thiết kế phần điện nhà máy thủy điện 4 tổ máy,mỗi tổ 100 MW

Chơng I tính toán phụ tảI và cân bằng công suất I ./ Chọn máy phát điện và cân bằng công suất 1 ./ Chọn máy phát điện Theo yêu cầu của đề bài ta phải thiết kế phần điện của nhà máy thuỷ điện gồm 4 tổ máy x100 MW . Nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải địa phơng có U đm = 22 kv , phụ tải trung áp là 110 kv và phát về hệ thống ở cấp điện áp 220kv . Do đã biết số lợng và công suất của từng tổ máy ta chỉ cần chú ý một số điểm sau : + Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức , dòng ngắn mạch ở các cấp điện áp sẽ nhỏ và do đó yêu cầu với các loại khí cụ điện sẽ giảm thấp + Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh vận hành nên chọn các máy phát điện cùng loại Từ đó ta tra trong sổ tay đợc loại máy phát sau Kí hiệu S đm MVA P đm MW cos đm U đm KV I đm KA Điện kháng tơng đối X d X d X d CB-1130/140 48TC 117,7 100 0,85 13,8 4,92 0,21 0,26 0,91 2. / Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 2. / Tính toán phụ tải và cân bằng công suất Để đảm bảo vận hành an toàn , tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát điện Để đảm bảo vận hành an toàn , tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với l phát ra phải hoàn toàn cân bằng với l ợng điện năng tiêu thụ ỏ các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất ợng điện năng tiêu thụ ỏ các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện năng điện năng Trong thực tế l Trong thực tế l ợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi. Việc nắm đ ợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi. Việc nắm đ ợc ợc quy luật biến đổi này tức là tìm đ quy luật biến đổi này tức là tìm đ ợc đồ thị phụ tải là điều rất quan trọng đối với việc thiết kế ợc đồ thị phụ tải là điều rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Nhờ vào công cụ là đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn đ và vận hành. Nhờ vào công cụ là đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn đ ợc các ph ợc các ph ơng án nối ơng án nối điện hợp lý , đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. điện hợp lý , đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Ngoài ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp và phân Ngoài ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp và phân bố tối bố tối u công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng một nhà máy và phân bố công suất u công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng một nhà máy và phân bố công suất giữa các nhà máy điện với nhau. giữa các nhà máy điện với nhau. Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải của các cấp điện Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải của các cấp điện áp d áp d ới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P ới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P max max và hệ số cos và hệ số cos tb tb của từng phụ tải t của từng phụ tải t - - ơng ứng từ đó ta tính đ ơng ứng từ đó ta tính đ ợc phụ tải của các cấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công ợc phụ tải của các cấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công thức sau : thức sau : tb cos t P t S = với với max P 100 P% t P = Trong đó : Trong đó : S S t t : Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t tính bằng MVA : Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t tính bằng MVA P% : Công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm công suất cực đại P% : Công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm công suất cực đại P P max max : Công suất của phụ tải cực đại tính bằng, MW : Công suất của phụ tải cực đại tính bằng, MW 1 1 cos cos tb tb : Hệ số công suất trung bình của từng phụ tải : Hệ số công suất trung bình của từng phụ tải S S C C HT HT S S T T S S uF uF S S td td Sơ đồ chung của một nhà máy phát điện có dạng nh Sơ đồ chung của một nhà máy phát điện có dạng nh trên . Ta có tổng công suất phát toàn trên . Ta có tổng công suất phát toàn nhà máy phải bằng tổng công suất tiêu thụ nhà máy phải bằng tổng công suất tiêu thụ S S tnm tnm (t) = S (t) = S td td (t) + S (t) + S uF uF (t) + S (t) + S T T (t) + S (t) + S C C (t) + S (t) + S VHT VHT (t) (t) Trong đó : Trong đó : S S VHT VHT (t) : Công suất về hệ thống tại thời điểm t (t) : Công suất về hệ thống tại thời điểm t S S C C (t) : Công suất về thanh góp điện áp cao tại thời điểm t (t) : Công suất về thanh góp điện áp cao tại thời điểm t S S T T (t) : Công suất về thanh góp điện áp trung tại thời điểm t (t) : Công suất về thanh góp điện áp trung tại thời điểm t S S uF uF (t) : Công suất yêu cầu của phụ tải địa ph (t) : Công suất yêu cầu của phụ tải địa ph ơng tại thời điểm t ơng tại thời điểm t S S td td (t) : Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t (t) : Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t a ./ Công suất toàn nhà máy. a ./ Công suất toàn nhà máy. Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là: Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là: S S NMđm NMđm = 4S = 4S Gđm Gđm = 4.117,7 = 470,8 MVA = 4.117,7 = 470,8 MVA Theo đầu bài cho nhà máy phát công suất bằng phẳng trong 24 h Theo đầu bài cho nhà máy phát công suất bằng phẳng trong 24 h t (giờ) t (giờ) 0 0 ữ ữ 24 24 P P NM NM (%) (%) 100 100 S S NM NM (t) (MVA) (t) (MVA) 470,8 470,8 b ./ Công suất phụ tải các cấp b ./ Công suất phụ tải các cấp +./ Phụ tải địa ph +./ Phụ tải địa ph ơng ơng Phụ tải địa ph Phụ tải địa ph ơng của nhà máy có U ơng của nhà máy có U đm đm = 22 kV , P = 22 kV , P 22max 22max = 20 MW , cos = 20 MW , cos tb tb = 0,87 = 0,87 Để xác định đồ thị phụ tải địa ph Để xác định đồ thị phụ tải địa ph ơng phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng ngày đã cho ơng phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng ngày đã cho và nhờ công thức : và nhờ công thức : tb )t( dp )t( cos P S = 22 với với max)t(dp P %P P 22 22 100 = 2 2 Máy biến áp Máy biến áp Kết quả tính đ Kết quả tính đ ợc theo từng thời điểm t cho ở bảng 1-3 và đồ thị phụ tải địa ph ợc theo từng thời điểm t cho ở bảng 1-3 và đồ thị phụ tải địa ph ơng ơng t (giờ) t (giờ) 0 0 ữ ữ 8 8 8 8 ữ ữ 14 14 14 14 ữ ữ 20 20 20 20 ữ ữ 24 24 P P 22 22 (%) (%) 70 70 80 80 100 100 80 80 S S 22 22 (t) (MVA) (t) (MVA) 16,09 16,09 18,39 18,39 22,99 22,99 18,39 18,39 + ./ Công suất + ./ Công suất phía phụ tải trung áp 110 KV phía phụ tải trung áp 110 KV Nhiệm vụ thiết kế đã cho : P Nhiệm vụ thiết kế đã cho : P 110max 110max = 200 MW và cos = 200 MW và cos tb tb = 0,86 = 0,86 Tính toán t Tính toán t ong tự đ ong tự đ ợc kết quả trong từng thời điểm t nh ợc kết quả trong từng thời điểm t nh sau sau t(giờ) t(giờ) 0 0 ữ ữ 7 7 7 7 ữ ữ 12 12 12 12 ữ ữ 18 18 18 18 ữ ữ 24 24 P P (%) (%) 80 80 100 100 85 85 70 70 S S 110 110 (t) MVA (t) MVA 186,05 186,05 232,56 232,56 197,67 197,67 162,79 162,79 + ./ Công suất tự dùng + ./ Công suất tự dùng Theo nhiệm vụ thiết kế hệ số phụ tải tự dùng cực đại của nhà máy bằng 1% công suất định Theo nhiệm vụ thiết kế hệ số phụ tải tự dùng cực đại của nhà máy bằng 1% công suất định mức của nhà máy với cos mức của nhà máy với cos tddm tddm = 0,85 = 0,85 3 3 0 0 4 4 8 8 12 12 16 16 20 20 24 24 0 0 50 50 100 100 150 150 200 200 250 250 300 300 t (h) t (h) 186,05 186,05 232,56 232,56 197,67 197,67 162,79 162,79 S S 110 110 (MVA) (MVA) 0 0 4 4 8 8 12 12 16 16 20 20 24 24 0 0 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 60 60 t (h) t (h) S S đp đp (MVA) (MVA) 22,99 22,99 18,39 18,39 18,39 18,39 16,09 16,09 Với nhà máy thuỷ điện công suất tự dùng đ Với nhà máy thuỷ điện công suất tự dùng đ ợc chia làm hai phần là phần chung và phần ợc chia làm hai phần là phần chung và phần riêng , trong đó phần chung chiếm phần lớn công suất tự dùng và không phụ thuộc vào công riêng , trong đó phần chung chiếm phần lớn công suất tự dùng và không phụ thuộc vào công suất phát của máy phát suất phát của máy phát 0,85 400 100 1 td cos dmF P 100 % td S = = = 4,71 MVA = 4,71 MVA + .\ Công suất phát về hệ thống điện áp 22 + .\ Công suất phát về hệ thống điện áp 22 0 KV 0 KV Công suất thừa của nhà máy đ Công suất thừa của nhà máy đ ợc phát lên hệ thống qua hai đ ợc phát lên hệ thống qua hai đ ờng dây cao áp 220 kV. ờng dây cao áp 220 kV. Ta có ph Ta có ph ơng trình cân bằng công suất toàn nhà máy là: ơng trình cân bằng công suất toàn nhà máy là: S S tnm tnm (t) = S (t) = S td td (t) + S (t) + S uF uF (t) + S (t) + S T T (t) + S (t) + S C C (t) + S (t) + S VHT VHT (t) (t) Từ ph Từ ph ơng trình trên ta có phụ tải cao áp theo thời gian là: ơng trình trên ta có phụ tải cao áp theo thời gian là: S S VHT VHT (t) = S (t) = S tnm tnm (t)- {S (t)- {S td td (t) + S (t) + S uF uF (t) + S (t) + S T T (t) } (t) } Thay các giá trị đã tính đ Thay các giá trị đã tính đ ợc ở trên ta đ ợc ở trên ta đ ợc kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất ợc kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất toàn nhà máy ở bảng sau : toàn nhà máy ở bảng sau : t (giờ) t (giờ) S(MVA) S(MVA) 0 0 ữ ữ 7 7 7 7 ữ ữ 8 8 8 8 ữ ữ 12 12 12 12 ữ ữ 14 14 14 14 ữ ữ 18 18 18 18 ữ ữ 20 20 20 20 ữ ữ 24 24 S S tnm tnm (t) (t) 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 S S uF uF (t) (t) 16,09 16,09 16,09 16,09 18,39 18,39 18,39 18,39 22,99 22,99 22,99 22,99 18,39 18,39 S S td td (t) (t) 4,71 4,71 4,71 4,71 4,71 4,71 4,71 4,71 4,71 4,71 4,71 4,71 4,71 4,71 S S T T (t) (t) 186,05 186,05 232,56 232,56 232,56 232,56 197,67 197,67 197,67 197,67 162,79 162,79 162,79 162,79 S S VHT VHT (t) (t) 263,85 263,85 217,34 217,34 215,04 215,04 249,93 249,93 245,33 245,33 280,21 280,21 284,81 284,81 c./ Một số nhận xét chung. c./ Một số nhận xét chung. Tổng công suất định mức của hệ thống là 2750 MVA ( không kể nhà máy thiết kế ), dự Tổng công suất định mức của hệ thống là 2750 MVA ( không kể nhà máy thiết kế ), dự trữ quay của hệ thống bằng 8 %, tức là S trữ quay của hệ thống bằng 8 %, tức là S dtHT dtHT = 220 MVA. Giá trị này nhỏ hơn trị số công = 220 MVA. Giá trị này nhỏ hơn trị số công 4 4 0 0 4 4 8 8 12 12 16 16 20 20 24 24 0 0 50 50 100 100 150 150 200 200 250 250 300 300 t (h) t (h) 263,85 263,85 215,04 215,04 249,93 249,93 280,21 280,21 S S VHT VHT MVA MVA suất cực đại mà nhà máy phát lên hệ thống S suất cực đại mà nhà máy phát lên hệ thống S VHTmax VHTmax =284,81 MVA do đó phải chú ý đảm bảo =284,81 MVA do đó phải chú ý đảm bảo công suất thiếu về hệ thống không đ công suất thiếu về hệ thống không đ ợc v ợc v ợt quá dự trữ quay của hệ thống ợt quá dự trữ quay của hệ thống Phụ tải điện áp trung chiếm gần 50% công suất nhà máy do đó việc đảm bảo cung cấp Phụ tải điện áp trung chiếm gần 50% công suất nhà máy do đó việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải này là rất quan trọng. điện cho phụ tải này là rất quan trọng. Từ các kết quả tính toán trên ta xây dựng đ Từ các kết quả tính toán trên ta xây dựng đ ợc đồ thị phụ tải tổng hợp của nhà máy nh ợc đồ thị phụ tải tổng hợp của nhà máy nh sau: sau: II./ xác định các phơng án nối dây sơ bộ Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thiết Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thiết kế nhà máy điện. Sơ đồ nối điện hợp lý không những đem lại những lợi ích kinh tế lớn lao kế nhà máy điện. Sơ đồ nối điện hợp lý không những đem lại những lợi ích kinh tế lớn lao mà còn phải đáp ứng đ mà còn phải đáp ứng đ ợc các yêu cầu kỹ thuật ợc các yêu cầu kỹ thuật Cơ sở để để xác định các ph Cơ sở để để xác định các ph ơng án có thể là sô l ơng án có thể là sô l ợng và công suất máy phát điện , công suất ợng và công suất máy phát điện , công suất hệ thống điện , sơ đồ l hệ thống điện , sơ đồ l ới và phụ tải t ới và phụ tải t ơng ứng , trình tự xây dựng nhà máy điện và l ơng ứng , trình tự xây dựng nhà máy điện và l ới điện ới điện Khi xây dựng ph Khi xây dựng ph ơng án nối dây sơ bộ ta có một số nguyên tẵc chung sau : ơng án nối dây sơ bộ ta có một số nguyên tẵc chung sau : Nguyên tắc 1 Nguyên tắc 1 Có hay không có thanh góp điện áp máy phát Có hay không có thanh góp điện áp máy phát Nếu S Nếu S uF uF max max nhỏ và không có nhiều dây cấp cho phụ tải địa ph nhỏ và không có nhiều dây cấp cho phụ tải địa ph ơng thì không cần thanh góp ơng thì không cần thanh góp điện áp máy phát điện áp máy phát S S uF uF max max 25% S 25% S đm 1F đm 1F Nguyên tắc 2 Nguyên tắc 2 Nếu có thanh góp điện áp máy phát thì số l Nếu có thanh góp điện áp máy phát thì số l ợng máy phát nối vào thanh góp phải đảm bảo ợng máy phát nối vào thanh góp phải đảm bảo sao cho khi một tổ máy lớn nhất bị sự cố thì những máy phát còn lại phải đảm bảo phụ tải sao cho khi một tổ máy lớn nhất bị sự cố thì những máy phát còn lại phải đảm bảo phụ tải địa ph địa ph ơng và tự dùng ơng và tự dùng 5 5 S S uF uF S S T T 0 0 4 4 8 8 12 12 16 16 20 20 24 24 0 0 50 50 2001 2001 150 150 200 200 250 250 300 300 350 350 400 400 450 450 500 500 470,7 470,7 S S TNM TNM S(t) MVA S(t) MVA t (h) t (h) S S VHT VHT Nguyên tắc 3 Nguyên tắc 3 Nếu phía điện áp cao , trung có trung tính nối đất và hệ số có lợi Nếu phía điện áp cao , trung có trung tính nối đất và hệ số có lợi 0,5 thì nên dùng hai 0,5 thì nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp Nguyên tắc 4 Nguyên tắc 4 Sử dụng số l Sử dụng số l ợng bộ máy phát máy biến áp hai cuộn dây hai phía cao và trung sao cho t ợng bộ máy phát máy biến áp hai cuộn dây hai phía cao và trung sao cho t - - ơng ứng với công suất cực đại cấp đó ơng ứng với công suất cực đại cấp đó Nguyên tắc 5 Nguyên tắc 5 Có thể ghép chung một số máy phát với một máy biến áp nh Có thể ghép chung một số máy phát với một máy biến áp nh ng phải đảm bảo ng phải đảm bảo S S bộ bộ S S dự phòng ht dự phòng ht Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất định mức của mỗi tổ máy là Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất định mức của mỗi tổ máy là 100 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở ba cấp điện áp sau: 100 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở ba cấp điện áp sau: Phụ tải địa ph Phụ tải địa ph ơng ở cấp điện áp 22 kV có: ơng ở cấp điện áp 22 kV có: S S 22max 22max = 22,99 MVA = 22,99 MVA S S 22min 22min = 16,09 MVA = 16,09 MVA Phụ tải trung áp ở cấp điện áp 110 kV có: Phụ tải trung áp ở cấp điện áp 110 kV có: S S 110max 110max = 232,56 MVA = 232,56 MVA S S 110min 110min = 162,79 MVA = 162,79 MVA Phụ tải cao áp ở cấp điện áp 220 kV ( về hệ thống ) có: Phụ tải cao áp ở cấp điện áp 220 kV ( về hệ thống ) có: S S 220max 220max = 284,81 MVA = 284,81 MVA S S 220min 220min = 215,04 MVA = 215,04 MVA Theo các nguyên tắc trên ta có Theo các nguyên tắc trên ta có - - Với nhà máy thuỷ điện khi công suất các tổ máy lớn và phụ tải địa ph Với nhà máy thuỷ điện khi công suất các tổ máy lớn và phụ tải địa ph ơng có cấp điện áp ơng có cấp điện áp khác cấp điện áp máy phát thì ng khác cấp điện áp máy phát thì ng ời ta không dùng thanh góp điện áp máy phát ời ta không dùng thanh góp điện áp máy phát - - Với l Với l ới điện áp danh định 110 kv và 220 kv thì trung tính nối đất trực tiếp và hệ số ới điện áp danh định 110 kv và 220 kv thì trung tính nối đất trực tiếp và hệ số = 0,5 nên ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp = 0,5 nên ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp - - Công suất dự phòng của hệ thống Công suất dự phòng của hệ thống S S dp dp = 8%.2750 = 220 MVA = 8%.2750 = 220 MVA Vậy ta không thể ghép chung hai máy phát với một máy biến áp vì Vậy ta không thể ghép chung hai máy phát với một máy biến áp vì S S bộ bộ = 2.117,7 = 235,4 MVA > S = 2.117,7 = 235,4 MVA > S dp ht dp ht = 220 MVA = 220 MVA Phụ tải địa ph Phụ tải địa ph ơng đ ơng đ ợc cấp bằng các đ ợc cấp bằng các đ ờng cáp kép điện áp 22KV, mà điện áp đầu cực máy ờng cáp kép điện áp 22KV, mà điện áp đầu cực máy phát là 13,8KV. Do vậy các phụ tải địa ph phát là 13,8KV. Do vậy các phụ tải địa ph ơng đ ơng đ ợc cấp từ hai máy biến áp tăng áp ợc cấp từ hai máy biến áp tăng áp 13,8/22KV. Hai máy biến áp này lấy điện từ đầu cực của hai máy phát nối với biến áp tự 13,8/22KV. Hai máy biến áp này lấy điện từ đầu cực của hai máy phát nối với biến áp tự ngẫu. Để hạn chế dòng ngắn mạch, trong chế độ làm việc bình th ngẫu. Để hạn chế dòng ngắn mạch, trong chế độ làm việc bình th ờng hai máy biến áp này ờng hai máy biến áp này làm việc riêng rẽ ở phía 22KV và mỗi máy cung cấp cho một nửa phụ tải địa ph làm việc riêng rẽ ở phía 22KV và mỗi máy cung cấp cho một nửa phụ tải địa ph ơng. Trong ơng. Trong tr tr ờng hợp một máy bị sự cố thì máy còn lại với khả năng quá tải sẽ cung cấp điện cho toàn ờng hợp một máy bị sự cố thì máy còn lại với khả năng quá tải sẽ cung cấp điện cho toàn bộ phụ tải địa ph bộ phụ tải địa ph ơng. ơng. Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số ph Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số ph ơng án nh ơng án nh sau: sau: 6 6 Ph Ph ơng án I ơng án I Ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu tăng áp để làm liên lạc giữa điện áp cao và điện áp trung . Ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu tăng áp để làm liên lạc giữa điện áp cao và điện áp trung . Công suất đ Công suất đ ợc truyền tải từ phía hạ lên phía cao áp và trung áp , đồng thời có thể truyền từ ợc truyền tải từ phía hạ lên phía cao áp và trung áp , đồng thời có thể truyền từ phía trung sang phía cao và ng phía trung sang phía cao và ng ợc lại . Ưu điểm của ph ợc lại . Ưu điểm của ph ơng án này là chỉ dùng hai loại máy ơng án này là chỉ dùng hai loại máy biến áp. Số mạch nối vào thiết bị phân phối điện áp cao nhỏ biến áp. Số mạch nối vào thiết bị phân phối điện áp cao nhỏ Phụ tải địa ph Phụ tải địa ph ơng 22KV đ ơng 22KV đ ợc cung cấp diện qua hai máy biến áp 13,8/22KV nối vào đầu cực ợc cung cấp diện qua hai máy biến áp 13,8/22KV nối vào đầu cực máy phát điện nối với máy biến áp tự ngẫu _G1,G2. máy phát điện nối với máy biến áp tự ngẫu _G1,G2. Ph Ph ơng án II ơng án II Trong sơ đồ này ta chuyển một bộ máy biến áp máy phát hai cuộn dây từ bên điện áp Trong sơ đồ này ta chuyển một bộ máy biến áp máy phát hai cuộn dây từ bên điện áp trung sang bên điện áp cao . Do phụ tải bên trung S trung sang bên điện áp cao . Do phụ tải bên trung S Tmin Tmin = 162,79 MVA > S = 162,79 MVA > S đmF đmF = 117,7 MVA = 117,7 MVA nên máy phát có thể phát bằng phẳng liên tục ; tổn thất trong máy biến áp trong chế độ hoạt nên máy phát có thể phát bằng phẳng liên tục ; tổn thất trong máy biến áp trong chế độ hoạt động bình th động bình th ờng nhỏ . Nh ờng nhỏ . Nh ợc điểm của ph ợc điểm của ph ong án này là phải dùng ba loại biến áp , gây khó ong án này là phải dùng ba loại biến áp , gây khó 7 7 G2 G2 TN1 TN1 tN2 tN2 G1 G1 G4 G4 T1 T1 G3 G3 T2 T2 S S VHT VHT max max = 284,81 MVA. = 284,81 MVA. S S VHTmin VHTmin = 215,04 MVA. = 215,04 MVA. S S 110 110 max max = 232,56 MVA. = 232,56 MVA. S S 110min 110min = 162,79 MVA. = 162,79 MVA. 220 KV 220 KV 110 KV 110 KV Hình 2 Hình 2 g1 g1 tN1 tN1 g3 g3 g2 g2 g4 g4 tN2 tN2 T2 T2 T1 T1 220 KV 220 KV 110 kv 110 kv Hình 1 Hình 1 khăn cho việc vận hành và bảo vệ ; ngoài ra do có thêm mạch nối lên thiết bị phân phối điện khăn cho việc vận hành và bảo vệ ; ngoài ra do có thêm mạch nối lên thiết bị phân phối điện áp cao nên vốn đầu t áp cao nên vốn đầu t tăng lên tăng lên Phụ tải địa ph Phụ tải địa ph ơng 22KV đ ơng 22KV đ ợc cung cấp diện qua hai máy biến áp 13,8/22KV nối vào hai cực ợc cung cấp diện qua hai máy biến áp 13,8/22KV nối vào hai cực máy phát điện G2,G3. máy phát điện G2,G3. Ph Ph ơng án III ơng án III Trong sơ đồ này ta dùng mba tự ngẫu liên lạc giữa điện áp cao và điện áp trung , công suất Trong sơ đồ này ta dùng mba tự ngẫu liên lạc giữa điện áp cao và điện áp trung , công suất có thể truyền từ cao sang trung và ng có thể truyền từ cao sang trung và ng ợc lại tuỳ thuộc vào sự biến đổi công suất của l ợc lại tuỳ thuộc vào sự biến đổi công suất của l ới , sự ới , sự thay đổi công suất làm việc của nhà máy , thay đổi sơ đồ hệ thống điện và các nguyên nhân thay đổi công suất làm việc của nhà máy , thay đổi sơ đồ hệ thống điện và các nguyên nhân khác . Cuộn dây hạ áp của mba tự ngẫu có thể nối với l khác . Cuộn dây hạ áp của mba tự ngẫu có thể nối với l ới phân phối địa ph ới phân phối địa ph ơng hoặc để cung ơng hoặc để cung cấp điện tự dùng dự trữ cho nhà máy điện cấp điện tự dùng dự trữ cho nhà máy điện Nh Nh ợc điểm của ph ợc điểm của ph ơng án này là số mba nhiều và có nhiều loại mba , tổn thất công suất ơng án này là số mba nhiều và có nhiều loại mba , tổn thất công suất trong các mba lớn , số mạch nối vào thiết bị cao áp lớn không kinh tế trong các mba lớn , số mạch nối vào thiết bị cao áp lớn không kinh tế Tóm lại : Qua những phân tích trên đây ta thấy phuơng án III có vốn đầu t Tóm lại : Qua những phân tích trên đây ta thấy phuơng án III có vốn đầu t lớn hơn cả , ph lớn hơn cả , ph - - ơng án I và ph ơng án I và ph ong án II cần phân tích kĩ hơn mới có thể đánh giá đ ong án II cần phân tích kĩ hơn mới có thể đánh giá đ ợc , do đó ta để lại ph ợc , do đó ta để lại ph ơng ơng án I và ph án I và ph ơng án II để tính toán , so sánh cụ thể hơn về kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn đ ơng án II để tính toán , so sánh cụ thể hơn về kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn đ ợc ợc sơ đồ nối điện tối sơ đồ nối điện tối u cho nhà máy điện. u cho nhà máy điện. III./ III./ Chọn máy biến áp tăng áp Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện . Tổng công suất các máy Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện . Tổng công suất các máy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất các máy phát điện . Chọn mba trong nhà máy điện là biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất các máy phát điện . Chọn mba trong nhà máy điện là loại , số l loại , số l ợng , công suất định mức và hệ số biến áp . MBA đ ợng , công suất định mức và hệ số biến áp . MBA đ ợc chọn phải đảm bảo hoạt ợc chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong điều kiện bình th động an toàn trong điều kiện bình th ờng và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất ờng và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất Nguyên tắc chung để chọn mba là tr Nguyên tắc chung để chọn mba là tr ớc tiên chọn S ớc tiên chọn S đmB đmB công suất cực đại có thể qua biến áp công suất cực đại có thể qua biến áp trong điều kiện làm việc bình th trong điều kiện làm việc bình th ờng , sau đó kiểm tra lại điều kiện sự cố có kể đến hệ số quá ờng , sau đó kiểm tra lại điều kiện sự cố có kể đến hệ số quá 8 8 ht ht G4 G4 Hình 3 Hình 3 t2 t2 T1 T1 T4 T4 T3 T3 G2 G2 G1 G1 G3 G3 tải của mba . Xác định công suất thiếu về hệ thống phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống . tải của mba . Xác định công suất thiếu về hệ thống phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống . Ta lần l Ta lần l ợt chọn mba cho từng ph ợt chọn mba cho từng ph ơng án ơng án Giả thiết các máy biến áp đ Giả thiết các máy biến áp đ ợc chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môi tr ợc chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môi tr ờng nơi lắp đặt ờng nơi lắp đặt nhà máy điện . Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất định mức của chúng. nhà máy điện . Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất định mức của chúng. 1./ Ph 1./ Ph ơng án I ( hình 1) ơng án I ( hình 1) a./ Máy biến áp bộ trong sơ đồ bộ máy phát mba hai cuộn dây a./ Máy biến áp bộ trong sơ đồ bộ máy phát mba hai cuộn dây Điều kiện chọn : S Điều kiện chọn : S đmB đmB S S đmF đmF = 117,7 MVA = 117,7 MVA Máy phát trong sơ đồ bộ th Máy phát trong sơ đồ bộ th ờng phát công suất t ờng phát công suất t ơng đối bằng phẳng và ổn định ơng đối bằng phẳng và ổn định do đó ta không cần phải kiểm tra điều kiện sự cố do đó ta không cần phải kiểm tra điều kiện sự cố Ta chọn đ Ta chọn đ ợc loại mba có các thông số cho ở bảng sau ợc loại mba có các thông số cho ở bảng sau S S đm đm MVA MVA U U Cđm Cđm KV KV U U Hđm Hđm KV KV P P 0 0 KW KW P P N N KW KW U U N N % % I I 0 0 % % Giá Giá 10 10 6 6 VNĐ VNĐ 125 125 121 121 13,8 13,8 100 100 400 400 10,5 10,5 0,5 0,5 6080 6080 b./ Máy biến áp tự ngẫu tăng áp b./ Máy biến áp tự ngẫu tăng áp + Điều kiện chọn : S + Điều kiện chọn : S TN1,TN2đm TN1,TN2đm 1 S S đmF đmF Trong đó Trong đó là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu 0,5 220 110220 U UU C TC = = = do đó : S do đó : S TN1,TN2đm TN1,TN2đm 4,7, 5,0 235117 1 = MVA MVA Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu loại : AT Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu loại : AT TH-250 có TH-250 có cácthông số kỹ thuật nh cácthông số kỹ thuật nh bảng sau bảng sau + Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố + Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố Ta kiểm tra tr Ta kiểm tra tr ờng hợp sự cố nặng nề nhất là khi S ờng hợp sự cố nặng nề nhất là khi S T T = S = S Tmax Tmax . Xét hai khả năng sự cố sau : . Xét hai khả năng sự cố sau : Sự cố một bộ bên trung Sự cố một bộ bên trung Khi đó công suất bên trung thiếu sẽ do hai mba liên lạc đảm nhận Khi đó công suất bên trung thiếu sẽ do hai mba liên lạc đảm nhận Công suất bên trung thiếu Công suất bên trung thiếu S S đm đm MV MV A A Điện áp cuộn dây Điện áp cuộn dây KV KV U U N N % % P P 0 0 KW KW P P N N % % I I 0( 0( %) %) Giá Giá 10 10 6 6 VNĐ VNĐ U U C C U U T T U U H H C-T C-T C-H C-H T-H T-H C-H C-H C-T C-T 250 250 230 230 121 121 13,8 13,8 11 11 32 32 20 20 120 120 520 520 0,5 0,5 10.000 10.000 9 9 S S Tthiếu Tthiếu = S = S Tmax Tmax - S - S bộ bộ = S = S Tmax Tmax - ( S - ( S đmF đmF - 1/4. S - 1/4. S td td max max ) = 232,56 - 116,52 = 116,04 MVA ) = 232,56 - 116,52 = 116,04 MVA Công suất có thể qua phụ tải trung áp Công suất có thể qua phụ tải trung áp S S CT CT = 2.k = 2.k qtsc qtsc . . .S .S đmB đmB = 2.1,4.0,5.250 = 350 MVA = 2.1,4.0,5.250 = 350 MVA ta có S ta có S CT CT > S > S Tthiếu Tthiếu vậy phụ tải trung áp đ vậy phụ tải trung áp đ ợc đảm bảo ợc đảm bảo Tính công suất thiếu về hệ thống Tính công suất thiếu về hệ thống Công suất qua cuộn trung mba tự ngẫu Công suất qua cuộn trung mba tự ngẫu S S CT CT = 1/2.S = 1/2.S Tthiếu Tthiếu = 1/2.116,04 = 58,02 MVA = 1/2.116,04 = 58,02 MVA Công suất qua cuộn hạ mba tự ngẫu Công suất qua cuộn hạ mba tự ngẫu S S CH CH = S = S đmF đmF - 1/2.S - 1/2.S uFmin uFmin -1/4.S -1/4.S tdmax tdmax = 117,7 - 1/2. 16,09 -1/4.4,71 = 108,43 MVA = 117,7 - 1/2. 16,09 -1/4.4,71 = 108,43 MVA Vậy công suất qua cuộn cao áp mba tự ngẫu Vậy công suất qua cuộn cao áp mba tự ngẫu S S CC CC = S = S CH CH - S - S CT CT = 108,43 - 58,02= 50,41 MVA = 108,43 - 58,02= 50,41 MVA Công suất thiếu về hệ thống Công suất thiếu về hệ thống S S thiếu thiếu = S = S VHT VHT -2.S -2.S CC CC = 217,34- 2.50,41 = 116,52 MVA = 217,34- 2.50,41 = 116,52 MVA ta có S ta có S dụ trữ quay dụ trữ quay = 8% S = 8% S ht ht = 8%.2750 = 220 MVA = 8%.2750 = 220 MVA vậy S vậy S thiếu thiếu < S < S dụ trữ quay dụ trữ quay Sự cố một máy biến áp liên lạc Sự cố một máy biến áp liên lạc Tính công suất thiếu về bên trung Tính công suất thiếu về bên trung Công suất có thể chuyển qua phụ tải phía trung qua cuộn trung mba liên lạc Công suất có thể chuyển qua phụ tải phía trung qua cuộn trung mba liên lạc S S CT CT = k = k qtsc qtsc . . .S .S đmB đmB = 1,4.0,5.250 = 175 MVA = 1,4.0,5.250 = 175 MVA Công suất bên trung thiếu Công suất bên trung thiếu S S Tthiếu Tthiếu = S = S Tmax Tmax - 2.S - 2.S bộ bộ = 232,56 2.116,52 = -0,48 MVA = 232,56 2.116,52 = -0,48 MVA dấu (-) chứng tỏ bên trung áp thứa công suất , công suất thừa sẽ từ bên trung dấu (-) chứng tỏ bên trung áp thứa công suất , công suất thừa sẽ từ bên trung chuyển sang phía cao áp chuyển sang phía cao áp Tính công suất thiếu về hệ thống Tính công suất thiếu về hệ thống Công suất qua cuộn trung mba tự ngẫu Công suất qua cuộn trung mba tự ngẫu S S CT CT = S = S Tmax Tmax - 2.S - 2.S bộ bộ = 232,56 2.116,52 = -0,48 MVA = 232,56 2.116,52 = -0,48 MVA Công suất qua cuộn hạ mba tự ngẫu Công suất qua cuộn hạ mba tự ngẫu S S CH CH = S = S đmF đmF - S - S uFmin uFmin -1/4.S -1/4.S tdmax tdmax = 117,7 - 16,09 -1/4.4,71 = 100,38 MVA = 117,7 - 16,09 -1/4.4,71 = 100,38 MVA Vậy công suất qua cuộn cao áp mba tự ngẫu Vậy công suất qua cuộn cao áp mba tự ngẫu S S CC CC = S = S CH CH - S - S CT CT = 100,38 (-0,48) = 100,86 MVA = 100,38 (-0,48) = 100,86 MVA Công suất thiếu về hệ thống Công suất thiếu về hệ thống S S thiếu thiếu = S = S VHT VHT -S -S CC CC = 217,34- 100,86 = 116,48 MVA = 217,34- 100,86 = 116,48 MVA ta có S ta có S dụ trữ quay dụ trữ quay = 8% S = 8% S ht ht = 8%.2750 = 220 MVA = 8%.2750 = 220 MVA vậy S vậy S thiếu thiếu < S < S dụ trữ quay dụ trữ quay kết luận : kết luận : Nh Nh vậy mba đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố nặng nề nhất vậy mba đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố nặng nề nhất 2./ Ph 2./ Ph ơng án II ( hình 2) ơng án II ( hình 2) 10 10 [...]... 0, 747 4 9 ,43 9 24, 028 24, 028 Tr áp 110 110 0, 648 7 16,397 41 , 740 7 41 ,7 047 MF 13,8 5,17 04 65,597 179, 044 Loại MC DLC 3AQ2 SGC 245 /1600 3AQ1 SGCP 123/1250 BTM- 2a90/11200 Y3 PBK- 20/6000 Thông số định mức Uđm Iđm Ic đm Iđ đm KV KA KA KA 245 4 50 125 245 1,6 100 145 123 4 1,25 40 100 80 20 11,2 90 300 13,8 179, 044 20 6 250 II/ Chọn thanh dẫn , thanh góp Những thiết bị điện chính trong nhà máy điện nh máy. .. 14h ữ 18h A 14- 18 = 806 ,49 KWh + t = 18h ữ 20h A18-20 = 2 24, 527.2 = 44 9,05 KWh +./ t = 20h ữ 24h A20- 24 = 233,33 .4 = 933,31 KWh 24h A t = 51 24, 04 KWh t=0 Từ đó tính đợc đợc 24h 365 A = 18702 74, 6 KWh = 1870,27 MWh t t=0 Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp tự ngẫu 1 A tn = nP0 t + 365. A t = 3037, 54 MWh n Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp A1 = Atn + A2cd = 32 74, 35 + 3037, 54 = 6311,89 MWh... 171 ,46 KWh A8-12 = 671, 54 KWh A12- 14 = 338,56 KWh A 14- 18 = 648 ,03 KWh A18-20 = 335,56 KWh A20- 24 = 701,92 KWh = 40 88,56 KWh 24h 365 A = 149 23 24, 4 KWh = 149 2,32 MWh t t=0 Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp tự ngẫu 1 A tn = nP0 t + 365. A t = 2 848 ,56 MWh n Tổng tổn thất công suất trong mba trong phơng án này là phơng A2 = 3920,7 + 3899,87 + 2 848 ,56 = 10669,13 MWh 19 Chơng 3 Chơng Tính toán lựa... 29, 545 3 65,59 74 iXK kA 24, 0280 41 , 740 7 98 ,40 18 80, 641 9 179, 043 7 I kA 8,71 34 15,3 348 38 ,41 57 18,712 57,1277 Chơng 5 Chơng Chọn khí cụ điện và dây dẫn I/ Chọn máy cắt và dao cách ly 1/ Chọn máy cắt Khi chọn máy cắt ta nên chú ý một số điểm sau: - Nên chọn cùng một loại máy cắt trên cùng một cấp điện áp nhất là đối với TBPP trên 35 KV - Trên các đờng dây phụ tải cấp điện áp máy phát nên dùng máy cắt hợp... Tính tổn thất điện năng A trong máy biến áp Tổn thất công suất trong máy biến áp gồm hai phần là : + Tổn thất sắt không phụ thuộc vào công suất phụ tải và bằng tổn thất không tải của máy biến áp + Tổn thất đồng phụ thuộc vào công suất phụ tải , khi phụ tải bằng công suất định mức của máy biến áp thì tổn thất đồng bằng tổn thất ngắt mạch a./ Tổn thất điện năng trong máy biến áp 2 cuộn dây Khi có n máy. .. song thì ta có công thức tính tổn thất điện năng: 14 2 S 1 A = n.P0 t + Pn bo t S n dmB Trong đó: SdmB: Công suất định mức của máy biến áp Sbộ : Công suất qua máy biến áp P0 : Tổn thất công suất không tải Pn : Tổn thất công suất ngắt mạch của máy biến áp Vậy 2 1 116,52 A = 2 .100. 8760 + 40 0. 8760 = 32 743 51,81Kw.h 2 125 = 32 74, 35 Mw. h b./ Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu S S ... - 1 máy biến áp 3 pha hai cuộn dây loại T - 125 - 121/13,8 Với giá tiền : 6080.106 VNĐ ; hệ số k = 1,5 - 1 máy biến áp 3 pha hai cuộn dây loại T - 125 - 242 /13,8 Với giá tiền : 740 0.106 VNĐ ; hệ số k = 1,3 Nh vậy tổng vốn đầu t cho máy biến áp của phơng án I là : phơng VT2 = 2.1,3.10.000.106 + 1,5.6080.106 + 1,3. 740 0.106 = 44 . 740 .106 VNĐ = 44 , 74. 109 VNĐ Vốn đầu t cho thiết bị phân phối: Từ sơ đồ thiết. .. Pkh2 = 8 ,4% .V2 = 0,0 84. 57, 04. 109 = 4, 79136.109 VNĐ Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm: Pt2 = .A2 = 40 0.10669,13.103 = 4, 267652.109 VNĐ Nh vậy phí tổn vận hành hàng năm là: P2 = Pkh2 + Pt2 = 4, 79136.109 + 4, 267652.109 =9,059012.109 VNĐ Ta có kết quả tính toán kinh tế của hai phơng án ở bảng sau phơng Phơng án Vốn đẩu t V Phí tổn vận hành P Phơng 9 10 VNĐ 109 VNĐ 1 54, 92 7,138036 2 57, 04 9,059012... ) = 34, 77 MVA CT 2 T bo 2 Công suất qua cuộn hạ S = 1 1 SiH = SdmF SuF Smax 2 4 td 1 1 1 = 117,7 SuF 4, 71 = 116,52 SuF 2 4 2 1 = 116,52 16,09 = 108 ,48 MVA 2 Công suất qua cuộn cao SiC = SiH - SiT = 108 ,48 - 34, 77 = 73,71 MVA Tính tơng tự cho các thời điểm khác ta đợc kết quả ở bảng sau ơng t đợc t (h) 0-7 7-8 8 - 12 12 - 14 14 - 18 18 - 20 20 - 24 SiC 73,71 50 ,46 49 ,31 67,58 65 ,45 81,89 84, 19... = 4. 31 .40 .106 = 49 60.106 VNĐ = 4, 96.109 VNĐ Cấp điện áp 13,8kV : không cần tính vì ở hai sơ đồ giống nhau Tổng vốn đầu t cho thiết bị phân phối là : VTBPP1 = 5,72.109 + 4, 96.109 = 10,68.109 VNĐ Từ đó tính đợc tổng vốn đầu t của phơng án 1 là: đợc phơng V1 = VT1 + VTBPP1 = 44 , 24. 109 + 10,68.109 = 54, 92.109 đồng + Phí tổn vận hành hàng năm Khấu hao hàng năm về vốn đầu t và sửa chữa lớn: Pkh1 = 8 ,4% .V1 . 20 20 TN2 TN2 G3 G3 G2 G2 T1 T1 110 kv 110 kv 220 KV 220 KV VHT VHT G1 G1 TN1 TN1 I I (1) (1) cb cb I I (4) (4) cb cb I I (5) (5) cb cb I I (6) (6) cb cb I I (7) (7) cb cb I I (2) (2) cb cb I I (3) (3) cb cb I I (8) (8) cb cb Đơn Đơn Kép Kép t2 t2 G4 G4