Đồ án Thiết kế mạng lưới điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG

-------------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

Sinh viên: Lưu Duy Khiêm

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đoàn Phong

HẢI PHÒNG – 2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG

-----------------------------------

THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

Sinh viên: Lưu Duy Khiêm

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đoàn Phong

HẢI PHÒNG – 2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG

------------------------

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Sinh viên : Lưu Duy Khiêm

Lớp : DCL2301

MSV: 1913102004

Nghành : Điện Tự Động Công Nghiệp

Tên đề tài: Thiết kế mạng lưới điện

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

1.Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt

nghiệp (về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).

...................................................................................................................

2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán.

...................................................................................................................

..................................................................................................................

...................................................................................................................

3.Địa điểm thực tập tốt nghiệp ………………....................................

...................................................................................................................

..................................................................................................................

...................................................................................................................

CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Họ và tên : Nguyễn Đoàn Phong

Học hàm, học vị : Thạc sĩ

Cơ quan công tác : Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng

Nội dung hướng dẫn: Thiết kế mạng lưới điện

Đề tài tốt nghiệp được giao ngày 12 tháng 10 năm 2020

Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 31 tháng 12 năm 2020

Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N

Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N

Sinh viên

Cán bộ hướng dẫn Đ.T.T.N

Lưu Duy Khiêm

Th.s: Nguyễn Đoàn Phong

Hải Phòng, ngày…….tháng …… năm 2020.

TRƯỞNG KHOA

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-------------------------------------

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP

Họ và tên giảng viên: Nguyễn Đoàn Phong

Đơn vị công tác: Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng

Họ và tên sinh viên: Lưu Duy Khiêm

Chuyên ngành: Điện tự động công nghiệp

Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài

1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp

.........................................................................................................................

2. Đánh giá chất lượng của đồ án/khóa luận( so với nội dung yêu cầu đã đề

ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số

liệu... )

.........................................................................................................................

3. Ý kiến của giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp

Được bảo vệ

Không được bảo vệ

Điểm hướng dẫn

Hải Phòng, ngày......tháng.....năm 2020

Giảng viên hướng dẫn

Th.s Nguyễn Đoàn Phong

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-------------------------------------

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN

Họ và tên giảng viên:.........................................................................................

Đơn vị công tác:.................................................................................................

Họ và tên sinh viên: .................................Chuyên ngành:..............................

Đề tài tốt nghiệp: ...........................................................................................

............................................................................................................................

1. Phần nhận xét của giảng viên chấm phản biện

.........................................................................................................................

2. Những mặt còn hạn chế

.........................................................................................................................

3. Ý kiến của giảng viên chấm phản biện

Được bảo vệ

Không được bảo vệ

Điểm hướng dẫn

Hải Phòng, ngày......tháng.....năm 2020

Giảng viên chấm phản biện

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................

THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN CAO Á P .................................................................................1

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, CÂN BẰNG

CÔNG SUẤT .................................................................................................................2

1.1. CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN VÀ PHỤ TẢI ............................................... 2

1.1.1. Sơ đồ địa lý ........................................................................................... 2

1.1.2. Những số liệu về nguồn cung cấp ............................................................ 2

1.1.3. Những số liệu về phụ tải ....................................................................... 3

1.2. PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI ........................................................ 3

1.2.1. Nguồn điện ........................................................................................... 3

1.2.2. Phụ tải ................................................................................................... 3

1.3. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤN G .................................................. 4

1.4. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ............................................ 5

1.5. TÍNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA NHÀ MÁY .......................... 6

1.5.1. Chế độ phụ tải cực đại .......................................................................... 6

1.5.2. Chế độ phụ tải cực tiểu ......................................................................... 6

1.5.3. Trường hợp sự cố ................................................................................ 7

CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU CUNG CẤP ĐIỆN VÀ MÁY

BIẾN ÁP TRONG TRẠM CỦA MẠNG ĐIỆN ............................................... 8

2.1. NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN ..................................................................... 8

2.2. CHỌN ĐIỆN ÁP VẬN HÀN H .................................................................. 8

2.3. NHỮNG YÊU CẦU CHÍNH ĐỐI VỚI MẠNG ĐIỆN ........................... 10

2.4. LỰA CHỌN DÂY DẪN .......................................................................... 11

2.4.1. Dây đồng ............................................................................................ 12

2.4.2. Dây nhôm ........................................................................................... 12

2.4.3. Dây nhôm lõi thé p .............................................................................. 12

2.5. PHÂN VÙNG ĐIỆN ÁP .......................................................................... 12

2.6. TÍNH TOÁN SO SÁNH KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN ................... 13

2.6.1. Phương án 1 ....................................................................................... 16

2.6.2. Phương án 2 ........................................................................................ 26

2.6.3. Phương án 3 ........................................................................................ 30

2.6.4. Phương án 4 ........................................................................................ 33

2.6.5. Phương án 5 ........................................................................................ 35

2.7. PHƯƠNG PHÁP KINH TẾ ..................................................................... 42

2.7.1 PHƯƠNG ÁN 1 ...................................................................................... 43

2.7.2 PHƯƠNG ÁN 2 ...................................................................................... 44

2.7.3 PHƯƠNG ÁN 3 ...................................................................................... 46

2.7.4 PHƯƠNG ÁN 4 ...................................................................................... 46

2.8. CHỌN MÁY BIẾN ÁP ............................................................................ 47

2.8.1. Nguyên tꢀc chung ............................................................................... 47

2.8.2. Tꢁnh toán chọn máy biến áp cho tꢂng trạm ........................................ 48

2.9. CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN ....................................................................... 50

2.9.1. Chọn sơ đồ nối dây chi tiết cho các trạm hạ áp phụ tải ..................... 50

2.9.2. Chọn sơ đồ nối dây chi tiết cho nhà máy điện ................................... 52

CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH VÀ CÁC PHƯƠNG

PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆ N ............................................53

3.1. CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC ĐẠI ................................................................. 53

3.1.1. Đoạn NĐ – 7 ....................................................................................... 53

3.1.2. Đoạn NĐ – 5 - 8 – HT ........................................................................ 54

3.1.4. Cân bꢃng chꢁnh xác công suất trong hệ thống ................................... 61

3.2. CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC TIỂU ............................................................... 61

3.3. CHẾ ĐỘ SAU SỰ CỐ .............................................................................. 65

3.3.1. Chế độ sau sự cố một tꢄ máy nhà máy điện ....................................... 65

3.3.2. Chế độ sau sự cố đꢅt một mạch lộ kép .............................................. 67

3.4. TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP TẠI CÁC ĐIỂM NꢆT CỦA MẠNG ĐIỆN ..... 69

3.4.1. Chế độ phụ tải cực đại ........................................................................ 69

3.4.2. Chế độ phụ tải cực tiểu ....................................................................... 70

3.4.3. Chế độ sau sự cố ................................................................................. 72

3.5. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CÁC MÁY BIẾN ÁP ....................................... 74

3.5.1. Máy biến áp hạ áp .............................................................................. 74

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA

MẠNG ĐIỆN ...............................................................................................................81

4.1. VỐN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG MẠNG ĐIỆ N ........................................... 81

4.2. TỔN THẤT CÔNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN .......... 81

4.3. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN ................................. 81

4.4. TÍNH CHI PHÍ GIÁ THÀNH .................................................................. 82

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành năng lượng đóng một vai trò hết sꢅc quan trọng trong quá trình

công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Chꢁnh vì vậy nó luôn được ưu tiên hàng

đầu và phát điện trước một bước so với các ngành công nghiệp khác. Việc xây

dựng các nhà máy điện mới, xuất hiện các phụ tải mới đòi hỏi các yêu cầu về

thiết kế lưới điện để nối liền nhà máy điện với các phụ tải, nối liền nhà máy điện

mới với hệ thống điện cũ và nối liền hai nhà máy điện với nhau.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế mạng lưới điện” giúp sinh viên áp dụng một

cách tꢄng quan nhất những kiến thꢅc đã học và tꢁch luỹ trong quá trình học tập

để giải quyết vấn đề trên.

Việc thiết kế mạng lưới điện phải đạt đuợc những yêu cầu về kỹ thuật

đồng thời giảm tối đa được vốn đầu tư trong phạm vi cho phép là nhiệm vụ quan

trọng đối với nền kinh tế của nước ta hiện nay.

Bản đồ án này bao gồm: Thiết kế mạng điện khu vực gồm một nhà máy

nhiệt điện và hệ thống cung cấp cho 10 phụ tải, phần này gồm 4 chương.

Trong quá trình làm đồ án với kiến thꢅc đã được học tại trường cùng với

sự nỗ lực cố gꢀng của bản thân và sự giúp đỡ, chỉ bảo của các thầy cô trong bộ

môn hệ thống điện, đặc biệt là sự hướng dẫn trực tiếp, tận tình của thầy giáo

Ths. Nguyễn Đoàn Phong đã giúp em hoàn thành đúng tiến độ bản đồ án tốt

nghiệp này.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã trang bị cho em kiến thꢅc

chuyên môn để hoàn thành bản đồ án này. Cảm ơn gia đình, bạn bè đã động

viên, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án.

Tuy nhiên do trình độ có hạn nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, em rất

mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo.

Hải Phòng, ngày tháng năm 2020.

Sinh viên thực hiện

Lưu Duy Khiêm

THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN CAO ÁP

1

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM NGUỒN VÀ PHỤ TẢI,

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

1.1. CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

1.1.1. Sơ đồ địa lý

25

3

2

4

m

k

23

1,

1

4

20

15

10

5

8

70,00 km

50,00 km

NÐ

HT

m

k

23

1,

4

6

m

k

23

1,

4

7

10

9

0

5

10

15

20

25

30

Hình 1.1 Sơ đồ địa lý nguồn và tải

1.1.2. Những số liệu về nguồn cung cấp

a. Nguồn điện 1: Nhà máy nhiệt điện



+ Số tꢄ máy và công suất của một tꢄ máy: 3 100 MW

+ Hệ số công suất: 0,85

+ Điện áp định mꢅc: 10,5 kV

b. Nguồn điện 2: Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn

+ Hệ số công suất: 0,85

+ Điện áp định mꢅc: 110 kV

2

1.1.3. Những số liệu về phụ tải

Bảng 1.1 Số liệu về phụ tải

Phụ tải

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

39

Tꢀng

P_max

35

34

37

43

35

37

36

41

27

329

(MW)

24,5

0,9

23,8

0,9

25,9

0,9

30,1

0,9

24,5

0,9

25,9

0,9

25,2

0,9

28,7

0,9

18,9

0,9

27,3

0,9

230,3

P_min(MW)

cos φ

Q_max

(MVAr)

Q_min

16,940 16,456 17,908 20,812 16,940 17,908 17,424 19,844 13,068 18,876 159,236

11,858 11,519 12,536 14,568 11,858 12,536 12,197 13,891 9,148 13,213 111,466

38,884 37,773 41,106 47,772 38,884 41,106 39,995 45,550 29,996 43,328 365,51

27,219 26,441 28,774 33,440 27,219 28,774 27,997 31,885 20,998 30,329 255,857

(MVAr)

S_max

(MVA)

S_min

(MVA)

Loại hộ

phụ tải

Độ tin cậy

yêu cầu

Điện áp

thꢅ cấp

(kV)

I

KT

35

KT

35

KT

35

KT

35

KT

35

KT

35

KT

35

KT

35

KT

35

KT

35

1.2. PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

Tꢂ các số liệu đã cho ở trên ta có thể rút ra các nhận xét sau:

1.2.1. Nguồn điện

Nguồn điện gồm 1 nhà máy nhiệt điện và hệ thống điện, với công suất đặt và hệ

số công suất như sau:

Nhiệt điện: P_đ= 3100 = 300 MW; cos  = 0,85; U_đm= 10,5 kV

Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn: cos = 0,85; U_đm= 110 kV

Vì hệ thống điện có công suất vô cùng lớn nên phải có sự liên hệ giữa HT và

nhà máy nhiệt điện để có sự trao đꢄi công suất giữa 2 nguồn; chọn HT là nút cân

bꢃng công suất và nút cơ sở điện áp; không cần phải dự trữ công suất trong nhà

máy điện (công suất tác dụng và phản kháng dự trữ được lấy tꢂ HT)

1.2.2. Phụ tải

Ta thấy nhà máy điện và hệ thống cung cấp cho 10 phụ tải, công suất của các

phụ tải khá lớn. Theo sơ đồ địa lꢁ phân bố các phụ tải ta thấy các phụ tải được phân

bố tập trung về phꢁa nhà máy.

Tꢄng công suất cực đại của phụ tải là: P_PTmax= 329 MW.

3

Tꢄng công suất cực tiểu của phụ tải: P_PTmin= 70%P_PTmax= 230,3 MW.

Tất cả có 10 phụ tải loại 1 có yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cũng như chất

lượng điện năng cao.

Đây là khu công nghiệp và dân cư với khoảng cách giữa nhà máy với hệ thống

và khoảng cách tꢂ nguồn tới phụ tải là khá lớn, do vậy ta phải sử dụng đường dây

trên không để tải điện, sử dụng dây nhôm lõi thép làm dây truyền tải điện để đảm

bảo khả năng dẫn điện, độ bền cơ cũng như khả năng kinh tế cao.

1.3. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

Đặc điểm của quá trình sản xuất điện năng là công suất của các nhà máy sản

xuất ra phải luôn cân bꢃng với công suất tiêu thụ của các phụ tải tại mọi thời điểm.

Việc cân bꢃng công suất trong hệ thống điện cho thấy khả năng cung cấp của

các nguồn phát và yêu cầu của các phụ tải có cân bꢃng hay không, tꢂ đó sơ bộ định

ra phương thꢅc vận hành của các nhà máy để đảm bảo cung cấp đủ công suất, thỏa

mãn các yêu cầu về kỹ thuật và có hiệu quả kinh tế cao nhất.

Đặc biệt việc tꢁnh toán cân bꢃng công suất cho hệ thống trong các chế độ cực

đại, cực tiểu và chế độ sự cố, nhꢃm đảm bảo độ tin cậy của hệ thống, đảm bảo chỉ

tiêu về chất lượng điện cung cấp cho các phụ tải.

Tꢄng công suất có thể phát của nhà máy điện và hệ thống phải bꢃng hoặc lớn

hơn công suất yêu cầu trong chế độ max cộng với công suất dự trữ, tꢁnh theo công

thꢅc sau:

P_kt+ P_HT= P_yc= mP_pt+ P_mđ+ P_td+ P_dtr

Trong đó:

(1-1)

+m: hệ số đồng thời (ở đây lấy m = 1).

+P_kt: tꢄng công suất tác dụng phát kinh tế của nhà máy điện.

Thay số ta có P_kt= 85%P_đm= 0,85  3  100 = 255 MW.

+P_HT: tꢄng công suất tác dụng lấy tꢂ hệ thống (nếu có).

+P_yc: công suất yêu cầu của phụ tải đối với nguồn điện tại thanh cái điện

áp máy phát

+P_pt: tꢄng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ.

P_pt= 35+ 34 + 37 + 43 + 35 + 37 + 36 + 41 + 27 + 39 = 3239

MW.

+P_mđ: tꢄng tꢄn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp.

Ta chọn: P_mđ= 5% mP_pt= 5%329 = 16,45 MW.

+P_td: tꢄng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện.

4

Ta chọn: P_td= 10%P_kt= 10% 255 = 25,5 MW.

+P_dtr: tꢄng công suất tác dụng dự trữ của nhà máy điện.

P_dtr= 0 (do HT có công suất vô cùng lớn).

Ta thấy:

P_kt= 170 MW

P_yc= mP_pt+ P_mđ+ P_td+ P_dtr= 1329 + 16,45 + 25,5 = 370,950

MW

Vậy tꢄng công suất tác dụng lấy tꢂ hệ thống:

P_HT= P_yc- P_kt= 370,950 – 255 = 115,950 MW

Thoả mãn (1-1). Hệ thống điện đã cho đảm bảo khả năng cung cấp điện cho

yêu cầu của các phụ tải.

1.4. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

Việc cân bꢃng công suất phản kháng có ý nghĩa quyết định đến điện áp của

mạng điện. Quá trình cân bꢃng công suất phản kháng sơ bộ nhꢃm phục vụ cho việc

lựa chọn dây dẫn chꢅ không giải quyết triệt để vấn đề thiếu công suất phản kháng.

Biểu thꢅc cân bꢃng công suất phản kháng được biểu diễn như sau:

Q_kt+ Q_HT+ Q_b= mQ_pt+Q_B+ Q_L–Q_C+Q_td+Q_dtr

Trong đó:

( 1-2 )

+m: hệ số đồng thời (ở đây lấy m = 1).

+Q_kt: tꢄng công suất phản kháng phát kinh tế của nhà máy điện.

Q_đm= P_đmtg_F(tg_F= 0,62)→Q_F= 2550,62 = 158,035 MVAr

+Q_HT: tꢄng công suất phản kháng do hệ thống cung cấp (nếu có).

Q_HT= P_HTtg_HT(tg_HT= 0,62)→Q_HT= 115,950 0,62 = 71,859 MVAr

+Q_b: tꢄng công suất phản kháng bù (nếu cần).

+Q_pt: tꢄng công suất phản kháng cực đại của phụ tải.

Q_pt= P_pti.tg_pti= 159,236 MVAr

+Q_B: tꢄng tꢄn thất công suất phản kháng trong các MBA của hệ thống

Ta lấy: Q_B= 15%∑Q_pt= 15% 159,236 = 23,885 MVAr

+Q_L: tꢄng tꢄn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng

điện.

+Q_C: tꢄng công suất phản kháng do dung dẫn của các đoạn đường dây

cao áp trong mạng điện sinh ra.

Với lưới điện đang xét trong tꢁnh toán sơ bộ ta có thể coi: Q_L= Q_C

5

+Q_td: tꢄng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện.

+Q_td= P_tdtg_td. Chọn cos_td= 0,75; tg_td= 0,882 do đó ta có:

Q_td= 25,50,882 = 22,491 MVAr

+Q_dtr: tꢄng công suất phản kháng dự trữ của nhà máy điện.

Q_dtr= 0 (HT có công suất vô cùng lớn)

Thay các thành phần vào biểu thꢅc cân bꢃng công suất phản kháng (1- 2), ta có:

Q_yc= mQ_pt+ Q_B+ Q_L– Q_C+ Q_td+ Q_dtr

= 159,236 + 23,885 + 22,491 = 205,612 MVAr

Q_kt+ Q_HT= 158,035 + 71,859 = 229,894 MVAr > Q_yc= 205,612 MVAr

Do vậy trong bước tꢁnh sơ bộ ta không cần đặt thêm các thiết bị bù công suất

phản kháng.

1.5. TÍNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA NHÀ MÁY

1.5.1. Chế độ phụ tải cực đại

Tꢄng công suất tác dụng yêu cầu của hệ thống trong chế độ phụ tải cực đại

(chưa kể đến dự trữ của hệ thống) là:

P_{yc max}= mP_pt+ P_mđ+ P_td= 370,950 MW

Các nhà máy nhiệt điện vận hành kinh tế khi công suất phát chiếm (80% ÷ 90%)

công suất định mꢅc của các tꢄ máy. Ta cho nhà máy điện phát 85% công suất đặt:

P_{Fkt max}= 85%P_{đm max}= 0,85300 = 255 MW

Tꢄng công suất tác dụng nhà máy điện phát lên lưới là:

P_{vh max}= P_{Fkt max}- P_{td max}= P_{Fkt max}- 10%P_{Fkt max}

= 255 – 25,5 = 229,5 MW < P_{yc max}

Như vậy hệ thống điện còn phải đảm nhận:

P_{HT max}= P_ycmax- P_{Fkt max}= 370,950 – 255 = 115,950 MW

1.5.2. Chế độ phụ tải cực tiểu

Tꢄng công suất yêu cầu trong chế độ phụ tải min :

P_{yc min}= P_{pt min}+ P_{mđ min}+ P_{td min}= 230,3 +11,305+ 17 = 259,665 MW

Để các máy phát không vận hành quá non tải ta vận hành 2 tꢄ máy của nhà máy

điện và cho phát 85% công suất đặt của các tꢄ máy vận hành:

P_{Fkt min}= 85%2100 = 170 MW

Tꢄng công suất tác dụng nhà máy điện phát lên lưới là:

P_{vh min}= P_{Fkt min}- P_{td min}= P_{Fkt min}- 10%P_{Fkt min}

= 170 – 17= 153,000 MW < P_{yc min}

6

Như vậy hệ thống điện còn phải đảm nhận:

P_{HT min}=  P_{yc min}- P_{Fkt min}= 259,665 - 170 = 89,665 MW

1.5.3. Trường hợp sự cố

Sự cố 1 tổ máy 50MW ở nhà máy điện.

Khi đó để đáp ꢅng nhu cầu của phụ tải ta cho nhà máy phát 100% công suất của

các tꢄ máy còn lại:

P_{F sự cố}= 100%2100 = 200 MW

Tꢄng công suất yêu cầu trong chế độ phụ tải sự cố:

P_{yc sc}= P_{pt sc}+ P_{mđ sc}+ P_{td sc}= 329 + 16,45 + 20 = 365,450 MW

Tꢄng công suất tác dụng nhà máy điện phát lên lưới là:

P_{vh sự cố}= P_{F sự cố}- P_{td sự cố}= P_{F sự cố}- 10%P_{F sự cố}

= 200 – 20 = 180 MW < P_{yc sc}= 370,7 MW

Như vậy hệ thống điện còn phải đảm nhận:

P_{HT sự cố}= P_{yc sc}- P_{F sự cố}= 365,450 – 200 = 165,450 MW

Tꢂ các số liệu tꢁnh toán trên ta có bảng tꢄng kết sau:

Bảng 1.2 Sơ bộ phương thức vận hành của hệ thống điện

CĐ max

CĐ min

CĐ sự cố

Phụ tải

Số tꢄ máy

làm việc

Số tꢄ máy

làm việc

Số tꢄ máy

làm việc

P_t(MW)

Nguồn điện

85%(300) =

255

85%(100)

= 150

100%(200)

= 200



2 100

Nhà máy

Hệ thống

3 100

2 100

116,0

89,665

165,5

7

CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU CUNG CẤP

ĐIỆN VÀ MÁY BIẾN ÁP TRONG TRẠM CỦA MẠNG ĐIỆN

2.1. NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN

Điện áp định mꢅc của lưới điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ

thuật, cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng: khi tăng điện áp định mꢅc thì tꢄn

thất công suất và điện năng sẽ giảm chi phꢁ vận hành, tăng công suất giới hạn

truyền tải trên đường dây tuy nhiên lại làm cho vốn đầu tư tăng và ngược lại khi

điện áp định mꢅc của lưới điện thấp thì vốn đầu tư nhỏ nhưng tꢄn thất công suất và

điện năng lại tăng làm cho chi phꢁ vận hành tăng. Vì vậy chọn đúng điện áp định

mꢅc của lưới điện khi thiết kế là điều rất cần thiết.

Điện áp của lưới điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của các phụ tải,

khoảng cách giữa các phụ tải với nguồn cung cấp, vị trꢁ tương đối giữa các phụ tải

với nhau, sơ đồ của lưới điện…Như vậy chọn điện áp định mꢅc của mạng điện xác

định chủ yếu bꢃng các điều kiện kinh tế. Việc chọn sơ bộ điện áp của lưới điện có

nhiều phương pháp khác nhau như là:

+ Theo khả năng tải và khoảng cách truyền tải của đường dây.

+ Theo các đường cong thực nghiệm.

+ Theo các công thꢅc kinh nghiệm.

2.2. CHỌN ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH

Ta sử dụng công thꢅc Still để tꢁnh điện áp tối ưu về kinh tế của lưới điện:

U = 4,34 L 16P (kV)

Trong đó:

(3-1)

U: điện áp vận hành (kV)

L: khoảng cách truyền tải điện (km)

P: công suất truyền tải trên đường dây (MW)

Để đơn giản ta chỉ chọn cho phương án hình tia như sau:

8

3

2

4

1

5

8

50,00 km

NÐ

HT

m

,23

k

41

6

7

10

9

Hình 2.1 Phương án hình tia

Công thꢅc Still chỉ áp dụng với đường dây có chiều dài đến 220 km và công

suất truyền tải P ≤ 60 MW. Ở lưới điện đang xét ta thấy thoả mãn 2 điều kiện trên.

Vì vậy ta sẽ tꢁnh U_icho tất cả các nhánh, nếu 70 kV ≤ U_i≤ 170 kV thì ta chọn U_đm

= 110 kV.

* Tꢁnh công suất truyền tải trên đoạn đường dây liên lạc NĐ – 5 – 8 – HT trong

chế độ làm việc bình thường:

Công suất tác dụng truyền tải tꢂ NĐ vào đường dây NĐ – 5:

P_{NĐ – 5}



P 

P  P

   

Fkt

td

N

Trong đó

P

_Fkt– tꢄng công suất phát kinh tế của nhà máy điện.



P  255 MW







Fkt

P

– tꢄng công suất tự dùng trong nhà máy điện.

P  25,5 MW







td



td

P

_N– tꢄng công suất của các phụ tải nối với NĐ

P  P  P  P  P  3534 37 36 142,00 MW



₇







N

1

2

6

P_N– tꢄng tꢄn thất công suất trên các đường dây



9

P  5% P  0,05142,00  7,1 MW



N

Do đó:

P_{NĐ – 5}



P 

P  P  255 25,5142  7,100  80,4 MW

   

Fkt

td

N

P

 P_{NĐ – 5} P  80,435  45,4 MW

5 – 8

5

P

 P  P  45,4-41 4,4 MW

8 – HT

5-8

8

Tꢁnh điện áp vận hành cho nhánh NĐ – 1

U_{NĐ – 1}

4,34 63,24 1635,00 = 108,347 kV

=

Tꢁnh toán tương tự cho các nhánh còn lại ta có kết quả tꢁnh toán được ghi trong

bảng sau:

Bảng 2.1 Điện áp trên các đường dây

Đường dây

NĐ – 1

NĐ – 2

NĐ – 7

NĐ – 6

NĐ – 5

5 – 8

L_i(km)

63,24

72,80

64,03

41,23

44,72

36,06

50,00

89,44

60,83

53,85

44,72

P_i(MW)

35,00

34,00

36,00

37,00

80,40

45,40

4,40

U_i(kV)

108,347

107,786

109,797

109,212

158,343

119,839

47,621

8 – HT

HT – 3

HT – 4

HT – 9

HT – 10

37,00

43,00

27,00

39,00

113,293

118,763

95,662

112,231

Bảng kết quả tꢁnh toán cho ta thấy tất cả các giá trị điện áp tꢁnh được đều nꢃm

trong khoảng (70 ÷ 170) kV.

Vậy ta chọn cấp điện áp định mꢅc tải điện cho toàn mạng điện thiết kế U_đm=

110kV.

2.3. NHỮNG YÊU CẦU CHÍNH ĐỐI VỚI MẠNG ĐIỆN

- Cung cấp điện liên tục:

+ Hầu hết các phụ tải trong hệ thống là những phụ tải loại I.

+ Đối với hộ tiêu thụ loại I là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu như

ngꢂng cung cấp điện có thể gây ra nguy hiểm đến tꢁnh mạng và sꢅc khoẻ con

10