THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA MÁY BIẾN ÁP VỚI ĐỒ THỊ PHỤ TẢI HAI BẬC

Ta tiến hành tính toán cân bằng công suất theo công suất biểu kiến S dựa vào đồ thị phụ tải các cấp điện áp hằng ngày vì hệ số công suất các cấp không giống nhau.. Loại máy phát Các thôn

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN 1

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 2

1.1.Chọn máy phát điện 2

1.2.Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 2

1.2.1 Phụ tải toàn nhà máy 3

1.2.2 Phụ tải tự dùng của nhà máy 3

1.2.3 Phụ tải ở các cấp điện áp 4

1.2.4 Công suất phát về hệ thống 5

1.3 Đề xuất các phương án nối điện 7

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 13

A Phương án 1: 13

2.1a Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA 13

2.2a Chọn loại và công suất định mức của MBA 14

2.3.2 Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu 19

B Phương án 2 20

2.1b Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA 21

2.2b Chọn loại và công suất định mức của MBA 21

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong nhà máy 25

2.3.1 Tính tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây 25

2.3.2 Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu 25

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KINH TẾ-KỸ THUẬT,CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 27 3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 27

3.1.1 Phương án 1 28

3.1.2 Phương án 2 29

3.2.Tính toán kinh tế,kỹ thuật,chọn phương án tối ưu 30

A.Phương án 1 30

B.Phương án 2 32

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 34

4.1 Chọn điểm ngắn mạch 34

4.2 Lập sơ đồ thay thế 35

4.2.1 Xác định các thông số của sơ đồ 35

4.2.2 Sơ đồ thay thế 36

4.3 Tính toán ngắn mạch 37

4.3.1 Tại điểm N-1 37

4.3.2 Tại điểm N-2 38

4.3.3 Ngắn mạch tại điểm N3 40

4.3.4 Ngắn mạch tại điểm N4 42

4.3.5 Ngắn mạch tại điểm N5 42

CHƯƠNG 5:CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 44

5.1 Tính dòng điện cuỡng bức trong các cấp điện áp 44

5.1.1 Phía cao áp 220kV 44

5.1.2 Cấp điện áp trung 110kV 44

5.1.3Cấp điện áp máy phát 10,5kV 45

5.2.Chọn máy cắt và dao cách ly 46

5.2.1 Chọn máy cắt 46

5.2.2.Chọn loại dao cách ly 47

5.3.Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát 48

5.4.Chọn thanh góp mềm 53

5.5.Chọn cáp và kháng điện đường dây 59

5.5.1.Chọn cáp 59

5.5.2.Chọn kháng điện đường dây 63

5.6.Chọn máy biến áp đo lường 67

5.6.1Chọn máy biện điện áp(BU) 67

5.6.2.Máy biến dòng điện 69

5.7.Chọn chống sét van(CSV) 72

5.7.1 Chọn chống sét van cho thanh góp 72

5.7.2 Chọn chống sét van cho Máy biến áp 73

CHƯƠNG 6:TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 75

6.1 Chọn sơ đồ nối điện tự dùng 75

6.2.Lựa chọn các thiết bị điện và khí cụ điện cho tự dùng 76

6.2.1Chọn các máy biến áp tự dùng 76

6.2.2.Chọn khí cụ điện tự dùng 76

PHẦN II:TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA MÁY BIẾN ÁP 79

CHƯƠNG 1 : LÝ THUYẾT VỀ CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA MÁY BIẾN ÁP 80

1.1.Chế độ nhiệt của máy biến áp 80

1.2.Độ tăng nhiệt độ của dầu và cuộn dây máy biến áp trong trạng thái xác lập khi phụ tải khác định mức 81

1.3.Độ tăng nhiệt độ của dầu và cuộn dây máy biến áp trong quá trình quá độ 82

1.4.Chế độ nhiệt của máy biến áp khi đồ thị phụ tải hai bậc 84

CHƯƠNG 2 : ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ NHIỆT MÁY BIẾN ÁP 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1-2 Bảng cân bằng công suất của nhà máy 3

Bảng 1-3: Bảng cân bằng công suất tự dùng cho nhà máy 4

Bảng 1-4: Bảng cân bằng công suất cho cấp điện áp máy phát 4

Bảng 1-5: Bảng cân bằng công suất cấp điện áp trung 5

Bảng 1-6: Bảng cân bằng công suất cấp điện áp cao 5

Bảng 1-7: Bảng kết quả cân bằng công suất về hệ thống 5

Bảng 2-1: Phân bố công suất cho các phụ tải ở các cấp 14

Bảng 2-2: Bảng thông số MBA 2 cuộn dây B1,B4 trong sơ đồ bộ TДЦ125 15

Bảng 2-3: Thông số máy biến áp tự ngẫu AtдцTH 125 15

Bảng 2-4: Phân bố công suất cho các phụ tải ở các cấp 21

Bảng3-1 : Vốn đầu tư cho các máy biến áp phương án 1 30

Bảng 3-2 : Vốn đầu tư mạch cấp điện phương án 1 31

Bảng 3-3: Vốn đầu tư cho các máy biến áp phương án 2 32

Bảng 3-4 : Vốn đầu tư mạch cấp điện phương án I : 32

Bảng 3-5:Bảng so sánh về mặt kinh tế giữa 2 phương án 33

Bảng 4-1: Dòng điện ngắn mạch trong phương án 43

Bảng 5-1 Dòng cưỡng bức các cấp điện áp 46

Bảng 5-2 Bảng chọn máy cắt điện 47

Bảng 5-3: Bảng chọn dao cách ly 48

Bảng 5-4: Bảng chọn thanh dẫn cứng 49

Bảng 5-6: Thông số của thanh dẫn mềm 54

Bảng 5-7: Dòng ngắn mạch tại N1 tại các thời điểm 56

Bảng 5-8: Dòng ngắn mạch tại N2 tại các thời điểm 57

Bảng 5-9: Tổng hợp các dòng ngắn mạch tại các thời điểm 57

Bảng 5-10: Chọn lại thanh dẫn mềm 220kV 59

Bảng 5-11: Thông số chọn cho cáp kép 61

Bảng 5-12: Thông số chọn cho cáp đơn 62

Hình 5.3 Phụ tải địa phương được cấp điện qua kháng điện 63

Bảng 5-13: Bảng thông số máy cắt MC1 66

Bảng 5-14: Thông số của BU cấp 110kV, 220kV 67

Bảng 5-15: Bảng phụ tải đồng hồ cho sơ đồ 68

Bảng 5-16:Thông số của BU cho cấp 10,5 kV 69

Bảng 5-17: Thông số BI cấp 110,220kV 70

Bảng 5-18: Thông số BI cấp 10,5 kV 71

Bảng 5-19: Phụ tải đồng hồ cho sơ đồ 71

Bảng 6-1:Thông số kỹ thuật máy biến áp loại TMH4000 76

Bảng 6-2: Chọn máy biến áp ABB có các thông số sau: 76

Bảng 6-3:Thông số kỹ thuật máy cắt 8BM20 77

Bảng 6-4: Thông số kỹ thuật aptomat S415 78

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1-1.Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 6

Hình 1-2.Phương án nối điện phương án 1 9

Hình 1-3.Phương án nối điện phương án 2 10

Hình 1-4.Sơ đồ nối điện phương án 3 11

Hình 1-5.Sơ đồ nối điện chính phương án 4 12

Hình 3-1 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 1 28

Hình 3-2.Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 2 29

Hình 4-1.Sơ đồ các điểm ngắn mạch tính toán 34

Hình 5-1 Thanh dẫn hình máng 49

Hình 5-2 Sứ đỡ thanh dẫn cứng 53

Hình 5-3 Phụ tải địa phương được cấp điện qua kháng điện 63

Hình 6-1.Sơ đồ nối điện tự dùng của nhà máy điện 75

PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Tính toán phụ tải và cân bằng công suất là một phần quan trọng trong thiết kế

đồ án tốt nghiệp Nó quyết định tính đúng, sai của toàn bộ quá trình tính toán sau Ta tiến hành tính toán cân bằng công suất theo công suất biểu kiến S dựa vào đồ thị phụ tải các cấp điện áp hằng ngày vì hệ số công suất các cấp không giống nhau

1.1.Chọn máy phát điện

Theo nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện ngưng hơi có công suất

200 MW với 4 tổ máy, mỗi tổ 50MW, ta tra phụ lục 1 trang 113 sách “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp” PGS.TS.Phạm Văn Hoà - ThS Phạm Ngọc Hùng, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2007[1] Chọn 4 máy phát điện loại TBФ-50-3600 do

CHLB Nga chế tạo, các tham số chính của máy phát được tổng hợp trong bảng sau

Bảng 0-1.Chọn máy phát điện

Loại máy phát

Các thông số ở chế độ định mức Điện kháng tương đối

n, v/ph

S, MVA

1.2.Tính toán phụ tải và cân bằng công suất

Đồ thị phụ tải là đường biểu diễn qui luật biến thiên của của công suất, dòng điện, điện năng theo thời gian Đồ thị phụ tải rất cần thiết cho thiết kế và vận hành hệ thống điện, khi biết đồ thị phụ tải toàn HTĐ có thể phân bố tối ưu công suất cho các nhà máy điện trong hệ thống, xác định mức tiêu hao nhiên liệu, chọn máy biến áp, tính toán tổn thất điện năng do vậy công việc đầu tiên của thiết kế phần điện là tính toán phụ tải và xây dựng đồ thị phụ tải

Ta xây dựng được đồ thị phụ tải các cấp điện áp và toàn nhà máy theo công suất biểu kiến theo các công thức sau :

max 100

(%) )

S 

Trong đó:

- P(t) – công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t

- S(t) – công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t

- cos - hệ số công suất của phụ tải

1.2.1 Phụ tải toàn nhà máy

Nhiệm vụ thiết kế đã cho nhà máy gồm 4 tổ máy phát nhiệt điện có :PF = 50MW, cos = 0,8

Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là:

1.2.2 Phụ tải tự dùng của nhà máy

Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố(dạng nhiên liệu,loại tuabin, công suất phát của nhà máy,…) và chiếm khoảng 7% tổng công suất phát.Công suất tự dùng gồm hai thành phần:

- Thành phần thứ nhất(chiếm khoảng 40%) không phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy

- Phần còn lại(chiếm khoảng 60%) phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy Một cách gần đúng có thể xác định phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện theo công thức sau:

STD(t): công suất đặt của nhà máy

α : Lượng điện phần trăm tự dùng nhà máy, 7% n: Số tổ máy

PFdm và SdmF : Công suất tác dụng và công suất biểu khiến định mức của

1 tổ máy phát

costd: Hệ số công suất phụ tải tự dùng, costd=0,83

a Phụ tải cấp điện áp máy phát

Phụ tải cấp điện áp máy phát bao gồm:

2 đường dây kép x 3 MW x 3 Km

2 đường dây đơn x 2 MW x 3 Km

Phụ tải cấp điện áp máy phát có PUFmax=8MW, cosφ=0,86

 

max max

89,302

UF UF

b Phụ tải cấp điện áp trung áp 110kV

Phụ tải cấp điện áp trung bao gồm 1 đường dây kép x 70MW

Phụ tải cấp điện áp trung có PUTmax=70 MW, cosφ= 0,85

 

UTmax UTmax

Bảng 1-5: Bảng cân bằng công suất cấp điện áp trung

Giờ 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24

SUT,MVA 74.118 65.882 65.882 74.118 74.118 82.353 74.118 74.118

c Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV

Phụ tải cấp điện áp cao bao gồm 1 đường dây đơn x 60

Phụ tải cấp điện áp cao có PUcmax=60 MW, cosφ= 0,89

Hình 1-1.Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

-Công suất dự trữ của hệ thống:SdtHT = 100 (MVA)

- Công suất phát vào hệ thống:

18,358 9,986

19,288 20,097

10,795

18,762 10,390

-Phụ tải trung áp :

+ SUTmax =82.353(MVA) từ 17h–20h chiếm 32,94% công suất nhà máy

+ SUTmin = 65.882(MVA) từ5h-11h chiếm 26,35%công suất nhà máy

-Phụ tải cao áp:

+Sucmax =64,045(MVA) từ 11h-22h chiếm 25,62%công suất nhà máy

+Sucmin = 53,933(MVA) từ 8h-11h chiếm 21,57%công suất nhà máy

Nhà máy được thiết kế cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp trung 110 kV và cấp lên

hệ thống 220 kV (ở những cấp điện áp này có trung tính trực tiếp nối đất)

Phụ tải địa phương có :

SUFmax = 9,302 (MVA) từ11h-22h

SUFmin = 8,372(MVA) từ 0h-11h và 22h-24h

Khả năng phát triển của nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vị trí nhà máy, địa bàn phụ tải, nguồn nhiên liệu Riêng về phần điện nhà máy hoàn toàn có khả năng phát triển thêm 1 số phụ tải ở các cấp điện áp sẵn có

1.3 Đề xuất các phương án nối điện

Chọn phương án nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thiết kế nhà máy điện.Các phương án nối điện phù hợp không chỉ đem lại lợi ích kinh tế lớn lao mà còn phải đáp ứng được các tiên chuẩn kĩ thuật

Các nguyên tắc cần tuân thủ:

Nguyên tắc 1:Khi phụ tải địa phương có công suất nhỏ thì không cần thanh góp điện

áp MF, mà chúng được cấp điện trực tiếp từ các đầu cực Quan trọng là nó phải thỏa mãn điều kiện cho phép rẽ nhánh từ đầu cực máy phát một lượng công suất không quá 15%

Vậy ta không cần thanh góp điện áp máy phát

Nguyên tắc 2: Chọn MBA liên lạc

- Lưới điện áp phía trung và cao đều là lưới trung tính trực tiếp nối đất(ở đây 2 cấp điện áp đều >=110kvđều có trung tính nối đất trực tiếp)

=>Ta dùng 2MBA tự ngẫu làm MBA liên lạc

Nguyên tắc 3: Chọn số lượng bộ MF-MBA hai cuộn dây

Công suất một bộ máy phát điện - máy biến áp không lớn hơn công suất dự phòng của

hệ thống nên ta có thể dùng sơ đồ bộ máy phát điện - máy biến áp

Do SUTmax/SUTmin=82,353 / 65,882MVA và công suất phát của 1 tổ máy là SFđm

= 62,5 MVA, cho nên ta có thể ghép từ 1 đến 2 bộ máy phát điện - máy biến áp ba pha hai cuộn dây bên trung áp

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 khi bị sự cố không bị tách rời các phần có điện áp khác nhau

Phụ tải địa phương UF được cung cấp điện qua hai máy biến áp nối với máy phát F2

c Phương án 3

F2 F3

Ưu điểm :

-Lượng công suất truyền tải qua cuộn trung nhỏ nên tổn thất công suất nhỏ

-Đảm bảo cung cấp điện

Nhược điểm :

-Các MBA bố trí hết bên cao lên giá thành thiết bị cao không kinh tế

-Có sự cố thì cuộn trung của MBATN sẽ quá tải, gây tổn thất lớn

Ưu điểm:

-Đảm bảo cung cấp điện liên tục

-Chế độ làm việc bình thường công suất truyền từ phía cao sang trung và hạ nên giảm được tổn thất trong máy biến tự ngẫu

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Ta thấy điện năng được truyền tải từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ thường qua nhiều lần biến đổi điện áp bằng các MBA tăng và giảm áp, do đó tổng công suất đặt của các MBA trong HTĐ thường gấp 4 – 6 lần tổng công suất của các MPĐ có trong hệ thống Mặc dù hiệu suất MBA tương đối cao ( ≈ 98% ) nhưng tổn thất điện năng trên MBA rất lớn, vì vậy việc tính toán chọn MBA trong thiết kế NMĐ là phần rất quan trọng, việc lựa chọn và sử dụng MBA trong những mạng điện thích hợp không chỉ giúp giảm công suất đặt của các MBA, sử dụng chúng đặt hiệu quả trong thiết kế mà còn

góp phần nâng cao độ tin cậy và tiết kiệm chi phí cho việc thiết kế NMĐ

2.1a Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA

Nguyên tắc:Phân bố công suất cho MBA trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây là

bằng phẳng trong suốt 24h,phần thừa thiếu còn lại do MBA liên lạc đảm nhận trên cơ

sở đảm bảo công suất phát bằng công suất thu,không xét tới tổn thất trong MBA

2.1.1a Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Ta có công thức chọn MBA:

max

162,5 10, 795 59,801(MVA)

4

1

nTrong đó :

- Smaxtd : công suất tự dùng lớn nhất

- n : số tổ máy của nhà máy thiết kế, n = 4

- SdmF : công suất của một tổ máy phát

Phần công suất còn lại do các máy biến áp liên lạc đảm nhận

2.1.2a Máy biến áp liên lạc

Giả thiết:-MBATN làm việc ở chế độ truyền tải điện áp từ hạ lên trung và cao

-Không xét tới tổn thất trong MBA

Công suất truyền phía cao của các máy biến áp tự ngẫu sang các phía của máy biến

Ta phân bố công suất

Bảng 2-1: Phân bố công suất cho các phụ tải ở các cấp.

2.2a Chọn loại và công suất định mức của MBA

2.2.1a Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Công suất định mức được tính:

1

SdmF : công suất định mức máy phát

SdmB : công suất định mức máy biến áp ta chọn

Ta đã có SdmF=62,5 MVA ta chọn MBA có thông số:

Bảng 2-2: Bảng thông số MBA 2 cuộn dây B1,B4 trong sơ đồ bộ TДЦ125

Mã Hiệu S đm

( MVA )

U c ( kV )

U H (kV)

ΔP 0 ( kW)

ΔP N (kW)

U N % I o % Giá

10 3 rup

TPДЦ (Bộ B3)

63 230 10,5 67 300 12 0,8 109

TДЦ (Bộ B4)

63 115 10,5 59 245 10,5 0,6 91

Đối với MBA loại này không cần kiểm tra điều kiện quá tải bởi 1 trong 2 phần tư MF hay MBA bị sự cố thì cả bộ ngừng làm việc , không thể xảy ra hiện tượng làm việc trong chế độ sự cố Cũng vì vậy vậy mà ta chỉ cần chọn máy cắt (MC) phía cao , phía

hạ chỉ cần dùng cao cách ly sửa chữa (CL) phụ cho sửa chữa

2.2.2a MBA liên lạc

Như đã nhận xét ở chương I ta sẽ dùng máy biến áp tự ngẫu với hệ số độ lợi là ∝= 0,5

Ta có công suất chọn MBA tự ngẫu:

Bảng 2-3: Thông số máy biến áp tự ngẫu AtдцTH 125

2.2.3a Kiểm tra điều kiện quá tải

- Đối với MBA 2 cuộn dây: MBA này mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía hạ, như vậy chỉ cần điều chỉnh điện áp phía cao áp

và được điều chỉnh trực tiếp bằng tự động điều khiển kích thích (TĐK) của

MF

- Đối với MBATN: Ta xét các trường hợp cố như sau:

TH1: Hỏng 1 bộ bên trung khi phụ tải trung cực đại

Trong khoảng thời gian 17h-20h ta có SUT=82,353 (MVA)

Ta kiểm tra điều kiện điều kiện quá tải:

max qtsc dmB2(B3) UT

2 .k S S2.0,5.1, 4.125 175 82,353 (MVA)

max sc thua qt dmB

S k S55,150 1, 4.0,5.125 87,5(MVA)





Vậy thỏa mãn điều kiện

Xác định công suất thiếu phát về hệ thống:

MVA

Vậy hệ thống đã bù đủ công suất =>MBA đã chọn không bị quá tải khi sự cố mất B4

TH2: Hỏng 1 máy biến áp liên lạc tại phụ tải trung cực đại (giả sử hỏng B2)

0,5.1, 4.125 59,801 147,301 82,353 (MVA)

Vậy thỏa mãn điều kiện quá tải

Phân bố lại công suất:

4

max UT

Ta kiểm tra lại điều kiện quá tải :

max sc thua qt dmB

Vậy thỏa mãn điều kiện

Xác định công suất thiếu phát về hệ thống:

U Tm ax a x

3 VHT

Vậy hệ thống đã bù đủ công suất=>MBA đã chọn không bị quá tải khi mất B2

TH3:Hỏng 1 máy biến áp liên lạc tại phụ tải trung cực tiểu

0,5.1, 4.125 59,801 147,301 65,882(MVA)

Thỏa mãn điều kiện quá tải

Phân bố lại công suất:

4

min

min UT

boB CT

S k S51,632 0,5.1, 4.125 87,5(MVA)





Vậy thỏa mãn điều kiện

Xác định công suất thiếu phát về hệ thống:

UT min

1 min

Vậy hệ thống đã bù đủ công suất=>MBA đã chọn không bị quá tải

Kết luận: Qua phân tích và tính toán ta thấy máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong nhà máy

2.3.1 Tính tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 dây quấn

Máy biến áp mang tải bằng phẳng Sbo cả năm:

∆Po : tổn thất công suất không tải

∆PN : tổn thất công suất ngắn mạch

2.3.2 Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu

Đối với 2 MBATN B1 và B2 nhà chế tạo chỉ cho thông số của C-T

N 290

ΔP ( Wk ) ta coi như:

Tổng tổn thất trong máy biến áp là:

∆A= ∆Abộ +∆ATN =2.1239,996+2954,808+2450,615=7885,415 (MWh)

2.1b Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA

2.1.1b.Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Ta có công thức chọn mba tương tự như trong phương án 1:

max

162,5 10, 795 59,801(MVA)

4

1

nPhần công suất còn lại do các máy biến áp liên lạc đảm nhận

2.1.2b Máy biến áp liên lạc

Ta phân bố công suất cho 2 MBATN B1 va B2:

Bảng 2-4: Phân bố công suất cho các phụ tải ở các cấp

giờ 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24

SCC,MVA 66.06 57.88 57.88 53.298 77.893 73.775 77.893 66.06

SCT,MVA -22.742 -26.86 -26.86 -22.742 -22.742 -18.625 -22.742 -22.742

SCH,MVA 43.318 31.02 31.02 30.556 55.151 55.151 55.151 43.318

Nhận xét:Ta thấy S CT khi tính toán có giá trị âm tức là MBA tự ngẫu làm việc ở chế độ

truyền tải:Tải công suất từ trung đồng thời từ hạ lên cao

2.2b Chọn loại và công suất định mức của MBA

2.2.1b Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Trong phương án 2 này máy biến áp 2 cuộn dây chọn tương tự như trong phương án 1

chỉ khác biệt ở chỗ máy biến áp B3 và B4 giống nhau và giống B4 của phương án 1

2.2.2 MBA liên lạc

Tương tự phương án 1:

Ta cũng chọn máy biến áp tự ngẫu là AtдцTH 125

2.2.3 Kiểm tra điều kiện quá tải

TH1: Hỏng 1 bộ bên trung khi phụ tải trung cực đại

Trong khoảng thời gian 17h-20h ta có SUT=82,353(MVA)

Ta kiểm tra điều kiện điều kiện quá tải:

max

2 .k S S S2.0,5.1, 4.125 175 82,353 59,801 22,552(MVA)

 MBA tự ngẫu truyền tải công suất từ cuộn hạ lên cuộn chung và cuộn nối tiếp, cuộn hạ mang tải nặng nhất

Ta có Smaxthua SmaxCH 55,150(MVA)

Ta kiểm tra điều kiện quá tải:

max sc thua qt dmB

S k S55,150 0,5.1, 4.125 87,5(MVA)





Vậy thỏa mãn điều kiện

Xác định công suất thiếu phát về hệ thống:

HT DP

S

MVA

Vậy hệ thống đã bù đủ công suất=>MBA đã chọn không bị quá tải khi sự cố hỏng B4

TH2: Hỏng một máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải trung cực đại

Làm tương tự ta xét các điều kiện sau:

Điều kiện quá tải:

max qtsc dmB bo UT

S k S43,892 0,5.1, 4.125 87,5(MVA)





Vậy thỏa mãn điều kiện

Xác định công suất thiếu phát về hệ thống:

HT DP

MV

S

A

Vậy hệ thống đã bù đủ công suất=>MBA đã chọn không bị quá tải khi mất B2

TH3: Hỏng một máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải trung cực tiểu

Điều kiện quá tải:

min qtsc dmB bo UT

Phân bố lại công suất:

Vậy thỏa mãn điều kiện

Xác định công suất thiếu phát về hệ thống:

C

A

S S

MV

Vậy hệ thống đã bù đủ công suất=>MBA đã chọn không bị quá tải khi mấtB2

Kết luận: Qua phân tích và tính toán ta thấy máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong nhà máy

2.3.1 Tính tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây

2.3.2 Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu.

Làm tương tự như trong phương án 1 với:

Tổng tổn thất trong máy biến áp là:

∆A= ∆Abộ +∆ATN =2.2450,615+2.1237,108= 7375,446(MWh)

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KINH TẾ-KỸ THUẬT,CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI

ƯU

Mục đích của việc tính toán kinh tế - kỹ thuật là để chọn được phương án hợp lí nhất trong 2 phương án trên, cần phải tiến hành so sánh một cách tổng hợp cả về mặt kinh tế - kỹ thuật giữa các phương án: Phương pháp tính toán về mặt kỹ thuật như đã biết ở phần đề xuất phương án (là đảm bảo linh hoạt, an toàn) Về mặt kinh tế ta chỉ chọn theo chi phí tính toán thấp

3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối

Việc lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối cho nhà máy điện là một khâu rất quan trọng,nó phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

-Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

-Sơ đồ nối dây rõ ràng,thuận tiện trong vận hành và xử lý sự cố

-An toàn lúc vận hành và lúc sửa chữa

-Hợp lý về kinh tế trên yêu cầu đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

Trong thực tế khi lựa chọn khó đảm bảo được toàn bộ các yêu cầu trên.Do vậy khi

có mâu thuẫn về kinh tế hay kỹ thuật ta phải đánh giá một cách toàn diện trên quan điểm lợi ích lâu dài và lợi ích chung của toàn nhà máy

Dựa vào các yêu cầu trên ta đưa ra các đặc điểm của sơ đồ thiết bị phân phối của

cả hai phương án như sau:

- Phía 220kV :Thanh cái 220kV nối với hệ thống qua đường dây kép,phụ tải cao

áp được cấp điện qua 1 lộ dây đơn Dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp liên lạc với nhau bằng máy cắt liên lạc

- Phía 110kV :Phụ tải trung áp được cấp điện qua 1 lộ dây kép nên dùng sơ đồ

hệ thống hai thanh góp như phía cao áp

- Phía 10kV: Không dùng hệ thống thanh góp đầu cực máy phát vì phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ

110kV220kV

F 3

3 B

TD

Hình 3.2.Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 2

3.2.Tính toán kinh tế,kỹ thuật,chọn phương án tối ưu

Với:Vb: tiền mua MBA

KB: hệ số tính đến chi phí vận chuyển và xây lắp MBA

- VTBPP: vốn đầu tư xây dựng thiết bị phân phối, được xác định theo công thức sau:

Vốn đầu tư cho các máy biến áp được tính toán trong bảng:

Bảng3-1 : Vốn đầu tư cho các máy biến áp phương án 1

Loại máy biến áp Số lượng

máy

Đơn giá (109 vnđ)

Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối

Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối theo từng cấp được tính ở bảng:

Bảng 3-2 : Vốn đầu tư mạch cấp điện phương án 1

Kiểu mạch Số lượng Đơn giá

(109 vnđ)

Thành tiền (109 vnđ)

91000.7885,415.10 7,885.10

β- giá thành trung bình điện năng trong HTĐ, 𝛽=1000đ/kWh

∆A- tổn thất điện năng hàng năm trong máy biến áp

Vậy chi phí vận hành hàng năm của phương án 1 là:

Tính toán tương tự như phương án 1 ta có:

Vốn đầu tư cho các máy biến áp được tính toán trong bảng sau:

Bảng 3-3: Vốn đầu tư cho các máy biến áp phương án 2

Loại máy biến áp Số lượng

máy

Đơn giá (109 vnđ)

*Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối

Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối theo từng cấp được tính ở bảng sau:

Bảng 3-4 : Vốn đầu tư mạch cấp điện phương án I :

Kiểu mạch Số lượng Đơn giá

(109 vnđ)

Thành tiền (109 vnđ)

3 2

91000.7375,446.10 7,375.10

3.3 So sánh chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật và chọn phương án tối ưu

Từ các kết quả tính toán các chỉ tiêu kinh tế cho 2 phương án, ta có bảng sau:

Bảng 3-5:Bảng so sánh về mặt kinh tế giữa 2 phương án

Phương án Vốn đầu tư

(109 vnđ )

Chi phí vận hành hàng năm ( 109 vnđ )

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Chương tính toán dòng điện ngắn mạch nhằm phục vụ cho việc lựa chọn các khí cụ điện và các phần tử có dòng điện chạy qua như máy cắt điện, dao cách ly, kháng điện, thanh dẫn, thanh góp, cáp

Để tính được dòng điện ngắn mạch, trước hết ta chọn điểm ngắn mạch tính toán, rồi lập sơ đồ thay thế, tính điện kháng các phần tử, chọn các đại lượng cơ bản.Từ đó ta tính được dòng ngắn mạch

Ta chọn các điểm để tính ngắn mạch như sau :

- Điểm N1: Chọn khí cụ điện cho mạch 220 kV, nguồn cung cấp là nhà máy điện

và hệ thống

- Điểm N2: Chọn khí cụ điện cho mạch 110 kV, nguồn cung cấp là nhà máy điện

và hệ thống