Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện nguyến mạnh trí

Việc sử dụng nguồn năng lượng hiện có cũng như việc quy hoạch, khai thác nguồn năng lượng mới một cách hợp lý, không những đảm bảo về an ninh năng lượng mà còn là một vấn đề mang nhiều ý

Trang 1

===***===

Điện năng là một dạng năng lượng không tái tạo Hệ thống điện là một phần của

Hệ thống năng 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 điện năng được sản xuất hàng năm bởi các nhà máy nhiệt điện không còn chiếm tỷ trọng lớn như ở những 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 nhà máy nhiệt điện vẫn đang là một nhu cầu lớn đối với giai đoạn phát triển hiện nay

Việc sử dụng nguồn năng lượng hiện có cũng như việc quy hoạch, khai thác nguồn năng lượng mới một cách hợp lý, không những đảm bảo về an ninh năng lượng mà còn

là một vấn đề mang nhiều ý nghĩa về kinh tế, chính trị, xã hội…Sau khi học xong chương trình của ngành hệ thống điện, và xuất phát từ nhu cầu thực tế, em được giao nhiệm vụ thiết kế các nội dung sau:

Phần I: Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện, gồm 4 tổ máy với công suất mỗi tổ máy là 100MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp trung áp

Trang 2

………

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2014 Giáo Viên Hướng Dẫn

Trang 3

………

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2014 T/M Hội Đồng Phản Biện

Trang 4

PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI - CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 2

C 2

T c c 2

1.2.1 Phụ tải toàn nhà máy 2

1.2.2 Phụ tải điện tự dùng 3

1.2.3 Phụ tải các cấp điện áp 3

1.2.4 Công suất phát về hệ thống 4

3 Đề xu c c ươ ố n 7

CHƯƠNG II_TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 11

A.P ươ Á 11

2.1.A Ch n máy biến áp 11

2.2.A Tính tổn th t công su t trong máy biến áp 17

B.P ươ Á 20

2.1.B Ch n máy biến áp 20

2.2.B Tính tổ n th t công su t trong máy bi ến áp 27

CHƯƠNG III_TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT,LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 29

A.P ươ 29

3.1.A Ch ơ ồ thiết bị phân phối 29

3.2.A Tí nh toán kinh tế - kỹ thuật,ch ươ ố ư 30

B.P ươ 31

3.1.B Ch ơ ồ thiết bị phân phối 31

3.2.B Tính toán kinh tế - kỹ thuật,ch ươ ố ư 32

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NG ẮN MẠCH 35

4.1 Ch ểm ng ắn mạch 35

4.2 Lậ ơ ồ thay thế 36

4.3 Tí nh toán ng ắn mạc e ểm 37

Trang 5

4.3.3 Điểm ngắn mạch N3 42

4.3.4 Điểm ngắn mạch N3 ’ 44

4.3.5 Điểm ngắn mạch N4 45

CHƯƠNG V CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 47

5 T dò cưỡng bức các c n áp 47

5.1.1 Phía điện áp cao 220 kV 47

5.1.2 Phía điện áp trung 110 kV 48

5.1.3 Các mạch phía hạ áp cấp điện áp 10,5 kV 48

5.2 Ch n máy c ắt và dao cách ly 49

5.2.1 Chọn máy cắt 49

5.2.2 Chọn dao cách ly 50

5.3 Ch n thanh dẫn cứ ầu cực máy phát 50

5.3.1 Chọn loại và tiết diện thanh dẫn cứng 50

5.3.2 Kiểm tra ổn đinh đ ộng 52

5.3.3 Kiểm tra ổn định đ ộng có xét đến dao đ ộng riêng 53

5.3.4 Chọn sứ đỡ thanh dẫn cứng 54

5.4 Ch n thanh dẫn mềm 55

5.4.1 Chọn tiết diện dây dẫn và thanh góp mềm 55

5.4.2 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch 55

5.4.3 Kiểm tra điều kiện vầng quang 59

5.5 Ch n cáp và ch k ường dây 60

5.5.1 Chọn hệ thống cáp cho phụ tải địa phương 60

5.5.2 Chọn kháng điện đường dây 61

5.5.3 Chọn máy cắt hợp b ộ địa phương 64

5.6 Ch n máy biế lường 65

5.6.1 Máy biến điện áp BU 65

5.6.2 Máy biến dòng điện BI 67

5.7 Ch n chố ng sét van (CSV) 70

Trang 6

6.2 Ch n máy biến áp tự dùng 73

6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng cấp1 ( 6,3kV) 73

6.2.2 Chọn máy biến áp tự dùng cấp 2 (0,4 kV) 74

6.3 Ch n khí cụ n tự dùng 75

6.3.1 Chọn máy cắt trước MBA tự dùng cấp điện áp máy phát 75

6.3.2 Chọn máy cắt sau MBA tự dùng cấp 6,3kV 75

6.3.3 Chọn aptomat cho mạch tự dùng phía hạ áp 76

PHẦN II TÌM HIỂU VỀ KHỐI MÁY PHÁT-MÁY B IẾN ÁP TỰ NG ẪU I NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 78

CHƯƠNG I _TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN PHẢ LẠI VÀ KHỐI MF-MBA TỰ NG ẪU I 79

1.1 Tổng quan về nhà máy nhi n Phả Lại 79

1.2 Máy biến áp tự ngẫu AT1 79

1.2.1 Thông số kỹ thuật của AT1 79

1.2.2 Cấu tạo các b ộ phậ n của MBA AT1 80

3 M n S1 83

1.3.1 Thông số kỹ thuật của máy phát S1 và hệ thống kích từ 83

1.3.2 Cấu tạo của máy phát S1 85

CHƯƠNG II HƯ HỎNG VÀ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA MÁY PHÁT S1- HỆ THỐNG BẢO VỆ THIẾT ĐẶT CHO 90

MÁY PHÁT S1 90

Hư ỏng và tình trạng làm vi c k ì ường của máy phát S1 nối với MB A AT1 90

2.2 Các bảo v ặt cho máy phát S1 94

CHƯƠNG III HƯ HỎNG VÀ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA MBA AT1 – CÁC BẢO VỆ THIẾT ĐẶT CHO MBA TỰ NGẪU AT1 97

3 C c ư ỏng và tình trạng làm vi c k ì ường của MBA AT1 97

3.2 Các bảo v thiế ặt cho MB A AT1 100

CHƯƠNG IV VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU AT1 103

Trang 7

4.1.2 Vận hành hệ thống làm mát c ủa AT1 103

4.1.3 Vận hành AT1 ở chế đ ộ điện áp cao hơn định mức và quá tải 103

4.2 Kiểm tra tình tr ạng kỹ thuậ và ạc các thông số cho máy biến áp tự ngẫu 104

4.2.1 Đo điện trở cách điện của cuộn dây máy biến áp 104

4.2.2 Đo tg và điện dung lớp cách điện của các cuộn dây 105

4.2.3 Đo điện áp đánh thủng của dầu ở trong thùng tiếp điểm của thiết bị PПH ( bộ điều chỉnh điện áp) 105

4.2.4 Đo tg và điện dung lớp cách điện chính c ủa các đầu vào 110kV và 220kV 105

4.3 B ả dưỡng kỹ thuật máy biến áp 106

4.3.1 Giám sát vận hành máy biến áp 106

4.3.2 Sửa chữa thường k ỳ máy biến áp tự ngẫ u 107

4.3.3 Thử nghiệm chuyên môn máy biến áp tự ngẫ u 107

Trang 8

Hình Vẽ Phần 1

C ươ : T T P ụ Tả – C Sơ Đồ Nố D

Hình 1.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

Hình 1.2 Đồ thị phụ tải tự dùng

Hình 1.3 Đồ thị phụ tải phía trung

Hình 1.4 Đồ thị phụ tải địa phương

Hình 2.2 Sơ đồ phân bố công suất sự cố 1 phương án 1

Hình 2.4 Sơ đồ phương án 2

C ươ III: T T K Tế -Kỹ T ậ , Lựa C P ươ Á Tố Ư

Hình 3.1 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 1

Hình 3.2 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 2

C ươ IV: T T N ắ Mạc

Hình 4.1 Sơ đồ các điểm ngắn mạch cần tính toán

Hình 4.2 Sơ đồ thay thế dạng đầy đủ các điểm ngắn mạch

Hình 4.3 Sơ đồ tính toán điểm ngắn mạch N1

Hình 4.6 Sơ đồ tính toán điểm ngắn mạch N3’

C ươ V: C K Cụ Đ Và D Dẫ

Hình 5.1 Hình dạng của thanh dẫn cứng hình máng

Hình 5.2 Hình vẽ sứ đỡ cho thanh dẫn cứng

Hình 5.3 Sơ đồ các điểm ngắn mạch tính toán chọn kháng

Hình 5.4 Sơ đồ các lộ phụ tải địa phương

Hình 5.5 Sơ đồ nối dụng cụ đo vào máy biến điện áp và máy biến dòng điện

C ươ VI: T T Tự Dù

Hình 6.1 Sơ đồ nối điện tự dùng của nhà máy

Trang 9

Hình 2 : Sơ đồ phương thức bảo vệ của khối máy phát –máy biến áp khối 1(A4)

Các hình vẽ khổ A3

Hình 1: Sơ đồ phụ tải tổng của nhà máy

Hình 2: Sơ đồ so sánh chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hai phương án

Hình 3: Sơ đồ vị trí các điểm ngắn mạch

Hình 4: Sơ đồ nối điện chính và tự dùng của nhà máy

Hình 5: Sơ đồ phương thức bảo vệ của khối máy phát - máy biến áp tự ngẫu Hình 6: Sơ đồ đấu nối bảo vệ thiết đặt cho khối máy phát - máy biến áp tự ngẫu

Trang 10

Danh mục bảng phần 1

C ươ I: T T P ụ Tả , C Sơ Đồ Nố D

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của máy phát TBФ-100-2

Bảng 1.2 Bảng biến thiên phụ tải các cấp điện áp theo thời gian

Bảng 1.3 Bảng phụ tải cực đại, cực tiểu các cấp điện áp

C ươ II: T T C M B ế Á

Bảng 2.1 Phân bố công suất của máy biến áp tự ngẫu phương án 1

Bảng 2.2 Thông số máy biến áp hai cuộn dây phương án 1

Bảng 2.3 Thông số máy biến áp tự ngẫu phương án 1

Bảng 2.4 Phân bố công suất của máy biến áp tự ngẫu phương án 2

Bảng 2.5 Thông số máy biến áp hai cuộn dây phương án 2

Bảng 2.6 Thông số máy biến áp tự ngẫu phương án 2

C ươ III: T T K Tế - Kỹ T ậ , Lựa C P ươ Á Tố Ư

Bảng 5.4 Bảng thông số kỹ thuật của thanh dẫn cứng

Bảng 5.5 Bảng thông số kỹ thuật của thanh góp mềm

Bảng 5.6 Bảng công suất qua từng kháng trong các tình huống

Bảng 5.7 Bảng chọn máy cắt hợp bộ địa phương

Bảng 5.8 Bảng phụ tải BU cần phân bố cho cả hai biến điện áp

Trang 11

Bảng 1.1 Thông số dòng điện và điện áp của các cuộn dây máy biến áp tự ngấu AT1 Bảng 3.1 Thời gian quá tải cho phép theo phần trăm quá tải dòng

Bảng 4.1 Bảng hệ thống làm mát hoạt động theo phụ tải cho phép

Bảng 4.2 Bảng hệ số điều chỉnh K1

Bảng 4.3 Bảng hệ số điều chỉnh K2

Bảng 4.4 Các trị số cho phép của tg

Trang 12

SV.Nguyễn Mạnh Trí Page 1

PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT

ĐIỆN

Trang 13

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI - CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY

Tính toán phụ tải của toàn nhà máy và phụ tải của các cấp điện áp đóng vai trò

hết sức quan trọng Từ việc tính toán phụ tải ta xác định được lượng công suất trao

đổi giữa nhà máy và hệ thống, từ đó giúp cho ta xây dựng đồ thị phụ tải, xây dựng các

bảng tính toán cân bằng công suất và phân phối công suất của nhà máy Tính toán

phụ tải còn giúp chúng ta nắm bắt được các điều kiện kinh tế - kỹ thuật để đề ra các

phương án nối dây hợp lý và phù hợp với yêu cầu thực tế

1.1 C

Theo yêu cầu thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng hơi gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy

công suất 100 MW Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy

phát, phụ tải phía trung và phát công suất thừa lên hệ thống 220 kV Ta lựa chọn máy

phát điện đồng bộ 3 pha tuabin hơi TBФ-100-2 có các thông số kỹ thuật như sau:

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của máy phát TBФ-100-2

T c c

1.2.1 Phụ tải toàn nhà máy

Công suất phát của toàn nhà máy xác định theo công thức sau:

tnm : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t (MVA)

P% t : Phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t

Pđm (MW)

Uđm(kV)

Trang 14

Công suất tự dùng của nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố (dạ ng nhiên liệu, loại

tuabin, công suất phát của nhà máy…) và theo đề bài cho thì chiếm 9% tổng công suất

phát của toàn nhà máy Công suất tự dùng gồm 2 thành phần: thành phần thứ nhất

chiếm khoảng 40% công suất tự dùng và không phụ thuộc vào công suất phát của nhà

m : Công suất lớn nhất của phụ tải, (MW)

cos  : Hệ số công suất tương ứng

P% t : P hần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t

a,Phụ tải địa phương cấp điện áp máy phát (10,5 kV)

Trang 15

Dựa trên nguyên tắc cân bằng công suất thu và phát ( không xét đến tổn hao công

suất trong máy biến áp), ta rút ra công thức tính công suất phát về hệ thống:

S  t S  t S  t S  t S  t

VHT  tnm  DP  UT  TD 

Trong đó: Stnm(t) : Công suất phát của toàn nhà máy t ại thời điểm t, (MVA)

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

SDP(t): Công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t, (MVA)

SUT(t): Công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t, (MVA)

ST D(t): Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t, (MVA)

Thanh góp cao áp 220 kV không c ấp điện cho các phụ tải mà chỉ làm nhiệm vụ

đưa công suất thừa về hệ thống Do đó, công suất phụ tải thanh góp cao áp tại thời

điểm t sẽ bằng công suất phát về hệ thống tại thời điểm t S  t S  t

TGC  VHT

Từ các tính toán trên, ta có bảng số liệu tổng kết sau:

Bảng 1.2 Bảng tổng hợp biến thiên phụ tải theo thời gian

Trang 16

24 0

30 S,MVA

Hình 1.1.Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Hình 1.2.Đồ thị phụ tải tự dùng

24 0

150 S,MVA

100 162,79

Hình.1.3.Đồ thị phụ tải địa phương Hình 1.4.Đồ thị phụ tải cấp trung áp

Trang 17

Hình 1.5.Đồ thị phụ tải tổng

Nhận xét: Nhà máy chủ yếu sản xuất điện cung cấp cho phụ tải phía trung và phát

công suất thừa về hệ thống, còn phụ tải tự dùng và địa phương chiếm một phần tương

đối nhỏ công suất phát ra của nhà máy (khoảng 10 -12,5 % công suất phát toàn nhà

Trang 18

3 Đề x c c ươ ố

Để đề xuất các phương án nối điện, ta cần căn cứ vào kết quả tính toán các phụ tải và

dựa trên 7 nguyên tắc cơ bản

Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi có 4 tổ máy 4x117,5 MVA và thông số cơ bản của các phụ tải

cho như sau:

Bảng 1.3 Thông số cực đại, cực tiểu của các phụ tải

Phụ tải Tự dùng Địa phương

Do vậy không c ần thanh góp c ấp điện áp máy phát Phụ tải địa phương sẽ được

cấp điện trực tiếp từ đầu cực của máy phát

Do nhà máy có công suất lớn và có 3 c ấp điện áp( 10,5kV; 110kV; 220kV)

Lưới điện áp phía trung và phía cao đều có trung tính nối đất trực tiếp và có hệ số có

lợi 220 110 0,5

220

Do vậy ta sử dụng 2 MBA liên l ạc là 2 MBA tự ngẫu

Vì MBA liên lạc là 2 MBA tự ngẫu Ta có:

Do vậy ta có thể ghép từ 1 đến 2 bộ MF-MBA 2 cuộn dây lên thanh góp điện

áp phía trung

Vì tổ máy có công suất lớn (117,5 MVA) nên không thể ghép chung từ 2 máy

phát vào một máy biến áp bởi vì:

Trang 19

Ưu điểm: Sơ đồ nối điện đơn giản, số lượng các MBA ít Công suất từ bộ

MF-MBA lên 220kV được truyền trực tiếp lên hệ thống nên tổn thất công suất giảm đi

đáng kể

Nhược điểm: Do có bộ MF-MBA bên cao nên giá thành MBA sẽ đắt hơn Có

nhiều loại máy biến áp hơn nên khi vận hành hoặc sửa chữa sẽ phức tạp

B1

HT

F3 F2

F1

B4

B3 B2

Ưu điểm: Sơ đồ nối điện đơn giản, số lượng và chủng loại các MBA ít do đó chi

phí mua và lắp đặt MBA sẽ rẻ hơn

Nhược điểm: Do ta lắp đặt hai máy biến áp ở phía trung nên tổng công suất

truyền từ 2 MBA sẽ lớn hơn công suất của phụ tải phía trung, sẽ có một phần công

suất thừa truyền qua 2 MBA 2 cuộn dây là F1 và F4 lại tiếp tục truyền về phía trung

của 2 MBA liên lạc, do công suất truyền qua hai lần MBA như vậy nên tổn thất công

suất khá lớn

Trang 20

B1 HT

TD+DP

Hình 1.7 Sơ đồ phương án 2 Phương án 3:

Sơ đồ thiết bị phức tạp, số lượng máy biến áp nhiều, gây khó khăn trong quá

trình vận hành, sửa chữa, tốn kém thiết bị nên không đảm bảo chỉ tiêu kinh tế

Hình 1.8 Sơ đồ phương án 3

Trang 21

Kết luận: Trong cả 3 phương án đề ra thì ta thấy hai phương án đầu có nhiều ưu

điểm hơn như: Sơ đồ đơn giản, thiết bị ít, đảm bảo về tính kinh tế, đảm bảo cung cấp

điện đầy đủ và tin cậy cho phụ tải các cấp Sơ đồ của hai phương án đầu vận hành linh

hoạt, dễ sửa chữa và bảo trì các thiết bị Mặt khác, phương án 3 có nhiều chủng loại

MBA, số lượng thiết bị nhiều, vận hành và sửa chữa rất phức tạp

Từ kết luận trên, ta chọn hai phương án 1 và 2 để tiến hành chọn máy biến áp,

so sánh chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật để tìm ra phương án tối ưu

Trang 22

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện, công suất của mỗi

máy biến áp lớn hơn rất nhiều so với công suất định mức của mỗi máy phát trong hệ

thống nên vốn đầu tư cho máy biến áp nhiều Do vậy trong chương này, ta đi tính toán

và lựa chọn công suất và loại MBA sao cho hợp lý và kiểm tra các điều kiện quá tải

của MBA nhằm thỏa mãn các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật

A.P ươ Á

B1

HT

F3 F2

F1

B4

B3 B2

2.1.1.a Phân bố công suất trong các máy biến áp

a Máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Trong phương án này ta xét hai máy biến áp là B1 và B4 Để đảm bảo vận hành

kinh tế, các máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA ( B1, B4) vận hành với

đồ thị bằng phẳng suốt trong năm MBA này mang tải bằng phẳng nên không có nhu

cầu điều chỉnh điện áp phía hạ Như vậy, chỉ cần điều chỉnh điện áp phía cao và được

điều chỉnh trực tiếp bằng tự động điều chỉnh kích từ của máy phát

Công suất của truyền từ máy phát lên máy biến áp ( Sbộ )

Trang 23

b Máy biến áp liên lạcSau khi phân bố công suất cho MBA hai cuộn dây trong sơ đồ

bộ MF-MBA hai cuộn dây, phần công suất còn lại do MBA liên lạc (tức MBA tự

ngẫu) đảm nhận và được xác định trên cơ sở cân bằng công suất, không xét đến tổn

thất trong MBA Công thức phân bố công suất của máy biến áp tự ngẫu trong phương

Nhận xét: ở tình trạng làm việc bình thường của máy biến áp tự ngẫu, dòng

công suất truyền từ phía hạ lên phía trung và phía cao của MBA tự ngẫu

2.1.2.a Chọn loại và công suất của các máy biến áp

a Máy biến áp hai cuộn dây

Công suất định mức của MBA cần chọn: SdmB ≥ Sdm F =117,5 (MVA) Tra bảng

2.5 và 2.6-Sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp ta chọn MBA

với các thông số như sau:

Trang 24

b, Máy biến áp liên lạc

Do tất cả các phía của MBA mang tải không bằng phẳng ,nên có nhu cầu điều

chỉnh điện áp tất cả các phía Nếu dùng TĐK chỉ điều chỉnh được phía hạ, nên cần có

kết hợp với điều chỉnh dưới tải của MBA liên lạc thì mới điều chỉnh điện áp được tất

cả các phía.Do đó ta chọn MBA liên lạc là máy biến áp tự ngẫu có điều chỉnh dưới tải

Vì sơ đồ không có thanh góp cấp điện áp máy phát nên quy ước Smax

chọn MBA tự ngẫu với các thông số như sau :

Bảng 2.3 Thông số MBA tự ngẫu phương án 1

Loại Sđm

(MVA)

UC (kV)

UT (kV)

UH (kV)

PO (kW)

PN (kW)

UN%

Io% C-T C-H T-H ATДЦTH 250 230 121 10,5 120 520 11 32 20 0,6

2.1.3.a Kiểm tra quá tải cho máy biến áp

Xét các sự cố xảy ra:

 Sự cố 1: Hỏng một bộ bên trung khi phụ tải trung cực đại

 Sự cố 2: Hỏng một máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải trung c ực đại

Trang 25

B4

B3B2

Hình 2.2 Sơ đồ phân bố công suất sự cố 1

Tại thời điểm đó, ta có các thông số khác như sau:

SVHT=179,97 (MVA); SĐP = 14,12(MVA) ;

 Kiểm tra điều kiện quá tải nhằm cung c ấp đủ công suất cho phía trung:

2KqtSC α ST N ≥ SUTmax

= 232,56 (MVA) Với KqtSC = 1,4 ;α = 0,5 ;ST N = 250 (MVA)

→ 2 × 1.4× 0.5 × 250 = 350 MVA > 232,56(MVA)

→ Thỏa mãn điều kiện

 Phân bố công suất trên các cuộn dây c ủa MBA tự ngẫu khi xảy ra sự cố:

Công suất qua phía trung của máy biến áp tự ngẫu:

SPT = 1

2

ax

M UT

S = 232, 56

2 = 116,78 (MVA) Công suất qua phía hạ của máy biến áp tự ngẫu:

Trang 26

SPH =SđmF –

ax4

M TD S

–

ax

2

M ĐP

SP C = SPH – SPT = 99,46 – 116,28 = -16,82 (MVA)

Vậy khi bị sự cố MBA TN có chế độ truyền tải công suất từ hạ lên trung và lấy

công suất từ hệ thống về cung cấp cho phía trung.Trường hợp này cuộn chung mang

 Xác định công suất thiếu:

Công suất thiếu phát về hệ thống so với lúc bình thường là:

Sthiếu = UTmax

VHT

S - (S bo + 2.SP C )  Sthiếu=179,97 - (106,52 +2 (-16,82)) = 107,09(MVA)

Sthiếu < Sdp= 150 MVA  công suất dự phòng đảm bảo yêu cầu

Kết luận: Hệ thống vẫn làm việc bình thường

Sự cố 2: Xét sự cố hỏng 1 MBA tự ngẫu tại thời điểm phụ tải trung cực đại

Trang 27

B1

HT

F3 F2

F1

B4

B3 B2

F4

TD

TD+DP TD+DP

TD 93,40

32,64 126,04 106,52

SVHT=179,97 ( MVA); SĐP = 14,12(MVA) ;

 Kiểm tra điều kiện kiểm tra quá tải nhằm cung c ấp đủ công suất cho phía trung:

KqtSC α ST N + Sbộ ≥ SUTmax

= 232,56 (MVA) Với KqtSC = 1,4 ;α = 0,5 ;ST N = 250 (MVA)

→ 1,4× 0,5 × 250 + 106,52 = 281,52 (MVA) > 232,56 (MVA)

 Phân bố công suất khi có s ự cố:

SPT = S UT Max- Sbộ =232,56- 106,52 = 126,04(MVA)

Công suất qua phía hạ của máy biến áp tự ngẫu:

SPH = Sđm F – S TD F2 – SĐPUTmax = 117,5 – 1.43,94

4 - 14,12= 93,40 (MVA) Công suất qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu:

SPC = SPH – SPT = 93,40 – 126,04 = -32,64(MVA)

Trang 28

Vậy khi bị sự cố MBA TN có chế độ truyền tải công suất từ hạ lên phía trung

và cuộn cao sẽ lấy công suất từ hệ thống về truyền thêm sang cho phía

trung.Trường hợp này cuộn chung mang tải nặng nhất:

Sthiếu = UTmax

VHT

S - (S bo + SPC )

 Sthiếu=179,97 - (106,52-32,64) = 106,09(MVA)

Kết luận chung: Sau khi tiến hành kiểm tra các điều kiện quá tải và điều kiện

hoạt đông bình thường ta thấy công suất các MBA đã chọn đáp ứng được yêu cầu đặt

ra

2.2.A T ổ c r ế

Tổn thất trong máy biến áp gồm 2 thành phần :

 Tổn thất trong lõi thép c ủa MBA, không tải phụ thuộc vào công suất của phụ tải

 Tổn thất trong các cuộn dây MBA, phụ thuộc vào công suất của phụ tải MBA

2.2.1a Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây

Do MBA 2 cuộn dây mang tải bằng phẳng nên tổn thất công suất được tính:

A=8760

2 0

N dmB

Trang 29

Như vậy: Tổn thất điện năng trong 2 sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây là:

A’ = A1 + A4 = 3424696,884 + 3420523,036 = 6845219,92(kWh)

2.1.2a Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu

Để tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu trước hết phải tính tổn thất công

suất ngắn mạch cho từng cuộn dây như sau:

Trang 30

P 

 =260 (kW) Thay số vào ta được:

T N

H N

Do MBA tự ngẫu mang tải theo đồ thị phụ tải ngày đặc trưng nên tổn thất điện

năng trong MBA tự ngẫu được tính như sau:

Vậy tổng tổn thất điện năng của phương án I là :

A =A1+A2+A3+A4 = 6845219,92+2.1731512,94=10208245,8kWh

Trang 31

B.P ươ Á

B1 HT

TD+DP

Hình 2.4 Sơ đồ phương án 2

2.1.B C ế

2.1.1.b Phân bố công suất trong các máy biến áp

a.Máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Phân bố công suất của máy hai cuộn dây của phương án 2 cũng giống như phương

án1 Công suất của truyền từ máy phát lên máy biến áp ( Sbộ )

b Máy biến áp liên lạc

Máy biến áp tự ngẫu ở phương án 2 phân bố công suất theo công thức sau:

Trang 32

Nhận xét: ở trạng thái làm việc bình thường của MBA tự ngẫu, hầu hết trong

các khoảng thời gian công suất phân bố theo hướng truyền từ phía hạ và lấy công suất

phía trung truyền lên phía cao của MBA Tuy nhiên trong khoảng thời gian từ 15h –

21h (phụ tải phía trung cực đại) thì dòng công suất truyền từ phía hạ lên phía trung và

phía cao của MBA

2.1.2.b Chọn loại và công suất của các máy biến áp

a.Máy biến áp hai cuộn dây

Công suất định mức của MBA cần chọn: SdmB ≥ Sdm F =117,5 (MVA) Tra bảng

2.5 và 2.6-Sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp ta chọn MBA

B1 và B4 với các thông số như sau:

Bảng 2.5 Thông số của MBA 2 cuộn dây phương án 2

Cấp điện

áp

Loại MBA

Sđm B MVA

b Máy biến áp liên lạc

Ta lựa chọn giống như ở phương án 1 Tra bảng 2.6- Sách Thiết kế phần điện

trong nhà máy điện và trạm biến áp ta chọn MBA tự ngẫu với các thông số như sau:

Trang 33

Bảng 2.6 Thông số MBA tự ngẫu phương án 2

Loại

Sđm (MVA)

UC (kV)

UT (kV)

UH (kV)

PO (kW)

PN (kW)

UN%

Io% C-T C-H T-

H ATДЦTH 250 230 121 10,5 120 520 11 32 20 0,6

2.1.3.b Kiểm tra quá tải cho máy biến áp

Ta đi xét 3 sự cố chính:

 Sự cố 1: Hỏng một bộ bên trung khi phụ tải phía trung c ực đại

 Sự cố 2: Hỏng một máy tự ngẫu khi phụ tải phía trung cực đại

 Sự cố 3: Hỏng một máy tự ngẫu khi phụ tải phía trung cực tiểu

Sự cố 1: Xét sự cố hỏng bộ bên trung tại thời điểm phụ tải trung cực đại

ax

232,56

m

UT

S  MVA trong khoảng thời gian từ 15h – 21h

SVHT =179,97 (MVA); SĐP = 14,12(MVA)

B1 HT

Trang 34

→ 2 × 1.4× 0.5 × 250 +106,52= 456,52 MVA > 232,56 (MVA)

SPT = 1

2(

ax

M UT

M TD S

–

ax

2

M ĐP

SP C = SPH – SPT = 99,46 – 63,02= 36,44(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 : SPH SC = 99,46 (MVA)

 Điều kiện kiểm tra sự quá tải của các cuộn dây:

Vậy không xảy ra hiện tượng quá tải ở các cuộn dây

Sthiếu = UTmax

VHT

S - 2.SPC  Sthiếu=179,97 - 2 36,44 = 107,09(MVA)

Trang 35

SVHT=179,97( MVA); SĐP = 14,12(MVA)

 Kiểm tra điều kiện kiểm tra quá tải nhằm cung c ấp đủ công suất cho phía trung:

KqtSC α ST N + 2.Sbộ ≥ SUTmax

= 232,56 (MVA) Với KqtSC = 1.4, α = 0.5, ST N = 250 (MVA); SUTmax = 232,56 (MVA)

→ 1,4.0,5.250 +2.106,52 = 388,04 (MVA) >232,56(MVA)

B1 HT

SPT = SUT Max- 2.Sbộ = 232,56- 2.106,52= 19,52(MVA)

Trang 36

SPH =SđmF –

ax4

M TD S

– Max

ĐP

S =117,5 – 43, 94

4 -14,12 = 92,40 (MVA) Công suất qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu:

SP C = SPH – SPT = 92,40– 19,52= 72,88 (MVA)

Trường hợp này cuộn hạ mang tải nặng nề nhất

Sthiếu = UTmax

VHT

S - SP C  Sthiếu=179,97 – 72,88= 107,09(MVA)

Sự cố 3: Xét sự cố hỏng 1 MBA tự ngẫu tại thời điểm phụ tải trung cực tiểu

in

162,79

m

UT

SVHT=166,55 (MVA); SĐP = 8,47(MVA)

 Kiểm tra điều kiện quá tải nhằm cung cấp đủ công suất cho phụ tải phía trung:

KqtSC α ST N + 2.Sbộ ≥ SUTmin

= 166,55(MVA) Với KqtSC

= 1.4, α = 0.5, ST N = 250 (MVA);

→ 1,4.0,5.250+2.106,52 = 386,24 (MVA) >166,55(MVA)

→Thỏa mãn điều kiện

Trang 37

B1 HT

TD+DP

44,69 106,52

99,37 144,06

Hình 2.7 Sơ đồ phân bố công suất sự cố 3

 Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA tự ngẫu khi xảy sự cố:

SPT = SUTMin- 2.Sbộ = 166,55- 2.105,62= -44,69 (MVA)

SPH =SđmF –

ax4

M TD S

– Max

ĐP

S =117,5 – 38, 66

4 - 8,47 =99,37 (MVA) Công suất qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu:

SPC = SP H – SPT = 99,37 +44,69= 144,06 (MVA)

Vậy khi bị sự cố MBATN có chế độ truyền tải công suất từ hạ và trung lên phía

cao Trường hợp này cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất

Sthuamax = .S PT( )t S PH( )t  = 0,5.(99,37+44,69)= 72,03(MVA)

SC qt

Vậy không xảy ra hiện tượng quá tải ở các cuộn dây

Trang 38

Kết luận chung: Sau khi tiến hành kiểm tra các điều kiện quá tải và điều kiện hoạt

đông bình thường ta thấy công suất các MBA đã chọn đáp ứng được yêu cầu đặt ra

2.2.B T ổ c r ế

Tổn thất trong máy biến áp gồm 2 thành phần :

 Tổn thất trong lõi thép c ủa MBA, không tải phụ thuộc vào công suất của phụ tải

 Tổn thất trong các cuộn dây MBA, phụ thuộc vào công suất của phụ tải MBA

2.2.1.b Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây

2.1.2.b Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu

Để tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu trước hết phải tính tổn thất công

suất ngắn mạch cho từng cuộn dây như sau:

P 

 =260 (kW) Thay số vào ta được:

Trang 39

2 2 2

T N

H N

Do MBA tự ngẫu mang tải theo đồ thị phụ tải ngày đặc trưng nên tổn thất điện

năng trong MBA tự ngẫu được tính như sau:



Vậy tổng tổn thất điện năng của phương án I là :

A =A1+A2+A3+A4 = 6849393,77+2.1866977,10 =10583347,97kWh

Trang 40

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Việc quyết định và chọn lựa một phương án nào trong các phương án đã đề ra

cần phải dựa vào các chỉ tiêu về kinh tế và kĩ thuật Xét về mặt kinh tế đó là tổng vốn

đầu tư cho phương án đó và tổng chi phí vận hành, bảo trì hàng năm cho phương án

đó Xét về mặt kĩ thuật, phương án tối ưu lựa chọn phải đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật

như: đảm bảo cung cấp điện năng cho các hộ tiêu thụ trong chế độ làm việc bình

thường cũng như khi có sự cố xảy ra,linh hoạt trong vận hành, an toàn với người vận

hành

A.P ươ

3.1.A C ơ ồ ế ị ố

Để có thể tính được chỉ tiêu kinh tế của các phương án, trước hết ta phải chọn sơ

đồ các thiết bị phân phối

Đối với phía điện áp 220kV chỉ có 1 đường dây kép của hệ thống,do vậy số mạch

đường dây nhỏ nên dùng sơ đồ TBPP hai hệ thống thanh góp Đối với phía điện áp 110

kV có số mạch đường dây lớn gồm 4 lộ kép nên ta dùng sơ đồ TBPP hai hệ thống

thanh góp có thanh góp vòng

Sơ đồ mạch thiết bị phân phối như sau:

Hình 3.1.Sơ đồ TBPP của phương án 1

MCLL

F2

B2

F3 B3

MCLL MCV 110kV

F1

B4

F4 B1 220kV

Định dạng
Số trang	119
Dung lượng	1,82 MB

Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện nguyến mạnh trí

Giám sát vận hành máybiến áp