Đồ án Thiết kế mạng điện khu vực gồm 2 nguồn cung cấp điện cho 9 phụ tải

Trong tình hình đất nước ta hiện nay thì điện năng chiếm một vai trò hết sức quan trọng. Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Vì vậy, điện năng được sử dụng rộng rãi không những trong các khu công nghiệp mà còn sử dụng trong nông nghiệp, giao thông vận tải, y tế, giáo dục và đời sống con người, Điều này đặt ra những nhiệm vụ quan trọng đối với các kỹ sư ngành hệ thống điện. Một trong những nhiệm vụ đó là thiết kế các mạng và hệ thống điện. Những năm gần đây nhiều công trình điện lớn đã và đang được xây dựng, trong tương lai sẽ xuất hiện nhiều công trình lớn hơn. Cùng với sự xuất hiện của các công trình điện lớn thì phụ tải cũng không ngừng phát triển và mở rộng. Để đáp ứng yêu cầu đó, việc truyền tải và phân phối điện chiếm một vai trò hết sức quan trọng. Vì vậy mà nhiệm vụ đặt ra đối với kỹ sư ngành hệ thống điện là cực kỳ khó khăn và phức tạp. Thiết kế các mạng và hệ thống điện đòi hỏi người kỹ sư cần phải biết vận dụng tốt kiến thức lý thuyết và kinh nghiệm thực tiễn để giải quyết đúng đắn những vấn đề về kinh tế - kỹ thuật. Có như vậy nó mới mang lại lợi ích cho nền kinh tế nói chung và ngành điện nói riêng. Qua quá trình tìm tòi và nghiên cứu, cùng với kiến thức thầy đã truyền đạt, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp “Thiết Kế Mạng Điện Khu Vực”. Đồ án này đã giúp cho em hiểu sâu hơn kiến thức đã học và ứng dụng kiến thức này vào thực tế. Tuy nhiên với lượng kiến thức còn nhiều hạn chế, thực tế chưa nhiều nên đồ án không thể tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của Quý thầy cô giáo để em được hiểu biết hơn, hoàn thiện hơn về kiến thức của mình. Em xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô đã giúp em hoàn thành tốt đồ án này!

doc118 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 2159 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế mạng điện khu vực gồm 2 nguồn cung cấp điện cho 9 phụ tải, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN KỸ THUẬT NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Trần Hữu Linh Lớp : Điện Kỹ Thuật Khóa: 27 Tên đề tài : Thiết kế mạng điện khu vực gồm 2 nguồn cung cấp điện cho 9 phụ tải. Bản đồ vị trí nguồn và tải: 1 2 4 9 A 7 B 6 8 5 3 Tỷ lệ: 1 đơn vị = 10 km Dữ liệu nguồn điện: Nguồn điện 1: Nhà máy thủy điện A Số tổ máy và công suất tổ máy: 4 ´ 32 MW. Điện áp định mức: Uđm = 10,5 kV. Hệ số công suất định mức: cosφđm = 0,8. Nguồn điện 2: Nhà máy thủy điện B Số tổ máy và công suất tổ máy: 4 ´ 50 MW. Điện áp định mức: Uđm = 10,5 kV. Hệ số công suất định mức: cosφđm = 0,8. Dữ liệu phụ tải điện: Các số liệu Các hộ tiêu thụ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Phụ tải cực đại (MW) 22 24 23 25 24 21 28 26 26 Hệ số công suất cosφ 0,75 0,8 0,8 0,8 0,75 0,8 0,8 0,8 0,8 Yêu cầu đảm bảo cung cấp điện. I I I I I I I I I Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT KT KT KT KT KT KT KT KT Điện áp định mức mạng điện thứ cấp (kV) 22 Điện áp trên thanh góp cao áp của trạm biến áp tăng áp khi phụ tải cực đại là 1.1Uđm, khi phụ tải cực tiểu là 1.05Uđm, khi sự cố là 1.1Uđm. Đối với tất cả các hộ tiêu thụ có: Phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại. Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4700h. Giá 1kWh điện năng tổn thất = 500 đ. Giá 1 kVar công suất thiết bị bù = 150.000 đ. Hệ số đồng thời m = 1. Nội dung: Phân tích hệ thống điện thiết kế. Cân bằng công suất tác dụng, phản kháng cho hệ thống. Xác định sơ bộ lượng công suất phản kháng cần bù theo điều kiện cân bằng công suất phản kháng (nếu có). Lập các phương án nối dây của lưới điện. Kiểm tra so sánh các chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án đã đề ra. So sánh về kinh tế các phương án thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật. Lập bảng thống kê các chỉ tiêu linh tế - kỹ thuật. Phân tích và xác định phương án thiết kế tối ưu. Xác định số lượng, dung lượng các máy biến áp trong các trạm biến áp, chọn sơ đồ nối dây hợp lý của các trạm biến áp. Vẽ sơ đồ nối dây chi tiết của mạng điện thiết kế. Xác định lượng công suất phản kháng bù kinh tế theo điều kiện phí tổn tính toán hằng năm bé nhất. Tính phân bố chính xác công suất trong toàn mạng điện. Kiểm tra sự cân bằng công suất phản kháng (nếu thiếu tiến hành bù kỹ thuật). Tính tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong toàn mạng điện. Tính điện áp tại các nút của mạng điện. Chọn đầu phân áp cho các trạm biến áp giảm áp phù hợp với yêu cầu của các hộ tiêu thụ. Tính các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện. Nhận xét ưu khuyết điểm của phương án thiết kế đã chọn. Các bản vẽ thực hiện trên khổ giấy A0. Cán bộ hướng dẫn: Lê Tuấn Hộ. Ngày giao thiết kế: 18 / 03 / 2009. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 25 / 06 / 2009. Ngày 18 tháng 03 năm 2009. Ngày 25 tháng 03 năm 2009. TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Lê Tuấn Hộ Ngày tháng 07 năm 2009. Sinh viên đã hoàn thành (nộp toàn bộ bản thiết kế cho khoa) (Ký và ghi rõ họ tên) Trần Hữu Linh Ngày tháng 07 năm 2009. Ngày tháng 07 năm 2009. CÁN BỘ DUYỆT CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) MỤC LỤC Lời Nói Đầu 1 Chương I: Phân tích đặc điểm của nguồn và các phụ tải, cân bằng công suất trong hệ thống 2 I.1. Phân tích đặc điểm của nguồn và phụ tải 2 I.1.1. Nguồn cung cấp điện 2 I.1.2. Phụ tải 2 I.2. Cân bằng công suất trong hệ thống điện 4 I.2.1. Cân bằng công suất tác dụng 4 I.2.2. Cân bằng công suất phản kháng 6 I.3. Xác định sơ bộ phương thức vận hành của các nhà máy 8 I.3.1. Chế độ vận hành với phụ tải cực đại 9 I.3.2. Chế độ vận hành với phụ tải cực tiểu 10 I.3.3. Chế độ sự cố 10 Chương II: Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện, so sánh các phương án về mặt kỹ thuật. 11 II.1. Dự kiến các phương án nối dây trong mạng điện 11 II.2. So sánh các phương án về mặt kỹ thuật 14 II.3. Tính toán kỹ thuật cho từng phương án 18 II.3.1. Phương án I 18 II.3.2. Phương án II 30 II.3.3. Phương án III 35 II.3.4. Phương án IV 41 II.3.5. Phương án V 47 Chương III: So sánh các phương án về mặt kinh tế 55 III.1. Phương án I 56 III.2. Phương án II 58 III.3. Phương án III 59 Chương IV: Chọn số lượng, công suất của các máy biến áp trong các trạm, sơ đồ trạm và sơ đồ mạng điện 61 IV.1. Chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong các trạm tăng áp của nhà máy điện 61 IV.2. Chọn số lượng và công suất máy biến áp trong các trạm hạ áp 62 IV.3. Chọn sơ đồ trạm và sơ đồ nối dây chi tiết của mạng điện 63 Chương V: Tính bù kinh tế cho mạng điện 64 V.1. Tính toán tổng quát bài toán bù kinh tế cho mạng điện 64 V.2. Tính toán Qb cho từng phụ tải 66 Chương VI: Tính chính xác phân bố công suất, kiểm tra sự cân bằng công suất phản kháng, tính tổn thất công suất 70 VI.1. Chế độ phụ tải cực đại 70 VI.2. Chế độ phụ tải cực tiểu 80 VI.3. Chế độ sau sự cố 88 Chương VII: Tính điện áp tại các nút của mạng điện, chọn đầu phân áp cho các trạm biến áp giảm áp 96 VII.1. Tính điện áp các nút trong mạng điện 96 VII.1.1. Chế độ phụ tải cực đại 96 VII.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu 97 VII.1.3. Chế độ sau sự cố 99 VII.2. Điều chỉnh điện áp trong mạng điện 101 VII.2.1. Chọn các đầu điều chỉnh trong máy biến áp trạm 1 102 VII.2.2. Chọn các đầu điều chỉnh trong các máy biến áp của các trạm còn lại 104 Chương VIII: Tính các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện 107 VIII.1. Vốn đầu tư xây dựng mạng điện 107 VIII.2. Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện 108 VIII.3. Tổn thất điện năng trong mạng điện 108 VIII.4. Tính chi phí và giá thành 109 Tài liệu tham khảo 112 Lời Nói Đầu Trong tình hình đất nước ta hiện nay thì điện năng chiếm một vai trò hết sức quan trọng. Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Vì vậy, điện năng được sử dụng rộng rãi không những trong các khu công nghiệp mà còn sử dụng trong nông nghiệp, giao thông vận tải, y tế, giáo dục và đời sống con người,…Điều này đặt ra những nhiệm vụ quan trọng đối với các kỹ sư ngành hệ thống điện. Một trong những nhiệm vụ đó là thiết kế các mạng và hệ thống điện. Những năm gần đây nhiều công trình điện lớn đã và đang được xây dựng, trong tương lai sẽ xuất hiện nhiều công trình lớn hơn. Cùng với sự xuất hiện của các công trình điện lớn thì phụ tải cũng không ngừng phát triển và mở rộng. Để đáp ứng yêu cầu đó, việc truyền tải và phân phối điện chiếm một vai trò hết sức quan trọng. Vì vậy mà nhiệm vụ đặt ra đối với kỹ sư ngành hệ thống điện là cực kỳ khó khăn và phức tạp. Thiết kế các mạng và hệ thống điện đòi hỏi người kỹ sư cần phải biết vận dụng tốt kiến thức lý thuyết và kinh nghiệm thực tiễn để giải quyết đúng đắn những vấn đề về kinh tế - kỹ thuật. Có như vậy nó mới mang lại lợi ích cho nền kinh tế nói chung và ngành điện nói riêng. Qua quá trình tìm tòi và nghiên cứu, cùng với kiến thức thầy đã truyền đạt, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp “Thiết Kế Mạng Điện Khu Vực”. Đồ án này đã giúp cho em hiểu sâu hơn kiến thức đã học và ứng dụng kiến thức này vào thực tế. Tuy nhiên với lượng kiến thức còn nhiều hạn chế, thực tế chưa nhiều nên đồ án không thể tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của Quý thầy cô giáo để em được hiểu biết hơn, hoàn thiện hơn về kiến thức của mình. Em xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô đã giúp em hoàn thành tốt đồ án này! Quy nhơn, ngày 25 tháng 03 năm 2009. Sinh viên thực hiện: TRẦN HỮU LINH. CHƯƠNG I PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN VÀ CÁC PHỤ TẢI CÂN BẰNG SƠ BỘ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG. I.1. Phân tích đặc điểm của nguồn và các phụ tải. Hệ thống cung cấp điện là một tập hợp các nhà máy điện, đường dây, trạm biến áp, hộ tiêu thụ và các thiết bị phân phối khác. Chúng tạo thành một hệ thống nhất có sự phối hợp chặt chẽ với nhau, có nhiệm vụ sản xuất, truyền tải, phân phối, tiêu thụ điện năng, đảm bảo an toàn cho các thiết bị và con người. I.1.1. Nguồn cung cấp điện: Trong thiết kế có hai nguồn cung cấp: Nhà máy thủy điện A và nhà máy nhiệt điện B. I.1.1.1. Nhà máy thủy điện A: Số tổ máy và công suất tổ máy: 4 ´ 32 MW. Điện áp định mức: Uđm = 10,5 kV. Hệ số công suất định mức: cosφđm = 0,8. Có ưu điểm: vận hành kinh tế, hiệu suất cao, khởi động nhanh và mang tải nhanh, công suất tự dùng nhỏ (2% Sđm). Nhược điểm: thời gian xây dựng dài, vốn đầu tư lớn, công suất bởi giới hạn bởi lưu lượng và chiều cao mực nước. I.1.1.2. Nhà máy nhiệt điện B: Số tổ máy và công suất tổ máy: 4 ´ 50 MW. Điện áp định mức: Uđm = 10,5 kV. Hệ số công suất định mức: cosφđm = 0,8. Đặc điểm: công suất tự dùng tương đối lớn (6 - 8) %Sđm, các máy phát làm việc ổn định với phụ tải P ³ 70% Pđm, khi P £ 30% Pđm, thì các máy phát ngừng làm việc, công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện thường bằng (80 – 90)% Pđm. I.1.2. Phụ tải điện: Trong mạng điện thiết kế 9 phụ tải tiêu thụ điện, tất cả các phụ tải đều là hộ loại I có tổng công suất tác dụng cực đại là 219 MW. Thời gian sử dụng công suất cực đại: Tmax = 4700 h, điện áp định mức mạng thứ cấp của trạm hạ áp là 22 kV, phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại. Các phụ tải loại I là các phụ tải quan trọng. Bởi vì nếu mất điện sẽ gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế, ảnh hưởng xấu đến tình hình chính trị - xã hội, có thể gây nguy hiểm đến tính mạng con người. Do đó cần phải cung cấp điện liên tục và chất lượng điện tốt, nên đường dây phải bố trí sao cho nếu một bộ phận nào đó hỏng phải ngừng sửa chữa thì đường dây vẫn làm việc bình thường, đảm bảo cung cấp điện đầy đủ cho các phụ tải loại I. Công suất và tính chất của 9 hộ tiêu thụ cho trong bảng 1.1. Bảng 1.1. Công suất và tính chất các phụ tải: Các số liệu Các hộ tiêu thụ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Phụ tải cực đại (MW) 22 24 23 25 24 21 28 26 26 Hệ số công suất cosφ 0,75 0,8 0,8 0,8 0,75 0,8 0,8 0,8 0,8 Hệ số tgφ 0,882 0,75 0,75 0,75 0,882 0,75 0,75 0,75 0,75 Yêu cầu đảm bảo cung cấp điện. I I I I I I I I I Điện áp định mức mạng điện thứ cấp (kV) 22 Công suất của các phụ tải ở chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu được tính theo công thức sau: . Qmax =Pmax ´ tgφ. (1.1) Và . Trong đó: + Pmax, Qmax: Công suất tác dụng và phản kháng của phụ tải ở chế độ phụ tải cực đại. + Smax: Công suất biểu kiến của phụ tải ở chế độ cực đại. Theo yêu cầu của đề bài thiết kế chế độ phụ tải cực tiểu bằng 50% chế độ phụ tải cực đại. Do vậy: . Và . Trong đó: + Pmin, Qmin: Công suất tác dụng và phản kháng của phụ tải ở chế độ phụ tải cực tiểu. + Smin: Công suất biểu kiến của phụ tải ở chế độ cực tiểu. Kết quả tính giá trị công suất các phụ tải trong chế độ làm việc cực đại và cực tiểu cho trong bảng 1.2. Bảng 1.2 Thông số các phụ tải: Hộ tiêu thụ MVA Smax MVA MVA Smin MVA 1 22 + j19,402 29,333 11 + j9,701 14,666 2 24 + j18 30 12 + j9 15 3 23 + j17,25 28,75 11,5 + j8,625 14,375 4 25 + j18,75 31,25 12,5 + j9,375 15,625 5 24 + j21,166 32 12 + j10,583 16 6 21 + j15,75 26,25 10,5 + j7,875 13,125 7 28 + j21 35 14 + j10,5 17,5 8 26 + j19,5 32,5 13 + j9,75 16,25 9 26 + j19,5 32,5 13 + j9,75 16,25 Tổng 219 + j170,318 I.2. Cân bằng sơ bộ công suất trong hệ thống điện. Cân bằng sơ bộ công suất trong hệ thống điện để xem khả năng cung cấp của các nguồn cho các hộ tiêu thụ. Từ đó tìm cơ sở để định ra phương thức vận hành cho các nhà máy trong hệ thống điện ở trạng thái vận hành cực đại, cực tiểu và sau sự cố dựa trên sự cân bằng với công suất trong khu vực, ở đây ta cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng. I.2.1. Cân bằng công suất tác dụng: Cân bằng công suất tác dụng là cần thiết để giữ tần số trong mạng điện ổn định. Phương trình cân bằng công suất tác dụng trong mạng điện có dạng: ΣPF = Ptt = mΣPmax + ΣΔPmax + ΣPtd + ΣPdt (1.2) Trong đó: ΣPF - tổng công suất tác dụng do nhà máy phát ra trong hệ thống; Ptt - công suất tác dụng tiêu thụ trong mạng điện; m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m = 1); ΣPmax - công suất tác dụng cực đại của các phụ tải; ΣΔPmax - tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện, tính sơ bộ có thể lấy ΣΔPmax = 5%ΣPmax; ΣPtd - tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống, phụ thuộc vào loại nhà máy điện và được tính theo % của công suất phát ra lớn nhất trên thanh cái của các máy phát nhà máy. Trong thiết kế có thể xem ΣPtd là không đổi và lấy 8% đối với nhà máy nhiệt điện và lấy 2% đối với nhà máy thủy điện. ΣPdt - tổng công suất dự trữ của hệ thống, và lấy bằng (10 - 15)% công suất cực đại trong hệ thống hay lấy bằng hoặc lớn hơn công suất của một tổ máy của hệ thống, ở đây ta chọn ΣPdt bằng công suất định mức của một tổ máy lớn nhất; ΣPdt = 50 MW. ▪Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại được xác định từ bảng 1.2 là: ΣPmax = 219 MW ▪Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện là: ΣΔPmax = 5%×ΣPmax = 0,05×219 = 10,95 MW ▪Tổng công suất tự dùng trong nhà máy là: ΣPtd = (2% × 4 × 32) + (8% × 4 × 50) = 18,56 MW ▪Tổng công suất dự trữ trong hệ thống là: ΣPdt = 50 MW Vậy công suất tiêu thụ trong mạng điện là: Ptt = 219 + 10,95 + 18,56 + 50 = 298,51 MW ▪Tổng công suất đặt trong nhà máy là: ΣPF = 4 × 32 + 4 × 50 = 328 MW So sánh công suất đặt trong nhà máy với công suất tiêu thụ trong mạng điện ta thấy: ΣPF = 328 MW > Ptt = 298,51 MW Vậy nguồn công cấp đủ công suất tác dụng cho các phụ tải. I.2.2. Cân bằng công suất phản kháng: Trong hệ thống điện không những đảm bảo cân bằng công suất tác dụng mà cần phải đảm bảo cân bằng công suất phản kháng. Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp trong hệ thống ổn định. Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện có dạng: ΣQF = Qtt = mΣQmax + ΣΔQBA + ΣΔQL - ΣQC + ΣQtd + ΣQdt (1.3) Trong đó: ΣQF - tổng công suất phản kháng phát ra do các nhà máy phát; Qtt - công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện; m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m = 1); ΣQmax - tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải; ΣΔQBA - tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp ΣΔQBA = 15% ΣQmax; ΣΔQL - tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện; ΣQC - tổng tổn thất công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra, khi tính sơ bộ lấy ΣΔQL = ΣQC, nên ΣΔQL = ΣQC = 0; ΣQtd - tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy; ΣQdt - tổng công suất phản kháng dự trữ trong mạng điện, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy bằng công suất phản kháng của một tổ máy lớn nhất trong hệ thống. Như vậy ta tính được như sau: ▪ Tổng công suất phản kháng các nhà máy phát ra: ΣQF = Σ(PFA.tgφA) + Σ(PFB.tgφB) = ΣPF.tgφF Ta có cosφA = cosφB = cosφF = 0,8 → tgφF = 0,75 Nên: ΣQF = 328 × 0,75 = 246 MVAr ▪ Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định theo bảng 1.2 là: ΣQmax = 170,318 MVAr ▪ Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp là: Trong thiết kế có 2 cấp biến áp, nên ta chọn: ΣΔQBA = 2 × 15% ΣQmax = 2 × 0,15 × 170,318 = 51,095 MVAr ▪ Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy là: ΣQtd = ΣPtd.tgφF = 18,56 × 0,75 = 13,92 MVAr ▪ Tổng công suất phản kháng dự trữ trong mạng điện là: ΣQdt = ΣPdt.tgφ = 50 × 0,75 = 37,5 MVAr Vậy công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện: Qtt = 170,318 + 51,095 + 13,92 + 37,5 = 272,833 MVAr So sánh công suất phản kháng tiêu thụ với tổng công suất phản kháng của nhà máy điện phát ra trong mạng điện, ta thấy: Qtt = 272,833 MVAr > ΣQF = 246 MVAr Như vậy, để hệ thống cân bằng công suất phản kháng ta cần bù thêm một lượng công suất phản kháng cho hệ thống là: ΣQB = Qtt - ΣQF = 272,833 – 246 = 26,833 MVAr Dự kiến bù sơ bộ theo nguyên tắc: bù ưu tiên cho những hộ ở xa, cosφ thấp, phụ tải có công suất tiêu thụ lớn và bù đến cosφ = (0,9 - 0,95). Còn thừa ta bù thêm cho các hộ ở gần có cosφ cao hơn và bù đến cosφ = (0,85 - 0,90). Như vậy: ▪ Bù công suất phản kháng cho hộ 1 (có cosφ thấp). Trước khi bù hệ số cosφ = 0,75 tgφ = 0,882, Sau khi bù hệ số cosφb = 0,92 tgφb = 0,426 Công suất phản kháng cần bù cho hộ 1 là: Qb1 = P1.tgφ1 - P1.tgφb1 = P1(tgφ1 - tgφb1) = 22(0,882 - 0,426) = 10,032 MVAr Lượng bù còn lại là: 26,833 - 10,032 = 16,801 MVAr ▪ Bù công suất phản kháng cho hộ 5 (có cosφ thấp). Trước khi bù hệ số cosφ = 0,75 tgφ = 0,882, Sau khi bù hệ số cosφb = 0,92 tgφb = 0,426, Công suất phản kháng cần bù cho hộ 5 là: Qb5 = P5.tgφ5 - P5.tgφb5 = P5(tgφ5 - tgφb5) = 24.(0,882 - 0,426) = 10,944 MVAr Lượng bù còn lại là: 16,801 - 10,944 = 5,857 MVAr ▪ Bù lượng còn lại hết cho hộ 4 (phụ tải ở xa nhất) Trước khi bù hệ số cosφ = 0,8 tgφ = 0,75 , Hệ số công suất sau khi bù cho hộ 7 là: cosφb = 0,89 Ta có số liệu các phụ tải trước và sau khi bù cho trong bảng 1.3: Bảng 1.3. Số liệu các phụ tải trước và sau khi bù: Hộ tiêu thụ Pmax MW Cosφi Qmaxi MVA Qbi MVA Q’maxi MVA Cosφ’i 1 22 0,75 19,402 10,032 9,37 0,92 2 24 0,8 18 0 18 0,8 3 23 0,8 17,25 0 17,25 0,9 4 25 0,8 18,75 5,857 12,893 0,89 5 24 0,75 21,166 10,944 10,222 0,92 6 21 0,8 15,75 0 15,75 0,8 7 28 0,8 21 0 21 0,9 8 26 0,8 19,5 0 19,5 0,8 9 26 0,8 19,5 0 19,5 0,8 I.3. Xác định sơ bộ phương thức vận hành của các nhà máy điện. Do nhà máy thủy điện có ưu điểm hơn so với nhà máy nhiệt điện như: - Giá thành điện năng bằng 1/10 so với nhà máy nhiệt điện; - Khởi động và mang tải nhanh; - Có khả năng tự động hoá cao,… Nên ta cho nhà máy nhiệt điện B đảm nhận phần phụ tải nền, còn nhà máy thủy điện A làm nhiệm vụ điều tần cho hệ thồng điện. Sau đây sơ bộ định phương thức vận hành của các nhà máy A và B trong các trường hợp sau: I.3.1. Chế độ vận hành với phụ tải cực đại: Ta có: ΣPptmax yc = ΣPpt max + ΣΔPpt max + ΣPtd = 219 + 10,95 + (4 ´ 32 ´ 2% + 4 ´ 50 ´ 8%) = 248,51 MW Như vậy công suất phụ tải cực đại yêu cầu là 248,51 (MW), mà tổng công suất của 2 nhà máy phá ra là 328 (MW), do đó xác định sơ bộ phương thức vận hành của 2 nhà máy như sau: ▪ Đối với nhà máy thủy điện A cho vận hành 4 tổ máy với công suất bằng 90% công suất định mức. PFA = 4 ´ 32 ´ 90% = 115,2 MW Phần còn lại giao cho máy B đảm nhận. PFB = 248,51 – 115,2 = 133,31 MW ▪ Khi đó nếu ta huy động 4 tổ máy của nhà máy thủy điện B thì mỗi tổ máy sẽ đảm nhận % công suất định mức là: Lúc này công suất dự trữ của hệ thống là: ΣPdt = ΣPFmax - ΣPptmax yc = (4 ´ 32 + 3 ´ 50) - 248,51 = 29,49 MW Ta thấy công suất dự trữ lúc này nhỏ hơn công suất của một tổ máy lớn nhất trong hệ thống. Vì vậy khi 1 tổ máy lớn nhất bị sự cố thì ta cho nhà máy A và B phát quá tải 6% là đảm bảo cung cấp đủ cho các phụ tải. Vì lúc này: ΣPpt yc = ΣPptmax + ΣΔPptmax + ΣPtd = 219 + 10,95 + (4 ´ 32 ´ 2% + 2 ´ 50 × 8%) = 240,51 MW Và ΣPF = 4 ´ 32 ´ 106% + 2 ´ 50 ´ 106% = 241,68 MW Như vậy: ΣPF > ΣPpt yc đảm bảo yêu cầu cung cấp cho phụ tải. I.3.2. Chế độ vận hành với phụ tải cực tiểu: Ta có: ΣPptmin yc = 50%.ΣPptmax yc = 50% ´ 248,51 = 124,255 MW ▪ Đối với nhà máy A cho vận hành 2 tổ với công suất bằng 85% công suất định mức, thì công suất phát của nhà máy A bằng: PFA = 2 ´ 32 ´ 85% = 54,4 MW Phần còn lại giao cho nhà máy B đảm nhận. PFB = 124,255 – 54,4 = 69,855 MW ▪ Khi đó nếu ta huy động 2 tổ máy của nhà máy nhiệt điện B thì mỗi tổ máy sẽ đảm nhận % công suất định mức là: I.3.3. Chế độ sự cố: Xét sự cố nặng nề nhất là sự cố ngừng 1 tổ máy lớn nhất trong hệ thống ở chế độ phụ tải cực đại (sự cố 1 máy phát trong nhà máy nhiệt điện B). Lúc này ta có: ΣPpt yc = ΣPptmax + ΣΔPptmax + ΣPtd = 219 + 10,95 + (4 ´ 32 ´ 2% + 2 ´ 50 ´ 8%) = 240,51 MW ▪ Đối với nhà máy A cho vận hành 4 tổ với công suất bằng 106% công suất định mức. PFA = 4 ´ 32 ´ 106% =135,68 MW Phần còn lại giao cho nhà máy B đảm nhận. PFB = 240,51 – 135,68 = 104,83 MW ▪ Đối với nhà máy B cho vận hành 2 tổ máy, thì mỗi tổ máy sẽ đảm nhận % công suất định mức là