Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện phạm minh trường

Khi xã hội phát triển, rất nhiều các nhà máy được xây dựng, việc quy hoạch thiết kế các nhà máy điện và các trạm biến áp…là một công việc vô cùng quan trọng, Để thiết kế được một hệ thốn

LỜI MỞ ĐẦU

*******

Điện năng là một phần không thể thiếu trong tất cả các lĩnh vực, từ công nghiệp cho tới đời sống sinh hoạt Trong nền kinh tế đang phát triển, ngành công nghiệp điện năng càng đóng một vai trò quan trọng hơn bao giờ hết Để xây dựng một nền kinh tế phát triển thì không thể thiếu một nền công nghiệp điện năng vững mạnh, do đó khi quy hoạch phát triển các khu dân cư, đô thị hay các khu công nghiệp… thì cần phải hết sức chú trọng vào phát triển mạnh điện, hệ thống điện ở đó nhằm đảm bảo cung cấp điện cho các khu vực đó Hay nói cách khác, khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, thoả mãn nhu cầu điện năng không chỉ trước mắt mà còn cho sự phát triển trong tương lai

Khi xã hội phát triển, rất nhiều các nhà máy được xây dựng, việc quy hoạch thiết

kế các nhà máy điện và các trạm biến áp…là một công việc vô cùng quan trọng, Để thiết kế được một hệ thống điện trong các nhà máy điện và trạm biến áp một cách hợp

lý, an toàn và đảm bảo độ tin cậy cao đòi hỏi người kỹ sư điện phải có được trình độ và khả năng thiết kế Xuất phát từ điều đó, bên cạnh những kiến thức tiếp thu được trên giảng đường, mỗi sinh viên ngành Hệ Thống Điện đểu được giao đồ án môn nhà máy điện để thiết kế phần điện trong nhà máy điện Quá trình thực hiện đồ án giúp chúng ta

có hiểu biết tổng quan nhất về hệ thống điện cũng như các thiết bị trong hệ thống,

Chúng em xin chân thành cảm ơn cô Ths Nguyễn Thị Thu Hiền, cùng toàn thể các thầy cô trong khoa Hệ thống điện đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành bản

đồ án

Tron đồ án s n tài iệu th m h o

Thi t ph n điện hà máy điện và Trạm i n áp

T hạm V n H - Th hạm H n

Hà Nội, tháng 01 năm 2014 SINH VIÊN

Phạm Minh Trường

Nhiệm vụ THIẾT KẾ MÔN HỌC PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN

Họ và tên sinh viên: Phạm Minh Trường

Lớp : Đ4-H1 Ngành : Hệ Thống Điện

Giáo viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Thị Thu Hiền

- Nhà máy điện kiểu thủy điện gồm 4 tổ máy x 80MW

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

1 Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax=12MW, Cos φ =0,87

Gồm 3 kép x 3MW x4km và 2 đơn x 1,5MW x3km

Biến thiên phụ tải ghi trên bảng.Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với Icắt=21 kA

và tcắt=0,7 sec và cáp nhôm ,vỏ PVC với thiết diện nhỏ nhất là 70mm2

2 Phụ tải cấp điện áp máy trung 110kV: Pmax=120MW, Cos φ =0,83

Gồm 1 kép x 60MW và 3 đơn x 20 MW Biến thiên phụ tải ghi trên bảng

3 Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: Pmax=80MW, Cos φ =0,85

Gồm 1 kép x 80MW Biến thiên phụ tải ghi trên bảng

4 Nhà máy nối với hệ thống 220kV bằng đường dây kép dài 140 km.Công suất hệ

thống(không kể nhà máy đang thiết kế):4000MVA; công suất dự phòng của hệ thống :200 MVA; điện kháng(công suất) ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống: xHT*=1,0;

5 Tự dùng:=1,2%; Cos φ =0,86

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

Bảng biến thiên công suất dạng phần trăm:

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY

Điện năng tiêu thụ tại các hộ tiêu thụ điện luôn luôn thay đổi theo thời gian Do vậy người ta phải dùng các phương pháp thống kê dự báo lập nên đồ thị phụ tải từ đó lựa chọn phương thức vận hành, chọn sơ đồ nối điện chính hợp lý đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Người thiết kế căn cứ vào đồ thị phụ tải để xác định công suất và dòng điện đi qua các thiết bị để tiến hành lựa chọn thiết bị, khí cụ điện,

sơ đồ nối điện hợp lý

1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN

Nhà máy điện thủy điện theo yêu cầu thiết kế gồm 4 máy phát, công suất mỗi máy là 80

MW, hệ số công suất cosφ= 0,8 Công suất biểu kiến định mức của mỗi máy là:

SđmF= PđmF 80

100cos 0,8 

S MVA

1.2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

Công suất biểu kiến của nhà máy được tính theo công thức:

SNM : công suất biểu kiến của nhà máy

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

Tính toán cụ thể với khoảng thời gian từ (0-4) h ta có :

Với t = (0 – 4) h ta có :

SNM 80.4.80 320

100.0,8

Tính toán tương tự với các khoảng thời gian khác, ta có kết quả trong bảng sau:

B n 1 2 B n ôn suất phát toàn nhà máy

PdmF: tổng công suất định mức phát của nhà máy

Std(t): phụ tải tự dùng tại thời điểm t (MVA)

αtd%: lượng điện phần trăm tự dùng

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0

td dmF td

Trong đó S(t)- công suất phụ tải tại thời điểm t

Pmax- công suất max của phụ tải

Cos - hệ số công suất

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

Áp dụng công thức (1-4) tính toán phụ tải các cấp điện áp như sau:

S

Cấp điện áp trung có công suất cực đại là PUTmax= 120 (MW), cosφ = 0,83

Áp dụng công thức (1-4) ta có công suất biểu kiến phụ tải trung áp tại thời điểm t là: Với t1 = ( 0 – 4 ) h, ta có :

7,59

13,1 S

Cấp điện áp cao có công suất cực đại là PUCmax= 80 (MW), cosφ = 0,85

Áp dụng công thức (1-4) ta có công suất biểu kiến phụ tải cao áp tại thời điểm t là: Với t1 = ( 0 – 4 ) h ,ta có :

SUC(t1) = 70.80

100.0,85 = 65,88 (MVA) Tính toán tương tự với các khoảng thời gian còn lại, ta có kết quả trong bảng sau:

122,89

130,12

101,2 S

1.2.4 Đồ thị phụ tải công suất phát về hệ thống

Nhà máy điện liên lạc với hệ thống 220 kV bằng đường dây kép dài 140 km Dựa vào công suất phát của nhà máy và yêu cầu của phụ tải tại các thời điểm khác nhau ta có thể xác định được công suất phát về hệ thống theo công thức sau :

SVHT(t)= SNM(t) – [SUC(t) +SUT(t) + SUF(t) +STD(t)] (1.5)

Trong đó:

SVHT(t) : Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t, (MVA)

SNM(t ) : Công suất phát của nhà máy tại thời điểm t, (MVA)

SC(t) : Phụ tải cao áp tại thời điểm t, (MVA)

ST(t) : Phụ tải trung áp tại thời điểm t, (MVA)

Smf(t) : Phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm t, (MVA)

STD(t) : Phụ tải tự dùng tại thời điểm t, (MVA)

Tổng công suất phát lên thanh góp cao là :

94,12

75,29 S

Từ các bảng tổng hợp công suất các cấp điện áp và công suất toàn nhà máy ta vẽ được

đồ thị phụ tải tổng hợp của toàn nhà máy thủy điện như hình 1.6

Hình 1 6 Đồ thị ph t i tổng hợp ôn suất toàn nhà máy

NHẬN XÉT:

 Phụ tải cấp điện áp máy phát và tự dùng khá nhỏ (SUFmax=13,1 MVA,

STD=4,465 MVA, SUFmin=7,59 MVA), phụ tải cấp điện áp trung khá lớn (SUTmax=130,12 MVA, SUTmin=86,75 MVA), tuy nhiên nhà máy vẫn đáp ứng đủ công suất yêu cầu

 Phụ tải các cấp điện áp máy phát và điện áp trung đều là các phụ tải loại 1, được cung cấp điện bằng các đường dây kép và một số đường dây đơn

 SVHTmax=198,195 MVA < Sdự trữ HT = 200MVA nên khi có sự cố một hoặc vài

tổ máy của nhà máy thì hệ thống vẫn đảm bảo đủ công suất dự trữ

 Công suất phát của nhà máy vào hệ thống tương đối nhỏ so với tổng công suất của toàn hệ thống  nhà máy chỉ có thể chạy vận hành nền và không có khả năng điều chỉnh chất lượng điện năng cho hệ thống

1.3 Chọn các phương án nối dây

Dựa vào các nguyên tắc chính đề xuất sơ đồ nối điện và kết quả tổng hợp phụ tải toàn nhà máy ta có nhận xét sau:

Phương án nối điện chính của nhà máy là một khâu hết sức quan trọng trong quá trình thiết kế phần điện nhà máy điện.Vì khi chọn sơ đồ chính hợp lí không những đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật mà còn đem lại hiệu quả kinh tế cao

- Với nhà máy điện đang thiết kế có :

max UF dmF

2.S  2.100   (1.7) Nên ta không dùng thanh góp điện áp máy phát

- Nhà máy có 2 cấp điện áp 220kV và 110kV là lưới điện có trung tính trực tiếp nối

1, 499

S  86, 75  mà SdmF 100 phù hợp nhất là dùng 1 bộ máy phát – máy biến áp 2 cuộn dây bên trung nhưng domáy biến áp liên lạc là tự ngẫu nên ta

có thể ghép từ 1 đến 2 bộ máy phát – máy biến áp 2 cuộn dây lên thanh góp điện áp phía trung

Trên cơ sở những nhận xét trên ta vạch ra các phương án nối dây của nhà máy điện như sau :

1.3.1 Phương án I

Phía trung áp ta dùng 2 bộ máy phát –máy biến áp 3 pha 2 dây quấn

Phía cao áp ta dùng 2 bộ máy phát –máy biến áp tự ngẫu

Sự liên lạc giữa phía cao và phía trung được thông qua máy biến áp tự ngẫu

- hận xét

+ Phương án này luôn đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp + Chủng loại máy biến áp ít, vốn đầu tư vào máy biến áp nhỏ

+ Vận hành đơn giản, linh hoạt

+ Khi phụ tải Trung min nếu cho bộ MF-MBA bên trung làm việc định mức sẽ có

1 lượng công suất truyền qua 2 lần MBA làm tăng tổn thất

B4 B3

ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống vừa truyền tải công suất thừa sang phía 110kV hoặc nhận lại khi thiếu Nhận xét:

- Vận hành đơn giản, đảm bảo về mặt kĩ thuật, cung cấp điện liên tục

- Công suất truyền tải từ phía cao sang phía trung qua MBA tự ngẫu nhỏ nên tổn hao công suất nhỏ

- Có 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây bên cao nên giá thành thiết bị cao hơn so với phương án 1

1.3.3 Phương án III

Phía trung áp ta dùng 1 bộ máy phát –máy biến áp 3 pha 2 dây quấn

Phía cao áp ta dùng 2 bộ máy phát –máy biến áp tự ngẫu và 3 bộ máy phát -máy biến áp 3 pha 2 dây quấn

Sự liên lạc giữa phía cao và phía trung được thông qua máy biến áp tự ngẫu

1.3.4 Phương án IV

Phía trung áp ta dùng 2 bộ máy phát –máy biến áp 3 pha 2 dây quấn

Phía cao áp ta dùng 2 bộ máy phát –máy biến áp tự ngẫu và 2 bộ máy phát -máy biến áp 3 pha 2 dây quấn

Sự liên lạc giữa phía cao và phía trung được thông qua máy biến áp tự ngẫu

- hận xét :

+Sơ đồ đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải trong điều kiện SC và ST tương đối lớn + Số lượng và chủng loại máy biến áp nhiều dẫn đến giá thành cao

+ Phải sử dụng 3 loại MBA nên khó khăn trong việc vận hành và sữa chữa

+ Do bộ B1,B2 ở phía cao nên đắt tiền hơn so với phương án I

 Qua những phân tích trên ta chọn phương án I và II để tính toán, so sánh cụ thể hơn về kinh tế, kĩ thuật nhằm chọn sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

A Phương án I

2.1a Chọn máy biến áp

2.1a.1 Máy biến áp 2 cuộn dây (B 3 và B 4 )

+ Chọn loại MBA hai dây quấn không điều chỉnh điện áp dưới tải

+ Các MBA này được chọn theo điều kiện:

+ Không cần kiểm tra điều kiện quá tải

Từ các điều kiện trên tra bảng 2.5 sách ‘Thiết kế Phần điện Nhà máy điện và trạm biến áp’ ta chọn MBA TДЦ - 125 có thông số như sau:

UHđm (kV)

P0 (kW)

PN (kW)

+ Chọn máy biến áp tự ngẫu có điều chỉnh điện áp dưới tải

+ Công suất được chọn theo điều kiện sau:

Kiểm tr h n n quá t i ủ á máy i n áp

Trường hợp 1: Sự cố 1 bộ MBA bộ hai cuộn dây bên trung áp khi phụ tải trung cực đại (giả sử bộ B3)

+) Xét trường hợp nguy hiểm nhất là khi phụ tải trung cực đại: SmaxUT = 130,12 (MVA)

Khi đó : SUTmaxUF = 11,03 (MVA) và SUTmaxC = 254,385 (MVA)

Công suất mỗi cuộn trung, hạ, cao của 2 MBA tự ngẫu bằng nhau và bằng:

Ta thấy SCH là lớn nhất nên trường hợp này các máy biến áp liên lạc làm việc theo chế

độ truyền tải công suất từ Hạ lên Cao và Trung, do đó cuộn hạ mang tải nặng nhất Tức

là : max max

thua CH tt dm

Máy biến áp không bị quá tải

+ Xác định công suất thiếu phát về hệ thống so với lúc bình thường:

Sthiếu = SUT maxC 2.SCC= 254,385 – 2.77,751 = 98,883 (MVA)

Công suất dự trữ của hệ thống là : HT  

 Sthiếu SHTDT ( Thỏa mãn điều kiện)

Trường hợp 2: Sự cố 1 MBA tự ngẫu ( giả sử B1) tại thời điểm phụ tải trung cực đại:

+ Phân bố lại công suất cho máy biến áp sau sự cố:

Công suất mỗi cuộn trung, hạ, cao của MBA tự ngẫu là :

Ta thấy SCC lớn nhất nên công tải suất từ Trung và Hạ lên Cao, do đó cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất

Kiểm tra điều kiện quá tải: Snt  K Sqtsc dmTN

S  .(S S )0,5.(87,854 67,648) 77,751 (MVA) 1, 4.0,5.200 140(MVA) 

Máy biến áp không bị quá tải

+ Xác định công suất thiếu phát về hệ thống so với lúc bình thường:

Sthieu SUT maxC SCC= 254,385 – 155,502 = 98,883 (MVA)

Sthieu SHTDT ( Thỏa mãn điều kiện)

Trường hợp 3: sự cố hỏng một máy biến áp liên lạc tại thời điểm phụ tải trung cực tiểu: SminUT (giả sử B1)

Khi đó: SminUT (0-4) = 86,75 (MVA) ; SUT minUF = 7,59 (MVA) và SUT minC = 221,195 (MVA)

Phân bố lại công suất cho máy biến áp sau sự cố:

Công suất mỗi cuộn trung, hạ, cao của MBA tự ngẫu là :

Ta thấy SCC lớn nhất nên công tải suất từ Trung và Hạ lên Cao, do đó cuộn nối

tiếp mang tải nặng nhất

Kiểm tra điều kiện quá tải: Snt  K Sqtsc dmTN

(t) (t)

S max[ (S S )]0,5.(91, 294 111,018) 101,156 (MVA) 1, 4.0,5.200 140(MVA)   

Máy biến áp không bị quá tải Vậy các MBA đã chọn trong phương án I thỏa mãn

điều kiện vận hành bình thường cũng như sự cố

2.2a Tính tổn thất điện năng trong MBA

2.2a.1 Máy biến áp 2 dây quấn

Do bộ máy phát – máy biến áp làm việc với phụ tải bằng phẳng trong cả năm với

PN : Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, (kW)

SđmB : Công suất định mức của máy biến áp, (kVA)

T : Thời gian làm việc trong năm, (T = 8760 h)

Thay số vào (1) ta được :

AB3 = AB4 = 100.8760 + 400

298,884125

2.2a.2 Máy biến áp tự ngẫu

hân ố ôn suất ho á máy i n áp tự n ẫu tron điều iện àm việ ình thườn

Công suất qua các cuộn dây cao, trung, hạ được của 2 MBA bằng nhau và được phân bố theo biểu thức sau:

Tính toán tương tự với các khoảng thời gian còn lại ta có kết quả trong bảng sau:

B n 2 3 hân ố ôn suất á uộn ây ủ MBA tự n ẫu

Dấu (-) của SCT thể hiện công suất được truyền từ phía trung áp của MBA tự ngẫu sang

phía cao áp

Tính tổn thất điện n n tron máy i n áp tự n ẫu B 1 và B 2

Tổn thất điện năng được tính theo công thức :

ATN = P0.8760 + 2

dmTN

365

S (PN-C.S2iC + PN-T.SiT2 + PN-H.SiH2 ).ti (2.9) Trong đó:

SiC, SiT, SiH : công suất tải cuộn Cao, Trung, Hạ của máy biến áp tự ngẫu

tại thời điểm ti trong ngày

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

hạ của máy biến áp tự ngẫu, với:

B n 2 4 iá trị ủ á A 2i tron từn ho n thời i n

2.1b Chọn máy biến áp

2.1b.1 Máy biến áp 2 cuộn dây (B 1 và B 4 )

+ Chọn loại MBA hai dây quấn không điều chỉnh điện áp dưới tải

+ Các MBA này được chọn theo điều kiện:

SB1 SB4 SđmF 100 MVA

+ Không cần kiểm tra điều kiện quá tải

Từ các điều kiện trên tra bảng 2.5 sách ‘Thiết kế Phần điện Nhà máy điện và trạm biến áp’ ta chọn MBA có thông số như sau:

UHđm (kV)

P0 (kW)

PN (kW)

2.1b.2 Chọn MBA tự ngẫu B 2 và B 3

Ch n oại và ôn suất định mứ

+ Chọn máy biến áp tự ngẫu có điều chỉnh điện áp dưới tải

+ Công suất được chọn theo điều kiện sau:

dmB2 dmB3 1 maxthua

 (2.11)

Với: Smaxthua SdmF 100 (MVA)

:hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu, =0,5

Do trường hợp này chỉ cho PNC T nên:

PNC H  PNT H    PNC T = 0,5.430 = 215 (kW) (2.12)

Kiểm tr h n n quá t i ủ á máy i n áp

Trường hợp 1: Sự cố 1 bộ MBA bộ 2 cuộn dây bên trung áp khi phụ tải trung cực đại (giả sử bộ B4): max

+ Phân bố công lại suất cho máy biến áp sau sự cố

Công suất mỗi cuộn trung, hạ, cao của 2 MBA tự ngẫu bằng nhau và bằng:

S

4 –

UT max UF

SCC SCHSCT 93,369 65,06 28,309 MVA 

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

SCH = 93,369 (MVA) < Stt = 100 (MVA)

Máy biến áp không bị quá tải

+ Xác định công suất thiếu phát về hệ thống so với lúc bình thường:

S S ( Thỏa mãn điều kiện)

Trường hợp 2: Sự cố 1 MBA tự ngẫu ( giả sử B2) tại thời điểm phụ tải trung cực đại

65,06

93,36928,309

1, 4.0,5.200 98,884 130,12  238,884 130,12 (MVA)  Thỏa mãn

+ Phân bố công suất sau sự cố:

Công suất mỗi cuộn trung, hạ, cao của 2 MBA tự ngẫu bằng nhau và bằng:

Máy biến áp không bị quá tải

Vậy: Các MBA đã chọn trong phương án B thỏa mãn điều kiện vận hành bình thường cũng như sự cố

2.2b Tính tổn thất điện năng trong MBA

2.2b.1 Máy biến áp 2 dây quấn

Do bộ máy phát – máy biến áp làm việc với phụ tải bằng phẳng trong cả năm với

P0 : Tổn thất không tải của máy biến áp, (kW)

PN : Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, (kW)

SđmB : Công suất định mức của máy biến áp, (kVA)

T : Thời gian làm việc trong năm, (T = 8760 h)

Thay số vào (1) ta được :

AB1 = 115.8760 + 380

2

98,884125

2.2b.2 Máy biến áp tự ngẫu

hân ố ôn suất ho á máy i n áp tự n ẫu tron điều iện àm việ ình thườn

Công suất qua các cuộn dây cao, trung, hạ được của 2 MBA bằng nhau và được phân bố theo biểu thức sau:

Tính toán tương tự với các khoảng thời gian còn lại ta có kết quả trong bảng sau:

B n 2 7 hân ố ôn suất á uộn ây ủ MBA tự n ẫu

SCC (MVA) 61,156 66,011 60,676 80,331 76,716 60,676 77,751 82,596 63,586

SCT (MVA) -6,067 8,388 12,003 12,003 15,618 12,003 15,618 15,618 1,158

SCH (MVA) 55,089 74,399 72,679 92,334 92,334 72,679 93,369 98,214 64,744

Tính tổn thất điện n n tron máy i n áp tự n ẫu B 1 và B 2

Tổn thất điện năng được tính theo công thức :

ATN = P0.8760 + 2

dmTN

365

S (PN-C.S2iC + PN-T.SiT2 + PN-H.SiH2 ).ti (2.16) Trong đó:

SiC, SiT, SiH : công suất tải cuộn Cao, Trung, Hạ của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm ti trong ngày

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

hạ của máy biến áp tự ngẫu, với:

A2 = A2i =  2

dmTN

365

S (PN-C.S2iC + PN-T.SiT2 + PN-H.SiH2 ).ti (2.17b) Với t1= (0 - 4) h,ta có:

Tương tự, dựa vào bảng phân bố công suất ta tính được các A2i như sau:

B n 2 8 iá trị ủ á A 2i tron từn ho n thời i n

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Sau khi lựa chọn được 2 phương án, ở chương này ta sẽ tính toán các chỉ tiêu kinh

tế, kỹ thuật cho hai phương án và chọn ra phương án tối ưu nhất

3.1 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI

Việc lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối cho nhà máy điện là một khâu rất quan trọng, sơ đồ thiết bị phân phối của nhà máy phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

-Đảm bảo tính liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

-Sơ đồ nối dây rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và sử lý sự cố

-An toàn lúc vận hành và lúc sửa chữa

-Hợp lý về kinh tế trên yêu cầu đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

Trong thực tế khi lựa chọn khó đảm bảo toàn bộ các yêu cầu trên Do vậy khi có mâu thuẫn ta phải đánh giá một cách toàn diện trên quan điểm lợi ích lâu dài và lợi ích chung của toàn nhà máy Dựa vào các yêu cầu trên ta đưa ra đặc điểm của sơ đồ thiết bị phân phối của cả 2 phương án như sau:

 Phía 220kV: thanh cái 220kV nối với hệ thống qua đường dây kép, nhà máy có phụ tải cao áp được cấp điện qua 1 lộ đường dây kép Dùng sơ đồ hệ thống 2 thanh góp được liên lạc với nhau bằng máy cắt liên lạc

 Phía 110kV: phụ tải trung áp được cấp điện qua 1 lộ đường dây kép và 3 lộ đường dây đơn nên dùng sơ đồ hệ thống 2 thanh góp như phía cao áp

 Phía 22kV: không cần thanh góp điện áp máy phát vì phụ tải điện áp máy phát nhỏ

(1 lo kep )

Phu tai cap 110 kV (1 kep va 3 don )

3.1 2 hươn án II

Hình 3 2 ơ đồ thi t bị phân phối phươn án 2

3.2.TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Trong hai phương án, phương án tối ưu được chọn phải căn cứ vào vốn đầu tư máy biến áp, thiết bị phân phối và chi phí vận hành hàng năm Cụ thể việc tính toán như dưới đây:

3.2.1 Các chỉ tiêu kinh tế của phương án I

 Vốn đầu tư:

Vốn đầu tư của một phương án như sau:

Trong đó: VB-Là vốn đầu tư MBA, tính theo công thức: VB=∑KB.Vb (3.1a)

Với: Vb - tiền mua MBA

KB- Hệ số tính đến vận chuyển và xây lắp MBA

Với: vTBPPi- giá thành mỗi mạch TBPP cấp điện áp i

V : vốn đầu tư ΔA: tổng tổn thất điện năng trong máy biến áp, kWh

: giá thành trung bình điện năng.Lấy = 1,2.103 (Đ/kWh)

Đơn vị: 1 Rúp =60.103 (VNĐ)

1.Vốn đầu tƣ cho các máy biến áp

Vốn đầu tư cho các máy biến áp được tính trong bảng 3-1:

B n 3-1 Vốn đ u tư ho á máy i n áp phươn án I

(109.vnđ) KB

Thành tiền (109.vnđ)

Tổng vốn đầu tư cho máy biến áp:

V B (I) = (38,304+9,36) 109 = 47,664.109 (vnđ)

2 Vốn đầu tƣ cho thiết bị phân phối

Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối theo từng cấp được tính ở bảng 3-2:

B n 3-2: Vốn đ u tư ho thi t ị phân phối phươn án I

Cấp điện áp

(10 9 Vnđ/mạch)

Thành tiền (10 9 Vnđ)

V I = V B(I) + V PP(I) = 47,664.109 + 49,2.109 = 96,864 109 (vnđ) (3.3)

3 Tính chi phí vận hành hàng năm của phương án I

Chi phí do tổn thất điện năng (Pt):

P k  ; (Với: a = 8,4) (3.5) Vậy:

9

9 k

8, 4.96,864

1

.00

10

- Vậy hi phí vận hành phươn án I à

P I = P t + P k = 13,485.109 +8,137.109 = 21,622.109 (vnđ)

3.2.2 Các chỉ tiêu kinh tế của phương án II

1.Vốn đầu tư cho các máy biến áp

Vốn đầu tư cho các máy biến áp được tính trong bảng 3-3:

B n 3-3 Vốn đ u tư ho á máy i n áp phươn án II

(109.vnđ) KB

Thành tiền (109.vnđ)

2 Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối

Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối theo từng cấp được tính ở bảng 3-4:

B n 3-4: Vốn đ u tư ho thi t ị phân phối phươn án II

Cấp điện áp

(10 9 Vnđ/mạch)

Thành tiền (10 9 Vnđ)

3 Tính chi phí vận hành hàng năm của phương án II

Chi phí do tổn thất điện năng (Pt):

P k  ; (Với: a = 8,4) Vậy:

9 k

10

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHƯƠNG ÁN I

N3

Hình 4 1 ơ đồ ố trí á điểm n ắn mạ h

4.1 CHỌN ĐIỂM NGẮN MẠCH

1 Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía cao áp, chọn điểm ngắn mạch N1, nguồn cấp

là các máy phát của nhà máy và hệ thống

2 Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía trung áp, chọn điểm ngắn mạch N2, nguồn cấp

là các máy phát của nhà máy và hệ thống

3 Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ mạch MF, chọn điểm ngắn mạch N3 hay

N3’

 Đối với điểm N3, nguồn cấp là các MF của nhà máy và hệ thống, trừ máy phát F1

 Điểm N3’ nguồn cấp là máy phát F1

Giá trị dòng ngắn mạch nào lớn hơn sẽ được dùng để chọn khí cụ điện và dây dẫn

4 Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ của mạch tự dùng, phụ tải địa phương,

chọn điểm ngắn mạch N4, với nguồn cấp là các MF của nhà máy và hệ thống

4.2 LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ

 Chọn Scb= 100 MVA Ucb=Utb các cấp=230/115/13,8 kV Ucb(220kV) = 230 kV

Ucb(110kV) = 115 kV

Ucb(13,8kV) = 13,8 kV

4.2.1 Tính toán cho sơ đồ thay thế

 Điện kháng của hệ thống điện:

21

1

21

% 32 20 11 20,5%2

C N

T N

H N

U U U

4.2.2 Sơ đồ thay thế điện kháng đầy đủ

4.3 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM

N4

1 0,025

2 0,053

3 0,058

4 0,058

7 0,084

8 0,084

12 0,22

11 0,22

6 0,103

10 0,22

5 0,103

9 0,22