tính toán phụ tải và cân băng công suất

Cùng với sự phát triện của hệ thống năng lượng quốc gia, ở nước ta ngày càng xuất hiện thêm nhiều nhà máy điện và trạm biến áp có công suất lớn.. Em xin chân thành cảm ơn.Chương 1 Tính

Tính toán phụ tải và cân băng công suất

Lời nói đầu

Như chóng ta đã biết con người từ xa xưa đã luôn luôn tìm kiếm và không ngừng phát triển sử dụng năng lượng không những trong đời sống sinh hoạt dân dụng mà còn trong khoa học kỹ thuật, ngày nay ngành năng lượng đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trìng công nghiệp hoá hiện đại hoá đát nước Chính vì vậy nó được ưu tiên hàng đầu và phát triển trước một bước so với các nghành khác, nhất là nghành hệ thống điện

Nhà máy điện và trạm biến áp là các khâu không thể thiếu được trong

hệ thống điện Cùng với sự phát triện của hệ thống năng lượng quốc gia, ở nước ta ngày càng xuất hiện thêm nhiều nhà máy điện và trạm biến áp có công suất lớn Việt Nan là một nước nghèo, do vậy việc giải quyết đúng đắn

về vấn đề kinh tế kỹ thuật trong thiết kế, xây dựng và vận hành chúng sẽ mang lại lợi Ých không nhỏ đối với nền kinh tế quốc dân nói chùng và đối với hệ thống điện nói riêng Để giải quyết được các vấn đề nêu trên cần phải

có những hiểu biết toàn điện, sâu sắc không những về nhà máy điện, trạm biến áp mà còn cả hệ thống năng lượng

Trong thời gian thực hiện thiết kế, với lượng kiến thức đã học kết hợp với sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là sự chỉ dẫn trực tiềp, nhiệt tình của thay PGS.TS.Nguyễn Hữu Khái, cùng với sự góp ý của các bạn trong lớp nên bản thiết kế đã có những thành công nhất định Tuy nhiên do thời gian không nhiều và lượng kiến thức còn hạnh chế Do đó bản thuyết minh sẽ khó tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy em rất mong sự góp ý của các thầy cô cùng bạn đọc, để bản thuyết minh của em hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn.

Chương 1

Tính toán phụ tảI và cân băng công suất

Khi thiết kế nhà máy điện, để đảm bảo chất lượng điện tại mỗi thời điểm, điện năng do nhà máy điện phát ra, phải hoàn toàn cân bằng với lượng điện năng tiêu thụ ở các hộ dùng điện kể cả tổn thất điện năng vì điện năng

Ýt có khả năng dự trữ Nh vậy điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống điện là rất quan trọng

Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi Việc nắm bắt được quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải là việc làm rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải có thể lựa chọn được phương án nối điện hợp lý, đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo chất lượng điện năng … Đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp

và phân bố tối ưu công suất giữa các nhà máy điện với nhau và giữa các toỏ máy phát điện trong cùng một nhà máy điện

Căn cứ vào đồ thị phụ tải người vận hành sẽ chủ động lập ra kế hoạch sửa chữa, đại tu định kỳ các thiết bị điện

1.1 Chọn máy phát điện

Trong nhà máy điện thì máy phát điện là thành phần chủ yếu và quan trọng nhất, nó có nhiệm vụ phát công suất cung cấp cho phụ tải địa phương 10,5KV, trung áp 110KV và phát công suất vào hệ thống có điện áp 220KV.

Theo nhiệm vụ mà đầu bài đề ra là thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng hơi có công suất 200 MW với 4 tổ máy có:

PMW

UKV

1.2 Tính toán đồ thị phụ tải nhà máy

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện có tổng công suất tác dụng là 250 MW gồm có 5 máy phát điện TB - 50 - 2 mỗi máy phát có công

H×nh 1 -1

250 8 0

Nhà máy cung cấp cho phụ tải ở biến áp cấp điện áp (10,5 KV, 110

KV, 220 KV) Nhà máy được nối với hệ thống điện ở cấp điện áp 220 KV

Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải nhà máy và phụ tải ở các cấp điện áp dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng (Pmax) và hệ

số công suất (Cosϕ) của phụ tải từng cấp Từ đó ta tính được phụ tải của nhà máy tại các thời điểm khác nhau được xác định nh sau:

%).

% (

100

% )

PNM% - Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t và tính bằng %

SNMdm - Công suất cực đại của nhà máy tính bằng MVA

Căn cứ vào biểu thức trên tính đựơc kết quả cho trong bảng 1-2:Bảng 1-2

294

S

t S S

S

Hay:

cos 100

max

td

NMdm td

P S

%

max

td

NMdm td

P S

Stdmax(MVA) 15,7 24,2 15,7Căn cứ vào kết quả tính toán nh trên vẽ được đồ thị phụ tải tự dùng

nh hình 1-3

1.4 Tính toán đồ thị phụ tải địa phương

Phụ tải địa phương được xác định theo biểu thức sau:

cos 100

dp

dp dp dp

P P S

1.5 Tính toán đồ thị phụ tải trung áp

Cũng tương tự nh đồ thị phụ tải địa phương:

cos 100

dp

T T T

P P S

Theo biểu thức trên tính được kết quả nh bảng 1- 5:

1.6 Tính toán đồ thị phụ tải cao áp

Chính là phụ tải phát cho hệ thống, được xác định theo biểu thức:

SC = Shệ thống= Snhà máy(t) – (Stự dùng + Sđp + ST)

Ở đây Snhà máy(t), Stự dùng,Sđp và ST lấy theo các bảng từ 1- 2 đến 1- 5

Kết quả tính toán cho trong bảng 1- 6:

115,294

164,706

3000 100

% 12

100

% 12

max MVA S

MVA S

Đồ thị phụ tải cao áp

Đồ thị phụ tải trung áp

Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy

Đồ thị phụ tải địa phương 125

200

250 225

175

S (MVA)

t (h) Hình 1 - 6

Nên khi có sự cố nào đó mà nhà máy tách ra khỏi hệ thống thì hệ thống vẫn làm việc bình thường.

CHƯƠNG 2

Lựa chọn Các phương án và chọn máy biến áp

Mét trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thiết kế nhà máy điện là chọn sơ đồ nối điện chính Khi chọn được sơ đồ hợp lý không những đảm bảo về mặt kỹ thuật mà còn mang lại hiệu quả kinh tế cao

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy Công suất định mức mỗi tổ máy là 50 MW và cung cấp điện cho phụ tải ở 3 cấp điện áp sau:

Phụ tải địa phương 10,5 KV có: Sđpmax = 10,59 MVA

Theo nhiệm vụ thiết kế thì có tỷ số:

%.

20

% 18 100 50

9 100

Nên nhà máy không có thanh góp điện áp máy phát và các máy phát được nối bộ để thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa, đại tu định kỳ

Ngoài ra nhà máy có 2 cấp điện áp cao 110 KV và 220 KV Trung tính của 2 cấp điện áp này đều nối đất trực tiếp Do đó để liên lạc giữa biến

áp cấp điện áp 10,5 KV, 110 KV, 220 KV, do hệ thống nối đất trực tiếp nên các máy biến áp liên lạc phải dùng máy biến áp tự ngẫu.

2.1 Các phương án nối điện chính

2.1.4 Các nhận xét

2.1.4.1 Phương án 1

Phương án này dùng 2 máy biến áp tự ngẫu T2, T3 liên lạc giữa áp cao và trung áp, phụ tải địa phương được lấy từ sau các máy biến áp liên lạc của máy phát G2, G3 còn hai máy phát G1, G4 nối bộ máy phát – máy biến áp

bộ G1 – T1 bên cao áp và bộ G4 – T4 bên trung áp

Ưu điểm phương án này là phân bố phụ tải và nguồn một cách tương đối cân xứng

Nhược điểm sử dụng nhiều loại máy biến áp điện áp cao nên vốn đầu

tư ban đầu có thể lớn

2.1.4.2 Phương án 2

Phương án này dùng 2 máy biến áp tự ngẫu T1, T2 liên lạc giữa áp cao và trung áp, phụ tải địa phương được lấy từ sau các máy biến áp liên lạc của máy phát G1, G2, còn G3, G4 nối bộ máy phát – máy biến áp bên trung áp

Ưu điểm phương án này là phân bố phụ tải và nguồn một cách cân xứng hơn vì khi phụ tải trung Smax= 93,75 MVA ≈ 1,5 SFđm = 62,5 MVA nên

ta đặt 2 máy phát bên trung áp là hợp lý khi sụ cố một bộ bên trung thì các máy biến áp liên lạc không phải tải một lượng công suất lớn từ phía hạ áp sang trung áp Sử dụng Ýt loại máy biến áp nên thuận tiện cho việc vận hành

Nhược điểm vốn đầu tư ban đầu lớn vì dùng nhiều máy biến áp

2.1.4.3 Phương án 3

Phương án này dùng 2 máy biến áp tự ngẫu T3, T4 liên lạc giữa áp cao và trung áp, phụ tải địa phương được lấy sau các máy biến áp liên lạc của hai máy phát G3, G4 còn các máy phát khác nối bộ máy phát – máy biến

2.1.5 Kết luận

Với những ưu nhược điểm của từng phương án đã nêu trên, nhận thấy rằng hai phương án 1 và 2 phát huy được những ưu điểm và hạn chế được nhượng điểm của phương án 3 Nên giữ lại phương án 1, 2 để so sánh

Từ điều kiện đó chọn máy biến áp tăng áp 3 pha 2 dây quấn có

STđm=63MVA là loại TPДЦH – 63 – 242 – 10,5 có các thông số kỹ thuật trong bảng 2-1

110 220

U

U U

α

125

5 , 62 5 , 0

∆ PN (KW)

Từ điều kiện đó chọn máy biến áp tăng áp 3 pha 2 dây quấn có

STđm=63MVA là loại TДЦH – 63 – 121 – 10,5 có các thông số kỹ thuật trong bảng 2-3

Bảng 2-3

(MVA)

∆ P0 (KW)

∆ PN (KW) UN% I0%

Giá 10 3

(USD)

2.2.1.2 Phân bố công suất cho các cuộn dây của máy biến áp

Các bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây G1 – T1 và G4 – T4 để thuận tiện vận hành cho tải với đồ thị bằng phẳng trong suốt quá trình vận hành cả năm

Do vậy công suất tải của mỗi máy biến áp phải là:

SđmT1=SđmT4=SGđm - Stự dùng = 62,5 – 8%.62,5 = 57,5 MVA

Đồ thị phụ tải nh hình 2 - 4

57,5

t(h)24

0

S (MVA)

H×nh 2 – 4

Với 2 máy biến áp tự ngẫu T2, T3 Công suất truyền tải lên các cấp điện áp được tính nh sau:

Công suất truyền tải lên trung áp của mỗi máy là:

( ) 2

1

4 3

T pt

T T

1

1 3

C T

T T

C T

T T

H T

H

Dựa vào bảng 1 – 6 tính công suất từng thời điểm mà máy biến áp T2

và T3 phải tải Kết quả ghi trong bảng 2 – 4

Từ bảng 2 – 4 dễ dàng nhận thấy ở chế độ vận hành bình thường các máy biến áp T2 và T3 sẽ không bị quá tải.

2.2.1.3 Kiểm tra sự cố máy biến áp T4

Sự cố xảy ra nặng nề nhất là lúc phụ tải trung áp cực đại: ST= 93,75 MVA Tương ứng với thời điểm đó có: SC =125,66 MVA; Sđp(t)=10,59 MVA

Đối với bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây không cần kiểm tra quá tải vì công suất của chúng được chọn theo công suất định mức của máy phát Việc kiểm tra quá tải chỉ cần xét với máy biến áp tự ngẫu T2 và T3

Giả thiết sự cố bộ T4:

Vào thời điểm này T2 và T3 phải đảm bảo cung cấp công suất cho phụ tải trung áp là 93,75 MVA, nh vậy công suất qua mỗi máy là:

875 , 46 75 , 93 2

1 2

. 23

S ttT = ttT = qtscα dmT = = Vậy T2 và T3 sẽ không bị quá tải khi sự cố sự bộ G4 – T4

Trong khi sự cố thì G2 và G3 phải phát với giá trị định mức nên cuộn

hạ của T2và T3 là:

( 2 ) 2 62 , 5 (10 , 59 2 16) 82 , 41

2

3 ,

T2,T3 = 93,75 – 82,41 = 11,34 MVA

Bé G1 – T1 phát lên hệ thống một lượng công suất:

SG1đm - Stự dùng - 11,34 = 62,5 – 20 – 11,34 = 31,16 MVA

Tại thời điểm đó thì công suất phát lên hệ thống còn thiếu một lượng:

SC – 31,16 = 125,66 – 31,16 = 94,5 MVA

Vì dự trữ quay của hệ thống bằng 360 MVA nên khi sự cố hỏng bộ

G4 – T4 thì nhà máy và hệ thống vẫn làm việc bình thườg

2.2.1.4 Kiểm tra sự cố khi một máy biến áp liên lạc

Khi đó thì T3 và G3 ngừng làm việc và cũng vào thời điểm phụ tải trung áp cực đại Vào thời điểm này riêng bộ G4 – T4 đã tải lượng công suất

là 57,5 MVA Nh vậy tải phía trung áp của máy biến áp liên lạc phải là:

ST T2=ST max-ST4 = 93,75 – 57,5 = 36,25 MVA < SttT2 =125 MVA

Do đó máy biến áp T2 sẽ không bị quá tải

Công suất tải qua cuộn hạ B2 là:

SH T2=SGđm –Stự dùng – Sđp = 62,5 – 16 – 10,59 = 35,91 MVA.Công suất phải truyền từ phía 220 kv sang 110 kv là:

ST T2 - SH T2= 36,25 – 35,91 = 0,34 MVA

Bé G1 – T1 phát lệ hệ thống một lượng công suất là:

SG1đm – Stự dùng – 0,34 = 62,5 –20 – 0,34 = 42,16 MVA

Công suất phát lên hệ thống còn thiếu một lượng là:

SC – 42,16 = 125,66 – 42,16 = 83,5 MVA < SdtHT = 360 MVA

Lượng công suất này nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống nên nhà máy vẫn làm việc bình thường.

- Giả thiết sự cố bộ G1 – T1 thì phải cắt bớt phần công suất cung cấp cho hệ thống nên không ảnh hưởng tới phụ tải 110 kv

2.2.2 Phương án 1I ( Hình 2.2)

2.2.2.1 Chọn máy biến áp

Máy biến áp T3 và T4 được chọn theo điều kiện sơ đồ bộ:

SđmT3 = SđmT4≥ SGđm = 62,5 MVA

Từ điều kiện đó chọn máy biến áp tăng áp 3 pha 2 dây quấn có

STđm=63MVA là loại TДЦH-63-121-10,5 có các thông số kỹ thuật trong bảng 2 – 5

5 , 62 5 , 0

1

Chọn loại ATДЦTH-125-242-121-10,5 có các thông số kỹ thuật trong bảng 2 – 6

Bảng 2 – 6

(MVA)

∆ P0 (KW)

∆ PN (KW)

UN%

I 0 % Giá 10

3

(USD) C-T C-H T-H

2.2.2.2 Phân bố công suất cho các cuộn dây của máy biến áp

Để để đảm bảo kinh tế cho máy biến áp T3 và T4 vận hành với đồ thị phụ tải bằng phẳng suốt cả năm nh sau:

SđmT3=SđmT4=SGđm - Stự dùng = 62,5 – 8%.62,5 = 57,5 MVA

Đồ thị phụ tải nh hình 2 – 5

57,5

t(h)24

0

S (MVA)

H×nh 2 – 5

Với 2 máy biến áp tự ngẫu T1, T2 Công suất truyền tải lên các cấp điện áp được tính nh sau:

Công suất truyền tải lên trung áp của mỗi máy là:

2

T pt T T

T T

T T

C T

T T

C T

H T

H

Dựa vào bảng 1 – 6 tính công suất từng thời điểm mà máy biến áp T1

và T2 phải tải Kết quả ghi trong bảng 2 – 7

Từ bảng 2 – 7 trên dễ dàng nhận thấy ở chế độ vận hành bình thường các máy biến áp T1 và T2 sẽ không bị quá tải.

2.2.2.3 Kiểm tra sự cố

Sự cố xảy ra nặng nề nhất là lúc phụ tải trung áp cực đại: ST= 93,75 MVA Tương ứng với thời điểm đó có: SC = 125,66 MVA; Sđp = 10,59 MVA

Tương tù nh phương án I bộ máy phát – máy biến áp (T3 và T4) không cần kiểm tra khả năng quá tải Việc kiểm tra cần thiết cho 2 máy biến

áp tự ngẫu T1 và T2

Giả thiết Sự cố bộ T4: khi đó công suất tải qua máy biến áp tự ngẫu

T1 và T2 được tính nh sau:

125 , 18 ) 5 , 57 75 , 93 ( 2

1 ) (

2

1

3 2

pt

T T

T

Công suất tính toán của mỗi máy biến áp tự ngẫu:

SttT1= SttT2= α.SđmT1= 0,5.125 = 62,5 MVA

Do đó 2 máy biến áp không bị quá tải

Công suất truyền lên từ phía hạ áp:

SH T1,T2=2.SGđm –(Sdp+2.Std)=2.62,5–(10,59+2.20)= 74,41 MVA

Công suất tải lên phía cao áp:

SC T1,T2= SH

T1,T2- ST

T1,T2=74,41 – 2.18,125 = 38,16 MVA

Nh vậy các máy biến áp tự ngẫu T1 và T2 vẫn bị non tải nếu sự cố một bộ bên trung.

Khi đó phụ tải hệ thống thiếu một lượng là:

Sthiếu=SC-SC

T1,T2=125,66–38,1687,5MVA<Sdt hệ thống= 360 MVA

Nên hệ thống và nhà máy vẫn làm việc bình thường

2.2.2.4 Khi một máy biến áp liên lạc bị sự cố (máy biến áp T2 sự cố )

Công suất tải phía trung áp nh sau:

ST T1= ( ST3 + ST4) - ST = (57,5 + 57,5) – 93,75 = 21,25 MVA.Khi T2 sự cố thì công suất vẫn truyền tư trung áp sang

Công suất truyền vào từ phía hạ:

SH T1 = SGđm – Stự dùng – Sđp = 62,5 – 20 – 10,59 = 31,91 MVA.Lượng công suất truyền lên cuộn cao:

SC T1 = ST

Vậy khi máy biến áp bị sự cố thì hệ thống và nhà máy vẫn làm việc bình thường

2.3 Tính toán tổn thất điện năng cho các phương án

Tính toán tổn thất điện năng là một vấn đề không thể thiếu được trong việc đánh giá một phương án vế kinh tế và kỹ thuật Trong nhà máy điện tổn thất điện năng chủ yếu gây nên bởi các máy biến áp tăng áp Sau đây là phần tính tổn thất điện năng với từng phương án đã nêu trên

1

.

.

dmT i

i i N

T

S

t S t P T P

=

∆ +

∆

=

T = 8760h – Thời gian làm việc của máy biến áp

ti – Thời gian làm việc của máy biến áp trong ngày

Si – Phụ tải của máy biến áp trong thời gian ti được lấy theo

đồ thị phụ tải hàng ngày

t = 360 ngày- Số ngày làm việc trong năm

Thay và biểu thức trên có:

09

, 2776 63

24 5 , 57 365 3 , 0 8760 067 ,

Với máy đã chọn: TPДЦTH – 63 – 121 – 10,5 có ∆P0=59 KW và

∆PN=245 KW

Tương tù nh máy biến áp T1 có:

66

, 2304 63

24 5 , 57 365 245 , 0 8760 059 ,

2.3.1.3 Tổn thất điện năng của máy biến áp tự ngẫu T2 và T3

Ở trên đã chọn 2 máy biến áp tự ngẫu T2 và T3 đã chọn:

ATДЦTH – 125 – 242 – 121 – 10,5 có ∆P0=75 KW và ∆PN=290 KW.Tổn thất trong các cuộn dây của máy biến áp nh sau:

2

H T N H

C N T

C N

C N

P P

P P

2

H T N H

C N T

C N

T N

P P

P P

2

H T N H C N T

C N

H N

P P

P P

Các máy biến áp tự ngẫu nên có ∆PC-T

N = 290 KW Và lấy:

∆PNC-H = ∆PNT-H = 0,5 ∆PNC-T = 0,5 290 = 145 KW

Từ đó tính được:

145 5

, 0

145 5

, 0

145 290 2

, 0

145 5

, 0

145 290 2

435 5

, 0

145 5

, 0

145 290 2

∆ +

∆ +

2 2

.

i

i iH

H N i

iT

T N i

iC

C N dmT

t S P t

S P t

S P S

n

t T P n A

n – số máy biến áp làm việc song song

∆P0, ∆PN - Công suất ngắn mạch của các cuộn dây máy biến áp

SđmT – Công suất định mức của máy biến áp

Thay các giá trị vào biểu thức trên có:

( ) ( ) ( )

83, 19 77, 41 65,2 4.

435 ,0

38, 42 21, 52 21, 29 8,30 17,3 65,2

.2.

435 ,0

44, 13 06,4 2 76, 15 33, 28 71,6 4.

145, 0

06,4 13, 18.

2 44, 13.

3 76, 38

08, 34 08, 11 36, 17 1,17 08,

16 2.

145, 0

125 2

365 8760

222222

22222

222

2

22222

2

MWh A

− +

+ + + +

−+

− +

+ + + + +

− +

+

+ + + +

−+

− +

=∆

Từ các gía trị tính tổn thất điện năng trên dễ dàng tính được tổng tổn thất điện năng của phương án I:

∆AI = ∆AT1 +∆AT2 +∆AT3 +∆AT4

= 2776,09+1167,02+2304,66 = 6247,77 MWh

2.3.2 Phương án 2(Hình 2.2)

2.3.2.1 Tổn thất điện năng hàng năm của máy biến áp bộ T3 và T4

Vì ở trên đã chọn 2 máy biến áp T3 và T4 cùng kiểu giống máy biến

áp T4 của phương án I là loại : TPДЦTH – 63 – 121 – 10,5 do đó tỏn thất điện năng của T3 và T4 cũng giống tổn thất điện năng của T4 ở phương án I

và được:

2

24 1 2 0

1

2

.

2

dmT i

i i N

T

S

t S t P T P

=

∆ +

∆

=

∆T3 = ∆T4 =2304,66 MWh

2.3.2.2 Tổn thất điện năng của máy biến áp tự ngẫu T2 và T3

Tính toán tương tự nh phương án I được:

∆PNC = ∆PNT = 145 KW

∆PNH = 45 KW

Và cũng từ biểu thức tính tổn thất điện năng cho máy biến áp tự ngẫu

ở phương án I kết hợp với bảng số liệu ở trên Tổn thất điện năng cho 2 máy biến áp tự ngẫu T1 và T2 nh sau:

83, 19 77, 41 65,2 4.

435 ,0

38, 42 21, 52 21, 29 8,30 71,3 65,2

.2.

435 ,0

31, 15 69, 24.2 51, 44 08, 57 04, 22.

4.

145, 0

69, 24 63, 10.

2 31, 15.3

51, 67 83, 62 83, 39 11,4 61, 11 67,

12 2.

145, 0

125.

2

365 8760

2 2 2 2 2 2

2 2 2

2 2

2 2 2

2 2 2 2 2 2

2

MWh A

− +

+ + + +

−+

− +

+ +

+ + +

+ + + + +

Mục đích của chương này là song song, đánh giá các phương án đã nêu trên về mặt kinh tế và kỹ thuật Từ đó lựa chọn được phương án tối ưu đảm bảo điều kiện kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế Trên thực tế vốn đầu tư thiết

bị phân phối chủ yếu phụ thuộc vào máy biến áp và máy cắt Vì vậy để chọn các mạch thiết bị phân phối từng phương án phải chọn máy cắt

Các máy cắt được chọn theo:

Điện áp định mức: điện áp định mức của máy cắt phải lớn hơn hoặc bằng điện áp của lưới điện (thường chọn bằng)

Dòng điện định mức: Dòng điện định mức của máy cắt phải lớn hơn hoặc bằng dòng cưỡng bức của mạch Các máy cắt được chọn phải thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt Tuy nhiên các máy cắt nói chung khả năng

ổn định nhiệt khá lớn, đặc biệt với những máy cắt có dòng định mức lớn hơn

1000 A không cần kiểm tra ổn định nhiệt

3.1 Chọn sơ bộ các khí cụ điện

3.1.1 Xác địn dòng cưỡng bức của mạch

3.1.1.1 Phương án I

30

3.1.1.1.1 Cấp điện áp cao 220 kv.

- Mạch đương dây: Phụ tải cực đại của hệ thống là SHT

max = 135,03 MVA Vì vậy dòng làm việc cưỡng búc của mạch đường dây được tính với điều kiện một lộ bị đứt Khi đó có:

3544 , 0 220 3

03 , 135

3

U

S I

dm

C Max

- Mạch máy biến áp 3 pha 2 dây quấn thì dòng làm việc cưỡng bức được xác định theo dòng cưỡng bức của mạch máy phát điện

172 , 0 220 3

5 , 62 05 , 1

3

05 , 1

U

S I

61 , 42

123 , 0 110 3 4

75 , 93

3 4

max

U

S I

dm

T

- Mạch máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây:

Dòng làm việc được xác định theo dòng cươngc bức của máy phát điện:

344 , 0 110 3

5 , 62 05 , 1

3

05 , 1

U

S I

dmG

Gdm

- Mạch máy biến áp liên lạc:

Khi sự cố bộ máy phát điện – máy biến áp thì công suất lớn nhất mà

2 máy biến áp phải tải sang bên trung áp là: STmax = 93,75 MVA từ đó dòng làm việc cưỡng bức qua 1 máy biến áp:

246 , 0 110 3 2

75 , 93

3 2

max

U

S I

5 , 62 05 , 1

3

05 , 1

U

S I

dmG

Gdm

3.1.1.2 Phương án II

3.1.1.2.1 Cấp điện áp cao 220 kv.

- Mạch đương dây: Tương tự nh phương án I có Ilvcb= 0,3544 KA

- Mạch máy biến áp tự ngẫu: khi 1 máy biến áp tự ngẫu không làm việc còn phải đưa vào hệ thống một lượng công suất:

61 , 53

- Mạch máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây:

Tương tù nh phương án I có Ilvcb = 0,344 KA

- Mạch máy biến áp liên lạc:

Khi sự cố bộ máy phát điện – máy biến áp khi phụ tải trung áp cực tiểu điểu đó có nghĩa là lúc này công suất truyền từ trung áp sang cao áplà lớn nhất:

Smax = 2.ST3 – STmin = 2 57,5 – 65,63 = 49,37 MVA

26 , 0 110 3

37 , 49

5 , 62 05 , 1

3

05 , 1

U

S I

dmG

Gdm

3.1.2 Chọn sơ bộ máy cắt điện

Hiện nay hầu hết trong các nhà máy điện và trạm biến áp đều dùng máy cắt SF6 là loại máy cắt làm việc rất đảm bảo, kích thước gọn nhẹ Vì vậy trong bản thiết kế này chọn loại máy cắt SF6 để thiết kế

Dựa vào cấp điện áp và dòng điện cưỡng bức của các mạch để chọn

sơ bộ máy cắt cho các mạch nh trong bảng 3 – 1 :

Bảng 3 – 1

Phương

án

Cấp điện áp

I lvcb

KA

Loại máy cắt

Đại lượng định mức Giá

3.2 Chọn sơ đồ thanh góp ở các cấp điện áp

3.2.1 Thanh góp trung áp và cao áp

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy phải cung cấp công suất cho phụ tải trung áp 110 kv với 2 đường dây kép và 2 đường dây đơn và thanh góp cao

áp nối với hệ thống nên trong nhiện vụ thiết kế này chọn sơ đồ hệ thống 2 thanh góp (như hình vẽ dưới)

3.2.2 Mạch máy phát

Mạch máy phát có mức điện áp thấp (10 KV) nên ta chọn tất cảc các máy cắt là máy cắt hợp bộ nh hình vẽ dưới:

3.2.3 Phương án I

3.2.3.1 Tính vốn đầu tư

- Hai tổ hợp máy biến áp tự ngẫu kiểu ATДЦTH 125/242/121/10,5 với giá tiền 1700.103 USD mối máy giá tiền đầu tư cho máy biến áp tự ngầu là:

VB = n.vB.kB

Trong đó:

n – số máy biến áp tự ngẫu

vB – giá tiền một máy biến áp

kB- hệ số có tính đến tiền chuyên chở và xây lắp máy biến áp

- Máy biến áp hai cuộn dây kiểu TДЦH 63/121/10,5 với giá tiền 700.103 USD mối máy.

3.2.3.2 Phí tổn vận hành hàng năm (P)

- Chi phí cho tổn thất điện năng(Pt)

ở chương II đã tính giá trị tổn thất điện năng ∆A của phương án I là: 6247,77 MWh và lấy β = 0,07 USD/KWh Như vậy:

64 , 1796 10

14 , 884 8

USD P

=

Chi phí cho tổn thất điện năng(Pt)

Tổn thất điện năng ∆A của phương án II là: 5840,11 MWh và lấy β = 0,07 USD/KWh Như vậy: