Thiết kế phần điện trong nhà máy điện

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY1.1 Lựa chọn máy phát điện trong nhà máy nhiệt điện Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện gồm 04 tổ máy, công suất của mỗi tổ máy là

LỜI MỞ ĐẦU

Trong nền kinh tế hướng theo công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nhu cầu về việc sửdụng điện năng cho các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, giao thông, sinh hoạt…tănglên một cách đáng kể và việc xây dựng các nhà máy điện là nhu cầu tất yếu và vô cùngcần thiết

Xây dựng mới các nhà máy điện là một vấn đề rất quan trọng, nó sẽ tăng tính ổnđịnh của hệ thống, giảm thiểu vấn đề thiếu điện năng đồng thời nâng cao và đảm bảo vềvấn đề cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ

Việc giải quyết đúng đắn các vấn đề kinh tế – kỹ thuật sẽ đem lại lợi ích không nhỏcho nền kinh tế và hệ thống điện Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện nhà máy nhiệtđiện và tính toán chế độ vận hành tối ưu không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố toàndiện về mặt kiến thức đối với mỗi sinh viên ngành hệ thống điện trước khi xâm nhập thựctế Sau khi học xong chương trình đào tạo của ngành hệ thống điện và xuất phát từ nhucầu thực tế, em được giao nhiệm vụ thiết kế các nội dung sau:

Phần I: Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy với công suấtmỗi tổ máy là 100 MW Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải hạ áp, phụ tảicấp trung áp 110 kV, phụ tải cấp cao áp 220 kV và phát về hệ thống qua đường dây kép

220 kV dài 100 km Đồ án gồm 6 chương:

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy giáo, cô giáo của trường Đạihọc Điện Lực, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Hệ Thống Điện Các thầy cô đã dìu dắt,trang bị kiến thức quý báu cho em trong suốt quá trình học tập tại trường Những kiến thứcquý báu, và sự giúp đỡ của các thầy cô đã giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ của một kĩ sưtrong tương lai cũng như trong cuộc sống

Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn cô ThS Nguyễn Thị Thu Hiền đã tận tình

giúp đỡ, hướng dẫn em trong suốt quá trình thiết kế đồ án tốt nghiệp này

Em xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, Ngày tháng năm 2015

Sinh viên Trần Việt Anh B

LỜI NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

ĐỀ BÀI PHẦN1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

PHẦN 1 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY

1.1 Lựa chọn máy phát điện trong nhà máy nhiệt điện

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện gồm 04 tổ máy, công suất của mỗi tổ

máy là 100 MW Tra phụ lục 1-Bảng 1.1 Máy phát đồng bộ tuabin hơi Tài liệu thiết kế phần điện NMĐ và TBA Ta chọn được các máy phát điện có thong số như sau:

Bảng 1.1 Thông số máy phát điện TBΦ-100-2

nV/ph

Điện kháng tương đối

Xd” Xd’ Xd

1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất

Trong nhiệm vụ thiết kế người ta thường cho công suất cực đại (Pmax), hệ số côngsuất cosφ và biểu đồ biến thiên công suất trong công suất trong các khoảng thời gian dạngphần trăm P%(t), dựa vào các số liệu bảng cho trong đề bài ta tiến hành xây dựng các đồthị phụ tải tự dùng, trung áp, toàn nhà máy Các tính toán được trình bày cụ thể như sau

1.2.1 Công suất phát toàn nhà máy

Ta có công thức tính công suất phát toàn nhà máy tại mỗi thời điểm (t) là:

STNM(t) - Công suất phát ra của nhà máy tại thời điểm t, MVA

P%(t) - Phần trăm công suất phát toàn nhà máy tại thời điểm t

CosφđmF - Hệ số công suất định mức của máy phát, cosφđmF = 0,85

PđmF ∑ - Tổng công suất tác dụng định mức toàn nhà máy, MVA

PđmF ∑ = n.PđmF = 4.100 = 400 (MW)Với:

PđmF – Công suất định mức của một tổ máy phát (PđmF = 100 MVA);

n – số tổ máy phát (n=4)

- Áp dụng công thức (1.1) ta có công suất phát toàn nhà máy tại thời điểm 0-4 giờ là

470,59

470,59

470,59

470,59

423,53

423,53

1.2.2 Công suất phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện

Trong nhà máy nhiệt điện công suất tự dùng của nhà máy chiếm khoảng 5% -10%tổng công suất phát Theo yêu cầu đề bài công suất tự dùng của nhà máy (αTD = 4,5%).Công suất tự dùng của nhà máy được tính gần đúng theo công thức sau :

TD TD

STS(t): công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t, MVA

αTD%: lượng điện phần trăm tự dùng, αTD% = 4,5%

CosφTD: hệ số công suất phụ tải tự dùng, cosφTD = 0,87

n: số tổ máy phát, n = 4

STNM(t): công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t, MVA

PđmF, SđmF: công suất tác dụng và công suất biểu kiến định mức của một tổmáy máy phát điện

- Áp dụng công thức (1.2) ta có công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm 0-4 giờ là

(MVA) 19,46 19,46 19,46 20,07 20,07 20,07 20,07 19,46 19,46

1.2.3 Công suất phụ tải các cấp điện áp

Công suất phụ tải các cấp tại từng thời điểm được xác định theo công thức tổngquát sau:

maxPS(t) P%(t) (1.3)

cosϕ

=

Trong đó:

S (t): công suất phụ tải tại thời điểm t, MVA

Pmax: công suất lớn nhất của phụ tại từng cấp điện áp, MVA

Cosφ: hệ số công suất tương ứng tại từng cấp điện áp

P%(t): phần trăm công suất tại từng thời điểm t

1.2.4 Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát (02 kép dài 3 km và 04 đơn dài 8 km)

Các thông số: Uđm = 10,5 kV; Pmax = 14 MW; cosφ = 0,83

- Áp dụng công thức (1.3) ta có công suất phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm 0-4giờ là

82 14S(0 4) 13,83(MVA)

1.2.5 Công suất phụ tải cấp 110 kV (02 kép và 3 đơn)

Các thông số: Uđm = 110 kV; Pmax = 160 MW; cosφ = 0,85

- Áp dụng công thức (1.3) ta có công suất phụ tải cấp110 kV tại thời điểm 0-4 giờ là

75 160S(0 4) 141,18(MVA)

100 0,85

- Tương tự với các thời điểm (t) còn lại ta có bảng công suất phụ tải cấp 110 kV tại từngthời điểm (t) là.

Bảng 1.5 Công suất phụ tải cấp 110 kV tại từng thời điểm t

SUT(MVA) 141,1

8 150,59 160 169,41 160 188,23 169,41 160 169,41

1.2.6 Công suất phụ tải cấp điện áp 220 kV (02 kép)

Các thông số: Uđm = 220 kV; Pmax = 110 MW; cosφ = 0,84

- Áp dụng công thức (1.3) ta có công suất phụ tải cấp 220 kV tại thời điểm 0-4 giờ là

85 110S(0 4) 111,31(MVA)

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

STNM(t) : công suất phát của toàn nhà máy 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 phụ tải tự dùng tại thời điểm t, MVA.

- Áp dụng công thức (1.4) ta có công suất phát về hệ thống tại thời điểm 0-4 giờ là

Hình 1.6 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy

1.3 Đề xuất các phương án nối dây

1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất các phương án nối dây

Dựa vào bảng tổng hợp công suất phụ tải các cấp, ta đề xuất phương án nối dâydựa trên các nguyên tắc sau:

+ Lựa chọn thanh góp điện áp máy phát

Ta xét điều kiện sau :

DP max dmF

+ Chọn máy biến áp liên lạc

Trường hợp có ba cấp điện áp(10,5 kV ; 110 kV ; 220 kV) thỏa mãn 2 điều kiện sau :

- Lưới 110 kV và 220 kV là lưới trung tính nối đất trực tiếp

Vậy ta dùng hai MBA tự ngẫu làm liên lạc

+ Chọn số lượng MF-MBA hai cuộn dây nối ở thanh góp trung áp 110 kV

Đối với MBA tự ngẫu làm liên lạc khuyến khích chế độ truyền tải công suất từphía trung sang cao (phía cao tải được đến công suất định mức dù phía trung và phía hạtải được đến công suất tính toán)

Ta có phụ tải cấp điện áp phía trung SUTmax / SđmF = 188,23/117,5 = 1,60 và SUTmin /

SđmF = 141,18/117,5 = 1,20 Nên ta có thể ghép từ 1 đến 2 bộ MF-MBA hai cuộn dây lênthanh góp điện áp phía trung

+ Xem xét việc ghép một số máy phát với một máy biến áp

Đối với nhà máy điện có công suất một tổ máy nhỏ có thể ghép một số MF chungmột MBA nhưng phải đảm bảo nguyên tắc tổng công suất các tổ MF phải nhỏ hơn công

suất dự trữ nóng của hệ thống điện

HT dmF dp ghep∑ S ≤S

SdtHT = 250 MVA > ∑SđmF = 2.SđmF = 2.117,5= 235 (MVA) nên ta có thể ghépchung hai máy phát với một MBA

1.3.2 Đề xuất các phương án nối dây

a Phương án 1

Hình 1.7 Sơ đồ nối điện phương án 1

Ưu điểm: chủng loại máy biến áp ít Vận hành đơn giản, linh hoạt, phân bố nguồn

Hình 1.8 Sơ đồ nối điện phương án 2

Ưu điểm: vận hành đơn giản Bố trí nguồn và tải cân đối.

Nhược điểm: so với phương án 1 thì phương án này ta chuyển một máy biến áp bộ

MF-MBA hai cuộn dây từ bên điện áp trung sang bên điện áp cao dẫn đến vốn đầu tưtăng

c Phương án 3

Phương án này hai máy biến áp tự ngẫu không đấu nối với máy phát nào nhưngvẫn làm nhiệm vụ liên lạc giữa bên trung áp và cao áp Bên phải điện áp cao có 3 bộ MF-MBA hai cuộn dây Phía điện áp trung ta vẫn dùng một bộ MF-MBA hai cuộn dây

Hình 1.9 Sơ đồ nối điện phương án 3

Ưu điểm: công suất phụ tải địa phương được lấy điện trực tiếp từ hai MBA tự ngẫu

nên tính cung cấp điện được đảm bảo liên tục

Nhược điểm: số lượng và chủng loại MBA nhiều, số mạch nối lên thiết bị phân

phối nhiều, phức tạp gây khó khăn trong vận hành và vốn đầu tư tăng

d Phương án 4

Hình 1.10 Sơ đồ nối điện phương án 4

Ưu điểm: số lượng máy biến áp ít dẫn đến vốn đầu tư giảm

Nhược điểm: khi có ngắn mạch dòng ngắn mạch lớn Khi 1 máy biến áp hai cuộn

dây hỏng thì cả bộ 2 máy phát không phát được công suất cho phụ tải trung áp nên độ tincậy cung cấp điện không cao bằng các phương án trên

1.4 Kết luận chương I

Từ những phân tích trên ta thấy phương án 1 và phương án 2 có ưu điểm hơn hẳn

so với phương án 3 và phương án 4 về sơ đồ vận hành, tính linh hoạt và vốn đầu tư Vìvậy ta chọn phương án 1 và phương 2 để tính toán so sánh cụ thể hơn về kinh tế - kĩ thuậtnhằm chọn sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy Các tính toán sẽ được trình bày tiếp trongchương tiếp theo

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện, chính vì vậy việclựa chọn máy biến áp sao cho đúng tiêu chuẩn đề ra, đồng thời đảm bảo được các điềukiện sự cố trong quá trình vận hành là rất cùng quan trọng Các nội dung này được lầnlượt đề cập đến trong Chương 2 này

2.1 Phương án 1

Hình 2.1 Sơ đồ nối điện phương án 1

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

a Máy biến áp hai cuận dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây cho phương án 1

Công suất của máy biến áp này mang tải bằng phẳng trong suốt 24 giờ/ngày vàđược tính theo công thức sau:

max bođmF TD1

n

(2.1)Trong đó:

- Áp dụng công thức (2.1) ta tính được công suất tải qua MBA của mỗi bộ là:

b Máy biến áp liên lạc

Sau khi phân bố công suất cho MBA hai cuận dây trong bộ MF-MBA hai cuộndây, phần công suất còn lại do MBA liên lạc đảm nhận và được xác định trên cơ sở cânbằng công suất , không xét đến tổn thất trong MBA Giả sử chiều truyền công suất từ cao

CT (t) (t) (t)

1

21

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

- Áp dụng công thức (2.2) ta có bảng phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến ápliên lạc như sau:

Bảng 2.1 Phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp cho PA1

- Dấu (-) thể hiện công suất truyền từ phía trung áp sang cao áp.

2.1.2 Chọn loại và công suất định mức của máy biến áp

a Loại MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

 Công suất định mức.

- Công suất định mức được chọn theo công thức sau:

dmB3 B4 bo

S =S ≥S =112, 48(MVA)

- Tra phụ lục 2-Bảng 2.5Tài liệu thiết kế Phần điện NMĐ và TBA Ta chọn được MBA

loại TДЦ có các thông số kĩ thuật được cho trong bảng sau:

Bảng 2.1 Thông số máy biến áp B3 và B4

- Đối với MBA này ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải

b MBA liên lạc tự ngẫu

α : Hệ số có lợi của MBA tự ngẫu

- Tra phụ lục 2- Bảng 2.6 Tài liệu thiết kế phần điện NMĐ và TBA Ta chọn được MBA

loại ATДЦTH có các thông số kĩ thuật được cho trong bảng sau:

Bảng 2 3 Thông số máy biến áp B1 và B2

IO%

2.1.3 Kiểm tra quá tải khi sự cố

Qúa tải sự cố tối đa cho phép như sau: kqtsc

=1,4 với điều kiện làm việc không quá

6 giờ trong ngày và không được quá 5 ngày đêm liên tục

Để kiểm tra quá tải ta chọn các sự cố sao cho máy biến áp mang tải nặng nhất

Sự cố 1: Hỏng một bộ MF-MBA 2 cuộn dây bên phía điện áp trung (B4) lúc phụ tải bên trung cực đại

Ứng với lúc t=16-18 giờ SmaxUT = 188,23(MVA) ta có SUT maxUC = 120,48(MVA),

UT max

VHT

S = 124,94(MVA), SUT maxDP = 16,87(MVA) và SUT maxTD = 20,07(MVA)

- Ta có sơ đồ phân phối công suất các phía khi có sự cố như sau:

Hình 2.1 Sơ đồ phân bố công suất các cuận dây máy biến áp khi gặp sự cố 1

- Điều kiện kiểm tra quá tải nhằm cấp đủ công suất cho phụ tải phía trung:

- Công suất được truyền từ hạ lên cao và lên trung Cuộn hạ mang tải nặng nề nhất

-Kiểm tra theo điều kiện

S =104,05(MVA) k≤ Sα =1, 4.0,5.250 175(MVA)= => thỏa mãn.

Vậy MBA không bị quá tải

-Khi đó công suất thiếu phát về hệ thống so với mức bình thường

S ≤S ⇔ 118,08(MVA)<250(MVA) => thỏa mãn Hệ thống bù đủ công suất thiếu.

Sự cố 2: Hỏng 1 MBA tự ngẫu (B1) tại phụ tải trung cực đại

Ứng với SmaxUT = 188,23(MVA) ta có SUT maxUC = 120,48(MVA), SVHTUT max =124,94(MVA), SUT max = 16,87(MVA) và SUT max = 20,07(MVA) lúc 16-18 giờ

- Ta có sơ đồ phân phối công suất các phía khi có sự cố như sau:

Hình 2.2 Sơ đồ phân bố công suất các cuận dây máy biến áp khi gặp sự cố 2

- Điều kiện kiểm tra quá tải nhằm cấp đủ công suất cho phụ tải phía trung:

Dấu (-) thể hiện công suất truyền từ phía trung áp sang cao áp.

- Công suất được truyền từ hạ lên cao và từ trung lên cao Cuộn nối tiếp mang tải nặng nềnhất

k S α ≥ S

=> 1,4.0,5.250=175 (MVA)≥ 65,99(MVA) ⇒Thỏa mãn.

Vậy MBA không bị quá tải

-Xác định công suất thiếu phát về hệ thống so với lúc bình thường

UT max UT max

S =S +S −S =124,94 120, 48 131,98 113, 44(MVA)+ − =

-Kiểm tra theo điều kiện:

Sthieu ≤SdtHT ⇔113,44(MVA) 250(MVA)< ⇒ Thỏa mãn Hệ thống đảmbảo cung cấp công suất cho phụ tải các cấp

Sự cố 3: Hỏng 1 MBA tự ngẫu (B2) lúc phụ tải bên trung cực tiểu

Hình 2.3 Sơ đồ phân phối công suất các cuận dây áy biến áp khi sự cố 3

-Phân bố công suất cho các phía máy biến áp khi gặp sự cố máy biến áp B2

Dấu (-) thể hiện công suất truyền từ phía trung áp sang cao áp

- Công suất được truyền từ hạ lên cao và từ trung lên cao Cuộn nối tiếp mang tải nặng nềnhất

k S α ≥ S

=> 1,4.0,5.250=175 (MVA)≥ 93,73 (MVA) ⇒Thỏa mãn Vậy MBA không bị quá tải.

-Xác định công suất thiếu phát về hệ thống so với lúc bình thường

UT min UT min thieu VHT UC CC

S =S +S −S =137,75 111,31 187, 45 61,61(MVA)+ − =

-Kiểm tra theo điều kiện:

Sthieu ≤SdtHT ⇔61,61(MVA) 250(MVA)< ⇒ thỏa mãn Hệ thống đảm bảocung cấp công suất cho phụ tải các cấp

2.1.4 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

a Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây.

Tổn thất điện năng được xác định theo công thức sau

2 bo

• ∆Po: Tổn thất công suất không tải trong MBA, (kW)

• ∆PN: Tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA, (kW)

• Sbo: Công suất truyền tải qua máy biến áp bộ MF-MBA, (MVA)

• SdmB:Công suất định mức của máy biến áp, (MVA)

b Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu

Do MBA tự ngẫu mang tải theo đồ thị phụ tải ngày đặc trưng cho toàn năm nên ta

có công thức tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu được tính như sau:

∆ ; H

NP

∆ : Tổn thất công suất ngắn mạch của các cuận cao, trung, hạ

• SCi ; STi ; SiH: Công suất tải qua cuận cao, trung, hạ của MBA tự ngẫu trong cáckhoảng thời gian

Với công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của 1 MBA tự ngẫu trong các khoảngthời gian được xác định như sau:

Trong đó:

• ∆PNC, T

NP

NP

∆ - tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao, trung, hạ.

• ∆PNCH, TH

NP

NP

∆ - tổn thất công suất ngắn mạch cao -hạ, trung - hạ,

cao-trung (nhà chế tạo cho)

• α : hệ số có lợi máy biến áp tự ngẫu.

Do nhà sản xuất chỉ cho biết ∆PNCT nên ta coi NCH NTH NCT

116,13

Như vậy ta tính được tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu B1 và B2 là.

∑∆ = ∆ + ∆ + ∆ + ∆ = ∆ + ∆ = 2(3713,23+2595,15)

= 12616,76(MWh)

2.2 Phương án 2

Hình 2.4 Sơ đồ nối điện phương án 2

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

a Máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuận dây cho phương án 2

Tương tự như phương án 1 Công suất của máy biến áp này mang tải bằng phẳngtrong suốt 24 giờ/ngày và được tính theo công thức sau:

max bođmF TD1

n

(2.1)Trong đó:

b Máy biến áp liên lạc

Sau khi phân bố công suất cho MBA hai cuận dây trong bộ MF-MBA hai cuậndây, phần công suất còn lại do MBA liên lạc đảm nhận và được xác định trên cơ sở cânbằng công suất , không xét đến tổn thất trong MBA

- Phân bố công suất cho các phía của MBA B2,B3 như sau:

bo VHT

bo UT CT

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

- Áp dụng công thức (2.2) ta có bảng phân bố công suất cho các cuận dây máy biến ápliên lác như sau:

Bảng 2 1 Phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp cho PA.2

(MVA

)

82,64 82,39 83,65 106,55 105,19 104,35 104,78 81,97 82,14

2.2.2 Chọn loại và công suất định mức của máy biến áp

a Loại MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

 Công suất định mức

- Công suất định mức được chọn theo công thức sau:

dmB3 B4 dmF

S =S ≥S =112, 48(MVA)

- Tra phụ lục 2-Bảng 2.5(B4),Bảng 2.6(B1) Tài liệu thiết kế Phần điện NMĐ và TBA Ta

có các thông số MBA được chọn cho trong bảng sau:

Bảng 2.7 Thông số máy biến áp B1 và B4

- Đối với MBA này ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải

b MBA liên lạc tự ngẫu

 Công suất định mức

- Công suất của MBA tự ngẫu được chọn theo công thức sau:

max dmB1 dmB2 1 thua

αVới:

+ Smaxthua=SdmF=117,5 (MVA)

+ α : Hệ số có lợi của MBA tự ngẫu

- tra phụ lục 2- Bảng 2.6 Tài liệu thiết kế phần điện NMĐ và TBA Ta chọn MBA loại

ATДЦTH có các thông số kỹ thuật được cho trong bảng sau:

Bảng 2 8 Thông số máy biến áp B1 và B2

2.2.3 Kiểm tra quá tải khi sự cố

Qúa tải sự cố tối đa cho phép như sau: kqtsc

=1,4 với điều kiện làm việc không quá

6 giờ trong ngày và không được quá 5 ngày đêm liên tục

Để kiểm tra quá tải ta chọn các sự cố sao cho máy biến áp mang tải nặng nhất

Sự cố 1: Hỏng một bộ MF-MBA 2 cuận dây bên phía điện áp trung (B4) lúc phụ tải bên trung cực đại

Ứng với lúc t=16-18 giờ SmaxUT = 188,23(MVA) ta có SUT maxUC = 120,48(MVA),

UT max

VHT

S = 124,94(MVA), SUT maxDP = 16,87(MVA) và SUT maxTD = 20,07(MVA)

- Ta có sơ đồ phân bố công suất các phía khi có sự cố như sau:

Hình 2.5 Sơ đồ phân bố công suất các cuộn dây máy biến áp khi gặp sự cố 1

- Điều kiện kiểm tra quá tải nhằm cấp đủ công suất cho phụ tải phía trung:

qt dmTN UT

2.k S α ≥ S

=>2.k Sscqt α dmTN =2.1,4.0,5.250 350(MVA) S= ≥ maxUT =188, 23(MVA)

- Công suất được truyền từ hạ lên cao và lên trung Cuộn hạ mang tải nặng nề nhất

-Kiểm tra theo điều kiện

S =104,05(MVA) k≤ Sα =1, 4.0,5.250 175(MVA)=

=> thỏa mãn Vậy MBA không bị quá tải

-Khi đó công suất thiếu phát về hệ thống so với mức bình thường

UT max UT max

S =S +S −2.S −S =124,94+120,48-2.9,93-112,48=113,08(MVA)-Kiểm tra theo điều kiện:

thieu dtHT

S ≤S ⇔ 113,08(MVA)<250(MVA) => thỏa mãn Hệ thống bù đủ công suất thiếu

Sự cố 2: Hỏng 1 MBA tự ngẫu (B2) tại phụ tải trung cực đại

Ứng với lúc t=16-18 giờ: SmaxUT = 188,23(MVA) ta có SUT maxUC = 120,48(MVA),

UT max

VHT

S = 124,94(MVA), SUT maxDP = 16,87(MVA) và SUT maxTD = 20,07(MVA) lúc 16-18 giờ

Ta có sơ đồ phân bố công suất các phía máy biến áp khi có sự cố như sau:

Hình 2.6 Sơ đồ phân bố công suất các cuận dây máy biến áp khi gặp sự cố 2

- Điều kiện kiểm tra quá tải nhằm cấp đủ công suất cho phụ tải phía trung:

- Công suất được truyền từ hạ lên cao và lên trung Cuộn hạ mang tải nặng nề nhất

- Kiểm tra theo điều kiện:

SCH =95,61(MVA) k≤ qtsc .Sα dmTN =1, 4.0,5.250 175(MVA)= => thỏa mãn

Vậy MBA không bị quá tải

-Xác định công suất thiếu phát về hệ thống so với lúc bình thường

UT max UT max

S =S +S −S −S =124,94 120, 48 19,86 112, 48 113,08(MVA)+ − − =-Kiểm tra theo điều kiện:

Sthieu ≤SdtHT ⇔113,08(MVA) 250(MVA)< ⇒ Thỏa mãn Hệ thống đảm bảocung cấp công suất cho phụ tải các cấp

2.2.4 Tính toán tổn thất điện năng trong MBA

a Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây.

Tổn thất điện năng được xác định theo công thức sau

2 bo

• ∆Po: Tổn thất công suất không tải trong MBA, (kW)

• ∆PN: Tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA, (kW)

• Sbo: Công suất truyền tải qua máy biến áp bộ MF-MBA, (MVA)

• SdmB:Công suất định mức của máy biến áp, (MVA)

Áp dụng công thức ta có bảng sau:

Bảng 2.9 Bảng tổn thất điện năng trong MBA sơ đồ bộ MF-MBA

MBA

oP

∆(kW)

NP

∆(kW)

boS(MVA)

BdmS

b Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu

Do MBA tự ngẫu mang tải theo đồ thị phụ tải ngày đặc trưng cho toàn năm nên ta

có công thức tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu được tính như sau:

∆ ; H

NP

∆ : Tổn thất công suất ngắn mạch của các cuộn cao, trung, hạ

• SCi ; STi ; SHi : Công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của MBA tự ngẫu trong cáckhoảng thời gian

Với công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của 1 MBA tự ngẫu trong các khoảngthời gian được xác định như sau:

∆ - tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao, trung, hạ

• ∆PNCH, TH

NP

NP

∆ - tổn thất công suất ngắn mạch cao - hạ, trung - hạ,

cao-trung (nhà chế tạo cho)

• α : hệ số có lợi máy biến áp tự ngẫu

Do nhà sản xuất chỉ cho biết ∆PNCT nên ta coi NCH NTH NCT

∑∆ = ∆ + ∆ + ∆ + ∆ = ∆ + ∆ + ∆ = 2.2182,7+4002,79+4116,64

= 12484,83(MWh)

Vậy tổn thất điện năng của 2 phương án là:

Bảng 2.2 Tổn thất điện năng của hai phương án

A