Thiết kế mạng điện 110kv
TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN 1
TÊN ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN 110KV
TP.Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2016
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy Nguyễn Đoàn
Quốc Anh-giảng viên Trường Đại học Tôn Đức Thắng và thầy
cũng là người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện Đồ án 1 về
Thiết kế mạng điện 110kV. Đồ án này là kết quả của quá trình
học tập trong gần 4 học kỳ tại trường. Do đó, em cũng xin gửi
lời cảm ơn tới toàn thể tất cả thầy, cô khoa Điện-Điện tử của
Trường Đại học Tôn Đức Thắng- những người đã tham gia vào
quá trình giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức để em
có thể hoàn thành đồ án này.
Tiếp đến là lời cảm ơn tới người thân, bạn bè đã động viên
em trong suốt thời gian làm đồ án cũng như thời gian học tập.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Trang 2
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................................................2
PHẦN MỞ ĐẦU.........................................................................................................................................5
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI..........................................................................................................5
I.
THU THẬP SỐỐ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH VỀỀ PHỤ TẢI..................................................................................5
I.
PHÂN TÍCH NGUỐỀN CUNG CÂỐP ĐIỆN :...............................................................................................7
CHƯƠNG I.................................................................................................................................................9
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN...........................................................................9
MỤC ĐÍCH...............................................................................................................................................9
I.
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG......................................................................................10
II.
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG................................................................................11
CHƯƠNG 2...............................................................................................................................................15
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT............................................................................15
I.
LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN................................................................................................15
II.
CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN.............................................................................16
III.
TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN............................................................................................24
IV.
TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC PHƯƠNG ÁN...........................................................................27
1.
PHƯƠNG ÁN I.........................................................................................................................27
2.
PHƯƠNG ÁN IV......................................................................................................................58
CHƯƠNG 3...............................................................................................................................................70
SO SÁNH PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ...................................................................................................70
I.
NỘI DUNG...................................................................................................................................70
II.
PHÍ TỔN TÍNH TOÁN HÀNG NĂM CHO MỖI PHƯƠNG ÁN.................................................70
III.
BẢNG TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ :......................................................................75
CHƯƠNG 4...............................................................................................................................................76
SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP.................................................76
I.
NỘI DUNG :.................................................................................................................................76
II.
CHỌN SÔ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG TRẠM GIẢM ÁP..........76
CHƯƠNG 5...............................................................................................................................................80
BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN.......................................................................................................80
I.
NỘI DUNG :.................................................................................................................................80
II.
TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ...........................................................................................................80
Trang 3
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
CHƯƠNG 6...............................................................................................................................................94
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT KHÁNG VÀ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ THIẾT
BỊ BÙ CƯỚNG BỨC................................................................................................................................94
I.
MỤC ĐÍCH...................................................................................................................................94
II.
TÍNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT KHÁNG.................................................................................95
CHƯƠNG 7.............................................................................................................................................109
TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT..................................................................................................109
TRONG MẠNG ĐIỆN............................................................................................................................109
I.
MỤC ĐÍCH.................................................................................................................................109
II.
TÍNH TOÁN TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CẢU MẠNG ĐIỆN LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI :......109
1.
VẼ SƠ ĐỒ THAY THẾ CỦA MẠNG ĐIỆN (XEM CHƯƠNG 6).........................................109
2. BẢNG PHỤ TẢI TRƯỚC VÀ SAU KHI BÙ, BẢNG THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY VÀ BẢNG
MÁY BIẾN ÁP :..............................................................................................................................109
3.
III.
1.
TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP VÀ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI :.............111
TÍNH TOÁN TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA MẠNG ĐIỆN LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU. .126
VẼ SƠ ĐỒ THAY THẾ CỦA MẠNG ĐIỆN : (XEM HÌNH CHƯƠNG 6)................................126
a.
BẢNG SỐ LIỆU PHỤ TẢI :...................................................................................................126
2.
TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP VÀ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU :..........126
IV.
TÍNH TOÁN TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA MẠNG ĐIỆN LÚC SỰ CỐ :.......................129
1.
VẼ SƠ ĐỒ THAY THẾ CỦA MẠNG ĐIỆN :.........................................................................129
2.
TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP VÀ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÚC SỰ CỐ :..................................130
CHƯƠNG 8.............................................................................................................................................142
ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP...............................................142
I.
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................142
II.
CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP..............................................................................................................142
1.
CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRẠM 1 :......................................................146
2.
CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRẠM 2........................................................147
3.
CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRẠM 3 :......................................................149
4.
CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRẠM 4 :......................................................150
5.
CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRẠM 5 :......................................................152
6.
CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRẠM 6 :......................................................153
Trang 4
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
III.
:
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
CHỌN ĐÂỀU PHÂN ÁP CHO MÁY BIỀỐN ÁP TRONG CÁC TÌNH TR ẠNG LÀM VI ỆC C ỦA M ẠNG ĐI ỆN
155
BẢNG 8.2 KẾT QUẢ CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP...........................................155
CHƯƠNG 9.............................................................................................................................................157
TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN.............................................157
I.
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................157
II.
TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG.....................................................................................157
1.
TỔN THẤT CÔNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN...........................................157
2.
TỔN THẤT ĐIỆN ÁP HÀNG NĂM TRONG MẠNG ĐIỆN :...............................................158
3.
TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN :.................................................................................158
4.
LẬP BẢNG CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT.............................................................160
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................................162
Trang 5
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
PHẦN MỞ ĐẦU
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
THU THẬP SỐỐ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH VỀỀ PHỤ TẢI
Phụ tải điện là số liệu ban đầu để giải quyết những vấn đề tổng hợp kinh tế kỹ
thuật phức tạp khi thiết kế mạng điện . Xác định phụ tải là giai đoạn đầu tiên khi
thiết kế hệ thống nhằm mục đích vạch ra sơ đồ , lựa chon và kiểm tra các phần tử
của mạng điện như máy phát , đường dây , máy biến áp và các chỉ tiêu kỹ thuật .
Vì thế công tác phân tích phụ tải chiếm một vị trí hết sức quan trọng cần được thực
hiện một cách chu đáo .
I.
Việc thu thập số liệu về phụ tải chủ yếu là để nắm vững vị trí và yêu cầu của
các hộ tiêu thụ lớn , dự báo nhu cầu tiêu thụ ,sự phát triển của phụ tải trong tương
lai .Có nhiều phương pháp dựa trên cơ sở khoa học để xác định phụ tải điện.
Ngoài ra cũng cần phải có những tài liệu về dặc tính của vùng , dân số và mật
độ dân số , mức sống của dân cư trong khu vực , sự phat triển của công nghiệp, giá
điện .. các tài liệu về khí tượng ,địa chất , thủy văn , giao thông vận tải . Những
thông tin này có ảnh hưởn đến dự kiến về kết cấu sơ đồ nối dây của mạng điện sẽ
lựa chọn.
Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện , phụ tải phân ra làm ba loại :
Loại một :bao gồm các phụ tải quan trọng . Việc ngưng cung cấp điện cho các
phụ tải này có thể gây nguy hiểm cho tính mạng con người , thiệt hại đến sản xuất ,
ảnh hưởng đến an ninh quốc phòng . Vì phải đảm bảo liên tục cung cấp điện nên
các đường dây phải bố trí sao cho vẫn đảm bảo cung cấp ngay cả khi có sự cố
trong mạng điện . Chú ý rằng không phải tất cả các thành phần tiêu thụ điện trong
phụ tải đều yêu cầu cung cấp điện liên tục vì vậy có thể cắt bớt một phần nhỏ các
thành phần không quan trọng của phụ tải để đảm bảo cung cấp trong trường hợp có
sự cố nặng nề trong mạng điện.
Trang 6
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
Loại hai : bao gồm các phụ tải quan trọng nhưng việc mất điện chỉ làm suy
giảm về số lượng sàn phẩm . Vì vậy mức độ đảm bảo cung cấp điện an toàn và
liên tục cho các phụ tải này cần được cân nhắc mới có thể quyết định được.
Loại ba : bao gồm các phụ tải không quan trọng , việc mất điện không gây ra
những hậu quả nghiêm trọng . Trong trường hợp này không cần phải xét đến các
phương tiện dự trữ để đảm bảo cung cấp.
Tuy phân ra làm ba loại phụ tải nhưng khi nghiên cứu sơ đồ nên tận dụng các
điều kiện đảm bảo mức độ cung cấp điện cao nhất có thể được cho tất cả các phụ
tải trong đó kể cả các phụ tải loại ba .
Thời gian sử dụng công suất cực đại T max cho các phụ tải chủ yếu sản xuất như
sau :
1 ca thì Tmax = 2400÷ 3000 giờ /năm
2 ca thì Tmax = 3000÷ 4000 giờ /năm
3 ca thì Tmax = 4000÷ 7700 giờ /năm
Ngoài ra theo sự phát triển của sản xuất và của hệ thống điện mà việc xác định
Tmax phải được xét một cách toàn diện liên quan đến quy luật phát triển của phụ tải
Công suất phụ tải dung để tính toán thiết kế không phải là tổng công suất đặt
của các thiết bị trong xí nghiệp , nhà máy , thiết bị gia dụng mà phải kể đến hệ số
sử dụng vì không phải tất cả các máy móc đều sử dụng cùng một lúc mà phụ thuộc
vào qui trình công nghệ . Nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán qua các
hệ số dựa vào kinh nghiệm hay dựa vào thống kê được đưa ra nhằm có được số
liệu tin cậy ban đầu dùng cho thiết kế . Phụ tải tiêu thụ điện thay đổi theo đồ thị
phụ tải về số liệu dùng cho tính toán lúc phụ tải cực đại P max được coi như phụ tải
tính toán Ptt vào thời gian thấp điểm phụ tải có giá trị Pmin.
Ngoài ra do phụ tải cực đại của các phụ tải trong vùng có sự phân tán nghĩa là
xảy ra không đồng thời nên kh xác định phụ tải tổng của toàn mạng điện phải xét
đến hệ số đông thời từ đó ước tính được khả năng cung cấp .
Trang 7
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
PHÂN TÍCH NGUỐỀN CUNG CÂỐP ĐIỆN :
Trong thiết kế môn học thường chỉ có một nhà máy điện cung cấp điện cho phụ
tải trong vùng cả chỉ yêu cầu thiết kế từ thanh góp cao áp của trạm tăng áp của nhà
máy điện trở đi , nên cũng không cần phân tích về nguồn cung cấp điện . Tuy vậy
cũng có giả thiết về một loại nguồn cung cấp để giới thiệu cho đò án. Nguồn đó có
thể là lưới điện quốc gia mà mạng điện sắp được thiết kế được cung cấp từ thanh
góp của hệ thống , nhà máy nhiệt điện , thủy điện , giả thiết về nguồn nhiên liệu
cho nhà máy nhiệt điện, thủy năng sẵn có đối với nhà máy thủy điện…
I.
Nguồn điện được giả thiết cung cấp đủ công suất tác dụng theo nhu cầu của phụ
tải với một hệ số công suất được qui định . Điều này cho thấy nguồn có thể không
cung cấp đủ yêu cầu về công suất kháng và việc đảm bảo nhu cầu điện năng phản
kháng có thể thực hiện trong quá trình thiết kế bằng cách bù công suất kháng tại
các phụ tải mà không cần đi từ nguồn .
Trang 8
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
Theo đề tài đã cho ta có các số liệu ban đầu như sau :
- Đủ cung cấp cho tải với cosφ=0.89
- Điện áp thanh cái cao áp:
1,1 x Uđm lúc phụ tải cực đại
1,05 x Uđm lúc phụ tải cực tiểu
Uđm lúc sự cố
Nguồn điện
Phụ tải
1
2
3
4
5
6
Pmax(MW)
10
15
30
25
22
15
Cos φ
0.79
0.84
0.81
0.8
0.72
0.73
Pmin(%Pmax)
40%
40%
40%
40%
40%
40%
Tmax(giờ/năm)
5500
Yêu cầu cung cấp
điện
Điện áp định mức
phía thứ cấp trạm 22
phân phối ( KV)
Yêu cầu điều chỉnh
±5%
điện áp phía thứ cấp
5500
5500
5500
5500
5500
Kép
Kép
Vòng
Vòng
22
22
22
22
22
±5%
±5%
±5%
±5%
±5%
Trang 9
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
CHƯƠNG I
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
MỤC ĐÍCH
Cân bằng công suất trong hệ thống điện nhằm xét khả năng cung cấp của các
nguồn phụ tải thông qua mạng điện.
Tại mỗi thời điểm phải luôn đảm bảo cân bằng giữa lượng điện năng sản
xuất và lượng điện năng tiêu thụ . Mỗi mức cân bằng công suất tác dụng P và
công suất phản kháng Q xác định một giá trị tần số và điện áp .
Quá trình biến đổi công suất và các chỉ tiêu chất lượng điện năng khi cân
bằng công suất bị phá hoại xảy ra rất phức tạp vì giữa chúng có mối quan hệ
tương hỗ.
Để đơn giản hóa bài toán, ta coi sự thay đổi công suất tác dụng P ảnh hưởng
chủ yếu đến tần số, còn sự cân bằng công suất phản kháng Q ảnh hưởng chủ
yếu đến điện áp . Cụ thể là khi nguồn phát không đủ công suất P cho phụ tải thì
tần số bị giảm đi , và khi thiếu công suất Q thì bị sụt áp và ngược lại.
Trong thiết kế môn học thường chỉ cho một nhà máy điện, hơn nữa chỉ yêu
cầu thiết kế từ thanh cái cao áp của trạm tăng áp nhà máy điện trở đi, nên ta
không cần phân tích về nguồn cung cấp điện.
I.
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG
Trong mạng điện , chất lượng điện năng được thể hiện ở tần số :
+ Do ảnh hưởng của công suất tác dụng P và trị số điện áp U.
+ Do ảnh hưởng của công suất phản kháng Q .
Sự sản xuất , truyền tải, phân phối điện năng xảy ra tức thời, tức là khi phụ
tải tiêu thụ điện năng lượng điện bao nhiêu thì nguồn điện phải sản xuất ra bấy
nhiêu để truyền tải trên mạng điện. Ngoài ra, trong quá trình truyền tải sẽ không
tránh khỏi tổn thất điện năng do dây dẫn phát nóng, rò điện và tổn thất vầng
Trang 10
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
quang . Nên đảm bải được công suất trong hệ thống và mạng điện có chất
lượng, ta phải cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống.
Cân bằng công suất cần thiết để giữ tần số trong hệ thống . Cân bằng công
suất trong hệ thống được biểu diễn qua biểu thức sau :
∑PF= m∑Ppt + ∑∆Pmd + ∑Ptd + ∑Pdt
(1.1)
Với : ∑PF : tổng công suất tác dụng phát ra do các máy phát điện của các nhà
máy trong hệ thống
∑Ppt : tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ
m : hệ số đồng thời ( giả thiết chọn 0.8 )
∑Pmd : tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp
∑Ptd :tổng công suất tự dụng của các nhà máy điện
∑Pdt : tổng công suất dự trữ
1. Xác định hệ số đồng thời của một khu vực phải căn cứ vào tình hình thực tế
của các phụ tải
2. Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp ∑P md .Theo tài
liệu thống kê thì tổn thất công suất tác dụng của đường dây và máy biến áp
trong trường hợp mạng cao áp khoảng 8 ÷ 10 % ∑Ppt.
3. Công suất tự dụng của các nhà máy điện :
Tinh theo phần trăm của ( m∑Ppt + ∑∆Pmd)
+ Nhà máy nhiệt điện 3 ÷ 7 %
+ Nhà máy thủy điện 1÷ 2 %
4. Công suất dự trữ hệ thống
+ Dự trữ sự cố thường lấy bằng công suất của một tổ máy lớn nhất trong hệ
thống điện.
+ Dự trữ phụ tải dự trù cho phụ tải tăng bất thường ngoài dự báo : 2-3% phụ
tải tổng
+ Dự trữ phát triển nhằm đáp ứng phát triển phụ tải 5-15 năm sau
Tổng quát dự trữ hệ thống lấy bằng 10-15% tổng phụ tải của hệ thống.
Trong thiết kê môn học giả thiết nguôn điện đủ cung cấp hoàn toàn cho nhu
Trang 11
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
cầu công suất tác dụng và chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của trạm biến áp
tăng của nhà máy điện nên tính cân bằng công suât tác dụng như sau :
∑PF= m∑Ppt + ∑∆Pmd (1.2)
Chọn m = 0.8
∑Ppt = Pmax1 + Pmax2 + Pmax3 + Pmax4 + Pmax5 + Pmax6
= 10 + 15 + 30 + 25 + 22 + 15 = 117 (MW)
∑∆Pmd = 8 ÷ 10% m∑Ppt
Chọn (∑∆Pmd = 10% m∑Ppt)
= 0,1 x 0,8 x 117 = 9,36 ( MW )
ð
∑PF= 0,8 x 117 + 9,36 = 102,96 ( MW )
II.
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường trong hệ
thống . Cân bằng công suất phản kháng được biểu diễn bằng biểu thức sau:
∑QF + Qbù∑ = m∑Qpt + ∑∆QB + ∑∆QL - ∑QC + ∑Qtd + ∑Qdt ( 1.3)
Trong đó :
∑QF : tổng công suất phản kháng của nguồn cung cấp cho phụ tải phat ra
của các máy phát điện.
Qbù∑ : công suất kháng cần bù.
m : hệ số đồng thời ( giả thiết chọn 0,8 )
m∑Qpt : tổng phụ tải phản kháng của mạng điện có xét hệ số đồng thời .
∑∆QB : tổng tổn thất công suât phản kháng trong máy biến áp có thể ước
lượng : ∑∆QB= 8-12% ∑Spt
∑∆QL: tổng tổn thất công suất kháng trên các đường dây của mạng điện.
∑∆QC: tổng công suất phản kháng do điện dung đường dây cao áp sinh
ra.
∑∆Qtd : tổng công suất tự dụng của các nhà máy điện trong hệ thống.
∑∆Qdt : tổng công suất phãn kháng dự trữ của hệ thống
Trong thiết kê môn học , chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của nhà máy
điện có thể không tính Qtd và Qdt.
Theo đề bài cho, mạng điện cao áp 110kV, nên trong tính toán sơ bộ có
thể xem tổn thất công suất kháng đường dây bằng công suât phãn kháng
do diện dung đường dây cao áp sinh ra :
∑∆QL = Qc => ∑∆QL = ∑∆QC => ∑∆QL - ∑∆QC = 0
Trang 12
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
ð
ð
Suy ra biểu thức (1.3) được viết lại như sau:
∑QF + Qbù∑ = m∑Qpt + ∑∆QB (1.4)
Tính :
Ta có : ∑QF= ∑PFxtanφF
Cos φF = 0.89 => tanφF=tan(cos-1(0.89))
∑QF = 102,96 x tan(cos-1(0.89)) = 52,75 ( MVAr)
Qpt1 = 10 x tan(cos-1(0.79)) = 7,76 ( MVAr)
Qpt2 = 15 x tan(cos-1(0.84)) = 9,7 ( MVAr)
Qpt3 = 30 x tan(cos-1(0.81)) = 21,72 ( MVAr)
Qpt4 = 25 x tan(cos-1(0.8)) = 18,75 ( MVAr)
Qpt5 = 22 x tan(cos-1(0.72)) = 21,2 ( MVAr)
Qpt6 = 15 x tan(cos-1(0.73)) = 14 ( MVAr)
∑Qpt = Qpt1 + Qpt2 + Qpt3 + Qpt4 + Qpt5 + Qpt6
= 7,76 + 9,7 + 21,72 + 18,75 + 21,2 + 14 = 93,13 ( MVAr)
2
2
∑Spt = √ ∑ Q pt ∑ P pt
ð
ð
2
2
= √ 93,16 117
= 149,54 ( MVAr )
∑∆QB= 8-12% ∑Spt
∑∆QB = 0,1 x 149,54 = 14,9 (MVAr) chọn ∑∆QB = 10%∑Spt
Từ biểu thức (1.4)
Qbù∑ = m∑Qpt + ∑∆QB - ∑QF
= 0,8 x 93,13 + 14,9 – 52,75 = 36,6 ( MVAr)
Qbù∑ > 0 => hệ thống cần đặt thêm thiết bị bù để cân bằng công
suất kháng. Việc tính toán chính xác phân bố thiết bị bù sẽ được
tính trong phần cân bằng chính xác công suất trong hệ thống .
Trong phần này chỉ thực hiện bù sơ bộ, dự kiến bù sơ bộ theo
nguyên tắc : bù ưu tiên phụ tải ở xa , cosφ thấp và bù đến
cosφ’= 0,90 ÷ 0,95. Công suất bù sơ bộ cho phụ tải thứ i được
tính : Qbi = Pi x ( tanφi – tanφi’)
+ tanφi’ : được suy ra bằng cách , sau khi nâng cosφi lên cosφi’
=>tanφi’, nhưng phải với điều kiện : ∑Qbi = Qbù∑
Ta bù theo nguyên tắc sau :
Ưu tiên bù cho phụ tải ở xa nguồn .
Bù cho phụ tải có cosφ thấp .
Bù cho phụ tải lớn .
Trang 13
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
Theo đề bài và xét các điều kiện ưu tiên nên ta chọn thứ tự ưu tiên như sau :
Phụ tải 1 ,2,4,6 xét theo điều kiện phụ tải ở xa nguồn , phụ tải 5 phụ tải có cosφ
thấp, phụ tải 3 phụ tải có công suất lớn .
Phụ tải 1
Cosφ1 = 0,79 nâng lên cosφ1’ = 0,9
ð Qb1 = 10 x (tan(cosφ-1(0,79)) – tan(cosφ-1(0,9)))= 2,92 ( MVar)
Phụ tải 2
Cosφ2 = 0,84 nâng lên cosφ2’ = 0,9
ð Qb2 = 15 x (tan(cosφ-1(0,84)) – tan(cosφ-1(0,9)))= 2,42 (Mvar)
Phụ tải 3
Cosφ3 = 0,81 nâng lên cosφ3’ = 0,9
ð Qb3 = 30 x (tan(cosφ-1(0,81)) – tan(cosφ-1(0,9)))= 7,2 (Mvar )
Phụ tải 4
Cosφ4 = 0,8 nâng lên cosφ4’ = 0,9
ð Qb4 = 25 x (tan(cosφ-1(0,8)) – tan(cosφ-1(0,9)))= 6,64 ( Mvar)
Phụ tải 5
Cosφ5 = 0,72 nâng lên cosφ5’ = 0,9
ð Qb5 = 22 x (tan(cosφ-1(0,72)) – tan(cosφ-1(0,9))) = 10,55 ( MVar)
Phụ tải 6
Cosφ6 = 0,73 nâng lên cosφ6’= 0,9
ð Qb6 = 15 x (tan(cosφ-1(0,73)) – tan(cosφ-1(0,9))) = 6,8 ( Mvar )
Công suất biểu kiến của phụ tải sau khi bù :
2
2
Si’ = √ Pi ' Qi −Qbu , i
Hệ số cosφ’ sau bù tính bằng công thức :
Pi
Cosφi’ = Si '
Khoảng cách từ nguồn đến phụ tải :
2
2
Phụ tải 1 : l1 = √ 40 30 = 50 (km)
2
2
Phụ tải 2 : l2 = √ 40 10 = 41,23 (km)
2
2
Phụ tải 3 : l3 = √ 10 30 = 31,62 (km)
2
2
Phụ tải 4 : l4 = √ 40 10 = 41,23 (km)
2
2
Phụ tải 5 : l5 = √ 20 30 = 36,06 (km)
2
2
Phụ tải 6 : l6 = √ 40 10 = 41,23 (km)
Trang 14
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
Bảng số liệu phụ tải sau khi bù sơ bộ :
Phụ
tải
1
2
3
4
5
6
P(MW)
Q(MVAr)
Cosφ
10
15
30
25
22
15
7,76
9,7
21,72
18,75
21,2
14
0,79
0,84
0,81
0,8
0,72
0,73
Qb
(MVAr)
2,92
2,42
7,2
6,64
10,55
6,8
Q-Qb
(MVAr)
4,84
7,28
14,52
12,11
10,65
7,2
S’(MVA)
Cosφ’
11,1
16,67
33,3
27,78
24,4
16,64
0,9
0,89
0,9
0,89
0,9
0,9
L
(km)
50
41,23
31,62
41,23
36,06
41,23
CHƯƠNG 2
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT
Những vấn đề đầu tiên cần được giải quyết là lựa chọn sơ đồ nối dây của mạng
điện , lựa chọn điện áp tải điện .
Trang 15
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
I.
LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN
Vì chưa có sơ đồ nối dây cụ thể , sơ bộ vẽ một đường dây hình tia nối từ
nguồn đến phụ tải ở xa hoặc có có công suất lớn . Cấp điện áp tải điện phụ
thuộc vào công suất và khoảng cách truyền tải. Dựa vào công thức Still để tìm
điện áp tải điện U(KV) :
U= 4,34 x √ l 0,016 P ( 2.1)
Với : P là công suất truyền tải KW ; l là khoảng cách truyền tải Km .
Phụ tải
P ( MW )
L ( Km )
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
10
15
30
25
22
15
50
41,23
31,62
41,23
36,06
41,23
U= 4,34 x √ l 0,016 Px 1000
62,89
72,78
98,16
91,16
85,49
72,78
Từ bảng số liệu trên ta chọn cấp điện áp 110 Kv ; Uđm = 110 Kv
II.
CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN
Sơ đồ nối dây của mạng điện phụ thuộc nhiều yếu tố : số lượng phụ tải , vị
trí phụ tải , mức độ liên tục cung cấp điện , công tác vạch tuyến , sự phát triển
của mạng điện .
Trang 16
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
Theo yêu cầu của đề bài , mạng điện cần thiết kế gồm có 6 phụ tải , trong đó:
Phụ tải 1,2 : không yêu cầu cung cấp điện liên tục .
Phụ tải 3,4 : yêu cầu cung cấp điện liên tục theo hệ thống mạch kép .
Phụ tải 5,6 : yêu cầu cung cấp điện liên tục theo hệ thống mạch vòng .
ð Dựa vào cấp độ quan trọng của từng phụ tải , ta chia làm 3 khu vực :
1) Khu vực 1 : bao gồm phụ tải 5,6 là các loại phụ tải loại 1 nên phải
đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải theo phương án mạch
vòng. Ta có sơ đồ nối dây như sau :
Phương án 1a
5
N
6
|
| : 10km
Do đề bài cho phụ tải 1,2 là lộ đơn liên kết mạch vòng nên ta chỉ có
phương án 1a là liên thông mạch vòng giữ nguồn – phụ tải 1- phụ tải 2
2) Khu vực 2 : Bao gồm các phụ tải 3,4 là các phụ tải loại 1 nên phải
đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải này theo phuong pháp
mạch kép
Trang 17
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
Ta có các phương án nối dây sau:
Phương án 2a
Phương án 2b
N
N
4
4
3
3
Phương án 2c
N
4
3
|
| 10km
Phương án 2a , 2b và 2c là những phương án có các đường dây lộ kép hình tia , lộ
kép liên thông mạch nhưng do phương án 2b có tổng chiều dài đường dây lớn hơn
tổng chiều dài đường dây của 2 phương án 2a và 2c nên ta loại phương án 2b.Vậy
ta chỉ chọn 2 phương án 2a và 2c để tính toán .
3) Khu vực 3: bao gồm các phụ tải 1,2 là các phụ tải loại 3 , cung cấp
điện không liên tục . Ta có các phương án nối dây sau :
Phương án 3a
Phương án 3b
Trang 18
LN3=31,62km
LN4=41,23km
L34=36,05km
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
2
2
1
1
N
N
Phương án 3c
2
1
N
|
| : 10km
Phương án 3a,3b,3c là các phương án có đường dây lộ đơn hình tia ,
lộ đơn liên thông mạch , nhưng do phương án 3a có tổng chiểu dài
đường dây lớn hơn tổng chiều dài đường dây của 2 phương án 3b,3c
nên ta loại bỏ phương án 3a. Vậy ta chỉ chọn lại 2 phương án 3b,3c để
tính toán .
Từ các phương án trên ta kết hợp được những phương án
đi dây như sau :
Phương án I
Trang 19
Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
2
1
5
N
6
4
3
Phương án II
2
1
Trang 20
- Xem thêm -