ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN KIỂU NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI KHÔNG NOI VONG

Chương 1: CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁNCÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN 1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN: Nhiệm vụ thiết kế: Thiêt kế phần điện trong nhà máyđiện kiểu: NHIỆT ĐIỆN NG

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA ĐIỆN



ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

KIỂU NHIỆT ĐIỆN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :

Đà Nẵng /

Trang 2

Ngày nay nước ta đang đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiệnđại hóa, hội nhập kinh tế quốc tế nhằm đưa đất nướcphát triển, mục tiêu đến năm 2020 cơ bản trở thành mộtnước công nghiệp Bên cạnh việc phát triển các ngành kinhtế khác thì ngành công nghiệp năng lượng của những nămgần đây cũng đạt được những thành tựu đáng kể, đápứng được nhu cầu của đất nước Cùng với sự phát triểncủa hệ thống năng lượng quốc, ở nước ta nhu cầu điệnnăng trong lĩnh vực công nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăngtrưởng không ngừng Hiện nay nền kinh tế nước ta đang pháttriển mạnh mẽ đời sống nhân dân được nâng cao, dẫn đếnphụ tải điện ngày càng phát triển Do vậy việc xây dựngthêm các nhà máy điện là điều cần thiết để đáp ứng nhucầu của phụ tải Việc quan tâm quyết định đúng đắn vấnđề kinh tế - kỹ thuật trong việc thiết kế, xây dựng và vậnhành nhà máy điện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối vớihệ thống kinh tế quốc doanh Do đó việc tìm hiểu nắmvững công việc thiết kế nhà máy điện, để đảm bảo đượcđộ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện, an toàn và kinhtế là yêu cầu quang trọng đối với người kỹ sư điện

Nhiệm vụ của đồ án thiết kế của em là “Thiết kếphần điện trong nhà máy điện kiểu NHIỆT ĐIỆN NGƯNGHƠI” Với những kiến thức được học ở trường, được sựhướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn và các thầy

cô trong khoa đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế

Vì thời gian và kiến thức có hạn, chắc hẳn đồ án khôngtránh khỏi những sai sót kính mong các thầy cô giáo góp ý,chỉ bảo để em hoàn thiện kiến thức của mình

Cuối cùng em xin chân thành cảm các thầy cô đã truyềnthụ kiến thức cho em, để em có điều kiện hoàn thànhnhiệm vụ thiết kế

Đà Nẵng, ngày tháng năm

Sinh viên

2

Trang 3

Chương 1: CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT

PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN

1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN:

Nhiệm vụ thiết kế: Thiêt kế phần điện trong nhà máyđiện kiểu: NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI, Công suất: 220 MW, gồmcó: 4 tổ máy 55 MW.Việc chọn số lượng và công suất máyphát điện cần chú ý các điểm sau đây:

- Máy phát có công suất càng lớn thì vốn đầu tư cànglớn, tiêu hao nhiên liệu để sản xuất ra một đơn vị điện năngvà chi phí vận hành hàng năm càng nhỏ Nhưng về mặt cungcấp điện thì đòi hỏi công suất của máy phát lớn nhất khônghơn dự trữ quay về của hệ thống

- Để thuận tiện trong việc xây dựng cũng như vận hànhvề sau nên chọn máy phát cùng loại

- Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng địnhmức và dòng ngắn mạch ở cấp điện áp này sẽ nhỏ và dođó dễ dàng chọn khí cụ điện hơn

Theo nhiệm vụ thiết kế thì nhà máy ta cần thiết kế lànhà máy nhiệt điện ngưng hơi nên chọn máy phát là kiểutua bin hơi

Với công suất của mỗi tổ máy đã có nên ta chọn chỉ việcchọn máy phát có công suất tương ứng và chọn máy phátcó công suất cùng loại

Ta chọn cấp điện áp máy phát là 10,5 kV vì cấp điện ápnày thông dụng

Tra sách “Thiết kế phần điện trong nhà máy điện vàtrạm biến áp” của PGS Nguyễn Hữu Khái, ta chọn đượcmáy phát điện theo bảng 1.1

Bảng 1.1

Loại MF Thông số định mức

Điện Khángtương đốin

SNM = 4 68,75 = 275 MVA

1.2.TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.

Việc tính toán cân bằng công suất trong nhà máy điệngiúp ta xây dựng được đồ thị phụ tải tổng cho nhà máy.Từ đồ thị phụ tải tổng của nhà máy điện, ta có thể

định lượng công suất cần tải cho các phụ tải ở các cấp

Trang 4

điện áp tại các thời điểm và đề xuất các phương án nốidây hợp lý cho nhà máy

Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp cho các phụ tải sau:

1.2.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát (10,5 kV):

Công suất cực đại PUFmax=64 MW

Hệ số cosUF = 0,8

Đồ thị phụ tải hình H:1.1:

Công suất phụ tải cấp

điện áp máy phát được tính

theo công thức sau:

UF

max UF UF

SUF(t) là công suất phụ tải

cấp điện áp máy phát tại

thời điểm t

P% là phần trăm công suất

phụ tải cấp điện áp máy

phát theo thời gian

PUFmax, cosUF là công suất

cực đại và hệ số công suất phụ tải cấp điện áp máyphát

Áp dụng công thức (1.1) kết hợp với (H:1.1), ta có bảngphân bố công suất phụ tải cấp điện áp máy phát như bảng1.2:

Bảng 1.2

t (h) 0÷4 4÷8 8÷16 16÷18 18÷22 22÷24

SUF (t),

1.2.2 Phụ tải cấp điện áp trung (110 kV):

Công suất cực đại PUTmax=80 MW

Hệ số cosUT = 0,85

điện áp trung được tính theo

công thức sau:

UT

max UT UT

cos

P

%

P)

SUT(t) là công suất phụ tải

cấp điện áp trung tại thời

)

H:1

1(1.1)

H:1

2

Trang 5

P% là phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp trung theothời gian.

phụ tải cấp điện áp trung

Áp dụng công thức (1.2) kết hợp với (H:1.2), ta có bảngphân bố công suất phụ tải cấp điện áp trung như bảng 1.3:

Bảng 1.3

t (h) 0÷8 8÷16 16÷20 20÷22 22÷24

SUT (t), MVA 75,294 94,118 84,706 75,294 65,882

1.2.3 Phụ tải cấp điện áp cao (220 kV):

Công suất cực đại PUCmax= 60 MW

Hệ số cosUC = 0,85

điện áp cao được tính theo

công thức sau:

UC

max UC UC

cos

P

%

P)

SUC(t) là công suất phụ tải

cấp điện áp cao tại thời

điểm t

P% là phần trăm công suất

phụ tải cấp điện áp cao

theo thời gian

phụ tải cấp điện áp cao

Áp dụng công thức (1.3) kết hợp với (H:1.3), ta có bảngphân bố công suất phụ tải cấp điện áp cao như bảng 1.4:

Bảng 1.4

SUC (t), MVA 63,529 70,588 56,471 49,412

1.2.4 Công suất tự dùng trong nhà máy:

Phụ tải tự dùng của nhà máy được xác định theo côngthức sau:

td

S

)t(S.6,04,0.S.)t(S

Trong đó:

Std(t) là công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t

α là hệ số tự dùng cho nhà máy, α = 7%

SF(t) là công suất phát của nhà máy tại thời điểm t

Trang 6

SNM là công suất đặt toàn nhà máy, SNM= 275 MVA

Vì nhà máy phát luôn hết công suất nên công suất phátcủa nhà tại mọi thời điểm t là: SF (t) = SNM = 275 MVAAïp dụng công thức (1.4) ta có công suât tự dùng của nhàmáy tại mọi thời điểm t đều cực đại:

MVA25,19275

275.6,04,0.275

%

7S

)t(

1.2.5 Công suất dự trữ quay của hệ thống nối với

phía cao áp:

Công suất dự trữ quay của hệ thống được xác địnhtheo công thức sau:

Sth = SNM - [SUF (t)+ SUT (t) + SUC (t) + Std (t) ] = SNM - S∑ (t)Qua tính toán ở trên, ta lập được bảng số liệu cân bằngcông suất của toàn nhà máy theo thời gian trong một ngàynhư bảng 1.5

6

(1.5)

Trang 7

Đồ thị phụ tải tổng của nhà máy như hình H:1.4 sau:

Trang 8

1.3. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN.

Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâuquan trọng trong quá trình tính toán thiết kế nhà máy điện

Vì vậy cần nghiên cứu kỹ nhiệm vụ thiết kế, nắm vữngcác số liệu ban đầu Dựa vào bảng 1.5 và các nhận xéttổng quát, ta tiến hành đề xuất các pương án nối dây cóthể Các phương án đưa ra phải đảm bảo cung cấp điện liêntục cho các phụ tải, phải khác nhau về cách ghép nối cácmáy biến áp với các cấp điện áp, về số lượng và dunglượng của máy biến áp, về số lượng máy phát điện, Sơđồ nối điện giữa các cấp điện áp phải đảm bảo các yêucầu kỹ thuật sau:

- Số máy phát nối vào thanh góp cấp điện áp máy phátphải thỏa mãn điều kiện khi ngừng một máy phát lớn nhấtthì các máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho phụtải cấp điện áp máy phát và phụ tải cấp điện áp trung

- Công suất bộ máy phát máy - biến áp không được lớnhơn dự trữ quay của hệ thống SdtHT = 8% 2000= 160 MVA

- Chỉ nối bộ máy phát máy biến áp hai cuộn dây vàothanh góp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơncông suất của bộ này; có như vậy mới tránh được trườnghợp lúc phụ tải cực tiểu, bộ này không phát hết công suấthoặc công suất phải chuyển qua hai lần biến áp làm tăngtổn thất và gây quá tải cho máy biến áp ba cuộn dây Đốivới máy biến áp tự ngẫu liên lạc thì không cần điều kiệnnày

- Khi phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ có thể lấy rẽnhánh từ bộ máy phát máy biến áp nhưng công suất lấy rẽnhánh không được vược quá 15% của bộ

- Máy biến áp ba cuộn dây chỉ sử dụng khi công suấttruyền tải qua cuộn dây này không nhỏ hơn 15% công suấttruyền tải qua cuộn dây kia Đay không phải là điều qui địnhmà chỉ là điều cần chú ý khi ứng dụng máy biến áp bacuộn dây Như ta đã biết, tỷ số công suất các cuộn dây củamáy biến áp này là 100/100/100; 100/66,7/66,7 hay100/100/66,7, nghĩa là cuộn dây có công suất thấp nhất cũngbằng 66,7% công suất định mức Do đó nếu công suấttruyền tải qua một cuộn dây nào đó quá nhỏ sẽ không tậndụng được khả năng tải của nó

- Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặctự ngẫu để liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp

- Máy biến áp tự ngẫu chỉ sử dụng khi cả hai phíađiện áp cao và trung áp có trung tính trực tiếp nối đất (U ≥

Trang 9

hai máy biến áp có tham số phù hợp với điều kiện để vậnhành song song.

Thành phần phần trăm công suất phụ tải cấp điện ápmáy phát so với công suất của toàn nhà máy:

%1,29100275

80100.S

S

%S

NM

max UF

Ta nhận thấy rằng, phụ tải cấp điện áp máy phát lớnhơn 15% tổng công suất của toàn nhà máy nên để cung cấpcho nó ta phải xây dựng thanh góp cấp điện áp máy phát.Từ yêu cầu kỹ thuật trên, ta đề xuất ra một số phươngán nối điện chính cho nhà máy như sau:

- Số lượng máy biến áp tương ít nên giá thành khôngcao, đơn giản trong việc lắp đặt, mặt bằng lắp đặt ngoàitrời nhỏ

220

F4F

3

F1 F2

10,5 kV

HT

Trang 10

1.3.1.3. Nhược điểm:

- Vì nhiều tổ máy được nối vào thanh góp nên phải bốtrí mạch vòng do đó hệ thống thanh góp cấp điện áp máyphát rất phức tạp

- Thanh góp cấp điện áp máy phát nối vòng nên tínhtoán Bảo Vệ RơLe phức tạp

- Số lượng máy phát nối vào thanh góp cấp điện ápmáy phát ít nên thanh góp đơn giản

3

F1 F2

10,5 kV

HT

H:1.6

B3

Trang 11

- Hai bộ máy phát F3 - B3 , F4 - B4 tương ứng nối và thanhgóp cấp điện áp trung và cấp điện áp cao.

1.3.3.2. Ưu điểm:

- Sơ đồ đảm bảo yêu cầu cung cấp điện, độ tin cậy cũngnhư sự liên lạc giữa các cấp điện áp với nhau và giữa nhàmáy với hệ thống

- Máy biến áp tự ngẫu được chọn có công suất nhỏ docó thêm bộ máy phát - máy biến áp nối bên cao

- Số lượng máy phát nối vào thanh góp cấp điện ápmáy phát ít nên thanh góp đơn giản

1.3.3.3. Nhược điểm:

- Số lượng máy biến áp nhiều dẫn đến mặt bằngphân bố thiết bị ngoài trời lớn và sẽ khó khăn hơn cho việcbảo dượng định kỳ MBA liên lạc

- Vì có bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây nối ởphía cao nên tốn kém vì phải dùng thiết bị có cách điện cao

- Số lượng máy biến áp hai cuộn dây nhiều nên tốnkếm

2

F1

10,5 kV

Trang 12

Chương 2: TÍNH CHỌN MÁY BIẾN ÁP, TÍNH TỔN

THẤT ĐIỆN NĂNG, CHỌN KHÁNG

ĐIỆN PHÂN ĐOẠN

2.1.CHỌN MÁY BIẾN ÁP.

Máy biến áp là một thiết bị chính trong nhà máy điện,vốn đầu tư của nó chiếm một phần rất quan trọng trongtổng số vốn đầu tư của nhà máy Vì vậy việc chọn sốlượng và công suất định mức của chúng là rất quan trọng

Trang 13

Công suất của máy biến áp được chọn phải bảo đảm đủcung cấp điện theo yêu cầu phụ tải không những trong điềukiện làm việc bình thường mà ngay cả lúc sự cố Chế độđịnh mức của máy biến áp phụ thuộc vào nhiệt độ môitrường nhưng do đặt hàng theo điều kiện khí hậu tại nơilắp đặt nên không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ.

2.1.1 Chọn máy biến áp cho phương án II:

2.1.1.1. Chọn máy biến áp nối bộ B3:

2.1.1.1.1 Chọn công suất máy biến áp:

Máy biến áp B3 là loại máy biến áp ba pha hai cuộn dâynên điều kiện chọn là:

SđmB3 ≥ SđmF4 = 68,75 MVATra sách “Thiết kế phần điện trong nhà máy điện vàtrạm biến áp” của PGS Nguyễn Hữu Khái, ta có thông sốmáy biến áp B3 bảng 2.2

Bảng 2.2

Loại

MBA (MVA)Sđm

Điện áp cuộndây, kV Tổn thất,kW UN% Io%

2.1.1.1.2 Kiểm tra máy biến áp:

a Kiểm tra quá tải bình thường:

Vì công suất định mức của máy biến áp B3 được chọnlớn hơn công suất tính toán nên không cần kiểm tra quá tảibình thường

b Kiểm tra quá tải sự cố:

Vì khi một trong hai phần tử (máy phát F4 hay máy biếnáp B3) ngừng làm biệc thì phần tử còn lại cũng ngừng làmviệc do đó ta không cần kiểm tra quá tải sự cố

HT

B3

Trang 14

2.1.1.2. Chọn máy biến áp liên lạc B1, B2.

2.1.1.2.1 Chọn công suất máy biến áp liên lạc B 1 ,

B 2 :

Máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu, công suấtđược chọn theo điều kiện tải hết công suất thừa từ thanhgóp cấp điện áp máy phát:

SHđmB1 = SHđmB2 = Smẫu = Kcl SđmB1 ≥

2

1 Sthmax

áp máy phát

Kcl : Là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu

5,0220

110220U

UUK

C

T C

Như vậy, công suất của máy biến áp lên lạc B1 và B2 là

5,0

813,135.2

Bảng 2.3

Loại

MBA MVASđm

Điện ápcuộn dây,

kV kWPo P

C T H C-T C-H T-H C-T C-H T-HATДЦTH 160 230121 11 85 380 11 32 20 0,5

2.1.1.2.2 Kiểm tra máy biến áp:

a Kiểm tra quá tải bình thường:

Vì công suất định mức của máy biến áp B1, B2 đượcchọn lớn hơn công suất tính toán nên không cần kiểm tra quátải bình thường

b Kiểm tra quá tải sự cố:

α Khi sự cố máy biến áp B 3 :

14

(2.4)

Trang 15

Khi sự cố máy biến áp B3 thì hai máy biến áp liên lạc B1,

B2 còn lại với khả năng quá tải sự cố cho phép phải cungcấp đủ công suất phụ tải cấp điện áp trung, cao lúc cựcđại Nghĩa là:

2 sc qt

K Kcl SđmB1 ≥ [SUtmax + (SUCmax - SdtHT)]

Tương tự trên, điều kiện (2.5) trở thành:

2 sc qt

Vậy (2.6) đã thỏa mãn

 Khi sự cố một trong hai máy biến áp B 1

(hoặc B 2 )

Giả sử sự cố máy biến áp B1 thì máy biến áp còn lại B2

với khả năng quá tải sự cố cho phép phải cung cấp đủ côngsuất phụ tải cấp điện áp trung, cao lúc cực đại Nghĩa là:

sc qt

K Kcl SđmB2 ≥ [SUTmax + (SUCmax - SdtHT)] - (SđmF4 - StdF4 max)Tương tự trên, điều kiện (2.7) trở thành:

sc qt

K Kcl SđmB2 ≥ SUTmax - (SđmF4 - StdF4 max)Vế trái: sc

qt

K Kcl SđmB2 = 1,2.0,5.160 = 96 MVAVế phải: SUTmax - (SđmF4 - StdF4 max) = 94,118 - (68,75 -

4

1 19,25) =

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

Tổn thất điện năng trong máy biến áp gốm 2 phần:

- Tổn thất không tải không phụ thuộc vào đồ thị phụtải

- Tổn thất tải phụ thuộc vào đồ thị phụ tải

2.2.1 Tính tổn thất điện năng phương án II:

2.2.1.1. .Tổn thất điện năng qua máy biến áp B3:

Vì máy phát F4 luôn phát hết công suất nên tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn dây ta sử dụng công thức (2.11) sau:

AB3 = Po t + PN

2

3 đmB

Po là tổn thất không tải của máy biến áp

PN là tổn thất tải (ngắn mạch) của máy biến áp

Smax là công suất cực đại qua máy biến áp

(2.7)(2.6)

(2.8)(2.5)

(2.11)

Trang 16

Smax = SđmF4 max - StdF4 max =68,75 -

4

1.19,25 = 63,938 MVA

SđmB3 là công suất định mức của máy biến áp

Tổn thất điện năng hàng năm:

ΔAB3 = 70.8760+ 8760

80

63,938

n là số máy biến áp làm việc song song

SCi, STi, SHi là công suất qua cuộn cao, cuộn trung, cuộn hạáp của n máy biến áp biến áp tự ngẫu

PNC, PNT, PNH là tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điệnáp cao, trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu

Po là tổn thất không tải của máy biến áp

Chỉ có PNC-T = 380 kW, do đó có thể xem:

PNC-H = PNT-H =

2

1.PNC-T =

2

1.380 =190 kW

α = Kcl = 0,5

Vì nhà máy luôn phát hết công suất cung cấp cho các phụtải và còn thừa tại mọi thời điểm trong ngày nên công suấtqua các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu:

Hi i

NT 2

1 đmB

Ti i

NC 2

1 đmB

Ci o

P.S

St

P.S

Sn

1t

P.n

)5,0(

190)

5,0(

190.5,0P

190)

5,0(

190)

5,0(

190380

.5,0P

190)

5,0(

190)

5,0(

190380

.5,0P

2 2

NH

2 2

NT

2 2

NT H

NC NH

H NC H

NT T

NC NT

H NT H

NC T

NC NC

PP

2 2

.5,0

Trang 17

1.(190.262,760 + 190.10,310 +570.37,946).103

Tổn thất điện năng của máy biến áp B1, B2 trong một năm:

2013,267 MWh

Tổn thất điện năng hàng năm:

ΔA = ΔAB3+ ΔAB1,B2 = 2347,818 + 2013,267 = 4361,085 MWh

2.3.TÍNH CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN.

Kháng điện là một cuộn dây không có lõi thép, điệnkháng Xk lớn hơn điện trở rk rất nhiều Kháng điện phân đoạnnhằm mục đích hạn chế dòng ngắn mạch khi ngắn mạchtrên các phân đoạn và tạo điện áp dư trên phân đoạn kề khingắn mạch trên phân đoạn đó Tuy nhiên kháng điện vẫn cónhược điểm là gây ra tổn thất điện áp khi làm việc bìnhthường và cưỡng bức

Khi phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát ta cần phânbố phụ tải vào phân đoạn không nối trực tiếp với máybiến áp nhiều hơn phân đoạn có nối trực tiếp với máybiến áp Mục đích để khi làm việc dòng qua kháng và độlệch pha giữa các phân đoạn là nhỏ nhất Tuy nhiên phânđoạn có nhiều phụ tải nối vào bị sự cố thì số lượng tải

bị mất điện sẽ lớn

=5515,8 kWh

(MVA)2.h

2 2

10.310,10

2.)945,1(4.)769,20(8.)181,30(10.)357,11(

2 2

10.946,375

4.)813,135(8.)813,111(6.)813,127(6.)813,119(

2

2 2

2

10.760,2622.)868,117(2.)456,124(

2.)044,115(2.)044,107(8.)632,81(4.)456,116(4.)456,108(

Trang 18

2.3.1 Chọn kháng điện phân đoạn cho phương án II:

2.3.1.1. Xác định dòng điện làm việc tính toán:

2.3.1.1.1 Phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát cho các phân đoạn:

Theo hình H:2.4, ta có

8,0

16Cos

32Cos

PPĐ2max



2.3.1.1.2 Dòng điện làm việc bình thường qua

1 28 75 68 2 1 2

1

2 2

2

, ,

,

S S

bt 1

35675,68.3

SS

1 tdFimin

UF đmFi 3 1

bt 1

K I

5103

969173

,

,U

Trang 19

b.Khi máy phát F 1 (hoặc F 3 ) nghỉ làm việc:

SK2 = SBAB2 + SPĐ3 + StdF3max

-Khi phụ tải cấp điện áp máy phát cực đại:

-Khi phụ tải cấp điện áp máy phát cực tiểu:

c Khi máy phát F 2 ngừng làm việc:

 Vậy công suất cưỡng bức lớn nhất chạy qua kháng K 1 , K 2 :

2.3.1.2. Chọn kháng điện:

Tra sách “Thiết kế phần điện trong nhà máy điện vàtrạm biến áp” của PGS Nguyễn Hữu Khái, ta có thông sốkháng điện K1, K2 như bảng 2.7

2.3.1.3. Kiểm tra tổn thất điện áp:

2.3.1.3.1 Điều kiện làm việc bình thường:

Chọn XK%=12%:

%

%,,

,

%

sin.I

I

%

XU

đmK

bt K K

bt

4

9880

,

%

sin.I

I

%

XU

đmK

cb K K

cb

4

0113

28075,68.221

SS

S.2

1 tdmaxmax

UF 2

MVA938

,3525,19.4

25675,68.221

SS

S.2

1 max td min

UF 2

1 đmFi

4

1 20 938 , 23 S

S

S ( 2 ) PĐ3max tdF3max2

BAB      



) 2 ( 2 K

1 S

S 2

1

max 2 tdF max 2

S

S( 3 ) PĐ3min tdF3max2

BAB      



) 3 ( 2 K

S

MVA

S ,S ,S ,S  S 54,751max

2 K ) 4 ( 2 K ) 3 ( 2 K ) 2 ( 2 K ) 1 ( 2 K

cb max 2

kA

cb 2 K

cb 1

K I

5103

75154

,

,U

Trang 20

%,,

,

%

sin.I

I

%

XU

đmK

cb K K

cb

4

0113

Mục đích tính dòng ngắn mạch là để chọn các khí cụđiện, các thành phần có dòng điện chạy qua và kiểm tracác phần tử đó đảm bảo ổn định động và ổn định nhiệt.Ngoài ra, các số liệu về dòng điện ngắn mạch là căn cứqua trọng để thiết kế hệ thống bảo vệ rơle và ổn địnhphương thức vận hành hệ thống

Phương pháp tính toán ngắn mạch ở đây, ta chọn phươngpháp đường cong tính toán Điểm ngắn mạch tính toán làđiểm mà khi xảy ra ngắn mạch tại đó thì dòng ngắn mạch

đi qua khí cụ điện là lớn nhất Vì vậy việc lập sơ đồ tính

20

Trang 21

toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện cầnchọn một chế độ làm việc nặng nề nhất nhưng phải phùhợp với điều kiện thực tế.

3.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO PHƯƠNG ÁN II

3.2.1 Sơ đồ thay thế nhà máy điện và các điểm

ngắn mạch tính toán

3.2.1.1 Sơ đồ tính toán:

3.2.1.2 Các điểm ngắn mạch:

3.2.1.2.1 Điểm N 1 :

- Mục đích: Để chọn và kiểm tra khí cụ điện các mạch

phía cao áp

- Trạng thái sơ đồ: Tất cả các máy phát, máy biến áp vàhệ thống đang vận hành bình thường

3.2.1.2.2 Điểm N 2 :

- Mục đích: Để chọn và kiểm tra khí cụ điện các mạch

phía trung áp

3.2.1.2.3 Điểm N 3 :

- Mục đích: Để chọn và kiểm tra khí cụ điện mạch hạ

áp máy biến áp

- Trạng thái sơ đồ: Tất cả các máy phát và hệ thốngđang vận hành bình thường chỉ có máy biến áp B1 nghỉ

F2

2

F3 F4F

Trang 22

3.2.1.2.5 Điểm N 5 , N 5 ’, N 6 , N 6 ’:

- Mục đích: Để chọn và kiểm tra khí cụ điện cho mạch

máy phát

- Trạng thái sơ đồ:

+ Điểm N5: Chỉ cóï máy phát F1 làm việc

+ Điểm N5’: Tất cả đều làm việc bình thường, trừmáy phát F1 nghỉ

+ Điểm N6: Chỉ cóï máy phát F2 làm việc

+ Điểm N6’: Tất cả đều làm việc bình thường, trừmáy phát F2 nghỉ

3.2.1.2.6 Điểm N 7 , N 7 ’:

- Mục đích: Để chọn và kiểm tra khí cụ điện cho mạch

tự dùng và mạch phụ tải cấp điện áp máy phát

'

6 6 7

5 5 7

5 4 3

N N N

III

3.2.1.3 Sơ đồ thay thế: Với E1 = E 2 = E 3 = E 4 = E (các máy

002 , 0

15

X

0567 , 0

14

X

0719 , 0

12

X 0719

, 0

7

X

128 , 0

8

X

1375 , 0

5

X

1375 , 0

6

X 1978

, 0

1

X

1978 , 0

2

X

1978 , 0

3

X

1978 , 0

4

X

131 , 0

13

X

Trang 23

3.2.2 Tính toán các thông số của sơ đồ thay thế:

3.2.2.1 Các đại lượng cơ bản:

Chọn các đại lượng cơ bản:

Scb = 100 MVA

Ucb = Utb ở các cấp điện áp

5 , 10

, cb

cb ,

5103

.U

SI

cb

1153

100

3 110

220 cb

.U

SI

cb

2303

100

3 220

3.2.2.2 Các thông số của sơ đồ thay thế:

3.2.2.2.1 Điện kháng của máy phát F 1 , F 2 , F 3 , F 4 :

cb

X =X1 = X2 = X3 = X4 = 0,1978

75,68

100.136,0

đmF

cb d

S

SX

3.2.2.2.2 Điện kháng của kháng điện phân đoạn:

10

I

IX

3.2.2.2.3 Điện kháng của máy biến áp hai cuộn dây B 3 :

S

SU

3.2.2.2.4 Điện kháng của máy biến áp liên lạc

B 1 ,B 2 :

- Điện kháng của cuộn hạ:

- Điện kháng của cuộn trungû:

- Điện kháng của cuộn cao:

8 7

%

2001

NC H

NT H

NC

S

SU

UU

10 9

%

2001

NC H

NT T

NC

S

SU

UU

  0,0719

160

100.203211.2001

%

2001

NT H

NC T

NC

S

SU

UU

12 11

XC cb 

Trang 24

3.2.2.2.5 Điện kháng của đường dây liên lạc với hệ thống:

150.4,0U

S.2

l

X

2 2

220 cb

HT

S

SX

S

*S

cb

N

04025

1

*S

*I

*U

*X

N HT

HT đm

HT     (Vì IHT*=SN*)

00202000

100040

S

*XX

*X

HT

cb đm HT cb

16

X

0719 , 0

12

X 0719

6

X 1978

2

X

1978 , 0

3

X

3288 , 0

16

X

036 , 0

21

X

064 , 0

20

X

0688 , 0

19

X 0989

, 0

18

X

1978 , 0

2

X

3288 , 0

16

X

036 , 0

21

X

136 , 0

22

X

3288 , 0

0567 , 0

16

X

132 , 0

23

X

N1

EHT

H:3.12d

Trang 25

Từ sơ đồ (H:3.12a), ta có:

X16 = X14 + X15 = 0,0567 + 0,002 = 0,0587

X17 = X4 + X13 = 0,1978 + 0,131 = 0,3288

Vì sơ đồ (H:3.12a) đối xứng nhau qua điểm ngắn mạch N1

nên ta có sơ đồ (H:3.12b) và giá trị điện kháng như sau:

1978,0

1375,0

128,0

0719,0

0989,0.0688,01978,0

20 19 18 2

18 19

XXXTừ sơ đồ (H:3.12d), ta có:

22 17

22

XX



136,03288,0

136,0.3288,0



3.2.3.1.2 Tính dòng ngắn mạch:

Để sử dụng đường cong tính toán, ta qui đổi điện khángtính toán về hệ đơn vị tương đối định mức (X * )tt đm

"

0

K =2,75 ; K"=2,1Dòng siêu quá độ ban đầu do các máy phát điện cungcấp:

275 =1,898 kADòng ngắn mạch duy trì các do máy phát điện cung cấp:

S



=2,1

2303

275 =1,45 kADòng ngắn mạch do hệ thống cung cấp:

2510,,

=4,276 kA

Trang 26

Trị số dòng ngắn mạch tại điểm N1:

3.2.3.2.1 Sơ đồ biến đổi:

Tương tự như ngắn mạch tại N1, sơ đồ (H:3.13a) đốixứng nhau qua điểm ngắn mạch N2 nên ta có sơ đồ (H:3.13b)và giá trị điện kháng như sau:

26

EHT

H:3.13d

N2

0947 , 0

24

X

0962 , 0

16

X

036 , 0

21

X

064 , 0

20

X

0688 , 0

19

X 0989

, 0

18

X

1978 , 0

2

X

3288 , 0

16

X

0719 , 0

12

X 0719

8

X

1375 , 0

5

X

1375 , 0

6

X 1978

2

X

1978 , 0

3

X

3288 , 0

17

X

H:3.13a

Trang 27

17.XX

XX

136,03288,0

136,0.3288,0

Để sử dụng đường cong tính toán, ta qui đổi điện khángtính toán về hệ đơn vị tương đối định mức (Xtt*đm)

"

K0=3,8 ; K" =2,32Dòng siêu quá độ ban đầu do các máy phát điện cungcấp:

S



=3,8

1153

275 =5,246 kADòng ngắn mạch duy trì các do máy phát điện cung cấp:

S

1153

275 =3,203 kADòng ngắn mạch do hệ thống cung cấp:

502,0

=5,301 kATrị số dòng ngắn mạch tại điểm N2:

I

0 2

Trang 28

3.2.3.3 Điểm ngắn mạch N 4 :

3.2.3.3.1 Sơ đồ biến đổi:

1375,0.1978,0

6 3 2

6 3

XXX

051,01375,01978,01978,0

1375,0.1978,0

6 3 2

6 2

XXX

16

X

0719 , 0

12

X

128 , 0

6

X 1978

, 0

2

X

1978 , 0

3

X

3288 , 0

26

X

128 , 0

8

X 3288 , 0

17

X

H:3.14a

051 , 0

28

X

051 , 0

27

X

0734 , 0

29

X

1375 , 0

26

X

H:3.14c

0226 , 0

32

X

1013 , 0

31

X

0415 , 0

35

X

232 , 0

34

X

0415 , 0

33

X

EHT

H:3.14e

N4

623 , 1

36

X

3 , 0

37

X

Trang 29

1978,0.1978,0

6 3 2

3 2

XXX

3288,0.051,0128,0

29 27 17 8

17 27

XXX

X32

0226,00734,0051,03288,0128,0

0734,0.051,0128,0

29 27 17 8

29 27

XXX

0734,0051,03288,0128,0

3288,0.0734,0

29 27 17 8

XXTừ sơ đồ (H:3.14d), ta có:

Từ sơ đồ (H:3.14e), ta có:

623,10415,0

211,0.232,0211,0232,0

33

35 34 35 34

X

XXXXX

3,0232

,0

211,0.0415,0211,00415,0

34

35 33 35 33

X

XXXXX

Để sử dụng đường cong tính toán, ta qui đổi điện khángtính toán về hệ đơn vị tương đối định mức (Xtt*đm)

=0,62Tra đường cong tính toán (hình 3.5 trang 46 sách “Thiết kếphần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp” của PGSNguyễn Hữu Khái), ta được bội số của thành phần khôngchu kỳ dòng điện ngắn mạch:

"

K0=1,63 ; K" =1,63Dòng siêu quá độ ban đầu do các máy phát điện cungcấp:

"

I0=K"0.IđmF=K"0

5 10

3 cb ,

đmFi

U

S



=1,63

5,10.3

25,206

=18,486 kADòng ngắn mạch duy trì các do máy phát điện cung cấp:

"

I=K".IđmF=K"

5 10

3 cb ,

đmFi

U

S



=1,63

5,10.3

25,206

=18,486 kADòng ngắn mạch do hệ thống cung cấp:

H

I =

H

, cb

X

Icb

=623,1

499,5

=3,388 kA

232,01013,01306,0

31 26

X

211,00226,01885,0

32 30

X

Trang 30

Trị số dòng ngắn mạch tại điểm N4:

3.2.3.4.1 Sơ đồ biến đổi:

đm tt

"

K0=7,5 ; K"=2,7Trị số dòng ngắn mạch tại điểm N5, N6:

3 cb ,

đmFi

U

S

5,10.3

75,68

3 cb ,

đmFi

U

S



=2,7

5,10.3

75,68

=10,206 kADòng ngắn mạch xung kích tại N5, N6:

kAI

Ki

0 5 6

Giá trị hiệu dụng của dòng ngắn mạch xung kích tại N5,

N6:

kAK

II

1

X

Trang 31

3.2.3.5 Điểm ngắn mạch N 5 ’:

3.2.3.5.1 Sơ đồ biến đổi:

H:3.16g

N5’

27 , 0

48

X

196 , 0

16

X

0719 , 0

12

X 0719

8

X

1375 , 0

5

X

1375 , 0

6

X 1978

, 0

2

X

1978 , 0

3

X

3288 , 0

24

X

128 , 0

7

X

128 , 0

8

X

1375 , 0

5

X

3288 , 0

17

X

H:3.16b

051 , 0

28

X

051 , 0

27

X

0734 , 0

29

X

1885 , 0

24

X

0734 , 0

29

X

179 , 0

24

X 3288 , 0

17

X

0734 , 0

29

X

0681 , 0

42

X

0487 , 0

44

X

H:3.16e

45

X

0487 , 0

41

X

0947 , 0

24

X

0294 , 0

47

X

124 , 0

46

X

09 , 0

44

X

Trang 32

179,0.128,0

39 38 7

38 7

XXX

0487,01885,0179,0128,0

1885,0.128,0

39 38 7

39 7

XXX

0681,01885,0179,0128,0

1885,0.179,0

39 38 7

39 38

XXX

Từ sơ đồ (H:3.16e), ta có:

,0

0614,0.124,00614,0124,0

44

47 46 47 46

X

XXXXX

196,0124

,0

0614,0.09,00614,009,0

46

47 44 47 44

X

XXXXX

đm tt

0462,0.3288,0

42 40 29 17

40 17

XX

45

0127,00681,00462,00734,03288,0

0681,00734,0.0462,0

42 40 29 17

42 29 40

XXX

44

09,00681,00462,00734,03288,0

0681,00734,0.0462,0

42 40 29 17

42 29 17

XXX

Định dạng
Số trang	64
Dung lượng	3,46 MB