Tính toán chọn máy biến áp

Đồ án môn học: Thiết kế phần điện nhà máy điện GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .3 CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1 Chọn máy phát điện 1.2 Tính tốn cân cơng suất 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng 1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp 1.2.4 Đồ thị công suất phát hệ thống 11 1.3 Phụ tải góp phía cao áp 13 1.4 Tính tốn cân cơng suất 15 1.5 Đề xuất phương án nối điện 15 1.5.1 Cơ sở chung để đề xuất phương án nối điện .15 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 20 2.1 Phương án I 20 2.2.1 Tính phân bố cơng suất cho MBA làm việc bình thường 20 2.2.2 Phân bố cơng suất cho cuộn dây MBA tự ngẫu B1,B2 21 2.2 Chọn loại công suất định mức MBA 22 2.2.1 MBA hai cuộn dây sơ đồ MPĐ-MBA hai cuộn dây 23 2.2.2 Chọn máy biến áp liện lạc 23 2.3.Kiểm tra khả tải MBA có cố 24 2.4.Tính tốn tổn thất điện MBA 30 2.4.1 Tính tốn tổn thất điện sơ đồ MF – MBA hai cuộn dây .30 2.4.2 Tính tốn tổn thất điện MBA tự ngẫu 31 2.5 Tính phân bố công suất cho MBA làm việc bình thường 32 2.6 Phân bố cơng suất cho cuộn dây MBA tự ngẫu B2,B3 .33 2.7 Chọn loại công suất định mức MBA 34 2.7.1.MBA hai cuộn dây sơ đồ MPĐ-MBA hai cuộn dây 35 2.7.2 Chọn máy biến áp liện lạc 35 2.8.Kiểm tra khả tải MBA có cố 36 2.9 Tính tốn tổn thất điện MBA 38 2.9.1 Tính tốn tổn thất điện sơ đồ MF – MBA hai cuộn dây .39 2.9.2 Tính tốn tổn thất điện MBA tự ngẫu .40 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KINH TẾ – KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU .41 3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 41 SV: Nguyễn Ngọc Tân Đồ án môn học: Thiết kế phần điện nhà máy điện GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng 3.1.1 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án I 41 3.1.2 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án II .41 3.2 Tính tốn kinh tế- kỹ thuật chọn phương án tối ưu 41 3.2.1 Phương án I .42 3.2.2 Phương án II 44 3.2.3 Lựa chọn phương án tối ưu .45 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 46 4.1.Tính tốn ngắn mạch cho phương án II 47 4.1.1 Chọn điểm ngắn mạch .47 4.1.2 Lập sơ đồ thay 48 CHƯƠNG 5: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN .60 5.1 Dòng điện làm việc dòng điện làm việc cưỡng 60 5.2 Chọn máy cắt dao cách ly 62 5.3 Chọn cáp kháng điện đường dây .63 5.3.1 Chọn cáp 63 5.3.2 Chọn kháng điện đường dây 65 5.4 Chọn góp, dẫn mềm 67 5.4.1 Chọn góp, dẫn mềm 220 kV 67 5.4.2 Chọn góp, dẫn mềm 110 kV 70 5.5 Chọn dẫn, góp cứng 73 5.5.1 Kiểm tra ổn định độngkhi ngắn mạch .74 5.5.2 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng 75 5.5.3 Chọn sứ đỡ dẫn cứng .76 5.6 Chọn máy biến áp đo lường máy biến dòng 77 5.6.1 Chọn máy biến dòng điện 79 5.7 Chọn chống sét van 82 5.7.1 Chọn chống sét van cho góp 82 5.7.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp 82 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 84 6.1.Chọn sơ đồ tự dùng .84 6.2 Chọn các thiết bị điện và khí cụ điện cho tự dùng .85 6.2.1.Chọn máy biến áp tự dùng riêng cấp 0,4 kV 85 6.2.2.Chọn máy biến áp tự dùng chung cấp 0,4 kV 86 6.2.3 Chọn khí cụ điện tự dùng 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 SV: Nguyễn Ngọc Tân Đồ án môn học: Thiết kế phần điện nhà máy điện GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Cơng suất phía cao áp tồn nhà máy thời điểm t .8 Bảng 1.2: Cơng suất phía trung tồn nhà máy thời điểm t Bảng 1.3: Công suất địa phương toàn nhà máy thời điểm t .10 Bảng 1.4: Công suất phát về hệ thống mùa mưa 12 Bảng 1.5: Công suất phát về hệ thống mùa khô 12 Bảng 1.6: Cơng suất phụ tải góp cao áp mùa khô 13 Bảng 1.7: Cơng suất phụ tải góp cao áp mùa mưa 14 Bảng 1.8: Công suất phụ tải tổng hợp toàn nhà máy 15 Bảng 2.1 Bảng phân bố công suất MBATN B1, B2 22 Bảng 2.2 Bảng thông số kỹ thuật MBATN B1, B2 .24 Bảng 2.3 Thông số máy biến áp theo phương án I .29 Bảng 2.4 Bảng phân bố công suất MBATN B2, B3 34 Bảng 2.5 Thông số MBATN B1 35 Bảng 2.6 Thông số MBATN B4 35 Bảng 2.7 Bảng thông số MBATN B2, B3 36 Bảng 2.8 Thông số máy biến áp theo phương án II 38 Bảng 3.1 Kết tính tốn kinh tế hai phương án 45 Bảng 5.1 Thông số máy cắt phương án II 62 Bảng 5.2 Thông số dao cách ly phương án II 63 Bảng 5.3 Công suất tác dụng qua kháng, MW 66 Bảng 5.4 Thông số dẫn, góp mềm 220 kV .68 Bảng 5.5 Giá trị dòng ngắn mạch pha thời điểm N1 69 Bảng 5.6 Thơng số dẫn, góp mềm 110 kV .71 Bảng 5.7 Giá trị dòng ngắn mạch pha thời điểm N2 72 Bảng 5.8 Thông số dẫn, góp cứng 74 Bảng 5.9 Phụ tải đồng hồ 78 Bảng 5.10 Thông số BI chọn 80 Bảng 5.11 Phụ tải đồng hồ 81 Bảng 6.1.Thông số kỹ thuật MBA tự dùng riêng 85 Bảng 6.2.Thông số kỹ thuật MBA tự dùng chung 86 Bảng 6.3 Thông số máy cắt hợp 10,5 kV .86 Bảng 6.4 Thông số aptomat cho phụ tải 0,4 kV 88 SV: Nguyễn Ngọc Tân Đồ án môn học: Thiết kế phần điện nhà máy điện GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng DANH MỤC HÌNH Hình 1.1.Đồ thị phụ tải mùa khơ Hình 1.2 Đồ thị phụ tải mùa mưa Hình 1.3 Đồ thị phụ tải cơng suất tự dùng tồn nhà máy thời điểm t Hình 1.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao thời điểm t Hình 1.5 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung thời điểm t 10 Hình 1.6 Đồ thị phụ tải địa phương thời điểm t 11 Hình 1.7 Công suất hệ thống mùa mưa 12 Hình 1.8 Cơng suất hệ thống mùa khô 13 Hình 1.9: Biến thiên phụ tải góp cao áp mùa khơ .14 Hình 1.10: Biến thiên phụ tải góp cao áp mùa mưa 14 Hình 2.1 Sơ đồ nối điện phương án I 20 Hình 2.2.Phân bố công suất cuộn dây MBATN cố .26 Hình 2.3.Phân bố cơng suất cuộn dây MBATN cố .27 Hình 2.4.Phân bố cơng suất cuộn dây MBATN cố .29 Hình 2.5 Sơ đồ nối điện phương án II 32 Hình 3.1 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án I 42 Hình 4.1 Sơ đồ điểm ngắn mạch phương án II 48 Hình 5.1 Sơ đồ thay để chọn XK% .66 Hình 5.2 Thanh dẫn, cứng hình máng 74 Hình 5.3 Sơ đồ chọn sứ 77 Hình 5.4 Sơ đồ nối dụng cụ đo vào biến điện áp biến dòng điện mạch máy phát 82 Hình 5.5 Sơ đồ bố trí chống sét van cho MBATN .83 Hình 5.6 Sơ đồ bố trí chống sét van trung tính MBA hai cuộn dây 83 Hình 6.2.Sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch .87 SV: Nguyễn Ngọc Tân Đồ án môn học: Thiết kế phần điện nhà máy điện GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng LỜI NĨI ĐẦU Ngành điện nói riêng ngành lượng nói chung đóng góp vai trị quan trọng q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Nhà máy điện phần tử vô quan trọng hệ thống điện Cùng với phát triển hệ thống điện, phát triển hệ thống lượng quốc gia phát triển nhà máy điện Việc giải đắn vấn đề kinh tế kĩ thuật thiết kế nhà máy điện mang lại lợi ích khơng nhỏ kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Đồ án gồm chương: Chương 1: Tính tốn cân cơng suất,đề xuất phương án nối dây Chương 2: Tính tốn chọn máy biến áp Chương 3: Tính tốn ngắn mạch Chương 4: Tính tốn kinh tế - kỹ thuật chọn phương án tối ưu Chương 5: Chọn khí cụ điện dây dẫn Chương 6: Tính tốn tự dung Là sinh viên theo học ngành hệ thống điện việc làm đồ án thiết kế phần điện nhà máy điện giúp em biết cách thiết kế kĩ thuật, tối ưu kinh tế toán thiết kế phần điện nhà máy điện cụ thể, hướng dẫn sinh viên biết cách đưa phương án nối điện kĩ thuật, biết phân tích, biết so sánh chọn phương án tối ưu biết lựa chọn khí cụ điện phù hợp Với đồ án thiết kế phần điện nhà máy điện phần giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau Trong thời gian làm bài, với cố gắng thân, đồng thời với giúp đỡ thầy cố giáo môn hệ thống điện đặc biệt với giúp tận tình thấy giáo TS Nguyễn Nhất Tùng, em hoàn thành đồ án mơn học Dù cố gắng đồ án khó tránh khỏi sai sót Em mong nhận đánh giá, nhận xét, góp ý thầy để đồ án kiến thức thân em hoàn thiện Em xin chân thành cám ơn thầy TS Nguyễn Nhất Tùng tồn thể thầy giáo môn Hà Nội, ngày 20 tháng 09 năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Ngọc Tân SV: Nguyễn Ngọc Tân Đồ án môn học: Thiết kế phần điện nhà máy điện GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng CHƯƠNG TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1 Chọn máy phát điện Đề cho: Nhà máy điện kiểu: TD gồm tổ máy × Pđm=44 MW tra bảng máy phát điện ta có máy có thơng số sau : Loại MF Sđm MVA Pđm MW Uđm kV Iđm kA nđm v/ph Cos φ X’’d CB-1500/110 116 55 44 10,5 3,03 51.7 0,8 0,23 0,28 0,61 X’d Xd Bảng số liệu tra từ bảng phục lục số 1: “Máy phát điện động bộ” – Bảng 1.2 – Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp, ta chọn máy phát điện sau: Loại máy phát CB-1500/110 -116 1.2 Tính tốn cân cơng suất 1.2.1 Đồ thị phụ tải tồn nhà máy  Vì đề cho nhà máy thủy điện, cho mùa mưa phát 100 , mùa khơ phát 65 cơng suất định mức tồn nhà máy, tính tốn cơng suất phát tồn nhà sau: Mùa mưa: Mùa khô: = n (1.1b) = 0,65.n Như :  Mùa mưa: =n  Mùa khô: =0,8.n =4 55=220(MVA) =0,65 66= 171,6(MVA) Ta có đồ thị phụ tải mùa sau: SV: Nguyễn Ngọc Tân Đồ án môn học: Thiết kế phần điện nhà máy điện GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng Hình 1.1.Đồ thị phụ tải mùa khơ Hình 1.2 Đồ thị phụ tải mùa mưa 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng Do cơng suất tự dùng cho tồn nhà máy TĐ coi không đổi theo thời gian xác định theo công thức sau: (MVA) Trong đó: : Phụ tải tự dùng - Lượng điện phần trăm tự dùng Cos - Hệ số công suất phụ tải tự dùng n- số tổ máy phát - Công suất tác dụng tổ MF SV: Nguyễn Ngọc Tân Đồ án môn học: Thiết kế phần điện nhà máy điện GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng Hình 1.3 Đồ thị phụ tải cơng suất tự dùng tồn nhà máy thời điểm t 1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp Công suất phụ tải cấp điện áp xác định theo công thức sau: Trong đó: - cơng suất phụ tải thời điểm t - Công suất max phụ tải - Hệ số công suất - Phần trăm công suất phụ tải thời điểm +)Đối với cấp điện áp 220kV ta có: = 80 (MW) =0,87 Cơng suất phụ tải thời điểm từ 0-5 (h) là: =82,759 (MW) Và tiến hành tính tốn cho thời điểm khác tương tự, thu bảng biến thiên phụ tải sau: Bảng biến thiên phụ tải cấp cao áp Giờ 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 P%(t) 90 90 90 80 80 90 100 90 S(t) 82,759 82,759 82,759 73,563 73,563 82,759 91,954 82,759 Bảng 1.1: Công suất phía cao áp toàn nhà máy thời điểm t SV: Nguyễn Ngọc Tân Đồ án môn học: Thiết kế phần điện nhà máy điện GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng Hình 1.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao thời điểm t +) Đối với cấp điện áp 110kV ta có: Tiến hành tính tốn tương tự: = 40 (MW) =0,85 Công suất phụ tải thời điểm từ 0-5 (h) là: =32,941 (MW) Và tiến hành tính toán cho thời điểm khác tương tự, thu bảng biến thiên phụ tải sau: Bảng biến thiên phụ tải cấp trung áp Giờ 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 P%(t) 70 80 90 100 80 90 80 70 S(t) 32,941 37,647 42,353 47,059 37,647 42,353 37,647 32,941 Bảng 1.2: Cơng suất phía trung tồn nhà máy thời điểm t SV: Nguyễn Ngọc Tân Đồ án môn học: Thiết kế phần điện nhà máy điện GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng Hình 1.5 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung thời điểm t +) Đối với cấp điện áp 11kV (phụ tải địa phương)ta có: Tiến hành tính tốn tương tự : = 13 (MW) =0,87 Công suất phụ tải thời điểm từ 0-5 (h) là: =10,46 (MW) Và tiến hành tính tốn cho thời điểm khác tương tự, thu bảng biến thiên phụ tải sau Bảng biến thiên phụ tải cấp địa phương Giờ 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 P%(t) 70 85 80 85 85 100 90 70 S(t) 10,46 12,701 11,954 12,701 12,701 14.943 13,448 10.460 Bảng 1.3: Công suất địa phương toàn nhà máy thời điểm t SV: Nguyễn Ngọc Tân 10 ... CHƯƠNG TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp thiết bị quan trọng Trong hệ thống điện, tổng công suất máy biến áp lớn khoảng (4 -> 5) lần tổng công suất máy phát điện Do vốn đầu tư cho máy biến áp. .. có máy phát điện- máy biến áp cuộn dây nối lên góp 110 kV Phía góp cao có một máy phát điện -máy biến áp cuộn dây nối lên hệ thống dùng máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc cấp điện áp, ... phải chọn số lượng máy biến áp cơng suất hợp lý mà đảm bảo an toàn cung cấp điện cho hộ tiêu thụ, dùng máy biến áp tự ngẫu tận khả tải máy biến áp, không ngừng cải tiến cấu tạo máy biến áp Giả