Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MỤC LỤC :
Chương 1: Phân tích nguồn và phụ tải
1.1.Nguồn điện……………………………………………………………...4
1.2.Phụ tải…………………………………………………………….……..4
Chương 2: Đề xuất phương án nối dây và tính toán chỉ tiêu kỹ thuật……….5
2.1.Đề xuất phương án nối dây…………………………..…………………..5
2.2.Chọn điện áp định mức………………………………….……………….7
2.3. Phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn……………….………………..8
2.4.Lựa chọn tiết diện dây dẫn cho các phương án cụ thể………….………..10
2.4.1.Phương án 1: sơ đồ nối dây hình tia……………………….……..…….10
2.4.2.Phương án 2: Sơ đồ nối dây liên thông………………………..….…….14
2.4.3.Phương án 3: Sơ đồ nối dây mạch kín………………………………….18
CHƯƠNG 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU THEO CHỈ TIÊU KINH TẾ
3.1. Phương pháp tính chỉ tiêu kinh tế………………………………...………22
3.2.Tính toán chỉ tiêu kinh tế cho từng phương án cụ thế…………………….24
3.2.1: Phương án 1: nối dây hình tia………………………….……………….24
3.2.2: Phương án 2: nối dây liên thông……………………………….……….26
3.2.3: Phương án 3: nối dây mạch kín………………………………...……….27
CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ TRẠM………….….30
4.1: Chọn số lượng và công suất máy biến áp……………………………...….30
4.1.1.Chọn số lượng và công suất máy biến áp trong trạm……………………30
4.1.2. Tính toán công suất, lựa chọn MBA hạ áp ở các phụ tải.
4.2:Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm…………………………………….……32
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
5.1.Chế độ phụ tải cưc đại……………………………………………...………35
5.2.Chế độ phụ tải cực tiểu…………………………….…………………..37
5.3.Chế độ sau sự cố ………………………………..……………………..38
CHƯƠNG 6 :ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP……………………………………………….40
6.1:Tính điện áp tại các nút của lưới điện trong chế độ phụ tải cực đại…….40
6.2: Tính điện áp tại các nút của lưới điện trong chế độ phụ tải cực tiểu……………………………………………………………………………..41
6.3: Tính điện áp tại các nút của lưới điện trong chế độ sau sự cố………..41
6.4.Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho các trạm………………..41
CHƯƠNG 7:TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN
7.1.Vốn đầu tư xây dựng lưới điện…………………………………..……..51
7.2.Tổn thất công suất tác dụng trong lưới điện…………………………….53
7.3.Tổn thất điện năng trong mạng điện……………………….…………….53
7.4.Tính chi phí và giá thành……………………………………….………..54
7.5.Kết luận………………………………………………………………….55
Kết luận chung
Tài liệu tham khảo
LỜI NÓI ĐẦU
Trong xã hội ngày nay,cuộc sống của con người được nâng lên tầm cao mới điều đó đặt ra nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao. Điện năng có vai trò chính trong hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống hiện đại.Vì vậy việc phát triển hệ thống điện là một trong những vấn đề quan trọng của mỗi quốc gia cũng như Việt Nam.
Trong những năm qua nền kinh tế nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa- hiện đại hóa.Kinh tế phát triển gắn liền với nhu cầu sử dụng điện càng cao và điện năng ngày càng trở nên quan trọng. Do đó thực tế cần thiết kế mạng hệ thống điện đảm bảo việc cung cấp và phân phối điện năng ổn định, chất lượng, an toàn với tổn thất, chi phí thấp nhất. Trong một số năm vừa qua cũng như những năm tiếp theo, Nhà nước cùng với ngành điện đã và đang mở rộng, lắp đặt nhiều dây chuyền sản xuất điện năng đáp ứng nhu cầu sử dụng điện cho công cuộc công nghiệp hoá, hiện đai hoá đất nước và đời sống sinh hoạt của nhân dân.
Hiện nay hệ thống điện trên thế giới đi theo con đường tập trung hóa sản xuất điện năng, trên cơ sở các nhà máy điện lớn, phát triển và hợp nhất các hệ thống năng lượng. Đồng thời việc áp dụng công nghệ thong tin như máy tính và vi sử lý cũng được áp dụng mạnh mẽ vào ngành điện.Vì vậy chúng ta cần nâng cao trình độ,trau dồi kiến thức,học hỏi các tiến bộ khoa học kỹ thuật để góp phần đưa ngành hệ thống điện nước ta theo kịp tốc độ phát triển của thế giới.
Trong hệ thống điện của nước ta hiện nay,quá trình phát triển phụ tạo,gia tăng rất nhanh.Do vậy việc qui hoạch thiết kế mới và phát triển mạng điện đây là vấn đề cần được quan tâm của nghành điện nói riêng và của cả nước nói chung.
Đồ án môn học “Lưới điện”là một sự tập dượt lớn cho các sinh viên nghành hệ thống điện làm quen với các hệ thống cung cấp điện.Công việc làm đồ án giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức đã học để nghiên cứu thực hiện một nhiệm vụ tương đối toàn diện về lĩnh vực sản xuất,truyền tải và phân phối điện năng.
Do kiến thức rất hạn chế nên bản đồ án của em xin được trình bày ngắn gọn nhất có thể phần kiến thức của đề tài này.
Trong quá trình làm đồ án em được sự chỉ bảo nhiết tình của thầy cô trong khoa điện trường đại học điện lực, đặc biệt là thầy giáo chủ nhiệm T.S Trần Thanh Sơn đã trực tiếp hướng dẫn em trên lớp. Qua đây em xin gửi lời Thank chân thành đến thầy cô trong khoa và T.S Trần Thanh Sơn đã hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội,Tháng 3 năm 2013
Sinh Viên
Phạm Ngọc Trường
CHƯƠNG 1:
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
Mục tiêu của thiết kế hệ thống lưới điện (LĐ) là phân tích, nghiên cứu các giải pháp cung cấp điện cho phụ tải (PT) đạt chất lượng điện năng cao nhất với chi phí thấp nhất. Thiết kế LĐ phụ thuộc vào vị trí, đặc điểm của NĐ và phụ tải, vì vậy để đưa ra phương án tối ưu nhất ta cần phân tích nguồn và phụ tải.
1.1: Nguồn điện :
Đề tài này xét nguồn điện (NĐ) từ thanh góp hệ thống 110 kV của nhà máy điện (NMĐ) có công suất vô cùng lớn, hệ số cosφ = 0.85.
Sơ đồ phân bố phụ tải và nguồn điện :
(4) 40 km (2)
(3)
(5)
60 km
(6)
(7)
(1)
1.2.Phụ tải:
Hệ thống LĐ gồm 3 loại phụ tải (I, II, III); Đề tài đang xét gồm 2 loại phụ tải là:
Phụ tải loại I ( phụ tải số 1; 2; 3; 4; 6; 7) và phụ tải loại III( phụ tải số 5).
Phụ tải loại I: Là loại phụ tải quan trọng nhất, cần được cung cấp điện liên tục, nếu mất điện sẽ gây ra hậu quả vô cùng nghiêm trọng về: con người (PT là các hầm mỏ, bệnh viện…); sản xuất kinh doanh (PT là các nhà máy luyện kim, lò cao…); và có thể gây mất trật tự an ninh, chính trị (PT là các đại sứ quán, công trình văn hóa công cộng…). Vì vậy PT loại I yêu cầu độ tin cậy cao nhất, liên tục nên phải có nguồn dự phòng và đường dây cung cấp điện cho phụ tải loại I là dây kép hoặc mạch vòng.
Phụ tải loại III: Là phụ tải có thể mất điện mà không gây hậu quả nghiêm trọng (PT là các công trình dân dụng, công trình phúc lợi, khu dân cư…), loại phụ tải này được cấp điện bằng dây đơn, có thể ngắt điện để bảo dưỡng, xử lý sự cố.
Bảng số liệu phụ tải:
Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:
Pmin =0,85pmax
Với Cosφđm= 0.92; Uđm=22 kV áp dụng cho tất cả 7 phụ tải
Bảng 1.2. Phân số công suất phụ tải:
PT Loại
(n) Pmaxi
(MVA) Qmaxi
(MVAR) Smaxi
(MVA) Pmini
(MVA) Qmini
(MVAR) S¬mini
(MVA) Tmax
(h) Y/c được
điện áp
1 I 20 8.51996 21.73913 17 7.24197 18.4783 4800 KT
2 I 25 10.64996 27.17391 21.25 9.05246 23.0978 4800 KT
3 I 30 12.77995 32.6087 25.5 10.863 27.7174 4800 KT
4 I 35 14.90994 38.04348 29.75 12.6735 32.337 4800 KT
5 III 40 17.03993 43.47826 34 14.4839 36.9565 4000 T
6 I 45 19.16992 48.91304 38.25 16.2944 41.5761 4000 KT
7 I 50 21.29991 54.34783 42.5 18.1049 46.1957 4000 KT
TỔNG 245 104.3696 266.3044
CHƯƠNG 2:
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT
2.1. Đề xuất phương án nối dây:
Yêu cầu chủ yếu của thiết kế mạng lưới điện là đảm bảo cung cấp điện liên tục( độ tin cậy cao); an toàn và đảm bảo yếu tố kinh tế. Dựa vào số liệu đã có, ta tính toán các phương án nối dây để có phương án tối ưu nhất.
Đối với phụ tải loại I rất quan trọng, cần được cung cấp điện liên tục như đã phân tích ở phần 1.2, vì vậy cần sử dụng phương án nối dây 2 mạch hoặc mạch vòng, đảm bảo nguồn dự phòng khi sự cố.
Đối với phụ tải loại III với mức độ quan trọng thấp hơn nên sử dụng phương án nối dây một mạch. Từ sơ đồ phân bố phụ tải đã có, ta xét 3 phương án với kiểu nối dây khác nhau.
Phương án nối dây tối ưu cần đảm bảo:
Đảm bảo chất lượng điện năng (điện áp, tần số, độ tin cậy).
Đảm bảo tính kinh tế, phát triển của mạng điện trong tương lai
Đáp ứng đủ các chỉ tiêu an toàn kỹ thuật điện cho người, thiết bị.
Đảm bảo thi công khả thi, vận hành linh hoạt & bảo dưỡng dễ dàng.
Phương án nối dây I : Sơ đồ hình tia (sđht)
Sơ đồ nối dây hình tia là sơ đồ nối dây nguồn điện cung cấp điện trực tiếp cho các phụ tải
Ưu điểm: sơ đồ nối dây bố trí thiết bị đơn giản, độc lập nên khi xảy ra sự cố 1 đường dây sẽ không ảnh hưởng đến đường dây khác, tổn thất nhỏ hơn, độ tin cậy cao sơ đồ liên thông.
Các đường dây đến phụ tải độc lập nên khi 1 phụ tải xuất hiện dao động lớn cũng không ảnh hưởng đến các phụ tải trên các đường dây độc lập khác.
Có thể sử dụng các thiết bị đơn giản, rẻ tiền; thiết bị bảo vệ rơle đơn giản.
Nhược điểm: khảo sát, thiết kế, thi công tốn kém nhiều chi phí và thời gian.Do cần đường dây đi riêng nên chi phí đường dây, thiết bị thường cao hơn các phương án nối dây khác.
Chi phí hành lang tuyến nhiều.Thực tế vì dùng thiết bị riêng cho mỗi đường dây, nên khi 1 đường dây non tải, không thể tận dụng được hết khả năng tải, gây lãng phí điện năng.
Phạm vi áp dụng : Với mọi cấp điện áp, mọi loại phụ tải
Phương án nối dây II: Sơ đồ nối dây liên thông
Sơ đồ nối dây liên thông là sơ đồ trong đó có phụ tải được cung cấp điện từ 1 đường dây nối trực tiếp với nguồn
Ưu điểm: vốn đầu tư giảm do tổng chiều dài đường dây ngắn hơn sơ đồ đấu dây hình tia.
Việc khảo sát thực tế & thiết kế giảm chi phí và thời gian hơn sđht
Giảm chi phí hành lang tuyến, và sử dụng ít thiết bị hơn sđht
Nhược điểm: cần có thêm trạm trung gian ; thiết bị sử dụng đòi hỏi bảo vệ rơle , thiết bị tự động hoá phức tạp hơn.
Độ tin cậy cung cấp diện thấp hơn so với sơ đồ hình tia.
Phạm vi áp dụng: phụ tải nông thôn, đô thị.
Phương án nối dây III: Sơ đồ nối dây mạng kín
Sơ đồ nối dây mạng kín là sơ đồ mà trong đó điện năng truyền đến phụ tải ít nhất từ 2 phía
Ưu điểm: Mỗi phụ tải nhận được cung cấp điện từ ít nhất 2 nguồn đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải.
Mức kinh tế về vận hành cao, giảm thiểu tổn thất công suất tác dụng mạch hở.
Thường có vốn đầu tư thấp hơn sơ đồ nối dây hình tia với cùng mức dự trữ như nhau.
Tính linh hoạt cao, thích ứng tốt và đáp ứng kịp thời trạng thái các trạng thái làm việc khác nhau.Khi có sự cố làm 1 phụ tải thay đổi đột biến thì các phụ tải khác ít biến thiên.
Nhược điểm: Vận hành mạng điện khá phức tạp
Cần sử dụng bảo vệ rơle và tự động hóa, đóng cắt mạng điện phức tạp (cần nguồn dự phòng).
¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬Để so sánh các phương án về mặt kĩ thuật, ta phải xét tới các nội dung sau:
• Chọn lựa cấp điện áp định mức của hệ thống
• Chọn lựa tiết diện dây dẫn
• Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố
2.2.Chọn điện áp định mức:
Điện áp định mức ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật của mạng điện
( vốn đầu tư, tổn thất điện áp, tổn thất điện năng, chi phí vận hành…).Vì vậy lựa chọn điện áp là rất quan trọng trong thiết kế mạng lưới điện.
Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau và sơ đồ mạng điện. Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện. Điện áp đinh mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện.
Để chọn cấp điện áp hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu sau:
• Đáp ứng được các yêu cầu của phụ tải
• Phù hợp với lưới điện hiện tại và lưới điện quốc gia
• Mạng điện có chi phí tính toán là nhỏ nhất
Có thể tính toán được công thức điện áp định mức theo công thức thực nghiệm still sau: Ui=4,34 (kV) [2.2]
Trong đó:
Pi : công suất truyền trên đoạn đường đường dây thứ i (MW)
Li : chiều dài đoạn đường dây thứ i (km)
n :là số lộ của đường dây thứ i
Nếu U = 60160 (kV) thì ta sẽ chọn cấp điện áp của hệ thống là Udm=110kV
2.3. Phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn:
Tại sao lại chon day dẫn theo Jkt ?
Mạng điện mà ta đang xét là mạng điện khu vực, do đó người ta thường lựa chọn tiết diên dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện ( ).
fkt ảnh hưởng rất nhiều đến vốn đầu tư xây dựng đường dây và chi phí vận hành của đường dây. tăng tiết diện dẫn đến tăng chi phí xây dựng và vận hành đường dây nhưng lại giúp giảm tổn thất điện năng và chi phí về tổn thất điện năng. vì vậy, phải chọn tiết diện dây dẫn như thế nào để hàm chi phí tính toán nhỏ nhất.
tuy nhiên, thực tế giải hàm chi phí tìm ra fkt khá phức tạp nên người ta dùng giải pháp đơn giản hơn là chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt (a/mm2).
jkt phụ thuộc chủ yếu vào 3 yếu tố chính: vật liệu chế tạo dây dẫn, thời gian sử dụng phụ tải lớn nhất, kiểu dây dẫn.
pp ?
1.Xác định dòng điện lớn nhất trên đoạn đường dây thứ i (Imaxi)¬ theo công thức:
Imaxi = 103 (A) [2.3.1]
o n là số mạch của đường dây.(n = 1,2)
o Si là dòng công suất của đường dây thứ i và được tính như sau:
Smaxi = (MVA) (số liệu ở bảng 1.2)
Công thức tính tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện là:
(mm2) [2.3.2]
Với mạng điện ta đang xét sử dụng dây AC và thời gian sử dụng công suất cực đại là Tmax = 4000h- 4800h nên ta có Jkt = 1,1 [A/mm2].
Khi xác định được tiết diện dây dẫn của các đoạn đường dây, ta tiến hành so sánh với tiết diện tiêu chuẩn để chọn ra tiêu chuẩn gần nhất.
Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang và điều kiện phát nóng của dây dẫn:
Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang của dây dẫn có:
F ≥ 70 mm2;
(Đối với đường dây 110 kV thì dây dẫn có tiết diện tối thiểu bắt buộc phải dùng là AC-70 để giảm tổn thất vầng quang ).
Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố nặng nề nhất theo biểu thức sau:
Đường đây đơn: Imax Icp
Đường đây kép: Isc= 2.Imax Icp. Khc
Trong đó:
Icp là dòng điện cho phép lâu dài chạy qua dây dẫn.
Khc là hệ số hiệu chỉnh, ta lấy Khc =k1.k2=0.88
k1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ: k1= = =0.88
k2: hiệu chỉnh theo hiệu ứng gần; cho bằng k2=1.
Isc là dòng điện lớn nhất khi có sự cố.( đứt 1 trong 2 dây trong lộ kép của đường dây hai mạch. Khi đó, dòng điện sự cố sẽ tăng lên 2 lần so với dòng điện của mạch điện khi chưa xảy ra sự cố ).
Tiếp theo, kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp được tính theo biểu thức sau:
U% = %
Trong đó:
Pi, Qi là công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường dây thứ i.
Ri, Xi là điện trở tác dụng và điện kháng của đường dây thứ i.
(Tổn thất điện áp chỉ tính cho phạm vi 1 cấp điện áp và ta sẽ tính tổn thất điện áp cực đại lúc bình thường và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất, nên Pi và Qi đang xét chính là Pmaxi và Qmaxi đã xác định ở bảng 1.2).
Các trị số của tổn thất điện áp phải thoả mãn các yêu cầu sau:
• Đối với trường hợp dùng máy biến(MBA) áp thường:
Umaxbt 10%
Umaxsc 20%
• Đối với trường hợp dùng MBA điều áp dưới tải thì:
Umaxbt 15-20%
Umaxsc 20-25%
Đối với đường dây đơn: Umaxbt =Umaxsc
Đường dây lộ kép : Umaxsc= 2. Umaxbt
2.4.Lựa chọn tiết diện dây dẫn cho các phương án cụ thể:
2.4.1.Phương án 1: sơ đồ nối dây hình tia:
(4) (2)
(3)
(5)
60 km
(6)
(7)
(1)
2.4.1.1. Lựa chọn cấp điện áp vận hành cho phương án:
Ta sử dụng công thức kinh nghiệm still để tính như đã trình bày ở mục 2.2:
Ui=4,34 (KV)
Bảng các cấp điện áp vận hành trên 7 phụ tải:
Phụ tải n Pmax
(MW) Li
(km) Ui
(kV) Uđm
(kV)
N-1 2 20 30 59.82277 110
N-2 2 25 56.569 69.51713 110
N-3 2 30 42.426 72.93602 110
N-4 2 35 40 77.63628 110
N-5 1 40 60 114.8256 110
N-6 2 45 70 89.99616 110
N-7 2 50 36.056 90.62768 110
Nhận xét: Từ bảng kết quả trên ta thấy các giá trị điện áp tính cho từng đoạn nằm trong khoảng (60-170) kV. Để đảm bảo cho toàn mạng ta chọn điện áp chung cho các phương án là cấp 110 kV
2.4.1.2.Lựa chọn tiết diện dây dẫn :
Xác định Imaxi và Fmaxi theo công thức [2.3.1] và [2.3.2] với Smaxi đã xác định ở bảng 1.2 ;Uđm=110kv; Jkt = 1,1 [A/mm2] và chọn tiết diện tiêu chuẩn (Ftci) cho từng đường dây trong bảng sau:
7.3.Tổn thất điện năng trong mạng điện
Tổng tổn thất điện năng trong mạng điện xác định theo công thức:
∆A = (∆PB + ∆Pd). +∆P0.t
Trong đó:
: thời gian tổn thất công suất cực đại.
t: thời gian các máy biến áp làm việc trong năm.
Bởi vì các máy biến áp vận hành song song trong cả năm cho nên t = 8760 (h).
Thời gian tổn thất công suất lớn nhất: = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 (h)
Với Tmax = 4800 (phụ tải 1,2,3,4); Tmax=4000 (phụ tải 5,6,7)
Vậy 1-2-3-4 = (0,124+4800.10-4)2.8760=3195,788 (h)
5-6-7¬¬ = (0,124+4000.10-4)2.8760=2405,286 (h)
Từ chương 5- phần 5.1 và chương 3- phần 3.2.1.2 ta có :
∆PB-1-2-3-4 = 0.353MW ; ∆PdN-1-2-3-4 = 2.7105 MW; ∆P0-1-2-3-4= 0.228 MW
=>∆A1-2-3-4=(0,355+ 2.7105).3195,788+0,228.8760 = 11793,968 MWh
∆PB-5-6-7 = 0.417 MW; ∆PdN-5-6-7 = 4.6502 MW ; ∆P0-5-6-7 = 0.186 MW
=>∆A5-6-7=(0.417 +4.6502 ).2405,286+0.186.8760 = 13817,425 MWh
Vậy tổn thất điện năng toàn mạng điện là:
∆A= ∆A1-2-3-4+∆A5-6-7 = 11793,968 +13817,425 = 25611,393 MWh
Tổng điện năng các hộ tiêu thụ nhận được trong năm:
A = ∑Pmax.Tmax = (P1+P2+P3+P4).4800+(P5+P6+P7).4000
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC :
Chương 1: Phân tích nguồn và phụ tải
1.1.Nguồn điện……………………………………………………………...4
1.2.Phụ tải…………………………………………………………….……..4
Chương 2: Đề xuất phương án nối dây và tính toán chỉ tiêu kỹ thuật……….5
2.1.Đề xuất phương án nối dây…………………………..…………………..5
2.2.Chọn điện áp định mức………………………………….……………….7
2.3. Phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn……………….………………..8
2.4.Lựa chọn tiết diện dây dẫn cho các phương án cụ thể………….………..10
2.4.1.Phương án 1: sơ đồ nối dây hình tia……………………….……..…….10
2.4.2.Phương án 2: Sơ đồ nối dây liên thông………………………..….…….14
2.4.3.Phương án 3: Sơ đồ nối dây mạch kín………………………………….18
CHƯƠNG 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU THEO CHỈ TIÊU KINH TẾ
3.1. Phương pháp tính chỉ tiêu kinh tế………………………………...………22
3.2.Tính toán chỉ tiêu kinh tế cho từng phương án cụ thế…………………….24
3.2.1: Phương án 1: nối dây hình tia………………………….……………….24
3.2.2: Phương án 2: nối dây liên thông……………………………….……….26
3.2.3: Phương án 3: nối dây mạch kín………………………………...……….27
CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ TRẠM………….….30
4.1: Chọn số lượng và công suất máy biến áp……………………………...….30
4.1.1.Chọn số lượng và công suất máy biến áp trong trạm……………………30
4.1.2. Tính toán công suất, lựa chọn MBA hạ áp ở các phụ tải.
4.2:Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm…………………………………….……32
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
5.1.Chế độ phụ tải cưc đại……………………………………………...………35
5.2.Chế độ phụ tải cực tiểu…………………………….…………………..37
5.3.Chế độ sau sự cố ………………………………..……………………..38
CHƯƠNG 6 :ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP……………………………………………….40
6.1:Tính điện áp tại các nút của lưới điện trong chế độ phụ tải cực đại…….40
6.2: Tính điện áp tại các nút của lưới điện trong chế độ phụ tải cực tiểu……………………………………………………………………………..41
6.3: Tính điện áp tại các nút của lưới điện trong chế độ sau sự cố………..41
6.4.Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho các trạm………………..41
CHƯƠNG 7:TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN
7.1.Vốn đầu tư xây dựng lưới điện…………………………………..……..51
7.2.Tổn thất công suất tác dụng trong lưới điện…………………………….53
7.3.Tổn thất điện năng trong mạng điện……………………….…………….53
7.4.Tính chi phí và giá thành……………………………………….………..54
7.5.Kết luận………………………………………………………………….55
Kết luận chung
Tài liệu tham khảo
LỜI NÓI ĐẦU
Trong xã hội ngày nay,cuộc sống của con người được nâng lên tầm cao mới điều đó đặt ra nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao. Điện năng có vai trò chính trong hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống hiện đại.Vì vậy việc phát triển hệ thống điện là một trong những vấn đề quan trọng của mỗi quốc gia cũng như Việt Nam.
Trong những năm qua nền kinh tế nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa- hiện đại hóa.Kinh tế phát triển gắn liền với nhu cầu sử dụng điện càng cao và điện năng ngày càng trở nên quan trọng. Do đó thực tế cần thiết kế mạng hệ thống điện đảm bảo việc cung cấp và phân phối điện năng ổn định, chất lượng, an toàn với tổn thất, chi phí thấp nhất. Trong một số năm vừa qua cũng như những năm tiếp theo, Nhà nước cùng với ngành điện đã và đang mở rộng, lắp đặt nhiều dây chuyền sản xuất điện năng đáp ứng nhu cầu sử dụng điện cho công cuộc công nghiệp hoá, hiện đai hoá đất nước và đời sống sinh hoạt của nhân dân.
Hiện nay hệ thống điện trên thế giới đi theo con đường tập trung hóa sản xuất điện năng, trên cơ sở các nhà máy điện lớn, phát triển và hợp nhất các hệ thống năng lượng. Đồng thời việc áp dụng công nghệ thong tin như máy tính và vi sử lý cũng được áp dụng mạnh mẽ vào ngành điện.Vì vậy chúng ta cần nâng cao trình độ,trau dồi kiến thức,học hỏi các tiến bộ khoa học kỹ thuật để góp phần đưa ngành hệ thống điện nước ta theo kịp tốc độ phát triển của thế giới.
Trong hệ thống điện của nước ta hiện nay,quá trình phát triển phụ tạo,gia tăng rất nhanh.Do vậy việc qui hoạch thiết kế mới và phát triển mạng điện đây là vấn đề cần được quan tâm của nghành điện nói riêng và của cả nước nói chung.
Đồ án môn học “Lưới điện”là một sự tập dượt lớn cho các sinh viên nghành hệ thống điện làm quen với các hệ thống cung cấp điện.Công việc làm đồ án giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức đã học để nghiên cứu thực hiện một nhiệm vụ tương đối toàn diện về lĩnh vực sản xuất,truyền tải và phân phối điện năng.
Do kiến thức rất hạn chế nên bản đồ án của em xin được trình bày ngắn gọn nhất có thể phần kiến thức của đề tài này.
Trong quá trình làm đồ án em được sự chỉ bảo nhiết tình của thầy cô trong khoa điện trường đại học điện lực, đặc biệt là thầy giáo chủ nhiệm T.S Trần Thanh Sơn đã trực tiếp hướng dẫn em trên lớp. Qua đây em xin gửi lời Thank chân thành đến thầy cô trong khoa và T.S Trần Thanh Sơn đã hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội,Tháng 3 năm 2013
Sinh Viên
Phạm Ngọc Trường
CHƯƠNG 1:
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
Mục tiêu của thiết kế hệ thống lưới điện (LĐ) là phân tích, nghiên cứu các giải pháp cung cấp điện cho phụ tải (PT) đạt chất lượng điện năng cao nhất với chi phí thấp nhất. Thiết kế LĐ phụ thuộc vào vị trí, đặc điểm của NĐ và phụ tải, vì vậy để đưa ra phương án tối ưu nhất ta cần phân tích nguồn và phụ tải.
1.1: Nguồn điện :
Đề tài này xét nguồn điện (NĐ) từ thanh góp hệ thống 110 kV của nhà máy điện (NMĐ) có công suất vô cùng lớn, hệ số cosφ = 0.85.
Sơ đồ phân bố phụ tải và nguồn điện :
(4) 40 km (2)
(3)
(5)
60 km
(6)
(7)
(1)
1.2.Phụ tải:
Hệ thống LĐ gồm 3 loại phụ tải (I, II, III); Đề tài đang xét gồm 2 loại phụ tải là:
Phụ tải loại I ( phụ tải số 1; 2; 3; 4; 6; 7) và phụ tải loại III( phụ tải số 5).
Phụ tải loại I: Là loại phụ tải quan trọng nhất, cần được cung cấp điện liên tục, nếu mất điện sẽ gây ra hậu quả vô cùng nghiêm trọng về: con người (PT là các hầm mỏ, bệnh viện…); sản xuất kinh doanh (PT là các nhà máy luyện kim, lò cao…); và có thể gây mất trật tự an ninh, chính trị (PT là các đại sứ quán, công trình văn hóa công cộng…). Vì vậy PT loại I yêu cầu độ tin cậy cao nhất, liên tục nên phải có nguồn dự phòng và đường dây cung cấp điện cho phụ tải loại I là dây kép hoặc mạch vòng.
Phụ tải loại III: Là phụ tải có thể mất điện mà không gây hậu quả nghiêm trọng (PT là các công trình dân dụng, công trình phúc lợi, khu dân cư…), loại phụ tải này được cấp điện bằng dây đơn, có thể ngắt điện để bảo dưỡng, xử lý sự cố.
Bảng số liệu phụ tải:
Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:
Pmin =0,85pmax
Với Cosφđm= 0.92; Uđm=22 kV áp dụng cho tất cả 7 phụ tải
Bảng 1.2. Phân số công suất phụ tải:
PT Loại
(n) Pmaxi
(MVA) Qmaxi
(MVAR) Smaxi
(MVA) Pmini
(MVA) Qmini
(MVAR) S¬mini
(MVA) Tmax
(h) Y/c được
điện áp
1 I 20 8.51996 21.73913 17 7.24197 18.4783 4800 KT
2 I 25 10.64996 27.17391 21.25 9.05246 23.0978 4800 KT
3 I 30 12.77995 32.6087 25.5 10.863 27.7174 4800 KT
4 I 35 14.90994 38.04348 29.75 12.6735 32.337 4800 KT
5 III 40 17.03993 43.47826 34 14.4839 36.9565 4000 T
6 I 45 19.16992 48.91304 38.25 16.2944 41.5761 4000 KT
7 I 50 21.29991 54.34783 42.5 18.1049 46.1957 4000 KT
TỔNG 245 104.3696 266.3044
CHƯƠNG 2:
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT
2.1. Đề xuất phương án nối dây:
Yêu cầu chủ yếu của thiết kế mạng lưới điện là đảm bảo cung cấp điện liên tục( độ tin cậy cao); an toàn và đảm bảo yếu tố kinh tế. Dựa vào số liệu đã có, ta tính toán các phương án nối dây để có phương án tối ưu nhất.
Đối với phụ tải loại I rất quan trọng, cần được cung cấp điện liên tục như đã phân tích ở phần 1.2, vì vậy cần sử dụng phương án nối dây 2 mạch hoặc mạch vòng, đảm bảo nguồn dự phòng khi sự cố.
Đối với phụ tải loại III với mức độ quan trọng thấp hơn nên sử dụng phương án nối dây một mạch. Từ sơ đồ phân bố phụ tải đã có, ta xét 3 phương án với kiểu nối dây khác nhau.
Phương án nối dây tối ưu cần đảm bảo:
Đảm bảo chất lượng điện năng (điện áp, tần số, độ tin cậy).
Đảm bảo tính kinh tế, phát triển của mạng điện trong tương lai
Đáp ứng đủ các chỉ tiêu an toàn kỹ thuật điện cho người, thiết bị.
Đảm bảo thi công khả thi, vận hành linh hoạt & bảo dưỡng dễ dàng.
Phương án nối dây I : Sơ đồ hình tia (sđht)
Sơ đồ nối dây hình tia là sơ đồ nối dây nguồn điện cung cấp điện trực tiếp cho các phụ tải
Ưu điểm: sơ đồ nối dây bố trí thiết bị đơn giản, độc lập nên khi xảy ra sự cố 1 đường dây sẽ không ảnh hưởng đến đường dây khác, tổn thất nhỏ hơn, độ tin cậy cao sơ đồ liên thông.
Các đường dây đến phụ tải độc lập nên khi 1 phụ tải xuất hiện dao động lớn cũng không ảnh hưởng đến các phụ tải trên các đường dây độc lập khác.
Có thể sử dụng các thiết bị đơn giản, rẻ tiền; thiết bị bảo vệ rơle đơn giản.
Nhược điểm: khảo sát, thiết kế, thi công tốn kém nhiều chi phí và thời gian.Do cần đường dây đi riêng nên chi phí đường dây, thiết bị thường cao hơn các phương án nối dây khác.
Chi phí hành lang tuyến nhiều.Thực tế vì dùng thiết bị riêng cho mỗi đường dây, nên khi 1 đường dây non tải, không thể tận dụng được hết khả năng tải, gây lãng phí điện năng.
Phạm vi áp dụng : Với mọi cấp điện áp, mọi loại phụ tải
Phương án nối dây II: Sơ đồ nối dây liên thông
Sơ đồ nối dây liên thông là sơ đồ trong đó có phụ tải được cung cấp điện từ 1 đường dây nối trực tiếp với nguồn
Ưu điểm: vốn đầu tư giảm do tổng chiều dài đường dây ngắn hơn sơ đồ đấu dây hình tia.
Việc khảo sát thực tế & thiết kế giảm chi phí và thời gian hơn sđht
Giảm chi phí hành lang tuyến, và sử dụng ít thiết bị hơn sđht
Nhược điểm: cần có thêm trạm trung gian ; thiết bị sử dụng đòi hỏi bảo vệ rơle , thiết bị tự động hoá phức tạp hơn.
Độ tin cậy cung cấp diện thấp hơn so với sơ đồ hình tia.
Phạm vi áp dụng: phụ tải nông thôn, đô thị.
Phương án nối dây III: Sơ đồ nối dây mạng kín
Sơ đồ nối dây mạng kín là sơ đồ mà trong đó điện năng truyền đến phụ tải ít nhất từ 2 phía
Ưu điểm: Mỗi phụ tải nhận được cung cấp điện từ ít nhất 2 nguồn đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải.
Mức kinh tế về vận hành cao, giảm thiểu tổn thất công suất tác dụng mạch hở.
Thường có vốn đầu tư thấp hơn sơ đồ nối dây hình tia với cùng mức dự trữ như nhau.
Tính linh hoạt cao, thích ứng tốt và đáp ứng kịp thời trạng thái các trạng thái làm việc khác nhau.Khi có sự cố làm 1 phụ tải thay đổi đột biến thì các phụ tải khác ít biến thiên.
Nhược điểm: Vận hành mạng điện khá phức tạp
Cần sử dụng bảo vệ rơle và tự động hóa, đóng cắt mạng điện phức tạp (cần nguồn dự phòng).
¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬Để so sánh các phương án về mặt kĩ thuật, ta phải xét tới các nội dung sau:
• Chọn lựa cấp điện áp định mức của hệ thống
• Chọn lựa tiết diện dây dẫn
• Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố
2.2.Chọn điện áp định mức:
Điện áp định mức ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật của mạng điện
( vốn đầu tư, tổn thất điện áp, tổn thất điện năng, chi phí vận hành…).Vì vậy lựa chọn điện áp là rất quan trọng trong thiết kế mạng lưới điện.
Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau và sơ đồ mạng điện. Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện. Điện áp đinh mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện.
Để chọn cấp điện áp hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu sau:
• Đáp ứng được các yêu cầu của phụ tải
• Phù hợp với lưới điện hiện tại và lưới điện quốc gia
• Mạng điện có chi phí tính toán là nhỏ nhất
Có thể tính toán được công thức điện áp định mức theo công thức thực nghiệm still sau: Ui=4,34 (kV) [2.2]
Trong đó:
Pi : công suất truyền trên đoạn đường đường dây thứ i (MW)
Li : chiều dài đoạn đường dây thứ i (km)
n :là số lộ của đường dây thứ i
Nếu U = 60160 (kV) thì ta sẽ chọn cấp điện áp của hệ thống là Udm=110kV
2.3. Phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn:
Tại sao lại chon day dẫn theo Jkt ?
Mạng điện mà ta đang xét là mạng điện khu vực, do đó người ta thường lựa chọn tiết diên dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện ( ).
fkt ảnh hưởng rất nhiều đến vốn đầu tư xây dựng đường dây và chi phí vận hành của đường dây. tăng tiết diện dẫn đến tăng chi phí xây dựng và vận hành đường dây nhưng lại giúp giảm tổn thất điện năng và chi phí về tổn thất điện năng. vì vậy, phải chọn tiết diện dây dẫn như thế nào để hàm chi phí tính toán nhỏ nhất.
tuy nhiên, thực tế giải hàm chi phí tìm ra fkt khá phức tạp nên người ta dùng giải pháp đơn giản hơn là chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt (a/mm2).
jkt phụ thuộc chủ yếu vào 3 yếu tố chính: vật liệu chế tạo dây dẫn, thời gian sử dụng phụ tải lớn nhất, kiểu dây dẫn.
pp ?
1.Xác định dòng điện lớn nhất trên đoạn đường dây thứ i (Imaxi)¬ theo công thức:
Imaxi = 103 (A) [2.3.1]
o n là số mạch của đường dây.(n = 1,2)
o Si là dòng công suất của đường dây thứ i và được tính như sau:
Smaxi = (MVA) (số liệu ở bảng 1.2)
Công thức tính tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện là:
(mm2) [2.3.2]
Với mạng điện ta đang xét sử dụng dây AC và thời gian sử dụng công suất cực đại là Tmax = 4000h- 4800h nên ta có Jkt = 1,1 [A/mm2].
Khi xác định được tiết diện dây dẫn của các đoạn đường dây, ta tiến hành so sánh với tiết diện tiêu chuẩn để chọn ra tiêu chuẩn gần nhất.
Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang và điều kiện phát nóng của dây dẫn:
Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang của dây dẫn có:
F ≥ 70 mm2;
(Đối với đường dây 110 kV thì dây dẫn có tiết diện tối thiểu bắt buộc phải dùng là AC-70 để giảm tổn thất vầng quang ).
Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố nặng nề nhất theo biểu thức sau:
Đường đây đơn: Imax Icp
Đường đây kép: Isc= 2.Imax Icp. Khc
Trong đó:
Icp là dòng điện cho phép lâu dài chạy qua dây dẫn.
Khc là hệ số hiệu chỉnh, ta lấy Khc =k1.k2=0.88
k1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ: k1= = =0.88
k2: hiệu chỉnh theo hiệu ứng gần; cho bằng k2=1.
Isc là dòng điện lớn nhất khi có sự cố.( đứt 1 trong 2 dây trong lộ kép của đường dây hai mạch. Khi đó, dòng điện sự cố sẽ tăng lên 2 lần so với dòng điện của mạch điện khi chưa xảy ra sự cố ).
Tiếp theo, kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp được tính theo biểu thức sau:
U% = %
Trong đó:
Pi, Qi là công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường dây thứ i.
Ri, Xi là điện trở tác dụng và điện kháng của đường dây thứ i.
(Tổn thất điện áp chỉ tính cho phạm vi 1 cấp điện áp và ta sẽ tính tổn thất điện áp cực đại lúc bình thường và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất, nên Pi và Qi đang xét chính là Pmaxi và Qmaxi đã xác định ở bảng 1.2).
Các trị số của tổn thất điện áp phải thoả mãn các yêu cầu sau:
• Đối với trường hợp dùng máy biến(MBA) áp thường:
Umaxbt 10%
Umaxsc 20%
• Đối với trường hợp dùng MBA điều áp dưới tải thì:
Umaxbt 15-20%
Umaxsc 20-25%
Đối với đường dây đơn: Umaxbt =Umaxsc
Đường dây lộ kép : Umaxsc= 2. Umaxbt
2.4.Lựa chọn tiết diện dây dẫn cho các phương án cụ thể:
2.4.1.Phương án 1: sơ đồ nối dây hình tia:
(4) (2)
(3)
(5)
60 km
(6)
(7)
(1)
2.4.1.1. Lựa chọn cấp điện áp vận hành cho phương án:
Ta sử dụng công thức kinh nghiệm still để tính như đã trình bày ở mục 2.2:
Ui=4,34 (KV)
Bảng các cấp điện áp vận hành trên 7 phụ tải:
Phụ tải n Pmax
(MW) Li
(km) Ui
(kV) Uđm
(kV)
N-1 2 20 30 59.82277 110
N-2 2 25 56.569 69.51713 110
N-3 2 30 42.426 72.93602 110
N-4 2 35 40 77.63628 110
N-5 1 40 60 114.8256 110
N-6 2 45 70 89.99616 110
N-7 2 50 36.056 90.62768 110
Nhận xét: Từ bảng kết quả trên ta thấy các giá trị điện áp tính cho từng đoạn nằm trong khoảng (60-170) kV. Để đảm bảo cho toàn mạng ta chọn điện áp chung cho các phương án là cấp 110 kV
2.4.1.2.Lựa chọn tiết diện dây dẫn :
Xác định Imaxi và Fmaxi theo công thức [2.3.1] và [2.3.2] với Smaxi đã xác định ở bảng 1.2 ;Uđm=110kv; Jkt = 1,1 [A/mm2] và chọn tiết diện tiêu chuẩn (Ftci) cho từng đường dây trong bảng sau:
7.3.Tổn thất điện năng trong mạng điện
Tổng tổn thất điện năng trong mạng điện xác định theo công thức:
∆A = (∆PB + ∆Pd). +∆P0.t
Trong đó:
: thời gian tổn thất công suất cực đại.
t: thời gian các máy biến áp làm việc trong năm.
Bởi vì các máy biến áp vận hành song song trong cả năm cho nên t = 8760 (h).
Thời gian tổn thất công suất lớn nhất: = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 (h)
Với Tmax = 4800 (phụ tải 1,2,3,4); Tmax=4000 (phụ tải 5,6,7)
Vậy 1-2-3-4 = (0,124+4800.10-4)2.8760=3195,788 (h)
5-6-7¬¬ = (0,124+4000.10-4)2.8760=2405,286 (h)
Từ chương 5- phần 5.1 và chương 3- phần 3.2.1.2 ta có :
∆PB-1-2-3-4 = 0.353MW ; ∆PdN-1-2-3-4 = 2.7105 MW; ∆P0-1-2-3-4= 0.228 MW
=>∆A1-2-3-4=(0,355+ 2.7105).3195,788+0,228.8760 = 11793,968 MWh
∆PB-5-6-7 = 0.417 MW; ∆PdN-5-6-7 = 4.6502 MW ; ∆P0-5-6-7 = 0.186 MW
=>∆A5-6-7=(0.417 +4.6502 ).2405,286+0.186.8760 = 13817,425 MWh
Vậy tổn thất điện năng toàn mạng điện là:
∆A= ∆A1-2-3-4+∆A5-6-7 = 11793,968 +13817,425 = 25611,393 MWh
Tổng điện năng các hộ tiêu thụ nhận được trong năm:
A = ∑Pmax.Tmax = (P1+P2+P3+P4).4800+(P5+P6+P7).4000
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links