Bài tập thiết kế hệ thống mạng điện

1. SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHUYÊN NGÀNH 1 THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI Ngườihướng dẫn: TS. ĐoànVăn Điện Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Duyên Lớp: 41216BN Ninh Bình 2018 BẮC NINH – 2018
2. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. Ninh Bình, ngày ..... tháng ..... năm 2018 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS. Đoàn Văn Điện
3. một thời gian thực hiện, đến nay đề tài: “Thiết kế mạng lưới điện 1 nguồn và 6 phụ tải” đã được hoàn thành. Trong thời gian thực hiện, em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ quý báu của các cá nhân, tập thể. Em xin chân thành cảm ơn tới thầy TS. Đoàn Văn Điện đã hướng dẫn, giúp đỡ em tận tình trong quá trình thực hiện đồ án. Em xin cảm ơn các thầy, cô giáo, lãnhđạo Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại họcSư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án. Cuối cùng em xin được bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành nội dung đồ án. Ninh Bình, ngày ..... tháng ..... năm 2018
4. VẼ 1. Sơ đồ nối dây các phương án. 2. Sơ đồ nối trạm nguồn. 3. Sơ đồ cầu ngoài. 4. Sơ đồ cầu trong. 5. Sơ đồ nối điện chính. 6. Sơ đồ nguyên lý của đường dây. 7. Sơ đồ thay thế.
5. BIỂU 1.Bảng tính toán điện áp định mức các phương án. 2. Bảng kết quả tính toán chọn đường dây các phương án. 3. Bảng thông số đường dây các phương án. 4. Bảng tổn thất điện áp các phương án . 5. Bảng tổng các vốn đầu tư về đường dây và tổng thất điện năng hàng năm các phương án. 6. Bảng so sánh các kết quả tính toán về mặt kỹ thuật và kinh tế của các phương án 7. Bảng các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở MBA và trên đường dây nối với hệ thống điện trong các chế độ. 8. Bảng kết quả tính toán điều chỉnh điện áp trong mạng điện. 9. Bảng các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện thiết kế
6. 1.CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN .........................2 I. Phân tích nguồn và phụ tải .............................................................................................2 I.1 Nguồn điện cung cấp.................................................................................................2 I.2 Phụ tải điện.................................................................................................................2 II. Cân bằng công suất trong hệ thống điện .....................................................................2 II.1 Cân bằng công suất tác dụng (P)............................................................................3 II.2 Cân bằng công suất phản kháng.............................................................................3 CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN TỐI ƯU…………………………………………………………………...6 I. Đặt vấn đề và dự kiến các phương án cung cấp điện..................................................6 I.1 Đặt vấn đề...................................................................................................................6 I.2 Lựa chọn các phương án...........................................................................................6 II. Tính toán các phương án ...............................................................................................7 II.1 Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng.........................................7 II.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn......................................................................................8 II.3 Xác định tổn thất công suất cực đại.......................................................................9 II.4 Tính toán kỹ thuật các phương án.........................................................................9 II.4.1 Phương án 1……………………………………………………………..9 II.4.2 Phương án 2……………………………………………………………13 II.4.3 Phương án 3……………………………………………………………16 II.4.4 Phương án 4……………………………………………………………19 II.4.4 Phương án 4……………………………………………………………22 II.5 So sánh kinh tế các phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật……………………..25 II.5.1 Phương pháp hàm kinh tế……………………………………………...26 II.5.2 Tính toán về kinh tế các phương án……………………………………27 II.6 Chọn phương án tối ưu.........................................................................................29 CHƯƠNG 3. LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP, SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH, TÍNH TOÁN CÁC CHẾ ĐỘ XÁC LẬP VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐẦU PHÂN ÁP ....................................31 A. LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP ...................................................................................31 I. Chọn số lượng, công suất các biến áp trong các trạm hạ ápError! Bookmark not defined.31
7. NỐI ĐIỆN CHÍNH ........................................................................................32 II.Chọn sơ đồ nối dây hợp lý của các trạm biến áp và vẽ sơ đồ mạng điện...Error! Bookmark not defined.32 C. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP ........................ Error! Bookmark not defined. I. Chế độ phụ tải cực đại...............................................................................................35 II. Chế độ phụ tải cực tiểu............................................................................................38 III. Chế độ sau sự cố .....................................................................................................41 D. Tính toán lựa chọn đầu phân áp .................................................................................43 I. Tính điện áp các nút trong mạng điện.....................................................................43 II. Điều chỉnh điện áp trong mạng điện......................................................................44 CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ- KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN .......................................................................................................................................49 I. Vốn đầu tư xây dựng mạng điện..................................................................................49 II. Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện...........................................................49 III. Tổn thất điện năng trong mạng điện.........................................................................50 IV. Tính chi phí và giá thành ...........................................................................................50
8. điện năng là một phần vô cùng quan trọngtrong 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 vai trò vô cùng quan trọng. Điện năng là điều kiện tiên quyểt cho việc phát triển nền nông nghiệp cũng như các ngành sản xuất khác. Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và việc phát triển điện năng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện cũng như điện phânphối điệncho các hộ tiêu thụ cần phải được tính toán kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lý 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 và loại III. Nhìn chung, phương án đưa ra đã đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của một mạng điện. Dù đã cố gắng song đồ án vẫn 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 các lần thiết kế đồ án sau này. Trong quá trình làm đồ án, em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo, đặc biết cám ơn thầy giáo Đoàn Văn Điện đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Sinh viên Vũ Thị Duyên
9. CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN I. Phân tích nguồn và phụ tải I.1 Nguồn điện cung cấp Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn nên chọn nút nguồn là nút cân bằng công suất và nút điện áp cơ sở. Điện áp trên thanh cái nguồn khi phụ tải cực tiểu UA=1,05Uđm, khi phụ tải cực đại UA=1,1Uđm, khi sự cố nặng nề UA=1,1Uđm. I.2 Phụ tải điện Hệ thống điện cần thiết kế có 6 phụ tải trong đó có 5 phụ tải loại 1 và 1 phụ tải loại 3 đều có hệ số cos pt= 0.91. Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax= 5000 h và hệ số đồng thời m=1 các phụ tải sẽ cùng đồ thị phụ tải và đạt cực đại tại cùng thời điểm. Có 2 phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường (KT) và 4 phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp thường (T). Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp các trạm hạ áp bằng 22kV. Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại. Từ số liệu các phụ tải sau khi tính toán giá trị công suất các phụ tải ở chế độ cực đại và cực tiểu ta lập được bảng sau: Bảng 1.1 Bảng thông số các phụ tải trong hệ thống điện thiết kế Hộ tiêu thụ Ṡmax =Pmax + jQmax (MVA) Smax (MVA) LN-i (km) cosϕpti 1 33 + j15,04 35,68 58,31 0,91 2 40 + j18.22 43,37 67,08 0,91 3 35 + j15,95 37,88 50 0,91 4 29 + j13,21 31,29 50 0,91 5 27 + j12,30 29,09 50,99 0,91 6 29 + j13,21 31,29 78,10 0,91 Lựa chọn kỹ thuật cơ bản : _ Chọn cột thép nếu đường dây 2 mạch sẽ được đặt trên cùng một cột _ Sử dụng đường dây trên không dây dẫn trần (ĐDTK dây dẫn trần) _ Vật liệu làm dây dẫn dây nhôm lõi thép (AC) _ Máy biến áp II. Cân bằng công suất trong hệ thống điện Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, nguồn của hệ thống cần phải cung cấp công suất bằng với công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất trong mạng điện nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất cung cấp và công suất tiêu thụ. Dựa vào điều kiện cân bằng công suất ta kiểm tra khả năng cung cấp điện năng của
10. cầu của phụ tải, để sợ bộ định ra các phương án vận hành cho từng nhà máy điện trong hệ thống ở các trang thái vận hành phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố. II.1 Cân bằng công suất tác dụng (P) Ppt PF Sự cân bằng công suất tác dụng phẩn ánh tần số của lưới điện. PF: Công suất nguồn phát Ppt: Công suất phụ tải - PF = Ppt => f = fđm - PF> Ppt=> f > fđm - PF < Ppt=> f < fđm Biểu thức cân bằng công suất trong hệ thống điện yc = m. pt max i + md + td + dt (1.1) Trong đó: yc : Tổng công suất tác dụng của các hộ tiêu thụ m: hệ số đồng thời m=1 pt max i : Tổng phụ tải tác dụng cực đại của hộ tiêu thụ thứ i md : Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp md = 5% m. pt max i (1.2) td : Tổng công suất tự dùng các nhà máy điện dt : Tổng công suất dự trữ trong hệ thống Song theo yêu cầu đồ án ta có nguồn điện * Xét từ thanh góp cao áp => td= 0; dt = 0, (vì nguồn có công suất vô cùng lớn) Từ (1.1) và (1.2) ta có: HT= yc = m. pt max i + 5% m. pt max i = 1.(33 + 40 + 35 + 29 + 27 + 29) + 5%.1.( 33 + 40 + 35 + 29 + 27 + 29) =202,65(MW) II.2 Cân bằng công suất phản kháng Sự cân bằng công suất phản kháng phản ánh điện áp trong hệ thống điện. Nếu công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng điện sẽ tăng, ngược lại nếu công suất phản kháng phát ra nhỏ hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng điện sẽ giảm. Vì vậy để đảm bảo chất lượng cần
11. áp của các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng. Biểu thức cân bằng công suất phản kháng: HT yc = m. pt max i + QMBA + QL - QC + Qdt + Qtd (1.3) Trong đó HT : Công suất phản kháng của nguồn HT = HT.tan = 202,65 . 0,455 = 92,20 (MVAr) (1.4) cos =0,91 => tan = 0,455 m. pt max i : Công suất phản kháng cực đại của các phụ tải thứ i m: Hệ số đồng thời (m=1) pt max i = . pt max i .tan (1.5) = (33 + 40 + 35 + 29 + 27 + 29).0,455 = 87,815 (MVAr) QMBA : Tổn thất công suất phản kháng trên máy biến áp QMBA= 15% pt max i = 87,815.15% = 13,17 (MVAr) (1.6) QL: Tổn thất công suất phản kháng trên điện cảm của đường dây. QC: Công suất phản kháng sinh ra bởi điện dung của đường dây. Sơ bộ coi: QL= QC Qdt: Công suất phản kháng dự trữ của hệ thống . Qtd: Công suất phản kháng tự dung của các nhà máy điện trong hệ thống. *Xét từ thanh góp cao áp của nguồn công suất vô cùng lớn, ta coi Qtd = 0 , Qdt = 0 Công suất phản kháng tiêu thụ yêu cầu theo: yc = m. pt max i + QMBA = 87,815+ 13,17 = 100,35 (MVAr) So sánh công suất phản kháng của nguồn và công suất phản kháng tiêu thụ yêu cầu HT = 92,20 (MVAr) yc = 100,35 (MVAr) QHT < Qyc Công suất phản kháng do nguồn cung cấp bé hơn công suất phản kháng tiêu thụ yêu cầu.Vậy cần bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế là: Qb= yc - HT = 100,35 - 92,20 = 8,15 (MVAr) Ta phải tiến hành bù ưu tiên cho những hộ ở xa. Cos sau bù (0,9 0,95) Phụ tải 6: bù 1 lượng Qb6= 1,47 (MVAr) Qpt6’= Qpt6 - Qb6 = 13,21- 1,47= 11,75(MVAr) → cosφ6’= 0,93
12. bù 1 lượng Qb2= 1,47 (MVAr) Qpt2’= Qpt2 - Qb2 = 18,22 - 1,47= 16,78(MVAr) → cosφ2’= 0, 92 Phụ tải 1: bù 1 lượng Qb1= 1,47 (MVAr) Qpt1’= Qpt1 - Qb1 = 15,04- 1,47 = 13,57(MVAr) → cosφ1’= 0,93 Phụ tải 5: bù 1 lượng Qb5= 1,47 (MVAr) Qpt5’= Qpt5 - Qb5 = 12,30- 1,47 = 10,84 (MVAr) → cosφ5’= 0,93 Phụ tải 4: bù 1 lượng Qb4= 1,47 (MVAr) Qpt4’= Qpt4 - Qb4 = 13,19 – 1,47 = 11,75 (MVAr) → cosφ4’= 0,92 Phụ tải 3: bù 1 lượng Qb3= 1,47 (MVAr) Qpt3’= Qpt3 - Qb3= 15,95- 1,47 = 14,48 (MVAr) → cosφ3’= 0,92 Bảng 1.2 thông số các phụ tải sau bù Phụ tải 1 2 3 4 5 6 Pmax 33 40 35 29 27 29 Q'sau bù 13,57 16,76 14,48 11,75 10,84 13,57 cosφ' 0,92 0,92 0,92 0,93 0,93 0,92
13. KINH TẾ - KỸ THUẬT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN TỐI ƯU I. Đặt vấn đề và dự kiến các phương án cung cấp điện I.1 Đặt vấn đề Đây là bài toán tối ưu có ràng buộc từ vị trí nguồn và phụ tải, dữ liệu nguồn và phụ tải yêu cầu lập ra được phương án cung cấp điện sao cho thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật và có chỉ tiêu kinh tế tốt nhất. Đầu tiên ta sẽ vạch ra một số phương án, tính toán kỹ thuật các phương án. Sau đó so sánh kinh tế các phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật. Phương án hợp lý nhất là phương án có chỉ tiêu kinh tế tốt nhất. I.2 Lựa chọn các phương án Cơ sở vạch phương án: + Vị trí nguồn và phụ tải: Mặt bằng, khoảng cách giữa nguồn và phụ tải + Độ tin cậy cung cấp điện Phụ tải điện loại 1 sử dụng đường dây 2 mạch Phụ tải điện loại 3 sử dụng đường dây 1 mạch + Công suất phụ tải Theo dữ liệu đề tài dự kiến chọn 5 phương án cung cấp điện như sau: Phương án 1: 2 3 5 1 4 6 Phương án 2:
14. án 4: 2 3 5 1 4 6 Phương án 5: 2 3 5 1 4 6
15. các phương án II.1 Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng -Phân bố công suất +Bỏ qua tổn thất công suất khi phân bố công suất +Phân bố công suất trong mạng điện kín (mạch vòng) thực hiện theo chiều dài đường dây -Chọn điện áp định mức của mạng Lựa chọn đúng điện áp của đường dây tải điện là một việc rất quan trọng lúc thiết kế hệ thống điện bởi vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến tính kinh tế và kỹ thuật của mạng điện. Giá trị điện áp định mức lựa chọn có ảnh hưởng tới khả năng tải của các hộ tiêu thụ, giá trị tổn thất điện áp và tổn thất điện năng của mạng điện. +Toàn mạng sử dụng cùng một điện áp định mức +Điện áp định mức phụ thuộc vào * Khoảng cách truyền tải * Điện áp định mức đã có trong mạng điện * Công suất truyền tải Dựa vào công thức kinh nghiệm (Still) sau để xác định trị số điện áp định mức của mạng điện: U= 4,34 L 16.P (kV) (2.1) L: Là khoảng cách truyền tải (km) P: Là công suất tải (kW) Khi điện áp tính được rơi vào trong khoảng (40 170) kV thì ta chọn điện áp định mức là 110 kV. II.2 Lựa chọn tiết diệndây dẫn - Để chọn tiết diện dây dẫn có các phương pháp sau: +Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế (ĐDTK lưới cao áp) +Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng(Lưới hạ áp trong nhà và khu công nghiệp) +Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất cho phép của điện áp (Lưới trung và hạ áp) * Việc sử dụng phương pháp nào còn phụ thuộc vào trị số điện áp định mức của mạng điện vì vậy trong quá trình tính toán cho các phương án khi tìm được trị số điện áp định mức của mạng điện ta sẽ chọn phương pháp để tìm tiết diện dây dẫn. * Sau khi chọn kiểm tra lại bằng các điều kiện kỹ thuật +Điều kiện phát nóng lâu dài +Điều kiện vầng quang điện
16. bền cơ II.3 Xác định tổn thất công suất cực đại Tính tổn thất điện áp max của mạng điện là tổn thất điện áp tính từ nguồn điện tới điểm có điện áp thấp nhất trong mạch. -Chế độ làm việc bình thường Ui% = (PiRi + QiXi).100% / Uđm 2 (2.2) Trong đó: Pi ,Qi: Công suất tác dụng và phản kháng cực đại trên nhánh thứ i Ri,Xi: Giá trị điện trở điện kháng nhánh thứ i Uđm: Điện áp định mức mạng điện Ri= . r0 . Li Xi= . x0 . Li (2.3) n: số mạch đường dây -Chế độ làm việc sự cố +Ngừng 1 mạch trên đường dây 2 mạch Usc max% = 2 . Ubt max % (2.4) +Ngừng đường dây 1 mạch ở mạch vòng Các phương án phải thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện 1 cấp điện áp không vượt quá * Lúc chế độ vận làm việc bình thường: Ubt max = 10 15 % * Lúc chế độ làm việc sự cố : Usc max = 10 20 % II.4 Tính toán kỹ thuật các phương án II.4.1 Phương án 1 2 3 5 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151413121110987654321 15 4 6 1. Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng + Phân bố công suất
17. đi dây, phân bố công suất phương án 1 như sau ṠHT-1= 33 + j13,942 (MVA) ṠHT-4= 29 + j11,832(MVA) ṠHT-2= 40 + j16,842(MVA) ṠHT-5= 27 + j10,938(MVA) ṠHT-3= 35 + j14,562(MVA) ṠHT-6= 29 + j11,832(MVA) + Chọn điện áp định mức mạng Tính điện áp trên các đoạn đường dây theo công thức (2.1) ta có bảng sau: Bảng 2.1 Tính toán điện áp định mức phương án 1 Đường dây Côngsuất (Pmax,MW) Chiều dài đường dây ( L, km) Điện áp tính theo CT (2.1) , kV HT-1 33 58,31 105,09 HT-2 40 67,08 115,41 HT-3 35 50,00 107,19 HT-4 29 50,00 98,39 HT-5 27 50,99 95,38 HT-6 29 78,10 101,05 Dựa vào bảng 2.1 Ta chọn Uđm= 110kV 2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn Với việc sử dụng đường dây trên không dùng dây AC, cột bê tông cốt thép điện áp định mức của mạng 110 kV ta sẽ có * Khoảng cách trung bình hình học của các pha Dtb= 5m * Sử dụng phương pháp mật độ dòng điện kinh tế để lựa chọn tiết diện dây dẫn Phương pháp mật độ dòng điện kinh tế Dòng điện chạy trên các đoạn đường dây tính theo công thức Fi= Ilv max i /Jkt (2.5) Ilv max i = Smax i .103/n. .Uđm (2.6) Với Fi: Tiết diện dây dẫn (mm2) Ilv max i: Dòng nhánh cực đại tính trên lộ cần xác định tiết diện (kA) n: Số mạch đường dây Slv max i: Công suất truyền tải cực đại trên lộ đường dây đang xét Jkt: Mật độ kinh tế dòng điện tra. Dây AC,Tmax =5000 h tra được⇒Jkt=1.1 (A/mm2) Đề bài đã cho.Từ tiết diện dây dẫn tính được chọn dây dẫn có tiết diện tiêu chuẩn gần nhất. Từ tiết diện tiêu chuẩn theo phụ lục 6 T262 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện(Nguyễn Văn Đạm) ta có thông số các đường dây. Sau khi chọn xong tiến hành kiểm tra theo các điều kiện kỹ thuật sau: +Điều kiện phát nóng lâu dài khi sự cố Isc ≤ Icp +Điều kiện vầng quang điện +Điều kiện độ bền cơ
18. thỏa mãn điều kiện vầng quang điện thì sẽ thỏa mãn điều kiện độ bền cơ. Tiết diện dây tối thiểu để thỏa mãn điều kiện vầng quang điện +Điện áp 110 kV: Fmin = 70 mm2 +Điện áp 220 kV: Fmin = 240 mm2 Theo công thức (2-5) và (2-6) ta tính tiết diện dây dẫn rồi chọn theo dây dẫn tiêu chuẩn từ đó cùng với Dtb= 5(m) tra theo các bảng phụ lục 2,3,4 T258-261 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện ta có thông số các dây dẫn đó.Toàn bộ kết quả ghi trong bảng: Bảng 2.2 Kết quả tính toán chọn đường dây Lộ Li(km) Pmaxi (MW) Qmaxi (MvAr) Smaxi (MVA) Imaxi (A) Fi(mm²) Chọn ĐD Icp(A) HT-1 58,31 33 13,57 35,68 93,64 85,13 AC- 95 330 HT-2 67,08 40 16,76 43,37 113,81 103,47 AC- 95 330 HT-3 50,00 35 14,48 37,88 99,40 90,37 AC- 95 330 HT-4 50,00 29 11,75 31,29 82,11 74,65 AC- 70 265 HT-5 50,99 27 10,84 29,09 76,35 69,41 AC-70 265 HT-6 78,10 29 11,75 31,29 164,22 149,29 AC- 150 445 Bảng 2.3 Thông số đường dây Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật +Điều kiện phát nóng khi sự cố *Ngừng 1 mạch của đường dây 2 mạch, lộ HT-6, đường dây 1 mạch không cần kiểm tra. Khi đó: Dòng điện sự cố Isc = 2.Imax Lộ Loại ĐD Số mach Imax i(A) Isc(A) Icp So sánh Isc và Icp HT-1 AC- 95 2 93,64 187,28 330 Isc
19. 2 113,81 227,63 330 Isp
20. 2 2 3 5 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151413121110987654321 15 4 6 1. Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng + Phân bố công suất Theo sơ đồ đi dây, phân bố công suất phương án 2 như sau: ṠHT-1= 33 + j13,57 (MVA) ṠHT-4= 29 + j11,75 (MVA) ṠHT-2= 40 + j16,76 (MVA) Ṡ5-6 = 29 + j11, 75 (MVA) ṠHT-3= 35 + j14,48 (MVA) ṠHT-5= Ṡ5+ Ṡ6 = 27 + j10,84+ 29 + j11, 75= 56 + j22,58(MVA) + Chọn điện áp định mức mạng Tính điện áp trên các đoạn đường dây theo công thức (2.1) ta có bảng sau: Bảng 2.6 Tính toán điện áp định mức phương án 2 Đường dây Công suất (Pmax,MW) Chiều dài đường dây ( L, km) Điện áp tính theo CT (2.1) , kV HT-1 33 58,31 105,09 5 -2 40 67,08 115,41 HT-3 35 50,00 107,19 HT-4 29 50,00 98,39 HT-5 56 50,99 133,56 HT-6 29 41,23 97,55 Dựa vào bảng 2.6 Ta chọn Uđm= 110kV 2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn Theo công thức (2-5) và (2-6) ta tính tiết diện dây dẫn rồi chọn theo dây dẫn tiêu chuẩn từ đó cùng với Dtb= 5(m) tra theo các bảng phụ lục 2,3,4 T258-261 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện ta có thông số các dây dẫn đó.Toàn bộ kết quả ghi trong bảng: Bảng 2.7 Kết quả tính toán chọn đường dây
21. 33 13,57 35,68 93,64 85,13 AC- 95 330 HT - 2 67,08 40 16,76 43,37 113,81 103,47 AC- 95 330 HT-3 50,00 35 14,48 37,88 99,40 90,37 AC- 95 330 HT-4 50,00 29 11,75 31,29 82,11 74,65 AC- 70 265 HT-5 50,99 56 22,58 60,38 158,46 144,06 AC-150 445 5-6 41,23 29 11,75 31,29 164,22 149,29 AC- 150 445 Bảng 2.8 Thông số đường dây Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật +Điều kiện phát nóng khi sự cố *Ngừng 1 mạch của đường dây 2 mạch, lộ HT-6 đường dây 1 mạch không cần kiểm tra. Khi đó: Dòng điện sự cố Isc = 2.Imax Lộ Loại ĐD Số mach Imax i(A) Isc(A) Icp So sánh Isc và Icp HT-1 AC- 95 2 93,64 187,28 330 Isc
22. ∆Uibt% theo CT(2.2) ∆Uisc%theo CT(2.4) HT-1 2 33 13,57 9,62 12,51 4,03 8,05 HT-2 2 40 16,76 11,07 14,39 5,65 11,30 HT-3 2 35 14,48 8,25 10,73 3,67 7,34 HT-4 2 29 11,75 11,50 11,00 3,82 7,65 HT-5 2 56 22,58 5,35 10,78 4,49 8,98 5-6 1 29 11,75 8,66 17,44 3,77 ∆Ubt max %=∆UHT-5bt% + ∆U5-6bt% = 4,49% + 3,77% =8,26% và ∆Usc max%=∆UHT-5sc% + ∆U5-6bt%=8,98% +3,77%=12,75%  Thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp . Kết luân: Phương án 2 thỏa mãn các điều kiện kỹ thuật.
23. 3 2 3 5 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151413121110987654321 15 4 6 1. Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng + Phân bố công suất Theo sơ đồ đi dây, phân bố công suất phương án 2 như sau: ṠHT-1= 33 + j13,57 (MVA) ṠHT-4= 29 + j11,75 (MVA) Ṡ3-2= 40 + j16,76 (MVA) Ṡ5-6 = 29 + j11, 75 (MVA) ṠHT-3= Ṡ2+ Ṡ3 = 40 + j16,76 +35 + j14,48 = 75+j31,24 (MVA) ṠHT-5= Ṡ5+ Ṡ6 = 27 + j10,84+ 29 + j11,75 = 56 + j22,58(MVA) + Chọn điện áp định mức mạng Tính điện áp trên các đoạn đường dây theo công thức (2.1) ta có bảng sau: Bảng 2.10 Tính toán điện áp định mức phương án 3 Đường dây Côngsuất (Pmax,MW) Chiều dài đường dây ( L, km) Điện áp tính theo CT (2.1) , kV HT-1 33 58,31 105,09 3-2 40 31,62 112,47 HT-3 75 50,00 153,44 HT-4 29 50,00 98,39 HT-5 56 50,99 133,56 5-6 29 41,23 97,55 Dựa vào bảng 2.10 Ta chọn Uđm= 110kV 2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn Theo công thức (2-5) và (2-6) ta tính tiết diện dây dẫn rồi chọn theo dây dẫn tiêu chuẩn từ đó cùng với Dtb= 5(m) tra theo các bảng phụ lục 2,3,4 T258-261 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện ta có thông số các dây dẫn đó.Toàn bộ kết quả ghi trong bảng: Bảng 2.11 Kết quả tính toán chọn đường dây
24. ĐD Icp(A) HT-1 58,31 33 13,57 35,68 93,64 85,13 AC- 95 330 3-2 31,62 40 16,76 43,37 113,81 103,47 AC- 95 330 HT-3 50,00 75 31,24 81,25 213,22 193,83 AC- 185 510 HT-4 50,00 29 11,75 31,29 82,11 74,65 AC- 70 265 HT-5 50,99 56 22,58 60,38 158,46 144,06 AC-150 445 5-6 41,23 29 11,75 31,29 164,22 149,29 AC- 150 445 Bảng 2.12 Thông số đường dây Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật +Điều kiện phát nóng khi sự cố *Ngừng 1 mạch của đường dây 2 mạch, lộ HT-6 đường dây 1 mạch không cần kiểm tra. Khi đó: Dòng điện sự cố Isc = 2.Imax Lộ Loại ĐD Số mach Imax i(A) Isc(A) Icp So sánh Isc và Icp HT-1 AC- 95 2 93,64 187,28 330 Isc
25. đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện  sẽ thỏa mãn điều kiện độ bền cơ - Xác định tổn thất điện áp lớn nhất Theo công thức (2.2) và (2.4) với số liệu đã có ta lập bảng Bảng 2.13 Tổn thất điện áp Lộ Số mạch Pmax i (MW) Qmax i (MVar) Ri(Ω) Xi(Ω) Ui bt% theo CT(2.2) Ui sc% theo CT(2.4) HT-1 2 33 13,57 9,62 12,51 4,03 8,05 3-2 2 40 16,76 5,22 6,78 2,66 5,33 HT-3 2 75 31,24 4,25 10,23 5,27 10,55 HT-4 2 29 11,75 11,50 11,00 3,82 7,65 HT-5 2 56 22,58 5,35 10,78 4,49 8,98 5-6 1 29 11,75 8,66 17,44 3,77 ∆Ubt %=∆UHT-3bt% + ∆U3-2bt% = 5,27% + 2,66% =7,94% và ∆Usc %=∆UHT-3sc% + ∆U3-2bt%=10,55% + 2,66%=13,21%  Ubt max %= UHT-5bt% + U5-6bt% = 4,49% + 3,77% =8,63% và Usc max%= UHT-5sc% + U5-6bt % = 8,98% +3,77% = 12,75%  Thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp . Kết luân: Phương án 3 thỏa mãn các điều kiện kỹ thuật.
26. 4 2 3 5 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151413121110987654321 15 4 6 1. Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng + Phân bố công suất Theo sơ đồ đi dây, phân bố công suất phương án 2 như sau: ṠHT-3= 35 + j14,48 (MVA) ṠHT-4= 29 + j11,75 (MVA) Ṡ1-2= 40 + j16,76 (MVA) Ṡ5-6 = 29 + j11, 75 (MVA) . S HT-1= . S 1 + . S 2= 33 + j13,57 +40 + j16,76 = 73+j30,33 (MVA) ṠHT-5= Ṡ5+ Ṡ6 = 27 + j10,84+ 29 + j11, 75= 56 + j22,58(MVA) + Chọn điện áp định mức mạng Tính điện áp trên các đoạn đường dây theo công thức (2.1) ta có bảng sau: Bảng 2.14 Tính toán điện áp định mức phương án 4 Đường dây Côngsuất (Pmax,MW) Chiều dài đường dây ( L, km) Điện áp tính theo CT (2.1) , kV HT-1 73 58,31 151,98 1-2 40 60,83 114,89 HT-3 35 50,00 107,19 HT-4 29 50,00 98,39 HT-5 56 50,99 133,56 5-6 29 41,23 97,55 Dựa vào bảng 2.14 Ta chọn Uđm= 110kV 2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn Theo công thức (2-5) và (2-6) ta tính tiết diện dây dẫn rồi chọn theo dây dẫn tiêu chuẩn từ đó cùng với Dtb= 5(m) tra theo các bảng phụ lục 2,3,4 T258-261 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện ta có thông số các dây dẫn đó.Toàn bộ kết quả ghi trong bảng: Bảng 2.15 Kết quả tính toán chọn đường dây
27. ĐD Icp(A) HT-1 58,31 73 30,33 79,05 207,45 188,59 AC- 185 510 1-2 60,83 40 16,76 43,37 113,81 103,47 AC- 95 330 HT-3 50,00 35 14,48 37,88 99,40 90,37 AC- 95 330 HT-4 50,00 29 11,75 31,29 82,11 74,65 AC- 70 265 HT-5 50,99 56 22,58 60,38 158,46 144,06 AC-150 445 5-6 41,23 29 11,75 31,29 164,22 149,29 AC- 150 445 Bảng 2.16 Thông số đường dây Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật +Điều kiện phát nóng khi sự cố *Ngừng 1 mạch của đường dây 2 mạch, lộ HT-6đường dây 1 mạch không cần kiểm tra. Khi đó: Dòng điện sự cố Isc = 2.Imax Lộ Loại ĐD Số mach Imax i(A) Isc(A) Icp So sánh Isc và Icp HT-1 AC- 185 2 207,45 414,90 510 Isc
28. thất điện áp Lộ Số mạch Pmax i (MW) Qmax i (MVar) Ri(Ω) Xi(Ω) ∆Uibt% theo CT(2.2) ∆Uisc% theo CT(2.4) HT-1 2 73 30,33 4,96 11,92 5,98 11,96 1-2 2 40 16,76 10,04 13,05 5,13 10,25 HT-3 2 35 14,48 8,25 10,73 3,67 7,34 HT-4 2 29 11,75 11,50 11,00 3,82 7,65 HT-5 2 56 22,58 5,35 10,78 4,49 8,98 5-6 1 29 11,75 8,66 17,44 3,77 ∆Ubt max %=∆UHT-1bt% + ∆U1-2bt% = 5,98% + 5,13% =11,10% và ∆Usc max%=∆UHT-1sc% + ∆U1-2bt%=11,96% +5,13%=17,08% Thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp . Kết luân: Phương án 4 thỏa mãn các điều kiện kỹ thuật.
29. 5 2 3 5 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151413121110987654321 15 4 6 1. Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng + Phân bố công suất Theo sơ đồ đi dây, phân bố công suất phương án 2 như sau: ṠHT-1= 33 + j13,57 (MVA) ṠHT-2= 40 + j16,76 (MVA) Ṡ5-6 = 29 + j11, 75 (MVA) . S HT-3 = 35+ j14,48 MVA . S HT-4= 29 + j11,75 MVA ṠHT-5= Ṡ5+ Ṡ6 = 27 + j10,84+ 29 + j11, 75= 56 + j22,58(MVA) . . . 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 . 1 (33 13,57)(67,08 60,83) (40 16,76).60,83 58,31 67 ( ) 37,08 15,36( ) ,08 60,83 HT HT j j S l l S l S l l l S j MVA                   . S HT-2= ( . S 1 + . S 2) - . S HT-1 = (33 + j13,57 + 40 + j16,76) - (37,08+ j15,36) = 35,92 + j14,97 (MVA) . S 1-2 = . S HT-1 - . S 1 = 37,08+ j15,36- 33 - j13,57 = 4,08 + j1,79 (MVA) + Chọn điện áp định mức mạng Tính điện áp trên các đoạn đường dây theo công thức (2.1) ta có bảng sau: Bảng 2.18 Tính toán điện áp định mức phương án 5 Đường dây Công suất(Pmax,MW) Chiều dài đường dây ( L, km) Điện áp tính theo CT (2.1) , kV HT-1 37,08 58,31 110,78 HT-2 35,92 67,08 109,95 1 - 2 4,08 60,83 48,73
30. 107,19 HT-4 29,00 50,00 98,39 HT-5 56 50,99 133,56 5 - 6 29 78,10 101,05 Dựa vào bảng 2.18 Ta chọn Uđm= 110kV 2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn Theo công thức (2-5) và (2-6) ta tính tiết diện dây dẫn rồi chọn theo dây dẫn tiêu chuẩn từ đó cùng với Dtb= 5(m) tra theo các bảng phụ lục 2,3,4 T258-261 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện ta có thông số các dây dẫn đó.Toàn bộ kết quả ghi trong bảng: Bảng 2.19 Kết quả tính toán chọn đường dây Lộ Li(km) Pmaxi (MW) Qmaxi (MvAr) Smaxi (MVA) Imax i(A) Fi(mm²) Chọn ĐD Icp (A) HT-1 58,31 37,08 15,36 40,13 210,63 191,49 AC- 185 510 HT-2 67,08 35,92 14,97 38,92 204,27 185,70 AC- 185 510 1 - 2 60,83 4,08 1,79 4,45 23,36 21,24 AC- 70 265 HT-3 50,00 35,00 14,48 37,88 99,40 90,37 AC- 95 330 HT-4 50,00 29,00 11,75 31,29 82,11 74,65 AC- 70 265 HT-5 50,99 56,00 22,58 60,38 158,46 144,06 AC-150 445 5 - 6 78,10 29,00 11,75 31,29 164,22 149,29 AC- 150 445 Bảng 2.20 Thông số đường dây Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật +Điều kiện phát nóng khi sự cố *Ngừng 1 mạch của đường dây 2 mạch, lộ HT-6 đường dây 1 mạch không cần kiểm tra. Đối với mạch vòng đã cho, dòng điện chay trên đoạn 1-2 sẽ có giá trị lớn nhất khi ngưng đường dây HT-2. Như vậy: Lộ Loại ĐD Li (km) Số mạch r₀ (Ω/km) X₀ (Ω/km) b₀.10⁻⁶ (S/km) Ri(Ω) theo CT(2.3) Xi(Ω) theo CT(2.3) Icp(A) HT-1 AC- 185 58,31 1 0,17 0,409 2,82 9,91 23,85 510 HT-2 AC- 185 67,08 1 0,17 0,409 2,82 11,40 27,44 510 1 - 2 AC- 70 60,83 1 0,46 0,44 2,58 27,98 26,76 265 HT-3 AC- 95 50,00 2 0,33 0,429 2,65 8,25 10,73 330 HT-4 AC- 70 50,00 2 0,46 0,44 2,58 11,50 11,00 265 HT-5 AC-150 50,99 2 0,21 0,423 2,69 5,35 10,78 445 5 - 6 AC- 150 78,10 1 0,21 0,423 2,69 16,40 33,04 445
31. 16,76 .10 227,63( ) 3.110 A    Dòng điện chạy trên đoạn HT-1 bằng: IHT-1sc = 2 2 373 30,33 .10 414,90( ) 3.110 A    Trường hợp sự cố dòng điện chạy trên đoạn HT-2 có giá trị bằng dòng HT-1 , nghĩa là: IHT-2sc= 414,90(A) Khi đó: Dòng điện sự cố Isc = 2.Imax Lộ Loại ĐD Số mach Imax i(A) Isc(A) Icp So sánh Isc và Icp HT-1 AC- 185 1 210,63 441,90 510 Isc
32. áp trên đoạn 1-2 bằng: U1-2sc= 2 40.27,98 16,76.26,76 .100 12,96% 110    Từ kết quả trên nhận thất, đối với mạch vòng đã cho, sự cố nguy hiển nhất xảy ra khi ngưng đoạn HT-2. Trong trường hợp này tổn thất điện áp lớn nhất bằng: Umaxsc%= 11,96% + 12,96% = 24,92% Theo công thức (2.2) và (2.4) với số liệu đã có ta lập bảng Bảng 2.21 Tổn thất điện áp Lộ Số mạch Pmax i (MW) Qmax i (MVar) Ri(Ω) Xi(Ω) Ui bt% theo CT(2.2) Ui sc% theo CT(2.4) HT-1 1 37,08 15,36 9,91 23,85 6,06 12,13 HT-2 1 35,92 14,97 11,40 27,44 6,78 13,56 1 - 2 1 4,08 1,79 27,98 26,76 1,34 2,68 HT-3 2 35,00 14,48 8,25 10,73 3,67 7,34 HT-4 2 29 11,75 11,50 11,00 3,82 7,65 HT-5 2 56 22,58 5,35 10,78 4,49 8,98 5 - 6 1 29 11,75 16,40 33,04 7,14  Ubt max %= UHT-1bt% + U1-2bt% =6,06 +1,34 = 7,40% và Usc max%= UHT-1sc% + U1-2sc%= 11,96% + 12,96% = 24,92% Không thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp . Kết luân: Phương án 5 không thỏa mãn các điều kiện kỹ thuật. Để thuận tiện khi so sánh các phương án về kỹ thuật, các giá trị tổn thất điện áp cực đại của phương án được tổng hợp ở bảng 2.22. Bảng 2.22. Chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án so sánh Tổn thất điện áp Phương án 1 2 3 4 Umax bt% 7,14 8,26 8,26 11,10 Umax sc% 11,30 12,75 13,21 17,08 II. 5So sánh kinh tế các phương án đạt tiêuchuẩn kỹ thuật - Theo kết quả tính toán về mặt kỹ thuật các phương án ta chỉ so sánh kinh tế các phương án từ 1 tới 4 - Phần giống nhau giữa các phương án ta không so sánh (Phần máy biến áp, trạm biến áp) ⇒Ta chỉ tiến hành so sánh về đường dây. Sử dụng hàm kinh tế để so sánh II.5.1 Phương pháp hàm kinh tế - Hàm kinh tế là hàm chi phí tính toán hàng năm Z
33. + A.C (2.5) Trong đó atc: Hằng số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư atc= = =0,125 Ttc: Thời gian tiêu chuẩn thu hồi vồn đầu tư lấy Ttc= 8 năm avh: hệ số vận hành đối với các đường dây trong mạng điện(avh=0,04 ) Kđ: Tổng các vốn đầu tư về đường dây Kđ= ΣKoi . li (2.6) koi: giá thành 1 km đường dây một mạch, đ/km li: chiều dài đường dây thứ i, km A: Tổng tổng thất điện năng hàng năm Tổn thất điện năng trên đường dây được xác định theo công thức: A= Pimax.𝛕 (2.7) Trong đó : Pimax: Tổng tổn thất công suất trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại 𝛕: thời gian tổn thất công suất cực đại 𝛕=(0,124+Tmax.10-4)2.8760 (2.8) Tmax: thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm Tmax=5000 (h)⇒𝛕=(0,124 + 5000.10-4)2. 8760=3411(h) Tổng tổn thất công suất trên đường dây thứ i có thể tính như sau: Pimax=(Pimax 2 + Qimax 2).Ri/Uđm 2 (2.9) Pimax,Qimax: công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại Ri: điện trở tác dụng của đường dây thứ i Uđm: điện áp định mức của mạng điện C: Giá 1 kW.h điện năng tổn thất (C=800 đ/kW.h) * Phương án hợp lý nhất là phương án có hàm chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhất nhưng nếu Z vào khoảng ( Zmin=1,05Zmin) thì các phương án được coi tương đương về mặt kinh tế khi đó phương án hợp lý nhất được chọn dựa trên các cơ sở sau: +Vốn đầu tư nhỏ nhất +Tổn thất điện năng Anhỏ nhất +Tổn thất điện áp U nhỏ nhất II.5.2 Tính toán về kinh tế các phương án II.5.2.1 Phương án 1 -Koi xem bảng 2.23: Bảng 2.23 Giáthành xây dựng đường dây trên không 110kV (x109 đ/km) Loại cột Ký hiệu dây dẫn AC-70 AC-95 AC-120 AC-150 AC-185 ACO-240 ACO-300 Một mạch cột thép 2,01 2,04 2,23 2,41 2,51 3,15 3,7 Hai mạch cột thép 2,44 2,52 2,64 3,13 3,43 4,25 4,89
34. số công suất, điện trở, chiều dài đường dây của phương án 1 sử dụng các công thức (2.8), (2.6) ta lập được bảng Lộ Loại ĐD R (Ω) Pmaxi (MW) Qmaxi (MVAr) Li(km) Koi (109đ/km) Koi.Li (109đ) Pmax (MW) HT-1 AC- 95 9,62 33 13,57 58,31 2,52 146,94 1,012 HT-2 AC- 95 11,07 40 16,76 67,08 2,52 169,05 1,721 HT-3 AC- 95 8,25 35 14,48 50,00 2,52 126,00 0,978 HT-4 AC- 70 11,50 29 11,75 50,00 2,44 122,00 0,930 HT-5 AC-70 11,73 27 10,84 50,99 2,44 124,42 0,820 HT-6 AC- 150 16,40 29 11,75 78,10 2,41 188,23 1,327 Tổng Kđ=876,63 6,789 Xác định tổn thất điện năng và chi phí tính toán hàng năm phương án 1 theo công thức (2.7), (2.5) ∆A = ∆Pmax .𝛕 = 6,789. 3411= 23156,94 (MWh) Z= (atc+avh)Kđ +∆A.C=( 0,125+0,04). 876,63.109+23156,94.103.800 = 163169,47.106(đ) II.5.2.2 Phương án 2 -Koi xem bảng 2.23: Dựa vào thông số công suất, điện trở, chiều dài đường dây của phương án 1 sử dụng các công thức (2.8), (2.6) ta lập được bảng Lộ Loại ĐD R (Ω) Pmaxi (MW) Qmaxi (MVAr) Li (km) Koi (109đ/km) k.Koi.Li (109đ) Pmax (MW) HT-1 AC- 95 9,62 33 13,57 58,31 2,52 146,94 1,012 HT-2 AC- 95 5,22 40 16,76 31,62 2,52 169,05 0,811 HT-3 AC- 185 4,25 75 31,24 50,00 3,43 126,00 2,319 HT-4 AC- 70 11,50 29 11,75 50,00 2,44 122,00 0,930 HT-5 AC-150 5,35 56 22,58 50,99 3,13 159,60 1,613 5 - 6 AC- 150 8,66 29 11,75 41,23 2,41 99,37 0,701 Tổng Kđ=822,95 7,386 Xác định tổn thất điện năng và chi phí tính toán hàng năm phương án 2 theo công thức (2.7), (2.5) ∆A= ∆Pmax .𝛕 =7,386. 3411 = 25194,19 (MWh) Z= (atc+avh)Kđ+∆A.C=( 0,125+0,04). 822,95.109+ 23724,58.103.800=154766,89.106(đ) II.5.2.3 Phương án 3 -Koi xem bảng 2.23:
35. số công suất, điện trở, chiều dài đường dây của phương án 1 sử dụng các công thức (2.8), (2.6) ta lập được bảng Lộ Loại ĐD R (Ω) Pmaxi (MW) Qmaxi (MVAr) Li (km) Koi (109đ/km) k.Koi.Li (109đ) Pmax (MW) HT-1 AC- 95 9,62 33 13,57 58,31 2,52 146,94 1,012 3 - 2 AC- 95 5,22 40 16,76 31,62 2,52 79,69 0,811 HT-3 AC- 185 4,25 75 31,24 50,00 3,43 171,50 2,319 HT-4 AC- 70 11,50 29 11,75 50,00 2,44 122,00 0,930 HT-5 AC-150 5,35 56 22,58 50,99 3,13 159,60 1,613 5 - 6 AC- 150 8,66 29 11,75 41,23 2,41 99,37 0,701 Tổng Kđ=779,10 7,386 Xác định tổn thất điện năng và chi phí tính toán hàng năm phương án 3 theo công thức (2.7), (2.5) ∆A= ∆Pmax .𝛕 = 7,386.3411 = 25194,19 (MWh) Z= (atc+avh)Kđ+∆A.C=( 0,125+0,04).779,10.109+25194,19.103.800=148706,11.106(đ) II.5.2.3 Phương án 4 -Koi xem bảng 2.23: Dựa vào thông số công suất, điện trở, chiều dài đường dây của phương án 1 sử dụng các công thức (2.8), (2.6) ta lập được bảng Lộ Loại ĐD R (Ω) Pmaxi (MW) Qmaxi (MVAr ) Li (km) Koi (109đ/km ) k.Koi.Li (109đ) Pmax (MW ) HT-1 AC- 185 4,96 73 30,33 58,3 1 3,43 200,00 2,560 1 - 2 AC- 95 10,04 40 16,76 60,8 3 2,52 153,29 1,560 HT-3 AC- 95 8,25 35 14,48 50,0 0 2,52 126,00 0,978 HT-4 AC- 70 11,50 29 11,75 50,0 0 2,44 122,00 0,930 HT-5 AC-150 5,35 56 22,58 50,9 9 3,13 159,60 1,613 5 - 6 AC- 150 8,66 29 11,75 41,2 3 2,41 99,37 0,701 Tổng Kđ=860,25 8,342
36. thất điện năng và chi phí tính toán hàng năm phương án 3 theo công thức (2.7), (2.5) ∆A= ∆Pmax .𝛕 = 8,342.3411 = 28455,21(MWh) Z= (atc+avh)Kđ + ∆A.C=( 0,125+0,04) . 860,25.109+ 28455,21.103 . 800 =164705,98.106(đ) II.6 Chọn phương án tối ưu Ta lập bảng so sánh các kết quả tính toán về mặt kỹ thuật và kinh tế của các phương án Phương án 1 2 3 4 Umax bt% 7,14 8,26 8,26 11,10 Umax sc% 11,30 12,75 13,21 17,08 ∆A(MWh) 23156,94 23724,58 25194,19 28455,21 Z.106(đ) 163169,47 154766,89 148706,11 164705,98 Các phương án được coi là tương đương nhau về mặt kinh tế khi sự khác nhau về hàm chi phi tính toán Z là ±5% Phương án 3 có Zmin ta sẽ lấy phương án 3 làm chuẩn những phương án có Z sai khác lớn hơn ±5% so với phương án 3 sẽ bị loại: Z1 + 5%Z1=148706,11+ 5%.148706,11= 156141,42.106(đ) Vậy phương án 1 và 4 bị loại. Mặt khác, phương án 2 có tổn thất điện áp lúc sự cố và tổn thất điện năng A nhỏ nhất Kết luận: Vậy ta chọn phương án 2 là phương án thiết kế cho mạng điện.
37. MÁY BIẾN ÁP, SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH, TÍNH TOÁN CÁCCHẾ ĐỘ XÁC LẬP VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐẦU PHÂN ÁP A. LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP I. Chọn số lượng, công suất các biến áp trong các trạm hạ áp I.1 Lựa chọn kiểu, số lượng và công suất các máy biến áp -Mạng cao áp 110kV hạ áp 22kV 5 phụ tải loại 1 và 1 phụ tải loại 3 vậy ta sẽchọn kiểu máy biến áp ba pha hai cuộn dây 110/22kV có điều chỉnh dưới tải như phần trước ta đã chọn sử dụng máy biến áp của Việt Nam để không cần xét tới hệsố hiệu chỉnh nhiệt độ, 5 phụ tải loại 1 sẽ có 2 máy biến áp vận hành song song. -Công suất các máy biến áp được chọn phải đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cực đại khi làm việc bình thường Sđm Smax (3.1) Công thức trên áp dụng cho trạm có 1 máy biến áp. Ngoài ra với các máy biến áp làm việc song song cần xét tới khả năng quá tải của máy biến áp ở chế độ sau sự cố khi 1 trong 2 máy biến áp dừng do sự cố, sửa chữa, bảo dưỡng hoặc vận hành kinh tế khi phụ tải nhỏ nhất máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố phải đảm bảo đủ công suất cần thiết xuất phát từ (điều kiện quá tải cho phép bằng 40% trong thời gian quá tải cực đại 5 ngày đêm, mỗi ngày 6 giờ) Sđm (3.2) Smax: Công suất lúc phụ tải cực đại k : Hệ số quá tải k = 1,4 n: Số máy biến áp trong trạm I.2 Tính toán công suất, lựa chọn máy biến áp cho các phụ tải - Phụ tải 1 (loại 1) Sđm 1max 35,57 25,49( ) 1,4 1,4 S MVA   Từ kết quả tính toán tra theo bảng 18 T276 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện chọn 01 máy biến áp có kiểu TPDH-32000/110 cho phụ tải 1 -Phụ tải 2 (Loại 1) Sđm 1max 43,37 30,98( ) 1,4 1,4 S MVA   Từ kết quả tính toán tra theo bảng 18 T276 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện chọn 01 máy biến áp có kiểu TPDH-32000/110 cho phụ tải 2 -Phụ tải 3 (Loại 1)
38. 1,4 S MVA   Từ kết quả tính toán tra theo bảng 18 T276 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện chọn 02 máy biến áp có kiểu TPDH-32000/110 cho phụ tải 3 -Phụ tải 4 (Loại 1) Sđm 4max 31,29 22,35( ) 1,4 1,4 S MVA   Từ kết quả tính toán tra theo bảng 18 T276 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện chọn 02 máy biến áp có kiểu TPDH-25000/110 cho phụ tải 4 -Phụ tải 5 (Loại 1) Sđm 5max 29,09 20,78( ) 1,4 1,4 S MVA   Từ kết quả tính toán tra theo bảng 18 T276 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện chọn 02 máy biến áp có kiểu TPDH-25000/110 cho phụ tải 5 -Phụ tải 6 (Loại 3) Sđm Smax = 31,29 MVA Từ kết quả tính toán tra theo bảng 18 T276 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện chọn 02 máy biến áp có kiểu TPDH-32000/110 cho phụ tải 6 Loại máy BA Các thông số kỹ thuật Các thông số tính toán Sử dụng cho phụ tải Ucđm kV Uhđm kV Un% ∆Pn kW ∆P0 kW Io% R Ω X Ω ∆Q0 kVAr TPDH-25000/110 115 22 10,5 120 29 0,8 2,54 55,9 200 3,5,6 TPDH-32000/110 115 22 10,5 145 35 0,75 1,87 43,5 240 2,4 TPDH-4000/110 115 22 10,5 175 42 0,7 1,44 34,8 280 1 B. SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH II.Chọn sơ đồ nối dây hợp lý của các trạm biến áp và vẽ sơ đồ mạng điện II.1 Trạm nguồn Đa số phụ tải là các hộ tiêu thụ loại I nên ta sẽ sử dụng sơ đồ hệ thống 2 thanh góp làm việc song song
39. Sơ đồ nối trạm nguồn MCLL: máy cắt liên lạc DCL: dao cách ly MC: máy cắt II.2 Trạm cuối MCLLDCL MCMC MCHB MBA Sơ đồ cầu ngoài MCLL DCL MCMC MCHB MBA Sơ đồ cầu trong II.3 Sơ đồ hệ thống điện thiết kế Sơ đồ trên các máy cắt 110kV được chọn là máy cắt SF6, còn phía 22kV sử dụng các máy cắt hợp bộ.
40. Öt h è n g ®iÖn t h iÕt k Õ 2AC-95 67,08m TBA2 110kV 22kV 2TPDH-32MVA S2 =40+j16,76MVA . 2AC-95 50,00m TBA3 110kV 22kV 2TPDH-32MVA S3 =35+j14,48MVA . 2AC-70 50,00m TBA4 110kV 22kV 2TPDH-25MVA S4 =29+j11,75MVA . 2AC-95 44,72m TBA1 110kV 22kV 2TPDH-32MVA S1 =33+j13,57MVA . 2AC-150 41,23km 2AC-150 50,99km TBA5 2TPDH-25MVA S5 =29+j11,75MVA . TBA6 110kV 22kV 2TPDH-32MVA S6 =27+j10,84MVA .
41. CHẾ ĐỘ XÁC LẬP Để đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thiết kế, cần xác định các thông số chế độ xác lập trong các trạng thái phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố khi phụ tải cực đại. Khi xác định các dòng công suất và các tổn thất công suất, ta lấy điện áp ở tất cả các nút trong mạng điện bằng điện áp định mức: Ui=Uđm=110 (kV) Sau đó ta tính điện áp các nút và chọn phương thức điều chỉnh điện áp ở từng chế độ phụ tải. I. Chế độ phụ tải cực đại I.1 Lộ đường dây HT-1 Sơ đồ nguyên lý của đường dây: HT C H 2 AC - 95 58,31 km 2xTPDH 32000/110 HT S S’HT HT S’’HT C SC S b ZbZd S0 -jQcd -jQcc S1=33+j13,57 MVA . S1=33+j13,57 MVA . => Sơ đồ thay thế: HT C H 2 AC - 95 58,31 km 2xTPDH 32000/110 HT S S’HT HT S’’HT C SC S b ZbZd S0 -jQcd -jQcc S1=33+j13,57 MVA . S1=33+j13,57 MVA . Thông số đường dây: Zd= 9,62+j12,51Ω 2 B =1,55.10-4 S Đối với máy biến áp: ∆ . S 0= n.(∆P0+j∆Q0)= 2.(35+j240).10-3 = 0,07+j0,48 (MVA) Zb= 1 n .(Rb+jXb)= 1 2 .(1,87+j43,5)= 0,94+j21,75 (Ω) Tổn thất công suất trong tổng trở MBA được tính theo công thức sau: 2 2 2 2. 2 2 33 13,57 . (0,94 21,75) 110 b b dm P Q S Z j U       =0,10+j2,29(MVA) Công suất trước tổng trở MBA bằng: . . . 1b bS S S   = 33 + j13,57+ 0,10+j2,29= 33,10+j15,86 (MVA) Dòng công suất vào cuộn dây cao áp của MBA có giá trị bằng:
42. bS S S   = 33,10+j15,86 + 0,07 + j0,48 = 33,17+ j16,34 (MVA) Công suất điện dung cuối đường dây bằng: Qcc=Uđm 2. =1102. 1,55.10-4= 1,87 (MVAr) Công suất sau tổng trở của đường dây có giá trị: . '' HT c ccS S jQ  = 33,17+ j16,34 – j1,87 = 33,17+ j14,47 (MVA) Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây có giá trị: 2 2 2 2. 2 2 ( ) (Q ) ( ) 33,17 1 (9,62 12,51) 110 4,47 d d d dm P S R jX j U         = 1,04 + j1,35 (MVA) Dòng công suất trước tổng trở đường dây có giá trị: ' '' HT HT dS S S   = 33,17+ j14,47 + 1,04 + j1,35 = 34,21+ j15,82 (MVA) Công suất điện dung đầu đường dây bằng: Qcd=Qcc=1,08 (MVAr) Công suất từ HT truyền vào đường dây có giá trị: ' HT HT ccS S jQ  = 34,21+ j15,82 - j1,87 = 34,21+ j13,95(MVA) I.2 Các đường dây HT-2,HT-3,HT-4,HT-5,HT-6 Tính chế độ của các đường dây HT-2,HT-3,HT-4,HT-5,HT-6 được tiến hành tương tự. Kết quả được biểu diễn trong bảng sau:
43. dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở MBA và trên đường dây nối với hệ thống điện Đường dây HTS MVA ' HTS MVA . dS MVA '' HTS ,MVA Qc, MVAr . bS ,MVA . bS ,MVA HT-1 34,21+j13,95 34,21+j15,82 1,04+j1,35 33,17+j14,47 1,87 33,10+j15,86 0,10+j2,29 HT-2 42,01+j18,65 42,01+j20,80 1,79+j2,33 40,22+j18,47 2,15 40,15+j20,14 0,15+j3,38 HT-3 36,20+j15,66 36,20+j17,26 1,02+j1,32 35,18+j15,94 1,60 35,11+j17,06 0,11+j2,58 HT-4 30,13+j12,21 30,13+j13,77 0,97+j0,92 29,16+j12,85 1,56 29,10+j14,01 0,10+j2,26 HT-5 58,87+j29,15 58,87+30,81 1,77+j3,57 57,10+j27,24 1,66 27,09+j12,79 0,09+j1,96 5 - 6 29,95+j15,71 29,95+j16,38 0,77+j1,55 29,19+j14,84 0,67 29,15+j15,27 0,15+j3,52 Tổng 201,41+j89,61 7,35+j11,04 0,70+j15,98
44. chính xác công suất trong hệ thống Từ bảng 3.1 tính được tổng công suất yêu cầu trên thanh góp 110kV của hệ thống bằng: ycS =201,41 +j89,61 MVA Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống, nguồn điện phải đủ cung cấp công suất theo yêu cầu. Vì vậy tổng công suất tác dụng của hệ thống cần phải cung cấp bằng: Pcc=201,41 (MW) Khi hệ số công suất của hệ thống bằng 0,9 thì công suất phản kháng của hệ thống có thể cung cấp bằng: Qcc=tg .Pcc=0,456 .201,41 = 91,77 (MVAr) Như vậy : ccS = 201,41 + j91,77 (MVA) Từ kết quả trên thấy rằng, công suất phản kháng do hệ thống cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu. Vì vậy không cần bù công suất phản kháng cho chế độ phụ tải cực đại. II. Chế độ phụ tải cực tiểu Công suất của các phụ tải trong chế độ cực tiểu được cho ở bảng sau: Bảng 3.2 Công suất phụ tải trong chế độ cực tiểu Hộ tiêu thụ minS MVA Smin,MVA 1 23,1+j9,50 24,98 2 28+j11,73 30,36 3 24,5+j10,14 26,51 4 20,3+j8,22 21,90 5 18,9+j7,59 20,37 6 20,3+j8,22 21,90 Xét chế độ vận hành kinh tế các trạm hạ áp khi phụ tải cực tiểu. Trong chế độ phụ tải cực tiểu có thể cắt bớt 1 MBA trong các trạm, song cần thỏa mãn điều kiện sau: Spt
45. 2 3 4 5 6 Sgh,MVA 22,23 22,23 22,23 17,38 17,38 22,23 Spt,MVA 24,98 30,36 26,51 21,90 20,37 21,90 Các kết quả cho thấy rằng, trong chế độ phụ tải cực tiểu tất cả các trạm đều vận hành 2 máy biến áp. Phụ tải 6 có 1 MBA vận hành như bình thường. Tính toán chế độ phụ tải cực tiểu được tiến hành tương tự như chế độ cực đại. Các kết quả được tính toán cho trong bảng 3.4.
46. quả tính toán các thông số chế độ khi phụ tải cực tiểu Đường dây HTS MVA ' HTS MVA . dS MVA '' HTS ,MVA Qc, MVAr . bS ,MVA . bS ,MVA HT-1 23,71+j8,01 23,71+j9,88 0,50+j0,65 23,22+j9,23 1,87 23,15+j10,62 0,05+j1,12 HT-2 28,99+j10,67 28,99+j12,82 0,85+j1,11 28,14+j11,72 2,15 28,07+j13,39 0,07+j1,66 HT-3 25,11+j9,30 25,11+j10,91 0,49+j0,63 24,62+j10,28 1,60 24,55+j11,40 0,05+j1,26 HT-4 20,87+7,05 20,87+j8,61 0,46+j0,44 20,41+8,17 1,56 20,35+j9,33 0,05+j1,11 HT-5 40,60+j16,86 40,60+j18,52 0,83+j1,66 39,77+j16,86 1,66 18,94+j8,54 0,04+j0,96 5 - 6 20,77+j9,58 20,77+j10,25 0,36+j0,73 20,41+j9,52 0,67 20,37+j9,95 0,07+j1,72 Tổng 139,28+j51,89 3,48+j5,21 0,34+j7,83
47. sau sự cố Sự cố trong mạng điện thiết kế xảy ra khi ngưng một mạch trên đường dây 2 mạch nối từ nguồn cung cấp đến các phụ tải. Khi xét sự cố chúng ta không giả thiết sự cố xếp chồng, đồng thời chỉ xét trường hợp ngưng một mạch trên các đường dây nối từ hệ thống đến các phụ tải khi phụ tải cực đại. Riêng đoạn đường dây 5 - 6 là đường dây 1 mạch nên vẫn tính như chế độ cực đại. Kết quả tính toán các thông số chế độ sau sự cố cho ở bảng 3.5.
48. ' HTS MVA . dS MVA '' HTS ,MVA Qc, MVAr . bS ,MVA . bS ,MVA HT-1 35,30+j17,23 35,30+j18,17 2,13+j2,76 33,17+j15,40 0,93 33,10+j15,86 0,10+j2,29 HT-2 43,87+j23,22 43,87+j24,30 3,66+j4,75 40,22+j19,54 1,08 40,15+j20,14 0,15+j3,38 HT-3 37,25+j18,63 37,25+j19,43 2,07+j2,69 35,18+j16,74 0,80 35,11+j17,06 0,11+j2,58 HT-4 31,13+j14,73 31,13+j15,51 1,97+j1,88 29,16+j13,63 0,78 29,10+j14,01 0,10+j2,26 HT-5 60,68+j34,46 60,68+j35,29 3,58+j7,22 57,10+j28,07 0,83 27,09+j12,79 0,09+j1,96 5 - 6 29,95+j15,71 29,95+j16,38 0,77+j1,55 29,19+j14,84 0,67 29,15+j15,27 0,15+j3,52 Tổng 208,23+j108,27 14,17+j20,86 0,70+j15,98
49. lựa chọn đầu phân áp I. Tính điện áp các nút trong mạng điện Trong mạng điện có một nguồn cung cấp cho nên chọn thanh góp 110kV của hệ thống là nút điện áp cơ sở. Trong các chế độ phụ tải cực đại và chế độ sau sự cố,chọn điện áp Ucs=121kV; còn chế độ phị tải cực tiểu lấy Ucs= 115kV. I.1 Chế độ phụ tải cực đại(Ucs=121 kV) Đường dây HT-1 Điện áp trên thanh góp cao áp trạm 1 có giá trị U1= Ucs - ' ' . 34,21.9,62 15,82.12,51 121 121 d d cs P R Q X U     =116,6(kV) Điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm quy về cao áp bằng: U1q= U1- 1 . 33,10.0,94 15,86.21,75 116,6 116,6 b b b bP R Q X U     = 113,4(kV) Tính toán trên các đường dây còn lại được tính toán tương tự. Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm đã quy về điện áp cao trong chế độ phụ tải cực đại cho trong bảng 3.6. Bảng 3.6 Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp Trạm biến áp 1 2 3 4 5 6 Uiq(kV) 113,42 110,54 113,55 113,22 112,26 110,33 I.2 Chế độ phụ tải cực tiểu (Ucs=115kV) Đường dây HT-1 Điện áp trên thanh góp cao áp trạm 1 có giá trị U1= Ucs - ' ' . 23,71.9,62 9,88.12,51 115 115 d d cs P R Q X U     =111,9 (kV) Điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm quy về cao áp bằng: U1q= U1- 1 . 23,15.0,94 10,62.21,75 111,9 111,9 b b b bP R Q X U     = 109,7(kV) Tính toán trên các đường dây còn lại được tính toán tương tự. Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm đã quy về điện áp cao trong chế độ phụ tải cực đại cho trong bảng 3.7. Bảng 3.7 Giá trị điên áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp của các trạm Trạm biến áp 1 2 3 4 5 6 Uiq(kV) 109,69 107,74 109,77 109,53 109,01 107,67 I.3 Chế độ sau sự cố (Ucs=121 kV) Đường dây HT-1 Điện áp trên thanh góp cao áp trạm 1 có giá trị
50. ' . 35,30.19,24 18,17.15,01 121 121 d d cs P R Q X U     =111,6(kV) Điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm quy về cao áp bằng: U1q= U1- 1 . 33,10.0,94 15,86.21,75 111,6 111,6 b b b bP R Q X U     = 108,3(kV) Tính toán trên các đường dây còn lại được tính toán tương tự. Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm đã quy về điện áp cao trong chế độ phụ tải cực đại cho trong bảng 3.8 Bảng 3.8 Giá trị điên áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp của các trạm Trạm biến áp 1 2 3 4 5 6 Uiq(kV) 108,26 102,76 108,89 108,45 105,76 110,33 II. Điều chỉnh điện áp trong mạng điện II.1 Phụ tải yêu cầu điều chỉnh khác thường (1 và 3) Các MBA trạm dùng loại TPDH-25000/110 và TPDH-32000/110 có phạm vi điều chỉnh 9 x 1,78%, Ucđm=115kV, Uhđm=22kV. Đối với trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm quy định như sau:  Trong chế độ phụ tải cực đại: dUmax%=+5%  Trong chế độ phụ tải cực tiểu: dUmin%=0%  Trong chế độ sau sự cố: dUsc%=0 +5% Điện áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của trạm được xác định theo công thức: Uyc=Uđm+dU%.Uđm Trong đó Uđm là điện áp định mức của mạng điện hạ áp. Đối với mạng điện thiết kế Uđm=22kV. Vì vậy điện áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của trạm khi phụ tải cực đại bằng: Uycmax=22+ 5%.22=23,1 kV Khi phụ tải cực tiểu: Uycmin=22 kV Trong chế độ sau sự cố: Uycsc= 22+5%.22=23,1 kV Điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm, quy đổi về phía điện áp cao trong các chế độ phụ tải cực đại, cực tiểuvà sau sự cố ở bảng 3.9 Bảng 3.9 Chế độ điện áp trên các thanh góp hạ áp quy đổi về phía cao áp Trạm biến áp 1 3 2 4 5 6 Uqmax(kV) 113,42 110,54 113,55 113,22 112,26 110,33 Uqmin(kV) 109,69 107,74 109,77 109,53 109,01 107,67 Uqsc,(kV) 108,26 102,76 108,89 108,45 105,76 110,33
51. máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải cho phép thay đổi các đâu điều chỉnh không cần cắt các máy biến áp. Do đó cần chọn đầu điều chỉnh riêng cho chế độ phụ tải cực đại,cực tiểu và sau sự cố. Để thuận tiện có thể tính trước điện áp, tương ứng với mỗi đầu điều chỉnh của MBA. Kết quả tính đối với MBA đã chọn cho trong bảng 3.10. Bảng 3.10. Thông số điều chỉnh cua MBA điều chỉnh dưới tải Nấc điều chỉnh điện áp Điện áp bổ sung Điện áp đầu điều chỉnh, kV (%) (kV) 1 +16,02 +18,423 133,423 2 +14,24 +16,376 131,376 3 +12,46 +14,329 129,329 4 +10,68 +12,282 127,282 5 +8,9 +10,235 125,235 6 +7,12 +8,188 123,188 7 +5,34 +6,141 121,141 8 +3,56 +4,904 119,094 9 +1,78 +2,047 117,047 10 0 0 115 11 -1,78 -2,047 112,953 12 -3,56 -4,904 110,906 13 -5,34 -6,141 108,859 14 -7,12 -8,188 106,812 15 -8,9 -10,235 104,765 16 -10,68 -12,282 102,718 17 -12,46 -14,329 100,671 18 -14,24 -16,376 98,627 19 -16,02 -18,423 96,577 II.1.1. Chọn đầu điều chỉnh trong MBA trạm 1 1. Chế độ phụ tải cực đại Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp được xác định theo công thức: Uđcmax =Uq1max.Uhđm/Uycmax = 113,4.22 23,1 =108,02 (kV) Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=13, khi đó điện áp của đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utcmax=108,859 kV Điện áp thực trên thanh góp hạ áp bằng:
52. lệch điện áp trên thanh góp hạ áp bằng: ∆Umax%= tmax dm dm U U U  .100 = 22,92 22 22  .100= 4,19 % Như vậy đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đã chọn là phù hợp. 2.Chế độ phụ tải cực tiểu Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của MBA bằng: Uđcmin =Uq1min.Uhđm/Uycmin = 109,7.22 22 =109,7(kV) Chọn n=12,Utcmin=110,906 kV Điện áp thực trên thanh góp hạ áp bằng: Utmin= Uq1min.Uhđm/Utcmin= 109,7.22 110,906 =21,76 kV Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp bằng: ∆Umin%= mint dm dm U U U  .100 = 21,76 22 22  .100= -1,10% 3.Chế độ sau sự cố Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp được xác định theo công thức: Uđcmax =Uq1max.Uhđm/Uycmax = 108,3.22 23,1 =103,11(kV) Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=15, khi đó điện áp của đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utcmax=104,765 kV Điện áp thực trên thanh góp hạ áp bằng: Utmax= Uq1max.Uhđm/Utcmax= 108,3.22 104,765 = 22,73 kV Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp bằng: ∆Umax%= tmax dm dm U U U  .100 = 22,73 22 22  .100= 3,34 % II.1.2. Chọn đầu điều chỉnh trong các MBA của các trạm còn lại Chọn các đầu điều chỉnh của các MBA còn lại được tiến hành tương tự. Các kết quả tính toán điều chỉnh điện áp trong mạng điện cho ở bảng 3.11
53. quả tính toán điều chỉnh điện áp trong mạng điện Trạm biến áp Chế độ phụ tải cực đại Chế độ phụ tải cực tiểu Chế độ sau sự cố Đầu điều chỉnh Utcmax kV Utmax kV ∆Umax % Đầu điều chỉnh Utcmin kV Utmin kV ∆Umin % Đầu điều chỉnh Utcsc kV Utsc kV ∆Usc % 1 13 108,859 22,92 4,19 12 110,906 21,76 -1,10 15 104,765 22,73 3,34 2 14 106,812 22,77 3,49 13 108,859 21,77 -1,03 18 98,627 22,92 4,19 3 13 108,859 22,95 4,31 12 110,906 21,77 -1,03 15 104,765 22,87 3,93 4 13 108,859 22,88 4,01 12 110,906 21,73 -1,24 15 104,765 22,77 3,51 5 13 108,859 22,69 3,12 12 110,906 21,62 -1,71 16 102,718 22,65 2,96 6 14 106,812 22,72 3,29 13 108,859 21,76 -1,09 14 106,812 22,72 3,29
54. CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ- KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN I. Vốn đầu tư xây dựng mạng điện Tổng các vốn đầu tư xây dựng mạng điện được xác định theo công thức sau: K=Kđ+Kt Trong đó: Kđ - vốn đầu tư xây dựng đường dây. Kt - vốn đầu tư xây dựng các trạm biến áp. Kđ=779,10,10.109 (đ) Vốn tư xây dựng các trạm hạ áp xác định theo bảng 4.1 Bảng 4.1. Giá thành xây dựng trạm biến áp 110/22kV(x109 đ/km) Loại trạm Công suất định mức (MVA) 10 16 20 25 32 40 63 Một máy biến áp 11 15 19 22 24 26 33 Hai máy biến áp 20 28 35 40 44 48 60 Trong hệ thống thiết kế có 6 trạm, 4 trạm có 2 MBA và 2 trạm có 1 MBA, do đó vốn đầu tư cho các tram biến áp bằng: Kt= 40 2.109+44 3.109+24.109=236.109(đ) Do đó tổng vốn đầu tư để xây dựng mạng điên bằng: K=779,10.109+236.109=1024,10.109 (đ) II. Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện Tổn thất công suất trong mạng điện gồm tổn thất công suất trên đường dây và tổn thất công suất tác dụng trong MBA ở chế độ phụ tải cực đại. Theo kết quả tính toán ở bảng 3.1 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây bằng: ∆Pd=7,35 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng trong cuộn dây của các MBA có giá trị: ∆Pb=0,70 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng trong lõi thép của các MBA có giá trị: ∆P0 = 3.0,07+0,058.2+0,35=0,361 MW Như vậy tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện bằng: ∆P=∆Pd+∆Pb+∆P0= 7,35+0,70+0,361 = 8,41 MW Tổn thất công suất tac dụng trong mạng điện tính theo phần trăm (%) bằng: ∆P%=(∆P/ ).100= 8,41 . 193 100=4,36 (%) III. Tổn thất điện năng trong mạng điện Tổn thất điện năng trong mạng điện có thể xác định theo công thức sau:
55. 𝛕- thời gian tổn thất công suất lớn nhất. t- thời gian các máy biến áp làm việc trong năm. Bởi vì các MBA vận hành song song trong cả năm cho nên t=8760h Thời gian tổn thất công suất lớn nhất có thể tính theo công thức sau: 𝛕=(0,124+Tmax.10-4)2 8760=(0,124+5000.10-4)2 8760=3411 h Do đó tổng tổn thất điện năng trong mạng điện bằng: ∆A=(7,35+0,70).3411 + 0,361.8760 = 30624,1 (MW.h) Tổng điện năng các tiêu thụ nhận được trong năm bằng: A= .Tmax=193.5000=965000(MW.h) Tổn thất điện năng trong mạng điện tính theo phần trăm (%) bằng: ∆A% = . A A  100= . 96 3062 ,1 5000 4 100 = 3,17 (%) IV. Tính chi phí và giáthành IV.1. Chi phí vận hành hàng năm Các chi phí vận hành hàng năm trong mạng điện được xác định theo công thức sau: Y=avhd.Kd+avht.Kt+∆A.c trong đó: avhd- hệ số vận hành đường dây (avhd=0,04) avht- hệ số vận hành các thiết bị trong trạm biến áp (avht=0,10) c- giá thành 1 kW.h điện năng tổn thất. Như vậy: Y=0,04.779,10.109 +0,10.193.109 +30624,1.103.800 = 80,16.109 (đ) IV.2. Chi phí tính toán hàng năm Chi phí tính toán hằng năm được xác định theo công thức: Z=atc.K+Y trong đó: atc là hệ số định mức hiệu quả của các vốn đầu tư (atc=0,125) Z=0,125.1024,10.109+80,16.109 = 208,18.109 (đ) IV.3. Giá thành truyền tải điện năng Giá thành truyền tải điện năng được xác định theo công thức: 9 3 80,16.10 965000.10 Y A    =83,07 đ/kW.h IV.4. Giá thành xây dựng 1 MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại Giá thành xây dựng 1 MW công suất phụ tải cực đại xác định theo công thức: K0= 9 ax 1024,10.10 193m K P   = 5,31.109 đ/MW Bảng 4.2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện thiết kế TT Các chỉ tiêu Đơn vị Giá trị
56. suất phụ tải cực đai.(∑Pmax) MW 193 2 Tổng chiều dài đường dây.(∑l) km 282,15 3 Tổng công suất các MBA hạ áp. MVA 324 4 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện.(K) 109 đ 1024,10 5 Tổng vốn đầu tư về đường dây.(Kd) 109 đ 779,10 6 Tổng vốn đầu tư về các trạm biến áp.(Kt) 109 đ 245 7 Tổng điện năng trong mạng điện.(∑∆A ) MWh 965000 8 Tổng tổn thất điện năng ∆A% % 3,17 9 Tổng tổn thất điện năng ∆A MWh 30624,1 10 Chi phí vận hành hàng năm,(Y). 109 đ 80,16 11 Chi phí tính toán hàng năm, (Z). 109 đ 208,175 12 Giá thành truyền tải điện năng ,(β) đ/kW.h 83,0706 13 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại,(Ko). 109.đ/MW 5,31 14 Tổn thất điện áp lúc bình thường ở chế độ cực đại (∆Umaxbt). % 5,27 15 (∆Umaxsc). % 10,55 16 Tổng tổn thất công suất (∆P). MW 8,41 17 Tổng tổn thất công suất ∆P% % 4,36
57. VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Kết luận: Sau 8 tuần được giao nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp, em đã cố gắng để hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp, em đã thực hiện các công việc sau: - Hoàn thành nhiệm vụ thiết kế mạng lưới điện: + Phân tích và tính toán cân bằng công suất + Đưa ra 5 phương án thiết kế + Tính toán kinh tế, kỹ thuật cho các phương án thiết kế đưa ra. + Chọn ra phương án tối ưu. + Lựa chọn máy biến áp và sơ đồ nối điện chính cho phương án tối ưu được lựa chọn phục vụ thiết kế + Tính toán các chế độ xác lập và lựa chọn đầu phân áp của mạng điện lựa chọn thiết kế + Tính toán các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của phương án lựa chọn thiết kế 2. Kiến nghị - Đây là dịp cho em rèn luyện kỹ năng tính toán vốn rất còn hạn chế của mình ngày càng được tốt hơn. 3. Tài liêu tham khảo - Mạng lưới điện I – Nguyễn Văn Đạm - Thiết kế các mạng và hệ thống điện - Nguyễn Văn Đạm

Bài tập thiết kế hệ thống mạng điện

Bài Viết Liên Quan

Quảng Cáo

Có thể bạn quan tâm

Toplist được quan tâm

Quảng cáo

Xem Nhiều

Quảng cáo

Chúng tôi

Điều khoản

Trợ giúp

Mạng xã hội