Đồ án tốt nghiệp Dương hoài linh d5h2

Xuất phát từ kiến thức thực tế em đã học hỏi được cùng với kiến thức chuyên ngành đã được các thâỳ cô truyền đạt em đã được giao thực hiện" Đồ án thiết kế tốt nghiệp môn học Nhà máy điện

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là dạng năng lượng được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất trên thế giới Sự tăng trưởng nhanh của nền kinh tế quốc gia cùng với sự cải thiện rõ rệt về chất lượng cuộc sống của đại bộ phận dân số là những nhân tố dẫn đến sự tăng đột biến nhu cầu về điện hiện nay ở Việt Nam Vì thế nó đòi hỏi hệ thống điện không ngừng phát triển và hoàn thiện Việc xây dựng thêm các nhà máy điện để đảm bảo nhu cầu cấp bách đó càng trở nên cần thiết hơn bao giờ hết

Với sự thay đổi to lớn trong chính sách nhà nước, ngành điện đang mất dần tính độc quyền của mình, sự ra đời của thị trường phát điện cạnh tranh mang lại nhiều tín hiệu tích cho thị trường điện, cùng với đó là lợi ích của các hộ dùng dùng điện được nâng cao Nó buộc các doanh nghiệp sản xuất điện phải giải quyết bài toán tối ưu về vấn đê kinh tế - kĩ thuật trong việc thiết kế cũng như sản xuất xuất điện

Xuất phát từ kiến thức thực tế em đã học hỏi được cùng với kiến thức chuyên ngành đã được các thâỳ cô truyền đạt em đã được giao thực hiện" Đồ án thiết kế tốt

nghiệp môn học Nhà máy điện" với nội dung thiết kế như sau:

- Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 100MW cấp điện cho phụ tải điện cấp máy phát, phụ tải điện áp trung và phát công suất thừa lên

Hệ thống 220KV

Bản đồ án thiết kế nhà máy thủy điện gồm 4 tổ máy x80MW; U đm = 10,5kV; phụ tải cấp điện áp trung 35kV, phụ tải cấp điện áp cao 110kV Và được chia làm 6 chương:

Chương 1: Tính cân bằng công suất và chọn phương án đi dây

Chương 2: Tính toán chọn máy biến áp

Chương 3: Tính toán ngắn mạch

Chương 4: Tính toán kinh kế kĩ thuật chọn phương án tối ưu

Chương 5: Chọn các khí cụ điện và dây dẫn

Chương 6: Tính toán tự dùng

Do thời gian có hạn và kiến thức hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi thiếu sót, vì vậy

em rất mong được sự góp ý bổ sung của các thầy, cô giáo để bản đồ án được hoàn thiện

Qua đây, em cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy ThS Phạm Ngọc Hùng, cùng

các thầy cô giáo, cán bộ trong bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ trong đồ án tốt nghiệp này

Hà Nội, tháng 10 năm 2014

Sinh viênDương Hoài Linh

Mục lục

CHƯƠNG 1 7

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, CHỌN 7

PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 7

1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 7

1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 7

1.3 CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY ` 12

CHƯƠNG 2 18

TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 18

A PHƯƠNG ÁN 1 18

2.1.a Phân bố công suất cho máy biến áp 18

2.1.b Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây 19

2.1.c Máy biến áp liên lạc 19

2.1.d Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây 20

2.2.e Kiểm tra quá tải của các máy biến áp 22

2.2.f Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp 26

B.PHƯƠNG ÁN 3 28

2.2.a Phân bố công suất cho máy biến áp 28

2.2.b Máy biến áp liên lạc 29

2.2.c Chọn máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MFĐ-MBA hai cuộn dây 29

2.2.d Máy biến áp liên lạc 30

2.2.e Kiểm tra quá tải của các máy biến áp 31

2.2.f Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp 32

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN KINH TẾ - KĨ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 34

3.1 CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT BỊ 34

3.2 TÍNH TOÁN KINH TẾ KĨ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 37

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN DÕNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 42

CHỌN LOẠI VÀ CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC CỦA MBA 42

LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ: 43

1 Máy phát điện 43

2 Đường dây: 44

3 Máy biến áp 44

4 Hệ thống: 45

TÍNH DÕNG NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM 45

PHƯƠNG ÁN 2 45

Đối với điểm ngắn mạch N1 45

Đối với điểm ngắn mạch N2 49

Đối với điểm ngắn mạch N3 52

Đối với điểm ngắn mạch N3’: 55

Đối với điểm ngắn mạch N4 56

TÍNH TOÁN DÕNG NGẮN MẠCH XUNG KÍCH 56

CHƯƠNG 5 : CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 57

5.1 DÕNG ĐIỆN LÀM VIỆC VÀ DÕNG ĐIỆN CƯỠNG BỨC 57

Các mạch phía 220 kV 57

Các mạch phía 110 kV 58

Mạch máy phát 58

5.2 CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY 59

1 Chọn máy cắt 59

2 Chọn dao cách ly : 60

5.3 CHỌN THANH GÓP CỨNG ĐẦU CỰC MÁY PHÁT 60

1 Chọn thanh góp cứng 60

2 Chọn dây dẫn và thanh góp mềm phía điện áp cao và trung 64

5.3 CHỌN CÁP VÀ KHÁNG ĐƯỜNG DÂY CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG 69

1 Chọn tiết diện của cáp đường dây phụ tải địa phương 69

2 Chọn kháng đường dây phụ tải 72

3 Chọn máy cắt hợp bộ địa phương 73

5.4 CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG 74

1 Cấp điện áp 220 kV 74

2 Cấp điện áp 110 kV 75

3 Mạch máy phát 10.5 kV 76

5.5 CHỌN CHỐNG SÉT VAN (CSV) 80

CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 82

CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN VÀ CÁC THIẾT BỊ TỰ DÙNG 82

6.1 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TỰ DÙNG 82

6.2 Chọn máy biến áp tự dùng 83

a/ chọn máy biến áp tự dùng 83

6.3 Chọn khí cụ điện tự dùng 83

a/ Chọn máy cắt trước máy biến áp tự dùng 83

b/ Chọn aptomat cho mạch tự dùng hạ áp 83

b/ Chọn aptomat cho mạch tự dùng hạ áp 84

KẾT LUẬN PHẦN I 85

PHẦN II: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH 86

TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 86

TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 87

1.1 Tính toán ổn định tĩnh 87

1 1 1 ập sơ đ th y thế 87

.1.2 Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản 91

1 1 4 Xác định hệ số dự trữ 102

1.2 Tính toán ổn định động 102

1.2.1 Lập đặc tính công suất cho các chế độ: 103

1.3 Xác định góc cắt tới hạn 108

1 3 1 Xác định miền cắt giới hạn 108

1 3 2 Tính góc cắt giới hạn 109

KẾT LUẬN 114

KẾT LUẬN CHUNG 114

Nhận xét của thầy cô giáo

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, CHỌN

PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY

1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN

-Theo nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy thủy điện có công suất 320 MW, gồm 4

tổ máy 4x80 MW, theo bảng 1.2 trang 113 sách Thiết kế Phần điện nhà máy điện và

Trạm biến áp – PGS.TS Phạm Văn Hòa, ta chọn máy phát điện kiểu CB-1070/145-52 có

thông số như sau:

Loại MF

đm S

(MVA)

đm P

(MW)

cosđm Uđm

(kV)

đm I

Bảng 1.0.1: Thông số kĩ thuật củ máy phát điện

1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

- Dựa vào các số liệu đã cho để tính toán công suất phát toàn nhà máy, phụ tải tự

dùng, phụ tải các cấp điện áp và công suất phát về hệ thống:

1.2.1 Công suất phát toàn nhà máy

- Công suất phát tổng:

dmF dmF dmF

1.2.2 Công suất tự dùng nhà máy

- Đối với nhà máy thủy điện thì phần tự dùng chiếm khá nhỏ 0,8-1,5% công suất định mức máy phát, xem công suất tự dùng cho nhà máy thủy điện không đổi theo thời gian và đƣợc xác định theo công thức:

1.2.3 Công suất phụ tải các cấp điện áp

- Công suất phụ tải các cấp điện áp tại từng thời điểm đƣợc xác định:

ax 0

cos

m P

P : công suất cực đại của phụ tải, MW

cos : hệ số công suất của máy phát điện, cos = 0,85

0 ( )

P t : phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t

- Theo (1.2) thì tương tự ta cũng sẽ tính được công suất phụ tải cấp điện áp trung tại

từng thời điểm như sau:

- Theo (1.2) thì tương tự ta cũng sẽ tính được công suất phụ tải cấp điện áp cao tại

từng thời điểm như sau:

S = 9,64 MVA và min

UF

S = 8,67 MVA + Phụ tải cấp điện áp trung 110kV gồm 1 lộ kép x 80MW

ax UT

m

S = 95,24 MVA và min

UT

S = 85,71 MVA + Phụ tải cấp điện áp cao 220kV gồm 1 lộ đơn x 70MW

ax UT

m

S = 82,35 MVA và min

UT

S = 74,12 MVA + Công suất phát về hệ thống ( nối với thanh góp 110kV):

Mùa mƣa:

ax VHT

m

S = 151,49 MVA và min

VHT

S = 132,77 MVA Mùa khô:

ax VHT

m

S = 87,49 MVA và min

VHT

S = 68,77 MVA

Ta có sơ đồ phụ tải của nhà máy vào mùa mƣa:

Hình 1 1: Đ thị phụ tải tổng toàn nhà máy vào mù mư

Ta có sơ đồ phụ tải của nhà máy vào mùa khô:

0-5 5-8 8-10 10-14 14-17 17-20 20-22 22-24

4 9,64

Suf Sut Suc Svht

20 100 200

300 320 S(MVA)

Hình 1 2: Đ thị phụ tải tổng toàn nhà máy vào mù khô

1.3 CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY `

1.3.1 Cơ sở đề xuất phương án nối dây

+ Sơ đồ nối điện chính :

Thiết bị, MFĐ, MBA, được nối với nhau theo một sơ đồ nhất định gọi là sơ đồ nối điện chính

Sơ đồ nối điện phụ thuộc vào số nguồn, số phụ tải, công suất nguồn, công suất phụ tải,phụ thuộc vào tính chất hộ tiêu thụ, phụ thuộc vào khả năng đầu tư

Sơ đồ phải thỏa mãn điều kiện :

+ Về kỹ thuật :

- Đảm bảo an toàn cung cấp điện theo yêu cầu

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

+ Về kinh tế :

- Vốn đầu tư ít

- Dễ vận hành, thay thế, lắp đặt, sửa chữa

- Sự linh hoạt trong vận hành (vận hành theo nhiều phương pháp)

- Có khả năng phát triển về sau

0-5 5-8 8-10 10-14 14-17 17-20 20-22 22-24

4 9,64

Std

Suf Sut Suc Svht

20 100 200 300 256

Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện Các phương án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ và phải khác nhau về cách ghép nối máy biến áp với các cấp điện áp, về

số lượng và dung lượng của máy biến áp, về số lượng máy phát điện nối vào thanh góp điện áp máy phát, số máy phát điện ghép bộ với máy biến áp v.v

- Công suất mỗi bộ máy phát điện - máy biến áp không lớn hơn dự trữ quay của hệ thống

- Phụ tải điện áp máy phát lấy rẽ nhánh từ các bộ máy phát – máy biến áp với công suất không quá 15 % công suất bộ

- Kh«ng nèi bộ hai máy phát với một máy biến áp vì công suất của một bộ như vậy sẽ lớn hơn dự trữ quay của hệ thống

- Cả phía cao và trung áp đều có trung tính trực tiếp nối đất nên ta sử dụng máy biến áp

C T C

U

Sử dụng máy biến áp 3 cuộn dây làm lien lạc

=

=0,8574<1 và

=

=0,9524 < 1

Do đó ta chỉ nên ghép 0 hoặc 1 bộ MF-MBA vào bên trung

d Có:S dpHT 100MVA, SdmF  100 MVA Xét thấy:

2.S dmF 2.100 200 MVA S dpHT 100MVA

nên không thể ghép chung hai máy phát với một máy biến áp

1.3.2 Đề xuất phương án nối dây

a Phương án 1

- Phương án này dùng 2 máy biến áp 3 cuộn dây làm MBA liên lạc và được đặt ở phía cao áp, có 1 bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây được đặt bên cao áp và 1 bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây được đặt bên trung áp

+ Khi sự cố ở 1 mba liên lạc thì không những mất công suất của máy phát nối vào nó,

mà việc truyền tải công suất giữa bên trung vào cao sẽ bị hạn chế

- Phương án này dùng 2 máy biến áp 3 cuộn dây làm MBA liên lạc và được đặt ở phía cao áp, có 3 bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây được đặt bên cao áp và 1 bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây được đặt bên trung áp

- Đặc điểm:

+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

+ Không bị hạn chế công suất khi bị sự cố ở máy biến áp liên lạc bên trung áp do không có máy phát nối vào máy biến áp 3 cuộn dây nên ko làm mất công suất máy phát + Tuy nhiên sẽ tốn nhiều chi phí lắp đặt

c Phương án 3

- Phương án này dùng 2 bộ MPĐ-MBA 3 cuộn dây làm liên lạc và được đặt ở phía cao áp làm nhiệm vụ liên lạc sang bên trung áp, có 2 bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây được đặt bên cao áp Bên trung áp sẽ ko có bộ MPĐ-MBA nào

- Đặc điểm:

+ Vẫn đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

+ Tổn thất công suất nhỏ

+ Khi sự cố ở 1 mba liên lạc thì không những mất công suất của máy phát nối vào nó,

mà việc truyền tải công suất giữa bên trung vào cao sẽ bị hạn chế

+ Tuy nhiên sẽ tốn nhiều chi phí lắp đặt do có 2 MBA liên lạc đặt ở bên cao áp

- Phương án này dùng 2 MBA 3 cuộn dây làm liên lạc và được đặt ở phía cao áp làm nhiệm vụ liên lạc sang bên trung áp, cả bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây đều được đặt bên cao

áp Bên trung áp sẽ ko có bộ MPĐ-MBA nào

- Đặc điểm:

+ Vẫn đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

+ Không bị hạn chế công suất khi bị sự cố ở máy biến áp liên lạc bên trung áp do không có máy phát nối vào máy biến áp 3 cuộn dây nên ko làm mất công suất máy phát + Tuy nhiên sẽ tốn nhiều chi phí lắp đặt do có 2 MBA liên lạc đặt ở bên cao áp và 4 MBA 2 cuộn dây

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

A PHƯƠNG ÁN 1

2.1.a.Phân bố công suất cho máy biến áp

Hình 2 1: Phân bố công suất cho MBA ở phương án 1

2.1.b Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây

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

2 1.c.Máy biến áp liên lạc

- Sau khi phân bố công suất cho máy biến áp 2 cuộn dây trong bộ MPĐ-MBA 2 cuộn

dây, phần công suất còn lại do máy biến áp liên lạc đảm nhiệm và xác định nhƣ sau:

S t - công suất phát về hệ thống tại thời điểm t

- Kết quả trong bảng sau:

Bảng 2 1: Phân bố công suất cho các phía của máy biến áp 3 cuộn day

- Dấu (+) chứng tỏ công suất truyền theo chiều quy ước

2.1.d Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây

- Loại máy biến áp: không có điều chỉnh dưới tải

- Điều kiện chọn công suất định mức:

- Máy biến áp được chọn ( theo bảng 2.5 sách Thiết kế phần điện NMĐ và TBA

PGS.TS Phạm Văn Hòa) có thông số như sau:

UHđm (kV)

P0 (kW)

PN (kW)

B4 110 TPДЦH 125 115 10.5 100 400 10,5 0,5

Bảng 2 2: Thông số kĩ thuật của máy biến áp B1 và B4

1 Máy biến áp liên lạc

a) Loại máy biến áp tự ngẫu có điều chỉnh dưới tải

Sau khi phân bố công suất cho máy biến áp 2 cuộn dây trong bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây phần công suất còn lại do máy biến áp liên lạc đảm nhận và đƣợc xác định nhƣ sau:

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

SPT(t), SPC(t), SPH(t): Công suất các phía trung,cao,hạ MBA tại thời điểm t,MVA

SVHT(t): 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 áp liên lạc nhƣ sau

Bảng 2 3: Bảng phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp liên lạc

Điều này dễ hiểu bởi tất cả các phía của MBA mang tải không bằng phẳng, nên có nhu cầu điều chỉnh điện áp tất cả các phía.Nếu dùng TĐK chỉ điều chỉnh được phía hạ, nên cần có kết hợp với điều chỉnh dưới tải của MBA liên lạc thì mới điều chỉnh điện áp được tất cả các phía

Công thức xác định công suất máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 như sau:

Tra ‘‘Bảng 2.6 Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp PGS.TS Phạm Văn

Hòa&Th.s Phạm Ngọc Hùng’’,ta chọnATДЦTH là máy biến áp tự ngẫu B1 và B2:

2.2.e Kiểm tra quá tải của các máy biến áp

a Máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây

Do các máy đƣợc chọn có công suất lớn hơn công suất định mức của MPĐ Đồng thời

ta luôn cho 2 bộ này làm việc với phụ tải bằng phẳng nhƣ đã chọn ở phần trên, nên ta không cần kiểm tra quá tải MBA B3, B4

b Máy biến áp liên lạc

+ Hỏng 1 bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây vào thời điểm phụ tải trung cực đại

151, 49( )

UT VHT

Hình 2 2: Phân bố công suất khi bị sự cố máy biến áp bên trung

Công suất được truyền từ hạ lên cao và lên trung , trường hợp này cuộn hạ mang tải nặng nề nhất, tức là:

max SC thua PH

S S = 93,18(MVA)

SC PH

S = 93,18 MVA ≤ SC

qt

K α.SđmTN = 1,4.0,5.250 = 175 (MVA) (thỏa mãn)

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

Sthiếu=SVHTUTmaxS UC UTmax(S boB42.S PC SC)

= 82,35 (MVA),

ax

UTm VHT S

= 132,77 (MVA) Điều kiện kiểm tra quá tải nhằm cấp đủ công suất cho phụ tải phía trung:

qt TN m b0B3

K .S đ  S  max

UT S

Hình 2 3: Phân bố công suất khi bị sự cố máy biến áp liên lạc bên c o áp

Công suất được truyền từ hạ lên cao và từ trung về , trường hợp này cuộn cao mang tải nặng nề nhất, tức là:

max SC thua PC

SC PH

S = 93,12 MVA ≤ SC

qt

K α.SđmTN = 1,4.0,5.250 = 175 (MVA) (thỏa mãn)

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

Sthiếu =SVHTUTmaxS UC UTmax(S UT PCmaxS boB1) = 132,77+ 82,35 – (75,56 + 99)

= 40,56 MVA < SDP= 200(MVA) (thỏa mãn)

Hệ thống bù đủ công suất thiếu

+ Đối với trường hợp sự cố khi UT min không cần sét đến bởi vì khi đấu 1 MFĐ vào phía 110kv lượng công suất phát khi UTmax luôn thiếu.Nên khi UTmin lượng công suất không thể thừa để truyền ngược lại phía cao được

2.2.f Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp

a Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây

Do MBA mang tải bằng phẳng trong cả năm nên tổn thất điện năng được xác định theo công thức:

2

0 bo .8760

N đmB

Po : Tổn thất công suất không tải trong máy biến áp, MW

PN: Tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp, MW

SđmB: Công suất định mức của máy biến áp, MVA

Sbộ: Công suất truyền tài qua máy biến áp bộ MPĐ-MBA, MVA

Theo công thức (3.0) ta tính được tổn thất điện năng trong MBA như sau:

b Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu TN1,TN2

Do MBA mang tải theo đồ thị phụ tải ngày đặc trưng cho toàn năm nên tổn thất điện năng được xác định theo công thức sau:

S , S , i T S i T: Công suất phụ tải phía cao,trung,hạ của MBA tự ngẫu tại thời điểm t,MVA

ti : Khoảng thời gian tính theo giờ của từng thời điểm trong ngày,h

Vậy tổng tổn thất điện năng của phương án 2 là:

A = AB3+AB4+2.ATN = 2587,36 + 3538,57 +2.1773,73= 9673,39( MWh)

B.Phương án 3

Hình 2 2: Phân bố công suất phương án 3

+ Chọn máy biến áp

2.2.a Phân bố công suất cho máy biến áp

Máy biến áp h i cuộn dây trong sơ đ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây

Với các bộ MPĐ-MBA vận hành với phụ tải bằng phẳng, tức là cho phát hết công suất từ

0 – 24 (h) lên thanh góp Khi đó công suất tải qua máy biến áp của mỗi bộ được tính như sau:

max

1

Sbo : công suất tải qua MBA của mỗi bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây (MVA)

SđmF: công suất phát định mức của tổ máy (MVA)

STDmax: công suất tự dùng max của nhà máy (MVA)

2.2.b Máy biến áp liên lạc

Sau khi phân bố công suất cho máy biến áp 2 cuộn dây trong bộ MPĐ-MBA 2 cuộn

dây phần công suất còn lại do máy biến áp liên lạc đảm nhận và được xác định như sau:

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

SPT(t),SPC(t),SPH(t): Công suất các phía trung,cao,hạ MBA tại thời điểm t, MVA

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

Áp dụng công thức (2.8) ta có bảng phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp liên lạc như sau:

Bảng 2 5: Bảng phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp liên lạc

2.2.cChọn máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MFĐ-MBA hai cuộn dây

a) Loại máy biến áp hai cuộn dây không có điều chỉnh dưới tải

MBA này mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía hạ

Như vây,chỉ cần điều chỉnh điện áp phía cao áp và được điều chỉnh trực tiếp bằng

tự động điều chỉnh kích từ (TDK) của máy phát

b) Công suất định mức

Công suất định mức của máy biến áp được xác định theo công thức sau:

max

1

SđmB: Công suất định mức máy biến áp, MVA

SđmF: Công suất định mức máy phát, MVA

(kV)

UHđm (kV)

P0 (kW)

PN (kW)

B1,B2 220 ATДЦTH 125 230 11 75 290 31 0,6

Bảng 2 6: Máy biến áp 2 cuộn dây

2.2.d Máy biến áp liên lạc

a) Loại máy biến áp tự ngẫu có điều chỉnh dưới tải

Điều này dễ hiểu bởi tất cả các phía của MBA mang tải không bằng phẳng, nên có nhu cầu điều chỉnh điện áp tất cả các phía.Nếu dùng TĐK chỉ điều chỉnh được phía hạ, nên cần có kết hợp với điều chỉnh dưới tải của MBA liên lạc thì mới điều chỉnh điện áp được tất cả các phía

b) Công suất định mức

Công thức xác định công suất máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 như sau:

Tra ‘‘Bảng 2.6 Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp PGS.TS Phạm Văn

Hòa&Th.s Phạm Ngọc Hùng’’,ta chọnATДЦTH là máy biến áp tự ngẫu B3 và B4:

Bảng 2 7: Thông số MBA tự ngẫu

2.2.e Kiểm tra quá tải của các máy biến áp

a Máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây

Do các máy đƣợc chọn có công suất lớn hơn công suất định mức của MPĐ Đồng thời

ta luôn cho 2 bộ này làm việc với phụ tải bằng phẳng nhƣ đã chọn ở phần trên, nên ta không cần kiểm tra quá tải MBA B1, B2

b Máy biến áp liên lạc

+ Sự cố: Hỏng một máy biến áp liên lạc (TN1) tại phụ tải trung cực đại

S = 4(MVA)

ax

UTm

ĐP

S = 9,64(MVA), S UC UTmax= 82,35 (MVA), S VHT UTmax= 132,77 (MVA)

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

SC

qt TN m b0B1 b0B2

K .S đ  S S  max

UT S

Hình 2 4: Phân bố công suất khi bị sự cố máy biến áp liên lạc bên c o

Công suất được truyền từ hạ lên cao và lên trung , trường hợp này cuộn cao mang tải nặng nề nhất, tức là:

max SC thua PC

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

Sthiếu =SVHTUTmaxS UC UTmax(S UT PCmaxS boB3) = 132,77 + 82,35 – (107,56 + 99)

= 8,56MVA < SDP= 200(MVA) (thỏa mãn)

Hệ thống bù đủ công suất thiếu

2.2.f Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp

a Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây

Do MBA mang tải bằng phẳng trong cả năm nên tổn thất điện năng được xác định theo công thức:

2

0 bo .8760

N đmB

89,36MVA

Po : Tổn thất công suất không tải trong máy biến áp, MW

PN: Tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp, MW

SđmB: Công suất định mức của máy biến áp, MVA

Sbộ: Công suất truyền tài qua máy biến áp bộ MPĐ-MBA, MVA

Theo công thức (3.0) ta tính đƣợc tổn thất điện năng trong MBA nhƣ sau:

b Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu TN1,TN2

Do MBA mang tải theo đồ thị phụ tải ngày đặc trƣng cho toàn năm nên tổn thất điện năng đƣợc xác định theo công thức sau:

S , S , i T S i T: Công suất phụ tải phía cao,trung,hạ của MBA tự ngẫu tại thời điểm t,MVA

ti : Khoảng thời gian tính theo giờ của từng thời điểm trong ngày,h

Dựa vào bảng 2.2.b phân bố công suất MBA ta có:

 2

Vậy tổng tổn thất điện năng của phương án 2 là:

3.1 CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT BỊ

PHƯƠNG ÁN 1 :

1 Cấp điện áp cao 220kV :

- Có 3 lộ đến từ hai máy biến áp tự ngẫu và và một máy biến áp bộ

- Có 4 lộ ra gồm : một đường dây kép nối với hệ thống và một đường dây đơn cấp điện cho phụ tải phía cao áp

Như vậy ta chọn sơ đồ cho phía điện áp cao là : sơ đồ hệ thống hai thanh góp

2 Cấp điện áp trung 110 kV :

- Có 3 lộ vào từ hai máy biến áp tự ngẫu và 1 máy biến áp bộ

- Có 2 lộ ra gồm : một đường dây kép cấp điện cho phụ tải phía trung áp

Như vậy ta chọn sơ đồ cho phía điện áp cao là : sơ đồ hệ thống hai thanh góp

PHƯƠNG ÁN 3 :

1 Cấp điện áp cao 220kV :

- Có 4 lộ đến từ hai máy biến áp tự ngẫu và hai máy biến áp bộ

- Có 4 lộ ra gồm : một đường dây kép nối với hệ thống và một đường dâykép cấp điện cho phụ tải phía cao áp

Như vậy ta chọn sơ đồ cho phía điện áp cao là : sơ đồ hệ thống hai thanh góp

2 Cấp điện áp trung 110 kV :

- Có 2 lộ vào từ hai máy biến áp tự ngẫu

- Có 2 lộ ra gồm : một đường kép đơn cấp điện cho phụ tải phía trung áp

Như vậy ta chọn sơ đồ cho phía điện áp cao là : sơ đồ hệ thống hai thanh góp

Từ đó ta có sơ đồ thiết bị phân phối như sau:

PHƯƠNG ÁN 1:

Hình 3 1: Sơ đ thiết bị phân phối phương án 1

PHƯƠNG ÁN 3 :

Hình 3 2: Sơ đ thiết bị phân phối phương án 3

3.2 TÍNH TOÁN KINH TẾ KĨ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Để tính toán kinh tế - kĩ thuật cho một phương án ta cần tính đên vốn đầu tư và phí tổn vận hành hàng năm Khi so sánh các phương án để có đầy đủ cơ sở thuyết phục phương án là phương án tối ưu ta cần so sánh phương án nào có chỉ tiêu kinh tế cao hơn

Về mặt cơ sở lý luận, để luận chứng kinh tế các phương án ta xét một cách đơn giản nhất nghĩa là ta chỉ xét các phần tử khac nhau trong 2 phương án, cụ thể là MBA và máy cắt Trong đó phương án nào có chi phí tính toán thấp nhất thì sẽ kinh tế nhất

Như vậy chỉ tiêu kinh tế cơ bản cần xét là vốn đầu tư và phí tổn vận hành hằng năm được xác định như sau:

Vốn đầu tư

Vốn đầu tư của các phương án được xác định theo công thức sau:

V = VB + VTBPP Trong đó : V : là vốn đầu tư

VB : là tiền mua máy biến áp

MBA 2 cuộn dây MBA tự ngẫu

MBA 2

cuộn dây

Udm cuộn cao áp MBA(kV) 220 220 110

VB = KB.Vb trong đó : KB : là hệ số tính đến chuyên trở và lắp đăt

Vb : là giá tiền của một MBA

VTBPP : Vốn đầu tư xây dựng thiết bị mạch phân phối

Trong đó: ni : là số mạch của thiết bị phân phối ứng với cấp điện áp thứ i

VTBPP1, VTBPP2 : giá thành mỗi mạch của thiết bị cấp điện áp i

PHƯƠNG ÁN 1 :

Vốn đầu tư cho phương án 1:

a) Vốn đầu tư cho máy biến áp: V I.B

MBA B1 là máy biến áp công suất định mức 125 MVA cấp điện áp cao 220 kV có giá thành là:

VB1= 1,4×162×103×60×103 = 13,608.109 (đồng) MBA B4 là máy biến áp công suất định mức 80 MVA cấp điện áp cao 110 kV có giá thành là:

VB4 = 1,5×104×103×60×103 = 9,360.109 (đồng)

MBA B2, B3 là MBATN công suất định mức 160 MVA cấp điện áp cao 220 kV có giá thành là:

VB2= VB3= 1,4×228×103×60×103 = 19,152.109 (đồng) Như vậy : VI.B = (13,608 + 2×19,152 + 9,360).109 = 61,272.109 (đồng)

b) Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối : V I.TBPP

- Phía 220 kV có 8 mạch máy cắt giá mỗi mạch là : 4.2.109 (đồng/mạch)

- Phía 110 kV có 6mạch máy cắt giá mỗi mạch là : 1,8.109 (đồng/mạch)

- Phía 10,5 kV có 2 mạch máy cắt giá mỗi mạch là : 0,9.109 (đồng/mạch)

Vốn đầu tư cho phương án 4 :

a) Vốn đầu tư cho máy biến áp: V II.B

MBA B1, B2 là máy biến áp công suất định mức 125 MVA cấp điện áp cao 220 kV có giá thành là:

VB1=VB2 = 1,4×162×103×60×103 = 13,608.109 (đồng) MBA B2, B3 là MBATN công suất định mức 250 MVA cấp điện áp cao 220 kV có giá thành là:

VB4= VB3= 1,4×228×103×60×103 = 19,152.109 (đồng) Như vậy : VIV.B = (2×13,608 + 2×19,152).109 = 65,520.109 (đồng)

b) Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối : V II.TBPP

- Phía 220 kV có 9 mạch máy cắt giá mỗi mạch là : 4,2.109 (đồng/mạch)

- Phía 110 kV có 5 mạch máy cắt giá mỗi mạch là : 1,8.109 (đồng/mạch)

- Phía 10,5 kV có 2 mạch máy cắt giá mỗi mạch là : 0,9.109 (đồng/mạch)

P 

Ở đây: V- vốn đầu tư, đ ;

a%- định mức khấu hao phần trăm (xem bảng 4.2)

P2- chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong máy biến áp, đ/năm;

A

P2   

Ở đây:  - giá thành trung bình điện năng trong HTĐ, đ/kWh ;

A- tổn thất điện năng hàng năm trong MBA, kWh

P3,P4 Tiền chi phí để sửa chữa thường xuyên và lương cán bộ công nhân viên : có thể bỏ qua

Như vậy chi phí vận hành hàng năm được xác định theo công thức sau:

P = a%.V + β ΔA Trong đó: a% : định mức khấu hao phần = 8.4%

V : vốn đầu tư, (đồng)