Đồ án phần điện trong 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 (1.05 MB, 72 trang )
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
PHỤ LỤC
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
- Nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, công suất mỗi máy là 50MW, Hệ số cos = 0,8
- Công suất biểu kiến định mức của mỗi máy là :
Sđm = = = 62,5 (MVA)
Tra bảng 1.1 phụ lục II trang 99 cuốn Thiết kế Phần điện nhà máy điện và trạm biến áp
của PGS.TS Nguyễn Hữu Khái.Chọn 4 máy phát điện tua bin hơi loại TB - 50 – 3600,
thông số được ghi lại trong bảng sau :
Bảng 1.1 : Thông số kỹ thuật của máy phát điện :
Loại máy
TB -50 -3600
Sđm
(MVA)
62,5
Pđm
(MVA)
50
U
I
(KV) (KA)
10,5 5,73
Cos
0,8
X”d
X’d
Xd
0,1336 0,1786 1,4036
1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
1.2.1. Phụ Tải Toàn Nhà Máy
PNM = 200 MW ; Cos = 0,8
Công suất phụ tải toàn nhà máy được xác định theo công thức :
SNM = = = 250 (MVA)
Áp dụng công thức :
P(t) = .Pmax (MW)
S(t) =
(MVA)
Trong đó :
-
S(t) : Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t
-
P(t) : Là công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t
-
Cos : Là hệ số công suất của phụ tải
-
P%(t) : Là phần trăm công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t
Kết quả tính toán công suất của toàn nhà máy được ghi lại vào bảng sau :
Bảng 1.2 : Công suất phụ tải toàn Nhà máy
t(h)
P(%)
P (MW)
S(MVA)
0-8
70
140
175
8 - 12
85
170
212,5
12 - 14
95
190
237,5
14 - 20
100
200
250
20 - 24
75
150
187,5
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 2
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
1.2.2. Phụ Tải Các Cấp Điện Áp
Công suất phụ tải các cấp tại từng thời điểm được xác định như sau :
S(t) = .P% (t)
Trong đó : - S(t) : Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t
- Pmax : Là công suất lớn nhất của phụ tải
- P%(t) : Là phần trăm công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t
- Cos : Hệ số công suất của phụ tải
1.2.2.1. Phụ tải địa phương
PUF = 17,6 MW ; cos = 0,8
SUFmax = = 22 MW
Tương tự ta tính được công suất phụ tải tại các thời điểm trong bảng sau:
Bảng 1.3 : Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát :
t(h)
0-6
6 - 10
10 - 14
14 - 18
18 - 24
P(%)
70
80
100
85
65
P(MW)
12,32
14,08
17,6
14,96
11,44
S(MVA)
15,4
17,6
22
18,7
14,3
1.2.2.2. Phụ tải trung áp
Pmax = 85 MW ; cos = 0,8 ; Smax = = = 106,25 MVA
Bảng 1.4 : Công suất phụ tải cấp điện áp trung
t (h)
P(%)
P ( MW)
ST(MVA)
0-4
80
68
85
4 - 10
90
76,5
95,625
10 - 14
80
68
85
14 - 18
100
85
106,25
18 - 24
75
63,75
79,69
1.2.2.3. Phụ tải tự dùng
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 3
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
Tự dùng của nhà máy thủy điện chiếm 8% công suất định mức của nhà máy.Tự dùng ở
nhiệt điện gồm hai thành phần:
+ Không phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy (chiếm 40%)
+ Phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy (chiếm 60%)
Công suất tự dùng của nhà máy được xác định bởi công thức :
STD (t) = ..( 0,4 +0,6. )
Trong đó : Cos TD : Hệ số công suất phụ tải tự dùng
SNM (t): Công suất nhà máy tại thời điểm t
SđmF : Công suất biểu của máy phát
PđmF : Công suất tác dụng của máy phát
: Hệ số % lượng điện tự dùng (8%)
Tính toán phụ tải tự dùng ta thu được kết quả trong bảng sau :
Bảng 1.5 : Công suất tự dùng của phụ tải
t (h)
SNM(MVA)
STD(MVA)
0-8
175
16,4
8 - 12
212,5
18,2
12 - 14
237,5
19,4
14 - 20
250
20
20 - 24
187,5
17
1.2.3. Cân Bằng Công Suất Toàn Nhà Máy và Xác Định Công Suất Phát Về Hệ Thống
Công suất của toàn nhà máy được xác định theo công thức :
SVHT(t) = SNM(t) – [ STD(t) + SUF(t) + ST(t) ]
Kết quả tính toán được ghi lại trong bảng sau :
Bảng 1.6 : Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cho toàn nhà máy
t (h)
SNM(MVA)
ST(MVA)
0-4
175
85
STD(MVA)
SUF(MVA)
SVHT(MVA)
16,4
15,4
58,2
4-6
175
95,62
5
16,4
15,4
47,57
5
6-8
8-10
175
212,5
95,625 95,625
10-12
212,5
85
12-14
237,5
85
14-18
250
106,25
18-20
250
79,69
20-24
187,5
79,69
16,4
18,2
17,6
17,6
45,375 81,075
18,2
22
87,3
19,4
22
111,1
20
20
18,7
14,3
105,05 136,01
17
14,3
76,51
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 4
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
1.3. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng của việc thiết kế nhà máy điện là chọn sơ
đồ cấu trúc và sơ đồ nối điện chính.Sơ đồ hợp lý không những đảm bảo yêu cầu về mặt kĩ
thuật mà còn đảm bảo hiệu quả kinh tế
1.
Nguyên tắc 1
SĐPmax = 22 MVA
Ta thấy: .SĐPmax = 11 MVA > 15%.SđmF = 15%.62,5 = 9,375 MVA
Suy ra ta phải dùng thanh góp cho điện áp máy phát.
2.
Nguyên tắc 2
= 8%.62,5 = 5 (MVA)
SUFmax +STD = 22 + 5 = 27 (MVA)
Số lượng tổ máy phát ghép vào thanh góp là :
(n-1).SđmF SUFmax +
Ta có :
(n – 1).62,5 27 n 1,432
Suy ra số lượng máy phát ghép vào thanh góp là 2 hoặc 3.
3.
Nguyên tắc 3
Cấp điện áp cao (220 kV) và cấp điện áp trung (110 kV) đều là lưới trung tính nối đất trực
tiếp nên dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc.
4.
Nguyên tắc 4
SbT = 62,5 MVA ; STmin = 79,69 MVA
Số bộ F-B ghép vào phía điện áp trung là 1 hoặc 2
5.
Nguyên tắc 5
Nếu ghép nhiều tổ máy với một máy biến áp thì :
= 62,5 MVA ; SdtHT = 15%.2400 = 360 (MVA)
Công suất hai bộ máy phát là : Sbộ = 2(62,5 – 5) = 115 (MVA)
Vậy nên có thể ghép bộ 2 máy phát với máy biến áp hai cuộn dây.
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 5
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN
Phương án 1
Trong phương án này dùng 1 bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây cấp điện áp cho
thanh góp trung áp 110 kV, ba máy phát còn lại ghép với thanh góp 10kV để hạn chế dòng
ngắn mạch lớn sử dụng 2 kháng điện nối các phân đoạn của thanh góp cấp điện áp máy
phát. Dùng 2 máy biến áp ba cuộn dây để liên lạc giữa các cấp điện áp và phát lên hệ
thống.
Ưu điểm: Của phương án là số lượng máy biến áp và các thiết bị điện cao áp ít nên
giảm giá thành đầu tư. Máy biến áp ba pha vừa làm nhệm vụ liên lạc, vừa đóng vai trò tải
công suất các máy phát lên các cấp điện áp cao và trung nên giảm tổn thất điện năng và
làm giảm chi phí vận hành. Máy phát cấp điện cho phụ tải trung áp vận hành bằng phẳng.
Nhược điểm: Của phương án là khi có ngắn mạch trên thì dòng ngắn mạch tương đối
lớn. Khi hư hỏng 1 máy biến áp liên lạc thì máy còn lại với khả năng quá tải công suất lớn
nên phải chọn máy có dung lượng lớn.
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 6
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
Phương án 2
Trong phương án này dung hai bộ máy phát – máy biến áp hai cuộn dây cấp điện cho
thanh góp 110kV, hai máy phát còn lại nối với máy biến áp tự ngẫu. Dùng 2 máy biến áp
tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp và phát điện lên hệ thống. Kháng điện được nối
hạn chế dòng ngắn mạch khá lớn khi xảy ra sự cố trên thanh góp .
Ưu điểm: Của phương án này là đơn giản trong vận hành, đảm bảo cung cấp liên tục
cho các phụ tải ở các cấp điện áp, hai máy biến áp tự ngẫu dung lượng nhỏ, số lượng các
thiết bị điện cao áp ít nên giảm giá thành đầu tư.
Công suất của các bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây ở phía điện áp trung gần
bằng phụ tải cấp điện áp này nên công suất truyền tải qua cuộn dây trung áp của máy biến
áp liên lạc rất nhỏ. Điện tự dùng được trích từ đầu cực của máy phát và trên thanh góp cấp
điện áp máy phát do đó giảm được tổn thất điện năng giảm chi phí vận hành.
Nhược điểm: Chi phí đầu tư ban đầu khá lớn do gồm nhiều bộ máy biến áp và máy
phát. Các thiết bị cao áp trung áp chi phí tương đối cao.
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 7
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
Phương án 3
Phương án này ghép bộ 2 máy phát với 1 máy biến áp 2 cuộn dây để cấp điện cho phụ
tải trung áp.
Ưu điểm: Của phương án này là giảm được 1 máy biến áp giảm chi phí đầu tư ban đầu.
Nhược điểm: Khi có ngắn mạch thì dòng ngắn mạch lớn, khi máy biến áp 2 cuộn dây
hỏng thì cả bộ hai máy phát không phát được công suất cho phụ tải trung áp nên độ tin cậy
không cao tuy nguồn có thể lấy từ phía máy biến áp tự ngẫu.
Phương án 4
Trong phương án này dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc, 1 bộ máy phát- máy
biến áp ghép bộ bên phía điện áp cao 220 kV, 1 bộ bên phía điện áp trung 110 kV, 2 phân
đoạn thanh góp tại phụ tải đại phương lấy tự dùng trên phân đoạn thanh góp và đầu cực
máy phát.
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 8
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
Ưu điểm: Là cấp điện liên tục cho phụ tải các cấp điện áp, phân bố công suất giữa các
cấp điện áp khá đồng đều.
Nhược điểm: Của phương án là phải dùng 3 loại máy biến áp khác nhau gây khó khăn
cho việc lựa chọn các thiết bị điện và vận hành sau này, công suất phát về hệ thống ở các
chế độ cực tiểu nhỏ hơn nhiều so với công suất của một máy phát nên lượng công suất
thừa phải trền tải hai lần qua máy biến áp làm hao tổn điện năng tăng lên. Ngoài ra máy
biến áp và các thiết bị điện cao áp có giá thành cao so với trung áp nên làm tăng chi phí
đầu tư.
Phương án 5
Phương án này phía 220KV ghép 2 bộ máy phát điện - máy biến áp. Hai máy biến áp
còn lại ghép vào thanh góp 10kV. Máy biến áp tự ngẫu làm nhiệm vụ liên lạc giữa phía
cao và trung . Để hạn chế dòng ngắn mạch lớn sử dụng các kháng điện nối trên các phân
đoạn thanh góp máy phát.
Ưu điểm: Số lượng máy biến áp và thiết bị cao áp không dùng đến giảm giá thành,
giảm giá thành chi phí vận hành phía trung áp.
Nhược điểm : Liên lạc giữa phía cao áp và phía trung áp kém. Các bộ máy phát điện máy biến áp nối bên phía 220KV sẽ đắt tiền do tiền đầu tư cho thiết bị ở điện áp cao hơn
đắt tiền hơn. Dòng ngắn mạch trên thanh góp lớn khi có sự cố. Khi hỏng 1 máy biến áp tự
ngẫu thì máy còn lại quá tải lớn do nối với nhiều máy phát nên phải chọn máy có dung
lượng lớn và không đảm bảo cung cấp điện cho phía trung áp 110kV.
Tổng kết : Từ phân bố sơ bộ các ưu nhược điểm kể trên ,ta thấy phương án 1 và
phương án 2 có nhiều ưu việt hơn hẳn các phương án còn lại nên ta chọn hai phương án
này để tính toán nhằm chọn ra phương án tối ưu.
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 9
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
CHƯƠNG 2 : CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN
NĂNG
2.1. PHƯƠNG ÁN 1
2.1.1. Phân Bố Công Suất Của Các Cấp Điện Áp Máy Biến Áp
2.1.1.1. Chọn máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ F-B
Chọn máy biến áp ghép bộ SđmB SđmF – .STDmax
Trong đó : - n là số tổ máy
-
STDmax là công suất tự dùng cực đại
-
SđmF là công suất một tổ máy phát
SđmB 62.5 - .20 = 57,5 (MVA)
Tra phụ lục Máy biến áp với điện áp 110kV trang 141 quyển Thiết kế Phần điện cho
máy điện và trạm biến áp của PGS.TS Phạm Văn Hòa ta chọn máy biến áp có SBđm = 80
MVA. Số liệu được ghi trong bảng sau :
Cấp
điện áp
110kV
Loại
TДЦH
Sđm
(MVA)
80
Điện áp cuộn dây
Cao
Trung
Hạ
115
-
38,
5
Tổn thất
công suất
Po
PN
C-H
70
310
UN%
Io%
C-T C-H T-H
-
10,
5
-
0,55
2.1.1.2. Chọn máy biến áp liên lạc
Chọn máy biến áp liên lạc là máy biến áp ba cuộn dây
Điều kiện chọn máy biến áp ba cuộn dây : SđmBA Sthừa
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 10
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
Sthừa = (n1.SđmF – SĐPmin - .STDmax)
Trong đó : n1 là số tổ máy phát ghép vào thanh góp điện áp máy phát
n là số tổ máy phát
SĐPmin là công suất nhỏ nhất của phụ tải địa phương
STDmax là công suất tự dùng riêng của một tổ máy
Sthừa =.62,5 – 14,3 -. 20 = 79,1(MVA)
SđmBA 79,1(MVA)
Tra phụ lục bảng 2.6 Máy biến Sáp 220kV trang 144 quyển Thiết kế Phần điện nhà máy
điện và trạm biến áp của PGS.TS Phạm Văn Hòa ta chọn được máy biến áp ba cuộn dây
có SđmBA = 100 MVA.Số liệu ghi lại trong bảng sau
Cấp
điện
áp
(kV)
220
Loại
TPДЦH
Sđm
Điện áp cuộn
(MVA
dây(kV)
)
Cao Trung Hạ
100
230
-
11
Tổn thất (kW)
PN
UN%
Io
C- C- TT H H
C-T C-H T-H
94
360
-
-
12
-
0,7
2.1.2. Kiểm Tra Quá Tải Của Máy Biến Áp Khi Có Sự Cố
2.1.2.1. Phân bố công suất cho máy biến áp hai cuộn dây
SB = SđmF - . = 62,5 - .20 = 57,5 (MVA)
2.1.2.2. Phân bố công suất cho các máy biến áp ba cuộn dây
SCC(t) = .SVHT(t)
SCT(t) = .[ SUT(t) – Sbộ ]
SCH(t) = SCC(t) +SCT(t)
Trong đó :
-
SUT(t) , SUC(t) : công suất phụ tải phía điện áp trung và điện áp cao thời điểm t
-
SCT(t) , SCC(t) , SCH(t) : công suất các phía cao, trung,hạ cả máy biến áp tại thời điểm t
-
SVHT(t) : công suất phát về hệ thống tại thời điểm t
Ta có bảng phân bố công suất cho máy biến áp được tổng hợp trong bảng sau :
t
SCC(t)
0-4
29,1
4-6
23,79
6-8
22,69
8-10
40,54
10-12
43,65
12-14
55,55
14-18
52,53
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
18-20
68,01
20-24
38,26
Page 11
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
SCT(t)
SCH(t)
13,75
42,85
19,06
42,85
19,06
41,75
19,06
59,6
13,75
57,4
13,75
69,3
24,40
76,93
11,10
79,11
11,10
49,35
2.1.2.3. Xét sự cố
Trường hợp 1 : Sự cố hỏng máy biến áp hai dây quấn bên cuộn trung áp thời điểm phụ
tải trung cực đại
-
Điều kiện kiểm tra quá tải : 2.Kqtsc.SđmBA SUTmax
2.1,4.100 106,25
-
280
106,25 (TM)
Phân bố công suất khi sự cố :
SCT = .SUTmax = .106,25 = 53,125 (MVA)
SCH = .(n1.SđmF –- STD ) = (3.62,5 – 18,7 – .20) = 76,9 (MVA)
SCC = SCH - SCT = 76,9 – 53,125 = 23,775 (MVA)
Công suất thiếu được tính bằng :
= SUTmax =106,25 (MVA)
Sthiếu = –= 136,01 – 106,25 = 29,76 < SdtHT = 360 (MVA)
Trường hợp 2 : Sự cố hỏng máy biến áp ba cuộn dây tại thời điểm phụ tải trung cực đại
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 12
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
-
Điều kiện kiểm tra quá tải :
Kqtsc . SđmBA SUTmax - Sbộ
1,4.100 106,25 – 57,5
140
-
48,75 ( TM )
Phân bố công suất khi sự cố
SCT = SUTmax – Sbộ = 106,25 – 57,5 = 48,75 (MVA)
SCH = min {(n1.SđmF - - .STD);Kqtsc.SđmBA}
= min {(3.62.5 – 18,7 - .20); 1,4.100}
= min {153,8;140} = 140 (MVA)
SCC = SCH - SCT = 140 – 48,75 = 91,25 (MVA)
Công suất thiếu :
Sthiếu = SVHT - SVHTSC = 136,01 – 48,75 = 87,26 (MVA)
Sthiếu < SdtHT = 360 (MVA)
2.1.3. Tính Tổn Thất Điện Năng Và Tổn Thất Công Suất
2.1.3.1. Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây
A = [ Po. + PN. )2 ]8760
Trong đó : - Po,PN : Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp
-
Sđm : Công suất định mức của máy biến áp
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 13
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
-
Sbộ : Công suất của bộ máy biến áp
A = [ 70 + 310.2].8760 = 2016,083.103 (kWh)
2.1.3.2.Tổn thất điện năng cho máy biến áp ba cuộn dây
Để tính tổn thất điện năng cho máy biến áp ba cuộn dây,trước hết cần tính công suất
ngắn mạch cho từng cuộn dây như sau :
PN.C = .(PN.CT +PN.CH + PN.TH)
PN.T = .(PN.CT + PN.TH - PN.CH)
PN.H = .(PN.CH + PN.TH - PN.CT)
Trong đó : PN.C , PN.T ,PN.H :Tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao,trung,hạ
PN.CT,PN.CH,PN.TH : Tổn thất công suất ngắn mạch cao – trung, cao – hạ, trung –
hạ
PN.C = .360 = 180 (kWh)
PN.T = .360 = 180 (kWh)
PN.H = .360 = 180 (kWh)
Sau đó tính tổn thất điện năng trong máy biến áp :
ABA = n.8760.P0 + .365.[ PN.C . + PN.T ..tiT +PN.H..tiH)
Trong đó :
: Tổn thất không tải của máy biến áp
SđmBA : Công suất định mức của máy biến áp
n: Số máy biến áo vận hành song song
,PN.T, PN.H : tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây cao,trung,hạ
SiC: Công suất truyên qua cuộn cao ứng với thời gian tiC
SiT: Công suất truyên qua cuộn trung ứng với thời gian tiT
SiH: Công suất truyên qua cuộn hạ ứng với thời gian tiH
= 44961,71
.tiT = 6812,90
.tiH = 83733,05
ABA = 2.8760.94+365.[180.44961,71+180.6812,90+180.83733,05)
= 2092,02.103 (kWh)
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 14
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
A = 2016,083.103+2092,02.103 = 4108,10.103 (kWh) = 4108,10 (MWh)
2.1.4. Tính Dòng Điện Làm Việc Lâu Dài
2.1.4.1. Các mạch phía cao áp
- Đường dây kép nối về hệ thống :
Ibt(1) = = = 0,18(kA)
Icb(1) =2 Ibt(1) = 0,36 (kA)
-
Cuộn cao áp của máy biến áp ba cuộn dây :
Ibt(2)= Ibt(1) = 0,18 (kA)
Icb(2) = Icb(1) = 0,36 (kA)
-
Thanh góp không phân đoạn 220kV :
Icb(3)= Ibt(3) = = 0,26(kA)
2.1.4.2. Các mạch phía trung áp
Sơ đồ bộ
Ibt(4) = = = 0,33(kA)
Icb(4) = 1,05. Ibt(4) = 0,34 (kA)
-
Cuộn trung áp của máy biến áp ba cuộn dây B1,B2:
Sbt =
Ibt = = = 0,13 (kA)
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 15
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
Chế độ cưỡng bức trên cuộn dây phía trung áp máy biến áp ba cuộn dây xảy ra khi:
+ Khi F-B không làm việc :
Scb1 = .(STmax – Sbộ)= .(106,25 -57.5) = 24,375(MVA)
+ Khi một trong hai máy biến áp 3 cuộn dây không làm việc :
Scb2 = min
= min
= min {48,75; 140 }
= 48,75(MVA)
Scb(5) = max { Scb1 ;Scb2} = 48,75(MVA)
Icb(5)= = = 0,26 (kA)
+ Thanh góp 110kv:
Icb(6) = = = 0,53 (kA)
2.1.4.3. Mạch điện áp máy phát
Cuộn hạ áp của máy biến áp B1 và B2
Sbt = .[3.(SFđm -STD) - SUFmax) = .[3.(62,5 - .20)- 22 ] = 80,25(MVA)
Ibt = = 4,41 (kA)
Chế độ cưỡng bức xảy ra khi một trong hai máy B1 và B2 không làm việc :
Scb = min
= min= min= 140 (MVA)
Icb(7) = = = 7,69(kA)
-
Mạch máy phát : Ibt(8) = = = 3,43(kA)
Icb(8) = 1,05. 3,43= 3,61(kA)
-
Mạch thanh góp có ba phân đoạn chế độ cưỡng bức xảy ra khi:
+ Khi MF2 không làm việc : Scb1 = . = . = 3,67 (MVA)
+ Khi một trong hai máy phát MF1 và MF3 không làm việc :
Scb2 = SđmF – STD - .SPĐ2min = 62,5 - .20 - .
= 55,12 (MVA)
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 16
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
+Khi một trong hai máy biến áp B1 và B2 không làm việc :
Scb3 = min
= min
= min {105,47;89,83 } = 89,83(MVA)
Scb(9) = max(Scb1; Scb2; Scb3) = 89,83(MVA)
Icb(9) = = 4,94 (kA)
Tra phụ lục bảng 7.8 trang 370 quyển Sổ tay lựa chọn thiết bị từ 0,5 đến 500kV của
Ngô Hồng Quang ta chọn được kháng điện kép bê tông cuộn dây bằng nhôm có thông số
như sau :
Loại kháng
PAC-10-2x2500-10
Uđm(kV)
10
Xk %
10
Iđđm (kA)
53
2.2. PHƯƠNG ÁN 2
2.2.1. Phân Bố Công Suất Của Các Cấp Điện Áp Máy Biến Áp
2.2.1.1. Chọn máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ F-B
Chọn máy biến áp ghép bộ SđmB SđmF – .STDmax
Trong đó : n là số tổ máy
STDmax là công suất tự dùng cực đại
SđmF là công suất một tổ máy phát
SđmB 62.5 - .20 = 57,5
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 17
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
Tra phụ lục Máy biến áp với điện áp 110kV trang 141 quyển Thiết kế Phần điện cho máy
điện và trạm biến áp của PGS.TS Phạm Văn Hòa ta chọn máy biến áp có SBđm = 80
MVA.Số liệu được ghi trong bảng sau :
Cấp
điện
áp
(kV)
110
Loại
TP
Sđm
(MVA)
80
Điện áp cuộn dây
Cao Trung
Hạ
115
10,
5
-
Tổn thất
công suất
Po
PN
C-H
70
310
UN%
CT
-
Io%
C-H TH
10, 15 0,55
5
2.2.1.2. Chọn máy biến áp liên lạc
Chọn máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu
Điều kiện chọn máy biến áp ba cuộn dây : SđmTN .Sthừa
Sthừa = (n1.SđmF – SĐPmin - .STDmax)
Trong đó : n1 là số tổ máy phát ghép vào thanh góp điện áp máy phát
n là số tổ máy phát
SĐPmin là công suất nhỏ nhất của phụ tải địa phương
STDmax là công suất tự dùng riêng của một tổ máy
Sthừa = (2.62,5 – 14,3 -. 20 )= .100,7 = 100,7 (MVA)
SđmBA
100,7 (MVA)
Tra phụ lục bảng 2.6 Máy biến áp 220kV trang 145 quyển Thiết kế Phần điện nhà máy
điện và trạm biến áp của PGS.TS Phạm Văn Hòa ta chọn được máy biến áp ba cuộn dây
có SđmBA = 125 MVA.
Số liệu ghi lại trong bảng sau :
Loại máy
ATДЦTH
Sđm
(MV
A)
Điện áp cuộn
dây(kV)
Cao Trung Hạ
Po
PN
C-T C-H T-H
C-T C-H T-H
125
230 121
75
290
38.
5
Tổn thất (kW)
-
UN%
11
31
Io
19
2.2.2. Kiểm Tra Quá Tải Của Máy Biến Áp Khi Có Sự Cố
2.2.2.1. Phân bố công suất cho máy biến áp hai cuộn dây
SB = SđmF - . = 62,5 - .20 = 57,5 (MVA)
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 18
0,6
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
2.2.2.2.Phân bố công suất cho các máy biến tự ngẫu
SCT(t) = .[ SUT(t) – 2.Sbộ ]
SCC(t) = .SVHT
SCH(t) = SCC(t) +SCT(t)
Trong đó :
SUT(t) , SUC(t) : công suất phụ tải phía điện áp trung và điện áp cao thời điểm t
SCT(t) , SCC(t) , SCH(t) : công suất các phía cao, trung,hạ cả máy biến áp tại thời
điểm t
SVHT(t) : công suất phát về hệ thống tại thời điểm t
Ta có bảng phân bố công suất cho máy biến áp được tổng hợp trong bảng sau :
T
0–4
4-6
6-8
8 - 10
SCC(t)
SCT(t)
SCH(t)
29,1
- 15
14,1
23,79
- 9,69
14,1
22,69
- 9,69
13
40,54
- 9,69
30,85
10 12
43,65
- 15
28,65
12 14
55,55
- 15
40,55
14 18
52,53
- 4,38
48,15
18 - 20
20 - 24
68,01
- 17,66
50,35
38,26
- 17,66
20,6
2.2.2.3. Xét sự cố
Trường hợp 1 : Sự cố hỏng máy biến áp hai cuộn dây bên cuộn trung áp thời điểm phụ
tải trung cực đại
-
Điều kiện kiểm tra quá tải : 2..Kqtsc.SđmTN SUTmax -Sbộ
2.0,5.1,4.125
106,25 – 57,5
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 19
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
175
-
48,75(TM)
Phân bố công suất khi sự cố :
SCT = (SUTmax – Sbộ ) = .(106,25-57,5) = 24,375(MVA)
SCH = .(n1.SđmF – SĐPUTmax - STD ) = (2.62,5 – 18,7 – .20) = 48,15(MVA)
SCC = SCH - SCT = 48,15 – 24,375 = 23,775 (MVA)
Công suất thiếu được tính bằng :
Sthiếu = SmaxVHT – SSCVHT = 136,01 – 106,25 = 29,76 < SdtHT = 360 (MVA)
Trường hợp 2 : Sự cố hỏng máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm phụ tải trung cực đại
-
Điều kiện kiểm tra quá tải :
Kqtsc . SđmBA SUTmax - 2.Sbộ
1,4.0,5.100 106,25 – 2.57,5
70
-
- 8,75 ( TM )
Phân bố công suất khi sự cố
SCT = SUTmax – 2.SbT = 106,25 – 2.57,5= - 8,75 (MVA)
SCH =.SđmF – SUFmax - .STD)
= 62,5 -22 -20 = 35,5(MVA)
SCC = SCH - SCT =35,5– (- 8,75) = 44,25(MVA)
-
Công suất thiếu :
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 20
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
Sthiếu = SVHT - SVHTSC = 136,01 – (-8,75 )= 144,76(MVA)
Sthiếu < SdtHT = 360 (MVA)
2.2.3. Tính Tổn Thất Điện Năng Và Tổn Thất Công Suất
2.2.3.1. Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây
A = [2 Po. + PN. )2 ].8760
Trong đó : Po,PN : Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp
Sđm : Công suất định mức của máy biến áp
Sbộ : Công suất của bộ máy biến áp
A = [ 2.70 +310.2].8760 = 1927,84.103(kWh)
2.2.3.2. Tổn thất điện năng cho máy biến áp tự ngẫu
Để tính tổn thất điện năng cho máy biến áp tự ngẫu, trước hết cần tính công suất ngắn
mạch cho từng cuộn dây như sau :
PN.C = .(PN.CT + )
PN.T = .(PN.CT + )
PN.C = .( -PN.CT )
Trong đó : PN.C , PN.T ,PN.H :Tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao,trung,hạ
PN.C,PN.T,PN.H : Tổn thất công suất ngắn mạch cao, trung, hạ
= =0,5
PN.CH = PN.TH = .PN.CT = .290 = 145 (MVA)
PN.C = .290 = 145 (MVA)
PN.T = .290 = 145 (MVA)
PN.H = .( – 290)= 435 (MVA)
Sau đó tính tổn thất điện năng trong máy biến áp :
ABA = n.8760.P0 + .365.[ PN.C. + PN.T ..tiT +PN.H..tiH)
= 44961,71
.tiT = 4311,37
.tiH= 24405,93
ABA =2.8760.75 +365.[145.44961,71+145.4311,37+24405,93.435]
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 21
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
= 1521,45.103 (kWh)
A = 1927,84.103+1521,45.103 = 3449,29.103(kWh)=3449,29(MWh)
2.2.4. Tính Dòng Điện Làm Việc Lâu Dài
2.2.4.1. Các mạch phía cao áp
- Đường dây kép nối về hệ thống :
Ibt(1) = = = 0,18 (kA)
Icb(1) =2 Ibt(1) = 0,36 (kA)
-
Cuộn cao áp của máy biến áp tự ngẫu:
Ibt(2) = Ibt(1) = 0,36(kA)
Icb(2) = Icb(1) = 0,36 (kA)
-
Thanh góp không phân đoạn 220kV :
Icb(3) =Ibt(3) = = 0,33(kA)
2.2.4.2. Các mạch phía trung áp
Sơ đồ bộ
Ibt(4) = = =0,33(kA)
Icb(4) = 1,05. Ibt(4) = 1,05.0,42 = 0,34 (kA)
-
Máy biến áp tự ngẫu :
Ibt = = = 0,56 (MVA)
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 22
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
Cưỡng bức xảy ra khi :
+ Khi F-B không làm việc :
Scb1 = .(STmax – SbT)= .(106,25 – 57,5) = 24,375(MVA)
+ Khi một trong hai máy biến áp tự ngẫu không làm việc :
Scb2 = min
= min
= min
= 38,75(MVA)
Scb(5) = max { Scb1 ;Scb2} = 38,75(MVA)
Icb(5) = = = 0,20 (kA)
+ Thanh góp 110kv:
Icb(6) = Ibt(6) = = 0,66 (kA)
2.2.4.3. Mạch điện áp máy phát
Cuộn hạ áp B1 hoặc B2 Chế độ cưỡng bức xảy ra khi
-
Một bộ F- B không làm việc:
Scb1= (STmax - SbT) = (106,25 – 57,5)= 24,375(MVA)
-
Một trong hai máy B1 và B2 không làm việc :
Sbt = (SbT – SUFmax) = (57,5 - 22) = 17,75(MVA)
Scb2 = min
= min
= min {35,5;87,5}
= 35,5
Scb(7) = max (Scb1,Scb2) =35,5 (MVA)
Icb (7)= = = 1,95(kA)
-
Mạch máy phát
Icb(8) = 1,05. = 1,05. = 3,61 (kA)
-
Mạch thanh góp có hai phân đoạn
Chế độ cưỡng bức xảy ra khi:
+ Khi một máy phát không làm việc :
Scb1 = = = 31,25 (MVA)
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 23
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
+ Khi một trong hai máy biến áp không làm việc :
Scb2 = min
= min
= min
= 36(MVA)
Scb(9) = max(Scb1; Scb2) = 36(MVA)
Icb(9) = = 1,97(kA)
Tra phụ lục bảng 7.8 trang 370 quyển Sổ tay Lựa chọn thiết bị từ 0,4 đến 500kV của
Ngô Hồng Quang ta chọn được kháng điện kép bê tông cuộn dây bằng nhôm có thông số
như sau :
Loại kháng
PƋAC-10-2x100010
Uđm(kV)
10
Xk %
10
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Iđm (kA)
23,5
Page 24
Đồ Án Phần Điện Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp – Th.S Đào Xuân Tiến
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH
3.1. TÍNH TOÁN CÁC ĐIỂM NGẮN MẠCH TRONG PHƯƠNG ÁN 1
3.1.1. Lựa Chọn Các Điểm Ngắn Mạch
Điểm N1 : Chọn khí cụ cho phía cao áp 220kV. Nguồn cung cấp là các máy phát của mạch
hệ thống điện.
Điểm N2 : Chọn khí cụ cho mạch 110kV. Nguồn cung cấp là các máy phát của nhà máy
điện và hệ thống thông qua máy biến áp ba cuộn dây.
Điểm N3 : Chọn máy cắt điện cho mạch hạ áp máy biến áp ba cuộn dây.Nguồn cung cấp là
nhà máy và hệ thống khi MBA B1 nghỉ
Điểm N4 : Chọn máy cắt điện cho mạch máy phát. Nguồn cung cấp là máy phát điện MF1
Điểm N4’ : Chọn máy cắt điện cho mạch máy phát. Nguồn cung cấp là toàn bộ nhà máy và
hệ thống trừ MF1
Điểm N5 : Chọn khí cụ cho mạch phân điện áp 10kV. Nguồn cung cấp là toàn bộ nhà máy
và hệ thống khi máy biến áp B1 và máy phát MF1 nghỉ
Điểm N6 : Chọn khí cụ cho mạch tự dùng
IN6 = IN4 + IN4’
Sử dụng phương pháp gần đúng với đơn vị tương đối cơ bản:
Chọn các đại lượng cơ bản:
SVTH: Bùi Văn Linh - 586851 - Nhóm 3 - Thứ 5 - Tiết 789
Page 25
