Đồ Án Thiết kế và tính toán ổn định lưới điện khu vực

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay điện năng đã trở thành dạng năng lượng không thể thay thế trong các lĩnh vực của đời sống và sản xuất. Đi đôi với việc tăng cường năng lực sản xuất điện phục vụ đời sống là vấn đề truyền tải điện năng.
Việc truyền tải điện là một trong ba khâu cơ bản của quá trình sản xuất, tiêu thụ và phân phối điện năng. Thực tế một Hệ thống điện có vận hành ổn định hay không là phụ thuộc rất nhiều và các Hệ thống truyền tải. Tổn thất điện áp cao hay thấp phụ thuộc hoàn toàn và các đường dây tải điện. Đồng thời mức độ tin cậy của Hệ thống cung cấp điện cũng được quyết định bởi Hệ thống truyền tải điện năng. Do vậy việc thiết kế, xây dựng và vận hành Hệ thống điện luôn luôn phải được đề cao.
Trong khuôn khổ của đồ án này có rất nhiều chi tiết đã được đơn giản hoá nhưng đây là những cơ sở quan trọng cho việc thiết kế một Hệ thống điện lớn. Đồ án tốt nghiệp của em bao gồm hai nhiệm vụ lớn như sau:
Phần I: Thiết kế lưới điện khu vực
Phần II: Tính toán ổn định lưới điện khu vực

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 2
1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 2
1.2 NGUỒN CUNG CẤP 3
1.2.1 Nhà máy nhiệt điện 3
1.2.2 Hệ thống điện 3
1.3 CÁC PHỤ TẢI ĐIỆN 4
1.4 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 5
1.4.1 Chế độ bình thường 6
1.4.2 Chế độ sau sự cố 8
1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 9
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KĨ THUẬT 10
2.1 CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN 10
2.1.1 Nhóm 1 11
2.1.2 Nhóm 2 12
2.1.3 Nhóm 3 13
2.1.4 Nhóm 4 13
2.2 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 14
2.2.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện 14
2.2.2 Chọn tiết diện dây dẫn 14
2.2.3 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện 15
2.3 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHO CÁC NHÓM 17
2.3.1 Nhóm 1 17
2.3.2 Nhóm 2 22
2.3.3 Nhóm 3 26
2.3.4 Nhóm 4 29
2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 34
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ 36
3.1 CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ 36
3.2 TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ CHO CÁC NHÓM 37
3.2.1 Nhóm 1 37
3.2.2 Nhóm 2 39
3.2.3 Nhóm 3 41
3.2.4 Nhóm 4 42
3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 42
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP, SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH 44
4.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP 44
4.1.1 Chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong các trạm tăng áp của nhà máy điện 44
4.1.2 Chọn số lượng và công suất các máy biến áp trong trạm hạ áp 44
4.2 CHỌN SƠ ĐỒ TRẠM VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN 46
4.2.1 Trạm biến áp tăng áp 46
4.2.2 Trạm biến áp trung gian 47
4.2.3 Trạm biến áp hạ áp 47
4.2.4 Sơ đồ hệ thống điện thiết kế 48
4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 49
CHƯƠNG 5 : GIẢI TÍCH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP 50
5.1 CÁC CÔNG THỨC SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN 50
5.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT MẠNG ĐIỆN 52
5.2.1 Đường dây NM – 3 52
5.2.2 Các đường dây NM – 4; NM – 5; NM – 6 53
5.2.3 Đường dây NM – 1 – HT 55
5.2.4 Các đường dây HT – 2, HT – 8 và HT – 7 58
5.2.5 Cân bằng công suất trong hệ thống 58
5.3 TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP CÁC NÚT TRONG MẠNG ĐIỆN 58
5.3.1 Đường dây NM – 1 – HT 59
5.3.2 Đường dây NM – 3 59
5.3.3 Đường dây HT – 2 60
5.4 ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP NÚT (chọn điều chỉnh điện áp cho 1 trạm) 60
5.4.2 Tính toán điện áp trong chế độ cực tiểu 63
5.4.3 Tính toán điện áp trong chế độ sau sự cố 65
5.4.4 Điều chỉnh điện áp nút 67
5.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 5 69
CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 70
6.1 VỐN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG MẠNG ĐIỆN 70
6.2 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TÁC DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN 71
6.3 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN 71
6.4 TÍNH CHI PHÍ VÀ GIÁ THÀNH 72
6.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 72
6.4.2 Chi phí tính toán hàng năm 72
6.4.3 Giá thành truyền tải điện năng 72
6.4.4 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại 72
6.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 6 73
CHƯƠNG 7 :KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 75
7.1 CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 75
7.1.1 Hệ thống điện 75
7.1.2 Các chế độ của hệ thống điện 75
7.2 ĐỊNH NGHĨA ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN 76
7.3 ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ 78
7.3.1 Định nghĩa của IEEE/CIGRÉ: 78
7.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quá độ 78
7.3.3 Các phương pháp nghiên cứu 79
7.3.4 Các biện pháp nâng cao ổn định 80
7.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 7 81
CHƯƠNG 8 :ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/E ĐỂ KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ 82
8.1 PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN PSS/E 82
8.1.1 Giới thiệu chương trình PSS/E 82
8.2 CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO 83
8.2.1 Điện áp các nút trong mạng điện 83
8.2.2 Thông số của đường dây 84
8.2.3 Máy biến áp hai cuộn dây 85
8.2.4 Các nguồn cung cấp 86
8.2.5 Nhập thông số vào của phần mềm PSS/E 87
8.3 TÓM TẮT QUY TRÌNH MÔ PHỎNG SỰ CỐ 90
8.3.1 Tính toán trào lưu công suất 90
8.3.2 Biến đổi các MPĐ, các tải để dùng cho mô phỏng (Dynamic Simulation) 94
8.3.3 Nhập số liệu động 94
8.3.4 Lựa chọn biến đầu ra để quan sát 94
8.3.5 Khởi tạo mô phỏng 95
8.3.6 Tiến hành mô phỏng 95
8.3.7 Chỉnh sửa mô hình thiết bị của HTĐ 95
8.4 BÁO CÁO KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 95
8.4.1 Mô phỏng sự cố khi chưa có kích từ 95
8.4.2 Mô phỏng sự cố khi có kích từ 99
8.4.3 Mô phỏng sự cố khi có kích từ và PSS (bộ ổn định công suất) 100
8.4.4 Kết quả so sánh các trường hợp khi có ngắn mạch thoáng qua 0,35s 100
8.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 8 102
KẾT LUẬN CHUNG 104
TÀI LIỆU THAM KHẢO 105