ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN_CHƯƠNG 2 potx

CHƯƠNG II CHỌN MÁY MÁY BIẾN ÁP ,CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG I... Điều kiện làm việc bình thường: UKbt = XK%.. Điều kiện làm việc cưỡng bức: UKcb = XK%.. Chọn kh

CHƯƠNG II CHỌN MÁY MÁY BIẾN ÁP ,CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN

TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

I Chọn máy biến áp:

- Công suất của máy biến áp phải đủ khả năng cung cấp theo yêu cầu phụ tải, không những ngay trong trong điều kiện bình thường mà ngay cả khi xảy ra

sự cố

- Giả sử máy biến áp được chọn hiệu chỉnh theo nhiệt độ

1.phương án 1

a.Chọn máy biến áp B 3 :

- Công suất của máy biến áp được chọn

SđmB3 ≥ SđmF1 = 62,5 (MVA)

- Tra TLTK I, chọn được máy biến áp với các thông số sau:

Điện áp cuộn

Loại

S

Po

(KW)

PN

(KW)

T-H

Io% Giá

35KV

B2

F5 F4

F3

B1

F2 F1

B3

110KV HT

b Chọn máy biến áp liên lạc:

- Công suất của máy biến áp được chọn theo điều kiện:

SđmB ≥

2

4412 , 185

2th 

S

= 92,7206 (MVA) Trong đó:

Sth : là công suất thừa còn lại trên thanh góp cấp điện áp máy phát

Sthừa= 



4

1 i

SđmFi - 



4

1 i

StdFi- SUFmin

= 4 62,5 - 4 0,07 62,5 - 47,0588 = 185,4412 (MVA) Tra TLTK I, chọn được máy biến áp 3 cuộn dây loại

Po

(KW)

PN

c Kiểm tra quá tải máy biến áp:

c.1 Quá tải bình thường:

Bình thường công suất cực đại qua cuộn hạ B1, B2

SHB1 = SHB2 =

2

Sth

= 92,706 (MVA) Khi đó hệ số mang tải cuộn hạ là:

KH=

120

706 , 92



dmHA

H S

S = 0,773 < 1 (thỏa) Kết luận: ở chế độ bình thường cuộn hạ đảm bảo truyền hết công suất thừa ở thanh góp cấp điện áp máy phát lên cho phụ tải cấp điện áp cao và trung

và chiếm 77,3% công suất định mức

c.2 Quá tải sự cố:

- Khi có sự cố một trong hai máy biến áp liên lạc B1, B2 Giả sử B1 khi

đó công suất truyền qua B1, B2là:

SHB2max= Ksc

qt SđmB2= 1,4 120 = 168 (MVA) Trong khi đó:

SUTmax= 37,5 (MVA) Vậy công suất tải qua cuộn cao lúc sự cố B1là:

SCB2= SHB2max- SUTmax = 168 – 37,5 = 130,5 (MVA)

Hệ sô mang tải cuộn cao:

120

5 , 130

2 

dmC

CB S

S = 1,0875 < 1,4 (thỏa)

Hệ số mang tải cuộn trung là:

KT =

120 67 , 0

5 , 37 120

67 , 0

CT

S

= 0,466 < Kqtsc = 1,4 (thỏa) Kết luận: Khi sự cố B1, B2 còn lại đảm bảo khả năng quá tải cho phép khi

đó cuộn hạ vừa đủ khả năng quá tải cho phép Còn cuộn trung áp với hệ số mang tải KT = 0,466 < Kqtsc = 1,4;và cuộn cao áp với hệ số mang tải

KC=1,0875<Kqtsc=1,4

2 Phương án 2:

a Chọn máy biến áp nối bộ B 3 , B 4 :

- Công suất máy biến áp được chọn theo điều kiện:

SđmB3(B4) ≥ SđmF1(F2)= 62,5 (MVA) Tra TLTK I chọn được máy biến áp loại:

Điện áp cuộn dây P (KW)

Loại máy

biến áp

S (MVA) Cao Hạ P o P N

U N % I o %

b Chọn máy biến áp liên lạc B 1 , B 2 :

- Công suất của máy biến áp được chọn theo điều kiện:

SđmB ≥

2

Sth

F2

B4

HT

110KV

B3

B1

B2 35KV

Trong đó: + Sth: là công suất thừa còn lại trên thanh góp cấp điện áp máy phát

Sthừa= 



3

1 i

S đmFi - 



3

1 i

S tdFi - SUFmin=

= 3 62,5 - 3 0,07 62,5 - 47,0588 = 140,6512 (MVA)

 SđmB1= SđmB2 ≥

2

6512 , 140

2th 

S

= 70,3256 (MVA) Tra TLTK I ta có máy biến áp 3 cuộn dây loại TДTH 100/67/100

Po

(KW)

PN

c Kiểm tra quá tải máy biến áp:

c.1 Bình thường công suất cực đại qua cuộn hạ B 1 , B 2 là:

SHB1 = SHB2 =

2

Sth

= 70,3256 (MVA)

- Khi đó hệ số mang tải cuộn hạ:

KH=

80

3206 , 70



dmH

H S

S

= 0,879 < 1

c.2 Quá tải sự cố:

* Khi sự cố máy biến áp liên lạc giả sử máy biến áp B1

- Công suất tối đa tải qua cuộn hạ B2lúc B1 bị sự cố là:

SHmax(B2)= Kqtsc SđmHA= 1,4 80 = 112 (MVA) Lúc này công suất phát của mỗi máy phát lúc sự cố B1 chỉ có:

SF=

3

1

[112 + SUFmax + Stdti] =

3

1

[112 + 58,823 + Stdti]

=

3

1

[170,823 + Stdti] Trong đó: Stdti là công suất tự dùng của mỗi máy phát tại thời điểm ti

- Công suất qua cuộn trung B2là:

STB2= SUTmax= 37,5 (MVA)

KT =

80 67 , 0

5 , 37

= 0,699

- Công suất tối đa cho phép tải qua cuộn cao B2 lúc sự cố B1là:

SCB2= SHmax(B2)- STB2= 112 – 37,5 = 74,5(MVA)

80

5 , 74

2 

dmCA

CB S

S

= 0,931 < Kqtsc= 1,4  thỏa

Kết luận: khi sự cố B1, máy biến áp B2 còn lại đảm bảo đủ khả năng quá tải cho phép Khi đó cuộn hạ vừa đủ khả năng quá tải, còn cuộn trung áp với hệ

số mang tải KT = 0,699 < Kqtsc = 1,4 và cuộn cao áp với hệ số mang tải KC = 0,931<1,4

II Chọn kháng điện cho cấp điện áp máy phát:

- Mục đích của việc chọn kháng điện phân đoạn ở thanh góp cấp điện áp máy phát Nhằm để hạn chế dòng ngắn mạch, khi xảy ra sự cố trên 1 phân đoạn bất kỳ và để nâng cao điện áp dư khi xảy ra ngắn mạch sau kháng

- Do có ưu điểm trên mà ta chọn được các khí cụ điện hạng nhẹ và kinh

tế hơn

- Điều kiện để chọn kháng điện phân đoạn như sau:

+ UđmK Umạng(Umạng - điện áp đặt trên kháng)

+ IđmK Ilvcb (Ilvcb dòng điện làm việc cưỡng bức qua kháng)

+ Chọn xK%

+ Kiểm tra ổn định động Iođđ iXK

+ Kiểm tra ổn định nhiệt I2

nh tnh BN

- Do chưa tính toán ngắn mạch nên chọn kháng điện theo 3 điều kiện đầu Việc kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt được tiến hành sau khi tính toán ngắn mạch

1 Chọn kháng điện phân đoạn cho phương án 1:

a Sơ đồ phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát:

- Phụ tải phân đoạn I và IV:

K4

85 , 0

10

= 11,76 (MVA) SpđIVmax=

85 , 0

12

=14,12

SpđImin= 0,8 11,76 = 9,408 (MVA) SpđIVmin=0,8.14,12=11,29

- Phụ tải phân đoạn II và phân đoạn III

SpđIImax= SpđIIImax =

85 , 0

14

=16,47 (MVA)

SpđIImin = SpđIIImin = 0,8 16,47 = 13,17 (MVA)

*xác định dòng làm việc bình thường qua kháng

SK1 = SK2 =

2

1

.[SđmF3 - StdF3- Spđ2min]

=

2

1

.[62,5 - 4,375 – 13,17] = 22,4775(MVA)

- Công suất truyền qua kháng điện K3và K4

SK3 = SK4 =

2

1

.[SđmF5 - StdF5- Spđ4min]

=

2

1

.[62,5 – 4,375 - 9,408] = 23,4175 (MVA)

- Dòng điện làm việc bình thường qua kháng:

IK1 = IK2 =

5 , 10 3

4775 , 22

= 1,2359 (KA)

IK3 = IK4 =

5 , 10 3

4275 , 23

= 1,2287 (KA)

* xác định dòng làm việc cưỡng bức qua kháng

+Khi sự cố:

* Một máy biến áp liên lạc nghỉ, giả sử B1 nghỉ

Trong trường hợp này công suất qua kháng K2, K3 là lớn nhất

SK2 = SK3 =

2

1

.[SđmB2 Kqtsc+ StdF4+ Spđ3max - SđmF4]

=

2

1

.[120 1,4 + 4,375 + 16,47 - 62,5]= 63,1725 (MVA)

* Khi sự cố máy phát F3

+ Công suất qua K1và K2 lớn nhất

SK1 = SK2 =

2

1

SpđIImax=

2

1

16,47 = 8,235 (MVA)

* Khi sự cố máy phát F5

+ Công suất qua kháng K3, K4 là lớn nhất

SK3 = SK4 =

2

1

SpđIVmax =

2

12 , 14

= 7,06 (MVA)

* Khi sự cố máy phát F4

+ Công suất qua kháng K2, K3 là lớn nhất:

SK2 = SK3 =

2

1

[SB2 + Spđ3] Xét 2 trường hợp:

+ Trường hợp SUFmin

Luồng công suất qua mỗi máy biến áp:

SB1= SB2=

2

1

.(3

1

S đmFi- 3

1

S tdFi- SUFmin) =

=

2

1

(3 62,5 - 3 0,07 62,5 - 47,0588) = 63,6581 (MVA)

Vậy: SK2 = SK3 =

2

1

.[SB2 + SpđIIImin] =

2

1

.[63,6581 + 13,17] = 38,414(MVA)

+ Trường hợp SUFmax :

Luồng công suất qua mỗi máy biến áp:

SB1= SB2=

2

1

.(3

1

S đmFi- 3

1

S tdFi- SUFmax) =

=

2

1

(3 62,5 - 3 4,375 - 58,823) = 57,776 (MVA)

Vậy: SK2 = SK3 =

2

1

.[SB2 + Spđ3max] =

2

1

.[57,776 + 16,47] = 37,123 (MVA)

* Khi sự cố máy phát F2:

Công suất truyền qua K1và K4 là lớn nhất:

SK1 = SK4 =

2

1

[SB1 + SpđI]

- Xét hai trường hợp:

+ Trường hợp SUFmintheo trên ta có:

SB1= SB2= 63,6581 (MVA)

SK1 = SK4 =

2

1

.[SB1 + Spđ1min] =

2

1

.[63,6581 + 11,29] = 36,4945 (MVA)

+ Trường hợp SUFmaxtheo trên ta có:

SB1= SB2= 57,776 (MVA)

SK1 = SK4 =

2

1

.[SB1 + Spđ1max] =

2

1

[57,776 + 11,76] = 34,768 (MVA)

* Khi sự cố đứt kháng điện K1

+ Công suất truyền qua K2 lớn nhất:

SK2= Sđm3- Std3- SpđIImin = 62,5 - 4,375 – 13,17 = 44,955 (MVA)

* Khi sự cố đứt mạch vòng:

+ Công suất qua K3 lớn nhất:

SK3 = SđmF5 - StdF5 - SpđIVmin = 62,5 -4,375 – 11,29 = 46,835 (MVA)

Kết luận: qua các trường hợp vận hành bình thường và cưỡng bức ta

nhận thấy luồng công suất qua kháng điện nặng nề nhất là trường hợp 1 máy biến áp liên lạc nghỉ (B1 nghỉ)

Scb= 63,1725 (MVA)

IcbK=

5 , 10 3

1725 , 63

3 

F

cbK

U

S

= 3,474 (MVA) Tra TLTK I chọn được loại kháng điện:

Loại

kháng điện

Uđm

(KV)

Iđm

(KA)

Pđm

(KW)

Xđm

(K)

Iođđ

(KA)

Iođn

(KA)

* Kiểm tra tổn thất điện áp

a Điều kiện làm việc bình thường:

UKbt = XK%

dmK

btK

I

I sin

cos = 0,85  sin = 0,527 Chọn: XK= 12% UKbt= 12%

4

287 ,

1 0,527 = 2,034% (không thỏa)

XK= 10% UKbt= 10%

4

287 ,

1 0,527 = 1,696% (thỏa mãn)

b Điều kiện làm việc cưỡng bức:

UKcb = XK%

dmK

btK

I

I

sin == 10%

4

474 ,

3 0,527 = 4,576% (thỏa mãn) Kháng điện đã chọn thỏa mãn về yêu cầu tổn thất điện áp trên kháng

2 Chọn kháng điện phân đoạn cho phương án 2:

a.sơ đồ phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát

- Phụ tải phân đoạn I và III:

SpđImax= SpđIIImax=

85 , 0

16 cos

Im 



ax pd

P

= 18,23 (MVA)

SpđImin= 15,0588 (MVA)

- Phụ tải phân đoạn II:

SpđIImax=

85 , 0

18 cos

Im





ax pdI

P

= 21,176 (MVA)

SpđIImin = 0,8 21,176 = 16,9408 (MVA)

b Xác định dòng làm việc bình thường qua kháng:

SK1 = SK2 =

2

1

(SđmF4 - StdF4max- Spđ2min)

=

2

1

.(62,5 - 0,07 62,5 – 16,9408) = 20,5921 (MVA)

 IK1 = IK2 =

5 , 10 3

5921 , 20

3

dm

K

U

S

= 1,1322 (KA)

c Xác định dòng làm việc cưỡng bức qua kháng:

* Khi 1 máy biến áp liên lạc nghỉ Giả sử B1 nghỉ

Công suất qua kháng K2 là lớn nhất

SK2 = [Kqtsc.SđmB2+ StdpđIII+ SpđIIImax - SđmF5] =

= [1,4 80 + 0,07 62,5 + 18,823 - 62,5] = 72,698 (MVA)

* Khi sự cố máy phát F3:

Công suất qua kháng K1 là lớn nhất:

SK1 = SB + SpđI

B 1

K1

P Đ II

P Đ I

F 4

F 3

2,5MW

3 x 5MW

3 x 2,5MW

S td3

2,5M W

S td4

SB là công suất truyền qua máy biến áp trong trường hợp F3 nghỉ:

SB=

2

1 [SđmF4,5-StdF4,5- SUF]

- Xét hai trường hợp:

+ Trường hợp SUFmax:

SB=

2

1

.[2 62,5 - 2 4,375 - 58,823] = 28,7135 (MVA) Vậy: SK1 = SB + SpđImax = 28,7135 + 18,823 =47,5365 (MVA) + Trường hợp SUFmin:

SB=

2

1

.[2 62,5 - 2 4,375 - 47,0588] == 34,5956 (MVA) Vậy: SK1 = 34,5956 + 15,0588 = 49,6544 (MVA)

* Khi sự cố máy phát F4:

Công suất qua K1, K2là:

SK1 = SK2 =

2

1

SpđIImax =

2

1

21,176 =10,588 (MVA)

* Khi sự cố kháng điện phân đoạn giả sử sự cố K2

+ Khi đó công suất qua kháng K1 là lớn nhất:

SK1 = SđmF4 - Std4 - SpđIImin =

= 62,5 – 4,375 – 16,9408 = 41,1842 (MVA) Kết luận: qua các trường hợp vận hành bình thường và cưỡng bức ta nhận thấy luồng công suất qua kháng nặng nề nhất là trường hợp khi sự cố máy biến áp liên lạc B1

Scb= 72,698 (MVA)

IcbK=

5 , 10 3

698 , 72

3 

F

cbK

U

S

= 3,997 (MVA)

- Tra TLTK I, chọn được loại kháng điện PbA-10-4000 có các thông số:

Loại

kháng điện

Uđm

(KV)

Iđm

(KA)

Pđm

(KW)

Xđm

(K)

Iođđ

(KA)

Iođn

(KA)

d Kiểm tra tổn thất điện áp trên kháng điện phân đoạn:

- Điều kiện kiểm tra :

+ Lúc sự cố :

U% = XK%

dmK

cb

I

I sin  Ucp= 5%

cos = 0,85  sin = 0,527.

+ Lúc bình thường U% 2%

Chọn: XK= 12% UKbt% = 12%

4

1322 , 1 0,527

= 1,79% <Ucp = 2% (thoả mãn)

UKcb% = 12%

4

997 ,

Chọn: XK= 10% UKbt% = 10%

4

1322 , 1 0,527

UKcb% = 10%

4

997 ,

Chọn: XK= 8% UKbt% = 8%

4

1322 , 1 0,527

UKcb% = 8%

4

997 ,

Vậy: PbA-10-4000-8 thỏa mãn yêu cầu tổn thất điện áp trên kháng

III.TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

- Tổn thất điện năng trong máy biến áp bao gồm 2 thành phần :

+ Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải và bằng tổn thất không tải của máy biến áp

+ Tổn thất đồng phụ thuộc vào phụ tải, khi phụ tải bằng công suất định mức của máy biến áp thì tổn thất đồng bằng tổn thất ngắn mạch

I Phương án I:

1 Tổn thất điện năng trong máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây B 3 vận hành hằng năm

Máy biến áp B3:

AB3=Po t + PN

2

dmB

bo

S

S













t Với: Sbộ= SđmF1 - StdF1= 62,5 – 4,375= 58,125 (MVA)

 AB3= 70 8760 + 310

2 80

125 , 58











2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp biến áp pha biến áp cuộn dây B 1,2 vận hành hằng năm

- Lượng công suất truyền qua cuộn C,H,T của 2 máy biến áp B1, B2 như sau

SH= 



4

1 i

S đm - 



4

1 i

S td- SUF = 4 62,5 - 4 4,375 - SUF = 232,5 - SUF

ST= SUT

SC= SH- ST Kết hợp với bảng 1.1 ta có:

Do nhà chế tạo chỉ cho biết số PNC-H nên tổn thất ngắn mạch của các cuộn dây xem như giống nhau và bằng

0,5PNC-H

PN-C =PN-T = 0,5 PNC-H= 0,5 550 = 275 (MVA)

S UF (MVA) 47,0588 58,823 58,823 47,0588 52,941 58,823 58,823 52,941 52,941 47,088 47,0588

S H (MVA) 18185,4411 173,677 173,677 185,441 179,559 173,677 173,677 179,559 179,559 185,441 185,441

S C (MVA) 155,441 136,177 139,927 155,441 149,559 136,177 139,927 149,559 142,059 147,941 155,441

- Tổn thất điện năng trong máy biến áp B1, B2 được xác định như sau:

A = n P t

n

dmB 2

2 Ti T

N 2

dmB

2 Ci

S 67 , 0

S P S

S





N-H 2

dmB

2

Hi

S

S

) t

Trong đó:

n: là số lượng máy biến áp vận hành song song

t: là thời gian vận hành trong 1 năm

SCi, STi, SHi : là công suất qua cuộn cao, trung, hạ trong thời gian t

S2

Ci t = [155,4412 8 + 136,1772 4 +139,927 2 4 + 149,5592 4 +

+ 142,0592 2 + 147,9412 2] 365 =

= 519363,6953 365 = 189567748,8 (MVA2.h)

S2

Ti t = [302 12 +37,52 8 +33,752 4] 365 =

= 26606,25 365 = 9711281,25 (MVA2.h)

S2

Hi t = [185,4412 10 + 173,6772 8 + 179,6592 6] 365 =

= 778641,8543 365 =284204276,8 (MVA2.h)

SB1,B2 = 2 240 8760 +

2

1

120

275

[189567748,8 +

67 , 0

25 , 9711281

+284204276,8] == 8935234,772 (KWh)

II Phương án II:

1 Tổn thất điện năng trong máy biến áp biến áp pha 2 cuộn dây vận hành hằng năm (B 3 , B 4 )

Tổn thất điện năng trong từng máy biến áp B3, B4 được xác định như sau

AB3=Po t + PN

2

dmB

bo

S

S













t

Sbộ= SđmF- StdF = 62,5 – 4,375 = 58,125 (MVA)

80

125 , 58











2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha ba cuộn dây B 1,2 vận hành hàng năm

- Lượng công suất truyền qua cuộn c-T-H của 2 máy biến áp B1, B2 như sau

SH= 



3

1 i

S đmFi - 



3

1 i

S tdFi - SUF = 3 62,5 - 3 4,375 - SUF = 174,375

-SUF

ST= SUT

SC= SH- ST

Do nhà chế tạo chỉ cho biết số PNC-H nên tổn thất ngắn mạch của các cuộn dây xem như giống nhau và bằng 0,5P

NC-H

PN-C =PN-T = 0,5 PNC-H= 0,5 390 = 195 (MVA)

S UF (MVA) 47,0588 58,823 58,823 47,0588 52,941 58,823 58,823 52,941 52,941 47,088 47,0588

S H (MVA) 127,3162 115,552 115,552 127,3162 121,434 115,552 155,552 121,434 121,434 127,3162 127,3162

S C (MVA) 97,3162 78,052 81,802 97,3162 91,434 78,052 81,802 91,43 83,934 89,8162 97,3162

Tổn thất điện năng trong máy biến áp B1, B2 được xác định như sau:

A = n P t

n

dmB 2

2 Ti T

N 2

dmB

2 Ci

S 67 , 0

S P S

S





N-H 2

dmB

2

Hi

S

S

) t

Trong đó:

n: là số lượng máy biến áp vận hành song song

t: là thời gian vận hành trong 1 năm

SCD, STi, SHi : là công suất qua cuộn cao, trung, hạ trong thời gian t

S2

Ci t = [97,3162 8 + 78,0522 4 + 81,8o22 4 +91,4342 4 +

+ 83,9342 2 + 89,81622 2] 365 =

= 190562,3962 365 = 69555274,61 (MVA2.h)

S2

Ti t = [30 12 + 37,52 8 + 33,752 4] 365 =

= 26606,25 365 =9711281,25 (MVA2.h)

S2

Hi t = 127,31622 10 + 115,5522 8 + 121,4342 6] 365 =

=130447004,8(MVA2.h)

SB1,B2 = 2 82 8760 +

2

1

80

195

[69555274,61 +

67 , 0

9711281,25

(KWh)

III Tổn thất điện năng trong máy biến áp của 2 phương án:

1 Phương án 1:

Apa1 =AB3+AB1,B2 =

= 2046746,411 +8935234,772 = 10981981,18 (KWh)

2 Phương án 2:

Apa2 =AB3+AB4+AB1,2=

= 2 2046746,411 + 4813122,682 = 8906615,504 (KWh)