THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆNCHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY Trong thiết kế và vận hành nhà máy điện, việc tính toán phụ tải và đảm bảo cânbằng công suất giữ

Trang 1

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Giảng viên hướng dẫn : TS VŨ HOÀNG GIANG

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN NHẬT HUY

Lớp : D6H3

Khoá : 2011-2015

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện gồm 6 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là55MW Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau:

1 Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax = 9,5MW; cosφ = 0,88;

Gồm 2 lộ kép x 4 MW x 3,5 km và 1 lộ đơn x 1,5MW x 4 km Biến thiên phụ tảitheo thời gian như bảng dưới Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với Icắt = 20kA; tcắt

= 0,9sec; cáp nhôm vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất là 70mm2

2 Phụ tải cấp điện áp trung, 110kV: Pmax = 90MW; cosφ = 0,84

Gồm 4 lộ kép x 20 MW và 1 lộ đơn x 10MW Biến thiên phụ tải theo thời giannhư bảng dưới

3 Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: Pmax = 95MW; cosφ = 0,93

Gồm 4 kép x 15MW và 1 lộ đơn x 25 MW Biến thiên phụ tải theo thời gian nhưbảng dưới

4 Nhà máy nối với hệ thống 220kV bằng đường dây kép dài 108km Công suất hệ

là 3300MVA Dự trữ quay của hệ thống 290MVA Điện kháng ngắn mạch tínhđến thanh góp phía hệ thống x*HT = 0,45

5 Phụ tải tự dùng: α td = 9%; cosφ = 0,9

6 Biến thiên công suất phát của toàn nhà máy cho trong bảng.

Trang 4

Bảng biến thiên công suất theo thời gian tính theo phần trăm

1 Tính toán cân bằng công suất, chọn phương án nối điện cho nhà máy

2 Tính toán chọn máy biến áp

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

4 Tính toán ngắn mạch

5 Chọn các khí cụ điện và dây dẫn

6 Tính toán tự dùng

7 Bản vẽ: Bản vẽ phụ tải tổng hợp toàn nhà máy

Kết quả tính toán kinh tế kỹ thuật của 2 phương án

Sơ đồ nối điện chính kể cả tự dùng

Sơ đồ thiết bị phân phối

PHẦN CHUYÊN ĐỀ:

Trang 5

LỜI MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành điện giữmột vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân Trong cuộc sống điệnrất cần cho sinh hoạt và phục vụ sản xuất Với sự phát triển của xã hội đòi hỏi phải cóthêm nhiều nhà máy điện mới đủ để cung cấp điện năng cho phụ tải

Xuất phát từ thực tế và sau khi học xong chương trình của ngành hệ thống điện, emđược nhà trường và hộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung sau:Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện gồm 6 tổ máy, công suất mỗi tổ là 55 MWcấp điện cho phụ tải địa phương 10,5 kV, phụ tải điện áp trung 110 kV và phát vào hệthống 220 kV

Sau thời gian làm đồ án với sự lỗ lực của bản thân, được sự giúp đỡ tận tình của cácthầy cô giáo trong khoa, các bạn cùng lớp Đặc biệt là sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tìnhcủa cô giáo TS VŨ HOÀNG GIANG đến nay em đã hoàn thành bản đồ án Do thời gian

có hạn, kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không tránh những thiếu sót Vì vậy

em rất mong nhận được sự góp ý bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án của

em ngày càng hoàn thiện hơn

Em xin gửi tới cô giáo hướng dẫn cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn lời cảm

ơn chân thành nhất!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Nhật Huy

Trang 6

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa hệ thống điện đặc biệt là cô giáoTs.VŨ HOÀNG GIANG đã hướng dẫn em rất nhiệt tình và trang bị cho em một lượngkiến thức sâu rộng về bộ môn nhà máy điện để em hoàn thành tốt bản đồ án tốt nghiệpnày Thiết kế nhà máy điện là một mảng đề tài rất lớn và đặc trưng của nghành điện nóichung và khoa hệ thống điện nói riêng đòi hỏi nhiều về trình độ chuyên môn, do vậytrong quá trình thiết kế em cũng có sự giúp đỡ và phối hợp rất tốt với bạn bè trong nhóm

đồ án

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn và bầy tỏ lòng biết ơn các thầy cô đã tậntình giảng dạy và giúp đỡ em trong những năm học vừa qua

Trang 7

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

Trang 8

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN

………

Trang 9

Contents

Trang 10

PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY

Trong thiết kế và vận hành nhà máy điện, việc tính toán phụ tải và đảm bảo cânbằng công suất giữa các phụ tải là hết sức quan trọng Công việc này sẽ đảm bảo cho sự

ổn định của hệ thống điện và chất lượng điện năng Quyết định phương thức huy độngnguồn cũng như vận hành từng tổ máy phải chính xác, hợp lý cả về kỹ thuật và kinh tế.Dưới đây ta sẽ tiến hành tính toán về phụ tải và đề xuất các phương án nối dây cho nhàmáy nhiệt điện mà ta sẽ thiết kế

1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN

Do yêu cầu thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có tổng công suất là 330MWgồm có 6 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 55MW Để đơn giản cho việc tính toán và vậnhành, ta chọn 6 máy phát điện cùng loại

Tra phụ lục Bảng 1.1 trong tài liệu [1] ta chọn được máy phát điện loại TBφ-55-2 có các thông số trong Bảng 1.1

Bảng 1.1: Các thông số của máy phát

1.2 Tính toán cân bằng công suất

1.2.1 Phụ tải toàn nhà máy

Ta tính được công suất biểu kiến của nhà máy là:

NM

%( ) S

100 F dm

P t

P Cosφ ∑

=

(1.1)

trong đó:

Trang 11

SNM(t): là công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t;

P%(t): phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t;

cosφF: hệ số công suất định mức của máy phát; cosφF = 0,8;

Pdm∑: công suất tác dụng định mức của toàn nhà máy;

Pdm∑ = n.PđmF = 6.55 = 330 MW

n: số tổ máy;

PđmF: công suất tác dụng định mức của 1 tổ máy phát

Tính toán cho từng thời điểm ta có bảng kết quả sau:

Bảng 1.2: Bảng tính toán phụ tải toàn nhà máy

SNM(MVA) 330 371,25 412,5 320,625 391,875

1.2.2 Phụ tải tự dùng của nhà máy

Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện thường chiếm khoảng 5% đến 10% tổngcông suất phát Công suất tự dùng của nhà máy gồm hai thành phần: một thành phầnkhông phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy chiếm khoảng 40%, thành phần thứhai phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy chiếm khoảng 60%

Ta có thể tính công suất tự dùng theo công thức:

PđmF : Công suất tác dụng định mức của 1 tổ máy phát (MW);

SđmF : Công suất biểu kiến định mức của 1 tổ máy phát (MVA);

S (t) : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t (MVA)

Trang 12

Bảng 1.3 Bảng tính toán phụ tải công suất tự dùng

Cosϕ

=

(1.3)

trong đó S(t)- công suất phụ tải tại thời điểm t;

Pmax- công suất max của phụ tải;

Cosϕ - hệ số công suất ;

P%(t)- phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t

Sau đây ta sẽ đi tính toán cho thông số của phụ tải trong từng thời điểm ở các cấp điện áp

Bảng 1.4: Bảng tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát

b Cấp điện áp phía trung 110kV

Áp dụng công thức (1.3) với max

Trang 13

Bảng 1.5: Bảng tính toán phụ tải cấp điện áp trung

c Cấp điện áp phía cao 220kV

Áp dụng công thức (1.3) với max

Bảng 1.6: Bảng tính toán phụ tải cấp điện áp cao

SUC (MVA) 66,34 102,15 71,5 86,83 91,93

1.2.4 Phụ tải công suất phát về hệ thống

Nhà máy điện liên lạc với hệ thống bằng đường dây kép 220kV Dựa vào công suấtphát của nhà máy và yêu cầu của phụ tải tại các thời điểm khác nhau ta có thể xác địnhđược công suất phát về hệ thống theo công thức sau :

SVHT(t)= SNM(t) – [SUC(t) +SUT(t) + SUF(t) +STD(t)] (1.4) trong đó:

SVHT(t) : Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t (MVA) ;

SNM(t) : Công suất phát của nhà máy tại thời điểm t (MVA) ;

SUC(t) : Phụ tải cao áp tại thời điểm t (MVA) ;

SUT(t) : Phụ tải trung áp tại thời điểm t (MVA) ;

SUF(t) : Phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm t (MVA) ;

STD(t) : Phụ tải tự dùng tại thời điểm t (MVA)

Tính toán cho từng thời điểm ta có bảng kết quả tổng hợp trong Bảng 1.7

Trang 14

Bảng 1.7: Bảng tính toán công suất phát về hệ thống

Trang 15

1.3 Đề xuất các phương án nối dây

Sơ đồ nối điện chính của nhà máy là 1 khâu hết sức quan trọng trong quá trình thiết

kế phần điện nhà máy điện.Vì khi chọn sơ đồ chính hợp lí không những đảm bảo cácyêu cầu kĩ thuật mà còn đem lại hiệu quả kinh tế cao

Sau đây, căn cứ vào các nguyên tắc đã nêu trong [1] ta sẽ tiến hành áp dụng cụ thể

vào nhà máy đang được thiết kế

1) Lựa chọn sơ đồ có hay không thanh góp điện áp máy phát.

max UF dmF

S

.100 2.S

=

10,8

.1002.68,75

= 7,85 % < 15 % trong đó:

: Công suất định mức của máy phát

Kết luận: Không cần sử dụng thanh góp điện áp máy phát trong sơ đồ, phụ tải địa

phương được lấy từ đầu cực máy phát

2) Chọn loại máy biến áp liên lạc

Theo đề bài: nhà máy điện cần thiết kế bao gồm 3 cấp điện áp nên ta phải sử dụng máy biến áp 3 cuộn dây hoặc tự ngẫu Xét 2 điều kiện:

Hệ số có lợi:

220 110

0,5 220

C

U U U

Công suất phụ tải cực đại cấp 110kV : SUTmax =107,14 (MVA)

Công suất phụ tải cực tiểu cấp 110kV: SUTmin =69,64 (MVA)

Trang 16

Mà: dmF

S

=68,75(MVA) và MBA liên lạc là tự ngẫu, nên ta có thể ghép từ 1 tới 2 bộ MF-MBA hai cuộn dây trên thanh góp điện áp phía trung Do công suất phía trung tương đối lớn nên ta phải lấy điện từ các máy phát ghép bộ và phía trung của tự ngẫu

4) Chọn số bộ máy phát nối chung vào một máy biến áp.

Theo đề tài thiết kế đã cho công suất dự phòng quay của hệ thống SDP= 260 (MVA) nên có thể ghép 2 máy phát điện chung 1 máy biến áp

Từ những nhận xét trên ta có thể đưa ra các phương án nối dây như sau:

Hình 1.2 Sơ đồ nối điện phương án I

Trong phương án này có 2 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh cái điện áp 110kV và có 2 bộ MF-MBA nối lên thanh cái điện áp 220kV Hai MBA tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống vừa truyền tải công suất thừa sang phía 110kV hoặc nhận lại khi thiếu

Ưu điểm:

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

Trang 17

Nhược điểm:

Chủng loại MBA nhiều

Khi phụ tải Trung min nếu cho bộ MF-MBA bên trung làm việc định mức sẽ

có 1 lượng công suất truyền qua 2 lần MBA làm tăng tổn thất

1.3.2 Phương án II

Hình 1.3 Sơ đồ nối điện phương án II

Phía trung áp ta dùng 1 bộ MF –MBA 3 pha 2 dây quấn

Phía cao áp ta dùng 2 bộ MF –MBATN ghép đôi và 1 bộ MF –MBA 3 pha 2 dâyquấn

Sự liên lạc giữa phía cao và phía trung được thông qua máy biến áp tự ngẫu

Ưu điểm:

Phương án này luôn đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp

Vận hành đơn giản,linh hoạt

Việc ghép đôi 2 tổ MF chung 1 MBATN sẽ làm giảm số lượng máy biến áp

Khi ghép đôi 2 tổ máy chung 1 MBATN thì công suất của MBATN sẽ lớn hơn

Trang 18

Hình 1.4 Sơ đồ nối điện phương án III

Phía trung áp ta dùng 1 bộ MF –MBA 3 pha 2 dây quấn

Phía cao áp ta dùng 2 bộ MF –MBATN và 3 bộ máy phát -MBA 3 pha 2 dâyquấn

Sự liên lạc giữa phía cao và phía trung được thông qua MBATN

Ưu điểm:

Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, số lượng thiết bị ít.

Chủng loại thiết bị ít thuận tiện việc tính toán, vận hành và sửa chữa

Khi có sự cố MBA liên lạc thì rất máy biến áp liên lạc còn lại phải tải 1 lượng công suất lớn để cung cấp đủ cho phụ tải bên trung lên công suất của MBA tự ngẫu lớn

Sơ đồ phức tạp ở phía 220kV,vốn đầu tư các MBA cấp 220kV rất lớn

Số lượng MBA bên cao áp ( 220 kV) nhiều lên chi phí tốn kém

Qua những phân tích trên ta chọn phương án I và III để tính toán, so sánh cụ thể hơn về kinh tế, kĩ thuật nhằm chọn sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy

Trang 19

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng Trong hệ thống điện, tổng công suất cácmáy biến áp rất lớn và bằng khoảng (4 ÷

5) lần tổng công suất của các máy phát điện Do

đó vốn đầu tư cho máy biến áp cũng rất nhiều Yêu cầu đặt ra là phải chọn số lượng máybiến áp ít và công suất hợp lý mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ Xuất phát từ những yêu cầu trên, nhiệm vụ tiếp theo người thiết kế cần tiến hành là: Phân bố công suất cho các cấp điện áp của MBA

Chọn lựa chủng loại và công suất định mức cho MBA, kiểm tra quá tải củaMBA khi sự cố

Tính toán tổn thất điện năng trong MBA

Trang 20

2.1A Phân bố công suất các cấp điện áp cho MBA

Nguyên tắc: Phân bố công suất trong sơ đồ MF-MBA hai cuộn dây là bằng phẳngtrong suốt 24 giờ, phần thừa thiếu là do MBA liên lạc đảm nhiệm trên cơ sở đảm bảocông suất phát bằng công suất thu (phụ tải), không xét đến tổn thất trong MBA Nguyêntắc trên được đưa ra để đảm bảo vận hành đơn giản, không cần chọn MBA trong sơ đồ bộMF-MBA hai cuộn dây loại không điều chỉnh dưới tải, làm hạ vốn đầu tư đáng kể

Sau đây ta sẽ tính toán phân bố công suất cho MBA trong bộ MF-MBA hai cuộn dây vàMBA liên lạc dựa theo nguyên tắc cơ bản trên

2.1A.1 MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây.

Với các bộ MF-MBA vận hành với phụ tải bằng phẳng, tức là cho phát hết côngsuất từ 0 – 24 (h) lên thanh góp Khi đó công suất tải qua máy biến áp của mỗi bộ đượctính như sau :

Sbo : Công suất tải qua máy biến áp của mỗi bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây; (MVA)

SdmF : Công suất phát định mức của tổ máy, (MVA);

max

TD

S

: Công suất tự dùng cực đại

Theo công thức (2.1) ta tính được công suất tải qua máy biến áp của mỗi bộ là:

2.1A.2 MBA liên lạc

Sau khi phân bố công suất cho MBA hai cuộn dây trong bộ MF-MBA, phần côngsuất 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 MBA

Theo nguyên tắc cân bằng công suất ta phân bố công suất theo chiều quy ước nhưHình 2.1A

Trang 21

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

:Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t

Áp dụng công thức trên, kết quả tính toán phân bố công suất cho các cuộn dây củaMBA tự ngẫu được ghi trong Bảng 2.1.A

Bảng 2.1.A Bảng phân bố công suất của MBATN B3, B4

Nhận xét: Công suất của MBA tự ngẫu được truyền từ phía trung đồng thời từ hạ

lên cao do đó cuộn nối tiếp sẽ mang tải nặng nhất

2.2A Chọn loại và công suất định mức của MBA.

Công suất của các máy biến áp được chọn phải đảm bảo cung cấp điện trong tìnhtrạng làm việc bình thường ứng với phụ tải cực đại khi tất cả các máy biến áp đều làmviệc

Mặt khác khi có bất kỳ máy biến áp nào phải nghỉ do sự cố hoặc do sữa chữa thìcác máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố phải đảm bảo đủ công suất cần thiết

2.2A.1 MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây.

Trang 22

chỉnh điện áp phía cao áp và được điều chỉnh trực tiếp bằng tự động điều chỉnh kích từ(TĐK) của MF Công suất của các máy biến áp B1,B2,B5 được chọn theo điều kiện:

SdmB≥ SđmF = 68,75 MVA

Tra bảng 2.5 và 2.6 trong tài liệu [1] ta chọn:

Máy biến áp tăng áp ba pha 2 cuộn dây B5,B6 có Sđm = 80 MVA là loại: TДЦ vàB1,B2 có Sđm = 80 MVA là loại: TДЦ có các thông số kỹ thuật như ở Bảng 2.2.A

Bảng 2.2.A Thông số MBA 2 cuộn dây

MBA Sđm

(MVA) U

Cđm(kV) U

Hđm(kV) ∆P0

(kW)

∆PN(kV) UN% I0%C-H C-H

2.2A.2 Chọn máy biến áp liên lạc

Công suất định mức của các máy biến áp tự ngẫu B3, B4 được chọn theo điều kiện sau:

Trang 23

SđmTN≥ α

1 đmF

S Suy ra: SđmTN

.5,0

UC UT UH C-T C-H T-H A

C-T C-H T-H

160 230 121 13,8 11 32 20 105 430 - - 0,5

Kết luận: Vậy các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu đã chọn không bị quá tải

trong điều kiện làm việc bình thường

2.3A Kiểm tra các máy biến áp khi bị sự cố

Máy biến áp bộ không cần kiểm tra sự cố vì khi hỏng MBA hay MF đều dẫn đến

cả bộ ngừng làm việc Do đó chỉ cần kiểm tra đối với MBA tự ngẫu

1 Sự cố 1: Hỏng bộ bên phía trung áp B6 tại thời điểm phụ tải phía trung là cựcđại

Trang 24

Hình 2.2.A .Phân bố công suất các cuộn dây MBATN sự cố 1.

Ứng với Công suất lớn nhất của phụ tải phía trung SUTmax = 107,14(MVA) tại thời điểm t =4 ÷ 8 h theo tính toán ở Bảng 1.7 ta có:

Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm phụ tải bên trung cực đại

max 9,18( )

UT UF

Công suất phụ tải cấp điện áp phía cao tại thời điểm phụ tải bên trung cực đại

max 102,15( )

UT UC

Công suất phát về hệ thống tại thời điểm phụ tải bên trung cực đại

max 121,76( )

UT VHT

a) Kiểm tra điều kiện quá tải:

Với hệ số quá tải

1, 4

SCkqt =SC

2.kqt α.SđmTN ≥SUTmax2.1, 4.0,5.160 224(MVA) 107,14(MVA)

Đối với máy biến áp tự ngẫu: Công suất tải từ cuộn hạ lên trung và cao.

Nên cuộn hạ mang tải nặng nề nhất

Kiểm tra điều kiện quá tải:

1, 4.0,5.160 112(MVA) 58,99(MVA)

Trang 25

Vậy không xảy ra hiện tượng quá tải.

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

Vậy khi hỏng máy biến áp B6 thì nhà máy vẫn đảm bảo cung cấp điện

2.Sự cố 2: Hỏng máy biến áp tự ngẫu B3 (B4) tại thời điểm phụ tải phía trung cực đại

Trang 26

1, 4.0,5.160 112(MVA) 36,88(MVA)

Vậy không xảy ra hiện tượng quá tải

Vậy khi hỏng máy biến áp B3 (B4) thì nhà máy vẫn đảm bảo cung cấp điện

Trường hợp công suất bên trung thừa, phải truyền qua MBA liên lạc sang cao áp thì khi phụ tải trung cực tiểu lượng công suất thừa sẽ nhiều hơn so với khi phụ tải trung cực đại Do đó cần phải xét thêm sự cố 3

3.Sự cố 3: Sự cố một máy biến áp liên lạc tại thời điểm phụ tải phía trung là

S = MVA UTmin 66,34( )

UC

Trang 27

a ) Kiểm tra điều kiện quá tải:

1, 4.0,5.160 112(MVA) 42,12(MVA)

Trang 28

Như vậy: Sự cố một MBA liên lạc tại thời điểm phụ tải phía trung là cực tiểu thì hệ

thống vẫn cung cấp điện bình thường, không xảy ra hiện tượng quá tải Hệ thống vẫn bù

đủ công suất thiếu

2.4.A TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA

Tính toán tổn thất điện năng là một vấn đề không thể thiếu được trong việc đánhgiá một phương án về kinh tế và kỹ thuật Trong nhà máy điện tổn thất điện năng chủ yếugây nên bởi các máy biến áp tăng áp

Để tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp ta dựa vào bảng phân bốcông suất của máy biến áp đã cho ở bảng 2.1A

2.4.A.1 Tổn thất điện năng hằng năm của máy biến áp hai cuộn dây

Do bộ máy phát – máy biến áp làm việc với phụ tải bằng phẳng trong cả năm với

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

Sbo: phụ tải của máy biến áp theo thời gian và được lấy theo đồ thị phụtải hằng ngày

Với B1,B2 là máy biến áp ba pha hai cuộn dây phía cao có các thông số

∆P0 = 80 kW, ∆PN = 320 kW, Sbo = 63,25 MVA

Suy ra :

Trang 29

ΔA Σ =ΔAB6+ΔAB5+ΔAB1+ΔAB2 = + = M

2.4.A.2 Tổn thất điện năng hằng năm của MBATN

Để tính tổn thất điện năng trong MBATN trước hết ta phải tính tổn thất công suất ngắn mạch cho từng cuộn dây như sau:

ΔP2

α

THNΔP

CHNΔP2

1HNΔP

2α

CHNΔP

THNΔPCTN

ΔP2

1TNΔP

2α

THNΔP

CHNΔPCTN

ΔP2

1CNΔP

(9A)

trong đó:

HNΔP,

TNΔP,

CNΔP

Tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao, trung, hạ;

Trang 30

CHNΔP,

CTNΔP

Tổn thất công suất ngắn mạch cao-trung, cao-hạ, trung-hạ;

đồ thị phụ tải ngày đặc trưng cho toàn năm được tính theo công thức là:

kW kW kW

Trang 31

Bảng 2.4.A Bảng tính toán tổn thất điện năng phương án I

Trang 32

Hình 2.1B Sơ đồ nối điện chính phương án III

2.1B Phân bố công suất các cấp điện áp cho MBA

Theo nguyên tắc đã nêu ở phẩn 2.1A sau đây ta sẽ tính toán phân bố công suất cho MBA trong bộ MF-MBA hai cuộn dây và MBA liên lạc dựa theo nguyên tắc cơ bản trên

2.1B.1 MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây

Theo công thức (2.1) ta tính được công suất tải qua máy biến áp của mỗi bộ là:

Theo nguyên tắc cân bằng công suất ta phân bố công suất theo chiều quy ước nhưHình 2.1B

Trang 33

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

:Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t

Áp dụng công thức trên, kết quả tính toán phân bố công suất cho các cuộn dây củaMBA tự ngẫu được ghi trong Bảng 2.1.B

Bảng 2.1.B Bảng phân bố công suất của MBATN B3, B4

Nhận xét: Công suất của MBA tự ngẫu được truyền từ phía hạ lên cao và lên trung , do

đó cuộn hạ sẽ mang tải nặng nhất

2.2B Chọn loại và công suất định mức của MBA.

Công suất của các máy biến áp được chọn phải đảm bảo cung cấp điện trong tìnhtrạng làm việc bình thường ứng với phụ tải cực đại khi tất cả các máy biến áp đều làmviệc

Mặt khác khi có bất kỳ máy biến áp nào phải nghỉ do sự cố hoặc do sữa chữa thìcác máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố phải đảm bảo đủ công suất cần thiết

Trang 34

Chọn loại MBA hai cuộn dây không có điều chỉnh dưới tải vì MBA này mang tảibằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía hạ Như vậy, chỉ cần điềuchỉnh điện áp phía cao áp và được điều chỉnh trực tiếp bằng tự động điều chỉnh kích từ(TĐK) của MF Công suất của các máy biến áp B1,B2,B5 được chọn theo điều kiện:

SdmB≥ SđmF = 68,75 MVA

Tra bảng 2.5 và 2.6 trong tài liệu [1] ta chọn:

Máy biến áp tăng áp ba pha 2 cuộn dây B6 có Sđm = 80 MVA loại TДЦ và B1,B2,B5 có

Sđm = 80 MVA loại TДЦ có các thông số kỹ thuật như ở Bảng 2.2.B

Bảng 2.2.B Thông số MBA 2 cuộn dây

đm(MVA)

UCđm(kV)

UHđm(kV) ∆P0

(kW)

∆PN(kV) UN% I0%

2.2B.2 Chọn máy biến áp liên lạc

Công suất định mức của các máy biến áp tự ngẫu B3, B4 được chọn theo điều kiện sau:

Trang 35

SđmTN ≥

α

1 đmF

S Suy ra: : SđmTN

.5,0

UC UT UH C-T C-H T-H A

C-T C-H T-H

160 230 121 13,8 11 32 20 105 430 - - 0,5

Kết luận: Vậy các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu đã chọn không bị quá tải

trong điều kiện làm việc bình thường

2.3B Kiểm tra các máy biến áp khi bị sự cố

Máy biến áp bộ không cần kiểm tra sự cố vì khi hỏng MBA hay MF đều dẫn đến

cả bộ ngừng làm việc Do đó chỉ cần kiểm tra đối với MBA tự ngẫu

1 Sự cố 1: Hỏng bộ bên phía trung áp B6 tại thời điểm phụ tải phía trung là cựcđại

Trang 36

Hình 2.2.B .Phân bố công suất các cuộn dây MBATN sự cố 1.

Ứng với công suất lớn nhất của phụ tải phía trung SUTmax = 107,14(MVA) tại thời điểm t =4 ÷ 8 h tính toán trong Bảng 1.7 ta có:

Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm phụ tải bên trung cực đại

max 9,17( )

UT UF

Công suất phụ tải cấp điện áp phía cao tại thời điểm phụ tải bên trung cực đại

max 102,15( )

UT UC

Công suất phát về hệ thống tại thời điểm phụ tải bên trung cực đại

max 121,76( )

UT VHT

SC2.kqt α.SđmTN ≥SUTmax

Với hệ số quá tải

SC

kqt =1, 4

Trang 37

Nên không xảy ra hiện tượng quá tải.

Vậy khi hỏng máy biến áp B6 thì nhà máy vẫn đảm bảo cung cấp điện

2.Sự cố 2: Hỏng máy biến áp tự ngẫu B3 (B4) tại thời điểm phụ tải phía trung cực đại

a) Kiểm tra điều kiện quá tải

Trang 38

Vậy không xảy ra hiện tượng quá tải.

Vậy khi hỏng máy biến áp B3 (B4) thì nhà máy vẫn đảm bảo cung cấp điện

Như vậy: Sau khi tiến hành kiểm tra các điều kiện quá tải và điều kiện hoạt động

bình thường ta thấy công suất các MBA đã chọn đáp ứng được yêu cầu đặt ra

Trang 39

2.4.B TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA

Tính toán tổn thất điện năng là một vấn đề không thể thiếu được trong việc đánhgiá một phương án về kinh tế và kỹ thuật Trong nhà máy điện tổn thất điện năng chủ yếugây nên bởi các máy biến áp tăng áp

Để tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp ta dựa vào bảng phân bốcông suất của máy biến áp đã cho ở bảng 2.1B

2.4B.1 Tổn thất điện năng hằng năm của máy biến áp

Do bộ máy phát – máy biến áp làm việc với phụ tải bằng phẳng trong cả năm với

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

Sbo: phụ tải của máy biến theo thời gian và được lấy theo đồ thị phụ tảihằng ngày

Ta có: B1,B2,B5 là máy biến áp ba pha hai cuộn dây phía cao có :

Trang 40

ΔA Σ =ΔAB6+ΔAB5+ΔAB1+ΔAB2 = + = M

2.4B.2 Tổn thất điện năng hằng năm của máy biến áp B3,B4

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

α

THNΔP

CHNΔP2

1HNΔP

2α

CHNΔP

THNΔPCTN

ΔP2

1TNΔP

2α

THNΔP

CHNΔPCTN

ΔP2

1CNΔP

(9B)

trong đó:

HNΔP,

TNΔP,

CNΔP

Tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao, trung, hạ;

THNΔP,

CHNΔP,

CTNΔP

Tổn thất công suất ngắn mạch trung,

Định dạng
Số trang	114
Dung lượng	2,91 MB