Thiết kế, nhà máy nhiệt điện bao gồm 4 tổ máy 50MW

Thiết kế, nhà máy nhiệt điện bao gồm 4 tổ máy 50MW

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

I.1/ Chọn máy phát điện:

Theo nhiệm vụ thiết kế, nhà máy nhiệt điện bao gồm 4 tổ máy50MW Do đã biết số lượng và công suất của từng tổ máy nên việc chọnmáy phát điện chỉ cần lưu ý chọn các máy phát điện cùng loại để đơngiản trong việc vận hành, điện áp càng cao càng tốt để giảm dòng địnhmức của máy phát và dòng điện ngắn mạch ở cấp điện áp này Ta chọnmáy phát đồng bộ có các thông số như sau:

Loại máy

phát

Sđm MVA

Pđm MW

Uđm

kV Cosφđm

Iđm

kA x"d x'd xd TBФ-50-2 62,5 50 10,5 0,8 3,45 0,135 0,3 1,84

I.2/ Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp máy phát:

Theo đề bài: Pmax = 13 MW ; cosφ = 0,8

Áp dụng các công thức:

Trong đó:

Pmax : công suất tác dụng của phụ tải ở chế độ cực đại (MW)P(t)% : công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t chodưới dạng phần trăm

P(t) : công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t (MW)

Tính được công suất của phụ tải ở các khoảng thời gian khác nhau trong ngày:

Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24

P(t) 9,10 11,05 11,05 13,00 13,00 11,70 9,75 9,75 S(t) 11,38 13,81 13,81 16,25 16,25 14,63 12,19 12,19

Dựa theo kết quả tính toán trong bảng, ta vẽ được đồ thị phụ tải củacấp điện áp máy phát:

I.3/Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp trung:

Theo đề bài ta có: Pmax = 90 MW; cosφ = 0,8

Áp dụng các công thức trên, ta có bảng số liệu sau:

Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24

P(t) 72,00 85,50 85,50 81,00 81,00 90,00 63,00 63,00 S(t) 90,00 106,88 106,88 101,25 101,25 112,50 78,75 78,75

Dựa theo kết quả tính toán trong bảng, ta vẽ được đồ thị phụ tải củacấp điện áp trung 110kV:

I.4/Tính toán công suất phát của cả nhà máy điện:

Theo đề bài thì đây là nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, mỗi tổmáy 50MW Pmax = 200MW, cosφ = 0,8

Áp dụng các công thức trên, ta có bảng số liệu sau:

Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24

S(t) 187,50 187,50 212,50 212,50 250,00 225,00 225,00 187,50

I.5/Tính toán công suất tự dùng của nhà máy:

Nhà máy thiết kế có công suất tự dùng cực đại bằng 8% tổng côngsuất định mức Đó là nguồn cung cấp khác nhau phục vụ cho quá trình tựđộng hoá các tổ máy phát điện

Ta sử dụng công thức sau để tính công suất tự dùng của nhà máytheo thời gian:

Std(t)= (0,4 + 0,6 )

Trong đó:

Std(t): phụ tải tự dùng tại thời điểm t

α%: lượng điện phần trăm tự dùng

SNM: công suất của nhà máy

SNM(t): công suất của nhà máy theo thời gian

Kết quả tính toán cho trong bảng:

Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 S(t) 13,60 13,60 14,56 14,56 16,00 15,04 15,04 13,60

I.6/Tính công suất phát về hệ thống:

Nhà máy điện liên lạc với hệ thống thông qua đường dây 220kVnhằm mục đích vận hành hệ thống điện được kinh tế và hiệu quả, tăngcường dự trữ công suất trong hệ thống Dựa vào công suất phát của nhàmáy và yêu cầu của phụ tải tại các thời điểm khác nhau ta có thể xác địnhđược công suất phát về hệ thống theo công thức sau:

SVHT(t)= SNM(t) – [ST(t) + Smf(t) +Std(t)]

Trong đó :

SVHT(t) - Công suất phát về hệ thống tại thời điểm tSNM(t) -Công suất phát của nhà máy tại thời điểm tST(t) - Phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm tSUF(t) - Phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm tSTD(t) - Phụ tải tự dùng tại thời điểm t

Kết quả tính toán được cho theo bảng :

Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SNM 187,50 187,50 212,50 212,50 250,00 225,00 225,00 187,50 SUF 11,38 13,81 13,81 16,25 16,25 14,63 12,19 12,19 SUT 90,00 106,88 106,88 101,25 101,25 112,50 78,75 78,75 STD 13,60 13,60 14,56 14,56 16,00 15,04 15,04 13,60 SVHT 72,53 53,21 77,25 80,44 116,50 82,84 119,02 82,96

Đồ thị công suất phát về hệ thống theo kết quả tính trong bảng:

Tổng công suất của hệ thống điện chưa kể nhà máy thiết kế là:

SHT = 2100MVA với dự trữ quay là 14% tương đương với công suất dựtrữ là SdtHT =14%.2100 = 294 MVA lớn hơn công suất của một tổ máyphát và lớn hơn công suất về hệ thống cực đại là 119,02 MVA

Như vậy có thể thấy nhà máy có vai trò quan trọng trong việc cungcấp điện cho phụ tải phụ tải trung áp và phụ tải địa phương Tuy nhiênvới nhiệm vụ của mình, nhà máy cũng có những đóng góp một phần côngsuất lớn trong thời điểm cực đại của phụ tải hệ thống, SVHTmax = 119,02MVA trong khoảng thời gian 18h ÷ 20h hàng ngày

CHƯƠNG II CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY II.1/ Chọn sơ đồ nối điện của nhà máy:

Chọn sơ đồ nối điện của nhà máy là một khâu rất quan trọng Cácphương án đưa ra phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải,

có tính khả thi, hiệu quả kinh tế cao

 Phụ tải cấp điện áp máy phát :

SUFmax = 16,25 MVA, công suất này được lấy từ 2 phía hạ ápcủa máy biến áp liên lạc

< 15%

ta không cần sử dụng thanh góp máy phát

 Công suất cấp điện áp trung:

Dựa trên các đặc điểm trên, ta đưa ra các phương án nối điện chínhcho nhà máy thiết kế:

Ưu điểm: đơn giản trong vận hành, số lượng các thiết bị cao áp ítnên giá thành đầu tư thấp.

Ưu điểm: đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải.

Nhược điểm: số lượng các thiết bị cao áp nhiều hơn phương án 1nên chi phí đầu tư cao hơn

Kết luận:

Qua các nhận xét ưu điểm và nhược điểm của từng phương án, tanhận thấy phương án 1 và 2 là hai phương án khả thi, có độ tin cậy cungcấp điện cao Vì vậy ta chọn 2 phương án này để tính toán cụ thể, lựachọn phương án tối ưu

II.2/ Chọn máy biến áp:

Để tiết kiệm chi phí đầu tư, các máy biến áp hai dây quấn trong bộmáy phát – máy biến áp không cần dùng máy biến áp điều áp dưới tải vìkhi cần điều chỉnh điện áp chỉ cần điều chỉnh dòng kích từ của máy phát

là đủ

Các máy biến áp tự ngẫu dùng làm liên lạc là loại cần có điều ápdưới tải vì phụ tải của chúng thay đổi mạnh Trong chế độ vận hành khácnhau phụ tải thay đổi nhiều nên nếu chỉ điều chỉnh dòng kích từ của máyphát thì vẫn không đảm bảo được chất lượng điện áp

II.2.1.1/ Chọn máy biến áp:

a./ Chọn máy biến áp 2 dây cuốn:

Công suất máy biến áp bộ B1 và B2 được chọn theo điều kiện:

SB1 = SB2 ≥ SđmF = 62,5 MVA

Tra bảng phụ lục, ta chọn máy biến áp có các thông số chính nhưsau :

Loại S đm

(MVA)

U đm (kV) Tổn thất (kW)

U N % I 0 % Cao Hạ ΔP 0 ΔP N

TPДЦ 63 115 10,5 59 245 10,5 0,6

b./ Chọn máy biến áp tự ngẫu:

Công suất của các máy biến áp tự ngẫu nối bộ với máy phát điệnđược chọn thoả mãn điều kiện cuộn hạ áp phải tải được toàn bộ công suấtcủa máy phát điện

Do cuộn hạ áp được thiết kế với công suất tính toán SHđm = αSđmTNnên công suất máy biến áp tự ngẫu được chọn thoả mãn điều kiện:

STN1 = STN2 ≥ SđmFTrong đó α là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu:

Vậy chọn máy biến áp tự ngẫu thoả mãn điều kiện:

Trường hợp này máy biến áp chỉ biết DPN C-T do đó ta có thể lấy:DPN C-H =DPN C-T = 0,5DPN C-T = 0,5.290 = 145 kW

II.2.1.2/ Phân bố công suất cho các máy biến áp:

a./ Phân bố công suất cho các máy biến áp hai cuộn dây:

Các máy biến áp bộ được vận hành bằng phẳng với công suất:

Sbộ = SđmF - = SđmF - = 57,5 MVA

b./ Phân bố công suất cho các máy biến áp tự ngẫu:

Dòng công suất qua các phía của máy biến áp liên lạc được xácđịnh theo công thức:

Trong đó:

SCC(t), SCT(t), SCH(t) :công suất tải qua phía cao, trung, hạ củamáy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t

SBi :công suất tải qua máy biến áp bộ thứ i

Bảng phân bố dòng công suất cho các máy biến áp tự ngẫu theothời gian được cho theo bảng dưới:

Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SCC(t) 36,26 26,61 38,63 40,22 58,25 41,42 59,51 41,48 SCT(t) -12,50 -4,06 -4,06 -6,88 -6,88 -1,25 -18,13 -18,13 SCH(t) 23,76 22,54 34,56 33,35 51,38 40,17 41,39 23,36

II.2.1.3/ Kiểm tra quá tải của máy biến áp:

a./ Trong chế độ làm việc bình thường:

Đối với máy biến áp hai cuộn dây:

Các máy biến áp nối bộ B1 và B2 được chọn với công suất lớn hơncông suất của các máy phát điện Do đó các máy biến áp nối bộ khôngcần kiểm tra quá tải trong mọi chế độ vận hành

Các máy biến áp tự ngẫu:

Từ kết quả tính toán trên, ta nhận thấy rằng trong chế độ bìnhthường thì máy biến áp tự ngẫu luôn làm việc trong chế độ tải công suất

từ cuộn hạ, trung lên cuộn cao

Ta thấy SCCmax = 59,51 MVA < SđmTN = 125 MVA

Vậy máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải trong chế độ làm việcbình thường

b./ Trong trường hợp sự cố:

b.1./ Khi phụ tải ở cấp điện áp trung là cực đại:

Theo kết quả tính toán ở phần trên : SUT max = 112,5 MVA ; SVHT =82,84 MVA ; SUF = 14,63 MVA ; Std = 15,04 MVA

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

MF4 MF3

MF2 MF1

B2 B1

TN2 TN1

S UT

HTD

110 220

PA1

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố máy biến áp tự ngẫu là:

trong đó : =1,4 :hệ số quá tải cho phép.

 = 2.1,4.0.5.125 + 57,5 = 232,5 > SUT max = 112,5

Vậy điều kiện trên được thỏa mãn

 Phân bố công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu:

= (112,5 – 57,5) = 27,5 MVA

= 62,5 - 14,63 - 15,04 = 51,43 MVA

= 51,43 – 27,5 = 23,93 MVATrong chế độ này đối với máy biến áp tự ngẫu, công suất truyền từphía hạ lên phía trung và cao

SCH = 51,43 < = 62,5 MVA

 Cuộn hạ không quá tải nên máy biến áp tự ngẫu không quá tải

 Công suất thiếu:

So với trạng thái làm việc bình thường, vào cùng thời điểm thìcông suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng :

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố máy biến áp tự ngẫu là:

trong đó : =1,4 :hệ số quá tải cho phép

 =1,4.0.5.125 + 2.57,5 = 202,5 > SUT max = 112,5

Vậy điều kiện trên được thỏa mãn

 Phân bố công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu:

=112,5 – 2.57,5 = -2,5 MVA

= 62,5 - 14,63 - 15,04 = 44,11 MVA

= 44,11 – (-2,5) = 46,61 MVATrong chế độ này đối với máy biến áp tự ngẫu, công suất truyền từphía hạ và trung lên phía cao

SCC = 46,61 < = 125 MVACuộn cao không quá tải nên máy biến áp không bị quá tải

 Công suất thiếu:

So với trạng thái làm việc bình thường, vào cùng thời điểm thìcông suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng :

Sthiếu = SVHT – SCC = 82,84 – 46,61 = 36,23 < = 294 MVA

 hệ thống làm việc ổn định

Như vậy khi một trong hai máy biến áp bộ bị hư hỏng thì máy cònlại không bị quá tải Phụ tải các cấp điện áp không bị ảnh hưởng

b.2./ Khi phụ tải cực tiểu:

Theo các kết quả tính toán, khi phụ tải cực tiểu ta có các kết quảsau: SUT min = 78,75 MVA ; SVHT = 119,02 MVA ; SUF = 12,19 MVA ; Std =15,04 MVA

Sự cố một máy biến áp bộ bên trung áp:

MF4 MF3

MF2 MF1

B2 B1

TN2 TN1

S UT

HTD

110 220

PA1

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố máy biến áp tự ngẫu là:

trong đó : =1,4 :hệ số quá tải cho phép

 = 2.1,4.0.5.125 + 57,5 = 232,5 > SUT max = 78,75

Vậy điều kiện trên được thỏa mãn

 Phân bố công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu:

= (78,75 – 57,5) = 21,25 MVA

= 62,5 - 12,19 - 15,04 = 52,65 MVA

= 52,65 – 21,25 = 31,4 MVATrong chế độ này đối với máy biến áp tự ngẫu, công suất truyền từphía hạ lên phía trung và cao

SCH = 52,65 < = 62,5 MVA

 Cuộn hạ không quá tải nên máy biến áp tự ngẫu không quá tải

 Công suất thiếu:

So với trạng thái làm việc bình thường, vào cùng thời điểm thìcông suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng :

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố máy biến áp tự ngẫu là:

trong đó : = 1,4 :hệ số quá tải cho phép

 =1,4.0.5.125 + 2.57,5 = 202,5 > SUT min = 78,75 MVA

 Phân bố công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu:

=78,75 – 2.57,5 = -36,25 MVA

= 62,5 – 12,19 - 15,04 = 46,55 MVA

= 46,55 – (-36,25) = 82,8 MVATrong chế độ này đối với máy biến áp tự ngẫu, công suất truyền từphía hạ và trung lên phía cao

SCC = 82,8 < = 125 MVACuộn cao không quá tải nên máy biến áp tự ngẫu không quá tải

 Công suất thiếu:

So với trạng thái làm việc bình thường, vào cùng thời điểm thìcông suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng:

Sthiếu = SVHT – SCC = 119,02 – 82,8 = 36,22 < = 294 MVA

 hệ thống làm việc ổn định

Như vậy khi một trong hai máy biến áp bộ bị hư hỏng thì máy cònlại không bị quá tải Phụ tải các cấp điện áp không bị ảnh hưởng

II.2.1.4/ Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp:

Đối với các máy biến áp hai cuộn dây B 1 và B 2

Do bộ máy phát điện - máy biến áp làm việc với phụ tải bằngphẳng trong suốt cả năm với Sbộ = 57,5 MVA nên tổn thất điện năngtrong mỗi máy biến áp hai cuộn dây có cuộn hạ áp phân chia được tínhnhư sau:

DA = DP0.T + DPN .T

Trong đó:

 DP0 - Tổn thất không tải của máy biến áp, kW

 DPN - Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, kW

 SBđm – Công suất định mức của máy biến áp kVA

 T - Thời gian làm việc trong năm ,T = 8760 h

Thay số ta được :

DAB3 =59.8760+245 .8760 =

= 2304664,07 kWh  2304,66 MWhVậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp hai dây quấn là:DAB3,4 = DAB3 + DAB4 = 2.2304,66 = 4609,33 MWh

Đối với các biến áp tự ngẫu TN 1 và TN 2

Tổn thất điện năng được tính theo công thức

Trong đó:

 SdmTN -Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu

 DP0 - Tổn thất không tải kW

 là công suất tải cuộn cao, trung, hạ của máy biến

áp tự ngẫu tại thời điểm ti trong ngày

 là tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện ápcao, trung ,hạ của máy biến áp tự ngẫu:

Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Tổng

1031,75 Mang tải 64,33 15,24 34,50 33,88 76,95 88,84 61,03 49,94

Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu là:

DATN1,2 = 2.DATN = 2.1031,75 = 2063,51 MWhNhư vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phương án Ilà:

DAI = DAB1,2 + DATN1,2 = 4609,33 + 2063,51 = 6672,84 MWh

II.2.1.5/ Tính toán dòng điện cưỡng bức:

1./ Dòng cưỡng bức phía cao áp 220 kV

Đường dây kép nối với hệ thống:

Dòng làm việc cưỡng bức:

Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu TN 1 và TN 2 :

Công suất truyền qua phía cao của máy biến áp liên lạc

- Chế độ bình thường: Scb1 = max{SCC bt} = 59,51 MVA

- Chế độ hỏng 1 máy biến áp bộ: Scb2 = MVA; Scb3 =

MVA

- Chế độ hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu: Scb4 = MVA;

Dòng làm việc cưỡng bức:

Icb2 = = = 0,217 kANhư vậy dòng cưỡng bức phía cao áp là :

IcbCA = max{Icb1,Icb2} = Icb1 = 0,312 kA 2./ Dòng cưỡng bức phía trung áp 110 kV

Phía trung áp của máy biến áp liên lạc TN 1 và TN 2  :

Ta có công suất truyền qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫutrong các chế độ:

Đường dây nối với phụ tải điện áp trung:

Dòng cưỡng bức trong mạch đường dây kép (khi 1 mạch bị sự cố) :

Như vậy dòng cưỡng bức phía trung áp là :

IcbTA = max{Icb3,Icb4,Icb5 } = Icb4 = 0,344 kA

3./ Dòng cưỡng bức phía điện áp máy phát:

II.2.2.1/ Chọn máy biến áp:

a./ Chọn máy biến áp 2 dây cuốn:

Công suất máy biến áp bộ B2 được chọn theo điều kiện:

SB2 ≥ SđmF = 62,5 MVACông suất máy biến áp bộ B1 được chọn theo điều kiện:

B1 TДЦ 63 242 10,5 67 300 12 0,8

b./ Chọn máy biến áp tự ngẫu   :

Công suất của các máy biến áp tự ngẫu nối bộ với máy phát điệnđược chọn thoả mãn điều kiện cuộn hạ áp phải tải được toàn bộ công suấtcủa máy phát điện

Do cuộn hạ áp được thiết kế với công suất tính toán SHđm = αSđmTNnên công suất máy biến áp tự ngẫu được chọn thoả mãn điều kiện:

STN1 = STN2 ≥ SđmFTrong đó α là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu:

Vậy chọn máy biến áp tự ngẫu thoả mãn điều kiện:

Trường hợp này máy biến áp chỉ biết DPN C-T do đó ta có thể lấy:DPN C-H =DPN C-T = 0,5DPN C-T = 0,5.290 = 145 kW

II.2.2.2/ Phân bố công suất cho các máy biến áp:

a./ Phân bố công suất cho các máy biến áp hai cuộn dây:

Các máy biến áp bộ được vận hành bằng phẳng với công suất:

Sbộ = SđmF - = SđmF - = 57,5 MVA

b./ Phân bố công suất cho các máy biến áp tự ngẫu:

Dòng công suất qua các phía của máy biến áp liên lạc được xácđịnh theo công thức:

Trong đó:

SCC(t), SCT(t), SCH(t) :công suất tải qua phía cao, trung, hạ củamáy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t

SBi(t) :công suất tải qua máy biến áp bộ thứ i tại thời điểm t

Bảng phân bố dòng công suất cho các máy biến áp tự ngẫu theo thời gian được cho theo bảng dưới:

Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SCC(t) 7,51 -2,14 9,88 11,47 29,50 12,67 30,76 12,73 SCT(t) 16,25 24,69 24,69 21,88 21,88 27,50 10,63 10,63 SCH(t) 23,76 22,54 34,56 33,35 51,38 40,17 41,39 23,36

II.2.2.3/ Kiểm tra quá tải của máy biến áp:

a./ Trong chế độ làm việc bình thường:

Đối với máy biến áp hai cuộn dây:

Các máy biến áp nối bộ B1 và B2 được chọn với công suất lớn hơncông suất của các máy phát điện Do đó các máy biến áp nối bộ khôngcần kiểm tra quá tải trong mọi chế độ vận hành

Các máy biến áp tự ngẫu:

Từ kết quả tính toán trên, ta nhận thấy rằng trong chế độ bìnhthường thì máy biến áp tự ngẫu luôn làm việc trong chế độ tải công suất

từ cuộn hạ lên cuộn trung, cao Do đó trong ba cuộn dây : hạ, chung, nốitiếp thì cuộn hạ chịu công suất lớn nhất.

Ta thấy SCHmax = 51,38 MVA < αSđmTN = 62,5 MVA

Vậy máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải trong chế độ làm việcbình thường

b./ Trong trường hợp sự cố:

b.1./ Khi phụ tải ở cấp điện áp trung là cực đại:

Theo kết quả tính toán ở phần trên : SUT max = 112,5 MVA ;SVHT=82,84 MVA ; SUF = 14,63 MVA ; Std = 15,04 MVA

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

MF4 MF3

MF2 MF1

B2 B1

TN2 TN1

S UT

HTD

110 220

PA2

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố máy biến áp tự ngẫu là:

trong đó : =1,4 :hệ số quá tải cho phép

 = 2.1,4.0.5.125 = 175 > SUT max = 112,5

Vậy điều kiện trên được thỏa mãn

 Phân bố công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu:

= 112,5 = 56,25 MVA

= 62,5 - 14,63 - 15,04 = 51,43 MVA

= 51,43 – 56,25 = -4,82 MVATrong chế độ này đối với máy biến áp tự ngẫu, công suấttruyền từ phía hạ, cao về phía trung

SCT = 56,25 < = 62,5 MVA

 Cuộn trung không quá tải nên máy biến áp tự ngẫu không quá tải

 Công suất thiếu:

So với trạng thái làm việc bình thường, vào cùng thời điểm thìcông suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng :

Sthiếu = SVHT - SB1 - 2.SCC = 82,84 – 57,5 - 2.(-4,82) = 34,98 MVASthiếu < = 294 MVA

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố máy biến áp tự ngẫu là:

trong đó : =1,4 :hệ số quá tải cho phép

 =1,4.0.5.125 + 57,5 = 145 > SUT max = 112,5

Vậy điều kiện trên được thỏa mãn

 Phân bố công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu:

=112,5 – 57,5 = 55 MVA

= 62,5 - 14,63 - 15,04 = 44,11 MVA

= 44,11 – 55 = -10,89 MVATrong chế độ này đối với máy biến áp tự ngẫu, công suất truyền từphía hạ, cao về phía trung

SCT = 55 < = 62,5 MVACuộn trung không quá tải nên máy biến áp tự ngẫu không quá tải

 Công suất thiếu:

So với trạng thái làm việc bình thường, vào cùng thời điểm thìcông suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng :

b.2./ Khi phụ tải cực tiểu:

Theo các kết quả tính toán, khi phụ tải cực tiểu ta có các kết quảsau: SUT min = 78,75 MVA ; SVHT = 119,02 MVA ; SUF = 12,19 MVA ; Std =15,04 MVA

Sự cố máy biến áp bộ bên trung:

MF4 MF3

MF2 MF1

B2 B1

TN2 TN1

S UT

HTD

110 220

PA2

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố máy biến áp tự ngẫu là:

trong đó : =1,4 :hệ số quá tải cho phép

 = 2.1,4.0.5.125 = 175 > SUT max = 78,75

Vậy điều kiện trên được thỏa mãn

 Phân bố công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu:

= 78,75 = 39,38 MVA

= 62,5 - 12,19 - 15,04 = 52,65 MVA

= 52,65 – 39,38 = 13,27 MVATrong chế độ này đối với máy biến áp tự ngẫu, công suấttruyền từ phía hạ lên phía trung, cao

SCH = 52,65 < = 62,5 MVA

 Cuộn hạ không quá tải nên máy biến áp tự ngẫu không quá tải

 Công suất thiếu:

So với trạng thái làm việc bình thường, vào cùng thời điểm thìcông suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng :

Sthiếu = SVHT - SB1 - 2.SCC = 119,02 – 57,5 - 2.13,27 = 34,98 MVASthiếu < = 294 MVA

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố máy biến áp tự ngẫu là:

trong đó : =1,4 :hệ số quá tải cho phép

 =1,4.0.5.125 + 57,5 = 145 > SUT min = 78,75 MVA

 Phân bố công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu:

=78,75 – 57,5 = 21 MVA

= 62,5 – 12,19 - 15,04 = 46,55 MVA

= 46,55 – 21 = 25,55 MVATrong chế độ này đối với máy biến áp tự ngẫu, công suất truyền từphía hạ lên phía trung, cao.

46,55 MVA < = 62,5 MVACuộn hạ không quá tải nên máy biến áp tự ngẫu không quá tải

 Công suất thiếu:

So với trạng thái làm việc bình thường, vào cùng thời điểm thìcông suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng:

II.2.2.4/ Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp:

Đối với máy biến áp hai cuộn dây B 1 và B 2 :

Do bộ máy phát điện - máy biến áp làm việc với phụ tải bằngphẳng trong suốt cả năm với Sbộ = 57,5 MVA nên tổn thất điện năngtrong mỗi máy biến áp hai cuộn dây có cuộn hạ áp phân chia được tínhnhư sau:

DA = DP0.T + DPN .T

Trong đó:

 DP0 - Tổn thất không tải của máy biến áp, kW

 DPN - Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, kW

 SBđm – Công suất định mức của máy biến áp kVA

 T - Thời gian làm việc trong năm ,T = 8760 h

Thay số ta được :

DAB2 =59.8760+245 .8760 =

= 2304664,07 kWh  2304,66 MWh

DAB1 =67.8760+300 .8760 =

= 2776092,34 kWh  2776,09 MWhVậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp hai dây quấn là:DAB3,4 = DAB3 + DAB4 = 2304,66 + 2776,09 = 5080,75 MWh

Đối với các biến áp tự ngẫu B 1 và B 2

Tổn thất điện năng được tính theo công thức

Trong đó:

 SdmTN -Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu

 DP0 - Tổn thất không tải kW

 là công suất tải cuộn cao, trung, hạ của máy biến

áp tự ngẫu tại thời điểm ti trong ngày

 là tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện ápcao, trung ,hạ của máy biến áp tự ngẫu:

Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu là:

DATN1,2 = 2.DATN = 2.976,89 = 1953,78 MWhNhư vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phương án Ilà:

DAII = DAB1,2 + DATN1,2 = 5080,75 + 1953,78 = 7034,53 MWh

II.2.2.5/ Tính toán dòng cưỡng bức:

1./ Dòng cưỡng bức phía trung áp 220 kV

Đường dây kép nối với hệ thống:

Dòng làm việc cưỡng bức:

Icb1 = kA

Phía cao áp máy biến áp bộ B 1 :

Dòng làm việc cưỡng bức:

Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu TN 1 và TN 2 :

Công suất truyền qua phía cao của máy biến áp liên lạc

- Chế độ bình thường: Scb1 = max{SCC bt} = 30,76 MVA

- Chế độ hỏng máy biến áp bộ: Scb2 = MVA; Scb3 =

Như vậy dòng cưỡng bức phía cao áp là :

IcbCA = max{Icb1,Icb2,Icb3} = Icb1 = 0,312 kA 2./ Dòng cưỡng bức phía trung áp:

Phía trung áp của máy biến áp liên lạc TN 1 và TN 2  :

Ta có công suất truyền qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫutrong các chế độ:

Scb4 = SCT UTmax = 55 MVA; Scb5 = SCT UTmin = 21 MVA

Đường dây nối với phụ tải điện áp trung:

Dòng cưỡng bức trong mạch đường dây kép;

Như vậy dòng cưỡng bức phía trung áp là :

IcbTA = max{Icb4,Icb5,Icb6} = Icb5 = 0,344 kA

3./ Dòng cưỡng bức phía điện áp máy phát:

Mạch máy phát:

Icb7 = 1,05 = 1,05 = 3,6 kA

Như vậy dòng điện làm việc cưỡng bức phía điện áp MF là: IcbF = 3,6 kA

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điệncho nhà máy đảm bảo các tiêu chuẩn ổn định động, ổn định nhiệt khi xảy

ra ngắn mạch Dòng điện ngắn mạch dùng để tính toán, lựa chọn các khí

cụ điện và đây dẫn là dòng ngắn mạch ba pha

Chọn các đại lượng cơ bản:

Ta tính toán ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối cơ bản Với cácđại lượng cơ bản ta chọn như sau (cho cả hai phương án):

Việc tính toán ngắn mạch là để lựa chọn các khí cụ điện, dây dẫn…

Vì vậy trong sơ đồ nối điện của nhà máy cần phải lựa chọn các điểm cụthể đặc trưng để tính ngắn mạch phục vụ cho việc lựa chọn các thiết bị.Trong sơ đồ này, ta chọn 5 điểm để tính ngắn mạch sau:

Điểm N5 : tính toán để chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng Nguồncung cấp cho điểm N5 là toàn bộ các máy phát và hệ thống.

III.1.2/ Xác định điện kháng các phần tử:

Điện kháng của hệ thống:

= = 0,286

Điện kháng của đường dây kép nối với hệ thống:

Do chưa chọn dây dẫn, ta lấy x0 ≈ 0,4 Ω/km

XD = = 0,4.80. = 0,302

Điện kháng của máy biến áp tự ngẫu:

Điện áp ngắn mạch của các cuộn: