Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ 3
CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
Phân tích nguồn cung cấp điện là rất cần thiết và phải quan tâm đúng mức
khi bắt tay vào làm thiết kế. Việc quyết định sơ đồ nối dây của mạng điện
cũng như phương thức vận hành của các nhà máy điện, hoàn toàn phụ thuộc
vào vị trí, nhiệm vụ cũng như tính chất của từng nhà máy điện.
Số liệu về phụ tải là loại tài liệu quan trọng. Thiết kế hệ thống có chính xác
hay không hoàn toàn do mức độ chính xác của công tác thu nhập và phân phụ
tải quyết định.
1.1 - Nguồn điện.
Trong đồ án thiết kế, nguồn cung cấp là nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) và
hệ thống điện (HTĐ).
- NMNĐ gồm 3 tổ máy có công suất định mức của mỗi tổ máy là
100MW, điện áp định mức là:
Uđm = 10,5kV ; cosϕ = 0,85
Như vậy công suất định mức của mỗi máy là: 300MW. Đây là NMNĐ
dùng nhiêu liệu than, dầu hay khí nên công suất tự dùng chiếm khoảng 10%
tổng công suất phát.
Công suất phát kinh tế là :
PFkt = 80 ÷ 85%PFđm.
Trong tính toán lấy:
PF kt = 80%PFđm
= 0,8 . 300 = 240 MW
HT có công suất vô cùng lớn, hệ số cosϕ trên thanh góp 110kV là :
cosϕ = 0,85
NMNĐ cách hệ thống tương đối xa (hơn 120km)
1.2 - Phụ tải.
Ta có bảng số liệu phụ tải:
Bảng 1.1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Pmax (MW) 38 40 38 40 38 40 38 40 40
Pmin(MW) 26,6 28 26,6 28 26,6 28 26,6 28 28
Qmax
(MVar)
18,24 19,2 18,24 19,2 18,24 19,2 18,24 19,2 19,2
Qmin (MVar) 12,7 13,4 12,7 13,4 12,7 13,4 12,7 13,4 13,4
Loại phụ tải 1 1 1 1 1 1 1 1 1
ĐCĐA kt kt kt kt kt kt kt kt kt
Utc (KV) 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ 4
Cos
ϕ
0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
Tổng số có 9 phụ tải, tất cả đều là phụ tải loại 1. Yêu cầu điều chỉnh điện
áp khác thường cần được cung cấp điện với độ tin cậy cao.
Công suất phụ tải yêu cầu ở chế độ phụ tải cực đại.
ΣPptmax = 352 (MW) lớn hơn PFkt của NMNĐ nên mạng điện phải lấy
thêm công suất từ HT.
Trong chế độ cực tiểu có : ΣPmin = 70%. Pptmax = 246,4(MW)
Phụ tải phân bố khá đều xung quanh NMNĐ và HT. Phụ tải 1,2,8, 9 phía
hệ thống ; phụ tải 3,4,5,7,,6 phía nhà máy. Thời gian sử dụng công suất cực
đại :Tmax = 5000h
Từ số liệu phân tích nguồn điện và phụ tải như trên ta thấy phải có sự liên
hệ chặt chẽ giữa NM và HT, để chế độ vận hành được tin cậy và linh hoạt.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ 5
CHƯƠNG II
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG
VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
2.1 – Cân bằng công suất tác dụng.
Cân bằng công suất tác dụng rất cần thiết để giữ được tần số bình thường
có nghĩa là tổng công suất tác dụng phát ra phải bằng tổng công suất yêu cầu.
ΣPf = ΣPyc
Nếu ΣPf < ΣPyc, phải tăng công suất phát lên, nếu nhà máy đã phát hết
công suất định mức mà vẫn không đủ thì phải lấy thêm từ hệ thống.
ΣPF + ΣPHT = m . ∑
9
1
maxpt
P+ ΣΔPmđ + ΣPtd + ΣPdt
Trong đó :
ΣPF : Tổng công suất nhà máy điện ΣPFkt = 240 (MW)
PHT : Công suất tác dụng lấy từ hệ thống.
m : Hệ số đồng thời m = 1
ΣPptmax : Tổng công suất yêu cầu của phụ tải ở chế độ cực đại.
ΣΔPmđ : Tổng tổn thất công suất trên đường dây và trong máy biến áp,
trong tính toán sơ bộ.
ΣΔPmđ = 5%ΣPptmax
ΣPtd : Tổng công suất tự dùng của nhà máy lấy ΣPtd = 10%ΣPFkt
ΣPdt : Tổng công suất dự trữ lấy từ HT lên, coi ΣPdt = 0
Ta có : 240 + PHT = 352 + 0,05 . 352 + 0,1. 240
⇒PHT = 153,6 (MW)
Như vậy trong chế độ phụ tải cực đại, nhà máy cần một lượng công suất là
: 153,6 (MW) từ hệ thống.
2.2. Cân bằng công suất phản kháng.
Cân bằng công suất phản kháng để giữ điện áp bình thường trong hệ thống,
sự thiếu hụt công suất phản kháng sẽ làm cho điện áp giảm sút.
Phương trình cần bằng công suất phản kháng.
ΣQF + QHT = mΣQptmax + ΣΔQba + ΣΔQc + ΣQdt + ΣQtd + ΣΔQL
Trong đó:
ΣQF : Tổng công suất phản kháng phát ra của nhà máy nhiệt điện
ΣQF = ΣPF .tgϕF = 240 .0,62 = 148,8 (MVar)
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ 6
QHT : Công suất phản kháng lấy của hệ thống.
QHT = PHT .tgϕHT = 153,6 . 0,62 = 95,232 (MVar)
ΣQptmax =ΣPptmax tgϕpt = 352 . 0,48 = 168,96 (MVar)
ΣQptmax : Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ phụ tải cực
đại.
ΣΔQL : Tổn thất công suất phản kháng trên các đoạn đường dây.
ΣΔQc : Công suất phản kháng của đường dây sinh ra.
Với mạng điện 110KV trong tính toán sơ bộ coi ΣΔQL=ΣΔQc
ΣΔQba : Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp
ΣΔQba =15%. ΣQptmax = 0,15.168,96 = 25,34 (MVAr)
ΣQtd = ΣPtd. tgϕ = 24. 0,84 = 21,12 (MVAr)
(Lấy cosϕtd = 0,75 ⇒ tgϕtd = 0,88)
ΣQdt : Coi bằng không, tổng công suất phản kháng lấy từ hệ thống, từ
công thức (2.2)
148,8 + 95,232 > 168,96+25,34 + 21,12
244,03 > 215,41
Ta lấy tổng công suất phản kháng do nhà máy và hệ thống cung cấp lớn
hơn tổng công suất phản kháng mà phụ tải yêu cầu, nên ta không phải bù sơ
bộ.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điện
Nguyễn Anh Tuấn H7B – HTĐ 7
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
Nguyên tắc chủ yếu của công tác thiết kế mạng điện là cung cấp điện kinh
tế với chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cao. Mục đích tính
toán thiết kế là nhằm tìm ra một phương án phù hợp nhất với những nguyên
tắc đã nêu ở trên.
3.1- Dự kiến các phương án nối dây của mạng.
Qua các phân tích nguồn điện và các phụ tải ta thấy. Tất cả các phụ tải đều
là hộ loại I, nên yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao ta phải cung cấp điện từ
hai nguồn riêng biệt, lộ kép, hoặc mạch vòng.
Trong tính toán sơ bộ ta thấy ở chế độ vận hành bình thường, hệ thống
cung cấp khoảng 140 (MW) cho mạng điện. Vì vậy ta bố trí một số phụ tải lấy
điện trực tiếp từ hệ thống.
Từ những nhận xét trên ta có một số các phương án sau;
Phương án 1
Phương án 2
40+
j
19,2
38+j18,24
1
58,3km
38+
j
18,24
50km
60,8km
38+j18,24
50km
50
,
2km
NĐ
40+
j
19,2
38+j18,24
2
6
8
9 7
HT
40+j19,2
60,8km
5
4
40+
j
19,2
44,7km
40+j19,2
3
56,5km
44,7km
53,8km
38+
j
18,24
50km
38+j18,24
50km
50
,
2km
NĐ
40+
j
19,2 40+
j
19,2
38+j18,24
2
6
8
9
7
HT
40 j19 2
60,8km
5
4
40+j19,2
44,7km
40+j19,2
3
1
44,7km
58,3km
56,5km
36,05Km
53,8km