Đồ án Thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ điện loại I

Mở đầu Ngày nay, điện năng là một phần vô cùng quan trọng trong hệ thống năng lượng của một quốc gia. Trong điều kiện nước ta hiện nay đang trong thời kì công nghiệp hoá và hiện đại hoá thì điện năng lại đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Điện năng là điều kiện tiên quyết cho việc phát triển nền công nghiệp cũng như các ngành sản xuất khác. Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và việc sản xuất điện năng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện cũng như phân phối điện cho các hộ tiêu thụ cần phải được tính toán kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lí về kĩ thuật cũng như về kinh tế. Đồ án môn học này đã đưa ra phương án có khả năng thực thi nhất trong việc thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ điện loại I. Nhìn chung, phương án được đưa ra đã đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của một mạng điện khu vực. Chương I cân bằng công suất I.đặc điểm về phụ tải. các số liệu về phụ tải: Các số liệu Các hộ phụ tải 1 2 3 4 5 6 Phụ tải cực đại (MVA) 18 32 36 32 36 18 Hệ số công suất cosj 0,85 Mức đảm bảo cấp điện I Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT điện áp lưới điện thứ cấp(kV) 10 - Tổng công suất khi phụ tải cực đại là: SPtmax = Pmax1+ Pmax2 + Pmax3 + Pmax4 + Pmax5 + Pmax6 = 18+ 32 + 36+ 18+ 32 + 36= 172 MW Tất cả các phụ tải đều là hộ loại I, đây là những hộ tiêu thụ điện rất quan trọng, nếu như ngừng cung cấp điện có thể gây ra nguy hiểm đến tính mạng và sức khoẻ của con người, gây thiệt hại nhiều về kinh tế, hư hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn các quá trình công nghệ phức tạp.Chính vì vậy không cho phép ngừng cung cấp điện bất cứ thời gian nào, do đó lưới điện phải khép kín hoặc dùng đường dây hai mạch. II. Cân bằng công suất 1. Cân bằng công suất tác dụng. Phương trình cân bằng công suất tác dụng: SPF =SPyc = Pt +ΔPmđ + Ptd + Pdt. Trong đó: PF : Tổng công suất tác dụng phát kinh tế của nhà máy điện. ΔPmđ :Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp. Pt: Tổng công suất cực đại của các hộ tiêu thụ. Ptd: Tổng công suất tự dùng của nhà máy điện. Pdt: Tổng công suất dự trữ. Với các số liệu đã cho tính được: Pt = 172 MW ΔPmđ =5%. ΣPpt = 5%.172 = 8,6 MW. Ptd = 0. Pdt= 0. ị SPF =SPyc = 172 + 8,6= 180,6 MW. 2. Cân bằng công suất phản kháng: Phương trình cân bằng công suất phản kháng: SQF + SQb = Qpt + ΔQL - QC + ΔQba + Qtd + Qdt. Trong đó: QFKT : Tổng công suất phản kháng kinh tế của nhà máy điện. Qb: Công suất phản kháng cần bù cho hệ thống. Qpt: Tổng công suất phản kháng của các hộ tiêu thụ. QL: Tổng tổn thất công suất phản kháng trên các đoạn đường dây của mạng điện. QC : Tổng công suất phản kháng do điện dung của đường dây sinh ra. ΔQba: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các MBA. Qtd: Tổng công suất phản kháng tự dùng của nhà máy thuỷ điện. Qdt:=0 Tổng công suất dự trữ. Với các số liệu đã cho tính được: QF = tgwF.PF với coswF =0,85 → tgwF = 0,62 → QF = 0,62.180,6 = 111,9 MVAr. Qpt = Qmaxi = 172.0,62 = 106,6MVAr ΔQba = 15%.Qpt =15%.106,6= 16 MVAr Trong tính toán sơ bộ ta coi ΣQL =ΣQC Vậy tổng công suất phản kháng yêu cầu của phụ tải là: Qyc = Qpt + ΔQba =1. 106,6 + 16 =122,6 MVAr. Vì Qyc > ΣQF nên phải tiến hành bù sơ bộ công suất phản kháng. Qb = Qyc- ΣQF = 122,6 – 111,9 = 10,7 MVAr. Ta giả thiết bù sơ bộ trên nguyên tắc: bù ưu tiên cho những hộ ở xa nguồn nhất, cosj thấp(hộ thứ 5) và bù đến cosj = 0,95. Lượng công suất bù còn lại(nếu có) ta bù tiếp cho hộ tiếp theo(hộ thứ 3). Ta có: cosj’ = 0,95 → tgj’ = 0,33. Công suất bù cho hộ thứ 5là: Qb4 = 36´0,62 - 36´0,33 = 10,88 MVAr. Ta thấy Qb4 > SQb = 10,7 MVAr, vậy ở đây ta chỉ bù công suất cho hộ thứ 5 Qb4sb = Q4 - Qb4 = 36´0,62 – 10,7 = 11,62MVAr. → tgj’ = = 0,33. → cosj’= 0,94 Bảng tổng kết cho các phụ tải sau khi thực hiện bù sơ bộ: Hộ 1 2 3 4 5 6 Pmax(MW) 18 32 36 32 36 18 Qmax(MVAr) 11.16 19.84 22.32 19.84 22.32 11.16 Qb(MVAr) 10,7 cosj(trước bù) 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 cosj(sau bù) 0.85 0.85 0.85 0.85 0.94 0.85 Chương II chọn phương án cung cấp điện hợp lý nhất I. Dự kiến các phương án nối dây Việc lựa chọn và vạch tuyến đường dây là công việc khởi đầu của công tác thiết kế đường dây tải điện, nó có ảnh hưởng quyết định đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. Do đó việc vạch các phương án phải dựa trên cơ sở: Chất lượng điện năng. Độ tin cậy cung cấp điện. Hiệu quả kinh tế: Chi phí sản xuất điện năng nhỏ nhất. An toàn cho người và thiết bị. Từ các số liệu và tính chất của nguồn và phụ tải đã phân tích, ta có các phương án nối dây như sau: 1. Phương án I: Phương án I: 2. Phương án II: Phương án II 3. Phương án III: Phương án III 4. Phương án IV: Phương án IV II. Lựa chọn điện áp định của mạng điện. 1. Nguyên tắc chung: Lựa chọn hợp lý cấp điện áp định mức là một trong những vấn đề rất quan trọng khi thiết kế mạng điện, bởi vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của mạng điện thiết kến như: Vốn đầu tư, tổn thất điện năng, phí tổn kim loại mầu, phí tổn vận hành. Để chọn được cấp điện áp hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu sau: Phải đáp ứng được yêu cầu mở rộng phụ tải sau này. Cấp điện áp phải phù hợp với lưới điện hiện tại và lưới điện quốc gia. Cấp điện áp được lựa chọn phải làm cho mạng điện có chi phí tính toán nhỏ nhất. Trong thực tế tính toán sử dụng công thức kinh nghiệm. Ui = 4,34. ; kV Ui - Điện áp của nhánh thứ i, kV . Li - Chiều dài của nhánh thứ i, km . Pi - Công suất tác dụng chạy trên nhánh thứ i, MW Nếu Ui = ( 60ữ 150) KV thì lấy Ui đm = 110 kV . 2. Tính toán chọn cấp điện áp định mức của mạng điện Phương án 1 Sơ đồ Dựa vào công thức kinh ngiệm, tính toán cho các lộ đường dây ta có bảng kết quả sau: Tên lộ P ( MW) l ( km ) U ( kV ) 0- 1 18 80.6 96.71 0- 2 32 63.2 111.09 0- 3 36 92.2 117.44 0- 4 32 76.15 116.14 0- 5 36 100 114.17 0-6 18 76.15 96.28 Qua bảng số liệu trên ta chọn cấp điện áp cho phương án một là 110kV. Các phương án sau tính toán tương tự ta cũng chọn được cấp điện áp là 110 kV. Vậy ta quyết định chọn điện áp định mức của mạng điện khu vực thiết kế là 110 kV. Iii. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật của từng phương án. 1. Chọn tiết diện dây dẫn: Trong mạng điện thiết kế dự kiến dùng dây dẫn AC, khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là 5 m. Với đặc điểm mạng điện thiết kế có công suất truyền tải lớn, điện áp cao, vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm tương đối lớn, mặt khác trong mạng điện thiết kế có các máy biến áp điều áp dưới tải vì vậy tiết diện dây dẫn được chọn theo điều kiện kinh tế. Công thức xác định tiết diện dây dẫn theo Jkt như sau : Fi = Trong đó : Fi -Tiết diện của đường dây thứ i, mm2 Iimax- Dòng điện chạy trên đoạn đường dây thứ i khi tải cực đại, A. Jkt - Mật độ kinh tế của dòng điện nó phụ thuộc vào thời gian sử dụng công suất lớn nhất và loại dây dẫn, A/ mm2. Thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 5000 h và với giả thiết toàn mạng điện đều dùng loại dây AC (Từ bảng 44 trang 180 Mạng lưới điện ) ta tra được JKT = 1,1 A/mm2 Iimax được tính như sau: Ii max = ( Đối với đường dây 1 mạch ) Iimax = ( Đối với đường dây 2 mạch ) Từ Fi tính toán ta tra bảng 33 trang 227 Sách mạng lưới điện để chọn tiết diện theo tiêu chuẩn gần nhất. Sau khi đã chọn được tiết diện dây dẫn theo tiêu chuẩn gần nhất ta phải kiểm tra dây dẫn theo điều kiện phát nóng, điều kiện vầng quang và điều kiện độ bền cơ . + Điều kiện phát sinh vầng quang: Để đảm bảo không phát sinh vầng quang thì dây dẫn phải có tiết diện tối thiểu là 70 mm2 ( chỉ kiểm tra điều kiện vầng quang đối với các đường dây có điện áp ³ 110 KV ). + Điều kiện độ bền cơ: Được phối hợp với điều kiện vầng quang vì vậy nếu tiết diện dây dẫn đã thoả mãn với điều kiện vần quang thì cũng thoả mãn với điều kiện độ bền cơ. + Điều kiện phát nóng lúc sự cố: Dòng điện trên đường dây lúc có sự cố ( Isc) phải thoả mãn điều kiện: IscÊ kIcp Trong đó: k - Hệ số hiệu chỉnh dòng điện, khi nhiệt độ của môi trường đặt dây dẫn khác với nhiệt độ tiêu chuẩn ứng với ICP đã cho. ở đây ta thường lấy k = 0,82 ( ứng với nhiệt độ trung bình là 350 C ), bảng 26 trang 86 hướng dẫn thiết kế mạng. ISC - Được xác định ứng với trường hợp bị đứt 1 trong 2 đường dây : Ii max = 2. Xác định tổn thất điện áp: Trong mỗi phương án ta cần phải tính tổn thất điện áp của tất cả các lộ đường dây trong 2 chế độ: Chế độ bình thường và chế độ sự cố. Sau đó so sánh các lộ với nhau để giữ lại mỗi chế độ 1 giá trị cực đại về tổn thất điện áp, đây là căn cứ chính để so sánh các phương án với nhau về mặt kỹ thuật. Trong chế độ sự cố ta giả thiết rằng bị đứt 1 trong 2 đường dây và chỉ đứt ở đoạn đầu nguồn (với các lộ có nhiều phụ tải), còn đối với các mạch vòng kín thì giả thiết rằng bị đứt 1 trong 2 đoạn đầu đường dây. Vì công suất truyền tải trên các đoạn đường dây là không đổi nên các đoạn đường dây đôi có một đường dây bị đứt sẽ có điện trở và điện kháng tăng lên gấp đôi so với bình thường và do đó tổn thất DU ở đoạn đó sẽ tăng lên 2 lần còn các đoạn đường dây khác DU không thay đổi. Công thức chung để tính DU% của các lộ như sau: DU%= 100 Trong đó: Uđm - Điện áp định mức của mạng điện, kV Pi, Qi: Công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đoạn đường dây thứ i, MW, MVAr. Ri , Xi - Điện trở và điện kháng của đoạn đường dây thứ i ,W m- Số đoạn đường dây có trong một lộ. Điện áp định mức của mạng điện là 110 kV nên có thể viết công thức trên dưới dạng sau đây: DU%=8,2610-3ồ(PiRi+QiXi) Trình tự tính toán: 1. Phương án I: a. Chọn tiết diện dây dẫn. áp dụng công thức: Fi = mà Ii max = = Dòng điện sự cố là: ISC =2. Ii max Tính toán ta được bảng sau: Tên lộ Pi(MVA) cosj Ii max(A) ISC(A) Loại dây ICP(A) 0- 1 18 0.85 80.37 160.74 AC-95 330 0- 2 32 0.85 114.4 228.74 AC-120 375 0- 3 36 0.85 123.6 247.29 AC-150 445 0- 4 32 0.85 123.6 247.29 AC-150 445 0- 5 36 0.94 104.5 209.06 AC-120 375 0-6 18 0.85 80.37 160.74 AC-95 330 Vậy tiết diện dây dẫn thoã mản điều kiện phát nóng khi sự cố. b. Tổn thất điện áp và tổn thất công suất tác dụng Bảng tổng hợp các thông số đường dây của phương án I: Đoạn đ/dây L (km) Loại dây r0 W/km x0 W/km b0 .10-6 S/km R (W) X (W) B/2 10-6S 0- 1 80.6 AC-95 0.33 0.429 2.65 13.3 17.29 213.59 0- 2 63.2 AC-120 0.27 0.423 2.69 8.53 13.37 170.01 0- 3 92.2 AC-150 0.21 0.416 2.74 9.68 19.18 252.63 0- 4 76.15 AC-150 0.21 0.416 2.74 8 15.84 208.65 0- 5 100 AC-120 0.27 0.423 2.69 13.5 21.15 269 0-6 76.15 AC-95 0.33 0.429 2.65 12.6 16.33 201.8 Trong đó : R =; X = ; B/2= n n - Số mạch đường dây. l - Chiều dài đường dây, km . Bảng thông số công suất của phương án I Tên lộ Pi cosj Si Qi 0- 1 18 0.85 21.18 11.16 0- 2 32 0.85 37.65 19.83 0- 3 36 0.85 42.35 22.31 0- 4 32 0.85 37.65 19.83 0- 5 36 0.94 38.3 13.07 0-6 18 0.85 21.18 11.16 * tổn thất điện áp trên đoạn 0-1: DUbt% = .100 = .100 = 5,16% - Sự cố đứt một mạch đường dây: DUsc% = 2. DUbt% = 2. 5,16 = 10,32% * tổn thất công suất tác dụng trên đoạn 0-1: áp dụng công thức: PD = (kW) ịPD0-1==1,0 (kW) Tính toán tương tự cho các lộ khác ta có bảng kết quả sau đây: Tên lộ P(MVA) DUbt% DUSC% 0- 1 1.028 5.16 10.32 0- 2 1.336 5.14 10.284 0- 3 1.772 7.13 14.259 0- 4 1.463 5.89 11.777 0- 5 1.766 6.68 13.368 0-6 0.972 4.88 9.7501 Tổn thất điện áp lớn nhất DUbt% =7.13% Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố DUSC% =14,26% Phương án II: a. Chọn tiết diện dây dẫn. áp dụng công thức: Fi = mà Ii max = = Dòng điện sự cố là: ISC =2. Ii max Tính toán ta được bảng sau: Tên lộ Pi(MVA) cosj Ii max(A) ISC(A) Loại dây ICP(A) 0- 1 18 0.85 80.37 160.74 AC-95 330 0- 2 32 0.85 238 476.03 AC-185 510 2- 3 36 0.85 123.6 247.29 AC-120 375 0- 4 32 0.85 123.6 247.29 AC-120 375 6- 5 36 0.94 104.5 209.06 AC-120 375 0-6 18 0.85 194.7 389.48 AC-150 445 Vậy tiết diện dây dẫn thoã mản điều kiện phát nóng khi sự cố. b. Tổn thất điện áp và tổn thất công suất tác dụng Bảng tổng hợp các thông số đường dây của phương án 2: Đoạn đ/dây L (km) Loại dây r0 W/km x0 W/km b0 .10-6 S/km R (W) X (W) B/2 10-6S 0- 1 80.6 AC-95 0.33 0.429 2.65 13.3 17.29 213.59 0- 2 63.2 AC-185 0.17 0.409 2.82 5.37 12.92 178.22 2- 3 41.2 AC-120 0.27 0.423 2.69 5.56 8.714 110.83 0- 4 76.15 AC-120 0.27 0.423 2.69 10.3 16.11 204.84 6- 5 42.4 AC-120 0.27 0.423 2.69 5.72 8.968 114.06 0-6 76.15 AC-150 0.21 0.416 2.74 8 15.84 208.65 Tổn thất công suất và tổn thất điện áp trên các lộ của phương án 2 Lộ Pi cosj Si Qi DUbt% DUSC% P(MVA) 0- 1 18 0.85 30.59 16.113 5.16 10.3 1.028 0- 2 32 0.85 90.59 47.72 6.52 13.04 3.643 2- 3 68 0.85 47.06 24.79 3.12 6.24 1.018 0- 4 32 0.85 47.06 24.79 6.7 13.4 1.881 6- 5 54 0.94 39.78 14.623 2.83 5.67 0.749 0-6 18 0.85 74.12 39.044 6.27 12.54 3.63 Tổn thất điện áp lớn nhất DUbt% =6.52%+3.12% =9.64% Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố DUSC% =9.64%x2 = 19.28% 3. Phương án III: a. Chọn tiết diện dây dẫn. áp dụng công thức: Fi = mà Ii max = = Dòng điện sự cố là: ISC =2. Ii max Tính toán ta được bảng sau: Tên lộ Pi(MVA) cosj Ii max(A) ISC(A) Loại dây ICP(A) 0- 2 54 0.85 194.7 389.48 AC-185 510 2- 1 18 0.85 80.37 160.74 AC-95 330 0- 4 68 0.85 247.3 494.58 AC-185 510 4- 3 36 0.85 123.6 247.29 AC-120 375 0- 6 554 0.85 194.7 389.48 AC-150 445 6-5 36 0.94 104.5 209.06 AC-95 330 Vậy tiết diện dây dẫn thoã mản điều kiện phát nóng khi sự cố. b. Tổn thất điện áp và tổn thất công suất tác dụng Bảng tổng hợp các thông số đường dây của phương án 3: Đoạn đ/dây L (km) Loại dây r0 W/km x0 W/km b0 .10-6 S/km R (W) X (W) B/2 10-6S 0- 2 63.2 AC-185 0.17 0.409 2.82 5.37 12.92 178.22 2- 1 36.05 AC-95 0.33 0.429 2.65 5.95 7.733 95.533 0- 4 76.15 AC-185 0.17 0.409 2.82 6.47 15.57 214.74 4- 3 32 AC-120 0.27 0.423 2.69 4.32 6.768 86.08 0- 6 76.15 AC-150 0.21 0.416 2.74 8 15.84 208.65 6-5 42.4 AC-95 0.33 0.429 2.65 7 9.095 112.36 Trong đó : R =; X = ; B/2= n n - Số mạch đường dây. l - Chiều dài đường dây, km . Tổn thất công suất và tổn thất điện áp trên các lộ của phương án 3 Lộ Pi cosj Si Qi DUbt% DUSC% P(MVA) 0- 2 54 0.85 74.12 39.044 6.97 13.9 2.439 2- 1 18 0.85 30.59 16.113 2.31 4.62 0.46 0- 4 68 0.85 94.12 49.58 10.7 21.3 4.739 4- 3 36 0.85 47.06 24.79 2.81 5.63 0.791 0- 6 554 0.85 74.12 39.044 9.27 18.5 3.63 6-5 36 0.93 39.78 14.623 3.24 6.48 0.915 Tổn thất điện áp lớn nhất DUbt% =10.7%+2.81% =13,5% Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố DUSC% =13,5%x2 = 27% 4. Phương án IV: a. Chọn tiết diện dây dẫn. áp dụng công thức: Fi = mà Ii max = = Dòng điện sự cố là: ISC =2. Ii max Tính toán ta được bảng sau: Tên lộ Pi(MVA) cosj Ii max(A) ISC(A) Loại dây ICP(A) 0- 1 18 0.85 80.37 160.74 AC-95 330 0- 2 68 0.85 238 476.03 AC-185 510 2- 3 36 0.85 123.6 247.29 AC-120 375 0- 4 68 0.85 238 476.03 AC-185 510 4- 5 36 0.94 104.5 209.06 AC-95 330 0-6 18 0.85 80.37 160.74 AC-95 330 Vậy tiết diện dây dẫn thoã mản điều kiện phát nóng khi sự cố. b. Tổn thất điện áp và tổn thất công suất tác dụng Bảng tổng hợp các thông số đường dây của phương án IV: Đoạn đ/dây L (km) Loại dây r0 W/km x0 W/km b0 .10-6 S/km R (W) X (W) B/2 10-6S 0- 1 80.6 AC-95 0.33 0.429 2.65 13.3 17.29 213.59 0- 2 63.2 AC-185 0.17 0.409 2.82 5.37 12.92 178.22 2- 3 41.2 AC-120 0.27 0.423 2.69 5.56 8.714 110.83 0- 4 76.15 AC-185 0.17 0.409 2.82 6.47 15.57 214.74 4- 5 32 AC-95 0.33 0.429 2.65 5.28 6.864 84.8 0-6 76.15 AC-95 0.33 0.429 2.65 12.6 16.33 201.8 Trong đó : R =; X = ; B/2= n n - Số mạch đường dây. l - Chiều dài đường dây, km . Tổn thất công suất và tổn thất điện áp trên các lộ của phương án IV Lộ Pi cosj Si Qi DUbt% DUSC% P(MVA) 0- 1 18 0.85 30.59 16.113 5.16 10.3 1.028 0- 2 68 0.85 90.59 47.72 8.52 17 3.643 2- 3 36 0.85 47.06 24.79 3.62 7.25 1.018 0- 4 68 0.85 90.59 47.72 10.3 20.5 4.39 4- 5 36 0.93 39.78 14.623 2.44 4.89 0.691 0-6 18 0.85 30.59 16.113 4.88 9.75 0.972 Tổn thất điện áp lớn nhất DUbt% =10.3%+2.44% =12,74% Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố DUSC% =12,74%x2 = 25,48% Tổng kết các phương án: Phương án I II III IV V DUbtmax% 7,13 9,64 13,5 12,74 13,85 DUmaxsc% 14,26 19,28 27 25,48 27,7 Như vậy: Trong 5 phương án có 2 phương án đạt chỉ tiêu về kỹ thuật. Đó là phương án 1, 2 ta tiến hành so sánh hai phương án với nhau về mặt kinh tế. Chương iiI So sánh các phương án về mặt kinh tế. I. CƠ Sở Lý THUYếT Trong thực tế, việc quyết định bất kỳ một phương án nào của hệ thống điện đều phải dựa trên cơ sở so sánh về mặt kinh tế và kỹ thuật. Một phương án được gọi là tối ưu khi mà các nguyên tắc cung cấp điện được đảm bảo và phải kinh tế nhất . Các phương án được so sánh về mặt kinh tế thì chưa cần để cập đến các trạm biến áp vì coi các trạm biến áp ở các phương án là giống nhau. Để giảm bớt khối lượng tính toán và tránh tính toán trùng lặp không cần thiết, ta không so sánh những phần giống nhau của các phương án với nhau. Tiêu chuẩn để so sánh các phương án về mặt kinh tế là phí tổn tính toán hàng năm nhỏ nhất và được tính theo biểu thức: Z = ( avh+ atc)ồK0i. li + DPmax. t C Trong đó : atc - Hệ số thu hồi vốn đầu tư, được tính như sau: atc = 1/ Ttc Ttc - Thời gian tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư, tuỳ theo từng gian đoạn phát triển kinh tế mà có thể lấy Ttc = 5-8 năm, hiện nay ta lấy Ttc= 8 năm à atc = 0,125 avh - Hệ số vận hành, thực chất là hệ số khấu hao tu sửa định kỳ đường dây Tuỳ theo trình độ quản lý kỹ thuật, đặc điểm và điều kiện của từng vùng, từng nơi mà trị số này có thể thay đổi. Hiện tại ta lấy avh = 0,04 đối với đường dây. K0i - Giá xây dựng 1 km đường dây thứ i, đ/ km. li - Chiều dài đoạn đường dây thứ i, km. . t - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất, được xác định theo công thức: . t = ( 0,124 + Tmax. 10-4)2. 8760 Đề bài cho Tmax = 5000 h → . t = 3411 h. DPmax - Tổn thất công suất lớn nhất của toàn mạng điện. C - giá tiền 1kWh điện năng tổn thất, đ/ kWh Dự kiến các phương án dùng cột bê tông ly tâm + thép, ta có bảng tổng hợp suất giá đầu tư cho 1 km chiều dài đường dây như sau: Loại dây (AC) 70 95 120 150 185 Giá thành (106) đ/Km 168 224 280 336 392 Trong khi tính tổn thất công suất của các đường dây có nhiều phụ tải ta giả thiết rằng không kể đến tổn thất công suất của các đoạn đường dây phía sau khi tính tổn thất công suất của các đoạn đường dây trước nó. Như vậy tổng tổn thất DPmax được tính như sau: DPmax= DPmaxi Trong đó: DPmaxi = Ri Smaxi - Công suất cực đại truyền tải trên đoạn đường dây thứ i, MVA. DPmaxi - Tổn thất công suất lớn nhất của đoạn thứ i, MW. Ri - Điện trở của đoạn đường dây thứ i, W. Các giá trị K0i cho ở trên là tương ứng với trường hợp đường dây đơn, nếu như đường dây kép đi 2 hàng cột thì nhân với hệ số 1,8 còn khi đường dây đi chung cột thì nhân với hệ số 1,6. Sở dĩ ta không nhân đôi là vì có một số công đoạn chỉ làm như đối với đường dây đơn, ví dụ: Công khảo sát địa chất, địa lý, công ngắm tuyến ... Theo phương án đã trình bày ta đi tính chi phí cho từng phương án như sau: 1. Phương án I: a) Tính vốn đầu tư: K= SK0il Ta có bảng tính SK0ili như sau: Đoạn đường dây Loại dây K0i (106 đồng ) Hệ số nhân li (Km) K0ili (109đồng) 0- 1 AC-95 224 1.6 80.6 28.89 0- 2 AC-120 280 1.6 63.2 28.31 0- 3 AC-150 336 1.6 92.2 49.57 0- 4 AC-150 336 1.6 76.15 40.94 0- 5 AC-120 280 1.6 100 44.8 0-6 AC-95 224 1.6 76.15 27.29 Tổng cộng 219.8 b-Tính tổn thất công suất trong mạng điện: Như tính toán trong chương II ta có: Đoạn đường dây Smaxi ( MVA) Ri( W) DPmaxi ( MW) 0- 1 30.59 13.3 1.028 0- 2 43.53 8.53 1.336 0- 3 47.06 9.68 1.772 0- 4 47.06 8 1.463 0- 5 39.78 13.5 1.766 0-6 30.59 12.6 0.972 Tổng cộng 8.337 c) Tính chi phí tính toán hàng năm của phương án I: Z = ( avh+ atc)ồK0i. li + DPmax. t.C = (0,04 + 0,125).219,8.109 +8,337.3411.500.103 = 50,48.109 đồng 2. Phương án II: Tính vốn đầu tư: K = SKoi li Đoạn đ/dây Loại dây K0i(106đồng) H.số nhân Li (Km) K0ili(109đồng) 0- 1 AC-95 224 1.6 80.6 28.887 0- 2 AC-185 392 1.6 63.2 39.639 2- 3 AC-120 280 1.6 41.2 18.458 0- 4 AC-120 280 1.6 76.15 34.115 6- 5 AC-120 280 1.6 42.4 18.995 0-6 AC-150 336 1.6 76.15 40.938 Tổng cộng 180.03 b) Tính tổn thất công suất trong mạng điện: Đoạn đường dây Smaxi ( MVA) Ri( W) DPmaxi ( MW) 0- 1 30.59 13.3 1.028 0- 2 90.59 5.37 3.643 2- 3 47.06 5.56 1.018 0- 4 47.06 10.3 1.881 6- 5 39.78 5.72 0.749 0-6 74.12 8 3.63 Tổng cộng 11.95 c) Tính chi phí tính toán hàng năm của phương án II: Z = ( avh+ atc)ồK0i. li + DPmax. t.C = (0,04 + 0,125).181,03.109 +11,95.3411.500.103 = 50,25.109 đồng Bảng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án: Phương án Thông số I II DUbtmax% 7,13 9,64 DUsctmax% 14,26 19,28 K.109 (đồng`) 219,8 181,03 Z.109 (đồng) 50,48 50,25 Như vậy phương án II là phương án có chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật nhỏ nhất. Do đó ta chọn phương án II làm phương án tối ưu. Chương IV: chọn máy biến áp và sơ đồ nối điện chính I. Xác định số lượng và công suất các máy biến áp trong trạm. Để lựa chọn công suất của máy biến áp ta phải căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải, công suất và điện áp hộ tiêu thụ. Lựa chọn đúng máy biến áp không những đảm bảo an toàn cung cấp điện, đảm bảo tuổi thọ của máy mà còn ảnh hưởng đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thiết kế. Các phụ tải đều là hộ loại I, yêu cầu cung cấp điện liên tục, chất lượng điện năng phải đảm bảo cho nên ở các trạm biến áp giảm áp của phụ tải cùng với việc đi dây lộ kép ta sử dụng 2 máy biến áp cho mỗi trạm phụ tải. 1.Chọn các máy biến áp hạ áp: Đối với các trạm có số lượng máy biến áp vận hành song song lớn hơn hoặc bằng 2 thì công suất của mỗi máy biến áp được chọn theo điều kiện: Sđm ³ Trong đó: Smax - Phụ tải cực đại của trạm. n - Số lượng máy biến áp vận hành song song (n = 2). kqtsc - Hệ số quá tải sự cố của máy biến áp khi thiết kế sơ bộ ta lấy bằng 1,4. Căn cứ vào các phụ tải chọn MBA theo điều kiện công suất sau: STT Smax ( MVA) kqtsc Smax/ kqtsc (MVA) Công suất chọn ( MVA) 1 30.59 1.4 21.85 25 2 43.53 1.4 31.09 32 3 47.06 1.4 33.61 40 4 47.06 1.4 33.61 40 5 39.78 1.4 28.42 32 6 30.59 1.4 21.85 25 Căn cứ vào điều kiện chọn MBA và bảng số liệu ở trên, MBA hạ áp của các trạm phụ tải được chọn cùng loại TPDH . Bảng các thông số kỹ thuật của máy biến áp: Sđm MVA Số liệu kỹ thuật Số liệu tính toán Uđm (kV) Un (%) DPN (KW) DP0 (KW) I0 (%) RT(W) XT(W) DQ0 (KVAr) Cao Hạ TPDH-25 115 10,5 10,5 120 29 0,8 2,54 55,9 200 TPDH-32 115 10,5 10,5 145 35 0,75 1,87 43,5 240 TPDH-40 115 10,5 10,5 175 42 0,7 1,44 34,8 280 Các máy biến áp đã chọn trong bảng với giả thiết rằng khi chế tạo các thông số được tính toán với nhiệt độ môi trường Việt nam nên không cần hiệu chỉnh công suất theo nhiệt độ . Khi cần hiệu chỉnh lại ta có thể làm theo 2 cách : Hiệu chỉnh theo nhiệt độ trung bình. Hiệu chỉnh theo nhiệt độ cực đại. 2 Chọn sơ đồ nối điện cho các trạm điện và toàn mạng điện. Để đảm bảo cung cấp điện liên tục và linh hoạt cho toàn mạng điện trong vận hành cũng như trong sửa chữa ta sử dụng sơ đồ nối điện như sau: a. Sơ đồ trạm 110 kV nhà máy điện: Nhà máy điện gồm 3 tổ máy (Không có phụ tải địa phương) dùng sơ đồ bộ, cấp điện lên hệ thống hai thanh góp điện áp 110 kV của nhà máy để cung cấp cho các hộ phụ tải 3, 4, 5, 6 bằng các đường dây hai mạch. F3 ~ U D F2 ~ U D F1 ~ U D b. Sơ đồ trạm hạ áp ( trạm cuối): Đối với đường dây có chiều dài ³ 70 Km, ta sử dụng sơ đồ cầu có máy cắt ở phía đường dây: Đối với đường dây có chiều dài < 70 Km, ta sử dụng sơ đồ cầu có máy cắt  đặt ở phía máy biến áp: Chương V Tính điện áp - tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện Chọn phương thức điều chỉnh phù hợp I. Tính toán chi tiết sự phân bố công suất trong hệ thống 1. Chế độ phụ tải cực đại 1.1. Đường dây NĐ-1 Sơ đồ nguyên lý và thay thế của mạng điện a) Hình tính chế độ mạng điện a- Sơ đồ mạng điện; b- Sơ đồ thay thế của mạng điện. Trong chương trước ta đã có các thông số của đường dây: W Đối với MBA: MVA W Tổn thất công suất trong tổng trở MBA có thể tính theo công thức: MVA Công suất trước tổng MBA bằng: = 24,15 + j 23,35 MVA Dòng công suất vào cuộn dây cao áp của MBA có giá trị: = 40,22 + j 23,83 MVA