ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 5x60MW Giáo viên hướng dẫn TRƯƠNG NGỌC MINH

NỘI DUNG BẢN ĐỒ ÁN BAO GỒM 2 PHẦN: I. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÓ 5 TỔ MÁY VỚI CÔNG SUẤT MỖI TỔ 60MW (TỔNG CÔNG SUẤT TOÀN NHÀ MÁY 300MW). II. CÁC BẢN VẼ A0 PHỤC VỤ BẢO VỆ

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển chung của nền kinh tế, nhu cầu sử dụngđiện năng trong các lĩnh vực giao thông, nông nghiệp, công nghiệp, sinhhoạt tăng lên và đặc biệt là sự phát triển ngày càng nhiều các xí nghiệpcông nghiệp với nhu cầu sử dụng điện năng rất lớn Do vậy, đẩy nhanh việcxây dựng các nhà máy điện là rất cần thiết

Thiết kế một nhà máy điện nói chung với hệ thống là một vấn đề rất quantrọng, nó sẽ nâng cao độ tin cậy cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ vìchúng hỗ trợ nhau khi sự cố một nhà máy nào đấy Đồng thời tăng thêm tính

ổn định của hệ thống và hạn chế số lượng máy phát dự trữ so với khi vậnhành độc lập

Quá trình thiết kế không những củng cố lại những kiến thức đã được học

mà còn giúp đỡ em có thêm những hiểu biết chính xác và đầy đủ hơn về một

hệ thống điện nói chung cũng như một nhà máy nhiệt điện nói riêng

Qua đây, em cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo Trương

Ngọc Minh đã trực tiếp hướng dẫn em, cùng các thầy cô giáo, cán bộ trong

bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ trong bản thiết kế

Sinh viên thực hiện

Phạm Thị Huệ

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI – CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 7

I CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 7

II TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 8

II.1 Phụ tải địa phương (SĐP ) 8

II.2 Phụ tải điện áp trung 110kV (STA) 9

II.3 Phụ tải toàn nhà máy (SNM) 10

II.4 Công suất tự dùng của nhà máy (STD) 11

II.5 Cân bằng công suất và công suất phát lên hệ thống (SHT) 12

III NHẬN XÉT 15

CHƯƠNG 2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA NHÀ MÁY 17

I ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN 17

I.1 Phương án 1 18

I.2 Phương án 2 19

I.3 Phương án 3 21

I.4 Đánh giá sơ bộ các phương án 22

II PHƯƠNG ÁN 1 22

II.1 Chọn máy biến áp 22

II.1.1 Máy biến áp tự ngẫu B1 & B2 22

II.1.2 Máy biến áp B3 23

II.1.3 Máy biến áp B4 , B5 23

II.2 Phân bố công suất máy biến áp 23

II.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây 23

II.2.2 Máy biến áp liên lạc 24

II.3 Kiểm tra quá tải máy biến áp 25 II.3.1

II.3.2 Quá tải sự cố 25

II.4 Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp 27

II.4.1 Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây 27

II.4.2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu 28

II.4.3 Tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp phương án 1 30

II.5 Xác định dòng cưỡng bức 30

II.5.1 Cấp điện áp 220kV 30

II.5.2 Cấp điện áp 110kV 31

II.5.3 Cấp điện áp 10,5kV 31

III PHƯƠNG ÁN 2 32

III.1 Chọn máy biến áp 32

III.1.1 Máy biến áp tự ngẫu B1 & B2 32

III.1.2 Máy biến áp B3, B4 , B5 32

III.2 Phân bố công suất máy biến áp 33

III.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây 33

III.2.2 Máy biến áp liên lạc 33

III.3 Kiểm tra quá tải máy biến áp 34

III.3.1 Quá tải bình thường 34

III.3.2 Quá tải sự cố 34

III.4 Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp 36

III.4.1 Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây 36

III.4.2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu 37

III.4.3 Tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp phương án 2 39

III.5 Xác định dòng cưỡng bức 39

III.5.1 Cấp điện áp 220kV 39

III.5.2 Cấp điện áp 110kV 39

III.5.3 Cấp điện áp 10,5kV 40

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH 41

I CHỌN CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN 41

II CHỌN CÁC ĐIỂM TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 41

III TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 43

III.1 Phương án 1 43

III.1.1 Tính điện kháng các phần tử 43

III.1.2 Sơ đồ điện kháng thay thế 45

III.1.3 Tính toán ngắn mạch tại điểm N1 45

III.1.4 Tính toán ngắn mạch tại điểm N2 48

III.1.5 Tính toán ngắn mạch tại điểm N3 50

III.1.6 Tính toán ngắn mạch tại điểm N4 53

III.1.7 Tính dòng ngắn mạch tại điểm N5 54

III.2 Phương án 2 56

III.2.1 Tính điện kháng các phần tử 56

III.2.2 Sơ đồ điện kháng thay thế 57

III.2.3 Tính toán ngắn mạch tại điểm N1 57

III.2.4 Tính toán ngắn mạch tại điểm N2 60

III.2.5 Tính toán ngắn mạch tại điểm N3 63

III.2.6 Tính toán ngắn mạch tại điểm N4 65

III.2.7 Tính dòng ngắn mạch tại điểm N5 66

IV LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY 67

IV.1 Phương án 1 67

IV.1.1 Chọn máy cắt điện 67

IV.1.2 Chọn sơ đồ nối điện chính 68

IV.2 Phương án 2 69

IV.2.1 Chọn máy cắt điện 69

IV.2.2 Chọn sơ đồ nối điện chính 70

CHƯƠNG 4 SO SÁNH KINH TẾ - KỸ THUẬT LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 71

I TÍNH KINH TẾ CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN 71

I.1 Phương án 1 71

I.1.1 Tính vốn đầu tư 71

I.1.2 Tính phí tổn vận hành hàng năm 72

I.1.3 Chi phí tính toán 73

I.2 Phương án 2 74

I.2.1 Tính vốn đầu tư 74

I.2.2 Tính phí tổn vận hành hàng năm 75

I.2.3 Chi phí tính toán 75

II SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 76

CHƯƠNG 5 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY

QUA 77

I CHỌN DAO CÁCH LY 77

II CHỌN THANH DẪN CỨNG CHO MÁY PHÁT 78

II.1 Chọn tiết diện thanh dẫn cứng cho mạch máy phát 79

II.1.1 Kiểm tra ổn định nhiệt 80

II.1.2 Kiểm tra ổn định động 80

II.1.3 Xác định khoảng cách lớn nhất có thể giữa 2 miếng đệm 82

II.2 Chọn sứ đỡ thanh dẫn cứng 82

II.2.1 Điều kiện chọn sứ 82

II.2.2 Kiểm tra ổn định động 83

III CHỌN THANH DẪN MỀM 84

III.1 Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 220 kV 85

III.1.1 Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch 85

III.1.2 Kiểm tra điều kiện phát sinh vầng quang 89

III.2 Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 110 kV 90

III.2.1 Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch 90

III.2.2 Kiểm tra điều kiện phát sinh vầng quang 92

IV CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (BU) 93

IV.1 Chọn BU cho cấp điện áp máy phát 10,5kV 93

IV.2 Chọn BU cho cấp điện áp 110kV và 220kV 95

V CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (BI) 96

V.1 Chọn biến dòng cho cấp điện áp máy phát 10,5kV 97

V.2 Chọn biến dòng cho cấp điện áp 110kV và 220kV 98

VI CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG 100

VI.1 Chọn cáp 100

VI.1.1 Chọn cáp đơn 100

VI.1.2 Chọn cáp kép 101

VI.2 Chọn máy cắt điện 102

VI.3 Chọn kháng điện 103

VII CHỌN CHỐNG SÉT VAN 107

VII.1 Chọn chống sét van cho thanh góp cao và trung 107

VII.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp tự ngẫu 107

VII.3 Chọn chống sét van cho máy biến áp hai cuộn dây 108

CHƯƠNG 6 CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG 109

I CHỌN SƠ ĐỒ TỰ DÙNG 109

II CHỌN THIẾT BỊ TỰ DÙNG 110

II.1 Chọn máy biến áp tự dùng 110

II.1.1 Máy biến áp tự dùng bậc 1 110

II.1.2 Máy biến áp dự phòng bậc 1 111

II.1.3 Máy biến áp tự dùng bậc 2 111

II.2 Chọn máy cắt điện và aptomat cho mạch tự dùng 112

II.2.1 Chọn máy cắt điện cấp điện áp 10,5kV 112

II.2.2 Chọn máy cắt điện cấp điện áp 6,3kV 113

II.2.3 Chọn áptômát cấp điện áp 0,4kV 113

TÀI LIỆU THAM KHẢO 115

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI – CÂN BẰNG CÔNG

SUẤT

Điện năng là dạng năng lượng không thể tích trữ với số lượng lớn, vì vậytính toán phụ tải và cân bằng công suất giữa hộ tiêu thụ và nhà máy phát điện

là công việc khởi đầu để thiết kế nhà máy điện

Trong nhiệm vụ thiết kế, phụ tải hàng ngày của nhà máy gồm có: phụ tảicấp điện áp máy phát (10kV), phụ tải trung áp (cấp 110kV) cho dưới dạng %công suất tác dụng cực đại (Pmax) và hệ số công suất (cosϕtb) của từng phụ tảitương ứng Dựa vào đó ta tính được phụ tải ở các cấp điện áp theo công thứctổng quát:

(t) (t)

tb

PS

cos

100Trong đó:

 S(t):Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t và tính bằngMVA

 P(t)%: Công suất tác dụng tại thời điểm t của phụ tải tính bằng % côngsuất tác dụng cực đại hay định mức

 Pmax: Công suất tác dụng cực đại hay định mức, tính bằng MW

Quá trình tính toán được thực hiện như sau:

I CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN

Theo yêu cầu thiết kế nhà máy thiết kế là nhà máy nhiệt điện có công suấttổng là 300 MW gồm 5 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất là 60MW

Phụ tải ở đầu cực máy phát có Uđm= 10kV cho nên để thuận tiện cho việc

cung cấp điện cho phụ tải này ta chọn kiểu máy phát TB-60-2.

Bảng 1.1 Thông số máy phát điện

Loại máy

phát

nv/ph

SđmMVA

Pđm

MW cosϕ Uđm

kV

IđmkA

Điện kháng tương đốiđịnh mức

Xd’’ Xd’ Xd

TBΦ-60-2 3000 75 60 0,8 10,5 4,125 0,146 0,22 1,691

II TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Theo yêu cầu thiết kế nhà máy cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp:10kV; 110kV và phát về hệ thống 220kV một lượng công suất còn lại (trừ tựdùng) Công suất tiêu thụ ở các phụ tải được cho ở các bảng biến thiên phụtải trong ngày Sau đây ta tính toán cho từng phụ tải như sau:

II.1 Phụ tải địa phương (SĐP )

Các số liệu ban đầu: Uđm = 10kV; Pmax= 10MW; cosϕ= 0,86

ϕ

max max

II.2 Phụ tải điện áp trung 110kV (S TA )

Các số liệu ban đầu: Uđm = 110kV; Pmax= 140MW; cosϕ= 0,89

ϕ

max max

II.3 Phụ tải toàn nhà máy (S NM )

Các số liệu ban đầu: Uđm = 10kV; Pmax= 300MW; cosϕ= 0,8

ϕ

max max

II.4 Công suất tự dùng của nhà máy (S TD )

Các số liệu ban đầu:α = 6,7%; cosϕ= 0,8

Với nhà máy nhiệt điện, có thể xác định phụ tải tự dùng theo biểu thức gầnđúng sau:

 STD(t): phụ tải tự dùng tại thời điểm t

 SNM: công suất đặt của toàn nhà máy

 SNM(t): công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t

Bảng 1.5 Biến thiên phụ tải tự dùng của nhà máy trong ngày

II.5 Cân bằng công suất và công suất phát lên hệ thống (S HT )

Với giả thiết bỏ qua tổn thất công suất máy biến áp ta có, công suất nhà máyphát lên hệ thống như sau:

SHT= SNM - (SĐP+ STA+ STD)Trong đó:

 SHT: công suất nhà máy phát lên hệ thống, (MVA)

 SNM: công suất phát của nhà máy, (MVA)

 SĐP: công suất tiêu thụ của phụ tải cấp điện áp máy phát, (MVA)

 STA: công suất tiêu thụ của phụ tải trung áp, (MVA)

 STD: công suất tự dùng của nhà máy, (MVA)

Thay các số liệu tại các thời điểm trong ngày vào công thức trên ta tínhđược lượng công suất nhà máy phát về hệ thống Tổng hợp các phụ tải và

lượng công suất phát về hệ thống ta có bảng cân bằng công suất toàn nhàmáy.

Bảng 1.6 Cân bằng công suất của nhà máy và công suất phát lên hệ thống

III NHẬN XÉT

Qua quá trình phân tích và tính toán phụ tải ở các cấp điện áp và phụ tải toànnhà máy ta rút ra một số nhận xét sau:

- Nhà máy điện đủ khả năng cung cấp cho phụ tải ở các cấp điện áp, ngoài

ra còn phát công suất lên hệ thống

- Tính chất của các phụ tải tại các cấp điện áp:

 Phụ tải địa phương (10kV):

- Với dự trữ quay là 300MVA lớn hơn công suất từ nhà máy phát lên hệthống (SHTmax < SdtHT), do đó nếu bất cứ sự cố tổ máy phát hay máy biến

áp trong nhà máy cũng không ảnh hưởng đến sự làm việc ổn định của hệthống điện Vì thế không cần kiểm tra sự làm việc ổn định của hệ thốngđiện khi có sự cố trong nhà máy Tuy nhiên, nhà máy cũng góp phần đảm

SHTmax=188,81MVA

CHƯƠNG 2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA NHÀ MÁY

I ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN

Lựa chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một bước cơ bản vàquan trọng để xây dựng sơ đồ nối điện chi tiết của toàn nhà máy Do đó, cácphương án đưa ra vừa phải hợp lý về cung cấp điện cho phụ tải ở các cấpđiện áp vừa phải khác nhau về số lượng và dung lượng của các máy biến ápđấu vào cùng một cấp điện áp

Các nguyên tắc lựa chọn sơ đồ nối điện:

- Đây là nhà máy nhiệt điện, phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ nên khôngcần dùng thanh góp cấp điện áp máy phát Phụ tải địa phương (SĐP) và tựdùng (STD) lấy từ đầu cực máy phát

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

C

ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạc giữa các cấp điện áp vừa đểtruyền tải công suất lên hệ thống

- Sử dụng số lượng bộ máy phát – máy biến áp hai cuộn dây phía trung saocho tương ứng với công suất phụ tải tập trung cấp trung

Do STAmax/STAmin= 157,3/125,84 mà SđmF = 75MVA, cho nên cần ghép từ

2 đến 3 bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây bên trung áp

- Ghép số bộ máy phát - máy biến áp ở bên cao cùng với công suất cấp từmáy biến áp liên lạc tương ứng với công suất yêu cầu bên cao

Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phương án như sau:

- Phụ tải địa phương được cung cấp điện từ phía hạ của máy biến áp liênlạc.

- Phương án này sử dụng 3 chủng loại máy biến áp nên giá thành sẽcao hơn.

I.3 Phương án 3

Hình 2.3 Sơ đồ nối điện Phương án 3

Nhận xét:

- Ghép ba bộ máy phát điện - máy biến áp vào thanh góp phía cao còn phía

trung ghép 2 bộ , hai máy biến áp tự ngẫu vừa làm nhiệm vụ liên lạc giữa

hai bên cao và trung còn cung cấp cho phụ tải địa phương

- Phụ tải địa phương SĐPđược cung cấp điện từ hai máy biến áp tự ngẫu

Toàn bộ thiết bị phân phối phức tạp; có nhiều máy biến áp nên vốn đầu tư sẽtăng lên.

I.4 Đánh giá sơ bộ các phương án

Qua phân tích sơ bộ 3 phương án nêu trên ta thấy phương án 1 và 2 có nhiều

ưu điểm hơn phương án 3 (do phương án 3 có vốn đầu tư cao, lại phức tạp vàkhó khăn trong việc thiết kế và vận hành) Do đó ta loại bỏ phương án 3, giữlại hai phương án 1 và 2 để tiếp tục tính toán so sánh nhằm chọn ra phương

án tối ưu cho nhà máy thiết kế

II PHƯƠNG ÁN 1

II.1 Chọn máy biến áp

II.1.1 Máy biến áp tự ngẫu B1 & B2

Máy biến áp tự ngẫu B1 & B2 (máy biến áp liên lạc) được chọn theo điềukiện sau:

α: Hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu (α = 0,5)

Tra bảng ta chọn máy biến áp tự ngẫu có kí hiệu và các thông số như sau:

Bảng 2.1 Thông số máy biến áp tự ngẫu B1 & B2 của phương án 1

Loại

MBA

SđmMVA

Điện áp cuộn dây

II.1.2 Máy biến áp B3

Máy biến áp B3 (phía 220kV) có công suất được chọn theo điều kiện sau:

SB3đm≥ SFđm= 75MVA

Bảng 2.2 Thông số máy biến áp 2 cuộn dây B3 của phương án 1

LoạiMBA

SđmMVA

II.1.3 Máy biến áp B4 , B5

Máy biến áp B4 & B5 (phía 110kV) có công suất được chọn theo điều kiệnsau:

SB4đm = SB5đm ≥ SFđm= 75MVA

Bảng 2.3 Thông số máy biến áp 2 cuộn dây B4 & B5 của phương án 1

LoạiMBA

SđmMVA

II.2 Phân bố công suất máy biến áp

II.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây

Do các máy phát nối bộ với các máy biến áp hai cuộn dây luôn phát với côngsuất định mức do đó phân bố công suất của các máy biến áp hai cuộn dây làbằng phẳng:

B3 B4 B5 Fdm TDmax

S =S =S =S - S =75 - *25,13 = 69,98M VA

II.2.2 Máy biến áp liên lạc

Công suất truyền tải trên các cuộn dây của các máy biến áp B1 & B2 đượctính như sau:

2

1[SHT(t) – SB3]

2

1[STA(t) - SB4- SB5]

II.3 Kiểm tra quá tải máy biến áp

II.3.1 Quá tải bình thường

a Máy biến áp 2 cuộn dây:

II.3.2 Quá tải sự cố

Do phụ tải phía trung áp (110kV) chiếm phần lớn công suất, do đó xem xétmáy biến áp tự ngẫu có bị quá tải hay không trong trường hợp nguy hiểmnhất khi STAmax= 157,30MVA

a Sự cố một bộ máy phát + máy biến áp 2 cuộn dây phía trung áp:

Giả thiết sự cố máy biến áp B5:

- Phân bố công suất cho máy biến áp tự ngẫu (B1 & B2):

 Công suất cuộn trung áp:

 Công suất qua cuộn cao:

SCCB1(B2)= SCHB1(B2)- SCTB1(B2)= 64,16 - 43,66 = 20,5MVA

Ta nhận thấy khi sự cố 1 bộ máy phát + máy biến áp hai cuộn dây phíatrung thì các máy biến áp liên lạc B1 và B2 vẫn làm việc non tải, do thỏamãn điều kiện: (SCC, SCT, SCH) <α* SđmB1(B2)= 0,5 * 160 = 80MVA

- Lượng công suất của nhà máy phát lên hệ thống là:

SHT= SCCB1+ SCCB2+SB3= 2 * 20,5 + 69,98 = 110,98MVA

- Công suất thiếu so với lúc vận hành bình thường là:

Sthiếu= 144,95 – 110,98 = 33,97 < SdtHT(SdtHT= 300MVA)

⇒Hệ thống làm việc ổn định

b Sự cố một máy biến áp tự ngẫu:

Giả thiết sự cố máy biến áp B2:

- Phân bố công suất cho máy biến áp tự ngẫu:

 Công suất cuộn trung áp:

SCTB1= STAmax- SB4-SB5= 157,30 - 2*69,98 = 17,35MVA

 Công suất cuộn hạ:

SCHB1= SđmF TDmax

S-

- Lượng công suất của nhà máy phát lên hệ thống là:

SHT= SCCB1+ SB3= 41 + 69,98 = 110,98MVA

- Công suất thiếu so với lúc vận hành bình thường là:

Sthiếu= 144,95 – 110,98 = 33,97 < SdtHT(SdtHT= 300MVA)

⇒Hệ thống làm việc ổn định

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

II.4 Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp

II.4.1 Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây

Được tính theo công thức sau:

2 t

 St: Công suất tải qua máy biến áp (máy biến áp luôn làm việc với côngsuất tải là St= 69,98MVA)

 SdmB: Công suất định mức của máy biến áp 2 cuộn dây

 ∆P0,∆PN: Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp

T = 8760h

Từ các thông số máy biến áp trong Bảng 2.2 và Bảng 2.3 ta có:

- Tổn thất điện năng trong máy biến áp B3:

2

3 B3

- Tổn thất điện năng trong mỗi máy biến áp B4 & B5:

II.4.2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu

Được tính theo công thức sau:

 SđmTN: Công suất dịnh mức của máy biến áp tự ngẫu

 ∆P0: Tổn thất không tải của máy biến áp tự ngẫu

 ∆PNC, ∆PNT, ∆PNH: Tổn thất ngắn mạch cuộn cao, trung, hạ của máybiến áp tự ngẫu

T = 8760 h

Từ các thông số máy biến áp trong Bảng 2.1 ta có:

kW0912

3802

PP

P NC - T

H - NT H

∆+

∆

=

T - NC NC

PP

P0.5

P

2 2

190 1900.5 380 190kW

∆+

∆

=

T - NC NT

PP

P0.5

P

190 1900.5 380 190kW

∆ +

P P

P 0.5

P

190 1900.5 -380 570kW

3 TN

Bảng 2.5 Dòng điện làm việc cưỡng bức của phương án 1

III PHƯƠNG ÁN 2

III.1 Chọn máy biến áp

III.1.1 Máy biến áp tự ngẫu B1 & B2

Máy biến áp tự ngẫu B1 & B2 (máy biến áp liên lạc) được chọn theo điềukiện sau:

α: Hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu (α = 0,5)

Tra bảng ta chọn máy biến áp tự ngẫu có kí hiệu và các thông số như sau:

Bảng 2.6 Thông số máy biến áp tự ngẫu B1 & B2 của phương án 2

Loại

MBA

SđmMVA

Điện áp cuộn dây

III.1.2 Máy biến áp B3, B4 , B5

Máy biến áp B3, B4, B5 (phía 110kV) có công suất được chọn theo điềukiện sau:

SB3đm= SB4đm= SB5đm≥ SFđm= 75MVA

Bảng 2.7 Thông số máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4, B5 của phương án 2

LoạiMBA

SđmMVA

III.2 Phân bố công suất máy biến áp

III.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây

Do các máy phát nối bộ với các máy biến áp hai cuộn dây luôn phát với côngsuất định mức do đó phân bố công suất của các máy biến áp hai cuộn dây làbằng phẳng:

B3 B4 B5 Fdm TDmax

S =S =S =S - S =75 - *25,13 = 69,98M VA

III.2.2 Máy biến áp liên lạc

Công suất truyền tải trên các cuộn dây của các máy biến áp B1 & B2 đượctính như sau:

t(h) Công suất 0 - 5 5 - 8 8 - 12 12 - 18 18 - 20 20 - 24

III.3 Kiểm tra quá tải máy biến áp

III.3.1 Quá tải bình thường

a Máy biến áp 2 cuộn dây:

III.3.2 Quá tải sự cố

Do phụ tải phía trung áp (110kV) chiếm phần lớn công suất, do đó xem xétmáy biến áp tự ngẫu có bị quá tải hay không trong trường hợp nguy hiểmnhất khi STAmax= 157,30MVA

a Sự cố một bộ máy phát + máy biến áp 2 cuộn dây phía trung áp:

Giả thiết sự cố máy biến áp B5:

- Phân bố công suất cho máy biến áp tự ngẫu (B1 & B2):

 Công suất cuộn trung áp:

- Lượng công suất của nhà máy phát lên hệ thống là:

SHT= SCCB1+ SCCB2= 2 * 55,48 = 110,98MVA

- Công suất thiếu so với lúc vận hành bình thường là:

Sthiếu= 144,95 – 110,98 = 33,95 < SdtHT(SdtHT= 300MVA)

⇒Hệ thống làm việc ổn định

b Sự cố một máy biến áp tự ngẫu:

Giả thiết sự cố máy biến áp B2:

- Phân bố công suất cho máy biến áp tự ngẫu:

 Công suất cuộn trung áp:

SCTB1= STAmax- SB3- SB4-SB5= 157,30 - 3*69,98 = -52,63MVA

 Công suất cuộn hạ:

SCHB1= SđmF TDmax

S-

25,13

 Công suất cuộn cao:

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

III.4 Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp

III.4.1 Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây

Được tính theo công thức sau:

2 t

 St: Công suất tải qua máy biến áp (máy biến áp luôn làm việc với côngsuất tải là St= 69,98MVA)

 SdmB: Công suất định mức của máy biến áp 2 cuộn dây

 ∆P0,∆PN: Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp

T = 8760h

- Tổn thất điện năng trong mỗi máy biến áp B3, B4 & B5:

III.4.2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu

Được tính theo công thức sau:

 SđmTN: Công suất dịnh mức của máy biến áp tự ngẫu

 ∆P0: Tổn thất không tải của máy biến áp tự ngẫu

 ∆PNC, ∆PNT, ∆PNH: Tổn thất ngắn mạch cuộn cao, trung, hạ của máybiến áp tự ngẫu

T = 8760 h

Từ các thông số máy biến áp trong Bảng 2.6 ta có:

kW0912

3802

PP

P NC - T

H - NT H

∆+

∆

=

T - NC NC

PP

P0.5

P

2 2

190 1900.5 380 190kW

∆+

∆

=

T - NC NT

PP

P0.5

P

190 1900.5 380 190kW

∆ +

P P

P 0.5

P

190 1900.5 -380 570kW

3 TN

- Dòng điện cưỡng bức phía trung áp máy biến áp liên lạc khi có sự cố:

sc (2) CTmax cb

Bảng 2.9 Dòng điện làm việc cưỡng bức của phương án 2