ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN.

Do nhà máy có công suất lớn và có cấp điện áp trung 110kV, cao 220kV có trung tính nối đất trực tiếp và có hệ số có lợi là: Trên cơ sở trên ta đề xuất ra hai phương án nối điện như sau:

Trang 1

-+1.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN.

1 Cơ sở chung để đề xuất phương án nối điện

Phương án nối điện chính của nhà máy là một khâu hết sức quan trọng trong quá trình thiết kế phần điện nhà máy điện Căn cứ và kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất để đề suất các phương án nối điện

Do PDPMAX/ 2PdmF = 7,353% < 15% nên phụ tải địa phương không cần thanh góp điện áp máy phát mà chúng được lấy trực tiếp từ đầu cực MF, phía trên của máy biến áp liện lạc

Do nhà máy có công suất lớn và có cấp điện áp trung (110kV), cao (220kV) có trung tính nối đất trực tiếp và có hệ số có lợi là:

Trên cơ sở trên ta đề xuất ra hai phương án nối điện như sau:

2.Đề xuất các phương án nối điện.

Trang 2

Phương án 1:

Phương án 2:

Trang 3

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP.

2.1 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CÁC CẤP ĐIỆN ÁP CỦA MBA.

Việc phân bố công suất cho các máy biến áp cũng như cho các cấp điện áp của chúng được tiến hành theo nguyên tắc cơ bản là : phân công suất cho MBA trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây là bằng phẳng trong suốt 24 giờ , phần thừa thiếu còn lại do máy biến áp liên lạc đảm nhận trên cơ sở đảm bảo cân bằng giữa công suất phát và công suất thu, không xét đến tổn thất trong MBA

Phương án 1

1 Máy biến áp hai cuộn dây trong bộ MF-MBA hai cuộn dây.

Công suất máy biến áp mang tải bằng phẳng trong suốt 24h/ngàym

và được tính theo công thức sau:

Trang 4

MF-Phân bố công suất cho các phía máy biến áp liên lạc theo từng thời điểm như sau:

Trang 5

Thay số liệu của từng thời điểm t vào công thức trên ta được bảng số liệu sau:

t S (t)UT S (t)UC SbộB4 SbộB1 SVHT(t) S (t)CT S (t)CC S (t)CH0÷4 70.787 61.364 99.422 49.423 60.251 -14.318 85.519 71.2024÷6 70.787 61.364 99.422 49.423 60.251 -14.318 85.519 71.2026÷8 62.921 54.545 99.422 49.423 75.244 -18.251 89.606 71.3568÷10 62.921 54.545 99.422 49.423 75.244 -18.251 89.606 71.35610÷12 70.787 61.364 99.422 49.423 85.251 -14.318 98.019 83.70212÷14 70.787 61.364 99.422 49.423 85.251 -14.318 98.019 83.70214÷16 78.652 61.364 99.422 49.423 101.798 -10.385 106.29 95.90816÷18 70.787 61.364 99.422 49.423 109.075 -14.318 109.93 95.61418÷20 70.787 68.182 99.422 49.423 102.845 -14.318 110.23 95.90820÷22 62.921 61.364 99.422 49.423 92.529 -18.251 101.66 83.40822÷24 62.921 54.545 99.422 49.423 99.936 -18.251 101.95 83.702

2.2 CHỌN LOẠI VÀ CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC CỦA MBA.

1 MBA hai cuộn dây trong sỏ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây.

a/ Loại máy biến áp hai cuộn dây không điều chỉnh dưới tải.

Trang 6

Máy biến áp 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 áp và được điều chỉnh trực tiếp bằng tự động điều chỉnh kích từ (TĐK) của MF.

UC ( kV)

UH ( kV)

ΔPo( kW)

ΔPN( kW) UN% Io%

UC ( kV)

UH ( kV)

ΔPo( kW)

ΔPN( kW) UN% Io%

Đối với MBA này ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải bởi một trong hai phần tử MF hay MBA bị sự cố thì cả bộ ngừng làm việc trong điều kiện sự cố Cũng chính vì lý do này chỉ cần dùng máy cắt (MC) phía cao áp là đủ , phía hạ áp chỉ cần dùng dao cách ly (DCL) phụ cho sửa chữa

2 MBA liên lạc.

a/ Loại MBA có điều chỉnh dưới tải

Trang 7

Tất cả các phía của máy biến áp 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 sự kết hợp với điều chỉnh dưới tải của MBA liên lạc thì mới điều chỉnh điện áp được tất cả các phía.

b/ Công suất định mức.

*/ Nguyên tắc chung:

- Đối với máy biến áp ba cuộn dây thông thường lõi từ cũng như cuộn dây của ba cấp đều được thiết kế 100% công suất định mức của máy biến áp Vậy để chọn được công suất định mức của MBA trước hết

ta phải xác định đại lượng công suất lớn nhất trong suốt 24h trong số các cấp điện áp, được gọi là công suất thừa lớn nhất SMaxthua, khi đó công suất định mức của MBA được chọn theo biểu thức sau: SdmB ≥ SMaxthua

- Đối với MBA tự ngẫu thì lõi từ cũng như ba cuộn dây nối tiếp, trung và hạ đều được thiết kế theo công suất tính toán

Max

C T C

Trang 8

Loại

MBA

SđmMVA

UC( kV)

UT( kV)

UH( kV)

ΔPo( kW)

ΔPNCT( kW) UN%

C-T C-H T-H

c/ Kiểm tra quá tải của MBA khi có sự cố.

Đối với MBA liên lạc khi sự cố một trong các MBA trong sơ đồ thì MBA còn lại phải mang tải nhiều hơn cùng với sự huy động công suất dự phòng của hệ thống thì mới có thể đảm bảo cung cấp công suất cho phụ tải các cấp cũng như phát về hệ thống như lúc bình thường

Quá tải sự cố tối đa cho phép như sau: K = 1.4scqt với điều kiện làm việc không quá 6 giờ trong ngày và không được quá 5 ngày đêm liên tục

Sự cố 1: Hỏng một bộ bên trung (B4) tại thời điểm phụ tải trung cực đại.

Ứng với SmaxUT ta có SUTmaxDP ; SUTmaxUC ; SVHTUTmax

- Điều kiện kiểm tra quá tải :2×K ×α×Sscqt dmB+ SbôB5 ≥ SmaxUT

sc

max UT

Trang 9

- Kiểm tra theo điều kiện : Sthieu ≤ SDPHT ⇔ 143, 471 (MVA) 150 (MVA) ≤ ; ( thỏa mãn)

Sự cố 2: Hỏng một MBA tự ngẫu (B3) tại thời điểm phụ tải trung cực đại.

- Điều kiện kiểm tra quá tải :K ×α×Sscqt dmB+SbôB4+ SbôB5 ≥ SmaxUT

sc

max UT

Trang 10

(dấu “ - “ chỉ chiều công suất đi từ trung sang cao )

Tải tự ngẫu chế độ cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất : C T

- Kiểm tra theo điều kiện : Sthieu ≤ SHTDP ⇔ 51.157 (MVA) 150 (MVA) ≤ ;

( thỏa mãn)

PHƯƠNG ÁN 2:

1 Máy biến áp hai cuộn dây trong bộ MF-MBA hai cuộn dây.

Công suất máy biến áp mang tải bằng phẳng trong suốt 24h/ngàym

và được tính theo công thức sau:

Trang 11

Sau khi phân bố công suất cho máy biến áp hai cuộn dây trong bộ MBA hai cuộn dây, phần công suất còn lại do MBA liên lạc đảm nhận và được xác định trên cơ sở cân bằng công suất, không xét đến tổn thất trong máy biến áp.

MF-Phân bố công suất cho các phía máy biến áp liên lạc theo từng thời điểm như sau:

S (t) : Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.

Thay số liệu của từng thời điểm t vào công thức trên ta được bảng số liệu sau:

t S (t)UT S (t)UC SbộB4 SbộB1 SVHT(t) S (t)CT S (t)CC S (t)CH0÷4 70.787 61.364 99.422 49.423 60.251 10.682 60.8075 71.48954÷6 70.787 61.364 99.422 49.423 60.251 10.682 60.8075 71.48956÷8 62.921 54.545 99.422 49.423 75.244 6.749 64.8945 71.64358÷10 62.921 54.545 99.422 49.423 75.244 6.749 64.8945 71.643510÷12 70.787 61.364 99.422 49.423 85.251 10.682 73.3075 83.989512÷14 70.787 61.364 99.422 49.423 85.251 10.682 73.3075 83.9895

Trang 12

14÷16 78.652 61.364 99.422 49.423 101.798 14.615 81.581 96.195516÷18 70.787 61.364 99.422 49.423 109.075 10.682 85.2195 95.901518÷20 70.787 68.182 99.422 49.423 102.845 10.682 85.5135 96.195520÷22 62.921 61.364 99.422 49.423 92.529 6.749 76.9465 83.695522÷24 62.921 54.545 99.422 49.423 99.936 6.749 77.2405 83.9895

UC ( kV)

UH ( kV)

ΔPo( kW)

ΔPN( kW) UN% Io%

1 MBA liên lạc.

a/ Loại MBA có điều chỉnh dưới tải

- Đối với MBA tự ngẫu thì lõi từ cũng như ba cuộn dây nối tiếp, trung và hạ đều được thiết kế theo công suất tính toán

Max

C T C

Trang 13

SMaxthua = SMaxCH = Max {SCH(t)}

UC( kV)

UT( kV)

UH( kV)

ΔPo( kW)

ΔPNCT( kW) UN%

C-T C-H T-H

c/ Kiểm tra quá tải của MBA khi có sự cố.

Sự cố 1: Hỏng bộ bên trung (B3) tại thời điểm phụ tải trung cực đại.

- Điều kiện kiểm tra quá tải :2×K ×α×Sscqt dmB ≥ SmaxUT

sc

max UT

= 280 (MVA) S = 78.652(MVA)

≥(thỏa mãn)

- Phân bố công suất khi có sự cố:

Trang 14

- Kiểm tra theo điều kiện : Sthieu ≤ SHTDP ⇔ 52,894 (MVA) 150 (MVA) ≤ ; ( thỏa mãn)

Sự cố 2: Hỏng một MBA tự ngẫu (B1) tại thời điểm phụ tải trung cực đại.

- Điều kiện kiểm tra quá tải :K ×α×Sscqt dmB+ SbôB3 ≥ SmaxUT

sc

max UT

Trang 15

- Kiểm tra theo điều kiện : Sthieu ≤ SHTDP ⇔ 100,579(MVA) 150 (MVA) ≤ ; ( thỏa mãn)

* Như vậy cả hai phương án đưa ra đều thỏa mãn các điều kiện về quá tải bình thường và quá tải khi sự cố

2.3 TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA.

1 Tính 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 bo

Trang 16

Ta có bảng thông số kĩ thuật của các MBA và kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các MBA trong phương án 1 như sau:

1 Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu.

Để tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu trước hết ta tính toán tổn thất công suất ngắn mạch cho từng cuộn dây như sau:

ΔP = ΔP +

ΔP - ΔP1

ΔP = ΔP +

ΔP + ΔP1

ΔPNCT;ΔPNCH;ΔPNTH: Là tổn thất công suất ngắn mạch cao-trung,

cao-hạ, trung-hạ (nhà chế tạo cho)

Trang 17

Hai MBA tự ngẫu chọn như nhau nên ta có kết quả tính toán là như nhau Trong trường hợp nhà chế tạo chỉ cho biết trị số ΔPNCT thì được coi ΔPNCH=

tg SCC SCT SCH ΔP0

C N

Trang 18

tg SCC SCT SCH ΔP0

C N

Trang 19

Tổn thất điện năng trong máy biến áp của từng phương án như sau:

PHƯƠNG ÁN 1: ΔАI = ΔAB1 + 2.ΔAB2 + ΔAB4

Trang 20

- Có 3 lộ ra gồm : một đường dây kép nối với hệ thống và một đường dây đơn cấp điện cho phụ tải phía cao áp.

Như vậy ta chọn sơ đồ cho phía điện áp cao là : sơ đồ hệ thống hai thanh góp

2 Cấp điện áp trung 110 kV :

- Có 3 lộ vào từ hai máy biến áp tự ngẫu và máy biến áp bộ

- Có 2 lộ ra gồm : hai đường dây đơn cấp điện cho phụ tải phía trung áp

• PHƯƠNG ÁN 2 :

1 Cấp điện áp cao 220kV :

- Có 2 lộ đến từ hai máy biến áp tự ngẫu

- Có 3 lộ ra gồm : một đường dây kép nối với hệ thống và một đường dây đơn cấp điện cho phụ tải phía cao áp

2 Cấp điện áp trung 110 kV :

- Có 3 lộ vào từ hai máy biến áp tự ngẫu và 1 máy biến áp bộ

- Có 2 lộ ra gồm : hai đường dây đơn cấp điện cho phụ tải phía trung áp

Từ đó ta có sơ đồ thiết bị phân phối như sau:

PHƯƠNG ÁN 1:

Trang 22

Để tính toán kinh tế - kĩ thuật cho một phương án ta cần tính đên vốn đầu

tư và phí tổn vận hành hàng năm Khi so sánh các phương án để có đầy đủ cơ sở thuyết phục phương án là phương án tối ưu ta cần so sánh phương án nào có chỉ tiêu kinh tế cao hơn

Về mặt cơ sở lý luận, để luận chứng kinh tế các phương án ta xét một cách đơn giản nhất nghĩa là ta chỉ xét các phần tử khac nhau trong 2 phương án,

cụ thể là MBA và máy cắt Trong đó phương án nào có chi phí tính toán thấp nhất thì sẽ kinh tế nhất

Như vậy chỉ tiêu kinh tế cơ bản cần xét là vốn đầu tư và phí tổn vận hành hằng năm được xác định như sau:

1 Vốn đầu tư.

Vốn đầu tư của các phương án được xác định theo cônh thức sau:

V = VB + VTBPPTrong đó : V : là vốn đầu tư

VB : là tiền mua máy biến áp

VB = KB.Vb trong đó : KB : là hệ số tính đến chuyên trở và lắp đăt

Vb : là giá tiền của một MBA

VTBPP : Vốn đầu tư xây dựng thiết bị mạch phân phối

Trong đó: ni : là số mạch của thiết bị phân phối ứng với cấp điện áp thứ i

VTBPP1, VTBPP2 : giá thành mỗi mạch của thiết bị cấp điện áp i

• PHƯƠNG ÁN 1 :

Vốn đầu tư cho phương án 1:

Trang 23

a) Vốn đầu tư cho máy biến áp: VI.B

MBA B1 là máy biến áp công suất định mức 63 MVA cấp điện áp cao 220 kV

có giá thành là:

VB1= 1,4×90×103×50×103 = 6,3.109 (đồng)MBA B4, là máy biến áp công suất định mức 63 MVA cấp điện áp cao 110 kV

VB4 = 1,5×52×103×50×103 = 3,9.109 (đồng)MBA B2, B3 là MBA TN công suất định mức 125 MVA cấp điện áp cao 220

kV có giá thành là:

VB2= VB3= 1,4×185×103×50×103 = 12,95.109 (đồng)Như vậy : VI.B = (6,3 + 2×12,95 + 3,9).109 = 36,1.109 (đồng)

b) Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối : VI.TBPP

Theo sơ đồ nối điện phương án 1 do các mạch đường dây ở cả hai phương án là giống nhau nên ta có:

- Phía 220 kV có 6 mạch máy cắt giá mỗi mạch là : 3,5.109 (đồng/mạch)

- Phía 10,5 kV có 2 mạch máy cắt giá mỗi mạch là : 0,75.109 (đồng/mạch)

Trang 24

a) Vốn đầu tư cho máy biến áp: VII.B

MBA B3, là máy biến áp công suất định mức 80 MVA cấp điện áp cao 110 kV

VB1= 1,4×52×103×50×103 = 3,64.109 (đồng)MBA B2, B1 là MBA TN công suất định mức 200 MVA cấp điện áp cao 220

kV có giá thành là:

VB2= VB3= 1,4×228×103×50×103 = 15,96.109 (đồng)Như vậy : VII.B = (2×15,96 + 3,64).109 = 35,56.109 (đồng)

b) Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối : VII.TBPP

Theo sơ đồ nối điện phương án 2 do các mạch đường dây ở cả hai phương án là giống nhau nên ta có:

- Phía 10,5 kV có 2 mạch máy cắt giá mỗi mạch là : 0,75.109 (đồng/mạch)

Trang 25

V : vốn đầu tư, (đồng).

ΔA : tổn thất điện năng hàng năm trong MBA, (kWh)

β : giá thành trung bình điện năng trong hệ thống điện,(đ/kWh)

β = 550 đ/kWh

PI = (akh + avh ).V + ΔA.β = 0,084.66,35.109 + 13778890,91.550 = 63,31.109 (đồng)

PI = (akh + avh ).V + ΔA.β = 0,084 64,063.109 + 13188252,32.550 = 61,067.109 (đồng)

3 Lựa chọn phương án tối ưu.

Kết quả tính toán kinh tế cho hai phương án ta so sánh tổng hợp hai phương án như sau:

Trang 26

về mặt kinh tế Vậy để lựa chọn phương án tối ưu cần xem xét kỹ về kỹ thuật theo ba tiêu chí sau:

- Tính đảm bảo cung cấp điện liên tục lúc làm việc bình thường cũng như lúc sự cố

- Tính linh hoạt trong vận hành

- Tính an toàn cho người và thiết bị

Như vậy ta chọn phương án 1 làm phương án thiết kế cho nhà máy thủy

Trang 27

- 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 máy phát, chọn điểm ngắn mạch N3’ hay N3

- Đối với N3 nguồn cấp là các máy phát của nhà máy và hệ thống trừ máy phát F2

- Đối với N3’ nguồn cấp chỉ là máy phát F2

Trong hai điểm ngắn mạch này, giá trị dòng ngắn mạch nào lớn hơn được dùng để chọn khí cụ điện và dây dẫn

Trang 28

- Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ mạch tự dùng, phụ tải địa phương chọn điểm ngắn mạch N4 nguồn cấp là nhà máy và hệ thống.

Dễ dàng nhận thấy IN4 = IN3 – IN3’

3.1 LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ.

Sơ đồ thay thế toàn nhà máy cho tính toán ngắn mạch được lập trong hệ đơn vị tương đối cơ bản Để lập sơ đồ thay thế trước hết ta phải chọn công suất

cơ bản Scb và điện áp cơ bản Ucb

Chọn Scb = 100 MVA ; Ucb = Utb của từng cấp điện áp

Từ đó ta có dòng ngắn mạch cơ bản của các cấp như sau:

Trang 29

- Máy biến áp tự ngẫu.

Điên áp ngắn mạch các cấp được tính theo công thức sau:

TN

dmTN H

Trang 30

Vì điện kháng của hệ thống cho dưới dạng tương đối đinh mức nên điện kháng của hệ thống cho dưới dạng tương đối cơ bản được xác định theo công thức sau:

1) Ngắn mạch điểm N 1

Trang 31

Sơ đồ thay thế trên có trục đối xứn là thanh góp cao áp – các bộ bên trung Nhập song song nhánh EF1,2 với EF3,4 ; ta có:

X = X + X = 0.025 + 0.034 = 0.059

C N 2

Trang 32

N 4

Trang 33

3 6 7

"

i = 2 × K × I = 2 1,8 5,637× × =14,35 (kA)

2) Đối với điểm ngắn mạch N2

a/ Lập sơ đồ thay thế và rút gọn sơ đồ.

Ta có sơ đồ thay thế như sau:

Trang 34

Sơ đồ thay thế trên có trục đối xứng là thanh góp cao áp – các bộ bên trung Nhập song song nhánh EF1,2 với EF3,4 ; ta có:

X = X + X = 0.025 + 0.034 = 0.059

C N 2

X 0.0875

X = = = 0.0438

Trang 36

0.1963 = 0,12

0.1028 = 0,23

Trang 37

3) Đối với điểm ngắn mạch N3

Ta có sơ đồ thay thế như sau:

Trang 39

4) Đối với điểm ngắn mạch N3’:

Vì nguồn cấp chỉ là máy phát F1,2 nên ta có sơ đồ thay thế như sau:

b/ Tính toán dòng ngắn mạch.

giá trị hiệu dụng thành phần siêu quá độ

''

cb F1,2

Định dạng
Số trang	41
Dung lượng	1,93 MB