Đồ án Thiết kế lưới điện khu vực

MỞ ĐẦU Quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá nước ta đang đòi hỏi trình độ khoa học kỹ thuật cao. Ngành điện là ngành hạ tầng cơ sở được ưu tiên phát triển cũng yêu cầu trình độ theo kịp và đáp ứng được nhu cầu. Trong hệ thống điện của nước ta hiện nay quá trình phát triển phụ tải ngày càng nhanh nên việc quy hoạch và thiết kế mới và phát triển mạng điện đang là vấn đề cần quan tâm của ngành điện nói riêng và cả nước nói chung. Đồ án môn học Lưới điện giúp sinh viên áp dụng những kiến thức đã học để thực hiện những công việc thực tế. Tuy là đồ án môn học nhưng đã giúp sinh viên có những khái niệm cơ bản trong công việc và nó cũng là bước đầu tập dược để có những khái niệm cơ bản trong đồ án tốt nghiệp sắp tới và công việc sau này để đáp ứng tốt những nhiệm vụ đề ra. Trong quá trình làm đồ án em rất biết ơn các thầy cô giáo trong bộ môn và các thầy trực tiếp phụ trách môn học trên lớp. Em chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Hoàng Việt đã hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này. Sinh viên NGUYỄN BÁ TÙNG CHƯƠNG I CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG Điện năng có đặc điểm là không thể dự trữ được. Phụ tải yêu cầu đến đâu thì HTĐ đáp ứng đến đó, do đó công suất phát của các nhà máy điện phải luôn thay đổi theo sự thay đổi nhu cầu công suất tác dụng P và điện áp của các nhà máy điện phải luôn thay đổi để đáp ứng nhu cầu công suất phản kháng Q của phụ tải. Công suất tác dụng và công suất phản kháng của nguồn điện phải luôn cân bằng với công suất phụ tải trong mọi thời điểm vận hành I. Phân tích phụ tải điện Trong hệ thống thiết kế có 6 phụ tải.Tất cả các phụ tải đều là hộ loại I và hệ số cosj = 0.85.Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax=5000 h.Các phụ tải đều có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường .Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp của các trạm hạ áp bằng 10KV Bảng 1.1 Thông số của các phụ tải điện Hộ tiêu thụ Smax=Pmax+jQmax MVA Smax MVA Smin=Pmin+jQmin MVA Smin MVA 1 22+j13.64 25.89 11+j6.82 12.945 2 34+j21.08 40 17+j10.53 20 3 24+j14.88 28.239 12+j7.44 14.119 4 30+j18.6 35.3 15+j9.3 17.65 5 35+j21.7 41.18 17.5+j10.85 20.59 6 36+j22.32 42.358 18+j11.16 21.179 Tổng 181+j112.22 212.967 90.5+j56.11 106.4835 II.Cân bằng công suất trong hệ thống điện 1.Cân bằng công suất tác dụng. Cân bằng công suất tác dụng cần thiết để giữ được tần số bình thường trong hệ thống. Cân bằng công suất tác dụng có tính chất toàn hệ thống và nó được xác định bằng biểu thức sau : Trong đó : : Tổng công suất tác dụng phát ra do các máy phát điện của các nhà máy điện trong hệ thống. : Tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ. : Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và MBA. : Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện, khi tính toán ta sơ bộ ta lấy giá trị bằng không. : Tổng công suất dự trữ, khi tính toán sơ bộ ta cũng lấy giá trị bằng không. m : hệ số đồng thời, khi tính toán ta lấy m = 1. = 0 MVA = 0 MVA = 181 + 12.67 =193.67 MVA 2. Cân bằng công suất phản kháng. Để giữ cho điện áp bình thường phải có sự cân bằng công suất phản kháng ở hệ thống nói chung và từng khu vực nói riêng. Sự cân bằng công suất phản kháng được xác định bởi biểu thức sau : Trong đó : : Tổng công suất phản kháng cực đại của mạng. : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong lưới điện. : Tổng công suất phản kháng điện dung trên đường dây sinh ra. Trong khi tính toán sơ bộ ta lấy : : Tổng công suất phản kháng tự dùng. : Tổng công suất phản kháng dự trữ. Trong khi tính toán sơ bộ ta lấy: : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các MBA của hệ thống :Tổng công suất phản kháng phát ra bởi các máy phát điện và có trị số: =193.67*0.62=120.08 MVAr với cosj=0.85 Þtgj =0.62 = 0 = 0 =112.22 MVAr = 15%= 16.833 MVAr QF < QYC Ta tiến hành bù sơ bộ Dung lượng cần bù SQB =8.973MVAR. Ta thấy rằng SQB > 0 nghĩa là nguồn điện thiếu công suất phản kháng. Lượng công suất phản kháng thiếu hụt là 8.973MVAR ta phải dùng các tụ điện đặt tại các nút phụ tải để bù vào cho đủ. * Nguyên tắc bù : - Bù ở hộ xa nhất (tính từ hai nguồn điện đến), nếu chưa đủ thì bù ở hộ gần hơn, quá trình tiếp tục như vậy cho đến khi bù hết số lượng cần bù. Khi ta bù đến cosj’= 0,95 (tgy’= 0,33). Nếu công suất phản kháng cần bù lần cuối nhỏ hơn công suất phản kháng lúc đến cosj’= 0,95 thì chỉ bù đến số lượng cần bù, sau đó tính cosj’ sau khi bù. Sau đây ta lần lượt bù tại các phụ tải theo nguyên tắc đã nêu : + Phụ tải 1 bù đến cosj’= 0,95 (tgy’= 0,33) QB2= (tgj2 - tgj’2) = 22*(0,62– 0,33) = 6.38MVAR Sau khi bù cho phụ tải 1 thì lượng công suất phản kháng của hệ thống còn thiếu là Q’B = QB - QB2 = 8.973 – 6.38 = 2.593 MVAR Ta bù cho nút phụ tải 3, trước khi bù ta có Ppt3= 24 ; cosj = 0,85 Qpt3 = 24*0.62= 14.88MVAR Sau khi bù ta có : cosj’3 = cos = cos= 0.89 Kết luận sau khi bù ta có : + Phụ tải 1 được bù đến cosj’= 0,95 + Phụ tải 3 được bù đến cosj’= 0,89 Tổng dung lượng bù : 8.973MVAR Từ kết quả trên ta có bảng thông số cosj và dung lượng bù tại các nút phụ tải như sau : Phụ tải Pi(MW) Qi(MVAR) cosj (trước khi bù) Qi (MVAR) cosj (sau khi bù) Qb(MVAR 1 22 13.64 0,85 7.26 0.95 6.38 2 34 21.08 0,85 21.08 0,85 0 3 24 14.88 0,85 12.287 0,89 2.593 4 30 18.6 0,85 18.6 0,85 0 5 35 21.7 0,85 21.7 0,85 0 6 36 22.32 0,85 22.32 0,85 0 CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY .LỰA CHỌN Uđm DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Dựa vào tính chất của các hộ tiêu thụ điện (loại I) cấn có hai đường dây cung cấp điện, vị trí tương đối giữa nguồn và phụ tải và vị trí giữa các phụ tải với nhau ta dự kiến 5 phương án có thể thực hiện như sau: Hình 1 Sơ đồ mạch điện phương án I Hình 2 Sơ đồ mạch điện phương án II Hình 3 Sơ đồ mạch điện phương án III Hình 4 Sơ đồ mạch điện phương án IV Hình 5 Sơ đồ mạch điện phương án V CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT –KINH TẾ CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN . CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN HỢP L‎Ý NHẤT I.Phương án I Sơ đồ mạng điện phương án I cho trên hình Hình 6 Sơ đồ mạch điện phương án I 1.Chọn điện áp định mức của mạng điện Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm sau: ,kV Trong đó : l –khoảng cách truyền tảI ,km P-công suất truyền tảI trên đường dây ,MW Tính điện áp định mức trên đường dây từ NĐ-1 kV Các điện áp từ nguồn điện tới các phụ tải khác tính tương tự Kết quả tính toán được cho dưới bảng sau: Bảng 3.1 Điện áp tính táon và điện áp định mức của mạng Đường dây Công suất truyền tải S,MVA Chiều dài đường dây l,km điện áp tính toán U,kV điện áp định mức mạng Uđm,kV NĐ-1 22+j7.26 58.31 86.63 110 NĐ-2 34+j21.08 44.72 104.33 NĐ-3 24+j12.287 58.31 90.43 NĐ-4 30+j18.6 28.28 96.94 NĐ-5 35+j21.7 50 106.2 NĐ-6 36+j22.32 50 107.59 Từ bảng kết quả trên ta chọn điện áp định mức mạng điện là Uđm=110kV 2.Chọn tiết diện dây dẫn Các mạng điện 110kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không .Các đường dây được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC) Thiết kế mạng điện khu vực ta chọn dây dẫn bằng mật độ kinh tế. Tra bảng trong giáo trình mạng lưới điện với dây AC và Tmax=5000h ta có : Jkt=1,1A/mm2 F = *Trong đó : +Jkt : là mật độ kinh tế của dòng điện. +Imax :là dòng điện lớn nhất chạy qua dây dẫn trong chế độ làm việc bình thường Imax = 103 *Với : +Smax :là công suất lớn nhất mà đọan dây đó phải truyền tải (MVA) +Umax :là điện áp định mức của mạng điện (kV) Tiến hành chọn tiết diện dường dây theo tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện vè sự tao thành vầng quang ,độ bền cơ của đường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố Đối với đường dây 110kV ,để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có F³ 70 mm2 Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện vầng quang của dây dẫn ,cho nên không cần kiểm tra điều kiện này Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố cần phải có điều kiện sau : Isc £ Icp Isc –dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố Icp –dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn *Đoạn N-1 : IN1 = 103 = A FN1 = mm2 Khi sự cố đứt 1 dây ta có : I1SC=2.IN-1 = 121.6 (A) Vậy ta chọn dây AC- 70 có ,Icp =275 A Các tiết diện dây dẫn được tính tương tự Kết quả tính toán được cho trong bảng Bảng 3.2 Thông số của các đường dây trong mạng điện Đ d S MVA Ibt A Ftt mm2 Ftc mm2 Icp A Isc A l km r0 W/km x0 W/km B0.10-6 S/km R W X W .10-6 S NĐ-1 22+j7.26 60.8 54.45 70 275 121.6 58.31 0.42 0.441 2.57 12.245 12.858 149.86 NĐ-2 34+j21.08 104.81 95.28 95 335 209.62 44.72 0.31 0.43 2.64 6.93 9.615 118.06 NĐ-3 24+j12.287 70.64 64.23 70 275 141.28 58.31 0.42 0.441 2.57 12.245 12.858 149.86 NĐ-4 30+j18.6 92.48 84.07 70 275 184.96 28.28 0.42 0.441 2.57 5.93 6.24 72.68 NĐ-5 35+j21.7 107.89 98.1 95 335 215.78 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132 NĐ-6 36+j22.32 110.98 100.89 95 335 221.96 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132 3.Tính tổn thất điện áp trong mạng điện Tính tổn thất điện áp thì có tính trong chế độ bình thường và trong chế độ sự cố : . Trong chế độ bình thường thì tổn thất điện áp được tính theo công thức: Trong đó: +Pi, Qi là công suất chạy trên đoạn đường dây thứ i +Ri, Xi là điện trở, điện kháng của đoạn đường dây thứi Lúc sự cố nguy hiểm nhất là lúc đứt một trong hai lộ trên các đoạn đường dây. Ta sẽ tính tổn thất điện áp lớn nhất trong các đoạn đường dây để so sánh với điều kiện tổn thất lớn nhất cho phép. Tính tổn thất điện áp NĐ-1 DU1bt = Khi một mạch đường dây bị đứt : DUsc=2*DU1bt= =6.072 Tính tổn thất điện áp trên các đường dây còn lại được tính tương tự như với đường dây trên Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong bảng : Bảng 3.3 Tổn thất điện áp trên các đường dây trong mạng điện Đường dây DUbt DUsc NĐ--1 3.036 6.072 NĐ--2 3.622 7.244 NĐ--3 3.73 7.46 NĐ--4 2.43 4.86 NĐ--5 4.17 8.34 NĐ--6 4.29 8.58 Từ bảng ta nhận thấy rằng tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong phương án I có giá trị : DUmaxbt =DUnđ-6bt =4.29 tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng : DUmaxsc =DUnđ-6sc=8.58 II.Phương án II Sơ đồ mạng điện phương án II cho trên hình Hình7 Sơ đồ mạch điện phương án II Kết quả tính toán được cho trong bảng Bảng 3.5 Thông số của các đường dây trong mạng điện Đ d S MVA Ibt A Ftt mm2 Ftc mm2 Icp A Isc A l km r0 W/km x0 W/km B0.10-6 S/km R W X W .10-6 S NĐ-1 22+j7.26 60.8 54.45 70 275 121.6 58.31 0.42 0.441 2.57 12.245 12.858 149.86 NĐ-2 34+j21.08 104.81 95.28 95 335 209.62 44.72 0.31 0.43 2.64 6.93 9.615 118.06 4-3 24+j12.287 70.64 64.23 70 275 141.28 31.623 0.42 0.441 2.57 6.64 6.973 81.27 NĐ-4 54+j30.887 162.99 148 150 445 325.98 28.28 0.19 0.415 2.74 2.69 5.87 77.49 NĐ-5 35+j21.7 107.89 98.1 95 335 215.78 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132 NĐ-6 36+j22.32 110.98 100.89 95 335 221.96 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132 Bảng 3.6 Giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện Đường dây DUbt DUsc NĐ--1 3.036 6.072 NĐ--2 3.622 7.244 4—3 2.03 4.06 NĐ—4 2.7 5.4 NĐ--5 4.17 8.34 NĐ--6 4.29 8.58 Từ kết quả bảng 3.6 nhận thấy rằng tổn thất điện áp cực đại trong chế độ vận hành bình thường bằng: DUmaxbt% = DUN-6=4.29%<10% tổn thất điện áp cực đại trong chế độ vận hành sự cố bằng : DUmaxsc % = 8.58%<20% III.Phương án III Sơ đồ mạng điện của phương án III Hình.8 Sơ đồ mạch điện phương án III 1.Tính điện áp định mức của mạng điện Dòng công suất chạy trong đoạn đường dây NĐ-2 Dòng công suất chạy trên đường dây 2-1 2.Chọn tiết diện dây dẫn Tiết diện dây NĐ-2 IN2 = 103 = A FN2 = mm2 Khi sự cố đứt 1 dây ta có : I2SC=2.IN-2 = 329.74 (A) Vậy ta chọn dây AC- 150 có ,Icp =445 A Tiết diện dây 2-1 IN2-1 = 103 = 60.8A FN2-1 =54.45 mm2 Khi sự cố đứt 1 dây ta có : I2-1SC=2.IN-1 = 121.6 (A) Vậy ta chọn dây AC-70,Icp =275A Các tiết diện dây dẫn được tính tương tự Kết quả tính toán được cho trong bảng Đ d S MVA Ibt A Ftt mm2 Ftc mm2 Icp A Isc A l km r0 W/km x0 W/km B0.10-6 S/km R W X W .10-6 S 2-1 22+j7.26 60.8 54.45 70 275 121.6 41.23 0.42 0.441 2.57 8.66 9.09 105.96 NĐ-2 56+j28.7 164.87 149.88 150 445 329.74 44.72 0.19 0.415 2.74 4.25 9.28 122.53 NĐ-3 24+j12.287 70.64 64.23 70 275 141.28 58.31 0.42 0.441 2.57 12.245 12.858 149.86 NĐ-4 30+j18.6 92.48 84.07 70 275 184.96 28.28 0.42 0.441 2.57 5.93 6.24 72.68 NĐ-5 35+j21.7 107.89 98.1 95 335 215.78 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132 NĐ-6 36+j22.32 110.98 100.89 95 335 221.96 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132 Bảng 3.8 Thông số của các đường dây trong mạng điện 3.Tính tổn thất điện áp trong mạng điện Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-2-1 trong chế độ làm việc bình thưòng : Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-2 DUNĐ-2 %= Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 2-1: DU2-1 %= như vậy tổn thất điện áp trênđoạn đường dây NĐ-2-1 bằng : DUNĐ-2-1%=DUNĐ-2% +DU2-1% =4.17% + 2.15% =6.32% Tính tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ sự cố : Đối với đường dây NĐ-2-1 ,khi ngừng một mạch trên đoạn NĐ-2 sẽ nguy hiểm hơn so với trường hợp sự cố một mạch trên đoạn 2-1 .Khi ngừng một mạch trên đường dây NĐ-2, tổn thất điện áp trên đoạn này bằng : DUNĐ-2SC% =2*DUNĐ-2% = 2*4.17 %= 8.34% Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn 2-1: DU2-1SC% =2*DU2-1% =2*2.15% = 4.3% Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đoạn còn lại cho trong bảng : Bảng 3.9 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện Đường dây DUbt% DUsc% 2-1 2.15 4.3 NĐ-2 4.17 8.34 NĐ-3 3.73 7.46 NĐ-4 2.43 4.86 NĐ-5 4.17 8.34 NĐ-6 4.29 8.58 Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc bình thường DUmaxbt% =4.29% Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc sự cố: DUmaxsc% =8.58% IV.Phương án IV Sơ đồ mạng điện phương án IV cho trên hình Hình 9 Sơ đồ mạch điện phương án IV 1.Chọn tiết diện dây dẫn trong mạng điện Bảng 3.11.thông số của các đường dây trong mạng điện Đ d S MVA Ibt A Ftt mm2 Ftc mm2 Icp A Isc A l km r0 W/km x0 W/km B0.10-6 S/km R W X W .10-6 S 2-1 22+j7.26 60.8 54.45 70 275 121.6 41.23 0.42 0.441 2.57 8.66 9.09 105.96 NĐ-2 56+j28.7 164.87 149.88 150 445 329.74 44.72 0.19 0.415 2.74 4.25 9.28 122.53 4-3 24+j12.287 70.64 64.23 70 275 141.28 31.62 0.42 0.441 2.57 6.64 6.973 81.27 NĐ-4 54+j30.887 162.99 148 150 445 325.98 28.28 0.19 0.415 2.74 2.69 5.87 77.49 NĐ-5 35+j21.7 107.89 98.1 95 335 215.78 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132 NĐ-6 36+j22.32 110.98 100.89 95 335 221.96 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132  3.Tính tổn thất điện áp trong mạng điện Bảng 3.12.tổn thất điện áp trên các đường dây trong mạng điện Đường dây DUbt% DUsc% 2-1 2.15 4.3 NĐ-2 4.17 8.34 NĐ-4 2.7 5.4 4-3 2.03 4.06 NĐ-5 4.17 8.34 NĐ-6 4.29 8.58 Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc bình thường DUmaxbt% =4.29% Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc sự cố: DUmaxsc% =8.58% V.Phương án V Sơ đồ mạng điện cho dưới sơ đồ Hình 10 Sơ đồ mạch điện phương án V Việc tính toán các dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây nối từ nguồn đến từng phụ tải riêng lẻ tương tự như các phương án trên.Riêng mạng kín N-3-5-N ta tính như sau: SA2=SA0+S3=2.54+j2.67+24+j12.287=26.5+j14.95 MVA Sau đó dựa vào các công thức tính dòng điện và tiết diện chạy trên dây dẫn tương tự như các phương án trên ta có kết quả sau: 1.Chọn điện áp định mức cho mạng điện Bảng 3.13.Điện áp tính toán và điện áp định mức mạng điện Đường dây Công suất truyền tải S,MVA Chiều dài đường dây l,km điện áp tính toán U,kV Điện áp định mức ,kV NĐ-1 22+j7.26 58.31 86.63 110 NĐ-2 34+j21.08 44.72 104.33 NĐ-3 26.5+j14.95 58.31 94.435 3-5 2.54+j2.67 30 36.14 NĐ-4 30+j18.6 28.28 96.94 NĐ-5 32.5+j19.04 50 102.661 NĐ-6 36+j22.32 50 107.59 2. Tính tiết diện dây dẫn cho mạng điện Bảng 3.14 Thông số của các đường dây trong mạng điện Đ d S MVA Ibt A Ftt mm2 Ftc mm2 Icp A Isc A l km r0 W/km x0 W/km B0.10-6 S/km R W X W .10-6 S NĐ-1 22+j7.26 60.8 54.45 70 275 121.6 58.31 0.42 0.441 2.57 12.245 12.858 149.86 3-5 2.54+j2.67 35.445 32.222 70 275 70.89 30 0.42 0.441 2.57 12.6 13.23 38.55 NĐ-2 34+j21.08 104.81 95.28 95 335 209.62 44.72 0.31 0.43 2.64 6.93 9.615 118.06 NĐ-3 26.5+j14.95 79.8 72.54 70 275 159.6 58.31 0.42 0.441 2.57 24.49 25.715 74.928 NĐ-4 30+j18.6 92.48 84.07 70 275 184.96 28.28 0.42 0.441 2.57 5.93 6.24 72.68 NĐ-5 32.5++j19.04 98.6 89.637 95 335 215.78 50 0.31 0.43 2.64 15.5 21.5 66 NĐ-6 36+j22.32 110.98 100.89 95 335 221.96 50 0.31 0.43 2.64 7.75 10.75 132  3.Tính tổn thất điện áp trong mạng điện Bảng 3.15 Tổn thất điện áp trên các đường dây trong mạng điện Đường dây DUbt% DUsc% NĐ--1 3.97 6.05 NĐ--2 3.622 7.244 3--5 0.555 1.11 NĐ-3 8.548 16.192 NĐ-4 2.43 4.86 NĐ-5 7.541 18.206 NĐ-6 4.29 8.58 Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc bình thường DUmaxbt% =8.548% Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện lúc sự cố: DUmaxsc% =18.206% Để thuận tiện khi so sánh các phương án về mặt kỹ thuật ,các giá trị tổn thất điện áp cực đại của các phương án được cho dưới bảng Bảng 3.16 Chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án so sánh Tổn thất điện áp Phương án I II III IV V DUmaxbt% 4.29 6.067 4.29 4.29 8.548 DUmaxsc% 8.58 12.134 8.58 8.58 18.206 VI.So sánh kinh tế các phương án Từ bảng kết quả ta chọn 4 phương án I,III,IV để tiến hành so sánh kinh tế –kỹ thuật Vì các phương án so sánh của mạng điện có cùng cấp điện áp ,do đó để đơn giản không cần tính đến vốn đầu tư vào các trạm biến áp Chỉ tiêu kinh tế được so sánh các phương án là các chi phí tính toán hàng năm ,được xác định theo công thức sau: Z=(atc +avhđ)*Kđ +DA*c Trong đó : atc-hệ số hiệu quả vốn đầu tư (atc=0.125) avhđ-hệ số vận hành đối với các đường dây trong mạng điện (avhđ=0.07) Kđ-tổng các vốn đầu tư về đường dây DA- tổng tổn thất điện năng hàng năm c- giá 1 kWh điện năng tổn thất (c=500đ/kwh) Đối với các đường dây trên không hai mạch đặt trên cùng một cột, tổng vốn đầu tư để xây dựng các đường dây có thể xác định theo công thức: Kđ = 1,6*k0i * li k0i : giá thành 1km đường dây một mạch (đ/km) li :chiều dài đoạn đường dây thứ i (km). Tổn thất điện năng trên đường dây được xác định theo công thức: A = Pi max* Pi max : tổn thất công suất trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại : thời gian tổn thất công suất cực đại. Tổn thất công suất trên đường dây thứ i có thể tính: Pi max, Qi max : công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại. Ri : điện trở tác dụng của đường dây thứ i Uđm : điện áp định mức của mạng điện. Thời gian tổn thất công suất cực đại có thể tính: = ( 0,124 +Tmax10-4)2* 8760 Tmax - thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm Bảng : giá thành 1km đường dây một mạch (triệu/km) Đường dây Cột bê tông(triệu/km) Cột thép(triệu/km) AC -70 300 380 AC-95 308 385 AC-120 320 392 AC-150 336 403 AC-185 352 416 AC-240 402 436 Phương án I a.Tính tổn thất công suất tác dụng trên đường dây - Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây NĐ-1: - Tổn thất công suất trên các đường dây còn lại được tính tương tự, ta có bảng: Bảng 3.17 Tổn thất công suất trên đường dây của phương án I ĐD Pi (MW) Qi (MW) Ri () P(MW) NĐ-1 22 7.26 12.245 1.426 NĐ-2 34 21.08 6.93 0.917 NĐ-3 24 12.287 12.245 0.736 NĐ-4 30 18.6 5.93 0.611 NĐ-5 35 21.7 7.75 1.086 NĐ-6 36 22.32 7.75 1.149 P 5.925 b.Tính vốn đầu tư xây dung mạng điện Giả thiết đường dây trên không hai mạch được đặt trên cùng loại cột thép. - Vốn đầu tư xây dựng đường dây NĐ-1: K1 = 1.6*koi*Li = 1.6 * 380 106 *58.31 =35452.48 *106 đ. - Vốn đầu tư xây dựng các đường dây còn lại được tính tương tự Bảng 3.18 Vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án I ĐD KH dây ko.106 (đ/km) L (km) Ki . 106 (đ) NĐ-1 AC - 70 380 58.31 35452.48 NĐ-2 AC - 95 385 44.72 27547.52 NĐ-3 AC - 70 380 58.31 35452.48 NĐ-4 AC - 70 380 28.28 17194.24 NĐ-5 AC -95 385 50 30800 NĐ-6 AC -95 385 50 30800 Kd 177246.72 c.Xác định chi phí vận hành hàng năm * Tổng các chi phí vận hành hàng năm được xác định theo công thức: Y = avhđ *Kđ + A* c - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất bằng: = (0,124+Tmax10-4)2*8760 = ( 0,124 +500010-4)2* 8760 = 3411 h. - Tổn thất điện năng trong mạng điện: A = Pi max* = 5.925* 3411 = 20210.175 MWh. - Chi phí vận hành hàng năm bằng: Y = avhđ *Kđ + A*c = 0,07* 177246.72*106 + 20210.175*103 *500 = 22512.358*106 đ. * Chi phí tính toán hàng năm: Z = atc *Kđ + Y = 0,125*177246.72*106 + 22512.358*106 = 44668.198*106 đ. Phương án III a.Tính tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Bảng 3.19 Tổn thất công suất trên đường dây của phương án III ĐD Pi (MW) Qi (MW) Ri () P NĐ-1 22 7.26 12.245 1.426 NĐ-2 34 21.08 6.93 0.917 4-3 24 12.287 6.64 0.4 NĐ-4 54 30.887 2.69 0.86 NĐ-5 35 21.7 7.75 1.086 NĐ-6 36 22.32 7.75 1.149 P 5.838 b.Tính vốn đầu tư xây dung mạng điện Bảng 3.20 Vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án III ĐD KH dây ko.106 (đ/km) L (km) Ki . 106 (đ) NĐ-1 AC-70 380 58.31 35452.48 NĐ-2 AC-95 385 44.72 27547.52 4-3 AC-70 380 31.623 19226.784 NĐ-4 AC-150 403 28.28 18234.944 NĐ-5 AC-95 385 50 30800 NĐ-6 AC-95 385 50 30800 Kd 162059.904 c.Xác định chi phí vận hành hàng năm * Tổng các chi phí vận hành hàng năm được xác định theo công thức: Y = avhđ *. Kđ + A* c - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất bằng: = (0,124+Tmax 10-4)2 = ( 0,124 +5000 10-4)2 * 8760 = 3411 h. - Tổn thất điện năng trong mạng điện: A = Pi max * = 5.838*3411= 19913.418 MWh. - Chi phí vận hành hàng năm bằng: Y = avhđ*Kđ + A*c = 0,07*162059.904 106 + 19913.418 103 *500 =21300.902106 đ. * Chi phí tính toán hàng năm: Z = atc* Kđ + Y = 0,125 *162059.904 106 + 21300.902 106 = 41558.39 106 đ. Phương án IV a.Tính tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Bảng 3.21 Tổn thất công suất trên đường dây của phương án IV ĐD Pi (MW) Qi (MW) Ri () P 2-1 22 7.26 8.66 0.384 NĐ-2 56 28.7 4.25 1.391 4-3 24 12.287 6.64 0.399 NĐ-4 54 30.887 2.69 0.86 NĐ-5 35 21.7 7.75 1.086 NĐ-6 36 22.32 7.75 1.149 P 5.269 b.Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện Bảng 3.22 Vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án IV ĐD KH dây ko.106 (đ/km) L (km) Ki . 106 (đ) 2-1 AC - 70 380 41.23 25067.84 NĐ-2 AC -150 403 44.72 28835.456 4-3 AC-70 380 31.623 19226.784 NĐ-4 AC-150 403 28.28 18234.944 NĐ-5 AC-95 385 50 30800 NĐ-6 AC-95 385 50 30800 Kd 152965.024 c.Xác định chi phí vận hành hàng năm * Tổng các chi phí vận hành hàng năm được xác định theo công thức: Y = avhđ * Kđ + A* c - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất bằng: =(0,124+Tmax10-4)2=( 0,124 +500010-4)2*8760 = 3411 h. - Tổn thất điện năng trong mạng điện: A = Pi max * = 5.269* 3411= 17972.559 MWh. - Chi phí vận hành hàng năm bằng: Y = avhđ.Kđ + A.c = 0,07*152965.024 106 + 17972.559103*500 = 19693.831 106 đ. * Chi phí tính toán hàng năm: Z = atc . Kđ + Y = 0,125 *152965.024 106 + 19693.831 106 = 38814.459 106 đ. Từ các kết quả tính toán trên ta có bảng tổng hợp các chỉ tiêu kính tế – kỹ thuật của 3 phương án như sau: Bảng 3.23 Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của các phương án so sánh Các chỉ tiêu PHƯƠNG ÁN I III IV Umaxbt% 4.29 4.29 4.29 Umaxsc% 8.58 8.58 8.58 Z.106 đ 44668.198 41558.39 38814.459 Từ bảng trên ta nhận thấy rằng phương án IV là phương án tối ưu. CHƯƠNG IV SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT MBA TRONG CÁC TRẠM. SƠ ĐỒ CÁC TRẠM VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN. I.Chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong các trạm hạ áp Do các phụ tải đều là loại I nên trong mỗi trạm hạ áp cần phải đặt 2 máy biến áp. Trong trường hợp xảy ra sự cố 1 máy biến áp thì máy biến áp còn lại phải cung cấp đủ công suất cho các phụ tải loại I đồng thời cho phép máy biến áp làm việc quá tải với k = 40%Sđm hay k = 1,4Sđm và cho phép quá tải trong 5 ngày đêm, mỗi ngày đêm không quá 6 giờ. Công suất của mỗi máy biến áp được xác định theo CT : Khi Bảng 4.1 Bảng tổng kết chọn máy biến áp các phụ tải Phụ tải NĐ-1 NĐ-2 NĐ-3 NĐ-4 NĐ-5 NĐ-6 SđmB , MVA 25 32 25 32 32 32 Căn cứ theo số liệu trên kết hợp với bảng thông số ta tiến hành chọn các MBA thích hợp, kết quả ghi ở bảng dưới đây. Bảng 4.2 Số liệu tính toán của các máy biến áp Loại MBA Số lượng Số liệu kỹ thuật Số liệu tính toán Uc kV Uh kV Un