thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng hơi công suất 400mw

Khi tính toán thiết kế nhà máy điện thì điều đầu tiên cần chú ý đó là sựcân bằng công suất giữa lợng điện năng phát ra với lợng điện năng tiêu thụ vàlợng điện năng tổn thất.. Khi lựa chọ

Lời nói đầu

Điện năng là nguồn năng lợng không thể thiếu đợc của đời sống xã hộingày nay , điện đến từng nhà, từng cơ quan, từng xí nghiệp, từ thành phố đếnnông thôn, từ đồng bằng đến vùng sâu vùng xa

Có thể nói điện năng luôn sát cánh cùng với công nghiệp hoá hiện đạihoá đất nớc, bảo vệ tổ quốc

Giữ một vai trò quan trọng nh vậy nên nghành điện cần phải đợc sựquan tâm u đãi, đầu t của nhà nớc : Đó là đầu t về chất xám, đầu t về tài chính

đầu t về nhân lực …v.v.v.v

Hiểu rõ thực trạng nh vậy, chúng em những sinh viên nghành Hệ Thống

Điện đã và đang tích luỹ những kiến thức cơ bản trong quá trình học tập tạinhà trờng, đấy chính là nền tảng là cơ sở để làm việc, công tác khi trở thành kĩ

s sau này

Đồ án tốt nghiệp là một trong những nội dung quan trọng mà sinh viêncần phải hoàn thành tốt, nó giúp sinh viên cũng cố lại những kiến thức đã học Với đề tài : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện , bản đồ án của em

đã đợc hoàn thành đúng thời hạn và khối lợng

Trong quá trình thực hiện đồ án em cũng đã cố gắng tham khảo nhiềutài liệu, vận dụng những kiến thức đã học nhng do nhiều điều kiện khác nhau

mà bản đồ án của em chắc chắn còn gặp những sai sót Nên em rất mong đợc

sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô để bản đồ án của em đợc đầy đủ hơn

Em xin chân thành thầy giáo Lã Văn út, cùng các thầy cô giáo trong bộmôn Hệ Thống Điện đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án vừaqua

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

và cân bằng công suất.

Khi tính toán thiết kế nhà máy điện thì điều đầu tiên cần chú ý đó là sựcân bằng công suất giữa lợng điện năng phát ra với lợng điện năng tiêu thụ vàlợng điện năng tổn thất

Trong thực tế lợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay đổi Vì vậy phải dùng phơng pháp thống kê dự báo lập nên sơ đồ phụ tải để từ đólựa chọn phơng thức vận hành , sơ đồ nối điện hợp lý để đảm bảo các chỉ tiêukinh tế kĩ thuật

1.1 Chọn máy phát điện

Máy phát điện là thiết bị quan trọng nhất của nhà máy điện

Khi lựa chọn máy phát điên cần chú các điểm sau :

- Máy phát điện có công suất càng lớn thì vốn đầu t tiêu hao nhiên liệu

để sản xuất ra một đơn vị điên năng và phí tổn vận hành hằng năm càng bé

- Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh vận hành về sau nên chọncác máy phát cùng loại

- Chọn điện áp định mức của máy phát thì dòng điện định mức và dòng

điện ngắn mạch ở cấp này sẽ bé do đó dễ chọn đợc khí cụ điện hơn

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện ngng hơi công suất 400MW,gồm 4 tổ máy 100MW.Ta chọn các máy phát cùng loại :

1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất

Nhà máy có 4 cấp phụ tải : Phụ tải phía hệ thống , phụ tải phía trung ,phụ tải địa phơng và phụ tải tự dùng

Việc cân bằng công suất đợc thực hiện theo công suất biểu kiến

Công suất biểu kiến đợc tính từ công suất bởi các công thức :

 S(t) : Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – Lớp HTĐ - K41

2

 Cos : Là hệ số công suất của phụ tải.

1.2.1 Tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát

Phụ tải cấp này có : Pmax = 24MW , cos =0,85

Bao gồm các đờng dây :

Phụ tải phía trung có: Pmax = 250MW , cos = 0,8

Phụ tải bao gồm các đờng dây 2kép+ 3đơn , và P% cho trong bảng

t(h)

24 16

14 8

6 5

§å ¸n tèt nhgiÖp : ThiÕt kÕ phÇn ®iÖn nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn

1.2.3 TÝnh to¸n c«ng suÊt ph¸t cña nhµ m¸y

Nhµ m¸y cã Pmax =400 MW , cos =0,85

Với nhà máy nhiệt điện thì điện năng tự dùng rất quan trong Đó là điệnnăng dùng để chuẩn bị nhiên liệu , vận chuyển nhiên liệu vào lò đốt , bơm nớctuần hoàn …v.v.v.v

Điện năng tự dùng chiếm khoảng từ (5-8)% tổng điện năng phát ra củatoàn nhà máy

) (MVA) (1-3)Trong đó:

 : Là phần lợng điện năng sản xuất của nhà máy dùng cho tự dùng , yêu

cầu thiết kế lấy  = 8%

SNM : Là tổng công suất lắp đặt của nhà máy

SNM(t) : Là tổng công suất phát ra của nhà máy tại thời điểm t

SNM =

NM

max NM

cos

P

85 , 0

41 , 329

) = 30,87(MVA)Tính toán tơng tự cho các khoảng thời gian còn lại ta có bảng:

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

1.2.5 Tính toán phụ tải phát về hệ thống

Nhà máy phải đảm cân bằng công suất nghĩa là:

SHT = SNM(t) – ST(t) –SUF(t) –STD(t) (1-3)

Trong đó :

SNM(t) : Là công suất phát của nhà máy tại thời điêm t

SHT(t) : Là công suất phát về hệ thống tại thời điểm t

ST(t) : Là công suất phụ tải trung áp tại thời điểm t

STD(t) : Là công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t

Tính toán theo công thức (1-3) ta có bảng kết quả tính toán nh sau:

 Biểu đồ công suất toàn nhà máy:

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – Lớp HTĐ - K41

18 14

12 10 8 6 4

20

40 60 80 100

120

140

160

SHT(MVA)

1.2.6 Nhận xét:

- Nhà máy cung cấp đủ điện năng cho các loại phụ tải

- Phụ tải phía trung là lớn nhất và quan trong nên u tiên cung cấp đủ

điên năng cho bên trung rồi mới đa vào hệ thống

- Phụ tải địa phơng lớn nhất P = 24 (MW) còn nhỏ hơn 30% công suấtcủa một tổ máy là P = 30%.100 = 30 (MW) nên phụ tải địa phơng cóthể đợc cung cấp điện bằng cách lấy rẽ nhánh từ đầu cực máy phát

- Hai cấp điện áp cao và trung đều là mạng trung tính trực tiếp nối đấtnên có thể dùng máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

Chơng 2

Chọn sơ đồ nối điện của nhà máy

Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trongquá trình thiết kế nhà máy điện Vì vậy cần phải nghiên cứu kĩ nhiệm vụ thiết

kế , nắm vững các số liệu ban đầu , dựa bảng cân bằng công suất và các nhậnxét để tiến hành vạch các phơng án nối dây có thể

Các phơng án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộtiêu thụ và phải khác nhau về cách ghép nối các máy biến áp với các cấp điện

áp , về số lợng dung lợng các máy biến áp , về số lợng máy phát nối vào thanhgóp điện áp máy phát , số máy phát ghép bộ với máy biến áp

Sơ đồ nối diện giữa các cấp điện áp cần thoả mãn các yêu cầu kĩ thuậtsau:

- Số lợng máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát phải thoả mãn

điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất thì cácmáy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải ở điện áp máyphát và phụ tải điện áp trung ( trừ phần phụ tải do các nguồn khác nốivào thanh góp điện áp trung có thể cung cấp đợc)

- Công suất mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp không đợc lớn hơn

- Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ , để cung cấp cho nó có thể lấy rẽnhánh từ các bộ máy phát – máy biến áp ,nhng công suất lấy rẽ nhánhkhông đợc vợt quá 15% công suất của bộ

- Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc máy biến áp tựngẫu để liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp vì sơ đồ thiết bị phânphối sẽ phức tạp hơn

- Khi công suất tải lên điện áp cao lớn hơn dự trữ quay của hệ thống thìphải đặt ít nhất hai máy biến áp

2.1 Phơng án 1

Để liên lạc giữa ba cấp điện áp : 220KV;110KV; 10,5KV ta dùng 2máy biến áp tự ngẫu Một bộ máy phát – máy biến áp 2 cuộn dây đợc nối vàothanh góp trung áp và một bộ đợc nối vào thanh góp cao áp

Nhợc điểm: Nhiều chủng loại máy biến áp nên vốn đầu t tăng.

Số mạch nối bên cao nhiều gây tổn thất lớn

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

Nhận xét:

Ưu điểm : Sơ đồ đơn giản, sử dụng ít chủng loại máy biến áp nên vốn đầu

t giảm , đảm bảo tin cậy

Nhợc điểm: Số lợng máy phát nối vào thanh cái trung áp nhiều nên công

suất thừa bên trung truyền vào hệ thống qua 2 lần máy biến áp làm tăng tổn thất công suất

2.3 Phơng án 3

Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp

Để cung cấp cho hệ thống dùng 2 bộ máy phát- máy biến áp 2 cuộn dây Phía trung đợc cung cấp bởi 2 máy biến áp liên lạc

* Sơ đồ:

Nhận xét:

Ưu điểm : Sơ đồ nối dây đơn giản, ít chủng loại máy biến áp

Nhợc điểm : Có bốn bộ nối vào thanh góp cao áp nên dòng ngắn mạch

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – Lớp HTĐ - K41

m¸y biÕn ¸p tù ngÉu sù cè th× m¸y cßn l¹i lµm viÖc nÆng nÒ.

Nhîc ®iÓm : §é tin cËy cung cÊp ®iÖn kh«ng cao , khi mét m¸y biÕn ¸p sù

cè th× nhµ m¸y mÊt mét nöa c«ng suÊt ph¸t, dßng ng¾n m¹ch

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

Chơng 3

Chọn máy biến áp và tính tổn thất

công suất , tổn thất điện năng cho

Chọn máy biến áp trong nhà máy điện và trạm biến áp là chọn loại, sốlợng công suất định mức và hệ số biến áp

Công suất định mức của máy biến áp là công suất liên tục truyền qua máybiến áp với điều kiện làm việc định mức ( điện áp , tần số và nhiệt độ môi tr-ờng làm mát định mức ) trong suốt thời hạn làm việc của nó

Ngời ta quy định thời gian làm việc tiêu chuẩn khoảng gần bằng thờigian già hoá tiêu chuẩn Còn thời gian gian làm việc thực tế của máy biến áp

đợc xác định bởi quá trình già hoá cách điện cuộn dây, nói khác đi nó phụthuộc vào nhiệt độ cuộn dây

Đối với giấy cách điện tẩm dầu thời gian làm việc định mức đợc đảmbảo khi làm việc với nhiệt độ không thay đổi và bằng 980C Bởi vậy máy biến

áp có thời gian làm việc định mức ứng vời trờng hợp nhiệt độ cao nhất củacuộn dây không thay đổi và bằng 980C

Trong điều kiện nh vậy cách điện của máy biến áp chịu sự hao mòn

Quá tải thờng xuyên của máy biến áp là một phần thời gian làm việcphụ tải của máy biến áp vợt quá công suất định mức của chúng , phần thời

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – Lớp HTĐ - K41

12

Để chọn máy biến áp cho các phơng án ta dựa vào sơ đồ nối dây đãthiết kế ở chơng 2 để biết đợc số lợng và cách mắc các máy biến áp , từ đótiến hành chọn chủng loại , công suất và thông số kĩ thuật khác của máy biến

SdmB : Là công suất định mức của máy biến áp

SdmF : Là công suất định mức của máy phát

 Máy biến áp tự ngẫuthì công suất định mức đợc chọn theo biểu thức:

dmF dmB 1S S

U U

Sau khi chọn xong công suất định mức của máy biến áp ta cần kiểm tralại khả năng tải của máy biến áp trong các điều kiện sự cố xem có thoả mãnhay không , nếu không thoả mãn thì phải chọn lại công suất định mức củamáy biến áp

3.1.1 Chọn máy biến áp cho phơng án 1

§å ¸n tèt nhgiÖp : ThiÕt kÕ phÇn ®iÖn nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn

Theo ®iÒu kiÖn : SdmB  SdmF  117,65 (MVA)

Chän m¸y biÕn ¸p lo¹i : ТДЦ-125

 Chän m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B2,B3

Chän theo ®iÒu kiÖn: S 0,5 117,65 235,3 (MVA)

* KiÓm tra c¸c m¸y biÕn ¸p khi sù cè :

Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn TrÝ HiÖu – Líp HT§ - K41

một máy biến áp

Trong tình trạng đó thì các máy biến áp còn lại phải thoả mãn :

 Cuộn cao và cuộn chung của máy biến áp liên lạc không bị qúa tải

Cuộn cao không cần kiểm tra quá tải vì phía cao đã có hệ thống với

l-ợng dự trữ rất lớn cung cấp cho phụ tải điện áp cao nên cuộn cao không bao

giờ bị qúa tải

Do vậy ta chỉ cần kiểm tra quá tải cho cuộn chung

-Xét khi hỏng một bộ máy biến áp hai dây quấn bên trung áp

Khi đó công suất lớn nhất qua cuộn chung máy biến áp tự ngẫu là :

0,8

250 2

1 S

S k

dmch

ch

kqtsc = 1,25 < 1,4 : Tức nằm trong giới hạn quá tải sự cố cho phép

Vậy với kqtsc = 1,25 thì hai máy biến áp liên lạc vẫn đảm bảo cung cấp

đủ cho phụ tải bên trung max khi sự cố máy biến áp hai dây quấn bên điện áptrung

- Xét khi hỏng một máy biến áp liên lạc :

Công suất lớn nhất truyền qua cuộn chung lúc này là:

4

1 117,65 (

0,8

250 S

S k

dmch

ch

Máy biến áp đã chọn không thoả mãn nên ta chọn lại nh sau:

Chọn máy biến áp loại : АТДТН-360

Có các thống số kĩ thuật khác :

S dmB Điện áp (KV)

ΔP 0 ΔP N (KW) UN % I 0 % Giá

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

(MVA) U C U T U H C-T C-H T-H C-T C-H T-H 10 3 R

360 230 121 11 481 900 500 650 10 32 22 2 222

Ta chỉ kiểm tra lại điều kiện khi sự cố một máy biến áp liên lạc

Khi đó hệ số quá tải là : 1,13

0,5.360

204,26 S

S k

dmTN

ch

Thoả mãn nằm trong giới hạn quá tải sự cố cho phép

 Công suất bên cao không đợc nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống :

Ta thấy công suất phát về hệ thông lớn nhất lúc bình thờng là:

SHT = 149,63 (MVA) cố SdtHT = 0,12.2500 = 300 (MVA) , nên lợngcông suất phát về hệ thống thiếu so với lúc bình thờng chắc chắn nhỏ hơn dựtrữ quay của hệ thống Nên điều kiện này luôn thoả mãn không cần kiểm tra

3.1.2 Chọn máy biến áp cho phơng án 2

 Chọn máy biến áp hai dây quấn B3 , B4

Theo điều kiện : SdmB SdmF  117,65

125 121 10,5 100 400 10,5 0,5 128

 Chọn máy biến áp liên lạc B1 , B2

Theo điều kiện : 235,3 (MVA)

0,5

117,65 S

103R

* Kiểm tra quá tải cho các máy biến áp :

Tơng tự nh phơng án ta cũng chỉ kiểm tra quá tải cho máy biến áp tựngẫu

- Xét hỏng 1 bộ máy biến áp hai dây quấn bên trung:

Với phụ tải trung lớn nhất thì công suất truyền qua cuộn chung máybiến áp tự ngẫu là :

( S

2

1 ) S S

( 2

1

Sch Tmax BT Tmax dmF TDmax

(MVA) 102,13

S

470,59) 0,08.

4

1 (117,65 0,8

250 2 1

Công suất định mức của cuộn chung : Sch =  SdmTN = 0,5 250 = 125 (MVA)

Sch < Sdmch , nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải

- Xét hỏng 1 bộ máy biến áp tự ngẫu :

Công suất lớn nhất mà cuộn chung cần tải là :

(MVA).

96,02

9) 0,08.470,5 4

1 117,65 2.(

0,8 250

) 4

S S

2.(

S S

S

dmF Tmax

BT Tmax

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

Tơng tự nh phơng án 1 ta cũng không cần kiểm tra điều kiện công suấtthiếu bên cao không đợc nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống

3.2 Phân bố công suất cho các máy biến áp :

4

1 S

(t) S 2

1 S

B3 T

(t) S 2

1 S

B3 C

B3 C

B2 T

B2 H

B3 H

Từ các thông số ở bảng cân bằng công suất toàn nhà máy trong chơng 1

và các công thức trên ta tính đợc công suất phân phối cho các máy biến áp nhsau :

Phía cao : S (t)

2 (t) S (t)

SB1  B2  HT

Phía trung : TB1  TB2  STmax   SBT

2

1 (t) S (t) S

Phía hạ : SHB1(t)  SHB2(t)  SCB1(t)  STB1(t)  SCB2  STB2(t)

Dựa vào các số liệu ở bảng cân bằng công suất toàn nhà mấy ta tính

đ-ợc sự phân bố công suất cho các máy biến áp nh sau :

3.3 Tính tổn thất công suất , tổn thất điện năng

Để đánh sự tôí u của các phơng án về mặt kinh tế- kĩ thuật thì một yếu

tố không thể bỏ qua đợc đó là tổn thất công suất và tổn thất điện năng do cácmáy biến áp gây ra

 Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai dây quấn đợc tính theocông thức sau :

2 2

.T P

Δ Δ

Trong đó:

SdmB : Công suất định mức của máy biến áp

∆P0 : Tổn thất không tải của máy biến áp

∆PN : Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp

T : Thời gian làm việc của máy biến áp trong 1 năm

S(t) : Phụ tải của máy biến áp trong thời gian ti lấy theo đồ thị phụ tải

ngày

 Tổn thất điện năng trtong máy biến áp tự ngẫu đợc tính nh sau :

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

C N T

C N H

N

2

H T N H C N T

C N T

N

2

H T N H C N T

C N C

N

P P

P 2

1 P

P P

P 2

1 P

P P

P 2

1 P

α

Δ Δ

Δ Δ

α

Δ Δ

Δ Δ

α

Δ Δ

Δ Δ

Trong đó :

ΔPNC-T : Tổn thất ngắn mạch giữa cuộn cao và cuộn chung

ΔPNC-H : Tổn thất ngắn mạch giữa cuộn cao và cuộn hạ

ΔPNT-H : Tổn thất ngắn mạch giữa cuộn chung và cuộn hạ

Tổn thất điện năng đợc tính theo công thức :

  t  P S (t)  P S (t)  P S (t)

S

365 T

P

H H N 2

T T N 2

C C N i

2 dmB

Δ Δ

Trong đó :

SC(t) : Phụ tải cao áp tại thời điểm ti

ST(t) : Phụ tải trung áp tại thời điểm ti

SH(t) : Phụ tải hạ áp tại thời điểm ti

3.3.1 Phơng án 1

 Tổn thất điện năng của máy biến áp B1

(KWh) 3503392

24 (108,24) 125

380 365 8760

115

t ) S(t S

P Δ 365 T P Δ A Δ

2 2

i i 2

dmB

N 0

24 (108,24) 125

400 365 8760 100

t ) S(t S

P 365.

T P A

2 2

i i 2

dmB

N 0

P

Δ

Tính tổn thất ngắn mạch trong các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu :

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – Lớp HTĐ - K41

20

1750(KW) (0,5)

650 500 900 2

1

P P

P 2

1 P

(KW) 750 (0,5)

650 500 900

2 1

P P

P 2

1 P

(KW) 150 (0,5)

650 500 900 2 1

P 2 P

2

2

H T N H C N T C N H

N

2

2

H T N H C N T

C N T

N

2

2 N N

N N

Δ Δ

α

Δ Δ

Δ Δ

α Δ

A

) (53,55)

1750 (55,26)

750 1,71)

( 150 4

(75,96)

1750 (55,26)

750 (20,7)

150 2

(73,83)

1750 (102,13)

750 28,3)

( 150 4

(94,12)

1750 (86,51)

750 (7,61)

150 2

(60,51) 1750.

(86,51)

750 26)

( 150 2

(63,33)

1750 (70,88)

750 7,55)

( 150 2

(29,73)

1750 (70,88)

750 41,15)

( 150 2

(33,97)

1750 (70,88)

750 )

91 , 36 ( 150 2

(33,97)

1750 (55,26)

750 21,29) (

150 4.

( 360

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2 2

2 3503360 3503392

A 2 A A

24 (108,24) 125

400 365 8760 100

t ) S(t S

P 365.

T P A

A

2 2

i i 2

dmB3

N 0

B4 B3

§å ¸n tèt nhgiÖp : ThiÕt kÕ phÇn ®iÖn nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn

1 P

(KW) 260 0,5

260 260 520

2

1 P P

2 H

N

2 C

N T

A

) (53,86)

780 (1,34)

260 (52,42)

260 4

(76,06)

780 (1,34)

260 (74,72)

260 2

(73,71)

780 (47,89)

260 (25,82)

260 4

(94,12)

780 (86,51)

260 (61,73)

260 2

(60,32) 780.

(32,39)

260 (28,13)

260 2

(63,34)

780 (16,76)

260 (46,58)

260 2

(29,74)

780 (16,76)

260 (12,98)

260 2

(33,97)

780 (16,76)

260 (17,21)

260 2

(33,98)

780 (1,14)

260 (32,80)

260 4.

( 250

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2 2

1320097 3503360

.(

2

) A A

Nh vËy xÐt vÒ mÆt tæn thÊt ®iÖn n¨ng th× ph¬ng ¸n 2 tèt h¬n ph¬ng ¸n 1

Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn TrÝ HiÖu – Líp HT§ - K41

22

Theo quy trình thiết bị điện của Liên Xô thì sự ổn định của các khí cụ

điện cần kiểm tra theo điều kiện ngắn mạch ba pha N(3) Bởi vì dòng ngắnmạch ba pha là dòng là dòng lớn nhất , chỉ trong trờng hợp khi ngắn mạch 1pha ở mạng trung tính nối đất thì dòng ngắn mạch 1 pha có thể lớn hơn dòngngắn mạch 3 pha , khi đó ta thực hiện điều chỉnh tách trung tính của 1 số máybiến áp cho không nối đất để giảm dòng ngắn mạch 1 pha IN(1) , thờng giữdòng IN(1) gần bằng dòng ngắn mạch IN(3)

Ngoài ra mức độ khó khăn khi cắt ngắn mạch điện khi có ngắn mạchkhông phải chỉ trị số dòng ngắn mạch quyết định mà còn do trị số điện ápphục hồi trên đầu tiếp điểm của máy cắt điện , điện áp phục hồi khi ngắnmạch ba pha có thể bằng hoặc lớn hơn so với điện áp phục hồi khi ngắn mạchmột pha

Do đây là quá trình thiết kế sơ bộ cho nên ta có thể dùng phơng phápgần đúng để tính toán ngắn mạch đó là phơng pháp đờng cong tính toán

Ta cần phải xác định rõ điểm ngắn mạch nặng nề nhất cho các mạch ởcác cấp điện áp , đấy là điểm mà khi ngắn mạch dòng ngắn mạch qua nó làlớn nhất

4.1.1 Phơng án 1

1 Chọn điểm ngắn mạch

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

và hệ thống

 Điểm ngắn mạch N4

Để chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng Nguồn cung cấp gồm tất cả cácmáy phát điện của nhà máy và hệ thống

- Khi chọn khí cụ điện cho mạch máy phát ta phải so sánh ta phải so sánh IN3

và IN3’ , lấy dòng lớn hơn để chọn khí cụ điện

- Điểm ngắn mạch tại N4 có thể tính đợc dòng điện ngắn mạch qua công thức

0,136

XC B3

0

N

1

Thực hiện tính toán trong hệ đơn vị tơng đối cơ bản :

Scb = 100(MVA) , Ucb = Utb ở các cấp điện áp

 Điện kháng máy điện :

0,156 117,65

100 0,183

S S X

X X

X X

X

dmF cb

"

d F

F4 F3

S X X

HT

cb N

 Điện kháng đờng dây

Điện kháng trên không thờng lấy : x0 = 0,4 (/km)

230

100 120 4 , 0 U

S l x X X

cb

cb 0 d d2

11 S

S 100

% U

dmB1  Điện kháng máy biến áp B4

084 , 0 125

100 100

5 , 10 S

S 100

% U X

dmB4

cb N

 Điện kháng máy biến áp tự ngẫu

136 , 0 360

100 5

, 0

22 32 10 200

1

S

S

% U U

% U 200

1 X

0 360

100 5

, 0

22 32 10

200 1

S

S

% U

% U

% U 200

1 X

042 , 0 360

100 5

, 0

22 32 10 200 1

S

S

% U

% U

% U 200

1 X

dmTN cb H

T N H - C N T

C N H

-dmTN cb H

T N H

C N T

C N T

-dmTN cb H

T N H

C N T

C N C

3 Tính toán ngắn mạch

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

 Điểm ngắn mạch Niểm ngắn mạch N 1

+ Biến đổi đẳng trị sơ đồ thay thế :

Do XT = 0 nên có thể chập 2 đờng dây nối từ máy biến áp tự ngẫu sangthanh góp 110KV với nhau

X X X

X

6 4

X X X

X

7 5

X

11

0,081HT

 

081 , 0 244 , 0 112 , 0

244 , 0 112 , 0 X X

X X X

112 , 0 021 , 0 091 , 0 X X

X

0.091 0,24

0,112

0,24 0,112 X

X

.X X X

X //

X

nt ) //X X ( X

2 8,9,10

2 8,9,10 11

9 8,10 8,9,10

10 8

10 8 8,10

2 9 10

8 11

2500 076

, 0 S

S X X

cb

HT 1

2500 56

, 0 U 3

2500 497

, 0 U 3

2500 490

, 0 U 3

2500 490

, 0 U 3

2500 517

, 0 U 3

2500 56

, 0 U 3

400 081

, 0 S

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

INM(0) = K0 3 , 15 ( KA)

230 3

59 , 470 67

, 2 U 3

59 , 470 26

, 2 U 3

59 , 470 08

, 2 U 3

59 , 470 93

, 1 U 3

59 , 470 88

, 1 U 3

59 , 470 06

, 2 U 3

+ Biến đổi đẳng trị sơ đồ thay thế :

Các giá trị điện kháng trên sơ đồ có đợc nh đối với điểm ngắn mạch N1 ,

và tơng tự điểm ngắn mạch N1 ta có sơ đồ biến đổi :

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – Lớp HTĐ - K41

X

B1

0,021X

24 , 0 146 , 0 X

X

X X

10 8

10 8

021 , 0 076 , 0 021 , 0 076 , 0 X

X X

2

9 1

021 , 0 244 , 0 021 , 0 244 , 0 X

X X

1

9 2

091 , 0 332 , 0 X

X

X X

13 12

, 0 S

S

2

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

Tra đờng cong tính toán ta có :

K0 = 0,405 ; K0,1 = 0,373 ; K0,2 = 0,366

K0,5 = 0,366 ; K1 = 0,390 ; K∞ = 0,405 Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống là :

IHT(0) = K0 5 , 08 ( KA)

115 3

2500 405

, 0 U 3

2500 373

, 0 U 3

2500 366

, 0 U 3

2500 366

, 0 U 3

2500 390

, 0 U 3

2500 405

, 0 U 3

S

INM(0) = K0 7 , 13 ( KA)

115 3

59 , 470 02

, 3 U 3

59 , 470 51

, 2 U 3

59 , 470 31

, 2 U 3

59 , 470 13

, 2 U 3

59 , 470 05

, 2 U 3

59 , 470 18

, 2 U 3

S

65 , 117 47

, 5 U 3

65 , 117 28

, 4 U 3

65 , 117 69

, 3 U 3

65 , 117 13

, 3 U 3

65 , 117 78

, 2 U 3

65 , 117 57

, 2 U 3

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

+ Biến đổi đẳng trị sơ đồ thay thế : So với điểm ngắn mạch N1 ta chỉ thay

X X X

X

6 4

6 4

0,24 0,292 X

X

X X

8 5

8 5

X40,042

X60,042X

X11 = X1 + X9 + 0 , 103

244 , 0

021 , 0 076 , 0 021 , 0 076 , 0 X

X X

2

9 1

021 , 0 244 , 0 021 , 0 244 , 0 X

X X

1

9 2

332 , 0 132 , 0 X

X

X X

12 10

12 10

136 , 0 103 , 0 136 , 0 103 , 0 X

X X

13

7 11

, 0

136 , 0 094 , 0 136 , 0 094 , 0

, 0 S

S

X

11

0,103

X140,388

§å ¸n tèt nhgiÖp : ThiÕt kÕ phÇn ®iÖn nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn

(KA) 17 , 14 5 , 10 3

2500 7

, 9

1 U

3

S X

1

cb HT ttHT

S X

65 , 117 3 795 , 0 U 3

65 , 117 3 U

3

65 , 117 3 U

3

65 , 117 3 720 , 0 U 3

65 , 117 3 759 , 0 U 3

65 , 117 3 895 , 0 U 3

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

* Tính điện kháng cho các phần tử trong hệ đơn vị tơng đối có :

100 100

5 , 10 S

S 100

% U X

X

dmB4

cb N

32 11 200 1 200 1

, 250

100 0,5

S

S α

U U

U X

dmTN cb H

T N H - C N T - C N C

32 11

200 1 200 1

, 250

100 0,5

S

S α

U U

U X

dmTN cb H

T N H - C N T

C N T

082 0 20

32 11 200 1

200

, 250

100 0,5

S α

U X

dmTN

cb N

N N

8

0,035X

Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

X8 = 0 , 035

2

07 , 0 2

X X X

X

3 2

3 2

X X X

X

5 4

5 4

X X X

X

7 6

7 6

12 , 0 119 , 0 035 , 0 X X

X X

10 9

10 9

, 0 S

S X

cb

HT

1     Tra đờng cong tính toán ta có

2500 56

, 0 U 3

2500 497

, 0 U 3

2500 490

, 0 U 3

2500 490

, 0 U 3

2500 517

, 0 U 3

2500 528

, 0 U 3

S X

cb

NM

Tra đờng cong tính toán ta có :

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu – Lớp HTĐ - K41

1

K0,5 = 1,70 ; K1 = 1,68 ; K∞ = 1,92

Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y lµ :

INM(0) = K0 2 , 63 ( KA)

230 3

59 , 470 23

, 2 U 3

59 , 470 92 , 1 U 3

59 , 470 81

, 1 U 3

59 , 470 70

, 1 U 3

59 , 470 68

, 1 U 3

65 , 117 4 92 , 1 U 3

8

0,035X



Đồ án tốt nhgiệp : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

+ Biến đổi tiếp : Ghép X1 với X8 ; X9 với X10

Ta có :

X11 = X1 + X8 = 0,076 + 0,035 = 0,111

12 , 0 119 , 0

12 , 0 119 , 0 X

X

X X

10 9

10 9

, 0 S

S X

2500 379

, 0 U 3

2500 U

3

2500 342

, 0 U 3

2500 342

, 0 U 3

2500 366

, 0 U 3

2500 379

, 0 U 3

S X