Đồ án Mạng lưới điện cho một khu vực

của đoạn đường dây 2-3: Z2-3=l2-3.(r0 +jx0) = 36,056.(0,46 +j0,44) = 16,586 +j15,864 Tổn thất điện áp trong chế độ bình thường + Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-2: + Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 2-3: + Tổng tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-2-3: DUNĐ-2-3bt% = DUNĐ-2bt% + DU2-3bt% = 3,721 %+ 3,208% = 6,929% Tổn thất điện áp trong chế độ sau sự cố + Khi ngừng một mạch của đường dây NĐ-2: DUNĐ-2sc% = 2 . DUNĐ-2bt% = 2 . 3,721% = 7,442% + Tổng tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-2-3 ở chế độ sau sự cố: DUNĐ-2-3sc% = DUNĐ-2sc% + DU2-3bt% = 7,442%+ 3,208% = 10,65% c). Lựa chọn tiết diện dây dẫn và tính tổn thất điện áp trên đoạn đường dây Nđ-4-5 * Chọn tiết diện - Công suất trên đoạn NĐ-4: ND-4 = 4 + 5 = 26 +j12,584 + 20 +j9,68 = 46 + j22,264 MVA Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại: Tiết diện dây dẫn: Chọn tiết diện tiêu chuẩn Ftc= 120 mm2 loại dây AC-120 có Icp= 375A, r0=0,27 W/km, x0=0,423 W/km. Khi sự cố đứt một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng: Isc = 2 . IND-4 = 2.134,115 = 268,23 A Như vậy: Isc = 268,23A < kIcp= 0,8. 375 = 300 A Trong đó: k là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ. (k =0,8) - Công suất trên đoạn 4-5: 4-5 = 5 = 20 + j9,68MVA Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại: Tiết diện dây dẫn: Chọn tiết diện tiêu chuẩn Ftc= 70mm2 loại dây AC-70 có Icp=265A, r0=0,46 W/km, x0=0,44 W/km. Khi sự cố đứt một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng: Isc = 2 . I4-5 = 2.58,311 =116,622 A Như vậy: Isc = 116,622 A < kIcp= 0,8. 265 = 212 A Trong đó: k là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ. (k =0,8) Dây dẫn đảm bảo điều kiện phát nóng. Dây dẫn đảm bảo điều kiện phát nóng. * Tính tổn thất điện áp - Tổng trở của đoạn đường dây NĐ-4: ZND-4=.lND-4.(r0 +jx0) = .56,569.(0,27 +j0,423) = 7,637 +j11,964 - Tổng trở của đoạn đường dây 4-5: Z4-5=.l4-5.(r0 +jx0) = .36,056.(0,46 +j0,44) = 8,293 +j7,932 Tổn thất điện áp trong chế độ bình thường + Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-4: + Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 4-5: + Tổng tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-4-5: DUND-4-5bt% = DUND-4bt% + DU4-5bt% = 5,105 %+ 2,005% = 7,11% Tổn thất điện áp trong chế độ sau sự cố + Khi ngừng một mạch của đường dây NĐ-4: DUND-4sc% = 2 . DUND-4bt% = 2 . 5,105% = 10,21% + Tổng tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-4-5 ở chế độ sau sự cố: DUND-4-5sc% = DUND-4sc% + DU4-5bt% = 10,21% + 2,005% = 12,215% Bảng 3.2: Kết quả chọn tiết diện dây và tính tổn thất điện áp phương án 2 Thông số Các lộ đường dây NĐ-1 NĐ-2 2-3 NĐ-4 4-5 NĐ-6 Pmax, MW 28 46 16 46 20 35 Qmax, MVAr 13,552 22,264 7,744 22,264 9,68 16,94 Ibtmax, A 81,635 134,115 93,297 134,115 58,311 102,044 Iscmax, A 163,27 268,23 0 268,23 116,622 204,088 Ftt, mm2 74,214 121,923 84,816 121,923 53,01 92,767 Ftc, mm2 70 120 70 120 70 95 k.Icp, A 212 300 212 300 212 264 l, km 41,231 41,231 36,056 56,569 36,056 36,056 r0, /km 0,46 0,27 0,46 0,27 0,46 0,33 x0, /km 0,44 0,423 0,44 0,423 0,44 0,429 b0.10-6, S/km 2,58 2,69 2,58 2,69 2,58 2,65 R, 9,483 5,566 16,586 7,637 8,293 5,949 X, 9,071 8,72 15,864 11,964 7,932 7,734 (B/2).10-4, S 1,064 1,109 0,465 1,522 0,93 0,955 DUbt% 3,21 3,721 3,208 5,105 2,005 2,804 DUsc% 6,421 7,441 6,417 10,209 4,011 5,607 D Umaxbt% 7,11 D Umaxsc% 12,215 Phương án 3 Hình 3.3: Phương án3 a). Lựa chọn tiết diện dây dẫn và tính tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-1, NĐ-2: Tính tương tự như ở phương án 1 b). Lựa chọn tiết diện dây dẫn và tính tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-4-3, NĐ-6-5: Tính tương tự như ở phương án 2 Kết quả tính các thông số của tất cả các đoạn đường dây trong mạng điện cho ở bảng dưới đây. Bảng 3.3: Kết quả chọn tiết diện dây và tính tổn thất điện áp phương án 3 Thông số Các lộ đường dây NĐ-1 NĐ-2 NĐ-4 4-3 NĐ-6 6-5 Pmax, MW 28 30 42 16 55 20 Qmax, MVAr 13,552 14,52 20,328 7,744 26,62 9,68 Ibtmax, A 81,635 87,466 122,453 93,297 160,355 58,311 Iscmax, A 163,27 174,933 244,906 0 320,71 116,622 Ftt, mm2 74,214 79,515 111,321 84,816 145,777 53,01 Ftc, mm2 70 70 120 70 150 70 k.Icp, A 212 212 300 212 356 212 l, km 41,231 41,231 56,569 42,426 36,056 36,056 r0, /km 0,46 0,46 0,27 0,46 0,21 0,46 x0, /km 0,44 0,44 0,423 0,44 0,416 0,44 b0.10-6, S/km 2,58 2,58 2,69 2,58 2,74 2,58 R, 9,483 9,483 7,637 19,516 3,786 8,293 X, 9,071 9,071 11,964 18,667 7,5 7,932 (B/2).10-4, S 1,064 1,064 1,522 0,547 0,988 0,93 DUbt% 3,21 3,44 4,661 3,775 3,371 2,005 DUsc% 6,421 6,879 9,322 7,551 6,741 4,011 D Umaxbt% 8,436 D Umaxsc% 13,097 Phương án 4 Hình 2.4: Phương án 4 a). Lựa chọn tiết diện dây dẫn và tính tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-4-3, NĐ-6-5: Tính tương tự như ở phương án 2 b). Lựa chọn tiết diện dây dẫn và tính tổn thất điện áp của mạng kín NĐ-1-2-NĐ: * Xác định dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây trong mạch vòng NĐ-1-2-NĐ Đây là mạch vòng khép kín nên giả thiết rằng mạng điện đồng nhất và tất cả các lộ có tiết diện dều bằng nhau nên công suất truyền trên đoạn NĐ-1 được tính theo biểu thức sau: Có thể thấy rằng NĐ-1 = 29,414+ j 13,836 MVA > 1. Do đó ta chọn nút 1 là điểm phân chia công suất của mạch vòng. Lượng công suất truyền trên đoạn 1 - 2 là: 1 – 2 = NĐ-1 - 1= =29,414+ j 13,836 - 28 –j13,552= 1,414 + j0,284 MVA NĐ - 2= 2 - 1 - 2 = 30 + j 14,52 - 1,414 - j0,284 = 28,586 + j14,236 MVA * Tính tiết diện các đoạn đường dây trong mạch vòng NĐ- 1-2-NĐ + Dòng điện chạy trên đoạn NĐ-1 bằng: Tiết diện tính toán: Chọn tiết diện tiêu chuẩn Ftc= 150 mm2 loại dây AC-150 có Icp= 445A, r0=0,21 W/km, x0=0,416 W/km. + Dòng điện chạy trên đoạn 1-2 bằng: Tiết diện tính toán: Chọn tiết diện tiêu chuẩn Ftc = 70 mm2 loại dây AC-70 có Icp = 330A, r0=0,33 W/km, x0=0,423 W/km. + Dòng điện chạy trên đoạn NĐ-2 bằng: Tiết diện tính toán: Chọn tiết diện tiêu chuẩn Ftc= 150 mm2 loại dây AC-150 có Icp= 445A, r0=0,21 W/km, x0=0,416 W/km. * Tính tiết diện các đoạn đường dây trong mạch vòng NĐ-1-2-NĐ Đối với mạch vòng đã cho, dòng điện chạy trên đoạn 1-2 sẽ có giá trị lớn nhất khi ngừng đường dây NĐ-2. Lúc đó, dòng điện chạy trên đoạn NĐ-1 có giá trị: = 1 + 2 = 28 + j 13,552 + 30 + j 14,52 = 58 + j 28,072 MVA Dây dẫn đảm bảo điều kiện phát nóng. Tổn thất điện áp khi làm việc bình thường: + Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-1: + Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-2: + Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 1-2: DUbtNĐ - 1 - 2 = DUbtNĐ - 1 + DUbt1 -2= 4,066% +0,374% = 4,44%. - Tổn thất điện áp trong chế độ sau sự cố: + Khi ngừng đoạn NĐ-2, tổn thất điện áp trên đoạn NĐ-1 bằng: + Tổn thất điện áp trên đoạn 1-2 bằng: + Tổn thất điện áp trên đoạn NĐ-1-2 bằng: DUNĐ-1 -2sc= DUNĐ-2sc + DU1 -2sc= 13,3% + 9,729% = 23,029 % Trong trường hợp này tổn thất điện áp lớn nhất bằng: DUmaxsc= 23,029 % Bảng 3.4: Kết quả chọn tiết diện dây và tính tổn thất điện áp phương án 4 Thông số Các lộ đường dây NĐ-1 1-2 NĐ-2 NĐ-3 3-4 NĐ-5 5-6 Pmax, MW 29,414 1,414 28,586 42 16 55 20 Qmax, MVAr 13,836 0,284 14,236 20,328 7,744 26,62 9,68 Ibtmax, A 170,610 7,570 167,614 122,453 93,297 160,355 58,311 Iscmax, A 0 0 0 244,906 0 320,71 116,622 Ftt, mm2 155,100 6,882 152,376 111,321 84,816 145,777 53,01 Ftc, mm2 150 70 150 120 70 150 70 k.Icp, A 356 212 356 300 212 356 212 l, km 41,231 58,31 41,231 56,569 42,426 36,056 36,056 r0, /km 0,21 0,46 0,21 0,27 0,46 0,21 0,46 x0, /km 0,416 0,44 0,416 0,423 0,44 0,416 0,44 b0.10-6, S/km 2,74 2,58 2,74 2,69 2,58 2,74 2,58 R, 8,659 26,823 8,659 7,637 19,516 3,786 8,293 X, 17,152 25,656 17,152 11,964 18,667 7,5 7,932 (B/2).10-4,S 0,565 0,752 0,565 1,522 0,547 0,988 0,93 DUbt% 4,066 0,374 4,064 4,661 3,775 3,371 2,005 DUsc% 0 0 0 9,322 7,551 6,741 4,011 D Umaxbt% 8,436 D Umaxsc% 23,029 Phương án 5 Hình 2.5: Phương án 5 a). Lựa chọn tiết diện dây dẫn và tính tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-3, NĐ-4: Tính tương tự như ở phương án 1 b). Lựa chọn tiết diện dây dẫn và tính tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-2-3, NĐ-6-5: Tính tương tự như ở phương án 2, 3 Bảng 3.5: Kết quả chọn tiết diện dây và tính tổn thất điện áp phương án 5 Thông số Các lộ đường dây NĐ-1 NĐ-2 2-3 NĐ-4 NĐ-6 6-5 Pmax, MW 28 46 16 26 55 20 Qmax, MVAr 13,552 22,264 7,744 12,584 26,62 9,68 Ibtmax, A 81,635 134,115 93,297 75,804 160,355 58,311 Iscmax, A 163,270 268,23 0 151,608 320,71 116,622 Ftt, mm2 74,214 121,923 84,816 68,913 145,777 53,01 Ftc, mm2 70 120 70 70 150 70 k.Icp, A 212 300 212 212 356 212 l, km 41,231 41,231 36,056 56,569 36,056 36,056 r0, /km 0,46 0,27 0,46 0,46 0,21 0,46 x0, /km 0,44 0,423 0,44 0,44 0,416 0,44 b0.10-6, S/km 2,58 2,69 2,58 2,58 2,74 2,58 R, 9,483 5,566 16,586 13,011 3,786 8,293 X, 9,071 8,72 15,864 12,445 7,5 7,932 (B/2).10-4, S 1,064 1,109 0,465 1,459 0,988 0,93 DUbt% 3,21 3,721 3,208 4,09 3,371 2,005 DUsc% 6,421 7,441 6,417 8,18 6,741 4,011 D Umaxbt% 6,929 D Umaxsc% 10,65 6). Tổng kết Từ các kết quả tính toán các phương án ở trên có bảng tổng kết sau: Bảng 3.6: Tổng kết chỉ tiêu kỹ thuật 5 phương án Phương án DU% 1 2 3 4 5 DUmaxbt % 6,292 7,11 8,436 8,436 6,929 DUmaxsc % 12,585 12,215 13,097 23,029 10,65 Từ bảng trên ta nhận thấy: Phương án 1 có tổn thất điện áp lúc bình thường nhỏ nhất. Phương án 4 có tổn thất điện áp lúc sự cố lớn nhất. Bên cạnh đó trong sơ đồ lưới điện có mạng kín nên vận hành phức tạp hơn. Từ những nhận xét trên ta giữ lại phương án 1, phương án 2, phương án 3 và phương án 5 để so sánh về kinh tế. tính toán chỉ tiêu kinh tế Vì các phương án so sánh của mạng điện có cùng điện áp định mức, do đó để đơn giản không cần tính vốn đầu tư vào các trạm hạ áp. Lựa chọn được phương án tối ưu thì phải dựa trên cơ sở so sánh về kỹ thuật và kinh tế. Với kết quả tính toán ở mục 3.1.2 của chương 4 đã chọn ra được phương án 1, 2, 3, 5 là các phương án đã thoả mãn về mặt kỹ thuật, để so sánh về kinh tế. Không cần so sánh những phần giống nhau của các phương án và cũng chưa đề cập đến các trạm biến áp vì coi các trạm biến áp trong các phương án là như nhau. Tiêu chuẩn để so sánh các phương án về mặt kinh tế là hàm chi phí tính toán hàng năm Z: Z = ( avh + atc).k + DA.C Trong đó: avh- Hệ số phí tổn vận hành. Với cột bê tông cốt thép lấy avh=0,04; với cột thép ta lấy avh=0,07. atc- Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư (mà Ttc thời gian thu hồi vốn đầu tư chọn Ttc = 8 năm). Do đó atc = 0,125. k- Vốn đầu tư của mạng điện (chỉ tính đến thành phần chính là đường dây). k = S k0i.li Với: k0i - Giá tiền đầu tư cho 1 km đường dây thứ i (đường dây lộ kép thì giá thành tăng 1,6 lần so với đường dây lộ đơn). li - Chiều dài đoạn đường dây thứ i. DA- Là tổng tổn thất điện năng hàng năm trong mạng điện. DA = SDPi .t Với: DPi- tổn thất công suất tác dụng trên đường dây thứ i t- thời gian tổn thất công suất lớn nhất. t = (0,124 + Tmax . 10-4)2.8760 Trong đó Tmax = 5000h ị t = 3411h C - Giá thành 1kWh điện năng tổn thất, (C = 500 đ/kWh) Dự kiến các phương án dùng cột thép, có thể thành lập bảng tổng hợp suất đầu tư cho 1 km đường dây: Loại dây AC-70 AC-95 AC-120 AC-150 AC-185 AC-240 Giá thành(106đ/km) 380 385 392 403 416 436 3.2.1. Phương án 1 1) Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện Giả thiết các đường dây trên không hai mạch được đặt trên cùng cột thép. Vốn đầu tư xây dựng đường dây NĐ-1: K1 = 1,6.380.106. 41,231= 25068,482.106 đ Vốn đầu tư xây dựng các đường dây còn lại được tính tương tự. Bảng 3.7: Kết quả tính vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án 1 Lộ đường dây Kí hiệu dây k0. 106 (đ/km) Li (km) Ki. 106 (đ) NĐ-1 AC-70 380 41,231 25068,482 NĐ-2 AC-70 380 41,231 25068,482 NĐ-3 AC-70 380 70,711 26870,058 NĐ-4 AC-70 380 56,569 34393,674 NĐ-5 AC-70 380 60,828 36983,196 NĐ-6 AC-95 385 36,056 22210,196 SK 170594,088 2) Tính tổn thất điện năng trong mạng điện Từ biểu thức: DA = SDPi .t Với: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây NĐ-1: Tổn thất công suất trên các đường dây còn lại được tính tương tự Ta có bảng sau: Bảng 3.8: Kết quả tính tổn thất công suất trên đường dây của phương án 1 Lộ đường dây Pi (MW) Qi (MVAr) Ri () (MW) NĐ-1 28 13,552 9,483 0,758 NĐ-2 30 14,52 9,483 0,871 NĐ-3 16 7,744 32,527 0,849 NĐ-4 26 12,584 13,011 0,897 NĐ-5 20 9,68 13,990 0,571 NĐ-6 35 16,94 5,949 0,743 S 4,69 - Tổn thất điện năng trong mạng điện: DA = 4,69.3411 = 15,997.106 kWh 3) Tính phí tổn tính toán hàng năng của mạng điện Từ biểu thức: Z = ( avh + atc).K + DA.C Z = (0,07 + 0,125). 170594,088.106 + 15,997.106.500= 41,264.109 đ 3.2.2. Phương án 2 1) Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện Giả thiết các đường dây trên không hai mạch được đặt trên cùng cột thép. Vốn đầu tư xây dung đường dây NĐ-1: K1 = 1,6.380.106. 41,231= 25068,482.106 đ Vốn đầu tư xây dựng các đương dây còn lại được tính tương tự. Bảng 3.8: Kết quả tính vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án 2 Lộ đường dây Kí hiệu dây k0. 106 (đ/km) Li (km) Ki. 106 (đ) NĐ-1 AC-70 380 41,231 25068,4822 NĐ-2 AC-120 392 41,231 25860,1185 2-3 AC-70 380 36,056 13701,0948 NĐ-4 AC-120 392 56,569 35479,7899 4-5 AC-70 380 36,056 21921,7518 NĐ-6 AC-95 385 36,056 22210,1959 SK 144241,433 2) Tính tổn thất điện năng trong mạng điện Từ biểu thức: DA = SDPi .t Với: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây NĐ-1: Tổn thất công suất trên các đường dây còn lại được tính tương tự Ta có bảng sau: Bảng 3.10: Kết quả tính tổn thất công suất trên đường dây của phương án 2 Lộ đường dây Pi (MW) Qi (MVAr) Ri () (MW) NĐ-1 28 13,552 9,483 0,758 NĐ-2 46 22,264 5,566 1,201 2-3 16 7,744 16,586 0,433 NĐ-4 46 22,264 7,637 1,648 4-5 20 9,68 8,293 0,338 NĐ-6 35 16,94 5,949 0,743 S 5,123 - Tổn thất điện năng trong mạng điện: DA = 5,123.3411 = 17,475.106 kWh .3) Tính phí tổn tính toán hàng năng của mạng điện Từ biểu thức: Z = ( avh + atc).K + DA.C Z = (0,07 + 0,125). 144241,433.106 + 17,475.106.500= 36,864.109 đ 3.2.3. Phương án 3 1) Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện Giả thiết các đường dây trên không hai mạch được đặt trên cùng cột thép. Vốn đầu tư xây dung đường dây NĐ-1: K1 = 1,6.380.106. 41,231= 25068,482.106 đ Vốn đầu tư xây dựng các đương dây còn lại được tính tương tự. Bảng 3.11: Kết quả tính vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án 3 Lộ đường dây Kí hiệu dây k0. 106 (đ/km) Li (km) Ki. 106 (đ) NĐ-1 AC-70 380 41,231 25068,482 NĐ-2 AC-70 380 41,231 25068,482 NĐ-4 AC-120 392 56,569 35479,789 4-3 AC-70 380 42,426 16121,88 NĐ-6 AC-150 403 36,056 23248,595 6-5 AC-70 380 36,056 21921,752 SK 146908,981 2) Tính tổn thất điện năng trong mạng điện Từ biểu thức: DA = SDPi .t Với: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây NĐ-1: Tổn thất công suất trên các đường dây còn lại được tính tương tự Ta có bảng sau: Bảng 3.11: Kết quả tính tổn thất công suất trên đường dây của phương án 3 Lộ đường dây Pi (MW) Qi (MVAr) Ri () (MW) NĐ-1 28 13,552 9,483 0,758 NĐ-2 30 14,52 9,483 0,871 NĐ-4 42 20,328 7,637 1,374 4-3 16 7,744 19,516 0,51 NĐ-6 55 26,62 3,786 1,168 6-5 20 9,68 8,293 0,338 S 5,019 - Tổn thất điện năng trong mạng điện: DA = 5,019.3411 = 17,121.106 kWh .3) Tính phí tổn tính toán hàng năng của mạng điện Từ biểu thức: Z = ( avh + atc).K + DA.C Z = (0,07 + 0,125). 146908,981.106 + 17,121.106.500=37,208.109 đ 3.2.4. Phương án 5 1) Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện Giả thiết các đường dây trên không hai mạch được đặt trên cùng cột thép. Vốn đầu tư xây dung đường dây NĐ-2: K1 = 1,6.380.106. 41,231= 25068,482.106 đ Vốn đầu tư xây dựng các đương dây còn lại được tính tương tự. Bảng 3.12: Kết quả tính vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án 5 Lộ đường dây Kí hiệu dây k0. 106 (đ/km) Li (km) Ki. 106 (đ) NĐ-1 AC-70 380 41,231 25068,482 NĐ-2 AC-120 392 41,231 25860,118 2-3 AC-70 380 36,056 13701,095 NĐ-4 AC-70 380 56,569 34393,674 NĐ-6 AC-150 403 36,056 23248,595 6-5 AC-70 380 36,056 21921,752 SK 144193,716 2) Tính tổn thất điện năng trong mạng điện Từ biểu thức: DA = SDPi .t Với: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây NĐ-1: Tổn thất công suất trên các đường dây còn lại được tính tương tự Ta có bảng sau: Bảng 3.13: Kết quả tính tổn thất công suất trên đường dây của phương án 5 Lộ đường dây Pi (MW) Qi (MVAr) Ri () (MW) NĐ-1 28 13,552 9,483 0,758 NĐ-2 46 22,264 5,566 1,201 2-3 16 7,744 16,586 0,433 NĐ-4 26 12,584 13,011 0,897 NĐ-6 55 26,62 3,786 1,168 6-5 20 9,68 8,293 0,338 S 4,797 - Tổn thất điện năng trong mạng điện: DA = 4,797.3411 = 16,361.106 kWh .3) Tính phí tổn tính toán hàng năng của mạng điện Từ biểu thức: Z = ( avh + atc).K + DA.C Z = (0,07 + 0,125). 144193,716.106 + 16,361.106.500= 36,298.109 đ 3.3. Kết luận Từ các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật đã tính toán ở trên có bảng nhận xét sau: Bảng 3.14 Phương án 1 2 3 5 DUbttmax% 6,292 7,11 8,436 6,929 DUSctmax% 12,585 12,215 13,097 10,65 DA(106kWh) 15,997 17,475 17,121 16,361 K (106 đ) 170594,088 144241,433 146908,981 144193,716 Z (109 đ) 41,264 36,864 37,208 36,298 Nhận xét: Qua bảng tổng kết trên, nhận thấy phương án 5 có vốn đầu tư là bé nhất và tổn thất điện áp khi bình thường và sự cố nằm trong khoảng cho phép. Nên chọn phương án 3 là phương án tối ưu để thiết kế. Chọn số lượng và công suất của các máy biến áp Chọn máy biến áp là việc quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp tới việc cung cấp điện và đảm bảo các độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải. Chọn máy biến áp phải căn cứ vào công suất, điện áp của hộ tiêu thụ. ở đây hệ thống điện vận hành với điện áp 110 kV và cấp điện áp định mức của hộ tiêt thụ là 10kV. Như vậy tại các hộ tiêu thụ chọn máy biến áp 3 pha 2 dây quấn có cấp điện áp 115/10,5kV do Việt Nam sản xuất nên không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ. Dung lượng máy biến áp được chọn theo công thức: (4.1) Với: Stt - công suất tính toán của máy biến áp (MVA) Sptmax- công suất phụ tải ở chế độ cực đại (MVA) k-hệ số quá tải (chọn k = 1,4) n - số lượng máy biến áp trong một trạm (n³ 2) Theo yêu cầu cung cấp điện thì có 5 phụ tải đều là hộ loại I có yêu cầu cung cấp điện liên tục nên chọn 2 máy biến áp làm việc song song(n=2). - Phụ tải 1 Chọn máy biến áp có công suất Sđm = 25MVA Loại máy TPDH - 25000/115/10,5 - Phụ tải 2 Chọn máy biến áp có công suất Sđm = 25 MVA Loại máy TPDH - 25000/115/10,5 - Phụ tải 3: phụ tải loại III Chọn máy biến áp có công suất Sđm = 25 MVA Loại máy TPDH - 25000/115/10,5 - Phụ tải 4 Chọn máy biến áp có công suất Sđm = 25 MVA Loại máy TPDH - 25000/115/10,5 - Phụ tải 5 Chọn máy biến áp có công suất Sđm = 16 MVA Loại máy TPDH - 16000/115/10,5 - Phụ tải 6 Chọn máy biến áp có công suất Sđm = 32 MVA Loại máy TPDH - 32000/115/10,5 Bảng 3.15:Bảng số liệu tính toán máy biến áp Trạm Số MBA Loại MBA Sđm MVA UN% DPNM kW DP0 kW DQ0 kVA r I0% RB W XB W 1, 2, 4 2 TPDH- 25000/110 25 10,5 120 29 200 0,8 2,54 55,9 3 1 TPDH- 25000/110 25 10,5 120 29 200 0,8 2,54 55,9 5 2 TPDH- 16000/110 16 10,5 85 21 136 0,85 4,38 86,7 6 2 TPDH- 32000/110 32 10,5 145 35 240 0,75 1,87 43,5 Chọn các sơ đồ trạm và vẽ sơ đồ mạng điện Sơ đồ nối các trạm gồm có biến áp loại sơ đồ trạm: trạm nguồn, trạm trung gian và trạm cuối. 1. Trạm nguồn Do phụ tải là các hộ tiêu thụ loại I nên để đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục ta sử dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp làm việc song song. Khi vận hành một hệ thống thanh góp vận hành còn một hệ thống thanh góp dự trữ. 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: 4.Sơ đồ nối dây toàn mạng điện Chương 4 tính chính xác chế độ vận hành của mạng điện Chế độ phụ tảI cực đại Nội dung của phần này là phải xác định các trạng thái vận hành điển hình của mạng điện, cụ thể là phải tính chính xác tình trạng phân bố công suất trên các đoạn đường dây của mạng điện trong biến áp trạng thái: phụ tải cực đại, phụ tải cực tiểu và sự cố. Trong mỗi trạng thái đều tính đầy đủ các tổn thất thực tế vận hành đồng thời cũng phải kể cả đến công suất phản kháng do đường dây sinh ra. Dưới đây ta tính toán cho từng lộ đường dây riêng biệt trong các trạng thái vận hành của nó và có quy ước sau: - Sau khi vẽ sơ đồ thay thế, ta lần lượt tính từ phụ tải ngược lên đầu nguồn, tại mỗi điểm ta đều ghi rõ trị số của các dòng công suất. - Vì điện áp tại phụ tải chưa biết, nên trong quá trình tính ngược lên để tìm công suất đầu nguồn, ta dùng điện áp định mức của mạng điện để tính. Đoạn NĐ-1 Sơ đồ thay thế - Máy biến áp có: MBA1 : D01=2.( DP01 +jDQ01)=2.(0,029+j0,2)=0,058+j0,4MVA b1=1/2.(2,54+j55,9)= 1,27+j27,95W Đoạn NĐ - 1: NĐ-1= 9,483 + j9,071 W BNĐ-1/2=1,064.10-4 S Vì biết điện áp ở đầu đường dây và công suất phụ tải nên tính chế độ được thực hiện theo 2 giai đoạn Giai đoạn I : Lấy U1 = U2 = Uđm = 110 kV. Tính các dòng công suất, các tổn thất công suất trên các phần tử của mạng điện theo chiều từ cuối đến đầu đường dây. Tổn thất công suất trong máy biến áp: Dòng công suất trước tổng trở của máy biến áp: Dòng công suất vào cuộn dây cao áp máy biến áp: Công suất điện dung ở cuối đường dây: Công suất sau tổng trở đường dây: Tổn thất công suất trên đường dây: Công suất trước tổng trở đường dây: Công suất điện dung ở đầu đường dây: Qcđ = Qcc = 1,287MVAr Công suất đầu đường dây: Giai đoạn II : Tính điện áp các nút Tổn thất điện áp trên đường dây Điện áp tại nút 2: U1 = Ucs - Ud = 121 – 3,457 = 117,543 kV Tổn thất điện áp trong máy biến áp: Điện áp trên thanh góp hạ áp đã quy đổi về phía điện áp cao: U1q = U1 - Ub = 117,543 – 4,1 = 113,443 kV NĐ-2-3, NĐ-4, NĐ-6-5: tính tương tự Ta có bảng tổng kết sau Bảng 4.1: Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế các đường dây nối với NMĐ Lộ NĐ-5 13,989+j13,38 1,57 0,058+j0,4 1,27+j27,95 30 + j14,7 Lộ ĐZ Zd , Ω B/2 x 10-4,S ΔS0 , MVA Zb , Ω S =P+jQ, MVA NĐ-1 9,483+j9,071 1,064 0,058+j0,4 1,27+j27,95 28+j13,72 NĐ-2 5,566+j8,72 1,109 0,058+j0,4 1,27+j27,95 30+j14,7 2-3 16,586+j15,864 0,465 0,029+j0,22 2,54+j55,9 16+j7,84 NĐ-4 13,011+j12,445 1,459 0,058+j0,4 1,27+j27,95 26+j12,74 NĐ-6 3,786+j7,5 0,988 0,07+j0,48 0,935+j21,75 35+j17,15 6-5 8,293+j7,932 0,93 0,021+j0,272 2,19+j43,35 20+j9,8 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống Từ bảng 4.2 ta có: Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống, các nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu. Vì vật tổng công suất tác dụng cho hệ thống và nhà máy cần phải cung cấp bằng: Pcc = 160,951 MW Khi hệ số công suất của các nguồn bằng 0,85 thì tổng công suất phản kháng của hệ thống và nhà máy điện có thể cung cấp bằng: Qcc = Pcc x tgφ = 160,951 x 0,62 = 99,79 MVAr Như vậy : Ta thấy công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực đại Bảng 4.3: Điện áp các nút, tổn thất điện áp Đường dây Phụ tải Ud , kV U1 , kV Ub , kV U2 , kV NĐ-1 1 3,457 117,543 4.1 113,443 NĐ-2 2 4,169 116,831 4,461 112,37 2-3 3 3,626 113,205 4,956 108,249 NĐ-4 4 4,371 116,629 3,801 112,828 NĐ-6 6 3,735 117,265 3,967 113,297 6-5 5 2,196 115,069 4,744 110,325 Chế độ phụ tảI cực tiểu NĐ-3 17 + j 8,33 Trong chế độ này có thể cắt bớt 1 máy biến áp trong các trạm song cần thỏa mãn điều kiện: Bảng 4.4: Giá trị Spt và Sgh của các trạm hạ áp Phụ tải NĐ-1 NĐ-2 NĐ-3 NĐ-4 NĐ-5 NĐ-6 Phụ tải 1 2 4 5 6 Sgh, MVA 17,38 17,38 17,38 11,247 22,234 Spt, MVA 15,59 16,704 14,477 11,136 19,488 Từ bảng trên ta thấy ở chế độ phụ tải cực tiểu ta có thể cắt bớt 1 máy biến áp trong các trạm biến áp có 2 máy biến áp. Đoạn NĐ-1 Sơ đồ thay thế MBA1 : D01=DP01 +jDQ01=0,029+j0,2MVA b1=2,54+j55,9W Đoạn NĐ - 1: NĐ-1= 9,483 + j9,071 W BNĐ-1/2=1,064.10-4 S Vì biết điện áp ở đầu đường dây và công suất phụ tải nên tính chế độ được thực hiện theo 2 giai đoạn Giai đoạn I: Lấy U1 = U2 = Uđm = 110 kV. Tính các dòng công