ĐỒ án THIẾT kế đề tài thiết kế nhà máy điện công suất 300 MW

Phạm Văn Hòa ta chọn được máy phát loại TBΦ-60-2 có thông số được chotrong bảng sau : 1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 1.2.1 Công suất phát của nhà máy Công suất định mức của

Trang 1

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

-      

-ĐỒ ÁN THIẾT KẾ

Đề tài: Thiết kế nhà máy điện công suất 300 MW

Khoa Kỹ thuật điện Chuyên ngành Hệ Thống Điện

Sinh viên thực hiện: Trịnh Đức Minh Nghĩa

Hà Nội, năm 2022

Trang 2

Thiết kế, xây dựng và vận hành một nhà máy nhiệt điện có hiệu quả kinh tếcao, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, ổn định hệ thống đòi hỏi có sự tính toán chính xác,

kỹ lưỡng và chi tiết của các nhà chuyên môn Đồ án này có nhiệm vụ chính là thiết kếmột nhà máy nhiệt điện, gồm các nội dung:

• Chọn máy phát điện, tính toán phụ tải và cân bằng công suất

• Tính toán ngắn mạch, lựa chọn các thiết bị điện chính của nhà máy

• Tính toán chọn phương án tối ưu

• Chọn sơ đồ nối dây và các thiết bị tự dùng

Do thời gian thực hiện có hạn, còn tồn tại nhiều thiếu sót và hạn chế trong quátrình hoàn thành báo cáo đồ án, em hy vọng nhận được sự thông cảm và góp ý thêm.Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy,

PGS TS Lê Đức Tùng

đỡ em hoàn thành công việc trong quá trình làm đồ án

Sinh viênTrịnh Đức Minh Nghĩa

2

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

Trang 3

Đồ án môn học

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Trang 4

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 10

1.1 Chọn máy phát điện 10

1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 10

1.2.1 Công suất phát của nhà máy 10

1.2.2 Công suất tự dùng của nhà máy 11

1.2.3 Công suất phụ tải điện áp máy phát (phụ tải địa phương) 12

1.2.4 Công suất phụ tải trung áp 13

1.2.5 Công suất trao đổi về hệ thống 14

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP16 2.1 Đề xuất các phương án 16

2.1.1 Phương án 1 17

2.1.4 Kết luận 19

2.2 Tính toán chọn máy biến áp cho các phương án 20

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 34

3.1 Tính điện kháng các phần tử trong sơ đồ thay thế 34

3.2 Chọn các điểm để tính toán ngắn mạch 36

3.3 Tính toán ngắn mạch cho phương án 1 36

3.3.1 Tính dòng ngắn mạch tại N1 37

3.3.6 Tổng hợp kết quả tính ngắn mạch phương án 1 45

4

Trang 5

3.4 Tính toán ngắn mạch cho phương án 2 46

3.4.6 Tổng hợp kết quả tính ngắn mạch phương án 2 54

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 55

4.1 Chọn sơ đồ nối điện chính cho các phương án 55

4.2 Tính toán kinh tế của các phương án 55

4.3 Lựa chọn phương án tối ưu 60

CHƯƠNG 5 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 62

5.1 Chọn máy cắt điện và dao cách ly 62

5.1.1 Chọn máy cắt điện 62

5.1.2 Chọn dao cách ly 62

5.2 Chọn thanh dẫn cứng cho mạch máy phát điện 63

5.2.1 Chọn tiết diện thanh dẫn cứng 63

5.2.2 Kiểm tra ổn định động thanh dẫn cứng 64

5.2.3 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng 66

5.2.4 Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng 66

5.3 Chọn thanh dẫn mềm 67

5.3.1 Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 220kV 68

5.3.2 Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 110kV 71

5.4 Chọn máy biến áp đo lường 73

5.4.1 Chọn máy biến điện áp (BU) 73

5.4.2 Chọn máy biến dòng (BI) 75

5.5 Chọn cáp và kháng điện cho phụ tải địa phương 77

5.5.1 Chọn cáp 77

Trang 6

5.5.2 Chọn kháng điện 79

5.5.3 Chọn máy cắt hợp bộ cho phụ tải địa phương 82

5.6 Chọn chống sét van 82

5.6.1 Chọn chống sét van cho thanh góp 220kV và 110kV 83

5.6.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp 83

CHƯƠNG 6 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG 85

6.1 Chọn máy biến áp tự dùng cấp 1 85

6.2 Chọn máy biến áp tự dùng cấp 2 86

6.3 Chọn máy cắt phía cao áp của máy biến áp tự dùng cấp 1 87

6.4 Chọn máy cắt phía hạ áp của máy biến áp tự dùng cấp 1 87

6.5 Chọn Aptomat 88

KẾT LUẬN 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

6

Trang 7

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ

Bảng 1.1 Thông số máy phát 10

Bảng 1.2 Biến thiên công suất hàng ngày của nhà máy 11

Bảng 1.3 Biến thiên công suất tự dùng hàng ngày của nhà máy 12

Bảng 1.4 Biến thiên phụ tải hàng ngày của phụ tải địa phương 12

Bảng 1.5 Biến thiên phụ tải hàng ngày của phụ tải trung áp 13

Bảng 1.6 Biến thiên công suất hàng ngày phát tới hệ thống 14

Bảng 2.1 Thông số máy biến áp 2 cuộn dây 10,5/115kV và 10,5/242kV chọn cho phương án 1 20

Bảng 2.2 Thông số máy biến áp tự ngẫu chọn cho phương án 1 20

Bảng 2.3 Phân bố công suất của một máy biến áp tự ngẫu của phương án 1 21

Bảng 2.4 Phân bố công suất của một máy biến áp tự ngẫu khi sự cố cắt 1 bộ máy biến áp 2 cuộn dây – máy phát bên trung áp phương án 1 22

Bảng 2.5 Phân bố công suất của một máy biến áp tự ngẫu khi sự cố cắt 1 bộ máy biến áp tự ngẫu – máy phát phương án 1 23

Bảng 2.6 Các dòng điện cưỡng bức phương án 1 26

Bảng 2.7 Thông số máy biến áp 2 cuộn dây 10,5/115kV và 10,5/242kV chọn cho phương án 2 27

Bảng 2.8 Thông số máy biến áp tự ngẫu chọn cho phương án 2 27

Bảng 2.9 Phân bố công suất của một máy biến áp tự ngẫu của phương án 2 28

Bảng 2.10 Phân bố công suất của một máy biến áp tự ngẫu khi sự cố cắt 1 bộ máy biến áp 2 cuộn dây – máy phát bên trung áp phương án 2 29

Bảng 2.11 Phân bố công suất của một máy biến áp tự ngẫu khi sự cố cắt 1 bộ máy biến áp tự ngẫu – máy phát phương án 2 30

Bảng 2.12 Các dòng điện cưỡng bức phương án 2 33

Bảng 3.1 Tổng hợp tính ngắn mạch phương án 1 45

Bảng 3.2 Tổng hợp tính ngắn mạch phương án 2 54

Bảng 4.1 Chọn máy cắt cho phương án 1 56

Bảng 4.2 Chọn máy cắt cho phương án 2 59

Bảng 4.3 Bảng tổng kết chi phí hai phương án 60

Bảng 5.1 Chọn máy cắt điện 62

Bảng 5.2 Chọn dao cách ly 63

Bảng 5.3 Chọn thanh dẫn mạch máy phát 64

Bảng 5.4 Chọn sứ đỡ 66

Bảng 5.5 Chọn thanh dẫn mềm 220kV 68

Bảng 5.6 Chọn thanh dẫn mềm 110kV 71

Trang 8

Bảng 5.7 Phân bố đồng hồ điện thứ cấp BU 74

Bảng 5.8 Chọn BU cấp 10,5kV 74

Bảng 5.9 Chọn BU cấp 110kV và 220kV 75

Bảng 5.10 Chọn BI cho cấp 10,5kV 76

Bảng 5.11 Chọn BI cấp 110kV và 220kV 77

Bảng 5.12 Chọn cáp cho phụ tải địa phương 78

Bảng 5.13 Chọn kháng điện đơn 81

Bảng 5.14 Chọn máy cắt hợp bộ phụ tải địa phương 82

Bảng 5.15 Chọn chống sét van thanh góp 220kV và 110kV 83

Bảng 5.16 Chọn chống sét van cho máy biến áp tự ngẫu 83

Bảng 5.17 Chọn chống sét van cho máy biến áp tự ngẫu 84

Bảng 6.1 Chọn máy biến áp tự dùng cấp 1 86

Bảng 6.2 Chọn máy biến áp dự trữ tự dùng cấp 1 86

Bảng 6.3 Chọn máy biến áp tự dùng cấp 2 86

Bảng 6.4 Chọn máy cắt phía cao của máy biến áp tự dùng cấp 1 87

Bảng 6.5 Chọn máy cắt phía hạ áp máy biến áp tự dung cấp 1 88

Bảng 6.6 Chọn Aptomat 88

Hình 1.1 Đồ thị phụ tải nhà máy 11

Hình 1.2 Đồ thị phụ tải tự dùng 12

Hình 1.3 Đồ thị phụ tải địa phương 13

Hình 1.4 Đồ thị phụ tải trung áp 13

Hình 1.5 Đồ thị phụ tải tổng hợp 14

Hình 2.1 Sơ đồ nối điện phương án 1 17

Hình 3.1 Sơ đồ một sợi và các vị trí ngắn mạch phương án 1 36

Hình 3.2 Sơ đồ thay thế phương án 1 37

Hình 3.3 Biến đổi sơ đồ thay thế khi ngắn mạch tại N1 phương án 1 38

Hình 3.4 Biến đổi sơ đồ thay thế khi ngắn mạch tại N2 phương án 1 (1) 39

Hình 3.9 Sơ đồ thay thế khi ngắn mạch tại N4 phương án 1 44

Hình 3.10 Sơ đồ một sợi và các vị trí ngắn mạch phương án 2 46

8

Trang 9

Hình 3.11 Sơ đồ thay thế phương án 2 46

Hình 3.12 Biến đổi sơ đồ thay thế khi ngắn mạch tại N1 phương án 2 47

Hình 3.9 Sơ đồ thay thế khi ngắn mạch tại N4 phương án 2 53

Hình 5.1 Mặt cắt của thanh dẫn 64

Hình 5.2 Mô tả sứ đỡ 67

Hình 5.3 Sơ đồ nối các dụng cụ đo 73

Hình 5.4 Sơ đồ chọn kháng điện 79

Hình 5.5 Sơ đồ thay thế để chọn XK% 80

Hình 6.1 Sơ đồ nối điện tự dùng 85

Hình 6.2 Sơ đồ thay thế tính chọn máy cắt 6,3 kV 87

Hình 6.3 Sơ đồ thay thế tính chọn Aptomat 88

Trang 10

CHƯƠNG 1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG

CÔNG SUẤT

Tính toán phụ tải và cân bằng công suất là một phần rất quan trọng trong nhiệm

vụ thiết kế đồ án nhà máy điện Nó quyết định tính đúng, sai của toàn bộ quá trình tínhtoán Ta sẽ tiến hành tính toán cân bằng công suất theo công suất biểu kiến S và dựavào đồ thị phụ tải các cấp điện áp hàng ngày vì hệ số công suất các cấp gần giốngnhau và do tính toán cân bằng theo công suất biểu kiến S với sai số cho phép trong khithiết kế

1.1 Chọn máy phát điện

Theo nhiệm vụ thiết kế, nhà máy điện bao gồm 5 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất là

60 MW, tra bảng ở Phụ Lục 1, trang 113 giáo trình thiết kế nhà máy điện và trạm biến

áp – PGS Phạm Văn Hòa ta chọn được máy phát loại TBΦ-60-2 có thông số được chotrong bảng sau :

1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất

1.2.1 Công suất phát của nhà máy

Công suất định mức của nhà máy:

Trong đó: là công suất định mức của nhà máy

là số tổ máy

dmF là công suất định mức của 1 tổ máy

Công suất phát của nhà máy tại thời điểm t được tính như sau:

Trang 11

Trang 12

Bảng 1.2 Biến thiên công suất hàng ngày của nhà máy

Từ số liệu trên ta thu được đồ thị biến thiên phụ tải của nhà máy:

Đồ thị phụ tải của nhà máy

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

t (giờ)

Hình 1.1 Đồ thị phụ tải nhà máy

1.2.2 Công suất tự dùng của nhà máy

Công suất tự dùng của toàn nhà máy tại mỗi thời điểm trong ngày được tính

- STD(t) là công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t (MVA)

- PNM là công suất tác dụng định mức của nhà máy, PNM = 300 MW

- SNM là công suất biển kiển định mức của nhà máy, SNM = 375 MVA

- α% là số phần trăm lượng điện tự dùng, α% = 6,2%

- cosφTD là hệ số công suất phụ tải tự dùng, cosφTD = 0,85

- SNM(t) là công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t (MVA)

Từ đồ thị phụ tải nhà máy và dựa vào công thức tính phụ tải tự dùng trên, ta

tính đuợc công suất tự dùng của nhà máy điện tại các thời điểm Ta thu được số liệu

tính toán trong bảng dưới đây:

11

Trang 13

Trang 14

Bảng 1.3 Biến thiên công suất tự dùng hàng ngày của nhà máy

Từ số liệu trên ta thu được đồ thị biến thiên phụ tải tự dùng của nhà máy:

Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy

1.2.3 Công suất phụ tải điện áp máy phát (phụ tải địa phương)

Phụ tải địa phương có: UDPđm = 10,5 kV; PDPmax = 15 MW; cos DP = 0,85

Ta thu được số liệu tính toán trong bảng dưới đây:

Bảng 1.4 Biến thiên phụ tải hàng ngày của phụ tải địa phương

Trang 15

Hình 1.3 Đồ thị phụ tải địa phương

1.2.4 Công suất phụ tải trung áp

Phụ tải trung áp có: UUTđm = 110 kV; PUTmax = 120 MW; cos UT = 0,85

Gồm: 2 đường cáp kép x 35MW, 2 đường dây đơn x 25MW

Công suất phụ tải trung áp tính theo các công thức:

Ta thu được số liệu tính toán trong bảng dưới đây:

Bảng 1.5 Biến thiên phụ tải hàng ngày của phụ tải trung áp

Từ số liệu trên ta thu được đồ thị biến thiên phụ tải trung áp của nhà máy:

Đồ thị phụ tải trung áp của nhà máy

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

t (giờ)

Trang 17

1.2.5 Công suất trao đổi về hệ thống

Công suất phát về hệ thống tại mỗi thời điểm được xác định theo công thức sau:

S VHT (t ) = S NM (t ) − [ STD (t ) + S DP (t ) + SUT (t )]

Dựa vào các kết quả tính toán trước, ta tính được công suất phát về hệ thống

của nhà máy tại từng thời điểm trong ngày Kết quả tính toán cho trong bảng sau:

Bảng 1.6 Biến thiên công suất hàng ngày phát tới hệ thống

Nhìn vào đồ thị phụ tải tổng hợp, nhận thấy trong chế độ làm việc bình thường,

Trang 18

nhá máy đủ cung cấp điện năng cho các phụ tải của nó và phần còn lại được cấp cho

hệ thống điện

Hệ thống điện công suất có công suất dự trữ quay là 10%.3500 = 350

MVA Công suất biểu kiến một tổ máy:

S Fdm =

cos P

Fdm

0, 60 8

= 75MVA

Thấy rằng: 350 MVA > 75 MVA Như vậy phần dự trữ quay của hệ thống lớn hơnnhiều so với công suất một tổ máy, đảm bảo khi xảy ra sự cố ngừng một tổ máy thì hệthống có thể huy động được đủ công suất để bù đắp lại lượng công suất thiếu hụt

• Phụ tải nhà máy biến bố không đều trên cả ba cấp điện áp, giá trị công suất lớn nhất và nhỏ nhất của chúng là:

• Phụ tải tự dùng : STDmax = 21,882 MVA; STDmin =17,944 MVA

• Phụ tải địa phương : SDPmax = 17,647 MVA; SDPmin = 11,471 MVA

• Phụ tải trung áp : SUTmax = 127,059 MVA; SUTmin = 98,824 MVA

• Vai trò của nhà máy điện thiết kế đối với hệ thống:

Nhà máy điện thiết kế ngoài việc cung cấp điện cho các phụ tải ở cáccấp điện áp và tự dùng còn phát về hệ thống một lượng công suất đáng kể ( lớnhơn lượng dự trữ công suất quay của hệ thống) nên có ảnh hưởng rất lớn đến

độ ổn định động của hệ thống

15

Trang 19

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Lựa chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những khâu quan trọng nhất trongviệc tính toán thiết kế nhà máy điện Các phương án đề xuất phải đảm bảo cung cấpđiện liên tục, tin cậy cho các phụ tải, thể hiện được tính khả thi và tính kinh tế

2.1 Đề xuất các phương án

Dựa vào kết quả tính toán ở Chương 1 ta có một số nhận xét sau:

• Khi phụ tải địa phương có công suấy nhỏ có thể được cấp điện trực tiếp từ đầu cực máy phát mà không cần thanh góp điện áp máy phát Thấy rằng:

• Do các cấp điện áp 220kV và 110kV đều có trung tính nối đất trực tiếp, mặt khác

hệ số có lợi α ≤ 0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạcgiữa các cấp điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống

• Do công suất phát về hệ thống lớn hơn dự trữ quay của hệ thống nên ta phải đặt ítnhất hai máy biến áp nối với thanh điện áp 220kV

• Công suất một bộ máy phát điện – máy biến áp không lớn hơn dữ trữ quay của hệthống nên ta có thể dùng sơ đồ bộ máy phát điện – máy biến áp

phát điện – máy biến áp ba pha hai cuộn dây bên trung áp

• Do tầm quan trọng của nhà máy đối với hệ thống nên các sơ đồ nối điện ngoàiviệc đảm bảo cung cấp điện cho các phu tải còn phải là các sơ đồ đơn giản, an toàn và linhhoạt trong quá trình vận hành sau này

• Sơ đồ nối điện cần phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cung cấp điện an toàn,liên tục cho các phụ tải ở các cấp điện áp khác nhau, đồng thời bị sự cố không bị tách rờicác phần có điện áp khác nhau

Với các nhận xét trên ta có các phương nối điện cho nhà máy như sau:

Trang 20

và truyền tải công suất giữa các phía của cấp điện áp.

Trang 21

và truyền tải công suất giữa các phía của cấp điện áp

• Do số bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây nối bên cao áp nhiều hơn

so với phương án 1 nên giá thành cao hơn

Trang 22

• Có tổn thất công suất qua hai lần máy biến áp (lớn nhất khi SUTmin).

• Số lượng máy biến áp nhiều hơn 2 phương án trước, số lượng máy biến áp 2 cuộn dây bên cao áp nhiều nên giá thành đắt

2.1.4 Kết luận

Qua 3 phương án ta có nhận xét rằng hai phương án 1 và 2 đơn giản và kinh

tế hơn so với phương án còn lại Hơn nữa, nó vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục, antoàn cho các phụ tải và thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật Do đó ta sẽ giữ lại phương án

1 và phương án 2 làm các phương án chọn để tính toán kinh tế và kỹ thuật nhằmchọn ra được sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện

19

Trang 23

Trang 24

2.2 Tính toán chọn máy biến áp cho các phương án

Tra phụ lục 2 – Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp – PGS.TS

Phạm Văn Hòa, chọn được máy biến áp như sau:

Bảng 2.1 Thông số máy biến áp 2 cuộn dây 10,5/115kV và 10,5/242kV chọn cho phương án 1

b) Chọn máy biến áp tự ngẫu: Các máy biến áp B2, B3

Do tính chất phụ tải không bằng phẳng nên có nhu cầu điều chỉnh điện áp ở tất

cả các phía nên sử dụng MBA có điều áp dưới tải Nếu dùng TĐK chỉ điều chỉnhđược phía hạ, nên cần có kết hợp điều chỉnh dưới tải của MBA liên lạc thì mới điềuchỉnh được điện các tất cả các phía

Điều kiện chọn máy biến áp tự ngẫu trường hợp không có thanh góp điện áp máyphát:

Tra phụ lục 2 trang 145 – Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp –

PGS.TS Phạm Văn Hòa, chọn được máy biến áp tự ngẫu: ATДцHTH – 160

Bảng 2.2 Thông số máy biến áp tự ngẫu chọn cho phương án 1

Trang 25

2.2.1.2 Tính toán phân bố công suất các máy biến

áp a) Máy biến áp 2 cuộn dây B1, B4, B5:

Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện – máy biến áp 2cuộn dây ta cho phát hết công suất từ 0 - 24 giờ lên thanh góp, tức là làm việc liên tụcvới phụ tải bằng phẳng Khi đó công suất tải qua máy biến áp bằng:

S B1 = S B4 = S B5 = S Fdm − S TDmax

= 75 − 21, 882

= 70, 624MVA

b) Máy biến áp tự ngẫu B2, B3:

Chọn chiều dương công suất máy biến áp tự ngẫu từ hạ áp sang trung áp và cao

+ Công suất phía hạ áp của một MBATN: S H (t ) = S C (t ) + S T (t )

+ Công suất cuộn nối tiếp: S nt = S C

+ Công suất cuộn chung: S ch = (1 − )SC + S T

Với các số liệu SVHT, SUT tại các thời điểm đã tính ở Bảng 1.6, dễ dàng tính đượccông suất các phía của máy biến áp tự ngẫu tại các thời điểm Kết quả tính toán phân bốcông suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu B2 và B3 được cho trong bảng sau:

Bảng 2.3 Phân bố công suất của một máy biến áp tự ngẫu của phương án 1

2.2.1.3 Kiểm tra khả năng quá tải của máy biến

Vì công suất của máy biến áp B1, B4 và B5 đã được chọn lớn hơn công suấtđịnh mức của máy phát điện, Đồng thời từ 0 – 24 giờ luôn cho các bộ máy phát điện -máy biến áp này làm việc với phụ tải bằng phẳng nên đối với các máy biến áp này takhông cần phải kiểm tra khả năng quá tải

Trang 26

• Quá tải bình thường

Từ bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu ta thấy côngsuất qua các cuộn nối tiếp, cuộn chung, cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu đều nhỏ hơn công suất tính toán:

S tt = S TNdm = 0, 5.160 = 80MVA

Vậy trong điều kiện làm việc bình thường các máy biến áp tự ngẫu B2, B3

không bị quá tải

• Quá tải sự cố

Sự cố cắt một máy biến áp 2 cuộn dây bên trung áp: Giả sử cắt máy B5

Lúc này, các máy phát yêu cầu hoạt động định mức Với chiều dương công

suất máy biến áp tự ngẫu chọn từ hạ áp sang trung áp và cao áp Ta có:

+ Phía trung áp một máy biến áp tự ngẫu: S Tsc (t ) = 1

2 S UT (t ) − S B4

+ Phía hạ áp một máy biến áp tự ngẫu: S Hsc (t ) = S Fdm − 1

2 S DP (t ) − 1

5 S TD max

+ Phía cao áp một máy biến áp tự ngẫu: SCsc (t ) = S Hsc (t ) − S Tsc (t )

+ Công suất thiếu: S thieu (t ) = S VHT (t ) − 2 SCsc (t ) − S B1

+ Công suất cuộn nối tiếp: S nt = SCsc

+ Công suất cuộn chung: S ch = (1 − )SCsc + S Tsc

Từ đây ta tính được phân bố công suất của từng máy biến áp tự ngẫu qua bảng sau:

Bảng 2.4 Phân bố công suất của một máy biến áp tự ngẫu khi

sự cuộn dây – máy phát bên trung áp phương 2 án 1 cố cắt 1 bộ máy biến áp

350 MVA, vậy hệ thống bù đủ công suất thiếu hụt

Công suất thiết kế của các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu:

S tt = S Fdm = 0, 5.160 = 80MVA

22

Trang 27

Trang 28

Thấy rằng trường hợp này máy biến áp tự ngẫu truyền từ hạ áp lên trung áp vàcao áp Các cuộn hạ, cuộn nối tiếp, cuộn chung mang tải lớn nhất lần lượt là 64,888MVA; 25,394 MVA; 45,009 MVA đều nhỏ hơn công suất thiết kế là 80 MVA.

Vậy máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải trong chế độ sự cố 1 bộ máy phát –máy biến áp 2 cuộn dây phía trung áp

Sự cố cắt một máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải trung áp cực đại: Giả sử cắt máy B2

Lúc này, các máy phát yêu cầu hoạt động định mức Với chiều dương côngsuất máy biến áp tự ngẫu chọn từ hạ áp sang trung áp và cao áp Ta có:

+ Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu: S Tsc (t ) = S UT (t ) − S B4 − S B5

+ Phía hạ áp máy biến áp tự ngẫu: S Hsc (t ) = S Fdm − S DP (t ) − 1

5 S TDmax

+ Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu: S Csc (t ) = S Hsc (t ) − S Tsc (t )

+ Công suất thiếu: S thieu (t ) = S VHT (t ) − SCsc (t ) − S B1

Từ đây ta tính được phân bố công suất của từng máy biến áp tự ngẫu qua bảng sau:

Bảng 2.5 Phân bố công suất của một máy biến áp tự ngẫu khi sự cố cắt 1 bộ máy biến áp tự

ngẫu – máy phát phương án 1

Thấy rằng trường hợp này máy biến áp tự ngẫu truyền từ hạ áp và trung áp lêncao áp Các cuộn hạ, cuộn nối tiếp, cuộn chung mang tải lớn nhất lần lượt là 59,513MVA; 50,789 MVA; 19,394 MVA đều nhỏ hơn công suất thiết kế là 80 MVA

Vậy máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải trong chế độ sự cố 1 bộ máy biến áp

tự ngẫu – máy phát

23

Trang 29

Kết luận: Các máy biến áp đã chọn cho phương án 1 hoàn toàn đảm bảo điều

kiện quá tải bình thường và quá tải sự cố

2.2.1.4 Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp

a) Tổn thất điện năng trong máy biến áp 2 cuộn dây: B1, B4, B5

Do bộ máy biến áp - máy phát điện làm việc với phụ tải bằng phẳng trong suốt

cả năm S B1 = S B4 = S B5 = 70, 624MVA nên tổn thất điện năng của một máy biến áp hai

cuộn dây phía trung áp và cao áp trong 1 năm là:

b) Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu: B2, B3

Trước hết ta tính tổn thất công suất ngắn mạch cho từng cuộn dây máy biến áp

tự ngẫu như sau:

Trang 31

Đường dây nối giữa hệ thống điện và nhà máy điện thiết kế là một đường dây

kép nên ta có dòng điện bình thường và dòng cưỡng bức được tính như sau:

Đối với mạch cao áp của máy biến áp tự ngẫu, trường hợp nặng nề nhất ứng

với sự cố cắt 1 bộ máy phát – máy biến áp tự ngẫu là SCmax = 101,577 MVA, suy ra

dòng điện cưỡng bức trong mạch cao áp của máy biến áp tự ngẫu là:

Trang 32

IcbC = Max I cb

(1)

, I cb

( 2)

, I cb(3) = 0,616kA

b) Các mạch phía điện áp 110kV

25

Trang 33

Đối với mạch trung áp của máy biến áp tự ngẫu, trường hợp nặng nề nhất ứng

với sự cố cắt 1 bộ máy phát – máy biến áp tự ngẫu là STmax = 42,424 MVA, suy ra

dòng điện cưỡng bức trong mạch trung áp của máy biến áp tự ngẫu là:

Bảng 2.6 Các dòng điện cưỡng bức phương án 1

Trang 34

S B1dm = S B2dm = S B 5dm S Fdm − S TD S Fdm = 75MVA

26

Trang 35

b) Chọn máy biến áp tự ngẫu: Các máy biến áp B3, B4

Do tính chất phụ tải không bằng phẳng nên có nhu cầu điều chỉnh điện áp ở tất

cả các phía nên sử dụng MBA có điều áp dưới tải Nếu dùng TĐK chỉ điều chỉnhđược phía hạ, nên cần có kết hợp điều chỉnh dưới tải của MBA liên lạc thì mới điềuchỉnh được điện các tất cả các phía

Điều kiện chọn máy biến áp tự ngẫu trường hợp không có thanh góp điện áp máyphát:

Bảng 2.8 Thông số máy biến áp tự ngẫu chọn cho phương án 2

C-T C-H T-H

2.2.2.2 Tính toán phân bố công suất các máy biến

Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện – máy biến áp 2cuộn dây ta cho phát hết công suất từ 0 - 24 giờ lên thanh góp, tức là làm việc liên tụcvới phụ tải bằng phẳng Khi đó công suất tải qua máy biến áp bằng:

S B1 = S B2 = S B5 = S Fdm − S TDmax

= 75 − 21, 882

= 70, 624MVA

Trang 36

Chọn chiều dương công suất máy biến áp tự ngẫu từ hạ áp sang trung áp và cao

+ Công suất phía hạ áp của một MBATN: S H (t ) = S C (t ) + S T (t )

+ Công suất cuộn nối tiếp: S nt = S C

+ Công suất cuộn chung: S ch = (1 − )SC + S T

Với các số liệu SVHT, SUT tại các thời điểm đã tính ở Bảng 1.6, dễ dàng tính đượccông suất các phía của máy biến áp tự ngẫu tại các thời điểm Kết quả tính toán phân bốcông suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu B2 và B3 được cho trong bảng sau:

Bảng 2.9 Phân bố công suất của một máy biến áp tự ngẫu của phương án 2

2.2.2.3 Kiểm tra khả năng quá tải của máy biến

Vì công suất của máy biến áp B1, B2 và B5 đã được chọn lớn hơn công suấtđịnh mức của máy phát điện, Đồng thời từ 0 – 24 giờ luôn cho các bộ máy phát điện -máy biến áp này làm việc với phụ tải bằng phẳng nên đối với các máy biến áp này takhông cần phải kiểm tra khả năng quá tải

• Quá tải bình thường

Từ bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu ta thấy côngsuất qua các cuộn nối tiếp, cuộn chung, cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu đều nhỏ hơn công suất tính toán:

S tt = S TNdm = 0, 5.160 = 80MVA

Vậy trong điều kiện làm việc bình thường các máy biến áp tự ngẫu B2, B3

không bị quá tải

28

Trang 37

• Quá tải sự cố

Sự cố cắt một máy biến áp 2 cuộn dây bên trung áp: Giả sử cắt máy B5

Lúc này, các máy phát yêu cầu hoạt động định mức Với chiều dương công

suất máy biến áp tự ngẫu chọn từ hạ áp sang trung áp và cao áp Ta có:

+ Phía trung áp một máy biến áp tự ngẫu: S Tsc (t ) = 1

2 S UT (t)

+ Phía hạ áp một máy biến áp tự ngẫu: S Hsc (t ) = S Fdm − 1

2 S DP (t ) − 1

5 S TD max

+ Phía cao áp một máy biến áp tự ngẫu: SCsc (t ) = S Hsc (t ) − S Tsc (t )

+ Công suất thiếu: S thieu (t ) = S VHT (t ) − 2 SCsc (t ) − S B1 − S B2

Từ đây ta tính được phân bố công suất của từng máy biến áp tự ngẫu qua Bảng 2.10

Bảng 2.10 Phân bố công suất của một máy biến áp tự ngẫu khi sự cố cắt 1 bộ máy biến áp 2

cuộn dây – máy phát bên trung áp phương án 2

350 MVA, vậy hệ thống bù đủ công suất thiếu hụt

Công suất thiết kế của các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu:

Sự cố cắt một máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải trung áp cực đại: Giả sử cắt máy B4

Lúc này, các máy phát yêu cầu hoạt động định mức Với chiều dương côngsuất máy biến áp tự ngẫu chọn từ hạ áp sang trung áp và cao áp Ta có:

Trang 38

+ Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu: S Tsc (t ) = S UT (t ) − S B5

+ Phía hạ áp máy biến áp tự ngẫu: S Hsc (t ) = S Fdm − S DP (t ) − 1

5 S TDmax

+ Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu: S Csc (t ) = S Hsc (t ) − S Tsc (t )

+ Công suất thiếu: S thieu (t ) = S VHT (t ) − SCsc (t ) − S B1 − S B2

Từ đây ta tính được phân bố công suất của từng máy biến áp tự ngẫu qua Bảng 2.11

Bảng 2.11 Phân bố công suất của một máy biến áp tự ngẫu khi sự cố cắt 1 bộ máy biến áp tự

ngẫu – máy phát phương án 2

Thấy rằng các cuộn hạ, cuộn nối tiếp, cuộn chung mang tải lớn nhất lần lượt là59,153 MVA; 15,477 MVA; 54,706 MVA đều nhỏ hơn công suất thiết kế là 80 MVA

Vậy máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải trong chế độ sự cố 1 bộ máy biến áp

tự ngẫu – máy phát

Kết luận: Các máy biến áp đã chọn cho phương án 2 hoàn toàn đảm bảo điều

kiện quá tải bình thường và quá tải sự cố

2.2.2.4 Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp

a) Tổn thất điện năng trong máy biến áp 2 cuộn dây: B1, B2, B5

Do bộ máy biến áp - máy phát điện làm việc với phụ tải bằng phẳng trong suốt

cả năm S B1 = S B2 = S B5 = 70, 624MVA nên tổn thất điện năng của một máy biến áp haicuộn dây phía trung áp và cao áp trong 1 năm là:

Trang 39

Trang 40

b) Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu: B3, B4

Trước hết ta tính tổn thất công suất ngắn mạch cho từng cuộn dây máy biến áp

tự ngẫu như sau:

Định dạng
Số trang	143
Dung lượng	1,11 MB

ĐỒ án THIẾT kế đề tài thiết kế nhà máy điện công suất 300 MW

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

-      