CHỌN MBA,MF DỰ PHÒNG 5.1/CHỌN MBA
5.1.1/ Khái niệm
Máy biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này đến cấp điện áp khác.Điện năng sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải tới hộ tiêu thụ ở xa phải qua đường dây cao thế 110,200,500 kV..thường qua máy biến áp tăng từ điện áp máy phát (Umf )lên điện áp tương ứng. Ơ cuối đường dây cao áp còn lại cần máy biến áp giảm về điện áp thích hợp với mạng phân phối.Ví dụ 22,15,0.4 kV…
Trong hệ thống lớn thường qua nhiều lần tăng, giảm mới đưa điện năng từ các máy phát điện đến hộ tiêu thụ.Vì vậy tổng công suất máy biến áp trong hệ thống điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của các máy phát điện.
*Máy biến áp hiện nay có nhiều loại:
• Máy biến áp một pha, ba pha.
• Máy biến áp hai hai cuộn dây, ba cuộn dây.
• Máy biến áp có cuộn dây phân chia.
• Máy biến áp tự ngẫu một pha, ba pha.
• Máy biến áp tăng hạ áp.
• Máy bien áp có hoặc không có điều áp dưới tải.
• Máy biến áp lại do nhiều nước chế tạo theo tiêu chuẩn khác nhau, điều kiện làm việc cũng có thể khác nhau khi thiết kế cần lưu ý khía cạnh này.
5.1.2/Chọn vị trí đặt trạm biến áp Vị trí đặt trạm biến áp phụ thuộc vào:
• Tâm phụ tải điện: nếu trạm biến áp đặt ở tâm phụ tải thì sẽ đảm bảo được tổn thất công suất, điện năng và tổn thất điện là bé nhất.
• Vị trí đặt trạm cần thuận tiện cho đường dây ra vào.
• Vị trí đặt trạm tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp đặt, thi công,thao tác, vận hành, sửa chữa và quản lý dễ dàng.
• Vị trí đặt trạm đảm bảo phòng cháy nổ,chống ẩm ướt,bụi bặm và khí ăn mòn.
• Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
5.1.3/Chọn số lượng máy biến áp trong trạm
Số lượng và chủng loại máy biến áp trong trạm thường đựoc chọn theo qui tắc sau:
Chủng loại máy biến áp trong trạm biến áp nên chọn đồng nhất, hoặc ít chủng loại để giảm số lượng máy biến áp dự phòng,và đơn giản trong lắp đặt,vận hành…
Số lượng máy biến áp trong trạm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:yêu cầu liên tục cung cấp điện của họ phụ tải, yêu cầu về vận hành kinh tế trạm biến áp…
Đối với hộ phụ tải loại một thường chọn hai máy biến áp trở lên.
Đối với hộ phụ tải loại hai thì số lượng máy biến áp được chọn phụ thuộc vào hiệu quả kinh tế ,kỹ thuật. Tuy nhiên để đơn giản trong vận hành số lượng máy biến áp trong trạm thường không nên quá ba máy biến áp, và các máy này nên có cùng công suất.
5.1.4/Các thông số định mức của máy biến áp 5.1.5/ Công suất định mức Sđm
SVTH: LÊ THANH TUẤN trang 57 CUNG CẤP ĐIỆN Là công suất liên tục truyền qua máy biến áp trong thời hạn phục vụ (tuổi thọ) ứng với các điều kiện tiêu chuẩn do nhà chế tạo quy định như điện áp định mức, tần số định mức đặt biệt là nhiệt độ môi trường làm mát.
Phụ thuộc vào môi trường xung quanh tuổi thọ yêu cầu công suất định mức của máy biến áp có thể thay đổi, tuy nhiên không được vượt quá giới hạn về nhiệt độ vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện trong máy biến áp. Với các máy niến áp hiện nay là :υdmcp =980C
5.1.6/ Khả năng quá tải máy biến áp
Thực tế vận hành, môi trường xung quanh không thể luôn giống như quy định.
Phụ tải qua máy biến áp cũng không thể giữ bằng hằng số định mức mà luôn thay đổi, phần lớn thời gian thấp hơn định mức,do đó tuổi thọ của máy biến áp bị kéo dài. Chú ý, kéo dài tuổi thọ không phải lúc nào cũng tốt vì như vậy sẽ không kịp thay thế các máy biến áp mới.Với sự tiến bộ công nghệ chế tạo hiện nay, máy biến áp cũng như các thiết bị khác luôn luôn cãi tiến về kích thước ,trọng lượng, tổn hao trong máy biến áp ngay cả giá thành cũng ngày càng hạ. Để tân dụng khả năng tải của máy biến áp có khoảng thời gian cho phép vận hành với công suất lớn hơn định mức gọi là quá tải máy biến áp.
vanhanh qt
dinhmuc
K S
=S (4.3)
Kqt: hệ số quá tải.
• Quá tải sự cố máy biến áp:
Khi hai máy biến áp vận hành song song mà một trong hai bị sự cố phải nghỉ, máy biến áp còn lại có thể vận hành với phụ tải lớn hơn định mức không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh lúc sự cố trong thời gian 5 ngày đêm nếu thoả mãn các điều kiện:
Theo dồ thị phụ tải đẳng trị về hai bậc, trong đó : K1<0.93 ;K2 <1.4 đối với máy biến áp đặt ngoài trời và K2<1.3 đối với máy biến áp đặt trong nhà, T2 < 6 giờ, chú ý theo dõi nhiệt độ của cuộn dây không được vượt quá 1400C và tốt nhất là tăng cường tối đa các biện pháp làm mát máy biến áp.
• Quá tải ngắn hạn của máy biến áp:
Trong trường hợp đặt biệt, để hạn chế cắt phụ tải, có thể vận hành theo khả năng quá tải của máy biến áp không can tính K1, K2, T2 như trên mà sử dụng bảng sau đây:
Khả năng quá tải 1.3 1.45 1.6 1.75 2 3
Thời gian quá tải(phút) 120 80 45 20 10 1.5
Khi sử dụng khả năng này sự hao mòn về chất cách điện có thể bằng sự hao mòn khi vận hanh với Sđm trong 10 giờ với nhiệt độ môi trường xung quanh bằng nhiệt độ định mức (200C). Quy tắc quá tải này chỉ dành cho nhân viên vận hành không xét khi thiết kế và tính toán chọn máy biến áp.
• Quá tải một cách hệ thống hay còn gọi là quá tải thường xuyên:
Qui tắt này được áp dụng khi chế độ bình thường hằng ngày có những lúc máy biến áp vận hành non tải (K1<1) và có những lúc vận hành quá tải(K2>1).
Trình tự tính toán:
+ Căn cứ vao đồ thị phụ tải qua máy biến áp có công suất bé hơn Smax,lớn hơn Smin:Smin<SB<Smax
SVTH: LÊ THANH TUẤN trang 58 CUNG CẤP ĐIỆN + Đẳng trị đồ thị phụ tải qua máy biến áp thành đồ thị phụ tải chỉ có hai bậc K1
và K2 với thời gian quá tải là T2.
+ Từ đường cong khả nang tải của máy biến áp có công suất và nhiệt độ đẳng trị của môi trường xung quanh xác định được khả năng quá tải cho phép K2cp tương ứng với K1,K2 và T2.
Nếu K2cp< K2 nghĩa là máy biến áp đã lựa chọn có khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho mà không lúc nào nhiệt độ cuộn dây θcp <1400C mà tuổi thọ của máy biến áp vẫn đảm bảo.
Nếu K2cp>K2 tức là máy biến áp đã chọn không có khả năng đảm bảo hai điều kiện tren.do đó phải chọn máy biến áp có công suất lớn.
Khi đã chọn công suất máy biến áp lớn hơn Smax của đồ thị phụ tải không cần phải kiểm tra lại khả năng này.
Cách đẳng trị đồ thị phụ tải nhiều bậc về đồ thị phụ tải có hai bậc:
Căn cứ vào Sdmb đã chọn tính hệ số tải Ki của các bậc đồ thị phụ tải.
i i
dmB
K S
=S (4.4)
Ki >1:quá tải.
Ki <1:non tải.
Xáx định K2,T2 bằng cách đẳng trị vùng có Ki>1 theo công thức sau:
2 2
( i i)
dt
i
K K T
= ∑ T
∑ (4.5)
Nếu Kdt2 ≥ 0.9Kmax thì K2 =Kdt và T2=∑Ti.
Kđ <0.9Kmax thì K2 =0.9Kmax và xác định lại T2 theo biểu thức sau:
2
2 2
max
( . ) (0.9 )
i i
T K T
= ∑ K (4.6)
Trường hợp có nhiều vùng không liên tục có K>1 chỉ lấy vùng nào có ∑K Ti2 i lớn nhất tính K2 như trên.
Các vùng còn lại sẽ xét khi xác định K1. Xác định K1:
Chỉ cần đẳng trị đồ thị phụ tải trong khoảng thời gian 10h trước vùng đã tính K2
(kể cả phần có K>1 không được xét trong trường hợp trên nếu có xảy ra trong klhoảng thời gian 10 giờ) cũng theo biểu thức :
2 1
( )
10
i i dt
K = ∑ K T (4.7)
Ơ đây ∑Ti =10 giờ.Nếu vùng trước K2 không đủ 10 giơ có thể lấy 10 giờ sau vùng K2.
Nếu cả trước và sau vùng K2 nhỏ hơn 10 giờ thì có thể gộp phần phía sau ra phần phía trước cho đủ 10 giờ vì đây là đồ thị phụ tải hằng ngày,cuối của phần này là đầu của phần trước.
Nếu cả hai phần trước và sau không đủ 10 giờ nghĩa là phần quá tải đã có T2>14 giờ, nên máy biếnb áp không có khả năng tăng tải với đồ thị phụ tải đã cho, không cần tiếp tục tính mà phải nâng công suất máy biến áp lên và tính lại từ đầu.
Công thức sử dụng để chọn máy biến áp:
Chọn máy biến áp theo phương pháp đẳng trị:
SVTH: LÊ THANH TUẤN trang 59 CUNG CẤP ĐIỆN Theo phương pháp này hệ số quá tải thường xuyên có thể xác định từ đồ thị khả năng của máy biến áp.
Đây là hệ số quá tải cho phép K2cp.hệ số này phụ thuộc vào hệ số phụ tải bậc một và thời gian quá tải T2. Để áp dụng phương pháp này thì ta phải quy đồ thị nhiều bậc của máy biến áp thành đồ thị phụ tải hai bậc đẳng trị.
Công suat đảng trị S1 cho vùng non tải được tính trong vòng 10 giờ:
2 1 1
. 10
n i i i
S t S = ∑=
(4.8)
Công suất đẳng trị S’2 cho vùng quá tải:
2 '
2
2 i i i qt
S t
S T
= ∑∈
4.9)
Ơ đây T2 :thời gian quá tải máy biến áp.
Đối với phụ tải cực đại vào buổi chiều thì t1 được lấy bằng 10 giờ trước lúc máy biến áp quá tải.
Đối với máy biến áp quá tải vào buổi sáng thì thời gian t1 lấy bằng 10 giờ ngay sau máy biến áp quá tải.
S’1:công suất đẳng trị bậc một ứng với thời gian t1 =10 giờ.
S’2:công suất đẳng trị bậc hai, ứng với thời gian quá tải T2 của máy biến áp.
Nếu S’2<0.9Smax thì chọn S’2=0.9Smax, và lúc đó thời gian T2được tính quy đổi như sau :
' 2
' 2 2
2 2
max
( ) (0.9. ) T T S
= S (4.10)
Tư K1 và T2 tra đồ thị khả năng quá tải của máy biến áp tìm được hệ số quá tải cho phép K2cp.
Nếu K2<K2cp thì máy biến áp được chọn là chấp nhận được, nếu không ta phải tăng công suất máy biến áp.
Trường hợp trạm có từ hai máy biến áp trở lên thì điều kiện chọn công suất máy biến áp như sau: . max
( 1)
qtsc dm
k S S
≥ n
− (4.11)
Trong đó:
Kqtsc: hệ số quá tải sự cố cho phépcủa máy biến áp,được cho bởi nhà chế tạo . Smax:công suất cực đại của phụ tải.
n: số lượng máy biến áp trong trạm.
Công suất định mức của máy biến áp được chọn như sau: 1 . max
dm 1
qtsc
S S
K n
≥ −
5.1.7/Tính toán cụ thể
Trường hợp dùng máy biến áp 3 pha Điều kiện chọn my biến p: SMBA ≥Stt Trong đó:
Stt : công suất biểu kiến tính toán của nhà máy (kVA).
SMBA : công suất định mức của máy biến áp.
SVTH: LÊ THANH TUẤN trang 60 CUNG CẤP ĐIỆN
⇒ SMBA ≥Stt =1186(kVA)
Ta chọn Máy biến áp trung/hạ hiệu ABB của Công ty Thiết Bị Kỹ Thuật Điện.
Thông số kỹ thuật của máy biến áp điện lực 3 pha:
Công suất định mức : 1250(kVA) Điện áp sơ cấp : 22000/15000V Điện phía thứ cấp : 400V
Tần số : 50Hz
Tổ đấu dây : Δ/Y0−11 Điện áp:15kV, 22KV ± 2 x 2,50 % /0,4kV Tổn hao khơng tải : Po = 1750 [W]
Tổn hao ngắn mạch : PN = 13000 [W]
Dịng điện khơng tải phần trăm: Io = 1 % Điện áp ngắn mạch : UN (%) = 5.5 % 5.2/CHỌN MF DỰ PHÒNG
Để đạt năng suất hoạt động cao nhất của nhà máy ,can phải đảm bảo độ tin cậy và chất lượng cung cấp điện.Vì vậy cần phải có máy phát dự phòng để pục vụ cho nhà máy trong trường hợp xảy ra sự cố mất điện.
Để chọn nguồn dự phòng cho phù hợp với đặc điểm của nhà máy can có mối quan hệ mật thiết với phụ tải, cấp điện áp.sơ đồ cung cấp ,bảo vệ tự động hoá và chế độ vận hành.
Về công suất ta có thể chọn :Smf =(0.8÷1)SMBA.
Ta chọn máy phát diesel nhãn hiệu VG 1000 FPD do công ty cổ phần chế tạo máy DĨ AN cung cấp,có các thông số sau:
Động cơ:
Nhãn hiệu :Prekins Model: 4008-TAG2A Nhiên liệu :Diesel
Nước sản xuất :Anh Đầu phát :
Nhãn hiệu :Dzima generator Model: DG634E
Nước sản xuất :Việt Nam
Công suất liên tục : 1250 KVA Công suất dự phòng: 1250 KVA Hệ số công suất: ≥0.8
Số pha 3 pha
Điện áp 220/380V
Tần số 50Hz Kích thước 7x2.6x2.8m Nguyên lý vận hành
SVTH: LÊ THANH TUẤN trang 61 CUNG CẤP ĐIỆN Sử dụng bộ chuyển nguồn ATS (Auto Transfer Switch).
⇒ Khi xảy ra sự cố, hệ thống này tự động chuyển đổi nguồn cung cấp cho lưới từ nguồn cấp do máy biến áp phân phối sang nguồn phát dự phòng