Quy hoạch cải tạo hệ thống P3

Chia sẻ: Tan Lang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

188
lượt xem 73
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện CHƯƠNG III ĐÁNH GIÁ LƯỚI ĐIỆN HIỆN TRẠNG Hệ thống lưới điện của Thành Phố Thái Bình đang dần xuống cấp tình trạng quá tải của đường dây và trạm biến áp đang diễn ra ở nhiều địa phương, tổn thất điện năng và tổn thất điện áp còn cao. Đứng trước tình hình đó đòi hỏi phải có sự cải tạo lưới điện đáp ứng với nền kinh tế đang tăng trưởng quá nhanh nhu cầu điện năng hàng năm tăng (6 ÷ 20%) đồng thời hạn chế tổn thất điện...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Quy hoạch cải tạo hệ thống P3

Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện CHƯƠNG III ĐÁNH GIÁ LƯỚI ĐIỆN HIỆN TRẠNG Hệ thống lưới điện của Thành Phố Thái Bình đang dần xuống cấp tình trạng quá tải của đường dây và trạm biến áp đang diễn ra ở nhiều địa phương, tổn thất điện năng và tổn thất điện áp còn cao. Đứng trước tình hình đó đòi hỏi phải có sự cải tạo lưới điện đáp ứng với nền kinh tế đang tăng trưởng quá nhanh nhu cầu điện năng hàng năm tăng (6 ÷ 20%) đồng thời hạn chế tổn thất điện năng và tổn thất điện áp ở mức cho phép và đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác. Để làm được việc này cần đánh giá đầy đủ lưới trung áp và nguồn điện. 3.1.ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NGUỒN ĐIỆN VÀ LƯỚI TRUNG ÁP 3.1.1.NGUỒN ĐIỆN Các lộ cấp điện cho phụ tải nằm trên địa bàn thành phố nhận điện từ trạm 110 kV Thành Phố trạm này thường rơi vào tình trạng đầy tải vào thời điểm cuối năm. Hiện nay điện lực thành phố đã có nhiều cải tạo và nâng cấp nên trạm vận hành khá ổn định nhưng do sự tăng cao của nhu cầu điện năng thương phẩm nên đòi hỏi cần xây dựng mới một số trạm biến áp để bổ sung và hỗ trợ cho trạm hiện có. 3.1.2.LƯỚI ĐIỆN Lưới điện trung áp trên địa bàn thành phố chủ yếu là lưới 35 và 10 kV nhận điện từ trạm 110 kV thành phố và 2 trạm trung gian 35/10 kV.Năm 2006 sự cố đường dây thoáng qua là 39 vụ sự cố vĩnh cửu 8 vụ, sự cố thiết bị 4 vụ. Do công tác quản lý kỹ thuật vận hành và các biện pháp về đầu tư nâng cấp lưới của điện lực thành phố nên lưới điện vận hành tương đối ổn định giảm đáng kể sự cố đường dây và sự cố thiết bị. 3.2.ĐÁNH GIÁ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA LƯỚI ĐIỆN 3.2.1.GIỚI THIỆU CHUNG Khi thiết kế cũng như vận hành lưới điện, viêc tính toán các chỉ tiêu tổn thất công suất, tổn thất điện năng,tổn thất điện áp là một việc làm vô cùng quan trọng và cần thiết là căn cứ đánh giá chất lượng điện năng và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác. Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 21 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện 3.2.2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.2.2.1.Sơ đồ thay thế và các thông số tính toán Thành lập sơ đồ thay thế của một lưới điện bất kỳ gồm có: Lựa chọn sơ đồ thay thế cho mỗi phần tử của lưới và tính các thông số của chúng,sau đó lắp sơ đồ thay thế của từng phần tử theo đúng trình tự mà các phần tử đó được nối với nhau trong lưới và quy đổi tất cả các thông số của sơ đồ thay thế về cung một cấp điện áp. a.Sơ đồ thay thế của đường dây Các thông số điện trở tác dụng,cảm kháng, điện dẫn tác dụng, điện dẫn phản kháng phân bố đều dọc chiều daì đường dây. Tính toán mức độ ảnh hưởng của chúng là khá phức tạp và chỉ thực sự cần thiết trong khi tính chế độ xác lập của đường dây siêu cao áp. Trong tính toán người ta sử dụng sơ đồ thay thế với các thông số tập trung để thuận tiện cho việc tính toán với sai số chấp nhận được. Đối với lưới trung áp có cấp điện áp ≤ 35 kV nên sơ đồ thay thế chỉ gồm có điện trở và điện kháng. Hình.3.1.Sơ đồ thay thế của đường dây R X Các tham số R và X được xác định thông qua tiết diện và chiều dài đường dây theo công thức: R = r0 .L X = x0 .L Với r0 , x0 : Được tra trong sổ tay kỹ thuật. Điện trở tác dụng của một km đường dây (điện trở đơn vị) r0 tra trong các bảng ứng với nhiệt độ tiêu chuẩn 20 0 C khi dùng ở nhiệt độ khác thì giá trị điện trở thay đổi nhưng để đơn giản trong tính toán người ta giá trị điện trở trên. Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 22 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện Điện kháng x0 tương xứng với khoảng cách trung bình hình học(D tb )giữa 3 các dây dẫn và được tra theo bảng x0 = f(F,D tb ) với D tb = D12 .D 23 .D13 Trong đó Dij :khoảng cách giữa các pha. b.Sơ đồ thay thế của máy biến áp. Trong lưới phân phối trung áp loại máy biến áp sử dụng là loại 3 pha 2 dây quấn và có thể biểu diễn bằng sơ đồ thay thế hình Γ . Hình.3.2.Sơ đồ thay thế máy biến áp 2 cuộn dây R B X B G B BB Nhánh nối tiếp hay nhánh dọc gồm điện trở Rb và điện kháng X b của máy biến áp .Các trở kháng này bằng tổng các điện trở tác dụng và điện kháng tương ứng của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp quy đổi về cuộn dây sơ cấp. Nhánh song song hay là nhánh ngang bao gồm điện dẫn tác dụng G b và điện dẫn phản kháng B b của máy biến áp. Điện dẫn tác dụng tương ứng tổn thất công suất tác dụng do dòng điện từ hoá gây ra. Điện dẫn phản kháng được xác định bằng từ thông hỗ cảm trong các cuộn dây của máy biến áp. Trong khi phân tích chế độ của các mạng có điện áp ≤ 220kV các máy biến áp 2 cuộn dây được biểu diễn bằng sơ đồ thay thế đơn giản hơn : Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 23 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện RB XB S0 = P0 + j Q0 Trong sơ đồ này nhánh song song được biểu diễn bằng tổn thất công suất trong lõi thép của máy biến áp hay là tổn thất không tải. Δ S 0 =Δ P0 +jΔ Q0 Đối với mỗi một máy biến áp nhà chế tạo cho các thông số : - S dd : công suất danh định của máy biến áp. - U cdd , U hdd :Điện áp danh định của cuộn dây cao áp và hạ áp. - Δ P0 : Tổn thất công suất tác dụng khi không tải. - Δ Pn : Tổn thất công suất ngắn mạch. - I0 : Dòng điện không tải tính theo phần trăm dòng điện danh định. - U n : Điện áp ngắn mạch tính theo phần trăm điện áp danh định của cuộn dây cao áp. Tổng trở của máy biến áp Rb và X b được xác định theo kết quả ngắn mạch. ΔPn .U 2 .10−3 U n %.U 2 cdd Rb = cdd ( Ω) Xb = ( Ω) S2dd 100.S dd Tổng dẫn ngang được xác định bằng các kết quả thí nghiệm không tải: ΔP0 I 0 %.S dd Gb = (S) Bb = (S) U2 cdd 100.U 2cdd Khi điện áp giữ cố định có thể sử dụng sơ đồ thay thế máy biến áp 2 cuộn dây như sau: Hình.3.3.Sơ đồ thay thế MBA 2 cuộn dây khi U = const. Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 24 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện R B X B S0= P0+ j Q 0 Trong đó : - Δ S 0 : Đặc trưng cho tổn thất không tải hay tổn thất trong lõi thép của máy biến áp. I0 %.S dd Với: Δ Q0 = 100 c.Phụ tải Phụ tải được xác định thông qua công suất danh định của trạm và hệ số mang tải.Từ các giá trị công suất đo được trong năm có thể dễ dàng tìm ra giá trị phụ tải lớn nhất và hệ số mang tải được biểu diễn theo công thức : S max kT = S dd - S max : Công suất tải cực đại - S dd : Công suất danh định của trạm d.Thời gian tổn thất công suất cực đại τ = f( Tmax ,cosϕ) tra trong các sổ tay kỹ thuật hoặc tính gần đúng theo biểu thức sau: τ = (0.124+ 10−4 . Tmax ) 2 .8760 (h). 3.2.2.2.Phương pháp tính tổn thất công suất,tổn thất điện áp và tổn thất điện năng. 1.Tổn thất công suất,điện áp và điện năng trên đường dây. a.Tổn thất công suất trên đường dây. Xét đường dây có 1 phụ tải,giả thiết biết công suất của phụ tải và điện áp cuối đường dây,chiều dài tiết diện dây dẫn,biết thời gian sử dụng công suất lớn nhất của phụ tải. Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 25 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện Các giá trị R,X dễ dàng tính toán được thông qua chiều dài và tiết diện dây dẫn như đã nêu ở trên. Tổn thất công suất tác dụng và công suất phản kháng được xác định như sau : P 2 + Q2 P2 + Q2 ΔP = 2 .R.10−3 (kW) ΔQ = 2 .X.10 −3 (kVAr) U dd U dd - P(kW),Q(kVAr): Công suất tác dụng và công suất phản kháng của phụ tải. - R( Ω) ,X( Ω) : Điện trở tác dụng và điện kháng cuả đường dây. - U dd : Điện áp danh định của lưới. b.Tổn thất điện năng trên đường dây. Đây chính là phần năng lượng bị mất đi trong quá trình truyền tải. Tổn thất điện năng chia làm 2 phần: - Tổn thất kỹ thuật. - Tổn thất thương mại. Trong trường hợp này ta quan tâm đến tổn thất kỹ thuật Tổn thất điện năng trong thời gian t khi phụ tải không thay đổi : Δ A = Δ P .t Xác định ΔA theo công thức này là rất phức tạp vì trong thực tế phụ tải luôn biến đổi theo thời gian. Một trong những phương pháp đơn giản được sử dụng phổ biến tính tổn thất điện năng theo thời gian sử dụng phụ tải lớn nhất. Nếu như hộ tiêu thụ luôn làm việc với phụ tải lớn nhất thì sau thời gian Tmax hộ sẽ tiêu thụ lượng điện năng bằng với lượng điện năng hộ tiêu thụ thực tế trong năm. Từ Tmax có thể dẫn tới khái niệm thời gian tổn thất (τ). Khi hộ tiêu thụ luôn làm việc với công suất lớn nhất tổn thất điện năng trên đường dây do hộ tiêu thụ gây ra đúng bằng tổn thất điện năng thực tế trong năm: ΔA = ΔPmax .τ S2 P2 + Q2 ΔPmax = max R = max 2 max .R U2 U P max ,Q max : Công suất tác dụng và phản kháng lớn nhất của phụ tải Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 26 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện Tổn thất điện năng trong mạng bằng tổng tổn thất điện năng trên các nhánh đường dây. n ΔA = ∑ ΔA i =1 i Với n Số nhánh đường dây. c.Tổn thất điện áp trên đường dây. Tổn thất điện áp trên đường dây xác định theo công thức : P.R + Q.X ΔU = .10 −3 (kV) U dd P.R + Q.X −3 ΔU% = .10 . 100% U 2 dd 2.Tổn thất công suất,điện áp và điện năng trong máy biến áp. a.Tổn thất công suất trong máy biến áp Tổn thất không tải: Δ S 0 =Δ P0 +jΔ Q0 Tổn thất công suất tác dụng của máy biến áp khi có tải S pt : 2 ⎛ S pt ⎞ ΔPB =Δ P0 + ΔPn . ⎜ ⎜ S ⎟ (kW) ⎟ ⎝ max ⎠ Tổn thất công suất phản kháng của máy biến áp khi có tải S pt : 2 ⎛ S pt ⎞ ΔQ B =Δ Q0 + ΔQ n . ⎜ ⎜ S ⎟ (kVAr) ⎟ ⎝ max ⎠ Trong đó : -Tổn thất công suất phản kháng của máy biến áp khi không tải : I 0 %.S dd Δ Q0 = (kVAr) 100 Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 27 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện -Tổn thất công suất phản kháng của máy biến áp khi ngắn mạch : U n %.S dd ΔQ n = (kVAr) 100 b.Tổn thất điện năng trong máy biến áp ⎛S ⎞2 ΔA B = ΔP0 .t + ΔPn .⎜ max ⎜S ⎟. τ (kWh) ⎟ ⎝ dd ⎠ Trong trạm có n máy biến áp làm việc song song ,các loại tổn thất được tính theo công thức : 2 ΔP ⎛ S ⎞ ΔPB =n.Δ P0 + n . ⎜ pt ⎟ (kW) ⎜S ⎟ n ⎝ max ⎠ 2 ΔQ n ⎛ S ⎞ ΔQ B =n.Δ Q0 + . ⎜ pt ⎟ (kVAr) ⎜S ⎟ n ⎝ max ⎠ ΔPn ⎛ Smax ⎞2 ΔA B = n. ΔP0 .t + .⎜ ⎟ . τ (kWh) n ⎝ Sdd ⎠ b.Tổn thất điện áp trong máy biến áp - Khi R,X quy đổi về phía điện áp cao: P ' .R + Q ' .X ΔU = Uc - Khi R,X quy đổi về phía điện áp thấp: P '' .R + Q '' .X ΔU = Uh Tính toán tổn thất điện áp trong máy biến áp chỉ được thực hiện ở lưới phân phối có 2 cấp trung áp. 3.Tổn thất trong hệ thống cung cấp điện. Trong hệ thống cung cấp tổn thất chủ yếu là trên đường dây và trong máy biến áp ,còn trong các phần tử khác tổn thất không đáng kể nên khi tính toán có thể bỏ qua . 3.2.2.3. Số liệu tính toán. - Các số liệu về số lượng,chủng loại máy biến áp,công suất phụ tải lấy từ hồ sơ kỹ thuật của điện lực thành phố thái bình. Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 28 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện - Giá trị điện trở, điện kháng của cáp và đường dây trên không tra trong giáo trình Mạng Lưới Điện của Nguyễn Văn Đạm. - Thông số kỹ thuật của máy biến áp tra trong giáo trình : Hướng Dẫn Thiết Kế NMĐvà TBA của Nguyễn Hữu Khái. - Trong quá trình tính toán ta lấy Tmax = 3500 khi đó ta tính được: τ = (0,124+ 10−4 . Tmax ) 2 .8760 =(0,124+ 10−4 .3500) 2 .8760=1968,16(h). 3.2.3.PHẦN TÍNH TOÁN. 3.2.3.1.Lưới trung áp Xét ví dụ tuyến 973 trạm 35/10 kV TPI a.Sơ đồ nguyên lý( hình.3.4). b.Sơ đồ thay thế(hình.3.5). Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 29 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện c.Tính dòng công suất chạy trên các phần tử. Việc tính toán chế độ của mạng được tiến hành theo điện áp danh định của mạng:U=U dd =10kV. Tính toán tổn thất công suất trong máy biến áp: Áp dụng công thức tính toán: P pti =K ti .S ddBi .cos ϕ Q pti =K ti .S ddBi .sin ϕ S ddBi ΔS Bi = ΔPBi + j. ΔQ Bi =n( ΔP0i + ΔPni .K 2 ) +j.n. ti .(I 0 % + U n %. K 2 ) ti 100 ΔA Bi =n.( ΔP0i .t + ΔPni . K 2 . τ ) ti Xét cụ thể trạm Lạc đạo1 có thông số như sau: S ddB = 320kVA; Kt = 0,85;cos ϕ =0,85; sin ϕ =0,53;n=1 ΔPn =6,2 kW; ΔP0 = 1,9 kW; I 0 % = 4,5%; U n % = 5,5% Ta tính được : P pt = K t .S ddB .cos ϕ =0,85.320.0,85=231,2 kW Q pt = K t .S ddB .sin ϕ =0,85.320.0,53=144,16 kVAr ΔPB = n( ΔP0 + ΔPn .K 2 ) = 1,9 + 6,2.0,85 2 = 6,38 kW t S ddB 320 ΔQ B = n. .(I 0 % + U n %. K 2 ) = t .(4,5 + 5,5. 0.85 2 ) = 27,116 kVAr 100 100 ΔS B = ΔPB + j. ΔQ B = 6,38 + j.27,116 kVA τ = (0.124+ 10−4 . Tmax ) 2 .8760 =(0.124+ 10−4 .3500) 2 .8760=1968,16 h ΔA B = n.( ΔP0 .t + ΔPn . K 2 . τ ) = 1,9.8760 + 6,2.0,85 2 .1968,16 = 16644 kWh t Tính toán tương tự cho các trạm còn lại trong tuyến ta có : Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 30 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện Bảng 3.1. Thông số vận hành của các phụ tải và máy biến áp Tuyến 973 trạm 35/10 TP I : TT Tên trạm S dd Kt T max cos ϕ P pt ΔPB Q B Q pt ΔA B (kVA) (h) (kw) (kVAr) (kw) (kVAr) (kWh) 1 Chùa ngàn 180 0.6 3500 0.85 91.8 57.24 2.676 16.164 10512 2 Tr.C.trị 100 0.65 3500 0.85 55.25 34.45 1.744 9.824 6394.8 3 T.Lãm 400 0.7 3500 0.85 238 148.4 3.658 28.82 7358.4 4 B.Điện TL 160 0.75 3500 0.85 102 63.6 2.159 15.25 4380 5 Lạc đạo2 320 0.85 3500 0.85 231.2 144.16 6.380 27.116 16644 6 Thái học 250 0.55 3500 0.85 116.87 72.875 1.880 20.903 5606.4 7 Xóm Q.Trung 180 0.6 3500 0.85 91.8 57.24 2.676 14.364 10512 8 Chợ đậu 560 0.7 3500 0.85 333.2 207.76 7.106 40.292 21900 9 Xóm 5 V.Chính 250 0.8 3500 0.85 170 106 3.264 24.7 5606.4 10 Trại rau 320 0.85 3500 0.85 231.2 144.16 6.380 27.116 16644 11 Vũ Chính 180 0.65 3500 0.85 99.45 62.01 2.932 14.983 10512 12 Xóm 11V.Chính 250 0.7 3500 0.85 148.75 92.75 2.649 23.012 5606.4 13 Tống vũ 160 0.6 3500 0.85 81.6 50.88 1.562 13.792 4380 Tính các dòng công suất , tổn thất công suất , tổn thất điện áp trên đường dây Tính cụ thể cho các nút: S ''D12 = S pt131 + ΔS B131 + S pt132 + ΔS B132 = 231,2 + j.144,16 + 6,38 + j.27,116 +102 + j.63,6 +2,16 + j.15,25 = 341,74 + j.120,126 kVA P122 + Q 12 '' '' 2 341,74 2 + 120,126 2 ΔS d12 = '' 2 (R d12 + j.X d12 ) = 2 .(0,204 + j.0,105).10 −3 U dd 10 = 0,032+j.0,016 kVA S 'D12 = S ''D12 + ΔS d12 = 341,74 + j.120,126 + 0,032 + j.0,016 = 341,772 + j.120,146 kVA S ''D11 = S pt121 + ΔS B121 + S pt122 + ΔS B122 +S 'D12 = 238+.148,4+3,658+j.28,82+116,875+j.72,875+1,880+j.20,903 +341,772+j.120,146= 702,207+j.291,138 kVA P112 + Q11 '' '' 2 702,207 2 + 291,138 2 ΔS d11 = (R d11 + j.X d11 ) = .(0,204+j.0,105) U 'dd '2 10 2 = 1,179+j.0,607 kVA Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 31 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện S 'D11 = S ''D11 + ΔS d11 =702,207 +j.291,138+1,179+j.0,607=703,386+j.291,745 kVA S ''D10 = S pt11 + ΔS B11 + S 'D11 = 703,386+j291,745+55,25+j.34,45+1,744+j.9,824 = 760,38+j.336,019 kVA P102 + Q10 '' '' 2 760,38 2 + 336,019 2 ΔS d10 = (R d10 + j.X d10 ) = .(0,136+j.0,07) U 'dd '2 10 2 = 0,161+j.0,083 kVA S 'D10 = S 'D10 + ΔS d10 =760,38+j.336,019+0,161+j.0,083=760,541+j.336,102 kVA ' S 'D 21 = S pt10 + ΔS B10 + S 'D10 =760,541+j.336,102+91,9+j.57,24+2,676+j.16,164 ' = 855,017+j.409,506 kVA P21 + Q '21 '' 2 '2 855,017 2 + 409,506 2 ΔS d 21 = (R d 21 + j.X d 21 ) = .(0,136+j.0,07) U 'dd '2 10 2 = 1,222+j.0,629 kVA S 'D 21 = S 'D 21 + ΔS d 21 =855,017+j.409,506+1,222+j.0,629 ' =856,239+j.410,135 kVA S 'D8 = S pt 9 + ΔS B 9 = 81,6+j.50,88+1,562+j.13,792=83,162+j.64,672 kVA ' P8''2 + Q 8'2 ' 83,162 2 + 64,672 2 ΔS d8 = (R d 8 + j.X d 8 )= .(0,544+j.0,28) U 'dd '2 10 2 = 0,06+j.0,031 kVA S 'D8 =S 'D8 + ΔS d8 =83,162+j.64,672+0,06+j.0,031= 83,222+j.64,703 kVA ' S 'D 7 = S pt8 + ΔS B8 + S 'D8 =83,222+j.64,703+148,75+j.92,75+2,649+j.23,013 ' =234,621+j.180,466 kVA P7''2 + Q '72 ' 234,6212 + 180,46 2 ΔS d 7 = (R d 7 + j.X d 7 )= .(0,317+j0,412) U 'dd '2 10 2 =0,278+j.0,361 kVA S 'D 7 =S 'D 7 + ΔS d 7 =234,621+j.180,466+0,278+j.0,361=234,899+j.180,827 kVA ' '' S D6 = S pt 7 + ΔS B 7 + S 'D 7 =234,899+j.180,827+99,45+j.62,01+2,432+j.14,983 = 336,781+j.257,820 kVA Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 32 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện P6''2 + Q '6'2 336,7812 + 257,820 2 ΔS d 6 = (R d 6 + j.X d 6 )= .(0,106+j.0,137) U 'dd '2 10 2 = 0,191+j.0,246 kVA S 'D 6 =S 'D 6 + ΔS d 6 =336,781+j.257,820+0,191+j.0,246 ' = 336,972+j.258,066 kVA '' S D5 = S pt 6 + ΔS B 6 + S 'D 6 = 336,972+j.258,066 +231,2+j.144,16+6,379+j.27,166 =574,551+j.429,392 kVA P5''2 + Q '52 ' 574,5512 + 429,392 2 ΔS d 5 = (R d 5 + j.X d 5 )= .(0,079+j.0,103) U 'dd '2 10 2 = 0,406+j.0,530 kVA S 'D 5 =S 'D 5 + ΔS d 5 =574,551+j.429,392+0,406+j.0,530=574.957+j.429,922 kVA ' '' S D4 = S pt 5 + ΔS B 5 + S 'D 5 =170+j.106+3,264+j.24,7+574.957+j.429,922 =748,222+j.560,622 kVA P4''2 + Q '42 ' 748,222 2 + 560,622 2 ΔS d 4 = (R d 4 + j.X d 4 )= .(0,158+j.0,206) U 'dd '2 10 2 = 1,311+j.1,801 kVA S 'D 4 =S 'D 4 + ΔS d 4 =748,222+j.560,622+1,311+j.1,801=749,602+j.562,423 kVA ' '' S D3 = S pt 4 + ΔS B 4 + S 'D 4 = 749,602+j.562,423+333,2+j.207,76+7,106+j.40,292 = 1089,908 + j.810,475 kVA P3''2 + Q 3 1089,9082 + 810,4752 '' 2 ΔS d 3 = (R d 3 + j.X d 3 )= .(0,106+j.0,137) U 'dd '2 10 2 1,955+j.2,527 kVA S 'D 3 =S 'D 3 + ΔS d 3 =1089,908 + j.810,475 +1,955+j.2,527=1091,,015+j.813,002 kVA ' '' S D22 = S pt 3 + ΔS B 3 + S 'D 3 =1091,,015+j.813,002+91,8+j.57,24+2,676+j.14,364 =1185,491+j.884,606 kVA PD222 + Q D 22 1185,4912 + 884,606 2 '' '' 2 ΔS d 22 = (R d 22 + j.X d 22 )= .(0,158+j.0,206) U 'dd '2 10 2 Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 33 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện =3,457+j.4,507 kVA S 'D 22 =S 'D 22 + ΔS d 22 =1185,491+j.884,606+3,457+j.4,507=1189,948+j.889,113 kVA ' S 'D 2 =S 'D 22 + S 'D 21 =856,239+j.410,135+1189,948+j.889,113 ' = 2045,188+J.1299,265 kVA P '' 2 + Q 2045,1882 + 1299,2652 '' 2 Δ S d 2 = D 2 '' 2 D 2 (R d 2 + j.X d 2 )= .(0,238+j0,309) U dd 10 2 = 13,973+j.18,141 kVA S 'D 2 =S 'D 2 + ΔS d 2 =2045,188+J.1299,265+13,973+j.18,141 ' =2059,153+j.1317,406 kVA S 'D1 = S 'D 2 ' P '' 2 + Q 2059,1532 + 1317,406 2 '' 2 ΔS d1 = D1 '' 2 D1 (R d1 + j.X d1 )= .(0,013+j.0,0081) U dd 10 2 = 0,777+j.0,484 kVA S 'D1 =S 'D1 + ΔS d1 =2059,153+j.1317,406+0,777+j.0,484=2059,706+j.1317,751 kVA ' Tổn thất điện áp trên đường dây: -Xét đoạn 12-13: PD12 .R d12 + Q 'D12 .X d12 ' 314,772.0,204 + 120,146.0,105 ΔU 12 % = 2 .10 −3.100 = 2 .10 −3.100 U dd 10 = 0.082% -Xét đoạn 11-12: PD11 .R d11 + Q 'D11 .X d11 ' 703,386.0,204 + 291,745.0,105 ΔU 11 % = 2 .10 −3.100 = .10 −3.100 U dd 10 2 = 0,174% -Xét đoạn 10-11: PD10 .R d10 + Q 'D10 .X d10 ' 760,541.0,136 + 336,102.0,07 ΔU 10 % = 2 .10 −3.100 = 2 .10 −3.100 U dd 10 = 0,127% -Xét đoạn 21-10: Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 34 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện PD 21 .R d 21 + Q 'D 21 .X d 21 ' 856,239.0,204 + 410,135.0,105 ΔU 21 % = 2 .10 −3.100 = 2 .10 −3.100 U dd 10 = 0,218% -Xét đoạn 8-9: PD 8 .R d 8 + Q 'D 8 .X d 8 ' 83,222.0,544 + 64,703.0,28 ΔU 8 % = 2 .10 −3.100 = .10 −3.100 U dd 10 2 = 0,063% -Xét đoạn 7-8: PD 7 .R d 7 + Q 'D 7 .X d 7 ' 234,889.0,317 + 180,466.0,412 ΔU 7 % = 2 .10 −3.100 = 2 .10 −3.100 U dd 10 = 0,149% -Xét đoạn 6-7: PD 6 .R d 6 + Q 'D 6 .X d 6 ' 336,972.0,106 + 258,066.0,137 ΔU 6 % = 2 .10 −3.100 = .10 −3.100 U dd 10 2 = 0,055% -Xét đoạn 5-6: PD 5 .R d 5 + Q 'D 5 .X d 5 ' 574,551.0,079 + 429,922.0,103 ΔU 5 % = 2 .10 −3.100 = 2 .10 −3.100 U dd 10 = 0,089% -Xét đoạn 4-5: PD 4 .R d 4 + Q 'D 4 .X d 4 ' 749,602.0,158 + 562,423.0,206 ΔU 4 % = 2 .10 −3.100 = 2 .10 −3.100 U dd 10 = 0,234% -Xét đoạn 3-4: PD 3 .R d 3 + Q 'D 3 .X d 3 ' 1089,908.0,106 + 810,475.0,137 ΔU 3 % = 2 .10 −3.100 = 2 .10 −3.100 U dd 10 = 0,227% -Xét đoạn 22-3: Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 35 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện PD 22 .R d 22 + Q 'D 22 .X d 22 ' 1189,948.0,158 + 889,113.0,206 ΔU 22 % = 2 .10 −3.100 = 2 .10 −3.100 U dd 10 = 0,371% -Xét đoạn 1-2: PD 2 .R d 2 + Q 'D 2 .X d 2 ' 2059,153.0,238 + 1317,146.0,309 ΔU 1 % = 2 .10 −3.100 = 2 .10 −3.100 U dd 10 = 0,897% -Xét đoạn 0-1: PD1 .R d1 + Q 'D1 .X d1 ' 2059,706.0,013 + 1317,751.0.0081 ΔU 0 % = 2 .10 −3.100 = .10 −3.100 U dd 10 2 = 0,037% Sau khi tính toán ta xác định được: -Tổn thất công suất tác dụng. ∑ ΔP D = 25,002 kW ∑ ΔP B = 34,744 kW ∑ ΔP = ∑ ΔP D + ∑ ΔP B =25,002 + 34,744=59,746 kW P 973−35 / 10TPI =2059,706 kW ΔP % = ∑ ΔP = 59,746 .100 =2,901% ∑ P973−35 / 10 TPI 2059,706 -Tổn thất điện áp . ΔU% = U 0÷9 % =2,085 % -Tổn thất điện năng . ∑ ΔA = ∑ ΔA D + ∑ ΔA B ∑ ΔA D = ∑ ΔPD . τ =25,002.1968,16=49207,936 kWh ∑ ΔA B = 217056,4 kWh ∑ ΔA = ∑ ΔA D + ∑ ΔA B =49207,936+217056,4=266264,336 kWh Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 36 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện A = P.Tmax = 2059,706.3500 =7208971 h ∑ ΔA .100= 266264,336 .100 =3,694% ∑ ΔA% = A 7208971 Tính toán tương tự cho các tuyến còn lại: Bảng 3.2. Chỉ tiêu kỹ thuật của lưới trung áp Tổn thất công suất Tổn thất điện năng Tổn thất điện áp Tuyến ∑ ΔP(kW) ΔP % ∑ ∑ ΔA(kWh) ∑ ΔA% ΔU( kV ) ΔU % 371-110TP 498,445 7,897 2278690,87 9,534 1,178 11,78 372-110TP 247,238 7,297 1178546,77 7,399 0,821 8,21 373-110TP 248,356 7,365 1178632,98 7,467 0,832 8,32 374-110TP 585,654 8,976 2345786,32 9,876 1,237 12,37 971-110TP 95,593 4,243 432761,11 5,123 0,382 3,821 973-110TP 137,235 3,675 587909,13 6,987 0,495 4,952 975-110TP 58,345 2,798 254654,56 3,523 0,197 1,973 977-110TP 27,661 1,453 127685,95 1,245 0,103 1,033 979-110TP 252,435 7,785 1208547,34 7,798 1,043 10,43 973-35/10TPI 59,746 2,901 266264,33 3,694 0,208 2,085 974-35/10TPII 149,519 3,827 598756,56 6,098 0,546 5,462 Qua tính toán trên chúng ta có thể nhận thấy lưới điện trung áp của thành phố còn nhiều vấn đề : - Các tuyến dây cung cấp cho các phụ tải còn khá dài do đó dẫn đến nhiều tuyến không đảm bảo các chỉ tiêu chất lương điện năng:Tổn thất công suất, tổn thất điện năng còn khá lớn, điện áp sụt giảm mạnh tại các nút nhất là các nút ở cuối tuyến Mặc dù điện lực thành phố trong nhiều năm qua đã nỗ lực cải tạo nhưng do nhu cầu điện năng trong những năm gần đây không ngừng tăng cao phụ tải tăng dẫn đến nhiều tuyến bị quá tải tiết diện dây dẫn nhỏ không còn phù hợp các trạm biến áp thường xuyên bị quá tải cần thiết phải có sự cải tạo lưới đáp ứng với nhu cầu gia tăng không ngừng của phụ tải. 3.2.3.2.Lưới hạ áp 0,4 kV Hệ thống lưới hạ áp của thành phố rất phức tạp vì vậy việc tính toán và đánh giá toàn bộ lưới là vô cùng khó khăn và cần rất nhiều thời gian.Trong phạm vi đồ án Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 37 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện này chỉ trình bày phương pháp tính toán và tính cụ thể lưới hạ thế thuộc 3 trạm biến áp từ đó khái quát những chỉ tiêu cơ bản của lưới hạ áp. Chọn 3 trạm biến áp cơ bản: -Trạm Bảo Tàng thuộc tuyến 973-110 kV TP -Trạm Tống vũ thuộc tuyến 973-35/10 kV TPI -Trạm Tổ 7c.QT thuộc tuyến 371-110 kV TP a.Xét trạm Bảo Tàng (sơ đồ nguyên lý hình.3.6): Bảng3.3.Thông số phụ tải và đường dây trạm Bảo Tàng Thông số nút phụ tải Thông số đường dây Đoạn Loại Nút Công suất dây dây L(m) r0 (Ω / km) X 0 (Ω / km R( Ω) X( Ω) P(kW) Q(kVAr) 2 8,2 5,076 1-2 ABC4x120 0,015 0,216 0,06 0,0032 0,0009 3 9,6 5,942 2-3 ABC4x50 0,02 0,625 0,0625 0,0125 0,0012 4 10,4 6,438 2-7 ABC4x120 0,045 0,216 0,06 0,0097 0,0027 5 5,4 3,343 3-6 ABC2x35 0,025 0,894 0,637 0,0223 0,0159 6 4,8 2,971 3-4 ABC4x50 0,035 0,625 0,0625 0,0218 0,0021 7 16 9,904 4-5 ABC2x35 0,01 0,894 0,637 0,0089 0,0063 8 8 4,952 7-8 ABC4x120 0,035 0,216 0,06 0,0075 0,0021 9 7,6 4,704 7-15 ABC4x50 0,048 0,625 0,0625 0,03 0,003 10 8,2 5,076 15-16 ABC2x35 0,022 0,894 0,637 0,0196 0,0140 11 3,4 2,105 8-9 ABC4x120 0,042 0,216 0,06 0,0090 0,0025 12 4,6 2,847 9-10 ABC4x50 0,025 0,625 0,0625 0,0156 0,0015 13 5,8 3,590 10-11 ABC4x50 0,033 0,625 0,0625 0,0206 0,0020 14 7,2 4,457 11-14 ABC2x35 0,027 0,894 0,637 0,0241 0,0171 15 9,4 5,819 11-12 ABC4x50 0,028 0,625 0,0625 0,0175 0,0017 16 12,4 7,676 12 -13 ABC2x35 0,01 0,894 0,637 0,0089 0,0063 Tính toán các dòng công suất, tổn thất công suất, tổn thất điện năng và tổn thất điện. Phương pháp tính toán: Công suất đầu vào tổng trở Z i,i +1 của đường dây nối nút ivà i+1: Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 38 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện S 'i ,i +1 = S '',i +1 + ΔS i ,i +1 i Pi''.2+1 + Q '',2i +1 ΔS i ,i +1 = ΔPi ,i +1 + j.ΔQ i ,i +1 = ( R i ,i +1 + j.X i ,i +1 ).10 −3 i i 2 U dd Công suất sau tổng trở Z i,i +1 của đường dây nối nút i,i+1: S 'i',i +1 = S 'i +1,i + 2 + S i Trong đó nút n - nút cuối lộ cần tính toán như sau: S n,n−1 = S n từ đó tính ngược trở lại từ nút cuối lộ n cho đến nút đầu lộ 1.Đối với các nhánh rẽ nút k bất kỳ ta tính ngược từ cuối mỗi nhánh lên để thu được công suất cấp cho mỗi nhánh rẽ S 'k' ,ki Sau đó tính công suất đi vào nút k bằng tổng công suất cấp cho mỗi nhánh. S 'k −1,k = ' ∑S ' k ,ki Tổn thất điện áp trên các đường dây nối các nút i,i+1: Pi',i +1.R i ,i +1 + Q 'i , i +1.X i , i +1 ΔU i , i +1 = .10 − 3 U i , i +1 Pi',i +1.R i ,i +1 + Q 'i ,i +1.X i ,i +1 ΔU i ,i +1 % = .10 − 3.100 % U 2 i , i +1 Với kết quả tính toán ta sẽ thu được chỉ tiêu kỹ thuật của toàn tuyến: ∑ ΔP .100 ∑ ΔP% = ' Ptæng ∑ ΔA ∑ ΔA% = ' Ptæng .Tmax ∑ ΔU% = ∑ ΔU i ,i +1 % ∑ ΔU = ∑ ΔU%. 100 U -Xét nhánh 12-13: S 12 −13 = S 13 =5,8+j.3,59 kVA '' P12 −13 + Q 12 −13 '' 2 '' 2 5,8 2 + 3,59 2 ΔS 12 −13 = .(R 12 −13 + j.X 12 −13 ).10 −3 = .(0,00894 + j.0,00637).10 −3 U2 dd 0,4 2 =0,0026+j.0,0019 kVA Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 39 -
Đồ án tốt nghiệp Quy hoạch cải tạo hệ thống điện S 12 −13 = S 12 −13 + ΔS 12 −13 =5,8+j.3,59+0,0026+j.0,0019=5,8026+j.3,5919 kVA ' '' P12 −13 .R 12 −13 + Q 12 −13 .X 12 −13 ' ' 5,8026.0,00894 + 3,59.0,00637 ΔU 12 −13 % = .10 −3 = .10 −3 U2 dd 0,4 2 =0,047% Tính toán tương tự cho các nhánh còn lại ta thu được kết quả như sau: Bảng3.4. Thông số kỹ thuật của các đoạn đường dây Tên nhánh P '' ( kW) Q '' (kVAr) P ' (kW) Q ' ( kVAr ) ΔU% 12-13 5,8 3,59 5,8026 3,5919 0,467 11-12 10,406 6,4389 10,4189 6,4405 0,194 11-14 7,2 4,457 7,21082 4,4647 0,251 10-11 21,0297 13,0102 21,1085 13,0181 0,462 9-10 29,308 18,0941 29,4239 18,1057 0,488 8-9 37,0239 22,8097 37,1311 22,8395 0,394 7-8 45,1311 27,7915 45,2638 27,8283 0,40 15-16 12,4 6,76 12,4245 6,7775 0,333 7-15 21,8245 12,5965 21,9643 12,6084 0,450 2-7 83,2281 38,7958 83,7403 38,9381 0,574 4-5 5,4 3,343 5,4023 3,3446 0,435 3-4 15,8023 9,7826 15,8494 9,7873 0,23 3-6 4,8 2,971 4,8045 2,9742 0,0972 2-3 30,2539 18,7035 30,3527 18,8250 0,3842 2-1 122,293 62,839 122,3041 62,9213 0,283 Ta có công suất tổng mạng hạ áp trạm Bảo Tàng: S = 122,3041+j.62,9213 kVA Xác định các loại tổn thất : ∑ ΔS D = 8,194 + j.5,072 kVA ΔP %= ∑ ΔP .100 = 8,194 .100 = 6,699% ∑ P 122,3041 ΔA D = ΔP.τ = 8,194.1968,16 = 17544,178 kWh A =P .Tmax = 122,3041.3500 = 428064,35kWh ∑ ∑ Phạm Văn LưuHTĐ3 - K47 - 40 -