Đồ án Hệ thống điện vu minhphuong

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.9 MB, 113 trang )

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN

KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên : Vũ Minh Phƣơng
Lớp : Đ5H4
Ngành học : Hệ Thống Điện
TÊN ĐỀ TÀI:

PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
I.

Các số liệu ban đầu
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện gồm 04 tổ máy, công suất của mỗi tổ máy

bằng PđmF = 100 MW. Hệ số tự dùng αTD = 9.5%, cos = 0,83. Nhà máy có nhiệm vụ
cung cấp điện cho các phụ tải hạ áp, trung áp và phát về hệ thống.
1. Phụ tải cấp điện áp máy phát UF 10,5 kV
Pmax = 20 MW, cos = 0,87. Gồm 2 kép công suất 8 MW, dài 3 km; và 2 đơn công
suất 2 MW, dài 2 km. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng.
Tại địa phƣơng dùng máy cắt hợp bộ có dòng điện định mức Icắt 21 kA và
tcắt=0,7s và cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất bằng 70 mm²;
2. Phụ tải cấp điện áp trung UT (110 kV)
Pmax= 140MW; cosφ = 0,86. Gồm 2 kép x 70 MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng.
3. Phụ tải cấp điện áp cao UC (220 kV)

Pmax= 180MW; cosφ = 0,86. Gồm 2 kép x 90 MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng.
4. Nhà máy được liên lạc với hệ thống điện bằng đường dây kép 220 kV dài 30 km
Hệ thống có công suất bằng (không kể nhà máy đang thiết kế) : SđmHT= 5000 MVA,
điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống : X*HT= 0,85, công suất dự
phòng của hệ thống : SdtHT = 180 MVA.
5. Công suất toàn nhà máy : ghi trên bảng.
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
Bảng biến thiên công suất của phụ tải ở các cấp điện áp và toàn nhà máy
Giờ

0÷ 6

6÷ 9

9÷ 12

12÷ 16

16÷ 20

20÷ 22

22÷ 24

80

80

70

80

100

90

80

PUT(%)

90

80

90

90

90

80

80

PUC(%)

90

80

90

90

90

80

80

PTNM(%)

80

80

90

100

100

90

90

PUF(%)

PHẦN 2: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO CÔNG SUẤT 500KVA
CUNG CẤP CHO MỘT KHU ĐÔ THỊ

Xác nhận của khoa

Giáo viên hƣớng dẫn

TS.Nguyễn Nhất Tùng

VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay khi nhu cầu sử dụng năng lượng đang gia tăng mạnh mẽ ở tất cả các
nước trên thế giới.Trong đó, nhu cầu về năng lượng điện đang đặt ra cho ngành điện lực
cũng như các quốc gia những khó khăn lớn. Việc đáp ứng nhu cầu sử dụng trong công
nghiệp cũng như sử dụng điện sinh hoạt với chất lượng điện năng tốt, cung cấp điện liên
tục, an toàn đang là vấn đề bức thiết với mỗi quốc gia.
Việc sử dụng nguồn năng lượng hiện có cũng như việc quy hoạch, khai thác nguồn
năng lượng mới một cách hợp lý, không những đảm bảo về an ninh năng lượng mà còn là
một vấn đề mang nhiều ý nghĩa về kinh tế, chính trị, xã hội…Sau khi học xong chương
trình của ngành hệ thống điện, và xuất phát từ nhu cầu thực tế, em được giao nhiệm vụ
thiết kế các nội dung sau:
Phần I: Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện, gồm 4 tổ máy với công suất
mỗi tổ máy là 100MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp điện áp trung
áp 110 kV, phụ tải cấp điện áp cao áp 220 kV và phát về hệ thống.
Phần II: Thiết kế trạm biến áp treo công suất 500kVA cung cấp cho một khu đô thị.

Hà Nội, tháng 1 năm 2015
Sinh viên
VŨ MINH PHƢƠNG

VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
LỜI CẢM ƠN
Quá trình thiết kế tốt nghiệp không những củng cố lại kiến thức đã được học mà còn
giúp em có những hiểu biết chính xác và đầy đủ hơn về một hệ thống điện nói chung cũng
như một nhà máy nhiệt điện nói riêng. Trong quá trình làm mặc dù với sự nỗ lực của bản
thân song do kiến thức còn hạn chế và thời gian có hạn nên trong bản luận văn tốt
nghiệp không thể tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo của các
thầy, cô để bản luận văn của em được hoàn thiện hơn.
Qua đây, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Nhất Tùng đã trực tiếp
hướng dẫn và chỉ bảo em trong suốt quá trình làm luận văn, cùng các thầy, cô giáo trong
bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành nhiêm vụ trong bản thiết kế tốt nghiệp này.
Em xin trân trọng cảm ơn !

VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
NHẬN XÉT
(Giáo viên hƣớng dẫn)
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................

..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
............................................................................................. .................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
...................................................................... ........................................
..............................................................................................................
......................................................................................................... .....
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................

Hà Nội , ngày

tháng

Giáo viên hướng dẫn

VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

năm

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
NHẬN XÉT
(Giáo viên phản biện)
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
............................................................................................. .................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
...................................................................... ........................................
..............................................................................................................
......................................................................................................... .....
..............................................................................................................
..............................................................................................................

1.2.3. Tính toán phụ tải các cấp điện áp khác ................................................................. 3
1.2.4. Công suất phát về hệ thống ................................................................................... 6
1.3. Đề xuất các phƣơng án nối dây.................................................................................8
CHƢƠNG II. TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP....................................................13
A. PHƢƠNG ÁN 1........................................................................................................13
2.1. Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA ........................................................ 13
2.2. Chọn loại và công suất định mức của MBA. ......................................................... 14
2.2.3. Kiểm tra quá tải MBA ........................................................................................ 15
2.3. Tính toán tổn thất điện năng trong MBA.................................................................19
B. PHƢƠNG ÁN 2.........................................................................................................21
2.1. Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA.........................................................21
2.2. Chọn loại và công suất định mức MBA..................................................................22
2.2.3. Kiểm tra quá tải MBA..........................................................................................23
2.3. Tính toán tổn thất điện năng trong MBA................................................................27
CHƢƠNG III.TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT- CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU..........28

3. 1.Phƣơng án 1 ........................................................................................................... 29
3.2. Phƣơng án 2 ........................................................................................................... 31
CHƢƠNG IV .TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH.................................................................33
4.1. Chọn điểm ngắn mạch.............................................................................................33
4.2. Lập sơ đồ thay thế....................................................................................................34
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
4.2.1. Tính toán cho sơ đồ thay thế ............................................................................... 34
4.2.2. Sơ đồ thay thế điện kháng đầy đủ ....................................................................... 35
4.3. Tính toán ngắn mạch theo điểm..............................................................................36
4.3.1. điểm ngắn mạch N1 ............................................................................................ 36
4.3.2. điểm ngắn mạch N2 ............................................................................................ 39

4.3.3. điểm ngắn mạch N3 ............................................................................................ 41
4.3.4. điểm ngắn mạch N3’ ........................................................................................... 44
4.3.5. điểm ngắn mạch N4 ............................................................................................ 45
CHƢƠNG V. CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN..................................................46
5.1. Tính toán dòng cƣỡng bức các cấp điện áp........................................................46
5.1.1. Cấp điện áp 220 kV............................................................................................. 46
5.1.2. Cấp điện áp 110kV.............................................................................................. 46
5.1.3. Cấp điện áp 10,5kV............................................................................................. 46
5.2. Chọn máy cắt và dao cách ly...................................................................................48
5.2.1. Chọn máy cắt ...................................................................................................... 48
5.2.2. Chọn dao cách ly ................................................................................................. 49
5.3. Chọn thanh cứng đầu cực máy phát........................................................................49
5.3.1. Chọn loại và tiết diện .......................................................................................... 50
5.3.2. Kiểm tra ổn định khi ngắn mạch ......................................................................... 51
5.3.5. Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng.......................................................................... 53
5.4. Chọn thanh dẫn mềm...............................................................................................54
5.5. Chọn cáp và kháng điện đƣờng dây........................................................................60
5.5.1. Chọn cáp cho phụ tải điện áp máy phát .............................................................. 60
5.5.2. Chọn kháng điện đƣờng dây ............................................................................... 63
5.6. Chọn máy biến áp đo lƣờng....................................................................................67
5.6.1. Chọn máy biến dòng điện .................................................................................. 67
5.6.2. Chọn máy biến điện áp ....................................................................................... 71
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
5.7. Chọn chống sét van ................................................................................................ 71
CHƢƠNG VI. TÍNH TOÁN TỰ DÙNG.......................................................................75
6.1. Chọn sơ đồ tự dùng..................................................................................................75
6.2.Chọn máy biến áp tự dùng........................................................................................76

6.3. Chọn khí cụ điện tự dùng .................................................................................... ...77
PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO CÔNG SUẤT 500 kVA CUNG
CẤP CHO MỘT KHU ĐÔ THỊ
CHƢƠNG I. CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY...........................81
1.1. Xác định phụ tải tính toán.........................................................................................81
1.2. Chọn máy biến áp......................................................................................................81
1.3.Sơ đồ đấu điện trạm biến áp.......................................................................................81
CHƢƠNG II. CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN..................................84
2.1. Chọn các thiết bị điện cao áp....................................................................................85
2.2. Chọn các thiết bị điện hạ áp......................................................................................86
2.3. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị ,khí cụ điện đã chọn................................90
CHƢƠNG III.TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP.....................................96
3. 1. Điện trở nối đất của thanh........................................................................................96
3.2. . Điện trở nối đất của cọc..........................................................................................96
3.3. Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc...................................................................97
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................98

VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
CHƢƠNG I:
Bảng 1.1. Thông số máy phát điện.
Bảng 1.2. Bảng biến thiên công suất phụ tải toàn nhà máy.
Bảng 1.3. Bảng biến thiên công suất phụ tải tự dùng.
Bảng 1.4. Bảng biến thiên công suất cấp điện áp máy phát.
Bảng 1.5. Bảng biến thiên công suất cấp điện áp trung.

Bảng 1.6. Bảng biến thiên công suất cấp điện áp cao.
Bảng 1.7. Bảng cân bằng công suất tổng hợp của nhà máy điện.
Hình 1.1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.
Hình 1.2. .Đồ thị phụ tải tự dùng.
Hình 1.3. .Đồ thị phụ tải cấp máy phát.
Hình 1.4. Đồ thị cấp điện áp trung.
Hình 1.5. Đồ thị cấp điện áp cao.
Hình 1.6.Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy điện.
Hình 1.7.Phương án I.
Hình 1.8. Phương án II.
Hình 1.9 .Phương án III.
Hình 1.10. Phương án IV.

CHƢƠNG II:
Bảng 2.1. Phân công suất MBA TN trong phương án I .
Bảng 2.2. Thông số MBA 2 cuộn dây phương án I.
Bảng 2.3. Thông số MBA tự ngẫu phương án I.
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
Bảng 2.4. Giá trị của các A2i trong từng khoảng thời gian phương án I.
Bảng 2.5. Phân công suất MBA tự ngẫu trong phương án II.
Bảng 2.6. Thông số MBA 2 cuộn dây phương án II.
Bảng 2.7. Thông số MBA tự ngẫu phương án II.
Bảng 2.8. Giá trị của các A2i trong từng khoảng thời gian phương án II.
Bảng 2.9. Tổng tổn thất điện năng phương án I và II.
Hình 2.1. Phương án I.
Hình 2.2. Sự cố hỏng 1 MBA 2 dây quấn phương án I.
Hình 2.3. Sự cố hỏng 1 MBA tự ngẫu phương án I.

Hình 2.4. Sự cố hỏng 1 MBA tự ngẫu phương án I.
Hình 2.5. Phương án II.
Hình 2.6. Sự cố hỏng 1 MBA 2 dây quấn phương án II.
Hình 2.7. Sự cố hỏng 1 MBA TN phương án II.

CHƢƠNG III:
Bảng 3.1. Vốn đầu tư cho các máy biến áp phương án I.
Bảng 3.2.Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối phương án I.
Bảng3.3. Tổng kết vốn đầu tư và chi phí vận hành phương án 1.
Bảng 3.4. Vốn đầu tư cho các máy biến áp phương án II
Bảng 3.5.Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối phương án II.
Bảng3.6.Tổng kết vốn đầu tư và chi phí vận hành phương án 2.
Bảng3.7.Tính toán so sánh kinh tế 2 phương án.
Hình 3.1. Sơ đồ thiết bị phân phối phương án I.
Hình 3.2. Sơ đồ thiết bị phân phối phương án II.

CHƢƠNG IV:
Bảng 4.1. Tổng hợp kết quả tính toán dòng ngắn mạch.
Hình 4.1. Sơ đồ các điểm ngắn mạch phương án I.
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
Hình 4.2. Sơ đồ thay thế .
Hình 4.3. Sơ đồ điểm ngắn mạch N1.
Hình 4.4 .Sơ đồ điểm ngắn mạch N1.
Hình 4.5. Sơ đồ điểm ngắn mạch N1.
Hình 4.6. Sơ đồ điểm ngắn mạch N1.
Hình 4.7 .Sơ đồ điểm ngắn mạch N2.
Hình 4.8 .Sơ đồ điểm ngắn mạch N2.

Hình 4.9. Sơ đồ điểm ngắn mạch N2.
Hình 4.10. Sơ đồ điểm ngắn mạch N3.
Hình 4.11 .Sơ đồ điểm ngắn mạch N3.
Hình 4.12. Sơ đồ điểm ngắn mạch N3.
Hình 4.13. Sơ đồ điểm ngắn mạch N3.
Hình 4.14. Sơ đồ điểm ngắn mạch N3’.

CHƢƠNG V:
Bảng 5.1. Dòng cưỡng bức các cấp điện áp.
Bảng 5.2. Thông số tính toán và thông số kỹ thuật của máy cắt.
Bảng 5.3. Thông số tính toán và thông số kỹ thuật của dao cách ly.
Bảng 5.4. Các thông số kỹ thuật của thanh dẫn hình máng.
Bảng 5.5. Các thông số kỹ thuật của sứ đỡ.
Bảng 5.6. Thông số kỹ thuật của thanh góp mềm cấp điện áp 220kV.
Bảng 5.7. Thông số kỹ thuật của thanh góp mềm cấp điện áp 110kV.
Bảng 5.8. Thông số kỹ thuật cáp đường kép.
Bảng 5.9. Thông số kỹ thuật cáp đường kép.
Bảng 5.10. Thông số kỹ thuật cáp đường đơn.
Bảng 5. 11. Phân bố công suất qua từng kháng trong các tình huống.
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
Bảng 5.12. Thông số máy cắt cho cáp 1.
Bảng 5.13. Thông số BI phía 10,5 kV.
Bảng 5.14.Công suất các cuộn dây dụng cụ đo lường.
Bảng 5.15. Thông số kỹ thuật của máy biến dòng cấp điện áp 110kV.
Bảng 5.16. Thông số kỹ thuật của máy biến dòng cấp điện áp 220kV.
Bảng 5. 17. Thông số BU cấp điện áp 10,5kV.
Bảng 5.18. Thông số các dụng cụ phụ tải của máy biến dòng.

Bảng 5.19. Thông số kỹ thuật của máy biến điện áp cấp điện áp 110kV.
Hình 5.1. Mặt cắt thanh dẫn hình máng.
Hình 5.2.Hình vẽ chọn sứ.
Hình 5.3. Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương.
Hình 5.4. Sơ đồ cấp điện cho phụ tải địa phương bằng kháng kép.
Hình 5.5.Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào biến điện áp và biến dòng điện .

CHƢƠNG VI:
Bảng 6.1. Thông số máy biến áp tự dùng riêng.
Bảng 6.2. Thông số máy biến áp.
Bảng 6.3. Thông số máy cắt tự dùng.
Bảng 6.4. Thông số dao cách ly tự dùng.
Bảng 6.5. Thông số máy cắt tự dùng.
Bảng 6.6. Thông số Aptomat 0,4 kV.
Bảng 6.7. Thông số cầu dao phía hạ áp 0,4 kV.
Hình 6.1. Sơ đồ nối điện tự dùng của nhà máy.
PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO CÔNG SUẤT 500 kVA CUNG CẤP
CHO MỘT KHU ĐÔ THỊ

CHƢƠNG I:
Bảng 1.1: Thông số kĩ thuật của MBA.
Hình 1.1 Sơ đồ dấu dây trạm biến áp treo 22/0,4 kV
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
CHƢƠNG II:
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật cầu dao phụ tải
Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật của cầu chì tự rơi
Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật của chống sét van.

Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật của sứ cao thế.
Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật thanh dẫn đồng.
Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật của cáp đồng hạ áp
Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật của Atptomat tổng
Bảng 2.8 Thông số kỹ thuật của Atptomat nhánh
Bảng 2.9 Thông số kỹ thuật của thanh cái hạ áp
Bảng 2.10: Thông số kỹ thuật của máy biến dòng
Bảng 2.11: Thông số kỹ thuật của sứ đỡ thanh
Bảng 2.12: Thông số kỹ thuật của chống sét van hạ áp
Bảng 2.13: Thông số kỹ thuật các thiết bị đo đếm điện năng
Bảng 2.14: Thông số kỹ thuật của cáp đầu ra
Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp treo
Hình 2.2: Sơ đồ vị trí các điểm ngắn mạch
Hình 2.3: Sơ đồ thay thế ngắn mạch điểm N1
Hình 2.4: Sơ đồ thay thế ngắn mạch điểm N2, N3
CHƢƠNG III:
Hình 3.1 Sơ đồ mặt bằng bố trí tiếp địa

VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện

PHẦN I
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY
NHIỆT ĐIỆN

VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện

CHƢƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY
Để thiết kế chính xác nhà máy điện thì việc xác định công suất của từng cấp điện áp tại
các thời điểm khác nhau là yếu tố cơ bản nhất. Đây chính là căn cứ cho việc khảo sát và giúp
thành lập các phƣơng án nối dây sao cho đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Trong nội
dung của chƣơng 1 bài toán tính toán về phụ tải và đề xuất các phƣơng án nối dây cho nhà
máy nhiệt điện sẽ đƣợc đề cập một cách chi tiết.
1.1.Chọn máy phát điện
Căn cứ vào yêu cầu thiết kế cho nhà máy nhiệt điện ngƣng hơi gồm 4 tổ máy, công suất
mỗi tổ máy là 100 MW, tra bảng 1.1 sách thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp
PGS. TS. Phạm Văn Hòa và Ths Phạm Ngọc Hùng ta chọn máy phát điện có các thông số ghi
trên bảng sau:
Thông số định mức

Loại

Điện kháng tƣơng đối

máy phát
n

Sdm

Pdm

Udm

v/ph

MVA

MW

kV

TB-100-2 3000

117,5

100

10,5

cos 

I

X’’d

X’d

X2

0,183

0,263

0,223

kA
0,85

6,475

Bảng 1.1 : Thông số máy phát điện
1.2. Tính toán cân bằng công suất
1.2.1. Công suất phát ra của toàn nhà máy điện
Công suất phát ra của toàn nhà máy tại mỗi thời điểm đƣợc xác định theo công thức sau:

Stnm (t ) 
Trong đó :

P%(t ) Pdm 
.
100 cos

Stnm(t):Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t .
P%(t) :Phần trăm công suất phát ra của toàn nhà máy tại thời điểm t.
Pđm∑ : Tổng công suất tác dụng định mức của toàn nhà máy .
cos  : Hệ số công suất .

Nhà máy có Pdm  = 4.100=400 MW, cos   0,85 .
Áp dụng công thức cho khoảng thời gian từ 0h đến 6h ta có:
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

trang 1

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện

(06)
TNM

S

(0 6)
PTNM
%
80

.Pmax 
.400  376, 47 (MVA)
100.cos 
100.0,85

Tƣơng tự, ta có bảng sau:
Giờ

0-6

6-9

9-12

12-16

16-20

20-22

22-24

PTNM %

80

80

90

100

100

90

90

STNM  MVA 

376,47

470,59

423,53

423,53

376,47 423,53 470,59

Bảng 1.2 : Bảng biến thiên công suất phụ tải toàn nhà máy
Đồ thị phụ tải toàn nhà máy:
STNM(MVA)
500
423,53

470,59

423,53

376,47

250

0

9

12

20

24

t (giờ)

Hình 1.1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.

1.2.2.Tính toán phụ tải tự dùng
Lƣợng điện tự dùng của nhà máy nhiệt điện đƣợc xác định theo công thức:

Std  t  

Stnm  t  
 % n.PdmF 
.
 0, 4  0, 6.

100 cos TD 
n.SdmF 

Trong đó:
PdmF, SdmF: công suất tác dụng và công suất biểu kiến định mức của
một tổ máy phát

% : Lƣợng điện phần trăm tự dùng.
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

trang 2

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
Stnm(t) : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
Áp dụng công thức cho khoảng thời gian từ 0h đến 6h ta có:
(0 6)
STD




S (06) 
TD % n.PdmF 
.
.  0, 4  0,6. NM 
100 cos TD 
n.PdmF 
9,5 400 
376, 47 
.
. 0, 4  0,6.
  40,31( MVA)
100 0,83 
470 

Tính tƣơng tự, ta có bảng sau:
Giờ

0-6

6-9

9-12

12-16

16-20

20-22

22-24

STNM(MVA)

376,47

376,47

423,53

470,59

470,59

423,53

423,53

STD  MVA 

40,31

40,31

43,06

45,81

45,81

43,06

43,06

Bảng 1.3 : Bảng biến thiên công suất phụ tải tự dùng

Từ đó ta có đồ thị:
STD(MVA)
50

45,81
43,06

43,06

40,31

25

0

9

12

20

24

t (giờ)

Hình 1.2. Đồ thị phụ tải tự dùng.

1.2.3.Tính toán phụ tải các cấp điện áp khác
Công suất phụ tải các cấp tại từng thời điểm đƣợc xác định theo công thức sau:

Si (t ) 

P%(t ) Pi max
.
100 cos i

Trong đó :
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

trang 3

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
Si(t) : Công suất phụ tải thời điểm t.
Pimax : Công suất cực đại của phụ tải.

cos i : Hệ số công suất.
P%(t) : Phần trăm công suất của phụ tải tại thời điểm t.
a. Phụ tải cấp điện áp máy phát (Phụ tải địa phƣơng)
Ta có Pmax  20MW . ; cos   0,87
Áp dụng công thức cho khoảng thời gian từ 0h đến 6h ta có:
(0 6)
S DP



(06)
PDP
%
80
.Pmax 
.20  18,39 (MVA)
100.cos 
100.0,87

Tính tƣơng tự nhƣ trên ta có bảng sau:
Giờ

0-6

6-9

9-12

12-16

16-20

20-22

22-24

PĐP %

80

80

70

80

100

90

80

SĐP(MVA)

18,39

18,39

16,08

18,39

22,98

20,68

18,39

Bảng 1.4 : Bảng biến thiên công suất cấp điện áp máy phát
Từ đó ta có đồ thị:
SDP(MVA)
22,98
20,68
20

18,39

18,39

18,39
16,08

10

0

9

12

16

20

22

24

t (giờ)

Hình 1.3. :Đồ thị phụ tải cấp máy phát.

b. Phụ tải cấp điện áp trung UT =110kV:
Ta có Pmax = 140MW; cos   0,86 .
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

trang 4

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
Áp dụng công thức cho khoảng thời gian từ 0h đến 6h ta có:
(06)
SUT


(0 6)
PUT
%
90
.Pmax 
.140  146,5 (MVA)
100.cos 
100.0,86

Tính tƣơng tự nhƣ trên, ta có bảng sau:
Giờ

0-6

6-9

9-12

12-16

16-20

20-22

22-24

PUT %

90

80

90

90

90

80

80

SUT (MVA)

146,5

130,2

146,5

146,5

146,5

130,2

130,2

Bảng 1.5 : Bảng biến thiên công suất cấp điện áp trung

Ta có đồ thị sau:
SUT(MVA)
200

130,2

146,5

146,5

130,2

100

0

6

9

20

24

t (giờ)

Hình 1.4. Đồ thị cấp điện áp trung.

c. Phụ tải cấp điện áp cao UC=220kV:
Ta có Pmax  180MW ; cos   0,86 .
Áp dụng công thức cho khoảng thời gian từ 0h đến 6h ta có:
(0 6)
UC

S

(06)
PUC
%
90

.Pmax 
.180  188,37(MVA)

100.cos 
100.0,86

Tƣơng tự nhƣ trên ta có bảng sau:
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

trang 5

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
Giờ

0-6

6-9

9-12

12-16

PUC %

90

80

90

90
188,37

SUC(MVA)

188,37

167,44 188,37

16-20

20-22

22-24

90

80

80

188,37

167,44

167,44

Bảng 1.6 : Bảng biến thiên công suất cấp điện áp cao

Ta có đồ thị:
SUC(MVA)
200

167,44

188,37

188,37

167,44

100

0

6

9

20

24

t (giờ)

Hình 1.5. Đồ thị cấp điện áp cao.

1.2.4. Công suất phát về hệ thống
SVHT  t   STNM  t    SUF  t   SUT  t   SUC  t   STD  t 

Trong đó:

STNM (t) : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.

SVHT (t) : Công suất tự phát về hệ thống tại thời điểm t.
SUF (t) : Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm t.
SUT (t) : Công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t.

SUC (t) : Công suất phụ tải cấp điện áp cao tại thời điểm t.
STD (t) : Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t.
Áp dụng công thức cho khoảng thời gian từ 0h đến 6h ta có:
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

trang 6

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
(06)
(0 6)
(0 6)
(0 6)
(0 6)
(0 6)
SVHT
 STNM
 (SUC
 SUT
 STD
 S DP
)

 376,47  (188,37  146,5  40,31  18,39)  17,10( MVA)
Tính toán theo công thức trên ta đƣợc bảng kết quả sau:
GIỜ

0-6

6-9

9-12

12-16

16-20

20-22

22-24

376,47

376,47

423,53

470,59

470,59

423,53

423,53

40,31

40,31

43,06

45,81

45,81

43,06

43,06

SDP(MVA)

18,39

18,39

16,08

18,39

22,98

20,68

18,39

SUT(MVA)

146,5

130,2

146,5

146,5

146,5

130,2

130,2

SUC(MVA)

188,37

167,44

188,37

188,37

188,37

167,44

167,44

SVHT(MVA)

-17,10

20,13

29,52

71,52

66,93

62,15

64,44

STNM(MVA)
STD (MVA)

Bảng 1.7 Bảng cân bằng công suất tổng hợp của nhà máy điện

S(t) MVA
500
450

SVHT

400
350

300

SUC
250
200

SUT

150

100

SÐP

50

STD
0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

t (h)

Hình 1.6. Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy điện
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

trang 7

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
NHẬN XÉT:
Nhà máy thiết kế gồm có 4 tổ máy. Tổng công suất toàn nhà máy 400MVA. Cung cấp
điện cho các phụ tải điện áp máy phát 10,5 kV, trung áp 110 kV, cao áp 220 kV và tự dùng
cho nhà máy. Ngoài ra còn phát và nhận 1 lƣợng công suất từ hệ thống.
Phụ tải điện áp máy phát:

SUFmax = 22,98(MVA) ; SUFmin = 16,08(MVA).

Phụ tải trung áp 110 kV:

SUTmax = 146,5(MVA) ; SUTmin = 130,2(MVA).

Phụ tải cao áp 220 kV:

SUCmax = 188,37MVA, SUCmin =167,44 MVA.

Công suất phát về hệ thống: SVHTmax = 90,67(MVA) ; SVHTmin = -17,10(MVA).
1.3. ĐỀ XUẤT CÁC PHƢƠNG ÁN NỐI ĐIỆN
Việc đề suất phƣơng án nối dây cho nhà máy điện là căn cứ theo yêu cầu phụ tải của nhà
máy điện và tuân thủ các quy tắc kỹ thuật. Đề suất phƣơng án nối dây đƣợc thực hiện nhƣ
sau:
-

Ta có:
max
S DP
.100%
22,98

.100%  9%  15%
2.SdmF
2.117,5

Điều này cho thấy không cần thanh góp cấp điện áp máy phát.
- Cấp điện áp trung (110kV), cao (220kV) có trung tính nối đất trực tiếp
Hệ số có lợi:



U C  UT 220  110

 0,5
UC
220

Do đó đối với nhà máy điện đƣợc thiết kế thích hợp dùng 2 máy biến áp tự ngẫu liên lạc
giữa các cấp để giảm tổn thất điện năng.
- Phụ tải cấp điện áp 110 kV có công suất: Smax = 146,5 MVA, Smin = 130,2 MVA
Mà: SdmF = 117,5 MVA
SUT max 146,5

 1, 24
SdmF
117,5

;

SUT min 130,3

 1,11
SdmF
117,5

Vậy có thể ghép 1 hoặc 2 bộ máy phát – máy biến áp 2 cuộn dây ghép thẳng lên thanh
góp điện điện áp trung.
- Ta có:

S dmMF =117,5(MVA);

VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

SdtHT  180( MVA)  1,53SdmMF
trang 8

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
Do đó ta chỉ có thể ghép 1 máy phát với 1 MBA.
Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phƣơng án nhƣ sau:

Phƣơng án 1:
HT

SUT

SUC

110kV

220kV

Std
F1

TN2

TN1

B2

B1

Std

B4

B3

SDP

F2

Std

Std
F3

F4

Hình 1.7. Phương án I

Phƣơng án này Nối 2 bộ MP-MBA 2 cuộn dây vào thanh góp 110kV,2 bộ MP-MBA 2
cuộn dây vào thanh góp 220kV, dùng 2 MBA tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp điện áp. Phía
hạ MBA tự ngẫu cung cấp cho phụ tải địa phƣơng.
- Ƣu điểm:
+ Phụ tải địa phƣơng không phụ thuộc vào máy phát.
- Nhƣợc điểm:
+ Sử dụng nhiều chủng loại máy biến áp nên vận hành phức tạp, vốn đầu tƣ cao.
+ Ta có:

2. S dmF = 2.117,5=235(MVA) > SUTmax = 146,5(MVA). Do đó lúc nào

cũng có một phần công suất truyền qua hai lần máy biến áp làm tăng tổn thất về
công suất.
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

trang 9

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện
Phƣơng án 2
HT

SUT

SUC
220kV

110kV

B3

TN2

Std

Std
MF3

B4

TN1

Sdp
MF2

Std

Std

Sdp
MF1

MF4

Hình 1.8. Phương án II

Trong phƣơng 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. Điện tự
dùng đƣợc trích đều từ đầu cực máy, phụ tải địa phƣơng đƣợc trích từ đầu cực máy MF1,
MF2.
-Ƣu điểm:
min
+ SUT
 130, 2( MVA) , SdmF  117,5( MVA) . Sử dụng 1 bộ MP-MBA 2 cuộn dây

bên trung nên tránh đƣợc việc truyền công suất qua 2 lần MBA( MBA bộ và MBA
liên lạc) => giảm đƣợc tổn thất điện năng so với các phƣơng án khác.
-Nhƣợc điểm:

+ Sử dụng nhiều chủng loại máy biến áp nên vận hành phức tạp.
+ Vốn đầu tƣ cao so với phƣơng án 3 đề xuất ở phần tiếp theo, do sử dụng số lƣợng
máy biến áp phía cao áp nhiều hơn.
VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4

trang 10

Đồ án Hệ thống điện vu minhphuong

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về