Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện

Việc sử dụng nguồn năng lượng hiện có cũng như việc quy hoạch, khai thác nguồn năng lượng mới một cách hợp lý, không những đảm bảo về an ninh năng lượng mà còn là một vấn đề mang nhiều ý

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN

Nhiệm vụ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên : Đoàn Ngọc Tuyên

Lớp : Đ2- H3 Ngành: Hệ Thống Điện

Cán bộ hướng dẫn : Th.S Đặng Thành Trung

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

VÀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO DỰ BÁO

NGẮN HẠN PHỤ TẢI ĐIỆN MIỀN BẮC

PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

Nhà máy điện kiểu: TĐ gồm 4 tổ máy x100MW

Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau đây:

1. Phụ tải địa phương cấp điện áp 22KV: Pmax=14 MW, cos φ=0,85

Biến thiên phụ tải ghi trên bảng Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộvới

2. Phụ tải cấp điện áp trung 110kV: Pmax=140MW, cos φ=0,86

3. Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: Pmax=70 MW , cos φ=0,85

4 Nhà máy nối với hệ thống 220kV : bằng đường dây kép dài 120Km Công suất

hệ thống(không kể nhà máy đang thiết kế): 3000 MVA.Công suất dự phòng hệthống: 150MVA Điện kháng(công suất) ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ

5 Tự dùng: α= 1%, cosφ=0,85.

6 Công suất phát toàn của nhà máy: ghi trong bảng

Bảng biến thiên công suất

BÁO NGẮN HẠN PHỤ TẢI ĐIỆN MIỀN BẮC.

TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

PGS.TS.PHẠM VĂN HÒA Th.S.ĐẶNG THÀNH TRUNG

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay khi nhu cầu sử dụng năng lượng đang gia tăng mạnh mẽ ở tất cả các nước trên thế giới.Trong đó, nhu cầu về năng lượng điện đang đặt ra cho ngành điện lực cũng như các quốc gia những khó khăn lớn Việc đáp ứng nhu cầu sử dụng trong công nghiệp cũng như sử dụng điện sinh hoạt với chất lượng điện năng tốt, cung cấp điện liên tục, an toàn đang là vấn đề bức thiết với mỗi quốc gia.

Việc sử dụng nguồn năng lượng hiện có cũng như việc quy hoạch, khai thác nguồn năng lượng mới một cách hợp lý, không những đảm bảo về an ninh năng lượng

mà còn là một vấn đề mang nhiều ý nghĩa về kinh tế, chính trị, xã hội…Sau khi học xong chương trình của ngành hệ thống điện, và xuất phát từ nhu cầu thực tế, em được giao nhiệm vụ thiết kế các nội dung sau:

Phần I: Thiết kế phần điện trong nhà máy thủy điện, gồm 4 tổ máy với công suất mỗi tổ máy là 100MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp trung

áp 110 kV, phụ tải cấp điện áp cao áp 220 kV và phát về hệ thống qua đường dây kép dài 120 Km.

Phần II: Ứng dụng mạng Norton nhân tạo trong dự báo ngắn hạn phụ tải điện Miền Bắc.

Em xin chân thành cám ơn: các thầy, cô giáo Trường đại học Điện Lực đã trang bị kiến thức cho em trong quá trình học tập và các bạn trong nhóm đã cùng em xây dựng phần mềm trong phần 2 của đồ án tốt nghiệp.

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo trực tiếp hướng

dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp là Th.S Đặng Thành Trung.

Tuy nhiên, do thời gian và khả năng có hạn, tập đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót, em mong nhận được những lời nhận xét, góp ý của các thầy cô trong hội đồng chấm thi để em rút kinh nghiệm và bổ xung kiến thức còn thiếu.

Em xin trân trọng cảm ơn !

Hà Nội, ngày…tháng…năm 2011

Sinh viên

Đoàn Ngọc Tuyên.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐÔNG PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH

Phần I

Bảng 1.1 Bảng thông số kỹ thuật của máy phát điện

Bảng 1.2 Bảng biến thiên công suất

Bảng 1.3 Công suất phụ tải toàn nhà máy

Bảng 1.4 Công suất phụ tải địa phương

Bảng 1.5 Công suất phụ tải cấp điện áp trung áp

Bảng 1.6 Công suất phụ tải cấp điện áp cao áp

Bảng 1.7 Công suất phát về hệ thống mùa mưa

Bảng 1.8 Công suất phát về hệ thống mùa khô

Bảng 1.9 Bảng công suất Max và Min các cấp điện áp trong ngày Bảng 2.1.A Phân bố công suất cho MBA liên lạc

Bảng 2.2.A Thông số MBA 2 cuộn dây

Bảng 2.3.A Bảng thông số MBA tự ngẫu B2,B3

Bảng 2.4.A Dòng cưỡng bức các cấp điện áp phương án A

Bảng 2.1.B Phân bố công suất cho MBA liên lạc

Bảng 2.2.B Thông số MBA 2 cuộn dây

Bảng 2.3.B Bảng thông số MBA tự ngẫu

Bảng 2.4.B Dòng cưỡng bức các cấp điện áp phương án B

Bảng 3.1.A Dòng ngắn mạch phương án A

Bảng 3.1.B Dòng ngắn mạch phương án B

Bảng 4.1 Thông số máy cắt phương án A

Bảng 4.2 Thông số máy cắt phương án B

Bảng 4.3 Thông số dao cách ly phương án A

Bảng 4.4 Thông số dao cách ly phương án B

Bảng 4.5 Chi phí tính toán của 2 phương án

Bảng 5.1 Thông số của thanh dẫn cứng

Bảng 5.2 Thông số của thanh dẫn mềm

Bảng 5.3 Thông số chọn cho cáp đơn

Bảng 5.10 Thông số BU được chọn cho cấp điện áp 220 kV

Bảng 5.11 Thông số BU được chọn cho cấp điện áp 110 kV

Bảng 5.12 Thông số các dụng cụ phụ tải của BU

Bảng 5.13 Thông số BU được chọn cho cấp điện áp 13,8 kV

Bảng 6.1 Thông số MBA tự dùng riêng

Bảng 6.2 Thông số MBA tự dùng chung

Bảng 6.3 Chọn máy cắt tự dùng

Bảng 6.4 Thông số aptomat chọn

Bảng 6.4 Thông số dao cách ly được chọn

Bảng 6.5 Thông số aptomat chọn

Hình1.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

Hình 1.2 Đồ thị phụ tải địa phương

Hình 1.3 Đồ thị phụ tải trung áp

Hình 1.4 Đồ thị phụ tải cao áp

Hình 1.5 Đồ thị phụ tải phát về hệ thống về mùa mưa

Hình 1.6 Đồ thị phụ tải phát về hệ thống mùa khô

Hình 1.7 Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy về mùa mưa và mùa khô

Hình 3.1.A Sơ đồ thay thế đầy đủ của phương án A

Hình 3.2.A Sơ đồ điểm ngắn mạch N1

Hình 3.3.A Sơ đồ ngắn mạch điểm N 2

Hình 3.4.A Sơ đồ điểm ngắn mạch N 3

Hình 3.5.A Sơ đồ điểm ngắn mạch N 3 ’

Hình 3.1.B Sơ đồ thay thế đầy đủ của phương án B

Hình 5.3 Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương

Hình 5.4 Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào biến điện áp và biến dòng điện mạch 13,8 kV Hình 6.1 Sơ đồ nối điện tự dùng

PHẦN II

Bảng 1.1 Bảng các hàm kích hoạt

Bảng 3.1 Bảng sai số trung bình khi thay đổi các hàm kích hoạt

Bảng 3.2 Bảng kết quả dự báo theo thuật toán đào tạo

Bảng 3.3 Bảng kết quả dự báo 24h

Hình 1.1 Mô hình một Nơ ron nhân tạo

Hình 1.2 Phân loại mạng nơron

Hình 1.3 Kiến trúc mạng Nơ ron một lớp

Hình 1.4 Kiến trúc mạng Nơ ron đa lớp

Hình 1.5 Kiến trúc truyền thẳng kinh điển

Hình 1.6 Kiến trúc mạng hồi quy

Hình 1.7 Ba dạng chính của luật học tham số

Hình 2.1 Mạng Nơ ron một lớp ẩn

Hình 2.2 Đầu ra của mạng Nơ ron và tập học trước khi huấn luyện Hình 2.3 Đồ thị quá trình huấn luyện mạng

Hình 2.4 Đầu ra của mạng Nơ ron sau khi huấn luyện xong

Hình 3.1 Sơ đồ thuật toán

Hình 3.2 Giao diện phần mềm dự báo ngắn hạn phụ tải điện

Hình 3.3 Hình ảnh quá trình đào tạo của mạng MPL

Hình 3.4 Đồ thị kết quả dự báo

PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

Chương 1

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện thuỷ điện có tổng công suất đặt là 400

MW gồm có 4 máy phát điện kiểu thủy điện cung cấp cho phụ tải ở 3 cấp điện áp:phụ tải địa phương 22 kV, phụ tải trung áp 110 kV và nối với hệ thống ở cấp điện áp

220 kV Ta chọn máy phát điện có các thông số như bảng sau:

Bảng 1.1 Bảng thông số kỹ thuật của máy phát điện

Bảng 1.2 Bảng biến thiên công suất

1.2.1 Đồ thị phụ tải của toàn nhà máy

Do mùa mưa (180 ngày) phát 100% công suất định mức, mùa khô (185 ngày)phát 80% công suất định mức Nên công suất phát của toàn nhà máy được tính toán là:(Áp dụng công thức 1.1b,c-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp)

Kết quả tính toán cho ở bảng 1-3 và đồ thị vẽ ở hình 1-1:

Bảng 1.3 Công suất phụ tải toàn nhà máy

Hình1.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

1.2.2 Phụ tải tự dùng của nhà máy

Phần tự dùng của nhà máy Thủy điện gồm phần tự dùng chung và phần tự dùngriêng cho từng tổ máy; trong đó phần tự dùng chung chiếm đa phần công suất tự dùngcủa toàn nhà máy, do vậy công suất tự dùng cho toàn nhà máy Thủy điện coi nhưkhông đổi theo thời gian và được xác định theo công thức:

%

100 os

dmF td

n P c

α

ϕ

=

1 4.100

100 0,85

4,706 (MVA)

n: số tổ máy phát

P%(t): phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t.

1) Phụ tải địa phương

Áp dụng công thức (1.2.3) phụ tải cấp địa phương trong khoảng thời gian 0-10

Max P

ϕ

Tương tự tính cho các khoảng thời gian khác ta có bảng sau:

Bảng 1.4 Công suất phụ tải địa phương

Hình 1.2 Đồ thị phụ tải địa phương 2) Phụ tải cấp điện áp trung áp.

Tính toán phụ tải cấp điện áp trung áp trong khoảng thời gian 0-6 giờ:

Tương tự tính cho các khoảng thời gian khác ta có bảng sau:

Bảng 1.5 Công suất phụ tải cấp điện áp trung áp

Tính toán phụ tải cấp điện áp cao áp trong khoảng thời gian 0-6 giờ:

Tương tự tính cho các khoảng thời gian khác ta có bảng sau:

Bảng 1.6 Công suất phụ tải cấp điện áp cao áp

Trong đó : SVHT(t) : công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.

Kết quả tính toán ứng với mùa mưa và mùa khô được ghi trong bảng 1.7 và 1.8

Bảng 1.7 Công suất phát về hệ thống mùa mưa

146,512

162,791

146,512

203,841

185,915

202,194

0228,356

Hình 1.5 Đồ thị phụ tải phát về hệ thống về mùa mưa

Bảng 1.8 Công suất phát về hệ thống mùa khô

146,512

162,791

115,041

Hình 1.6 Đồ thị phụ tải phát về hệ thống mùa khô

1.2.5 Tổng kết tính toán cân bằng công suất

Theo phần trên: Ta được bảng tổng hợp đồ thị phụ tải các cấp như sau

Hình 1.7 Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy về mùa mưa và mùa khô Bảng 1.8 Bảng công suất Max và Min các cấp điện áp trong ngày

1.3. XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN NỐI DÂYChọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quátrình thiết kế nhà máy điện Các phương án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện chophụ tải, đồng thời thể hiện được tính khả thi và đem lại hiệu quả kinh tế.

Dựa vào số liệu tính toán phân bố công suất đồ thị phụ tải các cấp điện áp chúng tavạch ra các phương án nối điện cho nhà máy

1.3.1 Cơ sở đề xuất các phương án nối dây

Dựa theo 7 nguyên tắc sách “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp” ta có:

1) Có hay không thanh góp điện áp máy phát?

Theo điều kiện:

ax

0

.1002

M ĐP dmF

S S

M ĐP ĐmF

2) Sử dụng máy biến áp liên lạc nào?

Theo đề bài: nhà máy điện cần thiết kế bao gồm 3 cấp điện áp nên ta phải sử dụng máy biến áp 3 cuộn dây hoặc tự ngẫu Xét 2 điều kiện:

220 110

0,5220

C T C

U

Kết luận: Dùng MBA tự ngẫu có điều chỉnh dưới tải làm MBA liên lạc.

3) Chọn số lượng bộ MF-MBA 2 cuộn dây?

Theo phần trên ta có :

ax 162, 791

130, 233

M UT Min UT

S

=1,25 (MVA)

Mà: dmF

S

=111(MVA) và MBA liên lạc là tự ngẫu, nên ta có thể ghép từ 1 tới 2

bộ MF-MBA hai cuộn dây trên thanh góp điện áp phía trung Do công suất phía trung tương đối lớn nên ta phải lấy điện từ các máy phát ghép bộ và phía trung của tự ngẫu

1.3.2 Đề suất các phương án nối dây

1) Phương án A

Phương án A có 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cungcấp điện cho phụ tải 110kV và 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp220kV.Hai máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụtruyền tải công suất thừa cho phía 110kV hoặc nhận lại công suất phía trung khi thiếu

Ưu điểm: - Sơ đồ nối điện đơn giản,vận hành tốt,cung cấp đủ công suất cho phụ tải

- Công suất từ bộ MF-MBA lên 220kV được truyền trực tiếp lên hệ thống, tổn thất không lớn

Nhược điểm: - Tổn thất công suất qua 2 lần máy biến áp khi SUT Min

- Do có 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối bên cao nên giá thành cao hơn

- Có nhiều loại MBA, gây khó khăn cho tính toán,vận hành và sửa chữa

2) Phương án B.

Ưu điểm: -Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, số lượng thiết bị ít, cung cấp

đủ công suất cho phụ tải các cấp điện áp

-Chủng loại MBA ít, thuận lợi cho việc tính toán, vận hành và sửa chữa -Công suất trong sơ đồ bộ nối lên thanh góp 110kV nên chi phí mua máy

là nhỏ hơn nên tính kinh tế cao

Nhược điểm: Có một phần lớn công suất truyền qua 2 lần MBA nên làm tăng tổn thất 3) Phương án C

Ưu điểm: -Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, số lượng thiệt bị ít.

-Chủng loại thiết bị ít thuận tiện việc tính toán, vận hành và sửa chữa

Nhược điểm: -Khi có sự cố MBA liên lạc thì rất nguy hiểm cho phụ tải phía trung

- Sơ đồ phức tạp ở phía 220kV,vốn đầu tư các MBA cấp 220kV rất lớn

4) Phương án D

Nhận xét: Qua 4 phương án ta thấy: phương án A và B đơn giản và kinh tế hơn so với

phương án C và D Mặt khác đảm bảo tính cung cấp điện liên tục, an toàn, tin cậy cho các phụ tải và thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật Do đó ta sẽ giữ lại phương án A và B để tính toán cho các phần sau.

Chương 2 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

A PHƯƠNG ÁN A

2.1.A CHỌN MÁY BIẾN ÁP

2.1.1a Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA

1) MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây.

Công suất các máy mang tải bằng phẳng suốt 24h và được tính theo công thức:

Áp dụng công thức 2.1-Tr21-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp

Sbộ =

max mF

S

=

max mF

Mùa khô :

ô ô

kh b

S

=

max mF

10,8.Sđ .S TD

n

−

= 0,8.111 -

14.4,706 = 87,624 (MVA)

2) MBA liên lạc:

Theo nguyên tắc cân bằng công suất ta phân bố công suất như sau :

(Áp dụng công thức 2.2-Tr22-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp)

Khi đó, ta có bảng tính phân bố công suất của MBA liên lạc từng thời điểm như sau:

Bảng 2.1.A Phân bố công suất cho MBA liên lạc

2.1.2a Chọn loại và công suất định mức của MBA.

1) MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây:

Loại MBA này mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện ápphía hạ, được chọn theo công thức sau:

(Áp dụng công thức 2.2-Tr22-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp)

cả các phía.Do đó ta chọn MBA liên lạc tự ngẫu có điều chỉnh dưới tải

mF

1.S đ

α

1α

S

=

1 111

0, 5

= 222 (MVA)Tra bảng 2.6- Sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp ta chọnMBA tự ngẫu với các thông số như sau :

Bảng 2.3.A Bảng thông số MBA tự ngẫu B2,B3

2.1.3a Kiểm tra quá tải

1) Kiểm tra quá tải bình thường:

Từ bảng phân bố công suất cho các phía của MBA tự ngẫu ta thấy bình thường MBA làm việc theo chế độ tải công suất từ hạ áp lên cao áp và trung áp nên ở chế độ này cuộn hạ mang tải nặng nhất Ta chỉ cần kiểm tra quá tải ở cuộn hạ áp:

2) Kiểm tra quá tải sự cố:

a) Sự cố 1: Xét sự cố hỏng bộ bên trung tại thời điểm phụ tải trung cực đại

ax 162,791

m

UT

trong khoảng thời gian từ 14 ÷ 16h

Tại thời điểm đó, ta có các thông số khác như sau:

(Áp dụng công thức 2.11 -Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và TBA)

• Phân bố công suất khi có sự cố:

Công suất qua phía trung của máy biến áp tự ngẫu:

12(

ax

M UT

S

) =

162, 7912 = 81,396 (MVA)Công suất qua phía hạ của máy biến áp tự ngẫu:

ax4

M TD S

–

ax

2

M ĐP

S

=111 –

4,7064

-

16, 4712

= 101,588 (MVA)Công suất qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu:

Vậy khi bị sự cố MBA TN có chế độ truyền tải công suất từ hạ lên cao và lêntrung.Trường hợp này cuộn hạ mang tải nặng nhất :

SC CH

S

SC CH

S

=101,588 (MVA)Vậy không xảy ra hiện tượng quá tải ở các cuộn dây

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

max

UT VHT

S

+

max

UT UC

S

) - (

mua bo

S

sẽ lớn hơn sovới mùa khô nên ta lấy

max

UT VHT

S

= 185,915 (MVA) (mùa mưa)

Kết luận: Hệ thống vẫn làm việc bình thường.

b) Sự cố 2: Xét sự cố hỏng 1 MBA tự ngẫu tại thời điểm phụ tải trung cực đại

ax 162,791

m

UT

trong khoảng thời gian từ 14 ÷ 16h

Tại thời điểm đó, ta có các thông số khác như sau:

(Áp dụng công thức 2.1 - Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp) ta có:

→ 1.4× 0.5 × 250 + 109,824 = 284,824 (MVA) > 162,791 (MVA)

→ Thỏa mãn điều kiện

Công suất qua phía trung của máy biến áp tự ngẫu:

ax

M UT

S

162, 791-109,824

= 52,967 (MVA)Công suất qua phía hạ của máy biến áp tự ngẫu:

SCH = SđmF –

2

F TD

-

16, 471

= 93,353 (MVA)Công suất qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu:

Vậy khi bị sự cố MBA TN có chế độ truyền tải công suất từ hạ lên cao và lêntrung.Trường hợp này cuộn hạ mang tải nặng nhất:

SC CH

S

SC CH

S

=93,353 (MVA)Vậy không xảy ra hiện tượng quá tải ở các cuộn dây

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

max

UT VHT

S

+

max

UT UC

S

) - (

mua bo

S

sẽ lớn hơn sovới mùa khô nên ta lấy

max

UT VHT

S

= 185,915 (MVA) (mùa mưa)

Sthiếu < Sdp= 150 MVA ⇒ công suất dự phòng đảm bảo yêu cầu

Kết luận: Sau khi tiến hành kiểm tra các điều kiện quá tải và điều kiện hoạt đông bình

thường ta thấy công suất các MBA đã chọn đáp ứng được yêu cầu đặt ra.

2.2.A TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA

Tổn thất trong máy biến áp gồm 2 thành phần :

- Tổn thất trong lõi thép của MBA, không tải phụ thuộc vào công suất của phụ tải

- Tổn thất trong các cuộn dây MBA, phụ thuộc vào công suất của phụ tải MBA

2.2.1a Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây

) nên tổn thất công suất được tính như sau :

(Áp dụng công thức 2.29a - Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp)

Ta có các số liệu như sau:

mua bo

S

= 109,824(MVA) ;

ô

kh bo

S

= 109,824(MVA) ;

ô

kh bo

∆A’ = ∆A1 + ∆A4 = 3103642,122 + 3082570,655

= 6186212,777 (kWh)

2.1.2a Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu

Để tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu trước hết phải tính tổn thất công suấtngắn mạch cho từng cuộn dây như sau :

ΔP =×ΔP +

2α 1ΔP +ΔP

P

∆

,

T N

P

∆

,

H N

P −

∆

,

T H N

P −

∆

=

T H N

P −

∆

=

C T N

P −

∆

=260 (kW)Thay số vào ta được:

2 2 2

T N

H N

theo mùa mưa.

theo mùa khô

S ; S ; S ; S ; S ; S lấy theo bảng 2.1 ở trên

Sau khi tính toán ta có:

2.3.A TÍNH TOÁN DÒNG CƯỠNG BỨC

2.3.1a Phía điện áp cao 220 kV

1) Mạch đường dây về hệ thống: SVHTmax=230,003 MVA

2 3.

Max VHT C

Ibt= 3.

dm dm

S U

=

111 3.220

=0,291 (kA)

4) Mạch máy biến áp liên lạc :

Dòng cưỡng bức là dòng max ở 3 chế độ : bình thường , sự cố 1 , sự cố 2 Bình thường :

ax

m CC

S

93,031 3.220

S U

=

250 3.220

= 0,656 (kA)

⇒ I cb = Max {0,604; 0,216; 0,306; 0,2441 } = 0,604 (kA)

2.3.2a Phía điện áp trung 110 kV

1) Mạch đường dây về phụ tải trung:

P

=

403.110.0,86

=0,244 (kA)

ax

m dmT T

S U

=

111 3.110

= 0,583 (kA)

3) Mạch máy biến áp liên lạc :

Dòng cưỡng bức là dòng max ở 3 chế độ : bình thường , sự cố 1 , sự cố 2 Bình thường :

ax

m CT

S

81,396 3.110

S U

=

125 3.110

= 0,656 (kA)

⇒ I cb = Max {0,488 ;0,366 ; 0,612 ; 0,427;0,656 } = 0,656 (kA)

2.3.3a Các mạch phía hạ áp cấp điện áp 22 kV

1)Mạch đường dây về phụ tải địa phương:

ax 5

0,154

M bt

P I

Kết luận: Vậy ta có bảng tổng kết tính dòng cưỡng bức của phương án A:

Bảng 2.4.A Dòng cưỡng bức các cấp điện áp phương án A

B PHƯƠNG ÁN B

2.1.B CHỌN MÁY BIẾN ÁP

2.1.1b Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA

1)MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Áp dụng công thức 2.1-Trang 21- Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện vàTBA ta có:

S

max

1.S TD n

= 111 -

14 4,706 = 109,824 (MVA)

Mùa khô :

ô ô

kh b

S

-max

1.S TD n

= 0,8.111 -

14.4,706 = 87,624 (MVA)

2) MBA liên lạc:

Theo nguyên tắc cân bằng công suất ta phân bố công suất như sau :

(Áp dụng công thức 2.2- Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp )

Khi đó, ta có bảng tính phân bố công suất MBA liên lạc theo từng thời điểm như sau:

Bảng 2.1.B Phân bố công suất cho MBA liên lạc

2.1.2b Chọn loại và công suất định mức của MBA.

1)MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây:

Loại máy biến áp này mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh

điện áp phía hạ Công suất định mức được chọn theo công thức sau:

(Áp dụng công thức 2.2-Trang 22- Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và TBA)

Vậy ta chọn MBA với các thông số như sau :

Bảng 2.2.B.Thông số MBA 2 cuộn dây

Cấp

điện áp

LoạiMBA

Do tất cả các phía của MBA mang tải không bằng phẳng ,nên có nhu cầu điều

chỉnh điện áp tất cả các phía Nếu dùng TĐK chỉ điều chỉnh được phía hạ, nên cần có

kết hợp với điều chỉnh dưới tải của MBA liên lạc thì mới điều chỉnh điện áp được tất

cả các phía.Do đó ta chọn MBA liên lạc tự ngẫu có điều chỉnh dưới tải

Công suất định mức của MBA tự ngẫu được chọn theo công thức sau:

111 = 222 (MVA)Vậy ta chọn MBA tự ngẫu với các thông số như sau:

Bảng 2.3.B Bảng thông số MBA tự ngẫu:

2.1.3b Kiểm tra quá tải

1) Kiểm tra quá tải bình thường:

Từ bảng phân bố công suất cho các phía của MBA tự ngẫu ta thấy bình thường MBA làm việc theo chế độ tải công suất từ hạ áp lên cao áp và trung áp nên ở chế độ này cuộn hạ mang tải nặng nhất Ta chỉ cần kiểm tra quá tải ở cuộn hạ áp:

2) Kiểm tra quá tải sự cố:

a)Sự cố 1: Xét sự cố hỏng bộ bên trung tại thời điểm phụ tải trung cực đại

Tại thời điểm đó, ta có các thông số khác như sau:

(Áp dụng công thức 2.11-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp) ta có:

→ 2.1,4.0,5.250 +109,824= 459,824 MVA >162,791 (MVA)→Thỏa mãn điều kiện

Công suất qua phía trung của máy biến áp tự ngẫu:

12(

ax ô

M TD S

–

ax

2

M ĐP

S

= 111–

4,7064

-

16, 4712

= 101,588 (MVA)