Chương II:Cân bằng công suất trong hệ thống điện
1.Cân bằng công suất tiêu dùng
=
: Công suất tiêu dùng phát ra từ nguồn
: Công suất yêu cầu của hệ thống
Có: = kdt + + +
kdt=1:hệ số đồng thời
:tổng công suất tiêu dùng ở chế độ phụ tải cực đại
= P1 + P2 +P3 + P4 + P5 + P6
= 32 + 30 + 27 + 20 +30 +25
= 164
:tổng tổn thất điện năng trong mạng điện
= 5% =5% .164=8.2
: tổng công suất tự dùng trong chế độ phụ tải cực đại
:tổng công suất dự trữ của mạng
= =0
=> =164+8,2=172,2MW
2.Cân bằng công suất phản kháng
=
= tg F . =0,62.172,2=106,764MVAr
(cos F = 0,85 tg F = 0,62)
= + +
=
= = 0
kdt=1
=15,488+14,52+13,068+9,68+14,52+12,11=79,376MVAr
=15% =15%.79,376=11,91MVAr
=91,286MVAr
< :không phải bù
62 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 2072 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Cân bằng công suất trong hệ thống điện, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Sơ đồ địa lý của hệ thống
Chương II:Cân bằng công suất trong hệ thống điện
1.Cân bằng công suất tiêu dùng
=
: Công suất tiêu dùng phát ra từ nguồn
: Công suất yêu cầu của hệ thống
Có: = kdt + ++
kdt=1:hệ số đồng thời
:tổng công suất tiêu dùng ở chế độ phụ tải cực đại
= P1 + P2 +P3 + P4 + P5 + P6
= 32 + 30 + 27 + 20 +30 +25
= 164
:tổng tổn thất điện năng trong mạng điện
= 5%=5% .164=8.2
: tổng công suất tự dùng trong chế độ phụ tải cực đại
:tổng công suất dự trữ của mạng
==0
=>=164+8,2=172,2MW
2.Cân bằng công suất phản kháng
=
= tgF. =0,62.172,2=106,764MVAr
(cosF = 0,85 tgF = 0,62)
=++
=
== 0
kdt=1
=15,488+14,52+13,068+9,68+14,52+12,11=79,376MVAr
=15%=15%.79,376=11,91MVAr
=91,286MVAr
<:không phải bù
Công suất
Phụ tải
1
Phụ tải
2
Phụ tải
3
Phụ tải
4
Phụ tải
5
Phụ tải
6
P(MW)
32
30
27
20
30
25
Q(MVAr)
15,488
14,52
13,068
9,68
14,52
12,11
S(MVA)
35,55
33,33
30
22,22
33,33
27,77
Chương II: lựa chọn các phương án nối dây của mạng điện và so sánh các phương án về mặt kĩ thuật
A. Dự kiến các phương án cung cấp điện
Phương án 1
Phương án 2
Phương án 3
Phương án4
Phương án 5
B.Tính toán cụ thể cho từng phương án
I. Phương án 1:
1.Chọn điện áp định mức của mạng
Việc lựa chọn điện áp cho mđ có thể ảnh hưởng rất lớn đ?n các chỉ tiêu kĩ thuật và kinh tế của mạng điện. Nếu chọn điện áp mạng điện nhỏ th́ gây tổn thất điện nguồn lớn. Do đó điện áp định mức phải được lựa chọn sao cho hợp lí nhất. Điện áp định mức phụ thuộc vào cstd và khoảng cách truyền tải
Điện áp định mức của hệ thống được tính theo công thức kinh nghiệm sau:
U=4,34 . (kV)
Trong đó
P: công suất chuyên trở của đường dây(MW)
L: chiều dài của đường đây(km)
Ta được bảng sau:
Đoạn
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
L(KM)
51
56,57
70
80,63
53,85
78,1
P(MW)
32
30
27
20
30
25
Uđm
102,98
100,53
97,24
86,87
100,28
95
Vì 70<Ui<160 nên chọn cấp Uđm=110kV
2. Xác định tiết diện dây dẫn
a)Chọn tiết diện dây dẫn
Có nhiều cách lựa chọn tiết diện dây dẫn như:
- Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện kinh tế.
- Chọn tiết diện dây dẫn theo phát nóng.
- Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất cho phép của điện áp
Trong mạng điện khu vực này ta lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của ḍòng điện :jkt
Ở đây ta có T=5000h nên ta chọn dây AC có jkt =1,1A/mm2
Trong đó:
Fi : tiết diện tính toán của đây theo mật độ kinh tế
Iimax : dòng điện lớn nhất chạy trên dây được tính theo công thức Iimax =
Với Si : công suất biểu kiến trên các đoạn đường dây
n : số mạch của đường dây
Uđm: điện áp định mức của mạng điện
b)Kiểm tra
-Tổn thất vâng quang:đối với đường dây 110kv chọn tiết diện dây F≥70mm2:thỏa mãn điều kiện không có tổn thất vầng quang
-Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng quang của dây dẫn,cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này
-Theo điều kiện phát nóng:
Ilvmax≤k1.k2.Icp
Mạch đơn: Ilvmax= Ii (dòng điện chạy trên các đoạn đường dây)
Mạch kép: Ilvmax=2Ii (khi có sự cố đứt 1 mạch đường dây)
Icp :dòng điện cho phép chạy trên đoạn đường dây(tùy thuộc vào loại dây dẫn)
K1:hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc
K2:hệ số hiệu chỉnh theo số sợi cáp và điều kiện lắp đặt dây cáp
Ở đây lấy k1=k2=1
Cụ thể với đoạn dây dẫn N-1:
Ta có:
IN-1 max =. 103 = 92,6 A
Tiết diện dây dẫn:Fkt = =84,82 mm2
Chọn dây có tiết diện gần nhất:Fkt =95mm2 tương ứng là của dây AC-95
Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV
Dòng điện lớn nhất cho phép trên đường dây là: Icp=330A
Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đường dây, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại có giá trị là:
Isc =2.93,3=186,6<330(thỏa mãn)
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật
Tính toán tương tự cho các đường dây còn lại ta có bảng sau:
Đoạn
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
S(MVA)
35,55
33,33
30
22,22
33,33
27,27
Ii(A)
93,3
87,47
78,73
116,6
87,47
72,88
Fkt(mm2)
84,82
79,52
71,57
106,02
79,52
66,27
Icp (A)
335
265
265
330
265
265
Dây
AC-95
AC-70
AC-70
AC-95
AC-70
AC-70
Ilvmax(A)
186,6
174,94
157,46
116,62
174,94
145,76
Vậy các đoạn đường dây đã chọn điều thoả mãn điều kiện vầng quang và điều kiện phát nóng.
3.Tính tổn thất điên áp
Các thông số thay thế của đường dây
-Đường dây 1 mạch: r= r0 .l ()
x=x0.l ()
b = b0.l ()
- Đường dây 2 mạch: r=r0.l/2()
x=x0.l/2()
b=2b0.l()
Tra bảng ta có các thông số và kết qủa tính toán trong bảng sau:
Đoạn
Dây
L
(km)
R0
()
X0
()
R
()
X
()
N-1
AC-95
51
0,33
0,429
8,415
10,94
N-2
AC-70
56,57
0,46
0,44
13,01
12,445
N-3
AC-70
70
0,46
0,44
16,1
15,4
N-4
AC-95
80,63
0,33
0,429
26,61
34,59
N-5
AC-70
53,85
0,46
0,44
12,39
11,847
N-6
AC-70
78,1
0,46
0,44
17,96
17,18
Với mạng điện của điện áp danh định mức là 110KV có thể bỏ qua thành phần ngang của điện áp giáng, tổn thất điện áp trờn đường dây thứ i được tính như sau:
Ui% = .100
Trong đó:
: Tổng công suất truyền trên đương dây thứ i
: Tổng cspk truyền trên đường dây thứ i
Ri : Điện trở t/đ của đoạn dây thứ i
Xi : Điện dẫn pk của đoạn dây i
Yêu cầu về tổn thất điện áp:
Tổn thất điện áp lúc b́nh thường
UMAXbt% <= (10-15)%
Tổn thất điện áp lớn nhất khi xẩy ra sự cố nặng nề
UMAXsc%<= (20-25)%
Ví dụ xét đoạn dây N-1:
RN-1 ==8,42
XN-1 ==10,74
BN-1 =51.2.2,641.10-6 =2,69.10-4 S
Tổn thất ở đoạn N-1
UN1%==.100=3,626%
Đối với đd 2 mạch sự cố nặng nề nhất khi đứt mạch đd. Khi đó còn lại một mạch nên :
RN1SC=2Rn-1
XN1SC=2Xn-1
Nên suy ra UN1SC% = 2. UN1% = 2.3,6 = 7,252%
Tính toán cho các đoạn mạch còn lại ta có bảng sau:
Đọan
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
U%
3,626
4,72
5,256
7,166
4,494
5,43
USC%
7,252
9,44
10,512
0
8,988
10,86
Vậy điện áp lớn nhất ở chế độ bình thường là:
UMAXbt% = 7,166
Tổn thất điện áp lớn nhất khi cố sự cố là:
UMAXSC% = 10,86
II. Phương án 2:
1.Chọn điện áp định mức của mạng
Tính toán tương tự như phương án 1:
Xét đoạn N-5-6:
Trên đoạn 5-6 :công suất chạy trên đoạn này là
S5-6 =Spt6 =25+j12,11MVA
U5-6===90,17 kV
Trên đoạn N-5:công suất chạy trên đoạn này là
SN-5 =Spt5 +Spt6 =55+j26,62MVA
UN-5==4,34=132,65 kV
Các đoạn đường dây khác tính tương tự như phương án 1 ta có bảng sau
Đoạn
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
L(KM)
51
56,57
70
80,63
53,85
31,62
P(MW)
32
30
27
20
55
25
Uđm
102,98
100,53
97,24
86,87
132,65
90,17
Vì 70<Ui<160 nên chọn cấp Uđm=110kV
2. Xác định tiết diện dây dẫn.
Ở đây ta có T=5000h nên ta chọn dây AC có jkt =1,1A/mm2
Xét đoạn đường dây N-5:
IN-5 =. 103 =160A
=>Fkt = =145,5
Chọn dây AC-150 có Icp=445A
Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV
Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đường dây, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại có giá trị là:
Isc =2.160=320<445A(thỏa mãn)
Các đoạn đường dây khác tính tương tự như phương án 1 ta có bảng sau:
Đoạn
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
S(MVA)
35,55
33,33
30
22,22
55
27,27
Ii(A)
93,3
87,47
78,73
116,6
160
72,88
Fkt(mm2)
84,82
79,52
71,57
106,02
145,5
66,27
Icp (A)
335
265
265
330
445
265
Dây
AC-95
AC-70
AC-70
AC-95
AC-150
AC-70
Ilvmax(A)
186,6
174,94
157,46
116,62
320
145,76
Vậy các đoạn đường dây đã chọn điều thoả mãn điều kiện vầng quang và điều kiện phát nóng.
3.Tính tổn thất điên áp
Xét đoạn đường dây N-5-6:
+Đoạn N-5
RN-5 ==5,65()
XN-5 ==11,201()
Tổn thất ở đoạn N-5
UN-5%==.100=5,03%
Đối với đd 2 mạch sự cố nặng nề nhất khi đứt 1 mạch đd. Khi đó còn lại một mạch nên :
RN-5SC=2RN-5
XN-5SC=2XN-5
Nên suy ra UN-5SC% = 2. UN-5% = 2.5,03 = 10,06%
+Đoạn 5-6: R5-6==7,27()
X5-6==6,956()
Tổn thất ở đoạn 5-6
U5-6% ==.100=2,198%
Đối với đd 2 mạch sự cố nặng nề nhất khi đứt mạch đd. Khi đó còn lại một mạch nên :
R5-6SC=2R5-6
X5-6SC=2X5-6
Nên suy ra U5-6SC% = 2. U5-6% = 2.2,198 = 4,396%
Xét cả lộ N-5-6
U N-5-6% =U5-6% +UN-5% =2,198+5,03=7,228%
UN-5-6SC% =2.UN-5% U5-6% =2.5,03+2,198=12,258%
Các đoạn đường dây khác tính tương tự ta có bảng sau
Đoạn
Dây
L
(km)
R0
()
X0
()
R
()
X
()
N-1
AC-95
51
0,33
0,429
8,415
10,94
N-2
AC-70
56,57
0,46
0,44
13,01
12,445
N-3
AC-70
70
0,46
0,44
16,1
15,4
N-4
AC-95
80,63
0,33
0,429
26,61
34,59
N-5
AC-150
53,85
0,21
0,416
5,65
11,201
N-6
AC-70
78,1
0,46
0,44
7,27
6,956
Đoạn
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
N-5-6
U%
3,626
4,72
5,256
7,166
5,03
2,198
7,228
USC%
7,252
9,44
10,512
0
10,06
4,396
12,258
Vậy điện áp lớn nhất ở chế độ bình thường là:
UMAXbt% = 7,228 %
Tổn thất điện áp lớn nhất khi cố sự cố là:
UMAXSC% = 12,258%
II. Phương án 3:
Trước hết ta phải tính dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây của mạch vòng
Xét đoạn mạch vòng N-1-2:giả sử 2 là điểm phân công suất
Ta có:
Công suất truyền tải trên đoạn N-1
SN-1 =
SN-1=
= 32,411+j15,687 (MW)
Công suất truyền tải trên đoạn N-2
SN-2=
SN-2=
= 29,589+j14,321 (MW)
S1-2=SN-1-Spt1 =(32,411+j15,687)-(32+j15,488)
S45=0,411+j0,199
Vậy 2 là điểm phân chia cs trong mạng lớn
1.Chọn điện áp định mức của mạng
Ta có kết quả tính điện áp trên cách đoạn mạch như sau:
Đoạn
N-1
1-2
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
L(KM)
51
51
56,57
70
80,63
53,85
78,1
P(MW)
32,411
0,411
29,589
27
20
30
25
Uđm
103,58
32,93
99,91
97,24
86,87
100,28
95
Vì 70<Ui<160 nên chọn cấp Uđm=110kV
2. Xác định tiết diện dây dẫn.
a)Tính toán tương tự như phương án 1 ta có bảng sau:
Đoạn
N-1
1-2
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
S(MVA)
36
0,209
32,87
30
22,22
55
27,27
Ii(A)
188,99
2,399
172,52
78,73
116,6
160
72,88
Fkt(mm2)
171,81
2,181
156,84
71,57
106,02
145,5
66,27
Icp (A)
515
275
445
265
330
445
265
Dây
AC-185
AC-70
AC-150
AC-70
AC-95
AC-150
AC-70
Ilvmax(A)
157,46
116,62
320
145,76
b)Kiểm tra
-Tổn thất vâng quang:đối với đường dây 110kv chọn tiết diện dây F≥70mm2:thỏa mãn điều kiện không có tổn thất vầng quang
-Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng quang của dây dẫn,cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này
-Điều kiện phát nóng:
Các đoạn đường dây khác đều thỏa mãn
Xét riêng đoạn mạch vòng khi có sự cố
-Đứt đoạn dây N-1:
+Dòng chạy trên đoạn 1-2
I 1-2sc =103 =186,59A<Icp =275A
+Dòng chạy trên đoạn N-2
I N-2sc = .103 =361,53A<Icp =445A
-Đứt đoạn dây N-2:
+Dòng chạy trên đoạn N-1
I N-1sc =103 =361,53<Icp =515A
+Dòng chạy trên đoạn 1-2
I 1-2sc = .103 =174,94A<Icp =275A
Vậy các tiết diện đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất vầng quang và điều kiện phát nóng
3.Tính tổn thất điên áp
a)Tính các thông số của mạch đường dây
-Mạch vòng là đường dây 1 mạch có:
r= r0 .l ()
x=x0.l ()
b = b0.l ()
-Các đoạn đường dây khác tính tương tự như phương án 1 ta được bảng sau
Đoạn
Dây
L
(km)
R0
()
X0
()
R
()
X
()
N-1
AC-185
51
0,17
0,403
8,67
20,553
1-2
AC-70
51
0,46
0,44
23,46
22,44
N-2
AC-150
56,57
0,21
0,416
11,88
23,53
N-3
AC-70
70
0,46
0,44
16,1
15,4
N-4
AC-95
80,63
0,33
0,429
26,61
34,59
N-5
AC-150
53,85
0,21
0,416
5,65
11,201
N-6
AC-70
78,1
0,46
0,44
7,27
6,956
b)Tính tổn thất điện áp
-Ở chế độ bình thường
Đoạn dây mạch vòng :tổn thất điện áp lớn nhất là tính từ N-2
UN-2%= .100
= = 5,67(%)
Các đoạn đường dây khác tính tương tự như các phương án trước
-Ở chế độ sự cố
+Đứt đoạn dây N-1:
UN-2SC% =.100=11,923%
U1-2SC% =.100=9,08%
+Đứt đoạn dây N-2
UN-1SC% =.100=9,54%
U1-2SC% =.100=8,51%
Tính toán trên các mạch đường dây còn lại ta được bảng sau:
Đoạn
N-1
1-2
N-2
N-1-2
N-3
N-4
N-5
N-6
U%
4,99
0,117
5,69
5,69
5,256
7,166
4,494
5,43
USC%
0
0
0
21,003
10,512
0
8,988
10,86
Vậy điện áp lớn nhất ở chế độ bình thường là:
UMAXbt% = 7,166 %
Tổn thất điện áp lớn nhất khi cố sự cố là:
UMAXSC% = 21,003%
II. Phương án 4:
1.Chọn điện áp định mức của mạng
-Có dòng công suất chạy trên đoạn N-3-4:
SN-3 =Spt3 + Spt4 =47+j22,748(MVA)
SN-4 =Spt4=20+j9,68(MVA)
-Điện áp trên đoạn N-3-4
UN-3==124,43 kV
U3-4==82,345 Kv
Các đoạn dây khác tính tương tự ta được
Đoạn
N-1
1-2
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
L(KM)
51
51
56,57
70
40
53,85
78,1
P(MW)
32,411
0,411
29,589
47
20
30
25
Uđm
103,58
32,93
99,91
124,43
82,345
100,28
95
Vì 70<Ui<160 nên chọn cấp Uđm=110kV
2. Xác định tiết diện dây dẫn.
Ở đây ta có T=5000h nên ta chọn dây AC có jkt =1,1A/mm2
-Xét đoạn đường dây N-3-4:
+Đoạn N-3
IN-3 =. 103 =137,01A
=>Fkt = =124,55mm2
=>Chọn dây AC-120
Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV
Dòng điện lớn nhất cho phép trên đường dây là: Icp=380(A)
Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đường dây, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại có giá trị là:
Isc =2.137,01=274,02<380A(thỏa mãn)
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật
+Đoạn 3-4
I3-4 =. 103 =116,62A
=>Fkt = =106,02 mm2
=>Chọn dây AC-95
Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV
Dòng điện lớn nhất cho phép trên đường dây là: Icp=330(A)
Đoạn 3-4 là lộ đơn nên Isc =Ilvmax hay ta có
Isc =186,6<330(thỏa mãn)
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật
-Các đoạn đường dây khác tính toán tương tự:
Đoạn
N-1
N-2
N-3
3-4
N-5
N-6
S(MVA)
35,55
33,33
52,21
22,22
55
27,27
Ii(A)
93,3
87,47
137,01
116,6
160
72,88
Fkt(mm2)
84,82
79,52
124,55
106,02
145,5
66,27
Icp (A)
335
265
380
330
445
265
Dây
AC-95
AC-70
AC-120
AC-95
AC-150
AC-70
Ilvmax(A)
186,6
174,94
274,02
116,62
320
145,76
3.Tính tổn thất điên áp
Xét đoạn đường dây N-3-4:
+Đoạn N-3 RN-3 ==9,45()
XN-3 ==14,505()
Tổn thất ở đoạn N-3
UN-3%==.100=6,445%
Đối với đd 2 mạch sự cố nặng nề nhất khi đứt 1 mạch đd. Khi đó còn lại một mạch nên : RN-3SC=2RN-3
XN-3SC=2XN-3
Nên suy ra UN-3SC% = 2. UN-3% = 2.6,445 = 12,89%
+Đoạn 3-4: R3-4=0,33.40=13,2()
X3-4=0,429.40=17,16()
U3-4% ==.100=3,555%
Xét cả lộ N-3-4
U N-3-4% =U3-4% +UN-3% =6,445+3,555=9,938%
UN-3-4SC% =2.UN-3% U3-4% =2.6,445+3,555=16,445%
Các đoạn đường dây còn lại tính tương tự ta được bảng
Đoạn
Dây
L
(km)
R0
()
X0
()
R
()
X
()
N-1
AC-95
51
0,33
0,429
8,415
10,94
N-2
AC-70
56,57
0,46
0,44
13,01
12,445
N-3
AC-120
70
0,27
0,423
9,45
14,505
3-4
AC-95
40
0,33
0,429
13,2
17,16
N-5
AC-70
53,85
0,46
0,44
12,39
11,847
N-6
AC-70
78,1
0,46
0,44
17,96
17,18
§o¹n
N-1
N-2
N-3
3-4
N-3-4
N-5
N-6
U%
3,626
4,72
6,445
3,555
9,938
4,494
5,43
USC%
7,252
9,44
12,89
0
16,445
8,988
10,86
Vậy điện áp lớn nhất ở chế độ bình thường là:
UMAXbt% = 9,938 %
Tổn thất điện áp lớn nhất khi cố sự cố là:
UMAXSC% = 16,445%
II. Phương án 5:
1.Chọn điện áp định mức của mạng
-Có dòng công suất chạy trên đoạn N-2-3:
SN-2 =Spt2 + Spt3 =57+j27,588(MVA)
S2-3=Spt3=27+j13,068(MVA)
-Điện áp trên đoạn N-2-3
UN-3==135,07 kV
U3-4==95,28 kV
-Có dòng công suất chạy trên đoạn N-6-4:
SN-6 =Spt6 + Spt4 =45+j21,78(MVA)
S6-4 =Spt4=25+j12,11(MVA)
-Điện áp trên đoạn N-6-4
UN-6==122,61 kV
U6-4==80,99 kV
Tính tương tự ta được bảng sau:
Đoạn
N-1
N-2
2-3
N-5
N-6
6-4
L(KM)
51
56,57
50
53,85
78,1
28,28
P(MW)
32
57
27
30
45
20
Uđm
102,98
135,07
95,28
100,28
122,61
89,82
Vì 70<Ui<160 nên chọn cấp Uđm=110kV
2. Xác định tiết diện dây dẫn
Ở đây ta có T=5000h nên ta chọn dây AC có jkt =1,1A/mm2
-Xét đoạn đường dây N-2-3:
+Đoạn N-2: IN-2 =. 103 =166,19A
=>Fkt = =151,08mm2
=>Chọn dây AC-150 có Icp =445A
+Đoạn 2-3:
I2-3 =. 103 =78,73A
=>Fkt = =71,75mm2
=>Chọn dây AC-70 có Icp =275A
Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV
Dòng điện lớn nhất cho phép trên đường dây N-2-3 lần lượt là: IcpN-2=445(A) và Icp2-3=275(A)
Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đường dây, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại có giá trị là:
IscN-2 =2.166,19=332,38<445A(thỏa mãn)
Isc2-3 =2.78,73=157,46<275A(thỏa mãn)
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật
-Xét đoạn đường dây N-6-4:
+Đoạn N-6:
IN-6 =. 103 =131,2A
=>Fkt = =119,272mm2
=>Chọn dây AC-120 có Icp =380A
+Đoạn 6-4:
I6-4 =. 103 =116,6A
=>Fkt = =106,02mm2
=>Chọn dây AC-95 có Icp =330A
Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV
Dòng điện lớn nhất cho phép trên đường dây N-6-4 lần lượt là: IcpN-6=380(A) và Icp6-4=330(A)
Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đường dây, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại có giá trị là:
IscN-6 =2.131,2=264,6<380A(thỏa mãn)
Isc2-3 =116,6<330A(thỏa mãn)
Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật
Tính toán tương tự cho các đường dây còn lại ta có bảng sau:
Đoạn
N-1
N-2
2-3
6-4
N-5
N-6
S(MVA)
35,55
63,33
30
22,22
33,33
49,99
Ii(A)
93,3
166,19
78,73
116,6
87,47
131,2
Fkt(mm2)
84,82
151,08
71,57
106,02
79,52
119,272
Icp (A)
335
445
275
330
265
380
Dây
AC-95
AC-150
AC-70
AC-95
AC-70
AC-120
Ilvmax(A)
186,6
332,38
157,46
116,62
174,94
262,4
3.Tính tổn thất điên áp
Xét đoạn đường dây N-2-3:
+Đoạn N-2
RN-2 ==5,94()
XN-2 ==11,766()
UN-2%==.100=5,482%
Đối với đd 2 mạch sự cố nặng nề nhất khi đứt 1 mạch đd. Khi đó còn lại một mạch nên :
RN-2sc=2RN-2
XN-2sc=2XN-2
Nên suy ra UN-2SC% = 2. UN-2% = 2.5,482 = 10,964%
+Đoạn 2-3: R2-3 ==11,5()
X2-3 ==11()
U2-3% ==.100=3,75%
U2-3SC% = 2. U2-3% = 2.3,75 = 7,5%
Xét cả lộ N-2-3
Lúc bình thường:U N-2-3% =U2-3% +UN-2% =5,482+3,75=9,232%
Khi có sự cố thì sự cố đứt 1 đoạn trên đường dây N-2 nguy hiểm hơn
UN-2-3SC% =2.UN-2% U2-3% =2.5,482+3,75=14,714%
Các đoạn đường dây khác tính tương tự ta có bảng sau
Đoạn
Dây
L
(km)
R0
()
X0
()
R
()
X
()
N-1
AC-95
51
0,33
0,429
8,415
10,94
N-2
AC-150
56,57
0,21
0,416
5,94
11,766
2-3
AC-70
50
0,46
0,44
11,5
11
6-4
AC-95
28,28
0,33
0,429
9,33
12,13
N-5
AC-70
53,85
0,46
0,44
12,39
11,847
N-6
AC-120
78,1
0,27
0,423
10,543
12,13
Đoạn
N-1
N-2
2-3
N-2-3
6-4
N-6
N-6-4
N-5
U%
3,626
5,482
3,75
9,23
2,513
6,894
9,407
8,988
Ucp%
7,252
10,964
7,5
14,714
0
13,788
16,301
4,494
Vậy điện áp lớn nhất ở chế độ bình thường là:
UMAXbt% = 9,407 %
Tổn thất điện áp lớn nhất khi cố sự cố là:
UMAXSC% = 16,301%
VI. Tổng kết các phương án
I
II
III
IV
V
UMAXbt%
7,166
7,228
7,166
9,938
9,407
UMAXSC%
10,86
12,258
21,003
16,445
16,301
CHƯƠNG III. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐĂ CHỌN VỀ MẶT KINH TẾ
Mục tiêu của các chế độ xác lập của HTĐ là giảm nhỏ nhất chi phí sản xuất điện năng khi thiết kế cũng như khi vận hành HTĐ. Để tìm ra được phương án tối ưu, ngoài những yêu cầu cơ bản về mặt kĩ thuật thì phải đảm bảo tính kinh tế cuả HTĐ.
Khi đó hàm chi phí tính toán hàng năm của mỗi phương án được tính theo công thức sau:
Zi=(atc+avh)Kđdi +A.C
atc: hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư phụ( atc =1/Ttc=1/8 = 0,125)
avh : hệ số vận hành (avh=0,04)
c: giá một Kwh điện năng tổn thất, c=500(đ/kwh)
A: Tổng tổn thất cs lớn nhất, tính theo công thức
A=.
= .Ri (Pi,Qi là cs cực đại chạy trên các đd)
: Tổng tổn thất cs lớn nhất, tính theo công thức
=(0,124+Tmax.10-4)2.8760
Khi Tmax = 5000h ( tgian sử dụng công suất lớn nhất) thì =3411h
Kđd: là vốn đầu tư đường dây của mạng điện(đ/km)
k0i: Giá thành 1 km đường dây AC có tiết diện Fi, chiều dài Li(đ/km)
Mạch đơn Kđdi=
Mạch kép Kđdi=1,6
Tính toán cụ thể cho từng phương án: Dự kiến các phương án đều dùng cột bê tông, vốn đầu tư cho một km đường dây là:
1.Phương án 1
-Chi phí tính toán cho từng lộ đường dây lần lượt là
KN1 = 1,6.308.106.51 = 25,133.109 (đồng)
KN2 = 1,6.300.106.56,57 = 27,154.109 (đồng)
KN3 = 1,6.300.106.70 = 33,6.109 (đồng)
KN4 = 1,6.308.106.80,63 = 24,834.109 (đồng)
KN5 = 1,6.300.106.53,85 = 25,848.109 (đồng)
KN6 = 1,6.300.106.78,1 = 37,488.109 (đồng)
Tổng vốn đầu tư cho đường dây của mạng.
Kđd = KN1 + KN2 + KN3 + KN4 + KN5 + KN6
Kđd = (25,133+27,154+33,6+24,834+25,848+37,488).109 =174,057.109 (đồng)
Tổn thất công suất tác dụng trong mạng.
PN1 = = = 0,879 (MW)
PN2 = = = 1,195 (MW)
PN3 = = = 1,197(MW)
PN4 = = = 1,086(MW)
PN5 = = = 1,137 (MW)
PN6 = = = 1,145 (MW)
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng.
Pi = PN1 +PN2 +PN3 +PN4 +PN5 +PN6
= 0,875 +1,195 +1,197+1,086+1,137+ 1,145 = 6,639(MW).
Khi đó hàm chi phí tính toán hàng năm:
Z = (0,04 + 0,125).174,057.109 + 6,639.3411.103.500 = 40,04.109 (đồng)
Đoạn
Dây
L(km)
k0(106đ/km)
K(109đ/km)
Pi(MW)
N-1
AC-95
51
308
25,133
0,879
N-2
AC-70
56,57
300
27,154
1,195
N-3
AC-70
70
300
33,6
1,197
N-4
AC-95
80,63
308
24,834
1,086
N-5
AC-70
53,85
300
25,848
1,137
N-6
AC-70
78,1
300
37,488
1,145
Tổng
174,056
6,639
2.Phương án 2
Tính tương tự như phương án 1 ta có bảng sau
Đoạn
Dây
L(km)
k0(106đ/km)
K(109đ/km)
Pi(MW)
N-1
AC-95
51
308
25,133
0,879
N-2
AC-70
56,57
300
27,154
1,195
N-3
AC-70
70
300
33,6
1,197
N-4
AC-95
80,63
308
24,834
1,086
N-5
AC-150
53,85
336
28,95
1,744
5-6
AC-70
31,62
300
15,178
0,464
Tổng
154,849
6,565
Tổng vốn đầu tư cho đường dây:
Kdd== 154,849(tỷ)
Tổng tổn thất cs tác dụng:
= 6,565(MW)
Chi phí tính toán hàng năm:
Z = (0,04 + 0,125).154,0849.109 + 6,565.3411.103.500 = 36,75.109 (đồng)
3.Phương án 3
Tính tương tự như phương án 1 ta có bảng sau
Đoạn
Dây
L(km)
k0(106đ/km)
K(109đ/km)
Pi(MW)
N-1
AC-185
51
352
17952
0,929
1-2
AC-70
51
300
15,3
0,0004
N-2
AC-150
56,57
336
19,008
1,061
N-3
AC-70
70
300
33,6
1,197
N-4
AC-95
80,63
308
24,834
1,086
N-5
AC-150
53,85
300
28,848
1,137
N-6
AC-70
78,1
300
37,488
1,145
Tổng
163,782
6,555
Tổng vốn đầu tư cho đường dây:
Kdd== 163,782 (tỷ)
Tổng tổn thất cs tác dụng:
= 6,555 (MW)
Chi phí tính toán hàng năm:
Z = (0,04 + 0,125). 163,782.109 + 6,555.3411.103.500 = 39,9.109 (đồng)
4.Phương án 4
Tính tương tự như phương án 1 ta có bảng sau
Đoạn
Dây
L(km)
k0(106đ/km)
K(109đ/km)
Pi(MW)
N-1
AC-95
51
308
25,133
0,879
N-2
AC-70
56,57
300
27,154
1,195
N-3
AC-120
70
320
35,84
2,126
3-4
AC-95
40
308
12,32
0,539
N-5
AC-70
53,85
300
25,848
1,137
N-6
AC-70
78,1
300
37,488
1,145
Tổng
163,782
7,021
Tổng vốn đầu tư cho đường dây:
Kdd== 163,782 (tỷ)
Tổng tổn thất cs tác dụng:
= 7,021 (MW)
Chi phí tính toán hàng năm:
Z = (0,04 + 0,125). 163,782.109 + 7,021.3411.103.500 = 39.109 (đồng)
5.Phương án 5
Tính tương tự như phương án 1 ta có bảng sau
Đoạn
Dây
L(km)
k0(106đ/km)
K(109đ/km)
Pi(MW)
N-1
AC-95
51
308
25,133
0,879
N-2
AC-150
56,57
336
30,412
1,969
2-3
AC-70
50
300
24
0,855
N-6
AC-120
78,1
320
39,987
2,337
6-4
AC-95
28,28
308
8710,24
0,381
N-5
AC-70
53,85
300
25,848
1,137
Tổng
154,090
7,558
Tổng vốn đầu tư cho đường dây:
Kdd== 154,090 (tỷ)
Tổng tổn thất cs tác dụng:
= 7,558 (MW)
Chi phí tính toán hàng năm:
Z = (0,04 + 0,125). 154,090.109 + 7,558.3411.103.500 = 38,32.109 (đồng)
6. Tổng kết và lựa chọn phương án tối ưu
Từ 5 phương án đạt các yêu cầu kĩ thuật cơ bản đă chọn để so sánh về mặt kinh tế ta có bảng so sánh các phương án như sau:
Các chỉ tiêu
Các phương án
I
II
III
IV
V
Z(109đồng)
40,04
36,75
39,90
39,00
38,32
%
7,166
7,228
7,166
9,938
9,407
%
10,86
12,258
21,003
16,445
16,301
=>Từ bảng ta thấy nên chọn phương án 2 do có hàm chi phí tính toán và tổn thất điện áp là nhỏ nhất
CHƯƠNG IV: CHỌN SỐ LƯỢNG CÔNG SUẤT CỦA CÁC MBA VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN
I.Chọn số lượng và công suất MBA
-Với yêu cầu của điện áp là CCĐ cho họ loại 1 nên phải đảm bảo CCĐ liên tục. Muốn vậy phải cần 2 MBA làm việc song song để cấp điện cho mỗi phụ tải(Các phụ tải 1,2,3,5,6)
-Với phụ tải loại 3 thì chỉ cần sử dụng 1 MBA để cung cấp điện(Phụ tải 4)
-Khi chọn công suất của MBA cần xét đến khả năng quá tải của MBA còn lại ở chế độ sau sự cố. Xuất phát từ điều kiện quá tải cho phép bằng 40% trong thời gian phụ tải cực đại.
-Công suất của MBA trong trạm có n MBA được xác định bằng công thức:
SB
SB: công suất MBA được chọn
Smax: công suất cực đại của phụ tải Smax=
k: hệ số quá tải k=1,4
n: số lượng MBA
+Với trạm có 2MBA thì n=2
Suy ra S
+Với trạm có 1 MBA thì
SBSptmax =
-Xét cụ thể cho từng trạm
Đoạn
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
L(KM)
51
56,57
70
80,63
53,85
31,62
P(MW)
32
30
27
20
55
25
Uđm
102,98
100,53
97,24
86,87
132,65
90,17
+Phụ tải 1
=25,39MVA
=>Chọn MBA TPDH-32000/110
+Phụ tải 2
=23,81MVA
=>Chọn MBA TPDH-25000/110
+Phụ tải 3
=21,43MVA
=>Chọn MBA TPDH-25000/110
+Phụ tải 4
=22,22MVA
=>Chọn MBA TPDH-25000/110
+Phụ tải 5
=23,81MVA
=>Chọn MBA TPDH-25000/110
+Phụ tải 6
=19,8MVA
=>Chọn MBA TPDH-25000/110
Số liệu của MBA vừa chọn được cho trong bảng sau:
Phụ
tải
Loại MBA
Số liệu kĩ thuật
Số liệu tính toán
Uc
KV
Uh
KV
Un
%
Pn
KW
Po
KW
Io
%
R
()
X
()
Q0
KVAr
1
TPDH-32000/110
115
11
10,5
145
35
0,75
1,87
43,5
240
2,3,
4,5,6
TPDH-25000/110
115
11
10,5
120
29
0,8
2,54
55,9
200
II.Sơ đồ trạm và hệ thống điện
1.Trạm nguồn:
Trạm nguồn là trạm biến áp lớn và rất quan trọng của hệ thống( là trạm tăng áp từ Umf lên Uđm của mạng điện). Do phụ tải là các hộ tiêu thụ loại I nên để đảm bảo cung cấp điện an toàn là liên tục ta sử dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp làm việc song song có chung 2 máy cắt. Khi vận hành một hệ thống thanh góp vận hành còn một hệ thống thanh góp dự trữ.
Đến trạm trung gian
2.Trạm trung gian
Sử dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp phân đoạn trung gian
3.Trạm cuối
Ở trạm cuối có các trường hợp xảy ra như sau:
- Nếu đường dây dài (l ³ 70 km) và trên đường dây hay xảy ra sự cố. Khi đó các máy cắt đặt ở cuối đường dây (dùng sơ đồ cầu máy cắt):
- Nếu đường dây ngắn (l < 70 km) và ít xảy ra sự cố thì máy cắt đặt phía máy biến áp. Mục đích để thao tác đóng cắt máy biến áp theo chế độ công suất của trạm (phụ tải cực đại, phụ tải cực tiểu của trạm). Khi đó sơ đồ của trạm cuối:
SƠ ĐỒ THAY THẾ TOÀN MẠNG ĐIỆN
CHƯƠNG V. TÍNH TOÁN CÁC TRẠNG THÁI VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN
Trong quá tŕnh thiết kế mạng lưới điện , để đảm bảo an toàn cho hệ thống và các yêu cầu kĩ thuật. Cần phải tính toán xác định sự phân bỗ các ḍng công suât, tổn thất công suất,tổn thất điện năng và tổn thất điện áp của mạng điện trong các chế độ vận hành. Tính chế độ vận hành có thể biết được điện áp tại từng nút của phụ tải từ đó xem xét cách giải quyết cho phù hợp nhằm đảm bảo chất lượng điện năng cho các phụ tải đồng thời kiểm tra chính xác sự cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện, nếu thiếu hụt cần tiến hành bù cưỡng bức.
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 Uđm =110kV
I.Chế độ phụ tải cực đại
Ở chế độ này phải vận hành cả hai MBA trong trạm. Điện áp định mức tren thanh cái cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực đại bằng 110% điện áp định mức của mạng điện.
UN = 110%.Uđm = 110%.110 = 121 (KV)
Bảng thông số của đường dây.
Đoạn đường dây
FTC (mm2)
L (km)
R ()
X ()
B.10-4 (S)
N - 1
AC - 95
51
8,415
10,94
2,703
N – 2
AC – 70
56,57
13,01
12,445
2,92
N – 3
AC – 70
70
16,1
15,4
3,612
N – 4
AC – 95
78,1
26,61
34,59
2,07
N – 5
AC – 150
53,85
12,39
11,847
2,951
5– 6
AC – 70
31,62
17,96
17,182
1,631
1.Xét đoạn đường dây N-1
Sơ đồ thế của đoạn đường dây này:
Các thông số của MBA
Uđm
Uhd
Un%
Pn
P0
I0%
R
X
Q0
TPDH-32000/110
115
11
10,5
145
35
0,75
1,87/2
43,5/2
240
TPDH-25000/110
115
11
10,5
120
29
0,8
2,54/2
55,9/2
200
+Xác định các dòng công suất
Tổn thất cs trong các cd của MBA
So1=2() = 2(0,035+j0,24)=0,07+j0,48 (MVA)
Tổn thất cs trong các tổng trở của MBA
Sb1=0,089+j2,703(MVA)
Công suất trước tổng trở của MBA
Sb1=Spt1+Sb1=32+j15,488+0,089+j2,703= 32,089+17,562(MVA)
Công suất đi vào cuộn cao áp của MBA
SC1=Sb1+So1=0,07+j0,48+32,089+j17,562=32,159+j18,042(MVA)
CS do điện dung cuối đoạn N-1 gây ra
Qcc1=1/2.U2đm.B1=1/2.1102.2,703.10-4=1,635(MVAr)
CS sau tổng trở của dd
S1” =SC1 – j Qcc1 =32,159+j18,042-j1,635 =32,159+j16,407(MVA)
Tổn thất cs trên tổng trở đd
Sd1=.Zd1=.(8,415+j10,94)=0,906+j1,178(MVA)
CS trước tổng trở của đường đây
S1’= S1”+ Sd1=32,159+j16,407+0,906+j1,178=33,065+j17,585(MVA)
CS do điện dung đầu đd N1 sinh ra
QCĐ=QCC=1,635(MVAR)
Công suất yêu cầu tại nguồn
SN1= S1’ –j Qcc1 =33,065+j17,585-j1.635=33,065+j115,95(MVA)
+ Xác định điện áp các nút:
Tổn thất điện áp trên đường dây N1
= -=117,111kV
Điện áp thanh góp hạ áp của trạm 1 quy đổi vê phía thanh góp cao áp
U1h=U1c - =113,6 kV
2.Đường dây N-5-6
6
S
6
= 25+ j12,11MVA
NĐ
5
2 TPDH - 25000/110
2 TPDH - 25000/110
2AC - 150
2AC - 70
53,85 km
31,62 km
S
5
= 30 + j14,52MVA
10,5kV
110kV
110kV
10,5kV
+Xác định các dòng công suất
Tổn thất cs trong các cd của MBA6
So6=2() = 2(0,029+j0,2)=0,058+j0,4 (MVA)
Tổn thất công suất trong các cuộn dây trong máy biến áp trạm 6:
=0,074+1,619MVA
Công suất trước tổng trở Zb6 của máy biến áp trạm 6:
MVA
Công suất đi vào cuộn cao áp của MBA
SC6=Sb6+So6=0,058+j0,4+ 25,074+j3,729=25,132+j14,129(MVA)
Công suất điện dung ở cuối đường dây 5-6:
=.1,631. 10-4. 1102 =0,987MVAr
Công suất sau tổng trở của đường dây 5-6:
=25,132+j13,142MVA
Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây5-6:
=0,483+j0,463MVA
Công suất ở đầu vào tổng trở của đường dây 5-6:
=25,132+j13,142 +0,483+j0,46=25,615+j13,605MVA
Tổn thất cs trong các cd của MBA5
So5=2() = 2(0,029+j0,2)=0,058+j0,4 (MVA)
Tổn thất công suất trong các cuộn dây trong máy biến áp trạm 6:
=0,107+j2,333MVA
Công suất trước tổng trở Zb5 của máy biến áp trạm 5:
=30+j14,52+0,107+j2,333=30,107+j16,853MVA
Công suất đi vào cuộn cao áp của MBA
SC5=Sb5+So5=0,058+j0,4+ 30,107+j16,853=30,165+j17,253(MVA)
Công suất điện dung ở cuối đường dây N-5:
2,951. 10-4. 1102=1,785MVAr
Công suất sau tổng trở của đường dây N-5:
=25,615+j13,605+30,165+j17,253-j0,987-j1,785
=55,78+28,086 MVA
Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N-5:
=1,819+j3,607 MVA
Công suất ở đầu vào tổng trở của đường dây N-5:
=55,78+28,086 +1,819+j3,607=57,599+31,693MVA
Công suất điện dung ở đầu đường dây N-5:
Qcd01 = Qcc01 = 1,785MVAr
Công suất được cung cấp cho đường dây N-5:
=57,599+31,69-j1,785=57,599+j29,908MVA
+ Xác định điện áp các nút:
Tổn thất điện áp trên đường dây N5
= -=115,377kV
Điện áp thanh góp hạ áp của trạm 5 quy đổi vê phía thanh góp cao áp
U5h=U5 - =110,96 kV
Tổn thất điện áp trên đường dây 5-6
= -=112,94kV
Điện áp thanh góp hạ áp của trạm 5 quy đổi vê phía thanh góp cao áp
U6h=U6 - =109,26 kV
Các nhánh còn lại tính tương tự ta được bảng sau:
Nhánh N-1
Nhánh N-2
Nhánh N-3
Nhánh N-4
Nhánh N-5-6
Đoạn 5-6
Đoạn N-5
Si(MVA)
32+j15,488
30+j14,52
27+j13,068
20+j9,68
25+j12,11
30+j14,52
SOi(MVA)
0,07+j0,48
0,058+j0,4
0,058+j0,4
0,029+j0,2
0,058+j0,4
0,058+j0,4
Sbi(MVA)
0,089+j2,073
0,107+j2,333
0,086+j1,89
0,095+j2,074
0,074+j1,619
0,107+j2,333
Sbi(MVA)
32,089+j17,562
30,107+j16,583
27,086+j14,958
20,095+j11,754
25,074+j13,729
30,107+j16,853
SCi(MVA)
32,159+j18,042
30,165+j17,253
27,144+j15,358
20,124+j11,954
25,132+14,129
30,165+j17,253
Qcci(MVAr)
1,635
1,766
2,185
1,293
0,987
1,785
Si’’(MVA)
32,159+j16,407
30,165+j15,487
27,144+j113,173
20,124+j10,661
25,132+j13,142
55,78+j128,086
Sdi(MVA)
0,096+j1,178
1,236+j1,182
1,211+j1,159
1,141+j1,483
0,483+j0,463
1,819+j3,607
Si(MVA)
33,065+j17,585
31,401+j16,669
28,355+j14,332
21,265+12,144
25,165+j13,605
57,599+j31,693
SNi(MVA)
33,065+j15,95
31,401+j14,903
28,355+j12,147
21,265+j10,851
57,599+j29,908
Ui(kV)
117,111
115,91
115,39
112,85
112,94
115,377
UHi(kV)
113,6
111,52
111,48
106,58
109,26
110,96
II.Chế độ phụ tải cực tiểu
Điện áp trên thanh cái cao áp của nguồn :
UN = 105%.Uđm = 115,5 (Kv)
Ở chế độ phụ tải cực tiểu thì CS của các phụ tải là:
Smin = 50%Smax
Cụ thể ta có:
Spt1=16+j7,744 MVA Spt4=10+j4,84 MVA
Spt2=15+j7,26 MVA Spt5=15+j7,26 MVA
Spt3=13,5+j6,534 MVA Spt6= 12,5+j6,055 MVA
Vì phụ tải nhỏ nên để xuất hiện kinh tế phải xem xét có thể cắt bớt một số MBA ở các trạm hay không. Điều kiện để có thể cắt bớt 1 MBA trong trạm là:
Smin < Sgh = Sđm
Trong đó :
Smax: Công suất phụ tải ở chế độ cực tiểu
Sđm : Công suất định mức của MBA.
PO : Tổn thất công suất khi không tải.
Pn : Tổn thất công suất khi ngắn mạch.
Có
MBA TPDH-32000/110: Sgh =22,23MVA
MBA TPDH-25000/110: Sgh =17,38MVA
Xét trạm 1: SMIN =
SC =
Vậy trạm 1 không được cắt bớt MBA
Các trạm cònn lại : Tính tương tự kết quả trong bảng sau:
Trạm
Smin
Sgh
Số máy
1
17,776
22,23
2
2
16,665
17,38
2
3
14,998
17,38
2
4
11,12
17,38
1
5
16,664
17,38
2
6
13,889
17,38
2
Ktra thấy tất cả các phụ tải đều thỏa mãn đk Smin < Sgh
=>Bỏ được 1MBA khi vận hành ở chế độ cực tiểu (trừ phụ tải 4)
Sơ đồ nối dây nhánh N-1 và nhánh N-5-6
Sơ đồ thay thế của các nhánh không thay đổi
Tính toán tương tự như ở chế độ phụ tải cực đai ta có bảng sau
Nhánh N-1
Nhánh N-2
Nhánh N-3
Nhánh N-4
Nhánh N-5-6
Đoạn 5-6
Đoạn N-5
Si(MVA)
16+j7,744
15+j7,26
13,5+j6,534
20+j9,68
15+j7,26
12,5+j6,055
SOi(MVA)
0,035+j0,24
0,029+j0,2
0,029+j0,2
0,029+j0,2
0,029+j0,2
0,029+j0,2
Sbi(MVA)
0,045+j1,037
0,053+j1,166
0,043+j0,945
0,095+j2,074
0,037+j0,81
0,053+j1,166
Sbi(MVA)
16,045+j8,781
15,053+j8,426
13,543+j7,479
20,095+j11,754
12,537+j6,865
15,053+j8,426
SCi(MVA)
16,08+j9,201
15,082+j8,626
13,572+j7,679
20,124+j11,954
12,566+j7,065
15,082+j8,626
Qcci(MVAr)
1,635
1,766
2,185
1,293
0,987
1,785
Si’’(MVA)
16,08+j7,386
15,082+j6,86
13,572+j5,494
20,124+j10,661
12,566+j6,078
27,765+j12,044
Sdi(MVA)
0,218+j0,284
0,295+j0,283
0,285+j0,273
1,141+j1,483
0,117+j0,112
0,428+j0,848
Si(MVA)
16,298+j7,67
15,377+j7,143
13,857+j5,767
21,265+12,144
12,683+j6,19
28,193+j12,892
SNi(MVA)
16,298+j6,035
15,377+j5,377
13,857+j3,582
21,265+j10,851
28,193+11,107
Ui(kV)
113,59
112,99
112,8
112,85
111,307
112,87
UHi(kV)
109,96
108,61
108,79
106,58
107,573
108,36
II.Chế độ sau sự cố
Ta chỉ xét sự cố nặng nề nhất, tức là đứt một đường dây điện mạch kín khi hệ thống vận hành ở chế độ phụ tải cực đại, ở chế độ sự cố điện áp trên thanh cái cao áp cuả nguồn là 110% điện áp định mức của mạch điện.
Đối với mạch liên thông N-5-6 ta giả thiết xét sự cố đứt mạch đường dây nối từ nguồn đến phụ tải 5
Riêng đoạn đường dây từ N-4 là mạch đơn nên ko xét tới sự cố
Khi đó điện trở và điện kháng của đường dây gặp sự cố sẽ tăng lên 2 lần, còn điện dẫn giảm 2 lần.
Đoạn
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
R()
16,83
26,02
32,2
26,61
11,3
7,27
X()
21,88
24,89
30,8
34,59
22,402
6,956
B(S)
1,352.10-4
1,46. 10-4
1,806. 10-4
2,137. 10-4
1,45. 10-4
8,16. 10-4
Tính tương tự như ở chế độ phụ tải cực đại ta được bảng:
Nhánh N-1
Nhánh N-2
Nhánh N-3
Nhánh N-4
Nhánh N-5-6
Đoạn 5-6
Đoạn N-5
Si(MVA)
32+j15,488
30+j14,52
27+j13,068
20+j9,68
30+j14,52
25+j12,11
SOi(MVA)
0,07+j0,48
0,058+j0,4
0,058+j0,4
0,029+j0,2
0,058+j0,4
0,058+j0,4
Sbi(MVA)
0,089+j2,073
0,107+j2,333
0,086+j1,89
0,095+j2,074
0,074+j1,619
0,107+j2,333
Sbi(MVA)
32,089+j17,562
30,107+j16,853
27,086+14,958
20,095+j11,754
25,074+j13,729
30,107+16,853
SCi(MVA)
32,159+j18,042
30,165+j17,253
27,144+j15,358
20,124+j11,954
25,132+j14,129
30,165+j17,253
Qcci(MVAr)
0,818
0,883
1,093
1,293
0,987
0,893
Si’’(MVA)
32,159+j17,224
30,165+j16,37
27,144+j14,265
20,124+j10,661
25,132+j13,143
55,78+j28,979
Sdi(MVA)
1,851+j2,407
2,532+j2,422
2,502+2,393
1,141+j1,483
0,483+j0,463
2,689+j7,314
Si(MVA)
34,01+19,631
32,697+j18,792
29,646+16,658
21,265+12,144
25,615+j13,605
59,469+j36,293
SNi(MVA)
34,01+18,813
32,697+j17,909
29,646+15,565
21,265+j10,851
59,469+j35,401
Ui(kV)
112,72
110,1
108,87
112,85
106,144
108,727
UHi(kV)
109,07
105,47
104,7
106,58
102,23
104,043
IV.Điều chỉnh điện áp trong mạng điện
Điện áp là một trong những chỉ tiêu chất lượng điện năng quan trọng. Trong đó chỉ tiêu về độ lệch điện áp là chỉ tiêu quan trọng nhất trong quá tŕnh vận hành phụ tải thay đổi từ cực đại đến cực tiểu, hoặc khi bị sự cố nặng nề dẫn đến điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm thay đổi vượt qúa giới hạn cho phép. Để đảm bảo được độ lệch điện áp của hộ tiêu thụ nằm trong giới hạn cho phép thì cần phải tiến hành điều chỉnh điện áp bằng các sử dụng các máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải
Các hộ tiêu thụ dùng MBA loại TPDH-32000/110 và TPDH-25000/110 có phạm vi điều chỉnh 9x1,78%,Ucđm =115 kV và Uhđm =11 kV
Theo đồ án thiết kế, tất cả các hộ tiêu thụ đều yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Độ lệch điện áp trên thanh cái hạ áp phải thoả măn :
Chế độ phụ tải cực đại dU%=5%
Chế độ phụ tải cực tiểu dU%=0%
Chế độ sự cố dU%=5%
Điện áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của các trạm trong các chế độ được tính như sau:
UYcmax=Uđm+dU%Uđm=10+5%.10=10,5kV
UYcmin=Uđm+dU%Uđm=10+0%.10=10kV
UYcsc=Uđm+dU%Uđm=10+5%.10=10,5kV
1.Chọn các đầu điều chỉnh cho MBA trạm 1
a)Khi phụ tải cực đại
Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh điên áp được xác định theo công thức sau:
U1đcmax===119(kV)
Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=8, khi đó U1tcmax=119,1kV
Điện áp thực trên thanh góp hạ áp của trạm là:
U1tmax===10,49(kV)
Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp trong chế độ phụ tải lớn nhất có giá trị là: U1max%=.100==4,9%( kV)
Ta thấy U1max%<5% như vậy đầu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn là phù hợp
b)Khi phụ tải cực tiểu
U1đcmin===120,96(kV)
Vậy ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=7, khi đó U1tcmin= 121,15(kV)
Điện áp thực trên thanh góp hạ áp của trạm 1 là:
U1tmin===9,98(kV)
Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp trong trạm ở chế độ phụ tải cực tiểu có giá trị U1min%=.100==- 0,2%
Như vậy đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đă chọn là phù hợp
c)Khi phụ tải ở chế độ sự cố
Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh máy biến áp
U1đcsc===114,26(kV)
Chọn đầu điều chỉnh n=10, khi đó U1tcsc=115 kV
Điện áp thực trên thanh góp hạ áp của trạm
U1tsc===10,43(kV)
Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp cuả trạm 1 là:
U1sc%=.100== 4,3%
Ta thấy U1sc%<5% do vậy đầu điều chỉnh tiêu chẩn đă chọn là phù hợp
2.Chọn các đầu điều chỉnh cho các MBA ở các trạm còn lại
Tiến hành tương tự như ở trạm biến áp 1 ta được kết quả như bảng sau
TBA
1
2
3
4
5
6
Chế
độ
phụ
tải
cực
đại
113,6
111,52
111,48
106,58
110,96
107,57
Uđcmax
119
116,83
116,79
111,66
116,24
112,09
n
8
9
9
12
9
11
Utcmax
119,1
117,05
117,05
110,90
117,05
112,93
Utmax
10,49
10,48
10,48
10,57
10,43
10,48
Umax%
4,9
4,8
4,8
5,7
4,3
4,8
Chế
độ
phụ
tải
cực
tiểu
109,96
108,51
108,79
106,58
108,36
107,57
Uđcmin
120,96
119,36
119,67
117,24
119,19
118,33
n
7
8
8
9
8
8
Utcmin
121,15
119,1
119,1
117,05
119,1
119,1
Utmin
9,98
10,02
10,05
10,02
10,01
9,94
Umin%
-0,2
0,2
0,5
0,2
0,1
-0,6
Chế
độ
sau
sự
cố
109,07
105,47
104,7
106,58
104,04
102,23
Uđcsc
114,26
110,49
109,69
111,66
108,99
107,09
n
10
12
13
12
13
14
Utcsc
115
111,91
108,86
110,90
108,86
106,8
Utsc
10,43
10,46
10,58
10,57
10,51
10,53
U1sc%
4,3
4,6
5,8
5,7
5,1
5,3
CHƯƠNG VII. CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN
I. Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện
Tổng các vốn đầu tư xây dựng mạng điện được xác đ?nh theo công thức
K= Kd+Kt
Trong đó:
Vốn đầu tư xây dựng đường dây Kđ=154,85(109 đ)
Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp (Kt).
Trong mạng lưới của ta có tất cả 6 trạm biến áp. Trong đó có 1 trạm BA dung lượng 32MVA , 4 trạm dung lượng 25 MVA,mỗi trạm 2MBA.Riêng trạm 4 là ptai loại 3 chỉ có 1 máy 25MVA. Vậy tổng chi phí cho các trạm là:
KT=19.1,3. 109+1,8.1,3.(22+5.19). 109=254,02(109 đ)
Vậy tổng vốn đầu tư là:
K= Kđ+Kt=(154,85+254,02). 109 =408,87(109đ )
II.Tính toán tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện
Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện gồm có công suất tổn thất trên đường dây và tổn thất công suất tác dụng trong trạm biến áp ở chế độ phụ tải cực đại
Tổng tổn thất tác dụng trên các đường dây là:
DPd == 0,906+1,236+1,211+1,141+0,483+1,819=6,796MW
Tổng tổn thất cs trong các cuộn dây của máy biến áp là:
DPb == 0,089+0,107+0,086+0,095+0,074+0,107=0,558(MW)
Tổng tổn thất trong lõi thép các MBA được tính theo công thức sau:
DP0 == 0,07+0,058+0,058+0,029+0,058+0,058=0,331(MW)
Vậy tổng tổn thất cs tác dụng lên mạng điện là:
DP =DPd + DPb + DPb =6,796+0,558+0,331=7,685MW
Có SPpt =32+30+27+20+30+25=164MW
Tổn thất công suất tính theo % của toàn bộ phụ tải trong mạng
% =.100=
III.Tổn thất điện năng của mạng
Tổng tổn thất điện năng được xác định theo công thức:
A= (Pd+Pn).+Po .t
Trong đó: là thời gian tổn thất công suất lớn nhất
= (0,124+Tmax.10-4)2.8760=3411(h)
t là thời gian các MBA làm việc trong năm. Vì các MBA vận hành trong cả năm nên t=8760 h
Do đó tổng tổn thất điện năng của mạng điện bằng:
A= (6,796+0,588).3411+0,331.8760=28,086. 103 (MWh)
Tổng tổn thất các hộ tiêu thụ nhận được trong năm là:
A= = 164.5000=820. 103 (MWh)
Tổn thất điện năng trong mạng tính theo % bằng:
A%= .100= 3,43%
IV.Chi phí và giá thành tải điện
1. Chi phí vận hành hàng năm
Chi phí vận hành hàng năm của mạng điện được tính theo công thức
Y= avhd.Kd+ avht.Kt+A.C
Trong đó : avhd là hệ số vận hành đường dây (=0,04)
avht là hệ số vận hành các thiết bị trong trạm biến áp (=0,1)
C là giá thành một kWh điện năng tổn thất
Vậy Y=0,04.154,85.109+0,1.254,02.109+28,086. 103 .500.103= 45,64.109đ
2.Chi phí tính toán hàng năm
Chi phí quy đổi hằng năm của mạng điện:
Z = atc.K + Y
Trong đó atc: là hệ số định mức hiệu quả của các vốn đầu tư
atc = 0,125 Ttc = 8 năm
Z = 0,125.408,87.109 + 45,64.109 = 96,75.109 (đ)
3.Gía thành truyền tải điện năng
(đ/kWh)
4.Gía thành xây dựng 1MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại
===2,49. đ/MW
Kết quả tính toán các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của hệ thống điện thiết kế được tổng hợp theo bảng sau
Các chỉ tiêu
Đơn vị
Gía trị
1.Tổng công suất khi phụ tải cực đại
MW
164
2.Tổng chiều dài đường dây
km
341,14
3.Tổng công suất các MBA hạ áp
MVA
289
4.Tổng vốn đầu tư cho mạng điện
đ
408,87.đ
5.Tổng vốn đầu tư về đường dây
đ
154,85.đ
6.Tổng vốn đầu tư về các trạm biến áp
đ
254,02.đ
7.Tổng điện năng do phụ tải tiêu thụ
MWh
820.đ
8.
%
7,228
9.
%
12,258
10.Tổng tổn thất công suất
MW
7,685
11. Tổng tổn thất công suất
%
4,69%
12.Tổng tổn thất điện năng
MWh
28086,384
13. Tổng tổn thất điện năng
%
3,43
14.Chi phí vận hành hàng năm
đ
45,64
15.Chi phí tính toán hàng năm
đ
96,75
16.Gía thành truyền tải điện năng
đ/kWh
55,66
17.Gía thành xây dựng 1MW csuất khi ptai cực đại
đ/MW
2,49
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- dald_3033.doc