Đồ án mạng điện

Lời mở đầu: Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng, bởi điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng trong mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân. Khi ta xây dựng một nhà máy, khu dân cư, thành phố, trước tiên, ta phải xây dựng một hệ thống lưới điện để cung cấp điện nhằm mục đích phục vụ cho sinh hoạt và sản xuất. Khi ta xây dựng một hệ thống lưới điện thì vấn đề thiết kế đống vai trò tối quan trọng, người thiết kế phải làm sao cho mạng lưới mà mình thiết kế phải đẩm bảo yêu cầu về mặt kinh tế lẫn kỹ thuật, phải đề ra được phương án tối ưu nhất đạt yêu cầu vễ kỹ thuật và tiết kiệm về mặt kinh tế. Đê giup cho ta đat đươc nhưng yêu câu đo, viêc nghiên cưu, thưc hiên cac nhiêm vu trong pham vi môn hoc "Đôan mang điên” secho ta nhưng kiên thưc không nho trong linh vưc hê thông điên. Sau môt thơi gian tim toi, hoc hoi, cung vơi sư hương dân cua thây giao, em đahoan thanh nôi dung đôan môn hoc đađươc thây giao. Tuy nhiên vơi nhưng kiên thưc con han chê, chưa cokinh nghiêm thưc tiên, at hăn nôi dung đôan môn hoc maem đahoan thanh không thê tranh khoi nhưng sai sot, em rât mong nhân đươc sư quan tâm, chi bao cua thây. Em xin chân thanh cam ơn! ĐaNăng, thang 4/2017 Sinh viên thưc hiên Lê Quang Lương 1 CHƯƠNG 1: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1. Thu thâp sôliêu va phân tich phu tai: ­ Công tác phân tích phu tải chiếm một vị trí hết sức quan trọng cần được thực hiện một cách chu đáo. ­ Việc thu thập số liệu về phu tải chủ yếu là để nắm vững về vị trí và yêu cầu của các hộ tiêu thu lớn, dự báo nhu cầu tiêu thu, sự phát triển của phu tải trong tương lai. Sau khi thu thập số liệu và phân tích về phu tải, ta có bảng số liệu tổng hợp như sau: Bảng 1.1: Số liệu phụ tải Đủ cung cấp cho phu tải với cos = 0.8 Điện áp thanh cái cao áp: Phu tải Nguồn điện 2 3 1.1 U lúc phu tải cực đại 6 Pmax (MW) Cos T (giờ/năm) Yêu cầu cung cấp 23 21 20 0.8 0.8 0.8 5300 5300 5300 KT KT T 22 16 18 0.7 0.8 0.8 5300 5300 5300 KT KT KT Điện Điện áp định mức phía thứ cấp 22 V trạm phân phối (kV) 1.2. Phân tich nguôn cung câp điên: Trong thiết kế môn học chỉ cho một nguồn cung cấp điện cho phu tải trong vùng. Nguồn điện được giả thiết cung cấp đủ công suất tác dung theo nhu cầu của phu tải với hệ số công suất là 0.8. Điều này cho thấy nguồn có thể không cung cấp đủ yêu cầu về công suất phản kháng và vì thế mà việc đảm bảo nhu cầu điện năng phản kháng có thể thực hiện trong quá trình thiết kế bằng cách bù công suất phản kháng tại các phu tải mà không cần phải đi từ nguồn. 2 1.3. Cân băng công suât trong hê thông: ­ Cân bằng công suất trong hệ thống điện nhằm xét khả năng cung cấp của các nguồn cho phu tải thông qua mạng điện. ­ Tại mỗi thời điểm phải luôn đảm bảo cân bằng giữa công suất sản xuất và công suất tiêu thu. Mỗi mức cân bằng công suất tác dung và công suất phản kháng xác định một giá trị tần số và điện áp. ­ Quá trình biến đổi công suất và các chỉ tiêu chất lượng điện năng khi cân bằng công suất bị phá hoại, xảy ra rất phức tạp, vì giữa chúng có quan hệ tương hỗ. ­ Để đơn giản bài toán, ta coi sự thay đổi công suất tác dung ảnh hưởng chủ yếu đến tần số, còn sự cân bằng công suất phản kháng ảnh hưởng chủ yếu đến điện áp. Cu thể là khi nguồn phát không đủ công suất tác dung cho phu tải thì tần số bị giảm đi và ngược lại. Khi thiếu công suất phản kháng điện áp bị giảm thấp và ngược lại. ­ Trong mạng điện, tổn thất công suất phản kháng lớn hơn công suất tác dung, nên khi các máy phát điện được lựa chọn theo sự cân bằng công suất tác dung, trong mạng thiếu hut công suất kháng. Điều này dẫn đến xấu các tình trạng làm việc của các hộ dùng điện, thậm chí làm ngừng sự truyền động của các máy công cu trong xí nghiệp gây thiệt hại rất lớn. Đồng thời làm hạ điện áp của mạng và làm xấu tình trạng làm việc của mạng. Cho nên việc bù công suất kháng là vô cùng cần thiết. Muc đích của bù sơ bộ trong phần này là để cân bằng công suất kháng và số liệu để chọn dây dẫn và công suất máy biến áp cho chương sau. ­ Sở dĩ bù công suất kháng mà không bù công suất tác dung là vì khi bù công suất phản kháng giá thành kinh tế hơn, chỉ cần dùng bộ tu điện để phát ra công suất phản kháng. Trong khi thay đổi công suất tác dung thì phải thay đổi máy phát, nguồn phát dẫn đến chi phí tăng lên nên không được hiệu quả về kinh tế. a. Cân băng công suât tac dung: 3 ­ Một đặc điểm quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từ các nguồn điện đến các hộ tiêu thu và không thể tích luỹ điện năng thành số lượng nhìn thấy được. Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thu điện năng. ­ Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của hệ thống cần phải phát công suất bằng công suất của các hộ tiêu thu, kể cả tổn thất công suất trong các mạng điện, nghĩa là cần thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thu. ­ Ngoài ra để hệ thống vận hành bình thường, cần phải có sự dự trữ nhất định của công suất tác dung trong hệ thống. Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như phát triển của hệ thống điện. ­ Cân bằng công suất cần thiết để giữ tần số trong hệ thống điện. Cân bằng công suất trong hệ thống được biểu diễn bằng biểu thức sau: ∑PF=m∑Ppt+∑∆Pmd+∑Ptd+∑Pdt Trong đó: +PF:Tổng công suất tác dung phát ra của các nhà máy điện trong hệ thống. +Pptmax: Tổng phu tải cực đại của các hộ tiêu thu. + m: Hệ số đồng thời (m=1). +Pmd: Tổng tổn thất công suất tác dung trên đường dây và máy biến áp. +Ptd: Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện. ∑Ptd = 0 +Pdt: Tổng công suất dự trữ. Lấy ∑Pdt = 0 ­ Xác định hệ số đồng thời của một khu vực phải căn cứ vào tình hình thực tế của phu tải. ­ Theo tài liệu thống kê thì tổn thất công suất tác dung của đường dây và máy biến áp trong trường hợp mạng cao áp khoảng 8÷10%. 4 ­ Ta có: ΔPmd = 10% mPpt Công suất tự dùng của các nhà máy điện: Tính theo phần trăm của (mPpt + Pmd) + Nhà máy nhiệt điện 3 ÷ 7%. + Nhà máy thuỷ điện 1 ÷ 2%. Công suất dự trữ của hệ thống: ­ Dự trữ sự cố thường lấy bằng công suất của một tổ máy lớn nhất trong hệ thống điện. ­ Dự trữ phu tải là dự trù cho phu tải tăng bất thường ngoài dự báo: 2 ­ 3% phu tải tổng. ­ Dự trữ phát triển nhằm đáp ứng phát triển phu tải 5 ­ 15 năm sau. Tổng quát dự trữ hệ thống lấy bằng 10 ­ 15% tổng phu tải của hệ thống. Trong thiết kế môn học giả thiết nguồn điện đủ cung cấp hoàn toàn cho nhu cầu công suất tác dung và chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng của nhà máy điện nên tính cân bằng công suất tác dung như sau: ∑PF= ∑Ppt+ ∑∆Pmd+ ∑Pdt Từ số liệu công suất tác dung cực đại của các phu tải ta tính được công suất tác dung của nguồn phát ra là: ∑PF =1x10% ∑Ppt+ ∑Ppt = 1.1 × (22+20+24+23+17+21) = 1.1 x120 = 132 ?? Vậy ta cần nguồn có công suất tác dung là: ∑PF= 132 (MW). b. Cân băng công suât phan khan g: ­ Sản xuất và tiêu thu điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thu tại mỗi thời điểm. Sự cân bằng đòi hỏi không những chỉ đối với công suất tác dung, mà còn đối với cả công suất phản kháng. ­ Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Phá hoại sự cân bằng công suất 5 ... - slideshare.vn