Đồ án thiết kế phần điện nhà máy NĐNH 4x50 MW

Theo nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có công suất 200MW, gồm 4 máy phát điện 4 x 50MW, , Uđm = 6,3. Chọn máy phát điện loại TB-50-3600 có các thông số :SFđmMVAPFđmMWcosđmUFđmkVIđmkAXd’’Xd’Xd62,5500,810,55,730,13560,361,842. Công suất phát của nhà máy Nhiệm vụ thiết kế đã cho nhà máy gồm 4 tổ máy phát nhiệt điện có :PF = 50 MW, cos = 0,8. Do đó công suất biểu kiến của mỗi tổ máy là :

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống điện là một phần của Hệ thống năng lượng nói chung, bao gồm từ các nhà máyđiện, mạng điện, đến các hộ tiêu thụ điện, trong đó các nhà máy điện có nhiệm vụ biến đổi cácdạng năng lượng sơ cấp như: than, dầu, khí đốt, thủy năng, năng lượng Mặt trời,… thành điệnnăng Hiện nay ở nước ta lượng điện năng được sản xuất hàng năm bởi các nhà máy nhiệt điệnkhông còn chiếm tỷ trọng lớn như ở những năm 80 của Thế kỷ trước Tuy nhiên, với thế mạnh

về nguồn nhiên liệu như ở nước ta, tính chất phủ phụ tải đáy của nhà máy nhiệt điện… thì việchiện đại hóa và xây mới các nhà máy nhiệt điện vẫn đang là một nhu cầu lớn đối với giai đoạnphát triển hiện nay

Vì vậy, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và tính toán chế độ vận hành tối ưu của nhàmáy điện không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố khá toàn diện về mặt kiến thức đối vớimỗi sinh viên ngành Hệ thống điện trước khi xâm nhập vào thực tế công việc

Với yêu cầu như vậy, Đồ án môn học Thiết kế Nhà máy điện được hoàn thành gồm bảnthuyết minh này kèm theo các bản vẽ phần nhà máy nhiệt điện Bản thuyết minh gồm 6 chươngtrình bày toàn bộ quá trình từ chọn máy phát điện, tính toán công suất phụ tải các cấp điện áp,cân bằng công suất toàn nhà máy, đề xuất các phương án nối điện, tính toán kinh tế- kỹ thuật, sosánh để chọn phương án tối ưu đến chọn khí cụ điện cho phương án được lựa chọn

Trong quá trình thực hiện đồ án, em xin chân thành cảm ơn TS Trương Ngọc Minh cùngcác thầy cô trong bộ môn Hệ thống điện đã hướng dẫn một cách tận tình để em có thể hoàn thành

đồ án này

MỤC LỤC

Trang

Chương I Chọn máy phát điện và cân bằng công suất

Chương II Đề xuất các phương án và chọn máy biến áp

Chương IV So sánh kinh tế- kỹ thuật các phương án, lựa chọn 70

phương án tối ưu

CHƯƠNG I CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Để đảm bảo chất lượng điện, đặc biệt là giữ vững tần số công nghệ 50HZ điện năng do các nhà máy điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với điện năng tiêu thụ ( kể cả tổn thất) Như vậy điều kiện cân bằng công suất là rất quan trọng, thực tế công suất tiêu thụ tại các phụ tải luôn luônthay đổi, việc biết được quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải rất quan trọng đối vớingười thiết kế Vận hành nhờ đồ thị phụ tải ta có thể lựa trọn phương án nối điện hợp lý đảm bảocác chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật nâng cao độ tin cậy cung cấp điện

Đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất máy biến áp , phân bố tối ưu công suất giữa các nhà máy điện hoặc giữa các tổ máy trong một nhà máy điện , từ đó người vận hành sẽ chọn được phương thức vận hành hợp lý, chủ động lập được kế hoạch sửa chữa, đại tu định kỳ thiết bị điện

1 Chọn máy phát điện

Theo nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có công suất 200MW, gồm 4 máyphát điện 4 x 50MW,

8 , 0

2 Công suất phát của nhà máy

Nhiệm vụ thiết kế đã cho nhà máy gồm 4 tổ máy phát nhiệt điện có :

PF = 50 MW, cosϕ = 0,8 Do đó công suất biểu kiến của mỗi tổ máy là :

MVA 5

, 62 8 , 0

50 cos

MW 200 50

4 P 4

MVA 250 5

, 62 4 S 4

Từ biểu đồ phát công suất của nhà máy, ta tính được công suất phát ra của nhà máy tại từngthời điểm trong ngày:

% ( )

100 ( ) ( )

cos

NM

NM NM

3 Phụ tải tự dùng của nhà máy

Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải tự dùng của nhà máy chiếm 6.5% điện năng phát ra của nhàmáy Như vậy lượng tự dùng của nhà máy tại mỗi thời điểm trong ngày:

SNM =Kết quả tính toán cho ta bảng cân bằng công suất tự dùng của nhà máy:

Thời gian, h

4 Phụ tải địa phương

Phụ tải cấp điện áp máy phát bao gồm:

df df df

5 Phụ tải cấp điện áp trung 110kv

Phụ tải cấp điện áp trung bao gồm 1 đường dây kép x 30MW

Và 3 đường dây đơn x 25MW

Phụ tải cấp điện áp trung có PUTmax= 105 MW, cosϕ = 0,87 Suy ra:

Từ đồ thị phụ tải tính theo %Pmax, ta tính được nhu cầu công suất tại từng thời điểm trongngày:

max

%( )( )

Nhà máy phát công suất lên hệ thống qua 1 đường dây kép 220kV, chiều dài 120km

Công suất phát về hệ thống được xác định bằng biểu thức:

: công suất đặt của toàn nhà máy

Dựa vào các kết quả tính toán trước ta tính được công suất phát về hệ thống của nhà máytại từng thời điểm trong ngày

120,69

108,62

108,62

SVHT , MVA 48,52 33,34 69,37

108,58

104,44

102,66

NX:

- Nhà máy luôn cung cấp đủ cho các phụ tải và phát công suất thừa lên hệ thống

- Svht max < dự trữ quay của hệ thống nên tách nhà máy thì hệ

thống làm việc bình thường

- Ta có = =16.55 % > 15 %

nên ta dùng thanh góp điện áp máy phát để cấp điện cho phụ tải địa phương trên thanh góp điện áp máy phát ta phải nối một máy phát điện, số tổ máy nối trên một máy phát đảm bảo sao cho khi một máy phát lớn nhất ngừng làm việc thì các máy khác còn lạiphải cung cấp đủ điện cho phụ tải cực đại của địa phương và tự dùng giữa các thanh góp phân đoạn máy phát điện phải có kháng điện để hạn chế dòng ngắn mạch

- Sđfmax + Stđmax=20,69+16,25=36,94(MVA)

SFđm = 62,5 vậy ta ghép được lớn hơn hoặc bằng hai máy phát lên thanh góp điện

áp máy phát

Phụ tải địa phương lấy bên cao qua một kháng điện trường dòng nối với hai thanhgóp điện áp máy phát kiểu này rất thuận lợi vì nếu hỏng một trong số máy phát ghép trên thanh góp điện áp máy phát thì công suất từ hệ thống sẽ cấp cho phụ tải địa phương chỉ qua một lần máy biến áp tự ngẫu

CHƯƠNG II

ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những khâu quan trọng nhất trong việc tính toánthiết kế nhà máy điện Các phương án đề xuất phải đảm bảo cung cấp điện liên tục, tin cậy chocác phụ tải, thể hiện được tính khả thi và tính kinh tế.

1 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN

Từ kết quả tính toán ở chương I ta có một số nhận xét sau:

Do các cấp điện 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 lạc giữa các cấp điện ápvừa để phát công suất lên hệ thống

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

- PHƯƠNG ÁN I:

 Có hai mạch nối vào thanh góp cao áp

 Có bốn mạch nối vào thanh góp trung áp

 Hai máy phát góp trên thanh góp điện áp máy phát

 Hai máy biến áp tự ngẫu liên tục đặt bên cao áp, hai bộ máy phát máy biến áp,hai dây quấn đặt bên trung

 Bố trí nguồn phụ tải cân xứng

 Khi phụ tải trung áp cực tiểu STmin =90,52(MVA) < 2.SFđm =125(MVA) nêncông suất truyền tải từ trung sang cao, điều này hợp lý đối với máy biến áp tựngẫu

- PHƯƠNG ÁN II

 Có ba mạch nối vào thành góp cao áp

 Có ba mạch nối vào thành góp trung áp

 Hai máy phát trên thanh góp điện áp máy phát

 Hai máy biến áp tự ngẫu liên lạc đặt bên cao áp, một bộ máy phát máy biến áp

2 dây quấn đặt bên trung áp, máy biến áp 2 dây quấn đặt bên cao áp

 Phương án một và phương án hai tương đương nhau về kỹ thuật nhưng bộ máyphát điện máy biến áp 2 dây quấn nối bên cao áp 220 kV đắt tiền hơn so với lốibên trung áp 110kV

 Ta phải dùng tới ba chủng loại máy biến áp dẫn đến không thuận tiện lắp ghép

và vân hành

- PHƯƠNG ÁN III

Nhận xét:

 Có hai mạch nối vào thanh góp điện cao áp

 Có ba mạch nối vào thanh góp điện trung áp

 Ba máy phát được ghép trên thanh góp điện áp máy phát

 Hai máy biến áp tự ngẫu đặt bên cao để liên tục và có một bộ máy phát máybiến áp đặt bên trung

 Phương án đảm bảo cung cấp điện

 Số máy biến áp đơn giản nhưng công suất máy biến áp tự ngẫu lớn vì phải tảicông suất của ba máy phát

 Thiết bị phân phối bên cao _ trung áp đơn giản hơn

 Thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát lại phức tạp, thiết kế bảo vệ Rơ le sẽphức tạp hơn so với phương án trên

 Khi hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc, máy biến áp tự ngẫu còn lại với khảnăng quá tải máy biến áp bộ vẫn có thể cấp cho phụ tải phía trung vì công suấtmáy biến áp lớn

 Dòng điện cướng bức qua kháng lớn

- PHƯƠNG ÁN VI

Nhận xét:

 Có hai mạch nối vào thanh góp cao áp

 Có hai mạch nối vào thanh góp trung áp

 Phương án này cũng đảm bảo cung cấp điện

 Số máy biến áp giảm đi, chỉ còn hai máy biến áp bên cao áp 220 kV và số côngsuất rất lớn, rất cồng kềnh

 Thiết bị phân phối bên cao bên trung đơn giản

 Thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát phức tạp hơn rất nhiều so với phương

án trên vì có nhiều phân đoạn thiết kế bảo vệ Rơ le phức tạp

 Dòng điện cưỡng bức của kháng điện sẽ rất lớn và có thể không chọn đượckháng điện phân đoạn

KẾT LUẬN:

Trong hai phương án 1 và 2 cơ bản tương đương nhau về kỹ thuật nhưng phương án hai kém về kinh tế hơn, lắp đặt, thiết kế, vận hành không thuận tiện bằng phương án một Ta quyết định loại phương án hai và giữ phương án một để thiết kế chi tiết tiếp

Trong hai phương án 3 và 4 ta thấy rõ phương án 4 phức tạp hơn nhiều về kỹ thuật dẫn đến công tác vận hành, lắp đặt, thiết kế khó khăn, khó khả thi hơn phương án 3 Do vậy ta quyết định loại phương án 4 để lại phương án 3 để tính toán tiếp

Như vậy còn lại hai phương án 1 và 3 được thiết kế và so sánh tiếp

2.Tính toán chọn máy biến áp cho các phương án I

S B dm B dm 1 100,325 100,325

2

H

C- H C-T C-

T-H

H

2.2

Phân Bố Công Suất Cho Các MBA

Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây, tacho phát hết công suất từ 0 - 24h lên thanh góp, tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng.Khi đó công suất tải qua mỗi máy biến áp bằng:

MVA S

S

4

25.165,62

−

=

ii Đối với máy biến áp tự ngẫu B1 và B2

- Công suất qua cuộn dây điện áp cao được phân bố theo biểu thức sau :

ht C

- Công suất qua cuộn dây điện áp hạ được phân bố theo biểu thức sau :

H B

2.3 Kiểm Tra Quá Tải Của Các MBA

Vì 2 máy biến áp này đã được chọn lớn hơn công suất định mức của máy phát điện Đồngthời từ 0 - 24h luôn cho 2 bộ này làm việc với phụ tải bằng phẳng như đã trình bày trong phầntrước, nên đối với 2 máy biến áp B3 và B4 ta không cần phải kiểm tra quá tải.

- Từ bảng phân bố công suất các cuộn dây của tự ngẫu ta thấy trong những khoảng thời gian

từ 0 - 24h: chế độ làm việc của tự ngẫu là công suất được truyền từ TA & HA → CA

, phụ tảiphía cao là lớn nhất Do đó công suất qua cuộn nối tiếp là lớn nhất và điều kiện kiểm tra quá tảibình thường là:

tt bt

nt k S

Công suất tính toán của máy biến áp tự ngẫu:

MVA S

S tt =α TN.dm =0,5.125=62,5

Hệ số quá tải bình thường:

MVA S

k

k

tt bt

bt

25,815,62.3,1

3,1

k MVA S

S S S

tt bt nt

T H nt

25,81

67.31

16.5018.13.5,0

max

max max

STmax =120,69 (MVA) lúc 7h - 12h tương ứng với thời điểm này phụ tải các cấp điện ápkhác là:

SđP =19,66 (MVA) Snm = 250 (MVA)

Std =15,275(MVA) SHT =69,375 (MVA)

Trường hợp 1: khi sự cố một bộ máy phát _ máy biến áp bên trung (sự cố B3 , B4 ) giả sử hỏng

B3 khi máy biến áp B4 ngừng làm việc thì biến áp B3 còn lại, kể cả B1, B2 với khả năng quá tải phải đảm bảo cho STmax

- Điều kiện:

K∆ C qTảI α ( SB1đm+ SB2đm ) + SbộT ≥ Smax

T

1,4.0,5.(125+125)+58,44=233,44(MVA) > 120,69(MVA)

)(44,584

25,165,624

max

Fdm T

o

•

Trong đó: SBộ T là công suất một máy biến áp bên trung tải

Phân bố công suất khi sự cố như sau:

Phía hạ của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:

)(6,48]66,192

25,165,622[2

1]2

2[2

B H

phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:

44,5869,1202

ˆ max 2

S B T = B T = T − o•T = − =

phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:

)(475,17125,316,48

) ( 2 ) ( 1 ) ( 2 ) (

S B C = B C = B H − B T = − =

Công suất thiếu về hệ thồng so với lúc bình thường là:

)(150)(425,34475,172375,69

) ( 1

S thi′u = HT − B C = − ⋅ = <

)(125

)

S B C < Bdm=

)(5,62125.5,0

)

S B H < t =α Bdm = =

5,62

) (T < t =

S

(MVA) Vậy máy biến áp không bị quá tải Công suất thiếu nhỏ hơn công suất dự phòng

Kết luận: máy biến áp chọn đạt yêu cầu

Trường hợp 2: Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu liên lạc B1 hoặc B2, giả sử B1 sự cố, khi

đó máy biến áp B3,B4 còn lại và B2 kể cả khả năng quá tải phải đảm bảo STmax

Điều kiện:

max 3 2

2.α B dm 2 B T

1,4.0,5.125+ 2.58,44 = 204,38 > 120,69(MVA)

(Điều kiện thoả mãn)

Phân bố công suất khi sự cố như sau:

Phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 mang tải như sau:

Khả năng phát

)(215,9766,194

25,16.25,62.24

.2

2

) (

Fdm H

)(5,87125

Vậy: Phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 chỉ tải được 87,5 (MVA)

Phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải sau:

SB2(T) = STmax - 2.SbộT = 120,69 - 2.58,44=3,81 (MVA) Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu B2 sẽ mang tải như sau:

)(69,8381,35,87

) ( 2

max ) ( 2 ) (

- Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai dây quấn B3 và B4

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

S P S

S P 8760

P A

2

Bdm

ma x H H N 2

Bdm

ma x C C N 0

∆

=

∆

trong đó:

S P 8760 P A

2

Bdm

b N

MWh kWh

A A

A A

B B

B B

6,23632363596

8760.63

44.58.2458760.59

4 3

2 4

A

A b =∆ B3+∆ B4 =2.2363,6=4727,2

∆

- Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc

Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc tính theo công thức:

Bdm

2 iT T N 2

Bdm

2 iC C N

S

S P S

S P S

S P

365 T

P A

trong đó:

H N

T N

iC, S , S

S

: công suất qua cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu vận hành với thời gian ti trong ngày, MVA

- Tổn thất ngắn mạch trong các cuộn dây

- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn cao

kW 145 5

, 0

145 5

, 0

145 290

5 , 0 P

P P

P 5 , 0 P

2 2

C N

2

H T N 2

H C N T

C N

C N

∆ +

kW 145 5

, 0

145 5

, 0

145 290

5 , 0 P

P P

P 5 , 0 P

2 2

T N

2

H C N 2

H T N T

C N

T N

∆ +

5 , 0

145 5

, 0

145 5 , 0 P

P P

P 5 , 0 P

2 2

H N

T C N 2

H T N 2

H C N H

A N24 = ∆ iN =1149.81

Tổn thất điện năng trong 1 năm của mỗi máy biến áp tự ngẫu:

MWh kWh

A A

A A

B B

B B

68.107665

,1076680

81.1149.3658760.75

2 1

2 1

MWh A

A

A TN =∆ B1 +∆ B2 =2.1076.68=2153.36

∆Tổn thất điện năng của phương án 1 bằng:

MWh A

A

A1 =∆ b +∆ TN =4727.2+2153.36=6880.56

∆

CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN

Phụ tải điện áp máy phát

Để xác định dòng cưỡng bức qua kháng phân đoạn ta xét các trường hợp sau:

- Khi bình thường, dòng qua kháng phân đoạn bằng không : Ibtk = 0 (A)

- Khi sự cố máy phát một: (F1)

Công suất qua máy biến áp B1, B2 là:

)(87,18)87,0

18-4

25,16-5,62.(

2

1)-4-.(

Công suất qua kháng K là:

)(21,2987,0

4587,18

1

MVA S

S S

S

quaK

pdt quaB quaK

=

++

=

+

=

87,0cos

pdl m

pdl pdt

P P

φ

- Khi sự cố máy biến áp B2, công suất qua máy biến áp B1 là:

)(9,345,624

25,1687,0

45125.5,0.4,1

4

.4,1

max 1 1

MVA S

S

S S S

S

quaK

Fdm

td pd dm B quaK

=

−+

++

=

−+

5.233

max

KA U

5 , 62 05 , 1 3

05 , 1

05 ,

U

S I

I

F

dm pdm

Dòng cưỡng bức mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu

125.4,1.5,03

1( 2)

kA U

S K I

F

B dmB qt

Dòng điện cưỡng bức mạch kháng phân đoạn là

ICb = 1,92 (kA)

b. Phía trung 110 kV:

- Dòng điện cưỡng bức của thanh góp điện áp trung

Về phía phụ tải trung áp:

Căn cứ vào giả thiết ở phụ tải cấp điện áp trung ta có dòng điện lớn nhất một đường dây kép:

)(25,03110

87,01055

1.23

cos5

1.2

U

P I

I cb = bt = φ = =

- Về phía máy biến áp nội bộ:

)(344,03110

5,62.05,13110.05,

- Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu:

Theo kết quả tính toán ở mục máy biến áp tự ngẫu (chương II_I_2 ) và phân bố công suất

125,313115

58,1083

max

kA U

Theo kết quả đã tính ở mục chọn máy biến áp tự ngẫu (I-1-b); mục phân bố công suất ở bảng II-3 ta có:

) ( 2 ) (

69,833230

Giá

103 rúp

]43(

[2

12

1

2 1

max min

3 1 2

1

MVA S

S

S S

S S

S S

dm B dm B

td dp

i Pdm thieu

dm B dm B

Từ đó ta chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 loại ATдцтH

3.2 Phân Bố Công Suất Cho Các MBA

Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây, tacho phát hết công suất từ 0 - 24h lên thanh góp, tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng.Khi đó công suất tải qua mỗi máy biến áp bằng:

MVA S

S

4

25.165,62

−

=

ii Đối với máy biến áp tự ngẫu B1 và B2

- Công suất qua cuộn dây điện áp cao được phân bố theo biểu thức sau :

. =

- Công suất qua cuộn dây điện trung được phân bố theo biểu thức sau:

3.3 Kiểm Tra Quá Tải Của Các MBA

Vì 2 máy biến áp này đã được chọn lớn hơn hoặc bằng công suất định mức của máy phátđiện Đồng thời từ 0 - 24h luôn cho 2 bộ này làm việc với phụ tải bằng phẳng như đã trình bàytrong phần trước, nên đối với 2 máy biến áp B3 và B4 ta không cần phải kiểm tra quá tải

ii Các máy biến áp liên lạc B1 và B2

Xét 2 tình huống sự cố hỏng máy biến áp nặng nề nhất là khi ở cấp điện áp trung có phụtải cực đại Trong chế độ này, theo tính toán ở chương I:

SUTmax=120,69 MVA, SVHT= 69,375MVA, SUF = 19,66 MVA, Std= 15,275 MVA

- Trường hợp I: Khi sự cố máy biến áp B3

 Phía hạ của một máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:

275,15.35,623[21

]4

.3

3[2

1

2 1

MVA

S

S S

S

Fdm H

B H B

69,1202

max )

( 2 ) (

T B T

 Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:

)(845,17345,6019,78

) ( 2 ) (

S B C = B C = − =

 Lượng công suất còn thiếu về cao áp so với lúc bình thường là:

)(801605,0

)(160

)(150

)(685,33845,172375,69

) (

) (

) ( 1

MVA S

S S

MVA S

S

MVA S

S

MVA S

S S

Bdm H

T B

Bdm C

B

dt thieu

C B HT thieu

- Trường hợp 2: Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu liên lạc B1 hoặc B2 Giả sử B1 sự

cố khi đó máy biến áp B3 còn lại và B2 kể cả khả năng quá tải phải đảm bảo STmax

Điều kiện:

max 2

Điều kiện trên thoả mãn:

Phân bố công suất khi sự cố như nhau

 Phía hạ của máy biến áp tự ngẫu B2 mang tải như sau:

Khả năng phát

dm

td Fdm

) H ( 2

4

S3S3

)(38,15666,194

275,1535,62

=

Khả năng tải

) (

112 160 5 , 0 4 , 1 4

,

Vậy phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 chỉ tải được 112 (MVA)

 Phía trung của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:

)(25,6244,5869,120

max )

) ( 2

max ) ( 2 ) (

)(625,1975,49375,69

) ( 2

MVA S

S

MVA S

S S

dt Thieu

C B HT Thieu

Như vậy: Máy biến áp không bị quá tải phía trung và phía hạ quá tải trong phạm vi chophép

3.4 Tính Tổn Thất Điện Năng

1 Máy biến áp nối bộ

B4 được tính tổn thất điện năng giống B3; B4 ở phương án một

MWh kWh

8760.63

44.58.2458760.59

4

2 4

=

∆

2.Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc

- Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc tính theo công thức:

Bdm

2 iT T N 2

Bdm

2 iC C N

S

S P S

S P S

S P

365 T

P A

trong đó:

H N

T N

iC, S , S

S

: công suất qua cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu vận hành với thời gian ti trong ngày, MVA

- Tổn thất ngắn mạch trong các cuộn dây

- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn cao

kW P

P P

P P

C N

H T N H C N T C N

C N

1905

,0

1905

,0

190380.5,0

5,0

2 2

2 2

- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn trung

kW P

P P

P P

T N

H C N H T N T C N

T N

1905

,0

1905

,0

190380.5,0

5,0

2 2

2 2

- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn hạ

kW P

P P

P P

H N

T C N

H T N H C N H

N

570380

5,0

1905

,0

190.5,0

5,0

2 2

2 2

∆

=

αα

A N24 = ∆ iN =2472,33

Tổn thất điện năng trong 1 năm của mỗi máy biến áp tự ngẫu:

MWh kWh

A A

A A

B B

B B

5,16441

,1644528

33,2472.3658760.85

2 1

2 1

A

A2 =∆ b+∆ TN =2363,6+3289,1=5652,7

∆

CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN

Phụ tải điện áp máy phát gồm 2 đường kép ×5MW × 6km và 2đường dây đơn × 4MW × 4km Tương tự phương án một ta phân phối phụ tải như sau:

Để xác định dòng cưỡng bức qua kháng phân đoạn ta xét trường hợp sau:

Dòng qua kháng phân đoạn là

)(29,1]3

5,10

)4

25,1687,0

52(5,62[2

1)3

4

((

21

max 2

kA U

S S

S I

td Pdm Fdm

S S S

Fdm quaB

87,0

182

25,165,62.22

12

22

2/541,48

1 2

=

Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu B 2:

Công suất qua kháng là:

Fdm

max pd 1 pd dm 1 B

4

SSS

.α.4,1

54160.5,0.4,

=

Dòng điện cưỡng bức lớn nhất qua kháng k là:

kA U

S

35,10

03,613

=

Từ đó ta chọn kháng phân đoạn loại: PbA-10-4000-12

Có IđmK = 4000A XK% = 12

3.5.TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN CƯỠNG BỨC

1. Phía hạ 10kV: Dòng điện cưỡng bức của máy phát

kA U

S I

I

F

Fdm Fdm

3 5 , 10

5 , 62 05 , 1 3 05

, 1 05

F

B dmB qt

3 5 , 10

160 4 , 1 5 , 0 3

 Đường dây kép nối vào hệ thống

Phụ tải cực đại phát về hệ thống SVHTmax = 108,58MVA

Dòng điện cưỡng bức qua dây dẫn là khi bị hỏng 1 đường dây:

I

)(27,03230

58,1083

max

KA U

Công suất qua phía cao của máy biến áp liên lạc:

- Chế độ thường: SCmax = 54,29 MVA

- Chế độ sự cố hỏng máy biến áp bộ: SCcb = 17,845 MVA

- Chế độ sự cố hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu: SCcb = 49,75 MVA

)(136,03230

29,543230

 Đường dây phụ tải trung áp:

Gồm 1 dây kép và 3 dây đơn, trong tính toán coi tương đương 5 dây đơn

PUTmax = 105MW ; cosϕ = 0.87 ; SUTmax= 120,69 MVA

121,03115

69,12031155

Fdm

3115

5,62311505,1

⇒

 Phía trung áp các máy biến áp liên lạc TN1 và TN2:

- Chế độ thường: STmax = 31,13 MVA

- Chế độ sự cố hỏng máy biến áp bộ: STcb = 60,345 MVA

- Chế độ sự cố hỏng một máy biến áp liên lạc: STcb = 62,25 MVA

313,03115

25,623115

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH

Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện của nhà máy đảm bảocác tiêu chuẩn ổn định động, ổn định nhiệt khi ngắn mạch Dòng điện ngắn mạch dùng để tínhtoán, lựa chọn các khí cụ điện và dây dẫn là dòng ngắn mạch ba pha

1 CHỌN CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN

Để thuận tiện cho việc tính toán ta dùng phương pháp gần đúng với đơn vị tương đối cơ bản.Chọn các đại lượng cơ bản:

Scb = 100 MVA

Ucb = Utb các cấp điện áp

Cụ thể: đối với cấp điện áp máy phát (10 kV) là Ucb = U

F tb

= 10.5 kV

đối với cấp điện áp trung (110 kV) là Ucb = U

T tb

= 115 kV

đối với cấp điện áp cao (220 kV) là Ucb = U

C tb

= 230 kV

 Dòng điện cơ bản ở cấp điện áp 10 kV

I

F cb

=

5 10 3

100

cb

U S

= 5.499 kA

 Dòng điện cơ bản cấp điện áp 110 kV

I

T cb

=

115 3

100

cbU

=

230 3

100

cb

U S

= 0.251 kA

2 TÍNH CÁC DÒNG NGẮN MẠCH CHO PHƯƠNG ÁN 1

2.1 Chọn các điểm tính toán ngắn mạch

Như đã đề cập ở trên, việc tính toán các dòng ngắn mạch là để lựa chọn các khí cụ điện, dâydẫn Vì vậy trong sơ đồ nối điện của nhà máy cần phải lựa chọn các điểm cụ thể để tính dòngngắn mạch phục vụ cho lựa chọn các thiết bị điện mà dòng ngắn mạch đi qua.Trong sơ đồ nàyphải chọn 7 điểm để tính ngắn mạch

1Điểm N 1 : Chọn khí cụ điện cho mạch 220 kV Nguồn cung cấp là nhà máy điện và hệ thống.

2Điểm N 2 : Chọn khí cụ điện cho mạch 110 kV Nguồn cung cấp là nhà máy điện và hệ thống.

3Điểm N 3 : Chọn máy cắt điện cho mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu Nguồn cung cấp là nhà máy và hệ thống khi máy biến áp tự ngẫu TN 1 nghỉ.

4Điểm N 4 : Chọn máy cắt điện cho mạch máy phát Nguồn cung cấp là máy phát điện F 1

5Điểm N 4’ : Chọn máy cắt điện cho mạch máy phát, nguồn cung cấp là toàn bộ nhà máy và

=

HT

cb

S S

= 0.028

2 Điện kháng của đường dây kép nối với hệ thống:

Đường dây nối nhà máy với hệ thống là đường dây quan trọng nhất, điện kháng của dây dẫn này lấy là x 0 ≈ 0.4 Ω/km

499,5.100

10

100

dmK

cb K

I

I X

5 Điện kháng của máy biến áp hai dây quấn:

XB3 = XB4 =

63

100.100

5,10

S

S U

= 0,1667

6 Điện kháng của máy biến áp tự ngẫu TN 1 , TN 2

5,11

cb NC

S

S U

- Phía trung áp:

XT = XTB1 = XTB2 =

0125

100.100

5,0

100

Bdm

cb NT

S

S U

- Phía hạ áp:

X H = XHB1 = XHB2 =

156,0125

100.100

5,19

100

Bdm

cb NH

S

S U

TÍNH NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM

2.3 Lập sơ đồ thay thế tính ngắn mạch

Sơ đồ thay thế tổng quát để tính ngắn mạch như hình dưới đây.