Thiết kế nhà máy Điện
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (581.06 KB, 79 trang )
lời nói đầu
Trong mọi thời đại, năng lợng là một nhu cầu không thể thiếu của mọi ngời.
Tồn tại rất nhiều loại năng lợng, điện năng là loại năng lợng mới đợc phát hiện cách
đây hơn một thế kỷ. Đến ngày nay thì điện năng là nhu cầu không thể thiếu trong
mọi hoạt động từ sản xuất đến sinh hoạt. Trong quá trình công nghiệp hoá và hiện
đại hoá đất nớc, ngành điện là ngành hạ tầng quan trọng đợc u tiên phát triển để đáp
ứng nhu cầu năng lợng của đất nớc. Nớc ta là nớc đang phát triển, nhu cầu phát triển
phụ tải còn tăng nhiều nên việc thiết kế nhà máy điện để tăng công suất là việc quan
trọng.
Đồ án môn học Nhà máy điện giúp sinh viên áp dụng lý thuyết đã học để áp
dụng vào tính toán thực tế. Đồ án môn học là một phần rất quan trọng của sinh viên
ngành hệ thống điện . Đồ án môn học là bớc tập dợt của sinh viên, nó làm tiền đề
của đồ án tốt nghiệp và là cơ sở cho công việc sau này.
Trong quá trình thực hiện nếu không đợc sự giúp đỡ của các thầy trong bộ
môn và các thầy trực tiếp phụ trách bộ môn thì chắc chắn em không thể hoàn thành
đợc đồ án môn học này. Em xin chân thành cảm ơn TS Phạm Văn Hoà cùng các
thầy trong nhóm Nhà máy điện đã hớng dẫn em hoàn thành đồ án này.
chơng I:
1
chọn máy phát điện
tính toán phụ tải và cân bằng công suất
1.1. Chọn máy phát điện:
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm 4 tổ máy công suất mỗi máy là 110
MW.
Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh vận hành ta chọn các máy phát điện
cùng loại:
Chọn máy phát điện đồng bộ tua bin hơi có các thông số sau: P = 110 MW, S
= 130 MW, cos = 0.85, x
d
= 0.125, U
đm
= 13.8 kV, n = 3000 v/ph.
1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất:
Từ bảng biến thiên phụ tải ngày ta xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp theo
công thức
max
P*
100
%P
)t(P
=
=
Cos
)t(P
)t(S
Trong đó:
S(t): Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t
P(t): Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t
Cos : Hệ số công suất phụ tải
1.2.1. Phụ tải các cấp điện áp:
+ Phụ tải địa phơng:
U
đm
= 13.8 (kV); P
max
= 30 (MW); Cos = 0.85
Từ bảng số liệu tính toán ta có bảng kết quả sau:
Giờ
0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
P%
70 80 70 80 90 100 90 70
P(MW)
21 24 21 24 27 30 27 21
S(MVA)
24.706 28.235 24.706 28.235 31.765 35.294 31.765 24.706
Ta có đồ thị phụ tải nh sau:
2
0
5
8 11 14 17 20 22 24
t (h)
S
UF
(MVA)
24.706
24.706
24.706
28.235
28.235
31.765
31.765
35.294
+ Phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p trung :
U
®m
= 110 (kV); P
max
= 320 (MW); Cosϕ = 0.82
Tõ b¶ng sè liÖu tÝnh to¸n ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau:
Giê
0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
P%
90 90 70 80 80 90 100 90
P(MW)
288 288 224 256 256 288 320 288
S(MVA)
351.22 351.22 273.17 312.2 312.2 351.22 390.24 351.22
Ta cã ®å thÞ phô t¶i nh sau:
S T
(MVA)
0
5
8 11 14 17 20 22 24
t (h)
351.22
273.17
312.2
351.22
390.24
351.22
1.2.2. Phô t¶i toµn nhµ m¸y:
Ta cã S
∑
®mF
= 4*130 = 520 (MVA)
P
∑
®mF
=4*110 = 440 (MVA)
Tõ b¶ng sè liÖu ta cã b¶ng tÝnh nh sau: :
Giê
0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
P%
90 90 70 80 90 100 100 90
P(MW)
396 396 308 352 396 440 440 396
S(MVA)
468 468 364 416 468 520 520 468
3
Từ bảng số liệu ta có đồ thị phụ tải nh sau:
0
5
8 11 14 17 20 22 24
468
S
TNM
(MVA)
364
416
468
520
468
t (h)
1.2.3. Phụ tải tự dùng:
Nhà máy nhiệt điện thiết kế có lợng điện tự dùng chiếm 6% công suất định mức
của toàn nhà máy, cos = 0.85.
Phụ tải tự dùng của nhà máy tại các thời điểm có thể tính theo biểu thức sau:
+=
nm
nmtd
S
tS
StS
)(
6,04,0
100
%
)(
Trong đó:
S
td
(t): Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t
S
NM
: Công suất đặt của toàn nhà máy
S(t) : Công suất nhà máy phát ra ở thời điểm t
: Số phần trăm lợng điện tự dùng
Sau khi tính toán ta có bảng kết quả:
Giờ
0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
S(MVA)
468 468 364 416 468 520 520 468
S
td
(MVA)
29.19
5
29.19
5 25.468 27.332 29.195 31.059 31.059 29.195
Ta có đồ thị phụ tải nh sau:
4
0
5
8 11 14 17 20 22 24
TD
(MVA)
t (h)
29.195
25.468
27.332
29.195
31.059
29.195
1.2.4. C«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng:
C«ng suÊt cña nhµ m¸y ph¸t vÒ hÖ thèng ®îc tÝnh theo c«ng thøc
S
VHT
(t) = S
TNM
(t) - (S
UF
(t) + S
T
(t) + S
TD
(t))
Sau khi tÝnh to¸n ta cã b¶ng kÕt qu¶:
Giê
0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
S
TNM
(MVA)
468 468 364 416 468 520 520 468
S
UF
(MVA)
24.706 28.235 24.706 28.235 31.765 35.294 31.765 24.706
S
T
(MVA)
351.22 351.22 273.17 312.2 312.2 351.22 390.24 351.22
S
td
(MVA)
29.195 29.195 25.468 27.332 29.195 31.059 31.059 29.195
S
VHT
(MVA)
62.879 59.35 40.655 48.238 94.845 102.43 66.933 62.879
5
0
5
8 1 1 1 4 1 7 2 0 2 2 2 4
4 6 8
3 6 4
4 6 8
4 1 6
5 2 0
4 6 8
S
T N M
S
T
S
V H T
S
U F
S
T D
t ( h )
S
T N M
( M V A )
ch¬ng 2:
6
chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện
2.1. Đề xuất các phơng án:
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá
trình thiết kế nhà máy điện. Các phơng án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho
phụ tải, đồng thời thể hiện đợc tính khả thi và đem lại hiệu quả kinh tế.
Dựa vào số liệu tính toán phân bố công suất đồ thị phụ tải các cấp điện áp chúng
ta vạch ra các phơng án nối điện cho nhà máy.
Theo kết quả tính toán cân cằng công suất ở chơng 1 ta có:
+ Phụ tải địa phơng:
S
max
= 35.294 (MVA)
S
min
= 24.706 (MVA)
+ Phụ tải trung áp:
S
Tmax
= 390.24 (MVA)
S
Tmin
= 273.17 (MVA)
+ Công suất phát vào hệ thống:
S
HTmax
= 102.43 (MVA)
S
HTmin
= 40.655 (MVA)
Theo đề ra ta nhận thấy:
+ Dự trữ quay của hệ thống: S
DT
= 200 (MVA)
+ Phụ tải địa phơng có số đờng dây khá lớn(gồm 6 kép và 6 đơn) và công suất khá
lớn (30 MW) nên nhà máy sử dụng thanh góp điện áp máy phát.
+ Công suất một bộ máy phát điện _ máy biến áp không lớn hơn dữ trữ quay của hệ
thống nên ta dùng sơ đồ bộ: máy phát điện _ một máy biến áp.
+ Trung tính của cấp điện áp cao 220 (kV) và trung áp 110 (kV) đợc trực tiếp nối đất
nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp.
+ Số lợng máy phát ghép vào thanh góp điện áp máy phát sao cho khi một tổ máy nào
có sự cố thì tổ máy còn lại phải đủ cung cấp cho tự dùng cực đại và phụ tải địa phơng
cực đại.
+ Phụ tải trung áp:
S
max
= 390.24 (MVA)
S
min
= 273.17 (MVA)
7
Do vậy có thể ghép một bộ hoặc hai bộ: máy phát điện _ máy biến áp hai dây
quốn lên thanh góp trung áp.
+ Từ các nhận xét trên ta vạch ra các phơng án nối điện cho nhà máy thiết kế:
2.1.1. Phơng án 1:
Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp,
công suất hai máy biến áp tự ngẫu có dung lợng nhỏ.
2.1.2. Phơng án 2:
Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp.
8
B
3
B
2
B
1
F
4
F
3
F
2
F
1
220KV 110KV
HT
B
3
B
2
B
1
F
4
HT
220 kV 110 kV
F
3
F
1
F
2
Nhợc điểm của phơng án là hai máy biến áp tự ngẫu liên lạc phải chọn có công
suất lớn hơn phơng án 1
2.1.3. Phơng án 3:
Nhợc điểm của phơng án là khi bộ máy phát máy biến áp 4 bị sự cố thì sẽ
không đủ công suất cung cấp cho phụ tải cấp trung vì nếu tự ngẫu có tải hết công suất
của F
1
và F
2
thì cũng không đủ cung cấp cho tải trung phải tải khá nhiều công suất
phía cao về. Mặt khác so với phơng án 1 thì bộ máy biến áp máy phát điện có B
4
phải chọn với cấp điện áp cao 220 (kV), vì vậy phơng án này không chấp nhận đợc.
Nhận xét:
Qua phân tích sơ bộ các phơng án đa ra ta nhận thấy phơng án 1và phơng án 2 có
nhiều u điểm hơn. Vì vậy ta qĩ lại hai phơng án này để tính toán kinh tế
kỹ thuật từ đó chọ một phơng án tối u nhất cho nhà máy thiết kế.
2.2. Tính toán chọn MBA:
2.2.1. Phơng án 1:
9
B
4
B
1
F
4
F
1
220 kV 110 kV
HT
B
3
B
2
F
3
F
2
B
4
B
3
B
2
B
1
F
4
F
3
F
2
F
1
220KV 110KV
HT
1. Chọn máy biến áp:
a. Chọn biến áp bộ B
3
, B
4
Công suất của máy biến áp bộ B
3
, B
4
chọn theo điều kiện
S
B3
= S
B4
S
đmF
= 130 (MVA)
Tra bảng chọn máy biến áp ta thấy có 2 loại với S
đm
= 125 MVA và 200 MVA,
nếu chọn S
đm
= 200 MVA thì sẽ non tải nhiều, ta chọn S
đm
= 125 MVA và kiểm tra
điều kiện qúa tải bình thờng.
Theo nguyên tắc 3% ta có
Hệ số điền kín phụ tải % =
%100
t*P
t*P
%100
t*P
A
max
ii
max
=
Trong đó : P
max
là công suất cực đại
P
i
là công suất trog khoảng thời gian t
i
t = t
i
Thay số ta có:
%02.78%100*
24*320
244*3256*6320*2288*13
% =
+++
=
06594.03*
10
02.78100
3*
10
%100
K
bt
qt
=
=
=
K
qt
bt
= 1+ 0.06594 = 1.06594
Kiểm tra điều kiện quá tải bình thờng : K
qt
bt
*S
đmB
130
1.06594*125 = 133.24 130.
10
Vậy MBA đã chọn thoả mãn.Với bộ MBA-MF không cần kiểm tra điều
kiện quá tải sự cố. Vậy ta chọn MBA có thông số nh sau:
S
đm
(MVA)
U
C
(kV)
U
H
(kV)
P
0
(kW)
P
n
(kW)
Un%
I
0
%
Giá 10
3
(rup)
125 121 13.8 100 400 10.5 0.5 115
b. Chọn công suất máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2
Công suất của máy biến áp tự ngẫu đợc chọn theo điều kiện:
thừa2dmB1dmB
S*
1
SS
=
=
max
td
min
UF
1n
dmFthùa
S
n
1n
SS
2
1
S
Trong đó:
: Hệ số có lợi của MBATN
5.0
220
110220
U
UU
C
TC
=
=
=
n: Tổng số máy phát điện.
n
1
: Số máy phát nối vào thanh góp máy phát.
Thay số ta có:
)MVA882.109059.31*
4
2
706.24130*2
2
1
S
thừa
=
=
)MVA(764.219882.109*
5.0
1
S
1
SS
thừa2dmB1dmB
==
=
Tra tài liệu Thiết kế nhà máy điện ta chọn máy biến áp tự ngẫu loại ATTH
có S
đm
= 250 (MVA), với các thông số cơ bản sau:
U
C
U
T
U
H
P
0
P
N
(kW)
U
N
% I
0
%
(kV) (kV) (kV) (kW) C-T C-H T-H C-T C-H T-H
Giá 10
3
(rup)
230 121 13.8 120 520 11 32 20 0.5 256
2. Phân bố công suất cho các máy biến áp:
a, Bộ MBA-MF
11
Để đảm bảo vận hành kinh tế các máy biến áp ta cho hai MBA bộ B
3
và B
4
làm
việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng cả năm nh sau:
S
B3
= S
B4
= S
đmF
-
4
S
maxtd
= 130 -
4
059.31
= 122.235 (MVA)
Đồ thị phụ tải của B
3
và B
4
Ta thấy S
B3
= S
B4
= 122.235 < S
đmB3
= 125 (MVA). Vậy ở điều kiện làm việc bình
thờng máy biến áp B
3
và B
4
không bị quá tải
b, MBA liên lạc
Đối với các máy biến áp tự ngẫu B
1
và B
2
công suất truyền tải lên các cấp điện áp
đợc tính theo công thức sau:
+ Công suất truyền tải lên cao áp mỗi máy là:
S
CC1
= S
CC2
=
2
1
S
VHT
+ Công suất truyền tải lên trung áp mỗi máy là:
2
)SS(S
SS
4B3BT
2CT1CT
+
==
+ Công suất truyền tải lên cuộn hạ áp mỗi máy:
S
CH1
= S
CH2
= S
CC1
+ S
CT1
= S
CC2
+S
CT2
Dựa vào bảng phân bố công suất toàn nhà máy ta tính đợc công suất truyền tải lên
các cấp điện áp cho từng thời điểm, theo các công thức trên ta có:
t (h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
12
S(MVA)
t(h)
0
122.235
24
S
B4
=S
B3
122.235 122.235 122.235 122.235 122.235 122.235 122.235 122.235
S
cc(B1,B2)
31.44 29.675 20.328 24.119 47.422 51.214 33.466 31.44
S
ct(B1,B2)
53.375 53.375 14.35 33.863 33.863 53.375 72.887 53.375
S
ch(B1,B2)
84.814 83.05 34.678 57.981 81.285 104.59 106.35 84.814
Qua bảng phân bố trên ta nhận thấy:
S
Cmax
= 51.214 < S
đm B1,B2
= 250 (MVA)
S
Tmax
= 72.887 < S
max
= *S
đmB1
= 250 * 0.5 = 125 (MVA)
S
Hmax
= 106.35 < S
max
= *S
đmB1
= 125 (MVA)
Vậy ở điều kiện làm việc bình thờng các máy biến áp B
1
, B
2
không bị quá tải.
3. Kiểm tra quá tải khi sự cố:
* Giả thiết sự cố máy biến áp B
3
vào lúc phụ tải trung áp lớn nhất với
Ta có sơ đồ nh sau:
S
T
max
= 390.24 (MVA)
Điều kiện kiểm tra sự cố nh sau:
2..K
qtsc
.S
đmB1
+ S
B4
S
T
max
Trong đó:
: Hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu; = 0.5.
K
qtsc
: Hệ số quá tải sự cố; K
qt
sc
= 1,4.
S
B4
: Công suất MBA B
4
làm việc với đồ thị phị tải bằng phẳng cả năm
với S
B4
= 122.235 (MVA)
13
B
4
B
3
B
2
B
1
F
4
F
3
F
2
F
1
220KV 110KV
HT
Thay số ta có:
2*0.5*1.4*250 + 122.235 = 472.235 (MVA) > 390.24 (MVA)
Vậy điều kiện trên đợc thoả mãn
+ Phân bố công suất khi sự cố B
3
(hoặc B
4
) nh sau:
MBA B1 và B2 cung cấp cho phụ tải phía trung áp là
003.134)235.12224.390(
2
1
)SS(
2
1
S
4
T
max)2B,!B(CT
===
(MVA)
Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp B
1
, B
2
là:
588.104)059.31
2
1
294.35130*2(
2
1
)S
4
2
SS*2(
2
1
S
max
TDUFdmFCH
===
(MVA)
Công suất cuộn cao của MBA B
1
,B
2
là
S
CC
= S
CH
S
CT
= 104.588 134.003 = - 29.415 (MVA)
Ta thấy S
CH
= 104.588 < *K
qt
sc
*S
đm(B1,B2)
= 0.5*1.4*250 =175 (MVA)
S
CT
= 134.003 < *K
qt
sc
*S
đm(B1,B2)
= 0.5*1.4*250 =175 (MVA)
S
CC
= 29.415 < K
qt
sc
*S
đm(B1,B2)
= 1.4*250 =350(MVA)
Vậy các cuộn dây của MBA tự ngẫu thoả mãn điều kiện quá tải
Công suất thiếu của hệ thống :
S
thiếu
= S
VHT
max
-S
CC
= 102.43 (-29.415) = 131.845 (MVA)
Công suất thiếu của hệ thống nhỏ hơn công suất dự phòng quay của hệ thống
(200MVA) nên MBA đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố.
* Giả thiết sự cố một máy biến áp B
1
(hoặcB
2
), trong trờng hợp này chúng ta kiểm tra
quá tải của B
2
còn B
3
và B
4
vẫn tải công suất bình thờng
Điều kiện kiểm tra sự cố nh sau:
*K
qtsc
*S
đmB2
+ S
B3
+ S
B4
S
T
max
Trong đó:
: Hệ số có lợi của MBATN; = 0.5.
K
qtsc
: Hệ số quá tải sự cố; K
qtsc
= 1.4.
S
T
max
: Phụ tải max ở cấp điện áp trung áp.
S
B3
, S
B4
: Công suất MBA bộ làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng cả năm.
Thay số ta có:
0.5*1.4*250 + 122.235 + 122.235 = 419.47 (MVA) > 390.24 (MVA)
Vậy điều kiện trên đợc thoả mãn.
14
+ Phân bố công suất khi sự cố MBATN B
1
(hoặc B
2
) nh sau:
Trong cuộn trung
S
CT
= S
max
T
- S
B3
- S
B4
= 390.24 122.235 122.235 =145.77 (MVA)
Trong cuộn hạ:
S
CH
= min(S
phát,
S
tải
)
Trong đó :
S
phát
=
176.209)059.31
2
1
294.30130*2()S
4
2
SS*2(
max
TDUFdmF
==
(MVA)
S
tải
= *K
qtsc
*S
đmB2
= 0.5*1.4*250 = 175 (MVA)
Vậy ta chọn S
CH
= 175 (MVA)
Trong cuộn cao
S
CC
= S
CH
S
CT
= 175 145.77 = 29.23 (MVA)
Ta thấy S
CC
, S
CT
đều nhỏ hơn 175 (MVA) nên thoả mãn điều kiện quá tải sự cố
Công suất thiếu của hệ thống :
S
thiếu
= S
VHT
max
-S
CC
= 102.43 29.23 = 73.2 (MVA)
Công suất thiếu của hệ thống nhỏ hơn công suất dự phòng quay của hệ thống
(200MVA) nên MBA đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố.
2.2.2. Phơng án 2:
15
B
4
B
3
B
2
B
1
F
4
F
3
F
2
F
1
220KV 110KV
HT
B
3
B
2
B
1
F
4
HT
220 kV 110 kV
F
3
F
1
1. Chọn máy biến áp:
a. Chọn biến áp bộ B
3
, B
4
Công suất của máy biến áp bộ B
3
chọn nh phơng án 1
b. Chọn công suất máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2
Công suất của máy biến áp tự ngẫu đợc chọn theo điều kiện:
thừa2dmB1dmB
S*
1
SS
=
=
max
td
min
UF
1n
dmFthùa
S
n
1n
SS
2
1
S
Trong đó:
: Hệ số có lợi của MBATN
5.0
220
110220
U
UU
C
TC
=
=
=
n: Tổng số máy phát điện.
n
1
: Số máy phát nối vào thanh góp máy phát.
Thay số ta có:
)MVA171059.31*
4
3
706.24130*3
2
1
S
thừa
=
=
16
Ta chọn 3 MBA tự ngẫu 1 pha loại ATTH có S
đm
= 135 (MVA), với các thông
số cơ bản sau:
U
C
U
T
U
H
P
0
P
N
(kW)
U
N
% I
0
%
(kV) (kV) (kV) (kW) C-T C-H T-H C-T C-H T-H
Giá 10
3
(rup)
3
242
3
121
13.8 205 349 283 304 16 14.5 18.4 1.8 420/3
Nếu ta coi 3 MBA 1 pha là 1 MBA 3 pha thì công suất của MBA 3 pha đó là
S
đm3pha
= 3*S
đm1pha
= 3*135 = 405 (MVA)
2. Phân bố công suất cho các máy biến áp:
a, Bộ MBA-MF
Để đảm bảo vận hành kinh tế các máy biến áp ta cho MBA bộ B
3
làm việc với đồ
thị phụ tải bằng phẳng cả năm nh sau:
S
B3
= S
đmF
-
4
S
maxtd
= 130 -
4
059.31
= 122.235 (MVA)
Đồ thị phụ tải của B
3
và B
4
b, MBA liên lạc
Đối với các máy biến áp tự ngẫu B
1
và B
2
công suất truyền tải lên các cấp điện áp
đợc tính theo công thức sau:
+ Công suất truyền tải lên cao áp mỗi máy là:
S
CC1
= S
CC2
=
2
1
S
VHT
17
S(MVA)
t(h)
0
122.235
+ Công suất truyền tải lên trung áp mỗi máy là:
2
SS
SS
3BT
2CT1CT
==
+ Công suất truyền tải lên cuộn hạ áp mỗi máy:
S
CH1
= S
CH2
= S
CC1
+ S
CT1
= S
CC2
+S
CT2
Dựa vào bảng phân bố công suất toàn nhà máy ta tính đợc công suất truyền tải lên
các cấp điện áp cho từng thời điểm, theo các công thức trên ta có:
t (h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
S
B3
122.235 122.235 122.235 122.235 122.235 122.235 122.235 122.235
S
cc(B1,B2)
31.44 29.675 20.328 24.119 47.422 51.214 33.466 31.44
S
ct(B1,B2)
114.49 114.49 75.468 94.98 94.98 114.49 134 114.49
S
ch(B1,B2)
145.93 144.17 95.795 119.1 142.4 165.71 167.47 145.93
Qua bảng phân bố trên ta nhận thấy:
S
Cmax
= 51.214 < S
đm B1,B2
= 405 (MVA)
S
Tmax
= 134 < S
max
= *S
đmB1
= 405 * 0.5 = 202.5 (MVA)
S
Hmax
= 167.47 < S
max
= *S
đmB1
= 202.5 (MVA)
Vậy ở điều kiện làm việc bình thờng các máy biến áp B
1
, B
2
không bị quá tải.
3. Kiểm tra quá tải khi sự cố:
* Giả thiết sự cố máy biến áp B
3
vào lúc phụ tải trung áp lớn nhất với
Ta có sơ đồ nh sau:
Điều kiện kiểm tra sự cố nh sau:
2..K
qtsc
.S
đmB1
S
T
max
18
B
3
B
2
B
1
F
4
HT
220 kV 110 kV
F
3
F
1
Trong đó:
: Hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu; = 0.5.
K
qtsc
: Hệ số quá tải sự cố; K
qt
sc
= 1.4.
Thay số ta có:
2*0.5*1.4*405 = 607.5 (MVA) > 390.24 (MVA)
Vậy điều kiện trên đợc thoả mãn
+ Phân bố công suất khi sự cố B
3
nh sau:
MBA B1 và B2 cung cấp cho phụ tải phía trung áp là
12.19524.390*
2
1
S
2
1
S
T
max)2B,!B(CT
===
(MVA)
Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp B
1
, B
2
là:
706.165)059.31
4
3
294.35130*3(
2
1
)S
4
3
SS*3(
2
1
S
max
TDUFdmFCH
===
(MVA)
Công suất cuộn cao của MBA B
1
,B
2
là
S
CC
= S
CH
S
CT
= 165.706 195.12 = - 29.414 (MVA)
Ta thấy S
CH
= 165.706 < *K
qt
sc
*S
đm(B1,B2)
= 0.5*1.4*405 =283.5 (MVA)
S
CT
= 195.12 < *K
qt
sc
*S
đm(B1,B2)
= 0.5*1.4*405 =283.5 (MVA)
S
CC
= 29.414 < K
qt
sc
*S
đm(B1,B2)
= 1.4*405 = 567 (MVA)
Vậy các cuộn dây của MBA tự ngẫu thoả mãn điều kiện quá tải
Công suất thiếu của hệ thống :
S
thiếu
= S
VHT
max
-S
CC
= 102.43 (-29.414) = 131.844 (MVA)
Công suất thiếu của hệ thống nhỏ hơn công suất dự phòng quay của hệ thống
(200MVA) nên MBA đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố.
* Giả thiết sự cố một máy biến áp B
1
(hoặcB
2
), trong trờng hợp này chúng ta kiểm tra
quá tải của B
2
còn B
3
và B
4
vẫn tải công suất bình thờng
Điều kiện kiểm tra sự cố nh sau:
*K
qtsc
*S
đmB2
+ S
B3
S
T
max
Trong đó:
: Hệ số có lợi của MBATN; = 0.5.
K
qtsc
: Hệ số quá tải sự cố; K
qtsc
= 1.4.
S
T
max
: Phụ tải max ở cấp điện áp trung áp.
S
B3
: Công suất MBA bộ làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng cả năm.
19
Thay số ta có:
0.5*1.4*405 + 122.235 = 405.735 (MVA) > 390.24 (MVA)
Vậy điều kiện trên đợc thoả mãn.
+ Phân bố công suất khi sự cố MBATN B
1
(hoặc B
2
) nh sau:
Trong cuộn trung
S
CT
= S
max
T
- S
B3
= 390.24 122.235 =268.005 (MVA)
Trong cuộn hạ:
S
CH
= min(S
phát,
S
tải
)
Trong đó :
S
phát
=
412.331)059.31
4
3
294.35130*3()S
4
3
SS*3(
max
TDUFdmF
==
(MVA)
S
tải
= *K
qtsc
*S
đmB2
= 0.5*1.4*405 = 283.5 (MVA)
Vậy ta chọn S
CH
= 283.5 (MVA)
Trong cuộn cao
S
CC
= S
CH
S
CT
= 283.5 268.005 = 15.495 (MVA)
Ta thấy S
CC
, S
CT
đều nhỏ hơn 283.5 (MVA) nên thoả mãn điều kiện quá tải sự cố
Công suất thiếu của hệ thống :
S
thiếu
= S
VHT
max
-S
CC
= 102.43 15.495 = 86.935 (MVA)
20
B
3
B
2
B
1
F
4
HT
220 kV 110 kV
F
3
F
1
Công suất thiếu của hệ thống nhỏ hơn công suất dự phòng quay của hệ thống
(200MVA) nên MBA đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố.
2.3. Tính toán tổn thất:
2.3.1. Phơng án 1
1. Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn dây:
Tổn thất điện năng hàng năm của máy biến áp hai cuộn dây B
3
, B
4
đợc tính theo
công thức:
A
B3
= A
B4
= P
0
*T + P
N
*
2
dmB
2
b
S
S
*T
Trong đó:
P
0
, P
N
: Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp
(cho trong số liệu củaMBA).
T : Thời gian vận hành của máy biến áp rtrong năm.
S
đmB
: Công suất định mức của máy biến áp.
S
b
: Công suất bộ của máy biến áp.
Do máy biến áp B
3
và B
4
luôn làm việc với công suất truyền tải qua S
b
=122.235
(MVA) suốt cả năm với T = 8760 (giờ) do đó ta có:
A
B3
= A
B4
= 100*8760 + 400*
2
2
125
235.122
*8760 = 4226.698 (MWh)
2. Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2
:
A
2
= A
1
=P
0
*T + 365*
24
1
[P
N-C
*
2
dm
Ci
S
S
*t
i
+ P
N-H
2
dm
hi
S
S
*t
i
+ P
N-T
2
dm
ti
S
S
* t
i
]
A
2
= P
0
*T +
2
dm
S
365
*(P
N-C
*
24
1
S
Ci
2
*t
i
+ P
N-T
*
24
1
S
Ti
2
* t
i
+ P
N-H
*
24
1
S
Hi
2
* t
i
)
Trong đó:
P
0
: Tổn thất không tải.
P
N-C
: Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây cao áp.
P
N-H
: Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây hạ áp.
P
N-T
: Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây trung áp.
S
Ci
, S
Ti
, S
Hi
: Công suất tải qua cấp cao, cấp trung, cấp hạ của MBATN.
Tính P
N-C
, P
N-H
, P
N-T
:
21
P
N-C
= 0.5*
(P
N.C-T
+
2
HT.N
2
HC.N
PP
)
P
N-T
= 0.5* (P
N.C-T
+
2
HC.N
2
HT.N
PP
)
P
N-H
= 0.5*(
2
HT.N
2
HC.N
PP
+
- P
N.C-T
)
Trong đó là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu, = 0.5
Thay số liệu vào tính toán ta có:
P
N-C
= 0.5* (520 +
2
5.0
260260
) = 260 (kW) = 0.26 (MW)
P
N-T
= P
N-C
= 260 (kW) = 0.26 (MW)
P
N-H
= 0.5* (
2
HT.N
2
HC.N
PP
+
-P
N.C-T
)
= 0.5* (
2
5.0
260260 +
- 520) = 780 (kW) = 0.78 (MW)
Viết gọn lại ta có :
24
1
S
Ci
2
*t
i
= 31.44
2
*5 + 29.675
2
*3 + 20.328
2
*3 + 24.119
2
*3 + 47.422
2
*3 +
51.214
2
*3 + 33.466
2
*2 + 31.44
2
*2 = 29401.1 (MVA
2
h)
24
1
S
Ti
2
= 53.375
2
*5 + 53.375
2
*3 + 14.35
2
*3 + 33.863
2
*3 + 33.863
2
*3 + 53.375
2
*3
+ 72.887
2
*2 + 53.375
2
*2 = 55158.59 (MVA
2
h)
24
1
S
Hi
2
= 84.814
2
*3 + 83.05
2
*3 + 34.678
2
*3 + 57.981
2
*3 + 81.285
2
*3 + 104.59
2
*3
+ 106.35
2
*2 + 84.814
2
*2 = 159998.5 (MVA
2
h)
A
2
= 0.12*8760 +
2
250
365
*(0.26*29401.1 + 0.26*55158.59 + 0.78*159998.5)
A
1
= A
2
= 1908.423 (MWh)
Ta có tổng tổn thất điện năng trên các MBA là :
A
= A
1
+ A
2
+ A
3
+ A
4
= 12270.242 (MWh)
2.3.2. Phơng án 2
1. Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn dây:
Ta có tổn thất trong MBA B
3
giống phơng án 1
22
A
B3
= 4226.698 (MWh)
2. Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2
:
A
2
= A
1
A
2
=3*P
0
*T +
2
dm
S*3
365
*(P
N-C
*
24
1
S
Ci
2
*t
i
+ P
N-T
*
24
1
S
Ti
2
*t
i
+ P
N-H
*
24
1
S
Hi
2
*t
i
)
Trong đó:
P
0
: Tổn thất không tải trong MBA tự ngẫu 1 pha
P
N-C
: Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây cao áp MBA tự ngẫu 1 pha
P
N-H
: Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây hạ áp MBA tự ngẫu 1 pha
P
N-T
: Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây trung áp MBA tự ngẫu 1 pha
S
Ci
, S
Ti
, S
Hi
: Công suất tải qua cấp cao, cấp trung, cấp hạ của MBATN.
S
đm
: Công suất định mức của MBA 3 pha tơng đơng
Tính P
N-C
, P
N-H
, P
N-T
:
P
N-C
= 0.5*
(P
N.C-T
+
2
HT.N
2
HC.N
PP
)
P
N-T
= 0.5* (P
N.C-T
+
2
HC.N
2
HT.N
PP
)
P
N-H
= 0.5*(
2
HT.N
2
HC.N
PP
+
- P
N.C-T
)
Thay số liệu vào tính toán ta có:
P
N-C
= 0.5* (349 +
2
5.0
304283
) = 132.5 (kW) = 0.1325 (MW)
P
N-T
= 0.5* (349 +
2
5.0
283304
) = 216.5 (kW) = 0.2165 (MW)
P
N-H
= 0.5* (
2
HT.N
2
HC.N
PP
+
-P
N.C-T
)
= 0.5* (
2
5.0
304283 +
- 205) = 1071.5 (kW) = 1.0715 (MW)
Viết gọn lại ta có :
24
1
S
Ci
2
*t
i
= 31.44
2
*5 + 29.675
2
*3 + 20.328
2
*3 + 24.119
2
*3 + 47.422
2
*3 +
51.214
2
*3 + 33.466
2
*2 + 31.44
2
*2 = 29401.1 (MVA
2
h)
23
24
1
S
Ti
2
= 114.49
2
*5 + 114.49
2
*3 + 75.468
2
*3 + 94.98
2
*3 + 94.98
2
*3 + 114.49
2
*3
+ 134
2
*2 + 114.49
2
*2 = 277538.05 (MVA
2
h)
24
1
S
Hi
2
= 145.93
2
*3 +144.17
2
*3 + 95.795
2
*3 + 119.1
2
*3 + 142.4
2
*3 + 165.71
2
*3 +
167.47
2
*2 + 145.93
2
*2 = 358593.49 (MVA
2
h)
A
2
= 3*0.205*8760 +
2
405*3
365
*(0.1325 *29401.1 + 0.2165 *277538.05 +
1.0715 *358593.49)
A
1
= A
2
= 5719.868 (MWh)
Ta có tổng tổn thất điện năng trên các MBA là :
A
= A
1
+ A
2
+ A
3
= 15666.434 (MWh)
Ta có bảng tổng kết tổn thất 2 phơng án
Tổn thất điện năng
A
(MWh)
Phơng án 1 12270.242
Phơng án 2 15666.434
2.4. Xác định dòng điện làm việc cỡng bức, chọn sơ bộ máy cắt và
chọn kháng phân đoạn:
2.4.1. Xác định dòng điện làm việc cỡng bức cho phơng án 1
1. Các mạch cấp điện áp 220 KV
+ Đờng dây kép nối về hệ thống:
24
B
3
B
2
B
1
F
4
F
3
F
2
F
1
220KV 110KV
HT
Với phụ tải cực đại của hệ thống S
HTmax
= 102.43 (MVA), vì vậy đờng dây nối về hệ
thống dòng cỡng bức của mạch đờng dây đợc tính theo điều kiện một đờng dây bị
đứt, khi đó
I
cb
=
2203
43.102
U3
S
dm
maxHT
=
= 0.269 (kA)
+ Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu liên lạc B
1
và B
2
:
- Chế độ thờng: S
Cmax
= 51.214 (MVA)
- Chế độ sự cố B
3
(hoặc B
4
): S
CB1
= S
CB2
= 29.415 (MVA)
- Chế độ sự cố B
1
(hoặc B
2
): S
CB2
= 29.23 (MVA)
I
cb
=
2203
214.51
= 0.134 (kA)
Vậy dòng cỡng bức phía cao áp để chọn khí cụ điện I
cb
220
= 0.269 (kA)
2. Các mạch cấp điện áp 110 (kV)
+ Mạch đờng dây: phụ tải trung áp đợc cấp bởi 1 đờng dây kép 80 MW và 5 đờng dây
đơn 50 MW. Dòng cỡng bức là :
I
lvcb
=2*I
lv
=
dm
max
U*3*cos
P
=
110*3*82.0
80
=0.512 (KA)
+ Bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây:
I
cb
=
110*3
130*05.1
U*3
S*05.1
dm
dmF
=
= 0.716 (kA)
+ Phía trung áp máy biến áp liên lạc B
1
và B
2
:
- Chế độ thờng: S
Tmax
= 72.887 (MVA)
- Chế độ sự cố B
3
(hoặc B
4
): S
T
= 134.003 (MVA).
- Chế độ sự cố B
1
(hoặc B
2
): S
T
= 145.77 (MVA)
I
cb
=
110*3
77.145
= 0.765 (kA)
Vậy dòng cỡng bức ở cấp điện áp trung áp I
cb
lấy là 0.765 (kA)
3. Các mạch cấp điện áp 13.8 (kV)
+ Mạch hạ áp máy biến áp liên lạc:
I
cb
= K
qt
sc
**
dm
1dmB
U3
S
= 1.4* 0.5*
8.13*3
250
= 7.321 (kA)
+ Mạch máy phát:
25
