Đồ án Hệ thống điện vu minhphuong

Các số liệu ban đầu Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện gồm 04 tổ máy, công suất của mỗi tổ máy bằng PđmF = 100 MW.. Việc sử dụng nguồn năng lượng hiện có cũng như việc quy hoạch,

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : Vũ Minh Phương

Lớp : Đ5H4

Ngành học : Hệ Thống Điện

TÊN ĐỀ TÀI:

PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

I Các số liệu ban đầu

Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện gồm 04 tổ máy, công suất của mỗi tổ máy bằng PđmF = 100 MW Hệ số tự dùng αTD = 9.5%, cos = 0,83 Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải hạ áp, trung áp và phát về hệ thống

1 Phụ tải cấp điện áp máy phát U F 10,5 kV

Pmax = 20 MW, cos = 0,87 Gồm 2 kép công suất 8 MW, dài 3 km; và 2 đơn công suất 2 MW, dài 2 km Biến thiên phụ tải ghi trên bảng

Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ có dòng điện định mức Icắt 21 kA và

tcắt=0,7s và cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất bằng 70 mm²;

2 Phụ tải cấp điện áp trung U T (110 kV)

Pmax= 140MW; cosφ = 0,86 Gồm 2 kép x 70 MW Biến thiên phụ tải ghi trên bảng

3 Phụ tải cấp điện áp cao U C (220 kV)

Pmax= 180MW; cosφ = 0,86 Gồm 2 kép x 90 MW Biến thiên phụ tải ghi trên bảng

4 Nhà máy được liên lạc với hệ thống điện bằng đường dây kép 220 kV dài 30 km

Hệ thống có công suất bằng (không kể nhà máy đang thiết kế) : SđmHT= 5000 MVA, điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống : X*HT= 0,85, công suất dự phòng của hệ thống : SdtHT = 180 MVA

5 Công suất toàn nhà máy : ghi trên bảng

CUNG CẤP CHO MỘT KHU ĐÔ THỊ

TS.Nguyễn Nhất Tùng

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay khi nhu cầu sử dụng năng lượng đang gia tăng mạnh mẽ ở tất cả các nước trên thế giới.Trong đó, nhu cầu về năng lượng điện đang đặt ra cho ngành điện lực cũng như các quốc gia những khó khăn lớn Việc đáp ứng nhu cầu sử dụng trong công nghiệp cũng như sử dụng điện sinh hoạt với chất lượng điện năng tốt, cung cấp điện liên tục, an toàn đang là vấn đề bức thiết với mỗi quốc gia

Việc sử dụng nguồn năng lượng hiện có cũng như việc quy hoạch, khai thác nguồn năng lượng mới một cách hợp lý, không những đảm bảo về an ninh năng lượng mà còn là một vấn đề mang nhiều ý nghĩa về kinh tế, chính trị, xã hội…Sau khi học xong chương trình của ngành hệ thống điện, và xuất phát từ nhu cầu 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 suất mỗi tổ máy là 100MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp điện áp trung

áp 110 kV, phụ tải cấp điện áp cao áp 220 kV và phát về hệ thống

Phần II: Thiết kế trạm biến áp treo công suất 500kVA cung cấp cho một khu đô thị

Hà Nội, tháng 1 năm 2015

Sinh viên

VŨ MINH PHƯƠNG

VŨ MINH PHƯƠNG – Đ5H4

LỜI CẢM ƠN

Quá trình thiết kế tốt nghiệp không những củng cố lại kiến thức đã được học mà còn

giúp em có những hiểu biết chính xác và đầy đủ hơn về một hệ thống điện nói chung cũng như một nhà máy nhiệt điện nói riêng Trong quá trình làm mặc dù với sự nỗ lực của bản thân song do kiến thức còn hạn chế và thời gian có hạn nên trong bản luận văn tốt nghiệp không thể tránh khỏi những sai sót Vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy, cô để bản luận văn của em được hoàn thiện hơn

Qua đây, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Nhất Tùng đã trực tiếp

hướng dẫn và chỉ bảo em trong suốt quá trình làm luận văn, cùng các thầy, cô giáo trong

bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành nhiêm vụ trong bản thiết kế tốt nghiệp này

Em xin trân trọng cảm ơn !

NHẬN XÉT

(Giáo viên hướng dẫn)

Hà Nội , ngày tháng năm

Giáo viên hướng dẫn

VŨ MINH PHƯƠNG – Đ5H4

NHẬN XÉT

(Giáo viên phản biện)

Hà Nội , ngày tháng năm

Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 1

1.1 Chọn máy phát điện 1

1.2 Tính toán cân bằng công suất 1

1.2.1 Công suất phát ra của toàn nhà máy 1

1.2.2 Tính toán phụ tải tự dùng 2

1.2.3 Tính toán phụ tải các cấp điện áp khác 3

1.2.4 Công suất phát về hệ thống 6

1.3 Đề xuất các phương án nối dây 8

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 13

A PHƯƠNG ÁN 1 13

2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA 13

2.2 Chọn loại và công suất định mức của MBA 14

2.2.3 Kiểm tra quá tải MBA 15

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong MBA 19

B PHƯƠNG ÁN 2 21

2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA 21

2.2 Chọn loại và công suất định mức MBA 22

2.2.3 Kiểm tra quá tải MBA 23

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong MBA 27

CHƯƠNG III.TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT- CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 28

3 1.Phương án 1 29

3.2 Phương án 2 31

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 33

4.1 Chọn điểm ngắn mạch 33

4.2 Lập sơ đồ thay thế 34

VŨ MINH PHƯƠNG – Đ5H4

4.2.1 Tính toán cho sơ đồ thay thế 34

4.2.2 Sơ đồ thay thế điện kháng đầy đủ 35

4.3 Tính toán ngắn mạch theo điểm 36

4.3.1 điểm ngắn mạch N1 36

4.3.2 điểm ngắn mạch N2 39

4.3.3 điểm ngắn mạch N3 41

4.3.4 điểm ngắn mạch N3’ 44

4.3.5 điểm ngắn mạch N4 45

CHƯƠNG V CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 46

5.1 Tính toán dòng cưỡng bức các cấp điện áp 46

5.1.1 Cấp điện áp 220 kV 46

5.1.2 Cấp điện áp 110kV 46

5.1.3 Cấp điện áp 10,5kV 46

5.2 Chọn máy cắt và dao cách ly 48

5.2.1 Chọn máy cắt 48

5.2.2 Chọn dao cách ly 49

5.3 Chọn thanh cứng đầu cực máy phát 49

5.3.1 Chọn loại và tiết diện 50

5.3.2 Kiểm tra ổn định khi ngắn mạch 51

5.3.5 Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng 53

5.4 Chọn thanh dẫn mềm 54

5.5 Chọn cáp và kháng điện đường dây 60

5.5.1 Chọn cáp cho phụ tải điện áp máy phát 60

5.5.2 Chọn kháng điện đường dây 63

5.6 Chọn máy biến áp đo lường 67

5.6.1 Chọn máy biến dòng điện 67

5.6.2 Chọn máy biến điện áp 71

5.7 Chọn chống sét van 71

CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 75

6.1 Chọn sơ đồ tự dùng 75

6.2.Chọn máy biến áp tự dùng 76

6.3 Chọn khí cụ điện tự dùng 77

PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO CÔNG SUẤT 500 kVA CUNG CẤP CHO MỘT KHU ĐÔ THỊ

CHƯƠNG I CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 81

1.1 Xác định phụ tải tính toán 81

1.2 Chọn máy biến áp 81

1.3.Sơ đồ đấu điện trạm biến áp 81

CHƯƠNG II CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN 84

2.1 Chọn các thiết bị điện cao áp 85

2.2 Chọn các thiết bị điện hạ áp 86

2.3 Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị ,khí cụ điện đã chọn 90

CHƯƠNG III.TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 96

3 1 Điện trở nối đất của thanh 96

3.2 Điện trở nối đất của cọc 96

3.3 Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 98

VŨ MINH PHƯƠNG – Đ5H4

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

CHƯƠNG I:

Bảng 1.1 Thông số máy phát điện

Bảng 1.2 Bảng biến thiên công suất phụ tải toàn nhà máy

Bảng 1.3 Bảng biến thiên công suất phụ tải tự dùng

Bảng 1.4 Bảng biến thiên công suất cấp điện áp máy phát

Bảng 1.5 Bảng biến thiên công suất cấp điện áp trung

Bảng 1.6 Bảng biến thiên công suất cấp điện áp cao

Bảng 1.7 Bảng cân bằng công suất tổng hợp của nhà máy điện

Hình 1.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

Bảng 2.1 Phân công suất MBA TN trong phương án I

Bảng 2.2 Thông số MBA 2 cuộn dây phương án I

Bảng 2.3 Thông số MBA tự ngẫu phương án I

Bảng 2.4 Giá trị của các A2i trong từng khoảng thời gian phương án I

Bảng 2.5 Phân công suất MBA tự ngẫu trong phương án II

Bảng 2.6 Thông số MBA 2 cuộn dây phương án II

Bảng 2.7 Thông số MBA tự ngẫu phương án II

Bảng 2.8 Giá trị của các A2i trong từng khoảng thời gian phương án II

Bảng 2.9 Tổng tổn thất điện năng phương án I và II.

Hình 2.1 Phương án I

Hình 2.2 Sự cố hỏng 1 MBA 2 dây quấn phương án I

Hình 2.3 Sự cố hỏng 1 MBA tự ngẫu phương án I

Hình 2.4 Sự cố hỏng 1 MBA tự ngẫu phương án I

Hình 2.5 Phương án II

Hình 2.6 Sự cố hỏng 1 MBA 2 dây quấn phương án II

Hình 2.7 Sự cố hỏng 1 MBA TN phương án II

CHƯƠNG III:

Bảng 3.1 Vốn đầu tư cho các máy biến áp phương án I

Bảng 3.2.Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối phương án I

Bảng3.3 Tổng kết vốn đầu tư và chi phí vận hành phương án 1

Bảng 3.4 Vốn đầu tư cho các máy biến áp phương án II

Bảng 3.5.Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối phương án II

Bảng3.6.Tổng kết vốn đầu tư và chi phí vận hành phương án 2

Bảng3.7.Tính toán so sánh kinh tế 2 phương án

Hình 3.1 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án I

Hình 3.2 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án II

CHƯƠNG IV:

Bảng 4.1 Tổng hợp kết quả tính toán dòng ngắn mạch

Hình 4.1 Sơ đồ các điểm ngắn mạch phương án I

Bảng 5.2 Thông số tính toán và thông số kỹ thuật của máy cắt

Bảng 5.3 Thông số tính toán và thông số kỹ thuật của dao cách ly

Bảng 5.4 Các thông số kỹ thuật của thanh dẫn hình máng

Bảng 5.5 Các thông số kỹ thuật của sứ đỡ

Bảng 5.6 Thông số kỹ thuật của thanh góp mềm cấp điện áp 220kV

Bảng 5.7 Thông số kỹ thuật của thanh góp mềm cấp điện áp 110kV

Bảng 5.8 Thông số kỹ thuật cáp đường kép

Bảng 5.9 Thông số kỹ thuật cáp đường kép

Bảng 5.10 Thông số kỹ thuật cáp đường đơn

Bảng 5 11 Phân bố công suất qua từng kháng trong các tình huống

Bảng 5.12 Thông số máy cắt cho cáp 1

Bảng 5.13 Thông số BI phía 10,5 kV

Bảng 5.14.Công suất các cuộn dây dụng cụ đo lường

Bảng 5.15 Thông số kỹ thuật của máy biến dòng cấp điện áp 110kV

Bảng 5.16 Thông số kỹ thuật của máy biến dòng cấp điện áp 220kV

Bảng 5 17 Thông số BU cấp điện áp 10,5kV

Bảng 5.18 Thông số các dụng cụ phụ tải của máy biến dòng

Bảng 5.19 Thông số kỹ thuật của máy biến điện áp cấp điện áp 110kV

Hình 5.1 Mặt cắt thanh dẫn hình máng

Hình 5.2.Hình vẽ chọn sứ

Hình 5.3 Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương

Hình 5.4 Sơ đồ cấp điện cho phụ tải địa phương bằng kháng kép

Hình 5.5.Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào biến điện áp và biến dòng điện

CHƯƠNG VI:

Bảng 6.1 Thông số máy biến áp tự dùng riêng

Bảng 6.2 Thông số máy biến áp

Bảng 6.3 Thông số máy cắt tự dùng

Bảng 6.4 Thông số dao cách ly tự dùng

Bảng 6.5 Thông số máy cắt tự dùng

Bảng 6.6 Thông số Aptomat 0,4 kV

Bảng 6.7 Thông số cầu dao phía hạ áp 0,4 kV

Hình 6.1 Sơ đồ nối điện tự dùng của nhà máy

PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO CÔNG SUẤT 500 kVA CUNG CẤP CHO MỘT KHU ĐÔ THỊ

CHƯƠNG I:

Bảng 1.1: Thông số kĩ thuật của MBA

Hình 1.1 Sơ đồ dấu dây trạm biến áp treo 22/0,4 kV

VŨ MINH PHƯƠNG – Đ5H4

CHƯƠNG II:

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật cầu dao phụ tải

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật của cầu chì tự rơi

Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật của chống sét van

Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật của sứ cao thế

Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật thanh dẫn đồng

Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật của cáp đồng hạ áp

Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật của Atptomat tổng

Bảng 2.8 Thông số kỹ thuật của Atptomat nhánh

Bảng 2.9 Thông số kỹ thuật của thanh cái hạ áp

Bảng 2.10: Thông số kỹ thuật của máy biến dòng

Bảng 2.11: Thông số kỹ thuật của sứ đỡ thanh

Bảng 2.12: Thông số kỹ thuật của chống sét van hạ áp

Bảng 2.13: Thông số kỹ thuật các thiết bị đo đếm điện năng

Bảng 2.14: Thông số kỹ thuật của cáp đầu ra

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp treo

Hình 2.2: Sơ đồ vị trí các điểm ngắn mạch

Hình 2.3: Sơ đồ thay thế ngắn mạch điểm N1

Hình 2.4: Sơ đồ thay thế ngắn mạch điểm N2, N3

CHƯƠNG III:

Hình 3.1 Sơ đồ mặt bằng bố trí tiếp địa

PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY

NHIỆT ĐIỆN

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

Để thiết kế chính xác nhà máy điện thì việc xác định công suất của từng cấp điện áp tại các thời điểm khác nhau là yếu tố cơ bản nhất Đây chính là căn cứ cho việc khảo sát và giúp thành lập các phương án nối dây sao cho đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật Trong nội dung của chương 1 bài toán tính toán về phụ tải và đề xuất các phương án nối dây cho nhà máy nhiệt điện sẽ được đề cập một cách chi tiết

1.1.Chọn máy phát điện

Căn cứ vào yêu cầu thiết kế cho nhà máy nhiệt điện ngưng hơi gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 100 MW, tra bảng 1.1 sách thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp PGS TS Phạm Văn Hòa và Ths Phạm Ngọc Hùng ta chọn máy phát điện có các thông số ghi trên bảng sau:

Loại

máy phát

n v/ph

Sdm MVA

1.2.1 Công suất phát ra của toàn nhà máy điện

Công suất phát ra của toàn nhà máy tại mỗi thời điểm được xác định theo công thức sau:

%( )

dm tnm

Trong đó : Stnm(t):Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t

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

Pđm∑ : Tổng công suất tác dụng định mức của toàn nhà máy

cos : Hệ số công suất Nhà máy có P dm= 4.100=400 MW, cos   0,85

Áp dụng công thức cho khoảng thời gian từ 0h đến 6h ta có:

(0 6) (0 6)

max

.400 376, 47 (MVA)100.cos 100.0,85

TNM TNM

 

TNM

S MVA 376,47 376,47 423,53 470,59 470,59 423,53 423,53

Bảng 1.2 : Bảng biến thiên công suất phụ tải toàn nhà máy

Đồ thị phụ tải toàn nhà máy:

470,59

423,53

S TNM (MVA)

t (giờ) 9

423,53

376,47

250 500

Hình 1.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

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

Áp dụng công thức cho khoảng thời gian từ 0h đến 6h ta có:

(0 6) (0 6) %

1.2.3.Tính toán phụ tải các cấp điện áp khác

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

Si(t) : Công suất phụ tải thời điểm t

Pimax : Công suất cực đại của phụ tải

i

cos: Hệ số công suất

P%(t) : Phần trăm công suất của phụ tải tại thời điểm t

a Phụ tải cấp điện áp máy phát (Phụ tải địa phương)

Ta có Pmax 20MW ; cos 0,87

Áp dụng công thức cho khoảng thời gian từ 0h đến 6h ta có:

(0 6) (0 6)

10

Hình 1.3 :Đồ thị phụ tải cấp máy phát

b Phụ tải cấp điện áp trung U T =110kV:

Ta có Pmax = 140MW; cos   0,86

Áp dụng công thức cho khoảng thời gian từ 0h đến 6h ta có:

(0 6) (0 6)

146,5 130,2

100 200

188,37 167,44200

S (t): Công suất phụ tải cấp điện áp cao tại thời điểm t

STD(t) : Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t

Áp dụng công thức cho khoảng thời gian từ 0h đến 6h ta có:

Bảng 1.7Bảng cân bằng công suất tổng hợp của nhà máy điện

Hình 1.6. Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy điện

NHẬN XÉT:

Nhà máy thiết kế gồm có 4 tổ máy Tổng công suất toàn nhà máy 400MVA Cung cấp điện cho các phụ tải điện áp máy phát 10,5 kV, trung áp 110 kV, cao áp 220 kV và tự dùng cho nhà máy Ngoài ra còn phát và nhận 1 lượng công suất từ hệ thống

Phụ tải điện áp máy phát: SUFmax = 22,98(MVA) ; SUFmin = 16,08(MVA)

Phụ tải trung áp 110 kV: SUTmax = 146,5(MVA) ; SUTmin = 130,2(MVA)

Phụ tải cao áp 220 kV: SUCmax = 188,37MVA, SUCmin =167,44 MVA

Công suất phát về hệ thống: SVHTmax = 90,67(MVA) ; SVHTmin = -17,10(MVA)

1.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN

Việc đề suất phương án nối dây cho nhà máy điện là căn cứ theo yêu cầu phụ tải của nhà máy điện và tuân thủ các quy tắc kỹ thuật Đề suất phương án nối dây được thực hiện như sau:

- Ta có:

max.100% 22, 98

DP dmF

S

Điều này cho thấy không cần thanh góp cấp điện áp máy phát

- Cấp điện áp trung (110kV), cao (220kV) có trung tính nối đất trực tiếp

Hệ số có lợi: 220 110 0,5

220

C T C

U

Do đó đối với nhà máy điện được thiết kế thích hợp dùng 2 máy biến áp tự ngẫu liên lạc

giữa các cấp để giảm tổn thất điện năng

- Phụ tải cấp điện áp 110 kV có công suất: Smax = 146,5 MVA, Smin = 130,2 MVA

Mà: SdmF = 117,5 MVA

1, 24117,5

UT dmF

S

1,11117,5

UT dmF

Do đó ta chỉ có thể ghép 1 máy phát với 1 MBA

Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phương án như sau:

B1

Std

F2B2

Phương án 2

Hình 1.8 Phương án II

Trong phương án này dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc, 1 bộ máy phát- máy biến áp ghép bộ bên phía điện áp cao 220 kV, 1 bộ bên phía điện áp trung 110 kV Điện tự dùng được trích đều từ đầu cực máy, phụ tải địa phương được trích từ đầu cực máy MF1, MF2

-Nhược điểm:

+ Sử dụng nhiều chủng loại máy biến áp nên vận hành phức tạp

+ Vốn đầu tư cao so với phương án 3 đề xuất ở phần tiếp theo, do sử dụng số lượng

máy biến áp phía cao áp nhiều hơn

Phương án 3

Hình 1.9 Phương án III

Trong phương án này dùng 2 bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây cấp điện cho thanh góp điện áp trung 110 kV, 2 máy phát còn lại được nối với máy biến áp tự ngẫu Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp và phát điện lên hệ thống, Điện tự dùng được trích đều từ đầu cực máy, phụ tải địa phương được trích từ đầu cực máy MF1, MF2

-Ưu điểm:

+Đơn giản trong vận hành

+Số lượng các thiết bị điện cao áp ít hơn phương án I và phương án II nên giảm

giá thành đầu tư

-Nhược điểm:

+ Ta có 2.S dmF= 2.117,5=235(MVA) > SUTmax = 146,5(MVA) Do đó có một

phần công suất truyền qua hai lần máy biến áp làm tăng tổn thất về công suất

Phương án 4:

Hình 1.10 Phương án IV

Phương án này Nối 1 bộ MP-MBA 2 cuộn dây vào thanh góp 110kV,3 bộ MF-MBA 2 cuộn dây vào thanh góp 220kV, dùng 2 MBA tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp điện áp Phía

hạ MBA tự ngẫu cung cấp cho phụ tải địa phương

- Ưu điểm: + Phụ tải địa phương không phụ thuộc vào máy phát

+ S UTmin 130, 2(MVA),S dmF 117,5(MVA) Sử dụng 1 bộ MP-MBA 2 cuộn dây bên trung nên tránh được việc truyền công suất qua 2 lần MBA( MBA

bộ và MBA liên lạc) => giảm được tổn thất điện năng

- Nhược điểm: + Sử dụng nhiều chủng loại máy biến áp nên vận hành phức tạp

+ Máy biến áp và các thiết bị điện ở cấp điện áp cao có giá thành cao hơn

so với ở cấp điện áp trung nên làm tăng chi phí đầu tư

Kết luận: như trên, ta thấy phương án 2 và phương án 3 tối ưu hơn cả Do đó ta sẽ sử dụng

các phương án 2 và 3 để tính toán cụ thể nhằm lựa chọn phương án tối ưu Tiếp theo ta sẽ tính toán để lựa chọn máy biến áp cho 2 phương án đã chọn

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện. Chương 2 ta sẽ lựa

chọn máy biến áp, kiểm tra các sự cố quá tải máy biến áp và tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp sao cho máy biến áp đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

A.Phương án 1:

Hình 2.1 Phương án I

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

-MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ Máy phát- MBA hai cuộn dây:

-Máy biến áp liên lạc (tự ngẫu):

Phân bố công suất cho các phía của MBA TN1 và TN2 Ta có công suất cuộn cao, cuộn trung, cuộn hạ tại thời điểm t: SCC(t), SCT(t), SCH(t) theo công thức sau:

TN2TN1

Bảng 2.1 Phân công suất MBA TN trong phương án I

Dấu (-) thể hiện chiều công suất cuộn Trung ngƣợc chiều giả thiết

(công suất truyền từ trung sang cao)

2.2 Chọn loại và công suất định mức của MBA

2.2.1 MBA hai dây quấn trong sơ đồ bộ MF- MBA hai dây quấn

Điện áp (kV) Tổn thất (kW)

UN%

I 0 % Cao Trung Hạ ΔP 0

ΔP N

C-T C-H T-H C-T C-H T-H

ATДЦTH 250 230 121 11 120 520 11 32 20 0,5

Bảng 2.3 Thông số MBA tự ngẫu phương án I

2.2.3 Kiểm tra quá tải máy biến áp

a MBA hai dây quấn trong sơ đồ bộ không phải kiểm tra

Hình 2.2. Sự cố hỏng 1 MBA 2 dây quấn phương án I

- Ta thấy SCH là lớn nhất nên trường hợp này các máy biến áp liên lạc làm việc theo chế độ truyền tải công suất từ Hạ lên Cao & Trung, do đó cuộn hạ mang tải nặng nhất Kiểm tra điều kiện:

+ Xác định công suất thiếu phát về hệ thống so với bình thường:

Hình 2.3 Sự cố hỏng 1 MBA tự ngẫu phương án I

Ta thấy SCC là lớn nhất nên trường hợp này các máy biến áp liên lạc làm việc theo chế độ truyền tải công suất từ Hạ & Trung lên Cao, do đó cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất Kiểm tra điều kiện:

{ } 0,5.(88,07+65,5)=76,78 (MVA)

- Kiểm tra điều kiện quá tải

ax

Sm nt  kqt sc  SdmB  76, 78( MVA )  0,5.1, 4.250  175( MVA )→ thỏa mãn

Như vậy máy biến áp không bị quá tải

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

ế ( )

Ta thấy SCC là lớn nhất nên trường hợp này các máy biến áp liên lạc làm việc theo chế

độ truyền tải công suất từ Hạ & Trung lên Cao, do đó cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất Kiểm tra điều kiện:

Như vậy máy biến áp không bị quá tải

+ Xác định công suất thiếu phát về hệ thống:

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

2.3.1 Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây

MBA mang tải bằng phẳng Sbộ cả năm (8760h)

Tổn thất điện năng được xác định theo công thức:

Điện áp (kV) Tổn thất (kW)

UN%

I0% Cao Trung Hạ ΔP0

ΔPNC-T C-H T-H C-T C-H T-H

Do có Δ nên ta lấy:

B.PHƯƠNG ÁN 2

Hình 2.5 Phương án II

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

2.1.1 MBA hai cuộn dây

Chọn công suất cho máy bộ máy phát – máy biến áp 2 dây quấn:

2.1.2 Máy biến áp liên lạc

Phân bố công suất cho các phía của MBA TN1 và TN2, Ta có công suất cuộn cao, cuộn trung, cuộn hạ tại thời điểm t: SCC(t), SCT(t), SCH(t) theo công thức sau:

t(h) 0-6 6-9 9-12 12-16 16-20 20-22 22-24

SCC(MVA) 66,57 82,87 111,89 153,89 149,3 123,59 143,41

SCT (MVA) 20,25 12,10 20,25 20,25 20,25 12,10 12,10

SCH (MVA) 59,61 58,85 82,95 104,7 102,45 80,97 81,8

Bảng 2.4.Phân công suất MBA tự ngẫu trong phương án II

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

2.2.1 MBA hai dây quấn trong sơ đồ bộ MF- MBA hai dây quấn

Chọn loại máy biến áp 2 cuộn dây không có điều chỉnh dưới tải có công suất đặt:

Bảng 2.5 Thông số MBA 2 cuộn dây phương án II

2.2.2 MBA liên lạc tự ngẫu

Chọn loại MBA có điều chỉnh dưới tải:

Điện áp (kV) Tổn thất (kW)

UN%

I0% Cao Trung Hạ ΔP0

ΔPNC-T C-H T-H C-T C-H T-H ATДЦTH 250 230 121 11 120 520 11 32 20 0,5

Bảng 2.6 Thông số MBA tự ngẫu phương án II

2.2.3 Kiểm tra quá tải máy biến áp

a MBA hai dây quấn trong sơ đồ bộ không phải kiểm tra

Sự cố 1: Hỏng một bộ bên trung tại thời điểm phụ tải bên trung cực đại (hình 2.6)

+ Điều kiện đảm bảo cung cấp đủ công suất cho phụ tải bên trung:

α đ

→146,5≤2.1,4.0,5.250=350(MVA)→thỏa mãn

+ Phân bố lại công suất cho các cuộn dây MBA tại thời điểm khi có sự cố:

max

max max max

S UC =188,37 S UT =146,5

73,25

94,55 73,25

21,3 21,3

94,55 106

Hình 2.6 Sự cố hỏng 1 MBA 2 dây quấn phương án II

Ta thấy SCH là lớn nhất nên trường hợp này các máy biến áp liên lạc làm việc theo chế

độ truyền tải công suất từ Hạ lên Cao & Trung, do đó cuộn hạ mang tải nặng nhất Kiểm tra điều kiện:

max UT max

Sthua S 94,55 (MVA) < K α.S 1,4.0,5.250 175(MVA)

Như vậy máy biến áp không bị quá tải

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

ế ( ộ )

Hệ thống vẫn làm việc ở chế độ ổn định

Sự cố 2: Hỏng một máy biến áp liên lạc tại thời điểm phụ tải trung cực đại (hình 2.7)

+ Điều kiện đảm bảo cung cấp đủ công suất cho phụ tải bên trung:

α đ ộ →146,5≤1,4.0,5.250+106=281(MVA)→thỏa mãn + Phân bố lại công suất cho các cuộn dây MBA tại thời điểm khi có sự cố:

max max max

α đ =1,4.0,5.250=175(MVA)

Như vậy máy biến áp không bị quá tải

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

ế ( ộ )

Sự cố 3: Hỏng một MBA liên lạc (B2) tại thời điểm phụ tải trung cực tiểu

Ta có SđmF= 117,5(MVA) <SminUT 130, 2(MVA)

Như vậy sự truyền công suất của máy biến áp tự ngẫu giống như sự cố 2 nhưng với công suất truyền sang trung áp ít hơn Sự cố này nhẹ hơn so với sự cố 2 nên không cần kiểm tra thêm