Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện gồm 5 tổ máy, công suất mỗi tổ là 60 MW cấp điện cho phụ tải địa phương 10KV, phụ tải điện áp trung 110KV và phát vào hệ thống 220KV
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.97 MB, 79 trang )
Thiết kế nhà máy điện
-1-
-Ngô Văn Sơn-
MỞ ĐẦU
Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành điện giữ
một vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong cuộc sống điện
rất cần cho sinh hoạt và phục vụ sản xuất. Với sự phát triển của xã hội đòi hỏi phải có
thêm nhiều nhà máy điện mới đủ để cung cấp điện năng cho phụ tải.
Xuất phát từ thực tế và sau khi học xong chương trình của môn Nhà máy điện, em
được giao nhiệm vụ thiết kế Nhà máy điện gồm nội dung sau:
Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện gồm 5 tổ máy, công suất mỗi tổ là 60 MW
cấp điện cho phụ tải địa phương 10KV, phụ tải điện áp trung 110KV và phát vào hệ
thống 220KV.
Sau thời gian làm đồ án với sự lỗ lực của bản thân, được sự giúp đỡ tận tình của thầy
giáo Trương Ngọc Minh và các bạn trong lớp đến nay em đã hoàn thành đồ án.Do thời
gian có hạn, kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót.
Vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý bổ sung của các thầy cô giáo để đồ án của em
hoàn thiện hơn.
Em xin gửi tới thầy giáo hướng dẫn cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn lời cảm
ơn chân thành nhất!
Sinh viên thực hiện
Ngô Văn Sơn
Thiết kế nhà máy điện
-2-
-Ngô Văn Sơn-
MỞ ĐẦU............................................................................................................................1
..............................................................................................................................................3
..............................................................................................................................................3
CHƯƠNG I.........................................................................................................................3
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT..................................................3
I Chọn máy phát điện ......................................................................................................4
II Tính toán phụ tải và cân bằng công suất .....................................................................4
CHƯƠNG II......................................................................................................................11
CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN.....................................................11
I Lựa chọn các phương án .............................................................................................11
II Chọn phương án.........................................................................................................11
III Chọn máy biến áp ....................................................................................................16
IV Tính toán chi tiết cho từng phương án .....................................................................16
V Tính tổng tổn thất công suất và điện năng ................................................................24
VI Tính dòng điện làm việc và dòng điện cưỡng bức ...................................................26
CHƯƠNG III....................................................................................................................30
TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH ...................................................................30
CHƯƠNG IV....................................................................................................................53
SO SÁNH KINH TẾ - KĨ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU...............................53
VII Chọn máy cắt điện ..................................................................................................53
VIII Chọn sơ đồ thanh ghóp..........................................................................................54
IX Tính toán kinh tế.......................................................................................................54
X Phương án I................................................................................................................55
XI Phương án II.............................................................................................................57
CHƯƠNG V.....................................................................................................................58
CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ THANH DẪN......................................................................58
XII Chọn thanh dẫn .......................................................................................................58
I Chọn cáp và kháng điện đường dây...........................................................................71
............................................................................................................................................76
CHƯƠNG VI....................................................................................................................76
SƠ ĐỒ TỰ DÙNG VÀ MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG ......................................................76
XIII Sơ đồ nối điện tự dùng ..........................................................................................76
XIV Chọn máy biến áp tự dùng ....................................................................................76
Thiết kế nhà máy điện
-3-
-Ngô Văn Sơn-
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
.
Điện năng có vai trò quan trọng trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất
nước . Số lượng hộ dùng điện và tiêu thụ điện năng ngày càng nhiều . Do vậy , để đảm
bảo cung cấp điện và các chỉ tiêu kinh tế người ta sử dụng phương pháp thống kê lập đồ
thị phụ tải từ đó lựa chọn phương thức vận hành , sơ đồ nối điện hợp lý .
Trong nhiệm vụ thiết kế người ta thường cho đồ thị phụ tải hàng ngày ở các cấp điện
áp và hệ số công suất của phụ tải tương ứng , cũng có khi cho đồ thị phụ tải hàng ngày
của toàn nhà máy . Dựa vào đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp mà xây dựng đồ thị phụ tải
tổng của toàn nhà máy , ngoài phần phụ tải của hộ tiêu thụ ở các cấp điện áp , phụ tải
phát về hệ thống còn có phụ tải tự dùng của nhà máy . Công suất tự dùng của nhà máy
phụ thuộc vào nhiều yếu tố : dạng nhiên liệu , áp lực hơi ban đầu , loại tua bin và công
suất của chúng loại truyền động đối với máy bơm cung cấp chiếm khoảng 5 – 8 % tổng
điện năng phát ra.
Đồ thị phụ tải tổng hợp của toàn nhà máy thường vẽ theo công suất biểu kiến S
( MVA) để có độ chính xác vì hệ số công suất ở các cấp điện áp thường khác nhau . Như
vậy dựa vào đồ thị phụ tải các cấp điện áp tiến hành tính toán phụ tải và cân bằng công
suất toàn nhà máy theo thời gian hàng ngày .
Thiết kế nhà máy điện
I
-Ngô Văn Sơn-
-4-
Chọn máy phát điện .
Nhà máy nhiệt điện gồm 5 tổ máy công suất của mỗi máy là 60 MW.
Chọn máy phát điện tua bin hơi đồng bộ có các thông số sau :
Loại
máy phát
TB φ -60-2
Thông số định mức
n
S
P
v/ph
MVA MW
3000
75
60
U
KV
10,5
cos ϕ
I
KA
4,125
0,8
Điện kháng tương đối
X’’d
X’d
Xd
0,146
0,22
1,691
II
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất .
Ta xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp :
P(t)
P(t)
P(t)% =
.100
, S(t) =
Pmax
cosϕ
Trong đó :
S : Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t .
P : Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t .
cos ϕ : Hệ số công suất phụ tải .
1. Phụ tải điện áp máy phát . ( phụ tải dịa phương )
Uđm = 10 KV , Pmax = 12 MW , cosϕ = 0,8
Áp dụng công thức tính ở trên ta có bảng phụ tải :
t ( h)
Công suất
P (%)
P(t)( MW)
S(t) ( MVA)
0-7
75
9
11,25
Đồ thị phu tải địa phương :
7-12
12-15
100
12
15
85
10,2
12,75
15-20
90
10,8
13,5
20-24
80
9,6
12
Thiết kế nhà máy điện
-Ngô Văn Sơn-
-5-
Sdf(WMA)
15
10
5
7
12 15
t(h)
20 24
2. Phụ tải điện áp trung
Uđm = 110 KV , Pmax = 120 MW, cosϕ = 0.87
Gồm 1®êng d©y kÐp x40 MW , 2 ®êng d©y ®¬n x 40 MW
Áp dụng công thức tính ở trên ta có bảng phụ tải :
t ( h)
Công suất
P (%)
P(t)( MW)
S(t) ( MVA)
0-7
Đồ thị phụ tải trung áp.
7-12
90
108
124
12-15
100
120
138
15-20
85
102
117
90
108
124
20-24
70
84
97
Thiết kế nhà máy điện
-Ngô Văn Sơn-
-6S (WMA)
df
140
120
100
90
80
60
40
20
15
12
7
20
24
t(h)
3. Phụ tải toàn nhà máy .
PNM = 300 MW
Cos ϕ = 0,8
Áp dụng công thức :
P (t) =
t ( h)
Công suất
P (%)
P(t)( MW)
S(t) ( MVA)
P%( t )
.Pmax ;
100
0-8
75
270
281,25
Đồ thị phụ tải toàn nhà máy :
S (t) =
P( t )
.
Cosϕ
8-11
95
300
356,25
11-14
85
255
318,75
14-20
100
270
375
20-24
70
210
337,5
Thiết kế nhà máy điện
-Ngô Văn Sơn-
-7-
Std(WMA)
40
35
30
25
20
15
10
5
8 11 14
20
24
t(h)
4. Công suất tự dùng.
Phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện được xác định theo công thức sau:
S td (t) = α . S NMmax. ( 0,4 + 0,6.
S NM ( t )
)
S NM max
Trong đó :
Std (t) : Phụ tải dùng điện tại thời điểm t
SNmmax : công suất của toàn nhà máy SNMmax = 375 MVA
SNM(t) : Công suất nhà máy phát ra ở thời điểm t
α
: Số phần trăm lượng điện tự dùng α =5,5%
t ( h)
Công suất
S(t) ( MVA)
Std (t) (MVA)
0-8
8.-11
281,25
17,53
11.-14
356,25
20,00
14-20
318,75
18,77
375
20,63
20-24
337,5
19,39
Thiết kế nhà máy điện
-Ngô Văn Sơn-
-8-
Đồ thị phụ tải tự dùng :
Std(WMA)
40
35
30
25
20
15
10
5
8 11 14
20
24
t(h)
5. Cân bằng công suất toàn nhà máy và công suất phát vào hệ thống.
Ta xác định công suất của toàn nhà máy theo công thức sau :
SNM(t) = Sđf (t) + ST (t) + Std (t) + SHT (t)
Công suất phát vào hệ thống là :
SHT (t) = SNM (t) – [Sđf (t) + ST (t) + Std (t)]
Từ các công thức trên ta có bảng tính cân bằng công suất toàn nhà máy và công suất
phát vào hệ thống .
t ( h)
Công suất
SNM(t)
Sdf ( t )
ST(t)
Std(t)
SHT
0-7
7 -8
281,25
11,25
124
17,53
128,47
281,25
15
138
17,53
110,72
Đồ thị phụ tải tổng hợp :
8.-11
356,25
15
138
20,00
183,25
11.-12
318,75
15
138
18,77
146,98
12.-14
138,75
12,75
117
18,77
170,23
14 - 15
375
12,75
117
20,63
224,62
15-20
375
13,5
124
20,63
216,87
20.-24
337,5
12
97
19,39
209,11
Thiết kế nhà máy điện
-9-
-Ngô Văn Sơn-
S (WMA)
400
350
S (t)
NM
300
250
SHT
(t)
200
150
100
50
78 11 1415 20
12
ST(t)
Std(t)
Sdf(t)
24 t(h)
Nhận xét .
- Ta thấy nhà máy thiết kế có công suất lớn nhất là SNMmax = 375 MVA
So với công suất tổng của hệ thống ( không kể nhà máy thiết kế ) SHT = 3200 MVA thì
nhà máy thiết kế chiếm 11,72 % công suất của hệ thống.
- Công suất phát vào hệ thống là :
Max = 224,62MWA tõ 14-15
Min = 110,72 MWA tõ 7 -.8
- Phụ tải trung áp
STmax = 138 MWA tõ 8-12h chiÕm 36,8 % c«ng suÊt nhµ m¸y
STmin = 97 MVA từ 20- 24 h chiếm 25,87 % công suất nhà máy .
-Thiết
Nhà máy
điệnmáy
thiết điện
kế ngoài việc cung cấp điện cho các phụ tải ở-Ngô
các cấp
điện
áp và tự
kế nhà
Văn
Sơn-10dùng còn phát về hệ thống một lượng công
suất đáng kể (lớn hơn lượng dự trữ công
suất quay của hệ thống = 160 MVA ) nên có ảnh hưởng rất lớn đến độ ổn định động của
hệ thống.
Nhà máy được thiết kế cung cấp cho phụ tải điện trung áp 110 KV và phát công suất lên
hệ thống 220 KV do đó sử dụng máy biến áp tự ngẫu ( ở cấp điện áp này có trung tính nối
đất trực tiếp ).
- Phụ tải địa phương có
Sđfmax = 15 MVA
Sđfmin = 11,25 MWA
Ta có công suất địa phương chỉ chiếm 5,83 % công suất định mức .
S dfm
15
.100% =
.100% = 10 % < 15 % nên ta không cần dùng
Có :
2.S dmf
2 × 75
thanh góp điện áp máy phát.
Khả năng phát triển nhà máy điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vị trí nhà máy , địa
bàn , nguồn nguyên liệu nhưng về phần điện thì vẫn có khả năng phát triển phụ tải theo
các cấp điện áp sẵn có .
Thiết kế nhà máy điện
-11-
-Ngô Văn Sơn-
CHƯƠNG II
CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN
I Lựa chọn các phương án .
Sơ đồ nối điện chính .
Thiết bị , máy phát điện , máy biến áp .... được nối với nhau theo sơ đồ nhất định gọi là
sơ đồ nối điện chính . Sơ đồ nối điện phụ thuộc vào số nguồn , số phụ tải , công suất của
nguồn , công suất phụ tải , phụ tải phụ thuộc vào tính chất của hộ tiêu thụ và phụ thuộc
vào khả năng đầu tư . Sơ đồ nối điện phải thoả mãn điều kiện .
- Về kỹ thuật
Đảm bảo an toàn cung cấp điện theo yêu cầu .
Đảm bào an toàn cho người và thiết bị .
- Về kinh tế
Vốn đầu tư ít .
Dễ vận hành thay thế , lắp đặt, sửa chữa
Có khả năng phát triển về sau .
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế
nhà máy điện .Các phương án đưa ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu
thụ và phải khác nhau về cách ghép nối máy biến áp với các cấp điện áp về số lượng và
dung lượng của máy biến áp về số lượng máy phát điện nối vào thanh ghóp điện áp máy
phát , số máy phát điện ghép với bộ máy biến áp
Công suất mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp không lớn hơn dự trữ quay của hệ thống
Phụ tải điện áp máy phát lấy rẽ nhánh từ các bộ máy phát và máy biến áp với công suất
không qua 15 % công suất của bộ máy phát – máy biến áp .
Không nối hai bộ máy phát điện với một máy biến áp vì công suất của một bộ như vậy
sẽ lớn hơn dự trữ quay của hệ thống
Cả phiá cao áp và trung áp đều có trung tính nối đất trực tiếp nên ta sử dụng máy biến
áp tự ngẫu để liên lạc .
Từ những yêu cầu trên ta có các phương án sau :
II Chọn phương án
1
Phương án I .
Thiết kế nhà máy điện
-12-
-Ngô Văn Sơn-
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 va một máy phát hai cuộn dây nối lên
thanh góp 220kV. 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.
Thiết kế nhà máy điện
2
-13-
-Ngô Văn Sơn-
Phương án II
Nhận xét:
Phương án 2 khác với phương án 1 ở chỗ chỉ có một bộ máy phát điện - máy biến áp 2
cuộn dây nối lên thanh góp 110 kV. Như vậy ở phía thanh góp 220 kV có đấu thêm hai
bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây.
Ưu điểm:
- Bố trí nguồn và tải cân đối
- Công suất truyền tải từ cao sang trung qua máy biến áp tự ngẫu nhỏ nên tổn thất công
suất nhỏ.
- Đảm bảo về mặt kỹ thuật, cung cấp điện liên tục
- Vận hành đơn giản
Nhược điểm:
- Có một bộ máy phát điện - máy biến áp bên cao nên đắt tiền hơn.
Thiết kế nhà máy điện
3
-14-
-Ngô Văn Sơn-
Phương án III
Nhận xét:
Nhà máy dùng năm bộ máy phát- máy biến áp: ba bộ nối với thanh góp 220kV, hai bộ
nối với thanh góp 110kV. Dùng hai máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giưa thanh góp UC và
thanh góp UT đồng thời để cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát UF .
Ưu điểm:
- Cũng đảm bảo cung cấp điện liên tục
Nhược điểm:
- Số lượng máy biến áp nhiều đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đồng thời trong quá trình vận hành
xác suất sự cố máy biến áp tăng, tổn thất công suất lớn.
- Khi sự cố bộ bên trung thì máy biến áp tự ngẫu chịu tải qua cuộn dây chung lớn so với
công suất của nó.
Thiết kế nhà máy điện
4
-15-
-Ngô Văn Sơn-
Phương án IV.
Nhận xét
Nhà máy dùng năm bộ máy phát – máy biến áp nối vào thanh góp 110kV và dùng hai
máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp và cung cấp điện cho phụ tải cấp điện
áp máy phát.
Ưu điểm:
- Đảm bảo cung cấp điện liên tục
- Do tất cả các máy biến áp đều nối về phía 110kV nên giảm được vốn đầu tư so với
phương án 1.
Nhược điểm:
- Do tất cả các máy biến áp đều nối vào phía 220kV, nên để đảm bảo cung cấp điện cho
phía 110 kV công suất của máy biến áp tự ngẫu có thể phải lớn hơn so với các phương án
khác. Khi có ngắn mạch xẩy ra ở thanh góp hệ thống thì dòng điện ngắn mạch lớn gây
nguy hiểm cho thiết bị.
- Tổn thất công suất lớn.
Kết luận
Qua 4 phương án đã được đưa ra ở trên ta có nhận xét rằng 2 phương án 1 và 2 đơn
giản và kinh tế hơn so với các phương án còn lại. Hơn nữa 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 2 để tính toán kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ nối
điện tối ưu cho nhà máy điện.
Thiết kế nhà máy điện
-16-
-Ngô Văn Sơn-
III Chọn máy biến áp .
Máy biến áp là thiết bị rất quan trọng . Trong hệ thống điện tổng công suất các máy
biến áp rất lớn và bằng khoảng 4 ÷ 5 lần tổng công suất của các máy phát điện . Do đó
vốn đầu tư cho máy biến áp cũng rất nhiều . Yêu cầu đặt ra là phải chọn số lượng máy
biến áp ít và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ .
Điều đó có thể đạt được bằng cách thiết kế hệ thống một cách hợp lý , dùng máy biến áp
tự ngẫu và tận khả năng quá tải của máy biến áp, không ngừng cải tiến cấu tạo của máy
biến áp
Trong hệ thống điện người ta thường dùng các máy biến áp tăng áp và giảm áp 2 cuộn
dây và 3 cuộn dây . Các máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây và được sử dụng rộng rãi trong hệ
thống điện ,
Trong hệ thống điện có điện áp cao và trung tính nối đất trực tiếp thường dùng máy
biến áp tự ngẫu . Loại MBA này có ưu điểm hơn MBA thường giá thành chi phí vật liệu
và tổn thất năng lượng khi vận hành của nó nhỏ hơn với MBA thường có cùng công suất .
IV Tính toán chi tiết cho từng phương án .
1
Phưong án I.
a,Chọn máy biến áp
- Bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây :
SdmB ≥ SdmF = 75MVA
Bộ máy phát điện – máy biến áp tự ngẫu :
SđmTN ≥
U C − U T 220 − 110
1
=
= 0,5 )
.SđmF ; α : Hệ số có lợi ; ( α =
UC
220
α
Ta có : SđmB ≥
1
. 75 = 150 MVA
0,5
Thiết kế nhà máy điện
-Ngô Văn Sơn-
-17-
Bảng thông số của máy biến áp theo phương án I:
Loại
Sđm
Uđra
UN %
MBA
MVA
kv
C
T
H
C-T
C -H
121
10.5 10.5
TДЦ 80
TДЦ
ATДЦ
TH
ΔP0
T-H
-
I0 %
ΔPN
70
C-T C-H
310
T-H
-
0.55
80
242
-
10.5
-
11
-
80
-
320
-
0.6
200
230
121
11
11
32
20
105
430
-
-
0.5
b,Phân phối công suất : Các máy biến áp và cuộn dây .
Các bộ máy phát – máy biến áp hai cuộn dây vận hành với phụ tải bằng phẳng suốt
trong năm :
1
1
S BT = S đmF - .S tdmax = 75 - . 20,63 = 70,874 MVA
5
5
Công suất truyền qua máy biến áp tự ngẫu :
Công suất truyền qua cuộn cao :
S c(t) =
1
.[S HT(t) - SBT ]
2
Công suất truyền qua cuộn trung
S t(t) =
1
.[S T(t) – 2.S BT]
2
Công suất truyền qua cuộn hạ
S h(t) = S t (t) + S c(t)
Sau khi tính toán ta có bảng phân phối công suất :
Thời gian ( h )
Loại
MBA
Tự
ngẫu
Cấp điện Công
áp
suất
(KV)
(MVA)
220
Sc
110
St
10
Sh
0-7
7-8
8-11
11-12
12-14
14-15
15-20
20-24
28,798
-17,748
10,05
19,923
-3,748
16,175
56,188
-3,748
52,44
38,053
-3,748
34,305
49,678
-24,748
24,93
76,837
-24,748
52,125
72,998
-17,748
55,25
69,118
-44,748
24,37
Dấu âm chỉ công suất được truyền từ cuộn trung sang cuộn cao của máy biến áp.
Thiết kế nhà máy điện
-18-
-Ngô Văn Sơn-
c, Kiểm tra quá tải .
* Khi làm việc bình thường :
Công suất định mức của các máy biến áp chọn lớn hơn công suất cực đại nên không
cần kiểm tra điều kiện quá tải khi làm việc bình thường .
* Khi có sự cố :
Sự cố một bộ máy phát – máy biến áp bên trung .
- Bộ máy phát điện – máy biến áp hai dây quấn bên trung :
1
1
SBT = SđmF - Std = 75 – . 20,63 = 70,874 MVA
5
5
- Điều kiện kiểm tra sự cố :
2αKqt .SđmTN ≥ STmax ⇒ SđmTN ≥
ST max − SBT
2αK qt
138 − 70.874
= 47.947 MVA
2.0,5.1,4
SđmTN = 200 MVA > 47.947 MVA nên thoả mãn điều kiện
- Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA tự ngẫu khi xảy ra sự cố :
+ Công suất qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu :
SđmTN ≥
ST =
1
1
.(STmax – SBT) = .(138 –70,874) = 33,563 (MVA)
2
2
Thiết kế nhà máy điện
-19-
-Ngô Văn Sơn-
+ Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :
1
1
1
1
S H = S dmF − S td − Sdf = 75 − .20,63 − 15 = 63,374(MVA).
5
2
5
2
+ Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :
S C = S H − S T = 63,374 – 33,563 = 29,811 ( MVA)
Vì công suất phát lên hệ thống là 199,44 MVA , vì thế lượng công suất thiếu là
Sthiếu = S HT − 2Sc. = 63,374 – 2.29,811 = 3,752 ( MVA)
- Lượng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (160 MVA) nên máy biến áp
được chọn thoả mãn .
Sự cố hỏng máy biến áp liên lạc :
- Điều kiện kiểm tra sự cố :
α.Kqt .SđmTN ≥ STmax- 3SBT ⇒ SđmTN ≥
S T max −3.S BT
αK qt
138 − 3.70.874
= −106,603(MVA) ⇒ thoả mãn điều kiện
0,5.1,4
- Xét phân bố công suất trên các cuộn dây của MBA tự ngẫu khi sự cố :
+Công suất truyền trên cuộn trung :
S T = S Tmax − 3.S BT = 138 – 3.70,874 = -74,622 (MVA)
)
SđmTN =200 (MVA) >
+Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :
Thiết kế nhà máy điện
-20-
-Ngô Văn Sơn-
1
1
S H = S dmF − S td − S df = 75 − .20,63 − 15 = 55,874(MVA).
5
5
+Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :
S C = S H − S T = 55,874 – (-74,622) =130,496 (MWA)
Vì công suất phát lên hệ thống là 224,62 MVA , vì thế lượng công suất thiếu là
Sthiếu = S HT − S C − S BT = 224,62 – 130,496 -70,874 = 23,194(MVA)
Lượng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (160MVA) nên máy biến áp
được chọn thoả mãn .
2
Phương án II.
- Bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây bên trung :
SdmB ≥ SdmF = 75MVA
- Bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây bên cao:
SdmB ≥ SdmF = 75MVA
Bộ máy phát điện – máy biến áp tự ngẫu :
SđmTN ≥
U C − U T 220 − 110
1
=
= 0,5 )
.SđmF ; α : Hệ số có lợi ; ( α =
UC
220
α
1
. 75 = 150 MVA
0,5
Bảng thông số của máy biến áp theo phương án II:
- Ta có : SđmB ≥
Thiết kế nhà máy điện
Loại
MBA
Sđm
MVA
-Ngô Văn Sơn-
-21-
TДЦ
80
Uđra
kv
C
121
UN %
TДЦ
ATДЦ
TH
80
242
-
200
230
121 11
I0 %
ΔP0
ΔPN
T-H
-
70
C-T
-
C-H
310
T-H
-
0.55
11
-
80
-
320
-
0.6
32
20
105
430
-
-
0.5
T
-
H
10.5
C-T
-
C -H
10.5
10.5
11
b,Phân phối công suất : Các máy biến áp và cuộn dây .
Các bộ máy phát – máy biến áp hai cuộn dây vận hành với phụ tải bằng phẳng suốt
trong năm :
1
1
SBC =S BT = S đmF - .S tdmax = 75 - . 20,63 = 70,874 MVA
5
5
Công suất truyền qua máy biến áp tự ngẫu :
Công suất truyền qua cuộn cao :
1
S c (t ) = [ S HT (t ) − 2.S BC ]
2
Công suất truyền qua cuộn trung
S t(t) =
1
.[S T(t) – S BT]
2
Công suất truyền qua cuộn hạ
S h(t) = S t (t) + S c(t)
Sau khi tính toán ta có bảng phân phối công suất :
Thời gian ( h )
Loại
MBA
Tự
ngẫu
Cấp
điện
áp
(KV)
220
110
10
Công
suất
(MVA)
0-7
7-8
8-11
11-12
12-14
14-15
15-20
20-24
Sc
St
Sh
-6,693
26,563
19,924
15,514
33,563
49,077
20,751
33,563
55,314
2,616
33,563
36,179
14,241
23,063
37,304
41,436
23,063
64,499
37,561
26,563
64,124
29,6803
46,744
Dấu âm trước công suất nghĩa là công suất được truyền từ cuộn cao sang cuộn trung áp
của máy biến áp.
Thiết kế nhà máy điện
-22-
-Ngô Văn Sơn-
C, Kiểm tra quá tải .
* Khi làm việc bình thường :
Công suất định mức của các máy biến áp chọn lớn hơn công suất cực đại nên không
cần kiểm tra điều kiện quá tải khi làm việc bình thường .
* Khi có sự cố :
Sự cố máy biến áp phía trung áp:
- Bộ máy phát điện – máy biến áp hai dây quấn bên trung :
1
1
SBT = SđmF - Std = 75 – . 20,63 = 70,874 MVA
5
5
- Điều kiện kiểm tra sự cố :
2αKqt .SđmTN ≥ STmax ⇒ SđmTN ≥
S Tmax
2α .K qt
138
= 98,571MVA
2.0,5.1,4
SđmTN = 200 MVA > 98,571MVA thoả mãn điều kiện
- Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA tự ngẫu khi xảy ra sự cố :
Công suất qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu :
SđmTN ≥
ST =
1
1
.STmax = .138 = 69 MVA
2
2
Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :
1
1
1
1
S H = S dmF − S td − Sdf = 75 − .20,56 − 15 = 63,388(MVA).
5
2
5
2
Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :
S C = S H − S T = 46,67– 69 = -22,13 MVA
Vì công suất phát lên hệ thống là 224,6vì thế lượng công suất thiếu là
Thiết kế nhà máy điện
-Ngô Văn Sơn-
-23-
Sthiếu = S HT − (2S C + 2S BC ) = 199,44 − (2. - 5,612 + 2.70,888) = 68,888(MVA).
Lượng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (160MVA) nên máy biến áp
được chọn thoả mãn .
Sự cố hỏng máy biến áp liên lạc
Điều kiện kiểm tra sự cố :
α.Kqt .SđmTN ≥ STmax- SBT ⇒ SđmTN ≥
S Tmax − .S BT
αK qt
138 − 70,888
= 95,874(MVA) ⇒ thoả mãn điều kiện
0,5.1,4
Xét phân bố công suất trên các cuộn dây của MBA tự ngẫu khi sự cố :
Công suất truyền trên cuộn trung :
S T = S Tmax − S BT = 138 – 70,874 = 67,126( MVA )
Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :
1
1
S H = S dmF − S td − S df = 75 − .20,56 − 15 = 55,888(MVA).
5
5
Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :
S C = S H − S T = 55,874– 67,126= - 11,252 MVA
Vì công suất phát lên hệ thống là 224,62 MVA , vì thế lượng công suất thiếu là
Sthiếu = S HT − (S C + 2.S BC ) = 138 – ( - 11,252+ 2.70,874) = 94,124 MVA
Lượng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (160MVA) nên máy biến áp
được chọn thoả mãn .
SđmTN =200 (MVA) >
Thiết kế nhà máy điện
-Ngô Văn Sơn-
-24-
VTính tổng tổn thất công suất và điện năng .
Tổn thất trong máy biến áp hai cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu gồm hai phần
- Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn thất không tải
của nó
- Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ tải máy biến áp .
Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến ba pha hai cuộn dây trong một năm :
∆A 2cd
Si2 .t i
∑
= 365.(∆P .t + ∆P .
)
o
N
2
SdmB
Đối với máy biến áp ba pha tự ngẫu :
ATN =365.∆Po.t +
365
2
2
.∑ (∆PNC .SCi
.t i + ∆PNT .STi
.t i + ∆PNH .S2Hi .t i )
2
SdmB
Trong đó :
SCi , STi , SHi : là công suất qua cuộn cao ,trung , hạ của máy biến áp tự ngẫu trong thời
gian t.
Si : là công suất tải qua máy biến áp hai cuộn dây trong khoảng thời gian t
ΔP0
tổn hao sắt từ .
:
ΔPN
: tổn thất ngắn mạch .
Tổn hao ngắn mạch của các cuộn dây trong máy biến áp tự ngẫu :
∆PN .C − H ∆PN .T − H
−
)
∆PN.C = 0,5.(∆PN.C-T +
α2
α2
∆PN .C − H ∆PN .T − H
−
)
∆PN.T = 0,5.(∆PN.C-T α2
α2
∆PN .C − H ∆PN .T − H
+
)
∆PN.C = 0,5.(- ∆PN.C-T +
α2
α2
Từ các công thức trên của máy biến áp ta tính được tổn thất điện năng trong máy biến
áp :
1
Phương án I.
Máy biến áp 3,4, 5 luôn làm việc với công suất truyền tải qua là SB =69,375 MVA
69,375 2
∆AB4 ∆AB5
) = 2655370 KWh
=
= 8760.(70 + 310.
80 2
69,375 2
∆AB3
8760.(80
+
320.
) = 2808846 KWh
=
80 2
Máy biến áp tự ngẫu :
Có ∆PNC-T = 430 do đó ta lấy ∆PNC-H = ∆PNT-H =
∆PNC = 0,5.(430 +
1
∆PNC-T = 215 KW
2
215 215
−
) = 215 KW
0,5 2 0,5 2
Thiết kế nhà máy điện
-Ngô Văn Sơn-
-25-
215 215
−
) = 215 KW
0,5 2 0,5 2
215 215
+
∆PNH = 0,5.(-430 +
) = 645 KW.
0,5 2 0,5 2
∆PNT = 0,5.(430 +
Ta có :
∑ SCi2 .t i = 23,6868 .7 + 2,234 .1 + 29,093 .3 + 2,234 .1 + 12,7414 .2 + 48,5539 .1
2
2
2
2
2
2
+ 43,51872.5 + 49,4762.4 = 28419,7 KW
∑ STi2 .t i = 4,18822.7 + 22,5792.1 + 22,5792.3 + 22,5792.1 + 13,38362.2 + 13,38362.1
+ 17,98132.5 + (-5,0072)2.4 = 4926,13 KW
∑ S2Hi .t i = 27,8752.7 + 24,8132.1 + 51,6722.3 + 24,8132.1 + 26,12522.2 + 61,93752.1
+ 61,52.5 + 44,46882.4 = 46702,92 KW
Từ đó ta có:
365
∆ATN = 365.24.105 +
(190.28419,7 + 190.4926,13 + 570.46702,92) = 1220526,895 KWh
200 2
Phương án I có tổng tổn thất điện năng là:
∆AI = ∆AB1 + ∆AB2 + ∆AB3 + ∆AB4 + ∆AB5
= 2.1220526,895 + 2808846 + 2.2655370
= 10560639,79 KWh ≈ 10560,64 MVA
2
Phương án II.
Máy biến áp 3,4,5 luôn làm việc với công suất truyền tải qua là SB = 69,375 MVA
69,375 2
∆AB3
8760.(70
+
310.
) = 2655370 KWh
=
80 2
69,375 2
∆AB4 ∆AB5
) = 2808846 KWh
=
= 8760.(80 + 320.
80 2
Máy biến áp tự ngẫu :
Có ∆PNC-T = 430 do đó ta lấy ∆PNC-H = ∆PNT-H =
1
∆PNC-T = 215 KW
2
215 215
−
) = 215 KW
0,5 2 0,5 2
215 215
−
∆PNT = 0,5.(430 +
) = 215 KW
0,5 2 0,5 2
215 215
+
∆PNH = 0,5.(-430 +
) = 645 KW.
0,5 2 0,5 2
∆PNC = 0,5.(430 +
Ta có :
∑ SCi2 .t i = (-11,0007) .7 + (-32,454) .1 + (-5,5947) .3 + (-32,454) .1 + (-21,9461) .2
2
2
2
2
2
