Đồ án Hệ thống Điện Vũ ngọc hưng

Ngoài ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suât các máy biến áp và phân bố công suất giữa các nhà máy điện với nhau.. Chọn máy phát điện loạiTB-150-2 có các thông số :

Trang 1

*************************

Nhiệm vụ Thiết kế tốt nghiệp

Họ tên sinh viên :Vũ Ngọc Hưng

Lớp : D5H3 Ngành : Hệ thống điện

Cán bộ huớng dẫn : ThS.Phạm Ngọc Hùng

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

VÀ TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA MÁY BIẾN ÁP VỚI ĐỒ THỊ

PHỤ TẢI HAI BẬC

PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

Nhà máy điển kiểu : NĐNH gồm 4 tổ máy x 150 MW

Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau đây

1.Phụ tải cấp điện áp máy phát : Pmax = 12 MW; COS  =0,83

Gồm 2 képx3MWx3Km và 4 đơn x 1,5 MW x 3 Km

Biến thiên phụ tải ghi trên bảng Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với Icắt=21

kA và tcắt =0,7 sec và cáp nhôm,vỏ PVC với thiết diện nhỏ nhất là 70 mm2

2.Phụ tải cấp điện áp máy trung 110 kV : Pmax =230 MW; COS  =0,84

Gồm 2 képx 90MW và 1 đơn x50MW Biến thiên phụ tải ghi trên bảng

3.Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV : Pmax =160 MW; COS  =0,84

Gồm 1 kép x 160MW Biến thiên phụ tải ghi trên bảng

4 Nhà máy nối với hệ thống 220 kV bằng đường dây kép dài 150 Km Công suất hệ

thống(không kể nhà máy đang thiết kế) : 6000 MVA; Công suất dự phòng của hệ thống :200 MVA; Điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống X*HT = 1.2 MVA

5 Tự dùng :=6%; COS  =0,82

Trang 2

6 Công suất phát của toàn nhà máy ghi trên bảng

Bảng biến thiên công suất GIỜ 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24

số tổn hao ngắn mạch và tổn hao không tải là 5

k – Hệ số mang tải của máy biến áp

NỘI DUNG TÍNH TOÁN :

Phần I :

1.Tính toán cân bằng công suất, chọn phuơng án nối dây

2 Tính toán chọn máy biến áp

1.Chế độ nhiệt máy biến áp

2.Tính toán chế độ nhiệt cho máy biến áp

Trang 3

BẢN VẼ :

1 Bản đồ thị phụ tải tổng hợp

2 Sơ đồ các phương án

3 Sơ đồ nối điện chính ,kể cả tự dùng

4 Sơ đồ thiết bị phân phối ngoài trời

5 Các bản vẽ cần thiết

Ngày giao nhiệm vụ : 16 tháng 10 năm 2014

Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 10 tháng 01 năm 2015

Trang 5

CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY

A TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Chất lượng điện năng là một yêu cầu quan trọng của phụ tải Để đảm bảo chất lượng điện năng tại mỗi thời điểm, điện năng do các nhà máy phát điện phát ra phái hoàn toàn cân bằng với lượng điện năng tiêu thụ Vì điện năng ít có khả năng tích lũy nên việc cân bằng công suất trong hệ thống điện rất quan trọng, trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi việc nắm được quy luật biến thiên của đồ thị phụ tải là điều rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn phương án nối dây hợp lý, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suât các máy biến áp và phân bố công suất giữa các nhà máy điện với nhau

Theo nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có công suất 600MW, gồm 4 máy phát điện 4 x 150MW, cos0,86 Uđm = 10,5kV Chọn máy phát điện loạiTB-150-2 có các thông số :

1.1 CÔNG SUẤT PHÁT TOÀN NHÀ MÁY

Phụ tải toàn nhà máy được xác định theo công thức sau:

STNM(t): công suất phát biểu kiến của toàn nhà máy tại thời điểm t

PTNM(t): công suất tác dụng toàn nhà máy tại thời điểm t

CosυF: hệ số công suất định mức của máy phát

Pđặt : công suất tác dụng đặt toàn nhà máy

Trang 6

Pđặt = n.Pđm (1.1c)

Ở đây:

Sđặt : công suất biểu kiến đặt toàn nhà máy

Pđặt : công suất tác dụng đặt toàn nhà máy

Pđm : công suất tác dụng định mức 1 tổ máy

SđmF: công suất biểu kiến định mức 1 tổ máy

Bảng 1.1: Biến thiên phụ tải toàn nhà máy

1.2 PHỤ TẢI CẤP ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT

Phụ tải cấp điện áp máy phát bao gồm:

2 đường dây kép x 3 MW x 3 km

4 đường dây đơn x 1,5 MW x 3km Phụ tải cấp điện áp máy phát có PUFmax= 12 MW, cos = 0,83 Suy ra:

Trang 7

t( giờ) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24

SUF(t) 13,012 13,012 13,012 14,458 14,458 14,458 13,012 13,012

Bảng 1.2

1.3 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CẤP ĐIỆN ÁP TRUNG ( 110kV) :

Nhiệm vụ thiết kế đã cho PUTmax =230 MW; COS  =0,84 , gồm 2 kép x 90 MWvà 1đơn x 50 MW Để xác định đồ thị phụ tải phía trung áp phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng ngày đã cho nhờ công thức :

1.4 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CẤP ĐIỆN ÁP CAO ( 220kV):

Nhiệm vụ thiết kế đã cho : PUCmax =160 MW; COS  =0,84 Gồm 1 képx 160MW

Để xác định đồ thị phụ tải phía cao áp phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng

1.5 PHỤ TẢI TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY

Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố (dạng nhiên

liệu, loại tuabin, công suất phát của nhà máy…) và chiếm khoảng 5% đến 10% tổng

Trang 8

công suất phát Theo nhiệm vụ thiết kế thì nhà máy có công suất tự dùng chiếm 7% Công suất tự dùng gồm 2 thành phần: thành phần thứ nhất ( Chiếm khoảng 40%)

không phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy, phần còn lại (chiếm khoảng 60%) phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy Một cách gần đúng có thể xác định phụ tải

tự dùng của nhà máy nhiệt điện theo công thức sau:

( ) ( )

( ( )

) Trong đó:

Std(t): là công suất tự dùng tại thời điểm t

Ptd(t): là công suất tác dụng tự dùng tại thời điểm t

Cosυ: là hệ số công suất tự dùng

Ptdmax: công suất tự dùng cực đại

Bảng 1.5: Biến thiên của phụ tải tự dùng

1.6 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TOÀN NHÀ MÁY

Tổng công suất hệ thống (không kể công suất của nhà máy thiết kế):

SHT = 6000 MVA

Dữ trữ quay của hệ thống:

Trang 9

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 cấp điện áp máy phát tại thời điểm t

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

SUC(t) : công suất phụ tải cấp điện áp cao tại thời điểm t

Std(t) : công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t

Ở phía thanh góp cao (TBPP cao áp) đồng cấp điện cho phụ tải cấp điện áp và phát

công suất thừa về hệ thống, vậy công suất hệ thống tại đây gọi là phụ tải thanh góp cao

Qua bảng số liệu trên ta thấy : SVTH(t) > 0 trong mọi thời điểm Do vậy nhà máy luôn

phát công suất thừa cho hệ thống

Nhận xét :

+ nhà máy thiết kế có những phụ tải ở cấp điện áp sau :

 Cấp điện áp máy phát : 10,5 kV

 Cấp điện áp trung : 110 kV

Trang 10

Từ bảng cân bằng công suất toàn nhà máy ta có đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy nhƣ sau

Trang 12

B Lựa chọn phương án nối điện chính

Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thiết kế nhà máy điện Sơ đồ nối điện hợp lí không những đem lại lợi ích kinh tế lớn lao mà còn đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật

Trong các thiết bị điện của nhà máy và trạm biến áp các khí cụ điện được nối lại với nhau thành sơ đồ điện, yêu cầu của sơ đồ điện là làm đảm bảo độ tin cậy, cấu tạo đơn giản, vận hành linh hoạt, kinh tế và an toàn cho người do vậy chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những khâu quan trọng trong quá trình thiết kế

1.1 Có hay không thanh dẫn điện áp máy phát?

Với nhà máy điện ta đang thiết kế , dựa vào nhận xét ở trên ta thấy công suất phụ tải điện áp máy phát cực đại là :

( MVA )

Do đó ta không dùng thanh góp điện áp máy phát, phụ tải điện áp máy phát được lấy trực tiếp từ đầu cực máy phát ra

1.2 Chọn máy biến áp tự ngẫu:

Kết luận: Dùng máy biến áp tự ngẫu (MBATN) làm liên lạc

1.3 Đề xuất phương án nối dây:

Từ đồ thị phụ tải ta thấy phía trung áp 273,81 (MVA) và

(MVA) mà SđmF = 175 ( MVA ) nên ta có thể để 1 MF ở phía trung vì phần công suất về hệ thống đi bên phía cao áp, phần công suất còn thiếu sẽ lấy qua MBA liên lạc Hoặc sử dụng 2 bộ MF – MBA ở bên trung nhằm cung cấp công suất cho bên trung tốt hơn, công suất còn lại sẽ được đẩy lên phía cao và hệ thống thông qua MBA liên lạc

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

Trang 13

B2 B1

F4 F3

F2 F1

Nhƣợc điểm: MF ở phía trung áp luôn phải hoạt động hết công suất

B5 B1

F4 F3

F2 F1

Trang 14

Ƣu điểm: Dễ dàng trong việc quản lý, vận hành Công suất phát ra đƣợc tận dụng tối

ƣu, các bộ MF – MBA hoạt động tốt hơn do không còn phải đảm nhận cả nhiệm vụ của MBA liên lạc

Nhƣợc điểm: Chi phí lắp đặt lớn do nhiều hơn 2 MBA liên lạc

B5 B1

F4 F3

F2 F1

Sử dụng thêm 2 MBA liên lạc, liên lạc 2 phía cao và phía trung với nhau, sử dụng 2

bộ MF – MBA phía trung áp

Ƣu điểm: Giảm tải cho bộ MBA liên lạc Độ tin cậy cung cấp điện cao

Nhƣợc điểm: Chi phí lắp đặt và vận hành lớn

Vì tổng công suất các tổ MF lớn hơn công suất dự trữ nóng của hệ thống nên không thể ghép chung 2 MF với 1 MBA

Trang 15

F4 F3

S td

Phương án này chuyển bộ MBA B1 từ phương án 1 sang phía trung áp, đảm bảo cung cấp điện tốt hơn cho phía trung áp và nếu sự cố xảy ra tại 1 trong 2 bộ MF – MBA 1 hoặc 4 thì không gây áp lực làm việc lớn lên 2 MBA tự ngẫu B2 và B3

KẾT LUÂN :

Qua phân tích ở trên ta chọn phương án I và phương án IV để tính toán tiếp ,phân tích

kĩ hơn về kĩ thuật về kinh tế nhằm chọn ra sơ đồ nối điện chính cho nhà máy điện

được thiêt kế

Trang 16

CHƯƠNG II: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TOÁN TỔN THẤT

B2 B1

S UF S td

Hình 2.1: Sơ đồ nối điện phương án 1

2.1 Chọn công suất cho các máy biến áp

2.3.1 Chọn máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA

a Máy biến áp B4 phía 110kV

Chọn công suất máy biến áp 2 cuộn dây theo điều kiện:

Theo điều kiện trên ta chọn máy biến áp B4 có thông số kỹ thuật như sau:

Loại

MBA

SđmMVA

ĐA cuộn dây, kV Tổn thất, kW

UN% I0%

Bảng 2.1.1a: Thông số kỹ thuật máy biến áp B4

b Máy biến áp B1 phía 220 kV

Trang 17

Theo điều kiện trên ta chọn máy biến áp B1 có thông số kỹ thuật nhƣ sau:

Loại

MBA

SđmMVA

UN% I0%

Bảng 2.1.1b: Thông số kỹ thuật máy biến áp B1

2.3.1 Chọn máy biến áp tự ngẫu B2 và B3 phía 220 kV

Chọn công suất máy biến áp tự ngẫu B2 và B3 theo điều kiện:

Trong đó:

α- là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu (α = 0,5)

Từ công thức trên ta có:

( )

Tra bảng ta chọn 2 MBA tự ngẫu B2 và B3 cùng loại, có bảng thông số kỹ thuật

nhƣ sau: (loai MBATN TДЦTPA do LIÊN XÔ sản xuất tra trong sổ tay TBĐ 500kV - Ngô Hồng Quang)

0,4-Loại

MBA

SđmMVA

ĐA cuộn dây, kV Tổn thất, kW UN%

H

T-H

TДЦTPA 360 242 121 10,5 560 1000 400 550 12 32 20 1,4

Bảng 2.1.2: Thông số kỹ thuật máy biến áp B2 và B3

2.2 Phân bố công suất cho các máy biến áp

Việc phân bố công suất cho các MBA cũng nhƣ cho các cấp điện áp của chúng đƣợc tiến hành theo nguyên tắc cơ bảng 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 do MBA liên lạc đảm nhận trên cơ sở đảm

Trang 18

bảo cân bằng công suất phát bằng công suất thu (phụ tải), không xét đến tổn thất trong MBA Nguyên tắc trên được 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 cụ thể hoá nguyên tắc cơ bản trên việc phân bố công suất cho MBA trong bộ

MF – MBA hai cuộn dây và MBA liên lạc

a MBA hai cuộn dây B1 và B4 trong sơ đồ bộ với MF – MBA hai cuộn dây

Giả thiế các máy biến áp này mang tải bằng phẳng trong suốt 24 giờ/ngày và lược tính theo công thức sau:

Trong đó:

n – số tổ máy

– công suát tự dùng cực đại

SđmF – công suất một tổ máy phát

Theo công thức 2.2a ta có:

( )

b Máy biến áp tự ngẫu B2 và B3

Sau khi phân bố công suất cho MBA hai cuộn dây trong bộ MF – MBA, phần công suất còn lại do MBA liên lạc đảm nhận và được xác định trên cơ sở cân bằng công suất, không xét đến tổn thát trong MBA.Phương án này công suất phía trung cung cấp chủ yếu bởi bộ 4 và cần thêm rất ít công suất từ phía cao cũng như hệ thống.Phân bố công suất cho các phía của MBA tự ngẫu B2, B3 theo từng thời điểm như sau:

SUT(t), SUC(t) : công suất phụ tải điện áp trung và cao tại thời điểm t

SCT(t), SCC(t), SCH(t) : công suất các phía trung, cao, hạ của máy biến áp tại thời điểm t

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

Theo công thức 2.2b ta có kết quả tính toán phân bố công suất cho các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu như sau:

Trang 19

Còn đối với MBA liên lạc khi sự cố bộ MF – MBA số 4 trong sơ đồ thì 2 MBA liên lạc còn lại phải mang tải nhiều hơn để truyền đủ công suất sang phía trung Lƣợng công suất phát lên trong hệ thống đƣợc san sang cho phía trung áp Nếu sự cố 1 trong 2 MBA liên lạc thì MBA còn lại không phải hoạt động quá tải vì

Trang 20

2.3 Xét các sự cố nặng nề trong phương án

2.3.1 Sự cố 1: Giả thiết hỏng một MF – MBA B4 bên trung tại thời điểm

phụ tải phía trung cực đại

B2 B1

F4 F3

F2 F1

Phân bố công suất khi sự cố:

Trang 21

( )

( )Qua phân bố công suất ta thấy công suất truyền từ hạ lên cao và trung Trường hợp này cuộn hạ mang tải nặng nhất:

S hạ = S CH =156,817(MVA)

Ta có:

Shạ = 156,817 MVA < Stt = α.SđmB2,B3 = 0,5 360 = 180MVA

Vậy các cuộn dây của máy biến áp không bị quá tải

+ Khi đó phụ tải hệ thống thiếu một lượng công suất:

S thiếu ( ) ( ) ( ) ( )

Vậy khi hỏng máy biến áp B4 thì nhà máy vẫn hoạt động bình thường

2.3.2 Sự cố 2 : Giả thiết hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu B3 tại thời điểm phụ

tải phía trung cực tiểu

B2 B1

F4 F3

Trang 22

Hình 2.3.2 : Phân bố công suất khi sự cố máy biến áp B3 trường hợp phụ tải phía

{

Qua phân bố công suất ta thấy công suất truyền từ hạ lên cao và trung Trường hợp này cuộn hạ mang tải nặng nhất:

S hạ = S CH =151,034 (MVA)

Ta có:

Shạ = 151,034 MVA < Stt = α.SđmB2,B3 = 0,5 360 = 180MVA

S thiếu ( ) ( ) ( ) ( )

Trang 23

tải phía trung cực đại

B2 B1

F4 F3

F2

109,764MVA 39,824MVA

{

( )

Trang 24

Qua phân bố công suất ta thấy công suất truyền từ hạ lên cao và trung Trường hợp này cuộn hạ mang tải nặng nhất:

S hạ = S CH =149,588 MVA

Ta có:

Shạ = 149,588 MVA < Stt = α.SđmB2,B3 = 0,5 360 = 180 MVA

S thiếu ( ) ( ) ( ) ( )

Kết luận :Qua tính toán phân bố công suất ở trên ta thấy các máy biến áp chọn ở

phương án 1 đạt yêu cầu

2.4 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

2.4.1 Tính tổn thất điện năng của máy biến áp B1, B4 trong sơ đồ bộ MF –

Si : là phụ tải bằng phẳng của máy biến áp

∆Po, ∆PN : tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp ( do nhà chế tạo đã cho )

Áp dụng để tính toán cho các máy biến áp ta có :

(

) ( ) (

) ( )

2.4.2 Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B2 và B3

Tổn thất điện năng cả năm của máy biến áp tính theo công thức sau:

Trang 25

∆P0 : tổn thất công suất không tải của máy biến áp tự ngẫu

: công suất tải qua các cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu

tại thời điểm t i

( )

(

) (

) ( ) (

) (

) ( ) (

) (

) ( )

( ) Thay kết quả vào công thức 2.4 ta được:

( ) Vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phương án 1 là:

( )

2.5 Tính toán dòng điện làm việc bình thườngvà dòng điện cưỡng bức

Các khí cụ điện và dây dẫn có hai trạng thái làm việc : bình thường và cưỡng bức Ứng với 2 trạng thái làm việc đó có dòng bình thường Ibt và dòng cưỡng bức Icb Để chọn các khí cụ điện và dây dẫn ta phải căn cứ vào hai giá trị dòng điện trên

2.5.1 Các mạch phía 220 kV

- Đường dây kép nối với hệ thống : Dòng làm việc cưỡng bức của mạch đường dây được tính khi dây kép đứt một lộ :

Trang 26

- Mạch MBA trong bộ sơ đồ MF – MBA hai cuộn dây

Trang 27

Vậy dòng điện cƣỡng bức lớn nhất phía hệ thống 110 kV là:

{ ( ) ( ) ( )} ( ) Qua tính toán trên ta có bảng sau:

Bảng 2.5.3: Dòng điện cưỡng bức lớn nhất ở các cấp điện áp

Trang 28

S UF

Hình 2.1: Sơ đồ nối điện phương án 4

2.1 Chọn công suất cho các máy biến áp

2.1.1 Chọn máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA

Máy biến áp B4 và B1 phía 110kV

Theo điều kiện trên ta chọn máy biến áp B4,B1 có thông số kỹ thuật nhƣ sau:

Loại

MBA

SđmMVA

UN% I0%

2.1.2 Chọn máy biến áp tự ngẫu B2 và B3 phía 220 kV

Chọn công suất máy biến áp tự ngẫu B2 và B3 theo điều kiện:

Trong đó:

Trang 29

α- là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu (α = 0,5)

Từ công thức trên ta có:

( )

Tra bảng ta chọn 2 MBA tự ngẫu B2 và B3 cùng loại, có bảng thông số kỹ thuật

như sau: (loai MBATN TДЦTPA do LIÊN XÔ sản xuất tra trong sổ tay TBĐ 500kV - Ngô Hồng Quang)

0,4-Loại

MBA

SđmMVA

ĐA cuộn dây, kV Tổn thất, kW UN%

H

T-H

TДЦTPA 360 242 121 10,5 560 1000 400 550 12 32 20 1,4

2.2 Phân bố công suất cho các máy biến áp

a MBA hai cuộn dây B1 và B4 trong sơ đồ bộ với MF – MBA hai cuộn dây

Giả thiết các máy biến áp này mang tải bằng phẳng trong suốt 24 giờ/ngày và lược tính theo công thức sau:

Trong đó:n – số tổ máy

– công suát tự dùng cực đại

SđmF – công suất một tổ máy phát

Theo công thức 2.2a ta có:

( )

b Máy biến áp tự ngẫu B2 và B3

Sau khi phân bố công suất cho MBA hai cuộn dây trong bộ MF – MBA, phần công suất còn lại do MBA liên lạc đảm nhận và được xác định trên cơ sở cân bằng công suất, không xét đến tổn thát trong MBA Do phương án này công suất phía trung cung cấp chủ yếu bởi bộ 4 và cần thêm rất ít công suất từ phía cao cũng như hệ thống nên chỉ vận hành 1 MBA liên lạc trong chế độ làm việc

Trang 30

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

Trong đó:SUT(t), SUC(t) : công suất phụ tải điện áp trung và cao tại thời điểm t

SCT(t), SCC(t), SCH(t) : công suất các phía trung, cao, hạ của máy biến áp tại thời

điểm t

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

Theo công thức 2.2b ta có kết quả tính toán phân bố công suất cho các cuộn dây của

máy biến áp tự ngẫu như sau:

Đối với máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA không cần kiểm tra quá

tải, bởi một trong hai phần tử máy phát hay máy biến áp bị sự cố thì cả bộ ngừng làm

việc, không thể xảy ra hiện tượng làm việc trong điều kiện sự cố

Còn đối với MBA liên lạc khi sự cố bộ MF – MBA số 4 trong sơ đồ thì 2 MBA liên

lạc còn lại phải mang tải nhiều hơn để truyền đủ công suất sang phía trung Lượng

công suất phát lên trong hệ thống được san sang cho phía trung áp Nếu sự cố 1 trong 2

MBA liên lạc thì MBA còn lại không phải hoạt động quá tải vì

Các thông số kỹ thuật của bộ MF – MBA phương án 4 gần như giống hệt phương án

1 chỉ khác thay thông số máy biến áp B1 giống như máy B1

Trang 31

2.3 Xét các sự cố nặng nề trong phương án

2.3.1 Sự cố 1: Giả thiết hỏng một MF – MBA B4 bên trung tại thời điểm

phụ tải phía trung cực đại

F4 F3

S hạ = S CH = 156,817 (MVA)

Trang 32

Ta có:

Shạ = 156,817MVA < Stt = α.SđmB2,B3 = 0,5 125 = 180 MVA

S thiếu ( ) ( )

tải phía trung cực đại

F4 F3

54,282 MVA 203,087 MVA

Trang 33

{

( )

( ) ( )Dấu (-) cho thấy công suất truyền từ phía 110 kV sang phía 220 kV

Qua phân bố công suất ta thấy công suất truyền từ trung đồng thời từ hạ lên cao Trường hợp này công suất làm việc của máy biến áp bị gới hạn bởi phía hạ và phía cao, tức là bị giới hạn bởi khả năng tải của cuộn hạ và cuộn nối tiếp

Công suất cuộn nối tiếp là:

( ) ( ) ( )

Công suất cuộn hạ là:

Vậy các cuộn dây của MBA không bị quá tải

S thiếu ( ) ( )

Vậy khi hỏng MBA tự ngẫu B3 thì nhà máy vẫn làm việc bình thường

Trang 34

tải phía trung cực tiểu

F4 F3

109,044 MVA 260,087 MVA

Trang 35

( )

( ) ( )Dấu (-) cho thấy công suất truyền từ phía 110 kV sang phía 220 kV

Qua phân bố công suất ta thấy công suất truyền từ trung đồng thời từ hạ lên cao Trường hợp này công suất làm việc của máy biến áp bị gới hạn bởi phía hạ và phía cao, tức là bị giới hạn bởi khả năng tải của cuộn hạ và cuộn nối tiếp

Công suất cuộn nối tiếp là:

( ) ( ) ( )

Công suất cuộn hạ là:

Vậy các cuộn dây của MBA không bị quá tải

S thiếu ( ) ( )

Vậy khi hỏng MBA tự ngẫu B3 thì nhà máy vẫn làm việc bình thường

Kết luận :Qua tính toán phân bố công suất ở trên ta thấy các máy biến áp chọn ở

phương án 4 đạt yêu cầu

2.4 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

2.4.1 Tính tổn thất điện năng của máy biến áp B1, B4 trong sơ đồ bộ MF –

Si : là phụ tải bằng phẳng của máy biến áp

∆Po, ∆PN : tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp ( do nhà chế tạo đã cho )

Áp dụng để tính toán cho các máy biến áp ta có :

Trang 36

(

) ( )

2.4.2 Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B2 và B3

Tổn thất điện năng cả năm của máy biến áp tính theo công thức sau:

∆P0 : tổn thất công suất không tải của máy biến áp tự ngẫu

: công suất tải qua các cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu

tại thời điểm t i

( )

(

) (

) ( ) (

) (

) ( ) (

) (

) ( )

( ) Thay kết quả vào công thức 2.4 ta đƣợc:

( ) Vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phương án 4 là:

( )

Trang 37

2.5 Tính toán dòng điện làm việc bình thường và dòng điện cưỡng bức

Các khí cụ điện và dây dẫn có hai trạng thái làm việc : bình thường và cưỡng bức Ứng với 2 trạng thái làm việc đó có dòng bình thường Ibt và dòng cưỡng bức Icb Để chọn các khí cụ điện và dây dẫn ta phải căn cứ vào hai giá trị dòng điện trên

( ) ( ) ( )

- Phía cao máy biến áp tự ngẫu

Trang 38

Đường dây kép nối với phụ tải

( ) ( ) ( )

Vậy dòng điện cưỡng bức lớn nhất phía hệ thống 110 kV là:

Trang 39

( ) ( ) ( ) Vậy dòng điện cưỡng bức lớn nhất phía hệ thống 10,5 kV là:

{ ( ) ( ) ( )} ( ) Qua tính toán trên ta có bảng sau:

Bảng 2.5.3: Dòng điện cưỡng bức lớn nhất ở các cấp điện áp

Ta được bảng tổng kết tổn thất điện năng của cả 2 phương án như sau:

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT

CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Để tính toán kinh tế - kỹ thuật chọn phương án tối ưu ta đi tính vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm của từng phương án

 Vốn đầu tư

Khi tính vốn đầu tư của 1 phương án, chỉ tính tiền mua thiết bị, tiền vận chuyển và xây lắp các thiết bị chính như máy phát điện, máy biến áp, máy cắt điện, kháng điện phân đoạn(nếu có) Một cách gần đúng có thể chỉ tính vốn đầu tư cho máy biến áp và các thiết bị phân phối dựa vào số mạch các thiết bị phân phối ở cấp điện áp tương ứng, chủ yếu là do loại máy cắt điện quyết định Như vậy, vốn đầu tư của 1 phương án tính như sau:

A PHƯƠNG ÁN 1

3.1 TÍNH VỐN ĐẦU TƯ CỦA THIẾT BỊ

 Chọn sơ đồ hệ thống thanh góp cấp điện áp cao và trung

Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện khi vận hành bình thường cũng như khi sự cố hay sửa chữa thiết bị, ta chọn sơ đồ hệ thống hai thanh góp

Trang 40

110 kV

B4 B3

B2 B1

F4 F2

F1

TGII

TGII TGI

F3

 Vốn đầu tư mua thiết bị của phương án:

3.2.1 Vốn Đầu Tư Mua Máy Biến Áp

Phương án 1 sử dụng hai máy biến áp tự ngẫu và hai máy biến áp hai dây quấn

Cụ thể:

 Hai máy biến áp tự ngẫu TДЦTPA - 360MVA - 242kV, mỗi máy có giá là:

( )

và hệ số tính đến chi phí vận chuyển và lắp đặt máy biến áp là:K B2 = K B3 = 1,3

 Một máy biến áp hai dây quấn TДЦ - 200MVA - 121kV có giá là:

( )

và hệ số tính đến chi phí vận chuyển và lắp đặt máy biến áp là: K B4 = 1,5

 Một máy biến áp hai dây quấn TДЦ - 200MVA - 242kV có giá là:

( )

và hệ số tính đến chi phí vận chuyển và lắp đặt máy biến áp là:K B1 = 1,3

Vậy vốn đầu tư mua máy biến áp là:

( )

Định dạng
Số trang	85
Dung lượng	1,71 MB