Đồ án thiết kế môn học nhà máy điện

CHƯƠNG 1: CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CÂN BẰNGCÔNG SUẤT Đối với hệ thống điện thì tại mỗi thời điểm điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằngvới điện năng tiêu thụ của phụ tả

CHƯƠNG 1: CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG

CÔNG SUẤT 1

1.1 Chọn máy phát điện 1

1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 1

1.2.2 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 2

1.2.3 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy 3

1.2.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương) 4

1.2.5 Đồ thị phụ tải điện áp trung áp 5

1.2.6 Đồ thị công suất phát về hệ thống 5

1.3 Nhận xét 7

1.3.1 Phụ tải địa phương 7

1.3.2 Hệ thống 7

1.3.3 Nhận xét chung 7

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 9

2.1 Đề xuất phương án 9

2.2 Tính toán chọn máy biến áp 15

2.2.1 Phương án 3 15

2.2.2 Phương án 4 25

Những năm gần đây kinh tế nước ta đang phát triển theo xu hướng công nghiệp hóa, hiệnđại hóa Kéo theo đó là sự phát triển mạnh mẽ của các khu công nghiệp, khu chế xuất Đờisống của nhân dân cũng ngày một nâng cao, các khu đô thị lớn và hiện đại hình thành trênkhắp cả nước với mật độ dân cư cao đòi hỏi nhu cầu về năng lượng ngày càng lớn Ngànhnăng lượng do đó cũng phải có nhưng bước tiến để đáp ứng những nhu cầu đó góp phần vào

sự phát triển của nền kinh tế quốc dân Ngành công nghiệp điện năng trong những năm vừaqua đã đạt được những thành tựu đáng kể với nhiều nhà máy lớn đi vào hoạt động như:Nhà máy thủy điện Sơn La, Nhà máy thủy điện Lai Châu, Nhiệt điện Mông Dương, Nhiệtđiện Thái Bình 1, Nhiệt điện Cà Mau, Nhiệt điện Nhơn Trạch …

Nhà máy thủy điện đem lại những lợi ích to lớn về kinh tế cũng như kỹ thuật Tuy nhiên

để xây dựng được các nhà máy thủy điện cần có vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng lâu dài,bên cạnh đó tiềm năng thủy điện nước ta phần lớn đều đã được khai thác trong khi côngnghệ điện hạt nhân và năng lượng tái tạo vẫn còn nhiều rào cản về kinh tế và kỹ thuật Đểđáp ứng nhu cầu điện năng ngày càng lớn nhằm phát triển nền kinh tế xây dựng các nhà máynhiệt điện với vốn đầu tư ít, thời gian xây dựng nhanh vẫn là một trong những phương án tốiưu

Việc giải quyết đúng đắn các vấn đề kinh tế kỹ thuật sẽ đem lại lợi ích không nhỏ chonền kinh tế nước nhà Với điều kiện đó việc thực hiện đồ án thiết kế phần điện nhà máynhiệt điện, tính toán chế độ vận hành tối ưu của hệ thống điện không chỉ là nhiệm vụ mà còn

là sự củng cố toàn diện về mặt kiến thức đối với mỗi sinh viên

Qua đây em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Hoài Thu cùng các thầy cô trong

bộ môn đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này

Tuy nhiên do thời gian có hạn nên bản đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót Vìvậy em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô

CHƯƠNG 1: CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG

CÔNG SUẤT

Đối với hệ thống điện thì tại mỗi thời điểm điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằngvới điện năng tiêu thụ của phụ tải có kể cả các tổn thất của hệ thống Trong thực tế điện năngtiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi, vì vậy việc tìm được đồ thị phụ tải là rấtquan trọng đối với việc thiết kế và vận hành

Dựa vào đồ thị phụ tải ta có thể chọn được phương án nối điện hợp lý, đảm bảo các chỉtiêu kinh tế kĩ thuật Đồ thị phụ tải còn giúp ta chọn đúng công suất của các máy biến áp(MBA) và phân bố tối ưu công suât giữa các tổ máy với nhau và giữa các nhà máy điện vớinhau

Bảng 1-1: Thông số máy phát điện

1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất

Để đảm bảo vận hành an toàn, tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát ra phảihoàn toàn cân bằng với lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện năng.Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi Việc nắmđược quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải là điều rất quan trọng đối với việc

thiết kế và vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn được các phương án nốiđiện hợp lý, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài

ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp, các khí cụđiện, dây dẫn và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng một nhà máyhoặc phân bố công suất giữa các nhà máy khác nhau Để đơn giản ta tính toán gần đúng theocông suất biểu kiến vì hệ số công suất của các phụ tải khác nhau không nhiều

Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải các cấp điện

áp được xây dựng dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng Pmax và hệ số cosφtb củatừng phụ tải tương ứng Từ đó ta tính được phụ tải các cấp theo công thức sau:

▪ S(t) : công suất biểu kiến của phụ tải ở thời điểm t

▪ Cosφtb : hệ số công suất trung bình của phụ tải

▪ P(t)% : Công suất của phụ tải tính theo phần trăm công suất cực đại tại thời điểm t

▪ Pmax : Công suất phụ tải cực đạ

1.2.2 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

Nhà máy điện gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 55MW nên:

Tổng công suất đặt của nhà máy: Pnm = 4 55 = 220 MW→SNM = 275 MVA

Theo các công thức (1.1) và (1.2) ta có bảng sau:

1.2.3 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy

Tự dùng cực đại của nhà máy bằng 7% công suất định mức của nhà máy với cosφtd = 0,8Phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện được xác định theo công thức sau:

S tdt=α S nm (0,4+0,6 S t

S nm)(1.3)Trong đó:

▪ Stdt : Phụ tải tự dùng tại thời điểm t

▪ Snm : Công suất đặt của toàn nhà máy

▪ St : Công suất nhà máy phát ra ở thời điểm t

▪ α : Số phần trăm lượng điện tự dùng, α = 7%

Theo công thức (1.3) ta được bảng sau:

Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy:

1.2.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương)

Phụ tải điện áp máy phát có U = 10kV; dm PUFmax = 12MW; cos = 0,87

Theo các công thức (1.1) và (1.2) ta có bảng kết quả sau :

Bảng 1-4: Biến thiên hàng ngày của phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương)

Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát (Phụ tải địa phương):

1.2.5 Đồ thị phụ tải điện áp trung áp

Phụ tải trung áp có U = 110 kV; dm PUTmax= 110MW; cos = 0,85

Theo các công thức: 1.1 và 1.2 ta có bảng kết quả sau:

Bảng 1-5: Biến thiên hàng ngày phụ tải cấp điện áp trung

Đồ thị phụ tải điện áp trung:

Đồ thị phụ tải điện áp trung

Hình 1-4: Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung

1.2.6 Đồ thị công suất phát về hệ thống

Công suất phát về hệ thống tại mỗi thời điểm được xác định theo công thức sau:

SVHT(t) = SNM(t) - [SUF(t) +SUT(t) +STD(t)]

Dựa vào các kết quả tính toán trước ta tính được công suất phát về hệ thống của nhà máytại từng thời điểm trong ngày Kết quả tính toán cho trong bảng sau:

Hình 1-5: Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy

S (MVA)

Tổng công suất của hệ thống không kể nhà máy thiết kế SHT = 3200MVA

Dự trữ quay của hệ thống Sdt = 6% 3200 = 192 MVA

Hệ thống có lượng công suất dự trữ là 192 MVA

Nhận thấy:

S đmF= P đmF

cosφ F=

550,8=68,75 MVA< Sdt

Vì vậy nếu một máy phát bị hỏng không ảnh hưởng đến hệ thống

▪ Theo bảng 1.6 ta có kết quả tính toán sau:

• Phụ tải địa phương:

▪ Công suất hệ thống (không kể nhà máy đang thiết kế): SHT = 3200MVA

▪ Công suất cực đại nhà máy phát lên hệ thống là SVHTmax = 155,5MVA tức là chiếm:155,5

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP

2.1 Đề xuất phương án

Lựa chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một công việc rất quan trọng trongquá trình thiết kế nhà máy, dựa vào sơ đồ nối điện chính ta có cái nhìn tổng quan về phầnđiện trong nhà máy Sơ đồ lựa chọn phải thoả mãn được các yêu cầu cơ bản về kinh tế - kĩthuật cũng như đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

Yêu cầu kĩ thuật như đảm bảo độ tin cậy, cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ, vậnhành linh hoạt, đơn giản

Trong sơ đồ ghép bộ thì công suất mỗi bộ phải nhỏ hơn lượng dự trữ quay của hệ thốngbởi nếu không thoả mãn điều kiện này thì khi xảy ra sự cố bộ đó thì phụ tải không được cấpđiện đầy đủ do công suất dự trữ huy động về không đủ

Để liên lạc giữa hai hệ thống 110kV và 220kV ta có thể sử dụng máy biến áp ba cuộndây hoặc máy biến áp tự ngẫu nhưng do tính ưu việt của máy biến áp tự ngẫu so với máybiến áp ba dây quấn như tổn thất điện năng bé, kích thước trọng lượng cũng như tiêu hao vậtliệu bé, hiệu suất lại cao, linh hoạt trong vận hành nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu để liênlạc giữa hai hệ thống Hơn nữa, điện áp ở hệ thống 220kV và phía trung áp 110 kV đều làmạng trung tính nối đất trực tiếp nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa hai hệthống là hoàn toàn phù hợp

▪ Ưu điểm:

• Đảm bảo cung cấp đầy đủ điện năng cho các phụ tải ở các cấp điện áp, vận hành linh

hoạt

▪ Nhược điểm:

• Khi phụ tải trung áp nhỏ hơn so với công suất 2 bộ bên trung áp sẽ tăng tổn thất điện

năng do công suất phải truyền qua 2 lần biến áp

• Số lượng và chủng loại máy biến áp nhiều nên vốn đầu tư lớn.

• Do chủng loại khác nhau nên quá trình sửa chữa thay thế gặp khó khăn.

áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV và 1 bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộndây nối lên thanh góp 220kV Hai bộ máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa cáccấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừahoặc thiếu cho phía 110kV

▪ Ưu điểm:

• Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, cung cấp đủ công suất cho phụ tải các cấp

điện áp

• Do đặc điểm của phụ tải trung áp nên với sơ đồ này trong các chế độ vận hành sẽ rất

linh hoạt, lượng công suất phải truyền qua 2 lần biến áp trong chế độ STAmin nhỏ hơn

▪ Ưu điểm:

• Đảm bảo cung cấp đầy đủ điện năng cho các phụ tải ở các cấp điện áp.

• Khi hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu chỉ ảnh hưởng đến việc truyền tải công suất giữa các

cấp điện áp, các máy phát vẫn làm việc bình thường

▪ Nhược điểm:

• Do phụ tải trung áp khi ở chế độ STAmin nhỏ hơn so với công suất 2 bộ bên trung áp nên

có lượng tổn thất điện năng do công suất phải truyền qua 2 lần biến áp

• Số lượng máy biến áp nhiều đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đồng thời trong quá trình vận hành

xác suất sự cố máy biến áp tăng, tổn thất công suất lớn

• Do chủng loại khác nhau nên quá trình sửa chữa thay thế gặp khó khăn.

Kết luận:

Qua 3 phương án ta có nhận xét rằng hai phương án 1 và 2 đơn giản và kinh tế hơn so vớiphương 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 tínhtoán kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện.

Máy biến áp ngày nay được chế tạo đã có hiệu suất khá cao song tổn thất điện hàng năm

do máy biến áp vẫn khá lớn Đặc điểm của máy biến áp là vận hành kinh tế nhất khi ta tậndụng hết khả năng tải của nó vì tuổi thọ của máy biến áp phụ thuộc chủ yếu vào sự già hóacủa cách điện Chọn máy biến áp cần cố gắng để cho thời gian làm việc tiêu chuẩn gần bằngthời gian già hóa cách điện tiêu chuẩn Việc chọn máy biến áp ngoài việc tận dụng khả năngtải còn cần chú ý tới giới hạn làm việc của máy biến áp , đặc biệt là khả năng quá tải sự cốnhằm đảm bảo tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng và sự ổn định của hệ thống.Việc lựa chọn máy biến áp cho các phương án dựa vào những điều kiện sau:

Đối với máy biến áp hai dây quấn mắc theo sơ đồ bộ:

SđmB ≥ SđmFTrong đó:

▪ SđmB: Công suất định mức của máy biến áp

▪ SđmF: Công suất định mức của máy phát điện

a, MBA 2 cuộn dây phía 110kV B3, B4

Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4 được chọn theo điều kiện:

Bảng 2-7: Thông số máy biến áp B3, B4

b, Chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2

Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 được chọn theo điều kiện:

Bảng 2-8: Thông số máy biến áp tự ngẫu B1, B2

2.2.1.2 Phân bố công suất cho các máy biến áp

a, Máy biến áp 2 cuộn dây bên trung áp 110 kV B3, B4

Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây tacho phát hết công suất từ 0 - 24h , tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng Khi đó

SB3= SB4=Sđ mF−1

4Stdmax=68,75 - 1

4 19,25 = 63,9375 MVA

b, Máy biến áp tự ngẫu B1, B2

▪ Công suất phía cao áp:

SC B1(t)=SC B2(t)

ST B1(t)=ST B2(t)

SH B1(t)=SH B2(t)

Bảng 2-9: Bảng phân bố công suất trong chế độ bình thường máy biến áp tự ngẫu

2.2.1.3 Kiểm tra khả năng quá tải của máy biến áp

▪ Đối với sơ đồ bộ MF-MBA hai dây quấn đã chọn theo điều kiện bộ:

SđmB ≥ SđmFnên ta không cần kiểm tra quá tải

▪ Đồi với máy biến áp tự ngẫu, giả thiết sự cố trong hai trường hợp:

CHƯƠNG 3: Sự cố hỏng một bộ máy phát – máy biến áp bên trung

CHƯƠNG 4: Sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc

a, Sự cố hỏng một bộ MF-MBA bên trung

Nhận xét:

▪ Nhận thấy trong chế độ sự cố này máy biến áp tự ngẫu luôn làm việc ở chế độ truyền tảicông suất từ hạ lên cao và trung Do đó cuộn hạ chịu tải lớn nhất Vì vậy ta chỉ cần kiểmtra quá tải cuộn hạ:

• S H đm=S tt=α S B đ m=0,5 160=80 MVA

• S H B 1 max=S H B 2 max=60,4825 MVA<SH đm

Như vậy máy biến áp tự ngẫu B1, B2 không bị quá tải khi sự cố B4-F4

▪ Ta có dự trữ quay của hệ thống:

S dt=180 MVA>Sthiếu max=¿61,1875MVA

Vậy với sự cố này hệ thống có thể làm việc hoàn toàn bình thường

Kết luận: Máy biến áp đã chọn đảm bảo điều kiện kỹ thuật

b, Sự cố hỏng một máy biến áp liên lạc

Giả thiết hỏng máy biến áp B2

Nhận xét:

▪ Nhận thấy trong chế độ sự cố này máy biến áp tự ngẫu làm việc ở chế độ truyền tải côngsuất từ hạ và trung áp sang cao áp Do đó cuộn nối tiếp chịu tải lớn nhất Vì vậy ta chỉ cầnkiểm tra quá tải cuộn nối tiếp:

S nt B 1 max=α S C B 1 max=0,5 93,0075=46,50375 MVA< Stt

S H B 1 max=55,6525 MVA< S tt

Như vậy máy biến áp B1 không bị quá tải khi sự cố B2

▪ Kiểm tra điều kiện:

S thiếu max=62,4925 MVA<Sdt=180 MVA

Vậy với sự cố này hệ thống có thể làm việc hoàn toàn bình thường

4.1.1.2 Tính tổn thất điện năng

a, Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây

▪ Máy biến áp B3, B4 làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng do đó tổn thất điện năngđược tính theo công thức:

ΔAA =[ΔA P0+ΔA P N ( S max

S đ m B)2].8760

Trong đó:

• Sđm B: Công suất định mức của máy biến áp

• Smax: Công suất cực đại qua máy biến áp

• P0: tổn thất công suất không tải

• PN: tổn thất ngắn mạch trong máy biến áp

▪ Tổn thất công suất trong MBA B3, B4 là:

ΔA A B 3,4=(70+ 310.63,9375

2

802 ).8760=2347,7911 103kW h

b, Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc

Do nhà chế tạo cho ΔA P C −T N =380 kWnên ta lấy ΔA P C −H N

=ΔA P N T−H=0,5 380=190 kWTổn thất điện năng trong máy biến áp B1, B2 được tính bằng:

∆ A=∆ P0 t+365

S đm2 ∑(∆ P N C S C i

2

t i+∆ P N T S T i2 t i+∆ P NH S H i2 t i)Trong đó:

ΔPPNC, ΔPPNT, ΔPPNH: công suất ngắn mạch các phía cao, trung, hạ

SCi: Công suất truyền qua phía cao tại thời điểm t

STi: Công suất truyền qua phía trung tại thời điểm t

SHi: Công suất truyền qua phía hạ tại thời điểm t

∆ A B 1=∆ A B 2=85 8760+365

1602 {[190 52,1752+190 (−18,643)2+570 33,53252].6+[190 77,752

+190 (−18,643)2+570 59,10752].2

+[190 63,4352

+190 (−5,703)2+570 57,73252].2+[190 74,1752+190 (−15,408)2+570 58,76752].2

+[190 54,99382+190 (−15,408)2+570 39,58632].2

+[190 54,99382+190 (−15,408)2+570 39,58632].2

+[190 49,42

+190 (0,767 )2+570 50,16752].2

+[190 49,42+190 (0,767 )2+570 50,16752].2

+[190 48,79632+190 (−8,938)2+570.39,85882].4 }

= 1006,3098 103 kWhTổng tổn thất điện năng trong MBA ở phương án 1 là

Δ AΣ = ΔAB3,4 + ΔAB1,B2=¿

4.1.1.3 Tính dòng điện cưỡng bức của các mạch

a, Các mạch phía điện áp cao 220 kV

▪ Đường dây nối giữa hệ thống điện và nhà máy điện thiết kế là một đường dây kép, ta tínhdòng điện cưỡng bức trong trường hợp công suất phát lên hệ thống là cực đại:

b, Các mạch phía điện áp trung 110 kV

▪ Mạch đường dây phụ tải trung áp (2 đường dây kép x 30MW, 2 đường dây đơn x25MW)

a, MBA 2 cuộn dây B1, B4

Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4 được chọn theo điều kiện:

TДЦ 80 121 - 10,5 - 10,5 - 70 - 310 - 0,5

5

Bảng 2-11: Thông số máy biến áp B1, B4

b, Chọn máy biến áp tự ngẫu B2, B3

Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 được chọn theo điều kiện:

Bảng 2-12: Bảng thông số máy biến áp B2, B3

4.2.1.2 Phân bố công suất cho các máy biến áp

a, Máy biến áp 2 cuộn dây B1, B4

Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây tacho phát hết công suất từ 0 - 24h , tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng Khi đócông suất tải qua máy biến áp bằng:

SB4=Sđ m F−1

4 Stdmax=68,75 -1

4 19,25 = 63,9375 MVA

b, Máy biến áp tự ngẫu B2, B3

▪ Công suất phía trung áp:

ST B2(t )=ST B3(t )=1

2(SUT- SB4)

▪ Công suất phía cao áp:

Trong chế độ làm việc bình thường công suất truyền từ phía hạ lên trung và cao áp.

Máy biến áp tự ngẫu làm việc hoàn toàn bình thường ở chế độ này

4.2.1.3 Kiểm tra khả năng quá tải của máy biến áp

▪ Đối với sơ đồ bộ MF-MBA hai dây quấn đã chọn theo điều kiện bộ:

SđmB ≥ SđmFnên ta không cần kiểm tra quá tải

▪ Đồi với máy biến áp tự ngẫu, giả thiết sự cố trong hai trường hợp:

CHƯƠNG 5: Sự cố hỏng một bộ máy phát – máy biến áp bên trung

CHƯƠNG 6: Sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc

Tùy theo phân bố công suất giữa các cuộn dây của máy biến áp liên lạc mà ta xác định

cuộn dây nào chịu tải nặng nề nhất và kiểm tra điều kiện quá tải

Bảng phân bố công suất trong chế độ hỏng máy biến áp B4

Nhận thấy trong chế độ sự cố này máy biến áp tự ngẫu luôn làm việc ở chế độ truyền tải

công suất từ Hạ lên Cao và Trung Do đó cuộn hạ chịu tải lớn nhất Vì vậy ta chỉ cần kiểm

tra quá tải cuộn Hạ:

Ta thấyS H< SH đ m do đó máy biến áp không bị quá tải trong chế độ sự cố máy biến áp B4

Kiểm tra điều kiện:

Sthieu < S dt=180 MVA

Vậy với sự cố này hệ thống có thể làm việc hoàn toàn bình thường

b, Sự cố máy biến áp tự ngẫu liên lạc B3

t(h) 0-6 6-8 8-10 10-12

60.4825 60.4825 59.1075 60.1425 26.6525 26.6525 52.5325 33.1225

a, Tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ máy phát - máy biến áp

Máy biến áp B1, B4 làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng do đó tổn thất điện năng đượctính theo công thức:

ΔAA =[ ΔA P0+ΔAP N ( S max

S đ mB)2].8760Trong đó:

P0: tổn thất công suất không tải

PN: tổn thất ngắn mạch trong máy biến áp

Vậy:

Tổn thất công suất trong MBA B1, B4 là:

b, Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc

Do nhà chế tạo cho ΔA P C −T N =380 kWnên ta lấy ΔA P C −H N

=ΔA P N T−H=0,5 380=190 kWTổn thất điện năng trong máy biến áp B1, B2 được tính bằng:

∆ A=∆ P0 t+365

S đm2 ∑(∆ P N C S C i

2

t i+∆ P N T S T i2 t i+∆ P NH S H i2 t i)Trong đó:

ΔPPNC, ΔPPNT, ΔPPNH: công suất ngắn mạch các phía cao, trung, hạ

+570 59,1082].2

+[190 26,26632+190 31,4662+570.57,7332].2+[190 16,56132+190 42,2062+570 58,7682].2

+[190 16,56132+190 23,0252

+570.39,5862].2+[190 16,56132+190 23,0252

+570.39,5862].2+[190 32,72632

+190 17,4312

+570.50,1682].2+[190 32,73632

+190 17,4312

+570.50,1682].2+[190 23,03132

+190 16,8282

+570 39,8592].4 }

= 948,4569 103 kWh

Tổng tổn thất điện năng trong MBA ở phương án 4 là:

∆ A ∑=∆ A B 2+∆ A B 1+∆ A B 4=948,4569 103+2347,791 1 03+2491,345 1 03=5787,5929 103kW h

6.1.1.3 Tính dòng điện cưỡng bức của các mạch

a, Các mạch phía điện áp cao 220 kV

Đường dây nối giữa hệ thống điện và nhà máy điện thiết kế là một đường dây kép nêndòng điện cưỡng bức bằng:

b, Các mạch phía điện áp trung 110 kV

▪ Mạch đường dây phụ tải trung áp (2 đường dây kép x 30MW, 2 đường dây đơn x25MW)

Dòng làm việc bình thường và cưỡng bức phía máy phát

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH

7.1 Mục đích

Trong hệ thống điện nói chung và các nhà máy điện nói riêng, các khí cụ điện và dây dẫncần làm việc đảm bảo an toàn kinh tế ở chế độ bình thường, đồng thời chịu được những tácđộng cơ, nhiệt lớn khi có sự cố, đặc biệt trong sự cố ngắn mạch Việc tính toán dòng điệnngắn mạch nhằm giúp cho việc chọn đúng các khí cụ điện và dây dẫn của nhà máy đảm bảocác tiêu chuẩn về ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch xảy ra

Trong chương này ta tính toán ngắn mạch cho từng phương án với dạng ngắn mạch đểchọn khí cụ điện là ngắn mạch ba pha

Sử dụng phương pháp đường cong tính toán để tính dòng ngắn mạch

Chọn đại lượng cơ bản :

I cb110= S cb

√3 U cb 2=

100

√3 115=0,502kA Dòng cơ bản ở cấp điện áp cao: Ucb3 = 230 kV

- Đường dây: Nhà máy thiết kế nối với hệ thống bằng một đường dây kép có chiều dài125km ta lấy giá trị gần đúng của điện kháng là x0  0.4 Ω/km

7.3 Phương án 1

Chọn điểm ngắn mạch

▪ Phía 220kV: Ở cấp điện áp 220kV, thường chỉ chọn loại máy cắt điện và dao cách ly, vìvậy chỉ cần tính điểm ngắn mạch N-1 ngay trên thanh góp 220kV Nguồn cung cấp gồmtất cả các máy phát điện của nhà máy thiết kế và hệ thống

▪ Phía 110kV: Tương tự như phía 220kV, chỉ tính điểm ngắn mạch N-2 trên thanh góp110kV Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là các máy phát điện và hệ thống Cả haiđiểm ngắn mạch N-1 và N-2 đều là điểm ngắn mạch đối xứng nên ta có thể đơn giản sơ đồbằng cách gập đôi sơ đồ

▪ Phía hạ của MBA liên lạc: Chọn điểm ngắn mạch là N-3 Nguồn cung cấp là máy phátF1

▪ Mạch máy phát điện: Tính điểm ngắn mạch N-4, nguồn cung cấp cho điểm N-4 bao gồmcác MFĐ và hệ thống trừ máy phát điện F1

▪ Mạch tự dùng: Tính điểm ngắn mạch N-5 với nguồn cung cấp là các máy phát điện và hệthống Cũng có thể tính ngay dòng điện ngắn mạch như sau:

1/2S UF

N 3

N 5 N 4

Sơ đồ thay thế:

X1

X2

X8 X4

1.1.2 Điểm ngắn mạch N-1

X1

X2

X8 X4