Đồ án tốt nghiệp Nguyễn tiến mạnh

Cùng với sự phát triển của ngành năng lượng việc xây dựng các nhà máy điện và hoà vào hệ thống điện sẽ nâng cao tính bảo đảm cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ điện vì chúng hỗ t

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Tiến Mạnh

Lớp: Đ5-H2 Ngành : Hệ thống điện

Giảng viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Thị Thu Hiền

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Thiết kế phần điện cho nhà máy Nhiệt điện gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 60MW Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau:

1 Phụ tải cấp điện áp máy phát:

Pmax = 11MW, cosφ = 0,85

Gồm 3 kép x 3 MW x 3 km và 2 đơn x 1 MW x 3 km Biến thiên phụ tải ghi trong bảng (tính theo phần trăm Pmax) Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với Icắt = 20kA và tcắt = 0,7s và cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất là 70mm2

2 Phụ tải cấp điện áp trung110kV:

Pmax = 80MW, cosφ = 0,86

Gồm 2 đơn x 30 MW và 1 kép x 20 MW Biến thiên phụ tải ghi trong bảng (tính theo phần trăm Pmax)

Nhà máy nối với hệ thống 220kV: bằng đường dây kép dài 140 km Công suất hệ thống

(không kể nhà máy đang thiết kế): 4000MVA Công suất dự phòng của hệ thống là 300 MVA Điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống: 1,1

Tự dùng: α = 5,5%, cosφ = 0,87

Bảng biến thiên công suất:

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

2 Tính toán chọn máy biến áp

3 Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu

4 Tính toán ngắn mạch

5 Chọn các khí cụ điện và dây dẫn

6 Tính toán tự dùng

7 Bản vẽ: Bản vẽ phụ tải tổng hợp toàn nhà máy

Kết quả tính toán kinh tế - kỹ thuật của phương án

Sơ đồ nối điện toàn nhà máy, kể cả tự dùng

Sơ đồ thiết bị phân phối theo mặt bằng

PHẦN CHUYÊN ĐỀ: Thiết kế trạm biến áp hạ áp 10/0,4kV- công suất 180kVA

Ngày giao:

Ngày nộp:

Trưởng khoa Giảng viên hướng dẫn

LỜI NÓI ĐẦU

- - Trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá thì ngành năng lượng là một ngành công nghiệp quan trọng, nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng một cao do vậy luôn được ưu tiên phát triển hàng 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 và nhà máy điện là một phần không thể thiếu được của ngành năng lượng Cùng với sự phát triển của ngành năng lượng việc xây dựng các nhà máy điện và hoà vào hệ thống điện sẽ nâng cao tính bảo đảm cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ điện vì chúng hỗ trợ cho nhau khi có

sự cố một nhà máy nào đó, nâng cao chất lượng điện năng, công suất truyền tải, giảm tổn thất điện năng, ổn định cao trong hệ thống và đáp ứng các yêu cầu về chỉ tiêu kinh tế kỹ

thuật đề ra của ngành năng lượng

Xuất phát từ thực tế và sau khi học xong chương trình 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 cho nhà máy Nhiệt Điện

Phần 2: Thiết kế trạm hạ áp

Về sơ lược em cũng hiểu biết được sâu hơn kiến thức về phần điện trong nhà máy nhiệt điện hiện nay và tính toán thiết kế trạm hạ áp Đó cũng là sự trang bị kiến thức rất hữu

ích cho công việc của em sau khi ra trường

Hà nội, ngày 15 tháng 12 năm 2014

LỜI CẢM ƠN

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

Ths 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 nghành 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

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

PHẦN 1 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

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 = 60MW.Tra „Bảng 1.1 - 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-60-2 có các thông số sau:

Loại máy

phát

Sđm, MVA

Iđm,

kA X''d X'd X2TBΦ-60-2 75 60 10,5 3000 0,8 4,125 0,146 0,22 0,178

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật máy phát điện

1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

1.2.1 Công suất phát toàn nhà máy

Công suất phát toàn nhà máy được xác định theo công thức sau:

SNM(t) : Công suất phát ra của nhà máy tại thời điểm t,MVA

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

cosđmF: Hệ số công suất định mức của máy phát , cosđmF=0,8

P đmF : Tổng công suất tác dụng định mức toàn nhà máy,MW

PđmΣ = n.PđmFVới PđmΣ - công suất định mức của 1 tổ MF; n- số tổ máy

Vậy: PđmΣ = 4.60 = 240( MW) Xét khoảng thời gian (0-6)h Áp dụng công thức (1.1) thay số ta tính được:

Tính tương tự cho các khoảng thời gian còn lại, ta được bảng kết quả sau:

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

1.2.2 Công suất phụ tải tự dùng

Công suất phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện được xác định theo công thức sau:

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

TD%: Lượng điện phần trăm tự dùng, TD%  5,5%

cosTD : Hệ số công suất phụ tải tự dùng, cosTD  0,87

n: Số tổ máy phát, n=4

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

Xét khoảng thời gian từ (0-6)h áp dụng công thức (1.2) ta tính được:

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 được xác định theo công thức sau:

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

a) Cấp điện áp máy phát

Ta có: UđmF =10,5(kV) ; Pmax =11(MW) ; cos =0,85

Trong khoảng (0-6)h áp dụng công thức (1.3) ta tính được công suất phụ tải cấp điện

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

S (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) ta có bảng công suất phát về hệ thống như sau:

NHẬN XÉT:

-Nhà máy thiết kế có tổng công suất là:SNMđm = Sđm = n.SđmF = 4.75= 300 (MVA)

- So với công suất hệ thống S HT = 4000 (MVA) thì nhà máy thiết kế chiếm 7,5 % công suất của hệ thống

- Công suất dự trữ của hệ thống: S DP  300(MVA)

- Công suất phát vào hệ thống: SVHTmax = 190,75 ( MVA) ,SVHT min = 138,52 (MVA)

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 1.6 và các nguyên tắc đề xuất phương án nối dây

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

1.3.2 Đề xuất các phương án nối dây

Hình 1.2 Sơ đồ đi dây 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

- 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 Như vậy lượng công suất thừa ở bên trung sẽ lớn, khi đó lượng công suất này tải sang bên phía thanh góp cao thông qua B1, B2, nó gây tổn thất công suất 2 lần qua MBA

Hình 1.3 Sơ đồ nối điện phương án 2

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

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

- 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

- Vận hành đơn giản

- Giá thành bộ MPĐ-MBA bên điện áp cao đắt

Hình 1.4 Sơ đồ đi dây phương án 3

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

Hình 1.5 Sơ đồ đi dây phương án 4

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

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

- 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

- 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

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

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

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

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 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): Công suất phụ tải điện áp trung 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 liên lạc như sau:

Giờ 0÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷22 22÷24

SCT (MVA) -31,68 -36,33 -29,35 -29,35 -24,70 -29,35 -29,35 -38,65

SCC (MVA) 69,26 88,46 87,78 95,38 90,08 79,54 94,08 75,91

SCH (MVA) 37,58 52,13 58,43 66,03 65,38 50,19 64,73 37,26

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 này mang tải bằng phằng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía hạ.Như vậy chỉ cần điều chỉnh điện áp phía cao áp và được điều chỉnh trực tiếp bằng tự động 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:

đmB đmF

Trong đó:

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  75(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% Giá10

9

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 như sau:

1

Bảng 2.3 Thông số kĩ thuật máy biến áp tự ngẫu

III Kiểm tra quá tải của các MBA

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

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 tượng làm việc trong điều kiện sự cố

Loại

MBA

SđmMVA

ĐA cuộn dây, kV Tổn thất, kW UN%

2 Máy biến áp liên lạc

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

Ta có : S UTmax= 93,02 (MVA) tại thời điểm t= 12÷16h

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 max

72, 97( )

UT CH

10,91 MVA

62,06 MVA

-Kiểm tra theo điều kiện:

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

VHTUT 2. CC UT

= (180,16– 2.62,06)

= 56,04(MVA) < SDP= 300(MVA)(thỏa mãn)

Hệ thống bù đủ công suất thiếu

b)Sự cố 2: Hỏng một máy biến áp liên lạc (TN1) tại phụ tải trung cực đại

108,96 MVA

59,56 MVA

- Phân bố lại công suất tại thời điểm sự cố:

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

=> Cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất

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

Sthiếu = max max

VHT

CC

S S = 180,16– 108,96

= 71,2( MVA) < SDP= 300(MVA) (thỏa mãn)

Hệ thống bù đủ công suất thiếu

c) Sự cố 3: Hỏng một máy biến áp liên lạc (TN1) tại phụ tải trung cực tiểu

Ta có:SminUT  65,12(MVA), max

139,34 MVA

62,04 MVA

-Điều kiện kiểm tra quá tải: KqtSCα.STNđm + 2.SbộB3 ≥ SminUT

 1,4.0,5.160 + 2.71,,21 =254,42 (MVA) ≥ 65,12(MVA) (thỏa mãn)

- Phân bố lại công suất tại thời điểm sự cố:

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

=> Cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất

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

Sthiếu = min min

VHT

CC

S S = 151,83– 139,34

=12,49( MVA) < SDP= 300(MVA) (thỏa 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 được 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 B1, B2

Để tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu trước hết phải tính tổn thất công suất ngắn mạch cho từng cuộn dây như sau :

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 : 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

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:

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 được xác định như sau:

Trong đó:

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 như sau:

Giờ (h) 0÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷22 22÷24

SCT (MVA) 3,93 -0,72 6,26 6,26 10,91 6,26 6,26 -3,05

SCC (MVA) 33,65 52,85 52,18 59,77 54,47 43,93 58,48 40,31

SCH (MVA) 37,58 52,13 58,43 66,03 65,38 50,19 64,73 37,26

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

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 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

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  75(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:

Tên MBA MBA Loại Sđm

Bảng 2.5 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

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 chọn máy biến áp tự ngẫu:

Bảng 2.6 Thông số kĩ thuật máy biến áp tự ngẫu B1, B2

Loại

MBA

SđmMVA

ĐA cuộn dây, kV Tổn thất, kW UN%

III Kiểm tra quá tải của các MBA

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

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 tượng làm việc trong điều kiện sự cố

2 Máy biến áp liên lạc

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

18,87 MVA

18,87 MVA

46,51 MVA

65,38 MVA 65,38

MVA

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

=>Cuộn hạ mang tải nặng nhất: max

65, 38( )

UT CH

Kiểm tra theo điều kiện: K qt sc .S đmTN S CH UTmax

1, 4.0,5.160 112(MVA) 65,38(MVA)

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

Sthiếu= max max

VHTUT ( b B0 3 2. CC UT )

= 180,16 – (71,21+2.18,87)

= 71,21 (MVA)< SDP= 300(MVA)(thõa mãn)

Hệ thống bù đủ công suất thiếu

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

37,75 MVA

59,56 MVA

=> Cuộn hạ mang tải nặng nhất: UTmax

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

Sthiếu = max max

CC boB

S  S S = 180,16 – (37,75+71,21)

= 71,2MVA < SDP= 300(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.B 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 được 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

Theo công thức (2.5) ta tính được tổn thất điện năng trong MBA như sau:

2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B1,B2

Để tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu trước hết phải tính tổn thất công suất ngắn mạch cho từng cuộn dây như sau :

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 : 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

Bảng kết quả tính toán tổng tổn thất điện năng của 2 phương án:

Tổng tổn thất điện Phương án 1 Phương án 2

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 220kV :Có 1 đường dây kép nối với hê thống 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 2 mạch đường dây đơn và 1 đường dây kép cung cấp cho phụ tải trung áp

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

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

II PHƯƠNG ÁN 2: Hình 3.2

- Cấp điện áp cao 220kV: Có 1 đường dây kép nối với hê thống

=> 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 2 mạch đường dây đơn và 1 đường dây kép cung cấp cho phụ tải trung áp

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

Hình 3.2 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 2

B1 B2 B3

220 kV 110 kV

B4

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:

VBi: Tiền mua máy biến áp

Vốn đầu tư xây dựng thiết bị phân phối :

1 1 2 2

TBPP TBPP TBPP

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

.

i ki pi ti

PP  P P (3.3)

: 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 nóchiếm 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

II TÍNH CHO CÁC PHƯƠNG ÁN

b) Vốn đầu tư thiết bị phân phối

- Bên phía 220 kV có 5 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

Vậy nên đầu tư máy biến áp phương án2 là:

VB2= 2.1,4.11,1.109 + 1,5.3,12.109 + 1,4.5,4.109 = 43,32.109 đồng

b) Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối

- Bên phía 220 kV có 6 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 4,2.109 đồng

- Bên phía 110 kV có 8 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 1,8.109 đồng

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

3.Tổng kết hai phương án

Ta có bảng tổng kết về mặt kinh tế như sau:

Phương án

Vốn đầu tư (x109 đồng)

Phí tổn vận hành (x109 đồng)

Bảng 3 Bảng tổng kết về kinh tế hai phương án

Kết luận:

Ta thấy phương án 1 có tổng vốn đầu tư và phí tổn vận hành hàng năm nhỏ hơn phương

án 2 Vì vậy ta chọn phương án 1 làm phương án tối ưu để thiết kế nhà máy Nhiệt điện

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 4.1 CHỌN ĐIỂM NGẮN MẠCH

+ Điểm N3: Nguồn cấp là máy phát nhà máy (trừ máy phát F2) và hệ thống

+ Điểm N3‟: Nguồn cấp chỉ là máy phát F2

- Điểm N4: Chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp cho mạch tự dùng.Phụ tải địa phương….Dễ dàng nhận thấy IN4= IN3+ I‟N3