THIẾT kế PHẦN điện NHÀ máy điện đồ án THIẾT kế PHẦN điện NHÀ máy điện
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (819.9 KB, 87 trang )
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
PHẦN I
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG I:
TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT LỰA TRỌN
PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Để đảm bảo chất lượng điện, đặc biệt là giữ vững tần số công nghệ 50HZ
điện năng do các nhà máy điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với điện năng
tiêu thụ ( kể cả tổn thất). Như vậy điều kiện cân bằng công suất là rất quan
trọng, thực tế công suất tiêu thụ tại các phụ tải luôn luôn thay đổi, việc biết được
quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải rất quan trọng đối với người
thiết 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 ưu
công 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 lập
được 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 các
cấp điện áp.
I. CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
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:
Bảng 1_1:
loại
thông số định mức
N v/phút S(MVA) P(MW) U(KV) Cos
TB
3000
62,5
50
10,5 0,8
II.
IKA
5,73
Điện kháng tương đối
Xd"
Xd'
Xd
0,135
0,3
1,84
TÍNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
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)
Hệ số Cosϕ =0,82
Bao gồm 3 kép x 3MW và 6đơn x 2MW x 3 km
Đồ án đã cho đồ thị phụ tải dưới dạng % tính tốn về dạng có tên sau.
PdP % =
Pdpt
PdPm
Đại học bách khoa hà nội
⋅ 100 ⇒ Pdp =
1
pdp %
100
Pdp max =
PdP %
18
100
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
S dPt =
Và :
PdPt
P
= dPt (MVA)
Cosϕ 0,82
Trong đó: PđPt , SđPt là cơng suất tác dụng biểu kiến tại thời điểm t, căn cứ vào
cách tính ta có:
Bảng 1_2_1:
Giờ
0 ÷ 5
PđP%
100
PđPt
18
(MW)
SđP(MVA 21,95
)
5÷8
90
16,2
8 ÷ 11
90
16,2
19,76
19,76
11 ÷ 14 14 ÷ 17 17 ÷ 20 20÷22 22÷ 24
100
90
80
80
100
18
16,2
14,4
14,4
18
21,95
19,76
17,56
17,56
21,95
Từ bảng cơng suất trên ta có đồ thị phụ tải ngày sau:
S(MVA)
21,95
21,95
19,76
21,95
19,76
17,56
0
2. PHỤ TẢI TRUNG ÁP:
Điện áp trung: UT =100 (kV)
Cơng suất tác dụng phía trung lớn nhất: PTmax =110(MW)
Cosϕ = 0,86
Bao gồm 1 lộ đường dây kép 75 (MW)
Đề án đã cho đồ thị phụ tải dưới dạng % , tính tốn về dạng có tên như sau:
P
P%
P%
PT % = Tt ⋅ 100 ⇒ PTt = T ⋅ PT max = T ⋅ 110
PT max
100
100
Và :
STt =
PTt
P
= Tt
Cosϕ 0,86
(MVA)
Trong đó : PTt ; STt là cơng suất tác dụng , công suất biểu kiến tại thời điểm t căn
cứ vào cách tính ta tính được
Đại học bách khoa h ni
2
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Đại học bách khoa hà nội
Phần điện nh mỏy
3
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
Bảng 1_2_2:
Giờ
PT %
PTt MW
STt
MVA
0 ÷ 5 5 ÷ 8 8 ÷ 11
70
80
80
77
88
88
89,53 102,33 102,33
11 ÷ 14 14 ÷ 17 17 ÷ 20 20 ÷ 22 22÷ 24
90
90
100
90
70
99
99
110
99
77
115,12 115,12 127,91 115,12 89,53
Từ bảng cơng suất trên ta có đồ thị phụ tải sau:
3. PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY
Pnm % =
Và:
S Tt =
P %
P %
Pnmt
.100 ⇒ Pnmt = nm .Pnmdm = nm .200 ( MW )
100
100
Pnmdm
PTt
⇒ Cosϕ = 0,8
Cosϕ
Trong đó: Pnmt; Snmt là cơng suất tác dụng, công suất biểu kiến tại thời điểm t
Công suất nhà máy định mức Pnmđm =200 (MVA)
Căn cứ vào cách tính tốn ta có bảng sau:
Bảng 1_2_3
Giờ
0÷5
5÷8
8 ÷ 11 11 ÷ 14 14 ÷ 17 17 ÷ 20 20÷22 22÷24
Pnm%
80
90
80
90
100
100
90
80
Pnmt(MW)
160
180
160
180
200
200
180
160
Snmt(MVA 192,8 216,9
192,8
216,9
241
241
216,9 192,8
)
i hc bỏch khoa h ni
4
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
Từ bảng công suất ta có đồ thị phụ tải như sau:
4. PHỤ TẢI TỰ DÙNG TỒN NHÀ MÁY:
Phụ tải tự dùng tồn nhà máy được xác định theo công thức sau:
S tdt = α ⋅
Pnmdm
S
S
240
(0,4 + 0,6 ⋅ nmt ) = 0,08 ⋅
(0,4 + 0,6 ⋅ nmt ) (MVA)
S nmdm
cos ϕ td
0,83
289,2
Trong đó: Stdt: là cơng suất biểu kiến dùng tồn nhà máy tại thời điểm t
α: là số phần trăm lượng điện tự dùng so với cơng suất định mức
tồn nhà máy α =8%
Dựa vào công thức trên và bảng 1_2_3 ta có:
Bảng 1_2_4
Giờ
0÷5
Snmt(MVA 192,8
)
Stdt(MVA) 16,96
5÷8
216,87
8 ÷11
192,8
11÷ 14
216,87
14÷ 17
216,87
17÷ 20
241
20÷22
216,87
22÷24
192,8
18,12
16,96
18,12
18,12
19,28
18,12
16,96
Từ bảng cơng suất trên ta có đồ thị phụ tải dùng tồn nh mỏy nh sau:
i hc bỏch khoa h ni
5
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Đại học bách khoa hà nội
Phần điện nh mỏy
6
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
5.CÔNG SUẤT PHÁT LÊN HỆ THỐNG
Trong u cầu thiết kế khơng có phụ tải cao áp 220 kV nên công suất phát
lên 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
S HT = S nmt − ( S dpt + S Tt + S tdt )
Trong đó:
SHT: Cơng 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 cơng thức trên ta có các giá trị sau.
Bảng 1_2_5:
T(h)
0÷5
5÷8
Snmt(MVA 192,77 216,87
)
SđPt(MVA) 21,95 19,76
STt(MVA) 89,53 102,33
Stđt(MVA) 16,96 18,12
SHT(MVA) 64,33 76,66
8 ÷ 11
192,77
11÷ 14 14 ÷17 17÷ 20 20÷ 22 22÷24
216,87 216,87
241
216,87 192,77
19,76
102,33
16,96
53,72
21,95
115,12
18,12
61,68
19,76
115,12
18,12
63,87
17,56
127,91
19,28
76,25
17,56
115,12
18,12
66,07
21,95
89,53
16,96
64,33
Từ bảng cơng suất trên ta có đồ thị phụ tải nhà máy phát lên hệ thống như
sau:
Nhận xét: Nhà máy có 4 tổ máy với cơng suất mỗi tổ 60 MW bình thường
nhà máy cung cấp đủ cho phụ tải ở các cấp điện áp, thừa mới phát lên hệ thống.
Đại học bách khoa h ni
7
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
Nhà máy cung cấp cho phụ tải trung áp là lớn nhất 53% (127,91/241) trong
tổng công suất với yêu cầu là phải cung cấp cho phụ tải trung áp liên tục vì ST
max lớn 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 liên tục
.
Do phụ tải cao áp khơng có nên lượng cơng 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 bố
công suất tối ưu ,vận hành kinh tế hệ thống
III.
LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
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)
21,95
α=
.100 = 35,12% nên ta dùng thanh góp điện áp máy phát để cấp
62,5
điện cho phụ tải địa phương trên thanh góp điện áp máy phát ta phải nối một
máy phát điện, số tổ máy nối trên một máy phát đảm bảo sao cho khi một máy
phát lớn nhất ngừng làm việc thì các máy khác còn lại phải cung cấp đủ điện
cho phụ tải cực đại của địa phương và tự dùng giữa các thanh góp phân đoạn
máy 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 thanh
góp điện áp máy phát
Nhà máy có trung tính lưới phát áp 220 kV, trung áp 110 kV là trung tính nối
đất trực tiếp nên ta phải dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc phụ tải trung áp có
đặc điểm
max
ST
127,91
=
= 1,43 nên ta ghép một đến hai bộ máy phát
min
89,53
ST
điện, máy biến áp hai quộn dây bên trung áp
Cơng suất cịn thừa phát lên hệ thống khi cực đại so với cực tiểu là.
max
S HT
76 ,66
=
= 1, 43 do vậy để cấp công suất lên hệ
min
53 ,72
S HT
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 dịng nối với hai
thanh góp điện áp máy phát kiểu này rất thuận lợi vì nếu hỏng một trong số máy
phát ghép trên thanh góp điện áp máy phát thì cơng suất từ hệ thống sẽ cấp cho
phụ 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.
Đại hc bỏch khoa h ni
8
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
¾ 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 phát
máy 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 này
hợp lý đối với máy biến áp tự ngẫu
¾ 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 phát
máy biến áp 2 dây quấn đặt bên trung áp, máy biến áp 2 dây quấn
đặt bên cao áp
Phương án một và phương án hai tương đương nhau về kỹ thuật
nhưng 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 thuận
tiện lắp ghộp v võn hnh
i hc bỏch khoa h ni
9
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Đại học bách khoa hà nội
Phần điện nh mỏy
10
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
¾ 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 bộ
máy phát máy biến áp đặt bên trung
Phương án đảm bảo cung cấp điện
Số máy biến áp đơn giản nhưng cơng suất máy biến áp tự ngẫu
lớn vì phải tải công suất của ba máy phát
Thiết bị phân phối bên cao _ trung áp đơn giản hơn
Đại học bách khoa h ni
11
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
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 ngẫu
còn lại với khả năng quá tải máy biến áp bộ vẫn có thể cấp cho
phụ tải phía trung vì cơng suất máy biến áp lớn
Dịng điện cướng bức qua kháng lớn
¾ 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 le
phức tạp .
Dòng điện cưỡng bức của kháng điện sẽ rất lớn và có thể không
chọn được kháng điện phân đoạn.
KẾT LUÂN:
Trong hai phương án 1 và 2 cơ bản tương đương nhau về kỹ thuật nhưng
phương án hai kém về kinh tế hơn, lắp đặt, thiết kế, vận hành không thuận tiện
bằng phương án một. Ta quyết định loại phương án hai và giữ phương án một để
thiết kế chi tiết tiếp.
Đại học bách khoa h ni
12
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
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 tốn tiếp .
Như vậy còn lại hai phương án 1 và 3 được thiết kế và so sánh tiếp.
CHƯƠNG II
TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
I.
PHƯƠNG ÁN I
1. CHỌN MÁY BIẾN ÁP
a. Chọn máy biến áp_B3_B4:
B3_B4 là máy biến áp trong sơ đồ nối, bộ được chọn cùng loại theo điều
kiện
SB3đm = SB4đm ≥ SFđm
SFđm =62,5(MVA) nên ta chọn máy biến áp loại TPDU-63/115/10,5. Tra
bảng thông số sau:
Bảng II_1
điện áp cuộn dây kV
Sđm
loại
(MVA) C T
H
P0
PN
TPDU 63 121
10,5 59 245
UN%
10,5
giá 103
I0% số lượng
rúp
0,6
0,2
Kiểm tra quá tải.
Máy biến áp troang sơ đồ nối bộ không cần kiểm tra quá tải vì khi hỏng
máy phát hay máy biến áp của thì cả bộ đều phải ghỉ. Do vậy máy biến áp không
bị quá tải
b. Chọn máy biến áp tự ngẫu B1_B2:
• Chọn cơng suất định mức:
Khi bình thường máy biến áp phải được hết cơng suất thừa lớn nhất từ
thanh góp điện áp máy phát. chọn B1 - B2 cùng loại theo điều kiện sau:
S B1dm = S B 2 dm
S tdmax
1 2
min
[∑ S Fdm − ( S dm +
)
≥
2α i =1
2
1
19,28
[2.62,5 − (17,56 +
)] = 48,9 (MVA)
2 × 0,5
2
Từ đó ta chọn máy biến áp B1, B2 loại TADUTH -100
S B1dm = S B 2 dm ≥
Bảng II_2
loại
điện áp
cuộn dây
Sđm
T H
(MVA) C
Đại học bách khoa h ni
tn tht
(kW)
P
P
13
UN%
C-T C-H T-H
ỗChiế Thắg
I0 %
giỏ
103
rỳp
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
AT
Phần điện nhà máy
100
230 121 11 65 260
11
31
19
0,5
• 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
các cấp điện áp khác là:
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:
KΔCqTảI .α. ( SB1đm+ SB2đm ) + SbộT ≥ SmaxT
1,4.0,5.(100+100)+57,68=197,68 (MVA) > 127,91(MVA)
S
19,28
S B oˆ T = S Fdm − max td = 62,5 −
= 57,68( MVA)
4
4
Trong đó: SBộ T là cơng 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:
S
1
1
19,28
S B1H = S B 2 H = ⋅ [2 ⋅ S Fdm − td − S dp ] = [2 ⋅ 62,5 −
− 17,56] = 48,9( MVA)
2
2
2
2
phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
STmax − S b oˆ T 127,91 − 57,68
S B1T = S B 2T =
=
= 35,115( MVA)
2
2
phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
S B1( C ) = S B 2 ( C ) = S B1( H ) − S B 2 (T ) = 48,9 − 35,115 = 13,785( MVA)
ã
ã
i hc bỏch khoa h ni
14
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
Công suất thiếu về hệ thồng so với lúc bình thường là:
S thieˆ′u = S HT − S B1( C ) = 76,25 − 2 ⋅ 13,785 = 48,86( MVA) < 100( MVA)
S B ( C ) < S Bdm = 100( MVA)
S B ( H ) < S t = α .S Bdm = 0,5.100 = 50( MVA)
S B (T ) < S t = 50 (MVA)
Vậy máy biến áp không bị quá tải.
Cơng suất thiếu nhỏ hơn cơng suất dự phịng.
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:
K
qtB 2
.α . S B 2 dm + 2 . S BéT ≥ S Tmax
1,4.0,5.100+ 2.57,68 = 185,36 > 127,91 (MVA)
(Điều kiện thoả mãn)
Phân bố cơng suất khi sự cố như sau:
Phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 mang tải như sau:
Khả năng phát
S B 2 ( H ) = 2.S Fdm − 2.
Khả năng tải:
S td
19,28
− S dp = 2.62,5 − 2.
+ 17,56 = 97,8( MVA)
4
4
S qt = 1,4.0,5.100 = 70( MVA)
Vậy: Phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 ch ti c 70(MVA)
i hc bỏch khoa h ni
15
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
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:
S B 2 (C ) = S Bmax
2 ( H ) − S B 2 (T ) = 70 − 12,55 = 57,45( MVA)
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:
Sqt = 1,4.2.SBdm = 1,4.0,5.100 = 70 (MVA)
Về phía hạ, hai cấp cịn lại cao và trung đều khơng q tải
c. PHÂN BỐ CƠNG 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 q trình làm việc, khi
đó cơng 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 cơng suất cho từng phía
cao_trung_hạ:
Phía trung của một tự ngẫu sẽ mang tải:
2
1
S TTN = (S Tt − ∑ S bé )
2
1
Phía cao của tự ngẫu sẽ mang tải:
S FHT
2
C
S TN
=
Phía hạ áp của một tự ngẫu mang tải:
S HTN = S CTN + S TTN
Từ các công thức trên ta dựa vào bảng 1_2_5 ta có bảng phân bố công suất sau:
Bảng II _ 3
T(giờ)
SbộT (MVA)
STNC(MVA
)
MBA T
S TN
Tự
(MVA)
Ngẫu H
S TN
(MVA)
0÷5
57,68
5÷8
57,68
8 ÷ 11
57,68
32,165
38,33
26,86
30,69
31,935
38,125
33,035
32.165
-12,915 -6,515
-6,515
-0,12
-0,12
12,55
-0,12
-12,915
20,345
30,57
31,815
50,675
32,915
19,25
19,25
31,815
Đại học bách khoa hà nội
11 ÷ 14 14 ÷ 17 17 ÷ 20 20 ÷ 22 22 ữ 24
57,68
57,68
57,68
57,68
57,68
16
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
Dấu trừ trong bảng trên có nghĩa là trong khoảng thời gian đó cơng suất
được truyền từ thanh góp 110 kV sang thanh góp 220kV qua máy biến áp liên
lạc
2. TÍNH TỐN 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:
ΔAbé = n.ΔP0 .T +
1
∑ S bé ) 2 × T (kWh)
ΔPN (
S Bdm
n
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)
ΣSbộ: là công suất tải của máy biến áp nối bộ bên trung (MVA)
ΔP0 ; ΔPN: là tổn thất không tải, tổn thất ngắt mạch của máy biến
áp(kW)
SBđm : là công suất định mức của máy biến áp (MVA)
Theo công thức trên ta có:
1
2.57,68 2
ΔAbé = 2.59.8760 + .245.(
) × 8760(kWh)
2
63
ΔAbộ = 4631750 (kWh)
b. máy biến áp tự ngẫu liên lạc
Tổn thất điện năng theo công thức sau:
ΔATN = n.ΔP0 .T + 365.
SN _ H 2
S
S
1
[ΔPN _ C ( iC ) 2 + ΔPT _ N ( iT ) 2 + ΔPN _ H (
) ] × ti
∑
n
S Bdm
S Bdm
S Bdm
Trong đó: n là số máy biến áp làm việc song song
ΔP0, ΔPNC, ΔPNH 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 áp
Tính: ΔPN_C; ΔPN_T; ΔPN_H
α là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu (α = 0,5)
ΔPN_C,T = 290 (kW) ‘đã cho’
Đại hc bỏch khoa h ni
17
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
1
260
ΔPN _ C _ H = ΔPN _ T _ H = .PN _ C _ H =
= 130(kW )
2
2
−P
P
⎡
⎤
130 − 130 ⎤
⎡
ΔPN _ C = α ⎢ PN _ C _ T + N _ C _ H 2 N _ T _ H ⎥ = 0,5⎢260 +
= 130(kW )
α
0,5 2 ⎥⎦
⎣
⎣
⎦
−P
P
⎡
⎤
130 − 130 ⎤
⎡
ΔPN _ T = α ⎢ PN _ C _ T + N _ T _ H 2 N _ C _ H ⎥ = 0,5⎢260 +
= 130(kW )
α
0,5 2 ⎥⎦
⎣
⎣
⎦
+P
P
⎡
⎤
130 + 130 ⎤
⎡
ΔPN _ H = α ⎢− PN _ C _ T + N _ C _ H 2 N _ T _ H ⎥ = 0,5⎢− 260 +
= 390(kW )
α
0,5 2 ⎥⎦
⎣
⎣
⎦
Từ công thức trên ta tính cho một máy
− 12,915 2
19,25 2
32,165 2
ΔATN = 65.8760 + 365.{[130.(
) ]× 5 +
) + 390(
) + 130.(
100
100
100
38,33 2
31,815 2
− 38,33 2
) + 130.(
) + 390.(
) ]× 3 +
+ [130.(
100
100
100
26,86 2
20,345 2
− 6,515 2
) + 130.(
) + 390.(
) ]× 3 +
+ [130.(
100
100
100
30,69 2
0,12 2
30,57 2
) + 130(
) + 390.(
) ]× 3 +
+ [130.(
100
100
100
69,975 2
− 0,12 2
31,815 2
+ [130.(
) + 130.(
) + 390.(
) ]× 3 +
100
100
100
38,125 2
12,55 2
50,675 2
+ [130.(
) + 130.(
) + 390.(
) ]× 3 +
100
100
100
33,035 2
− 0,12 2
32,915 2
+ [130.(
) + 130.(
) + 390.(
) ]× 2 +
100
100
100
32,165 2
− 12,915 2
19,25 2
+ [130.(
) + 130.(
) + 390.(
) ] × 2} = 1023047(kWh)
100
100
100
⇒ ΔATN = 1023047(kWh)
Vậy tổn thất điện năng của hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 là:
ΔA2TN = 2. ΔATN = 2.1023047 = 2046094 (kWh)
Tổn thất điện năng phương án một là:
ΔA1 = ΔA2TN + ΔAbộ = 2046094+4631750=6677844 (kWh)
3. CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN
Phụ tải điện áp mỏy phỏt
i hc bỏch khoa h ni
18
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
Để xác định dòng cưỡng bức qua kháng phân đoạn ta xét các trường hợp
sau:
Khi bình thường:
Dịng qua kháng phân đoạn bằng khơng : Ibtk = 0 (A)
Khi sự cố máy phát một: (F1)
Công suất qua máy biến áp B1, B2 là:
S max
1
1
19,28 18
max
S quaB1 = S quaB 2 = .( S Fdm - td - S dm
) = .(62,5 ) = 17,864( MVA)
2
4
2
4
0,82
Công suất qua kháng K là:
S quaK = S quaB1 + S pdt
3.1,5
= 23,35( MVA)
0,82
P
P
S pdt = pdl = pdl
Trong đó:
cosφ m 0,82
Khi sự cố máy biến áp B2, công suất qua máy biến áp B1 là:
S tdmax
S quaK = 1,4.α .S B1dm + S pd 1 +
− S Fdm
4
3
3.1,5 + 3.
2 + 19,28 − 62,5 = 23,3( MVA)
S quaK = 1,4.0,5.100 +
0,82
4
S quaK = 17,864 +
Đại học bách khoa hà ni
19
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
Dòng điện cưỡng bức lớn nhất qua kháng là:
max
S quaK
23.5
I cbK =
=
= 1,3( KA)
U 3 10,5 3
Từ đó ta chọn loại PbA-10-1500-10:
Có
IdmK = 1500 (A); XK% = 10%
4. TÍNH TỐN DỊNG ĐIỆN CƯỠNG BỨC
a. Phía hạ áp 10kV:
Dịng điện cưỡng bức của máy phát
S
62,5
I Cb = 1,05.I pdm = 1,05. dm = 1,05.
= 3,608(kA)
UF 3
10,5 3
Dòng cướng bức mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu
α .K qt .S dmB1( B 2 ) 0,5.1,4.100
I Cb =
=
= 3,849(kA)
UF 3
10,5. 3
Dòng điện cưỡng bức mạch kháng phân đoạn là
ICb = 1,3 (kA)
b. Phía trung 110 kV:
Dịng 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 dịng điện lớn nhất
một đường dây kép:
P
75
cosφ
0,86
I cb = 2.I bt =
=
= 0,438( KA)
U 3 115 3
Về phía máy biến áp nội bộ:
S
62,5
I Cb = 1,05. Fdm = 1,05.
= 0,344(kA)
115 3
115 3
Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu:
Theo kết quả tính tốn ở mục máy biến áp tự ngẫu (chương II_I_2 ) và
phân 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
Đại học bách khoa h ni
20
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
Khi sự cố 2:
SB2(T) = 12,55MVA
S
35,115
⇒ I max =
=
= 0,184(kA)
115 3 115 3
Kết luận: Dòng điện cưỡng bữc lớn nhất bên trung là: I max
cb = 0, 438( kA )
Phía cao 220kV
Dịng điện cưỡng bức 220kV
Về phía hệ thống:
S max
76,66
I cb = HT =
= 0,192(kA)
U 3 230 3
Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu
Theo kết quả đã tính ở mục chọn máy biến áp tự ngẫu (I-1-b); mục phân
bố công suất ở bảng II-3 ta có:
= S Bmax
= 38,33(MVA)
Khi bình thường: S Bmax
1( C )
2 (C )
Khi sự cố 1
: S B1(T ) = S B 2 (T ) = 13,785 (MVA)
max
cb
: S B 2 (T ) = 57,45(MVA)
Khi sự cố 2
S Cbmax
57,45
=
= 0,144(kA)
230 3 230 3
Kết luận: Dòng điện cưỡng bức lớn nhất bên cao áp là:
ImaxCb = 0,192 (kA)
⇒ I max =
II.
PHƯƠNG ÁN III:
1. CHỌN MÁY BIẾN ÁP:
Chọn giống phương án một ta cũng chọn máy biến áp loại TPDU63/115/10,5
Bảng II_4:1
Sđm
Loại
(MVA)
TPDU
63
Điện áp cuộn dây (kA)
C
121
T
H P0
10,5 59
PN
245
UN
%
10,5
I0
%
0,6
Số
Lượng
Giá
103 rúp
0,1
2. CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU B1, B2:
a. chọn công suất định mức:
Khi bình thường máy biến áp phải được hết cơng suất thừa lớn nhất từ
thanh góp điện áp máy phát:
Chọn B1, B2 cùng theo điều kiện sau:
S max
1
1 3
min
[∑ S Pdm − ( S dm
S B1dm = S B 2 dm ≥
S thõa =
+ 3 td ]
2α
2α i =1
4
1
19,28
[3 × 62,5 − 17,56 − 3 ×
S B1dm = S B 2 dm ≥
] = 155,48( MVA)
2.0,5
4
Đại học bách khoa h ni
21
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
Từ đó ta chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 loại ATDUTH-1
Bảng II_5:
Điện áp cuộn
Tổn thất
Số
Sđm
UN %
I
dây(kV)
(kW)
Lượn
MB
Loại
%
g
A
C T
H
P0
PN-C- C - T C - H T - H
ATDUTH 200 230 121 13,8 125 360 11
32
20 0,39 02
b. Kiểm tra sự cố:
Sự nguy hiểm nhất vào lúc phụ tải trung áp cực đại
SmaxT = 127,91(MVA) từ 17 - 20h tương ứng với thời điểm này phụ tải các
cấp điện áp khác là
Snm = 250 (MVA)
Sdm = 17,56 (MVA)
SHT = 176,25 (MVA)
Std = 19,28(MVA)
Trường hợp I:
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 bảo
cho STmax
Điều kiện: 2 × K qt × B1(B2 ) × α.(S B1dm + S B 2 dm ) ≥ S max
T
2 × 1,4 × 0,5.(160 + 160) = 448 > 127,91( MVA)
Điều kiện thoả mãn:
Phân bố cơng suất khi sự cố như nhau:
9 Phía hạ của một máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
S
1
S B1H = S B 2 H = [3.S Fdm − 3. td − S dp ]
2
4
1
19,28
= [3 × 62,5 − 3.
− 17,56] = 77,44( MVA)
2
4
9 Phía trung của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
STmax 127,91
S B 1( T ) = S B 2 ( T ) =
=
= 63,955( MVA)
2
2
9 Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
S B1( C ) = S B 2 ( C ) = 77,44 − 63,955 = 13,485( MVA)
9 Lượng cơng suất cịn thiếu về cao áp so với lúc bình thường là:
S thiÕu = S HT − S B1( C ) = 76,25 − 2 × 13,485 = 49,28( MVA)
S thiÕu < S dt = 100( MVA)
S B ( C ) < S Bdm = 160( MVA)
S B (T ) < S H = α × S Bdm = 0,5 × 160 = 80( MVA)
Vậy máy biến áp không bị quá tải:
Đại học bỏch khoa h ni
22
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
Kết luận: Vậy máy biến áp chọn đạt yêu cầu
Trường hợp II:
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
Điều kiện: K qtB 2 × α× S B 2 dm + S béT ≥ S max
T
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.
9 Phía hạ của máy biến áp tự ngẫu B2 mang tải như sau:
Khả năng phát
S B 2( H ) = 3 × S Fdm − 3 ×
S td
− S dm
4
= 3 × 62,5 − 3 ×
19,28
− 17,56 = 155,48( MVA)
4
Khả năng tải
S qt = 1,4 × α × S B 2 dm = 1,4 × 0,5.160 = 112( MVA)
Vậy phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 chỉ tải được 112 (MVA)
9 Phía trung của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
max
S B 2 (T ) = ST − S béT = 127,91 − 57,68 = 70,23( MVA)
9 Phía cao của máy biến áp tự ngẫu
S B 2 ( C ) = S Bmax
2 ( H ) − S B 2 ( T ) = 112 − 70, 23 = 41,77 ( MVA)
9 Công suất thiếu bên cao áp so vi lỳc bỡnh thng l
i hc bỏch khoa h ni
23
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Phần điện nhà máy
S ThiÕu = S HT − S B 2 ( C ) = 76,25 − 41,77 = 34,48( MVA)
S ThiÕu < S dt = 100( MVA)
⇒ Điều kiện thoả
mãn
Như vậy: Máy biến áp không bị quá tải phía trung và phía hạ quá tải
trong phạm vi cho phép
3. PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP
Đối với các bộ máy phát - máy biến áp ( F3 - B3 ) tương tự như phương án
một ta có:
SB3 = Sbộ = 57,68 (MBA)
Đối với máy biến áp B1; B2 thính phân bố cơng suất cho từng phía cao, trung,
hạ
9 Phía trung của một tự ngẫu sẽ mang tải:
S CTN =
1
(S T1 − S béT )
2
9 Phía cao của một tự ngẫu sẽ mang tải :
S CTN =
S HT
2
9 Cuộn hạ của một tự ngẫu mang tải:
S HTN = S CTN + S TTN
Từ công thức trên và dựa vào bảng I_5 ta có bảng phân b cụng sut sau:
i hc bỏch khoa h ni
24
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Đồ án tốt nghiệp
điện
Bảng II_6
Giờ
0-5
C
STN
32,165
T
STN
15,925
H
STN
48,09
SB3:B4
57,68
III.
Phần điện nhà máy
5-8
38,33
22,325
60,655
57,68
8 - 11
26,86
22,325
49,185
57,68
11 - 14 14 - 17
30,69 31,935
28,72
28,72
59,41 60,655
57,68
57,68
17 - 20
38,125
35,115
73,25
57,68
20 - 22 22 - 24
33,035 32,165
28,72 15,925
61,755 48,09
57,68
57,68
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
ΔA
4631750
ΔAB3 = b 0 =
= 2315875(kWh)
2
2
2. MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU LIÊN TỤC:
Tương tự phương án một tính tổn thất điện năng theo công thức
S
S
S
1
ΔA TN = n × ΔP0 × T. .365.∑ [ΔPN _ C .( C ) 2 + ΔPN _ T .( iT ) 2 + ΔPN _ H .( N _ H ) 2 ] × t
n
S Bdm
S Bdm
S dm
Tính ΔPNC ; ΔPNT ; ΔPNH
α là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu (α = 0,5 )
ΔPNCT = 380 (đã cho trước)
1
380
ΔPNC _ T = ΔPNT _ H = ⋅ PNC _ H =
= 190(kW )
2
2
P
−P
190 − 190
ΔPNC = α × [ PNC _ T + NC _ T 2 NC _ H ] = 0,5 × [380 +
] = 190(kW )
α
0,5 2
P
−P
190 − 190
ΔPN _ T = α × [ PNT + NT _ H 2 NC _ H ] = 0,5 × [380 +
] = 190(kW )
α
0,5 2
P
−P
190 + 190
ΔPNH = α × [− PN _ H + NH _ C 5 NT _ H ] = 0,5 × [−380 +
] = 570(kW )
0,5 2
α
Từ công thức trên ta tính được cho một máy:
32,165 2
15,925 2
48,09 2
ΔATN = 85 × 8760 + 365 × {[190.(
) + 190.(
) + 570.(
) ]ì 5 +
160
160
160
i hc bỏch khoa h ni
25
ỗChiế Thắg
HTĐk37
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
