Thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 4 x 55 MW, cung cấp cho phụ tải điện áp máy phát, phụ tải trung áp 110 kv, phụ tải cao áp 220kv và phát về hệ thống

Là sinh viên theo học ngành hệ thống điện của trờng Đại học Bách Khoa HàNội, để có đợc báo cáo kết quả của bản thân trong những năm học tại trờng, nay em đợc bộ môn hệ thống điện giao ch

Lời nói đầu

Ngành điện nói riêng và ngành năng lợng nói chung đóng vai trò hết sức quantrọng trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc Nhà máy điện làphần tử quan trọng nhất trong hệ thống điện Cùng với sự phát triển của hệ thống

điện, cũng nh sự phát triển của hệ thống năng lợng Quốc Gia là sự phát triển củanhà máy điện Việc giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật trong thiết kếnhà máy điện sẽ mang lại những lợi ích không nhỏ với nền kinh tế quốc dân nóichung và hệ thống điện nói riêng

Là sinh viên theo học ngành hệ thống điện của trờng Đại học Bách Khoa HàNội, để có đợc báo cáo kết quả của bản thân trong những năm học tại trờng, nay

em đợc bộ môn hệ thống điện giao cho đề tài thiết kế tốt nghiệp với nội dung:

Thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất 4 x 55 MW, cung cấp cho phụ tải điện

áp máy phát, phụ tải trung áp 110 kV, phụ tải cao áp 220kV và phát về hệ thống Qua thời gian hơn hai tháng, với khối lợng kiến thức đã học tập và đợc sự giúp

đỡ của các thầy, các cô trong khoa, đặc biệt là sự chỉ dẫn trực tiếp và tận tình của

thầy Đào quang thạch đã giúp đỡ em hoàn thành bản thiết kế này Tuy

nhiên do thời gian và khả năng có hạn, nên bản đồ án này không tránh khỏinhững thiếu sót Vì vậy em rất mong đợc sự đóng góp ý kiến của các thầy, các cô

Trong thực tế lợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi,việc nắm đợc quy luật biến đổi này tức là tìm đồ thị phụ tải là một điều rất quantrọng đối với việc thiết kế và vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải có thể lựa chọn ph-

ơng án nối điện hợp lí, đảm bảo đợc các chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật, nâng cao độ tincậy cung cấp điện và đảm bảo chất lợng điện năng

Đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp và phân phốitối u công suất giữa các nhà máy điện với nhau và giữa các tổ máy phát điện

Chọn các thiết bị điện và các khí cụ điện trong hệ thống điện.

Căn cứ vào đồ thị phụ tải mà ngời vận hành sẽ chủ động lập ra kế hoạch sửachữa hoặc đại tu định kì các thiết bị

I-1 / Chọn máy phát điện

Theo yêu cầu thiết kế thì số lợng máy phát điện là 4 tổ máy, mỗi máy có côngsuất Pđm=55 MW Tổng công suất đặt của nhà máy là: 4 55 = 220 (MW)

Tra bảng trong tài liệu “ Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp” ta chọn 4 máyphát điện loại TB  -60 -2T có các thông số sau :

Bảng 1.1

Loại

máy phát

Thông số định mức Điện kháng tơng đối n

%(

P

; S (t) =

 Cos

) t ( P

Trong đó:

P(t): Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t (MW)

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

cos: Hệ số công suất của phụ tải

Ta tính phân bố công suất cho từng cấp phụ tải

I-2a/ Phụ tải địa ph ơng

Theo nhiệm vụ thiết kế:

Uđm = 10 kV

Pmax = 9 MWcos = 0,87Gồm 2 đờng dây cáp kép  3 MW  3 km

PF(t): Công suất tác dụng của phụ tải địa phơng tại thời điểm t (MW)

SF(t): Công suất biểu kiến của phụ tải địa phơng tại thời điểm t (MVA).Thay số tính toán tại từng thời điểm ta đợc bảng kết quả sau:

93

đồ thị phụ tải địa phƠNG

I-2b/ Phụ tải trung áp

Theo nhiệm vụ thiết kế:

Uđm = 110 kV

Pmax = 80 MWcos = 0,86Gồm 1đờng dây cáp kép  30MW

Trong đó:

PT(t): Công suất tác dụng của phụ tải trung áp tại thời điểm t (MW)

ST(t): Công suất biểu kiến của phụ tải trung áp tại thời điểm t (MVA).Thay số tính toán tại từng thời điểm ta đợc bảng kết quả sau:

t(h) 24 18

14 11 7

3

100

%.

) ( P Pmax

t

I-2c/ Phụ tải cao áp

Theo nhiệm vụ thiết kế:

t

 cos

) ( ) (t P t

Trong đó:

PC(t): Công suất tác dụng của phụ tải cao áp thời điểm t (MW)

SC(t): Công suất biểu kiến của phụ tải cao áp tại thời điểm t (MVA).Thay số tính toán tại từng thời điểm ta đợc bảng kết quả sau:

68,1 54,5

44,3

I-2d/ Phụ tải toàn nhà máy

NM t

NM

P P

P

Trong đó :

PNM(t): công suất tác dụng của toàn nhà máy tại thời điểm t (MW)

SNM(t): công suất biểu kiến toàn nhà máy tại thời điểm t (MVA)

Thay số tính toán ta đợc bảng kết quả sau :

247,5

233,7

100

I-2e/ Phụ tải tự dùng của toàn nhà máy

Theo nhiệm vụ thiết kế: Công suất tự dùng cực đại = 6% công suất định mức

của nhà máy với cos= 0,85

Công suất tự dùng của nhà máy đợc xác định bằng công thức:

P S



 cos 100

12

t(h)

24 14,1

84,9

98 84,6 110

78,5

12 18 20 22 24 t(h)

s(MVA)

§å thÞ phô t¶i tæng hîp

116,8

22,4 24,8

8,3 10,3

7,2 20,8 8,3

6,2 19,8

151,5 158,6

183,7

129,2

233,7 236,1

249,5 243,5

220

288,5 287,4 262,2 264,3

220

467,4 542

12 11 8

7 6

*Nhận xét

Từ đồ thị phụ tải tổng hợp của toàn nhà máy ta thấy:

a. Nhà máy điện thiết kế có công suất đặt là:

SNM= n SđmF = 4 68,75 =275 (MVA)

Trong đó :

n là số tổ máy phát điện trong nhà máy ( n =4)

Công suất đặt của nhà máy so với tổng công suất của hệ thống

SHT = 3700 (MVA) (Không kể nhà máy đang thiết kế )

100 7 , 43 %

3700

275 100

HT

NM

S S

b./ Công suất phụ tải điện áp trung khi cực đại so với công suất của nhà máythiết kế

%8,33100.275

93100.S

1,68100

d./Công suất phát về hệ thống khi cực đại so với công suất của nhà máy là :

%40100.275

110100

đ./Công suất phụ tải địa phơng khi cực đại so với công suất của nhà máy là

% 74 , 3 100 275

3 , 10 100

Qua các kết quả vừa tính đợc ta thấy:

Nhà máy điện thiết kế đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện với lợngcông suất phát ra chiếm 7,43% lợng công suất của toàn hệ thống

Phụ tải ở cấp điện áp trung chiếm 33,8% công suất toàn nhà máy

Công suất phụ tải ở cấp điện áp cao chiếm 24,76% công suất toàn nhà máy

Công suất thừa phát vào nhà máy khi cực đại chiếm 40% công suất toàn nhà máy

Nh vậy ta thấy nhà máy điện thiết kế có nhiệm vụ chính là phục vụ cho phụ tảicấp điện áp trung , cao và phần còn lại phát vào hệ thống Phụ tải địa phơng chỉchiếm 3,74% lợng công suất toàn nhà máy Do đó sẽ tơng đối thuận lợi cho việcghép nối các máy phát theo sơ đồ bộ (Máy phát - Máy biến áp ) nên sơ đồ nối dâycủa nhà máy sẽ đơn giản và rẻ tiền hơn

Nhà máy thiết kế với 3 cấp điện áp Vì rằng cấp điện áp 220kV và 110 kV cótrung tính nối đất trực tiếp nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu làm nhiệm vụ liênlạc giữa các cấp điện áp

Do phụ tải ở cấp điện áp cao và trung có công suất tơng đối lớn nên ta có thểghép vào thanh góp 220kV , 110kV từ 12 bộ MF- MBA

Phụ tải chính của nhà máy là phụ tải cấp điện áp cao , trung , phần công suấtcòn lại đợc phát vào hệ thống qua một đờng dây kép dài 95km

Ta thấy phụ tải điện áp máy phát khi cực đại Sđmmax=10,3(MVA) so với côngsuất định mức máy phát đã chọn SđmF =68,75 (MVA)

% 98 , 14 100 75 , 68

3 , 10 100

Do vậy để cung cấp cho phụ tải địa phơng ta không cần dùng hệ thống thanh góp

đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kếnhà máy điện Do đó phải nghiên cứu kĩ nhiệm vụ thiết kế nắm vững các số liệuban đầu, dựa vào bảng cân bằng công suất và các nhận xét tổng quát ở trên để tiếnhành vạch các phơng án nối dây có thể

Các phơng án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ

điện và phải khác nhau về cách ghép nôí máy biến áp với các cấp điện áp, về số ợng và dung lợng máy phát Số máy phát ghép bộ với máy biến áp

Sơ đồ nối điện chính giữa các cấp điện áp của một phơng án dựa trên cơ sởnhằm thoả mãn các yêu cầu kĩ thuật sau:

- Số lợng máy phát điện nối vào thanh góp điện áp máy phát phải thoả mãn

điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất thì các maý còn lạivẫn phải đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát và cấp điện áptrung ( Trừ phần phụ tải do các bộ hoặc các nguồn khác nối vào thanh góp điện

áp trung có thể cung cấp đợc )

- Công suất của mỗi bộ MF- MBA không đợc lớn hơn dự trữ quay của hệthống

- Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh

từ các bộ MF-MBA Nhng công suất rẽ nhánh không đợc vợt quá 1520% côngsuất của bộ

- Không nên dùng quá 2 MBA 3 cuộn dây hoặc MBA tự ngẫu để liên lạchay tải điện giữa các cấp điện áp , vì nh vậy sẽ làm cho sơ đồ thiết bị phân phốiphức tạp hơn

- Máy biến áp tự ngẫu chỉ sử dụng khi cả 2 phía điện áp trung , cao áp đều

có trung tính trực tiếp nối đất (U ≥ 110kV)

- Không nên nối song song máy biến áp hai dây quấn với máy biến áp 3dây quấn , vì thờng không chọn đợc 2 MBA có cùng tham số phù hợp với điềukiện vận hành song song

- Trên cơ sở các số liệu , bảng cân bằng công suất và các yêu cầu kĩ thuậtvừa nêu ta đa ra các phơng án nối dây sau:

II-1/ Các ph ơng án nối dây:

Ưu điểm của phơng án này là:

Chỉ dùng 2 loại máy biến áp do đó mà quá trình lắp ráp và vận hành thuận tiệnhơn

Sơ đồ nối điện đơn giản, linh hoạt trong vận hành và sửa chữa

Phụ tải của nhà máy chủ yếu là phụ tải cấp điện áp cao, trung và phát công suấtthừa về hệ thống, nên với sơ đồ này có thể đáp ứng đợc yêu cầu cung cấp điện Nhợc điểm cuả phơng án này là số máy ghép vào phía trung áp có công suấtluôn lớn hơn phụ tải trung áp, nên sẽ có một phần công suất thừa phải đa sangcao áp qua 2 lần máy biến áp, làm tăng tổn thất điện năng trong các máy biến áp

b 2

b 1

220kV ht

b 4

b 3

110kV

II-1b/.Ph ơng án 2

Trong phơng án này ta dùng 3 máy phát để cấp điện áp cho thanh cái220kV, trong đó ta nối bộ máy phát F1 với máy biến áp B1lên thanh cái và haimáy biến áp tự ngẫu B2 , B3 dùng để liên lạc giữa 3 cấp điện áp, bên thanh cái110kV có một bộ máy phát - máy biến áp nối trực tiếp

Ưu điểm : Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp,

đơn giản và linh hoạt trong vận hành

Nhợc điểm: Phía thanh góp điện áp cao có thêm một bộ MF- MBA 2 dây quấn

do đó vốn đầu t mua máy biến áp và các thiết bị cho cấp điện áp 220kV sẽ caohơn so với MBA và các thiết bị điện ở cấp điện áp 110kV Ngoài ra nếu bộ MF -MBA 2 dây quấn ở phía bên trung áp mà bị sự cố thì điều kiện làm việc của củahai máy biến áp liên lạc sẽ nặng nề hơn So với phơng án 1 thì tổn thất điện năngtrong máy biến áp tự ngẫu sẽ nhỏ hơn do tránh đợc việc tải công suất qua hai lầnmáy biến áp

Máy biến áp tự ngẫu B1 đợc nối bộ với 2 máy phát F1,F2

Máy biến áp tự ngẫu B2 đợc nối bộ với 2 máy phát F3,F4

Phụ tải địa phơng đợc lấy từ hai bộ MF1,2- B1, MF3,4- B2

Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 làm nhiệm vụ liên lạc giữa 3 cấp điện áp 10,5 kV,

* Ưu điểm: Số lợng, chủng loại máy biến áp ít do đó đơn giản sơ đồ linh hoạttrong vận hành cũng nh trong sửa chữa.

* Nhợc điểm: Khi có sự cố một trong 2 máy biến áp tự ngẫu B1, B2 thì biến áp tựngẫu còn lại làm việc ở chế độ nặng nề hơn

Độ tin cậy cung cấp điện ít đợc đảm bảo nhất là phía trung áp

II-1d/ Ph ơng án 4

Trong phơng án này bên trung ta đấu nối 2 bộ máy phát - máy biến áp F3 F4 và B5

B6 làm việc song song còn bên 220 kV ta cho hai bộ máy phát - máy biến áp B1B2

và F1F2 làm việc song song và để liên lạc giữa 3 cấp điện áp ta dùng hai máy biến

* Qua phân tích sơ bộ ta thấy cả 4 phơng án vừa nêu trên đều có khả thi để thiết

kế cho nhà máy điện Cả 4 phơng án đều có sơ đồ nối điện đơn giản, linh hoạttrong vận hành Nhng nếu xét riêng từng phơng án thì ta thấy phơng án 1 và ph-

Sơ đồ nối dây của phơng án 1

II-2-a1/.Chọn máy biến áp

a11/. Chọn máy biến áp 2 dây quấn ở cấp điện áp trung

Theo sơ đồ nối dây 2 máy biến áp B3, B4 là máy biến áp 3 pha 2 dây quấn chúng

đợc nối bộ với 2 máy phát F3, F4

Điều kiện để chọn máy biến áp là: SBđm  SđmF = 68,75 MVA

Trong đó:

SBđm: là công suất định mức của máy biến áp

Theo tài liệu “Hớng dẫn thiết kế nhà máy điện” chọn máy biến áp 3 pha 2 dâyquấn có các thông số cho trong bảng 2.1

a12/ Chọn máy biến áp tự ngẫu cho phơng án 1

Chọn máy biến áp B1, B2 là máy biến áp tự ngẫu ba pha làm nhiệm vụ liên lạcgiữa 3 cấp điện áp 10,5 kV, 110 kV, 220 kV máy biến áp đợc chọn theo điều kiệnlàm việc bình thờng và kiểm tra lại khi có sự cố nặng nề nhất

Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 đợc chọn theo điều kiện sau:

220 kV

0 , 5

220

110 220

U

U U



Do đó:

68 , 75 137 , 5 ( )

5 , 0

1 2 ,

II.2.a2/ Phân phối công suất cho các máy biến áp

Để đảm bảo kinh tế cho các máy biến áp B3 và B4 vận hành với đồ thị phụ tảibằng phẳng suốt năm

3 4 4 max

1

td dmF

1 75 ,

Phần công suất còn lại do các máy biến áp tự ngẫu đảm nhận Với 2 máy biến áp

tự ngẫu B1, B2 ta có công suất truyền tải lên các cấp điện áp nh sau:

2 1

TB TB

S S S

141 8

182 0

202 2

điện áp cao.

Từ bảng trên ta thấy :

SCtnmax= 79,65 (MVA) < SđmB1,B2= 160 (MVA)

STtnmax= 34,67 (MVA) < SđmB1,B2. = 80 (MVA)

Vậy ở điều kiện làm việc bình thờng các máy biến áp B1,B2 không bị quá tải II.2.a3/Kiểm tra các máy biến áp khi bị sự cố

a3.1.Trờng hợp hỏng một bộ máy phát - máy biến áp hai dây quấn phía thanh góp

điện áp trung

- Trờng hợp sự cố nặng nề nhất , đó chính là sự cố vào thời điểm phụ tải bên trung

áp đạt cực đại Theo bảng cân bằng công suất thì thời điểm đó là (812) có:

Ta giả thiết hỏng bộ MF3- MBA3, lúc đó sơ đồ nối dây nh sau:

+ Điều kiện kiểm tra sự cố :

2Kqt .SđmTN  STmax- SBT

 SđmTN

qt

BT max T

K 2

S S

93 

S đmTN = 160 (MVA) > 20,09 (MVA) thỏa mãn điều kiện sự cố.

Phân bố công suất khi xảy ra sự cố

ht

b2 b1

61,27

Lúc này công suất truyền tải qua các cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu

) 5 , 15 4

1 2 , 7 2

1 ( 75 , 68

) 4

1 2

1

2 1

MVA

S S

S S

dm H B H B

B

H B

T B

H B

C B

Ta nhận thấy rằng Sthiếu = 64,76 (MVA) < Sdtquay= 296 (MVA)

Vậy khi sự cố một bộ MF- MBA 2 dây quấn phía bên trung áp thì không cócuộn dây nào của MBA tự ngẫu B1,B2 quá tải

Do đó trong trờng hợp này các máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu thiết kế

a3.2/Trờng hợp hỏng (sự cố ) một trong hai máy biến áp tự ngẫu B1,B2

Giả thiết khi B1 bị hỏng thì máy phát điện F1 ngừng làm việc Trong trờng hợpnày ta kiểm tra quá tải máy biến áp tự ngẫu B2,còn các máy biến áp B3,B4 vẫn tảivới công suất bình thờng nh lúc không có sự cố

XÐt ph©n bè c«ng suÊt trªn c¸c cuén cña m¸y biÕn ¸p trong ®iÒu kiÖn sù cè nÆng

nÒ nhÊt lµ lóc ST = STmin ( Ta kh«ng xÐt khi STmax v× STmax= 93 MVA < SbT = 2.64,87 =129,74 (MVA)

PhÝa trung cña m¸y biÕn ¸p B2 sÏ t¶i lªn thanh gãp trung ¸p mét lîng c«ng suÊt

Cuén h¹ cña m¸y biÕn ¸p B2t¶i lîng c«ng suÊt

min 2

4

1

td dp

C«ng suÊt t¶i phÝa cuén cao ¸p :

MVA S

MVA S

II.2.a4/TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p

f1

~ b1

f2

~ b2

~ b3

64,87

b4

64,87 126,26

56,92

-69,34

. a4.1.Tổn thất điện năng trong các máy biến áp 3 pha 2 dấy quấn

8760

dmB

bo

S P P

Trong đó :

Po, PN: tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp

SđmB: công suất định mức của máy biến áp

Sbộ= 64,87 (MVA) - Công suất của một bộ MF - MBA

8760 (h) : thời gian vận hành của máy biến áp trong một năm

Thay số tính toán ta tính đợc tổng tổn thất điện năng của máy biến áp 2 dâyquấn nh sau :

AB3 = Ab4 = 2398 , 756

80

87 , 64 310 70 8760

+ Thành phần không đổi (tổn thất không tải )

+ Thành phần biến đổi (do phát nóng)

áp dụng công thức :

H N Ti

T N Ci

C N dm

t S P S

P S

P S

Po: tổn thất không tải của máy biến áp tự ngẫu

PC N, PT N, PH N : Tổn thất công suất ngắn mạch của các cuộn dây cao,trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu

ti : các khoảng thời gian tơng ứng với công suất truyền qua các cuộn dây

Ta có :

380 190

2

1 2

T N H

C N

P P

P P

= 190 ( )

5 , 0

190 190 380 2

T N

P P

P P

= 190

5 , 0

190 190 380 2

H T N H C N H

2 1



= 380 570

5 , 0

190 190 2

78 , 40 2 48 , 47 4 48 , 46 2 73 , 34

2

A B   B 

Tổng tổn thất điện năng của máy biến áp trong phơng án 1 là :

A = 2AB1 + 2AB3

+ Tình trạng làm việc bình thờng là tình trạng không có phần tử nào của khu vực

đang xét bị cắt điện Dòng điện bình thờng là dòng lớn nhất có thể làm việc ở tìnhtrạng này và dòng điện bình thờng để chọn tiết diện dây dẫn và cáp theo điều kiệnkinh tế

+ Tình trạng làm việc cỡng bức là tình trạng làm việc khi có một phần tử nào đócủa khu vực đang xét bị cắt điện Dòng điện làm việc cỡng bức thờng lớn hơndòng điện làm việc bình thờng, và dòng điện cỡng bức (Icbmax) đợc dùng để chọnkhí cụ điện và dây dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài

Căn cứ vào sơ đồ nối điện chính của phơng án 1 ta có :

a5.1/Cấp điện áp 220kV

- Dòng cỡng bức ở phía đờng dây nối với hệ thống là :

220 3

110 3

max

kA U

S I

60 3

U

P I

- Dòng cỡng bức ở phía cuộn dây cao áp MBATN:

220 3

26 , 126 3

30

3 cos

max

kA U

P I

25

3 cos

U

P I

75 , 68 05 , 1

3 05 ,

U

S I

34 , 69

3

U

S I

dm

T TN

) ( 96 , 3 3 5 , 10

75 , 68 05 , 1 3 05 ,

U

S I

110kV 220kV

b4

f4

II.2b1/.Chọn máy biến áp

b1.1/.Chọn máy biến áp bộ B1,B4 là loại 3 pha 2 dây quấn không điều chỉnh dớitải

Chọn B1 phía 220kV với điều kiên:

b1.2/ Chọn công suất máy biến áp cho máy biến áp tự ngẫu B2,B3

Chọn máy biến áp B2, B3 là máy biến áp tự ngẫu ba pha làm nhiệm vụ liên lạcgiữa 3 cấp điện áp 10,5 kV, 110 kV, 220 kV máy biến áp đợc chọn theo điều kiệnlàm việc bình thờng và kiểm tra lại khi có sự cố

Máy biến áp tự ngẫu B2, B3 đợc chọn theo điều kiện sau:

U

U U



Do đó:

68 , 75 137 , 5 ( )

5 , 0

1 3 ,

II.2b2/ Phân phối công suất cho các máy biến áp

Để đảm bảo kinh tế cho các máy biến áp B1 và B4 vận hành với đồ thị phụ tảibằng phẳng suốt năm

1 4 4 max

1

td dmF

1 75 ,



 64 , 87 (MVA)

Phần công suất còn lại do các máy biến áp tự ngẫu đảm nhận Với 2 máy biến áp

tự ngẫu B2, B3 ta có công suất truyền tải lên các cấp điện áp nh sau:

2

B T T B

T B

S S S

C B H B H

121 4

141 8

182 0

202 2

222 4

B B

SCtnmax= 47,21 (MVA) < SđmB1,B2= 160 (MVA)

STtnmax= 14 (MVA) < SđmB2,B3. = 80 (MVA)

Vậy ở điều kiện làm việc bình thờng các máy biến áp B2,B3 không bị quá tải.II.2b3/ Kiểm tra các máy biến áp khi bị sự cố

b3.1/.Trờng hợp hỏng bộ máy phát - máy biến áp hai dây quấn phía thanh góp

điện áp trung

- Trờng hợp sự cố nặng nề nhất, đó chính là sự cố vào thời điểm phụ tải bên trung

áp đạt cực đại Theo bảng cân bằng công suất thì thời điểm đó là (812) có:

~

f3 b3

ht

220kV

~

f4 b4

3 , 9

2

max

k k

S S

qt qt

T B



Vì SB2đm = 160 (MVA) > 66,42 (MVA) nh vậy điều kiện trên thoả mãn Phân bố công suất khi xảy ra sự cố

Phía trung của máy biến áp tự ngẫu phải tải sang trung áp một lợng công suất là:

46 , 5 ( )

2

93 2

) 5 , 15 4

1 2 , 7 2

1 ( 75 , 68

) 4

1 2

S

dm H B

2 2 3

B

H B

C B

 159 , 3  94 , 41

 64 , 89 (MVA)

Ta nhận thấy rằng Sthiếu = 64,89 (MVA) < Sdtquay= 296 (MVA)

Vậy máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu

b3.2./Trờng hợp hỏng (sự cố ) một trong hai máy biến áp tự ngẫu B2,B3 Giả thiết khi B3 bị hỏng thì máy phát điện F3 ngừng làm việc Trong trờng hợpnày ta kiểm tra quá tải máy biến áp tự ngẫu B2,còn các máy biến áp B1,B4 vẫn tảivới công suất bình thờng nh lúc không có sự cố

Ta chỉ kiểm tra sự cố máy biến áp tự ngẫu trong các trờng hợp sự cố nặng nề nhất

§iÒu kiÖn kiÓm tra sù cè:

max 4

2

B dm

B



V× SB2®m = 160 (MVA) > 40,18(MVA) nh vËy ®iÒu kiÖn trªn tho¶ m·n

*XÐt ph©n bè c«ng suÊt trªn c¸c cuén cña m¸y biÕn ¸p trong ®iÒu kiÖn sù cè PhÝa trung cña m¸y biÕn ¸p B2 sÏ t¶i lªn thanh gãp trung ¸p mét lîng c«ng suÊtlµ:

dmF

H

S   

15 , 5

4

1 2 , 7 75 ,

~ f3 b3

ht

220kV

~ f4 b4

110kV

64,87 29,54

57,67

Ta thấy Sthiếu = 64,89 (MVA) < Sdtquay= 296 (MVA)

 Không bị quá tải Trong trờng hợp này các máy biến áp đã chọn thoả mãn yêucầu

~ f3 b3

ht

220kV

~ f4 b4

110kV

64,87 61,39

56,92

Cuộn hạ của máy biến áp B2tải lợng công suất

4

1

td dp

Ta thấy Sthiếu = 24,64 (MVA) < Sdtquay= 296 (MVA)

 Không bị quá tải Trong trờng hợp này các máy biến áp đã chọn thoả mãn yêucầu

II.2.b4/.Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp

b4.1/ Tổn thất điện năng trong các máy biến áp 3 pha 2 dấy quấn

S

S P P

8760

dmB

bo

S P P

Trong đó :

Po, PN: tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp

SđmB: công suất định mức của máy biến áp

Sbộ= 64,87 (MVA) - Công suất của một bộ MF-MBA

8760 (h) : thời gian vận hành của máy biến áp trong một năm

Thay số tính toán ta tính đợc tổng tổn thất điện năng của máy biến áp 2 dâyquấn nh sau :

AB1 = 2428 , 758

80

87 , 64 300 80 8760

+ Thành phần biến đổi (do phát nóng)

áp dụng công thức :

H N Ti

T N Ci

C N dm

t S P S

P S

P S

Po: tổn thất không tải của máy biến áp tự ngẫu

PC N, PT N, PH N : Tổn thất công suất ngắn mạch của các cuộn dây cao,trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu

ti : các khoảng thời gian tơng ứng với công suất truyền qua các cuộn dây

Ta có :

2

1 2

C N

P P

P P

= 190 ( )

5 , 0

190 190 380 2

T N

P P

P P

= 190

5 , 0

190 190 380 2

H T N H C N H

190 190 2

.

2 3

77 , 40 2 47 , 47 4 47 , 46 2 72 , 34

110 3

max

kA U

S I

60 3

U

P I

- Dòng cỡng bức ở phía cuộn dây cao áp MBATN:

220 3

39 , 61 3

75 , 68 05 , 1

3 05 ,

U

S I

dm

dmF

Vậy dòng cỡng bức cực đại ở phía 220kV là I cbmax  0 , 288 (kA)

b5.2/.Cấp trung áp 110kV

- Mạch đờng dây kép :

) ( 183 , 0 110 3 86 , 0

30

3 cos

max

kA U

P I

25

3 cos

U

P I

75 , 68 05 , 1

3 05 ,

U

S I

dm

dmF

- Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu :

) ( 244 , 0 110 3

5 , 46

3

U

S I

dm

T TN

75 , 68 05 , 1 3 05 ,

U

S I

Mục đích tính toán dòng điện ngắn mạch là để lựa chọn các khí cụ điện và các

phần tử khi có dòng điện chạy qua, những thiết bị đó phải thoả mãn điều kiệnlàm việc bình thờng và có tính ổn định khi có dòng điện ngắn mạch Do vậy việctính toán ngắn mạch chính là để lựa chọn các khí cụ điện và các phần tử có dòng

điện chạy qua,đờng cong tính toán dùng để tính dòng điện tại điểm ngắn mạch,biểu thị quan hệ giữa độ lớn tơng đối của dòng điện ngắn mạch và điện khángtính toán của mạch điện ngắn mạch tại những thời điểm khác nhau

Để tính đợc dòng điện ngắn mạch trớc hết phải thành lập sơ đồ thay thế, chọncác đại lợng cơ bản nh : công suất cơ bản và điện áp cơ bản, tính điện kháng cácphần tử

Ta chọn : Scb =100 MVA

1

U

S l

S

S 100

% U

:

+ Bªn trung : XB(110) = 0 , 131

80

100 100

5 , 10

+ Bªn cao : XB(220) = 0 , 137

80

100 100

X H =

dmB

cb T

NC H

CT H

NC

S

S U

100 1361 , 0

- Phía 110kV ta cũng chỉ chọn một loại máy cắt và dao cách li vì vậy cũng chỉ

cần tính một điểm ngắn mạch N2 tại thanh góp 110kV

- Cấp điện áp máy phát ta tính hai điểm ngắn mạch N3, N4

Khi tính N3 chỉ kể thành phần do F1 cung cấp

Khi tính N4 coi F1 nghỉ, nguồn cung cấp là hệ thống và tất cả các máy phát cònlại

- Mạch tự dùng: ta tính điểm N5, nguồn cung cấp là toàn bộ máy phát điện và hệthống điện

N5 = N3 + N4

III.2.b/ Lập sơ đồ thay thế

2 )

4 4 3

3

X X X

2 )

2 2 1

1

X X X

X

X

2 1

4 X C //X C

X  = 0 , 036

2

072 , 0 2 2

2 1

163 , 0 164 , 0

//

3 2

3 2 2 3

X X X X X

Sơ đồ tơng đơng:

cb tt

S

S X X

Tra đờng cong tính toán ta đợc:

'' 3 , 2

I ; I*(MF0,1)  2 , 65 ; I*(MF0,2)  2 , 4 ; I*(MF0,5)  2 , 2Chuyển sang đơn vị có tên ta có:

2 , 208 ( )

230 3

275 2 , 3

''

* ''

kA I

I

I MF  dm  

  1 , 83 ( )

230 3

275 65 , 2 1 ,

  1 , 65 ( )

230 3

275 4 , 2 2 ,

  1 , 51 ( )

230 3

275 2 , 2 5 ,

1

cb

HT tt

S

S X X

Tra đờng cong tính toán ta có:

3700 5 , 0

3700

45 , 0 1 ,

  4 , 08 ( )

230 3

3700

44 , 0 2 ,

  3 , 9 ( )

230 3

3700 42 , 0 5 ,

0,036 0,057

EHT

X 1 N 1 X6

F1,2,3,4

2 '' 2 1 , 8 6 , 851 17 , 26 ( )

) 0

I k

X

164 , 0 2

131 , 0 198 , 0 2

3 3

X

163 , 0 2

128 , 0 198 , 0 2

1 1

2 1

163 , 0 164 , 0

//

3 2

3 2 2 3

X X X X X

117 , 0 081 , 0 036 , 0 5 4

Nhánh máy phát:

100

275 081 , 0

5

cb tt

S

S X X

Tra đờng cong tính toán ta đợc:

275 43 , 4

275

275 16

275

3700 441 , 3

1

3 1

6 ) 5 , 0 ( ) 3 , 0 ( ) 2 , 0 ( )

I I

I

I

cb

HT tt

Dòng ngắn mạch tại N2 lúc t = 0 là:

) ( 508 , 11 398 , 5 11 , 6

'' ''

.

) 0

78 , 3

) ( 86 , 73 77 , 27 91

S dmF  3 S dmF  3 68 , 75  206 , 25 (MVA)

Ta có:

057 , 0 035 , 0 022 , 0

X

326 , 0 128 , 0 198 , 0 2 3

X

164 , 0 2

131 , 0 198 , 0 2

4 4

X

Vậy ta có sơ đồ sau:

0,164 0,072

164 , 0 326 , 0

//

3 2

3 2 3 2

X X X X X

036 , 0 2

072 , 0 2 2

2 1

X X X

Vậy sơ đồ tơng đơng: