Đồ án môn Học điện 1 - Chủ đề: Thiết kế mạng truyền tải 110kV - Nguyễn Trọng Tuấn

hiết bị dùng điện áp cũng thấp. Do đó, chúng ta cần điều chỉnh điện áp để có độ lệch điện áp tương đối nhỏ thì các phụ tải vẫn giữ được chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật tốt. Việc điều chỉnh điện áp trong phạm vi cho phép là vấn đề phức tạp vì hệ thống điện liên kết nhiều nguồn với nhiều phụ tải ở mọi cấp bậc của hệ thống điện. 
	- Nhiều biện pháp điều chỉnh điện áp tại phụ tải được áp dụng nhằm đảm bảo chất lượng điện áp như thay đổi điện áp vận hành, đặt thiết bị bù, phân bố công suất hợp lý trong mạng điện, thay đổi đầu phân áp của máy biến áp thường và máy biến áp điều áp dưới tải 
	- Trong phạm vi đồ án môn học ngoài việc điều chỉnh điện áp thanh cái cao áp của nguồn sẽ tính toán chọn đầu phân áp tại các trạm giảm áp nhằm đảm bảo điện áp tại thanh cái hạ áp trong phạm vi độ lệch cho phép. Việc chọn máy biến áp có đầu phân áp điều chỉnh thường (phải cắt tải khi thay đổi đầu phân áp), hay máy biến áp có đầu phân áp điều áp dưới tải phụ thuộc vào việc tính toán chọn đầu phân áp ứng với các chế độ làm việc khác nhau của mạng điện và vào yêu cầu phải điều chỉnh.
CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP 
Đầu phân áp
Upa cao hay Upa tiêu chuẩn
+ 12%
(1 + 0,12).110 = 123,2 kV
+10,5%
(1 + 0,105).110 = 121,55kV
+ 9%
(1 + 0,09).110 = 119,9kV
+ 7,5%
(1 + 0,075).110 = 118,25kV
+ 6%
(1 + 0,06).110 = 116,6kV
+ 4,5%
(1 + 0,045).110 = 114,95kV
+ 3%
(1 + 0,03).110 = 113,3
+ 1,5%
(1 + 0,015).110 = 111,65
0
110 kV (đầu định mức)
- 1,5%
(1 - 0,015).110 = 108,35 kV
- 3%
(1 - 0,03).110 = 106,7 kV
- 4,5%
(1 - 0,045).110 = 105,05 kV
- 6%
(1 - 0,06).110 = 103,4 kV
- 7,5%
(1 - 0,075).110 = 101,75 kV
- 9%
(1 - 0,09).110 = 100,1 kV
- 10,5%
(1 - 0,105).110 = 98,45 kV
12%
(1 - 0,12).110 = 96,8 kV
 Chọn số đầu phân áp và giới hạn điều chỉnh là:81.5% và một đầu định mức theo Bảng Phụ lục 4.4 trang 132 sách Hướng dẫn đồ án môn học điện 1.
 	Uđm cao / Uđm hạ = 110 kV/ 22 kV. 
	Chọn Ukt hạ= 1.05×Uyc hạ=23.1kV
	Chọn Uyc hạ = 22 (kV) 
a) Sơ đồ thay thế của máy biến áp lúc không tải
b) Sơ đồ thay thế của máy biến áp lúc mang tải
Lúc cực đại:
Máy biến áp trạm 1: 
	(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +10.5% ứng với Upatc=121.55 (kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
Máy biến áp trạm 2: 
	(kV) 
 àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +10.5% ứng với Upatc=121.55 (kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
Máy biến áp trạm 3: 
	(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +7.5% ứng với Upatc=118.25(kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
Máy biến áp trạm 4: 
	(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +6% ứng với Upatc=116.6(kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
BẢNG KẾT QUẢ CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI
Trạm biến áp
Uhạ trước khi chọn đầu phân áp (kV)
Đầu phân áp chọn
Uhạ sau khi chọn đầu phân áp (kV)
% độ lệch điện áp sau khi điều chỉnh
1
24.175
7x1.5%
21.8778
-0.5555
2
24.2602
7x1.5%
21.955
-0.2045
3
23.6662
5x1.5%
22.015
0.0682
4
23.1686
4x1.5%
21.857
-0.65
Lúc cực tiểu:
Máy biến áp trạm 1: 
(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +7.5% ứng với Upatc=118.25(kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
Máy biến áp trạm 2: 
(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +7.5% ứng với Upatc=118.25(kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
Máy biến áp trạm 3: 
(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +6% ứng với Upatc=116.6(kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
Máy biến áp trạm 4: 
(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +4.5% ứng với Upatc=114.95(kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
BẢNG KẾT QUẢ CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU
Trạm biến áp
Uhạ trước khi chọn đầu phân áp (kV)
Đầu phân áp chọn
Uhạ sau khi chọn đầu phân áp (kV)
% độ lệch điện áp sau khi điều chỉnh
1
23.5648
5x1.5%
21.921
-0.3591
2
23.6031
5x1.5%
21.956
-0.2
3
23.2094
4x1.5%
21.896
-0.4727
4
23.0275
3x1.5%
22.036
0.1636
Lúc ngưng một lộ:
Máy biến áp trạm 1: 
(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +6% ứng với Upatc=116.6(kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
Máy biến áp trạm 2: 
(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +6% ứng với Upatc=116.6(kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
BẢNG KẾT QUẢ CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP LÚC PHỤ TẢI KHI NGƯNG MỘT LỘ
Trạm biến áp
Uhạ trước khi chọn đầu phân áp (kV)
Đầu phân áp chọn
Uhạ sau khi chọn đầu phân áp (kV)
% độ lệch điện áp sau khi điều chỉnh
1
23.2896
4x1.5%
21.971
-0.1318
2
23.3241
4x1.5%
22.004
0.0182
Lúc ngưng một máy biến áp:
Máy biến áp trạm 1: 
(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +7.5% ứng với Upatc=118.25(kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
Máy biến áp trạm 2: 
(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +7.5% ứng với Upatc=118.25(kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
Trạm biến áp
Uhạ trước khi chọn đầu phân áp (kV)
Đầu phân áp chọn
Uhạ sau khi chọn đầu phân áp (kV)
% độ lệch điện áp sau khi điều chỉnh
1
23.5395
5x1.5%
21.897
-0.4682
2
23.774
5x1.5%
22.115
0.5227
Lúc ngưng một lộ và hư một MBA:
Máy biến áp trạm 1: 
(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +3% ứng với Upatc=113.3(kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
Máy biến áp trạm 2: 
(kV)
àChọn đầu phân áp tiêu chuẩn +3% ứng với Upatc=113.3(kV)
Kiểm tra lại điện áp phía hạ áp sau khi chọn đầu phân áp:
	(kV) ≈ Uhạ yc
Trạm biến áp
Uhạ trước khi chọn đầu phân áp (kV)
Đầu phân áp chọn
Uhạ sau khi chọn đầu phân áp (kV)
% độ lệch điện áp sau khi điều chỉnh
1
22.6002
2x1.5%
21.942
-0.2636
2
22.7945
2x1.5%
22.1306
0.5936
CHƯƠNG IX
TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT 
CỦA MẠNG ĐIỆN
MỞ ĐẦU:
- Phần cuối của bản thiết kế là dự toán kinh phí công trình và tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
- Việc lập dự toán công trình chỉ có thể tiến hành sau khi đã có bản thiết kế chi tiết cụ thể từ đó lập các bản dự toán về các chi phí xây dựng trạm, chi phí xây dựng đường dây. Dự toán công trình gồm các phần chủ yếu như xây dựng, lắp đặt máy, các hạng mục về thiết kế cơ bản.
- Trong phần tổng kết này chủ yếu tính giá thành tải điện thông qua việc tính toán tổn thất điện năng và thống kê các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG:
 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện:
	Xét khi phụ tải cực đại và chia làm 2 phần:
 Tổn thất công suất trên đường dây: 
 ∑ΔPL =2.8994 (MW)
 Tổn thất công suất trong máy biến áp bao gồm:
Tổn thất trong đồng: ∑ΔPCu = 0.2795 (MW)
Tổn thất trong sắt: ∑ΔPFe = 0.22 (MW)
- 	Ngoài ra còn tính tới tổn thất công suất tác dụng trong thiết bị bù:
 ∑ΔPbù = ΔP* ×∑Qbù = 0.005 × 31.408 = 0.15704 (MW)
Tổn thất công suất tác dụng tổng là:
ΔP∑ = ∑ΔPL + ∑ΔPCu + ∑ΔPFe + ∑ΔPbù 
	 = 2.8994 + 0.2795 + 0.22 + 0.15704 = 3.55594 (MW)
Tổn thất công suất tính theo % của toàn bộ phụ tải trong mạng là
Tổn thất điện năng trong mạng điện: 
Chia làm 2 phần:
Tổn thất điện năng trong thép của máy biến áp: 
 ΔAFe = ∑ΔPFe × T = 0.22 × 8760 = 1927.2 (MWh/năm)
-	Tổn thất điện năng trên đường dây và trong cuộn dây của máy biến áp (do điện trở):
 ΔAR = (∑ΔPL + ∑ΔPCu ) × τ
-	Sau khi bù công suất phản kháng, thời gian tổn thất công suất cực đại : 
	 (giờ/năm)
	 (giờ/năm)
 ΔAR = (∑ΔPL + ∑ΔPCu ) × τ
	= (2.8994 + 0.2795) × 3436.235 = 10923.45 (MWh/năm)
-	Ngoài ra còn tính tới tổn thất điện năng trong thiết bị bù:
 ΔAbù = ∑ΔPbù × Tmax
 = 0.15704 × 5023.1 = 788.83 (MWh/năm)
-	Tổn thất điện năng tổng là:
 ΔA∑ = ΔAFe + ΔAR + ΔAbù 
 = 1927.2 + 10923.45 + 788.83 = 13639.48 (MWh)
Tổn thất điện năng tổng tính theo % của tổng điện năng cung cấp cho phụ tải trong mạng là
 A∑ = P∑ Tmax = 91 x 5023.1 = 457102.1 (MWh)
 (P∑ = tổng công suất tác dụng của các phụ tải)
TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN:
Tính phí tổn vận hành hàng năm của mạng điện:
 Y = avh(L)KL + avh(T)KT + c×ΔA∑ 
 Trong đó:
avh(L): hệ số vận hành (khấu hao, tu sửa, phục vụ) của đường dây, cột bê tông cốt thép lấy avh(L) = 0.04
avh(T): hệ số vận hành của trạm biến áp, lấy từ 0.1 đến 0.14
KL: tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây
KT: tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp, ứng với các máy biến áp đã chọn.
Với 1 rúp (Nga) = 0.0358 $
Trạm
Số lượng
Công suất (MVA)
Tiền đầu tư (rúp)
Tiền đầu tư 
($)
1
2
25
128000
4582.4
2
2
25
128000
4582.4
3
1
32
73100
2616.98
4
1
32
73100
2616.98
Tổng
6
164
402200
14398.76
 ΔA∑: tổng tổn thất điện năng trong toàn mạng điện
c: giá tiền 1 MWh điện năng tổn thất
 Y = avh(L)KL + avh(T)KT + c×ΔA∑
 KL = (4152.777 + 3251.05).103 $ = 7403.827×103 $
avh(L)KL= 0.04×KL = 0.04 × 7403.827×103 $ = 296.153×103 $
Chọn avh(T) = 0.1 (theo hướng dẫn đồ án)
Y= 296.153×103 + 0.1×14398.76 + 0.05×103×13639.48 = 979.567×103$
Giá thành tải điện của mạng điện cho 1 kWh điện năng đến phụ tải là:
 ($/kWh)
Giá thành xây dựng mạng điện cho 1 MW công suất phụ tải cực đại:
 ($/MW)
LẬP BẢNG CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT:
Thứ tự
Các chỉ tiêu
Đơn vị
Trị số
Ghi chú
1
Độ lệch điện áp lớn nhất
%
10.2736
2
Độ lệch điện áp lớn nhất lúc sự cố
%
8.0636
3
Tổng độ dài đường dây
Km
270.72
4
Tổng công suất các trạm biến áp
MVA
164
5
Tổng công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra
MVAr
12.8582
6
Tổng dung lượng bù
MVAr
31.408
7
Vốn đầu tư đường dây
103 $
7403.827
8
Vốn đầu tư trạm biến áp
$
14398.76
9
Tổng phụ tải cực đại
MW
91
10
Điện năng tải hàng năm
MWh
457102.1
11
Tổng tổn thất công suất ΔP∑
MW
3.55594
12
Tổng tổn thất công suất ΔP∑%
%
3.9076
13
Tổng tổn thất điện năng ΔA∑
MWh
13639.48
14
Tổng tổn thất điện năng ΔA∑%
%
2.9839
15
Giá thành xây dựng mạng điện cho 1 MW phụ tải, K
$/MW
81518.9644
16
Phí tổn kim loại màu
tấn
475.0995
17
Giá thành tải điện, 
$/kWh
0.002143
18
Phí tổn vận hành hàng năm Y
103 $
979.567