Đồ án tốt nghiệp nguyễn văn linh

Công suất phụ tải tự dùng Công suất tự dùng của nhà máy NMĐ phụ thuộc vào nhiều yếu tố dạng nhiên liệu, loại tuabin, công suất phát của nhà máy… và theo đề bài thì chiếm 6,5% tổng công

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Năng lượng, theo cách nhìn tổng quát là rất rộng lớn, là vô tận Tuy nhiên, nguồn năng lượng mà con người có thể khai thác phổ biến hiện nay đang càng trở nên khan hiếm và trở thành một vấn đề lớn trên thế giới Đó là bởi vì để có năng lượng dùng ở các hộ tiêu thụ, năng lượng sơ cấp phải trải qua nhiều công đoạn như: khai thác, chế biến, vận chuyển và phân phối Các công đoạn này đòi hỏi nhiểu chi phí

về tài chính, kỹ thuật và các ràng buộc xã hội Hiệu suất các công đoạn kể từ nguồn năng lượng sơ cấp đến năng lượng cuối nói chung là thấp Vì vậy, đề ra lựa chọn và thực hiện các phương pháp biến đổi năng lượng từ nguồn năng lượng sơ cấp đến năng lượng cuối cùng để đạt hiệu quả kinh tế cao nhất là một nhu cầu và cũng là nhiệm vụ của con người

Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện và tính toán chế độ vận hành tối ưu của nhà máy điện không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự củng

cố khá toàn diện về mặt kiên thức đối với mỗi sinh viên khoa hệ thống điện trước khi thâm nhập vào thực tế

Với yêu cầu như vậy, đồ án môn học được hoàn thành gồm: bản thuyết minh kèm theo các bản vẽ nhà máy nhiệt điện

Sau khi kết thúc bốn năm học của ngành hệ thống điện, em được giao nhiệm

vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp gồm 2 phần:

Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy Nhiệt Điện

Phần 2: Thiết kế trạm hạ áp 22/0,4 kV – công suất 240 kVA

Về sơ lược em cũng hiểu biết được sâu hơn kiến thức về phần điện trong nhà máy nhiệt điện hiện nay Đó cũng là sự trang bị kiến thức rất hữu ích cho công việc của em sau khi ra trường

Hà nội, ngày 08 tháng 01 năm 2015 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Linh

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

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

giáo Th.s Nguyễn Thị Thu Hiền 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 bầy tỏ lòng biết ơn các thầy cô đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ em trong những năm học vừa qua

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

….…

Trang 4

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

PHẦN 1 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT,CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 2

1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 2

1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 2

1.2.1 Công suất phát toàn nhà máy 2

1.2.2 Công suất phụ tải tự dùng 3

1.2.3 Công suất phụ tải các cấp điện áp 3

1.2.4 Công suất phát về hệ thống 5

1.3 ĐỂ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 8

1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất các phương án nối dây 8

1.3.2 Đề xuất các phương án nối dây 8

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 12

A.PHƯƠNG ÁN 1 12

2.1.A CHỌN MÁY BIẾN ÁP 12

I PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP 12

II.CHỌN LOẠI VÀ CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIẾN ÁP 13

III Kiểm tra quá tải của các MBA 14

2.2.A.TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 17

B.PHƯƠNG ÁN 2 19

2.1.B CHỌN MÁY BIẾN ÁP 19

I PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP 19

II.CHỌN LOẠI VÀ CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIẾN ÁP 20

III Kiểm tra quá tải của các MBA 22

2.2.A.TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 24

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN KINH TẾ -KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 27

3.1 CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI 27

I PHƯƠNG ÁN 1: Hình 3.1 27

II PHƯƠNG ÁN 2: Hình 3.2 27

3.2 TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 28

I LÝ THUYẾT CHUNG 28

II TÍNH CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 30

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 33

4.1 CHỌN ĐIỂM NGẮN MẠCH 33

4.2 LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ 34

Trang 6

I Chọn các đại lượng cơ bản 34

II Tính điện kháng của các phần tử 34

4.3 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM 37

CHƯƠNG V CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 43

5.1 DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC VÀ DÒNG ĐIỆN CƯỠNG BỨC 43

1 Cấp điện áp cao 220 kV 43

2 Cấp điện áp trung 110 kV 43

3 Cấp điện áp máy phát 10,5 kV 44

5.2 CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY 45

1 Chọn máy cắt điện 45

2 Chọn dao cách ly 46

5.3 CHỌN THANH CỨNG ĐẦU CỰC MÁY PHÁT 47

1 Chọn loại và tiết diện thanh góp cứng 47

2 Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch 48

3 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng 49

4 Chọn sứ đỡ 49

5.4 CHỌN THANH GÓP, THANH DẪN MỀM 51

1 Chọn tiết diện 51

2.Kiểm tra ổn định nhiệt 52

3 Kiểm tra điều kiện vầng quang 52

5.5 CHỌN CÁP VÀ KHÁNG ĐIỆN ĐƯỜNG 56

1 Chọn cáp cho phụ tải địa phương 56

2 Chọn kháng điện đường dây cho phụ tải địa phương 58

5.6 CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG 63

1 Chọn máy biến áp BU 63

2 Chọn máy biến dòng BI 65

5.7 Chọn chống sét van (CSV) 67

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN ĐIỆN TỰ DÙNG 69

6.1 SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN TỰ DÙNG 69

6.2 CHỌN MÁY BIẾN ÁP 70

6.3 CHỌN MÁY CẮT VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN 72

PHẦN II : THIẾT KẾ TRẠM HẠ ÁP CUNG CẤP CHO MỘT KHU DÂN CƯ NÔNG THÔN TỔNG CÔNG SUẤT ĐẶT 120 KW – 10/0,4kV 75

CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 76

1.1.Xác định phụ tải tính toán 76

1.2.Chọn máy biến áp 76

1.3.Chọn kiểu trạm biến áp 76

CHƯƠNG II SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ CHỌN CÁC THIẾT BỊ KHÍ CỤ ĐIỆN 77

2.1 Sơ đồ nối điện 77

Trang 7

2.1.1.Sơ đồ nối điện 77

2.1.2.Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp treo 160-10/0,4kV: 77

2.1.3.Sơ đồ đấu dây trạm biến áp treo 10/0,4 kV 78

2.2 Chọn thiết bị điện cao áp 79

2.2.1.Chọn dây dẫn từ đường trục đi vào trạm 79

2.2.2 Chọn cầu dao phụ tải 79

2.2.3.Chọn cầu chì tự rơi 80

2.2.4.Chống sét van 80

2.2.5.Chọn sứ cao thế 81

2.2.6.Chọn thanh dẫn xuống máy biến áp 81

2.3 Chọn thiết bị điện hạ áp 82

2.3.1.Chọn cáp từ máy biến áp sang tủ phân phối 82

2.3.2.Chọn tủ phân phối 82

2.3.3.Thanh cái hạ áp 83

2.3.4.Chọn Áptomát tổng 83

2.3.5.Chọn Aptomat nhánh 83

2.3.6.Chọn máy biến dòng 84

2.3.7.Chọn chống sét van hạ thế 84

2.3.8.Chọn thiết bị đo đếm điện năng 85

2.3.9.Chọn sứ hạ thế 85

2.3.10 Chọn cáp đầu ra của các nhánh 85

2.4 Tính ngắn mạch: 87

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 95

3.1 Tính toán nối đất cho trạm biến áp: 95

KẾT LUẬN CHUNG 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

Trang 8

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật máy phát điện loại TB-63-2 2

Bảng 1.2:Công suất phát toàn nhà máy tại các thời điểm 2

Bảng 1.3: Công suất tự dùng của nhà máy tại các thời điểm 3

Bảng 1.4 Công suất phụ tải địa phương tại các thời điểm 4

Bảng 1.5 Công suất phụ tải điện áp trung tại các thời điểm 4

Bảng 1.6 Công suất phụ tải điện áp cao tại các thời điểm 5

Bảng 1.7.Bảng tổng hợp phụ tải các cấp điện áp 6

Bảng 2.1 Bảng phân bố công suất cho các MBA liên lạc 13

Bảng 2.2 Thông số kĩ thuật máy biến áp B3,B4 14

Bảng 2.3 Thông số kĩ thuật máy biến áp tự ngẫu 14

Bảng 2.4 Bảng phân bố công suất cho các MBA liên lạc 20

Bảng 2.5 Thông số kĩ thuật máy biến áp B3,B4 21

Bảng 2.6 Thông số kĩ thuật máy biến áp tự ngẫu 22

Bảng 3.1.Bảng tổng kết về kinh tế hai phương án 32

Bảng 4.1 Bảng tổng kết tính toán ngắn mạch 42

Bảng 5.1.Bảng tổng kết dòng cưỡng bức 45

Bảng 5.2 Thông số các loại máy cắt 46

Bảng 5.3 Thông số các loại dao cách ly 46

Bảng 5.4.Thông số thanh dẫn hình máng 47

Bảng 5.5.Bảng thông số sứ 51

Bảng 5.6 Bảng thông số thanh góp mềm 52

Bảng 5.7 Bảng tính ngắn mạch tại N1 các thời điểm 53

Bảng 5.8 Bảng tính toán ngắn mạch tại N2 tại các thời điểm 54

Bảng 5.9 Bảng tổng hợp tính toán ngắn mạch tại các thời điểm 54

Bảng 5.11 Bảng thông số kháng điện 60

Bảng 5.12: Thông số máy cắt cho đường dây phụ tải địa phương 62

Bảng 5.13 Thông số máy biến điện áp cấp 220kV và 110kV 63

Bảng 5.14.Bảng phụ tải máy biến áp 63

Bảng 5.15.Bảng thông số máy biến điện áp cấp 10,5kV 64

Bảng 5.16.Bảng thông số máy biến dòng cấp 220kV và 110kV 65

Bảng 5.17.Bảng công suất tiêu thụ của các cuộn dây dòng 66

Bảng 6.1 Thông số máy biến áp tự dùng cấp 6,3 kV 71

Bảng 6.2 Bảng thông số máy biến áp dự phòng 71

Bảng 6.3 Bảng thông số máy biến áp tự dùng cấp 0,4 kV 71

Bảng 6.4 Bảng thông số máy cắt tự dùng cấp điện áp máy phát 72

Bảng 6.5 Bảng thông số máy cắt tự dùng cấp 6,3kV 73

Bảng 6.6 Bảng thông số áp tô mát M12 74

Bảng 1.1.Bảng thông số máy biến áp 76

Bảng 2.1 Thông số cầu dao phụ tải 80

Trang 9

Bảng 2.2 Thông số cầu chì tự rơi 80

Bảng 2.3 Thông số chống sét van 80

Bảng 2.4 Thông số sứ cao thế 81

Bảng 2.5.Thông số thanh dẫn 82

Bảng 2.6.Thông số cáp chọn 82

Bảng 2.7 Thông số thanh cái hạ áp 83

Bảng 2.8 Thông số Aptomat tổng 83

Bảng 2.9 Thông số Aptomat nhánh 84

Bảng 2.10 Thông số máy biến dòng điện 84

Bảng 2.11 Thông số chống sét van 84

Bảng 2.12 Thông số thiết bị đo đếm điện năng 85

Bảng 2.13 Thông số sứ hạ thế 85

Bảng 2.14 Thông số cáp chọn 86

Trang 10

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy 7

Hình 1.2 Sơ đồ đi dây phương án 1 9

Hình 1.3 Sơ đồ nối điện phương án 2 9

Hình 2.A.Sơ đồ đi dây phương án 1 12

Hình 2.1 Phân bố công suất MBATN sự cố 1 15

Hình 2.B Sơ đồ đi dây phương án 2 19

Hình 3.1.Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 1 27

Hình 3.2 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 2 28

Hình 4.1.Sơ đồ các điểm tính ngắn mạch 33

Hình 4.2 Sơ đồ thay thế toàn nhà máy 37

Hình 5.1.Hình dạng của thanh dẫn cứng hình máng 47

Hình 5.2.Sơ đồ chọn sứ 50

Hình 5.3 Sơ đồ phụ tải địa phương 59

Hình 5.4:Sơ đồ thay thế để chọn XK% 60

Hình 5.5 Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào biến điện áp và biến dòng điện mạch MPĐ 67

Hình 6.1 Sơ đồ nối điện tự dung nhà máy nhiệt điện 69

Hình 2.1.Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 77

Hình 2.4 Sơ đồ các điểm tính toán ngắn mạch 87

Hình 2.5 Mặt bằng bố trí tiếp địa 95

Trang 11

PHẦN 1 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Trang 12

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT,CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY

1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN

Căn cứ vào yêu cầu thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng hơi gồm 4 tổ máy,công

suất mỗi tổ máy phát là PđmF = 100MW.Tra „Bảng 1.2 - Phụ lục 1 - Thiết kế Phần

điện nhà máy điện và trạm biến áp của PGS.TS Phạm Văn Hòa và Th.S Phạm Ngọc Hùng‟, ta chọn máy phát điện loại TB-100-2 có các thông số sau:

Loại máy phát

Sđm MVA

X‟‟d X‟d Xd

TB-100-2 117,5 100 0,8 10,5 4,125 3000 0,146 0,22 1,691

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật máy phát điện loại TB-100-2

1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

1.2.1 Công suất phát toàn nhà máy

Nhà máy gồm 4 máy phát, mỗi máy có công suất định mức PFđm = 100 MW Công suất đặt của toàn nhà máy là:

Trang 13

Thời gian 0-6 6-8 8-12 12-14 14-18 18-20 20-22 22-24

Bảng 1.2:Công suất phát toàn nhà máy tại các thời điểm

1.2.2 Công suất phụ tải tự dùng

Công suất tự dùng của nhà máy NMĐ phụ thuộc vào nhiều yếu tố( dạng nhiên liệu, loại tuabin, công suất phát của nhà máy…) và theo đề bài thì chiếm 6,5% tổng công suất phát của toàn nhà máy(α=6,5%).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 Công suất phụ tải tự dùng đƣợc xác định theo công thức sau:

: Công suất tác dụng định mức của 1 tổ MF, PđmF=100(MW)

: Công suất biểu kiến định mức của 1 tổ MF, SđmF=117,5 (MVA)

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

: hệ số công suất phụ tải tự dùng Cos =0,85

Bảng 1.3: Công suất tự dùng của nhà máy tại các thời điểm

1.2.3 Công suất phụ tải các cấp điện áp

Công suất phụ tải ở các cấp điện áp đƣợc xác định theo công thức sau:

Trang 14

Trong đó:

S(t): Công suất phụ tải tại từng thời điểm,MVA

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

Pmax: Công suất tác dụng lớn nhất của phụ tải,MW

cos: Hệ số công suất phụ tải

Trang 15

Theo công thức (1.3) , tính cho khoảng thời gian từ t= 0-6 (h) , công suất của phụ tải cấp điện áp cao là:

100 os 100.0,85

max UC

Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại mọi thời điểm công suất phát bằng

công suất thu Công suất phát về hệ thống đƣợc xác định theo công thức tính toán

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

SNM(t):công suất phát toàn nhà máy tại thời điểm t,MVA

SUF(t):công suất máy phát tại thời điểm t,MVA

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

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

STD(t):công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t,MVA

Theo công thức (1.4) , tính cho khoảng thời gian từ t= 0-6 (h) , công suất phát về

Trang 16

Tính tương tự cho các khoảng thời điểm còn lại, ta có bảng biến thiên công suất sau:

- So với công suất hệ thống S HT = 4000 (MVA) thì nhà máy thiết kế chiếm 11,75%

công suất của hệ thống

- Công suất dự trữ của hệ thống: S DP 400(MVA)

- Công suất phát vào hệ thống: SVHTmax = 223,8 ( MVA) ,SVHT min = 152,52 (MVA)

Vậy:Nhà máy luôn phát công suất thừa về hệ thống,cung cấp đủ cho phụ tải các cấp

điện áp

Trang 17

6 8 12 14 18 20 22 24

SUF STD SUT

SUC SVHT S(MVA)

Trang 18

1.3 ĐỂ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY

1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất các phương án nối dây

Căn cứ vào bảng 1.7 ta đề xuất các phương án nối điện

Vậy không cần phải có thanh góp điện áp máy phát

b) Do các cấp điện áp 220 kV và 110 kV đều có trung tính nối đất trực tiếp,mặt

Vậy có thể ghép chung 2 máy phát với 1 máy biến áp được

1.3.2 Đề xuất các phương án nối dây

1.Phương án 1

Đặc điểm: Phương án này ta ghép 2 bộ MPĐ–MBA 2 cuộn dây ( F3-B3 và

F4-B4) cùng cấp điện lên phía thanh góp 110 kV để cung cấp điện cho phụ tải phía

trung áp Bên phía cao 220 kV ta sử dụng 2 MBA tự ngẫu B1, B2 để liên lạc giữa các cấp điện áp

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

- Số lượng chủng loại MBA ít, chỉ có 2 loại MBA, giá thành rẻ

- Thiết bị phân phối phía cao đơn giản, vận hành đơn giản linh hoạt,

- Đảm bảo lượng công suất phát thuận lợi cho nhu cầu phụ tải phía trung áp

110kV

Trang 19

- Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ bên trung có giá thành thấp hơn bên cao áp

- Bên phía trung áp, tổng công suất của 2 bộ máy phát lớn hơn công suất phụ tải phía trung Nhƣ vậy lƣợng công suất thừa ở bên trung sẽ lớn, khi đó lƣợng công

suất này tải sang bên phía thanh góp cao thông qua B1, B2, nó gây tổn thất công

suất 2 lần qua MBA , nhƣng do ta sử dụng 2 MBA tự ngẫu để liên lạc nên tổn thất công suất sẽ không đáng kể, có thể bỏ qua

Trang 20

Đặc điểm: Phương án ta chỉ dùng một bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây nối lên phía

trung áp Còn dùng 3 máy phát để cung cấp điện cho thanh cái phía cao áp 220 KV, trong đó có 1 bộ MPĐ-MBA (F3 – B3) phát điện lên thanh cái, để cung cấp thêm nguồn công suất phát về phía hệ thống và sử dụng 2 MBA (B1, B2) tự ngẫu để liên lạc giữa 3 cấp điện áp

- Bố trí tải và nguồn cân đối

- Bên thanh góp phía trung chỉ có một bộ MPĐ-MBA(F4-B4), ta thấy lượng công suất thừa và thiếu không đáng kể (khi đó tổn thất công suất nhỏ) và nhờ có

MBA liên lạc B1, B2 sẽ duy trì điều hòa cho bên phía trung

Hình 1.4 Sơ đồ đi dây phương án 3

Đặc điểm: Đối với phương án này ta dùng 2 bộ MPĐ-MBA (F3-B3 và F4-B4)

làm việc song song để cung cấp điện cho phụ tải bên điện áp trung Bên cao 220 KV

ta cũng dùng 2 bộ MPĐ-MBA (F1-B1 và F2-B2) làm việc song song Và để liên lạc giữa 3 cấp điện áp với nhau ta dùng 2 MBA tự ngẫu (TN1-TN2) liên lạc giữa hệ thống 2 thanh góp trung và cao, phía cuộn hạ thì cung cấp cho phụ tải điện áp MPĐ

và trích ra một phần cho dự phòng, tự dùng

- Sơ đồ bảo vệ làm việc tin cậy vẫn đảm bảo tính linh hoạt cho các trạng thái vận hành, vẫn đảm bảo cung cấp điện 1 cách liên tục

Trang 21

- Phương án này ta sử dụng nhiều loại chủng MBA, thiết bị phânphối bên phía

cao phức tạp nên vốn đầu tư cao

- Cách đấu nối phức tạp hơn, gây khó khăn cả về kĩ thuật lẫn vận hành,nhưng khi sự cố bên trung,thì máy biến áp tự ngẫu chịu tải qua cuộn dây trung lớn hơn so với công suất của nó

Hình 1.5 Sơ đồ đi dây phương án 4

Đặc điểm: Ta dùng 2 bộ MPĐ – MBA 2 dây quấn phát công suất lên thanh góp

cao áp 220kV, dùng 2 bộ máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, làm nhiệm vụ truyền tải công suất cho thanh góp trung áp 110kV

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

-Số lượng và chủng loại máy biến áp ít, vận hành linh hoạt đơn giản

- Giá thành máy biến áp 220kV cao hơn giá máy biến áp 110kV, nếu một máy

biến áp tự ngẫu hỏng thì máy còn lại làm việc trong tình trạng nặng nề, tổn thất công suất lớn do phải truyền tải công suất 2 lần

KẾT LUẬN: Qua 4 phương án đã được đưa ra ở trên ta có nhận xét rằng 2 phương

án 1 và 2 đơn giản và kinh tế hơn so với các phương án còn lại Hơn nữa, nó vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục; an toàn cho các phụ tải và thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật Do đó ta sẽ giữ lại phương án 1 và phương án 2 để tính toán kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện

Trang 22

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP A.PHƯƠNG ÁN 1

Hình 2.A.Sơ đồ đi dây phương án 1

2.1.A CHỌN MÁY BIẾN ÁP

I PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP

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

Với các bộ MPĐ-MBA vận hành với phụ tải bằng phẳng trong suốt 24h Khi đó công suất tải qua máy biến áp của mỗi bộ được tính như sau :

max

1

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

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

Trang 23

2 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 đƣợc xác định

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

SCT(t),SCC(t),SCH(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

Theo công thức (2.2) ta có bảng phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp

Bảng 2.1 Bảng phân bố công suất cho các MBA liên lạc

Dấu “ – ” thể hiện công suất truyền từ phía trung sang phía cao của MBATN

II.CHỌN LOẠI VÀ CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIẾN ÁP

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

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

MBA hai cuộm dây mang tải bằng phằng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện

áp phía hạ.Nhƣ vậy chỉ cần điều chỉnh điện áp phía cao áp và đƣợc điều chỉnh trực

tiếp bằng tự động điều chỉnh trực tiếp bằng tự động điều chỉnh kích từ(TDK) của

máy phát

Trang 24

SđmB: Công suất định mức máy biến áp,MVA

SđmF: Công suất định mức máy phát,MVA

Theo công thức (2.3) ta có: S đmB117,5(MVA)

Tra „„Bảng 2.5 Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp PGS.TS Phạm Văn Hòa&Th.s Phạm Ngọc Hùng‟‟,ta chọn máy biến áp:

Loại

MBA

SđmMVA

ĐA cuộn dây, kV Tổn thất, kW

UN% I0%

Bảng 2.2 Thông số kĩ thuật máy biến áp B3,B4

2.Máy biến áp liên lạc

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

b) Công suất định mức

Công thức xác định công suất máy biến áp tự ngẫu nhƣ sau:

1

Bảng 2.3 Thông số kĩ thuật máy biến áp tự ngẫu

III Kiểm tra quá tải của các MBA

Trang 25

Đối với máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ-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 tƣợng làm việc trong điều kiện sự cố

a)Sự cố 1: Hỏng 1 bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây vào thời điểm phụ tải trung cực đại

103,265

MVA 103,265MVA

80,381 MVA

80,381 MVA 22,884

MVA

22,884 MVA

Hình 2.1 Phân bố công suất MBATN sự cố 1

191, 41( )

UT VHT

- Điều kiện kiểm tra quá tải:

max 3

Máy biến áp truyền tải công suất từ hạ lên trung và lên cao

=> Cuộn hạ mang tải nặng nhất S CH UTmax 103, 265(MVA)

max

sc  UT

Trang 26

1, 4.0,5.250 175(MVA) 103, 265(MVA)

Vậy máy biến áp không bị quá tải

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

Sthiếu= max max max

Hệ thống bù đủ công suất thiếu

b)Sự cố 2: Hỏng một máy biến áp liên lạc (TN2) tại phụ tải trung cực đại

191, 41( )

UT VHT

Trang 27

=> Cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất

max

UT nt

VHT

S S S = 191,41+105,88 – 151,454 = 145,836 = 145,936( MVA) < SDP= 400(MVA) (thõa mãn)

Hệ thống bù đủ công suất thiếu

Kết luận:Vậy máy biến áp đã chọn thỏa mãn khi làm việc quá tải

2.2.A.TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP

1 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 đƣợc xác định theo công thức:

2

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

2 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:

Trang 28

S : 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

Sđm : Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu,MVA



0 24

i i

[A B C] t



  

Trang 29

Thay số

ATN = 8760 120 +365 2443,339= 1943018,776 (kWh) = 1943,019(MWh)

Vậy tổng tổn thất điện năng của phương án 1 là:

A = AB3+AB4+ATN1+ATN2= 2.(AB3+ATN) = 2.(3756,642+1943,019) = 11399,322( MWh)

I PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP

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

Với các bộ MPĐ-MBA vận hành với phụ tải bằng phẳng và được tính theo công

thức tương tự phương án 1 như sau:

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:

Trang 30

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

SCT(t),SCC(t),SCH(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

Theo công thức (2.2a) ta có bảng phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp liên lạc nhƣ sau:

SCT(MVA) 2,994 6,969 14,924 22,884 11,009 11,009 14,924 2,994

SCC(MVA) 63,709 83,414 86,669 91,979 78,954 102,294 75,039 64,124

SCH(MVA) 66,702 90,382 101,592 114,862 89,962 113,302 89,962 67,117

Bảng 2.5 Bảng phân bố công suất cho các MBA liên lạc

II.CHỌN LOẠI VÀ CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIẾN ÁP

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

MBA hai cuộn dây mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện

áp phía hạ.Nhƣ vây,chỉ cần điều chỉnh điện áp phía cao áp và đƣợc điều chỉnh trực tiếp bằng tự động điều chỉnh kích từ (TDK) của máy phát

SđmB: Công suất định mức máy biến áp,MVA

SđmF: Công suất định mức máy phát,MVA

Trang 31

Theo công thức (2.3) ta có: S đmB117,5(MVA)

Tra „„Bảng 2.5 và 2.6 Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp PGS.TS Phạm Văn Hòa&Th.s Phạm Ngọc Hùng‟‟,ta chọn máy biến áp:

Bảng 2.6 Thông số kĩ thuật máy biến áp B3,B4

2.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 như sau:

1

Trang 32

Bảng 2.7 Thông số kĩ thuật máy biến áp tự ngẫu

III Kiểm tra quá tải của các MBA

Đối với máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ-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 tƣợng làm việc trong điều kiện sự cố

a) Sự cố 1: Hỏng 1 bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây vào thời điểm phụ tải trung cực đại

103,265 MVA

79,550 MVA

23,715 MVA

79,550 MVA

191, 41( )

UT VHT

Trang 33

Máy biến áp truyền tải công suất từ hạ lên trung và lên cao

=>Cuộn hạ mang tải nặng nhất:

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

Sthiếu= max max max

VHTUT UC UT ( b B0 3 2. CC UT )

= 191,41+105,88 - (113,333+2.23,715)

= 136,527(MVA)< SDP= 400(MVA)(thõa mãn)

b) Sự cố 2: Hỏng một máy biến áp liên lạc (TN2) tại thời điểm phụ tải trung cực đại

191, 41( )

UT VHT

Máy biến áp truyền tải công suất từ hạ lên trung lên cao

=> Cuộn hạ mang tải nặng nhất: UTmax

CH

S = 83,888(MVA)

Trang 34

VHTUT UC UT ( CC UT boB3 )

S S  S S = 191,41+105,88 – (38,121+113,333)

= 145,836 MVA < SDP= 400(MVA) (thỏa mãn)

Kết luận:Vậy máy biến áp đã chọn thỏa mãn khi làm việc quá tải

38,121

1 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 đƣợc xác

định theo công thức:

2

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

Trang 35

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 (2.5) ta tính đƣợc tổn thất điện năng trong MBA nhƣ sau:

2 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 : 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

Sđm : Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu,MVA

Trang 36

0 24

i i

Trang 37

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN KINH TẾ -KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 3.1 CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI

I PHƯƠNG ÁN 1: Hình 3.1

- Cấp điện áp cao áp 220kV :Có 2 mạch đường dây nối với hê thống và 1 đường dây đơn cung cấp cho phụ tải cao áp

=> Ta sử dụng sơ đồ hệ thống 2 thanh góp, có máy cắt liên lạc giữa 2 thanh góp

- Cấp điện áp trung áp 110kV :Có 1 mạch đường dây kép và hai 2 mạch đường dây đơn cung cấp cho phụ tải trung áp

Trang 38

- Cấp điện áp trung áp 110kV : Có 1 mạch đường dây kép và 1 mạch đường dây đơn cung cấp cho phụ tải trung áp

110kV

2 đơn

2 kép

Hình 3.2 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 2

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

Vi : Vốn đầu tư của phương án i

VMBAi : Vốn đầu tư của máy biến áp i

VTBPPi : Vốn đầu tư thiết bị phân phối i

Vốn đầu tư máy biến áp:

Trang 39

Trong đó :

KBi: Hệ số có tính đến tiền chuyên chở và xây lắp MBA thứ i Hệ số này

phụ thuộc vào điện áp và công suất định mức của MBA

Tra bảng 4.1 sách “thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến

áp của PGS.TS Phạm Văn Hòa và Th.S Phạm Ngọc Hùng

VBi: Tiền mua máy biến áp

Vốn đầu tư xây dựng thiết bị phân phối :

1 1 2 2

Trong đó :

n1, n2: Số mạch của thiết bị phân phối ứng với các cấp điện áp

VTBPP1, VTBPP2: Giá tiền mỗi mạch phân phối

b) Phí tổn vận hàng năm của một phương án

: tiền khấu hao và sửa chữa thiết bị hàng năm

(a%: định mức khấu hao (%))

Ppi: tiền chi phí lương công nhân và sửa chữa nhỏ Có thể bỏ qua vì nó

chiếm giá trị không đáng kể so với tổng chi phí sản xuất và cũng ít

khác nhau giữa các phương án

Pti= .A: chi phí do tổn thất điện năng hàng năm gây ra

 = 550 đồng/kWh

2 Về mặt kỹ thuật

Một phương án chấp nhận được phải đảm bảo các điều kiện:

- Tính đảm bảo cung cấp điện lúc làm việc bình thường cũng như khi sự cố

- Tính linh hoạt trong vận hành

- Tính an toàn cho người và thiết bị

Trang 40

II TÍNH CHO CÁC PHƯƠNG ÁN

VB1= 2.1,4.15.109 + 2.1,5.9.109 = 69.109 đồng

b) Vốn đầu tư thiết bị phân phối

- Bên phía 220 kV có 9 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 4,2.109 đồng

- Bên phía 110 kV có 9 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 1,8.109 đồng

- Bên phía 10,5 kV có 2 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 0,9.109 đồng

Do đó: VTBPP1 = (9.4,2 + 9.1,8 + 2.0,9).109 = 55,8.109 đồng

Vậy vốn đầu tư cho phương án 1:

V1 = 69.109 + 55,8.109 = 124,8.109đồng c) Tính phí tổn vận hành hàng năm:

Khấu hao về vốn và sửa chữa lớn với định mức khấu hao a = 8,4%

Pkh1 =

9 1

P1 = Pkh1 + Ptt1 = 10,483.109 + 6,261.109 = 16,744.109 đồng

Định dạng
Số trang	109
Dung lượng	2,29 MB