Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kv và thiết kế mạng điện 110kv dùng phần mềm Powerworld Simulator

Chia sẻ: Nguyễn Thị Trúc Mai | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:131

Thêm vào BST

Báo xấu

871
lượt xem 270
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung luận văn chia 2 phần: phần 1 thiết kế trạm biến áp 220/110/22kv, trong phần này gồm có đồ thị phụ tải lựa chọn sơ đồ cấu trúc trạm biến áp và chọn phương án, chọn máy biến áp cho phương án đã chọn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kv và thiết kế mạng điện 110kv dùng phần mềm Powerworld Simulator

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN    LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22kV VÀ THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN 110kV DÙNG PHẦN MỀM POWERWORLD SIMULATOR GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG MINH TUẤN SVTH: NGUYỄN ĐINH THỊ KIM NGÂN LỚP: BK09HTĐ MSSV: 409BK043 Tp.HCM, Tháng 12/2013 Lời cảm ơn Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hoàng Minh Tuấn, nhờ sự tận tình hướng dẫn của thầy đã giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Em xin gửi lời biết ơn đến quý thầy cô trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM cũng như quý thầy cô khoa Điện – Điện Tử cùng quý thầy cô bộ môn Hệ Thống Điện đã tạo điều kiện để em hoàn thành khóa học và luận văn này. Xin cảm ơn tập thể lớp BK09 đã luôn ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt khóa học. Dù em đã rất cố gắng để hoàn thành tốt luận văn, nhưng không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến quý báu của quý thầy cô và các bạn. SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... TP. Hồ Chí Minh, ngày…... tháng …… năm 2013
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... TP. Hồ Chí Minh, ngày…... tháng …… năm 2013
Tóm tắt luận văn Nội dung luận văn gồm 2 phần: • Phần 1 là Thiết kế Trạm biến áp 220/110/22kV, trong phần này gồm có đồ thị phụ tải, lựa chọn sơ đồ cấu trúc trạm biến áp và chọn phương án, chọn máy biến áp cho phương án đã chọn, chọn sơ đồ nối điện cho trạm biến áp, tính toán tổn thất điện năng, tính toán dòng điện ngắn mạch, tính toán kinh tế và chọn phương án tốt nhất, chọn khí cụ điện và các phần dẫn điện, và kết thúc phần một là tự dùng trong trạm biến áp. • Phần 2 là Thiết kế mạng điện 110kV dùng phần mềm PowerWorld Simulator, trong phần này gồm có cân bằng công suất nguồn trong hệ thống điện và tính toán công suất nguồn, đưa ra các phương án về mặt kỹ thuật, so sánh phương án về kinh tế, sơ đồ nối dây chi tiết cho mạng điện và trạm biến áp, bù kinh tế trong mạng điện, tính toán cân bằng chính xác công suất kháng và tính toán phân bố thiết bị bù cưỡng bức, tính toán phân bố công suất trong mạng điện, điều chỉnh điện áp trong mạng điện, và cuối cùng là tổng kết các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện.
Danh sách hình vẽ  Phần 1: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV  SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ  SƠ ĐỒ MẶT BẰNG  SƠ ĐỒ MẶT CẮT  Phần 2: Thiết kế đường dây 110kV dùng phần mềm PowerWorld Simulator  SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP
MỤC LỤC Đề mục Trang bìa Nhiệm vụ luận văn Lời cảm ơn Nhận xét của giáo viên hướng dẫn Nhận xét của giáo viên phản biện Tóm tắt luận văn Danh sách hình vẽ
PHẦN MỘT THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22kV
Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Minh Tuấn CHƯƠNG 1 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI 1.1 SỐ LIỆU BAN ĐẦU Thiết kế trạm biến áp có 3 cấp điện áp 220/110/22 kV Hình 1.1 Thiết kế trạm biến áp có 3 cấp điện áp 220/110/22kV Phía 220 kV: Số đường dây đi từ Hệ Thống vào thanh góp 220 kV: 2 dài 100 km x0 = 0,4 (Ω/km) Công suất ngắn mạch Hệ Thống SNM = 8000 MVA. Không có phụ tải tại thanh góp 220 kV Phía 110 kV: Số phụ tải từ thanh góp 110 kV: 4 phụ tải, cosφ = 0,75, sinφ = 0,66 Phía 22 kV: Số phụ tải từ thanh góp 22 kV: 4 phụ tải, cosφ = 0,80, sinφ = 0,6 Tự dùng Std = 0,5 MVA, cosφ = 0,82, sinφ = 0,57 SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân Trang 9
Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Minh Tuấn 1.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CÁC CẤP ĐIỆN ÁP 1.2.1 Đồ thị phụ tải điện áp cấp 110 kV Hình 1.2 Đồ thị phụ tải cấp 110kV Bảng 1.1 Số liệu phụ tải cấp 110 kV Thời gian S (MVA) P (MW) P2 (MW) Q (MVA) 0–2 30 22,5 506,25 19,8 2–4 40 30 900 26,4 4–7 50 37,5 1406,25 33 7 – 10 60 45 2025 39,6 10 – 12 80 60 3600 52,8 12 – 15 60 45 2025 39,6 15 – 18 50 37,5 1406,25 33 18 – 21 70 52,5 2756,25 46,2 21 – 22 40 30 900 26,4 22 – 24 35 26,25 689,0625 23,1 Tổng 386,25 16214,0625 339,9  Thời gian sử dụng công suất cực đại:  Thời gian tổn thất công suất cực đại: 1.2.2 Đồ thị phụ tải điện áp cấp 22 kV Hình 1.3 Đồ thị phụ tải cấp 22 kV SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân Trang 10
Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Minh Tuấn Bảng 1.2 Số liệu phụ tải cấp 22 kV Thời gian S (MVA) Std (MVA) Stổng P (MW) P2 (MW) Q (MVA) 0–7 20 0,5 20,5 16,4 268,96 12,3 7 – 10 30 0,5 30,5 24,4 595,36 18,3 10 – 13 40 0,5 40,5 32,4 1049,76 24,3 13 – 16 30 0,5 30,5 24,4 595,36 18,3 16 – 19 25 0,5 25,5 20,4 416,16 15,3 19 – 21 40 0,5 40,5 32,4 1049,76 24,3 21 – 24 20 0,5 20,5 16,4 268,96 12,3 Tổng 166,8 4244,32 125,1  Thời gian sử dụng công suất cực đại:  Thời gian tổn thất công suất cực đại: SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân Trang 11
Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Minh Tuấn 1.2.3 Đồ thị phụ tải điện áp cấp 220 kV Hình 1.4 Đồ thị phụ tải cấp 220 kV SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân Trang 12
Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Minh Tuấn Bảng 1.3 Số liệu phụ tải cấp 220 kV Thời S110 kV S22 kV Ptd Qtd Ptổng Qtổng Stổng gian (MVA) (MVA) (MW) (MVar) (MW) (Mvar) (MVA) 22,5 + 0–2 16 + j12 0,41 0,285 38,91 32,085 50,43 j19,8 2–4 30 +j26,4 16 + j12 0,41 0,285 46,41 38,685 60,42 4–7 37,5 +j33 16 + j12 0,41 0,285 53,91 45,285 70,41 45 + 7 – 10 24 + j18 0,41 0,285 69,41 57,885 90,38 j39,6 60 + 10 – 12 32 + j24 0,41 0,285 92,41 77,085 120,34 j52,8 45 + 12 – 13 32 + j24 0,41 0,285 77,41 63,885 100,37 j39,6 45 + 13 – 15 24 + j18 0,41 0,285 69,41 57,885 90,38 j39,6 37,5 + 15 – 16 24 + j18 0,41 0,285 61,91 51,285 80,39 j33 37,5 + 16 – 18 20 + j15 0,41 0,285 57,91 48,285 75,40 j33 52,5 + 18 – 19 20 + j15 0,41 0,285 72,91 61,485 95,37 j46,2 52,5 + 19 – 21 32 + j24 0,41 0,285 84,91 70,485 110,35 j46,2 30 + 21 – 22 16 + j12 0,41 0,285 46,41 38,685 60,42 j26,4 26,25 22 – 24 16 + j12 0,41 0,285 42,66 35,385 55,43 +j23,1 Tổng 814,58 678,41 1060,09  Thời gian sử dụng công suất cực đại:  Thời gian tổn thất công suất cực đại: SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân Trang 13
Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Minh Tuấn 1.3 BẢNG TỔNG KẾT Cấp điện áp 220 kV 110 kV 22 kV 5902,05 5840 6011,55 4244,95 4171,95 4434,75 CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải và hệ thống điện. 2.1 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN CỦA TRẠM BIẾN ÁP 2.1.1 Phương án 1: Qua MBA hai cuộn dây giảm dần từ điện áp cao xuống. Hình 2.1 Sơ đồ nối điện phương án 1 Phương án này được sử dụng khi: - Khi phụ tải ở các cấp điện áp thấp bé hơn phụ tải ở cấp điện áp cao: - Khi không có MBA ba cuộn dây thích hợp.  Ưu điểm: Đảm bảo cung cấp điện liên tục. SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân Trang 14
Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Minh Tuấn  Nhược điểm: MBA cấp một phải tải cả công suất ở các cấp nối tiếp, do đó phải chọn công suất lớn, tổn hao có thể lớn. SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân Trang 15
Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Minh Tuấn 2.1.2 Phương án 2: Sử dụng MBA từ ngẫu Hình 2.2 Sơ đồ nối điện phương án 2 Phương án này được sử dụng khi:  Ưu điểm: - Số lượng MBA ít (2 MBA), chiếm ít diện tích xây lắp. - Giá thành thấp. - Tổn hao trong MBA nhỏ vì không qua hai lần biến áp.  Nhược điểm: - MBA từ ngẫu chỉ chế tạo với điện áp . - MBA từ ngẫu chỉ sử dụng khi điện áp cao và trung tính có nối đất. 2.1.3 Phương án 3: Sử dụng MBA ba cuộn dây HT 220 kV 22 kV 110 kV Hình 2.3 Sơ đồ nối điện phương án 3 SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân Trang 16
Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Minh Tuấn Phương án này được sử dụng khi:  Ưu điểm: - Số lượng MBA chỉ có hai. - Tổn hao trong MBA nhỏ vì không qua hai lần biến áp.  Nhược điểm: - MBA ba cuộn dây chỉ chế tạo với điện áp . - Giá thành cao hơn so với MBA từ ngẫu. - Khi công suất lớn, kích thước và trọng lượng MBA lớn nên gặp khó khăn khi chuyên chở, xây lắp. 2.1.4 Phương án 4: Sử dụng MBA hai cuộn dây tách riêng hai cấp điện áp Hình 2.4 Sơ đồ nối điện phương án 4 Phương án này được sử dụng khi: - Phụ tải ở và chệnh lệch nhau nhiều mà không thể dùng các phương án trên.  Ưu điểm: - Độ tin cậy cao, hai hệ thống trung áp và hạ áp độc lập nhau, đảm bảo cung cấp điện liên tục.  Nhược điểm: - Số lượng MBA nhiều nên chiếm nhiều diện tích. - Chênh lệch điện áp giữa và quá lớn. SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân Trang 17
Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Minh Tuấn 2.2 LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN Từ những phân tích như trên có thể chia làm 2 nhóm phương án có số l ượng MBA và sơ đ ồ cấu trúc tương tự nhau:  Nhóm 1 (gồm các phương án: 1, 4): phương án 1 được chọn vì có tính khả thi nhất trong các phương án.  Nhóm 2 (gồm các phương án: 2, 3): phương án 2 được chọn vì khắc phục được các khuyết điểm của phương án 3. ⇒ Phương án 1 và phương án 2 được chọn để tính toán trong các chương tiếp theo. SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân Trang 18
Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Minh Tuấn CHƯƠNG 3 CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 3.1 PHƯƠNG ÁN 1: Sử dụng 2 MBA 220/110 kV và 2 MBA 110/22 kV 3.1.1 Cấp 220/110 kV - Chọn máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố. - Từ đồ thị phụ tải ta có: Smax = 120,34 MVA - Chọn 2 máy biến áp 220/110 kV theo điều kiện 1 một máy biến áp nghỉ, máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố có khả năng cung cấp đủ Smax = 120,34 MVA - Xem như máy biến áp đặt ngoài trời có  Chọn máy biến áp có SđmB = 90 MVA  Kiểm tra lại điều kiện quá tải: Hình 3.1 Đồ thị phụ tải cấp điện áp 220/110kV Từ đồ thị phụ tải hàng ngày của cấp điện áp 220 kV ứng với MBA có SđmB = 90 MVA thời gian quá tải là 11 giờ lớn hơn 6 giờ do đó MBA 90 MVA không cho phép. Vậy chọn lại MBA có công suất lớn hơn là SđmB = 100 MVA khi đó có 2 vùng quá tải không liên tục. Bảng 3.1 Bảng tính hệ số các phụ tải Vùng (giờ) 0 -2 50,43 0,50 0,25 2 0,50 2-4 60,42 0,60 0,36 2 0,72 4-7 70,41 0,70 0,49 3 1,47 7-10 90,38 0,90 0,81 3 2,43 10-12 120,34 1,20 1,44 2 2,88 12-13 100,38 1 1 1 1 13-15 90,38 0,90 0,81 2 1,62 15-16 80,39 0,80 0,64 1 0,64 SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân Trang 19
Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Minh Tuấn 16-18 75,40 0,75 0,56 2 1,12 18-19 95,37 0,95 0,90 1 0,90 19-21 110,35 1,10 1,21 2 2,42 21-22 60,42 0,60 0,36 1 0,36 22-24 55,43 0,55 0,30 2 0,60 Có 2 vùng không liên tục có K > 1, xác định vùng có cực đại: - Vùng từ 10h đến 13h: - Vùng từ 19h đến 21h: ⇒ Vùng từ 10h đến 13h có cực đại. ⇒ ⇒ ⇒ Vậy máy biến áp có SđmB = 100 MVA thỏa mãn các điều kiện quá tải sự cố. Bảng 3.2 Thông số của máy biến áp đã chọn (tra bảng trang 241 sách Thiết kế NMĐ & TBA của thầy Huỳnh Nhơn). U (kV) Cao Hạ 100 230 115 12 0,35 44 310 3.1.2 Cấp 110/22 kV - Chọn máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố. - Từ đồ thị phụ tải ta có: Smax = 40,5 MVA - Chọn 2 máy biến áp 110/22 kV theo điều kiện 1 một máy biến áp nghỉ, máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố có khả năng cung cấp đủ Smax = 40,5 MVA - Xem như máy biến áp đặt ngoài trời có  Chọn máy biến áp có SđmB = 30 MVA SVTH: Nguyễn Đinh Thị Kim Ngân Trang 20