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 P max (MW) 16 18 20 22 cosφ 0.8 0.75 0.8 0.75 P min ( % , P max ) 40% T max (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 U đm lúc phụ tải cực đại - 1.02 U đm lúc phụ tải cực tiểu - 1.05 U đm 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 T max = 5000 giờ/ năm Thời gian tổn hao công suất lớn nhất: To = (0.124+ T max / 10000) 2 × 8760 giờ / năm = 3410.934 Tiền điện c = 0.05 $/kwh = 50 $ / Mwh Công suất ngắn mạch tại thanh cái nguồn N : S nm = 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 = 76MW pt 1 2 3 4 ∑ Tổn hao công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp: = 0.1* * 0.1*0.8*76 6.08P m P MW md pt ∆ = = ∑ ∑ Tổng công suất tác dụng của nhà máy điện tại thanh cái cao áp của máy biến áp tăng: * 0.8*76 6.08 66.88 F pt md P m P P MW = + ∆ = + = ∑ ∑ ∑ 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 tan 20 0.5 15Q P MVAr ϕ = × = × = Công suất phản kháng của phụ tải 4: 4 4 4 tan 22 0.5 19.402Q P MVAr ϕ = × = × = Tổng công suất phản kháng của phụ tải có xét hệ số đồng thời: 0.8 (12 15.875 15 19.402) 49.8213Q MVAr pt m = × + + + = ∑ × 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 B pt Q S MVAr ∆ = = = ∑ ∑ Tổng công suất phản kháng phát lên tại thanh cái cao áp của máy biến áp tăng: * 49.8213 11.8 61.6213Q m Q Q MVAr 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: 2 1 52.4864 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 a c D a b m = + = + = ' '' '' ' 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 [...]... sách hướng dẫn thiết kế mạng điện Hình dáng trụ xem hình pl5.5 trang 138 sách hướng dẫn thiết kế mạng điện Các kích thước: h1 = 4 m, a1 = 2.1m, b1 = 4.2 m , b2 = 2.1 m Dab = 4.51774 m Dbc = 6.3 m Dca = 5.8 m Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha của đường dây lộ kép có hoán vị Dm = 3 Dab * Dbc * Dca = 3 4.51774* 6.3*5.8 = 5.48567 m SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 29 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ... Hệ số k = 0.726 Bán kính tự thân: ds = r*k = 6.75*0.726= 4.9005 mm Dòng điện cho phép: Icp= 335 A Điện trở r0 = 0.33 Ω/km Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/Ds)= 0.2024(Ω/km) Dung dẫn: 7.6*10−6 b0 = = 5.7019*10−6 (1/ Ω.km) D log10 ( m ) ' Ds Điện trở toàn đường dây (lộ đơn): SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 21 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN R = r0*l1 = 0.33*45.3542 = 14.9669 (Ω) Cảm kháng... sợi: 35 Hệ số k = 0.768 Bán kính tự thân: ds = r*k = 8.5*0.768= 6.528 mm Dòng điện cho phép: Icp= 445 A Điện trở r0 = 0.21 Ω/km Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/Ds)= 0.1934(Ω/km) Dung dẫn: b0 = 7.6*10−6 = 5.925*10−6 (1/ Ω.km) Dm log10 ( ' ) Ds SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 25 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN Điện trở toàn đường dây (lộ đơn): R = r0*lN-1 = 0.21*31.1127 = 6.5337 (Ω) Cảm kháng... SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 16 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN Đường kính dây: 13.5 mm Số sợi: 7 Hệ số k = 0.726 Bán kính tự thân: ds = r*k = 13.5*0.726= 4.9005 mm Dòng điện cho phép: Icp= 335 A Điện trở r0 = 0.33 Ω/km Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/Ds)= 0.2024(Ω/km) Dung dẫn: 7.6*10−6 7.6*10−6 b0 = = = 5.7019*10−6 (1/ Ω.km) D 4.6867 log10 ( m ) log10 ' 0.2195 Ds Điện trở toàn đường dây... KÍN Phương án mạch vòng kín N-1-2-N Hình 2.8: Mạng điện kín Phân bố công suất theo chiều dài: Kiểm tra : Tổng chiều dài các đoạn = lN-1+ lN-2 + l1-2 =31.113 + 45.354 + 39.661= 116.128 km Chiều dài N-1-2 = 31.113 + 45.354 = 76.467 km Chiều dài N-2-1 = 39.661 + 45.354 = 85.015 km Công suất trên đường N-1: SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 28 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN PN 1 + jQN 1 = GVHD: HỒ VĂN HIẾN (16 + j12)... / Ω.km) 4.6867 18*106 * log 0.2195 Page 12 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị lúc sự cố: b0 _ pha1_ suco (1) = 2* π *50 = 2.7261*10−6 (1/ Ω.km) Dm _ suco *1000 18*106 * log r Đường kính dây: 13.5 mm Số sợi: 7 Hệ số k = 0.726 Bán kính tự thân: ds = r*k = 13.5*0.726= 4.9005 mm Dòng điện cho phép: Icp= 335 A Điện trở r0 = 0.33 Ω/km Cảm kháng : x0 = 2*... thân ds = r * k = 9.5*0.768 = 7.296 mm SVTH: PHẠM VĂN LÂM = 111.004 A Page 30 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN Dòng cho phép : Icp = 515 A Điện trở : r0 = 0.17 Ω/km Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/ds)= 0.4161(Ω/km) Dung dẫn: 7.6*10−6 7.6*10−6 b0 = = = 2.7521*10−6 (1/ Ω.km) Dm 5.48567 log10 log10 r 9.5*10−3 Điện trở toàn đường dây ( lộ đơn): R = 0.17* 39.6611 = 6.7424Ω Cảm kháng toàn... Bán kính tự thân ds = r * k = 8.5*0.768 = 6.528 mm Dòng cho phép : Icp = 445 A Điện trở : r0 = 0.21 Ω/km Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/ds)= 0.4231(Ω/km) Dung dẫn: SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 31 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN 7.6*10−6 7.6*10−6 b0 = = = 2.7048*10−6 (1/ Ω.km) D 5.48567 log10 m log10 r 8.5*10−3 Điện trở toàn đường dây ( lộ đơn): R = 0.21* 45.3542 = 9.5244Ω Cảm kháng toàn... suất phản kháng do điện dung ở đầu: Y 0.00010915*1102 2 ∆Qc1 = *U = = 0.66037( MVAr ) 2 2 Công suất đầu phát của đường dây N-2: ' ' S P = PP + j (QP − ∆Qc1 ) = 16.352 + j (13.692 − 0.66) = 16.352 + j13.031( MVA) SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 35 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN GVHD: HỒ VĂN HIẾN Tổng sụt áp từ đầu N đến nút 2: ∆ U% = 2.685% Tính toán đường dây đơn 1-2: Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường... kép): R = 10.2672 / 2 = 5.1336 (Ω) Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-1: Công suất phụ tải cuối đường dây: SN = 16 + j 12 MVA Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường dây: SVTH: PHẠM VĂN LÂM Page 13 THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN ∆Qc 2 GVHD: HỒ VĂN HIẾN Y 0.0001774*1102 2 = *U = = 1.07327( MVAr ) 2 2 Công suất ở cuối tổng trở Z: ' S N = PN + (QN − ∆Qc 2 ) = 16 + j (12 − 1.073) = 16 + . 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. 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