BÀI tập lớn môn học hệ THỐNG điện đề bài 2 tải 2 NGUỒN 1

Xác định điện áp và góc pha tại các nút còn lại trong hệ thống Từ power world ta có bảng giá trị điện áp và góc pha từ các nút còn lại 7.. Xác định dòng điện trên các nhánh dây Từ power

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC

HỆ THỐNG ĐIỆN

ĐỀ BÀI: 2 - TẢI 2 - NGUỒN 1

GVHD: PGS.TS TRƯƠNG VIỆT ANH

SVTH:

3 Nguyễn Xuân Thảo Linh 18142148

Lớp: Sáng thứ 6 - Tiết 2-5.

Chuyên ngành: CNKT Điện - Điện tử.

Tp Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2020

SVTH: MSSV

Nguyễn Quốc Khánh 18142133

Nguyễn Quang Khải 18142131 Ngô Quang Kiệt 18142145 Nguyễn Xuân Thảo Linh 18142148 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Trương Việt Anh ĐIỂM: NHẬN XÉT CỦA GV: ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

GV ký tên

P tại thời gian i: Pi = PTải CN i+PTải dân dụng i +PTải thương mại i + PTải CSCC i

Q tại thời gian i: Qi = QTải CN i+QTải dân dụng i +QTải thương mại i + QTải CSCC i

S tại thời gian i: S i=√Pi2

+Qi2Công suất cực đại: Pmax =Max(P1-P24)

Thời gian sử dụng công suất cực đại: Tmax= kdk.8760

Ta được kết quả tính như bảng dưới ( áp dụng cho tất cả các nút )

Tại nút 1 ( Công suất tại nút 1 là 0.7 x 80 = 56 MW)

Công suất tiêu thụ tại các thời điểm 3:00, 10:00, 12:00, 17:00, 22:00 là phần in đậm trong bảng

Tại nút 2 ( Công suất tại nút 2 là 1 x 80 = 80 MW)

Công suất tiêu thụ tại các thời điểm 3:00, 10:00, 12:00, 17:00, 22:00 là phần in đậm trong bảng

Tại nút 3 ( Công suất tại nút 3 là 0.8 x 80 = 64 MW)

Công suất tiêu thụ tại các thời điểm 3:00, 10:00, 12:00, 17:00, 22:00 là phần in đậm trong bảng

Tại nút 4 ( Công suất tại nút 4 là 0.9 x 80 = 72 MW)

Công suất tiêu thụ tại các thời điểm 3:00, 10:00, 12:00, 17:00, 22:00 là phần in đậm trong bảng

Tại nút 5 ( Công suất tại nút 5 là 1 x 80 = 80 MW)

Công suất tiêu thụ tại các thời điểm 3:00, 10:00, 12:00, 17:00, 22:00 là phần in đậm trong bảng

Tại nút 6 ( Công suất tại nút 1 là 0.9 x 80 = 72 MW)

Công suất tiêu thụ tại các thời điểm 3:00, 10:00, 12:00, 17:00, 22:00 là phần in đậm trong bảng

Tại nút 7.1 ( Công suất tại nút 7.1 là 1.1 x 80 = 8.8 MW)

Công suất tiêu thụ tại các thời điểm 3:00, 10:00, 12:00, 17:00, 22:00 là phần in đậm trong bảng

Tại nút 8.1 ( Công suất tại nút 1 là 0.6 x 80 = 48 MW)

Công suất tiêu thụ tại các thời điểm 3:00, 10:00, 12:00, 17:00, 22:00 là phần in đậm trong bảng

160.272

164.936

187.408

200.128Q1-6

107.69

6

107.696

107.696

107.696

107.696

107.696

130.592S1-6 216.15 208.84 196.27 193.09 196.98 216.15 238.97

Thời

P1-6 258.64

312.488

323.088

323.08

8 322.24 309.52

309.944Q1-6

166.20

8

210.304

227.264

233.62

4 243.8 226.84 226.84S1-6 307.44 376.67 395.01 398.71 404.08 383.74 384.09

Thời

gian 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21P1-6 320.12

276.024

265.84

8 257.368 304.008 304.008 310.368Q1-6 226.84

189.528

189.52

8 153.912 160.272 160.272 160.272S1-6 392.34 334.83 326.49 299.88 343.67 343.67 349.31

Thời gian 21-22 22-23 23-24

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0

Thời

P78 82.96 100.232 103.632 103.632 103.36 99.28 99.416Q78 53.312 67.456 72.896 74.936 78.2 72.76 72.76S78 98.61 120.82 126.70 127.89 129.61 123.09 123.20

Thời

gian 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21P78 102.68 88.536 85.272 82.552 97.512 97.512 99.552Q78 72.76 60.792 60.792 49.368 51.408 51.408 51.408S78 125.85 107.40 104.72 96.19 110.23 110.23 112.04

Thời gian 21-22 22-23 23-24

P78 96.832 85.952 67.456

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 -10

1 Chọn số lượng và dung lượng máy biến áp cho các nhánh

Giả sử chọn MBA có công suất 80 MVA

Đồ thị công suất tại nút 7.1Tính quá tải sự cố

Kiểm tra K1 ¿0,93 , T2<6 h và chỉ kéo dài thời gian vận hành ở trạng thái 5 ngày đêm

Máy biến áp 80 MVA thỏa mản

Vậy chọn hai máy biến áp công suất MBA = 80 MVA

Giả sử chọn công suất máy biến áp 50 MVA

Đồ thị công suất tại nút 8.1

Máy biến áp 50 MVA thỏa mản

Vậy chọn hai máy biến áp công suất MBA = 50 MVA

2/ Tính tổn thất công suất của 2 máy biến áp đã chọn khi ∆ P Fe

= 2×SMBA (W) và PCu = 5×SMBA (kW) – lưu ý SMBA (MW) tại thời điểm 3:00, 10:00, 12:00, 17:00, 22:00

∆ P=2× ∆ P Fe+2× ∆ PCu ×( S max

2× S dm)

2 = 2 ×0.16 + 2 × 400 ׿ = 210,3 kWTại thời điểm 12:00 giờ:

∆ P=2× ∆ P Fe+2× ∆ PCu ×( S max

2× S dm)

2 = 2 ×0.16 + 2 × 400 ׿ = 220 kWTại thời điểm 17:00 giờ:

∆ P=2× ∆ P Fe+2× ∆ PCu ×( S max

2× S dm)

2 = 2 ×0.16 + 2 × 400 ׿ = 143,8 kWTại thời điểm 22:00 giờ:

∆ P=2× ∆ P Fe+2× ∆ PCu ×( S max

2× S dm)

2 = 2 ×0.16 + 2 × 400 ׿ = 157,58 kWNút 81:

∆ P=2× ∆ P Fe+2× ∆ PCu ×( S max

2× S dm)

2 = 2 ×0.1 + 2 × 250 ׿ = 100,19 kW

Tại thời điểm 12:00 giờ:

∆ P=2× ∆ P Fe+2× ∆ PCu ×( S max

2× S dm)

2 = 2 ×0.1 + 2 × 250 ׿ = 104,8 kWTại thời điểm 17:00 giờ:

∆ P=2× ∆ P Fe+2× ∆ PCu ×( S max

2× S dm)

2 = 2 ×0.1 + 2 × 250 ׿ = 68,5 kWTại thời điểm 22:00 giờ:

∆ P=2× ∆ P Fe+2× ∆ PCu ×( S max

2× S dm)

2 = 2 ×0.1 + 2 × 250 ׿ =75 kW

3/ Tổn thất năng lượng của toàn trạm 7-71 và 8-81

- Tổn thất công suất trung bình trong đồng của một máy:

∆ P cutb=∆ P cumax × LFF=∆ P đ m ×( S max

- Tổn thất công suất trung bình trong đồng của một máy:

∆ P cutb=∆ P cumax × LFF=∆ P đ m ×( S max

5/Đính kèm các bản vẽ mô tả trạm biến áp 7-71 và 8-81 (bản vẽ phối cảnh, ản vẽ mặt bằng bản vẽ mặt cắt)

III Tuần 9, 10, 11:

1 Chọn sơ đồ đi dây cho lưới điện (tất cả các nút đều có ít nhất 2 đường nối trừ nút 71 và 81, các đường dây không giao chéo

2 Cho biết tính chất của các loại nút, chọn nút 1 là nút cân bằng

Nút 1 Nút cân bằng V = constσ = const P = ? Q = ?

Nút 2 Nút máy phátNút tải PQ P = const V = ?

Nút 3 Nút trung gianNút tải PQ P = const V = ?

Nút 4 Nút máy phátNút tải PQ P = const Q = ? V = constσ = ?

Nút 5 Nút máy phátNút tải PQ P = const V = const

Nút 6 Nút trung gianNút tải PQ P = const Q = ? V = constσ = ?

Nút 7 Nút trung gianNút tải PQ P = 0 Q = 0 V = ?σ = ?

Nút 8 Nút trung gianNút tải PQ P = 0 V = ?

Nút 7.1 Nút tải PQ P = const Q = const V = ?σ = ?

Nút 8.1 Nút tải PQ P = const Q = const V = ?σ = ?

3 Xây dựng quan hệ Y.V=I

4 Viết phương trình điện áp nút để có thể sử dụng phương pháp giải lặp gauss-seidel

5 Giải lặp 02 vòng với điện áp của nút 1 (V1=1.05+0j) các nút còn lại (V=1+0j)

6 Xác định điện áp và góc pha tại các nút còn lại trong hệ thống

Từ power world ta có bảng giá trị điện áp và góc pha từ các nút còn lại

7 Vẽ lưới điện trên phần mềm powerworld

8 Xác định dòng điện trên các nhánh dây

Từ power world ta có dòng điện trên các nhánh dây

Điện áp (pu) Góc pha

9 Xác định dòng công suất 2 đầu nhánh dây

10.Xác định tổn thất công suất của các nhánh dây và toàn lưới bằng công thức toán học dựa trên điện áp các nút và bằng powerword

Từ dòng công suất 2 đầu nhánh dây và tổn thất công suất trên đường dây

Đầu 4 Nhánh 4-3 41.46

0.561 2.245 Đầu 3 Nhánh 4-3 39.82

Đầu 4 Nhánh 4-5 15.91

0.103 0.459 Đầu 5 Nhánh 4-5 15.91

IV Tuần 12:

Giải quyết các vấn đề về tính huống vận hành

1/Đề xuất giải pháp nếu 01 đường dây bị quá tải bằng phần mềm powerworld

Lúc vận hành bình thường

Trường hợp 1: Giả sử máy biến áp ở nút 7.1 hoặc nút 7.2 bị quá tải.

Để đường dây không bị quá tải thì ta phải chuyển 1 phần công suất tải sang nhánh 7 (cụ thể trong bài di chuyển 15MW ở nhánh 7.1 sang nhánh 8.1)

Trường hợp 2: Giả sử máy biến áp ở nút 8.1 hoặc nút 8.2 bị quá tải.

Để đường dây không bị quá tải thì ta phải chuyển 1 phần công suất tải sang nhánh 8 (cụ thể trong bài di chuyển 15MW ở nhánh 8.1 sang nhánh 7.1 và 15MW ở nhánh 8.2 sang nhánh 7.2)

2/Tính dòng xung kích lớn nhất tại thanh góp 7 và 8, 71 và 81

 I FCO : dòng định mức của cầu chì

 I b : dòng định mức sơ cấp của biến áp

 I c : dòng nhỏ nhất phía sơ cấp khi có ngắn mạch trên đầu cuộn thứ cấp máy biến áp.

Chọn chống sét van LA

Xác định điện áp pha định mức của mạng điện:

n p

Với ∆U là độ dao động điện áp cho phép của mạng điện Độ dao động điện

áp cho phép theo quy định hiện nay là  U 5%U n điện áp dây cực đại của mạng điện:

U m = 22 + 0.05×22 = 23.1 (kV)

Xác định hệ số chạm đất K e :

Hệ thống ba pha ba dây, nối đất có tổng trở nhỏ nên K e = 1.4.

Xác đinh giá trị quá điện áp tạm thời U TOV :

23.1 1.4 18.67( )

m MCOV

U

Điều kiện lựa chọn chống sét van:

 Điện áp định mức chống sét van: U nLA ≥U p = 12.70 (kV)

 Điện áp làm việc liên tục lớn nhất: U MCOV-LA≥U MCOV = 13.34 (kV)

 Quá điện áp tạm thời: U TOV-LA ≥ U TOV = 18.67 (kV)

 Dòng phóng điện định mức: I s dạng sóng 8/20 µs

Chọn biến dòng

Vì là trạm khách hàng nên các thiết bị đo lường được bố trí phía trung áp Máy biến dòng được chọn theo điện áp, dòng điện phụ tải phía thứ cấp, cấp chính xác, kiểu loại Máy biến dòng được kiểm tra theo các điều kiện ổn định lực điện động và ổn định nhiệt khi có dòng điện ngắn mạch chạy qua Cụ thể:

Dòng ngắn mạch 3 pha thực hiện bằng powerworld Ngắn mạch tại nút 7: I(3)nm=2338.7 A

Ngắn mạch tại nút 8: I(3)nm=1903 A

Ngắn mạch tại nút 7.1 = 7.2 I(3)nm=9419 A

Ngắn mạch tại nút 8.1 = 8.2 I(3)nm=8498 A

So sánh ở câu 1 thì dòng ngắn mạch ba pha thấp hơn ở câu 1 khi cắt đường dây 8-5 vì dòng công suất giảm => điện áp giảm => dòng ngắn mạch giảm

Khi cắt đường dây 8-7.

Dòng ngắn mạch 3 pha thực hiện bằng powerworld.

Ngắn mạch tại nút 7: I(3)nm=2655.8 A

Ngắn mạch tại nút 8: I(3)nm=2394 A

Ngắn mạch tại nút 7.1 = 7.2 I(3)nm=11413 A

Ngắn mạch tại nút 8.1 = 8.2 I(3)nm=10767 A

So sánh ở câu 1 thì dòng ngắn mạch ba pha thấp hơn ở câu 1 khi cắt đường dây 8-5 vì dòng công suất giảm => điện áp giảm => dòng ngắn mạch giảm

5/Thay đổi công suất phát của một vài nút máy phát, tính toán lại dòng ngắn mạch bằng powerworld So sánh với kết quả trước khi thay đổi Lý giải tại sao có vấn đề này

TH1:Thay đổi công suất ở nút 5 thành 130MW ( tăng thêm 30MW so với ban đầu)

Ngắn mạch tại nút 7: I(3)nm=2804 A

Ngắn mạch tại nút 8: I(3)nm=2672 A

Ngắn mạch tại nút 7.1 I(3)nm=11521 A

Ngắn mạch tại nút 7.2 I(3)nm=11076 A

Ngắn mạch tại nút 8.1 I(3)nm=11653 A

Ngắn mạch tại nút 8.2 I(3)nm=11653 A

TH2:Thay đổi công suất ở nút 5 thành 50MW, nút 2 thành 130

Ngắn mạch tại nút 7: I(3)nm=2802 A

Ngắn mạch tại nút 8: I(3)nm=2672 A

Ngắn mạch tại nút 7.1= 7.2 I(3)nm=11515 A

Ngắn mạch tại nút 8.1 = 8.2 I(3)nm=11652 A

Nhận xét: Dòng ngắn mạch 3 pha sau khi tăng thêm công suất máy

phát tại nút 5 (30MW) bằng với dòng ngắn mạch 3 pha sau khi giảm bớtcông suất máy phát tại nút 5 và nút 2 (50+20MVA)

Và tăng hơn so với kết quả tính ở câu 1 tuy nhiên tăng không đáng kể

6/Đề xuất giải pháp giảm dòng ngắn mạch tại nút 71 hay 81 khi vận hành 2 MBA 110/22kV trong biến áp

Lắp thêm tụ bù để giảm dòng cắt ngắn mạch tại nút 71 hay 81 khi vận

hành MBA 110/22Kv trong biến áp