Đồ án Hệ thống điện Tran quang thắng

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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN

Nhiệm vụ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Trần Quang Thắng

Cán bộ hướng dẫn: ThS Đặng Thành Trung

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ TRẠM BIẾN

ÁP PHÂN PHỐI 22/0,4 kV CHO MỘT TỔ HỢP TÒA NHÀ CHUNG CƯ

PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm 5 tổ máy x 55 MW

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

Gồm : 2 kép x 5MW x 3 km và 2 đơn x 2,5 MW x 3 km

Gồm 1 kép x 60 MW và 1 đơn 30 MW Biến thiên phụ tải ghi trên bảng

Gồm 1 kép x 80 MW và 1 đơn x 40 MW Biến thiên phụ tải ghi trên bảng

4 Nhà máy nối với hệ thống 220 kV bằng đường dây kép dài 60 km Công suất

hệ thống ( không kể nhà máy đang thiết kế) : 3000 MVA; Công suất dự phòng

của hệ thống : 100 MVA; Điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ

Bảng biến thiên công suất

Thiết kế trạm biến áp phân phối 22/0,4 kV cho một tổ hợp tòa nhà chung cư

Ngày giao nhiệm vụ: 13 tháng 10 năm 2014

Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 29 tháng 12 năm 2014

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay 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 cũng

như các quốc gia những khó khăn lớn Việc đáp ứng nhu cầu sử dụng điện 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 5 tổ máy với công

suất mỗi tổ máy là 55MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp trung áp

110 kV, phụ tải cấp điện áp cao áp 220 kV và phát về hệ thống qua đường dây kép dài

60 Km

Phần II: Thiết kế trạm biến áp 22/0,4 kV cho một tổ hợp tòa nhà chung cư gồm

4 tòa nhà, mỗi tòa nhà có 65 căn hộ Trong đó có 50 căn hộ loại I, 120 căn hộ loại II

và 90 căn hộ loại III

Em xin chân thành cảm ơn: các thầy, cô giáo trong khoa Hệ thống điện Trường

đại học Điện Lực đã tận tâm truyền đạt kiến thức cho em trong quá trình học tập Đặc

biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo ThS Đặng Thành Trung đã

trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Do thời gian và khả năng có hạn, bản đồ án này không thể tránh khỏi những

thiếu sót, em mong nhận được những lời nhận xét, góp ý của các thầy cô và các bạn để

em rút kinh nghiệm và bổ sung kiến thức còn thiếu

Em xin trân trọng cảm ơn !

Hà Nội, ngày 17 tháng 10 năm 2014

Sinh viên

Trần Quang Thắng

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa hệ thống điện và đặc biệt là

thầy giáo Th.S ĐẶNG THÀNH TRUNG đã hướng dẫn em rất nhiệt tình và trang bị

cho em một lượng kiến thức sâu rộng về bộ môn nhà máy điện để em hoàn thành tốt

bản đồ án tốt nghiệp này Thiết kế nhà máy điện là một mảng đề tài rất lớn và đặc

trưng của ngành điện nói chung và khoa hệ thống điện nói riêng đòi hỏi nhiều về trình

độ chuyên môn, do vậy trong 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 bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô đã tận

tình giảng dạy và giúp đỡ em trong những năm học vừa qua

NHẬN XÉT

(Giáo viên hướng dẫn)

Hà Nội, ngày tháng năm

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT

(Giáo viên phản biện)

Hà Nội, ngày tháng năm

Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

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

CHƯƠNG I 2

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 2

1.1 Chọn máy phát điện 2

1.2 Tính toán cân bằng công suất 2

1.2.1 Phụ tải toàn nhà máy 3

1.2.2 Phụ tải tự dùng 3

1.2.3 Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp 3

1.2.4 Công suất phát về hệ thống 4

1.3 Đề xuất các phương án nối điện 7

CHƯƠNG II 13

TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 13

A Phương án I 13

2.1.A Phân bố công suất các cấp điện áp trong máy biến áp 13

2.1.A.1 MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA 13

2.1.A.2 MBA liên lạc 14

2.2.A Chọn loại và công suất định mức của máy biến áp 15

2.2.A.1 MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA 15

2.2.A.2 MBA tự ngẫu 16

2.3.A Tính toán tốn thất điện năng trong máy biến áp 19

2.3.A.1 Tính tổn thất điện năng trong MBA 2 cuộn dây 19

2.3.A.2 Tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu 20

B Phương án II: 21

2.1.B MBA liên lạc 21

2.1.B.1 MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA 23

2.1.B.2 MBA tự ngẫu 23

2.2.B Tính toán tốn thất điện năng trong máy biến áp 28

CHƯƠNG III 31

TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 31

3.1.1 Phương án I 31

3.1.2 Phương án II 32

3.2 Tính toán kinh tế, kỹ thuật Chọn phương án tối ưu 33

3.2.1 Các chỉ tiêu kinh tế của phương án I 33

3.2.2 Các chỉ tiêu kinh tế của phương án II 34

3.3 So sánh chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật Chọn phương án tối ưu 36

CHƯƠNG IV 37

TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH 37

4.1 Chọn điểm ngắn mạch 37

4.2 Lập sơ đồ thay thế 38

4.3 Tính toán ngắn mạch theo điểm 41

4.3.1 Điểm ngắn mạch N1 41

4.3.2 Điểm ngắn mạch N2 43

4.3.3 Điểm ngắn mạch N3 45

4.3.4 Điểm ngắn mạch N3’ 47

4.3.5 Điểm ngắn mạch N4 47

CHƯƠNG V 48

CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 48

5.1 Tính toán dòng cưỡng bức các cấp điện áp 48

5.1.1 Cấp điện áp 220 kV 48

5.1.2 Cấp điện áp 110 kV 49

5.1.3 Cấp điện áp 10,5 kV 49

5.2 Chọn máy cắt và Dao cách ly 50

5.2.1 Chọn máy cắt 50

5.2.2 Chọn dao cách ly 51

5.3 Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát 52

5.3.1 Chọn loại và tiết diện 52

5.3.2 Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch 54

5.3.3 Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng 56

5.4 Chọn thanh dẫn mềm 57

5.4.1 Chọn thanh góp cấp điện áp 220(kV) 58

5.4.2 Chọn thanh góp cấp điện áp 110(kV) 61

5.5 Chọn cáp và kháng điện đường dây 64

5.5.1 Chọn cáp cho phụ tải điện áp máy phát 64

5.5.2 Chọn kháng điện đường dây 67

5.6 Chọn máy biến áp đo lường 71

5.6.1 Chọn máy biến dòng điện 71

5.6.2 Chọn máy biến điện áp 75

5.6.3 Hình vẽ sơ đồ nối các dụng cụ đo 78

5.7 Chọn chống sét van 78

CHƯƠNG VI 80

CHỌN SƠ ĐỒ VÀ CÁC THIẾT BỊ TỰ DÙNG 80

6.1 Sơ đồ tự dùng 80

6.2 Chọn các thiết bị điện và khí cụ cho tự dùng 82

6.2.1 Chọn máy biến áp 82

6.2.2 Chọn máy cắt 6,3(kV) 84

6.2.3 Tính toán ngắn mạch chọn Aptômat và cầu dao 85

PHẦN II 88

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI 22/0,4 kV ĐỂ CUNG CẤP CHO MỘT TỔ HỢP TÒA NHÀ CHUNG CƯ 88

CHƯƠNG I 89

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 89

1.1 Tính toán phụ tải cho từng hộ gia đình 89

1.2 Xác định phụ tải tính toán cho tổ hợp tòa nhà chung cư 93

CHƯƠNG II 95

CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ 95

2.1 Chọn máy biến áp 95

2.2 Chọn thiết bị trung thế 95

2.3 Chọn thiết bị hạ áp 99

2.4 Chọn kích thước trạm biến áp hợp bộ 107

2.5 Thiết kế cách lắp đặt 108

CHƯƠNG III 109

3.1 Điện trở nối đất của thanh: 109

3.2 Điện trở nối đất của cọc 109

3.3 Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc 110

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH

PHẦN I

Chương I:

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của máy phát nhiệt điện

Bảng 1.2 Bảng biến thiên công suất

Bảng 1.3 Tổng hợp phụ tải các cấp điện áp và công suất phát về hệ thống

Bảng 2.1 Phân bố công suất cho các cấp điện áp MBA tự ngẫu phương án I

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật MBA 2 cuộn dây B1,B2 phương án I

Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật MBA 2 cuộn dây B5 phương án I

Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật MBA tự ngẫu phương án I

Bảng 2.5 Phân bố công suất cho các cấp điện áp MBA tự ngẫu phương án II

Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật MBA 2 cuộn dây B1 phương án II

Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật MBA 2 cuộn dây B4,B5 phương án II

Bảng 2.8 Thông số kỹ thuật MBA tự ngẫu phương án II

Bảng 2.9 Tổn thất MBA của 2 phương án

Hình 2.1 Sơ đồ nối điện phương án I

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

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

Hình 2.5 Sự cố hỏng 1MBA 2 dây quấn phương án II

Hình 2.6 Sự cố hỏng 1MBA tự ngẫu tại thời điểm phụ tải trung cực đại P.A II

Hình 2.7 Sự cố hỏng 1MBA tự ngẫu tại thời điểm phụ tải trung cực tiểu P.A II

Chương III

Bảng 3.1 Vốn đầu tư MBA phương án I

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

Bảng 3.3 Vốn đầu tư MBA phương án II

Bảng 3.4 Vốn đầu tư thiết bị phân phối phương án II

Bảng 3.5 So sánh vốn đầu tư và chi phí của 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 Kết quả tính toán dòng ngắn mạch

Hình 4.1 Sơ đồ các điểm tính toán ngắn mạch

Hình 4.2 Sơ đồ thay thế tính toán nhà máy cho tính ngắn mạch

Hình 4.3 Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch

Hình 4.4 Sơ đồ tính toán ngắn mạch điểm N1

Hình 4.5 Sơ đồ tính toán ngắn mạch điểm N2

Hình 4.6 Sơ đồ tính toán ngắn mạch điểm N3

Chương V:

Bảng 5.1 Dòng cưỡng bức các cấp điện áp

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

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 dẫn mềm 220kV

Bảng 5.7 Kết quả tính toán dòng ngắn mạch tại các mốc thời gian t

Bảng 5.8 Tính toán xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ

Bảng 5.9 Thông số kỹ thuật của thanh dẫn mềm 110kV

Bảng 5.10 Kết quả tính toán dòng ngắn mạch tại các mốc thời gian t

Bảng 5.11 Tính toán xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ

Bảng 5.12 Thông số kỹ thuật cáp đường đơn

Bảng 5.13 Thông số máy cắt cho cáp 1

Bảng 5.14 Thông số kỹ thuật BI cấp điện áp 10,5kV

Bảng 5.15 Thông số các cuộn dây của dụng cụ đo lường

Bảng 5.16 Thông số kỹ thuật BI cấp điện áp 110 kV

Bảng 5.17 Thông số kỹ thuật BI cấp điện áp 220 kV

Bảng 5.18 Thông số các dụng cụ phụ tải của BI

Bảng 5.19 Thông số kỹ thuật BU cấp điện áp 110 kV

Bảng 5.20 Thông số kỹ thuật BU cấp điện áp 220 kV

Bảng 5.21 Thông số kỹ thuật của chống sét van được chọn

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 nối các dụng cụ đo vào biến điện áp

và biến dòng điện mạch máy phát

Chương VI

Bảng 6.1 Thông số MBA tự dùng riêng 10,5/6,3kV

Bảng 6.8 Thông số cầu dao cấp 0,4kV

Hình 6.1 Sơ đồ nối điện tự dùng toàn nhà máy

PHẦN II

Chương I

Bảng 1.1 Các thiết bị điện của căn hộ loại I

Bảng 1.2 Số liệu tính toán của căn hộ loại I

Bảng 1.3 Các thiết bị điện của căn hộ loại II

Bảng 1.4 Số liệu tính toán của căn hộ loại I

Bảng 1.5 Các thiết bị điện của căn hộ loại III

Bảng 1.6 Số liệu tính toán của căn hộ loại III

Chương II

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật máy biến áp

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật của cầu chì cao áp

Bảng 2.3 Thông số chống sét van phía cao áp

Bảng 2.4 Thông số sứ hạ áp

Bảng 2.5 Thông số của máy biến dòng điện

Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật của cáp cao áp

Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật của cáp hạ áp

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý ngăn trung thế TBA

Hình 2.2 Sơ đồ tính toán ngắn mạch phía cao áp

Hình 2.3 Sơ đồ tính toán ngắn mạch phía hạ áp

Hình 2.5 Hình chiếu đứng, hình chiếu cạnh TBA hợp bộ

PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1 Chọn máy phát điện

Căn cứ vào yêu cầu thiết kế cho nhà máy nhiệt điện ngưng hơi gồm 5 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 55 MW, ta chọn máy phát điện có các thông số ghi trên bảng sau:

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của máy phát nhiệt điện

1.2 Tính toán cân bằng công suất

Để đảm bảo chất lượng điện năng tại mỗi thời điểm, công suất do các nhà máy điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với công suất tiêu thụ (kể cả tổn thất công suất trong các mạng điện) Công thức chung để tính toán thiết kế như sau:

cos : Hệ số công suất phụ tải

P max : Công suất tác dụng cực đại

Bảng 1.2: Bảng biến thiên công suất

1.2.1 Phụ tải toàn nhà máy

Phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm từ 0 - 4h được xác định theo công thức (1-1) :

Công suất phụ tải cao áp 220 kV được xác định theo công thức (1-1):

c Phụ tải cấp điện áp máy phát

Phụ tải địa phương tại thời điểm từ 0h – 4h được xác định theo công thức (1-1):

Dựa trên nguyên tắc tổng công suất phát bằng công suất thu ta có:

Công suất phát vào hệ thống được xác định theo công thức sau:

S VHT (t) = S TNM (t) - [ S TD (t) + S UT (t) + S UF (t) + S UC (t)] (1-2)

Tính toán cho các thời điểm tương tự ta có bảng tổng hợp phụ tải sau:

Bảng 1.3:Tổng hợp phụ tải các cấp điện áp và công suất phát về hệ thống

Đồ thị phụ tải tổng hợp như hình vẽ sau:

Nhà máy thiết kế gồm có 5 tổ máy Tổng công suất toàn nhà máy S =343,75MVA

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 1 lượng công suất về hệ thống

1.3 Đề xuất các phương án nối điện

Có thể đưa ra một số nguyên tắc để đề xuất các phương án nối điện của nhà máy điện như sau:

1 Có hay không sử dụng thanh góp điện áp máy phát

Giả thiết phụ tải địa phương trích điện từ đầu cực 2 tổ máy phát, khi đó lượng công suất được phép rẽ nhánh từ đầu cực máy phát sẽ là:

max.100% 17, 647

.100% 12,83% 15%

UF dmF

Vậy dùng 2 MBA tự ngẫu, có bộ điều chỉnh điện áp dưới tải làm liên lạc

3 Chọn số lượng bộ MF-MBA hai cuộn dây trên thanh góp điện áp phía trung

- Phụ tải cấp điện áp 110 kV có công suất:

Phương án I:(hình 1.2)

B4

F2F1

- Tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong các MBA ít Khi phụ tải trung

và cao áp thay đổi, có thể chỉ xảy ra sự phân bố lại công suất ở các cuộn thứ cấp của các máy biến áp tự ngẫu, lượng công suất phải tải qua 2 lần MBA nhỏ

Nhược điểm :

- Khi sự cố một MBA tự ngẫu, không những mất công suất của máy phát nối vào nó, mà việc chuyển tải công suất thừa hoặc thiếu phía điện áp trung sẽ bị hạn chế

Phương án II:

B4

F2 F1

- Phương án II có hầu hết các ưu điểm của phương án I

- Số lượng MBA và máy cắt cao áp của phương án II ít hơn phương án I do có một MBA bộ chuyển từ phía cao sang phía trung do đó cũng làm giảm vốn đầu tư

Nhược điểm :

- Phương án II cũng có nhược điểm của phương án I

- Khi một MBA tự ngẫu không làm việc lượng công suất thừa cần tải qua MBA

tự ngẫu còn lại sẽ lớn có thể gây quá tải MBA và có thể gây ứ đọng công suất

- Phương án này thường chỉ hợp lý khi công suất của các MFĐ không lớn trong khi điện áp phía cao lại rất lớn (400 – 500 kV )

- Tự dùng được lấy từ đầu cực máy phát

Ưu điểm :

- Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải ở các cấp điện áp

- Khi sự cố một MBA tự ngẫu chỉ ảnh hưởng đến việc truyền tải công suất giữa hai cấp điện áp, các máy phát vẫn làm việc bình thường

Nhược điểm :

- Số lượng MBA và tổng công suất của các MBA lớn, số lượng máy cắt cao áp lớn, vốn đầu tư lớn không có lợi về kinh tế khi thiết kế

 Như vậy: trong 4 phương án thì phương án I và II có nhiều ưu điểm nổi trội hơn so

với phương án III và IV do đó ta chọn phương án I và II để tính toán chọn phương án tối ưu

Nhận xét: Nhìn tổng quan có thể nhận thấy phương án III, phương án IV là phức

tạp hơn cả, đồng thời vốn đầu tư lớn do đó sẽ loại hai phương án này và tiến hành phân tích hai phương án còn lại Phương án I và phương án II gần như tương đương:

Số lượng MBA như nhau tuy nhiên đặc điểm khác nhau căn bản là số lượng bộ MBA nối vào bên trung và lượng công suất truyền tải qua MBA tự ngẫu Để tìm được phương án tối ưu hơn ta tiến hành phân tích cụ thể từng phương án

MF-CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Ở chương này ta sẽ tính toán và lựa chọn công suất cho các máy biến áp cho hai phương án đã được chọn, máy biến áp được chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong điều kiện bình thường và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất

A Phương án I

B4

F2F1

Hình 2.1: Sơ đồ nối điện phương án I

2.1.A Phân bố công suất các cấp điện áp trong máy biến áp

Việc phân bố công suất cho các máy biến áp được thực hiện theo nguyên tắc: Phân công suất cho máy biến áp trong sơ đồ bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây

là bằng phẳng trong suốt 24h, phần thừa còn lại do máy biến áp liên lạc đảm nhiệm trên cơ sở đảm bảo cân bằng công suất phát bằng công suất thu, không xét đến tổn thất

trong máy biến áp

2.1.A.1 MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA

Công suất của các máy biến áp B1, B2, B5 được xác định theo (công thức

2.1-Tr21-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp):



2.1.A.2 MBA liên lạc

máy phát, phần còn lại đưa lên thanh góp 110kV hoặc 220kV Với phân bố công suất như trên, ta tính luồng công suất chảy qua các cấp điện áp của 2 máy biến áp tự ngẫu: (Áp dụng công thức 2.2-Tr22-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp)

S t  S t S

S CH (t) = S CC (t) + S CT (t)

Trong đó:

S UC (t) : Công suất phụ tải phía cao tại thời điểm t

S VHT (t): Công suất phát về phía hệ thống tại thời điểm t

S CC (t) : Công suất truyền qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t

S CT (t) : Công suất truyền qua phía trung của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t

S CH( )t : Công suất truyền qua phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t

S UT (t) : Công suất phụ tải phía trung áp tại thời điểm t

- 4h được xác định như sau:

Bảng 2.1: Phân bố công suất cho các cấp điện áp của máy biến áp tự ngẫu

Giờ 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24 SCC,MVA 8,386 8,386 14,501 14,501 36,144 41,208 40,326 34,211 29,147 29,147 30,030 SCT,MVA 15,306 15,306 10,073 10,073 4,841 15,306 15,306 20,539 10,073 10,073 10,073 SCH,MVA 23,692 23,692 24,574 24,574 40,985 56,514 55,632 54,749 39,221 39,221 40,103

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

2.2.A.1 MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA

Máy biến áp 2 cuộn dây mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía hạ Công suất định mức của MBA được chọn theo công thức sau:

(Áp dụng công thức 2.3-Tr23-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp)

Máy biến áp B5 được ghép bộ với máy phát điện F5 . :

Tương tự ta chọn MBA: TДЦ-80000-121/10,5 có thông số kỹ thuật như bảng 2.3:

Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật của máy biến áp hai cuộn dây B5

2.2.A.2 MBA tự ngẫu

MBA tự ngẫu là loại MBA có điều chỉnh dưới tải bởi tất cả các phía của MBA mang tải không bằng phẳng nên sẽ có nhu cầu điều chỉnh điện áp tất cả các phía Công suất của MBA tự ngẫu được xác định theo công suất tải lớn nhất trong suốt 24h của từng cuộn dây Khi đó công suất của máy được chọn theo công thức:

max

.68, 75 137,50,5

S dmF : Công suất định mức của máy phát điện

S dmTN : Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu được chọn

● Kiểm tra quá tải của MBA:

a Kiểm tra quá tải bình thường:

Do các máy biến áp được chọn theo công suất định mức của máy phát nên không cần kiểm tra quá tải khi làm việc bình thường

b.Kiểm tra quá tải khi sự cố:

Sự cố 1: Giả sử hỏng bộ MF-MBA (F5-B5) bên trung tại thời điểm 16h - 18h phụ

UT

Khi đó : SVHT = 68,511 MVA; SUC = 127,059 MVA; SUF = 17,647 MVA

(Áp dụng công thức 2.11 -Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và TBA)

+ Điều kiện kiểm tra:

+ Phân bố công suất qua các cấp điện áp của máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố:

S CT = 1 ax 1

m UT

Hình 2.2: Sự cố hỏng 1 MBA 2 dây quấn

ax ax

Sm thua=Sm ha =Max (S CH( )t 54, 750MVA

- Kiểm tra mức độ non tải hay quá tải

+ Lượng công suất thiếu của nhà máy phát vào hệ thống được tính theo công thức

S thiếu = 63,574 MVA < S dự trữ = 100 MVA, nên khi bị sự cố 1 MBA bên trung áp thì

hệ thống huy động đủ lượng công suất thiếu hụt

Sự cố 2: Giả sử hỏng MBA tự ngẫu B4 tại thời điểm 16h - 18h phụ tải trung cực

+ Phân bố công suất qua các cấp điện áp của máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố:

Chế độ tải từ hạ áp sang cao và trung áp  Cuộn hạ tải nặng nhất

ax ax

Sthua m =Sm ha =Max (S CH( )t 45,927MVA

- Kiểm tra mức độ non tải hay quá tải

.

sc qt

Vậy MBA đã chọn thỏa mãn nên khi bị sự cố 1 MBA tự ngẫu thì hệ thống huy động

đủ lượng công suất thiếu hụt

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

phương án I đạt yêu cầu

2.3.A Tính toán tốn thất điện năng trong máy biến áp

Tổn thất trong máy biến áp hai cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu gồm hai phần:

+ Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn thất không tải của nó

+ Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc vào tải của máy biến áp

2.3.A.1 Tính tổn thất điện năng trong MBA 2 cuộn dây

(Áp dụng công thức 2.29a -Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp)

2 0

N dmB

Sbo : Công suất tải qua máy biến áp

2.3.A.2 Tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu

Công thức tính như sau:

H

22

Hình 2.4: Sơ đồ nối điện phương án II

Công suất của máy biến áp B1, B4, B5 được xác định theo (công thức Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp):

máy phát, phần còn lại đưa lên thanh góp 110kV hoặc 220kV Với phân bố công suất như trên, ta tính luồng công suất chảy qua các cấp điện áp của 2 máy biến áp tự ngẫu: (Áp dụng công thức 2.2-Tr22-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp)

1( ) ( ( ) 2 )2

1

2( ) ( ( ) ( ))

S UC (t) : Công suất phụ tải phía cao tại thời điểm t

S VHT (t): Công suất phát về phía hệ thống tại thời điểm t

S CC (t) : Công suất truyền qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t

S CT (t): Công suất truyền qua phía trung của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t

S CH( )t : Công suất truyền qua phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t

S UT (t) : Công suất phụ tải phía trung áp tại thời điểm t

4h được xác định như sau:

Sau khi tính toán thu được kết quả ghi ở bảng 2.5:

Bảng 2.5: Phân bố công suất cho các cấp điện áp của máy biến áp tự ngẫu

Giờ 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24

S CT ,MVA -16,481 -16,481 -21,714 -21,714 -26,946 -16,481 -16,481 -11,248 -21,714 -21,714 -21,714

S CC ,MVA 40,173 40,173 46,288 46,288 67,931 72,995 72,113 65,998 60,934 60,934 61,817

S CH ,MVA 23,692 23,692 24,574 24,574 40,985 56,514 55,632 54,749 39,221 39,221 40,103

2.1.B.1 MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA

Máy biến áp 2 cuộn dây mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía hạ Công suất định mức của MBA được chọn theo công thức sau:

(Áp dụng công thức 2.3-Tr23-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp)

Máy biến áp B4, B5 được ghép bộ với máy phát điện F4, F5

Tương tự ta chọn MBA: TДЦ 80000 có thông số kỹ thuật như bảng 2.7:

Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật của máy biến áp hai cuộn dây B4,B5

S dmAT : Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu được chọn

Tra bảng 2.6- Sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp ta chọn máy biến áp tự ngẫu ATДЦTH-160000-230/121/11 như bảng 2.8:

Bảng 2.8: Thông số kỹ thuật của máy biến áp tự ngẫu

● Kiểm tra quá tải của MBA:

a Kiểm tra khi làm việc bình thường:

Do máy biến áp được chọn theo công suất định mức máy phát nên không cần kiểm tra quá tải

b Kiểm tra khi có sự cố MBA:

Sự cố 1: Giả sử hỏng bộ MF-MBA (F4-B4) bên trung tại thời điểm 16h - 18h phụ

UT

Khi đó : SVHT = 68,511 MVA; SUC = 127,059 MVA; SUF = 17,647 MVA

+ Điều kiện kiểm tra:

+ Phân bố công suất qua các cấp điện áp của máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố: