Đồ án tốt nghiệp tính toán chọn máy biến áp
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.15 MB, 105 trang )
CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY
Điện năng tiêu thụ tại các hộ tiêu thụ điện luôn luôn thay đổi theo thời gian. Do vậy
người ta phải dùng các phương pháp thống kê dự báo lập nên đồ thị phụ tải từ đó lựa
chọn phương thức vận hành, chọn sơ đồ nối điện chính hợp lý đảm bảo độ tin cậy
cung cấp điện và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Người thiết kế căn cứ vào đồ thị phụ
tải để xác định công suất và dòng điện đi qua các thiết bị để tiến hành lựa chọn thiết
bị, khí cụ điện, sơ đồ nối điện hợp lý.
1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Nhà máy điện gồm 4 máy phát, công suất mỗi máy là 50 MW , tra phụ lục 1 trang
113 sách “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp”-PGS.TS.Phạm Văn
Hoà, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2007. Chọn 4 máy phát điện loại TBФ-50-3600 do
CHLB Nga chế tạo, các tham số chính của máy phát được tổng hợp trong bảng sau.
Bảng 1.1 chọn máy phát điện
Các thông số ở chế độ định mức
Loại máy phát
TBΦ-503600
n,
v/p
h
300
0
S,
MVA
P,
MW
62,5
50
U,
kV
Cos Iđm,
φ
kA
10, 0,8 5,7
5
3
Điện kháng tương đối
Xd”
Xd’
Xd
0,13
36
0,17
86
1,40
36
1.2. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
1.2.1. Tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát (10.5 kV)
Phụ tải cấp điện áp máy phát:
P
9
PUFmax= 9 MW; cosφ= 0,86 → SUFmax= UF max
10, 47 MVA.
cos 0.86
Áp dụng các công thức:
P%(t )
P (t )
Pmax , MW
100
P(t )
S (t )
, MVA
cos
Trong đó:
Pmax : công suất tác dụng của phụ tải ở chế độ phụ tải cực đại, MW
P(t) : công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t, MW
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
1
S(t) : công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t, MVA
cosφ : hệ số công suất của phụ tải.
Sẽ tính được công suất của phụ tải ở các khoảng thời gian khác nhau trong ngày.
Bảng 1.2 phụ tải cấp điện áp máy phát
Thời gian, 0-5
5-8 8-11
11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
(h)
Công
P (%)
90
90
90
100
100
90
100
100
suất P (MW)
8,1
8,1
8,1
9
9
9
9
8,1
S (MVA) 9,42 9,42 9,42 10,47 10,47 10,47 10,47 9,42
Từ đó vẽ được biểu đồ phụ tải:
Hình 1.1. Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát
1.2.2. Tính toán phụ tải cấp điện áp trung (110 kV)
Phụ tải cấp điện áp trung:
P
60
71, 43 MVA
PUTmax= 60 MW, cosφ= 0.84 → SUTmax= UT max
cos 0.84
Tính toán tương tự như với cấp điện áp máy phát. Các số liệu tính toán được cho
trong bảng sau.
Bảng 1.3. Công suất phụ tải cấp điện áp trung
Thời gian, 0-5
5-8 8-11
11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
(h)
Công P (%)
90
80
80
90
90
90
100
90
suất P (MW)
54
48
48
54
54
60
54
54
S (MVA) 64,29 57,14 57,14 64,29 64,29 71,43 64,29 64,29
Từ đó vẽ được biểu đồ phụ tải:
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
2
Hình 1.2. Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung
1.2.3 Tính toán phụ tải cấp điện áp trung (220 kV)
Phụ tải cấp điện áp trung:
PUCmax= 70 MW, cosφ= 0.84
Tính toán tương tự như với cấp điện áp máy phát. Các số liệu tính toán được cho
trong bảng sau.
Bảng 1.3. Công suất phụ tải cấp điện áp cao
Thời gian
0-5
5-8
(h)
Công P (%)
90
90
suất P (MW)
63
63
S (MVA) 75
75
Từ đó vẽ được biểu đồ phụ tải:
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
8-11
80
56
66,7
11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
95
95
95
66,5 66,5 66,5
79,17 79,17 79,17
95
66,5
79,17
90
63
75
SVTH:Lương Văn Huy
3
Hình 1.3. Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao áp
1.2.4. Tính toán công suất phát của nhà máy điện
Nhà máy gồm 4 máy phát, mỗi máy có công suất định mức PFđm = 50 MW. Công suất
đặt của toàn nhà máy là:
PNMmax = 4 50= 200 MW.
Công suất phát của Nhà máy điện được tính theo công thức:
P%
PNM max , MW
100
P (t )
, MVA
S NM (t ) NM
Cos
PNM (t )
PNMmax = 200 MW;Cos = 0.8( bảng 1 trang 1)
SNMmax=
PNM max
cos
200
250 MVA
0.8
Theo bảng biến thiên phụ tải , ta tính được công suất của nhà máy biến thiên theo
từng thời điểm,
Bảng 1.4 công suất toàn nhà máy
Thời gian
0-5
5-8 8-11
(h)
Công P (%)
90
80
80
suất P (MW) 180
160
160
S (MVA) 225
200
200
Từ đó vẽ được biểu đồ phụ tải:
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
80
160
200
100
200
250
100
200
250
100
200
250
90
180
225
SVTH:Lương Văn Huy
4
Hình 1.4. Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao áp
1.2.5 Tính toán công suất tự dùng của nhà máy
Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải tự dùng của nhà máy chiếm 7% điện năng phát
ra của nhà máy. Như vậy lượng tự dùng của nhà máy tại mỗi thời điểm trong ngày:
Std(t) =
Trong đó :
% n.Pdmf
.
100 cos td
S (t )
0.4 0.6 NM
S NM
- số phấn trăm lượng điện tự dùng , =7%
Costd = 0.82
Std(t) : công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t, MVA.
SNM(t) : công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t, MVA.
Bảng 1.5. Công suất tự dùng của nhà máy
Thời gian, (h)
0-5
5-8
8-11
11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
Stnm (MVA)
225
200
200
200
250
250
250
225
Std(MVA) 16,05 15,02 15,02 15,02 17,07 17,07 17,07 16,05
Từ đó vẽ được biểu đồ phụ tải:
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
5
Hình 1.5. Đồ thị phụ tải tự dùng
1.2.6. Công suất phát về hệ thống điện.
Công suất của nhà máy phát về hệ thống tại thời điểm (t) đươcj tính theo công thức
SVHT(t) = SNM(t) – [Std(t) + SUF(t) + SUT(t) + SUC]
Trong đó:
SVHT(t) – Công suất nhà máy phát về hệ thống tại thời điểm t, MVA
Sau khi tính được công suất phát về hệ thống, lập được bảng cân bằng công suất toàn
nhà máy.
Bảng 1.6. Bảng cân bằng công suất toàn nhà máy
Thời gian, (h)
0-5
5-8
8-11
11-14
14-17
17-20
20-22
22-24
Stnm, (MVA)
225
200
200
200
250
250
250
225
Suf, (MVA)
9,42
9,42
9,42
10,47
10,47
10,47
10,47
9,42
Sut, (MVA)
64,29
57,14
57,14
64,29
64,29
71,43
64,29
64,29
Suc, (MVA)
75
75
66,67
79,17
79,17
79,17
79,17
75
Std(MVA)
16,05
15,02
15,02
15,02
17,07
17,07
17,07
16,05
Svht(MVA)
60,25
43,41
51,75
31,06
79,01
71,87
79,01
60,25
Stgc(MVA) 135,25 118,41 118,41 110,22 158,18 151,03 158,18 135,25
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
6
Hình 1.6. Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy
1.3 LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Đây là một khâu quan trọng trong thiết kế nhà máy. Các phương án phải đảm bảo độ
tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải, đồng thời thể hiện được tính khả thi và có hiệu
quả kinh tế cao.
Theo kết quả tính toán ở phần 1.2
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
7
Phụ tải địa phương :
SUFmax = 10,47 MVA
SUFmin = 9,42 MVA
Phụ tải trung áp :
STmax = 71,43 MVA
STmin = 57,14 MVA
Phụ tải tự dùng :
STdmax = 17,07 MVA
STdmin = 15,02 MVA
Phụ tải phát vào hệ thống :
SVHTmax = 79,01 MVA
SVHTmin = 31,06 MVA
Tỉ lệ phần trăm công suất phụ tải địa phương so với công suất định mức máy phát là
10, 47
*100 = 8,4 % < 15 %
2* 62,5
phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ hơn 15% công suất của nhà máy điện, nên không
dùng thanh góp điện áp máy phát. Phụ tải tự dùng lấy từ đầu cực máy phát.
Uc Ut 220 110
0,5
Ut
220
Do các cấp điện 220kV và 110kV đều có trung tính nối đất trực tiếp, mặt khác hệ số
có lợi = 0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạc
giữa các cấp điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống.
ST max / ST min 71, 43 / 57,14 mà SđmF = 62,5 MVA, cho nên ghép 1 đến 2 bộ máy
phát điện - máy biến áp hai cuộn dây bên trung áp.
Với các nhận xét trên ta có các phương án nối điện cho nhà máy như sau:
1.3.1 phương án 1
Phương án I, phía cao áp thanh góp 220kV bố trí 3 máy biến áp gồm 2 máy biến áp tự
ngẫu và 1 máy biến 3 pha 2 dây quấn. Phía trung áp thanh góp 110kV được nối với 1
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
8
bộ máy phát điện - máy biến áp ba pha hai dây quấn F4-B4. Để cung cấp điện thêm
cho các phụ tải này cũng như để liên lạc giữa ba cấp điện áp dùng hai bộ máy phát
điện - máy biến áp tự ngẫu (F2-B2 và F3-B3).
Ưu điểm của phương án: lượng công suất truyền tảigiữa bên cao và bên trung bé,
đặc biệt là trong chế độ phụ tải Stmin, do đó tổn thất công suất trong MBA nhỏ, sơ đồ
đảm bảo cung cấp điện liên tục và đơn giản trong vận hành
Nhược điểm : bộ máy phát – máy biến áp khác loại gây khó khăn trong lắp đặt vận
hành bảo dưỡng sửa chữa.
Hình 1.7 sơ đồ nối điện phương án 1
1.3.2 phương án 2
Phía cao áp 220kV sử dụng 2 bộ MF-MBA và 2 máy biến áp tự ngẫu để làm máy
biến áp liên lạc và cung cấp điện cho phụ tải địa phương. Phía trung áp 110kV sử
dụng 2bộ MF-MBA. Phương án này sử dụng nhiều MBA gây tốn kém vốn đầu tư,
gây tổn thất công suất trong MBA lớn.
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
9
HT
220kV
B1
TD
F1
B2
TD
B3
F2
B4
TD+ĐP
110kV
B5
B6
TD
TD
F3
F4
Hình 1.8 sơ đồ nối điện phương án 2
1.3.3 phương án 3
Phương án này có hai bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh
góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV. Hai bộ máy phát điện - máy
biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ
thống, vừa truyền tải công suất thừa hoặc thiếu cho phía 110kV.
Ưu điểm: Số lượng và chủng loại máy biến áp ít, các máy biến áp 110kV có giá
thành hạ hơn giá máy biến áp 220kV. Vận hành đơn giản, linh hoạt đảm bảo cung
cấp điện liên tục.
Nhược điểm: Tổn thất công suất lớn khi STmin.
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
10
Hình 1.9 sơ đồ nối điện phương án 3
1.3.4 phương án 4
Ta dùng 2 bộ máy phát – máy biến áp 2 dây quấn phát công suất lên thanh góp cao
áp 220kV, dùng 2 bộ máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, làm nhiệm vụ
truyền tải công suất cho thanh góp trung áp 110kV
Ưu điểm : số lượng và chủng loại máy biến áp ít, vận hành linh hoạt đơn giản
Nhược điểm: giá thành máy biến áp 220kV cao hơn giá máy biến áp 110kV, nếu
một máy biến áp tự ngẫu hỏng thì máy còn lại làm việc trong tình trạng nặng nề, tổn
thất công suất lớn do phải truyền tải công suất 2 lần
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
11
HT
220kV
B1
TD
B2
F1
TD
B3
F2
110kV
B4
TD+ĐP
F3
TD+ĐP
F4
Hình 1.10 sơ đồ nối điện phương án 4
Kết luận :
Qua 4 phương án đã được đưa ra ở trên ta có nhận xét rằng 2 phương án 1 và 3
đơn giản và kinh tế hơn so với các phương án còn lại. Hơn nữa, nó vẫn đảm bảo cung
cấp điện liên tục; an toàn cho các phụ tải và thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật. Do đó ta
sẽ giữ lại phương án 1 và phương án 3 để tính toán kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn
được sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện
Nhận xét chương 1:
-Theo yêu cầu của nhà máy, ta chọn loại máy phát TBФ-50-3600 do CHLB Nga
chế tạo có công suất 50MW, công suất biểu kiến 62,5 MVA, điện áp đầu cực là
10,5kV
-Tính toán cân bằng công suất của nhà máy, ta có các số liệu sau
Phụ tải địa phương :
SUFmax = 10,47 MVA ; SUFmin = 9,42 MVA
Phụ tải trung áp :
STmax = 71,43 MVA ; STmin = 57,14 MVA
Phụ tải tự dùng :
STdmax = 17.07 MVA ; STdmin = 15,02 MVA
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
12
Phụ tải cấp điện áp cao áp:
SCmax= 79,167 MVA ; SCmin=66,67 MVA
Công suất phát vào hệ thống :
SVHTmax = 79,01 MVA; SVHTmin = 31,06 MVA
Nhà máy có đủ khả năng cung cấp công suất cho các phụ tải và phát về hệ thống
- Lựa chọn các phương án nối dây đảm bảo về mặt kỹ thuật , tiết kiệm đầu tư, đơn
giản trong vận hành , trong 4 phương án trên thì phương án 1 và phương án 3 đảm
bảo tốt nhất các yêu cầu , vì vậy chọn phương án 1 và phương án 3 để tính toán lựa
chọn ra phương án tối ưu
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
13
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
A. PHƯƠNG ÁN 1
2-1a. Chọn máy biến áp
-Chọn máy biến áp cho bộ máy phát – máy biến áp 2 dây quấn
Công suất MBA 2 dây quấn được chọn theo điều kiện Chọn MBA 2 cuộn dây B1, B4
Máy biến áp hai dây quấn B1, B4 được chọn theo điều kiện:
S B1dm S B 4 dm S Fdm
Các máy phát F1 và F4 có công suất phát định mức:
S F 1dm S F 4 dm S Fdm 62,5MVA
Do đó ta có thể chọn được MBA B1 có các thông số kĩ thuật:
Bảng 3.1 chọn máy biến áp B1
Loại
MBA
TДЦ
Sđm
MVA
80
ĐA cuộn dây, kV
C
H
242
10,5
Tổn thất, kW
P0
PN
80
320
UN%
I0%
11
0,6
MBA B4 có các thông số kĩ thuật:
Bảng 3.2 chọn máy biến áp B4
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
14
Loại
MBA
Sđm
MVA
TДЦ
80
ĐA cuộn dây, kV
C
H
121
Tổn thất, kW
P0
PN
70
310
10,5
UN%
I0%
10,5
0,55
- Chọn máy biến áp tự ngẫu: Chọn MBA tự ngẫu B2, B3
Máy biến áp tự ngẫu B2, B3 được chọn theo điều kiện:
1
S B 2 dm S B 3dm S F 2 dm
S B 2 dm S B 3dm
1
0,5
62,5 125MVA
Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu ba pha cho mỗi máy biến áp
B2, B3:
Bảng 2.3 chọn máy biến áp B2
Loại
MBA
Sđm
MVA
ATДЦ
TH
125
ĐA cuộn dây, kV
C
T
H
P0
230
121
11
75
Tổn thất, kW
PN
C-T
C-H
UN%
T-H
290 145 145
C-T
C-H
T-H
I0
%
11
31
19
0,6
2-1a.1 kiểm tra quá tải của các máy biến áp trong các trường hơp sự cố
Do công suất của may biến áp 2 cuộn dây đựoc chọn lớn hơn hoặc công suất phát của
máy phát nên không cần phải kiểm tra, ta chỉ kiểm tra máy biến áp tự ngẫu trong các
trường hợp sự cố
a. Sự cố hỏng 1 bộ MF-MBA bên trung tại thời điểm STmax
kiểm tra theo công thức : 2.kqtsc . .SdmTN STmax
STmax = 71,43 MVA
0,5
kqtsc 1, 4
SdmTN= 125MVA
2.1,4.0,5.125=175> 71,43
Vậy khi bộ máy phát- máy biến áp bên trung áp hỏng thì hai máy biến áp tự ngẫu vẫn
tải công suất lên thanh góp trung áp mà không bị quá tải
Để xác định công suất thiếu về Hệ thống cần phân bố công suất cho các MBA khi sự
cố
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
15
Phụ tải các phía của MBATN như sau:
+Công suất cuộn trung :
1
1
SCT= STmax .71, 43 35,72 MVA
2
2
+ Công suất cuộn hạ áp
1 UT max 1
1
1
SCH SdmF Sdp
Std max 62,5 10, 47 .17, 07 =53MVA
2
4
2
4
+ Công suất cuộn nối tiếp
SCC SCH SCT 53 35,72 17,28 MVA
Vậy cuộn hạ mang tải nặng nề nhất
Ta có Stt=0,5.125= 62,5 MVA
SCH
: SCC
Không có cuộn nào của máy biến áp bị quá tải
Công suất phát của máy biến áp B1:
Sbộ= SđmF -
1
1
Std max 62,5 .17,07 = 58,23 MVA
4
4
Công suất phát lên thanh góp cao áp
phat
STGC
Sbô 2.SCC =58,23+ 2*17,28=97,79 MVA
Thanh góp phía cao yêu cầu STGC= 151,03 MVA
Công suất thiếu
UT max
UTmax
Sthiêu ( SVHT
SUC
) ( Sbô 2SCC )
STGC= 151,03-97,79 =53,24 MVA < Sdự phòng= 100 MVA
Lượng công suất dự phòng của hệ thống đủ cung cấp cho thiếu hụt của nhà máy
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
16
Hình 2.1 sự cố hỏng bộ máy phát- máy biến áp bên trung áp
b. Sự cố hỏng 1 MBA tự ngẫu tại thời điểm STmax
kiểm tra điều kiện cho MBA tự ngẫu theo công thức
k qtsc . .S dmTN S Tm ax S bo
1,4*0,5*125 = 87,5 > 71,43 - 58,23=13,2
Vậy máy biến áp đã chọn thoả mãn . Để xác định công suất thiếu về HT cần tính
phân bố công suất cho các MBA khi có sự cố
Phụ tải các phía của MBA tự ngẫu
+ Công suất của cuộn trung áp
SCT STmax Sbô =71,43- 58,23=13,2 MVA
+ Công suất của cuộn hạ áp
1
1
UT max
SCH SdmF S dp
Std max 62,5 10, 47 .17, 07 =47,76 MVA
4
4
+ Công suất cuộn nối tiếp
SCC SCH SCT 47,76 13, 2 34,56 MVA
Vậy cuộn hạ mang tải nặng nề nhất
Ta có Stt=0,5.125= 62,5 MVA
SCH
: SCC
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
17
Không có cuộn nào của máy biến áp bị quá tải
Công suất được phát lên thanh góp cao áp trong trường hợp sự cố
phat
STGC
Sbô SCC = 58,23+34,56= 92,79 MVA
Thanh góp phía cao yêu cầu STGC= 151,03 MVA
Công suất thiếu
UT max
UTmax
Sthiêu ( SVHT
SUC
) ( Sbô SCC ) = 151,03 – 92,79 = 58,24 MVA < Sdự phòng
Lượng công suất dự phòng của hệ thống đủ cung cấp cho thiếu hụt của nhà máy
Hình 2. 2 sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu
. c. Sự cố hỏng 1 MBA tự ngẫu tại thời điểm STmin
kiểm tra điều kiện cho MBA tự ngẫu theo công thức
k qtsc . .S dmTN S T min S bo
1,4*0,5*125 = 87,5 > 57,14 - 58,23= -1,09 MVA ( công suất truyền từ bên trung áp
sang cao áp)
Vậy máy biến áp đã chọn thoả mãn . Để xác định công suất thiếu về HT cần tính
phân bố công suất cho các MBA khi có sự cố
Phụ tải các phía của MBA tự ngẫu
+ Công suất của cuộn trung áp
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
18
SCT ST min Sbô =57,14- 58,23= -1,09MVA
+ Công suất của cuộn hạ áp
1
1
UT min
SCH SdmF S dp
Std min 62,5 9, 42 .17,07 = 48,81 MVA
4
4
+ Công suất cuộn nối tiếp
SCC SCH SCT 48,81 1,09 49,9 MVA
Vậy cuộn nối tiếp mang tải nặng nề nhất
Ta có Stt=0,5.125= 62,5 MVA
SCH
; SCC
Không có cuộn nào của máy biến áp bị quá tải
Công suất được phát lên thanh góp cao áp trong trường hợp sự cố
phat
STGC
Sbô SCC = 58,23+49,9= 108,13 MVA
Thanh góp phía cao yêu cầu STGC= 118,41 MVA
Công suất thiếu
UT max
UTmax
Sthiêu ( SVHT
SUC
) ( Sbô SCC ) = 118,41- 108,13 = 10,28 MVA < Sdự phòng
Lượng công suất dự phòng của hệ thống đủ cung cấp cho thiếu hụt của nhà máy
Hình 2.3 sự cố hỏng máy biến áp tự ngẫu khi UTmin
2-1a.2. tính phân bố công suất cho máy biến áp
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
19
Đối với máy biến áp hai cuộn dây B1 và B4 .Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối
với bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây, ta cho phát hết công suất từ 0 - 24h
lên thanh góp, tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó công suất tải
qua mỗi máy biến áp bằng:
1
1
Sbô S F .dm Stdmax 62,5 .17,07 58, 23MVA
4
4
Đối với máy biến áp tự ngẫu B2 và B3
- Công suất qua cuộn dây điện áp cao được phân bố theo biểu thức sau :
SCC
1
STGC Sbô
2
- Công suất qua cuộn dây điện trung được phân bố theo biểu thức sau :
1
SCT SUT Sbô
2
- Công suất qua cuộn dây điện áp hạ được phân bố theo biểu thức sau :
SCH SCC SCT
Kết quả tính toán phân bố công suất cho các cuộn dây của B1, B2 được ghi trong
bảng 2.4 phân bố công suất cho máy biến áp
Thời gian, (h) 0-5
5-8
8-11
11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
Scc
38,51
30,09
30,09
26,00
49,97
46,40
49,97
38,51
Sct
3,03
-0,54
-0,54
3,03
3,03
6,60
3,03
3,03
Sch
41,54
29,55
29,55
29,03
53,00
53,00
53,00
41,54
Dấu “ - ” trước công suất của cuộn dây cao có nghĩa là chỉ chiều truyền tải công suất
từ cuộn trung áp sang cuộn cao áp
2-2a.tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp
Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai dây quấn B1 và B4
Do bộ máy biến áp – máy phát làm việc với phụ tải bằng phẳng trong suốt cả năm
Sb 58, 23MVA nên tổn thất điện năng trong mỗi máy biến áp hai cuộn dây có hai
cuộn dây phân chia điện áp thấp là:
2
S
A P0 .8760 PN . b .8760
S Bdm
Thay số ta có, tổn thất điện năng trong máy biến áp B1:
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
20
2
58, 23
AB1 80.8760 320.
.8760
80
AB1 2185941kWh 2186 MWh
Tổn thất điện năng trong máy biến áp B4:
2
58, 23
AB 4 70.8760 310.
.8760
80
AB 4 2051930kWh 2052 MWh
Vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp hai dây quấn là:
Ab AB 3 AB 4 2186 2052 4238MWh
Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc
Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc tính theo công thức:
S2
S2
S2
A P0 .T 365. PNC . 2iC PNT . 2iT PNH . 2iH .ti
S Bdm
S Bdm
S Bdm
trong đó:
PNC , PNT , PNH : tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây cao, trung, hạ
của máy biến áp tự ngẫu, kW
SiC , SiT , SiH : công suất qua cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp tự
ngẫu vận hành với thời gian ti trong ngày, MVA
Tổn thất ngắn mạch trong các cuộn dây
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn cao
C T PNC H PNT H
P 0,5. PN
2
2
145 145
PNC 0,5. 290
145kW
0,52 0,52
C
N
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn trung
PT H P C H
PNT 0,5. PNC T N2 N2
145 145
PNT 0,5. 290
145kW
0,52 0,52
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn hạ
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
21
P C H PT H
PNH 0,5. N2 N2 PNC T
145 145
PNH 0,5.
290 435kW
2
2
0,5 0,5
Bảng 2.5 tổn thất công suất trong máy biến áp
Thời gian, (h) 0-5
5-8
8-11
11-14
Scc
38,51
30,09
30,09
26,00
Sct
3,03
-0,54
-0,54
3,03
Sch
41,54
29,55
29,55
29,03
∆An (kWh) 309,39
98,14
98,14
89,43
Tổn thất điện năng ngắn mạch trong ngày:
14-17
17-20
20-22
22-24
49,97
46,40
49,97
38,51
3,03
6,60
3,03
3,03
53,00
53,00
53,00
41,54
304,40
295,77
202,93
123,76
AN 24 AiN 1521kWh
Tổn thất điện năng trong 1 năm của mỗi máy biến áp tự ngẫu:
AB 2 AB 3 75.8760 365.1521
AB 2 AB 3 1212514kWh 1212,5MWh
Tổn thất điện năng trong 1 năm của các máy biến áp liên lạc:
ATN AB 2 AB 3 2.1212,5 2425MWh
Tổng tổn thất điện năng của phương án 1
A1 Ab ATN 4238 2425 6663MWh
2-3a. Tính Dòng Điện Cưỡng Bức Của Các Mạch
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
22
2-3a.1. Mạch điện phía cao áp 220kV
Mạch điện phía cao áp 220kV có đường dây kép nối với hệ thống
S max
79, 01
I cb(1) VHT
0, 207 kA
3U C
3.220
Đường dây đơn cho phụ tải cao áp 220kV
Pmax
70
I cb(2)
0, 219 kA
3U .cos
3.220.0,84
Cuộn cao áp máy biến áp liên lạc trong chế độ bình thường
S max
49,97
I cb(3) bt CC
0,13 kA
3U
3.220
Cuộn cao áp máy biến áp liên lạc khi có sự cố máy biến áp bộ bên trung áp
S scbo
17, 28
I cb(3) scbo CC
0, 45kA
3U
3.220
Cuộn cao áp máy biến áp liên lạc khi có sự cố máy biến áp liên lạc tại thời điểm
UTmax
sctn
SCC
34,56
(3) sctn
I cb
0,091kA
3U
3.220
Cuộn cao áp máy biến áp liên lạc khi có sự cố máy biến áp liên lạc tại thời điểm UTmin
sctn
SCC
49,9
(3) sctn
I cb
0,131kA
3U
3.220
Bộ máy phát – máy phát điện:
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
23
S B1dm
62,5
1,05.
0,172kA
3U C
3.220
Vậy dòng cưỡng bức lớn nhất là I cb220 0, 207 kA
2-3a.2Các mạch phía điện áp trung 110kV
I cb(3) bo 1,05
Đường dây kép:
I cb(6)
S max
71, 43
0,375kA
3U T
3.110
Bộ máy phát - máy biến áp B4:
I cb(8) 1,05
S Fdm
62,5
1,05.
0,344 A
3U T
3.110
Trung áp máy biến áp liên lạc:
I cb(7)
max
SCT
6,6
0,035kA
3U T
3.110
Khi B4 sự cố, dòng cưỡng bức qua mạch 7 là:
I cb(7) scbo
scbo
SCT
35,72
0,187 kA
3U T
3.110
Khi B2 sự cố, , tại thời điểm UTmax dòng cưỡng bức qua mạch 7 là:
I
(7) sctn
cb
sctn
SCT
13, 2
0, 069kA
3U T
3.110
Khi B2 sự cố, , tại thời điểm UTmin dòng cưỡng bức qua mạch 7 là:
I
(7) sctn
cb
sctn
SCT
1, 09
0, 006kA
3U T
3.110
110
Vậy dòng cưỡng bức các mạch phía trung áp 110kV là I cb
0,375kA
2-3a.3Các mạch phía điện áp máy phát 10,5kV
Mạch máy phát:
I cb(4) 1,05.
S F 1dm
62,5
1,05.
3,61kA
3U F
3.10,5
10,5
Vậy dòng điện làm việc cưỡng bức phía điện áp máy phát là I cb
3,61kA
Vậy dòng cưỡng bức của 3 cấp điện áp là I cb220 0, 207kA ;
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
24
110
I cb
0,375kA
10,5
I cb
3,61kA
B.PHƯƠNG ÁN 2
2-1b. Chọn máy biến áp
Chọn máy biến áp cho bộ máy phát – máy biến áp 2 dây quấn
Công suất MBA 2 dây quấn được chọn theo điều kiện Chọn MBA 2 cuộn dây B3, B4
Máy biến áp hai dây quấn B3, B4 được chọn theo điều kiện:
S B 3dm S B 4 dm S Fdm
Các máy phát F3 và F4 có công suất phát định mức:
S F 3 dm S F 4 dm S Fdm 62,5MVA
Do đó ta có thể chọn được MBA B3, B4 có các thông số kĩ thuật:
Bảng 2.6 chọn máy biến áp B3
Loại
MBA
Sđm
MVA
TДЦ
80
ĐA cuộn dây, kV
C
H
121
10,5
Tổn thất, kW
P0
PN
70
310
UN%
I0%
10,5
0,55
- Chọn máy biến áp tự ngẫu: Chọn MBA tự ngẫu B1, B2
Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 được chọn theo điều kiện:
GVHD: Th.s. Phạm Ngọc Hùng
SVTH:Lương Văn Huy
25
