Tải bản đầy đủ (.pdf) (87 trang)

tính toán phụ tải và cân băng công suất

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (632.52 KB, 87 trang )

Tính toán phụ tải và cân băng công suất
Lời nói đầu
Như chóng ta đã biết con người từ xa xưa đã luôn luôn tìm kiếm và
không ngừng phát triển sử dụng năng lượng không những trong đời sống
sinh hoạt dân dụng mà còn trong khoa học kỹ thuật, ngày nay ngành năng
lượng đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trìng công nghiệp hoá hiện
đại hoá đát nước. Chính vì vậy nó được ưu tiên hàng đầu và phát triển trước
một bước so với các nghành khác, nhất là nghành hệ thống điện.
Nhà máy điện và trạm biến áp là các khâu không thể thiếu được trong
hệ thống điện. Cùng với sự phát triện của hệ thống năng lượng quốc gia, ở
nước ta ngày càng xuất hiện thêm nhiều nhà máy điện và trạm biến áp có
công suất lớn. Việt Nan là một nước nghèo, do vậy việc giải quyết đúng đắn
về vấn đề kinh tế kỹ thuật trong thiết kế, xây dựng và vận hành chúng sẽ
mang lại lợi Ých không nhỏ đối với nền kinh tế quốc dân nói chùng và đối
với hệ thống điện nói riêng. Để giải quyết được các vấn đề nêu trên cần phải
có những hiểu biết toàn điện, sâu sắc không những về nhà máy điện, trạm
biến áp mà còn cả hệ thống năng lượng.
Trong thời gian thực hiện thiết kế, với lượng kiến thức đã học kết
hợp với sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là sự chỉ dẫn trực
tiềp, nhiệt tình của thay PGS.TS.Nguyễn Hữu Khái, cùng với sự góp ý của
các bạn trong lớp nên bản thiết kế đã có những thành công nhất định. Tuy
nhiên do thời gian không nhiều và lượng kiến thức còn hạnh chế. Do đó bản
thuyết minh sẽ khó tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong sự góp ý
của các thầy cô cùng bạn đọc, để bản thuyết minh của em hoàn thiện hơn.
1
Em xin chân thành cảm ơn.
Chương 1
Tính toán phụ tảI và cân băng công suất
Khi thiết kế nhà máy điện, để đảm bảo chất lượng điện tại mỗi thời
điểm, điện năng do nhà máy điện phát ra, phải hoàn toàn cân bằng với lượng
điện năng tiêu thụ ở các hộ dùng điện kể cả tổn thất điện năng vì điện năng


Ýt có khả năng dự trữ. Nh vậy điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống
điện là rất quan trọng.
Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn
thay đổi. Việc nắm bắt được quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ
tải là việc làm rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Nhờ vào đồ
thị phụ tải có thể lựa chọn được phương án nối điện hợp lý, đảm bảo chỉ tiêu
kinh tế kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo chất lượng điện
năng … Đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp
và phân bố tối ưu công suất giữa các nhà máy điện với nhau và giữa các toỏ
máy phát điện trong cùng một nhà máy điện.
Căn cứ vào đồ thị phụ tải người vận hành sẽ chủ động lập ra kế
hoạch sửa chữa, đại tu định kỳ các thiết bị điện.
1.1. Chọn máy phát điện
2
Trong nhà máy điện thì máy phát điện là thành phần chủ yếu và quan
trọng nhất, nó có nhiệm vụ phát công suất cung cấp cho phụ tải địa phương
10,5KV, trung áp 110KV và phát công suất vào hệ thống có điện áp 220KV.
Theo nhiệm vụ mà đầu bài đề ra là thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng
hơi có công suất 200 MW với 4 tổ máy có:
U
đm
=10,5 KV, Cosϕ = 0.85, P
đm
= 50 MW.
Tra bảng máy phát điện đồng bộ tuabin hơi (trang 95 sách hướng dẫn
thiết kế nhà máy điện) ta có các số liệu trong bảng 1-1 sau:
Bảng 1-1
Loại
máy phát
S

MVA
P
MW
U
KV
Cosϕ
x”
d
x’
d
x
d
TB-50-2 62.5 50 10.5 0.85 0.135 0.3 1.84
1.2. Tính toán đồ thị phụ tải nhà máy
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện có tổng công suất tác
dụng là 250 MW gồm có 5 máy phát điện TB - 50 - 2 mỗi máy phát có công
suất 50 MW. Từ đó tính được:
3
4× 50 MW
HT
H×nh 1 -1
.250
8.0
200
cos
MVA
P
S
nmdm
NMdm

===
ϕ
Nhà máy cung cấp cho phụ tải ở biến áp cấp điện áp (10,5 KV, 110
KV, 220 KV). Nhà máy được nối với hệ thống điện ở cấp điện áp 220 KV.
Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải nhà máy và phụ tải ở các
cấp điện áp dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng (P
max
) và hệ
số công suất (Cosϕ) của phụ tải từng cấp. Từ đó ta tính được phụ tải của nhà
máy tại các thời điểm khác nhau được xác định nh sau:
%).%.(.
100
%
)(
NMFNMdm
NM
NM
PPS
P
tS
==
S
NM
(t) - Công suất biểu kiến của nhà máy tại thời điểm t và tính bằng
MVA.
P
NM
% - Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t và tính bằng %.
S
NMdm

- Công suất cực đại của nhà máy tính bằng MVA.
Căn cứ vào biểu thức trên tính đựơc kết quả cho trong bảng 1-2:Bảng
1-2
t(h) 0 ÷ 6
6 : 10
10 ÷ 24
P
F
% 65 100 65
S
NM
(MVA) 191,1 294 191,1
4
294
10 6 24 0
căn cứ vào kết quả tính toán trên có thể dựng đồ thị phụ tải nhà máy nh hình
1-2:0
1.3. Tính toán đồ thị phụ tải tự dùng
Đối với nhà máy nhiệt điện phụ tải tự dùng tính theo biểu thức sau:

.
)(
6.04.0
max









+=
NMdm
NM
tdtd
S
tS
SS
Hay:

cos100
max
td
NMdm
td
P
S
ϕ
α
=
Nhiệm vụ thiết kế đã cho: α = 7 % là số % lượng điện tự dùng với
cosϕ = 0.85.
Ở đây

cos100
%
max
td
NMdm

td
P
S
ϕ
α
=
Kết quả tính toán cho trong bảng 1-3:
Bảng 1-3
T(h) 0 ÷ 6 6÷ 10 10 ÷ 24
S
NM
(MVA) 191,1 294 191,1
5
191,1
S
tdmax
(MVA) 15,7 24,2 15,7
Căn cứ vào kết quả tính toán nh trên vẽ được đồ thị phụ tải tự dùng
nh hình 1-3.
1.4. Tính toán đồ thị phụ tải địa phương
Phụ tải địa phương được xác định theo biểu thức sau:
.
cos100
%
max
dp
dpdp
dp
PP
S

ϕ
=
Nhiệm vụ thiết kế đã cho P
đpmax
=9 MW.
cosϕ = 0.85
và P
đp
% cho dưới dạng bảng.
Theo biểu thức trên tính được kết quả nh bảng 1- 4:
6
t(h)
8 12 14 20 24
S(MVA)
10
16
20
18
14
0
H×nh 1 - 3
Bảng 1- 4
t(h) 0 ÷ 6 6 ÷ 10 10 ÷ 14 14 ÷ 18 18 ÷ 24
P% 50 70 100 80 60
S
đf
(MVA) 5,29 7,41 10,59 8,47 6,35
Căn cứ vào kết quả tính toán nh trên vẽ được đồ thị phụ tải địa phương
nh hình 1- 4.
1.5. Tính toán đồ thị phụ tải trung áp

Cũng tương tự nh đồ thị phụ tải địa phương:
.
cos100
%
max
dp
T
T
T
P
P
S
ϕ
=
Nhiệm vụ thiết kế đã cho P
Tmax
=140 MW.
cosϕ = 0.85
và P
T
% cho dưới dạng bảng.
7
t(h)
10 14 24
S(MVA)
5,29
7,41
10,59
8,74
6,35

0
H×nh 1 - 4
6 16
Theo biểu thức trên tính được kết quả nh bảng 1- 5:
Bảng 1- 5
t(h) 0 ÷ 10 10 ÷ 18 18 ÷ 24
P% 70 100 70
S
T
(MVA) 115,294 164,706 115,294
Căn cứ vào kết quả tính toán nh trên vẽ được đồ thị phụ tải trung áp
nh hình 1- 5.
1.6. Tính toán đồ thị phụ tải cao áp
Chính là phụ tải phát cho hệ thống, được xác định theo biểu thức:
S
C
= S
hệ thống
= S
nhà máy
(t) – (S
tự dùng
+ S
đp
+ S
T
).
Ở đây S
nhà máy
(t), S

tự dùng
,S
đp
và S
T
lấy theo các bảng từ 1- 2 đến 1- 5
Kết quả tính toán cho trong bảng 1- 6:
8
115,294
164,706
10 18 24
Bng 1- 6
t(h)
MVA
0 ữ 6 6 ữ 10 10 ữ 18 18ữ 24
S
NM
191,1 294 191,1 191,1
S
td
15,7 24,2 15,7 15,7
S
T
115,294 115,294 164,706 115,294
S
C
60,106 154,51 10,69 60,106
Cn c vo kt qu tớnh toỏn trờn v c th ph ti nh hỡnh 1-6:
1.7. Cỏc nhn xột
Qua tớnh toỏn trờn thy rng ph ti ccc i nh mỏy phỏt lờn h

thng l khỏ ln nhng vn nh hn d tr ca h thng:
.1353603000.
100
%12
.
100
%12
max
MVASMVASS
CHTdtHT
=>===
9
Đồ thị phụ tải cao áp
Đồ thị phụ tải trung áp
Đồ thị phụ tải tự
dùng của nhà máy
Đồ thị phụ tải địa phơng
125
200
250
225
175
S (MVA)
t (h)
Hình 1 - 6
Nên khi có sự cố nào đó mà nhà máy tách ra khỏi hệ thống thì hệ
thống vẫn làm việc bình thường.
CHƯƠNG 2
10
Lựa chọn Các phương án và chọn máy biến áp

Mét trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thiết kế nhà máy
điện là chọn sơ đồ nối điện chính. Khi chọn được sơ đồ hợp lý không những
đảm bảo về mặt kỹ thuật mà còn mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy. Công suất định mức
mỗi tổ máy là 50 MW và cung cấp điện cho phụ tải ở 3 cấp điện áp sau:
Phụ tải địa phương 10,5 KV có: S
đpmax
= 10,59 MVA.
S
đp min
= 5,29 MVA.
Phụ tải trung áp 110 KV có: S
Tmax
= 164,706 MVA.
S
Tmin
=1115,294 MVA.
Phụ tải địa phương 220 KV có: S
Cmax
=154,51 MVA.
S
Cmin
=10,69MVA.
Do phụ tải địa phương 10,5 KV được cấp bằng 6 đường dây đơn và 1
đường dây kép và cùng cấp điện áp máy phát nên có thể dùng kháng điện để
hạn chế dòng ngắn mạch.
Theo nhiệm vụ thiết kế thì có tỷ số:
%.20%18100.
50
9

100.
max
<==
dmF
dp
P
P
Nên nhà máy không có thanh góp điện áp máy phát và các máy phát
được nối bộ để thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa, đại tu định kỳ.
Ngoài ra nhà máy có 2 cấp điện áp cao 110 KV và 220 KV. Trung
tính của 2 cấp điện áp này đều nối đất trực tiếp. Do đó để liên lạc giữa biến
11
áp cấp điện áp 10,5 KV, 110 KV, 220 KV, do hệ thống nối đất trực tiếp nên
các máy biến áp liên lạc phải dùng máy biến áp tự ngẫu.
2.1. Các phương án nối điện chính
2.1.1. Phương án 1
2.1.2. Phương án 2
2.1.3. Phương án 3
12
H×nh 2.1
H×nh 2.2
H×nh 2.3
2.1.4. Các nhận xét
2.1.4.1. Phương án 1
Phương án này dùng 2 máy biến áp tự ngẫu T
2
, T
3
liên lạc giữa áp
cao và trung áp, phụ tải địa phương được lấy từ sau các máy biến áp liên lạc

của máy phát G
2
, G
3
còn hai máy phát G
1
, G
4
nối bộ máy phát – máy biến áp
bộ G
1
– T
1
bên cao áp và bộ G
4
– T
4
bên trung áp.
Ưu điểm phương án này là phân bố phụ tải và nguồn một cách tương
đối cân xứng.
Nhược điểm sử dụng nhiều loại máy biến áp điện áp cao nên vốn đầu
tư ban đầu có thể lớn.
2.1.4.2. Phương án 2
Phương án này dùng 2 máy biến áp tự ngẫu T
1
, T
2
liên lạc giữa áp
cao và trung áp, phụ tải địa phương được lấy từ sau các máy biến áp liên lạc
của máy phát G

1
, G
2
, còn G
3
, G4 nối bộ máy phát – máy biến áp bên trung
áp.
Ưu điểm phương án này là phân bố phụ tải và nguồn một cách cân
xứng hơn vì khi phụ tải trung S
max
= 93,75 MVA ≈ 1,5 S
Fđm
= 62,5 MVA nên
ta đặt 2 máy phát bên trung áp là hợp lý khi sụ cố một bộ bên trung thì các
máy biến áp liên lạc không phải tải một lượng công suất lớn từ phía hạ áp
sang trung áp. Sử dụng Ýt loại máy biến áp nên thuận tiện cho việc vận
hành.
Nhược điểm vốn đầu tư ban đầu lớn vì dùng nhiều máy biến áp .
2.1.4.3. Phương án 3
13
Phương án này dùng 2 máy biến áp tự ngẫu T
3
, T
4
liên lạc giữa áp
cao và trung áp, phụ tải địa phương được lấy sau các máy biến áp liên lạc
của hai máy phát G
3
, G
4

còn các máy phát khác nối bộ máy phát – máy biến
áp bên cao áp.
Ưu điểm phương án này là sử dụng Ýt loại máy biến áp nên thuận
tiện cho việc vận hành.
Nhược điểm vốn đầu tư ban đầu có lớn vì dùng nhiều máy biến áp có
điện áp cao, phân bố phụ tải và nguồn một cách không cân xứng vì khi phụ
tải trung S
max
= 93,75 MVA mà không có máy phát nào bên trung khi sự cố
một máy biến áp liên lạc thì máy biến áp liên lạc còn lại phải tải một lượng
công suất lớn từ cao áp và hạ áp sang trung áp.
2.1.5. Kết luận
Với những ưu nhược điểm của từng phương án đã nêu trên, nhận
thấy rằng hai phương án 1 và 2 phát huy được những ưu điểm và hạn chế
được nhượng điểm của phương án 3. Nên giữ lại phương án 1, 2 để so sánh
về mặt kinh tế.
2.2. Chọn máy biến áp, phân phối công suất cho máy biến áp
2.2.1. Phương án 1 ( Hình 2.1)
2.2.1.1. Chọn máy biến áp
Máy biến áp T
1
được chọn theo điều kiện sơ đồ bộ:
S
đmT1
≥ S
Gđm
= 62,5 MVA.
Từ điều kiện đó chọn máy biến áp tăng áp 3 pha 2 dây quấn có
S
Tđm

=63MVA là loại TPДЦH – 63 – 242 – 10,5 có các thông số kỹ thuật
trong bảng 2-1.
14
Bảng 2-1
LoạI
S
đm
(MVA)
∆P
0
(KW)
∆P
N
(KW)
U
N
% I
0
%
Giá 10
3
(USD)
TPДЦH-242-10,5 63 67 300 12 0,8 800
Hai máy biến áp tự ngẫu được chọn giống nhau và theo điều kiện:
dmFdmTdmT
SSS .
1
32
α
≥=

α - hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu.

5,0
220
110220
=

=

=
C
TC
U
UU
α
.1255,62.
5,0
1
32
MVASS
dmTdmT
=≥=
Chọn loại ATДЦTH – 125 – 242 – 121 – 10,5 có các thông số kỹ
thuật trong bảng 2-2
Bảng 2-2
Loại
Sđm
(MVA)
∆P0
(KW)

∆PN
(KW)
UN%
I
0
%
Giá 10
3
(USD)
C-T C-H T-H
ATДЦTH
125 75 290 11 31 19 0,6 1.700
Máy biến áp T
4
được chọn theo điều kiện sơ đồ bộ:
S
đmT1
≥ S
Gđm
= 62,5 MVA.
15
Từ điều kiện đó chọn máy biến áp tăng áp 3 pha 2 dây quấn có
S
Tđm
=63MVA là loại TДЦH – 63 – 121 – 10,5 có các thông số kỹ thuật trong
bảng 2-3.
Bảng 2-3
LoạI
Sđm
(MVA)

∆P0
(KW)
∆PN
(KW)
U
N
% I
0
%
Giá 10
3
(USD)
TДЦH-121-10,5 63 59 245 10,5 0,6 700
2.2.1.2. Phân bố công suất cho các cuộn dây của máy biến áp
Các bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây G
1
– T
1
và G
4
– T
4
để
thuận tiện vận hành cho tải với đồ thị bằng phẳng trong suốt quá trình vận
hành cả năm.
Do vậy công suất tải của mỗi máy biến áp phải là:
S
đmT1
=S
đmT4

=S
Gđm
- S
tự dùng
= 62,5 – 8%.62,5 = 57,5 MVA.
Đồ thị phụ tải nh hình 2 - 4
16
57,5
t(h)
240
S (MVA)
H×nh 2 – 4
Với 2 máy biến áp tự ngẫu T
2
, T
3
. Công suất truyền tải lên các cấp
điện áp được tính nh sau:
Công suất truyền tải lên trung áp của mỗi máy là:
( )
.
2
1
432 T
T
pt
T
T
T
T

SSSS
−==
Công suất truyền tải lên cao áp của mỗi máy là:
( )
.
2
1
132 T
C
pt
C
T
C
T
SSSS
−==
Công suất truyền tải từ cuộn hạ áp mỗi máy là:
.
332232
C
T
T
T
C
T
T
T
H
T
H

T
SSSSSS
+=+==
Dựa vào bảng 1 – 6 tính công suất từng thời điểm mà máy biến áp T
2

và T
3
phải tải. Kết quả ghi trong bảng 2 – 4
Bảng 2 – 4
t(h)
MVA
0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 14÷18 18÷20 20÷24
S
T
phụ tải
65.63 84.38 84.38 84.38 93.75 93.75 84.38 65.63 65.63
S
C
44.09 25.34 23.22 92.22 79.66 125.66 114.16 135.03 89.03
S
T1
=S
T4
57.5 57.5 57.5 57.5 57.5 57.5 57.5 57.5 57.5
S
T
T2
=S
T

T3
4.06 13.44 13.44 13.44 18.13 18.13 13.44 4.06 4.06
S
C
T2
=S
C
T3
-6.71 -16.08 -17.14 17.36 11.08 34.08 28.33 38.76 15.76
S
h
T2
=S
h
T3
-2.65 -2.65 -3.71 30.80 29.21 52.21 41.77 42.83 19.83
17
Từ bảng 2 – 4 dễ dàng nhận thấy ở chế độ vận hành bình thường các
máy biến áp T
2
và T
3
sẽ không bị quá tải.
2.2.1.3. Kiểm tra sự cố máy biến áp T
4
Sự cố xảy ra nặng nề nhất là lúc phụ tải trung áp cực đại: S
T
= 93,75
MVA. Tương ứng với thời điểm đó có: S
C

=125,66 MVA; S
đp
(t)=10,59
MVA.
Đối với bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây không cần kiểm
tra quá tải vì công suất của chúng được chọn theo công suất định mức của
máy phát. Việc kiểm tra quá tải chỉ cần xét với máy biến áp tự ngẫu T
2
và T
3
.
Giả thiết sự cố bộ T
4
:
Vào thời điểm này T
2
và T
3
phải đảm bảo cung cấp công suất
cho phụ tải trung áp là 93,75 MVA, nh vậy công suất qua mỗi máy là:
.875,4675,93
2
1
2
1
32
MVASSS
TT
T
T

T
====
Trong khi công suất tính toán của T
2
và T
3
là:
.5,87125.5,0.4,1
232
MVASkSS
dmTqtscttTttT
====
α
.
Vậy T
2
và T
3
sẽ không bị quá tải khi sự cố sự bộ G
4
– T
4
.
Trong khi sự cố thì G
2
và G
3
phải phát với giá trị định mức nên cuộn
hạ của T
2

và T
3
là:
( )
( )
.41,8216.259,105,62.2.2.2
3,2
MVASSSS
tddpdmF
H
TT
=+−=+−=
.
Nh vậy công suất từ phía 220 kv phải tải sang 110 kv là:
S
T
phụ tải
- S
H
T2,T3
= 93,75 – 82,41 = 11,34 MVA.
18
Bé G
1
– T
1
phát lên hệ thống một lượng công suất:
S
G1đm
- S

tự dùng
- 11,34 = 62,5 – 20 – 11,34 = 31,16 MVA.
Tại thời điểm đó thì công suất phát lên hệ thống còn thiếu một lượng:
S
C
– 31,16 = 125,66 – 31,16 = 94,5 MVA.
Vì dự trữ quay của hệ thống bằng 360 MVA nên khi sự cố hỏng bộ
G
4
– T
4
thì nhà máy và hệ thống vẫn làm việc bình thườg.
2.2.1.4. Kiểm tra sự cố khi một máy biến áp liên lạc
Khi đó thì T
3
và G
3
ngừng làm việc và cũng vào thời điểm phụ tải
trung áp cực đại. Vào thời điểm này riêng bộ G
4
– T
4
đã tải lượng công suất
là 57,5 MVA. Nh vậy tải phía trung áp của máy biến áp liên lạc phải là:
S
T
T2
=S
T
max

-S
T4
= 93,75 – 57,5 = 36,25 MVA < S
ttT2
=125 MVA.
Do đó máy biến áp T
2
sẽ không bị quá tải.
Công suất tải qua cuộn hạ B
2
là:
S
H
T2
=S
Gđm
–S
tự dùng
– S
đp
= 62,5 – 16 – 10,59 = 35,91 MVA.
Công suất phải truyền từ phía 220 kv sang 110 kv là:
S
T
T2
- S
H
T2
= 36,25 – 35,91 = 0,34 MVA.
Bé G

1
– T
1
phát lệ hệ thống một lượng công suất là:
S
G1đm
– S
tự dùng
– 0,34 = 62,5 –20 – 0,34 = 42,16 MVA.
Công suất phát lên hệ thống còn thiếu một lượng là:
S
C
– 42,16 = 125,66 – 42,16 = 83,5 MVA < S
dt
HT
= 360 MVA.
19
Lượng công suất này nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống nên nhà máy
vẫn làm việc bình thường.
- Giả thiết sự cố bộ G
1
– T
1
thì phải cắt bớt phần công suất cung cấp
cho hệ thống nên không ảnh hưởng tới phụ tải 110 kv.
2.2.2. Phương án 1I ( Hình 2.2)
2.2.2.1. Chọn máy biến áp
Máy biến áp T
3
và T

4
được chọn theo điều kiện sơ đồ bộ:
S
đmT3
= S
đmT4
≥ S
Gđm
= 62,5 MVA.
Từ điều kiện đó chọn máy biến áp tăng áp 3 pha 2 dây quấn có
S
Tđm
=63MVA là loại TДЦH-63-121-10,5 có các thông số kỹ thuật trong
bảng 2 – 5
Bảng 2 - 5
Loại
S
đm
(MVA)
∆P
0
(KW)
∆P
N
(KW)
U
N
% I
0
%

Giá 10
3
(USD)
TДЦH-121-10,5
63 59 245 10,5 0,6 700
Hai máy biến áp tự ngẫu được chọn giống nhau và theo điều kiện:
.1255,62.
5,0
1
.
1
32
MVASSS
dmFdmTdmT
==≥=
α
20
Chọn loại ATДЦTH-125-242-121-10,5 có các thông số kỹ thuật trong
bảng 2 – 6
Bảng 2 – 6
Loại
Sđm
(MVA)
∆P0
(KW)
∆PN
(KW)
UN%
I
0

%
Giá 10
3
(USD)
C-T C-H T-H
ATДЦTH
125 75 290 11 31 19 0,6 1.700
2.2.2.2. Phân bố công suất cho các cuộn dây của máy biến áp
Để để đảm bảo kinh tế cho máy biến áp T
3
và T
4
vận hành với đồ thị
phụ tải bằng phẳng suốt cả năm nh sau:
S
đmT3
=S
đmT4
=S
Gđm
- S
tự dùng
= 62,5 – 8%.62,5 = 57,5 MVA.
Đồ thị phụ tải nh hình 2 – 5
21
57,5
t(h)
240
S (MVA)
H×nh 2 – 5

Với 2 máy biến áp tự ngẫu T
1
, T
2
. Công suất truyền tải lên các cấp
điện áp được tính nh sau:
Công suất truyền tải lên trung áp của mỗi máy là:
( )
[ ]
.
2
1
4332
T
ptTT
T
T
T
T
SSSSS
−+==
Công suất truyền tải lên cao áp của mỗi máy là:
.
2
1
21
CC
T
C
T

SSS
==
Công suất truyền tải từ cuộn hạ áp mỗi máy là:
.
221121
T
T
C
T
T
T
C
T
H
T
H
T
SSSSSS
−=−==
Dựa vào bảng 1 – 6 tính công suất từng thời điểm mà máy biến áp T
1

và T
2
phải tải. Kết quả ghi trong bảng 2 – 7
Bảng 2 – 7

T(h)
MVA
0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 14÷18 18÷20 20÷24

S
ptT
65.63 84.38 84.38 84.38 93.75 93.75 84.38 65.63 65.63
S
C
44.09 25.34 23.22 92.22 79.66 125.66 114.16 135.03 89.03
2.S
T
T3
115 115 115 115 115 115 115 115 115
S
T
T1
= S
T
T2
24.69 15.31 15.31 15.31 10.63 10.63 15.31 24.69 24.69
S
C
T1
= S
C
T2
22.04 12.67 11.61 46.11 39.83 62.83 57.08 67.51 44.51
S
H
T1
= S
H
T2

-2.65 -2.65 -3.71 30.80 29.21 52.21 41.77 42.83 19.83
22
Từ bảng 2 – 7 trên dễ dàng nhận thấy ở chế độ vận hành bình thường
các máy biến áp T
1
và T
2
sẽ không bị quá tải.
2.2.2.3. Kiểm tra sự cố
Sự cố xảy ra nặng nề nhất là lúc phụ tải trung áp cực đại: S
T
= 93,75
MVA. Tương ứng với thời điểm đó có: S
C
= 125,66 MVA; S
đp
= 10,59
MVA.
Tương tù nh phương án I bộ máy phát – máy biến áp (T
3
và T
4
)
không cần kiểm tra khả năng quá tải. Việc kiểm tra cần thiết cho 2 máy biến
áp tự ngẫu T
1
và T
2
.
Giả thiết Sự cố bộ T

4
: khi đó công suất tải qua máy biến áp tự ngẫu
T
1
và T
2
được tính nh sau:
.125,18)5,5775,93(
2
1
)(
2
1
321
MVASSSS
boT
T
pt
T
T
T
T
=−=−==
Công suất tính toán của mỗi máy biến áp tự ngẫu:
S
ttT1
= S
ttT2
= α.S
đmT1

= 0,5.125 = 62,5 MVA.
Do đó 2 máy biến áp không bị quá tải.
Công suất truyền lên từ phía hạ áp:
S
H
T1,T2
=2.S
Gđm
–(S
dp
+2.S
td
)=2.62,5–(10,59+2.20)= 74,41
MVA.
Công suất tải lên phía cao áp:
S
C
T1,T2
= S
H
T1,T2
- S
T
T1,T2
=74,41 – 2.18,125 = 38,16 MVA.
23
Nh vậy các máy biến áp tự ngẫu T
1
và T
2

vẫn bị non tải nếu sự cố
một bộ bên trung.
Khi đó phụ tải hệ thống thiếu một lượng là:
S
thiếu
=S
C
-S
C
T1,T2
=125,66–38,1687,5MVA<S
dt hệ thống
= 360
MVA.
Nên hệ thống và nhà máy vẫn làm việc bình thường.
2.2.2.4. Khi một máy biến áp liên lạc bị sự cố (máy biến áp T
2
sự cố )
Công suất tải phía trung áp nh sau:
S
T
T1
= ( S
T3
+ S
T4
) - S
T
= (57,5 + 57,5) – 93,75 = 21,25 MVA.
Khi T

2
sự cố thì công suất vẫn truyền tư trung áp sang.
Công suất truyền vào từ phía hạ:
S
H
T1
= S
Gđm
– S
tự dùng
– S
đp
= 62,5 – 20 – 10,59 = 31,91 MVA.
Lượng công suất truyền lên cuộn cao:
S
C
T1
= S
T
T1
+ S
H
T1
= 21,24 + 31,91 = 53,16 MVA.
Khi máy biến áp T
2
sự cố thì máy biến áp T
1
làm việc vẫn non tải.
Lúc đó công suất hệ thống thiếu một lượng:

S
th
= C
C
– S
C
T1
= 125,66 – 53,16 =72,5MVA<S
dt
HT
=360
MVA.
Vậy khi máy biến áp bị sự cố thì hệ thống và nhà máy vẫn làm việc
bình thường
24
2.3. Tính toán tổn thất điện năng cho các phương án
Tính toán tổn thất điện năng là một vấn đề không thể thiếu được
trong việc đánh giá một phương án vế kinh tế và kỹ thuật. Trong nhà máy
điện tổn thất điện năng chủ yếu gây nên bởi các máy biến áp tăng áp. Sau
đây là phần tính tổn thất điện năng với từng phương án đã nêu trên.
2.3.1. Phương án 1 (Hình 2.1)
2.3.1.1. Tổn thất điện năng hàng năm của máy biến áp bộ T
1
Với máy đã chọn: TPДЦTH – 63 – 242 – 10,5 có ∆P
0
=67 KW và
∆P
N
=300 KW.
Từ đó dựa vào biểu thức:

2
24
1
2
01
.

dmT
i
ii
NT
S
tS
tPTPA

=
∆+∆=∆
.
T = 8760h – Thời gian làm việc của máy biến áp.
t
i
– Thời gian làm việc của máy biến áp trong ngày.
S
i
– Phụ tải của máy biến áp trong thời gian t
i
được lấy theo
đồ thị phụ tải hàng ngày.
t = 360 ngày- Số ngày làm việc trong năm.
Thay và biểu thức trên có:

.09,2776
63
24.5,57
365.3,08760.067,0
2
2
1
MWhA
T
=+=∆
2.3.1.2. Tổn thất điện năng hàng năm của máy biến áp bộ T
4
25

×