Đồ Án Nhà Máy Điện, Nhà Máy Điện

đồ án nhà máy điện 4 tổ máy 4x56MW giảng viên phạm thị phương thảođồ án nhà máy điện 4 tổ máy 4x56MW giảng viên phạm thị phương thảođồ án nhà máy điện 4 tổ máy 4x56MW giảng viên phạm thị phương thảođồ án nhà máy điện 4 tổ máy 4x56MW giảng viên phạm thị phương thảođồ án nhà máy điện 4 tổ máy 4x56MW giảng viên phạm thị phương thảođồ án nhà máy điện 4 tổ máy 4x56MW giảng viên phạm thị phương thảođồ án nhà máy điện 4 tổ máy 4x56MW giảng viên phạm thị phương thảođồ án nhà máy điện 4 tổ máy 4x56MW giảng viên phạm thị phương thảođồ án nhà máy điện 4 tổ máy 4x56MW giảng viên phạm thị phương thảođồ án nhà máy điện 4 tổ máy 4x56MW giảng viên phạm thị phương thảođồ án nhà máy điện 4 tổ máy 4x56MW giảng viên phạm thị phương thảođồ án nhà máy điện 4 tổ máy 4x56MW giảng viên phạm thị phương thảo

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành điện nói riêng và ngành năng lượng nói chung đóng góp một vai trò hếtsức quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước Nhà máyđiện là một phần tử vô cùng quan trọng trong hệ thống điện Cùng với sự phát triểncủa hệ thống điện, cũng như sự phát triển hệ thống năng lượng quốc gia là sự pháttriển của các nhà máy điện Việc giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế kĩ thuật trongthiết kế nhà máy điện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với nền kinh tế quốc dânnói chung cũng như hệ thống điện nói riêng.Đồ án gồm 6 chương:

Chương 1: Tính toán cân bằng công suất,đề xuất các phương án nối dây Chương 2: Lựa chọn máy biến áp, tính toán chi tiết cho từng phương án Chương 3: Tính toán kinh tế - kỹ thuật, lựa chọn phương án tối ưu.

Chương 4: Tính toán ngắn mạch cho phương án tối ưu.

Chương 5: Chọn khí cụ điện và dây dẫn.

Chương 6: Tính toán điện tự dùng.

Là một sinh viên theo học ngành hệ thống điện thì việc làm đồ án thiết kế phầnđiện nhà máy điện giúp em biết cách thiết kế đúng kĩ thuật, tối ưu về kinh tế trongbài toán thiết kế phần điện nhà máy điện cụ thể, hướng dẫn sinh viên biết cách đưa

ra phương án nối điện đúng kĩ thuật, biết phân tích, biết so sánh chọn ra phương ántối ưu và biết lựa chọn khí cụ điện phù hợp

Với đồ án thiết kế phần điện nhà máy điện đã phần nào giúp em làm quen dầnvới việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau này Trong thời gian làm bài, với sự cố gắngcủa bản thân, đồng thời với sự giúp đỡ của các thầy cố giáo trong bộ môn hệ thốngđiện và đặc biệt với sự giúp tận tình của cô giáo Ths Phạm Thị Phương Thảo, em

đã hoàn thành đồ án môn học của mình Dù đã rất cố gắng nhưng bản đồ án khótránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự đánh giá, nhận xét, góp ý củacác thầy cô để bản đồ án cũng như kiến thức của bản thân em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn cô Ths Phạm Thị Phương Thảo cùng toàn thể các

thầy cô giáo trong bộ môn Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Hùng

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÔN HỌC PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN

Họ và tên SV: Nguyễn Văn Hùng

Lớp: Đ8h5

Giảng viên hướng dẫn: Ths.Phạm Thị Phương Thảo

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG

-ÁN NỐI DÂY.

1.1 Chọn máy phát điện:

Đề bài cho:

Nhà máy điện kiểu: TD gồm 4 tổ máy × 56MW ta có:

Bảng số liệu trên được tra từ bảng phục lục số 1: “Máy phát điện động bộ”– Bảng 1.2 – Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp, ta chọn được máy phát điện sau : Loại máy phát CB-465/120-16

1.2 Tính toán cân bằng công suất

1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

 Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t :

Pnm%=100% => Ptnm(t)=PmaxPnm% ; Stnm(t)=

Công suất biểu kiến của mỗi tổ máy là : SFdm===65.88 MVA

Trong đó :

• Stnm(t) – Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t (MVA)

• Ptnm(t) – Công suất tác dụng của toàn nhà máy tại thời điểm t (MW)

• Pnm% - Phần pung công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t

1.2.3 Đồ thị phụ tải của các cấp điện áp

+) Công suất phụ tải các cấp điện áp được xác định theo công thức sau:

Trong đó: S t( ) - công suất phụ tải tại thời điểm t

Pmax – Công suất max của phụ tải

• Đối với cấp điện áp 110Kv ta có:

P%(t) 80 90 90 80 100 95 80

1.2.4 Đồ thị phụ tải địa phương

Phụ tải địa phương

Bảng 1.4:Công suất phụ tải cấp địa phương

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

Hay: S VHT( )t = S tnm( )t - [S DP( )t +S UT( )t +S UC( )t +S TD( )t ]

Trong đó: S VHT( )t - Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t

S tnm( )t - Công suất phát toàn nhà máy tại thời điểm t

S DP( )t - Công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t

Theo phần trên: Ta được bảng tổng hợp đồ thị phụ tải các cấp như sau :

SUT 64.28 64.28 57.14 64.28 64.28 71.43 60.71

SVHT 106.59 102.1 105.71 99.53 110.77 110.22 103.1

1.3 Đề xuất phương án nối dây

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 Các phương án nối điện của nhà máy được dựa trên việc cân bằng công suất của nhà máy và được thực hiện theo các nguyên tắc sau:

1 Công suất thừa của nhà máy luôn luôn lớn hơn công suất của một tổ máy tại mọi thời điểm, 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 của mba liên lạc Quy định : cho phép rẽ nhánh từ đầu cực máy phát một lượng công suất không quá 15% công suất định mức của một tổ máy phát

- Nếu

max dp dmF

S 100(%) > 15%

2.S

Thì có thanh góp điện áp máy phát

- Nếu

max dp dmF

S 100(%) < 15%

2.S

Thì không cần thanh góp điện áp máy phát

2 Trong trường hợp có thanh góp điện áp máy phát thì phải chọn số lượng tổ máy phát ghép lên thanh góp này sao cho khi 1 tổ trong chúng nghỉ không làm việc thì

các tổ máy còn lại phải đảm bảo công suất cho phụ tải địa phương và phụ tải tự pung cho các tổ máy phát này.

3 Chọn máy biến áp liên lạc:

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

- Nếu có 3 cấp điện áp: Thỏa mãn 2 điều kiện sau thì chọn 2 máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc Không thỏa mãn thì pung 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:

C T C

máy phát ghép bộ phải nhỏ hơn công suất min của phụ tải phía trung:

min dmF UT cacbo

S ≤ S

∑

5) Mặc dù có 3 cấp điện áp nhưng công suất phụ tải phía trung quá nhỏ thì không nhất thiết phải pung MBA 3 cấp điện áp ( 3 cuộn dây hay tự ngẫu) làm liên lạc Khi đó có thể coi đây là phụ tải được cấp điện từ trạm biến áp với sơ đồ trạm 2MBA lấy điện trực tiếp từ 2 đầu cực MF hay từ thanh góp (TBPP) phía điện áp cao

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 pung MBA liên lạc nối cấp cao, trung và cấp cho phụ tải địa phương

7) Đối với nhà máy điện có công suất 1 tổ máy nhỏ có thể ghép 1 số MF chung

1 MBA nhưng phải đảm bảo nguyên tắc:

HT dmF dp ghep

S ≤ S

∑

Trong đó:

dp

S: Là công suất dự phòng của hệ thống điện (MVA)

1.3.2 Đề xuất các phương án nối điện cụ thể

 Có hay không thanh góp điện áp máy phát ?

Theo tính toán phần trên ta có được :

Ta có: .100% = .100% =7.303

0

<15

0

Kết luận: Không cần thanh góp điện áp máy phát

 Chọn máy biến áp tự ngẫu:

Xét 2 điều kiện:

• Hệ số có lợi:

220 110

0,5 220

C T C

Kết luận: Dùng MBA tự ngẫu, có điều chỉnh dưới tải làm liên lạc

 Chọn số lượng bộ MF-MBA hai cuộn dây trên thanh góp điện áp phía trung

Theo phần trên ta có : ==1,25008(MVA)

Hình 1.1

Ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 nối lần lượt với hai máy phát điện F1

và F2 làm nhiệm vụ liên lạc giữa các cấp điện áp và phát công suất thừa vào hệ thống.Do phụ tải phía cao và trung áp lớn hơn nhiều so với công suất định mức củamáy phát nên mỗi thanh góp 110kV và 220kV được đấu thêm một bộ MFĐ-MBA

ba pha hai dây quấn F3-B3 và F4-B4

Phụ tải địa phương Uf được cung cấp điện qua hai máy biến áp nối với hai cực máyphát điện F1,F2

Ưu điểm: Sơ đồ này đảm bảo tính cung cấp điện liên tục cho các phụ tải, sơ

đồ kết dây đơn giản và vận hành linh hoạt Bố trí nguồn và tải cân đối

Nhược điểm: Phải dùng đến 3 loại máy biến áp khác nhau gây khó khăn

trong vận hành và sửa chữa

+ Phương án 2 :

Hình 1.2

Chuyển bộ F4-B4 từ thanh góp 220kV sang phía 110kV,phần còn lại giữnguyên như phương án 1

Ở phương án này độ tin cậy cung cấp điện được đảm bảo,giảm được vốn đầu

tư do nối bộ ở cấp điện áp thấp hơn,thiết bị rẻ tiền hơn.Phần công suất luôn thừa bên trung được truyền qua máy biến áp tự ngẫu đưa lên hệ thống(vì tổng công suất các bộ bên trung luôn lớn hơn phụ tải cực đại bên trung)

Ưu điểm:chỉ dùng 2 loại MBA.Ngoài ra do S110min=57.14 MVA <

2.Sđm=132MVA nên hai bộ nối với thanh góp 110kV có thể luôn làm việc ở chế độđịnh mức

+Phương án 3 :

Hình 1.3

Tất cả các bô MFĐ-MBA đều nối vào thanh góp điện áp cao(220kV).Hai MBA tựngẫu dùng để liên lạc và truyền công suất sang cho thanh góp điện áp trung.So vớiphương án trước thì phương án này vẫn đảm bảo vì nó chỉ đủ cung cấp cho phụ tải phía trung áp,khi 2 MBA tự ngẫu còn làm việc bình thường

Nhược điểm:Khi xảy ra sự cố hỏng một MBA tự ngẫu liên lạc,MBA tự ngẫu còn

lại không đảm bảo đủ cung cấp cho phụ tải điện áp bên trung (110kV).Số lượng và chủng loại MBA nhiều nên không có lợi về mặt kinh tế và gây khó khăn trong tính toán thiết kế cũng như trong vận hành,sửa chữa

Kết luận:

So sánh 3 phương án:

-Hai phương án đầu đều có ưu điểm là đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp và có cấu tạo tương đối đơn giản,dễ vận hành

-Phương án 3 tập trung quá nhiều chủng loại MBA,cấu tạo phức tạp gây nhiều khó khăn trong việc vận hành,sửa chữa,vốn đầu tư lớn, đồng thời trong quá trình vận hành xác suất sự cố máy biến áp tăng, tổn thất công suất lớn.

Do đó ta thấy hai phương án 1 và 2 có nhiều ưu điểm hơn,đảm bảo độ an toàn,độ tin cậy,cung cấp ổn định điện,dễ vận hành… nên ta chọn hai phương án này để so sánh về mặt kinh tế,kĩ thuật để chọn ra phương án tối ưu

CHƯƠNG 2 : CHỌN MÁY BI ẾN ÁP VÀ TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 2.1 Chọn máy biến áp-phân phối công suất cho máy biến áp

Giả thiết các máy biến áp đucợ chế tạo phù hợp với điều kiện môi trường nơilắp đặt nhà máy điện Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất của chúng

 Phương án 1 (Hình 1.1)

1.Chọn máy biến áp

Công suất định mức của các máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 được chọn theo điều kiện sau : SB1dm=SB2dm SFdm

Trong đó là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu :

C-H

C-H

H

- Máy biến áp B3 được chọn theo sơ đồ bộ : SdmB3SdmF=66 MVA

Do đó ta chọn máy biến áp tang áp 3 pha 2 cuộn dây Có Sdm=80 MVA là loại : TPAUH-80 (115/10.5) có các thông số kỹ thuật sau ( Bảng 2.2) :

- Máy biến áp B4 cũng được chọn theo sơ đồ bộ như đối với B3 :

2.Phân bố công suất cho các máy biến áp

- Để thuận tiện trong vận hành các bộ máy phát –máy biến áp hai cuộn dây F3-B3

và F4-B4 cho làm việc với đồ thị suốt cả năm Do đó công suất tải của mỗi máy là

Sbo=SB3=SB4=SFdm- =65.88 -=65.35 < SB3,B4dm=80 MVA

Do đó ở điều kiện bình thường B3 và B4 không bị quá tải

- Phụ tải mỗi máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 được tính như sau :

+)Phụ tải truyền lên phía trung áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:

SCT-B1=SCT-B2=

1 2

(SUT(t) – SBo)+)Phụ tải truyền lên phía cao áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:

SCC-B1=SCC-B2=

1 2

Nhận xét :Ta thấy rằng SCCmax= 57.72 MVA ,SCTmax=3.04 MV, SCHmax=60.76 MVA

< SdmB1=160 MVA Như vậy các máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi làm việcbình thường

3.Kiểm tra các máy biến áp khi gặp sự cố

Vì công suất định mức của các máy biến áp 2 cuộn dây được chọn theo công suấtđịnh mức của máy phát điện nên việc kiểm tra quá tải chỉ cần xét đối với máy biến

áp tự ngẫu

Coi sự cố nặng nề nhất là lúc phụ tải trung áp cực đại SUTmax=71.43 MVA

Khi đó SVHT=110.2 MVA , SUC= 70.59 MVA ,SDP=9.16 MVA

a) Giả thiết sự cố bộ F3-B3

Điều kiện kiểm tra quá tải: 2KqtSC α SB1dm ≥ SUTmax

(2*1.4*0.5*160=224 >71.43 MVA thoả mãn điều kiện

Lúc này công suất tải lên trung áp qua mỗi máy là :

Khi đó lượng công suất của nhà máy cấp cho phía cao áp còn thiếu 1 lượng :

Sthiếu=SVHT + SUC – 2SCC - Sbo=110.2+70.59-2*24.53-65.35= 66.38 MVA < SdtHT =

200 MVA

Lượng thiếu này nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống

Qua trên thấy rằng khi sự cố bộ F3-B3 hai máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 làm việc không quá tải

b) Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu B1 ( hoặc B2)

Khi B1 sự cố thì F1 ngừng Trường hợp này kiểm tra quá tải của B2 :

Kiểm tra điều kiện : KqtSC α SB1dm ≥ SUTmax – SB3

(1.4*0.5*160=112 >71.43-65.35=6.08 MVA thoả mãn điều kiện)Công suất tải lên trung áp : SCT-B2=SUTmax-SB3=71.43-65.35=6.08 MVA

Công suất tải qua cuộn hạ của B2:

 Phương án 2 (Hình 1.2)

1.Chọn máy biến áp

- Hai máy biến áp B3 và B4 được chọn theo sơ đồ bộ.Do hai máy biến áp này cùngnối với thanh góp điện áp 110KV nên được chọn giống nhau và được chọn giống máy biến áp B3 ở phương án 1 : TPAUH-80 (115/10.5) có các thông số kỹ thuật sau :

Hai máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 được chọn tương tự như phương án 1

Công suất định mức của các máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 được chọn theo điều kiện sau : : SB1dm=SB2dm SFdm

C-H

C-H

H

2.Phân bố công suất cho các máy biến áp

Để đảm bảo kinh tế và thuận tiện trong vận hành các máy phát F3 và F4 cho làm việc với đồ thị phụ tải bằng phằng suốt cả năm

Do đó công suất tải qua mỗi máy biến áp B3 và B4 là:

SBo=SB3=SB4=SFdm- =65.88 -=65.35

Phụ tải qua các máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 được tính như sau

- Phụ tải truyền lên phía cao áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:

SCC-B1=SCC-B2=

1 2

(SVHT(t)+SUC(t))

- Phụ tải truyền lên phía trung áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:

SCT-B1=SCT-B2=

1 2

(SUT(t)−SB3−SB4)

- Phụ tải truyền lên phía hạ áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:

Nhận xét: Qua bảng trên ta có SCCmax=90.4 MVA;SCTmax=36.78 MVA

;SCHmax=60,76 MVA đều nhỏ hơn SB1đm=160 MVA.Như vậy, các máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi làm việc bình thường

3.Kiểm tra các máy biến áp khi bị sự cố

Cũng coi sự cố nguy hiểm là xảy ra khi phụ tải trung áp cực đại.Đối với các bộ máy phát điện-máy biến áp hai cuộn dây không cần kiểm tra quá tải vì công suất định mức của các máy biến áp này được chọn theo công suất định mức cảu máy phát điện.Do đó việc kiểm tra quá tải chỉ tiến hành với các máy biến áp tự ngẫu

a) Khi sự cố bộ B3-F3(hoặc B4-F4)

Kiểm tra điều kiện: 2KqtSC α SB1dm ≥ SUTmax

( 2.1,4.0,5.160=224 MVA > 73,17 MVA thỏa mãn điều kiện)

Khi đó công suất tải lên các phía qua mỗi máy biến áp tự ngẫu được xác định như sau:

- Công suất qua cuộn trung:

Nhận xét: Sthiếu=68.15 MVA < SdtHT=200 MVA nên khi quá tải bộ F3-B3 thì

hai máy B1 và B2 làm việc không bị quá tải

b) Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu B1(hoặc B2)

Khi B1 sự cố thì F1 ngừng Trường hợp này kiểm tra quá tải của B2 :

Kiểm tra điều kiện : 2KqtSC α SB1dm ≥ SUTmax – 2SB3

(1.4*0.5*160=112 >71.43-2*65.35=-59.27 MVA thoả mãn điều kiện)Công suất tải qua các phía của B2 như sau:

Tóm lại:Các máy biến áp đã chọn đều thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật khi làm việc bình thường và khi sự cố.

2.2.Tính toán tổn thất điện năng

Tính toán tổn thất điện năng là một phần không thể thiếu được trong việc đánh

giá một phương án về kinh tế và kĩ thuật.Trong nhà máy điện tổn thất điện năng chủ yếu gây nên bởi các máy biến áp tăng áp

I.Phương án 1(hình 2.1)

Để tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp ta dựa vào bảng phân bố

công suất của máy biến áp đã cho

1.Tổn thất điện áp hằng năm của máy biến áp B3

B

B dm

S S

.TTrong đó:

• T:là thời gian làm việc của máy biến áp,T=8760h

• SB3:phụ tải của máy biến thiên theo thời gian và được lấy theo đồ thị phụ tải hằng ngày

Ta có B3 là máy biến áp ba pha hai cuộn dây TPдцH-80(115/10,5) có:

∆

P0=70 kW ; ∆

PN=310 kW ; SB3=65,35 MVA =hằng sốSuy ra: ∆

AB4=0,08.8760+0,32 8760=2571.33MWh

3.Tổn thất điện áp hằng năm trong máy biến áp tự ngẫu

Để tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu ta coi máy biến áp tự ngẫu như máy biến áp ba pha hai cuộn dây.Khi đó cuộn nối tiếp cuộn chung và cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu tương ứng với cuộn cao,cuộn trung và cuộn hạ của máy biến áp ba dây cuốn.Tổn thất công suất trong các cuộn được tính như sau:

+

)=0,57 MW

Từ các kết quả tính ở bảng 2.4 và công thức tính ở trên ta có công thức tính tổn

thất điện năng của máy biến áp tự ngẫu ba pha được tổ hợp từ ba máy biến áp một pha như sau:

365 ( NC. iC i. NT .iT i NH. iH i )

i dmB

Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu là:

∆

AB1,2=2.(∆

A1+∆

A2)=2.(744,6 + 664.88)=2818.96 MWhNhư vậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp ở phương án I là:

1.Tổn thất điện áp hằng năm của máy biến áp B3 và B4

B3 và B4 là các máy biến áp thuộc loại TPдцH-80(115/10,5) có ∆

3, 4

B B

B B dm

S S

.T =0,07.8760+0,31 8760=2425.27 MWh

2 Tổn thất điện áp hằng năm của máy biến áp tự ngẫu B1 và B2

Tương tự phương án I,ta có: Máy biến áp tự ngẫu ba pha B1 và B2 là loại

−

)=0,19 MW

365 ( NC .iC i NT .iT i NH. iH i )

i dmB

∆

A B1,2 =2.( ∆

A 1 + ∆

A 2 )=2.(744,6+1026,43)=3542,06 MWh Tổng tổn thất điện áp trong các máy biến áp ở phương án II là:

TÍNH TOÁN KT-KT VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Việc quyết định bất kì một phương án nào cũng đều phải dựa trên cơ sở so sánh về mặt kinh tế và kĩ thuật,nói khác đi là dựa trên nguyên tắc đảm bảo cung cấp điện và kinh tế để quyết định sơ đồ nối dây chính cho nhà máy điện.

Trên thực tế vốn đầu tư vào thiết bị phân phối chủ yếu phụ thuộc vào vốn đầu tư máy biến áp và các mạch thiết bị phân phối.Nhưng vốn đầu tư của các mạch thiết bị phân phối chủ yếu phụ thuộc vào máy cắt,vì vậy để chọn các mạch thiết bị phân phối cho từng phương án phải chọn các máy cắt.Trong tính toán chi tiêu kinh tế-kĩ thuật ta chỉ cần chọn sơ bộ các máy cắt.

3.1.Chọn sơ bộ máy cắt các phương án

I.Xác định dòng làm việc cưỡng bức của các mạch

1,Phương án 1(Hình 2.1)

a)Cấp điện áp về hệ thống 220kV

-Mạch đường dây nối với hệ thống:phụ tải cực đại của hệ thống là SVHTmax=110.8 MVA.Vì vậy dòng điện làm việc cưỡng bức của mạch đường dây được tính với điều kiện một đường dây bị cắt.Khi đó:

I lvcb =

max

3.

VHT dm

S U

==0,29 kA-Mạch máy biến áp ba pha hai cuộn dây B3 và B4: dòng điện làm việc cưỡng bức được xác định theo dòng điện cưỡng bức của máy phát điện:

Ilvcb== =0.18 kA-Mạch máy biến áp tự ngẫu :

+)Khi làm việc bình thường thì dòng cưỡng bức của mạch này là:

Ilvcb===0.15 KA+)Khi sự cố bên trung thì dòng bên trung là:

Ilvcb=

1, 2

3.

CC B B dm

S U

−

==0,064 kA+)Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu thì dòng cưỡng bức là:

Ilvcb=

2

3.

CC B dm

S U

−

==0,131 kANhư vậy dòng điện cưỡng bức làm việc lớn nhất ở cấp điện áp 220kV của

phương án I là I cbcao =0,29 kA.

+)Khi làm việc bình thường thì dòng cưỡng bức của mạch là:

Ilvcb===0.016 kA+)Khi sự cố bộ bên trung thì dòng cưỡng bức là:

Ilvcb===0.19 kA+)Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu thì dòng cưỡng bức là:

Ilvcb===0.03 kANhư vậy dòng điện cưỡng bức làm việc lớn nhất ở cấp điện áp 110kV của

phương án I là I cbtrung =0,375 kA.

- Mạch đường dây cũng như phương án 1 ta đã có : I lvcb =0.29 kA

- Mạch máy biến áp tự ngẫu :

Khi làm việc bình thường thì dòng cưỡng bức của mạch này là

S U

−

==0,3 kANhư vậy dòng điện cưỡng bức làm việc lớn nhất ở cấp điện áp 220kV của phương

án I là Icbcao=0,3 kA

b)cấp điện áp 110 kV

- Mạch đường dây tương tự như phương án 1 ta có : Ilvcb =0.375 kA

-Mạch máy biến áp ba pha hai cuộn dây tương tự như phương án 1 ta có :

Ilvcb=0.36 KA

- Mạch máy biến áp tự ngẫu:

+)Khi làm việc bình thường thì dòng cưỡng bức của mạch là:

II.Chọn các máy cắt cho các phương án

Các máy cắt khí SF6 với ưu điểm gọn nhẹ,làm việc tin cậy nên được dùng khá phổ biến.Tuy nhiên các máy cắt loại này lại có nhược điểm là giá thành

cao,việc thay thế sửa chữa thiết bị khó khăn

Với nhà máy thiết kế đều dùng các máy cắt khí SF6 ở cả 3 cấp điện áp.Ta chọn

sơ bộ máy cắt theo điều kiện sau

Trong 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

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

*)Phí tổn vận hành hàng năm của một phương án:

Chi phí vận hành hàng năm được xác định theo công thức sau:

: khấu hao hàng năm về vốn và sửa chữa lớn

 a=8,4:định mức khấu hao (%)

P∆

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

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

β = 400 đ/kWh

I.Phương án 1

1.Chọn sơ đồ nối điện

Phía 220kV : dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp

Phía 110kV: dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp có thanh góp đường vòng vì số nhánh vào ra nhều

Phía 10,5 kV : Không dùng thanh góp điện áp máy phát vì phụ tải điện áp có cấp điện áp 6 kV mà điện áp đầu cực máy phát là 10,5

kV nên ta phải dùng máy biến áp giảm áp 10,5/6kV

Sơ đồ nối điện phương án I :

Hình 3.1 sơ đồ nối điện phương án 1

2.Tính hàm chi phí tính toán

a)Vốn đầu tư

*)Vốn đầu tư cho máy biến áp : Phương án I dùng 3 loại máy biến áp là

- Hai máy biến áp tự ngẫu 3 pha kiểu ATДцTH-160

Với giá tiền 185.103 R(1R= 40.103 đồng) nên giá tiền của MBA là

185.103.40.103 = 7,4.109 VNĐ

- Một máy biến áp 3 pha 2 cuộc dây loại ATДц-80-242/10.5

Với giá tiền 90.103.40.103 = 3,6.109 VNĐ và k= 1,4

- Một máy biến áp 3 pha hai cuộc dây loại-80-115/10,5

Với giá tiền là 104.103.40.103 = 4,16.109 VNĐ và k=1,4

- Như vậy tổng vốn đầu tư cho máy biến áp của phương án I là :

- Vậy giá 8 mạch máy cắt kiểu 3AQ1 là 8.2,86.109 = 2,288.1010 VNĐ

- Cấp điện áp 110 kV gồm 6 mạch máy cắt kiểu 3AQ1 giá tiền một mạch là

31.103.40.103 = 1,24.109 VNĐ/mạch

- vậy giá tiền 6 mạch máy cắt 3AQ1 là 6.1,24.109 = 7,44.109 VNĐ

- Cấp điện áp 13,8 kV gồm có 2 mạch máy cắt, giá tiền một mảnh là

15.103.40.103 = 0,6.109 VNĐ/mạch

- vậy giá tiền 2 mạch máy cắt là 2.0,6.109 = 1,2.109 VNĐ

Tổng vốn đầu tư thiết bị phân phối là

Tương tự như phương án 1 ở cấp 220kV ta dùng sơ đồ hệ thống 2 thanh góp cấp điện áp 110 kV dùng hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng như sơ đồ hình 3.2

Sơ đồ nối điện phương án 2-hình 3.2

*)Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối

Từ sơ đồ 3.2 ta thấy

- Cấp điện áp 220kV gồm 7 mạch máy cắt kiểu 3AQ1 giá tiền 1 mạch là

là 2,86.109 đồng

 Vậy 7 mạch máy cắt kiểu 3AQ1 là 7.2,86.109 = 2,002.1010đ

- Cấp điện áp 110kV gồm 7 mạch máy cắt kiểu 3AQ1 giá tiền 1 mạch là 1,24.109đ/mạch

 Vậy giá 7 mạch máy cắt kiểu 3AQ1 là 7.1,24.109 = 8,68.109đ

- Cấp điện áp 10,5 kV gồm có 2 mạch máy cắt, giá tiền mua của 2 mạch máy cắt là 1,2.109 đ

 Tổng vốn đầu tư cho thiết bị phân phối là

Qua bảng trên thì ta thấy

V2 < V1 => ta chọn phương án 2 là phương án tối ưu cho bản thiết kế này

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH