Đồ án nhà máy điện GVHD Phạm Thị Phương Thảo

đồ án nhà máy điện và trạm biến áp giảng viên hướng dẫn phạm thi phương thảo. đề tài nhiệt điện ngưng hơi 4 tổ máy công suất 50MW đồ án nhà máy điện và trạm biến áp giảng viên hướng dẫn phạm thi phương thảo. đề tài nhiệt điện ngưng hơi 4 tổ máy công suất 50MW

MỤC LỤC

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

NỐI DÂY 4

1.1 Chọn máy phát điện 4

1.2 Tính toán cân bằng công suất 4

1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 4

1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng 5

1.2.3 Đồ thị phụ tải các cấp điện áp 6

1.2.4 Đồ thị công suất phát về hệ thống 8

1.3 Đề xuất các phương án nối điện 9

1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất các phương án nối điện 9

1.3.2 Đề xuất các phương án sơ đồ nối điện cụ thể 10

CHƯƠNG II: 14

TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 14

2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của máy biến áp 14

2.1.1Máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây 14

2.1.2 Máy biến áp liên lạc 15

2.2 Chọn loại và công suất định mức của MBA trong sơ đồ nối điện 15

2.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây 15

2.2.2 Máy biến áp liên lạc 16

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp 19

2.3.1 Trường hợp tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây 19

2.3.2Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu 20

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

2.4.1 Máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây 21

2.4.2 MBA liên lạc : 22

2.5 Chọn loại và công suất định mức của MBA trong sơ đồ nối điện 22

2.5.1 Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây 22

2.5.2 Máy biến áp liên lạc 23

2.6 Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp 26

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

2.6.2 Trường hợp tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B2, B3 27

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 28

3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 28

3.1.1 Phương án I: 28

3.1.2 Phương án II: 29

3.2 Tính toán kinh tế- kỹ thuật, chọn phương án tối ưu 31

3.2.1 Phương án I 32

3.2.2 Phương án II 33

CHƯƠNG IV: 34

TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 34

4.1 Chọn điểm ngắn mạch 34

4.2 Lập sơ đồ thay thế 35

4.3 Tính dòng ngắn mạch theo các điểm ngắn mạch 37

4.3.1 Đối với điểm ngắn mạch N1 37

4.3.2 Đối với điểm ngắn mạch N2 39

CHƯƠNG V 43

CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 43

5.1 Dòng điện làm việc và dòng điện cưỡng bức 43

5.1.1 Các mạch phía cao áp 220 kV 44

5.1.2 Các mạch phía trung áp 110kV 45

5.2 Chọn máy cắt và dao cách ly 46

5.2.1 Chọn máy cắt 46

5.2.2 Chọn dao cách ly (DCL) 47

5.3 Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát 47

5.3.1 Chọn loại và tiết diện thanh dẫn cứng 48

5.3.2 Kiểm tra ổn định nhiệt 49

5.3.3 Kiểm tra ổn đinh động 49

5.3.4 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng 50

5.3.5 Chọn sứ đỡ thanh dẫn cứng 51

5.4 Chọn dây dẫn và thanh góp mềm 51

5.4.1 Chọn tiết diện dây dẫn và thanh góp mềm 51

5.4.2 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch 52

5.4.3 Kiểm tra điều kiện vầng quang 56

5.5 Chọn cáp và chọn kháng điện đường dây 57

5.5.1 Chọn hệ thống cáp cho phụ tải địa phương 57

5.5.2 Chọn kháng điện đường dây 58

5.6 Chọn máy biến áp đo lường 60

5.6.1 Máy biến điện áp BU 60

5.6.2 Máy biến dòng điện BI 62

5.7 Chọn chống sét van (CSV) 66

CHƯƠNG VI 67

TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 67

6.1 Chọn sơ đồ nối điện tự dùng 67

6.2 Chọn máy biến áp tự dùng 68

6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng cấp1 ( 6,3kV) 68

6.2.2 Chọn máy biến áp tự dùng cấp 2 (0,4 kV) 69

6.3 Chọn khí cụ điện tự dùng 69

6.3.1 Chọn máy cắt, dao cách ly trước MBA tự dùng cấp 10,5kV 69

6.3.2 Chọn máy cắt sau MBA tự dùng cấp 6,3kV 69

6.3.3 Chọn aptomat cho mạch tự dùng phía hạ áp 71

Họ tên sinh viên: Phan Thị Phương Thúy

50

MW 6.3 0.8 0.1336 0.1786 1.4036 3000 5.73

1.2 Tính toán cân bằng công suất

1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

Để vẽ được đồ thị phụ tải toàn nhà máy, ta cần xác định công suất phát của toàn nhà máy tại từng thời điểm

Công suất phát của toàn nhà máy xác định theo công thức sau:

  %  100

dmF: Công suất định mức của 1 tổ máy phát, (MVA)

Với công suất định mức của 1 tổ máy phát là:

Ta có bảng biến thiên công suất phát của toàn nhà máy sau:

Công suất tự dùng của nhà máy NĐ phụ thuộc vào nhiều yếu tố

Như dạng nhiên liệu, loại tuabin, công suất phát của nhà máy… công suất tự dùng chiếm khoảng 5-15% tổng công suất phát, Công suất tự dùng gồm có 2 thành phần là:

 Thành phần không phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy chiếm 40%

 Phần còn lại phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy chiếm 60%

Theo bài ra lượng điện phần trăm tự dùng là ta xác định phụ tải dùng của nhà máy theo công thức:

TD - hệ số công suất phụ tải tự dùng

n- số tổ MF

PđmF, SđmF - công suất tác dụng và công suất biểu kiến định mức của một tổ MF

Stnm(t)- công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t

Số liệu ban đầu:  =6%, cos=0,84

STD(0÷5)= 6

100∗5.50

0.84[0.4+0.6.281.25

5∗62.5]= 16.786 (MVA) Tương tự cho từng mốc thời gian ta có bảng số liệu sau :

P t : Phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t

 Đối với phụ tải địa phương

Số liệu ban đầu: U = 10,5 kV, Pmax = 8MW, cos=0,85

SUF = 𝑃𝑚𝑎𝑥.

𝑐𝑜𝑠𝜑 PUF%

Bảng số liệu tính toán sau :

Đồ thị phụ tải địa phương

 Đối với phụ tải cấp điện áp máy trung

Số liệu ban đầu: U = 110kV, Pmax = 80MW, cos=0,83

 Đối với phụ tải cấp điện áp cao :

Số liệu ban đầu: U = 220kV, Pmax = 60MW, cos=0,85

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

Stnm(t)- công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t

SUF(t)- công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t

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

Thay số liệu vào tính toán ta có được bảng sau theo từng mốc thời gian :

Biểu đồ phụ tải công suất phát về hệ thống

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: Trong sơ đồ nối điện có hay không có thanh góp điện áp máy phát Không được phép kích điện trực tiếp từ đầu cực máy phát quá 15% so với công suất định mức của máy phát.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 cắt của MBA liên lạc

- Nếu

ax.100% 15%

2

m S DP S dmF

 thì không cần thanh góp điện áp máy phát

ax.100% 15%

2

m S DP S dmF

 thì có thanh góp điện áp 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 phụ tải 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 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 dùng MBA 3 cuộn dây

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

U C

 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 tải tương ứng

 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 phía trung như 1 phụ tải bình thường được kích điện trực tiếp từ đầu cực máy phát hoặc từ thanh 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 cấp cao, 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:

dp: là công suất dự phòng của hệ thống điện (MVA)

1.3.2 Đề xuất các phương án sơ đồ nối điện cụ thể

Khi phụ tải địa phương có công suất nhỏ thì không cần đến thanh góp điện áp MF, mà chúng được cấp điện trực tiếp từ đầu cực MF, phía trên máy cắt của MBA liên lạc Vậy lúc đó, giả thiết phụ tải địa phương lấy điện từ đầu cực 2 tổ MF

Khi có cấp điện áp ( điện áp MF, điện áp trung, điện áp cao) thỏa mãn 2 điều kiện:

 Lưới điện áp phía cao áp (220kV), điện áp phía trung áp (110kV) đều là trung tính trực tiếp nối đất

+ Hệ số có lợi

Dùng 2 MBA tự ngẫu làm liên lạc

Phụ tải phía điện áp trung 𝑆𝑈𝑇

𝑚𝑎𝑥

𝑆𝑈𝑇𝑚𝑖𝑛 = 96.38667.470= 1.429 (MVA)

Mà công suất 1 tổ máy là 62,5MVA

có thể ghép từ 1 đến 2 bộ MF-MBA 2 cuộn dây lên thanh góp điện áp phía trung

Từ những nhận xét trên, ta đưa ra các phương án như sau:

Phương án 1:

B3 B2

 Ưu điểm:

 Bố trí nguồn và tải cân đối

 Công suất truyền tải từ cao sang trung qua MBA tự ngẫu nhỏ nên tổn thất công suất nhỏ

 Vận hành đơn giản , đảm bảo về mặt kỹ thuật , cung cấp điện liên tục

 Nhược điểm :

 Dùng 3 bộ MBA gây ra khó khan trong việc vận hành và bảo vệ

 Có 3 bộ MF-MBA bên cao nên vốn đầu tư cao

220 110

0, 5220

 Phương án 2:

B5 B2

B4 B1

TD+DP

F3 B3

 Ưu điểm:

 Chỉ có 2 chủng loại MBA

 Vốn đầu tư không đắt

 Vận hành đơn giản , đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải khi một trong các bộ ngưng làm việc

 Nhược điểm:

 Có một phần công suất truyền qua hai lần biến áp làm tang tổn thất công suất

 Vì sơ đồ trên sử dụng máy biến áp tự ngẫu liên lạc nên tổn thất công suất không đáng

kể, có thể bỏ qua

Phương án 3:

 Ưu điểm:

 Lượng công suất truyền tải qua bên trung nhỏ nên tổn thất công suất nhỏ

 Đảm bảo cung cấp điện cho phía trung áp khi 2 MBA tự ngẫu còn làm việc bình thường

Vì vậy ta chọn phương án 1 và 2 làm hai phương án để so sánh về mặt kỹ thuật , kinh tế để chọn ra phương án tối ưu

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

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 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 lại đảm nhận trên cơ

sở đảm bảo cân bằng công phát bằng công suất thu (phụ tải), không xét đến tổn thất trong máy biến áp 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 chỉnh dưới tải, làm hạ vốn đầu tư đáng kể Sau đây, em sẽ cụ thể hóa nguyên tắc cơ bản trên việc phân bố công suất cho MBA trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây và máy biến áp liên lạc

2.1.1Máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Công suất bộ MF-MBA 2 cuộn dây :

Trong đó : n: Số tổ máy ( n = 4 )

: Công suất tự dùng cực đại

SđmF : Công suất một tổ máy

max

T D đmF

n

1 S

max

T D

S

Sbộ = SđmF - = 62,5 - *17.857 = 58.929 MVA

2.1.2 Máy biến áp liên lạc

Phân công suất như sau:

Phân bố công suất cho MBA tự ngẫu cho các phía MBA B2,B3 theo từng thời điểm như sau

SCT (t) = (SUT(t)- 2Sbộ B4,5)

SCC (t) = (SVHT(t)+ SUC (t)- Sbộ B1)

SCH (t) = SCC (t) + SCT (t) Bảng tính toán cho các mốc thời gian:

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

2.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây

Công suất định mức được chọn theo công thức :

SđmB SđmF – STD1F SđmF Các máy phát điện đều có cùng công suất là 62,5MVA nên chọn MBA 1,4,5 theo công thức

SđmB SđmF = 62,5MVA

Chọn công suất định mức của MBA là 63MVA, ta có bảng thông số của các MBA

Do đó ta có thể chọn máy biến áp B1 phía cao áp với các thông số kĩ thuật sau:

Chọn máy biến áp B4, B5 phía trung áp với các thông số kĩ thuật sau:

15

12

12

2.2.2 Máy biến áp liên lạc

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

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

Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu phải thỏa mãn điều kiện sau:

Vậy ta chọn MBA tự ngẫu B2, B3 có các thông số kĩ thuật như sau:

c, Kiểm tra quá tải của máy biến áp tự ngẫu khi có sự cố

Quá tải sự cố cho phép tối đa là: k sc 1, 4

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 (MBA B4) tại thời điểm S max

MVA

max

UT S DP

MVA

max

UT S VHT

MVA

max

UT S TD

B2 B1

2.1,4.0,5.125+ 58.929 =233.929 96.386 MVA (đạt yêu cầu)

Vậy máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố trong trường hợp này không bị quá tải

- Phân bố công suất khi xảy ra sự cố:

Máy biến áp tự ngẫu cho phép quá tải

- Công suất thiếu :

ax 5

2

15





+ Ta có công suất về hệ thống lúc này là118.257 MVA, vậy công suất thiếu là:

Sthiếu = SVHT + SUC - Sbộ - 2.SCC = 118.257+70.588 -58.929 – 2*35.494 = 58.928 MVA

Sthiếu =58.928 MVA < SDPHT = 200MVA(thỏa mãn)

Vậy khi hỏng một bộ MF-MBA 2 cuộn dây khi phụ tải phía bên trung cực đại thì lượng cung cấp dự trữ của hệ thống đủ cung cấp cho sự thiếu hụt của hệ thống Nên nhà máy làm việc ổn định với hệ thống

 Sự cố 2 : Hỏng 1 MBA liên lạc tự ngẫu B3 tại thời điểm S max

MVA

max

UT S DP

MVA

max

UT S VHT

MVA

max

UT S TD

B2 B1

- Phân bố công suất khi xảy ra sự cố:

15

Vậy máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải

- Công suất thiếu :

Sthiếu =58.927 MVA < SDPHT = 200MVA(thỏa mãn)

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

Do đó, các máy biến áp đã chọn đều đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp

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

Do MBA mang tải bằng phẳng SBộ = 58.929 MVA trong suốt cả năm nên tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây là:

- MBA trong sơ đồ nối bộ MF-MBA phía trung áp B4,B5

2.3.2Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu

i 24 dmTN

PNT-H : tổn thất ngắn mạch giữa cuộn trung và cuộn hạ

PNC-H : tổn thất ngắn mạch giữa cuộc cao và cuộn hạ

PNC-T : tổn thất ngắn mạch giữa cuộn cao và cuộn trung

ta tính toán cụ thể như sau

Σ𝑆𝑇𝑖2.ti = 20,3752 11 + 15,5562.6 +10,7362.3 + 20,3752.2+25,1942 2 = 8464,023 MVA

Σ𝑆𝐻𝑖2 ti = 40,0742 8+ 54,6932.3+40,0742.3+ 47,1482.3+54,2222 3+39,6032.4 = 48401,621 MVA

 ΔATN = 85.8760 + 365

125 2.(145.95515,5997 + 145.8464,023 + 435.48401,621)=

1588637.68 KVA

vậy tổng tổn thất điện năng trong máy biến áp là

A= 2.ATN + AB1 + 2.AB4,5

B4 B1

TD+DP F3 B3

Tính toán cụ thể

2.4 Phân bố công suất các cấp điện áp của máy biến áp

2.4.1 Máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Công suất bộ MF-MBA 2 cuộn dây :

Trong đó :

n: Số tổ máy ( n = 5 )

: Công suất tự dùng cực đại

SđmF : Công suất một tổ máy

max

T D đmF

n

1 S

max

T D

S

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

2.5.1 Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây

Công suất định mức được chọn theo công thức :

SđmB SđmF – STD1F SđmF Các máy phát điện đều có cùng công suất là 62,5MVA nên chọn MBA 1,4,5 theo công thức

SđmB SđmF = 62,5MVA

Chọn công suất định mức của MBA là 63MVA, ta có bảng thông số của các MBA

Do đó ta có thể chọn máy biến áp B1, B4 phía cao áp với các thông số kĩ thuật sau:

15

2.5.2 Máy biến áp liên lạc

a)Loại máy biến áp liên lạc: Các phía cảu máy biến áp liên lạc mang tải không bằng phẳng,

nên có nhu cầu điều chỉnh điện áp tất cả các phía Nếu dùng TĐK thì chỉ điều chỉnh được phía

hạ, nên cần có kết hợp với điều chỉnh dưới tải của MBA liên lạc thì mới điều chỉnh điện áp được tất cả các phía Vậy ta chọn loại MBA liên lạc là Máy biến áp tự ngẫu , có điều chỉnh dưới tải

b) Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu phải thỏa mãn điều kiện sau:

Vậy ta chọn MBA tự ngẫu B2, B3 có các thông số kĩ thuật như sau:

c) Kiểm tra quá tải của máy biến áp tự ngẫu khi có sự cố

Quá tải sự cố cho phép tối đa là: k sc 1, 4

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 (MBA B4) tại thời điểm S max

Các giá trị công suất phụ tải các cấp tại thời điểm S max

MVA

max

UT S DP

MVA

max

UT S VHT

MVA

max

UT S TD

B4 B1

TD+DP

F3 B3

- Điều kiện kiểm tra quá tải: 2.k sc .S S max

qt  dmTN  UT

Thay số vào ta có:

Ta thấy

Vậy máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố trong trường hợp này không bị quá tải

- Phân bố công suất khi xảy ra sự cố:

2

15

TRUNG

SCH = 54.223 < Kqtsc SđmTN= 1,4.0,5 125 = 87,5MVA ( thỏa mãn )

Máy biến áp tự ngẫu cho phép quá tải

Vậy máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải

- Công suất thiếu :

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

 Sự cố 2 : Hỏng 1 MBA liên lạc tự ngẫu B3 tại thời điểm S max

MVA

max

UT S DP

MVA

max

UT S VHT

MVA

max

UT S TD

B4 B1

TD+DP

F3 B3

- Kiểm tra điều kiện quá tải:

ax

Thay số:

Ta thấy

Vậy máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố trong trường hợp này không bị quá tải

- Phân bố công suất khi xảy ra sự cố:

Chế độ tải cuộn Hạ mang tải nặng nề nhất HẠ CAO

TRUNG

SCH = 49,517< Kqtsc SđmTN= 1,4.0,5 125 = 87,5MVA ( thỏa mãn)

- Công suất thiếu :

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

2.6 Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp

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

2

0

S bo

N S dmB

ΔA, MWh

PNT-H : tổn thất ngắn mạch giữa cuộn trung và cuộn hạ

PNC-H : tổn thất ngắn mạch giữa cuộc cao và cuộn hạ

PNC-T : tổn thất ngắn mạch giữa cuộn cao và cuộn trung

ta tính toán cụ thể như sau:

 ΔATN = 85.8760 + 365

125 2.(145.27425,804 + 145.3323,607 +435.48401,621)=

1340592,317 KVA = 1340,592 (MVA)

Vậy tổng tổn thất điện năng trong máy biến áp là

A= 2.ATN + AB5+ 2.AB1,B4

1 Cấp điện áp cao 220kV: gồm đường dây kép và 1 lộ kép x 60MW

- Có 3 lộ đến từ hai MBA B2, B3 và 1 bộ MF-MBA hai cuộn dây B1

- Có 4 lộ ra gồm: 1 đường dây kép nối với hệ thống và 2 đường dây kép cung cấp điện cho phụ tải phía cao áp

Nên ta chọn sơ đồ thiết bị phân phối cho phía cao áp là sơ đồ hệ thống 2 hệ thanh góp

có thanh góp vòng

2 Cấp điện áp trung 110KV : gồm 1 lộ kép x 80MW

- Có 4 lộ đến từ hai MBA B2, B3và hai bộ MF-MBA hai cuộn dây B4, B5

- Có 2 lộ ra gồm: 1 đường dây kép cấp điện cho phụ tải phía trung áp

Nên ta chọn sơ đồ thiết bị phân phối cho phía trung áp là sơ đồ hệ thống hai hệ thanh góp

3.1.2 Phương án II:

a Cấp điện áp cao 220Kv gồm đường dây kép và 1 lộ kép x 60MW

- Có 4 lộ đến từ hai MBA B2, B3 và hai bộ MF-MBA hai cuộn dây B1, B4

- Có 4 lộ ra gồm: 2 đường dây kép cấp điện cho phụ tải phía cao áp và 1 đường dây kép nối với hệ thống

Nên ta chọn sơ đồ thiết bị phân phối cho phía cao áp là sơ đồ hệ thống 2 hệ thanh góp

có thanh góp vòng

b Cấp điện áp trung 110Kvgồm 1 lộ kép x 80MW

- Có 3 lộ đến từ hai MBA B2, B3 và 1 bộ MF-MBA hai cuộn dây B5

- Có 2 lộ ra gồm: 2 đường dây đơn và 1 đường dây kép cấp điện cho phụ tải phía trung

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

Để chọn ra phương án tối ưu thì phải đảm bảo 2 yêu cầu kỹ thuật và kinh tế:

- Yêu cầu kỹ thuật: Xây dựng sơ đồ thanh góp cho từng phương án tiến hành phân tích

sơ bộ

- Yêu cầu đảm bảo tính kinh tế: Lập hàm chi phí tính toán

+ Chi phí vốn đầu tư V: MBA , MC

+ Phí tổn vận hành hàng năm P

+ Chi phí tính toán

- Tiến hành so sánh kinh tế & kỹ thuật giữa hai phương án, chọn phương án tối ưu

 Tính toán vốn đầu tư

Khi tính vốn đầu tư của một phương án, chỉ tính tiền mua thiết bị, tiền vận chuyển và xây lắp các thiết bị như máy phát điện, máy biến áp, máy cắt, kháng điện phân đoạn Một cách gần đúng có thể chỉ tính vốn đầu tư cho máy biến áp và các TBPP (bao gồm tiền

mua,vận chuyển và xây lắp) Chi phí xây dựng các thiết bị phân phối dựa vào số mạch của TBPP ở cấp điện áp tương ứng, chủ yếu do loại máy cắt quyết định Như vậy vốn đầu tư của một phương án như sau:

V = VMBA + VTBPP

Trong đó : VMBA :Vốn đầu tư MBA

VMBA= ∑KBi VBi

KB : Hệ số tính đến chi phí vân chuyển và xây lắp MBA

Hệ số này phụ thuộc vào điện áp và công suất định mức của MBA

VTBPP :Vốn đầu tư xây dựng thiêt bị phân phối,

Cấp 10,5kV: giá thành mỗi không có kháng là: 15.103.50.103=0,75.109(đ)

 Tính toán chi phí vận hành hằng năm

P= ( akh+avh ).V + .∆A=P1+P2

Trong đó: V: vốn đầu tư

P1: chi phí khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sữa chữa lớn ; (đ/năm)

P2 : chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong MBA; (đ/năm)

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

∆A :tổn thất điện năng hàng năm trong MBA ; (kWh)

Giá thành cho các mạch máy cắt ở các cấp điện áp là:

- Phía 220kV có 8 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 3,5.109 (đ/ mạch)

- Phía 110kV có 7 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 1,55.109 (đ/ mạch)

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

Nên vốn đầu tư cho thiết bị phân phối ở phương án I là:

a Chi phí vốn đầu tư máy biến áp của phương án II là: VII

 Vốn đầu tư máy biến áp V II

Giá thành cho các mạch máy cắt ở các cấp điện áp là:

- Phía 220kV có 9 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 3,5.109 (đ/ mạch)

- Phía 110kV có 6 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 1,55.109 (đ/ mạch)

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

Nên vốn đầu tư cho thiết bị phân phối ở phương án II là:

Từ bảng tổng kết trên, số vốn đầu tư và chi phí vận hành của phương án I nhơ hơn

phương án II Mặt khác, cả 2 phương án trên đều đảm bảo về mặt kỹ thuật (đảm bảo cung cấp điện liên tục ở chế độ bình thường và khi xảy ra sự cố, linh hoạt trong vận hành và đảm bảo

F1 F2 F3 F4 F5

B3 B2

+ Đối với điểm ngắn mạch N3’ thì nguồn cấp chỉ là máy phát F2

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

Dễ dàng thấy rằng: IN4=IN3+IN3’

4.2 Lập sơ đồ thay thế

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

4.3 Tính dòng ngắn mạch theo các điểm ngắn mạch

4.3.1 Đối với điểm ngắn mạch N1

Sơ đồ thay thế và sơ đồ rút gọn