Thiết kế nhà máy nhiệt điện

Thiết kế nhà máy nhiệt điện

MỤC LỤC

Phần I: Thiết kế nhà máy nhiệt điện

5.3/ Lựa chọn sơ đồ nối điện cho các phương án: 30

6.4/Tính ngắn mạch cho phương án 4 : 39

CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 43

7.3/ Tổn thất trong phương án 4 (MBA 3 pha 3 cuộn dây): 46

9.2/ Các điều kiện chung chọn khí cụ điện và phần dẫn điện: 55

9.7/ Chọn máy cắt điện, máy c ắt phụ tải, dao cách ly: 75

CHƯƠNG XI: BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP 89

11.2/ Các yêu cầu khi thiết kế hệ thống thu sét: 89

CHƯƠNG XII: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 101

12.3/ Tính tổng trở xung của hệ thống nối đất có nối đất bổ sung: 109 12.4/ Kiểm tra hệ thống nối đất theo điều kiện chống sét: 112 12.5/ Thiết kế hệ thống thanh cân bằng điện thế: 112

CHƯƠNG II: TIỀM NĂNG VÀ TRỮ LƯỢNG NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU 118

2.1/ Tiềm năng và trữ lượng năng lượng thủy triều trên thế giới: 118 2.2/ Tiềm năng và trữ lượng năng lượng thủy triều ở nước ta: 120

Chương I TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

1.1/Khái niệm:

Nhà máy điện là một bộ phận của hệ thống điện có nhiệm vụ biến đổi các dạng năng lượng khác thành điện năng

Phụ thuộc vào dạng năng lượng sơ cấp phân nhà máy điện thành các lo ại:

 Nhiệt điện: biến nhiệt năng thành điện năng

 Thủy điện: biến thủy năng thành điện năng

 Nhà máy điện gió: biến năng lượng gió (cơ năng) thành điện năng

Trong nhà máy nhiệt điện, nhiệt năng nhận được từ nhiều nguồn khác nhau Phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu chia thành các nhà máy điện (NMĐ) sau đây:

o Nhà máy nhiệt điện tuabin ngưng hơi

o Nhà máy nhiệt điện kiểu tuabin có rút hơi

o Nhà máy nhiệt điện tuabin khí

Ưu điểm của nhà máy nhiệt điện nói chung:

 Có thể xây dựng gần khu công nghiệp và gần các nguồn cung cấp nhiên liệu do đó giảm được chi phí xây dựng đường dây tải điện giảm chi phí chuyên chở nhiên liệu

 Thời gian xây dựng ngắn (3 – 4 năm)

 Có thể sử dụng được các nhiên liệu rẻ tiền như than cám, than bìa ở các khu khai thác than, dầu nặng của các nhà máy lọc dầu, trấu của các nhà máy xay lúa… Khuyết điểm của nhà máy nhiệt điện:

 Cần nhiên liệu trong quá trình sản xuất cho nên giá thành điện năng cao

 Khói thải làm ô nhiễm môi trường đây là điểm cần quan tâm vì thế giới đang hạn chế khí thải

 Khởi động chậm từ 6 – 8 giờ mới đạt công suất tối đa, điều chỉnh công suất khó , điều này làm khó khăn khi vận hành với phụ tải không ổn định

 Mặc dù có những nhược điểm trên, nhưng khi xây dựng và phát triển hệ thống điện tất cả các nước trước tiên đều phải xây dựng nhà máy nhiệt điện Ở nước ta, trong những năm đầu xây dựng nền công nghiệp nhiệt điện vẫn là nguồn điện năng chính

- Hệ số công suất: cosφ = 0.8

- Toàn bộ công suất dư c ủa nhà máy sẽ phát về hệ thống

1.2.2/ Nhà Máy Điện:

- Tổ ng số MFĐ: n = 2

- Công suất 1 MFĐ: Smf = 353 MVA

- Điện áp định mức: Uđm = 18kV

- Loại nhà máy điện: Nhiệt điện

- Hệ số công suất: cosφ = 0.85

- Công suất cực đ ại: Smax = 42 MVA

- Công suất cực tiểu: Smin = 20MVA

- Hệ số công suất: cosφ = 0.79

- Số đường dây: 2

Chương II PHỤ TẢI ĐIỆN

2.1/ Phụ tải điện:

2.1.1/Khái niệm:

 Phụ tải điện là các thiết bị hay tập hợp các khu vực gồm nhiều thiết bị sử dụng điện năng để biến đổi thành các dạng năng lượng khác như quang năng, nhiệt năng, cơ năng, hóa năng

 Phụ tải điện là một hàm biến đổi theo thời gian vì có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến

nó, nên phụ tải điện không bền theo một quy luật nhất định Do đó việc xác định chính xác là một điều rất khó khăn nhưng đồng thời là một việc rất quan trọng

 Phụ tải điện là một số liệu dùng làm căn cứ chọn các thiết bị điện trong hệ thống cung cấp điện Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế thì sẽ gây lãng phí thiết bị

2.1.2 Phân loại:

 Phân loại theo tính chất :

 Phụ tải động lực : cung cấp cho các động cơ điện

 Phụ tải chiếu sáng

 Phân loại theo khu vực sử dụng :

 Phụ tải công nghiệp : cung cấp cho khu công nghiệp

 Phụ tải nông nghiệp : cung cấp cho khu vực nông nghiệp

 Phụ tải sinh hoạt : cung cấp cho vùng dân cư

 Phân lọai theo mức độ quan trọng :

 Phụ tải loại 1 : Loại này gồm các khu công nghiệp quan trọng, các thành phố

lớn, các khu vực ngoại giao, công sở quan trọng, các hầm mỏ, bệnh viện, hầm giao thông dài… cần phải đảm bảo điện liên tục

 Phụ tải loại 2: khi điện có ảnh hưởng đến nền kinh tế , sản xuất nhưng không

 Smax/Smin = 42/20 (MVA); số đường dây : 2; cosφ = 0.79

Bảng 1.2 : Phân bố phụ tải cấp điện áp 110 kV

Sdat) trong đó:α = 6% ; Sdat = 706 (MVA)

Bảng 1.3: Phân bố công suất tự dùng c ủa nhà máy

2.2.3/Đồ thị phụ tải phát về hệ thống:

 Tấc cả công suất dƣ của nhà máy sẽ đƣợc phát về hệ thống

 Thông số máy phát của nhà máy:

- Tổ ng số MFĐ: n = 2

- Công suất 1 MFĐ: Smf = 353 MVA

- Điện áp định mức: Uđm = 18kV

- Loại nhà máy điện: Nhiệt điện

- Hệ số công suất: cosφ = 0.85

để bù vào phần thiếu

 Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc :

1 Có tính khả thi tức là có thể chọn được các thiết bị chính như : MBA, Máy cắt điện…, cũng như có khả năng thi công, xây lắp và vận hành

2 Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặc biệt với hệ thống khi bình thường cũng như cưỡng bức (có một phần tử không làm việc được)

3 Tổ n hao qua MBA nhỏ, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai lần biến áp không cần thiết

4 Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt

5 Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không c ần thay cấu trúc đã chọn

 Thường một NMĐ có thể có nhiều phương án cấu trúc khác nhau, để

chọn phương án nào cần cân nhắc các khía cạnh sau đây :

 Số lượng MBA

 Tổng công suất các MBA : SđmB

 Tổng vốn đầu tư mua MBA : VB

 Tổn hao điện năng tổng qua các MBA : ∆AB

3.2/ Sơ đồ cấu trúc của nhà máy:

3.2.1/khi phụ tải có cả ở U C , Y T , U H và U C = U H T ; U H = U m f :

Sơ đồ cấu trúc tổng quát có dạng:

Trong đó, phụ tải ở điện áp cao gồm cả phần phát về hệ thống, phụ tải ở điện áp máy phát Giả sử có tất cả n máy phát công suất bằng nhau (Smf), để hạn chế dòng ngắn trên thanh góp Umf không nhất thiết phải nối tất cả n máy phát mà chỉ nối m máy phát với điều kiện khi một máy phát nghỉ, các máy còn lại ( m-1) đủ đảm bảo cho phụ tải SmaxH

mà không phải tải từ các máy phát ghép bộ qua hai lần biến áp, số máy phát còn lại (n-m)

có thể ghép bộ máy phát – MBA đưa thẳng lên điện áp cao qua p máy phát hoặc ghép bộ lên điện áp trung qua q máy phát P và q được xác định sao cho tong công suất bộ này không vượt quá Smin ở cấp đó Điều này được giải thích là khi phụ tải cực tiểu, công suất của các máy phát điện này không phải truyền qua hai lần biến áp để phát Trường hợp đặc biệt khi sử dụng MBA từ ngẫu liên lạc với hệ thống, thường ở cấp trung và ta chọn theo Sđm trong khi cuộn hạ chọn theo công suất mẫu (α.Sđm), cho nên có thể tải thêm một lượng công suất từ trung sang cao với điều kiện không vì lí do này mà tăng công suất MBA từ ngẫu đã chọn

Với các điều kiện trên chúng ta có các biểu thức:

-Phương án 1: Dùng hai máy biến áp ba cuộn dây liên lạc giữ ba cấp điện áp (hình a), trong đó cấp điện áp cao (UC), (UT) phù hợp với UHT và UT, điện áp cuộn hạ thích hợp với phụ tải cuộn hạ, các máy phát được ghép bộ lên điện áp cao và trung:

N = p + q -Phương án 2: để cung cấp cho phũ tải ở điện áp hạ có thể rẽ nhánh từ hai bộ MBA ba cuộn dây qua hai MBA thích hợp (Hình b) Nếu phụ tải hạ tương đối lớn có thể giảm công suất MBA ba cuôn dây

Với đặc điểm của nhà máy ta đang thiết kế có UC = UHT, nên ta có các phương án nối điện

 Phương án 1: Phương án này có hai tổ hợp bộ máy phát – máy biến áp nối với thanh góp 220kV thuận lợi cho việc vận hành các tổ máy Nối kết với cấp điện áp 110kV bằng hai máy biến áp từ ngẫu T3 và T4

 Phương án 2: Phương án này đảm bảo việc kết nối điện giữa hai cấp điện áp

220kV và 110kV bằng hai máy biến áp tự ngẫu

 Phương án 3: Hai máy phát phát thẳng lên hai thanh góp 220kV và 110kV và được lien lạc bằng hai máy biến áp từ ngẫu Tuy nhiên phương án này không khả thi vì phụ tải ở cấp 110kV rất nhỏ mà phải sử dung MBA T3 và T4 có công suất lớn gây lãng phí

 Phương án 4: Phương án này giống với phương án 1 chỉ thay máy biến áp từ ngẫu thành máy biến áp 3 cuộn dây Tuy MBA 3 cuôn dây có các khuyết điểm so với MBA từ ngẫu là về giá thành, kích thước lớn hơn nhưng trong trường hợp này thì MBA 3 cuộn dây có ưu điểm hơn MBA từ ngẫu là khả năng truyền công suất qua

3 cuộn là như nhau, thích hợp cho nhà máy điện

 Phương án 5: Phương án 5 cũng tương tự phương án 1 nhưng tính liên tục giữa hai cấp điện áp không cao

3.3/ Lựa chọn phương án:

 Trong các phương án trên, ta chọn phương án 1 và phương án 4 vì sơ đồ nối điện

tương đối đơn giản, tính liên tục cung cấp điện cao và số lượng máy biến áp ít sẽ

có lợi về mặt kinh tế và vận hành

 Ta loai phương án 2 vì sử dụng 2 MBA từ ngẫu là chế độ bất lợi nhất vì công suất qua cuộn hạ chỉ bằng ½ công suất từ cuộn cao qua cuộn trung Mà máy phát nối vào cuộn hạ nên phải chọn MBA có công suất gấp đôi công suất máy phát gây lãng phí

 Ta loại phương án 3 vì sử dụng máy biến áp lien lạc có suất lớn gây lãng phí

 Phương án 5 cũng tương tự phương án 1 nhưng tính liên tục giữa hai cấp điện áp không cao

220 KV

Chương IV CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC

4.1/Khái niệm:

 MBA là một thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp khác Điện năng sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa phải qua đường dây cao thế 110,220,500 kV…,thường qua MBA tăng từ điện áp máy phát (Umf) lên điện áp tương ứng

 Ở cuối đường dây cao áp lại cần MBA giảm về điện áp thích hợp với mạng phân phối (22;15;0,4 kV …)

 Trong hệ thống thường phải qua nhiều lần tăng, giảm mới đưa điện năng từ các máy phát đến hộ tiêu thụ Vì vậy tổng công suất MBA trong hệ thống điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của các máy phát điện

 Mặc dù hiệu suất của các MBA tương đối cao, tổn thất qua MBA hằng năm vẫn rất lớn

Các lưu ý khi chọn MBA:

 Khi chọn công suất MBA cần tính đến khả năng tận dụng tối đa (xét khả năng quá tải cho phép) tránh vận hành non tải MBA đưa đến tổn hao lớn, kéo dài thời gian

sử dụng không c ần thiết

 Tuổi thọ và khả năng tải của MBA chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ khi vận hành Nhiệt độ các phần của MBA không chỉ phụ thuộc vào công suất qua MBA mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh và phương pháp làm lạnh

 Khi chọn công suất của MBA phải chú ý đến khả năng phát triển phụ tải, tránh trường hợp vừa xây dựng xong TBA lại phải thay đổi hay đặt thêm máy khi phụ tải tăng

 MBA hiện nay có nhiều lọai :

- MBA một pha, ba pha

- MBA hai cuộn dây, ba cuộn dây

- MBA có cuộn dây phân chia

- MBA tự ngẫu một pha, ba pha

- MBA tăng, MBA hạ

 MBA lại do nhiều nước chế tạo theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau, điều kiện làm việc cũng có thể khác nhau Khi thiết kế cũng c ần chú ý đến khía cạnh này

 Hệ thống làm lạnh của MBA:

 Có nhiều phương pháp, mỗi phương pháp làm lạnh yêu cầu điều khiển vận hành nhất định, khi không thực hiện đúng qui định có làm tăng nhiệt độ MBA đưa đến giảm tuổi thọ, thậm chí đưa đến cháy MBA

 MBA có một số phương pháp làm lạnh sau:

- Làm mát MBA theo qui luật tự nhiên

- Làm mát MBA bằng dầu có them quạt để tăng cường khả năng trao đổi nhiệt và tản nhiệt

- Làm mát bằng phương pháp tuần hoàn cưỡng bức và có tăng cường thêm quạt

- Làm mát bằng nước

- Làm lạnh kiểu khô

 Các thông số định mức cửa MBA:

- Công suất định mức: là công suất liên tục truyền qua MBA trong thời hạn phục

vụ ứng với các tiêu chuẩn do nhà chế tạo qui định như điện áp định mức, tần số định mức đặc biệt là nhiệt độ môi trường làm mát

- Khả năng quá tải của MBA: thực tế vận hành phụ tải qua MBA luôn thay đổi với phần lớn thời gian thấp hơn định mức Để tận dụng khả năng tải của MBA có khoảng thời gian cho phép vận hành với công suất lớn hơn định mức gọi là quá tải MBA

K𝑞𝑡=S𝑣𝑎𝑛 𝑕𝑎𝑛 𝑕

S𝑑𝑖𝑛 𝑕𝑚𝑢𝑐Các chế độ làm việc của quá tải của MBA :quá tải bình thường và sự cố

a Quá tải bình thường : là chế độ làm việc của MBA trong một thời gian nào

đó so với tải định mức Khi quá tải bình thường nhiệt độ điểm nóng nhất đối với MBA hiện nay là Tcpdm =980 , nhưng không vượt quá 1400 C và nhiệt độ lớp dầu phía trên không vượt quá 950 C

- Hệ số thường xuyên có thể được xác định từ đồ thị khả năng tải của MBA đó

là quan hệ giữa hệ số quá tải cho phép K2cp , hệ số phụ tải k1 và thời gian quá tải t

b Quá tải sự cố :

- Khi hai MBA vận hành song song mà một trong hai bị sự cố phải nghỉ, MBA còn lại có thể vận hành với hệ số quá tải Kqtsc Nhưng lúc đó thời gian quá tải không quá 6h, đồng thời hệ số non tải K1 phải nhỏ hơn 0,93 để bù lại Tuy nhiên MBA chỉ được vận hành như vậy không quá 5 ngày liên tiếp

4.2/Chọn máy biến áp cho phương án 1:

 Chọn máy biến áp ba pha hai cuộn dây T1 và T2:

 Chọn theo điều kiện ghép bộ với máy phát của nhà máy điện là Sđm MF =

Giá (10 3 ) USD

 Theo bảng tra sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp của tác giả Huỳnh Nhơn trang 245 ta chọn MBA từ ngẫu có công suất 30MVA

Song từ đồ thị phụ tải của mạng 110KV ta thấy tổng thời gian quá tải T2 < 6 giờ/ngày,

Giá (10 3 ) USD

4.3/Chọn máy biến áp cho phương án 4:

 Chọn máy biến áp ba pha ba cuộn dây T1 và T2:

 Chọn theo điều kiện ghép bộ với máy phát của nhà máy điện là Sđm MF = 353MVA Theo bảng tra sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp của tác giả Huỳnh Nhơn trang 244 không có công suất thích hợp nên ta chọn 3 MBA ba pha ba cuộn dây

(xem như là một máy) có công suất mỗi máy 120MVA ( 3 máy là 360 MVA)

Trọng lượng (tổng tấn)

Giá (10 3 ) USD

- Nguồn điện có thể là các mạch cung c ấp điện năng vào có thể là MBA, máy phát điện, đường dây cung cấp

- Phụ tải là mạch đưa công điện năng ra có thể là MBA, đường dây…

- Mỗi nguồ n hay tải gọi là một phần tử của sơ đồ nối điện

- Thanh góp là nơi tập trung các nguồn điện và phân phối cho các phụ tải

- Sơ đồ nối điện có nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào cấp điện áp, số phần tử nguồn và tải, công suất tổng, tính chất quan trọng của các phụ tải

 Sơ đồ nối điện có nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào cấp điện áp, số phần tử nguồn và tải, công suất tổng, tính chất quan trọng của các phụ tải… Sơ đồ nối điện cần thoả mãn các yêu c ầu sau :

 Tính đảm bảo cung cấp điện theo yêu cầu hay sự quan trọng của phụ tải mà mức đảm bảo cần đáp ứng

 Tính linh hoạt là sự thích ứng với các chế độ làm việc khác nhau

 Tính phát triển sơ đồ nối điện cần thỏa mãn không những hiện tại mà cả trong

tương lai gần khi tăng thêm nguồn hay tải Khi phát triển không bị khó khăn hay phải phá

bỏ thay đổi cấu trúc sơ đồ

 Tính kinh tế thể hiện ở vốn đầu tư ban đầu và các chi phí hằng năm

 Ngoài ra cũng cần quan tâm tính hiện đại của sơ đồ cũng như xu thế chung, đặc biệt sự tiến bộ trong chế tạo, cấu trúc của các khí cụ điện như MC điện

5.2/Các dạng sơ đồ nối điện cơ bản:

5.2.1/Sơ đồ hệ thống một thanh góp:

 Đặc điểm:

 Tất cả các phần tử đều được nối vào thanh góp chung qua mô ̣t máy cắt Hai bên máy cắt nối chung có 2 dao cách ly Các dao cách ly có nhiê ̣m vụ bảo đảm an toàn khi cần sữa chữa máy cắt điê ̣n

- Sơ đồ này chỉ được sử dụng khi yêu cầu đảm bảo không cao

Để tăng cường tính đảm bảo cho sơ đồ này, có thể thực hiện theo biện pháp sau đây:

a/Phân đoạn thanh góp:

- Thanh góp được phân thành nhiều đoạn bằng một dao cách ly (Hình b), hai dao cách ly (Hình a) hoặc bằng máy cắt và hai dao cách ly hai bên (Hình c) Số phân đoạn được phân theo số nguồn cung cấp Mỗi phân đoạn có một nguồn cung cấp

và một phần các mạch tải

- Khi đã phân đoạn bằng máy cắt thì các phụ tải loại một sẽ được cung cấp điện từ hai đường dây nối vào hai phân đoạn khác nhau, do đó sẽ đảm bảo được cung cấp điện liên tục

- Khi c ần sửa chữa chỉ tiến hành cho từng phân đoạn, việc cung cấp điện được chuyển cho phân đoạn kia

- Khi sự cố trên phân đoạn nào, máy cắt phân đoạn đó sẽ cắt Các phân đoạn khác vẫn làm việc bình thường

- Tất cả các phần tử được nối vào thanh góp vòng qua dao cách ly vòng (CLV), một máy cắt vòng (MCV) cùng hai dao cách ly hai bên được nối liên lạc giữa thanh góp

vòng với thanh góp chính (Hình a)

- Nhiệm vụ của MCv là để thay lần lượt cho máy cắt của bất kỳ phần tử nào khi cần sửa chữa mà không c ần phải ngừng cung c ấp điện phần tử đó bằng cách đi vòng qua MCV, thanh góp vòng và CLV

- Nếu có hai phân đo ạn có thể thực hiện theo sơ đồ Hình b hoặc Hình c Nhờ có

MCV độ tin cậy cung c ấp điện tăng lên, tuy nhiên sơ đồ thêm phức tạp và tăng vốn đầu tư

- Sơ đồ này chỉ được thực hiện chủ yếu với điện áp cao, thường từ 110KV trở lên và

số đường dây nhiều

5.2.2/Sơ đồ hệ thống hai thanh góp:

- Sơ đồ có 2 hệ thống thanh góp đồng thời Mỗi phần tử qua một máy c ắt nhưng rẽ qua hai dao cách ly để nối vào hai thanh góp, giữa hai hệ thống thanh góp có một máy cắt liên lạc (MCG) Hai hệ thống thanh góp có giá trị như nhau Sơ đồ này có hai chế độ làm việc :

- Một hệ thống thanh góp làm việc, một hệ thố ng thanh góp dự phòng Với chế độ này, sơ đồ trở thành hệ thống 1 thanh góp không phân đoạn Khi thanh góp này bị

sự cố, hay sửa chữa, toàn bộ được chuyển sang thanh góp thứ hai, chỉ phải mất điện trong thời gian ngắn Khi cần sửa chữa một máy cắt của phần tử nào đó, dùng máy cắt liên lạc thay cho máy cắt này bằng cách chuyển đường đi qua thanh góp thứ hai, các phần tử còn lại làm việc trên thanh góp một

- Đồng thời làm việc cả hai thanh góp Trong chế độ này các mạch nguồn cũng như mạch tải được phân đều trên hai thanh góp, máy cắt liên lạc đóng làm nhiệm vụ của máy cắt phân đoạn tương ứng với sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn Khi sự cố trên thanh góp chỉ mất điện một phần trong thời gian ngắn và chuyển sang vận hành trên thanh góp kia

- Sơ đồ hai thanh góp có khuyết điểm là phức tạp khi xây dựng cũng như vận hành, đặc biệt đóng cắt dao cách ly nếu nhầm lẫn có thể gây hậu quả nghiêm trọng Sơ

đồ này chỉ sử dụng với điện áp cao từ 110kV trở lên

a/Phân đoạn một thanh góp:

 Phân đoạn một thanh góp : thanh góp này trở thành thanh góp chính, thanh góp kia trở thành thanh góp phụ Sơ đồ có thể có hai hay một máy c ắt liên lạc MCG và thanh góp phụ chỉ thay một phân đoạn khi cần sửa chữa, lúc này MCG nối vào phân đoạn được thay thế đóng vai trò máy cắt phân đoạn

b/Đặt thêm thanh góp vòng:

 Máy cắt vòng (MCv) và thamh góp vòng có nhiệm vụ tương tự như trong sơ đồ một thanh góp có thanh góp vòng (Hình a) Ở đây MCv và MCG có nhiệm vụ giống nhau Trường hợp số đường dây không nhiều lắm có thể bỏ bớt máy c ắt liên lạc, nhưng cần thêm dao cách ly phụ (Hình b) để có thể làm nhiệm vụ máy cắt liên lạc giữa hai hệ thống thanh góp chính

 Sơ đồ hai hệ thống thanh góp có thanh góp vòng chỉ ứng dụng khi điện áp cao từ

110 kV trở lên và số đường dây nhiều

5.2.3/ Sơ đồ hai hệ thống thanh góp có hai máy c ắt trên một mạch:

MCV

MCG

Hình (a)

CLp MCv

Hình (b)

TG I

TG II

 Sơ đồ này có độ tin cậy cao, khi sửa chữa hay sự cố trên một thanh góp tất cả các phần tử không bị cắt và làm việc trên thanh góp còn lại tương tự sơ đồ một hệ thống thanh góp Sửa chửa bất kỳ máy cắt nào chỉ cần cắt máy c ắt đó và hai dao cách ly hai bên Tuy nhiên, sơ đồ cần sử dụng nhiều máy cắt Nó được sử dụng ở những nơi quan trọng trong hệ thống điện và với điện áp 220kV trở lên

5.2.4/ Sơ đồ hai hệ thống thanh góp với ba máy cắt trên hai mạch:

 Khi làm việc bình thường tất cả máy cắt đều đóng Đặc điểm của sơ đồ này là có một máy cắt chung cho hai mạch, tuy vân hành đảm bảo tốt nhưng tính linh hoạt kém hơn sơ đồ hai hệ thống thanh góp có hai máy cắt trên một mạch Khi phải cắt bất kỳ máy cắt nào, dòng điện chạy qua các máy cắt sẽ khác nhau và khác với tình trạng bình thường Điều này làm khó khăn cho chỉnh định bảo vệ rơle Sơ đồ được dùng ở những nơi quan trọng trong hệ thống vì có tính đảm bảo cao, ít máy cắt (số máy cắt trên số mạch là 1.5)

5.2.5/ Sơ đồ đa giác:

 Đặc điểm của sơ đồ là tạo thành đa giác kín, số cạnh bằng số mạch trong sơ đồ, số máy cắt ít

 Khuyết điểm của sơ đồ đa giác là, khi sửa chữa một máy cắt bất kỳ đa giác không còn kín đưa đến phân phối dòng điện qua máy cắt không đối xứng, dòng điện qua máy cắt có thể tăng gấp 2, 3 lần so với bình thường, do đó phải chỉnh định lại dòng điện cho các bảo vệ rơle…

 Sơ đồ này thường sử dụng ở điện áp cao của các nhà máy thủy điện vì ở đây ít khả năng phát triển đường dây, nguồn

TG I

TG II

5.2.6/ Sơ đồ bộ:

a/ Bộ máy phát điện – MBA 2 hoặc ba cuộn dây:

 Sơ đồ này đƣợc dung nhiều ở các NMĐ không có thanh góp giữa máy phát với MBA, mỗi máy phát nối thẳng vào một MBA hai hoặc ba cuôn dây

 Đối với MBA ba cuộn dây, bắt buộc phải đặt máy cắt, vì MBA có thể làm việc qua hai cuộn dây cao áp trong khi máy phát nghỉ

 Ƣu điểm của sơ đồ này là đơn giản, kinh tế đặc biệt có khả năng hạn chế đƣợc dòng ngắn mạch ở điện áp máy phát

 Khuyết điểm là sử dụng nhiều MBA Khi một phần tử bị ngừng làm việc tất cả các phần tử còn lại phải nghỉ

b/ Bộ MBA – đường dây hay đường dây – MBA :

 Sơ đồ này thường được sử dụng khi chỉ có một đường dây không dài lắm, MBA ở phía nguồn hoặc MBA ở phía cuối đường dây

MC2 B2 MC1

B1

5.2.7/ Sơ đồ không sử dụng máy cắt điện:

Trong một số trường hợp mức độ yêu cầu cung cấp điện không cao, công suất TBA

không lớn, điện áp không lớn (<= 22kV)

Kết luâ ̣n: từ những phân tích ưu khuyết điểm các sơ đồ nối điê ̣n chính trên và theo số liệu phụ tải ban đầu của từng cấp điê ̣n áp Để đảm bảo sự ổn đi ̣nh và liên tục trong cung cấp điện Do ta thiết kế nhà máy nhiệt điện nên cần phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện Và do phụ tải của ta có tính chất quan trọng cần phải cung cấp điện liên tục Và cần phải có tính linh hoạt để sửa chữa dễ dàng mà không bị mất điện.Ta cho ̣n phương án sơ đồ nối điê ̣n chính cho các cấp điê ̣n áp như sau:

5.3/ Lựa chọn sơ đồ nối điện cho các phương án:

5.3.1/ phương án 1: Cấp 220 kV : Do tính chất quan trọng của phụ tải ở cấp điện

áp cao nên cần phải đảm bảo cung cấp điện liên tục và linh hoạt trong khi sửa

chữa Ta sử dụng sơ đồ một rưỡi với ba máy cắt trên hai mạch

Cấp 110 kV : Do tính chất quan trọng của phụ tải ở cấp điện áp trung nên c ần

phải đ ảm bảo cung c ấp điện liên tục và linh hoạt trong khi sửa chữa, nhưng do ở cấp điện áp thấp Ta sử dụng sơ đồ 2 hệ thống thanh góp

110kV 220kV

MCv

5.3.2/ Phương án 4:

 Cấp 220 kV : Do tính chất quan trọng của phụ tải ở cấp điện áp cao nên cần phải

đảm bảo cung cấp điện liên tục và linh hoạt trong khi sửa chữa Ta sử dụng sơ đồ

2 hệ thống thanh góp với hai máy cắt trên một mạch

 Cấp 110 kV : Do tính chất quan trọng của phụ tải ở cấp điện áp trung nên c ần

phải đ ảm bảo cung c ấp điện liên tục và linh hoạt trong khi sửa chữa, nhƣng do ở cấp điện áp thấp Ta sử dụng sơ đồ 2 hệ thống thanh góp

220kV

110kV

Chương VI TÍNH TOÁN DÕNG ĐIỆN NGẮN MẠCH

- Sức điện động của các nguồn khi ngắn mạch ở xa qua điện kháng lớn (x*(đm) > 3)

được coi là không đổi

- Khi tính toán ngắn mạch trong hệ thống U > 1000 V có thể bỏ qua thành phần điện trở R mà chỉ xét điện kháng X, vì R thường nhỏ hơn X nhiều Khi tính ngắn mạch trong

Điện kháng dây nối lên hệ thống: 𝑋𝑑𝑑∗ = 0,075

 Chiều dài đường dây : l = 100 km

 Điện kháng trên 1 km đường dây : xo = 0,4 Ω/km

 Điện kháng máy biến áp ở phương án 1:

 Thông số MBA T1 và T2: Công suất định mức MBA : SđmB = 120 (MVA)

Công suất định mức MBA : SđmB = 30 (MVA)

Hệ số có lợi máy biến áp từ ngẫu : c T 0,5

c

U

    Điện áp ngắn mạch : UN %CT = 10.2 UN %CH = 15 UN %T H = 9.9

 UN%C=0,5 UN%CT+UN%CH

α -UN%TH

α = 0,5 10.2+15

0,5-9.90,5 = 10.2

 UN%T=0,5 UN%CT+UN%TH

α -UN%CH

α = 0,5 10.2+9.9

0,5-150,5 = 0

Công suất định mức MBA : SđmB = 120 (MVA) Do ta sử dụng 3 máy mắc song song xem nhƣ là 1 nên khi tính điện kháng xong ta phải chia cho 3

=

N 1

𝑥10

𝑥11