Đồ án môn học nhà máy điện tính toán chọn máy biến áp

Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải củatừng cấp điện áp dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng Pmax và hệ sốcông suất cos của từng phụ

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 2

1.1 Chọn máy phát điện 2

1.2 Tính toán cân bằng công suất 3

1.2.1 Phụ tải các cấp 4

1.2.2 Phụ tải toàn nhà máy 6

1.2.3 Phụ tải tự dùng 8

1.2.4 Công suất phát về hệ thống 9

1.2.5 Nhận xét 11

1.3 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN 13

1.3.1 Đề xuất các phương án 13

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 21

A PHƯƠNG ÁN 1 21

2.1 Chọn loại và công suất máy biến áp: 21

2.2 Phân bố công suất cho các máy biến áp 23

2.3 Kiểm tra khả năng mang tải của các máy biến áp 25

2.4 Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp 31

B PHƯƠNG ÁN 2 35

2.1 Chọn loại và công suất máy biến áp 35

2.2 Phân bố công suất cho các máy biến áp 38

2.3 Kiểm tra khả năng mang tải của các máy biến áp 39

2.4 Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp 45

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KINH - TẾ KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 49

3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối cho các phương án 49

A Phương án 1 49

B Phương án 2 50

3.1.1 Chọn sơ đồ nối điện 50

3.1.2 Sơ đồ nối điện 52

3.2 Tính toán kinh tế- kỹ thuật chọn phương án tối ưu 52

3.2.1 Phương án 1 53

3.2.2 Phương án 2 55

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 57

4.1 Đặt vấn đề 57

4.2 Chọn điểm ngắn mạch cho phương án 1 57

4.3 Sơ đồ nối điện chính 59

4.4 Tính dòng điện ngắn mạch theo điểm 59

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay điện năng tham gia vào mọi lĩnh vực trong cuộc sống từ công nghiệp đến sinh hoạt Nó đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Bởi vì điện năng có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển sang

các dạng năng lượng khác( nhiệt,cơ,hóa…) dễ dàng truyền tải và phân phối Chính vìvậy điện năng được ứng dụng rất rộng dãi.

Điện năng là nguồn năng lượng chính là điều kiện quan trọng để phát triển đấtnước Vì vậy muốn phát triển kinh tế xã hội, thì điện năng phải đi trước một bước.Đểlàm được điều này, chúng ta phải không ngừng nâng cao và phát triển hệ thống điệntrên cả nước nói chung, phát triển các nhà máy điện nói riêng Nhà máy điện là mộtphần tử vô cùng quan trọng trong hệ thống điện Cùng với sự phát triển của hệ thốngđiện, cũng như sự phát triển của hệ thống năng lượng quốc gia là sự phát triển của cácnhà máy điện Việc giải quyết đúng vấn đề kinh tế, kỹ thuật trong thiết kế nhà máyđiện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với nền kinh tế quốc dân nói chung cũng như

hệ thống điện nói riêng

Trong quá trình thực hiện đồ án này, em xin chân thành cảm ơn cô Ma Thị

Thương Huyền đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

Hà Nội, ngày 11 tháng 9 năm 2014

Sinh viên thực hiện

định hệ thống điện và chất lượng điện năng Quyết định phương thức huy động nguồncũng như vận hành từng tổ máy phải chính xác, hợp lý cả về kỹ thuật và kinh tế Dướiđây ta sẽ tiến hành tính toán về phụ tải và đề suất các phương án nối dây cho nhà máythủy điện mà ta sẽ thiết kế.

1.1 Chọn máy phát điện

Theo yêu cầu của đề bài, thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện rút hơi có côngsuất đặt 300MW gồm 5 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 60MW Nhà máy nối với hệthống thông qua đường dây kép 220kV, có chiều dài là 60km Công suất hệ thống(không kể nhà máy đang thiết kế) là 5000MVA, công suất dự trữ hệ thống là200MVA, điện kháng ngắn mạch ( tính đến thanh góp phía hệ thống ) là X*HT = 0,6

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

+ Phụ tải cấp điện áp máy phát có Uđm=10,5kV+ Phụ tải điện áp trung có Uđm=110kV

- Nhà máy có nhiệm vụ phát công suất ( tổng ) có Uđm=220kV

Do đã biết số lượng và công suất của từng tổ máy nên ta chọn các máy phát điệncùng loại để đơn giản trong việc vận hành, điện áp càng cao càng tốt để giảm dòngđịnh mức của máy phát và dòng điện ngắn mạch ở cấp điện áp này Chọn 5 máy phátđiện loại TBФ-60-2 có các thông số như sau: 1

Bảng 1.1:Thông s c a máy phát TBФ-60-2ố của máy phát TBФ-60-2 ủa máy phát TBФ-60-2 Ф-60-2 -60-2

P,MW

U,kV

Cosφ

Iđm,kA

Xd” Xd’ Xd

TBΦ-60-2 3000 75 60 10,5 0,8 4,125 0,146 0,22 1,691

1 Phụ lục I, “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2007

1.2 Tính toán cân bằng công suất

Trong việc sản xuất, truyền tải cũng như tiêu thụ điện năng, tại mỗi thời điểm điệnnăng do các nhà máy phát điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với lượng tiêu thụđiện năng ở các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện năng

Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi.Việc nắm được quy luật này là tìm được đồ thị phụ tải và điều này rất quan trọngđối với việc thiết kế và vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn đượccác phương án nối điện hợp lý, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật, nâng cao

độ tin cậy cung cấp điện Ngoài ra, việc dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọnđúng công suất các máy biến áp và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy phátđiện trong cùng một nhà máy và phân bố công suất giữa các nhà máy phát điện vớinhau

Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải củatừng cấp điện áp dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng Pmax và hệ sốcông suất cos của từng phụ tải tương ứng từ đó ta tính được phụ tải ở các cấp điện

áp theo công thức biểu kiến sau:2

S(t) =P max

Trong đó:

Pmax : công suất tác dụng của phụ tải ở chế độ cực đại (MW)

P(t)% : công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t cho dưới dạng %

S(t): Công suất biểu kiến ở phụ tải ở thời điểm t (MVA)

2 “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật 2007, trang 14

1.2.1 Phụ tải các cấp

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

Phụ tải cấp điện áp máy phát đã cho : Pmax = 26MW, cos = 0,86

Bảng 1.2: Công suất phụ tải máy phát 10,5 kV :

b) Phụ tải điện áp trung 110 kV

Phụ tải điện áp trung đã cho Pmax = 120 MW, cos = 0,89

Phụ tải bao gồm các đường dây: 2 kép

Tương tự tính công suất biểu kiến của phụ tải ở cấp địa phương ta có bảngkết quả sau:

Bảng 1.3: Công su t ph t i c p i n áp trung 110kV: ất phụ tải cấp điện áp trung 110kV: ụ tải cấp điện áp trung 110kV: ải cấp điện áp trung 110kV: ất phụ tải cấp điện áp trung 110kV: điện áp trung 110kV: ện áp trung 110kV:

74.121

84.71

95.29

105.88

Hình 1.2: Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung áp.

1.2.2 Phụ tải toàn nhà máy

Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là Pđ=5 x 60 = 300 MW, cos=0,8

Công suất biểu kiến của toàn nhà máy được tính theo công thức sau:3

Stnm(t) = P%(t)

Trong đó :

Stnm(t) : Công suất phát của toàn nhà máy ở thời điểm t

P%(t) : Phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.

d

P : Tổng công suất đặt của toàn nhà máy.

Dựa vào công thức (2) tính công suất biểu kiến của toàn nhà máy ta có bảng kếtquả sau:

Bảng 1.4: Công su t ph t i c a to n nh máy: ất phụ tải cấp điện áp trung 110kV: ụ tải cấp điện áp trung 110kV: ải cấp điện áp trung 110kV: ủa máy phát TBФ-60-2 àn nhà máy: àn nhà máy:

Std (t) = %

100

 dmF

td

n.P Cos (0,4 + 0,6.

tnm( t )

dmF

S

Trong đó : Std(t) là công suất tự dùng tại thời điểm t,MVA

% là lượng điện phần trăm tự dùng,  = 6%

4 “Thi t k ph n đi n nhà máy đi n và tr m bi n áp” PGS.TS Ph m Văn Hòa, NXB Khoa h c và Kỹ thu t ạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật ạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật ọc và Kỹ thuật ật

2007, trang 13).

Stnm(t) là công suất phát toàn nhà máy ở thời điểm t.

Dựa vào công thức (3) ta có bảng kết quả sau

Bảng 1.5: Công su t t dùng c a nh máy: ất phụ tải cấp điện áp trung 110kV: ự dùng của nhà máy: ủa máy phát TBФ-60-2 àn nhà máy:

SVHT(t)= Stnm(t)- Std(t)+Sđp(t)+SUT(t) Trong đó:

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

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

Sđp(t): Công suất của phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm t,MVA

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

Stnm(t): Công suất của toàn nhà máy tại thời điểm t,MVAThay các giá trị đã tính được ở trên ta được kết quả tính toán phụ tải và cân bằngcông suất phát về hệ thống ở bảng sau:

Bảng 1.6: Công su t phát v h th ng. ất phụ tải cấp điện áp trung 110kV: ề hệ thống ện áp trung 110kV: ố của máy phát TBФ-60-2

300

375

337.5 300

337.5 375

217.96

205.91

Hình 1.5: Đồ thị công suất phát về hệ thống

1.2.5 Nhận xét

 Nhà máy gồm 5 tổ máy Công suất mỗi tổ máy là 60MW

 Nhà máy thiết kế có những phụ tải ở cấp điện áp sau:

 Cấp điện áp máy phát( phụ tải địa phương): 10,5kV

min

30, 2318,14 MVA

Nhà máy luôn phát công suất thừa về hệ thống, công suất thừa phát lên hệ

thống khi cực đại so với công suất đặt của nhà máy chiếm: 77,19%

Qua phân tích trên ta thấy nhà máy nhiệt điện thiết kế đóng vai trò rất quan trọngtrong hệ thống điện với nhiệm vụ chính không những cung cấp đủ cho phụ tải địaphương, phụ tải cấp điện áp trung mà còn cung cấp cho hệ thống lúc cực đại lên tới77,19%

1.3.1 Đề xuất các phương án

Lựa chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một công việc rất quan trọngtrong thiết kế nhà máy Lựa chọn sơ đồ phải thoả mãn các yêu cầu về kinh tế -kĩ thuậtcũng như đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

Dựa vào đặc tính công suất của toàn nhà máy và của từng cấp điện áp, sơ đồ nốiđiện giữa các cấp điện áp cần thỏa mãn một số nguyên tắc phục vụ cho việc đề xuấtcác phương án nối điện của nhà máy, cụ thể như sau:

Khi phụ tải địa phương có công suất nhỏ thì không cần thanh góp điện ápcấp máy phát, mà chúng được cấp điện trực tiếp từ đầu cực máy phát,phía trên máycắt của MBA liên lạc Quy định về mức công suất nhỏ của địa phương là: cho phép rẽnhánh từ đầu cực máy phát một lượng công suất không quá 15% công suất định mứccủa 1 tổ máy

Ta có: dpmax

dmF

S

.100 2.S =

30,23

.1002.75 = 20,15 % > 15 %

Do vậy, dùng thanh góp điện áp máy phát Phụ tải địa phương và phụ tải tự dùng củanhững máy phát nối lên thanh góp điện áp máy phát được lấy điện từ thanh góp điện

áp máy phát

Do có thanh góp điện áp máy phát nên phải chọn số lượng máy phát nối lên thanhgóp này sao cho tổ máy phát trong chúng nghỉ việc thì các tổ máy phát còn lại phảiđảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải địa phương và phụ tải tự dùng của những tổ máynày

(n1- 1).SđmF  Sđpmax+n 1

n

 Stdmax

Trong đó: n1 là số máy phát nối lên thanh góp Uf

 n1 1,63Vậy chọn 2 máy phát nối lên thanh góp Uf

Trong trường hợp có 3 cấp điện áp, nếu thỏa mãn cả 2 điều kiện sau:

-Mạng điện cao áp và trung áp có điện áp UC= 220kV, UT= 110kV

 đều là trung tính nối đất

Trong trường hợp MBA liên lạc là MBA ba cuộn dây thì việc ghép số bộMFĐ-MBA hai cuộn dây bên trung phải thỏa mãn điều kiện: tổng công suất định mứccác máy phát ghép bộ phải nhỏ hơn công suất min của phụ tải phía trung:

min dmF UT cácbô

Điều kiện (4) được đưa ra để không cho công suất truyền tải qua 2 lầnMBA, nhằm giảm tổn thất điện năng trong MBA.Nhưng điều kiện này không cần thiếtvới trường hợp MBA liên lạc là tự ngẫu vì MBA tự ngẫu khuyến khích chế độ truyềntải công suất từ trung sang cao

Dựa vào các phân tích trên ta vạch ra các phương án nối điện sau:

Hình 3.1:Sơ đồ nối điện phương án 1.

Phương án này dùng hai bộ máy phát điện- máy biến áp tự ngẫu,hai bộ máy phátđiện- máy biến áp hai cuộn dây phía trung, một bộ máy phát điện- máy biến áp haicuộn dây phía cao, phụ tải địa phương lấy ở phía hạ áp, trên thanh góp của hai máybiến áp tự ngẫu, phụ tải tự dùng lấy ở trên thanh góp của máy biến áp tự ngẫu và ởđầu cực của máy phát nối bộ với máy biến áp hai dây quấn ở phía cao và trung

Hình 3.2:Sơ đồ nối điện phương án 2.

Phương án này dùng hai bộ máy phát điện- máy biến áp tự ngẫu, hai bộ máyphát điện- máy biến áp hai cuộn dây phía cao, một bộ máy phát điện- máy biến áp haicuộn dây phía trung Phụ tải địa phương lấy ở phía hạ áp, trên thanh góp của hai máybiến áp tự ngẫu Phụ tải tự dùng lấy ở trên thanh góp phía hạ áp của máy biến áp tựngẫu và ở đầu cực máy phát nối bộ với máy biến áp hai dây quấn ở phía cao và phíatrung

- Ưu điểm:

+ Đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp, lượng công suấtthiếu ở phía trung áp được lấy từ MBA TN cung cấp sang.

Hình 3.3:Sơ đồ nối điện phương án 3.

Phương án này dùng hai máy biến áp tự ngẫu để tải công suất và liên lạc giữahai hệ thống 220kV và 110kV, phía trung áp có ba bộ máy phát điện- máy biến áp,phụ tải địa phương lấy ở phía hạ áp trên thanh góp của hai máy biến áp tự ngẫu, phụtải tự dùng lấy ở trên thanh góp phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu và ở đầu cực máyphát nối bộ với máy biến áp hai dây quấn ở phía trung

- Ưu điểm:

+ Lượng công suất được cấp liên tục cho các phụ tải trong trường hợp bìnhthường và sự cố

+ Số lượng và chủng loại máy biến áp ít.

+ Sơ đồ đơn giản

- Nhược điểm:

+ Tổng công suất phát của ba bộ mát phát- máy biến áp luôn lớn hơn công suấtphụ tải bên trung nên phần công suất còn thừa phải truyền qua hai lần biến ápkhông có lợi về tổn thất

Hình 3.4:Sơ đồ nối điện phương án 4

Phương án này dùng hai bộ máy phát điện- máy biến áp tự ngẫu, ba bộ máyphát điện- máy biến áp hai cuộn dây phía cao Phụ tải địa phương lấy ở phía hạ áp,trên thanh góp của hai máy biến áp tự ngẫu Phụ tải tự dùng lấy ở trên thanh góp phía

hạ áp của máy biến áp tự ngẫu và ở đầu cực máy phát nối bộ với máy biến áp hai dâyquấn ở phía cao

- Ưu điểm:

+ Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, số lượng thiết bị ít

+ Chủng loại thiết bị ít, thuận tiện cho việc tính toán, vận hành và sửa chữa

- Nhược điểm

+ Khi có sự cố máy biến áp liên lạc thì máy biến áp liên lạc còn lại phải tải mộtlượng công suất đủ cho phụ tải bên trung lên công suất máy biến áp tự ngẫu + Sơ đồ phức tạp phía 220kV, vốn đầu tư MBA cấp 220kV rất lớn

+ Số lượng máy biến áp bên cao áp (220kV) nhiều nên chi phí tốn kém

1.3.2 Nhận xét:

Thông qua phân tích ưu nhược điểm của từng phương án ta thấy 2 phương án 1

và 2 có những điểm nổi bật hơn so với 2 phương án còn lại:

 Nguồn và phụ tải được bố trí cân đối

 Tổn thất công suất nhỏ

 Chi phí đầu tư thấp

 Ta nên chọn phương án 1 và 2 để tiếp tục tính toán chọn phương án tối ưu

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng Trong hệ thống điện, tổng công suấtcác máy biến áp rất lớn và bằng (4 5) lần tổng công suất của các máy phát điện Do

đó vốn đầu tư cho máy biến áp cũng rất nhiều Yêu cầu đặt ra là phải chọn số lượngmáy biến áp ít và công suất hợp lý mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho các hộtiêu thụ, dùng máy biến áp tự ngẫu và tận khả năng quá tải của máy biến áp, khôngngừng cải tiến cấu tạo của máy biến áp

Gỉa thiết các máy biến áp được chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môitrường nơi lắp đặt nhà máy điện Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất định mứccủa chúng

Tra bảng5chọn MBA B4,B5 kiểu TДЦ_80, các cấp điện áp 115/ 10,5.

Bảng 2.1: Thông số của máy biên áp TДЦ80-115/10,5

5 Bảng 2.5 sách “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa NXB khoa học và

kĩ thuật 2007 trang 140

b Chọn công suất máy biến áp tự ngẫu B2,B3

Công suất của máy biến áp tự ngẫu được chọn theo điều kiện:

SđmB2 = SđmB3  max

thua

1 S 2

S thua  SdmF  S dpS UTmin S tdmax



Trong đó:

SdmF

 tổng công suất các máy phát nối vào phía trung và hạ áp

 là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu

 =

220

110220U

UU

6 B ng 2.6 sách “Thi t k ph n đi n nhà máy đi n và tr m bi n áp” PGS.TS Ph m Văn Hòa NXB khoa ạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật ạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật

h c và kĩ thu t 2007 trang 145 ọc và Kỹ thuật ật

Các thông số chính của máy biến áp tự ngẫu cho bởi bảng sau:

Bảng 2.2: Thông số của MBA tự ngẫu ATДЦTH200-230/121/11

Tra bảng7 chọn MBA B1 kiểu TДЦ_80, các cấp điện áp 230/ 11

Bảng 2.3: Thông số của máy biên áp TДЦ80-230/11

P n ,kW C-H

U n %

I O %

2.2 Phân bố công suất cho các máy biến áp.

Phân bố công suất cho các máy biến áp trong sơ đồ bộ máy phát, máy biến áp 2cuộn dây là bằng phẳng trong suốt 24h, phần thừa thiếu còn lại do máy biến áp liênlạc đảm nhận trên cơ sở đảm bảo cân bằng công suất phát bằng công suất thu ( phụtải) Ta không xét đến tổn thất công suất trong máy biến áp nhằm mục đích đảm bảo

7 B ng 2.6 sách “Thi t k ph n đi n nhà máy đi n và tr m bi n áp” PGS.TS Ph m Văn Hòa NXB khoa ạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật ạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật

h c và kĩ thu t 2007 trang ọc và Kỹ thuật ật

vận hành đơn giản không cần chọn máy biến áp trong sơ đồ bộ máy phát, máy biến áp

2 cuộn dây là loại máy biến áp không có điều chỉnh dưới tải làm giảm vốn đầu tư.Máy biến áp 2 cuộn dây nối bộ với máy phát điện

Sbộ= SđmF max

1

td S n



Trong đó:

n: số bộ máy phát của nhà máy

SđmF : Công suất định mức của một tổ máy phát

Stdmax : Công suất tự dùng cực đại của toàn nhà máy

SUT(t) công suất phụ tải trung áp tại thời điểm t

SVHT (t) công suất phát về hệ thống tại thời điểm t

Tại các thời điểm khác nhau, công suất các cuộn dây của MBA được tính theocông thức trên và kết quả ghi vào bảng :

Bảng 2.4: BФ-60-2 ng phân b công su t cho các cu n dây MBФ-60-2A t ng u ải cấp điện áp trung 110kV: ố của máy phát TBФ-60-2 ất phụ tải cấp điện áp trung 110kV: ộn dây MBA tự ngẫu ự dùng của nhà máy: ẫu.

t (h) 04 47 711 1113 1317 1721 2124SVHTMVA 153.08 175.71 231.57 162.1 195.33 217.96 205.91SUT MVA 74.12 84.71 95.29 95.29 95.29 105.88 84.71

2.3 Kiểm tra khả năng mang tải của các máy biến áp.

* Trường hợp MBA làm việc quá tải cần phải được tính đến chính là các trườnghợp khi MBA mang tải nặng nề nhất khi , có một MBA nào đó không hoạt động

Ta xét các tình huống sự cố sau:

a) Sự cố 1: Sự cố một máy biến áp liên lạc vào lúc phụ tải bên trung cực đại

Hình 2.1: Sự cố một máy biến áp liên lạc vào lúc phụ tải bên trung cực đại

Phụ tải bên trung cực đại trong khoảng thời gian từ 17 21h, tương ứng với côngsuất : S UTmax 105.88(MVA) ; S UTmax 30.23( )

 1,4.0,5.200+2.70,81=281,62(MVA) 105,88(MVA) (thỏa mãn)

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

Công suất truyền tải qua cuộn trung của MBA tự ngẫu:

S CT S UTmax 2.S boT

5min 111,31;140 111,31( )

Ta có:K Sscqt  dmTN 1,4.0,5.200 140 MVA > Snt = 37,79MVA( Thỏa mãn)

Vậy trong trường hợp sự cố một máy biến áp liên lạc B3 vào lúc phụ tải bên trung cựcđại thì máy biến áp liên lạc B3 không bị quá tải

- Công suất thiếu về hệ thống:

   (thỏa mãn điều kiện)

Vậy máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu

b) Sự cố 2: Giả thiết hỏng bộ MF-MBA hai dây quấn bên trung, vào thời điểmphụ tải bên trung đạt cực đại Phụ tải bên trung cực đại trong khoảng thời gian

từ 17 21h, tương ứng với công suất : S UTmax 105.88(MVA) ;

Hình 2.2: Sự cố một máy biến áp 2 cuộn dây phía trung áp

Lúc này công suất truyền tải qua các cuộn trung của MBA tự ngẫu B2 và B3 sẽ tănglên

Trong điều kiện quá tải,2 MBA tự ngẫu phải đảm bảo cung cấp đủ công suất chophụ tải phía bên trung Do đó:

- Kiểm tra điều kiện quá tải:

2.kqtsc. SđmBTN 2.S boT  S boT S UTmax

 2.1,4.0,5.250+2.70,81-70,81=420,81 105,88(MVA)

 Thỏa mãn điều kiện

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

Công suất truyền tải qua cuộn trung của MBA tự ngẫu:

Ta có:K Sscqt  dmTN 1,4.0,5.200 140 MVA > SCH = 55,69 MVA( Thỏa mãn)

Vậy trong trường hợp sự cố bộ MF- MBA bên trung thì hai MBA tự ngẫu không

bị quá tải

- Công suất thiếu về hệ thống :

Vậy MBA đã chọn đạt yêu cầu.

c) Sự cố 3: Sự cố một máy biến áp liên lạc lúc phụ tải bên trung cực tiểu Vào

min 74,12( );SS UT 18,14( ); S UT 153,08( )

- Phân bố công suất các cuộn dây của MBA tự ngẫu khi xảy ra sự cố:

Công suất truyền tải qua cuộn trung của MBA tự ngẫu:

5min 123, 49;140 123, 49( )

qt dmTN nt

K S S

Ta có:K Sscqt  dmTN 1,4.0,5.200 140 MVA > Snt = 27,995MVA( Thỏa mãn)

Vậy trong trường hợp sự cố một máy biến áp liên lạc B3 vào lúc phụ tải bên trung cựctiểu thì máy biến áp liên lạc B3 không bị quá tải

- Công suất thiếu về hệ thống:

   (thỏa mãn điều kiện)

Vậy máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu

2.4 Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp.

T là thời gian vận hành máy biến áp, T=8760 h

SB là công suất truyền tải qua máy biến áp trong khoảng thời gian t,MVA

Sđm là công suất định mức của máy biến áp, MVATính tổn thất điện năng trong máy biến áp B1,B4, B5

A 1 = P0T + PN( B

dmB

S

S )2 T (MWh) Thay số :

70,8170.8760 310 .8760 2740,727.10 (k Wh)

T N

H N

 (kWh)

B PHƯƠNG ÁN 2.

Hình 2.3.Sơ đồ nối điện phương án 2

2.1 Chọn loại và công suất máy biến áp

Tra bảng8chọn MBA B5 kiểu TДЦ_80, các cấp điện áp 115/ 10,5.

Bảng 2.1: Thông số của máy biên áp TДЦ80-115/10,5

8 Bảng 2.5 sách “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa NXB khoa học và

kĩ thuật 2007 trang 140

S đm

MVA

P o , Kw

O %

b Chọn công suất máy biến áp tự ngẫu B2,B3

Công suất của máy biến áp tự ngẫu được chọn theo điều kiện:

SđmB2 = SđmB3  max

thua

1 S 2

S thua  SdmF  S dpS UTmin S tdmax



Trong đó:

SdmF

 tổng công suất các máy phát nối vào phía trung và hạ áp

 là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu

 =

220

110220U

UU

Các thông số chính của máy biến áp tự ngẫu cho bởi bảng sau:

9 B ng 2.6 sách “Thi t k ph n đi n nhà máy đi n và tr m bi n áp” PGS.TS Ph m Văn Hòa NXB khoa ạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật ạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật

h c và kĩ thu t 2007 trang 145 ọc và Kỹ thuật ật

BФ-60-2 ng 2.2: Thông s c a MBФ-60-2A t ng u AT ải cấp điện áp trung 110kV: ố của máy phát TBФ-60-2 ủa máy phát TBФ-60-2 ự dùng của nhà máy: ẫu ДЦTH200- 230/121/11

Tra bảng10 chọn MBA B1 , B4 kiểu TДЦ_80, các cấp điện áp 230/ 11.

Bảng 2.3: Thông số của máy biên áp TДЦ80-230/11

P n ,kW C-H

U n %

I O %

Phân bố công suất cho các máy biến áp trong sơ đồ bộ máy phát, máy biến áp 2cuộn dây là bằng phẳng trong suốt 24h, phần thừa thiếu còn lại do máy biến áp liênlạc đảm nhận trên cơ sở đảm bảo cân bằng công suất phát bằng công suất thu ( phụtải) Ta không xét đến tổn thất công suất trong máy biến áp nhằm mục đích đảm bảo

10 B ng 2.6 sách “Thi t k ph n đi n nhà máy đi n và tr m bi n áp” PGS.TS Ph m Văn Hòa NXB khoa ạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật ạm biến áp” PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật

h c và kĩ thu t 2007 trang ọc và Kỹ thuật ật

vận hành đơn giản không cần chọn máy biến áp trong sơ đồ bộ máy phát, máy biến áp

2 cuộn dây là loại máy biến áp không có điều chỉnh dưới tải làm giảm vốn đầu tư.Máy biến áp 2 cuộn dây nối bộ với máy phát điện

Sbộ= SđmF max

1

td S n



Trong đó:

n: số bộ máy phát của nhà máy

SđmF : Công suất định mức của một tổ máy phát

Stdmax : Công suất tự dùng cực đại của toàn nhà máy

SUT(t) công suất phụ tải trung áp tại thời điểm t

SVHT (t) công suất phát về hệ thống tại thời điểm t

Tại các thời điểm khác nhau, công suất các cuộn dây của MBA được tính theocông thức trên và kết quả ghi vào bảng :

Bảng 2.4: BФ-60-2 ng phân b công su t cho các cu n dây MBФ-60-2A t ng u ải cấp điện áp trung 110kV: ố của máy phát TBФ-60-2 ất phụ tải cấp điện áp trung 110kV: ộn dây MBA tự ngẫu ự dùng của nhà máy: ẫu.

t (h) 04 47 711 1113 1317 1721 2124SVHTMVA 153.08 175.71 231.57 162.1 195.33 217.96 205.91SUT MVA 74.12 84.71 95.29 95.29 95.29 105.88 84.71

* Trường hợp MBA làm việc quá tải cần phải được tính đến chính là các trườnghợp khi MBA mang tải nặng nề nhất khi , có một MBA nào đó không hoạt động

Hình 2.4 Sơ đồ sự cố MBA tự ngẫu B3 lúc phụ tải bên trung cực đại

Phụ tải bên trung cực đại trong khoảng thời gian từ 17 21h, tương ứng với côngsuất : S UTmax 105.88(MVA) ; S UTmax 30.23( )

 1,4.0,5.200+70,81=210,81(MVA) 105,88(MVA) (thỏa mãn)

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

Công suất truyền tải qua cuộn trung của MBA tự ngẫu:

5min 111,31;175 111,31( )