Đồ án Nhà máy điện

Và để làm được điều này thì chúng ta phải không ngừng nâng cao và phát triển hệ thống điện trên cả nước nói chung và phát triển các nhà máy điện nói riêng.. Cùng với sự pha

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay điện năng là một thứ thiết yếu nó đã tham gia vào mọi lĩnh vực của cuộc

sống từ công nghiệp đến sinh hoạt Điện năng đóng một vai trò rất quan trọng trong

quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Chính vì vậy điện năng được ứng

dụng rất rộng rãi

Điện năng là nguồn năng lượng chính là điều kiện quan trọng để phát triển đất

nước Vì vậy muốn phát triển kinh tế xã hội, thì điện năng phải đi trước một bước

Nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn dự

kiến cho sự phát triển trong tương lai Điều này đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp

điện an toàn, tin cậy để sản xuất và sinh hoạt Và để làm được điều này thì chúng ta

phải không ngừng nâng cao và phát triển hệ thống điện trên cả nước nói chung và phát

triển các nhà máy điện nói riêng Cùng với sự phát triển của hệ thống điện, cũng như

sự phát triển của hệ thống năng lượng quốc gia là sự phát triển của các nhà máy

điện.Việc giải quyết đúng vấn đề kinh tế, kỹ thuật trong thiết kế nhà máy điện 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 thiết kế, với khối lượng kiến thức đã học và được sự giúp đỡ của

Cô Phùng Thị Thanh Mai đã giúp em hoàn thành bản thiết kế này Nhưng do kiến

thức còn có hạn và còn thiếu kinh nghiệm thực tế nên bản thiết kế không tránh khỏi

những sai sót, rất mong được sự góp ý của các thầy cô trong khoa

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Trần Thị Thảo Hiền

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

CHƯƠNG I 9

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 9

1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 9

1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 9

1.2.1 Tính toán phụ tải toàn nhà máy 9

1.2.2 Tính toán phụ tải tự dùng 11

1.2.3 Tính toán phụ tải các cấp điện áp 12

1.2.4 Đồ thị công suất phát về hệ thống 14

1.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN 16

1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất các phương án nối điện 16

1.3.2 Đế xuất các phương án nối điện cụ thể 17

1.3.3 Phân tích đánh giá sơ bộ giữ lại 2 phương án để tính toán tiếp 20

CHƯƠNG II 21

TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 21

 Phương án 1: 21

2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của máy biến áp 21

2.1.1 Phân bố công suất MBA 2 dây cuốn trong sơ đồ bộ MF – MBA 21

2.1.2 Phân bố công suất cho MBA liên lạc. 22

2.2 Chọn loại và công suất định mức của MBA trong sơ đồ nối điện 23

2.2.1 MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây 23

2.2.2 MBA liên lạc 23

2.2.3 Kiểm tra quá tải của MBA 24

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong các MBA 26

2.3.1 Trường hợp tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây 26

2.3.2 Trường hợp tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B1, B2 27

2.4 Tính toán dòng điện cưỡng bức. 28

2.4.1 Các mạch phía cao áp 220kV. 28

2.4.2 Các mạch phía trung áp 110kV. 29

2.4.3 Các mạch phía máy phát 10,5kV. 30

 Phương án 2: 30

2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của máy biến áp 30

2.1.1 Phân bố công suất MBA 2 dây cuốn trong sơ đồ bộ MF – MBA 30

2.1.2 Phân bố công suất cho MBA liên lạc. 30

2.2 Chọn loại và công suất định mức của MBA trong sơ đồ nối điện 31

2.2.1 MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây 31

2.2.2 MBA liên lạc 32

2.2.3 Kiểm tra quá tải của MBA 32

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong các MBA 35

2.3.1 Trường hợp tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây 35

2.3.2 Trường hợp tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B2, B3 35

2.4 Tính toán dòng điện cưỡng bức. 37

2.4.1 Các mạch phía cao áp 220kV. 37

2.4.2 Các mạch phía trung áp 110kV. 37

2.4.3 Các mạch phía máy phát 10,5kV. 38

hapter CHƯƠNG III 39

hapter TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 39

 PHƯƠNG ÁN 1 39

3.1 Chọn điểm ngắn mạch 39

3.2 Tính điện kháng các phần tử trong hệ đơn vị tương đối 40

3.3 Tính ngắn mạch 41

 PHƯƠNG ÁN 2 48

3.1 Chọn điểm ngắn mạch 48

3.2 Tính điện kháng các phần tử trong hệ đơn vị tương đối 49

3.3 Tính toán ngắn mạch 50

CHƯƠNG IV 59

TÍNH TOÁN KINH TẾ – KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 59

4.1.1 Chọn MC 59

4.2 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 60

4.3 Tính toán kinh tế, kỹ thuật chọn phương án tối ưu 62

CHƯƠNG V 65

CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 65

5.1.1 Chọn máy cắt 65

5.1.2 Chọn dao cách ly 65

5.2 Chọn cáp và kháng điện đường dây 66

5.2.1 Chọn cáp điện 66

5.2.2 Chọn kháng điện đường dây 68

5.3 Chọn thanh góp, thanh dẫn cứng 72

5.3.1 Chọn loại và tiết diện 72

5.3.2 Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch 73

5.3.3 Kiểm tra ổn định nhiệt có xét đến dao động riêng 73

5.3.4 Chon sứ đỡ 74

5.4 Chọn thanh góp, thanh dẫn mềm 75

5.4.1 Chọn thanh góp cho cấp 220 kv 75

5.5 Chọn máy biến áp đo lường 79

5.5.1 Chọn máy biến điện áp (BU) 79

Cấp 0,5 82

5.5.2 Chọn máy biến dòng (BI) 82

CHƯƠNG VI 85

TÍNH TOÁN ĐIỆN TỰ DÙNG 85

6.1 Chọn máy biến áp 85

6.1.1 Chọn máy biến áp cấp 1(10/6,3 kV) 85

6.1.2 Chọn máy biến áp cấp 2 (6,3/0,4 kV) 86

6.2 Chọn máy cắt và khí cụ điện 86

6.2.1 chọn máy MC tự dùng cấp điện áp MF 86

6.2.2 Chọn MC tự dùng cấp điện áp 6,3kV MF 86

6.2.3 Chọn aptomat tổng cho cấp 0,4 kV 87

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT CÁC

PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY

Tính toán phụ tải và cân bằng công suất khi thiết kế nhà máy điện là một việc không thể thiếu để đảm bảo kinh tế trong xây dựng và vận hành

Lượng điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằng với điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện và điện năng tổn thất

Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi

Do vậy, người ta cần phải biết các đồ thị phụ tải để có thể chọn các phương án vận hành hợp lý, chọn sơ đồ nối điện phù hợp đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và các chỉtiêu kinh tế kỹ thuật

Từ những vấn đề đó đặt ra nhiệm vụ trước hết cho người thiết kế là phải tiến hành các công việc: chọn máy phát điện, tính toán phụ tải và cân bằng công suất một cách hợp lý nhất.

1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN

Theo yêu cầu thiết kế : nhà máy NĐNH gồm 5 tổ máy với tổng công suất 150

MW Công suất mỗi tổ máy là 30 MW Tra trong sổ tay thiết kế ta chọn được loại máyphát điện đồng bộ tua bin hơi có các thông số sau:

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của máy phát điện

PđmMW

0,153

0,26

2,468

0,187

0,074

1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Xây dựng đồ thị công suất toàn nhà máy, đồ thị phụ tải tự dùng, đồ thị phụ tải các cấp điện áp và công suất phát về hệ thống dựa theo hệ số công suất cos và P%(t) mà đề bài đã cho Tính toán cụ thể như sau:

1.2.1 Tính toán phụ tải toàn nhà máy

Công suất phát toàn nhà máy được xác định:

%( )( )

SđmF - Công suất định mức của 1 tổ máy phát (37,5

MVA)

PFNM%( ) t - phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.

Kết quả tính toán được tính trong bảng sau:

Bảng 1.2 Bảng biến thiên công suất phát toàn nhà máy.

Giờ 0 ÷ 4 4 ÷ 8 8 ÷ 10 10 ÷ 12 12 ÷ 16 16 ÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 22 22 ÷ 24

Hình 1.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

1.2.2 Tính toán phụ tải tự dùng

Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố (dạng nhiên liệu, loại tuabin, công suất phát của nhà máy,…) và chiếm khoảng 5% đến 10% tổng công suất phát Công suất tự dùng gồm 2 thành phần: thành phần thứ nhất (chiếmkhoảng 40%) không phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy, phần còn lại (chiếm khoảng 60%) phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy Một cách gần đúng có thể xác định phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện theo công thức sau:

100 cos

FNM đmF

cosφTD - Hệ số công suất phụ tải tự dùng (cosφTD = 0,8).

n - Số tổ MF

PđmF, SđmF - Công suất tác dụng và công suất biểu kiến định mức

của một tổ MF

SFNM(t) - Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t, (MVA)

Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t1 =0 ÷ 4

Thay vào công thức trên ta có:

Tính tương tự cho các thời điểm khác ta có bảng sau:

Bảng 1.3 Bảng biến thiên công suất tự dùng.

Giờ 0 ÷ 4 4 ÷ 8 8 ÷ 10 10 ÷ 12 12 ÷ 16 16 ÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 22 22 ÷ 24SFNM(t)(MVA) 150 168,75 168,75 187,5 187,5 168,75 187,5 168,75 168,75

14,1 15,0 Std MVA

0 10 20

Giờ

5 15

13,2

15,0 14,1 14,1

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

1.2.3 Tính toán phụ tải các cấp điện áp.

Công suất phụ tải các cấp tại từng thời điểm được xác định như sau:

  % . ax

100 os

UF UF

Trong đó: S UF t : Công suất phụ tải tại thời điểm t, (MVA)

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

cos : Hệ số công suất tương ứng

P UF% t : Phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t.

a) Đối với phụ tải địa phương cấp điện áp 10,5 (kV)

Bảng 1.4 Bảng biến thiên công suất cấp điện áp máy phát.

7,412

10,588

8,471

Hình 1.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát.

b) Phụ tải cấp điện áp máy trung cấp 110 kV

Ta có:

Pmax=60(MW); cosφ=0,8Áp dụng công thức (*) trên, ta có bảng biến thiên công suất của phụ tải như sau:

Bảng 1.5 Bảng biến thiên công suất cấp điện áp trung.

75 SuT MVA

0 40 80

Giờ

20 60

67,5

Hình 1.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung.

1.2.4 Đồ thị công suất phát về hệ thống.

Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại mọi thời điểm (công suất phát bằng côngsuất thu), không xét đến công suất tổn thất trong máy biến áp, ta có:

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

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

SUF(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)

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

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

Phía thanh góp cao(TGC) đồng thời cấp điện cho phụ tải điện áp phía cao vàphát công suất thừa về hệ thống

Công suất phụ tải thanh góp cao áp tại thời điểm t là STGC(t) được tính như sau:

S TGC t S VHT t S UC t

Từ công thức tính toán và các số liệu, ta có bảng tổng kết sau:

Bảng 1.6 Bảng cân bằng công suất tổng hợp.

Nhà máy chủ yếu cung cấp điện cho phụ tải phía trung áp và phát về hệ thống

Công suất cung cấp cho phụ tải địa phương và tự dùng là nhỏ so với công suất phát ra

của toàn nhà máy

S MVA

0 200

400

Giờ

100 300

Hình 1.5 Đồ thị phụ tải tổng hợp.

1.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN.

1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất các phương án nối điện.

Phương án nối điện chính của nhà máy điện là 1 khâu hết sức quan trọng trong quá trình thiết kế phần điện nhà máy điện Căn cứ vào kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất ở trên và dựa vào 7 nguyên tắc sau:

Các nguyên tắc :

 Nguyên tắc 1:Khi phụ tải địa phương có công suất nhỏ thì không cần thanh góp điện

áp máy phát, mà chúng được cấp điện trực tiếp từ đầu cực máy phát, phía trên máy cắtcủa MBA liên lạc Quy định về mức nhỏ công suất của địa phương là: cho phép rẽnhánh từ đầu của cực máy phát một lượng công suất không quá 15% công suất địnhmức của một tổ máy phát

 Nguyên tắc 2: Nếu trong sơ đồ nối điện có thanh góp điện áp máy phát thì phải chọn

số lượng tổ máy phát ghép lên thanh góp sao cho khi 1 tổ máy có công suất lớn nhất bị

sự cố, thì các tổ máy còn lại vẫn đảm bảo cấp điện cho các phụ tải địa phương và phụtải tự dùng của chúng

 Nguyên tắc 3: Chọn máy biến áp liên lạc

- Nếu chỉ có 2 cấp điện áp(không có phụ tải phía trung) thì dùng 2 MBA hai cuộn dâylàm máy biến áp liên lạc

- Nếu có 3 cấp điện áp: thỏa mãn 2 điều kiện sau thì chọn máy biến áp tự ngẫu làm máybiến áp liên lạc Không thỏa mãn thì dùng MBA 3 cuộn dây

+ Lưới điện áp phía trung và phía cao đều là lưới trung tính trực tiếp nối đất

+ Hệ số có lợi

0,5

C T C

U

 Nguyên tắc 4: Chọn số lượng bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây ghép thẳng

lên thanh góp (TBPP) cấp điện áp tương ứng trên cơ sở công suất cấp và công suất tảitương ứng Nhưng nếu MBA liên lạc là 3 dây quấn thì phải chú ý:

min

đmF UT cacbo phiaT

S  S



 Nguyên tắc 5: Mặc dù có 3 cấp điện áp, nhưng công suất phụ tải phía trung quá nhỏ

thì không nhất thiết phải dùng MBA ba cấp điện áp làm MBA liên lạc Khi đó coi phíatrung như 1 phụ tải bình thường được kích điện trực tiếp từ đầu cực máy phát hoặc từthanh góp (TBPP) phía điện áp cao

 Nguyên tắc 6: Có thể MBA liên lạc không nhất thiết phải nối với máy phát Nếu cân

đối tốt giữa phụ tải và các bộ MF-MBA 2 cuộn dây thì dùng MBA liên lạc nối cấpcao, trung và cấp cho phụ tải địa phương

 Nguyên tắc 7: Đối với nhà máy điện có công suất 1 tổ máy nhỏ, có thể ghép chung 2

máy phát với 1 MBA nếu thỏa mãn điều kiện sau:

ghep đmF dp



Trong đó: S dp: là công suất dự phòng của hệ thống điện (MVA).

1.3.2 Đế xuất các phương án nối điện cụ thể.

Nhà máy NĐNH có 5 tổ máy công suất 5x 37,5 MVA.

Cấp điện áp Máy phát10,5 kV Trung áp110 kV Về hệ thống Tự dùng

Công suất dự phòng của hệ thống: Sdp = 100MVA

 Vậy không cần thanh góp điện áp MP Phụ tải địa phương được cấp điện

trực tiếp từ đầu cực máy phát phía trên máy cắt của MBA liên lạc

 Do nhà máy có 3 cấp 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

 Dùng MBA tự ngẫu làm MBA liên lạc

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

 

max min

75

UT UT





B1

TD TD+DP

SUT

110 kV

220 kV HT

F3 B3

F5

B5 B2

TD+DP TD+DP

1.3.3 Phân tích đánh giá sơ bộ giữ lại 2 phương án để tính toán tiếp.

Qua 3 phương án đã đưa ra ở trên ta có nhận xét rằng: Cả 3 phương án đều đảmbảo tính cung cấp điện liên tục, an toàn cho các phụ tải nhưng 2 phương án 1 và 2 đơngiản và kinh tế hơn phương án 3 vì:

- Tại mỗi tổ MF đều phải đặt máy cắt riêng nên đòi hỏi vốn đầu tư lớn

- Công suất truyền tải từ cuộn cao sang cuộn trung của MBA TN lớn nên tổn thất công suất lớn

- Vận hành phức tạp

Vì vậy ta sẽ giữ lại phương án 1 và 2 để tính toán tiếp

TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

B3 B2

B1

TD TD+DP

SUT

110 kV

220 kV HT

2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của máy biến áp.

Việc phân bố công suất cho các MBA cũng như cho các cấp điện áp của chúngđược tiến hành theo nguyên tắc cơ bản sau: Phân bố công suất cho MBA trong sơ đồ

bộ MF- MBA hai cuộn dây là bằng phẳng trong suốt 24 giờ, phần thừa thiếu còn lạiđảm nhận trên cơ sở đảm bảo cân bằng công phát bằng công suất thu (phụ tải), khôngxét đến tổn thất trong MBA Nguyên tắc này đưa ra để đảm bảo vận hành đơn giản,không cần chọn MBA trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây loại không điều chỉnhdưới tải, làm hạ vốn đầu tư đáng kể

2.1.1 Phân bố công suất MBA 2 dây cuốn trong sơ đồ bộ MF – MBA.

Để đảm bảo vận hành trong vận hành và kinh tế, các MBA 2 cuộn dây trong sơđồ bộ MF-MBA ( B3, B4, B5) vận hành với đồ thị bằng phẳng suốt năm như sau:

2.1.2 Phân bố công suất cho MBA liên lạc.

Dựa trên sự bảo đảm cân bằng công suất thì sau khi phân bố công suất choMBA trong sơ đồ bộ thì phần công suất còn lại sẽ do MBA liên lạc (tức MBA tựngẫu) đảm nhận, không xét đến tổn thất trong MBA

Phân bố công suất cho các phía MBA liên lạc B1, B2 theo từng thời điểm:

22 ÷24

SCC (t), MVA 30,944 43,090 43,090 47,735 43,985 42,031 47,206 39,340 43,090SCT (t), MVA -18,00 -21,75 -21,75 -18,00 -14,25 -21,75 -18,00 -18,00 -21,75SCH (t), MVA 12,944 21,340 21,340 29,735 29,735 20,281 29,206 21,340 21,340

Dấu “-“ chỉ công suất được truyền từ phía trung sang phía cao của MBA TN.

Sơ đồ chế độ truyền tải công suất:

B3 B2

B1

TD TD+DP

S UT

110 kV

220 kV HT

2.2 Chọn loại và công suất định mức của MBA trong sơ đồ nối điện.

2.2.1 MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây.

a) Loại máy biến áp 2 cuộn dây: 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 phíacao và được điều chỉnh trực tiếp bằng tự động điều chỉnh kích từ (TĐK) của

MF Vậy ta chọn loại MBA không điều chỉnh dưới tải

b) Công suất định mức:

SđmB ≥ Sbộ ≈ SđmF =37,5 (MVA)

2.2.2 MBA liên lạc.

a) Loại máy biến áp liên lạc: Các phía của máy biến áp liên lạc mang tải không

bằng phẳng, nên có nhu cầu điều chỉnh điện áp tất cả các phía Nếu dùng TĐKthì chỉ điều chỉnh được phía hạ, nên cần có kết hợp với điều chỉnh dưới tải củaMBA liên lạc thì mới điều chỉnh điện áp được tất cả các phía Vậy ta chọn loạiMBA liên lạc là MBA tự ngẫu, có điều chỉnh dưới tải

b) Công suất định mức:

Theo sơ đồ chế độ truyền tải công suất ta xác định được cuộn nối tiếp mang tảinặng nhất Vậy công suất tải lớn nhất trong suốt 24h của từng cuộn dây, được gọi làcông suất thừa lớn nhất Sthuamax được xác định như sau:

C T C

Bảng 2.2 Bảng thông số kỹ thuật của MBA theo phương án 1.

2.2.3 Kiểm tra quá tải của MBA

a) MBA 2 cuộn dây: Không cần phải kiểm tra quá tải.

b) MBA liên lạc: Quá tải sự cố cho phép tối đa là: 1, 4

sc

k qt 

với điều kiện làm việc không quá 6 giờ trong ngày, và không được quá 5 ngày đêm liên tục

Xét 2 sự cố làm máy biến áp còn lại mang tải nặng nề nhất:

 Sự cố 1: Hỏng 1 bộ MF-MBA bên trung (F 5 – B 5 ) tại thời điểm SUTmax

Bảng 2.3 Các giá trị công suất phụ tải các cấp tại thời điểm SUTmax.

S

MVA

max

UT VHT

S

MVA

max

UT TD

TD TD+DP

S UT

110 kV

220 kV HT

Vậy MBA TN không bị quá tải

 Công suất thiếu :

max 2. sc 87,971 2.26,736 34,499 HT 100( )

Vậy hệ thống làm việc bình thường, đáp ứng đủ công suất bị thiếu khi xảy ra sự cố

 Sự cố 2 : Hỏng 1 MBA liên lạc tự ngẫu B 1 tại thời điểm S UTmax

 Điều kiện kiểm tra quá tải:

 Phân bố công suất khi xảy ra sự cố:

B1

TD TD+DP

S UT

110 kV

220 kV HT

Vậy MBA TN không bị quá tải

 Công suất thiếu :

max sc 87,971 53,471 34,5 HT 100( )

Vậy hệ thống làm việc bình thường, đáp ứng đủ công suất bị thiếu khi xảy ra sự cố

Do đó, các MBA đã chọn đều đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong các MBA.

2.3.1 Trường hợp tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây.

Tổn thất điện năng được xác định theo công thức sau:

2

N đmB

Trong đó: ΔPP0 – là tổn thất công suất không tải, kW

ΔPPN – là tổn thất công suất ngắn mạch, kW

Đối với máy biến áp B3, tổn thất điện năng được xác định như sau:

2 3

Tính toán tương tự với các máy biến áp còn lại, ta có bảng tổng kết sau:

Bảng 2.4 Bảng tổng kết tổn thất điện năng của MBA trong sơ đồ bộ MF-MBA.

Máy biến áp ΔPP0, kW ΔPPN, kW SđmB, MVA ΔPA, MWh Cấp điện áp

2.3.2 Trường hợp tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B1, B2

Theo bảng 2.2 ta có thông số của MBA tự ngẫu B1,B2

Vì chỉ cho giá trị: CT 215  0,215 W

Vì máy biến áp mang tải theo đồ thị phụ tải ngày đặc trưng cho cả năm nên tổn thấtđiện năng trong MBA tự ngẫu B1, B2 là:

24

0 24

2.4 Tính toán dòng điện cưỡng bức.

2.4.1 Các mạch phía cao áp 220kV.

 Mạch đường dây :

kA

 Icb = 2.Ibt =2.0,125= 0,25 (kA)

 Máy biến áp liên lạc :

Cuộn cao của máy biến áp liên lạc khi làm việc bình thường :

Dòng cưỡng bức được xét trong các trường hợp sau :

+) Khi sự cố máy biến áp bên trung :

S

kA

Icb = max (0,25; 0,067 ; 0,134) = 0,25 (kA)

2.4.2 Các mạch phía trung áp 110kV.

 Mạch đường dây : Gồm 1 đường dây kép công suất 60 MW

Dòng điện làm việc bình thường

S

Dòng điện làm việc cưỡng bức :

Icb = 2.Ibt = 2.0,197 = 0,394 (kA)

S

kA

Icb = 1,05.Ibt =1,05.0,197= 0,207 (kA)

 Máy biến áp liên lạc :

Cuộn trung của máy biến áp liên lạc khi làm việc bình thường :

S

kA

Dòng cưỡng bức được xét trong các trường hợp sau :

+) Khi sự cố máy biến áp bên trung :

S

kA

Icb = Max (0,394; 0,207 ; 0,015; 0,143) = 0,394 (kA)

2.4.3 Các mạch phía máy phát 10,5kV.

S

kA

Icb = 1,05.Ibt =1,05 2,062 = 2,165 (kA)

Tổng hợp các kết quả ta được :

 Phương án 2:

F3 B3

2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của máy biến áp.

2.1.1 Phân bố công suất MBA 2 dây cuốn trong sơ đồ bộ MF – MBA.

Tương tự phương án 1

2.1.2 Phân bố công suất cho MBA liên lạc.

Phân bố công suất cho các phía MBA liên lạc B2, B3 theo từng thời điểm:

Bảng 2.6 Phân bố công suất cho các phía của MBA liên lạc B2, B3.

22 ÷24

SCC (t), MVA 13,694 25,840 25,840 30,485 26,735 24,781 29,956 22,090 25,840SCT (t), MVA -0,75 -4,5 -4,5 -0,75 3 -4,5 -0,75 -0,75 -4,5SCH (t), MVA 12,944 21,340 21,340 29,735 29,735 20,281 29,206 21,340 21,340

Sơ đồ chế độ truyền tải công suất:

B5

TD TD+DP

2.2 Chọn loại và công suất định mức của MBA trong sơ đồ nối điện.

2.2.1 MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây.

a) Loại máy biến áp 2 cuộn dây: Tương tự phương án 1.

b) Công suất định mức:

SđmB ≥ Sbộ ≈ SđmF =37,5 (MVA)

2.2.2 MBA liên lạc.

a) Loại máy biến áp liên lạc: Tương tự phương án 1.

b) Công suất định mức:

Theo sơ đồ chế độ truyền tải công suất ta xác định được cuộn nối tiếp mang tảinặng nhất Vậy công suất tải lớn nhất trong suốt 24h của từng cuộn dây, được gọi làcông suất thừa lớn nhất Sthuamax được xác định như sau:

C T C

Bảng 2.7 Bảng thông số kỹ thuật của MBA theo phương án 2.

2.2.3 Kiểm tra quá tải của MBA

a) MBA 2 cuộn dây: Không cần phải kiểm tra quá tải.

b) MBA liên lạc: Quá tải sự cố cho phép tối đa là: 1, 4

sc

k qt 

với điều kiện làm việc không quá 6 giờ trong ngày, và không được quá 5 ngày đêm liên tục

Xét 2 sự cố làm máy biến áp còn lại mang tải nặng nề nhất:

 Sự cố 1: Hỏng 1 bộ MF-MBA bên trung (F 5 – B 5 ) tại thời điểm SUTmax

Bảng 2.8 Các giá trị công suất phụ tải các cấp tại thời điểm SUTmax.

S

MVA

max

UT VHT

S

MVA

max

UT TD

Vậy MBA TN không bị quá tải

 Công suất thiếu :

 Sự cố 2 : Hỏng 1 MBA liên lạc tự ngẫu B 2 tại thời điểm S UTmax

 Điều kiện kiểm tra quá tải:

Vậy MBA TN không bị quá tải

 Công suất thiếu :

Vậy HT làm việc bình thường, đáp ứng đủ công suất bị thiếu khi xảy ra sự cố

Do đó, các MBA đã chọn đều đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong các MBA.

2.3.1 Trường hợp tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây.

Tổn thất điện năng được xác định theo công thức sau:

2

N đmB

Trong đó: ΔPP0 – là tổn thất công suất không tải, kW.

ΔPPN – là tổn thất công suất ngắn mạch, kW

Đối với máy biến áp B1, tổn thất điện năng được xác định như sau:

2 1

Tính toán tương tự với các máy biến áp còn lại, ta có bảng tổng kết sau:

Bảng 2.9 Bảng tổng kết tổn thất điện năng của MBA trong sơ đồ bộ MF-MBA.

Máy biến áp ΔPP0, kW ΔPPN, kW SđmB, MVA ΔPA, MWh Cấp điện áp

2.3.2 Trường hợp tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B2, B3

Theo bảng 2.7 ta có thông số của MBA tự ngẫu B2,B3

Vì chỉ cho giá trị: CT 145  0,145 W

2.4 Tính toán dòng điện cưỡng bức.

2.4.1 Các mạch phía cao áp 220kV.

kA

Icb = 1,05.Ibt =1,05.0,197= 0,207 (kA)

 Máy biến áp liên lạc :

Cuộn cao của máy biến áp liên lạc khi làm việc bình thường :

Dòng cưỡng bức được xét trong các trường hợp sau :

+) Khi sự cố máy biến áp bên trung :

S

kA

Icb = max (0,25; 0,207 ; 0,024; 0,048) = 0,25 (kA)

2.4.2 Các mạch phía trung áp 110kV.

 Mạch đường dây : Gồm 1 đường dây kép công suất 60 MW

Dòng điện làm việc bình thường

S

Dòng điện làm việc cưỡng bức :

Icb = 2.Ibt = 2.0,197 = 0,394 (kA)

S

kA

Icb = 1,05.Ibt =1,05.0,197= 0,207 (kA)

 Máy biến áp liên lạc :

Cuộn trung của máy biến áp liên lạc khi làm việc bình thường :

kA

Dòng cưỡng bức được xét trong các trường hợp sau :

+) Khi sự cố máy biến áp bên trung :

S

kA

Icb = Max (0,394; 0,207 ; 0,102; 0,03) = 0,394 (kA)

2.4.3 Các mạch phía máy phát 10,5kV.

S

kA

Icb = 1,05.Ibt =1,05 2,062 = 2,165 (kA)

Tổng hợp các kết quả ta được :

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH

 PHƯƠNG ÁN 1

3.1 Chọn điểm ngắn mạch

Mục đích tính dòng ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và dây dẫn theo tiêuchuẩn ổn định nhiệt và ổn định động khi dòng ngắn mạch qua chúng Vì vậy phảichọn điểm ngắn mạch sao cho dòng ngắn mạch qua khí cụ và dây dẫn là lớn nhất

- 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

- 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

- Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp mạch máy phát, chọn điểm ngắnmạch N3 hay N3’ Trong đó:

+ Đối với điểm ngắn mạch N3 thì nguồn cấp là các máy phát của nhà máy (trừ máy phát F1) và hệ thống

+ Đối với điểm ngắn mạch N3’ thì nguồn cấp chỉ là máy phát F1

- Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp mạch tự dùng, phụ tải địaphương, chọn điểm ngắn mạch N4, nguồn cấp là các máy phát của nhà máyvà hệ thống

Dễ dàng thấy rằng: IN4=IN3+IN3’

B3 B2

Sơ đồ thay thế:

3.2 Tính điện kháng các phần tử trong hệ đơn vị tương đối.

Chọn Scb=100(MVA); Ucb=Utb(các cấp) (230/115/10,5kV)

Điện kháng của hệ thống :

 Tính toán ngắn mạch tại điểm N 1

Lập và biến đổi sơ đồ thay thế :

N 1

Eht

1 0,033

E1

3 0,19

0,365

6 0,365

S X

Ta coi HT có công suất vô cùng lớn nên ta có :

- Dòng ngắn mạch phía hệ thống tại mọi thời điểm bằng nhau :