Mon hoc thiet ke nha may nhiet dien 1 84234

Xuất phát từ thực tế và sau khi học xong chơng trình của ngành phát dẫn điện em đợc nhà trờng và Bộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồmnội dung sau: Thiết kế phần điện trong nhà

Mục Lục

Chơng I Tính toán phụ tải và cân bằng công suất, lựa chọn sơ đồ nối dây

I.1.1.Chọn máy phát điện 3

I.1.2.Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp 3

I.1.3.Đồ thi phụ tải toàn nhà máy 4

I.1.4 Đồ thi tự dùng toàn nhà máy 4

I.1.5 Phụ tải địa phơng 5

I.1.6 Đồ thi phụ tải 110 kV 6

I.1.7 Cân bằng công suất toàn nhà máy 6

I.1.8 Dự trữ của hệ thống 8

I.1.9 Các cấp điện áp của các hộ tiêu thụ 8

I.2.Các phơng án nối dây 9

1 Phơng án I,II 10

1 Phơng án III 11

Chơng II.Chọn MBA Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng 13

III.1.Chọn MBA 13

I Phơng án I 13

II Phơng án II 17

II.2 Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng 23

I Phơng án I 23

II Phơng án II 17

Chơng III Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phơng án tối u 28

III.1 Xác định dòng làm việc cỡng bức 28

III.1.1 Xác định dòng làm việc cỡng bức phơng án 1 28

III.1.2 Xác định dòng làm việc cỡng bức phơng án 2 31

III.2 Xác So sánh kinh tế kỹ thuật lựa chọn phơng án tối u 33

Chơng IV Tính toán dòng ngắn mạch, chọn khí cụ điện và thanh dẫn 39

IV.1.Tính toán ngắn mạch 39

IV.2 Chọn khí cụ điện và thanh dẫn 51

I Chọn MC và DCL 51

1 Chọn MC 52

2.Chọn DCL 51

II Chọn thanh dẫn cứng 53

III Chọn thanh dẫn mềm 56

IV,V,VI Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn Chống sét van Chọn cáp 10 kV 63

VII.Chọn kháng 10 kV 66

VIII.Chọn BU, BI 69

Chơng V Sơ đồ và thiết bị tự dùng 76

V.1.Chọn máy biến áp tự dùng cấp I .77

V.2,3 Chọn máy biến áp dự phòng cấp I, biến áp tự dùng cấp II .78

V.4 ChọnMC cấp 6,3 kV 79.

Sơ đồ nối điện tự dùng 81

Tài liệu tham khảo 82

Lời nói đầu

-Đất nớc ta đang bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành

điện giữ một vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân.Trong cuộc sống, điện rất cần cho sinh hoạt và phục vụ sản xuất Cùng với sựphát triển của xã hội, nhu cầu về điện cũng ngày một tăng do vậy đòi hỏi phải

có thêm nhiều nhà máy điện để cung cấp điện năng cho phụ tải

Xuất phát từ thực tế và sau khi học xong chơng trình của ngành phát dẫn

điện em đợc nhà trờng và Bộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồmnội dung sau:

Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, công suấtmỗi tổ máy là 60 MW cấp điện cho phụ tải địa phơng 10,5KV, phát công suấtlên hệ thống 220kV và phụ tải 110kV

Đợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong Khoa, các bạn cùnglớp Đặc biệt là sự giúp đỡ, hớng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Lã Văn

út, sự nỗ lực của bản thân, đến nay em đã hoàn thành bản đồ án

Em rất mong nhận đợc sự góp ý bổ xung của các thầy cô giáo và các bạn

để đồ án của em ngày càng hoàn thiện hơn

Em xin gửi tới thầy giáo hớng dẫn cùng toàn thể thầy cô giáo trong Bộmôn lời cảm ơn chân thành nhất!

Sinh viên thực hiện

Chơng I tính toán phụ tải và CÂN BằNG CÔNG SUấT

lựa chọn sơ đồ nối dây

Tại mỗi thời điểm điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằng với điệnnăng tiêu thụ của phụ tải kể cả các tổn thất của phụ tải Trong thực tế điệnnăng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay đổi, vì thế việc xây dựng đợc đồthị phụ tải là rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành

Dựa vào đồ thị phụ tải ta có thể chọn đợc phơng án nối điện hợp lý, đảmbảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Đồ thị phụ tải còn cho ta chọn đúng côngsuất của các máy biến áp (MBA) và phân bố tối u công suất giữa các tổ máyvới nhau và giữa các nhà máy điện với nhau

I.1.1 Chọn máy phát điện

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm 4 tổ máy công suất mỗi máy là60MW

Chọn 4 máy phát điện kiểu TB-60-2 ( Phụ lục II.1.Tr.100,104 [1] ) có cácthông số nh bảng 1-1:

I đm kA

Điện kháng tơng đối

X d ’’ X d ’ X d TB

I.1.2 Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp

Từ đồ thị phụ tải nhà máy và đồ thị phụ tải các cấp điện áp dới dạng bảngtheo % công suất tác dụng và hệ số cos, ta tính đợc phụ tải ở các cấp điện áptheo công suất biểu kiến từ công thức sau:

S t= P t

Trong đó: S(t) _ Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t (MVA)

Cos _Là hệ số công suất của phụ tải

I.1.3 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.

Nhà máy gồm 4 tổ máy có công suất mỗi tổ:

Ta tính đợc đồ thị phụ tải của nhà máy theo thời gian Kết quả ghi trongbảng 1-1 và đồ thị phụ tải nhà máy ( Hình 1-2 ).

Bảng 1-1 ( Phụ tải toàn nhà máy )

t (giờ) 0 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24

Hình 1-2 - Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

I.1.4 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy:

Tự dùng max của toàn nhà máy bằng 8% công suất định mức của nhàmáy với cos = 0,85 đợc xác định theo công thức sau:

SNM (t) : Công suất phát toàn nhà máy tại thởi điểm t

Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) và công thức trên ta có phụ tải tựdùng của nhà máy theo thời gian nh bảng 1- 3 và đồ thị phụ tải hình 1- 4

Bảng 1-3 - Phụ tải tự dùng toàn nhà máy

225

300 270

300 225

Ta có kết quả cho ở bảng 1-5 và đồ thị phụ tải hình 1-6.

Bảng 1 - 4 - Phụ tải địa phơng

Hình 1- 6 - Đồ thị phụ tải địa phơng

I.1.6 Đồ thị phụ tải phía điện áp trung (110kV):

Phụ tải điện áp cao Pmax = 140 MW, Cos = 0,80 gồm 1 kép + 4 đơn Công suất ở các thời điểm đợc xác định theo công thức sau:

S c(t)= P c(t)

Ta có kết quả ở bảng 1-7 và đồ thị phụ tải cho ở hình 1- 8

Bảng 1- 7 - Phụ tải phía điện áp trung (110kV)

20,4

24 22,56

24 20,4

14,18 9,45

P% 80 85 90 100 70

Hình 1- 8 - Đồ thị phụ tải phía điện áp trung (110kV)

I.1.7 Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát vào hệ thống

Phơng trình cân bằng công suất toàn nhà máy:

162,5 146,25

140

0 50

71,55

100,11 115,57

44,17

48,9 55,15

Đồ thị phụ tải tổng của toàn nhà máy

I.1.8 Dự trữ của hệ thống.

Ta có dự trữ của hệ thống là 14%SHT = 14%*3600 = 504 MVA, lớn hơn

so với công suất một máy phát Công suất của hệ thống S = 3600 MVA có thểcoi là vô cùng lớn so với công suất của toàn nhà máy SNM= 300 MVA

I.1.9 Các cấp điện áp của các hộ tiêu thụ :

Nhà máy thiết kế có 3 cấp điện áp là:

Cấp điện áp máy phát có Uđm= 10,5kV

Cấp điện áp trung áp có Uđm= 110kV

Cấp điện áp cao ( phía Hệ thống ) có Uđm= 220kV

I.2 các phơng án nối dây

Một trong những nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện là chọn sơ

đồ nối điện chính Vì khi chọn đợc sơ đồ nối điện chính hợp lý, không những

đảm bảo về mặt kỹ thuật mà còn đem lại hiệu quả kinh tế cao

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất định mứccủa mỗi tổ máy là 60 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở ba cấp

71,55

100,11 115,57

44,17 48,9

55,15

225

300 270

300

225

10,24 15,75

13,39 14,18

9,45

113,75 130

162,5 146,25

1 Phụ tải địa phơng ở cấp điện áp 10,5 kV có:

 Với nhà máy điện đang thiết kế có phụ tải địa phơng (SUFmax = 21%

SFđm) nên ta dùng thanh góp điện áp máy phát để cung cấp( Thanh góp điện áp máy phát đợc sử dụng nếu công suất phụ tải

địa phơng lớn nhất vợt quá ( 15 - 20 )% công suất định mức củamột máy phát )

 Ta có công suất dự trữ quay của hệ thống 504 MVA lớn hơn công

suất của bộ MFĐ-MBA nên ta dùng sơ đồ bộ MFĐ-MBA

Số lợng máy phát ghép vào thanh góp điện áp máy phát sao cho khi có

1 máy phát điện ngừng làm việc thì máy phát còn lại phải đảmbảo cung cấp điện cho các phụ tải địa phơng và tự dùng của nhàmáy

 Vì trung tính của lới điện 220KV và 110KV là lới trung tính trực tiếp

nối đất nên để liên lạc giữa 3 cấp điện áp ta dùng máy biến áp tựngẫu có:

 =

220−110

Máy Biến áp liên lạc chọn loại có điều áp dới tải.

• Phụ tải PTmin = 113,5 MVA lớn hơn công suất 1bộ MFĐ- MBA, dovậy ta có thể gép 1 đến 2 bộ MFĐ- MBA để đơn giản hoá trong vậnhành cũng nh việc chọn máy biến áp

F4F3

* Máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu nên không cần kiểm tra

điều kiện về liên lạc công suất giữa bên trung và bên cao khi STmin

• Trên cơ sở những nhận xét trên ta vạch các phơng án nối dây của nhàmáy nh sau:

1 Phơng án I:

Nhận xét:

Phơng án đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp, khi bố

trí từng nguồn và tải cân xứng Hai máy biến áp tự ngẫu có dung lợng nhỏ,nhng có nhợc điểm là: khi phụ tải trung áp cực tiểu thì sẽ có 1 lợng công suấtphải tải qua 2 lần máy biến áp làm tăng tổn thất ,tuy nhiên do máy biến ápliên lạc là máy biến áp tự ngẫu nên ta có thể bỏ qua nhợc điểm này

2 Phơng án II:

Cũng trên cơ sở phơng án 1 nhng khác là ta đa 1 bộ MFĐ- MBA 2 dâyquấn bên trung áp sang bên cao áp

Sơ đồ phơng án

롵琠롵琠 焠롵琠琠

Phơng án này đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp Có

số lợng máy biến áp giảm so với các phơng án trớc Có nhợc điểm là thiết bịphân phối điện áp máy phát phức tạp, có dòng cỡng bức qua kháng lớn có thểkhông chọn đợc kháng

Tóm lại:

Qua những phân tích trên đây để lại phơng án I và phơng án II để tínhtoán, so sánh cụ thể hơn về kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn đợc sơ đồ nối điệntối u cho nhà máy điện

Chơng II Chọn máy biến áp tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng

II.1 Chọn máy biến áp:

Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện Tổngcông suất các máy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất các máy phát điện Chọn MBA trong nhà máy điện là loại, số lợng, công suất định mức và hệ sốbiến áp MBA đợc chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong điều kiện bìnhthờng và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất

Nguyên tắc chung để chọn MBA là trớc tiên chọn SđmB  Smax _ công suấtcực đại có thể qua biến áp trong điều kiện làm việc bình thờng, sau đó kiểmtra lại điều kiện sự cố có kể đến hệ số quá tải của MBA Xác định công suấtthiếu về hệ thống phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống Ta lần lợt chọnMBA cho từng phơng án

Giả thiết các máy biến áp đợc chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môitrờng nơi lắp đặt nhà máy điện Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất địnhmức của chúng

(Phụ lục III.4.Tr.151 [1] )

• n : Số máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát

24

S (MVA)

t (h)0

Giờ 0 - 4 4 - 6 6 - 8 8 - 10 10 - 12 12 - 14 14 - 18 18 - 20 20 - 24

S CH (t) 17,58 17,58 15,21 50,91 51,31 37,03 50,13 50,13 52,88

S CT (t) -10,00 -6,88 -6,88 -6,88 1,25 1,25 -15,00 -15,00 -23,13

S CC (t) 27,58 24,45 22,09 57,79 50,06 35,78 65,13 65,13 76,01(Dấu âm ở đây thể hiện là công suất đợc truyền từ phía trung áp của máybiến áp tự ngẫu sang bên cao áp)

Từ bảng kết quả trên ta có nhận xét :

• Máy biến áp B3, B4 không bị quá tải (Sđm= 69 MVA)

• Công suất cuộn cao MBATN: SCmax= 76,01 MVA  Sđm= 125MVA

• Công suất cuộn trung MBATN:

STmax= 23,13 MVA  Sđm= 0,5.125 = 62,5 MVA

• Công suất cuộn hạ MBATN SHmax= 52,88 MVA  Sđm= 62,5 MVA

Kết luận:

ở điều kiện bình thờng thì không có máy biến áp nào bị quá tải

3 Kiểm tra quá tải khi sự cố

Để kiểm tra lúc sự cố ta xét 2 trờng hợp nguy hiểm nhất là lúc phụ tải

trung áp đạt giá trị cực đại

• SUf = 13,39 MVA

• SVHT = 100,11 MVA

a Đối với máy biến áp B 3 , B 4 :

Ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải sự cố với bộ MF-MBA

b Đối với máy biến áp liên lạc:

* Kiểm tra lúc bình thờng:

2 kbt.α.SđmTN Sthừa

kbt: Hệ số quá tải cho phép lúc bình thờng kbt=1,3

SđmTN: công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu

* Kiểm tra điều kiện sự cố lúc phụ tải trung max:

* Hỏng 1 máy biến áp bộ: ví dụ hỏng MBA bộ B 3

2.ktsc..SđmTN= 2.1,4.0,5.160 = 224 MVA >128,55 – (75+

24

4 )= 47,55 MVA

(Thoả mãn)+ Phân bố công suất sau sự cố :

Công suất của mỗi cuộn trung MBATN là:

1

2 (2 75 - 13,39 - 2. 244 ) = 62,31 MVA

Công suất cuộn cao MBATN là:

SCC1 = SCC2 = SCH - SCT = 62,31 – 29,78 = 32,53 MVAXác định công suất thiếu:

+ Xác định sự phân bố lại công suất sau sự cố :

Công suất tải qua cuộn trung MBATN:

So sánh (1) và (2) ,ta thấy (1)>(2) và ta sẽ lấy (2)

Vậy công suất chuyên tải qua cuộn hạ MBATN sẽ là:

SCH = 87,5 MVA Công suất tải qua cuộn cao áp MBATN:

SCC = SCH - SCT

= 87,5 – (- 9,45) = 96,95 MVA Công suất thiếu:

Sthiếu = SVHT - SCC

= 100,11 - 96,95 = 3,16 MVA < Sdt = 504 MVA

(Thoả mãn )

Nhận xét:

• Công suất phát vào hệ thống là vừa đủ

• Máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải quá mức cho phép

Vậy các máy biến áp đã chọn trong phơng án I thoả mãn điều kiện vận hành lúc bình thờng và khi sự cố

II Phơng án II :

1 Chọn máy biến áp:

a Chọn máy biến áp B 1 , B 4 :

Hoàn toàn tơnh tự nh phơng án 1:

 Chọn MBA B4 loại TPдцHH 80- 115/10,5 có các thông số sau:

(Phụ lục III.4.Tr.151 [1] )

24

S (MVA)

t (h)0

2 Phân bố công suất cho các máy biến áp:

a Phân bố công suất cho máy biến áp B 4 , B 1 :

Để đảm bảo vận hành kinh tế thuận tiện ta phân bố công suất MBA B1,

b Phân bố công suất cho máy biến áp B 2 , B 3 :

Công suất cuộn cao:

Trong quá trình vận hành lúc bình thờng, các MBA không bị quá tải

3 Kiểm tra quá tải khi sự cố:

Để kiểm tra lúc sự cố, ta xét trờng hợp nguy hiểm nhất là lúc phụ tải

trung áp đạt giá trị cực đại

• SUf = 13,39 MVA

• SVHT = 100,11 MVA

a Đối với máy biến áp B 3 , B 3 :

Ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải sự cố với bộ MF - MBA

b Đối với máy biến áp liên lạc:

* Kiểm tra lúc bình thờng:

 208 MVA  128,55 MVA  (Thoả mãn)

Vậy máy biến áp tự ngẫu đã chọn thoả mãn điều kiện: Tải đợc lợng công suất thừa lúc bình thờng mà không quá tải quá mức cho phép.

Kiểm tra điều kiện sự cố lúc phụ tải trung max:

 Hỏng máy biến áp bộ: Hỏng bộ B 4

- Điều kiện quá tải sự cố :

kqtsc..n1.Stải

đm SmaxquaBA = STmax

kqtsc: Hệ số quá tải cho phép lúc sự cố kqtsc=1,4

n1: Số MBA nối vào thanh ghóp điện áp MF

Stải

đm: công suất định mức của máy biến áp Công suất cuộn trung MBATN :

kqtsc..n1.Stải

đm = 1,4.0,5.2.160 = 224 MVA

SmaxquaBA= 162,5 MVA

Vậy máy biến áp tự ngẫu đã chọn thoả mãn điều kiện đảm bảo tải đợc lợng công suất quá tải do sự cố mà không quá tải quá mức cho phép.

 112 MVA > 93,5 MVA  ( Thoả mãn )

+ Xác định sự phân bố lại công suất sau sự cố :

Công suất tải qua cuộn trung MBATN:

SCT = STmax - SBộ

= 162,5 - 69 = 93,5 MVACông suất tải qua cuộn hạ MBATN:

SCH = 140 MVA Công suất tải qua cuộn cao áp MBATN:

SCC = SCH - SCT

= 140 – 93,5 = 46,5 MVACông suất thiếu:

Sthiếu = SVHT - SCC

=100,11 – 46,50 = 53,61 MVA < Sdt = 504MVA

 (Thoả mãn )

Nhận xét:

• Máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải quá mức cho phép

Vậy các máy biến áp đã chọn trong phơng án II thoả mãn điều kiện vận hành lúc bình thờng và khi sự cố

II.2 Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng

I Phơng án I:

1 Máy biến áp ghép bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây:

* Tổn thất trong máy biến áp gồm hai phần :

- Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổnthất không tải của nó

- Tổn thất đồng trong dây dẫn, phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp

- Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn dâytrong một năm :

P0 PN : Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của MBA

SđmB : Công suất định mức của máy biến áp

Sbmax : Công suất bộ của máy biến áp

t : Thời gian vận hành của máy biến áp trong năm

Máy biến áp B3 và B4 luôn làm việc với đồ thị bằng phẳng và với côngsuất định mức của máy

2 Máy biến áp tự ngẫu ba pha:

Để tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu có nhiều phơngpháp Trong chuyên đề này ta tính tổn thất máy biến áp tự ngẫu tơng tự nhmáy biến áp ba pha ba cuộn dây Khi đó cuộn dây nối tiếp, cuộn dây chung vàcuộn dây hạ áp của MBA tự ngẫu tơng ứng với cuộn cao, trung và hạ của máybiến áp 3 cuộn dây

.SCi STi SHi : Công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của MBA TN trong

khoảng thời gian ti P0 : Tổn thất không tải

.PN-C, PN-T, PN-H : Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cao,

trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu

Nhà SX chỉ cho PNC-T  PNT-H = PNC-H = 0,5 PNC-T = 0,5.290 = 145 kW

145 0,52)=145 kW

145 0,52 - 290) = 715 kW

VËy tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p cña ph¬ng ¸n 1 lµ:

A = AB1+AB2+AB3+AB4 = 2 1527,81.103 + 2.2568,19.103

A = 8192.103 KWh

2 Ph¬ng ¸n II

1 M¸y biÕn ¸p ghÐp bé m¸y ph¸t ®iÖn-m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y:

KÕt qu¶ nh PAI AB4= 2568,19.103 kWh

145 0,52)=145 kW

215 0,52)= 145 kW

215 0,52 - 290) = 715 kW

= 8760.0,105+

365

1602 (0,145 11586,58 + 0,145 21878,91+ 0,715 41766,01)

AB2 = AB3 = 1509,9 MWh

Vậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phơng án III là:

A = AB1+AB2+AB3 +AB4 =

= 2786,12.103 + 2568,19.103 + 2 1509,9.103 =

= 8374,1.103 KWh  8192,1.103 KWh _ Của phơng án 1

Vậy xét về mặt tổn thất điện năng thì phơng án I tốt hơn phơng án II Tuy nhiên để đánh giá chọn đợc phơng án tối u ta phải tính toán kinh tế kĩ thuật thì mới chọn đợc phơng án cụ thể

B4 B3

B2 B1

F4

~ F3

~ F2

~ F1

Chơng III

So sánh kinh tế, kỹ thuật chọn phơng án tối u

Việc quyết định chọn một phơng án nào cũng đều phải dựa trên cơ sở sosánh về mặt kinh tế và kỹ thuật Về mặt kinh tế đó chính là tổng vốn đầu tcho phơng án , phí tổn vận hành hàng năm , thiệt hại hàng năm do mất điệnNếu việc tính toán thiệt hại hàng năm do mất điện khó khăn thì ta có thể sosánh các phơng án theo phơng thức rút gọn , bỏ qua thành phần thiệt hại Vềmặt kĩ thuật dể đánh giá một phơng án có thể dựa vào các điểm sau :

+ Tính đảm bảo cung cấp điện khi làm việc bình thờng cũng nh khi sự cố + Tính linh hoạt trong vận hành , mức độ tự động hoá

+ Tính an toàn cho ngời và thiết bị

Trong các phơng án tính toán kinh tế thờng dùng thì thì phơng pháp thờigian thu hồi vốn đầu t chênh lệch so với phí tổn vân hành hàng năm đợc coi làphơng pháp cơ bản để đành giá về mặt kinh tế của phơng án Vốn đầu t chophơng án bao gồm vốn đầu t cho mba và vốn đầu t cho thiết bị phân phối Vàthực tế , vốn đầu t vào thiết bị phân phối chủ yếu phụ thuộc vào giá tiền củamáy cắt , vì vậy để chọn các mạch thiết bị phân phối cho từng phơng án phảichọn sơ bộ loại máy cắt Để chọn sơ bộ loại máy cắt ta phải tính dòng cỡngbức cho từng cấp điện áp

III.1 Xác định dòng điện làm việc cỡng bức III.1.1 Xác định dòng điện làm việc cỡng bức phơng án 1.

I(2) =

S CCmax

√3.U

* Khi làm việc bình thờng : SCCmax = 76,01MVA => I(2) = 0,199 KA

* Khi sự cố bên trung: SCCmax = 32,53 MVA => I(2) = 0,085 KA

* Khi sự cố MBALL: SCCmax = 96,95 MVA => I(2) = 0,254 KA

Vậy dòng làm việc cỡng bức bên cao để chọn khí cụ điện và MC là :

I max

cb = 0,398 KA

- Cấp điện áp 110 KV

Mạch thiết kế gồm 5 đờng dây với Pmax = 140 MW ; cos = 0,80 Theo

đầu bài công suất các mạch nh nhau nên công suất của 1 mạch là:

Mạch trung áp máy biến áp liên lạc

Dòng cỡng bức đợc xét khi sự cố một trong hai máy biến áp tự ngẫu

Dòng cỡng bức qua bộ máy phát điện _ máy biến áp B3: Icb = 0,46 KA

Vậy dòng cỡng bức phía 110 lấy là I cb = 0,46 KA

Nh vậy cả hai phơng án trên ta đều chọn đợc kháng điện cùng loại và đều

đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật do vậy giữ cả hai phơng án để so sánh kinh

tế tìm ra phơng án tối u

III.2 So sánh kinh tế kỹ thuật lựa chọn phơng án tối u

Mục đích của phần này là so sánh đánh giá các phơng án về mặt kinh

tế từ đó lựa chọn phơng án tối u đảm bảo các điều kiện kỹ thuật và chỉ tiêukinh tế

Về mặt kinh tế khi tính vốn đầu t của 1 phơng án , chúng ta chỉ tínhtiền mua thiết bị, tiền chuyên trở và xây lắp các thiết bị chính Một cách gần

đúng ta có thể chỉ tính vốn đầu t cho máy biến áp và các thiết bị phân phối

Mà tiền chi phí xây dựng thiết bị phân phối thì ta tính vào số mạch của thiết bịphân phối ở các cấp điện áp tơng ứng chủ yếu do máy cắt quyết định

Một phơng án về thiết bị điện đợc gọi là có hiệu quả kinh tế cao nhấtnếu chi phí tính toán thấp nhất :

Ci = Pi + ađm.Vi + Yi

• Ci : Hàm chi phí tinh toán của phơng án i (đồng )

• Pi : Phí tổn vận hành hàng năm của phơng án i ( đồng/năm )

• Vi : Vốn đầu t của phơng án i ( đồng )

• Yi : Thiệt hại do mất điện gây ra của phơng án i ( đồng/năm )

• ađm : Hệ số định mức của hiệu quả kinh tế = 0,15 ( 1/năm )

ở đây các phơng án giống nhau về máy phát điện Do đó vốn đầu t đợctính là tiền mua, vận chuyển và xây lắp các máy biến áp và thiết bị phân phối

là máy cắt

Vốn đầu t : Vi = VBi + VTBPPi

Trong đó :

• Vốn đầu t máy biến áp VB = kB.vB

ã KBi : Là hệ số có tính đến tiền chuyên chở và xây lắp MBA thứ i

Hệ số này phụ thuộc vào điện áp định mức cuộn cao áp và côngsuất định mức của máy biến áp

ã vB : Tiền mua máy biến áp

100 : Khấu hao hàng năm về vốn và sửa chữa lớn.

ã a%: Định mức khấu hao ( % )

ã Ppi : Chi phí lơng công nhân và sủa chữa nhỏ Có thể bỏ qua vì nóchiếm giá trị không đáng kể so với tổng chi phí sản xuất và cũng ít khác nhaugiữa các phơng án

ã Pti = .A : Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm gây ra

 = 0,06 USD /kWh

Về mặt kỹ thuật thì một phơng án chấp nhận đợc phải đảm bảo các điều kiện:

ã Tính đảm bảo cung cấp điện lúc làm việc bình thờng cũng nh khi sự

cố

ã Tính linh hoạt trong vận hành

ã Tính an toàn cho ngời và thiết bị

I.Chọn máy cắt và dao cách ly cho từng phơng án :

II So s¸nh kinh tÕ gi÷a c¸c ph¬ng ¸n:

1 TÝnh to¸n kinh tÕ cho ph¬ng ¸n 1:

a TÝnh vèn ®Çu t cho m¸y biÕn ¸p:

• Gåm 2 m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ATдцHTH –160 -220/110 cã K B = 1,4

Gi¸ 750 103 USD /1m¸y

• Hai m¸y biÕn ¸p 3 pha 2 d©y quÊn TдцH – 80 - 110/10,5 cã KB = 1,5Gi¸ 550 103 USD/1m¸y

• Vậy tổng vốn đầu t cho máy biến áp là

VB = 2.1,4.750 103 + 2.1,5.550 10 3 = 3750 103 USD

b.Vốn đầu t cho thiết bị phân phối:

Qua sơ đồ nối điện chính của 2 phơng án ta thấy về cơ bản sơ đồ làgiống nhau, chỉ khác nhau về số lợng máy cắt Do đó khi tính toán vốn đầu tcho thiết bị phân phối ta chỉ tính đến giá thành của các mạch máy cắt điện ởcác cấp điện áp

• Cấp điện áp 220KV gồm 5 mạch máy cắt FA245-40 có giá là

β : là giá thành trung bình điện năng trong hệ thống điện nó phụ

thuộc vào thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax và vị trí địa lý đặt thiết bị Lấy

β = 0,06 USD/ KWh

⇒ Pt = 0,06 8192.1.103 = 491.103 USD = 7756 109 VND

▪ Vậy phí tổn vận hành hàng năm của phơng án 1 là:

P = P k + P t = 5773 10 9 + 7756 10 9 = 13529.10 9 VND

F1 F2

B 3

B4

F4 F3

2 Tính toán kinh tế cho phơng án 2:

a Tính vốn đầu t cho máy biến áp:

• Gồm 2 máy biến áp tự ngẫu ATдцHTH –160 -220/110 có K B = 1,4

Giá 750 103 USD /1máy

• 1 máy biến áp 3 pha 2 dây quấn TдцH – 80 - 110/10,5 cóKB = 1,5

b.Vốn đầu t cho thiết bị phân phối:

Qua sơ đồ nối điện chính của 2 phơng án ta thấy về cơ bản sơ đồ làgiống nhau, chỉ khác nhau về số lợng máy cắt Do đó khi tính toán vốn đầu tcho thiết bị phân phối ta chỉ tính đến giá thành của các mạch máy cắt điện ởcác cấp điện áp

• Cấp điện áp 220KV gồm 6 mạch máy cắt FA245-40 có giá là

80 103 USD /1mạch

• Cấp điện áp 110KV gồm 11 mạch máy cắt FA123-40 có giá

40 103 USD /1mạch

• Cấp 10,5KV gồm 3 mạch máy cắt loại 8BK40 ,giá là 30 103 USD

β : là giá thành trung bình điện năng trong hệ thống điện nó phụ

thuộc vào thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax và vị trí địa lý đặt thiết bị Lấy

β = 0,06 USD/ KWh

⇒ Pt = 0,06 8374,1.103 = 502.103 USD = 7921 109 VND

▪ Vậy phí tổn vận hành hàng năm của phơng án 2 là:

P = Pk + Pt = 6100.109 + 7921 109 = 14021.109 VND

Ta có bảng kết quả tính toán kinh tế các phơng án:

Phơng án

Tổn thất

điện năng trong 1 năm

103 KWh

Vốn đầu t

10 9 VND

Phí tổn vận hành

- Độ tin cậy cung cấp điện của hai phơng án là nh nhau

- Phơng án 1 có các bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây là giống

nhau nên sẽ đợc vận hành đễ dàng hơn, ở cấp điện áp thấp hơn mức

độ an toàn điện cũng có thể coi là cao hơn cho ngời và thiết bị

- Khả năng phát triển của phơng án 1 tốt hơn khi cần bổ xung thêmnguồn vào phía thanh góp 220kV hay thêm phụ tải vào phía 110 kV

Nh vậy qua phân tích kinh tế và kỹ thuật đối với 2 phơng án ta thấy

ph-ơng án 1 có nhiều u điểm hơn phph-ơng án 2.Vì vậy ta quyết định chọn phph-ơng

án 1 làm phơng án tối u cho đề tài thiết kế.

Chơng iV Tính toán dòng điện ngắn mạch Chọn khí cụ điện và thanh dẫn IV.1 Tính toán dòng điện ngắn mạch:

Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện vàdây dẫn của nhà máy đảm bảo các chỉ tiêu ổn định động và ổn định nhệt khingắn mạch

Khi chọn sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ

điện cần chọn 1 chế độ làm việc nặng nề nhất nhng phải phù hợp với điều kiệnlàm việc thực tế Dòng điện tính toán ngắn mạch để chọn khí cụ điện là dòngngắn mạch 3 pha

ã Chọn điểm ngắn mạch N2 : Để chọn khí cụ điện cho mạch 110

KV có nguồn cung cấp là nhà máy điện và hệ thống

ã Chọn điểm ngắn mạch N3 : Để chọn khí cụ điện mạch hạ áp củamáy biến áp liên lạc có nguồn cung cấp là các máy phát điện và hệ thống giảthiết máy biến áp liên lạc B1 nghỉ tức là các máy cắt điện phía cao và trungcủa MBA B1 đều cắt ra

ã Chọn điểm ngắn mạch N4 : Để chọn khí cụ điện trên mạch phân

đoạn thanh góp điện áp máy phát có nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch làcác máy phát điện và hệ thống Giả thiết máy phát I và máy biến áp I khônglàm việc

ã Chọn điểm ngắn mạch N5 : Chọn khí cụ điện cho mạch máy phát

điện có nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là máy phát điện I

· Chän ®iÓm ng¾n m¹ch N5’ : §Ó chän khÝ cô ®iÖn trªn m¹ch ph©n ®o¹nthanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t, cã nguån cung cÊp lµ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn vµ HT

· Chän ®iÓm ng¾n m¹ch N6 : §Ó chän khÝ cô ®iÖn trªn m¹ch tùdïng , cã nguån cung cÊp cho ®iÓm ng¸n m¹ch lµ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn vµ hÖthèng IN6 = IN5 + IN5’

11 0KV

B

1

N 1

N 2

N

3

N 4

• §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p B1, B2.

+ §iÖn kh¸ng cuén cao ¸p

X15X14

E34N1

X18 = X13 + X17 = 0,036 + 0,08 = 0,116