Cân bằng công suất trong hệ thống điện

Sơ đồ địa lý của hệ thống Chương II:Cân bằng công suất trong hệ thống điện 1.Cân bằng công suất tiêu dùng = : Công suất tiêu dùng phát ra từ nguồn : Công suất yêu cầu của hệ thống Có: = kdt + ++ kdt=1:hệ số đồng thời :tổng công suất tiêu dùng ở chế độ phụ tải cực đại = P1 + P2 +P3 + P4 + P5 + P6 = 32 + 30 + 27 + 20 +30 +25 = 164 :tổng tổn thất điện năng trong mạng điện = 5%=5% .164=8.2 : tổng công suất tự dùng trong chế độ phụ tải cực đại :tổng công suất dự trữ của mạng ==0 =>=164+8,2=172,2MW 2.Cân bằng công suất phản kháng = = tgF. =0,62.172,2=106,764MVAr (cosF = 0,85 tgF = 0,62) =++ = == 0 kdt=1 =15,488+14,52+13,068+9,68+14,52+12,11=79,376MVAr =15%=15%.79,376=11,91MVAr =91,286MVAr <:không phải bù Công suất Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6 P(MW) 32 30 27 20 30 25 Q(MVAr) 15,488 14,52 13,068 9,68 14,52 12,11 S(MVA) 35,55 33,33 30 22,22 33,33 27,77 Chương II: lựa chọn các phương án nối dây của mạng điện và so sánh các phương án về mặt kĩ thuật A. Dự kiến các phương án cung cấp điện Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Phương án4 Phương án 5 B.Tính toán cụ thể cho từng phương án I. Phương án 1: 1.Chọn điện áp định mức của mạng Việc lựa chọn điện áp cho mđ có thể ảnh hưởng rất lớn đ?n các chỉ tiêu kĩ thuật và kinh tế của mạng điện. Nếu chọn điện áp mạng điện nhỏ th́ gây tổn thất điện nguồn lớn. Do đó điện áp định mức phải được lựa chọn sao cho hợp lí nhất. Điện áp định mức phụ thuộc vào cstd và khoảng cách truyền tải Điện áp định mức của hệ thống được tính theo công thức kinh nghiệm sau: U=4,34 . (kV) Trong đó P: công suất chuyên trở của đường dây(MW) L: chiều dài của đường đây(km) Ta được bảng sau: Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 L(KM) 51 56,57 70 80,63 53,85 78,1 P(MW) 32 30 27 20 30 25 Uđm 102,98 100,53 97,24 86,87 100,28 95 Vì 70<Ui<160 nên chọn cấp Uđm=110kV 2. Xác định tiết diện dây dẫn a)Chọn tiết diện dây dẫn Có nhiều cách lựa chọn tiết diện dây dẫn như: - Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện kinh tế. - Chọn tiết diện dây dẫn theo phát nóng. - Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất cho phép của điện áp Trong mạng điện khu vực này ta lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của ḍòng điện :jkt Ở đây ta có T=5000h nên ta chọn dây AC có jkt =1,1A/mm2 Trong đó: Fi : tiết diện tính toán của đây theo mật độ kinh tế Iimax : dòng điện lớn nhất chạy trên dây được tính theo công thức Iimax = Với Si : công suất biểu kiến trên các đoạn đường dây n : số mạch của đường dây Uđm: điện áp định mức của mạng điện b)Kiểm tra -Tổn thất vâng quang:đối với đường dây 110kv chọn tiết diện dây F≥70mm2:thỏa mãn điều kiện không có tổn thất vầng quang -Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng quang của dây dẫn,cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này -Theo điều kiện phát nóng: Ilvmax≤k1.k2.Icp Mạch đơn: Ilvmax= Ii (dòng điện chạy trên các đoạn đường dây) Mạch kép: Ilvmax=2Ii (khi có sự cố đứt 1 mạch đường dây) Icp :dòng điện cho phép chạy trên đoạn đường dây(tùy thuộc vào loại dây dẫn) K1:hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc K2:hệ số hiệu chỉnh theo số sợi cáp và điều kiện lắp đặt dây cáp Ở đây lấy k1=k2=1 Cụ thể với đoạn dây dẫn N-1: Ta có: IN-1 max =. 103 = 92,6 A Tiết diện dây dẫn:Fkt = =84,82 mm2 Chọn dây có tiết diện gần nhất:Fkt =95mm2 tương ứng là của dây AC-95 Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV Dòng điện lớn nhất cho phép trên đường dây là: Icp=330A Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đường dây, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại có giá trị là: Isc =2.93,3=186,6<330(thỏa mãn) Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật Tính toán tương tự cho các đường dây còn lại ta có bảng sau: Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 S(MVA) 35,55 33,33 30 22,22 33,33 27,27 Ii(A) 93,3 87,47 78,73 116,6 87,47 72,88 Fkt(mm2) 84,82 79,52 71,57 106,02 79,52 66,27 Icp (A) 335 265 265 330 265 265 Dây AC-95 AC-70 AC-70 AC-95 AC-70 AC-70 Ilvmax(A) 186,6 174,94 157,46 116,62 174,94 145,76 Vậy các đoạn đường dây đã chọn điều thoả mãn điều kiện vầng quang và điều kiện phát nóng. 3.Tính tổn thất điên áp Các thông số thay thế của đường dây -Đường dây 1 mạch: r= r0 .l () x=x0.l () b = b0.l () - Đường dây 2 mạch: r=r0.l/2() x=x0.l/2() b=2b0.l() Tra bảng ta có các thông số và kết qủa tính toán trong bảng sau: Đoạn Dây L (km) R0 () X0 () R () X () N-1 AC-95 51 0,33 0,429 8,415 10,94 N-2 AC-70 56,57 0,46 0,44 13,01 12,445 N-3 AC-70 70 0,46 0,44 16,1 15,4 N-4 AC-95 80,63 0,33 0,429 26,61 34,59 N-5 AC-70 53,85 0,46 0,44 12,39 11,847 N-6 AC-70 78,1 0,46 0,44 17,96 17,18 Với mạng điện của điện áp danh định mức là 110KV có thể bỏ qua thành phần ngang của điện áp giáng, tổn thất điện áp trờn đường dây thứ i được tính như sau: Ui% = .100 Trong đó: : Tổng công suất truyền trên đương dây thứ i : Tổng cspk truyền trên đường dây thứ i Ri : Điện trở t/đ của đoạn dây thứ i Xi : Điện dẫn pk của đoạn dây i Yêu cầu về tổn thất điện áp: Tổn thất điện áp lúc b́nh thường UMAXbt% <= (10-15)% Tổn thất điện áp lớn nhất khi xẩy ra sự cố nặng nề UMAXsc%<= (20-25)% Ví dụ xét đoạn dây N-1: RN-1 ==8,42 XN-1 ==10,74 BN-1 =51.2.2,641.10-6 =2,69.10-4 S Tổn thất ở đoạn N-1 UN1%==.100=3,626% Đối với đd 2 mạch sự cố nặng nề nhất khi đứt mạch đd. Khi đó còn lại một mạch nên : RN1SC=2Rn-1 XN1SC=2Xn-1 Nên suy ra UN1SC% = 2. UN1% = 2.3,6 = 7,252% Tính toán cho các đoạn mạch còn lại ta có bảng sau: Đọan N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 U% 3,626 4,72 5,256 7,166 4,494 5,43 USC% 7,252 9,44 10,512 0 8,988 10,86 Vậy điện áp lớn nhất ở chế độ bình thường là: UMAXbt% = 7,166 Tổn thất điện áp lớn nhất khi cố sự cố là: UMAXSC% = 10,86 II. Phương án 2: 1.Chọn điện áp định mức của mạng Tính toán tương tự như phương án 1: Xét đoạn N-5-6: Trên đoạn 5-6 :công suất chạy trên đoạn này là S5-6 =Spt6 =25+j12,11MVA U5-6===90,17 kV Trên đoạn N-5:công suất chạy trên đoạn này là SN-5 =Spt5 +Spt6 =55+j26,62MVA UN-5==4,34=132,65 kV Các đoạn đường dây khác tính tương tự như phương án 1 ta có bảng sau Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 L(KM) 51 56,57 70 80,63 53,85 31,62 P(MW) 32 30 27 20 55 25 Uđm 102,98 100,53 97,24 86,87 132,65 90,17 Vì 70<Ui<160 nên chọn cấp Uđm=110kV 2. Xác định tiết diện dây dẫn. Ở đây ta có T=5000h nên ta chọn dây AC có jkt =1,1A/mm2 Xét đoạn đường dây N-5: IN-5 =. 103 =160A =>Fkt = =145,5 Chọn dây AC-150 có Icp=445A Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đường dây, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại có giá trị là: Isc =2.160=320<445A(thỏa mãn) Các đoạn đường dây khác tính tương tự như phương án 1 ta có bảng sau: Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 S(MVA) 35,55 33,33 30 22,22 55 27,27 Ii(A) 93,3 87,47 78,73 116,6 160 72,88 Fkt(mm2) 84,82 79,52 71,57 106,02 145,5 66,27 Icp (A) 335 265 265 330 445 265 Dây AC-95 AC-70 AC-70 AC-95 AC-150 AC-70 Ilvmax(A) 186,6 174,94 157,46 116,62 320 145,76 Vậy các đoạn đường dây đã chọn điều thoả mãn điều kiện vầng quang và điều kiện phát nóng. 3.Tính tổn thất điên áp Xét đoạn đường dây N-5-6: +Đoạn N-5 RN-5 ==5,65() XN-5 ==11,201() Tổn thất ở đoạn N-5 UN-5%==.100=5,03% Đối với đd 2 mạch sự cố nặng nề nhất khi đứt 1 mạch đd. Khi đó còn lại một mạch nên : RN-5SC=2RN-5 XN-5SC=2XN-5 Nên suy ra UN-5SC% = 2. UN-5% = 2.5,03 = 10,06% +Đoạn 5-6: R5-6==7,27() X5-6==6,956() Tổn thất ở đoạn 5-6 U5-6% ==.100=2,198% Đối với đd 2 mạch sự cố nặng nề nhất khi đứt mạch đd. Khi đó còn lại một mạch nên : R5-6SC=2R5-6 X5-6SC=2X5-6 Nên suy ra U5-6SC% = 2. U5-6% = 2.2,198 = 4,396% Xét cả lộ N-5-6 U N-5-6% =U5-6% +UN-5% =2,198+5,03=7,228% UN-5-6SC% =2.UN-5% U5-6% =2.5,03+2,198=12,258% Các đoạn đường dây khác tính tương tự ta có bảng sau Đoạn Dây L (km) R0 () X0 () R () X () N-1 AC-95 51 0,33 0,429 8,415 10,94 N-2 AC-70 56,57 0,46 0,44 13,01 12,445 N-3 AC-70 70 0,46 0,44 16,1 15,4 N-4 AC-95 80,63 0,33 0,429 26,61 34,59 N-5 AC-150 53,85 0,21 0,416 5,65 11,201 N-6 AC-70 78,1 0,46 0,44 7,27 6,956 Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 N-5-6 U% 3,626 4,72 5,256 7,166 5,03 2,198 7,228 USC% 7,252 9,44 10,512 0 10,06 4,396 12,258 Vậy điện áp lớn nhất ở chế độ bình thường là: UMAXbt% = 7,228 % Tổn thất điện áp lớn nhất khi cố sự cố là: UMAXSC% = 12,258% II. Phương án 3: Trước hết ta phải tính dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây của mạch vòng Xét đoạn mạch vòng N-1-2:giả sử 2 là điểm phân công suất Ta có: Công suất truyền tải trên đoạn N-1 SN-1 = SN-1= = 32,411+j15,687 (MW) Công suất truyền tải trên đoạn N-2 SN-2= SN-2= = 29,589+j14,321 (MW) S1-2=SN-1-Spt1 =(32,411+j15,687)-(32+j15,488) S45=0,411+j0,199 Vậy 2 là điểm phân chia cs trong mạng lớn 1.Chọn điện áp định mức của mạng Ta có kết quả tính điện áp trên cách đoạn mạch như sau: Đoạn N-1 1-2 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 L(KM) 51 51 56,57 70 80,63 53,85 78,1 P(MW) 32,411 0,411 29,589 27 20 30 25 Uđm 103,58 32,93 99,91 97,24 86,87 100,28 95 Vì 70<Ui<160 nên chọn cấp Uđm=110kV 2. Xác định tiết diện dây dẫn. a)Tính toán tương tự như phương án 1 ta có bảng sau: Đoạn N-1 1-2 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 S(MVA) 36 0,209 32,87 30 22,22 55 27,27 Ii(A) 188,99 2,399 172,52 78,73 116,6 160 72,88 Fkt(mm2) 171,81 2,181 156,84 71,57 106,02 145,5 66,27 Icp (A) 515 275 445 265 330 445 265 Dây AC-185 AC-70 AC-150 AC-70 AC-95 AC-150 AC-70 Ilvmax(A) 157,46 116,62 320 145,76 b)Kiểm tra -Tổn thất vâng quang:đối với đường dây 110kv chọn tiết diện dây F≥70mm2:thỏa mãn điều kiện không có tổn thất vầng quang -Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng quang của dây dẫn,cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này -Điều kiện phát nóng: Các đoạn đường dây khác đều thỏa mãn Xét riêng đoạn mạch vòng khi có sự cố -Đứt đoạn dây N-1: +Dòng chạy trên đoạn 1-2 I 1-2sc =103 =186,59A<Icp =275A +Dòng chạy trên đoạn N-2 I N-2sc = .103 =361,53A<Icp =445A -Đứt đoạn dây N-2: +Dòng chạy trên đoạn N-1 I N-1sc =103 =361,53<Icp =515A +Dòng chạy trên đoạn 1-2 I 1-2sc = .103 =174,94A<Icp =275A Vậy các tiết diện đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất vầng quang và điều kiện phát nóng 3.Tính tổn thất điên áp a)Tính các thông số của mạch đường dây -Mạch vòng là đường dây 1 mạch có: r= r0 .l () x=x0.l () b = b0.l () -Các đoạn đường dây khác tính tương tự như phương án 1 ta được bảng sau Đoạn Dây L (km) R0 () X0 () R () X () N-1 AC-185 51 0,17 0,403 8,67 20,553 1-2 AC-70 51 0,46 0,44 23,46 22,44 N-2 AC-150 56,57 0,21 0,416 11,88 23,53 N-3 AC-70 70 0,46 0,44 16,1 15,4 N-4 AC-95 80,63 0,33 0,429 26,61 34,59 N-5 AC-150 53,85 0,21 0,416 5,65 11,201 N-6 AC-70 78,1 0,46 0,44 7,27 6,956 b)Tính tổn thất điện áp -Ở chế độ bình thường Đoạn dây mạch vòng :tổn thất điện áp lớn nhất là tính từ N-2 UN-2%= .100 = = 5,67(%) Các đoạn đường dây khác tính tương tự như các phương án trước -Ở chế độ sự cố +Đứt đoạn dây N-1: UN-2SC% =.100=11,923% U1-2SC% =.100=9,08% +Đứt đoạn dây N-2 UN-1SC% =.100=9,54% U1-2SC% =.100=8,51% Tính toán trên các mạch đường dây còn lại ta được bảng sau: Đoạn N-1 1-2 N-2 N-1-2 N-3 N-4 N-5 N-6 U% 4,99 0,117 5,69 5,69 5,256 7,166 4,494 5,43 USC% 0 0 0 21,003 10,512 0 8,988 10,86 Vậy điện áp lớn nhất ở chế độ bình thường là: UMAXbt% = 7,166 % Tổn thất điện áp lớn nhất khi cố sự cố là: UMAXSC% = 21,003% II. Phương án 4: 1.Chọn điện áp định mức của mạng -Có dòng công suất chạy trên đoạn N-3-4: SN-3 =Spt3 + Spt4 =47+j22,748(MVA) SN-4 =Spt4=20+j9,68(MVA) -Điện áp trên đoạn N-3-4 UN-3==124,43 kV U3-4==82,345 Kv Các đoạn dây khác tính tương tự ta được Đoạn N-1 1-2 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 L(KM) 51 51 56,57 70 40 53,85 78,1 P(MW) 32,411 0,411 29,589 47 20 30 25 Uđm 103,58 32,93 99,91 124,43 82,345 100,28 95 Vì 70<Ui<160 nên chọn cấp Uđm=110kV 2. Xác định tiết diện dây dẫn. Ở đây ta có T=5000h nên ta chọn dây AC có jkt =1,1A/mm2 -Xét đoạn đường dây N-3-4: +Đoạn N-3 IN-3 =. 103 =137,01A =>Fkt = =124,55mm2 =>Chọn dây AC-120 Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV Dòng điện lớn nhất cho phép trên đường dây là: Icp=380(A) Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đường dây, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại có giá trị là: Isc =2.137,01=274,02<380A(thỏa mãn) Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật +Đoạn 3-4 I3-4 =. 103 =116,62A =>Fkt = =106,02 mm2 =>Chọn dây AC-95 Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV Dòng điện lớn nhất cho phép trên đường dây là: Icp=330(A) Đoạn 3-4 là lộ đơn nên Isc =Ilvmax hay ta có Isc =186,6<330(thỏa mãn) Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật -Các đoạn đường dây khác tính toán tương tự: Đoạn N-1 N-2 N-3 3-4 N-5 N-6 S(MVA) 35,55 33,33 52,21 22,22 55 27,27 Ii(A) 93,3 87,47 137,01 116,6 160 72,88 Fkt(mm2) 84,82 79,52 124,55 106,02 145,5 66,27 Icp (A) 335 265 380 330 445 265 Dây AC-95 AC-70 AC-120 AC-95 AC-150 AC-70 Ilvmax(A) 186,6 174,94 274,02 116,62 320 145,76 3.Tính tổn thất điên áp Xét đoạn đường dây N-3-4: +Đoạn N-3 RN-3 ==9,45() XN-3 ==14,505() Tổn thất ở đoạn N-3 UN-3%==.100=6,445% Đối với đd 2 mạch sự cố nặng nề nhất khi đứt 1 mạch đd. Khi đó còn lại một mạch nên : RN-3SC=2RN-3 XN-3SC=2XN-3 Nên suy ra UN-3SC% = 2. UN-3% = 2.6,445 = 12,89% +Đoạn 3-4: R3-4=0,33.40=13,2() X3-4=0,429.40=17,16() U3-4% ==.100=3,555% Xét cả lộ N-3-4 U N-3-4% =U3-4% +UN-3% =6,445+3,555=9,938% UN-3-4SC% =2.UN-3% U3-4% =2.6,445+3,555=16,445% Các đoạn đường dây còn lại tính tương tự ta được bảng Đoạn Dây L (km) R0 () X0 () R () X () N-1 AC-95 51 0,33 0,429 8,415 10,94 N-2 AC-70 56,57 0,46 0,44 13,01 12,445 N-3 AC-120 70 0,27 0,423 9,45 14,505 3-4 AC-95 40 0,33 0,429 13,2 17,16 N-5 AC-70 53,85 0,46 0,44 12,39 11,847 N-6 AC-70 78,1 0,46 0,44 17,96 17,18 §o¹n N-1 N-2 N-3 3-4 N-3-4 N-5 N-6 U% 3,626 4,72 6,445 3,555 9,938 4,494 5,43 USC% 7,252 9,44 12,89 0 16,445 8,988 10,86 Vậy điện áp lớn nhất ở chế độ bình thường là: UMAXbt% = 9,938 % Tổn thất điện áp lớn nhất khi cố sự cố là: UMAXSC% = 16,445% II. Phương án 5: 1.Chọn điện áp định mức của mạng -Có dòng công suất chạy trên đoạn N-2-3: SN-2 =Spt2 + Spt3 =57+j27,588(MVA) S2-3=Spt3=27+j13,068(MVA) -Điện áp trên đoạn N-2-3 UN-3==135,07 kV U3-4==95,28 kV -Có dòng công suất chạy trên đoạn N-6-4: SN-6 =Spt6 + Spt4 =45+j21,78(MVA) S6-4 =Spt4=25+j12,11(MVA) -Điện áp trên đoạn N-6-4 UN-6==122,61 kV U6-4==80,99 kV Tính tương tự ta được bảng sau: Đoạn N-1 N-2 2-3 N-5 N-6 6-4 L(KM) 51 56,57 50 53,85 78,1 28,28 P(MW) 32 57 27 30 45 20 Uđm 102,98 135,07 95,28 100,28 122,61 89,82 Vì 70<Ui<160 nên chọn cấp Uđm=110kV 2. Xác định tiết diện dây dẫn Ở đây ta có T=5000h nên ta chọn dây AC có jkt =1,1A/mm2 -Xét đoạn đường dây N-2-3: +Đoạn N-2: IN-2 =. 103 =166,19A =>Fkt = =151,08mm2 =>Chọn dây AC-150 có Icp =445A +Đoạn 2-3: I2-3 =. 103 =78,73A =>Fkt = =71,75mm2 =>Chọn dây AC-70 có Icp =275A Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV Dòng điện lớn nhất cho phép trên đường dây N-2-3 lần lượt là: IcpN-2=445(A) và Icp2-3=275(A) Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đường dây, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại có giá trị là: IscN-2 =2.166,19=332,38<445A(thỏa mãn) Isc2-3 =2.78,73=157,46<275A(thỏa mãn) Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật -Xét đoạn đường dây N-6-4: +Đoạn N-6: IN-6 =. 103 =131,2A =>Fkt = =119,272mm2 =>Chọn dây AC-120 có Icp =380A +Đoạn 6-4: I6-4 =. 103 =116,6A =>Fkt = =106,02mm2 =>Chọn dây AC-95 có Icp =330A Tiết diện dây đã chọn thỏa mãn F≥70mm2 vì vậy không xuất hiện tổn thất vầng quang cho điện áp định mức của mạng là 110 kV Dòng điện lớn nhất cho phép trên đường dây N-6-4 lần lượt là: IcpN-6=380(A) và Icp6-4=330(A) Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đường dây, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại có giá trị là: IscN-6 =2.131,2=264,6<380A(thỏa mãn) Isc2-3 =116,6<330A(thỏa mãn) Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật Tính toán tương tự cho các đường dây còn lại ta có bảng sau: Đoạn N-1 N-2 2-3 6-4 N-5 N-6 S(MVA) 35,55 63,33 30 22,22 33,33 49,99 Ii(A) 93,3 166,19 78,73 116,6 87,47 131,2 Fkt(mm2) 84,82 151,08 71,57 106,02 79,52 119,272 Icp (A) 335 445 275 330 265 380 Dây AC-95 AC-150 AC-70 AC-95 AC-70 AC-120 Ilvmax(A) 186,6 332,38 157,46 116,62 174,94 262,4 3.Tính tổn thất điên áp Xét đoạn đường dây N-2-3: +Đoạn N-2 RN-2 ==5,94() XN-2 ==11,766() UN-2%==.100=5,482% Đối với đd 2 mạch sự cố nặng nề nhất khi đứt 1 mạch đd. Khi đó còn lại một mạch nên : RN-2sc=2RN-2 XN-2sc=2XN-2 Nên suy ra UN-2SC% = 2. UN-2% = 2.5,482 = 10,964% +Đoạn 2-3: R2-3 ==11,5() X2-3 ==11() U2-3% ==.100=3,75% U2-3SC% = 2. U2-3% = 2.3,75 = 7,5% Xét cả lộ N-2-3 Lúc bình thường:U N-2-3% =U2-3% +UN-2% =5,482+3,75=9,232% Khi có sự cố thì sự cố đứt 1 đoạn trên đường dây N-2 nguy hiểm hơn UN-2-3SC% =2.UN-2% U2-3% =2.5,482+3,75=14,714% Các đoạn đường dây khác tính tương tự ta có bảng sau Đoạn Dây L (km) R0 () X0 () R () X () N-1 AC-95 51 0,33 0,429 8,415 10,94 N-2 AC-150 56,57 0,21 0,416 5,94 11,766 2-3 AC-70 50 0,46 0,44 11,5 11 6-4 AC-95 28,28 0,33 0,429 9,33 12,13 N-5 AC-70 53,85 0,46 0,44 12,39 11,847 N-6 AC-120 78,1 0,27 0,423 10,543 12,13 Đoạn N-1 N-2 2-3 N-2-3 6-4 N-6 N-6-4 N-5 U% 3,626 5,482 3,75 9,23 2,513 6,894 9,407 8,988 Ucp% 7,252 10,964 7,5 14,714 0 13,788 16,301 4,494 Vậy điện áp lớn nhất ở chế độ bình thường là: UMAXbt% = 9,407 % Tổn thất điện áp lớn nhất khi cố sự cố là: UMAXSC% = 16,301% VI. Tổng kết các phương án I II III IV V UMAXbt% 7,166 7,228 7,166 9,938 9,407 UMAXSC% 10,86 12,258 21,003 16,445 16,301 CHƯƠNG III. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐĂ CHỌN VỀ MẶT KINH TẾ Mục tiêu của các chế độ xác lập của HTĐ là giảm nhỏ nhất chi phí sản xuất điện năng khi thiết kế cũng như khi vận hành HTĐ. Để tìm ra được phương án tối ưu, ngoài những yêu cầu cơ bản về mặt kĩ thuật thì phải đảm bảo tính kinh tế cuả HTĐ. Khi đó hàm chi phí tính toán hàng năm của mỗi phương án được tính theo công thức sau: Zi=(atc+avh)Kđdi +A.C atc: hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư phụ( atc =1/Ttc=1/8 = 0,125) avh : hệ số vận hành (avh=0,04) c: giá một Kwh điện năng tổn thất, c=500(đ/kwh) A: Tổng tổn thất cs lớn nhất, tính theo công thức A=. = .Ri (Pi,Qi là cs cực đại chạy trên các đd) : Tổng tổn thất cs lớn nhất, tính theo công thức =(0,124+Tmax.10-4)2.8760 Khi Tmax = 5000h ( tgian sử dụng công suất lớn nhất) thì =3411h Kđd: là vốn đầu tư đường dây của mạng điện(đ/km) k0i: Giá thành 1 km đường dây AC có tiết diện Fi, chiều dài Li(đ/km) Mạch đơn Kđdi= Mạch kép Kđdi=1,6 Tính toán cụ thể cho từng phương án: Dự kiến các phương án đều dùng cột bê tông, vốn đầu tư cho một km đường dây là: 1.Phương án 1 -Chi phí tính toán cho từng lộ đường dây lần lượt là KN1 = 1,6.308.106.51 = 25,133.109 (đồng) KN2 = 1,6.300.106.56,57 = 27,154.109 (đồng) KN3 = 1,6.300.106.70 = 33,6.109 (đồng) KN4 = 1,6.308.106.80,63 = 24,834.109 (đồng) KN5 = 1,6.300.106.53,85 = 25,848.109 (đồng) KN6 = 1,6.300.106.78,1 = 37,488.109 (đồng) Tổng vốn đầu tư cho đường dây của mạng. Kđd = KN1 + KN2 + KN3 + KN4 + KN5 + KN6 Kđd = (25,133+27,154+33,6+24,834+25,848+37,488).109 =174,057.109 (đồng) Tổn thất công suất tác dụng trong mạng. PN1 = = = 0,879 (MW) PN2 = = = 1,195 (MW) PN3 = = = 1,197(MW) PN4 = = = 1,086(MW) PN5 = = = 1,137 (MW) PN6 = = = 1,145 (MW) Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng. Pi = PN1 +PN2 +PN3 +PN4 +PN5 +PN6 = 0,875 +1,195 +1,197+1,086+1,137+ 1,145 = 6,639(MW). Khi đó hàm chi phí tính toán hàng năm: Z = (0,04 + 0,125).174,057.109 + 6,639.3411.103.500 = 40,04.109 (đồng) Đoạn Dây L(km) k0(106đ/km) K(109đ/km) Pi(MW) N-1 AC-95 51 308 25,133 0,879 N-2 AC-70 56,57 300 27,154 1,195 N-3 AC-70 70 300 33,6 1,197 N-4 AC-95 80,63 308 24,834 1,086 N-5 AC-70 53,85 300 25,848 1,137 N-6 AC-70 78,1 300 37,488 1,145 Tổng 174,056 6,639 2.Phương án 2 Tính tương tự như phương án 1 ta có bảng sau Đoạn Dây L(km) k0(106đ/km) K(109đ/km) Pi(MW) N-1 AC-95 51 308 25,133 0,879 N-2 AC-70 56,57 300 27,154 1,195 N-3 AC-70 70 300 33,6 1,197 N-4 AC-95 80,63 308 24,834 1,086 N-5 AC-150 53,85 336 28,95 1,744 5-6 AC-70 31,62 300 15,178 0,464 Tổng 154,849 6,565 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: Kdd== 154,849(tỷ) Tổng tổn thất cs tác dụng: = 6,565(MW) Chi phí tính toán hàng năm: Z = (0,04 + 0,125).154,0849.109 + 6,565.3411.103.500 = 36,75.109 (đồng) 3.Phương án 3 Tính tương tự như phương án 1 ta có bảng sau Đoạn Dây L(km) k0(106đ/km) K(109đ/km) Pi(MW) N-1 AC-185 51 352 17952 0,929 1-2 AC-70 51 300 15,3 0,0004 N-2 AC-150 56,57 336 19,008 1,061 N-3 AC-70 70 300 33,6 1,197 N-4 AC-95 80,63 308 24,834 1,086 N-5 AC-150 53,85 300 28,848 1,137 N-6 AC-70 78,1 300 37,488 1,145 Tổng 163,782 6,555 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: Kdd== 163,782 (tỷ) Tổng tổn thất cs tác dụng: = 6,555 (MW) Chi phí tính toán hàng năm: Z = (0,04 + 0,125). 163,782.109 + 6,555.3411.103.500 = 39,9.109 (đồng) 4.Phương án 4 Tính tương tự như phương án 1 ta có bảng sau Đoạn Dây L(km) k0(106đ/km) K(109đ/km) Pi(MW) N-1 AC-95 51 308 25,133 0,879 N-2 AC-70 56,57 300 27,154 1,195 N-3 AC-120 70 320 35,84 2,126 3-4 AC-95 40 308 12,32 0,539 N-5 AC-70 53,85 300 25,848 1,137 N-6 AC-70 78,1 300 37,488 1,145 Tổng 163,782 7,021 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: Kdd== 163,782 (tỷ) Tổng tổn thất cs tác dụng: = 7,021 (MW) Chi phí tính toán hàng năm: Z = (0,04 + 0,125). 163,782.109 + 7,021.3411.103.500 = 39.109 (đồng) 5.Phương án 5 Tính tương tự như phương án 1 ta có bảng sau Đoạn Dây L(km) k0(106đ/km) K(109đ/km) Pi(MW) N-1 AC-95 51 308 25,133 0,879 N-2 AC-150 56,57 336 30,412 1,969 2-3 AC-70 50 300 24 0,855 N-6 AC-120 78,1 320 39,987 2,337 6-4 AC-95 28,28 308 8710,24 0,381 N-5 AC-70 53,85 300 25,848 1,137 Tổng 154,090 7,558 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: Kdd== 154,090 (tỷ) Tổng tổn thất cs tác dụng: = 7,558 (MW) Chi phí tính toán hàng năm: Z = (0,04 + 0,125). 154,090.109 + 7,558.3411.103.500 = 38,32.109 (đồng) 6. Tổng kết và lựa chọn phương án tối ưu Từ 5 phương án đạt các yêu cầu kĩ thuật cơ bản đă chọn để so sánh về mặt kinh tế ta có bảng so sánh các phương án như sau: Các chỉ tiêu Các phương án I II III IV V Z(109đồng) 40,04 36,75 39,90 39,00 38,32 % 7,166 7,228 7,166 9,938 9,407 % 10,86 12,258 21,003 16,445 16,301 =>Từ bảng ta thấy nên chọn phương án 2 do có hàm chi phí tính toán và tổn thất điện áp là nhỏ nhất CHƯƠNG IV: CHỌN SỐ LƯỢNG CÔNG SUẤT CỦA CÁC MBA VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN I.Chọn số lượng và công suất MBA -Với yêu cầu của điện áp là CCĐ cho họ loại 1 nên phải đảm bảo CCĐ liên tục. Muốn vậy phải cần 2 MBA làm việc song song để cấp điện cho mỗi phụ tải(Các phụ tải 1,2,3,5,6) -Với phụ tải loại 3 thì chỉ cần sử dụng 1 MBA để cung cấp điện(Phụ tải 4) -Khi chọn công suất của MBA cần xét đến khả năng quá tải của MBA còn lại ở chế độ sau sự cố. Xuất phát từ điều kiện quá tải cho phép bằng 40% trong thời gian phụ tải cực đại. -Công suất của MBA trong trạm có n MBA được xác định bằng công thức: SB SB: công suất MBA được chọn Smax: công suất cực đại của phụ tải Smax= k: hệ số quá tải k=1,4 n: số lượng MBA +Với trạm có 2MBA thì n=2 Suy ra S +Với trạm có 1 MBA thì SBSptmax = -Xét cụ thể cho từng trạm Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 L(KM) 51 56,57 70 80,63 53,85 31,62 P(MW) 32 30 27 20 55 25 Uđm 102,98 100,53 97,24 86,87 132,65 90,17 +Phụ tải 1 =25,39MVA =>Chọn MBA TPDH-32000/110 +Phụ tải 2 =23,81MVA =>Chọn MBA TPDH-25000/110 +Phụ tải 3 =21,43MVA =>Chọn MBA TPDH-25000/110 +Phụ tải 4 =22,22MVA =>Chọn MBA TPDH-25000/110 +Phụ tải 5 =23,81MVA =>Chọn MBA TPDH-25000/110 +Phụ tải 6 =19,8MVA =>Chọn MBA TPDH-25000/110 Số liệu của MBA vừa chọn được cho trong bảng sau: Phụ tải Loại MBA Số liệu kĩ thuật Số liệu tính toán Uc KV Uh KV Un % Pn KW Po KW Io % R () X () Q0 KVAr 1 TPDH-32000/110 115 11 10,5 145 35 0,75 1,87 43,5 240 2,3, 4,5,6 TPDH-25000/110 115 11 10,5 120 29 0,8 2,54 55,9 200 II.Sơ đồ trạm và hệ thống điện 1.Trạm nguồn: Trạm nguồn là trạm biến áp lớn và rất quan trọng của hệ thống( là trạm tăng áp từ Umf lên Uđm của mạng điện). Do phụ tải là các hộ tiêu thụ loại I nên để đảm bảo cung cấp điện an toàn là liên tục ta sử dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp làm việc song song có chung 2 máy cắt. Khi vận hành một hệ thống thanh góp vận hành còn một hệ thống thanh góp dự trữ. Đến trạm trung gian 2.Trạm trung gian Sử dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp phân đoạn trung gian 3.Trạm cuối Ở trạm cuối có các trường hợp xảy ra như sau: - Nếu đường dây dài (l ³ 70 km) và trên đường dây hay xảy ra sự cố. Khi đó các máy cắt đặt ở cuối đường dây (dùng sơ đồ cầu máy cắt): - Nếu đường dây ngắn (l < 70 km) và ít xảy ra sự cố thì máy cắt đặt phía máy biến áp. Mục đích để thao tác đóng cắt máy biến áp theo chế độ công suất của trạm (phụ tải cực đại, phụ tải cực tiểu của trạm). Khi đó sơ đồ của trạm cuối: SƠ ĐỒ THAY THẾ TOÀN MẠNG ĐIỆN CHƯƠNG V. TÍNH TOÁN CÁC TRẠNG THÁI VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN Trong quá tŕnh thiết kế mạng lưới điện , để đảm bảo an toàn cho hệ thống và các yêu cầu kĩ thuật. Cần phải tính toán xác định sự phân bỗ các ḍng công suât, tổn thất công suất,tổn thất điện năng và tổn thất điện áp của mạng điện trong các chế độ vận hành. Tính chế độ vận hành có thể biết được điện áp tại từng nút của phụ tải từ đó xem xét cách giải quyết cho phù hợp nhằm đảm bảo chất lượng điện năng cho các phụ tải đồng thời kiểm tra chính xác sự cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện, nếu thiếu hụt cần tiến hành bù cưỡng bức. Khi xác định các dòng công suất và các tổn thất công suất ta lấy điện áp ở tất cả các nút trong mạng điện bằng điện áp định mức Uđm =110kV I.Chế độ phụ tải cực đại Ở chế độ này phải vận hành cả hai MBA trong trạm. Điện áp định mức tren thanh cái cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực đại bằng 110% điện áp định mức của mạng điện. UN = 110%.Uđm = 110%.110 = 121 (KV) Bảng thông số của đường dây. Đoạn đường dây FTC (mm2) L (km) R () X () B.10-4 (S) N - 1 AC - 95 51 8,415 10,94 2,703 N – 2 AC – 70 56,57 13,01 12,445 2,92 N – 3 AC – 70 70 16,1 15,4 3,612 N – 4 AC – 95 78,1 26,61 34,59 2,07 N – 5 AC – 150 53,85 12,39 11,847 2,951 5– 6 AC – 70 31,62 17,96 17,182 1,631 1.Xét đoạn đường dây N-1 Sơ đồ thế của đoạn đường dây này: Các thông số của MBA Uđm Uhd Un% Pn P0 I0% R X Q0 TPDH-32000/110 115 11 10,5 145 35 0,75 1,87/2 43,5/2 240 TPDH-25000/110 115 11 10,5 120 29 0,8 2,54/2 55,9/2 200 +Xác định các dòng công suất Tổn thất cs trong các cd của MBA So1=2() = 2(0,035+j0,24)=0,07+j0,48 (MVA) Tổn thất cs trong các tổng trở của MBA Sb1=0,089+j2,703(MVA) Công suất trước tổng trở của MBA Sb1=Spt1+Sb1=32+j15,488+0,089+j2,703= 32,089+17,562(MVA) Công suất đi vào cuộn cao áp của MBA SC1=Sb1+So1=0,07+j0,48+32,089+j17,562=32,159+j18,042(MVA) CS do điện dung cuối đoạn N-1 gây ra Qcc1=1/2.U2đm.B1=1/2.1102.2,703.10-4=1,635(MVAr) CS sau tổng trở của dd S1” =SC1 – j Qcc1 =32,159+j18,042-j1,635 =32,159+j16,407(MVA) Tổn thất cs trên tổng trở đd Sd1=.Zd1=.(8,415+j10,94)=0,906+j1,178(MVA) CS trước tổng trở của đường đây S1’= S1”+ Sd1=32,159+j16,407+0,906+j1,178=33,065+j17,585(MVA) CS do điện dung đầu đd N1 sinh ra QCĐ=QCC=1,635(MVAR) Công suất yêu cầu tại nguồn SN1= S1’ –j Qcc1 =33,065+j17,585-j1.635=33,065+j115,95(MVA) + Xác định điện áp các nút: Tổn thất điện áp trên đường dây N1 = -=117,111kV Điện áp thanh góp hạ áp của trạm 1 quy đổi vê phía thanh góp cao áp U1h=U1c - =113,6 kV 2.Đường dây N-5-6 6 S 6 = 25+ j12,11MVA NĐ 5 2 TPDH - 25000/110 2 TPDH - 25000/110 2AC - 150 2AC - 70 53,85 km 31,62 km S 5 = 30 + j14,52MVA 10,5kV 110kV 110kV 10,5kV +Xác định các dòng công suất Tổn thất cs trong các cd của MBA6 So6=2() = 2(0,029+j0,2)=0,058+j0,4 (MVA) Tổn thất công suất trong các cuộn dây trong máy biến áp trạm 6: =0,074+1,619MVA Công suất trước tổng trở Zb6 của máy biến áp trạm 6: MVA Công suất đi vào cuộn cao áp của MBA SC6=Sb6+So6=0,058+j0,4+ 25,074+j3,729=25,132+j14,129(MVA) Công suất điện dung ở cuối đường dây 5-6: =.1,631. 10-4. 1102 =0,987MVAr Công suất sau tổng trở của đường dây 5-6: =25,132+j13,142MVA Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây5-6: =0,483+j0,463MVA Công suất ở đầu vào tổng trở của đường dây 5-6: =25,132+j13,142 +0,483+j0,46=25,615+j13,605MVA Tổn thất cs trong các cd của MBA5 So5=2() = 2(0,029+j0,2)=0,058+j0,4 (MVA) Tổn thất công suất trong các cuộn dây trong máy biến áp trạm 6: =0,107+j2,333MVA Công suất trước tổng trở Zb5 của máy biến áp trạm 5: =30+j14,52+0,107+j2,333=30,107+j16,853MVA Công suất đi vào cuộn cao áp của MBA SC5=Sb5+So5=0,058+j0,4+ 30,107+j16,853=30,165+j17,253(MVA) Công suất điện dung ở cuối đường dây N-5: 2,951. 10-4. 1102=1,785MVAr Công suất sau tổng trở của đường dây N-5: =25,615+j13,605+30,165+j17,253-j0,987-j1,785 =55,78+28,086 MVA Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N-5: =1,819+j3,607 MVA Công suất ở đầu vào tổng trở của đường dây N-5: =55,78+28,086 +1,819+j3,607=57,599+31,693MVA Công suất điện dung ở đầu đường dây N-5: Qcd01 = Qcc01 = 1,785MVAr Công suất được cung cấp cho đường dây N-5: =57,599+31,69-j1,785=57,599+j29,908MVA + Xác định điện áp các nút: Tổn thất điện áp trên đường dây N5 = -=115,377kV Điện áp thanh góp hạ áp của trạm 5 quy đổi vê phía thanh góp cao áp U5h=U5 - =110,96 kV Tổn thất điện áp trên đường dây 5-6 = -=112,94kV Điện áp thanh góp hạ áp của trạm 5 quy đổi vê phía thanh góp cao áp U6h=U6 - =109,26 kV Các nhánh còn lại tính tương tự ta được bảng sau: Nhánh N-1 Nhánh N-2 Nhánh N-3 Nhánh N-4 Nhánh N-5-6 Đoạn 5-6 Đoạn N-5 Si(MVA) 32+j15,488 30+j14,52 27+j13,068 20+j9,68 25+j12,11 30+j14,52 SOi(MVA) 0,07+j0,48 0,058+j0,4 0,058+j0,4 0,029+j0,2 0,058+j0,4 0,058+j0,4 Sbi(MVA) 0,089+j2,073 0,107+j2,333 0,086+j1,89 0,095+j2,074 0,074+j1,619 0,107+j2,333 Sbi(MVA) 32,089+j17,562 30,107+j16,583 27,086+j14,958 20,095+j11,754 25,074+j13,729 30,107+j16,853 SCi(MVA) 32,159+j18,042 30,165+j17,253 27,144+j15,358 20,124+j11,954 25,132+14,129 30,165+j17,253 Qcci(MVAr) 1,635 1,766 2,185 1,293 0,987 1,785 Si’’(MVA) 32,159+j16,407 30,165+j15,487 27,144+j113,173 20,124+j10,661 25,132+j13,142 55,78+j128,086 Sdi(MVA) 0,096+j1,178 1,236+j1,182 1,211+j1,159 1,141+j1,483 0,483+j0,463 1,819+j3,607 Si(MVA) 33,065+j17,585 31,401+j16,669 28,355+j14,332 21,265+12,144 25,165+j13,605 57,599+j31,693 SNi(MVA) 33,065+j15,95 31,401+j14,903 28,355+j12,147 21,265+j10,851 57,599+j29,908 Ui(kV) 117,111 115,91 115,39 112,85 112,94 115,377 UHi(kV) 113,6 111,52 111,48 106,58 109,26 110,96 II.Chế độ phụ tải cực tiểu Điện áp trên thanh cái cao áp của nguồn : UN = 105%.Uđm = 115,5 (Kv) Ở chế độ phụ tải cực tiểu thì CS của các phụ tải là: Smin = 50%Smax Cụ thể ta có: Spt1=16+j7,744 MVA Spt4=10+j4,84 MVA Spt2=15+j7,26 MVA Spt5=15+j7,26 MVA Spt3=13,5+j6,534 MVA Spt6= 12,5+j6,055 MVA Vì phụ tải nhỏ nên để xuất hiện kinh tế phải xem xét có thể cắt bớt một số MBA ở các trạm hay không. Điều kiện để có thể cắt bớt 1 MBA trong trạm là: Smin < Sgh = Sđm Trong đó : Smax: Công suất phụ tải ở chế độ cực tiểu Sđm : Công suất định mức của MBA. PO : Tổn thất công suất khi không tải. Pn : Tổn thất công suất khi ngắn mạch. Có MBA TPDH-32000/110: Sgh =22,23MVA MBA TPDH-25000/110: Sgh =17,38MVA Xét trạm 1: SMIN = SC = Vậy trạm 1 không được cắt bớt MBA Các trạm cònn lại : Tính tương tự kết quả trong bảng sau: Trạm Smin Sgh Số máy 1 17,776 22,23 2 2 16,665 17,38 2 3 14,998 17,38 2 4 11,12 17,38 1 5 16,664 17,38 2 6 13,889 17,38 2 Ktra thấy tất cả các phụ tải đều thỏa mãn đk Smin < Sgh =>Bỏ được 1MBA khi vận hành ở chế độ cực tiểu (trừ phụ tải 4) Sơ đồ nối dây nhánh N-1 và nhánh N-5-6 Sơ đồ thay thế của các nhánh không thay đổi Tính toán tương tự như ở chế độ phụ tải cực đai ta có bảng sau Nhánh N-1 Nhánh N-2 Nhánh N-3 Nhánh N-4 Nhánh N-5-6 Đoạn 5-6 Đoạn N-5 Si(MVA) 16+j7,744 15+j7,26 13,5+j6,534 20+j9,68 15+j7,26 12,5+j6,055 SOi(MVA) 0,035+j0,24 0,029+j0,2 0,029+j0,2 0,029+j0,2 0,029+j0,2 0,029+j0,2 Sbi(MVA) 0,045+j1,037 0,053+j1,166 0,043+j0,945 0,095+j2,074 0,037+j0,81 0,053+j1,166 Sbi(MVA) 16,045+j8,781 15,053+j8,426 13,543+j7,479 20,095+j11,754 12,537+j6,865 15,053+j8,426 SCi(MVA) 16,08+j9,201 15,082+j8,626 13,572+j7,679 20,124+j11,954 12,566+j7,065 15,082+j8,626 Qcci(MVAr) 1,635 1,766 2,185 1,293 0,987 1,785 Si’’(MVA) 16,08+j7,386 15,082+j6,86 13,572+j5,494 20,124+j10,661 12,566+j6,078 27,765+j12,044 Sdi(MVA) 0,218+j0,284 0,295+j0,283 0,285+j0,273 1,141+j1,483 0,117+j0,112 0,428+j0,848 Si(MVA) 16,298+j7,67 15,377+j7,143 13,857+j5,767 21,265+12,144 12,683+j6,19 28,193+j12,892 SNi(MVA) 16,298+j6,035 15,377+j5,377 13,857+j3,582 21,265+j10,851 28,193+11,107 Ui(kV) 113,59 112,99 112,8 112,85 111,307 112,87 UHi(kV) 109,96 108,61 108,79 106,58 107,573 108,36 II.Chế độ sau sự cố Ta chỉ xét sự cố nặng nề nhất, tức là đứt một đường dây điện mạch kín khi hệ thống vận hành ở chế độ phụ tải cực đại, ở chế độ sự cố điện áp trên thanh cái cao áp cuả nguồn là 110% điện áp định mức của mạch điện. Đối với mạch liên thông N-5-6 ta giả thiết xét sự cố đứt mạch đường dây nối từ nguồn đến phụ tải 5 Riêng đoạn đường dây từ N-4 là mạch đơn nên ko xét tới sự cố Khi đó điện trở và điện kháng của đường dây gặp sự cố sẽ tăng lên 2 lần, còn điện dẫn giảm 2 lần. Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 R() 16,83 26,02 32,2 26,61 11,3 7,27 X() 21,88 24,89 30,8 34,59 22,402 6,956 B(S) 1,352.10-4 1,46. 10-4 1,806. 10-4 2,137. 10-4 1,45. 10-4 8,16. 10-4 Tính tương tự như ở chế độ phụ tải cực đại ta được bảng: Nhánh N-1 Nhánh N-2 Nhánh N-3 Nhánh N-4 Nhánh N-5-6 Đoạn 5-6 Đoạn N-5 Si(MVA) 32+j15,488 30+j14,52 27+j13,068 20+j9,68 30+j14,52 25+j12,11 SOi(MVA) 0,07+j0,48 0,058+j0,4 0,058+j0,4 0,029+j0,2 0,058+j0,4 0,058+j0,4 Sbi(MVA) 0,089+j2,073 0,107+j2,333 0,086+j1,89 0,095+j2,074 0,074+j1,619 0,107+j2,333 Sbi(MVA) 32,089+j17,562 30,107+j16,853 27,086+14,958 20,095+j11,754 25,074+j13,729 30,107+16,853 SCi(MVA) 32,159+j18,042 30,165+j17,253 27,144+j15,358 20,124+j11,954 25,132+j14,129 30,165+j17,253 Qcci(MVAr) 0,818 0,883 1,093 1,293 0,987 0,893 Si’’(MVA) 32,159+j17,224 30,165+j16,37 27,144+j14,265 20,124+j10,661 25,132+j13,143 55,78+j28,979 Sdi(MVA) 1,851+j2,407 2,532+j2,422 2,502+2,393 1,141+j1,483 0,483+j0,463 2,689+j7,314 Si(MVA) 34,01+19,631 32,697+j18,792 29,646+16,658 21,265+12,144 25,615+j13,605 59,469+j36,293 SNi(MVA) 34,01+18,813 32,697+j17,909 29,646+15,565 21,265+j10,851 59,469+j35,401 Ui(kV) 112,72 110,1 108,87 112,85 106,144 108,727 UHi(kV) 109,07 105,47 104,7 106,58 102,23 104,043 IV.Điều chỉnh điện áp trong mạng điện Điện áp là một trong những chỉ tiêu chất lượng điện năng quan trọng. Trong đó chỉ tiêu về độ lệch điện áp là chỉ tiêu quan trọng nhất trong quá tŕnh vận hành phụ tải thay đổi từ cực đại đến cực tiểu, hoặc khi bị sự cố nặng nề dẫn đến điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm thay đổi vượt qúa giới hạn cho phép. Để đảm bảo được độ lệch điện áp của hộ tiêu thụ nằm trong giới hạn cho phép thì cần phải tiến hành điều chỉnh điện áp bằng các sử dụng các máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải Các hộ tiêu thụ dùng MBA loại TPDH-32000/110 và TPDH-25000/110 có phạm vi điều chỉnh 9x1,78%,Ucđm =115 kV và Uhđm =11 kV Theo đồ án thiết kế, tất cả các hộ tiêu thụ đều yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Độ lệch điện áp trên thanh cái hạ áp phải thoả măn : Chế độ phụ tải cực đại dU%=5% Chế độ phụ tải cực tiểu dU%=0% Chế độ sự cố dU%=5% Điện áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của các trạm trong các chế độ được tính như sau: UYcmax=Uđm+dU%Uđm=10+5%.10=10,5kV UYcmin=Uđm+dU%Uđm=10+0%.10=10kV UYcsc=Uđm+dU%Uđm=10+5%.10=10,5kV 1.Chọn các đầu điều chỉnh cho MBA trạm 1 a)Khi phụ tải cực đại Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh điên áp được xác định theo công thức sau: U1đcmax===119(kV) Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=8, khi đó U1tcmax=119,1kV Điện áp thực trên thanh góp hạ áp của trạm là: U1tmax===10,49(kV) Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp trong chế độ phụ tải lớn nhất có giá trị là: U1max%=.100==4,9%( kV) Ta thấy U1max%<5% như vậy đầu điều chỉnh tiêu chuẩn chọn là phù hợp b)Khi phụ tải cực tiểu U1đcmin===120,96(kV) Vậy ta chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n=7, khi đó U1tcmin= 121,15(kV) Điện áp thực trên thanh góp hạ áp của trạm 1 là: U1tmin===9,98(kV) Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp trong trạm ở chế độ phụ tải cực tiểu có giá trị U1min%=.100==- 0,2% Như vậy đầu điều chỉnh tiêu chuẩn đă chọn là phù hợp c)Khi phụ tải ở chế độ sự cố Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh máy biến áp U1đcsc===114,26(kV) Chọn đầu điều chỉnh n=10, khi đó U1tcsc=115 kV Điện áp thực trên thanh góp hạ áp của trạm U1tsc===10,43(kV) Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp cuả trạm 1 là: U1sc%=.100== 4,3% Ta thấy U1sc%<5% do vậy đầu điều chỉnh tiêu chẩn đă chọn là phù hợp 2.Chọn các đầu điều chỉnh cho các MBA ở các trạm còn lại Tiến hành tương tự như ở trạm biến áp 1 ta được kết quả như bảng sau TBA 1 2 3 4 5 6 Chế độ phụ tải cực đại 113,6 111,52 111,48 106,58 110,96 107,57 Uđcmax 119 116,83 116,79 111,66 116,24 112,09 n 8 9 9 12 9 11 Utcmax 119,1 117,05 117,05 110,90 117,05 112,93 Utmax 10,49 10,48 10,48 10,57 10,43 10,48 Umax% 4,9 4,8 4,8 5,7 4,3 4,8 Chế độ phụ tải cực tiểu 109,96 108,51 108,79 106,58 108,36 107,57 Uđcmin 120,96 119,36 119,67 117,24 119,19 118,33 n 7 8 8 9 8 8 Utcmin 121,15 119,1 119,1 117,05 119,1 119,1 Utmin 9,98 10,02 10,05 10,02 10,01 9,94 Umin% -0,2 0,2 0,5 0,2 0,1 -0,6 Chế độ sau sự cố 109,07 105,47 104,7 106,58 104,04 102,23 Uđcsc 114,26 110,49 109,69 111,66 108,99 107,09 n 10 12 13 12 13 14 Utcsc 115 111,91 108,86 110,90 108,86 106,8 Utsc 10,43 10,46 10,58 10,57 10,51 10,53 U1sc% 4,3 4,6 5,8 5,7 5,1 5,3 CHƯƠNG VII. CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN I. Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện Tổng các vốn đầu tư xây dựng mạng điện được xác đ?nh theo công thức K= Kd+Kt Trong đó: Vốn đầu tư xây dựng đường dây Kđ=154,85(109 đ) Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp (Kt). Trong mạng lưới của ta có tất cả 6 trạm biến áp. Trong đó có 1 trạm BA dung lượng 32MVA , 4 trạm dung lượng 25 MVA,mỗi trạm 2MBA.Riêng trạm 4 là ptai loại 3 chỉ có 1 máy 25MVA. Vậy tổng chi phí cho các trạm là: KT=19.1,3. 109+1,8.1,3.(22+5.19). 109=254,02(109 đ) Vậy tổng vốn đầu tư là: K= Kđ+Kt=(154,85+254,02). 109 =408,87(109đ ) II.Tính toán tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện gồm có công suất tổn thất trên đường dây và tổn thất công suất tác dụng trong trạm biến áp ở chế độ phụ tải cực đại Tổng tổn thất tác dụng trên các đường dây là: DPd == 0,906+1,236+1,211+1,141+0,483+1,819=6,796MW Tổng tổn thất cs trong các cuộn dây của máy biến áp là: DPb == 0,089+0,107+0,086+0,095+0,074+0,107=0,558(MW) Tổng tổn thất trong lõi thép các MBA được tính theo công thức sau: DP0 == 0,07+0,058+0,058+0,029+0,058+0,058=0,331(MW) Vậy tổng tổn thất cs tác dụng lên mạng điện là: DP =DPd + DPb + DPb =6,796+0,558+0,331=7,685MW Có SPpt =32+30+27+20+30+25=164MW Tổn thất công suất tính theo % của toàn bộ phụ tải trong mạng % =.100= III.Tổn thất điện năng của mạng Tổng tổn thất điện năng được xác định theo công thức: A= (Pd+Pn).+Po .t Trong đó: là thời gian tổn thất công suất lớn nhất = (0,124+Tmax.10-4)2.8760=3411(h) t là thời gian các MBA làm việc trong năm. Vì các MBA vận hành trong cả năm nên t=8760 h Do đó tổng tổn thất điện năng của mạng điện bằng: A= (6,796+0,588).3411+0,331.8760=28,086. 103 (MWh) Tổng tổn thất các hộ tiêu thụ nhận được trong năm là: A= = 164.5000=820. 103 (MWh) Tổn thất điện năng trong mạng tính theo % bằng: A%= .100= 3,43% IV.Chi phí và giá thành tải điện 1. Chi phí vận hành hàng năm Chi phí vận hành hàng năm của mạng điện được tính theo công thức Y= avhd.Kd+ avht.Kt+A.C Trong đó : avhd là hệ số vận hành đường dây (=0,04) avht là hệ số vận hành các thiết bị trong trạm biến áp (=0,1) C là giá thành một kWh điện năng tổn thất Vậy Y=0,04.154,85.109+0,1.254,02.109+28,086. 103 .500.103= 45,64.109đ 2.Chi phí tính toán hàng năm Chi phí quy đổi hằng năm của mạng điện: Z = atc.K + Y Trong đó atc: là hệ số định mức hiệu quả của các vốn đầu tư atc = 0,125 Ttc = 8 năm Z = 0,125.408,87.109 + 45,64.109 = 96,75.109 (đ) 3.Gía thành truyền tải điện năng (đ/kWh) 4.Gía thành xây dựng 1MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại ===2,49. đ/MW Kết quả tính toán các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của hệ thống điện thiết kế được tổng hợp theo bảng sau Các chỉ tiêu Đơn vị Gía trị 1.Tổng công suất khi phụ tải cực đại MW 164 2.Tổng chiều dài đường dây km 341,14 3.Tổng công suất các MBA hạ áp MVA 289 4.Tổng vốn đầu tư cho mạng điện đ 408,87.đ 5.Tổng vốn đầu tư về đường dây đ 154,85.đ 6.Tổng vốn đầu tư về các trạm biến áp đ 254,02.đ 7.Tổng điện năng do phụ tải tiêu thụ MWh 820.đ 8. % 7,228 9. % 12,258 10.Tổng tổn thất công suất MW 7,685 11. Tổng tổn thất công suất % 4,69% 12.Tổng tổn thất điện năng MWh 28086,384 13. Tổng tổn thất điện năng % 3,43 14.Chi phí vận hành hàng năm đ 45,64 15.Chi phí tính toán hàng năm đ 96,75 16.Gía thành truyền tải điện năng đ/kWh 55,66 17.Gía thành xây dựng 1MW csuất khi ptai cực đại đ/MW 2,49