Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện vu minh tuan

Phạm Thị Phương Thảo , đến nay bản đồ án môn tốt nghiệp “Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện” của em đã hoàn thành.Vì kinh nghiệm,năng lực cũng như kiến thức còn hạn chế nên bản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên : Vũ Minh Tuấn

Lớp : Đ4-H1 :Chính quy

Ngành: Hệ Thống Điện

Cán bộ hướng dẫn : Ths Phạm Thị Phương Thảo

ĐỀ TÀI :THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

Thiết kế phần điện cho nhà máy Nhiệt điện ngưng hơi gồm 4 tổ máy, công suất mối tổ máy

là 100MW Nhà máy có nhiệm vụ câp điện cho các phụ tải sau:

1 Phụ tải cấp điện áp máy phát : P max= 10MW, cos φ= 0,85

Gồm 2 lộ kép x 3MW x 4Km và 2 lộ đơn x 2MW x4Km

Biến thiên phụ tải ghi trên bảng Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộvới

Icắt=20KA và tcắt=0,7s và cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất là 70mm2

2 Phụ tải cấp điện áp trung 110kV: Pmax=140MW, cos φ=0,85

Gồm 1 lộ kép x 100MW và 2 đơn x 40MW Biến thiên phụ tải ghi trên bảng

3 Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: Pmax=120MW , cos φ=0,83

Gồm 1 lộ kép x 60MW và 1 lộ đơn x30MW Biến thiên phụ tải ghi trên bảng

4 Nhà máy nối với hệ thống 220kV : bằng đường dây kép dài 100Km Công suất hệ

thống(không kể nhà máy đang thiết kế ): 4000 MVA.Công suất dự phòng hệ thố ng:200MVA Điện kháng(công suất) ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống: XHT=0,9

5 Phụ tải tự dùng: αtd= 6%, cosφ=0,83

6 Biến thiên c ông suất phát toàn của nhà máy cho trong bảng

Bảng biến thiên công suất theo thời gian tính theo phần trăm

1.Tính toán cân bằng công suất,chọn phương án nối dây

2.Tính toán chọn máy biến áp

3.Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu

PHẦN CHUYÊN ĐỀ : Thiết kế trạm biến áp

LỜI NÓI ĐẦU

Năng lượng, theo cách nhìn tổng quát là rất rộng lớn, là vô tận Tuy nhiên, nguồn nănglượng mà con người có thể khai thác phổ biến hiện nay đang ngày càng trở nên khan hiếm vàtrở thành vấn đề cấp bách của toàn Thế giới Đó là bởi vì để có năng lượng hữu ích dùng ở các

hộ tiêu thụ, năng lượng sơ cấp cần phải trải qua nhiều công đoạn như khai thác, chế biến, vậnchuyển, phân phối,… Các công đoạn này đòi hỏi nhiề u chi phí về tài chính, kỹ thuật cũng nhưcác ràng buộc xã hội khác Hiệu suất biến đổi từ nguồn năng lượng sơ cấp đến năng lượng cuốicùng nói chung là còn thấp.Vì vậy đề ra việc lựa chọn và thực hiện các phương pháp biến đổi

từ nguồn năng lượng sơ cấp đế n năng lượng cuối cùng để đạt hiệu quả kinh tế cao là một nhucầu và cũng là nhiệm vụ của con người

Điện năng là một dạng năng lượng không tái tạo Hệ thống điện là một phần của Hệ thốngnăng lượng nói chung, bao gồm từ các nhà máy điện, mạng điện, đến các hộ tiêu thụ điện,trong đó các nhà máy điện có nhiệm vụ biến đổi các dạng năng lượng sơ cấp như: than, dầu,khí đốt, thủy năng, năng lượng Mặt trời,… thành điện năng Hiện nay ở nước ta lượng điệnnăng được sản xuất hàng năm bởi các nhà máy nhiệt điện không còn chiếm tỷ trọng lớn như ởnhững năm 80 của Thế kỷ trước Tuy nhiên, với thế mạnh về nguồn nhiên liệu như ở nước ta,tính chất phủ phụ tải đáy của nhà máy nhiệt điện… thì việc hiện đại hóa và xây mới các nhàmáy nhiệt điện vẫn đang là một n hu cầu lớn đối với giai đoạn phát triển hiện nay

Vì vậy, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và tính toán chế độ vận hành tối ưu của nhàmáy điện không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố khá toàn diện về mặt kiến thức đối vớimỗi sinh viên ngành Hệ thống điện trước khi xâm nhập vào thực tế công việc

Sau hơn 4 năm học tập tại trường đại học điện lực được các thầy cô giáo tạo điều kiện

thuận lợi,đặc biệt là sự giúp đỡ nhiệt tình của Ths Phạm Thị Phương Thảo , đến nay bản đồ

án môn tốt nghiệp “Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện” của em đã hoàn thành.Vì

kinh nghiệm,năng lực cũng như kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không thể tránhkhỏi có nhiều thiếu sót Em kính mong nhận được sự phê bình,đóng góp ý kiến của các thầy côtrong khoa Hệ Thống Điện cũng như trong nhà trường để bản đồ án của em được hoàn thiệnhơn

Em xin chân thành cảm ơn !

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

………… ………

… ……… …

……… …………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

.……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

………

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐÔNG PHẢN BIỆN

………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

………… ………

… ……… …

……… …………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

.……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

………

CH ƯƠ NG 1 TÍNH TOÁN CÂN B Ă NG CÔNG SU Ấ T, CH Ọ N PH ƯƠ NG ÁN N Ố I DÂY

1.1 Chọn máy phát điện

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điệ n nhiệt điện có tổng công suất đặt là 400 MW gồm

có 4 máy phát điện kiểu tuabin hơi cung cấp cho phụ tải ở 3 cấp điện áp: phụ tải cấp điện ápmáy phát, phụ tải trung áp 110 kV và nối với hệ thống ở cấp điện áp 220 kV Ta chọn máy phátđiện có các thông số như bảng sau:

Loại máy phát Sđm

(MVA)

Pđm(MW)

Uđm(kV)

Nđm(v/ph)

cosφ Xd” Xd’

1.2.Tính toán cân bằng công suất

Bảng 1.2 Bảng biến thiên công suất

1.2.1 Đồ thị phụ tải của toàn nhà má

Công suất toàn nhà máy tại thời điểm t được tính theo công thức sau:

S (t)= P n.S

Trong đó:

PNM%: Phần trăm công suất toàn nhà máy tại thời điểm t

SđmF :Công suất biểu kiến định mức của một tổ máy phátn: số tổ máy phát của nhà máy

Thay số vào tính toán ta có kết quả tr ong bảng sau:

1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy

Công suất tự dùng của nhà máy gồm hai thành phần: thứ nhất thành phần không phụthuộc vào công suất phát của nhà máy chiếm khoảng 40%, và thành phần thứ hai phụ thuộcvào công suất phát của nhà máy chiếm khoảng 60%

Ta có thể tính công suất tự dùng theo công thức:

STD(t) : Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t, (MVA)

%

α : Lượng điện phần trăm tự dùng

n : Số tổ máy

PđmF : Công suất tác dụng định mức của 1 tổ máy phát, (MW)

SđmF : Công suất biểu kiến định mức của 1 tổ máy phát, (MVA)

SNM(t) : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t, (MVA)Thay số vào tính toán ta có kết quả tính toán trong bảng sau:

Pmax- công suất max của phụ tải

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

a Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát

Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát với công suất cựcđại là 10 (MW), cosφ = 0,85

Ta có công suất biểu kiến của cấp điện áp máy phát tại thời điểm t là :

c.Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao 220kV

Công suất cực đại của phụ tải cấp điện áp cao 220kV là Pmax= 120MW, cosφ=0,83 Ta

có công suất biểu kiến phía 110kV tại thời điểm t như sau :

Tại thời điểm 0-6 h : SUC= 80.120

100.0,83 = 115,66 (MVA)

Tính toán tương tự cho các khoảng thời gian còn lại, ta có kết quả được ghi trong bảng sau :

SUC(MVA) 115,66 130,12 115,66 144,58 130,12 130,12 115,66

1.2.4 Đồ thị phụ tải công suất phát về hệ thống

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

SVHT(t)= SNM(t) – [SUC(t) +SUT(t) + SUF(t) +STD(t)] (1.4)

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)

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

STD(t) : Phụ tải tự dùng tại thời điểm t, (MVA)Với t1 = (0 - 6) h ,ta có :

1.3 Đề xuất các phương án nối điện

Phương án nối điện chính của nhà máy điện là một kh âu hết sức quan trọng trong quátrình thiết kế phần điện nhà máy điện Căn cứ vào kết quả tính toán phụ tải và cân bằng côngsuất để đề xuất các phương án nối điện Có một số nguyên tắc ( tham khảo từ sách hướng dẫnthiết kế phần điện trong nhà máy điện,tr 16,17,18) phục vụ cho đề xuất các phương án nối điệncủa nhà máy điện như sau:

Nguyên tắc 1:

Khi phụ tải địa phương có công suất nhỏ thì không cần thanh góp điệ n áp máy phát, màchúng được cấp điện trực tiếp từ đầu cực máy phát , phía trên máy cắt của máy biến áp liên lạc.Quy định về mức nhỏ công suất của địa phương là :cho phép rẽ nhánh từ đầu cực máy phát mộtlượng công suất không quá 15% công suất định mức của một tổ máy phát

Nguyên tắc 2:

Trong trường hợp có thanh góp điện áp máy phát thì phải chọn s ố lượng tổ máy phátghép lên thanh góp này sao cho khi một tổ trong chúng nghỉ không làm việc thì các tổ máy cònlại phải đảm bảo công suất cho phụ tải địa phương và phụ tải tự dùng cho các tổ máy phát này

Ghi chú: Trong trường hợp chỉ có hai cấp điện áp (không có phụ tải phía trung ) thì dùng hai

máy biến áp hai cuộn dây làm liên lạc

Nguyên tắc 4

Chọn số lượng bộ máy phát- máy biến áp hai cuộn dây ghép thẳng lên thanh góp

(TBPP) cấp điện áp tương ứng trên cơ sở công suất và công suất tải tương ứng Cần chú ý rằngtrong trường hợp máy biến áp liên lạc là máy biến áp ba cuôn dây thì việc ghép số bộ MF-MBA hai cuộn dây bên trung phải thỏa mãn điều kiện : tổng công suất định mức các máy phátghép bộ phải nhỏ hơn công suất nhỏ nhất của phụ tải phía trung , cụ thể là : ∑ mF ≤ UminT

Nguyên tắc 5:

Mặc dù có ba cấp điện áp , nhưng công suất phụ tải phía trung quá nhỏ thì không nhấtthiết phải dùng máy biến áp ba cấp điện áp ( ba cuộn dây hay tự ngẫu) làm liên lạc Khi đó cóthể coi đây là phụ tải được cấp điện từ trạm biến áp với sơ đồ trạm là trạm hai máy biến áp lấyđiện trực tiếp từ hai đầu cực máy phát hay từ thanh góp (TBPP) phia điện áp cao

Nguyên tắc 6:

Mặc dù có ba cấp điện áp , không nhất thiết phải có nối bộ máy phát- máy biến áp liênlạc mà có thể dùng máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc mà không cần phải nối trực tiếp với máyphát,còn các bộ MF-MBA hai cuộn dây ở hai phía cao áp và trung áp được sắp xếp tương ứng

công suất phụ tải của chúng Trường hợp này hay áp dụng khi lượng công suất trao đổi giữacác phía cao-trung là không lớn, công suất định mức của tự ngẫu không lớn, lúc này sẽ có hiệuquả kinh tế hơn so với việc dùng bộ MF -MBA liên lac Nhưng nếu công suất trao đổi giữa haicấp cao-trung mà lơn thì dùng sơ đồ này sẽ không kinh tế bởi công suất định mức của chúnglờn mà vận hành phức tạp Đối phương pháp nối điện này thì phụ tải địa phương không lấyđiện từ đầu cực máy phát mà lấy điện trực tiếp phía hạ của máy b iến áp liên lạc

Từ những nguyên tắc trên ta có một số nhận xét sau:

-Giả thiết phụ tải cấp điện áp máy phát lấy điện từ hai tổ máy phát

= 0,5 nên theo nguyên tắc 3 ta dùng máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc

-Ta thấy SUTmax/ SUTmin= 164,71/115,29 mà công suất định mức một tổ máy phát là 117,5MVA nên theo nguyên tắc 4 ta có dùng từ 1 hoặc 2 bộ MF-MBA hai cuôn dây nối lên thanhgóp trung áp 110kV (do máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu)

⇒Trên cơ sở những nhận xét trên ta vạch ra các phương án nố i dây của nhà máy điện như sau

1.3.1 Phương án 1

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

Phía cao áp ta dùng 2 máy phát và 2 máy biến áp tự ngẫu

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

- Nhận 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 không quá lớn

+ Vận hành đơn giản,linh hoạt

1.3.2 Phương án 2

-Nhận xét:

+ Trong phương án này có 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh cái đi ện áp 110kV

và có 1 bộ MF-MBA nối lên thanh cái điện áp 220kV Hai MBA tự ngẫu liên lạc giữa các cấpđiện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống vừa truyền tải công suất thừa sang phía110kV hoặc nhận lại khi thiếu

+ Vận hành đơn giản, đảm bảo v ề 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 haocông suất nhỏ

+Có 2 bộ MF-MBA 2 cuộn dây bên cao nên giá thành thiết bị cũng khá cao

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 đượ c thông qua máy biến áp tự ngẫu:

- Nhận xét :

+Sơ đồ đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải nhưng hiệu quả kinh tế không cao do phụ tảiphía trung áp khá 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

Qua những phân tích trên ta chọn phương án 1 và phương án 2 để tính toán tiếp.

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

1 Phương án 1

1.1 Chọn máy biến áp

1.1.2 Máy biến áp 2 cuộn dây (B 3 và B 4 )

Máy biến áp này mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía hạ

áp Như vậy chỉ cần điều chỉnh điện áp cao áp và được điều chỉnh trực tiếp bằn g tự động điềuchỉnh kích từ (TĐK) của máy phát

Công suất định mức các MBA này được chọn theo công thức sau:

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

Bảng 2.1: Thông số máy biến áp B 3 và B 4

UHđm(kV)

∆P0(kW)

∆PN(kW)

1.1.3 Chọn MBA tự ngẫu B 1 và B 2

a Ch ọn loại và công suất định mức

Chọn máy biến áp tự ngẫu loại có điều chỉnh điện áp dưới tải do tất cả các phía củaMBA mang tải không bằng phẳng, nên có nhu cầu điều chỉnh điện áp tất cả các phía Nếu

dùng TĐK chỉ điều chình được phía hạ , nền cần có kết hợp với điều chỉnh dưới tải của MBAliên lạc thì mới điều chỉnh được điện áp được tất cả các phía.

Công suất được chọn theo điều kiện sau:

b Ki ểm tra khả năng quá tải của các máy biến áp

+) Xét trường hợp nguy hiểm nhất là khi phụ tải trung cực đại:SmaxUT = 164,71 (MVA)

Khi đó : SUTmaxUF = 10,59 (MVA) SUTmaxVHT = 121,22(MVA)

UTmax TD

S = 28,9 (MVA) SUTmaxUC = 144,58(MVA)

Với Sbộ = SbộB3=SbộB4=SđmF-1 max 117,5 28,9 110, 28

4 S TD = − 4 = (M A V )

∗ Sự cố 1: Hỏng một bộ bên trung tại thời điểm phụ tải trung áp cực đại

Kiểm tra điều kiện quá tải:

⇒Máy biến áp không bị quá tải.

+ Xác định công suất thiếu lúc sự cố:

Sthiếu= SUT maxVHT + SUT maxUC − 2.SCCB1 = 121,22 + 144,58 – 2.77,76 = 110,28 (MVA)Công suất dự trữ của hệ thống là : HT ( )

DT

S = 200 MVA

⇒ Sthiếu ≤ SHTDT ( Thỏa mãn điều kiện)

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

Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :

⇔ 395,56(MVA) 164, 71 MVA> ( )⇒ Thỏa mãn

+ Phân bố công suất khi sự cố:

Công suất cuộn trung , cuộn hạ , cuộn cao của máy biến áp B2 lần lượt đượ c tính nhưsau :

27,22 (MVA) 77,76 (MVA)

104,98 MVA

(MVA)

Vậy máy biến áp không bị quá tải

+ Công suất thiếu lúc sự cố :

Sthiếu= SUT maxVHT + SUT maxUC − SB2CC = 121,22+144,58 – 155,54 = 110,26 (MVA)

⇒ Sthiếu ≤ SHTDT ( Thỏa mãn điều kiện)

∗ Sự cố 3: Hỏng một MBA tự ngẫu tại thời điểm SminUT (giả sử B1)

Khi đó: SminUT = 115,29(MVA) ;SUT minUF = 9,41(MVA) và

UT min VHT

S = 140,98 (MVA) ; SUT minUC = 130,12(MVA)Đối với trường hợp này ta chỉ tính phân bố công suất cho MBA B2

Phân bố công suất khi sự cố như sau:

Công suất cuộn trung ,cuộn hạ , cuộn cao của máy biến áp B2 lần lượt được tính nhưsau :

⇒Máy biến áp không bị quá tải.

Vậy: Các MBA đã chọn trong phương án 1 thỏa mãn điều kiện vận hành bình thườngcũng như sự cố

1.2 Tính tổn thất điện năng trong MBA

1.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây

Do bộ máy phát – máy biến áp làm việc với phụ tải bằng phẳng trong cả năm với Sbé=110,28 (MVA) nên tổn thất điện năng trong mỗi máy biến áp 2 cuộn dây được tính như sau :

đ

2 bé m

0

B N

∆P0 : Tổn thất không tải của máy biến áp,

∆PN : Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp,

SđmB: Công suất định mức của máy biến áp,

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

Thay số vào (1) ta được :

∆AB3=∆AB4= 100.8760 + 400.

2

110, 28125

= 3603329,35 (kWh)≈ 3603,329 (MWh)Vậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp hai cuộn dây là:

∆AB3,4= ∆AB3+∆AB4= 2 3603,329 = 7206,658(MWh)

1.2.2 Máy biến áp tự ngẫu

a Phân b ố công suất cho các máy biến áp tự ngẫu trong điều kiện làm việc bình thường

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

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

Bảng:Phân bố công suất các cuộn dây của MBA tự ngẫu

b.Tính t ổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B1 và B 2

Tổn thất điện năng được tính theo công thức :

∆ATN= ∆P0.8760 +

đ TN

2 m

365

S ∑(∆PN-C.S2i C +∆PN-T.S i T2 +∆PN-H.Si H2 ).tiTrong đó:

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

∆PN-C, ∆PN-T, ∆PN-H :tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cao, trung, hạcủa máy biến áp tự ngẫu, với:

365

S (∆PN-C.S 2i C +∆PN-T.S i T2 +∆PN-H.S2i H ).tiThay số vào tính toán ta có kết quả trong bảng sau:

Bảng 2.4: Giá trị của các A 2i trong từng khoảng thời gian

Như vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phương án 1 là:

B4 B3

2.1.1 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:

S =S =S ≥117,5 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 biếnáp’ ta chọn MBA TPДЦ- 125 có thông số như sau:

Bảng 2.5: Thông số máy biến áp B 1 và B 4

UHđm(kV)

∆P0(kW)

∆PN(kW)

2.1.2 Chọn MBA tự ngẫu B 2 và B 3

a Ch ọn loại và công suất định mức

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

+ Công suất được chọn theo điều kiện sau:

b Ki ểm tra khả năng quá tải của các máy biến áp

+) Xét trường hợp nguy hiểm nhất là khi phụ tải trung cực đại:SmaxUT = 164,71 (MVA)

Khi đó : SUTmaxUF = 10,59 (MVA) ; SVHTUTmax = 121,22 (MVA)

UTmax UC

S =144, 58(MVA) ; UTmax

TD

S =28, 9(MVA)Với Sbộ = SbộB1= SbộB4= SđmF- max

TD

.S 117, 5 110, 28(MVA)

∗ Sự cố 1: Hỏng một bộ bên trung tại thời điểm phụ tải trung cực đại

Kiểm tra điều kiện quá tải:

2.KqtSC.α SđmTN ≥ SUTmax2.1, 4.0, 5.250(MVA) 164, 71(MVA)

350(MVA) 164, 71 MVA

+ Phân bố công suất khi sự cố

Công suất các cuộn trung, cuộn hạ, cuộn cao của 2 MBA tự ngẫu B2 ,B3 được tính nhưsau:

⇒Máy biến áp không bị quá tải.

+ Xác định công suất thiếu khi sự cố:

Sthiếu= SUT maxVHT + SUT maxUC − 2.SB2CC − Sbé

= 121,22+148,58 – 2.22,65 –110,28 = 114,22 (MVA)Công suất dự trữ của hệ thống là : HT ( )

DT

⇒ Sthiếu ≤ SHTDT ( Thỏa mãn điều kiện)

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

Kiểm tra điều kiện quá tải sự c ố :

⇔ 285, 28(MVA) 164, 71 MVA≥ ( ) ⇒ Thỏa mãn

+ Phân bố công suất khi sự cố:

⇒Máy biến áp không bị quá tải.

Vậy: Các MBA đã chọn trong phương án 2 thỏa mãn điều kiện vận hành bình thườngcũng như sự cố

2.2 Tính tổn thất điện năng trong MBA

2.2.1 Máy biến áp 2 dây quấn

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

110,28 (MVA) nên tổn thất điện năng trong mỗi máy biến áp 2 cuộn dây được tính như sau :

đ

2 bé m

0

B N

∆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

110, 28125

  .8760 = 3548213,326 (kWh)≈ 3548,213 (MWh)Vậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp hai dây quấn là:

∆AB1,4= ∆AB1+∆AB4= 3598,362 +3548,213 =7146,575 (MWh)

2.2.2 Máy biến áp tự ngẫu

a Phân b ố công suất cho các máy biến áp tự ngẫu trong điều kiện làm việc bình thường

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

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

Bảng :Phân bố công suất các cuộn dây của MBA tự ngẫu

b.Tính t ổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B1 và B 2

Tổn thất điện năng được tính theo công thức :

∆ATN= ∆P0.8760 +

đ TN

2 m

365

S ∑(∆PN-C.S 2i C +∆PN-T.S 2i T +∆PN-H.Si H2 ).tiTrong đó:

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

∆PN-C, ∆PN-T, ∆PN-H :tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cao, trung, hạcủa máy biến áp tự ngẫu, với:

365

S (∆PN-C.S2i C +∆PN-T.S i T2 +∆PN-H.Si H2 ).tiThay số vào tính toán ta có kết quả trong bảng sau:

Bảng : Giá trị của cácA 2i trong từng khoảng thời gian

CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN KINH TẾ KĨ 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, kỹthuật cho hai phương án và chọn ra phương án tối ưu nhất

3.1 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI

Vậy ta có sơ đồ thiết bị phân phối cho phương án 1 như sau:

Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 1

Vậy ta có sơ đồ thiết bị phân phối cho phương án 2 như sau:

Sơ đồ thiết bị phân phối phương 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

• V ốn đầu tư:

Vốn đầu tư của một phương án như sau:

V= V B + V TBPP

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

Với: Vb- tiền mua MBA

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

VTBPP-Vốn đầu tư xây thiết bị phân phối: VTBPP=∑ni.vTBPPi (4.1b)

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

V : vốn đầu tưΔA: tổng tổn thất điện năng trong máy biến áp, kWh.

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

Đơn vị: 1 Rúp =60.103 (VNĐ)

Thay số vào tính toán cụ thể cho từng phương án như sau:

3.2.1 Phương án 1

1.Vốn đầu tư cho các máy biến áp

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

Bảng 3-1: Vốn đầu tư cho các máy biến áp phương án 1

Loại máy biến áp Số lượng Đơn giá

(109.vnđ) KB

Thành tiền(109.vnđ)

2 Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối

Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối th eo từng cấp được tính ở bảng sau:

Bảng 3-2: Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối phương á n 1

Cấp điện áp

Đơn giá(109Vnđ/mạch)

Thành tiền(109.Vnđ)

Tổng vốn đầu tư cho thiết bị phân phối:

VPP(1) = 42 + 14,4 = 56,4.109 (vnđ)

Vậy tổng vốn đầu tư cho phương án 1 là:

V1= VB(1) + VPP(1) = 44,928.109+ 56,4.109= 101,328 109(vnđ)

3 Tính chi phí vận hành hàng năm của phương án 1

Chi phí do tổn thất điện năng (Pt): P t =.A 1

.00

1.Vốn đầu tư cho các máy biến áp

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

Bảng 3-3: Vốn đầu tư cho các máy biến áp phương án 2

Loại máy biến áp Số lượng Đơn giá

(109.vnđ) KB

Thành tiền(109.vnđ)

- Tổng vốn đầu tư cho máy biến áp là : V B (2) = (35,568+14,58+4,68) 109 = 54,828.109(vnđ)

2 Vốn đầu tư ch o thiết bị phân phối

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

Bảng 3-4: Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối phương án 2

Cấp điện áp

Đơn giá(109Vnđ/mạch)

Thành tiền(109.Vnđ)

- Tổng vốn đầu tư cho thiết bị phân phối: V TBPP(2) = 46,2 + 14,4 = 58,8.109(vnđ)

- Vậy tổng vốn đầu tư cho phương án 2 là:

V 2 = V B (2) + V TBPP (2) = 54,828.109 + 46,2.109 = 113,628.109 (vnđ)

3 Tính chi phí vận hành hàng năm của phương án 2

Chi phí do tổn thất điện năng (Pt):

P k = ; (Với: a = 8,4)Định mức khấu hao phần trăm a được tra trong bảng 4.2 trang 58 sách hướng dẫn thiết kế phầnđiện trong nhà máy điện

3.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Từ các kết quả tính toán các chỉ tiêu kinh tế cho 2 phương án, ta có bảng so sánh về mặt kinh

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

• N3’ với 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

4.1 Tính toán cho sơ đồ thay thế

• Điện kháng của hệ thống điện:

* 1

Nhà máy thiết kế nối với hệ thống 220kV bằng một đường dây kép có chi ều dài

21

1

% 11 20 32 0%2

1

% 32 20 11 20,5%2

C N

T N

H N

U U U

7 0,084

4.2 Tính toán ngắn mạch tại từng điểm

3 0,046 0,0464

17 0,3078

Nhập các máy phát điện cùng loại và dùng các phép biến đổi ta đưa sơ đồ trên về dạng đơngiản hơn.

x18= x3 // x4= 0, 046 0, 023

2 =Nhập song song máy phát F1 và F2 ta được F12

x19= x14// x15= 0, 2374 0,1187

2 =Nhập song song máy phát F3 và F4 ta được F34

x20= x16// x17= 0, 3078 0,1539

2 =Nhập song song máy phát F12và F34 ta được F∑:

x21= x19// x20= 19 20

19 20

0,1187.0,1539

0, 06700,1187 0,1539

13 0,0603

18 0,023

21 0,0670

13 0,0603 0,090622

Hình 4.2.B Sơ đồ điểm ngắn mạch N1

 Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch N1 là :

0, 0603 2, 412

100 =Tra đường cong tính toán của nhà máy nhiệt điện tại t= 0 ses và t= ∞

I*" = 0,39 ; I*∞= 0,43Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được :

Như vậy trị số dòng điện ngắn mạch tổng tại điểm N1 là :

- Dòng ngắn mạch siêu quá độ: IN1" = 3,9159 + 2,8986= 6,8142 kA

13 0,0603

16 0,3078

17 0,3078

13 0,0603

18 0,023 20

0,1539

19 0,1187

13 0,0603

18 0,023

21 0,0670

Ta được sơ đồ đơn giản như sau:

x23= x13+ x18= 0,0603 0,023+ = 0,0833

23 0,0833

21 0,0670

 Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch N2 là :

Như vậy trị số dòng điện ngắn mạ ch tổng tại điểm N2 là :

- Dòng ngắn mạch siêu quá độ: I"N2 = 6,0269 +7,5507 = 13,5776 (kA)

- Dòng ngắn mạch duy trì: I∞N2= 6,0269 +5,5451 = 11,572 (kA)

- Dòng điện xung kích : ixkN2 = 2.kxk.I"N2 = 2.1,8.13,5776= 34,5629 (kA)

4.2.3 Điểm ngắn mạch N3

Nguồn cấp là các máy phát và hệ thống , trừ máy phát F1

 Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản

Nhập song song máy phát F3 và F24 được F234

17 0,3078

230,0833

260,2469

50,082

240,0934

250,2851

Do HT và F134là 2 nguồn khác nhau nên ta biến đổ i Y 5,23,24 thành dạng Δ thiếu 25,26

Cuối cùng ta được sơ đồ thay thế đơn giản như sau:

25

0, 2384

26 0,2810

 Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch N3 là :