Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

Khi tính toán thiết kế nhà máy điện thì điều đầu tiên cần chú ý đó là sự cân bằng công suất giữa lượng điện năng phát ra với lượng điện năng tiêu thụ và lượng điện năng tổn thất.. - Chọn

Li nói u 1

PHN 1 CHNG 1 THI T K NHÀ MÁY NHI T    IN NG NG H I CÔNG SU T    400MW Chn máy phát in –tính toán ph t i và cân b ng công su t     1.1 Ch n máy phát  in 2

1.2 Tính toán ph t i và cân b ng công su   t 3

1.2.1 Tính toán ph t i c p    in áp máy phát 3

1.2.2 Tính toán ph t i c p    in áp 110 KV 4

1.2.3 Tính toán công su t phát c a nhà máy 5

1.2.4 Tính toán ph t i t   dùng: 6

1.2.5 Tính toán ph t i phát v h th    ng 7

1.2.6 Nhn xét: 9

Chương 2 Ch n s ơ   i n i n c a nhà máy  2.1 Phương án 1 11

2.2 Phương án 2 12

2.3 Phương án 3 13

2.4 Phương án 4: 13

Chương 3 Ch n máy bi n áp và tính t n th t công su    t , tn th t  in n ng cho  các phương án 3.1 Ch n máy bi n áp 15

3.1.1 Ch n máy bi n áp cho ph  ương án 1 17

3.1.2 Ch n máy bi n áp cho ph  ương án 2 20

3.2 Phân b công su t cho các máy bi  n áp : 22

3.2.1 Phương án 1 22

3.2.2 Phương án 2 23

3.3 Tính t n th t công su  t , tn th t  in nng 24

3.3.1 Phương án 1 25

3.3.2 Phương án 2 26

3.3.3 T ng k t tính toán t n th t     in nng 27

Chương 4 Tính toán ng n m ch- ch n máy c t !  in 4.1 Tính toán ng n m!ch 28

4.1.1 Phương án 1 29

1 Ch n  i"m ng n m!ch 29

2 Sơ  thay th và tính  in kháng cho các ph n t # 30

3 Tính toán ng n m!ch 32

4.1.2 Phương án 2 44

1 Ch n  i"m ng n m!ch 44

2 Sơ  thay th và tính  in kháng cho các ph n t # 44

3.Tính toán ng n m!ch : 46

4.2 Ch n máy c t  in 54

4.2.1 Ch n máy c t cho ph ương án 1 55

4.2.2 Ch n máy c t cho ph ương án 2 57

1.Tính dòng in làm vi c c ư$ng b%c 57

2 B ng t ng h p ch n máy c t cho ph  &  ương án 2 57

Chương 5 Tính toán kinh t xác  'nh phương án t i u  ư 5.1 Phương pháp tính toán 60

5.2 Phương án 1 62

5.2.2 Tính toán kinh t cho ph ương án 1 63

1 Tính v n u t  ư 63

2 Tính phí t n v n hành hàng n  m 64

3.Tính chi phí tính toán 64

5.3 Phương án 2 64

5.3.1 Ch n s ơ  thi t b phân ph ' i 64

1 Ch n s ơ  thi t b phân ph ' i 62

2 Tính phí t n v n hành hàng n  m 66

3 Tính chi phí tính toán 66

5.4 So sánh các ch tiêu kinh t – l a ch n ph(    ương án t i  ưu 64

Chương 6 Chn khí c in và dây d n ) 6.1 Chn dao cách ly 68

6.2 Ch n dây d n m m , thanh d n m )  ) m 70

6.2.1 Ch n thanh d n cho phía  ) in áp 220KV 70

6.2.2 Ch n thanh d )n , thanh góp 110KV 72

1 Ch n dây d n n i t phía trung máy bi n áp t ng u n thanh  )  *   )  góp 110KV 72

2 Ch n dây d n n i t máy bi n áp 2 dây qu n lên thanh góp  )  *   110KV và thanh góp 110KV 74

6.3 Ch n thanh d n c ) %ng 74

6.4 Ch n khí c  in và thanh cáp cho ph t i a ph  ' ương 78

1 Sơ  ph t i a ph  ' ương 79

2 Chn cáp 79

3 Ch n kháng  in cho ưng dây ph t i a ph  ' ương 81

6.5 Ch n ch ng sét cho các c p    in áp 84

6.6 Ch n máy bi n dòng   in (BI) và máy bi n  in áp (BU) 84

6.6.1 Sơ  các d ng c  o n i vào bi n dòng   in và bi n  in áp 84

6.6.2 Ch n máy bi n dòng 85

Chương 7 Sơ   t dùng 7.1 Ch n khí c  in cho c p  in áp 6KV 89

1 Ch n máy bi n áp 89 PHN 2

MÁY THEO PHNG PHÁP QUY HO CH ,NG

I Phân tích c s lý thuyơ / t 94 1.1 0   94 t v n

1.2 Phương pháp tính toán 95

II Tính toán c th " 101 2.1 Xây d ng c tính tiêu hao nhiên li u ng tr c a toàn nhà  0  1 ' 

máy 101

2.2 Thi t l p b ng phân b t i u công su t gi a các t máy 110      ư  2 2.3 Xác nh ch'  3  v n hành t i u c a nhà máy ng v i bi u  ư  % 4 " công 111

sut ã cho , xác nh chi phí nhiên li u t '  ng 111 2.4 So sánh chi phí nhiên li u xác  'nh ư&c theo ch 3  v n hành ti u và chư  3 phân b u công sut 112 TÀI LI U THAM KH 5O 115

LỜI NÓI ĐẦU

Điện n ng là nguă ồn năng lượng không thể thiếu được của đời sống xã hội ngày nay , điện đến từng nhà, từng cơ quan, từng xí nghiệp, t thành ph ừ ố

đến nông thôn, từ ng bằng đến vùng sâu vùng xa đồ

Có thể nói điện năng luôn sát cánh cùng với công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, bảo vệ tổ quốc

Giữ một vai trò quan tr ng như vậọ y nên nghành i n c n phải được sự đ ệ ầquan tâm ưu đãi, đầu tư của nhà nước : Đó là đầu tư về ch t xám, đầu tư về tài ấchính đầu tư về nhân lực …v.v

Hiểu rõ thực trạng như vậy, chúng em những sinh viên nghành Hệ Thống Điệ đã và đang tích luỹ những kiến thức cơ bản trong quá trình học n tập tại nhà trường, đấy chính là nền tảng là cơ sở để làm việc, công tác khi trở thành kĩ sư sau này

Đồ án tốt nghiệp là một trong những nội dung quan trọng mà sinh viên cần phải hoàn thành tốt, nó giúp sinh viên cũng cố lại nh ng ki n thức ã h c ữ ế đ ọ Với đề tài : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệ điện , bản đồ án của em t

đã được hoàn thành úng thời hạn và kh i lượng đ ố

Trong quá trình thực hiện đồ án em cũng ã c gắng tham khảo nhiều đ ốtài liệu, vận dụng những kiến thức đã học nhưng do nhiều điều kiện khác nhau mà bản đồ án của em chắc chắn còn gặp những sai sót Nên em rất mong được sự góp ý chỉ b o của các th y cô để b n đồ án của em đượ đầả ầ ả c y đủ hơn

Em xin chân thành thầy giáo Lã Văn Út, cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án vừa qua

Sinh viên

Nguyễn Trí Hiệu

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN –TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Khi tính toán thiết kế nhà máy điện thì điều đầu tiên cần chú ý đó là sự cân bằng công suất giữa lượng điện năng phát ra với lượng điện năng tiêu thụ

và lượng điện năng tổn thất

Trong thực tế lượng điện n ng tiêu thụ tạă i các hộ dùng i n luôn thay đệđổi Vì vậy phải dùng phương pháp th ng kê dự báo l p nên s đồ phụ tải để ố ậ ơ

từ đó lựa chọn phương thức vận hành , sơ đồ nối đ ệi n hợp lý để đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật

1.1 Chọn máy phát điện

Máy phát điện là thiết bị quan trọng nhất của nhà máy điện

Khi lựa chọn máy phát điên cần chú các điểm sau :

- Máy phát điện có công suất càng lớn thì vốn đầu tư tiêu hao nhiên liệu

để sản xuất ra một đơn vị điên năng và phí tổn vận hành hằng năm càng bé

- Để thu n tiậ ện cho việc xây dựng cũng như vận hành v sau nên chọn ềcác máy phát cùng loại

- Chọn điện áp định mức của máy phát thì dòng đ ệi n định mức và dòng điện ngắn mạch ở cấp này sẽ bé do đó d chọn được khí cụ điện hơn ễ

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng hơi công suất 400MW, gồm 4 tổ máy 100MW.Ta chọn các máy phát cùng loại :

TBΦ-100-2

Các thông số kĩ thuật :

U (KV) Cosϕ

I (KA)

Xd” Xd’ Xd 117,5 100 3000 10,5 0,85 6,475 0,183 0,263 1,79

1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất

Nhà máy có 4 cấp phụ tải : Phụ tải phía h thốệ ng , ph t i phía trung , ụ ảphụ tải địa phương và phụ tải tự dùng

Việc cân bằng công suất được thực hiện theo công suất biểu kiến

Công suất biểu kiến được tính từ công suất bởi các công thức :

P(t) =

100

P%(t).Pmax (1-1)

S(t) =

ϕ

cos

P(t) (1-2)

Trong đó :

− S(t) : Là công suất biểu kiến của phụ tải t i thạ ời điểm t

− P(t) : Là công suất tác dụng của phụ tải t i thạ ời điểm t

− Cosϕ : Là hệ số công suất c a phụ tải ủ

1.2.1 Tính toán phụ tả ấ i c p điện áp máy phát

Phụ tải cấp này có : Pmax = 24MW , cosϕ =0,85

Bao gồm các đường dây :

3kép x 4MW x 4km , 4đơn x 3MW x 3km , P% cho trong bảng

Tính toán theo công thức (1-1) và (1-2) tacó:

Theo (1-2):

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

ϕTính toán tương tự cho các khoảng thời gian còn lại ta có bảng tổng

Phụ tải phía trung có: Pmax = 250MW , cosϕ = 0,8

Phụ tải bao gồm các đường dây 2kép+ 3đơn , và P% cho trong bảng Tính theo (1-1) và (1-2) có bảng :

14 8 6 5

Đồ thị quan hệ :

1.2.3 Tính toán công suất phát của nhà máy

Nhà máy có Pmax =400 MW , cosϕ =0,85

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

Đ ệi n n ng tự dùng chiếm kho ng từ (5-8)% tổng đi n n ng phát ra của ă ả ệ ătoàn nhà máy

Đ ệi n n ng t dùng được tính theo công thức : ă ự

Std = α SNM (0,4 + 0,6

NM

NMS(t)S ) (MVA) (1-3) Trong đó:

α : Là phần lượng điện năng s n xuả ất của nhà máy dùng cho tự dùng , yêu cầu thiế ết k lấy α = 8%

SNM : Là tổng công suất lắp đặt của nhà máy

SNM(t) : Là tổng công suất phát ra của nhà máy tại thời điểm t

Tính toán theo (1-3):

Trong khoảng thời gian từ 0-8(h)

STD= 0,08 470,59 (0,4 + 0,6

59,47041,

329 ) = 30,87(MVA) Tính toán tương tự cho các khoảng thời gian còn lại ta có bảng:

SNM(t) : Là công suất phát của nhà máy tại thời điêm t

SHT(t) : Là công suất phát về hệ thống tại thời điểm t

ST(t) : Là công suất phụ tải trung áp tại thời điểm t

STD(t) : Là công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t

Tính toán theo công thức (1-3) ta có bảng kết quả tính toán như sau:

12 8 31

33

35

37

STD(MVA)

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

8

S HT (t) 65,67 34,42 25,95 93,15 56,25 123,45 51,64 149,63 104,83

t(h)

24 20 18 14 12 10 8 6 4 20

1.2.6 Nhận xét:

- Nhà máy cung cấp đủ điện năng cho các loại phụ tải

- Phụ tải phía trung là lớn nh t và quan trong nên u tiên cung cấp đủ ấ ư

điên năng cho bên trung r i mới đưa vào hệ thống ồ

- Phụ tải địa phương l n nh t P = 24 (MW) còn nhỏ hơn 30% công ớ ấsuất của một tổ máy là P = 30%.100 = 30 (MW) nên phụ tải địa phương có thể được cung cấp điện bằng cách lấy rẽ nhánh từ đầu cực máy phát

- Hai cấp điện áp cao và trung đều là mạng trung tính trực tiếp nối đất nên có thể dùng máy biến áp tự ng u làm máy bi n áp liên lạc ẫ ế

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

10

Chương 2

CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY

Chọn sơ đồ nối điện chính c a nhà máy là m t khâu quan tr ng trong ủ ộ ọquá trình thiết kế nhà máy điện Vì vậy c n phầ ải nghiên cứu kĩ nhiệm vụ thiết

kế , nắm vững các số liệu ban đầu , dựa bảng cân bằng công suất và các nhận xét để tiến hành vạch các phương án nối dây có thể

Các phương án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ và phải khác nhau về cách ghép nối các máy biến áp với các cấp điện

áp , về số lượng dung l ng các máy biến áp , về số lượng máy phát nối vào ượthanh góp điện áp máy phát , số máy phát ghép bộ với máy biến áp

Sơ đồ nối diện giữa các c p iệấ đ n áp c n thoả mãn các yêu cầu kĩ thuật ầsau:

- Số lượng máy phát nối vào thanh góp iện áp máy phát phải thoả mãn đđiều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất thì các máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải ở đi n áp máy ệphát và phụ tải đi n áp trung ( trừ ph n phụ t i do các nguồệ ầ ả n khác n i ốvào thanh góp điện áp trung có thể cung cấp được)

- Công suất mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp không được lớn hơn

- Khi phụ tải đi n áp máy phát nh , để cung c p cho nó có th lấệ ỏ ấ ể y r ẽnhánh từ các bộ máy phát – máy biến áp ,nhưng công suất lấy rẽ nhánh không được vượt quá 15% công suất của bộ

- Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc máy biến áp tự ngẫu để liên lạc hay tải điện giữa các cấ điện áp vì sơ đồ thi t bp ế ị phân phối sẽ phức tạp hơn

- Khi công suất tải lên điện áp cao lớn h n dơ ự trữ quay của hệ th ng thì ốphải đặt ít nhất hai máy biến áp

Sau khi đã chọn được một số phương án , cần phân tích sơ bộ các phương án về mặt kĩ thuât và kinh t để lo i trừ mộ ốế ạ t s phương án rõ ràng bất hợp lý và chỉ giữ lại các phương án hợp lý

Qua các nguyên tắc trên ta đưa ra các phương án nối điện như sau:

2.1 Phương án 1

Để liên lạc giữa ba cấp điện áp : 220KV;110KV; 10,5KV ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu Một bộ máy phát – máy bi n áp 2 cu n dây được n i ế ộ ốvào thanh góp trung áp và một bộ được n i vào thanh góp cao áp ố

HT

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

12

Ưu điểm : Sơ đồ đơ n giản , dòng ngắn mạch nhỏ hơn nên chọn được các

thiết bị dễ dàng

Nhượ điểm: Nhiều chủng loại máy biến áp nên vốn c đầu tư tăng

Số mạch nối bên cao nhiều gây tổn thất lớn

Ưu điểm : Sơ đồ đơn giản, sử dụng ít chủng loại máy biến áp nên vốn đầu

tư giảm , đảm bảo tin cậy

Nhược điểm: Số lượng máy phát nối vào thanh cái trung áp nhiều nên công

suất thừa bên trung truy n vào h thống qua 2 lần máy biến áp ề ệ làm tăng tổn thất công suất

2.3 Phương án 3

Dùng 2 máy bi n áp tế ự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp

Để cung cấp cho h thống dùng 2 b máy phát- máy bi n áp 2 cuộn dây ệ ộ ế Phía trung được cung cấp bởi 2 máy biến áp liên lạc

* Sơ đồ:

Nhận xét:

Ưu điểm : Sơ đồ nối dây đơn giản, ít chủng loại máy biến áp

Nhược điểm : Có bốn bộ nối vào thanh góp cao áp nên dòng ngắn mạch ởphía cao lớn, vốn đầu tư lớn hơn 2 phương án 1,2 Khi một máy biến áp tự ngẫu sự cố thì máy còn lại làm vi c n ng n ệ ặ ề

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

Từ các nhận xét ở các phương án về cả vấn đề kinh t và kĩ thuật ta ếthấy phương án 1 và phương án 2 là hợp lý hơn cả nên giữ lại để so sánh v ềmặt kinh tế để đưa ra phương án tối ưu nh t ấ

Chọn máy biến áp trong nhà máy điện và trạm biến áp là chọn loại, số lượng công suất định mức và hệ số biến áp

Công suất định mức của máy biến áp là công suất liên tục truyền qua máy biến áp với điều kiện làm việc định mức ( điện áp , tần số và nhiệt độ môi trường làm mát định mức ) trong suốt thời hạn làm việc của nó

Người ta quy định thời gian làm việc tiêu chu n kho ng g n b ng thời ẩ ả ầ ằgian già hoá tiêu chuẩn Còn thời gian gian làm việc thực tế của máy biến áp được xác định bởi quá trình già hoá cách điện cu n dây, nói khác i nó phụ ộ đthuộc vào nhiệt độ cuộn dây

Đối với giấy cách đi n tẩệ m d u thời gian làm vi c định mức được đảm ầ ệbảo khi làm việc với nhiệt độ không thay đổi và bằng 980C Bởi vậy máy biến

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

Quá tải thường xuyên của máy biến áp là một phần thời gian làm việc phụ tải của máy bi n áp vượt quá công su t định mức của chúng , phần thời ế ấgian còn lại của chu kì khảo sát (ngày , năm ) phụ tải của máy bi n áp thấp ếhơn công suất định mức của chúng

Quá tải sự cố là sự cho phép làm việc của máy biến áp trong i u ki n đề ệ

sự cố mà không gây hư hỏng chúng

Máy biến áp được chọn phải đảm kh n ng t i h t công su t phát t nhà ả ă ả ế ấ ừmáy , đồng thời khi một máy một máy biến áp ngừng làm vi c thì các máy ệbiến áp còn lại vẫn phải cung cấp đủ công suất cần thiết cho phụ t i ả

Để chọn máy biến áp cho các phương án ta dựa vào sơ đồ nối dây ã đthiết kế ở chương 2 để biết được số lượng và cách mắc các máy biến áp , từ

đó tiến hành ch n ch ng loại , công suất và thông số kĩ thuật khác của máy ọ ủbiến áp

• Máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây mắc theo sơ đồ bộ MF- MBA thì công su t ấđược chọn theo công thức sau:

SdmB≥SdmF

Trong đó :

SdmB : Là công suất định mức của máy biến áp

SdmF : Là công suất định mức của máy phát

• Máy biến áp tự ngẫuthì công suất định mức được chọn theo biểu thức:

dmF dmB SSα

UU

C T

Sau khi chọn xong công suất định mức của máy biến áp ta cần kiểm tra lại khả năng tải của máy bi n áp trong các điều kiện sự cố xem có thoả mãn ếhay không , nếu không thoả mãn thì phải chọn lại công suất định mức của máy biến áp

3.1.1 Chọn máy biến áp cho phương án 1

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

18

0,85

100S

SdmB≥ dmF= = Chọn máy biến áp loại : ТДЦ-125

Theo điều kiện : SdmB ≥SdmF=117,65(MVA)

Chọn máy biến áp loại : ТДЦ-125

* Kiểm tra các máy biến áp khi sự cố :

Xét sự cố nguy hiểm nh t : Lúc ph tảấ ụ i trung l n nh t x y ra sự cố ớ ấ ảhỏng một máy biến áp

Trong tình trạng đó thì các máy biến áp còn lại phải tho mãn : ả

• Cuộn cao và cuộn chung của máy biến áp liên lạc không bị qúa tải

Cuộn cao không cần kiểm tra quá tải vì phía cao đã có hệ thống với lượng dự trữ rất lớn cung cấp cho phụ tải điện áp cao nên cuộn cao không bao giờ bị qúa tải

Do vậy ta chỉ cần kiểm tra quá tải cho cuộn chung

-Xét khi hỏng một bộ máy biến áp hai dây quấn bên trung áp

Khi đó công suất lớn nhất qua cuộn chung máy biến áp tự ngẫu là :

0,8

2502

1S2

Skdmch

ch

kqtsc = 1,25 < 1,4 : Tức nằm trong giới hạn quá tải sự cố cho phép

Vậy với kqtsc = 1,25 thì hai máy biến áp liên lạc vẫn đảm bảo cung cấp

đủ cho phụ tải bên trung max khi sự cố máy biến áp hai dây qu n bên iện áp ấ đtrung

- Xét khi hỏng m t máy biộ ến áp liên lạc :

Công suất lớn nhất truyền qua cuộn chung lúc này là:

4

1117,65(0,8

250S

Skdmch

ch qtsc= = = >

Máy biến áp đã chọn không thoả mãn nên ta ch n lạọ i nh sau: ư

Chọn máy biến áp loại : АТДТН-360

Có các thống số kĩ thuật khác :

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

Ta chỉ kiểm tra l i điều kiện khi sự cố một máy biến áp liên lạc ạ

0,5.360

204,26S

SkdmTN

ch

Thoả mãn nằm trong giới hạn quá tả ự cố cho phép i s

• Công suất bên cao không được nhỏ hơn dự ữ tr quay của hệ thống :

Ta thấy công suất phát về hệ thông lớn nhất lúc bình thường là:

SHT = 149,63 (MVA) cố SdtHT = 0,12.2500 = 300 (MVA) , nên lượng công suất phát về hệ thống thi u so v i lúc bình thường ch c ch n nhỏ h n dự ế ớ ắ ắ ơtrữ quay của hệ thống Nên điều kiện này luôn thoả mãn không c n ki m tra ầ ể

3.1.2 Chọn máy biến áp cho phương án 2

Theo điều kiện : SdmB≥SdmF=117,65

••••• Chọn máy biến áp liên lạc B1 , B2

0,5

117,65S

1

SdmB= dmF= =α

0% Giá

103R

250 230 121 11 120 520 11 32 20 0,5 268

* Kiểm tra quá tải cho các máy biến áp :

Tương tự như phương án ta cũng chỉ kiểm tra quá t i cho máy biến áp ả

tự ngẫu

- Xét hỏng 1 bộ máy biến áp hai dây quấn bên trung:

Với phụ tải trung l n nh t thì công suất truyền qua cuộn chung máy ớ ấbiến áp tự ngẫu là :

1)SS

(2

1

dmF Tmax BT

Tmax

(MVA)102,13S

470,59)0,08

4

1(117,650,8

25021

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

22

Công suất định mức của cuộn chung : Sch = α SdmTN = 0,5 250 = 125 (MVA)

Sch < Sdmch , nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải

- Xét hỏng 1 bộ máy biến áp tự ngẫu :

Công suất lớn nhất mà cuộn chung cần tải là :

(MVA)

96,02

9)0,08.470,54

1117,652.(

0,8250

)4

SS2.(

SSS

dmF Tmax BT Tmax ch

Ta thấy Sch < Sdmch nên máy biến áp không bị quá tải

Tương tự như phương án 1 ta cũng không cần kiểm tra điều kiện công suất thi u bên cao không được nhỏ hơn dự ữế tr quay của hệ th ng ố

3.2 Phân bố công suất cho các máy biến áp :

4

1S

1S

B3 T B2= = −∑ = −

• Công suất truy n qua phía cao của mỗi máy biếề n áp t ng u được xác ự ẫđịnh như sau:

2

1S(t)S2

1S

B3 C B2= = −∑ = −

• Công suất truyền qua phía hạ của m i máy biến áp tựỗ ng u được xác định ẫnhư sau:

S (t) S (t) S (t) S (t) S (t) SC (t)

B3 T B3 C B2 T B2 H B3 H

Từ các thông số ở bảng cân bằng công suất toàn nhà máy trong chương

1 và các công thức trên ta tính được công suất phân phối cho các máy biến áp như sau :

B2 C

Phía trung : = T = ( Tmax−∑ BT)

B2 T

2

1(t)S(t)

Phía hạ : S (t) S (t) S (t) S (t) S ST (t)

B2 C B2 T B1 C B1 H B2 H

Dựa vào các số liệu ở bảng cân b ng công su t toàn nhà mấy ta tính ằ ấđược sự phân bố công suất cho các máy bi n áp như sau : ế

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

3.3 Tính tổn thất công suất , tổn thất điện năng

Để đánh sự tôí ưu của các phương án về mặt kinh t - k thu t thì một ế ĩ ậyếu tố không thể bỏ qua được ó là t n thấđ ổ t công su t và tổn th t iện năng ấ ấ đ

do các máy biến áp gây ra

• Tổn thất điện n ng trong máy bi n áp ba pha hai dây quấn được tính theo ă ếcông thức sau :

2 dmB

N

0 S (t).tS

P365

.TP

Δ Trong đó:

SdmB : Công suất định mức của máy biến áp

∆P0 : Tổn thất không t i của máy biến áp ả

∆PN : Tổn thất ng n mạch của máy biến áp ắ

T : Thời gian làm việc của máy biến áp trong 1 năm

S(t) : Phụ tải của máy biến áp trong thời gian ti lấy theo đồ thị phụ tải ngày

T• ổn thất điện năng trtong máy biến áp tự ngẫu được tính như sau :

N

2 H T N H C N T N T N

2 H T N H C N T N C

N

PPP2

1P

PPP

2

1P

PPP2

1P

αΔΔΔΔ

αΔΔΔ

Δ

αΔΔΔΔ

Trong đó :

ΔPNC-T : Tổn thất ng n m ch giữa cuộắ ạ n cao và cu n chung ộ

ΔPNC-H : Tổn thất ng n m ch giữa cuộn cao và cuộn h ắ ạ ạ

H H N 2 T T N 2 C C N i 2 dmB

ΔΔ

Trong đó :

SC(t) : Phụ tải cao áp tại thời điểm ti

ST(t) : Phụ tải trung áp tại thời điểm ti

SH(t) : Phụ tải hạ áp tại thời điểm ti

3.3.1 Phương án 1

• Tổn thất điện n ng că ủa máy biến áp B1

(KWh)350339224

.(108,24)125

380.3658760.115

t.)S(tS

∆P.365.T

∆P

∆A

2 2

i i 2

dmB

N 0

B1

=

∑+

=

∑+

.(108,24)125

400.3658760.100

t.)S(tS

P365

T.PA

2 2

i i 2

dmB

N 0

B4

=+

P

H H i 2 T T N i 2 C C N i 2 0

Δ

Tính tổn thất ngắn mạch trong các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu :

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

26

1750(KW)(0,5)

65050090021

PPP2

1P

(KW)750(0,5)

65050090021

PPP

2

1P

(KW)150(0,5)

65050090021

PPP2

1P

2

2 H T N H C N T N H

2

2 H T N H C N T N T

N

2

2 H T N H C N T N C

αΔΔΔ

Δ

αΔΔΔΔ

A

)(53,55).1750(55,26)

.7501,71)(.150.4

(75,96).1750(55,26)

.750(20,7).150.2

(73,83).1750(102,13).75028,3)(.150.4

(94,12).1750(86,51).750(7,61)

.150.2

(60,51)1750

(86,51).75026)

(.150.2

(63,33).1750(70,88).7507,55)(.150.2

(29,73).1750(70,88).75041,15)(.150.2

(33,97).1750(70,88).750)91,36(.150.2

(33,97).1750(55,26).75021,29)(.1504

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2 2

B2

=

++

−+

++

+

++

−+

++

+

++

−+

++

−+

++

−+

++

−+

++

−+

.235033603503392

A.2AA

=+

+

=

++

Δ

3.3.2 Phương án 2

• T n thổ ất điện năng của máy biến áp B3 , B4

(KWh)350336024

.(108,24)125

400.3658760.100

t.)S(tS

P365

T.PAA

2 2

i i 2

dmB3

N 0

B4 B3

=+

1P

(KW)2600,5

2602605202

1PP

2 H

N

2 C

N T N

(76,06).780(1,34).260(74,72).260.2

(73,71).780(47,89).260(25,82).260.4

(94,12).780(86,51).260(61,73).260.2

(60,32)780

(32,39).260(28,13).260.2

(63,34).780(16,76).260(46,58).260.2

(29,74).780(16,76).260(12,98).260.2

(33,97).780(16,76).260(17,21).260.2

(33,98).780(1,14).260(32,80).2604

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2 2

B1

=

++

++

++

++

++

++

++

++

++

13200973503360

.(

2

)AA.(

2

=+

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

Theo quy trình thiết bị điện của Liên Xô thì sự ổn định của các khí cụ điện cần kiểm tra theo điều kiện ngắn mạch ba pha N(3) Bởi vì dòng ng n ắmạch ba pha là dòng là dòng lớn nhất , chỉ trong trường hợp khi ngắn mạch 1 pha ở mạng trung tính nối đất thì dòng ng n m ch 1 pha có th lớắ ạ ể n h n dòng ơngắn mạch 3 pha , khi đó ta thực hiện điều chỉnh tách trung tính của 1 số máy biến áp cho không nối đất để giảm dòng ng n mạch 1 pha Iắ N(1) , thường giữ dòng IN(1) gần bằng dòng ngắn mạch IN(3)

Ngoài ra mức độ khó khăn khi cắt ngắn mạch điện khi có ngắn mạch không phải ch trỉ ị số dòng ngắn mạch quy t định mà còn do trị số điện áp ếphục hồi trên đầu tiếp điểm của máy cắt điện , điện áp phục hồi khi ngắn mạch ba pha có thể bằng ho c lớn h n so với đi n áp phục hồi khi ngắn mạch ặ ơ ệmột pha

Do đây là quá trình thiết kế sơ bộ cho nên ta có thể dùng phương pháp gần úng đ để tính toán ngắn mạch đó là phương pháp đường cong tính toán

Ta cần phải xác định rõ điểm ngắn mạch nặng n nh t cho các m ch ề ấ ạ ởcác cấp điện áp , đấy là điểm mà khi ngắn mạch dòng ngắn mạch qua nó là lớn nhất

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

30

• Điểm ngắn mạch N1

Để chọn khí cụ điện cho cấp đ ện áp 220KV Nguồn cung cấp gồm tất i

cả các máy phát điện của nhà máy và hệ thống

• Điểm ngắn mạch N2

Để chọn khí cụ điện cho cấp đ ện áp 110KV Nguồn cung cấp gồm tất i

cả các máy phát điện của nhà máy và hệ thống

• Điểm ngắn mạch N3 , N3’

Để chọn khí cụ điện cho cho mạch máy phát điện Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3 chỉ có máy phát F3 cung cấp , còn nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3’ là tất cả các máy phát của nhà máy (trừ máy phát F3)

và hệ thống

• Điểm ngắn mạch N4

Để chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng Nguồn cung cấp gồm tất cả các máy phát điện của nhà máy và hệ thống

- Khi chọn khí cụ điện cho mạch máy phát ta phải so sánh ta ph i so sánh Iả N3

và IN3’ , lấy dòng lớn hơn để chọn khí cụ điện

- Điểm ngắn mạch tại N4 có thể tính được dòng điện ng n mạch qua công ắthức

XF40,156

XB40,084

Xd1

HT

XHT 0,03

XC B20,088

XC B30,088

XH B30,136

XT B2 0

XH B20,136

XC B3 0

N1

dmF cb

"

d F F4 F3 F2

SXX

HT

cb N

• Điện kháng đường dây

Điện kháng trên không thường lấy : x0 = 0,4 (Ω/km)

230

100120.4,0U

Sl.xXX

cb

cb 0 d d2

11S

S100

%U

S100

%UX

dmB4 cb N

• Điện kháng máy biến áp tự ngẫu

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

32

136,0360

1005,02232102001

SS

%UU

%U200

1X

0360

1005

,02232102001

SS

%U

%U

%U200

1X

042,0360

1005,02232102001

SS

%U

%U

%U200

1X

dmTN cb H - T N H - C N T - C N H

dmTN cb H - T N H - C N T

C N T

-dmTN cb H - T N H - C N T - C N C

3 Tính toán ngắn mạch

••••• Điểm ngắn mạch N1

+ Biến đổi đẳng trị sơ đồ thay thế :

Do XT = 0 nên có thể chập 2 đường dây nối từ máy biến áp tự ngẫu sang thanh góp 110KV với nhau

HT

X10,076

X2

0,244

X40,042

X50,292

X60,042

X70,292

X8 0,24

N1

F1

Ta có :

X1 = XHT +

2

Xd = 0,03 +

20,091 = 0,076

XXXX

6 4 6

+

X10 = 0,146

2292,02

XXXX

7 5 7

+ + Biến đổi tiếp :

X10,076

X2

0,244

X90,021

X100,146

X80,240HT

N1

F1,2,3,4

X10,076

X110,081HT

N1

F 1 F 1 F 1 F

F 1 F 1

F 1 F 1 F 1 F

F 1 F 1

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

34

081,0244,0112,0

244,0.112,0XXX.XX

112,0021,0091,0XXX

0.0910,240,1120,24.0,112X

X.XXX

X//

X

nt )//XX(X

2 8,9,10 2 8,9,10 11

9 8,10 8,9,10

10 8 10 8 8,10

2 9 10 8 11

=+

=+

=

=+

=+

=

=+

=+

SXX

cb

HT 1

250056,0U.3

Scb

230.3

2500497,0U.3Scb

230.3

2500490,0U.3

Scb

230.3

2500490,0U.3Scb

230.3

2500517,0U.3Scb

230.3

250056,0U.3

Scb

- Điện kháng tính toán phía nhà máy :

10059,470081,0100.85,0

400081,0SS

Scb

230.3

59,47026,2U.3Scb

230.359,47008,2U.3

Scb

230.359,47093,1U.3Scb

230.359,47088,1U.3Scb

230.3

59,47006,2U.3

Scb

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

36

Các giá trị điện kháng trên sơ đồ có được như đối với điểm ngắn mạch

N1 , và tương tự điểm ngắn mạch N1 ta có sơ đồ biến i : đổ

+ Biến đổi tiếp : Ghép X8 và X10 ; chuyển Y (X1 , X2 , X3 ) thành ∆ hở (X11, X12)

X10,244

XB1 0,244

XB10,021

XB10,146

XB10,240HT

N2

X110,104HT

X120,332

X130,091

X2

0,244

X40,042

X50,292

XB10,088

X70,292

X80,240 HT

N2

Ta có :

24,0146,024,0.146,0XX

X.X10 8 10

+

=+

244,0021,0.076,0021,0076,0XX.X2 9

076,0021,0.244,0021,0244,0XX.X1 9

091,0.332,0XXX.X

13 12 13

+

=+

- Điện kháng tính toán phía hệ thống :

100

2500104,0S

S.cb

2500405,0U.3Scb

115.3

2500373,0U.3

Scb

115.3

2500366,0U.3Scb

F1,2,3, 4HT

X110,104

X140,071

N2