Thiết kế phần điện cho nhà máy điện và trạm biến áp
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (793.54 KB, 100 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
Công suất : 240MW
chơng 1
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 60 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:
S
MVA
Loại máy
75
TB-60-2
P
MW
U
kV
60
10,5
I
kA
Cos
Xd
Xd
X2
0,8
0.146
0.22
0,178
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:
P (t ) =
P%
.Pmax
100
S (t ) =
P (t )
Cos
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 cấp điện áp máy phát(địa phơng):
Uđm = 10,5 (kV);
P (t ) =
Pmax = 11 (MW);
P%
.Pmax
100
S (t ) =
Cos = 0,8
P (t )
Cos
Sau khi tính toán ta có bảng số liệu:
t(h)
Sinh viên thực hiện:
0--6
6--10
10--14
14--18
18--24
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
-1-
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
P%
P(MW)
S(MVA)
60
6,6
8,25
75
8,25
10,3125
100
11
13,75
95
10.45
13,0625
70
7,7
9,625
Đồ thị phụ tải địa phơng:
biểu đồ phụ tải phuơng
SUF(MVA)
15
10
SUF
5
0
6
10
14
18
24
+ Phụ tải trung áp:
Uđm = 110 (kV);
P (t ) =
Pmax = 130 (MW);
P%
.Pmax
100
S (t ) =
Cos = 0,8
P (t )
Cos
Kết quả tính toán cân bằng công suất ở phụ tải trung áp
Thời gian
P%
P(MW)
S(MVA)
0--4
70
91
112,5
4--10
100
130
162,5
10--14
90
117
146,25
14--18
80
104
130
18--24
75
97,5
121,875
Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung áp:
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
-2-
t
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
biểu đồ phụ tải trung áp 110kV
SUT(MVA)
SUT
50
0
4
10
14
24
18
t
+ Phụ tải toàn nhà máy(công suất phát của NMĐ theo thời gian)
Pmax= 240 (MW);
P (t ) =
cos = 0,8
P%
Pmax
100
S (t ) =
P (t )
Cos
Kết quả tính toán cân bằng công suất phụ tải toàn nhà máy
Thời gian
P%
P(MW)
S(MVA)
0--8
70
8--12
90
12--14
100
14--20
100
20--24
80
210
270
300
300
240
1.2.2. Phụ tải tự dùng:
Nhà máy nhiệt điện thiết kế có lợng điện tự dùng chiếm 8% công suất định mức của
toàn nhà máy.
Phụ tải tự dùng của nhà máy tại các thời điểm có thể tính theo biểu thức sau:
S td (t ) =
%
S (t )
S nm 0,4 + 0,6
100
S
nm
Trong đó:
Std(t): Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t
SNM : Công suất đặt của toàn nhà máy
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
-3-
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
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:
Thơì gian
0--8
S(t)
210
Std(t):
19,68
Đồ thị phụ tải tự dùng:
STD(MVA)
8--12
270
22,56
12--14
300
24
14--20
300
24
20--24
240
21,12
biểu đồ phụ tải tự dùng
25
24
STD
23
22
21
20
19
18
0
8
12
14
20
24
t
1.2.3. Công suất phát về hệ thống:
Công suất của nhà máy phát về hệ thống đợc tính theo công thức
SVHT(t) = Stnm(t) - (SUF(t) + SUT(t) + Std(t))
Sau khi tính toán ta có bảng kết quả:
18--20
Thời gian
0--4
4--6
6--8
8--10
10--12 12--14
14--18
300
SNM(t)
210
210
210
270
270
300
300
9,625
SUF(t)
8,25
8,25 10,3125 10,3125
13,75
13,75 13,0625
SUT(t)
112,5
162,5
162,5
162,5 146,25
146,25
130 121,875
24
STD(t)
19,68
19,68
19,68
22,56
22,56
24
24
144,5
SVHT(t)
69,57
19,57 17,5075 74,6275
87,44
116 132,9375
Đồ thị công suất phát về hệ thống
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
-4-
20--24
240
9,625
121,875
21,12
87,38
Đồ án tốt nghiệp
SVHT(MVA)
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
biểu đồ công suất phát về hệ thống
200
150
100
SVHT
50
0
4
6
8
10
12
14
20
18
t(h)
24
Đồ thị phụ tải tổng của toàn nhà máy
S(MVA)
400
300
SNM
200
SUT
100
SVHT
STD
SUF
0
4
6
8
10
12
14
18
20
24
Nhận xét chung :
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
-5-
t(h)
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
Phụ tải cấp điện áp trung chiếm phần lớn trong phụ tải nhà máy cao
điểm là các giờ từ 4h đến 10h sáng.
Nhà máy không có phụ tải cấp 220kV
Nhà máy có đủ khả năng cấp điện cho phụ tải , phần lớn còn lại thì phát
vào hệ thống qua trạm 220 kV.
Công suất dự trữ quay của hệ thống là
S d t q = 12% . S H T = 0,12. 2500 = 300 MVA
S d t q =S H T m a x = 300 MVA nh vậy sơ bộ ta có nhận xét khi nhà máy bị
sự cố hoặc ngừng để sửa chữa toàn bộ thì không ảnh h ởng đến hệ thống
vì hệ thống có khả năng huy động l ợng công suất dự phòng đủ cng cấp
cho lợng thiếu hụt .
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
-6-
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
chơng 2: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:
Smax = 13,75 (MVA)
Smin = 8,25 (MVA)
+ Phụ tải trung áp:
STmax = 162,5 (MVA)
STmin = 112,5 (MVA)
+ Công suất phát vào hệ thống:
SHTmax = 144,5 (MVA)
SHTmin = 17,5075 (MVA)
Theo đề ra ta nhận thấy:
+ Trung tính của cấp điện áp cao 220 (kV) và trung áp 110 (kV) đợc trực tiếp nối đất .lại có
:
Hệ số có lợi =
Uc Ut
Uc
=
220 110
=0,5
220
nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp.
+ Giả sử phụ tải địa phơng đợc trích điện từ đầu cực 2 máy phát, ta có
Suf max
13,75
.100%=
.100%=9,167%<15%.vậy phụ tải địa phơng đợc trích điện
2.Sdmf
2.75
từ đầu cực 2 máy phát không cần sửc dụng TGF
+ Do
St max 146,25
=
vậy có thể ghép một hoặc hai bộ: MFĐ-MBA hai dây quấn ở
112,5
St min
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 A1:
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
-7-
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
B2
B1
~
B4
B3
~
~
~
Phơng án I, phía cao áp thanh góp 220kV bố trí 2 máy biến áp tự ngẫu. Phía trung
áp thanh góp 110kV đợc nối với 2 bộ MFĐ-MBA ba pha hai dây quấn
Ưu điểm của phơng án:
- phụ tải bên T chỉ phải nhận rất ít lợng công suất từ MBATN
- chỉ sử dụng 2 loại máy biến áp thuận tiện trong vận hành bảo dỡng sửa
chữa.Công suất của MBATN bé
Nhợc điểm
- khi phụ tải bên trung min nếu cho bộ MF-MBA bên trung làm việc dịnh mức sẽ
có một phần công suất từ bên trung truyền qua cuộn trung của MBA tự ngẫu phát
lên hệ thống gây tổn thất qua 2 lần MBA.
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
-8-
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
2.1.2. Phơng án A2:Nh hình vẽ
~
~
~
~
Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp.
Nhợc điểm của phơng án là so với phơng án 1 thì MBA bộ B4 phải chọn với cấp điện áp
cao 220 (kV).
2.1.3. Phơng án B1:
Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp.
Nhợc điểm của phơng án là điện áp bên cao và bên trung không chênh nhau nhiều nên
việc sử dụng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc không có hiệu quả là bao .Trong khi đó bên
cao dùng 2 bộ MF-MBA là tốn kém ,số lợng máy biến áp nhiều.
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
-9-
Đồ án tốt nghiệp
~
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
~
~
~
Nhận xét:
-Ta phân tích so sánh các đặc điểm của từng PA(ở đây A1,A2 là p/a A còn B1 là
p/a B) để so sánh
- Số lợng và công suất tổng của cácMBA ở p/a A ít hơn p/a B.Hơn nũa p/a A có
số lợng MBA nối vào phía cao ít, số MC giảm => vốn đàu t cho MBA+TBPP của p/a A
giảm so với p/a B
- Nhợc điểm của p/a A là khi sự cố 1 TN không những mất CS của MFĐ nối
với nó mà việc chuyển tải CS thừa hoặc thiếu của phía điện áp trung bị han chế
.Trong TH này p/a B lại có u điểm hơn vì khi hỏng 1TN chỉ ảnh hởng đén CS truyền
tải giữa 2 cấp điện áp còn MF vẫn làm việc bình thờng.
-Về P A của p/a A bé hơn so với p/a B.Thờng p/a B chỉ hợp lýkhi công suất
của các MFĐ không lớn nhng điện áp phía cao ap lại rất lớn (400KV-500KV).
- Do phơng án 1và phơng án 2 có nhiều u điểm hơn. Vì vậy ta giữ lại hai phơng
án này để tính toán kinh tế, kỹ thuật từ đó chọn một phơng án tối u nhất cho nhà máy thiết
kế.
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 10 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện Công
suất 240MW
2.2. Chọn máy biến áp cho các phơng án:
2.2.1. Phơng án 1:
HT
ST
110 kV
220 kV
B1
B2
STD
B3
STD
F1 SUF/2
B4
STD
F2 SUF/2
STD
F3
F4
1. Chọn máy biến áp
- Máy biến áp liên lạc (B1, B2):
Công suất định mức của MBATN đợc chọn theo điều kiện sau:
SđmTN
1
SđmF
Trong đó:
SđmTN : công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu, MVA
SđmF : công suất định mức của máy phát nối với MBATN, MVA
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 11 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
: hệ số có lợi, =
U C U T 220 110
=
= 0,5
UC
220
Ta có:
SđmTN
1
.75 = 150 MVA
0,5
Chọn máy biến áp tự ngẫu ATTH 160 với Uđm = 220 kV
- Máy biến áp hai dây quấn (B3, B4):
Sđm2 SđmF
Trong đó:
Sđm2 : Công suất định mức của máy biến áp hai dây quấn, MVA
SđmF : Công suất định mức của máy phát nối với MBA trên, MVA
Ta có:
Sđm2 75 MVA
Chọn máy biến áp tự ngẫu T 80 với Uđm = 110 kV
Thông số của các máy biến áp:
Uđm , kV
Loại
Sđm
MBA
MVA C
T
80
ATTH 160
UN%
P0 PN , kW
kW
T
H
C-T
121 _
10,5 _
230 121 11
11
C-H T-H
10,5 _
32
20
C-T
70
85
_
380
I0%
C-
T-H
H
310 _
_
_
0,55
0,5
2. Tính dòng công suất phân phối cho các máy biến áp và các cuộn dây của
máy biến áp:
- MBA hai dây quấn (B3, B4) : vận hành với đồ thị phụ tải bằng phẳng.
Công suất trên máy biến áp hai dây quấn của bộ MFĐ-MBA 2 dây quấn bên phía
trung áp:
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 12 -
Đồ án tốt nghiệp
Sbo = SđmF -
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
1
1
STDmax = 75 - .24= 69 MVA
4
4
- MBA tự ngẫu (B1, B2) :
+ Công suất truyền qua phía cao:
SC(t) =
1
(SVHT(t) 2
S
bC
)
+ Công suất truyền qua phía trung:
ST(t) =
1
(SUT(t) 2
S
bT
)
+ Công suất qua phía hạ:
SH(t) = SC(t) + ST(t)
Trong đó:
S
S
bC
: tổng công suất của các bộ MFĐ-MBA 2 dây quấn bên cao áp.
bT
: tổng công suất của các bộ MFĐ-MBA 2 dây quấn bên trung.
Bảng phân bố công suất cho các máy biến áp:
Cấp
Loại MBA
MBA 2 dây
quấn
MBATN
điện
Công
áp, kV
suất
Thời gian
0-4
4-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
110/10
Sb
69
69
69
69
69
69
69
69
69
110
ST
34.785
9,785
8,75375
37,31375
43,72
58
66,46875
72,25
43,69
220
SC
-12,75
12,25
12,25
12,25
4,125
4,125
-4
-8.0625
-8.0625
10
SH
22,035
22,035
21
49,56
47,845
62,125
62,46875
64,1875
35,6275
3. Kiểm tra khả năng quá tải của MBA.
a. Khi làm việc bình thờng:
2. .kbt .SđmTN+2.Sbo SUTmax
2.0,5.1,05.160 + 2.69 162,5 .Tha món
b. Khi sự cố:
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 13 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
- Sự cố một bộ MFĐ-MBA bên trung áp (B3 hoặc B4) khi phụ tải trung áp đạt
cực đại SUTmax.
+ Khi đó 2 MBATN v b bờn trung cũn li phải đủ để cung cấp cho phụ tải
bên trung áp. Điều kiện kiểm tra quá tải :
2. .ksc .SđmTN + SbT SUTmax
Trong đó:
ksc : hệ số quá tải sự cố của máy biến áp, ksc = 1, 4
Ta có:
2.0,5.1,4.160+(75-6) = 293 MVA >162,5 MVA
Vậy với SđmTN = 160 MVA đã chọn thì thoả mãn điều kiện trên.
+ Phân bố công suất trong các cuộn dây của MBATN khi sự cố:
ST =
1
1
.(S UTmax S bT ) = (162,5 69) = 46,75 MVA
2
2
SH = SđmF
1
1
1
1
STD SUF = 75 .22,56 .10,3125 = 64,20375
4
2
4
2
MVA
SC = SH ST = 64,20375 - 46,75 = 17.45375 MVA
MBATN làm nhiệm vụ truyền tải công suất từ hạ lên cao và trung. Khi đó, công
suất trên cuộn hạ sẽ là lớn nhất. Kiểm tra điều kiện quá tải trên cuộn hạ:
.ksc .SđmTN SH
Ta có: 0,5 . 1,4 . 160 = 112 MVA 64,20375 MVA thoả mãn.
+ Công suất thiếu phát về hệ thống:
Sthiếu = SVHT 2.SC = 74,6275 2. 17.45375 = 39,72 MVA
Lợng công suất thiếu này nhỏ hơn lợng công suất dự trữ của hệ thống (SDT = 300
MVA) nên
MBATN đã chọn là thoả mãn.
- Sự cố một máy biến áp liên lạc (B1 hoặc B2) khi phụ tải điện áp trung cực
đại SUTmax.
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 14 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
Điều kiện kiểm tra quá tải :
.ksc .SđmTN + SbT SUTmax
1,4.0,5.160+2.69 = 250 >162,5 => Thỏa mãn
+ Phân bố công suất trong các cuộn dây của MBATN khi sự cố:
ST = SUTmax -2.Sb = 162,5 2.69= 24,5 MVA
SH = SđmF
1
1
1
1
STD SUF = 75 .22,56 .10,3125 = 64,2375 MVA
4
2
4
2
SC = SH - ST = 64,2375 24,5 = 39,7 MVA
Do công suất trên cuộn hạ là lớn nhất, nên kiểm tra quá tải trên cuộn hạ:
.ksc .SđmTN SH
Ta có: 0,5 . 1,4 . 160 = 112 MVA 64,2375 MVA thoả mãn.
+ Công suất thiếu phát về hệ thống:
Sthiếu = SVHT SC = 74,6275 24,5 = 50,1275 MVA
Lợng công suất thiếu này nhỏ hơn lợng công suất dự trữ của hệ thống (SDT = 300
MVA) nên MBATN đã chọn là thoả mãn.
- Sự cố một máy biến áp liên lạc (B1 hoặc B2) khi phụ tải điện áp trung cực
đại SUTmin.
+ Phân bố công suất trong các cuộn dây của MBATN khi sự cố:
ST = SUTmin -2.Sb = 112,5 2.69 = - 25,5 MVA
SH = SđmF
1
1
1
1
STD SUF = 75 .19,68 .8,25 = 65,955 MVA
4
2
4
2
SC = SH - ST = 65,955 + 25,5 = 91,455 MVA
Do công suất trên cuộn nối tiếp là lớn nhất, nên kiểm tra quá tải trên cuộn nối
tiếp
.ksc .SđmTN SNT = ( ST + SH ) =0,5(25,5+65,955) = 45,7275 MVA
Ta có: 0,5 . 1,4 . 160 = 112 MVA 45,7275 MVA thoả mãn.
4. Tính tổn thất điện năng trong MBA.
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 15 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
- Tổn thất trong MBA bao gồm 2 thành phần:
+ Tổn thất trong lõi thép của MBA, không phụ thuộc vào công suất của phụ tải
MBA và đợc tính bằng tổn thất không tải của nó.
+ Tổn thất trong các cuộn dây của MBA, phụ thuộc vào công suất của phụ tải
MBA.
- Tổn thất điện năng trong MBA đợc tính theo công thức sau:
+ MBA 2 dây quấn:
2
S
A = P0 .T + PN b ữ .T
S dm
Trong đó:
A : tổn thất điện năng trong MBA.
P0 , PN : tổn thất công suất không tải và tổn thất ngắn mạch.
Sb : công suất truyền tải qua MBA.
Sđm : công suất định mức của MBA.
+ MBA tự ngẫu:
A = P0 .T +
365
2
PNC .S 2iC + PNT .S iT
+ PNH .S 2iH .t i
2
S dm
(
)
Trong đó:
A : tổn thất điện năng trong MBA.
PNC , PNT , PNH : tổn thất công suất ngắn mạch trong các cuộn dây.
SiC , SiT, SiH : công suất qua cuộn cao, trung, hạ trong thời gian ti.
T: thời gian sử dụng công suất cực đại, T = 8760h.
- Tính toán tổn thất điện năng trong các MBA theo các công thức trên đợc:
+ Trong mỗi máy biến áp 2 dây quấn:
2
69
A = 70.8760 + 310. ữ .8760 = 26633,35 MWh
80
+ Trong mỗi MBATN:
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 16 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
Tính tổn thất công suất ngắn mạch PNC , PNT , PNH :
PNC = 0,5 . ( PN(C T ) +
PN(C H) PN(T H )
)
2
2
PNT = 0,5 . ( PN(C T ) +
PN(T H) PN(C H)
)
2
2
PNH = 0,5 . (
PN (C H) PN (T H)
+
PN(C T ) )
2
2
1
1
Trong đó: PN (C H) = PN (T H) = PN(C T ) = .380 = 190kW
2
2
Thay số vào ta đợc:
PNC = 0,5 . ( 380 +
190 190
) = 190 kW
0,52 0,52
PNT = 0,5 . ( 380 +
190 190
) = 190 kW
0,52 0,52
PNH = 0,5 . (
190 190
+
380) = 570 kW
0,52 0,52
Ta có:
190 2
190
S .t
(34,7852.4 + 9,7852.2 + 8,753752.2 + 37,313752.2 + 43,722.2 + 582.2
2 iC i =
160
1602
+ 66,468752.4 + 72,252.2 + 37,36843, 692.4 )=402,77
190 2
190
S .t
(12,752.4 + 3.12,252.2 +2. 4,1252.2 + 42.4 +8,06252.6 )
2 iT i =
160
1602
=15,3835
570 2
570
S .t
2 iH i =
160
1602
(2. 22,0352.6 + 212.2 + 49,562.2 + 47,8452.2 + 62,1252.2 +
62,468752.4 + 64,18752.2 + 35,62752.4 )=1111,6
Vậy tổn thất điện năng trên MBATN bằng:
A
= 8760.85.0,001+ 365(402,77 +15,3835 +1111,6) =1302.96 MWh
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 17 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
- Tổn thất điện năng của cả phơng án 1 bằng:
A1 = AB1 + AB2 + AB3 + AB4 (2.1302,96 + 2. 26633,35) =7872,62 MWh
5. Tính dòng điện cỡng bức của các mạch phía điện áp cao, trung và hạ.
HT
220 kV
(1)
(2)
110 kV (6)
(4)
(5)
ST
(3)
- Phía điện áp cao 220 kV:
+ Mạch đờng dây: Dòng điện cỡng bức của mạch đờng dây đợc xác định theo
điều kiện sự cố 1 đờng dây.
Icb(1) =
S VHT max
3.U dm
=
144,5
= 0,657 kA
3.220
+ Mạch MBATN: Dòng điện làm việc cỡng bức đợc xác định theo dòng công suất
lớn nhất chạy qua phía cao của MBATN trong cả 2 trờng hợp bình thờng và sự cố.
Icb(2) =
S Cmax
3.U dm
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 18 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
Khi làm việc bình thờng: SCmax = 72,25 MVA
Khi sự cố 1 bộ bên trung áp tại thời điểm SUTmax : SC = 19,025 MVA
Khi sự cố 1 MBATN tại thời điểm SUTmax : SC = 39,7 MVA
Khi sự cố 1 MBATN tại thời điểm SUTmin : SC = 91,455 MVA
Vậy ta có:
Scb(2) =
91,455
= 0,24 kA
3.220
Dòng điện cỡng bức lớn nhất bên phía cao áp là:
Scb(220) = max { I cb(1) , I cb(2) } = 0,657 kA
- Phía điện áp trung 110 kV:
+ Mạch đờng dây: Phụ tải điện áp trung đợc cấp điện bằng 1 đờng dây kép và 4 đờng dây đơn nên dòng điện cỡng bức lớn nhất đợc xác định trong trờng hợp sự cố đờng dây kép. Khi đó phụ tải điện áp trung đợc lấy từ thanh góp 110kV qua 6đờng
dây đơn.
Scb(6) = 2.
S UT max
162,5
= 2.
= 0,284kA
6. 3.U dm
6. 3.110
+ Mạch MBA 2 cuộn dây: Dòng điện làm việc cỡng bức đợc xác định theo dòng
điện cỡng bức của máy phát điện.
Icb(5) = 1,05.
S dmF
75
= 1,05.
= 0,413 kA
3.U dm
3.110
+ Mạch MBATN: Dòng điện cỡng bức đợc xác định theo dòng công suất lớn nhất
truyền qua MBATN sang bên trung áp.
Khi làm việc bình thờng: STmax = 12,75 MVA
Khi sự cố 1 bộ bên trung áp tại thời điểm SUTmax : STmax = 46,75 MVA
Khi sự cố 1 MBATN tại thời điểm SUTmax : STmax = 24,5 MVA
Khi sự cố 1 MBATN tại thời điểm SUTmin : STmax = 25,5 MVA
Icb(4) =
ST
46,75
=
= 0,245 kA
3.U dm
3.110
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 19 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
Dòng điện cỡng bức lớn nhất bên phía trung áp là:
Scb(110) = max { I cb(4) , I cb(5) , I cb(6) } = 0,413 kA
- Phía điện áp máy phát:
Dòng điện cỡng bức đợc xác định theo công suất của máy phát điện.
S dmF
75
= 1, 05.
= 4,330 kA
3.U dmF
3.10,5
Icb(3) = 1,05.
Ta có bảng tổng kết:
Cấp điện áp , kV
Icb , kA
220
0,657
110
0,413
10
4,330
2.2.2. Phơng án 2:
HT
ST
110 kV
220 kV
B1
B2
STD
B3
STD
F1
B4
STD
F2 SUF/2
STD
F3 SUF/2
F4
1. Chọn máy biến áp:
- Máy biến áp liên lạc (B2, B3):
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 20 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
Công suất định mức của MBATN đợc chọn theo điều kiện sau:
SđmTN
1
SđmF
Trong đó:
SđmTN : công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu, MVA
SđmF : công suất định mức của máy phát nối với MBATN, MVA
: hệ số có lợi, =
U C U T 220 110
=
= 0,5
UC
220
Ta có:
SđmTN
1
.75 = 150 MVA
0,5
Chọn máy biến áp tự ngẫu ATTH - 160
- Máy biến áp hai dây quấn (B1) bên điện áp cao :
Sđm2 SđmF
Trong đó:
Sđm2 : Công suất định mức của máy biến áp hai dây quấn, MVA
SđmF : Công suất định mức của máy phát nối với MBA trên, MVA
Ta có:
Sđm2 75 MVA
Chọn máy biến áp 2 dây quấn T 80 với Uđm = 220 kV
- Máy biến áp hai dây quấn (B4) bên phía điện áp trung : Sđm2 SđmF
Trong đó:
Sđm2 : Công suất định mức của máy biến áp hai dây quấn, MVA
SđmF : Công suất định mức của máy phát nối với MBA trên, MVA
Ta có:
Sđm2 75 MVA
Chọn máy biến áp 2 dây quấn T 80 với Uđm = 110 kV
Thông số của các máy biến áp:
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 21 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
Uđm , KV
UN%
PN , kW
P0
Loại
Sđm
MBA
T
T
ATTH
MVA
80
80
160
C
T
121 _
242 _
230 121
H
C-T
10,5 _
10,5 _
11
11
C-H T-H
10,5 _
11
32
_
20
C-T
_
K
70
80
85
_
380
I0%
C-H T-H
310 _
320 _
_
_
0,55
0,6
0,5
2. Tính dòng công suất phân phối cho các máy biến áp và các cuộn dây của
máy biến áp:
- MBA hai dây quấn (B1, B4): vận hành với đồ thị phụ tải bằng phẳng.
Công suất trên máy biến áp hai dây quấn của bộ MFĐ-MBA 2 dây quấn bên phía
trung áp và cao áp :
1
1
STDmax = 75 - .24 = 69 MVA
4
4
Sb = SđmF -
- MBA tự ngẫu (B2, B3):
SC =
1
(SVHT 2
S
+ Công suất truyền qua phía trung: ST =
1
(SUT 2
S
+ Công suất truyền qua phía cao:
+ Công suất qua phía hạ:
bC
bT
)
)
SH = SC + ST
Trong đó:
S
S
bC
: tổng công suất của các bộ MFĐ-MBA 2 dây quấn bên cao áp.
bT
: tổng công suất của các bộ MFĐ-MBA 2 dây quấn bên trung.
Bảng phân bố công suất cho các máy biến áp:
Loại MBA
MBA 2 dây
quấn
Cấp điện áp, kV
110/10
Công suất
Sb
Sinh viên thực hiện:
Thời gian
0-4
4-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
69
69
69
69
69
69
69
69
69
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 22 -
Đồ án tốt nghiệp
MBA 2 dây
quấn
MBATN
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
220/10
Sb
69
69
69
69
69
69
69
69
69
110
ST
21,75
46,75
46,75
46,75
38,625
38,625
30,5
26,4375
26,4375
220
SC
0,285
-24,715
-25,74625
2,81375
9,22
23,5
31,96875
37,75
9,19
10
SH
22
22
21
49,56375
47,875
62,125
62,46875
64,1875
35,6275
3. Kiểm tra khả năng quá tải của MBA.
a. Khi làm việc bình thờng:
Công suất định mức của các MBA đợc chọn theo điều kiện công suất cực đại nên
không cần kiểm tra khả năng quá tải của MBA khi làm việc bình thờng.
b. Khi sự cố:
- Sự cố bộ MFĐ-MBA bên trung áp (B4) khi phụ tải trung áp đạt cực đại
SUTmax .
+ Điều kiện kiểm tra quá tải :
2. .ksc .SđmTN SUTmax
2.0,5.1.4.160 = 224 162,5 MVA
Ta có:
Vậy với SđmTN = 160 MVA đã chọn thì thoả mãn điều kiện trên.
+ Phân bố công suất trong các cuộn dây của MBATN khi sự cố:
ST =
1
1
S UTmax = .162,5 = 81,25 MVA
2
2
SH = SđmF
S TD
S
22,56
10,3125
UF = 75
= 64,20375 MVA
4
2
4
2
SC = SH ST = 64,20375 81,25 = 17,04625 MVA
MBATN làm nhiệm vụ truyền tải công suất từ hạ và cao sang trung. Khi đó, công
suất trên cuộn chung sẽ là lớn nhất. Kiểm tra điều kiện quá tải trên cuộn chung:
.ksc .SđmTN Sch = SC + SH
Ta có: 0,5 . 1,4 . 160 = 112 MVA 0,5.17,04625 + 64,20375 = 72,727 MVA
Vậy với SđmTN = 160 MVA đã chọn thì thoả mãn điều kiện trên.
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 23 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
+ Công suất thiếu phát về hệ thống:
Sthiếu = SVHT ( SbC 2.SC) = 74,6275 ( 69 2.17,04625) = 39,72 MVA
Lợng công suất thiếu này nhỏ hơn lợng công suất dự trữ của hệ thống (SDT = 300
MVA) nên MBATN đã chọn là thoả mãn.
- Sự cố một máy biến áp liên lạc (B1 hoặc B2) khi phụ tải điện áp trung cực
đại SUTmax .
+ Điều kiện kiểm tra quá tải :
.ksc .SđmTN +SbT SUTmax
Ta có:0,5.1,4.160 +69 =181 162,5 MVA
Vậy với SđmTN = 160 MVA đã chọn thì thoả mãn điều kiện trên.
+ Phân bố công suất trong các cuộn dây của MBATN khi sự cố:
ST = SUTmax SbT = 162,5 69 = 93, 5 MVA
SH = SđmF
S TD
S
22,56
10,3125
UF = 75
= 64,20375 MVA
4
2
4
2
SC = SH ST = 64,20375 93, 5 = -29,65625 MVA
MBATN làm nhiệm vụ truyền tải công suất từ hạ và cao sang trung. Khi đó, công
suất trên cuộn chung sẽ là lớn nhất. Kiểm tra điều kiện quá tải trên cuộn chung:
.ksc .SđmTN Sch = SC + SH
Ta có: 0,5 . 1,4 . 160 = 112 MVA 0,5. 29,65625 +64,20375 = 78,671875 MVA
+ Công suất thiếu phát về hệ thống:
Sthiếu = SVHT ( SbC - SC) = 74,6275 ( 69 29,65625) = 35,28 MVA
Lợng công suất thiếu này nhỏ hơn lợng công suất dự trữ của hệ thống (SDT = 300
MVA) nên MBATN đã chọn là thoả mãn.
4. Tính tổn thất điện năng trong MBA.
- Tính toán tổn thất điện năng trong các MBA tơng tự nh trong phơng án 1 ta đợc:
+ Trong máy biến áp 2 dây quấn phía trung áp:
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 24 -
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện
2
69
A = 70.8760 + 310. ữ .8760 = 2633,35 MWh
80
+ Trong máy biến áp 2 dây quấn phía cao áp:
2
69
A = 80.8760 + 320. ữ .8760 = 2786,12 MWh
80
+ Trong mỗi MBATN:tính toán tơng tự ta có
A = P0 .T +
365
2
PNC .S 2iC + PNT .S iT
+ PNH .S 2iH .t i
2
S dm
(
)
Tổn thất công suất ngắn mạch PNC , PNT , PNH :
PNC = PNT = 190 kW
PNH = 570 kW
Ta có:
190 2
190
S .t
(21,752.4 + 3.46,752.2 + 2.38,6252.2 + 30,52.4 + 26,43752.6 )
2 iT i =
160
1602
=214,4
190 2
190
S .t
(0,2852.4 + 24,7152.2 +25,746252.2 +2,813752.2 + 9,222.2 +
2 iC i =
160
1602
+ 23,52.2 + 31,968752.4 + 37,752.2 + 9,192.4 ) = 82,487
570 2
570
2
2
2
2
2
S .t
2 iH i =
2 (22 .6+ 21 .2 + 49,56375 .2 + 47,845 .2 + 62,125 .2 +
160
160
+ 62,468752.2 + 64,18752.4 + 35,62752.4 ) = 1111,57
Vậy tổn thất điện năng trên MBATN bằng:
A = 8760.85+365(214,4+82,487+1111,57)=1258,68 MWh
Tổn thất điện năng của cả phơng án 2 bằng:
A2 = AB1 + AB2 + AB3 + AB4 =2. 1258,68 +2633,35+2786,12 = 7936,83
MWh
5. Tính dòng điện cỡng bức của các mạch phía điện áp cao, trung và hạ.
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Duy Tùng HTĐ2 K48
- 25 -
