ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN

PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆNCHƯƠNG I:TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT LỰA TRỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Để đảm bảo chất lượng điện, đặc biệt là giữ vững tần số công nghệ 50HZđiện năng d

Đồ án tốt nghiệp

Đề tài: Phần điện nhà máy điện

MỤC LỤC

PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN 3

CHƯƠNG I:TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT LỰA TRỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 3

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 12

CHƯƠNG III:TÍNH NGẮN MẠCH 28

CHƯƠNG IV 48

CHƯƠNG V: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN THANH DẪN VÀ THANH GÓP 54 CHƯƠNG VI 68

TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 68

PHẦN II 71

CHƯƠNG 1: 71

CHƯƠNG 2 75

CHƯƠNG 3 82

PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN

CHƯƠNG I:TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT LỰA TRỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY

Để đảm bảo chất lượng điện, đặc biệt là giữ vững tần số công nghệ 50HZđiện năng do các nhà máy điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với điện năngtiêu thụ ( kể cả tổn thất) Như vậy điều kiện cân bằng công suất là rất quantrọng, thực tế công suất tiêu thụ tại các phụ tải luôn luôn thay đổi, việc biết đượcquy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải rất quan trọng đối với ngườithiết kế Vận hành nhờ đồ thị phụ tải ta có thể lựa trọn phương án nối điện hợp

lý đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật nâng cao độ tin cậy cung cấp điện

Đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất máy biến áp , phân bố tối ưucông suất giữa các nhà máy điện hoặc giữa các tổ máy trong một nhà máy điện ,

từ đó người vận hành sẽ chọn được phương thức vận hành hợp lý, chủ động lậpđược kế hoạch sửa chữa, đại tu định kỳ thiết bị điện

Theo nhiệm vụ thiết kế và các số liệu đã cho ta lập được đồ thị phụ tải ở cáccấp điện áp

Căn cứ vào yêu cầu thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng hơi cho sẵn gồm 4 tổ máy công suất mỗi tổ máy là 50MW.cung cấp cho phụ tải địa phương, phụ tải trung áp,còn thửa phát lên cao áp

Ta tra bảng chọn máy phátTB-50-2các thông số như sau:

1 PHỤ TẢI ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT (PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG)

ĐIện áp địa phương UđP=10 (KV)

Công suất tác dụng lớn nhất PđP max =18 (MW)

% 100

dp dp

dp dPm

dpt dP

P P

p P P

P P

Và : dPt 0,82dPt

dPt

P Cos

86 , 0

Tt Tt

Tt

P Cos

17 20

2022

2224

Đề án đã cho đồ thị phụ tải dưới dạng % , tính toán về dạng có tên như sau:

% 100

% 100

Tt T

P P

P P P

P P

Bảng 1_2_2:

14

14 17

17 20

20 22

2224

Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải sau:

3 PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY

) ( 200 100

%

100

% 100

nmt nmdm

17 20

2022

2224

Từ bảng công suất ta có đồ thị phụ tải như sau:

4 PHỤ TẢI TỰ DÙNG TOÀN NHÀ MÁY:

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

) 2 , 289 6 , 0 4 , 0 ( 83 , 0

240 08 , 0 ) 6

, 0 4 , 0 ( cos

nmt nmdm

nmt td

nmdm tdt

S S

S P



Trong đó: Stdt: là công suất biểu kiến dùng toàn nhà máy tại thời điểm t

: là số phần trăm lượng điện tự dùng so với công suất định mứctoàn nhà máy  =8%

Dựa vào công thức trên và bảng 1_2_3 ta có:

5.CÔNG SUẤT PHÁT LÊN HỆ THỐNG

Trong yêu cầu thiết kế không có phụ tải cao áp 220 kV nên công suất phátlên hệ thống là lượng công suất thừa khi đã cung cấp đủ cho phụ tải

Ở đây điện áp hạ, trung và tự dùng

Công suất phát lên hệ thống là SHT

) ( dpt Tt tdt

nmt

S    

Trong đó:

SHT: Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t

Snmt: Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t

STt : Công suất phụ tải trung áp tại thời điểm t

Stdt : Công suất tự dùng tại thời điểm t

Từ công thức trên ta có các giá trị sau

Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải nhà máy phát lên hệ thống nhưsau:

Nhận xét: Nhà máy có 4 tổ máy với công suất mỗi tổ 60 MW bình thườngnhà máy cung cấp đủ cho phụ tải ở các cấp điện áp, thừa mới phát lên hệ thống

Nhà máy cung cấp cho phụ tải trung áp là lớn nhất 53% (127,91/241) trongtổng công suất với yêu cầu là phải cung cấp cho phụ tải trung áp liên tục vì ST maxlớn hơn dự trữ quay của hệ thống phụ tải địa phương cao nhất chiếm 9,1%(21,95/241) gồm 3 đường dây kép và 6 dây đơn nên số mạch phân ra nhiều mức

độ quan trọng cao đối với 3 đường dây kép nên cũng phải cung cấp điện liêntục

Do phụ tải cao áp không có nên lượng công suất thừa được phát về hệ thống

bù cao nhất đạt 35,35 (76,66/216,87*100)

Lượng công suất này sẽ làm cho hệ thống tăng thêm dự trữ quay và phân bốcông suất tối ưu ,vận hành kinh tế hệ thống

Nhà máy phải thiết kế có phụ tải địa phương lớn nhất:

Sđm max = 21,95 (MVA) là lượng công suất lớn của một tổ máy

SFđm=62,5 (MVA) 100 35 , 12 %

5 , 62

95 , 21





 nên ta dùng thanh góp điện áp máy phát để cấpđiện cho phụ tải địa phương trên thanh góp điện áp máy phát ta phải nối mộtmáy phát điện, số tổ máy nối trên một máy phát đảm bảo sao cho khi một máyphát lớn nhất ngừng làm việc thì các máy khác còn lại phải cung cấp đủ điệncho phụ tải cực đại của địa phương và tự dùng giữa các thanh góp phân đoạnmáy phát điện phải có kháng điện để hạn chế dòng ngắn mạch

Sđmmax + Stđmax=21,95+19,28=41,23(MVA)

SFđm = 62,5 vậy ta ghép được lớn hơn hoặc bằng hai máy phát lên thanhgóp điện áp máy phát

Nhà máy có trung tính lưới phát áp 220 kV, trung áp 110 kV là trung tính nốiđất trực tiếp nên ta phải dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc phụ tải trung áp cóđặc điểm

1,43

53,89

91,127min

66,76min

S

do vậy để cấp công suất lên hệ thống

ta cần hai đến ba bộ trong đó bao gồm cả hai bộ máy phát máy biến áp tự ngẫu Phụ tải địa phương lấy bên cao qua một kháng điện trường dòng nối với haithanh góp điện áp máy phát kiểu này rất thuận lợi vì nếu hỏng một trong số máyphát ghép trên thanh góp điện áp máy phát thì công suất từ hệ thống sẽ cấp chophụ tải địa phương chỉ qua một lần máy biến áp tự ngẫu

1 CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY

Dựa vào nhận xét ở trên ta đưa ra bốn phương án nối dây sau

 PHƯƠNG ÁN I:

 Có hai mạch nối vào thanh góp cao áp

 Có bốn mạch nối vào thanh góp trung áp

 Hai máy phát góp trên thanh góp điện áp máy phát

 Hai máy biến áp tự ngẫu liên tục đặt bên cao áp, hai bộ máy phátmáy biến áp, hai dây quấn đặt bên trung

 Bố trí nguồn phụ tải cân xứng

 Khi phụ tải trung áp cực tiểu STmin =89,53(MVA) < 2.SFđm

=125(MVA) nên công suất truyền tải từ trung sang cao, điều nàyhợp lý đối với máy biến áp tự ngẫu

 PHƯƠNG ÁN II

 Có ba mạch nối vào thành góp cao áp

 Có ba mạch nối vào thành góp trung áp

 Hai máy phát trên thanh góp điện áp máy phát

 Hai máy biến áp tự ngẫu liên lạc đặt bên cao áp, một bộ máy phátmáy biến áp 2 dây quấn đặt bên trung áp, máy biến áp 2 dây quấnđặt bên cao áp

 Phương án một và phương án hai tương đương nhau về kỹ thuậtnhưng bộ máy phát điện máy biến áp 2 dây quấn nối bên cao áp

220 kV đắt tiền hơn so với lối bên trung áp 110kV

 Ta phải dùng tới ba chủng loại máy biến áp dẫn đến không thuậntiện lắp ghép và vân hành

 PHƯƠNG ÁN III

Nhận xét:

 Có hai mạch nối vào thanh góp điện cao áp

 Có ba mạch nối vào thanh góp điện trung áp

 Ba máy phát được ghép trên thanh góp điện áp máy phát

 Hai máy biến áp tự ngẫu đặt bên cao để liên tục và có một bộmáy phát máy biến áp đặt bên trung

 Phương án đảm bảo cung cấp điện

 Số máy biến áp đơn giản nhưng công suất máy biến áp tự ngẫulớn vì phải tải công suất của ba máy phát

 Thiết bị phân phối bên cao _ trung áp đơn giản hơn

 Thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát lại phức tạp, thiết kế bảo

vệ Rơ le sẽ phức tạp hơn so với phương án trên

 Khi hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc, máy biến áp tự ngẫucòn lại với khả năng quá tải máy biến áp bộ vẫn có thể cấp chophụ tải phía trung vì công suất máy biến áp lớn

 Dòng điện cướng bức qua kháng lớn

 PHƯƠNG ÁN VI

Nhận xét:

 Có hai mạch nối vào thanh góp cao áp

 Có hai mạch nối vào thanh góp trung áp

 Phương án này cũng đảm bảo cung cấp điện

 Số máy biến áp giảm đi, chỉ còn hai máy biến áp bên cao áp 220

kV và số công suất rất lớn, rất cồng kềnh

 Thiết bị phân phối bên cao bên trung đơn giản

 Thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát phức tạp hơn rất nhiều

so với phương án trên vì có nhiều phân đoạn thiết kế bảo vệ Rơ lephức tạp

 Dòng điện cưỡng bức của kháng điện sẽ rất lớn và có thể khôngchọn được kháng điện phân đoạn

KẾT LUÂN:

Trong hai phương án 1 và 2 cơ bản tương đương nhau về kỹ thuật nhưngphương án hai kém về kinh tế hơn, lắp đặt, thiết kế, vận hành không thuận tiệnbằng phương án một Ta quyết định loại phương án hai và giữ phương án một đểthiết kế chi tiết tiếp

Trong hai phương án 3 và 4 ta thấy rõ phương án 4 phức tạp hơn nhiều về

kỹ thuật dẫn đến công tác vận hành, lắp đặt, thiết kế khó khăn, khó khả thi

hơn phương án 3 Do vậy ta quyết định loại phương án 4 để lại phương án 3

để tính toán tiếp

Như vậy còn lại hai phương án 1 và 3 được thiết kế và so sánh tiếp

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Kiểm tra quá tải

Máy biến áp troang sơ đồ nối bộ không cần kiểm tra quá tải vì khi hỏngmáy phát hay máy biến áp của thì cả bộ đều phải ghỉ Do vậy máy biến áp không

[ 2

min 2

1 2

i Fdm dm

B dm B

S S S

2

28 , 19 56 , 17 ( 5 , 62 2 [ 5 , 0 2

tổn thất(kW)

UN%

I0%

giá

103rúp

 Kiểm tra sự cố:

Sự cố nguy hiểm nhất vào lúc phụ tải trung áp cực đại

STmax =127,91 (MVA) lúc 17h - 20h tương ứng với thời điểm này phụ tải

SđP =17,56 (MVA) Snm = 250 (MVA)

Std =19,28(MVA) SHT =76,25 (MVA)

Trường hợp 1: khi sự cố một bộ máy phát _ máy biến áp bên trung (sự cố

B3 , B4 ) giả sử hỏng B3 khi máy biến áp B3 ngừng làm việc thì biến áp B4 còn lại, kể cả B1, B2 với khả năng quá tải phải đảm bảo cho STmax

Điều kiện:

KCqTảI  ( SB1đm+ SB2đm ) + SbộT  Smax

T1,4.0,5.(100+100)+57,68=197,68 (MVA) > 127,91(MVA)

) ( 68 , 57 4

28 , 19 5 , 62 4

max

Fdm T

 Trong đó: SBộ T là công suất một máy biến áp bên trung tải

Phân bố công suất khi sự cố như sau:

Phía hạ của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:

) ( 9 , 48 ] 56 , 17 2

28 , 19 5 , 62 2 [ 2

1 ] 2

2 [ 2

B H

phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:

) ( 115 , 35 2

68 , 57 91 , 127 2

ˆ max 2

Công suất thiếu về hệ thồng so với lúc bình thường là:

) ( 100 ) ( 86 , 48 785 , 13 2 25 , 76

) ( 1

S thi eu  HT  B C     

) ( 100 )

S B C  Bdm 

) ( 50 100 5 , 0

)

50 )

(T  t 

B S

Vậy máy biến áp không bị quá tải

Công suất thiếu nhỏ hơn công suất dự phòng

Kết luận: máy biến áp chọn đạt yêu cầu:

Trường hợp 2: Khi sự cốmột máy biến áp tự ngẫu liên lạc B1 hoặc B2, giả

sử B1 sự cố, khi đó máy biến áp B3,B4 còn lại và B2 kể cả khả năng quá tải phải đảm bảo STmax

Điều kiện:

1,4.0,5.100+ 2.57,68 = 185,36 > 127,91 (MVA)

(Điều kiện thoả mãn)

Phân bố công suất khi sự cố như sau:

Phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 mang tải như sau:

Khả năng phát

Khả năng tải:

Vậy: Phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 chỉ tải được 70(MVA)

Phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải sau:

SB2(T) = STmax - 2.SbộT = 127,91 - 2.57,68 =12,55 (MVA) Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu B2 sẽ mang tải như sau:

Công suất thiếu bên cao áp so với lúc bình thường là:

Sthiếu = SHT - SB2(C =76,25-57,45=18,8(MVA)

Sthiếu < Sdt = 100 (MVA) Điều kiện thoả mãn Như vậy: Máy biến áp tự ngẫu chỉ bị quá tải phía hạ trong phạm vi cho phép vì khả năng tải của nó là:

max 2

2 α B dm 2 BéT T

) ( 8 , 97 56 , 17 4

28 , 19 2 5 , 62 2 4

2

2 ) (

Fdm H

) ( 70 100 5 , 0 4 ,

S qt  

) ( 45 , 57 55 , 12 70 ) ( 2

max ) ( 2 ) (

Về phía hạ, hai cấp còn lại cao và trung đều không quá tải

c PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP:

Đối với các bộ máy phát - máy biến áp ( F3-B3, F4-B4 ) để vận hành đơn giản

ta cho máy phát mang công suất bằng phẳng trong suốt quá trình làm việc, khi

đó công suất qua máy biến áp là:

SB3 = SB4 = Sbộ T = 57,68 (MVA) Đối với máy biến áp tự ngấu B1, B2 tính phân bố công suất cho từng phía cao_trung_hạ:

Phía trung của một tự ngẫu sẽ mang tải:

) S S

( 2

1 S

2

1 bé Tt

2 TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP

a máy biến áp nối bộ B3, B4

B3, B4 được tính tổn thất điện năng theo công thức sau:

) ( ) (

1

n T P n

Bdm

bé bé

S Trong đó: n :là số máy biến áp hai cuộn dây, vận hành song song (n=2)

T: Thời gian vận hành trong năm (T=8760 giờ)

Sbộ: là công suất tải của máy biến áp nối bộ bên trung (MVA) P0 ; PN: là tổn thất không tải, tổn thất ngắt mạch của máy biếnáp(kW)

SBđm : là công suất định mức của máy biến áp (MVA)

Theo công thức trên ta có:

) ( 8760 )

63

68 , 57 2 (

245 2

1 8760 59

b máy biến áp tự ngẫu liên lạc

Tổn thất điện năng theo công thức sau:

i Bdm

H N H N Bdm

iT N T Bdm

iC C N

S

S P S

S P S

S P n

T P n

_

2 _

2 _

0 Trong đó: n là số máy biến áp làm việc song song

P0, PNC, PNH là tổn thất không tải, tổn thất ngắt mạch của cuộn cao,trung, hạ áp của máy biến áp tự ngẫu

SiC; SiT; SiH là công suất qua các cuộn cao, trung, hạ của máy biến ápTính: PN_C; PN_T; PN_H

 là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu ( = 0,5)

P P

kW P

P P

P

kW P

P P

P

kW P

P P

H T N H C N T C N H

N

H C N H T N T C N T N

H T N H C N T C N C N

H C N H T N H C N

390 5

, 0

130 130 260 5 , 0 α

α

130 5

, 0

130 130 260 5 , 0 α

α

130 5

, 0

130 130 260 5 , 0 α

α

) ( 130 2

260

2 1

2 2

_ _ _ _ _ _ _

2 2

_ _ _ _ _ _ _

2 2

_ _ _ _ _ _ _

_ _ _

_ _

Từ công thức trên ta tính cho một máy

Vậy tổn thất điện năng của hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 là:

A2TN = 2 ATN = 2.1023047 = 2046094 (kWh)Tổn thất điện năng phương án một là:

A1 = A2TN + Abộ = 2046094+4631750=6677844 (kWh)

3 CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN

Phụ tải điện áp máy phát

Để xác định dòng cưỡng bức qua kháng phân đoạn ta xét các trường hợpsau:

18 - 4

28 , 19 - 5 , 62 (

2

1 ) - 4 - (

2

max 2

Fdm quaB

Công suất qua kháng K là:

) ( 35 , 23 82 , 0

5 , 1 3 864 , 17

1

MVA S

S S

S

quaK

pdt quaB

P P

Khi sự cố máy biến áp B2, công suất qua máy biến áp B1 là:

) ( 3 , 23 5 , 62 4

28 , 19 82

, 0 2

3 3 5 , 1 3 100 5 , 0 4 , 1

4

4 , 1

max 1

1

MVA S

S

S S S

S

quaK

Fdm td

pd dm B quaK

) ( 3 , 1 3 5 , 10

5 23

U

S

I quaK cbK   

5 , 62 05 , 1 3

05 , 1

05 ,

U

S I

I

F

dm pdm

 Dòng cướng bức mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu

) ( 849 , 3 3 5 , 10

100 4 , 1 5 , 0 3

. 1( 2)

kA U

S K I

F

B dmB qt

 Dòng điện cưỡng bức mạch kháng phân đoạn là

ICb = 1,3 (kA)

b Phía trung 110 kV:

 Dòng điện cưỡng bức của thanh góp điện áp trung

Về phía phụ tải trung áp:

Căn cứ vào giả thiết ở phụ tải cấp điện áp trung ta có dòng điện lớn nhất một đường dây kép:

) ( 438 , 0 3 115

86 , 0 75 3

cos

U

P I

 Về phía máy biến áp nội bộ:

) ( 344 , 0 3 115

5 , 62 05 , 1 3 115 05 ,

 Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu:

Theo kết quả tính toán ở mục máy biến áp tự ngẫu (chương II_I_2 ) vàphân bố công suất ở bảng II_3 ta có:

Khi bình thường: SB1(T) = SB2(T) = 13,95MVA

Khi sự cố 1: SB1(T) = SB2(T) = 35,115MVA

Khi sự cố 2: SB2(T) = 12,55MVA

) ( 184 , 0 3 115

115 , 35 3 115

66 , 76 3

max

kA U

Khi bình thường: S B1 C S B2 C  38 , 33MVA

Khi sự cố 1 : S B1(T) S B2(T)  13 , 785(MVA)

Khi sự cố 2 : S B2 T  57 , 45MVA

0 , 144 ( )

3 230

45 , 57 3 230

max

 Kết luận: Dòng điện cưỡng bức lớn nhất bên cao áp là:

28 , 19 3 56 , 17 5 , 62 3 [ 5 , 0 2 1

] 4 3 (

[ 2

1 2

1

2 1

max min

3 1 2

1

MVA S

S

S S

S S

S S

dm B dm B

td dm

i Pdm thõa

dm B dm B

Điện áp cuộndây(kV)

Tổn thất

%

SốLượng

C T H P0 PN-C-T C - T C - H T - H ATDUTH 200 230 121 13,8 125 360 11 32 20 0,39 02

Khi sự cố bộ máy phát, máy biến áp bên trung (sự cố b3)khi máy biến áp B3 ngừng làm việc thì máy biến áp B1, B2 với khả năng quá tải phải đảm bảocho STmax

T dm 2 B dm 1 B

K

2  1 , 4  0 , 5 ( 160  160 )  448  127 , 91 (MVA)

Điều kiện thoả mãn:

Phân bố công suất khi sự cố như nhau:

 Phía hạ của một máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:

) ( 44 , 77 ] 56 , 17 4

28 , 19 3 5 , 62 3 [ 2 1

] 4

3

3 [ 2

1

2 1

MVA

S

S S

S

Fdm H

B H B

91 , 127 2

max )

( 2 ) (

T B T

 Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:

) ( 485 , 13 955 , 63 44 , 77 ) ( 2 ) (

 Lượng công suất còn thiếu về cao áp so với lúc bình thường là:

) ( 80 160 5 , 0

) ( 160

) ( 100

) ( 28 , 49 485 , 13 2 25 , 76

) (

) (

) ( 1

MVA S

S S

MVA S

S

MVA S

S

MVA S

S S

Bdm H

T B

Bdm C

B

dt thiÕu

C B HT thiÕu

Kết luận: Vậy máy biến áp chọn đạt yêu cầu

Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu liên lạc B1 hoặc B2 Giả sử B1 sự cố khi đó máy biến áp B3 còn lại và B2 kể cả khả năng quá tải phải đảm bảo

STmax

T béT dm 2 B 2

1 , 4  0 , 5  160  57 , 68  169 , 68 (MVA ) 127 , 91 (MVA)

Điều kiện trên thoả mãn:

Phân bố công suất khi sự cố như nhau

 Phía hạ của máy biến áp tự ngẫu B2 mang tải như sau:

Khả năng phát

dm td Fdm

) H ( 2

4

S 3 S 3

17 , 56 155 , 48 ( )

4

28 , 19 3 5 , 62

Khả năng tải

) ( 112 160 5 , 0 4 , 1 4

,

Vậy phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 chỉ tải được 112 (MVA)

 Phía trung của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:

) ( 23 , 70 68 , 57 91 , 127

max )

) ( 2 max

) ( 2 ) (

S

MVA S

S S

dt ThiÕu

C B HT ThiÕu

3 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP

Đối với các bộ máy phát - máy biến áp ( F3 - B3 ) tương tự như phương ánmột ta có:

SB3 = Sbộ = 57,68 (MBA) Đối với máy biến áp B1; B2 thính phân bố công suất cho từng phía cao, trung,hạ

 Phía trung của một tự ngẫu sẽ mang tải:

) S S ( 2

TN S S

Từ công thức trên và dựa vào bảng I_5 ta có bảng phân bố công suất sau:

III TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP:

1 MÁY BIẾN ÁP NỘI BỘ:

B3 được tính tổn thất điện năng giống B3; B4 ở phương án một

) ( 2315875 2

4631750 2

2 MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU LIÊN TỤC:

Tương tự phương án một tính tổn thất điện năng theo công thức

P ) S

S (

P ) S

S (

P [ 365 n

1 T P n

dm

H _ N H _ N 2 Bdm

iT T _ N 2 Bdm

C C _ N 0

TNTính PNC ; PNT ; PNH

 là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu ( = 0,5 )

PNCT = 380 (đã cho trước)

) ( 570 ] 5 , 0

190 190 380 [ 5 , 0 ] [

) ( 190 ] 5 , 0

190 190 380 [ 5 , 0 ] [

) ( 190 ] 5 , 0

190 190 380 [ 5 , 0 ] [

) ( 190 2

380 2

1

2 5

_ _

_

2 2

_ _

_

2 2

_ _

_

_ _

_

kW P

P P

P

kW P

P P P

kW P

P P

P

kW P

P P

H NT C NH H N NH

H NC H NT NT T

N

H NC T NC T NC NC

H NC H

NT T

570 ) 160 925 , 15 (

190 ) 160 165 , 32 (

190 {[

365 8760

TN

A

) ( 15052955 }

] ) 160

09 , 48 (

570 )

160

925 , 15 (

190 )

160

165 , 32 (

190

[

2 ] ) 160

775 , 61 (

570 )

160

72 , 28 (

190 )

160

035 , 33 (

190

[

3 ] ) 160

25 , 73 (

570 )

160

115 , 35 (

190 )

160

125 , 38 (

190

[

3 ] ) 160

655 , 60 (

570 )

160

72 , 28 (

190 )

160

935 , 31 (

190

[

3 ] ) 160

41 , 59 (

570 )

160

72 , 28 (

190 )

160

69 , 30 (

190

[

3 ] ) 160

185 , 49 (

570 )

160

325 , 22 (

190 )

160

86 , 26 (

190

[

3 ] ) 160

655 , 60 (

570 )

160

325 , 22 (

190 )

160

33 , 38 (

190

[

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

15052955 kWh

A TN 





Vậy: Tổn thất điện năng của hai máy biến áp tự ngẫu B1; B2 là:

) ( 3010591 15052955

2 2

A TN    TN   

 Tổng tổn thất điện năng phương án ba là:

) ( 5326466 2315875

Phụ tải điện áp máy phát gồm ba đường kép 3MW  3km và 6đường dâyđơn  2MW  3km

Tương tự phương án một ta phân phối phụ tải như sau:

Để xác định dòng cưỡng bức qua kháng phân đoạn ta sét trường hợp sau: Dòng qua kháng phân đoạn là

) ( 385 , 1 ] 3

5 , 10

) 4

28 , 19 82

,

3 2 5 , 1 2 ( 5 , 62 [ 2

1 ) 3

4

( (

2 1

max 2

kA U

S S

S I

td Pdm Fdm

S S

S

Fdm quaB

82 , 0

18 2

28 , 19 5 , 62 2 2

1 2

2 2

max 2

S S

S quaK pd qB B 52 , 772

82 , 0

5 , 1 2 114 , 49

2 1

4

S S S

α 4 , 1

,

3 2 5 , 1 2 160 5 , 0 4 ,

S

3 5 , 10

64 , 61 3

V. TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN CƯỠNG BỨC

 Phía hạ 10kV: Dòng điện cưỡng bức của máy phát

kA U

S I

I

F

Fdm Fdm

3 5 , 10

5 , 62 05 , 1 3 05

, 1 05

,

 Dòng điện cưỡng bức của mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu:

 

kA U

S k I

F

B dmB qt

3 5 , 10

160 4 , 1 5 , 0 3

. . 1 2





  Dòng qua kháng phân đoạn = 3,4 (kA)

 Phía trung 110kV

Dòng điện cưỡng bức của thanh góp điện áp trung

 Về phía cấp cho phụ tải trung áp căn cứ vào giả thiết cho phụ tải cấp điện áp trung ta có:

Dòng điện lớn nhất một đường dây kép:

0,438(kA)

3 115

83 , 0 75 3

U cos P bt I 2 cb

 Về phía trung áp máy biến áp tự ngẫu

Theo kết quả đã tính ở mục trọn máy biến áp tự ngẫu (II.1a2) mục phân bố công suất ở bảng (II1a3) ta có:

 Khi bình thường: max 35 , 115 ( )

) ( 2 max

) (

023 , 70 3 115

max max







 S cb I

Kết luận: dòng điện cưỡng bức lớn nhất bên trung là

) ( 438 , 0

 Phía cao 220 KV:

 Dòng điện cưỡng bức phía 220 KV

Về phía nối với hệ thống:

) ( 192 , 0 3 230

66 , 76 3

max

KA U

S

 Về phía cao của máy biến áp tự ngẫu

Theo kết quả tính ở mục chọn máy biến áp tự ngẫu (chương II_I_2)mụcphân bố công suất bảng (II_3) ta có:

 Khi bình thường: max 13 , 785

) ( 2 max

) (

B S S

 Khi sự cố 1 : S B1(T) S B2(T)  38 , 33

 Khi sự cố 2 : S B2(T)  41 , 77

) ( 105 , 0 3 230

77 , 41 3 230

max

 Kết luận: dòng điện cưỡng bức lớn nhất bên cao áp là:

) ( 192 , 0

CHƯƠNG III:TÍNH NGẮN MẠCH

A PHƯƠNG ÁN 1:

 N1, N2 có nguồn cung cấp các máy phát lên hệ thống

 N3 có nguồn cung cấp là các máy phát và hệ thống với giả thiếtlúc đó máy biến áp B1 nghỉ

 N4 có nguồn cung cấp gồm các máy phát trừ máy phát F1

 N4’ nguồn cung cấp chỉ riêng F1

 N5 nguồn cung cấp là các máy phát và hệ thống trừ máy phát F1nghỉ và (IN5 = IN3 - IN4’ )

 N6 nguồn cung cấp là các máy phát và hệ thống INb = IN4+IN4’

II LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ

 Tính điện kháng tương đối cơ bảnChọn: Scb=100(MVA) ; Ucb=UTb (230; 115; và 10,5 KV)

 Điện kháng của máy phát điện: 4 tổ máy phát giống nhau

X1 = X2 = X3 = X4 = X4’ = Xd”  0 , 146 62100,5

dm

cb S

S

= 0,216Điện kháng của đường dây nối với hệ thống:

X0 = 0,4 (/Km)

03 , 0 230

100 2

80 4 , 0

 Điện kháng của hệ thống:

XHT = XHT 0 , 004

3000

100 12 ,



HT

cb S S

 Điện kháng của kháng điện PbA-10-1500-10 (XK% = 10)

5 , 1

1 5 , 10 3

100 100

10

I

I X

Trong đó: Icb = 5 , 505

5 , 10 3

100 U

3

S cb

S

S U

Phía trung áp:

XT = XTB1 = XTB2 = 0 , 005

100

100 100

5 , 0

S

S U

XT < 0 nên coi XT = 0Phía hạ áp:

XH = XHB1 = XHB2 = 0 , 195

100

100 100

5 , 19

S

S U

III TÍNH NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM

2 

C X

= 0,0575

X7 =

2

195 , 0

2 

H X

= 0,0975

X8 =

2

216 , 0

2 

F X

= 0,108

2

216 , 0 1667 , 0

9 8 7

X X X

=0,099

X11 = X10 + X6 = 0,099 + 0,0575 = 0,1566

 Điện kháng tính toán tương đối định mức:

3915 , 0 100

250 1566 , 0

11 11

S

S X X

02 , 1 100

3000 034 , 0

5

cb

HT ttdm

S

S X X

Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điện công suất trungbình ta có:

Với Xttdm11 = 0,3915 có K0 = 2,5 ; K01 = 2,2 ; K02 = 2,05 ; K05 = 1,9 ; K =2,05

S

I  

Ta có:

) ( 53 , 7 230 3 3000

3 '

) ( 6276 ,

0 230 3 250 3

KA U

S I

KA U

S I

tbdm HT tbdm nm

X14 = X12//X9 = . 00,2055,2055.00,19135,19135

9 4

9 12





X X

X X

= 0,099 Điện kháng tính toán tương đối định mức

745 , 2 100

3000 0915 , 0

13

cb

HT ttdm

S

S X X

2475 , 0 100

250 099 , 0 100

.

14 14

Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điện công suất trung bình

ta có:

Với Xttdm14 = 0,2475 có K0 = 4,2; K01 = 3,4; K02 = 3,05; K05 = 2,7; K =2,4 Với Xttdm13 = 2,61 có Ko’ = 0,405; K01’ = 0,37; K02’ = 0,38; K05’ = 0,355;

K’ 0,405

115 3

250

S I

195 0 19135 , 0

637 , 0 216 , 0

17 2

17 2







X X

X X

Biến đổi sơ đồ hình sao (X16 ; X18 ; XK ) thành sơ đồ tam giác

Đại học bách khoa hà nội 31 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37

x

0,1667 x

0,1667 x

0,367 k

1

x x 2 x 3 x4

ht x

0,004

d x

x 0,115

h x 0,195 c

ht

x

0,1994 x

0,367 k x

0,367 k

x

x 1 2 x1

x 0,647 19

x

x 18 x 1 19

x 0,004

x

0,19135 x

0,496

x 0,195 h 16 15

x 0,637 17 x

0,496 16

x 0,004 20

9 ht

ht

20 ht

X19 = X18 + XK + 0 , 647

496 , 0

367 , 0 161 , 0 367 , 0 161 , 0

367 , 0 496 , 0 496 , 0 367 , 0

216 , 0 647 , 0

1 19

X X

Điện kháng tính toán tương đối định mức

405 , 0 100

250 162 , 0

82 , 59 100

3000 994 , 1

21 21

20 20

cb

HT ttdm

S

S X X

S

S X X

Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điện công suất trung

bình ta có:

Với Xttdm21 = 0,42 có K0 = 0,44; K01 = 2,05; K02 = 1,95; K05 = 1,8; K = 2,0 Với Xttdm20 =48,09 >3 nên ta có thể tính ngay được thành phần chu kỳ

76 , 2 82 , 59

152 , 165





 

ttdm N

X

I I

Trong đó: 165 , 125 ( KA )

5 , 10 3

3000 U

3

S I

tbdm

HT '

250

S I

4 TÍNH NGẮN MẠCH TẠI N_4:

Giả thiết máy phát F1 nghỉ:

0945 , 0 367 , 0 195 , 0 195 , 0

195 , 0 367 , 0

05 , 0 367 , 0 195 , 0 195 , 0

195 , 0 195 , 0

H K

K H H

H H

X X

X

X X

X

X X

X

X X

= 0,1654

0915 , 0

119135 ,

0 05 , 0 19135 , 0 05 , 0

13

9 22

X27 = X24 + X2 = 0,0945 + 0,216 = 0,3105

Biến đổi sơ đồ hình sao (X23; X25; X27 ) thành sơ đồ tam giác:

35 , 0 1654

, 0

163 , 0 0945 , 0 163 , 0 0945 , 0

355 , 0 163

, 0

0945 , 0 1654 , 0 0945 , 0 1654 , 0

25

27 23 27 23 29

27

23 25 23 25 28

X

X X X X X

Điện kháng tính toán tương đối định mức:

xc 0,115

xh 0,195

x24 0,0945

x22 0,05

xc 0,115

xh 0,195

x9 0,19135

x2 0,216 xk

x23

0,35

x22 0,05

x23 0,0945

x24 0,0945

x13 0,0915 x9 0,19135

x2 0,216

x26 0,346 x25

0,1654

x25 0,1654

x27 0,3105 x29

0,35

x23 0,0945

x5 0,034

163 , 0 3105 , 0 346 , 0

3105 , 0 346 , 0 // 27

26 ,

066 100

5 , 62 3 35 , 0

3

65 , 10 100

3000 355 , 0

29 29

28 28

cb

HT ttdm

S

S X X

S

S X X

Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điện công suất trung bình tacó:

Với Xttdm29 = 1,055 có K0 = 1,5; K01 = 1,5; K02 = 1,4; K05 = 1,3; K = 1,1,55: Với Xttdm28 >3 nên ta có thể tính ngay được thành phần chu kỳ:

5 , 15 65 , 10

152 , 165

X

I I

5 , 10 3

3000 U

3

S I

tbdm

HT '

5 , 62 3

3

3

5 , 62

3

) ( 135 , 0 216 , 0 100

5 , 62

".

"

KA U

S I

KA S

S X X

dm Fdm

cb

Fdm d

Để chọn khí cụ điện đầu cực máy phát điện chọn điểm ngắn mạch tại N_4;N_4’ trong đó: N_4 có nguồn cung cấp gồm các máy phát trừ máy phát F_1

N_4’ chỉ riêng nguồn cung cấp F_1

So sánh hai dòng ngắn mạch N_4; N_4’ giá trị nào lớn hơn thì lấy để chọn khí

cụ điện tại cấp điện áp này

Để chọn khí cụ điện ở thanh cái phân đoạn điện áp máy phát chọn điểm ngắnmạch là N_5 nguồn cung cấp là máy phát và hệ thống trừ máy phát F_1 nghỉ vàB_1 nghỉ (IN-5 = IN-3 - IN-4’ ) N_6 nguồn cung cấp là máy phát và hệ thống IN-6 =

IN-4 + IN-4’ )

II LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ

Tính điện kháng tương đối cơ bản

1 5 , 10 3

100 100

12 I

I 100

% X ' X

dmK

cb K

5 , 10 3

100 U

3

S I

 Phía cao: 0 , 0719

160

100 100

5 , 11

C

S

S U X

X

160

100 100

5 , 0

TB TB

T

S

S U

X X

5 , 20

100

% '

'

Bdm

cb NH

HB HB

H

S

S U

X X

1281 , 0 2

' '

03595 , 0 2

0719 , 0 2 '

X X

X32 = XB4 + X1 = 0,1667+0,216 = 0,3827

124 , 0 03595 , 0 3827 , 0 115 , 0

3827 , 0 115 , 0 '

'

) //

(

115 , 0 03595 , 0 216 , 0 2

165 , 0 108 , 0

) 216 , 0 2

165 , 0 (

108 , 0 ' ) 2

//(

6 32 30

32 30 6

32 30 31

6 2 8

X X X X X X

X X

X X

Điện kháng tính toán tương đối định mức

31 , 0 100

250 124 , 0

31

cb

nm ttdm

S

S X X

02 , 1 100

3000 034 , 0

5

cb

HT ttdm

S

S X X

Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điện công suất trung bình

250

S I

3000 U

3

S ' I

tbdm





Trong đó: X13’ = X5 + X6’ = 0,034 + 0,03595 = 0,07

088 , 0 3827 , 0 115 , 0

3827 , 0 115 , 0

//

32 30

32 30 32

X X X

X X

Điện kháng định mức tính toán:

1 , 2 100

3000 070 , 0

22 , 0 100

250 088 , 0

13 13

33 33

cb

nm ttdm

S

S X X

S

S X X

Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điên công suất trung bình tacó:

Với Xttdm33 = 0,22; có K0 = 4,4; K01 = 3,5; K02 = 3,3; K05 = 2,8; K = 2,45 Với Xttdm13 = 2,1; có K0’ = 0,51; K01’ = 0,45; K02’ = 0,47; K05’ = 0,44; K’ =0,51

115 3

250

S I

3000 U

3

S ' I

tbdm

HT  



Dòng ngắn mạch tại N_2 là: