Đồ án môn học Thiết kế các mạng và hệ thống điệnSinh viên: Trần Văn Ngọc
Lớp :
- 1 -
ĐỀ BÀI
I. SƠ ĐỒ LƯỚI ĐIỆN:
N§
4
6
5
1
3
2
II. THÔNG SỐ ĐẦU VÀO:
Các số liệu
Các hộ tiêu thụ
1
2
3
4
5
6
Phụ tải cực đại(MW)
38
17
25
2.2.1 Sơ đồ nối dây - 8 -
2.2.2 Tính điện áp vận hành của mạng điện - 9 -
2.2.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đường dây của phương
án đã chọn - 10 -
2.2.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong trường hợp vận hành
bình thường và trong chế độ sự cố - 12 -
2.2.5 .Kiểm tra điều kiện phát nóng trong trường hợp sự cố - 14 -
2.3 Phương án nối dây 2 - 16 -
2.3.1 Sơ đồ nối dây - 16 -
2.3.2 Tính điện áp vận hành của mạng điện - 16 -
2.3.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đường dây của phương
án đã chọn - 17 -
2.3.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong trường hợp vận hành
bình thường và trong chế độ sự cố - 19 -
2.3.5 .Kiểm tra điều kiện phát nóng trong trường hợp sự cố - 21 -
2.4 Phương án nối dây 3 - 22 -
2.4.1 Sơ đồ nối dây - 22 -
2.4.2 Chọn điện áp vận hành của mạng điện - 23 -
2.4.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn - 23 -
2.4.4 Tính tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bình thường và trong
chế độ sự cố. - 24 -
2.4.5 kiểm tra điều kiện phát nóng. - 25 -
2.5 Phương án nối dây thứ 4 - 26 -
2.5.1 Sơ đồ nối dây của phương án - 26 -
2.5.2 Chọn điện áp vận hành của mạng điện - 27 -
2.5.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn - 27 -
2.5.4 Tính tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bình thường và trong
chế độ sự cố. - 27 -
2.5.5 kiểm tra điều kiện phát nóng. - 29 -
2.6 Phương án nối dây 5. - 30 -
THỨC ĐIỀU CHỈNH PHÙ HỢP CHO TRẠM BIẾN ÁP - 49 -
6.1 .Tính phân bố công suất & Tính chính xác ĐA tại các nút : - 49 -
6.1.1. Chế độ phụ tải cực đại: - 49 -
6.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu : - 53 -
6.1.3. Chế độ sau sự cố : - 55 -
6.2. Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho mạng điện - 56 -
6.2.1 . Chọn các đầu điều chỉnh cho MBA trạm 1 : - 57 -
6.2.2 . Chọn các đầu điều chỉnh cho MBA của các trạm còn lại : - 58 -
CHƯƠNG 7 : TÍNH GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN VÀ CÁC CHỈ TIÊU
KINH TẾ , KĨ THUẬT - 59 -
7.1.Tính giá thành tải điện : - 59 -
7.1.1.Tính tổng điện năng phụ tải yêu cầu A : - 59 -
7.1.2.Tính chi phí hàng năm Y : - 59 -
7.1.3.Giá thành tải điện
: - 60 -
7.2.Bảng tổng kết các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện : - 61 -
Đồ án mơn học Thiết kế các mạng và hệ thống điệnSinh viên: Trần Văn Ngọc
Lớp :
- 3 -
LỜI MỞ ĐẦU
Là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lónh
vực hoạt động kinh tế và đời sống của con người ,Điện năng trở thành
nguồn năng lượng không thể thiếu. Điều này đã đặt ra những nhiệm vụ
quan trọng đối với các kỹ sư Hệ Thống Điện .Một trong những nhiệm vụ
đó là thiết kế các mạng và hệ thống điện.
Các số liệu
Các hộ tiêu thụ
1
2
3
4
5
6
Phụ tải cực đại(MW)
38
17
25
25
38
17
Hệ số công suất cosφ
0.9
Mức đảm bảo cung cấp điện
I
Yêu cầu điều chỉnh điện áp
KT
Điện áp danh định của lưới
điện thứ cấp
10 KV
1.2 Cân bằng công suất tác dụng
Một đặc điểm quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời
điện năng từ các nguồn điện đến các hộ tiêu thụ và không thẻ tích luỹ điện
năng thành số lượng nhìn thấy được.Tính chất này xác định sự đồng bộ của
quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng.
∑P
pt
:Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ phụ
tải
∑∆P :Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện
∑P
td
:Tổng công suất tự dùng của nhà máy điện
∑Pdt :Tổng công suất dự trữ trong mạng điện
m :hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại
Một cách gần đúng ta có thể thay bằng công thức:
∑P
F
= ∑P
pt
+5%∑P
pt.
(1.2.2)
Theo bảng số liệu vê phụ tải đã cho ở trên ta có :
∑P
F
=∑P
yc
= 1,05.( 38+17+25+25+38+17 )= 168 (MW)
Việc cân bằng công suất tác dụng giúp cho tần số của lưới điện luôn
được giữ ổn định.
1.3 Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống
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 chỉ đối với công suất tác dụng ,mà còn đối với
dt
(1.3.1)
Trong đó:
∑Q
F
:Tổng công suất phản kháng do nguồn điện phát ra
∑Q
yc
: Tổng công suất yêu cầu của hệ thống
∑Q
pt
:Tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ cực đại
∑Q
L
:Tổng công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường
dây trong mạng điện.
∑Q
c
: tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây
sinh ra
∑∆Q
b
: tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp
∑Q
td
: tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện.
∑Q
dt
: Tổng công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống.
m :hệ số đồng thời
12.108
12.108
18.404
8.2335
Áp dụng công thức 1.3.2 ta có
∑Q
yc
=1.05*(18.404+8.2335+12.108+12.108+18.404+8.2335)
=89.1153MVAr
Ta lại có :∑Q
F
= ∑P
F
*tgφ = 168 *0.62=104.117 MVAr
Từ các kết quả tính toán trên ta nhận thấy tổng công suất phản kháng do
nguồn phát ra lớn hơn lượng công suất phản kháng yêu cầu của hệ
thống.Vây ta không phải tiến hành bù công suất phản kháng.
Đồ án môn học Thiết kế các mạng và hệ thống điệnSinh viên: Trần Văn Ngọc
Lớp :
- 8 -
CHƯƠNG 2 : DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG
ĐIỆN VÀ SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT
2.1 Mở đầu
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng diện phụ thuộc rất nhiều vào sơ
đồ của nó .Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất ,
Điện áp định mức của mạng điện 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 đoạn đường dây trong mạng điện.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh
nghiệm sau:
U
vhi
= 4,34.
16.li Pi
(2.1)
Trong đó :
l
i
: khoảng cách truyền tải trên đoạn đường dây thứ i (km)
P
i
:Công suất truyền tải trên đoạn đường dây thứ i
(MW)
Dựa vào sơ đồ mặt bằng của các nguồn điện và các phụ tải ta có điện áp
vận hành trên các đoạn đường dây như sau:
Xét đường dây ND1:
U
vh1
=4,34.
11
l +16.P =4,34. 70,711+16.38=113,07 (kV)
Đồ án môn học Thiết kế các mạng và hệ thống điện
58.31
25
92.911
N-4
86.023
25
95.679
N-5
72.801
38
113.24
N-6
90.554
17
82.637
Điện áp vận hành tính trong phương án này có thể dùng làm điện áp vận
hành chung cho các phương án tiếp theo.
2.2.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đường dây của
phương án đã chọn
Các mạng điện 110kv được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên
không.Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC). Đối với mạng
điện khu vực ,các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng
điện nghĩa là :
kt
kt
J
I
F
max
I = .10
n.U 3
A (2.3)
Trong đó :
n: số mạch của đường dây
Uđm
: điện áp định mức của mạng điện,kv
S
max
: công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại,MVA
Đối với các đường dây trên không , để không xuất hiện vầng quang các
dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F
70 mm
2
Sau đây ta sẽ tính toán trên từng đoạn đường dây trong phương án 1
Đoạn N-1
S
=38+i*18.404 MVA
22
3
m
38 18,404
I .10 110,8
2 3.110
ax
A
MVA
Imax
kA
F
ktN
mm
2
Ftc
mm
2
ND1
38
18.404
42.222
0.1108
100.73
95
ND2
17
8.2335
18.889
0.04957
45.064
70
ND3
25
12.108
DâyAC(mm
2
)
ro (
/Km)
xo (
/Km)
bo (10e-6 S/km)
70
0,46
0,44
2,58
95
0,33
0,429
2,65
120
0,27
0,423
2,69
150
0,21
0,416
2,74
185
0,17
0,409
2,84
12.828
0.00030088
ND4
19.785
18.925
0.00044388
ND5
12.012
15.616
0.00038585
ND6
20.827
19.922
0.00046726
Khi đó tổn thất điện áp được tính cho từng đoạn dường dây như sau:
Trong chế độ phụ tải max:
100.
U
X.QR.P
U%
2
iiii
dm
Trong chế độ phụ tải sự cố đứt một mạch trong mạch kép:
max1
%=2.5,9=11,9%
ỏn mụn hc Thit k cỏc mng v h thng inSinh viờn: Trn Vn Ngc
Lp :
- 14 -
Ta cú bng tng kt:
on
P
max
(MW)
Qmax
(MVAr)
R
(
)
X
(
)
U
maxi
(% )
5.9817
11.963
ND5
38
18.404
12.012
15.616
6.1476
12.295
ND6
17
8.2335
20.827
19.922
4.2817
8.5635
Qua baỷng toồng keỏt treõn ta thaỏy:
Tn tht in ỏp trong mng li in ch ph ti cc i :
U%
max
=
U
5max
% = 6,147 % < 15%
Tn tht in ỏp trong mng li in ch ph ti s c
Sinh viên: Trần Văn Ngọc
Lớp :
- 15 -
Ta có bảng số liệu sau:
Đoạn đường
dây
Kiểu dây dẫn
Dòng điện
làm việc max
I
lvmax
(kA)
Dòng điện sự
cố I
sc
(kA)
Dòng điện
cho phép
I
cp
(kA)
ND1
AC-95
0.1108
0.22161
0.33
ND2
AC-70
0.04957
0.099141
- 16 -
2.3 Phương án nối dây 2
2.3.1 Sơ đồ nối dây
N§
4
6
5
1
3
2
2.3.2 Tính điện áp vận hành của mạng điện
Điện áp vận hành của cả mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu
kinh tế kỹ thuật ,cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện.
Điện áp định mức của cả mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố :công
suất của phụ tải ,khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện,vị
trí tương đối giữa các phụ tải với nhau,sơ đồ mạng điện
Điện áp định mức của mạng điện 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 đoạn đường dây trong mạng điện.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh
nghiệm sau:
U
vhi
= 4,34.
16.li Pi
(2.1)
Đồ án môn học Thiết kế các mạng và hệ thống điện
hành,kv
Điện áp định
mức của cả
mạng diện
,kv
N-1
70.711
38
113.07 110
N-2
56.569
17
78.669
N-3
58.31
25
92.911
N-4
86.023
25
95.679
N-5
72.801
55
133.96
5-6
36.056
kt
: mật độ kinh tế của dòng điện,A/mm
2
Với dây AC và Tmax =5000h ta tra bảng có được :
J
kt
= 1.1A/mm
2
Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính
bằng công thức :
3
max
max
dm
S
I = .10
n.U 3
A (2.3)
Trong đó :
n: số mạch của đường dây
Uđm
: điện áp định mức của mạng điện,kv
S
max
: công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại,MVA
Đối với các đường dây trên không , để không xuất hiện vầng quang các
dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F
Ta chọn F
tc
= 120 mm
2
Đồ án môn học Thiết kế các mạng và hệ thống điệnSinh viên: Trần Văn Ngọc
Lớp :
- 19 -
Tương tự với các đoạn khác ta có bảng sau:
Đoạn
Pmax
MW
Qmax
MVAR
Smax
MVA
Imax
kA
F
ktN
mm
2
66.271
70
ND5
55
26.638
61.111
0.16038
145.8
120
5-6
17
8.2335
18.889
0.04957
45.064
70
2.3.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong trường hợp
vận hành bình thường và trong chế độ sự cố
Ta xác định được giá trị điện trở , điện kháng ,điện dẫn của từng đường dây:
Đoạn
R(
)
X(
)
B(S)
Sinh viên: Trần Văn Ngọc
Lớp :
- 20 -
100.
U
X.QR.P
U%
2
iiii
dm
Trong chế độ phụ tải sự cố đứt một mạch trong mạch kép:
U5% =2.
U
max1
%
Xét đường dây ND5:
N5 5 N5 5
5
2
dm
2
P .R +Q .X
)
U
maxi
(% )
U
isc
(%)
ND1
38
18.404
11.667
15.167
5.9711
11.942
ND2
17
8.2335
13.011
12.445
2.6748
5.3496
ND3
25
12.108
13.411
max
=
U
5max
%+
U
6max
%
= 7.95+1.7= 9,56 % < 15%
Tổn thất điện áp trong mạng lưới điện ở chế độ phụ tải sự cố
U%
scmax
=
U
5sc
%+
U
6
%
= 15.9+1.7=17.6 % < 25%
Đồ án môn học Thiết kế các mạng và hệ thống điệnSinh viên: Trần Văn Ngọc
(kA)
Dòng điện sự
cố I
sc
(kA)
Dòng điện
cho phép
I
cp
(kA)
ND1
AC-95
0.1108
0.22161
0.33
ND2
AC-70
0.04957
0.099141
0.265
ND3
AC-70
0.072898
0.1458
0.265
ND4
AC-70
0.072898
0.1458
0.265
Đoạn đường
dây
Chiều dài
đoạn đường
dây ,km
Công suất
truyền tải
,MVA
Điện áp vận
hành,kv
Điện áp định
mức của cả
mạng diện
,kv
2-1
42.426
38
110.69 110
N-2
56.569
55
132.82
N-3
58.31
25
92.911
MVAR
Smax
MVA
Imax
KA
F
ktN
mm
2
Ftc
mm
2
2-1
38
18.404
42.222
0.1108
100.73
95
N-2
55
26.638
61.111
0.16038
145.8
120
N-3
Đồ án môn học Thiết kế các mạng và hệ thống điệnSinh viên: Trần Văn Ngọc
Lớp :
- 24 -
2.4.4 Tính tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bình thường
và trong chế độ sự cố.
Đoạn
R(
)
X(
)
B(S)
2-1
7.0004
9.1005
0.00022486
N-2
7.6368
11.964
0.00030434
N-3
13.411
12.828
0.00030088
N-4
U
maxi
(% )
U
isc
(%)
2-1
38
18.404
7.0004
9.1005
3.5827
7.1653
N-2
55
26.638
7.6368
11.964
9.6878
15.793
N-3
25
12.108
13.411
12.828
4.0546
N-2
= 15,793%
Copyright: Tài liệu đại học ©