máy biến áp trong các mạng điện của nhà máy điện

Mỏy bin ỏp trong cỏc mng in ca nh mỏy in chơng I Phân tích nguồn cung cấp và phụ tải 1.1 Số liệu về nguồn: Nguồn điện ban đầu gồm 1 HTĐ và 1 nhà máy điện Trạm biến áp trung gian có công suất rất lớn hệ số công suất cos HT = 0,85 điện áp danh định tại thanh góp hệ thống U dđ = 110 KV nhà máy điện gồm 4 tổ máy công suất định mức 100 MW hệ số công suất cos NM = 0,85, điện áp đầu cực máy phát U F = 10,5 KV .Khoảng cách từ nhà máy điện đến hệ thống là khoảng 120 KM 1.2Số liệu phụ tải: Phụ tải bao gồm 9 hộ tiêu thụ có các số liệu trong chế độ phụ tải sau : Các số liệu Các hộ tiêu thụ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Phụ tải cực đại P max (MW) 42 40 38 36 34 24 28 35 30 Hệ số công suất cos 0,92 0,9 0,88 0,87 0,88 0,86 0,9 0,9 0,87 Mức đảm bảo cung cấp điện I I I I I III I I I Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT KT KT KT KT T KT KT KT Điện áp danh định lới điện 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Thời gian sử dụng công suất lớn nhất T max = 5000h Phụ tải cực tiểu bằng 50% Phụ tải cực đại Hệ số đồng thời K = 1 *) Nhận xét :Nhìn chung các phụ tải có công suất trung bình 30-35 MW nh- ng phân bố phân tán xa nguồn phát ,về sơ bộ có thể khoanh vùng các phụ tải nh sau : Phụ tải 2,4,5,6 do hệ thống cung cấp Phụ tải 1,7,8,9 do nhà máy điện cung cấp Phụ tải 3 do nhà máy điện hay HTĐ cung cấp http://tailieuhay.com L 1 Mỏy bin ỏp trong cỏc mng in ca nh mỏy in Các phụ tải đều có công suất nhỏ nên có thể phải đặt bù công suất phản kháng. Có 8 phụ tải loại 1 nên phải sử dụng đờng dây kép và trạm biến áp có hai máy biến áp để cung cấp điện đến các phụ tải này ,phụ tải 6 là phụ tải loại 3 nên chỉ cần dùng đờng dây đơn và trạm biến áp gồm 1 máy biến áp . Bảng các số liệu phụ tải Phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P max (MW) 42 40 38 36 34 24 28 35 30 P min (MW) 29,4 28 26,6 25,2 23,8 16,8 19,6 24,5 21 cos 0,92 0,9 0,88 0,87 0,88 0,86 0,9 0,9 0,87 Q max (MVar) 17,89 19,37 20,51 20,4 18,35 14,24 13,56 16,95 17 Q min (MVar) 12,523 13,56 14,36 14,28 12,84 9,968 9,492 11,86 11,9 P đm = 300 MW Công suất phát kinh tế là : P fkt = 80% P fđm = 80%. 300 = 240 (MW) Công suất phụ tải yêu cầu ở chế độ cực đại P ptmax = 307(MW) lớn hơn P fkt của nhà máy điện nên mang điện phải lấy thêm công suất từ hệ thống . Trong chế độ cực tiểu : P min = 70% P max = 214.9 (MW) chơng II Cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng http://tailieuhay.com L 2 Mỏy bin ỏp trong cỏc mng in ca nh mỏy in Trong hệ thống điện chế độ vận hành chỉ tồn tại khi có sự cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng. Việc cân bằng công suất trong hệ thống trớc hết là kiểm tra khả năng cung cấp và tiêu thụ điện trong trong hệ thống. từ dó có thể bố trí sơ bộ phụ tải xác định phơng thức vận hành cho nhà máy điện trong hệ thống điện, trong các trạng thái vần hành cực đại, cực tiểu sự cố dựa trên sự cân bằng từng khu vực, đặc điểm và khả năng cung cấp của nhà máy và hệ thống . 2.1.Cân bằng công suất tác dụng : Cân bằng công suất tác dụng thật sự cần thiết để dữ đợc tần số bình th- ờng trong hệ thống f = 500 HZ điều đó có nghĩa là tổng công suất phát ra phải bằng tổng công suất tác dụng yêu cầu P f = P yc 2.1.1 Công suất tác dụng yêu cầu: Công suất tác dụng yêu cầu bao gồm : + Tổng công suất tác dụng do phụ tải yêu cầu P pt (MW) với hệ số đồng thời m = 1 + Tổng tổn thất công suất tác dụng của mạng điện P md P (MW). Tổn thất này chiếm 5-8% tổng công suất tác dụng do phụ taỉ yêu cầu,trong trờng hợp tính toán ban đầu ta lấy bằng 8% + Tổng công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện là P td (MW), công suất tự dùng chiếm khoảng 10% công suất phát của nhà máy nhiệt điện Từ đó ta có lợng công suất tác dụng yêu cầu : P yc = m. = 10 1i pt P + md P + td P Nếu f P yc P phải tăng công suất phát lên, nếu nhà máy đã phát lên hết công suất định mức mà vẫn không đủ thì phải lấy thêm từ hệ thống. f P + ht P = m. maxpt P + md P + td P + dt P Trong đó : f P : Tổng công suất phát của nhà máy điện fkt P = 240(MW) http://tailieuhay.com L 3 Mỏy bin ỏp trong cỏc mng in ca nh mỏy in ht P : Công suất tác dụng lấy từ hệ thống maxpt P :Tổng công suất yêu cầu của phụ tải ở chế độ max md P : Tổng tổn thất trên đờng dây và máy biến áp md P = 5% maxpt P dt P :Tổng công suất dự trữ lấy từ hệ thống nên coi dt P = 0 Ta có : 320 + P HT = 307 + 0,05.307 + 0,1.240 = 26,35 MW Nh vậy trong chế độ phụ tải cực đại, nhà máy cần 1 lợng công suất là : 26,35 MW từ hệ thống 2.2 Cân bằng công suất phản kháng: Cân bằng công suất phản kháng để dự trữ điện áp bình thờng trong hệ thống, sự thiếu hụt công suất phản kháng sẽ làm điện giảm sút . Phơng trình cân bằng công suất phản kháng f Q + ht Q = m. maxpt Q + ba Q + c Q + dt Q + td Q + I Q (2.2) Trong đó : f Q :Tổng công suất phản kháng phát ra ở nhà máy điện f Q = ff tgP . = 240.0,62 = 148.8 với cos = 0,85 ht Q : Công suất phản kháng từ hệ thống ht Q = P ht .tg ht = 26,35.0,62 = 16,34 Mvar maxpt Q :Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ cực đại maxpt Q = ptpt tgP . max = 307.0.539 = 165,7 Mvar I Q :Tổn thất công suất phản kháng trên các đoạn đờng dây c Q :Công suất phản kháng của đờng dây sinh ra với mạng 110 KV trong tính toán sơ bộ coi c Q = I Q ba Q :Tổn thất công suất phản kháng trong MBA ba Q = 15%. maxpt Q = 165,7.15% = 24,85 Mvar td Q = tdtd tgP . = 24.0,88 = 21,12 Mvar http://tailieuhay.com L 4 Mỏy bin ỏp trong cỏc mng in ca nh mỏy in dt Q : Coi bằng 0 Từ công thức (2.2) Ta có : 148,8 + 16,34 165,7 + 24,85 + 21,12 164,34 210,97 Ta thấy công suất phản kháng do nhà máy và hệ thống cung cấp nhỏ hơn tổng công suất phản kháng mà phụ tải yêu cầu nên ta phải bù sơ bộ : Lợng cần bù : Q b = Q ycf - Q = 210,97 164,34 = 46,63 Mvar Ta tiến hành bù cho các hộ có cos thấp, bù hộ xa nguồn, bù cos tối đa 0,95 0,97 ta thấy cần phải bù cho các hộ 2,3,45,6,7,8,9 lên cos = 0,95 Ta có bảng bù cos : phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P max (MW) 42 40 38 36 34 24 28 35 30 cos 0,92 0,9 0,88 0,87 0,88 0,86 0,9 0,9 0,87 Q i 17,89 19,37 20,51 20,4 18,35 14,24 13,56 16,95 17 cos b 0,92 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 Q ib 17,89 13,15 12,49 11,83 11,17 7,89 9,2 11,5 9,86 Tổng lợng Q bù là 53,29 Mvar đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải Chơng III tính toán lựa chọn các phơng án tối u Nguyên tắc chủ yếu của công tác thiết kế mạng điện là cung cấp điện với chất lợng điện năng cao, độ tin cậy cấp điện cao,đảm bảo yêu cầu kinh tế. Mục đích tính toán thiết kế là nhằm tìm ra một phơng án phù hợp nhất với những phơng án phù hợp nhất với những nguyên tắc đã nêu ở trên. http://tailieuhay.com L 5 Mỏy bin ỏp trong cỏc mng in ca nh mỏy in 3.1 Dự kiến các ph ơng án nối dây của mạng : Qua phân tích nguồn điện và các phụ tải ta thấy : Có 8 phụ tải loại I và 1 phụ tải loại III, các phụ tải yêu cầu dộ tin cậy cung cấp điện cao, ta phải cung cấp từ 2 nguồn riêng biệt, lô kép hoặc mạch vòng . Theo tính toán sơ bộ ta nhận thấy ở chế độ vận hành bình thờng, hệ thống cung cấp khoảng 26,35 MW cho mạng điện, vì vậy ta bố trí một số phụ tải lấy điện trực tiếp từ hệ thống Ta có một số phơng án sau : Phơng án I http://tailieuhay.com L 6 HTĐ NMĐ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 Máy biến áp trong các mạng điện của nhà máy điện Ph ¬ng ¸n II Ph ¬ng ¸n III http://tailieuhay.com L 7 HT§ NM§ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 HT§ NM§ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 Máy biến áp trong các mạng điện của nhà máy điện Ph ¬ng ¸n IV Ph ¬ng ¸n V http://tailieuhay.com L 8 HT§ NM§ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 HT§ NM§ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 Máy biến áp trong các mạng điện của nhà máy điện Ph ¬ng ¸n VI Ph ¬ng ¸n VII http://tailieuhay.com L 9 HT§ NM§ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 HT§ NM§ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 Máy biến áp trong các mạng điện của nhà máy điện Ph¬ng ¸n VIII Ph¬ng ¸n IX http://tailieuhay.com L 10 HT§ NM§ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 HT§ NM§ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 [...]... mạng điện và các thiết bị sử dụng điện Trong khi tính toán dung lợng bù ta giả thiết rằng: +) Điện áp tại các nút trong mạng điện đợc lấy bằng điện áp danh định của mạng điện, đồng thời các phơng trình của chế độ xác lập là tuyến tính và dòng điện tại các nút có giá trị không đổi nghiã là không phụ vào điện áp nút +) Không xét ảnh hởng của thiết bị bù đến chế độ điện áp +) Không xét sự thay đổi giá của. .. là lựa chọn đúng điện áp của đờng dây tải điện Chọn điện áp danh định cho mạng điện ảnh hởng trực tiếp đến tính kỹ thuật và tính kinh tế của mạng điện http://tailieuhay.com L 11 Mỏy bin ỏp trong cỏc mng in ca nh mỏy in Điện áp danh định cho mỗi đoạn đờng dây phụ thuộc chiều dài các đoạn đờng dây và công suất chạy trên đờng dây đó nh sau : U = 4,34 l + 16.P (KV) Trong đó : l :Khoảng cách truyền tải... kháng trong HTĐ không những chỉ để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất phản kháng mà còn là 1 trong các biện pháp quan trong nhất để giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng cũng nh để điều chỉnh điện áp Mục tiêu của bài toán bù kinh tế là xác định công suất các thiết bị bù để đạt đợc hiệu quả kinh tế cao nhất trong khi thoả mãn tất cả các điều kiện kỹ thuật trong chế độ làm việc bình thờng của mạng. .. phơng án về sơ đồ nối dây của mạng điện thì cha đề cập tới các trạm biến áp vì coi các tram biến áp ở các phơng án là giống nhau với kết quả tính toán ở phần 3.2 ta giữ lại các phơng án 1,4,6 là các phơng án có chỉ tiêu kỹ thuật tốt nhất, để so sánh kinh tế Tiêu chuẩn để so sánh các phơn án về mặt kinh tế là phí tổn tính toán hang năm bé nhất Phí tổn tính toán hàng năm của các phơng án đợc tính theo... C Trong đó : K : Vốn đầu t của mạng điện, trong tính toán sơ bộ bỏ qua máy cắt K = K0i.li K0i : Giá tiền cho 1 km đờng dây thứ i (đờng dây lộ kép thì giá tăng 1,6 lần so với đờng dây đơn) li : Chiều dài lộ đờng dây thứ i avh : Hệ số khấu hao, tu sửa thờng kỳ và phục vụ các đờng dây của mạng điện, lấy avh = 0,04 atc : Hệ số thu hồi vốn đầu t phụ, lấy = 0,125 A : Tổng tổn thất điện năng trong mạng điện. .. http://tailieuhay.com L 15 Mỏy bin ỏp trong cỏc mng in ca nh mỏy in Isc = 2 ImaxN2 = 2.132,78 = 265,56 380 (A) đạt yêu cầu Đoạn H-2 : Isc = 2 ImaxH2 = 2.36,32 = 72,64 265 (A) đạt yêu cầu -) Trờng hợp sự cố 1 tổ máy phát : Khi sự cố 1 tổ máy phát điện thì 2 máy phát điện còn lại phát hết công suất - Tổng công suất tác dụng của nhà máy là PFtd = 2.100 = 200 (MW) - Tổng công suất tự dùng của nhà máy điện là : Ptdsc =... rằng : Tổn thất điện áp lớn nhất khi vận hành bình thờng : U%btmax = U%btH-4 + U%bt4-5 = 5,1% +5,97% = 11,07% Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố: U%scmax = U%scH-3 + U%scN-3 = 10,2% + 11,94% = 22,14% 1 3.2.5 Phơng án VI HTĐ NMĐ 2 3 4 7 5 http://tailieuhay.com 6 8 9 L 29 Mỏy bin ỏp trong cỏc mng in ca nh mỏy in Tơng tự các phơng án trớc ta có bảng tính toán các chỉ tiêu Bảng các chỉ tiêu kỹ thuật... truyền tải (km) P :Công suất truyền tải (MW) Ta chọn điện áp định mức cho mạng điện khu vực thiết kế là 110 KV.Ta dùng dây AC cho tất cả các lộ đờng dây, với F 70 ( mm2) để thoả mãn điều kiện vầng quang Tất cả các phụ tải đều có thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000 h tra bảng đợc Jkt = 1,1 (A/mm2) Các dây dẫn đặt trên không với khoảng cách trung bình hình học tb = 5 m Công thức tính thiết... bin ỏp trong cỏc mng in ca nh mỏy in 1 Phơng án X HTĐ NMĐ 2 3 4 7 5 8 6 9 Ta chỉ Giữ lại phơng án 1,2,3,4,5,6 để tính toán kỹ thuật lựa chọn phơng án tối u Các phơng án 7,8,9,10 do chiều dài đờng dây quá lớn gây nên sự lãng phí không cần thiết, và các phong án này cũng không tực tế 3.2 Tính toán kỹ thuật các phơng án : 3.2.1 Lựa chọn điện áp danh định : Một trong những công việc lúc thiết kế lới điện. .. ỏp trong cỏc mng in ca nh mỏy in H4 99,45 90,4 95 330 198,9 1,1 Đạt yêu cầu H5 93,92 85,38 95 330 187,84 1,1 Đạt yêu cầu H6 132,6 120,54 120 380 265,2 1,1 Đạt yêu cầu Tổn thất điện áp trên các đờng dây đợc xác định theo công thức U% = P.R + Q X U dm 2 100% P : Công suất tác dụng trên đờng dây (MW) Q : Công suất tác phản kháng trên đờng dây (MVar) R = r0.l ( ) X = x0.l ( ) Máy biến áp không điều áp . 3 7 8 9 5 6 Máy biến áp trong các mạng điện của nhà máy điện Ph ¬ng ¸n IV Ph ¬ng ¸n V http://tailieuhay.com L 8 HT§ NM§ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 HT§ NM§ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 Máy biến áp trong các mạng điện của nhà. độ max (MVA) U đm : Điện áp định mức mạng điện 110 KV 3.2.1 Ph ơng án I : http://tailieuhay.com L 12 HTĐ NMĐ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 Máy biến áp trong các mạng điện của nhà máy điện *) Chän tiÕt diÖn. mạng điện của nhà máy điện Ph ¬ng ¸n VI Ph ¬ng ¸n VII http://tailieuhay.com L 9 HT§ NM§ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 HT§ NM§ 1 4 2 3 7 8 9 5 6 Máy biến áp trong các mạng điện của nhà máy điện Ph¬ng ¸n VIII Ph¬ng