Đồ án tốt nghiệp, thiết kế nhà máy nhiệt điện (kèm theo bản vẽ)

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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu: NHIỆT ĐIỆN

Công suất: 240 MW Gồm có: 4 tổ máy x 60 MW

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

I PHỤ TẢI Ở CẤP ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT:

- Công suất cực đại Pmax = 70 MW, hệ số công suất cos= 0,8

- Đồ thị phụ tải hình: hình 1

- Số liệu về đường dây: 4 đường dây kép x 15 MW dài 18 km

2 đường dây đơn x 5 MW dài 10km

II PHỤ TẢI CẤP ĐIỆN ÁP TRUNG: 110 KV

- Công suất cực đại Pmax = 120 MW, hệ số công suất cos= 0,8

- Đồ thị phụ tải hình: hình 2

- Số liệu về đường dây: 2 đường dây kép x 40

MW 2 đường dây đơn x 20 MW

III NHÀ MÁY ĐỰƠC NỐI VỚI HỆ THỐNG 220 KV

IV TỰ DÙNG:

V GHI CHÚ:

5 % , cos= 0,8Trạm địa phương dùng máy cắt có dòng Ic = 20KA

Nhà máy luôn phát hết công suất

Nội dung các phần thuyết minh tính toán:

I Thuyết minh:

1.Tính toán cân bằng công suất, chọn sơ đồ nối điện

2 Chọn máy biến áp, tính tổn thất điện năng trong máy biến áp, chọn khángđiện phân đoạn (nếu có)

3 Tính toán ngắn mạch

4 Tính toán so sánh kinh tế các phương án

5 Tính chọn khí cụ điện và các phần có dòng điện chạy qua

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, CHỌN SƠ ĐỒ NỐI

ĐIỆN 3

1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN: 3

1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT: 3

1.2.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát (10,5 kV): 3

1.2.2 Phụ tải cấp điện áp trung (110 kV): 4

1.2.3 Công suất tự dùng trong nhà máy: 5

1.2.4 Công suất dự trữ quay của hệ thống nối với phía cao áp: 6

1.2.5 Bảng tổng hợp phân bố công suất trong toàn nhà máy: 6

1.3 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN: 8

1.3.1 Phương án I: 9

1.3.2 Phương án II: 10

1.3.3 Phương án III: 11

1.3.4 Phương án IV: 12

1.3.5 Nhận xét chung: 13

CHƯƠNG 2: CHỌN MÁY BIẾN ÁP, TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP ….14

2.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP: 14

2.1.1 Chọn máy biến áp cho phương án I: 14

2.1.2 Chọn máy biến áp cho phương án 2: 16

2.2 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP: 18

2.2.1 PHƯƠNG ÁN 1: 19

2.2.2 PHƯƠNG ÁN II: 20

2.2.3 CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN CHO PHƯƠNG ÁN I: 22

2.2.4 CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN CHO PHƯƠNG ÁN II: 26

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 29

3.1 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO PHƯƠNG ÁN I: 29

3.1.1 Sơ đồ thay thế nhà máy điện và các điểm ngắn mạch tính toán: 29

3.1.2 Tính toán các thông số của sơ đồ thay thế: 31

3.1.3 Tính toán dòng ngắn mạch: 33

3.1.4 Xác định xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch: 50

3.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO PHƯƠNG ÁN II: 51

3.2.1 Sơ đồ thay thế nhà máy điện và các điểm ngắn mạch tính toán: 51

3.2.2 Tính toán các thông số của sơ đồ thay thế: 53

3.2.3 Xác định xung nhiệt lượng của dòng ngắn mạch: 69

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN 71

4.1 DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TOÁN: 71

4.1.1 Tính dòng điện làm việc cưỡng bức cho phương án I: 71

4.1.2 Tính dòng điện cưỡng bức cho phương án II: 72

4.1.3 Chọn sơ bộ máy cắt và dao cách ly: 74

4.1.4 Chọn sơ đồ nối điện chính: 78

4.2 SO SÁNH KINH TẾ KỸ THUẬT -CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU: 81

4.2.1 Phương pháp đánh giá hiệu quả các phương án: 81

4.2.2 Tính toán chi phí vận hành mỗi năm (P): 84

4.2.3 Thiệt hại do ngừng cung cấp điện: 85

4.2.4 So sánh kinh tế -kỹ thuật giữa hai phương án: 85

CHƯƠNG 5: CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN 86

5.1 KIỂM TRA MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY: 86

5.1.1 Kiểm tra máy cắt: 86

5.1.2 Kiểm tra dao cách ly: 86

5.2 KIỂM TRA KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN: 87

5.3 CHỌN THANH GÓP -THANH DẪN - SỨ - CÁP ĐIỆN LỰC: 87

5.3.1 Chọn các phần cho mạch phía cao áp 220KV: 87

5.3.2 Chọn các phần cho mạch phía trung áp 110KV: 90

5.3.3 Chọn các phần cho mạch phía 10,5KV: 91

5.3.4 Thanh dẫn từ thanh góp cấp điện áp máy phát đến hạ áp máy biến áp: 97

5.3.5 Chọn cáp cho phụ tải địa phương: 99

5.4 CHỌN SỨ: 101

5.4.1 Chọn sứ đỡ cho các thanh dẫn cứng: 101

5.4.2 Chọn sứ xuyên tường: 103

5.5 CHỌN KHÁNG ĐIỆN ĐƯỜNG DÂY: 103

5.5.1 Bảng phân bố lại công suất qua kháng điện lúc bình thường và sự cố 104

5.5.2 Kiểm tra kháng điện đã chọn: 105

5.5.3 Kiểm tra điều kiện tạo điện áp dư trên thanh góp khi ngắn mạch sau máy cắt đường dây: 106

5.5.4 Kiểm tra ổn định động: 106

5.5.5 Kiểm tra ổn định nhiệt: 107

5.5.6 Kiểm tra ổn định nhiệt cho cáp phụ tải cấp điện áp máy phát 10,5 kv: 107

5.5.7 Chọn máy cắt sau kháng điện đường dây: 108

5.6 CHỌN CUỘN DẬP HỒ QUANG: 109

5.6.1 Điều kiện chọn: 109

5.6.2 Chọn cuộn dập hồ quang cho mạng cấp điện áp máy phát 10,5 kV: 109

5.7 CHỌN MÁY BIẾN DÒNG VÀ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP: 110

5.7.1 Chọn máy biến dòng điện : 110

5.7.2 Chọn máy biến điện áp BU: 111

CHƯƠNG 6: TÍNH CHỌN SƠ ĐỒ TỰ DÙNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN 115 6.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG LÀM VIỆC-TỰ DÙNG DỰ TRỮ : 117

6.1.1 Chọn máy biến áp tự dùng bậc 1: 117

6.1.2 Chọn máy biến tự dùng bậc 2 (6,3/0,4 kV): 117

6.2 CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY: 118

6.2.1 Chọn máy cắt và dao cách ly MBA tự dung bậc 1: 118

6.2.2 Chọn máy cắt và dao cách ly của MBA tự dùng bậc 2: 122

6.3 CHỌN CÁP CHO MẠCH TỰ DÙNG: 122

6.3.1 Chọn cáp cho mạch phía cao áp của tự dùng làm 1: 122

6.3.2 Chọn cáp cho mạch hạ áp máy biến áp tự dùng 1: 123

6.3.3 Chọn cáp cho mạch cao áp máy biến áp tự dùng bậc 2: 124

6.3.4 Chọn cáp cho mạch hạ áp máy biến áp tự dùng bậc 2: 124

6.4 CHỌN THANH GÓP : 126

6.4.1 Chọn thanh góp cho cấp điện áp 6,3 KV: 126

6.4.2 Chọn sứ đỡ cho thanh góp 6,3 KV : 128

6.4.3 Chọn thanh góp cấp điện áp 0,4 KV: 128

6.5 CHỌN APTOMAT: 129

6.6 KIỂM TRA KHẢ NĂNG TỰ KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ : 130

6.1.1.1 Các động cơ trên thanh góp 6,3KV 130

6.1.1.2 Các động cơ trên thanh góp 0,4 kV 130

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, CHỌN SƠ ĐỒ NỐI

ĐIỆN

1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN:

Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu: NHIỆT ĐIỆNNGƯNG HƠI, Công suất: 240 MW, gồm có: 4 tổ máy 60 MW Việc chọn số lượng vàcông suất máy phát điện cần chú ý các điểm sau đây:

- Máy phát có công suất càng lớn thì vốn đầu tư càng lớn, tiêu hao nhiên liệu đểsản xuất ra một đơn vị điện năng và chi phí vận hành hàng năm càng nhỏ Nhưng vềmặt cung cấp điện thì đòi hỏi công suất của máy phát lớn nhất không hơn dự trữ quay

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

TLTK [1]“Phụ lục II.trang 99, ta chọn được máy phát điện theo bảng 1.1.

1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT:

Việc tính toán cân bằng công suất trong nhà máy điện giúp ta xây dựng được đồthị 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 điện áp tại các thời điểm và đề xuất các phương án nối dây 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= 70 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:

UFmax 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 bảng phân bố công suất phụ tảicấp điện áp máy phát như bảng 1.2:

Bảng 1.2

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

Công suất cực đại PUTmax= 120 MW

Hệ số cosUT = 0,8

Đồ thị phụ tải hình H:1.2:

(1.1)

Công suất phụ tải cấp điện áp trung được tính theo công thức sau:

UT max UT

SUT(t) là công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t

P% là phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp trung theo thời gian

PUTmax, cosUT là công suất cực đại và hệ số công suất phụ tải cấp điện áp trung

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

Bảng 1.3

1.2.3 Công suất tự dùng trong nhà máy:

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

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

SNM là công suất đặt toàn nhà máy, SNM = 300 MVA

Vì nhà máy phát luôn hết công suất nên công suất phát của nhà tại mọi thời điểm t

1.2.4 Công suất dự trữ quay của hệ thống nối với phía cao áp:

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

dtHT dtNM dtHT

SNM (SUFmax SUT max Std max)

300 (87,5 150 15) 47,5(MVA)    

dtHT dtNM dtHT

178,82 47,5 226,32(MVA)  

1.2.5 Bảng tổng hợp phân bố công suất trong toàn nhà máy:

Nhà máy ta liên hệ với hệ thống và luôn phát hết công suất Với phụ tải luôn Tiếnđộng theo thời gian vì vậy giữa nhà máy và hệ thống có liên hệ với nhau 1 lượng côngsuất và được xác định như sau:

Sth = SNM - [SUF (t)+ SUT (t) + Std (t) ] = SNM - S∑ (t)Qua tính toán ở trên, ta lập được bảng số liệu cân bằng công suất của toàn nhà máytheo thời gian trong một ngày như bảng 1.5

Bảng 1.5

Từ bảng 1.5, ta thấy trong điều kiện làm việc bình thường nhà máy điện phát đủ côngsuất cho phụ tải ở các cấp điện áp và còn thừa một lượng công suất có thể đưa lên hệthống trong tất cả các thời điểm trong ngày Do đó nhà máy có khả năng phát triển phụtải ở các cấp điện áp

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

1.3 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN:

Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong quá trìnhtính toán thiết kế nhà máy điện Vì vậy cần nghiên cứu kỹ nhiệm vụ thiết kế, nắmvững các số liệu ban đầu Dựa vào bảng 1.5 và các nhận xét tổng quát, ta tiến hành đềxuất các phương án nối dây có thể Các phương án đưa ra phải đảm bảo cung cấp điệnliên tục cho các phụ tải, phải khác nhau về cách ghép nối các máy biến áp với các cấp

điện áp, về số lượng và dung lượng của máy biến áp, về số lượng máy phát điện, Sơ

đồ nối điện giữa các cấp điện áp phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Số máy phát nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát phải thỏa mãn điều kiệnkhi ngừng một máy phát lớn nhất thì các máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủcho phụ tải cấp điện áp máy phát và phụ tải cấp điện áp trung

- Công suất bộ máy phát máy - biến áp không được lớn hơn dự trữ quay của hệthống

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

- Máy biến áp ba cuộn dây chỉ sử dụng khi công suất truyền tải qua cuộn dây nàykhông nhỏ hơn 15% công suất truyền tải qua cuộn dây kia Đây không phải là điều quiđịnh mà chỉ là điều cần chú ý khi ứng dụng máy biến áp ba cuộn dây Như ta đã biết,

tỷ số công suất các cuộn dây của máy 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 cũng bằng 66,7% công suấtđịnh mức Do đó nếu công suất truyền tải qua một cuộn dây nào đó quá nhỏ sẽ khôngtận dụng được khả năng tải của nó

- Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc tự ngẫu để liên lạc haytải điện giữa các cấp điện áp

- Máy biến áp tự ngẫu chỉ sử dụng khi cả hai phía điện áp cao và trung áp cótrung tính trực tiếp nối đất (U ≥ 110 kV)

- Khi công suất tải lên điện áp cao lớn hợn dự trữ quay của hệ thống thì phải đặt

ít nhất hai máy biến áp

- Không nên nối song song hai máy biến áp hai cuộn dây với máy biến áp bacuộn dây vì thường không chọn được hai máy biến áp có tham số phù hợp với điềukiện để vận hành song song

Thành phần phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp máy phát so với công suất củatoàn nhà máy:

UFmax UF

Từ yêu cầu kỹ thuật trên, ta đề xuất ra một số phương án nối điện chính cho nhàmáy như sau:

1.3.1 Phương án I:

1.3.1.1 Mô tả phương án:

- Sơ đồ gồm 4 máy phát F1, F2, F3, F4 nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát

- Dùng hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 để liên lạc giữa các cấp điện áp và giữanhà máy với hệ thống

- Sơ đồ gồm 3 máy phát F1, F2, F3 nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát

- Dùng hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 để liên lạc giữa các cấp điện áp và giữanhà máy với hệ thống

H:1.5

- Một bộ máy phát F4 - máy biến áp hai cuộn dây B3 nối và thanh góp cấp điện áptrung.

1.3.2.2 Ưu điểm:

- Sơ đồ đảm bảo sự liên lạc giữa các cấp điện áp và giữa nhà máy với hệ thống

- Máy biến áp nối vào thanh góp cấp điện áp trung nên giá thành máy biến áp vàcác thiết bị ít tốn kém hơn so với bên cao áp

- Số lượng máy phát nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát ít nên thanh gópđơn giản

- Sơ đồ gồm 2 máy phát F1, F2 nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát

- Dùng hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 để liên lạc giữa các cấp điện áp và giữanhà máy với hệ thống

- Hai bộ máy phát F3 - B3, F4 - B4 tương ứng nối và thanh góp cấp điện áp trung

và cấp điện áp cao

H: 1.6

- Số lượng máy biến áp nhiều dẫn đến mặt bằng phân bố thiết bị ngoài trời lớn và

sẽ khó khăn hơn cho việc bảo dượng định kỳ MBA liên lạc

- Vì có bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây nối ở phía cao nên tốn kém vìphải dùng thiết bị có cách điện cao

- Số lượng máy biến áp hai cuộn dây nhiều nên tốn kém

1.3.4 Phương án IV:

1.3.4.1 Mô tả phương án:

- Sơ đồ gồm 3 máy phát F1, F2, F3 nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát

- Dùng hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 để liên lạc giữa các cấp điện áp và giữanhà máy với hệ thống

- Một bộ máy phát F4 - B3 nối và thanh góp cấp điện áp cao

1.3.4.2 Ưu điểm:

- Sơ đồ đảm bảo sự liên lạc giữa các cấp điện áp và giữa nhà máy với hệ thống

- Số lượng máy phát nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát ít nên thanh gópđơn giản

CHƯƠNG 2: CHỌN MÁY BIẾN ÁP, TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

TRONG MÁY BIẾN ÁP

1.4 CHỌN MÁY BIẾN ÁP:

Máy biến áp là một thiết bị chính trong nhà máy điện, vốn đầu tư của nó chiếmmột phần rất quan trọng trong tổng số vốn đầu tư của nhà máy Vì vậy việc chọn sốlượng và công suất định mức của chúng là rất quan trọng Công suất của máy biến ápđược chọn phải bảo đảm đủ cung cấp điện theo yêu cầu phụ tải không những trongđiều kiện làm việc bình thường mà ngay cả lúc sự cố Chế độ định mức của máy biến

áp phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường nhưng do đặt hàng theo điều kiện khí hậu tại nơilắp đặt nên không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ

1.4.1 Chọn máy biến áp cho phương án I:

1.4.1.1 Chọn máy biến áp liên lạc B1, B2:

1.4.1.1.1 Chọn công suất máy biến áp liên lạc B1, B2:

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

 SdmFi là tổng công suất định mức của máy phát F1, F2, F3, F4

4 1

 StdFimax là công suất tự dùng lớn nhất của máy phát F1, F2, F3, F4

SUFmin là công suất cực tiểu của phụ tải cấp điện áp máy phát

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

C T cl

1.4.1.1.2 Kiểm tra máy biến áp B1, B2:

a, Quá tải bình thường:

Vì công suất định mức của máy biến áp B1, B2 được chọn lớn hơn công suấttính toán nên không cần kiểm tra quá tải bình thường

b, Quá tải sự cố:

Giả sử sự cố máy biến áp B1 thì máy biến áp B2 còn lại với khả năng quá tải sự

cố cho phép phải cung cấp đủ công suất phụ tải cấp điện áp trung, cao lúc cực đại.Nghĩa là:

1.4.2 Chọn máy biến áp cho phương án 2:

1.4.2.1 Chọn máy biến áp nối bộ B3:

1.4.2.1.1 Chọn công suất máy biến áp B3:

Máy biến áp B3 là loại máy biến áp ba pha hai cuộn dây nên điều kiện chọn là

SđmB3 ≥SđmF4 = 75 MVA

TLTK “[1]’’, phụ lục III.4 trang 150 ta có thông số máy biến áp B 3 bảng 2.2.

Bảng 2.2Loại

MBA

Sđm(MVA)

1.4.2.1.2 Kiểm tra máy biến áp B3:

a, Kiểm tra quá tải binh thường:

Vì công suất định mức của máy biến áp B3 được chọn lớn hơn công suất tínhtoán nên không cần kiểm tra quá tải bình thường

b, Kiểm tra quá tải sự cố:

Vì khi một trong hai phần tử (máy phát F4 hay máy biến áp B3) ngừng làm biệcthì phần tử còn lại cũng ngừng làm việc do đó ta không cần kiểm tra quá tải sự cố.

1.4.2.2 Chọn máy biến áp B1, B2:

1.4.2.2.1 Chọn công suất máy biến áp B1, B2:

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

 SdmFi là tổng công suất định mức của máy phát F1, F2, F3

3 1

 StdFimax là công suất tự dùng lớn nhất của máy phát F1, F2, F3

SUFmin là công suất cực tiểu của phụ tải cấp điện áp máy phát

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

C T cl

1.4.2.2.2 Kiểm tra máy biến áp:

a Kiểm tra quá tải bình thường:

Vì công suất định mức của máy biến áp B1, B2 được chọn lớn hơn công suấttính toán nên không cần kiểm tra quá tải bình thường

b Kiểm tra quá tải sự cố:

(1) Khi sự cố máy biến áp B 3 :

(2.4)

Khi sự cố máy biến áp B3 thì hai máy biến áp liên lạc B1, B2 còn lại với khảnăng quá tải sự cố cho phép phải cung cấp đủ công suất phụ tải cấp điện áp trung, caolúc cực đại Nghĩa là:

(2) 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 công suất phụ tải cấp điện áp trung, cao lúc cực đại.Nghĩa là:

1.5 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 phụ tải

- Tổn thất tải phụ thuộc vào đồ thị phụ tải

1.5.1 PHƯƠNG ÁN 1:

1.5.1.1 Tổn thất điện năng qua máy biến áp liên lạc B1, B2:

Vì hai máy biến áp B1, B2 là hai máy biến áp tự ngẫu giống nhau vận hành song song và đồ thị phụ tải của ta là đồ thị bậc thang nên ta sử dụng công thức (2.9) sau:

(2.8)(2.5)

(2.9)

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

PNC, PNT, PNH là tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cao, trung, hạcủa máy biến áp tự ngẫu

Po là tổn thất không tải của máy biến áp

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

ΔPAB1,B2 = ΔPAng 365 = 13825,902 365 = 5046454,23 (kWh)

=5046,454 (MWh)Tổn thất điện năng hàng năm:

ΔPA = ΔPAB1,B2 =5046,454 (MWh)

1.5.2 PHƯƠNG ÁN II:

1.5.2.1 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:

2 B3

Trong đó: Po là tổn thất không tải của máy biến áp

PN là tổn thất tải (ngắn mạch) của máy biến áp

SB3 là công suất cực đại qua máy biến áp B3

1.5.2.2 Tổn thất điện năng qua máy biến áp liên lạc B1, B2:

Tương tự trên ta sử dụng công thức (2.12) sau:

Trong đó:

n là số máy biến áp làm việc song song

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

PNC, PNT, PNH là tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cao,trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu

Po là tổn thất không tải của máy biến áp

570380

)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

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

ΔPAB1,B2= ΔPAng 365 =10431,2.365 = 3807388 (kWh)

= 3807,388 (MWh)Tổn thất điện năng hàng năm:

ΔPA = ΔPAB3+ ΔPAB1,B2 = 2767 + 3807,388 = 6574,388 (MWh)

1.5.3 CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN CHO PHƯƠNG ÁN I:

1.5.3.1 Xác định dòng điện làm việc tính toán:

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

PD1max PD1max PD3max

PD2max PD2max PD4max

PD1min PD3min PD1max PD2min PD4min PD2max

1.5.3.3 Dòng điện làm việc bình thường qua kháng:

1.5.3.4 Dòng điện làm việc cưỡng bức qua kháng:

a.Khi một tổ máy phát F 1 (hoặc F 3 ) nghỉ làm việc:

cb cb cb cb max K1 K 2 K3 K 4

Tra sổ tay “Lựa chọn và tra cứu thiết bị điện” của Ngô Hồng Quang, Bảng 7.7,

trang 368 , ta có thông số kháng điện K1, K2 , K3, K4 như bảng 2.6

Bảng 2.6

kA

IđmkA

XK



Pđm 1pha, kW

IđđkA

InhkA

1.5.3.6 Kiểm tra tổn thất điện áp:

1.5.3.6.1 Điều kiện làm việc bình thường:

(Với cos 0,8 sin 0,6 )

1.5.3.6.2 Điều kiện làm việc cưỡng bức:

1.5.4 CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN CHO PHƯƠNG ÁN II: 1.5.4.1 Xác định dòng làm việc tính toán:

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

PD1max PD1max PD3max

PD2max PD2max

PD1min PD3min PD1max PD2min PD2max

1.5.4.4 Dòng điện làm việc cưỡng bức qua kháng:

a Khi ngừng làm việc một máy biến áp tự ngẫu B 1 (hoặc B 2 ):

2 2 (3)

BA đmFi UFmin td max

Tra sổ tay “Lựa chọn và tra cứu thiết bị điện” của Ngô Hồng Quang, Bảng 7.7,

trang 368 , ta có thông số kháng điện K1, K2 như bảng 2.7

Bảng 2.7

kA

IđmkA

XK



Pđm 1pha, kW

IđđkA

InhkA

1.5.4.6 Kiểm tra tổn thất điện áp:

1.5.4.6.1 Điều kiện làm việc bình thường:

(Với: cos 0,8 sin 0,6)

1.5.4.6.2 Điều kiện làm việc cưỡng bức:

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Ngắn mạch là một loại sự cố xảy ra trong hệ thống điện do hiện tượng chạmchập giữa các pha, không thuộc chế độ làm việc bình thường Chúng ta cần phải dựbáo các tình trạng ngắn mạch có thể xảy ra và xác định dòng điện ngắn mạch tính toántương ứng

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

Phương pháp tính toán ngắn mạch ở đây, ta chọn phương pháp đường cong tínhtoán Điểm ngắn mạch tính toán là điểm mà khi xảy ra ngắn mạch tại đó thì dòng ngắnmạch đi qua khí cụ điện là lớn nhất Vì vậy việc lập sơ đồ tính toán dòng điện ngắnmạch đối với mỗi khí cụ điện cần chọn một chế độ làm việc nặng nề nhất nhưng phảiphù hợp với điều kiện thực tế

1.6 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO PHƯƠNG ÁN I:

1.6.1 Sơ đồ thay thế nhà máy điện và các điểm ngắn mạch tính toán:

1.6.1.1 Sơ đồ tính toán:

1.6.1.2 Các điểm ngắn mạch:

1.6.1.2.1 Điểm N1:

- 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 và hệ thống đang vận hànhbình thường

1.6.1.2.2 Điểm N 2 :

- Mục đích: Để chọn và kiểm tra khí cụ điện các mạch phía trung áp.

- Trạng thái sơ đồ: Tất cả các máy phát, máy biến áp và hệ thống đang vận hànhbình thường

1.6.1.2.3 Điểm N3:

- 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 thống đang vận hành bình thườngchỉ có máy biến áp B1 nghỉ

1.6.1.2.4 Điểm N4, N4’:

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

- Trạng thái sơ đồ:

+ Điểm N4: Tất cả các máy phát và hệ thống đang vận hành bình thường,máy phát F1 và máybiến áp B1 nghỉ.

+ Điểm N4’: Tất cả các máy phát và hệ thống đang vận hành bình thường,máy phát F2 và K2 (hoặc K3) nghỉ

1.6.1.2.5 Điểm N5 , N5’, N6 , N6’:

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

- Trạng thái sơ đồ:

+ Điểm N5: Chỉ có máy phát F1 làm việc

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

+ Điểm N6: Chỉ có máy phát F2 làm việc

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

1.6.1.3 Sơ đồ thay thế: Với E1 = E 2 = E 3 = E 4 = E (các máy phát như nhau)

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

1.6.2.1 Các đại lượng cơ bản:

Chọn các đại lượng cơ bản:

1.6.2.2 Các thông số của sơ đồ thay thế:

1.6.2.2.1 Điện kháng của máy phát F1, F2, F3, F4:

1.6.2.2.2 Điện kháng của máy biến áp liên lạc B1, B2:

- Điện kháng của cuộn hạ:

- Điện kháng của cuộn trung:

- Điện kháng của cuộn cao:

(H:3.3b) và giá trị điện kháng như sau:

100 =0,357Tra đường cong tính toán (hình 3.5 trang 44 TLTK “[1]), ta được bội số của thànhphần không chu kỳ dòng điện ngắn mạch:

"

0

K =2,85 ; K"=2,13Dòng siêu quá độ ban đầu do các máy phát điện cung cấp:



3.230=2,146 (kA)Dòng ngắn mạch duy trì các do máy phát điện cung cấp:

"

I=K".IdmF=K" dmFi

cb220

S3.U



3.230=1,604 (kA)Dòng ngắn mạch do hệ thống cung cấp:

I

0, 2510,05 = 5,02 (kA)Trị số dòng ngắn mạch tại điểm N1:

100 =0,288Tra đường cong tính toán (hình 3.5 trang 46 TLTK “[1]), ta được bội số củathành phần không chu kỳ dòng điện ngắn mạch:



3.115=5,196 (kA)Dòng ngắn mạch duy trì các do máy phát điện cung cấp:

"

I=K".IdmF=K" dmFi

cb110

S3.U



3.115=3,42 ( kA)Dòng ngắn mạch do hệ thống cung cấp:

I

0,5020,073=6,877 (kA)

N4