thiết kế mạng điện 22kv

z THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN



Đồ án thiết kế mạng

điện

Thiết kế mạng

điện 22kv

SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 1

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN

MỤC LỤC

Trường ĐH Bình Dương

Khoa Điện – Điện tử

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN

Sinh viên : Phạm Văn Lâm

Lớp : 09ĐT01. Ngành Điện – Điện tử

Người hướng dẫn : Hồ Văn Hiến

Ngày nhận đề:

Ngày hoàn thành: 19/11/2009

A. Đề tài : Thiết kế mạng điện 22kv

B. Số liệ ban đầu:

1. Nguồn và phụ tải.

Phụ tải 1 2 3 4

Pmax (MW) 16 18 20 22

cosφ 0.8 0.75 0.8 0.75

Pmin( % , Pmax) 40%

Tmax (giờ/ năm) 5000

Yêu cầu cung cấp điện LT LT LT LT

Điện áp định mức phía thứ cấp trạm phân phối 22KV

Yêu cầu điều chỉnh điện áp phía thứ cấp 5%

- Giá tiền 1KWh điện năng tổn thất 0.05$

- Giá tiền 1KWh thết bị bù 5$

- Tiền MBA 6$/kva

2. Sơ đồ vị trí nguồn và phụ tải (xem hình)

C. Nhiệm vụ thiết kế.

1) Cân bằng công suất trong mạng điện. Xác định dung lượng bù công suất kháng.

2) Đề ra phương án nối dây của mạng điện và chọn các phương án thỏa nãm kỹ thuật.

3) So sánh kinh tế chọn phương án hợp lý.

4) Xác định số lượng công suất MBA của trạm phân phối. Sơ đồ nối dây của trạm. Sơ

đồ nối dây của mạng điện.

5) Xác định dung lượng bù kinh tế và giảm tộn thất điện năng.

6) Tính toán cân bằng công suất trong mạng điện. Xác định và phân phối thiết bị bù

cưỡng bức.

7) Tính toán các tình trạng làm việc của mạng điện lúc phụ tải cực đại, cực tiểu và sự cố.

8) Điều chỉnh diện áp : Chọn đầu phân áp của MBA.

SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 2

Nguồn điện

- Đủ cung cấp cho phụ tải với cosφ =

0.80

- Điện áp thanh cái cao áp

- 1.05 Uđm lúc phụ tải cực đại

- 1.02 Uđm lúc phụ tải cực tiểu

- 1.05 Uđm lúc sự cố

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN

9) Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thết kế.

10) Các bản vẽ A3: sơ đồ nối dây các phương án, sơ đồ nguyên lý của mạng điện thiết

kế, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.

VỊ TRÍ NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

: 10km

Người hướng dẫn

Sinh viên thực hiện.

SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 3

Thông qua khoa

Ngày tháng năm 2009

Chủ nhiệm khoa

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN

Tọa độ điểm 1: x = 2, y = 2

Tọa độ điểm: x = 3, y = -2

Tọa độ điểm 3: x = -2, y = -2

Tọa độ điểm 4: x = -3, y = 2

Công suất ngắn mạch tại thanh cái N nguồn 110 kv : 800000 MVA

Chiều dài từ N-1: = 31.113 km

Chiều dài từ N-2: = 39.661 km

Chiều dài từ 1-2: = 45.354 km

Chiều dài từ N-3: = 31.113 km

Chiều dài từ N-4: = 39.661 km

Chiều dài từ 3-4: = 45.354 km

Khu vực 1: tải 1,2

Khu vực 2: tải 3,4

Phụ tải 1: P = 16MW

Hệ số công suất: cosϕ = 0.8

Q = 12 MVAr

Yêu cầu cung cấp điện : liên tục

Phụ tải 2: P = 18 MW

Hệ số công suất: cosϕ = 0.75

Q = 15.875 MVAr

Yêu cầu cung cấp điện : liên tục

Phụ tải 3: P = 20 MW

Hệ số công suất: cosϕ = 0.8

Q = 15 MVAr

Yêu cầu cung cấp điện : liên tục

SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 4

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN

Phụ tải 4: P = 22MW

Hệ số công suất: cosϕ = 0.75

Q = 19.402 MVAr

Yêu cầu cung cấp điện : liên tục

Thời gian Tmax = 5000 giờ/ năm

Thời gian tổn hao công suất lớn nhất:

To = (0.124+ Tmax / 10000)2 × 8760 giờ / năm = 3410.934

Tiền điện c = 0.05 $/kwh = 50 $ / Mwh

Công suất ngắn mạch tại thanh cái nguồn N : Snm = 800.00 MVA

Chương 1 – CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Cân bằng công suất tác dụng:

Hệ số đồng thời : m = 0.8

Tổng phụ tải:

∑P = p + p + p + p = 16 +18 + 20 + 22 = 76 MW pt 1 2 3 4

Tổn hao công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp:

P m P MW = 0.1* * 0.1*0.8*76 6.08 md pt ∑ ∑ ∆ = =

Tổng công suất tác dụng của nhà máy điện tại thanh cái cao áp của máy biến áp tăng:

∑ ∑ P m P P MW F pt md = + ∆ = + = * 0.8*76 6.08 66.88 ∑

Cân bằng công suất phản kháng:

Công suất phản kháng của phụ tải 1:

* tan 16*0.5 12 1 1 1 Q P MVAr = = = ϕ

Công suất phản kháng của phụ tải 2:

SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 5

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN

2

*tan 18*0.5 15.875 2 2 Q P MVAr = = = ϕ

Công suất phản kháng của phụ tải 3:

3 3 3 Q P MVAr = × = × = tan 20 0.5 15 ϕ

Công suất phản kháng của phụ tải 4:

4 4 4 Q P MVAr = × = × = tan 22 0.5 19.402 ϕ

Tổng công suất phản kháng của phụ tải có xét hệ số đồng thời:

Q MVAr 0.8 (12 15.875 15 19.402) 49.8213 m pt ×∑ = × + + + =

Công suất biểu kiến của phụ tải 1:

1

1

1

16 20

cos 0.8

P

S MVA

ϕ

= = =

Công suất biểu kiến của phụ tải 2:

2

2

2

18 24

cos 0.75

P

S MVA

ϕ

= = =

Công suất biểu kiến của phụ tải 3:

3

3

3

20 24

cos 0.8

P

S MVA

ϕ

= = =

Công suất biểu kiến của phụ tải 4:

4

4

4

22 29.333

cos 0.75

P

S MVA

ϕ

= = =

Tổng công suất biểu kiến của phụ tải:

1 2 3 4 22 24 25 29.33 49.333 pt ∑S S S S S MVA = + + + = + + + =

Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp:

0.12* 0.12*98.333 11.8 ∑ ∑ ∆ = = = Q S MVAr B pt

Tổng công suất phản kháng phát lên tại thanh cái cao áp của máy biến áp tăng:

Q m Q Q MVAr * 49.8213 11.8 61.6213 F pt B ∑ ∑ ∑ = + ∆ = + =

SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 6

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN

Hệ số công suất nguồn: cos 0.735 F

ϕ =

Lập bảng:

STT P(MW) Q(MVAR) cosϕ S(MVA)

1 16 12 0.8 20

2 18 15.875 0.75 24

3 20 15 0.8 25

4 22 19.402 0.75 29.333

CHƯƠNG 2 – DỰ ÁN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KĨ THUẬT

Lựa chọn cấp điện áp tải điện:

Phụ tải 1:

Khoảng cách từ nguồn N đến tải 1: 31.113 km

Cấp điện áp tính toán theo công thức Still:

4.34* 0.016* 4.34* 31.113 0.016*16 73.5387 1 1 U l P KV N

= + = + =

Phụ tải 2:

Khoảng cách từ nguồn N đến tải 2: 39.661 km

Cấp điện áp tính toán theo công thức Still:

4.34* 0.016* 78.5601 2 2 U l P KV N

= + =

phụ tải 3:

Khoảng cách từ nguồn N đến tải 3: 31.113 km

Cấp điện áp tính toán theo công thức Still:

4.34* 0.016* 81.3229 3 3 U l P KV N

= + =

Phụ tải 4:

Khoảng cách từ nguồn N đến tải 4: 39.661 km

Cấp điện áp tính toán theo công thức Still:

SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 7

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN

4.34* 0.016* 85.8905 _ 4 4 U l P KV N

= + =

Hình 2.1:

Hình 2.2

a b

c

SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 8

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN

Tính toán các phương án của khu vực 1:

Phương án 1:

Phương án đường dây kép, tia N-1 và N- 2

TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY N-1 CỦA PHƯƠNG ÁN 1:

Dòng điện phụ tải 1:

2 2 2 2 3

1 1

1

( ) *1000 16 12 *10 104.973

3*110 3 *110

P Q

I A

+ +

= = =

Dòng trên 1 lộ của đường dây N-1= 104.973/2 = 52.4864 A

Tiết diện kinh tế tính toán:

1 52.4864 2

47.7149

1.1 kt

kt

I

F mm

j

= = =

Chọn dây : AC-95

Chọn trụ kim loại 2 mạch mã hiệu PIB110_4

Hình dạng trụ xem hình 2.12

Các kích thước : a1=2 m, a2= 3.5 m, a3 = 2 m , b1= 2 m, b2 = 3.5m, b3= 2 m,

h1 = 3 m, h2 = 3 m

Các khoảng cách:

' ''

2 2 2 2 ( 3 1) ( 1 2) (3.5 2) (3 3) 7.2111

a a

D a b h h m = + + + = + + + =

' '

2 2 2 2 ( 2 3) 2 (3.5 2) 3 3.354 a b D a a h m = − + = − + =

' ''

2 2 2 2 ( 3 2) 2 (2 3.5) 3 6.26498 a b D a b h m = + + = + + =

SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 9

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN

' '

2 2 2 2 ( 1 3) ( 1 2) (2 2) (3 3) 6

a c

D a a h h m = − + + = − + + =

' ''

3 3 2 2 4 D a b m a c = + = + =

' ''

'' '

7.2111 a a a a

D D m = =

'' '

2 2 2 2 ( 2 1) 1 (3.5 2) 3 6.26498 a b D a b h m = + + = + + =

'' ''

2 2 2 2 ( 2 1) 1 (3.5 2) 3 3.3541 a b D b b h m = − + = − + =

'' ' 1 1 2 2 4

a c

D a b m = + = + = '' ''

2 2 2 2 ( 1 3) ( 1 2) (2 2) (3 3) 6

a c

D b b h h m = − + + = − + + =

' ' ' ' 3.3541 b a a b D D m = =

' ''

2 2 2 2 ( 2 1) 1 (3.5 2) 3 6.26498 b a D a b h m = + + = + + =

' '

2 2 2 2 ( 2 1) 1 (3.5 2) 3 3.3541 b c D a a h m = − + = − + =

' ''

2 2 2 2 ( 2 3) 2 (3.5 2) 3 6.26498 b c D a b h m = + + = + + =

' '' 2 2 3.5 3.5 7 b b D a b m = + = + =

'' ' ' '' 6.26498 b a a b D D m = =

'' '' '' '' 3.3541 b a a b D D m = =

'' '

2 2 2 2 ( 1 2) 1 (2 2) 3 6.26498 b c D a b h m = + + = + + =

'' ''

2 2 2 2

2

( 2 3) (3.5 2) 3 3.3541 b c D b b h m = − + = − + =

'' ' ' '' 7

b b b b D D m = =

' ' ' ' 3.3541 c b b c D D m = =

' ''

2 2 2 2 ( 1 2) 1 (2 2) 3 6.26498 c b D a b h m = + + = + + =

' ' ' ' 6

c a a c

D D m = =

SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 10

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN

' '' ' ''

2 2 2 2

2

( 1 3) ( 1) (2 2) (3 3) 7.2111

c a c c

D D a b h h m = = + + + = + + + =

'' ' ' '' 4

c a a c

D D m = =

'' '' '' '' 6

c a a c

D D m = =

'' ' ' '' 6.26498 c b b c D D m = =

'' '' '' '' 3.3541 c b b c D D m = =

'' ' ' '' 7.2111

c c c c

D D m = =

Khoảng cách trung bình hình học giữa pha A và pha B:

' ' ' '' '' ' '' '' 4 * * * 4.58404 AB a b a b a b a b D D D D D m = =

Khoảng cách trung bình hình học giữa pha B và pha C:

' ' ' '' '' ' '' '' 4 * * * 4.58404 BC b c b c b c b c D D D D D m = =

Khoảng cách trung bình hình học giữa pha C và pha A:

' ' ' '' '' ' '' '' 4 * * * 4.89898 CA c a c a c a c a

D D D D D m = =

Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha của đường dây lộ kép có hoán vị:

3 * * 4.6867 D D D D m m AB BC CA = =

Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha của đường dây lộ kép có hoán vị lúc sự cố 1 lộ:

' ' ' ' ' ' 3 * * 4.07163 msuco a b b c c a D D D D m = =

Bán kính tự thân: ds = 4.9005m

Bán kính trung bình của dây pha A:

''

3 3

'

*10 * 4.9005*10 *7.2111 0.18798 sA a a

D ds D m − −

= = =

Bán kính trung bình của dây pha B:

''

3 3

'

*10 * 4.9005*10 *7 0.18521 sB b b D ds D m − −

= = =

Bán kính trung bình của dây pha C:

SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 11