:

Trang 35

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp 6.1 Chọn điện áp của mạng điện:

Làm tương tự như các phương án trên, ta có

Bảng 3.17 Điện áp trên các đường dây phương án 5 6.2 Chọn tiết diện dây dẫn :

Ta tiến hành tính toán và chọn như ở các phương án trên, xét mạch vòng,

ta có

+) Dây HT-9 có Ftt = 228,85(mm2) => chọn dây AC-240 ( Icp = 605 A) +) Dây HT-8 có Ftt = 203,38(mm2) => chọn dây AC-240 ( Icp = 605 A) +)Dây 9-8 có Ftt = 32,55(mm2) => chọn dây AC-70 ( Icp = 265 A)

Xét đoạn 9-8 : khi đứt dây HT-8, dây này sẽ tải 1 lượng cs lớn nhất =

Trang 36

Trang 37

Ta nhận thấy mạch vòng có 1 điểm phân chia công suất là nút 8, do đó nút này

sẽ có điện áp thấp nhất mạch vòng, nghĩa là tổn thất điện áp mạch vòng lớn nhất:

HT HT HT HT HT

+)Khi đứt dây 9-8: dây HT-9 sẽ tải 1 lượng cs S8 = 36,2+j19,548 (MVA)

dây HT-8 sẽ tải 1 lượng cs: S8=40,1+j21,654(MVA)

6.3 Tổn thất điện áp trong mạng điện:

Đường dây Ubt% Usc% Đường

HT-9 6,032 10,944 ND-5 2,904 5,808

Trang 38

Để thuận tiện khi so sánh các phương án về kỹ thuật, các giá trị tổn thất điện

áp cực đại của các phương án được tổng hợp trong bảng sau:

Tổn thất

điện áp

Phương án

U maxbt% 5,838 11,851 9,583 11,851 6,89

U maxsc% 11,676 19,094 15,037 19,094 27,034

Dựa vào bảng trên, ta chọn 3 phương án 1, 3, 4 để tiến hành so sánh kinh tế, kỹ thuật

Trang 39

CHƯƠNG IV:

SO SÁNH KINH TẾ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU VÀ MÁY BIẾN ÁP

Chỉ tiêu được sử dụng khi so sánh các phương án là chi phí tính toán hàng năm

Z, được xác định theo công thức:

Z = (atc + avh).Kd + ∆A.c

Trong đó:

atc : hệ số hiệu quả của vốn đầu tư (atc = 0,125)

avh : hế số vận hành đối với cá đường dây (avh = 0,04)

Kd : tổng vốn đầu tư về đường dây

∆A : tổng tổn thất điện năng hàng năm trong mạng điện

C : giá tiền của 1kWh tổn thất điện năng; c = 500 (đ/kWh)

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

k0i: suất đầu tư cho 1km đường dây, (đ/km)

li : chiều dài đoạn đường dây thứ i, (km)

x = 1 nếu lộ đơn ; x = 1,6 nếu lộ kép

Ta có bảng giá thành 1km đường dây trên không một mạch điện áp 110kV [TK1]

Bảng 4.1 Giá thành 1 km đường dây trên không mạch 110 kV

Trang 40

Ri: điện trở của đường dây thứ i

Uđm: điện áp định mức của mạng điện

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

∆A = ∑∆Pimax.τ

trong đó :

 Pi: tổn thất công suất trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại

: thời gian tổn thất công suất cực đại

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

Tổn thất công suất trên các đường dây còn lại được tiến hành tương tự

+) Vốn đầu tư xây dựng đường dây HT-9 là:

9 1, 6 0 9 1, 6.283.10 50 22640.10 (d)

Vốn đầu tư xây dựng các đường dây còn lại được tiến hành tương tự

ht-8 ht-8 70,7 9,544 40,1 21,654 1,638 120 354 40044,48 ht-5 ht-5 63,2 14,536 `20,645 11,15 0,661 70 208 21032,96 ht-4 ht-4 60,8 8,208 36,9 19,926 1,193 120 354 34473,12 nd-5 nd-5 51 11,73 19,755 10,667 0,488 70 208 16972,8 nd-7 nd-7 76,1 10,273 36,8 19,872 1,485 120 354 43103,04 nd-6 nd-6 67,1 9,058 38,7 20,898 1,448 120 354 38005,44 nd-1 nd-1 42,4 5,724 40,5 21,87 1,002 120 354 24015,36 nd-2 nd-2 53,8 7,263 40,3 21,762 1,259 120 354 30472,32 nd-3 nd-3 58,3 9,619 30,6 16,526 0,961 120 283 26398,24 Tổng Tổng 11,289 297157,76

Bảng 4.1 Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng các đường dây phương án 1

Định dạng
Số trang	110
Dung lượng	2,19 MB