thiết kế phần điện cho nhà máy thuỷ điện có tổng công suất 480MW, gồm 4 tổ máy

-1. Chọn máy phát điện.Theo yêu cầu thiết kế phần điện cho nhà máy thuỷ điện có tổng công suất 480MW, gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất là 120MW. Từ đó ta chọn được máy phát điện có các thông số được ghi trong bảng sau :Bảng 1-1 :Thông số KiểuSdm (MVA)Pđm (MW)Uđm (kV)cos đmIđm (kA)X"dX''''''''dXdCB-795/230-32T134120110,8957,050,180,290,971-2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất.Căn cứ vào đồ thị phụ tải đ• cho, và công suất tác dụng cho dưới dạng % ở các cấp điện áp khác nhau, công suất tác dụng cực đại Pmax và cos , chúng ta cân bằng công suất tác dụng và công suất biểu kiến theo công thức sau :Trong đó :S(t) là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t.P% là công suất tác dụng của phụ tải cho dưới dạng %cos  là hệ số công suất của phụ tải.1.2.1. Tính toán phụ tải của toàn nhà máy : a)Đồ thị toàn nhà máy :

Đồ án tốt nghiệp Phần I : Thiết kế nhà máy thuỷ điện Chơng I Tính toán phụ tải ,cân bằng công suất CHọN Và CáC PHƯƠNG áN NốI DÂY 1-1. Chọn máy phát điện. Theo yêu cầu thiết kế phần điện cho nhà máy thuỷ điện có tổng công suất 480MW, gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất là 120MW. Từ đó ta chọn đợc máy phát điện có các thông số đợc ghi trong bảng sau : Bảng 1-1 : Thông số Kiểu S dm (MVA) P đm (MW) U đm (kV) cos đm I đm (kA) X" d X' d X d CB-795/230-32T 134 120 11 0,895 7,05 0,18 0,29 0,97 1-2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất. Căn cứ vào đồ thị phụ tải đã cho, và công suất tác dụng cho dới dạng % ở các cấp điện áp khác nhau, công suất tác dụng cực đại Pmax và cos , chúng ta cân bằng công suất tác dụng và công suất biểu kiến theo công thức sau : Trong đó : S(t) là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t. P% là công suất tác dụng của phụ tải cho dới dạng % cos là hệ số công suất của phụ tải. 1.2.1. Tính toán phụ tải của toàn nhà máy : a)Đồ thị toàn nhà máy : P đm = 4.120 = 480MW cos =cos đm = 0,895. S max = P max / Cos =480/0,895 = 536 MVA S max ma = S max = 536 MVA S max khô = 80%. S max = 0,8.536 = 428,8 MVA Đồ thị: Hoàng Đức Mỹ HTĐ1 K42 1)-(1 cos P x 100 %P )t(S max = đồ án tốt nghiệp 1.2.2. Tính toán đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110kv : -Theo nhiệm vụ thiết kế cho Pmax = 190 MW; P% (t) và cos = 0,85. - áp dụng công thức (1 - 1) ta có kết quả tính toán ghi ở bảng: t(h) 0ữ 5 5 ữ8 8 ữ11 11 ữ14 14ữ 17 17ữ 20 20 ữ22 22ữ 24 P%(t) 70 80 90 100 80 90 80 70 S T (t) 156,47 178,82 201,18 223,53 178,82 201,18 178,82 156,47 Dựa vào bảng tính toán ở trên ta vẽ đợc đồ thị : Hoàng Đức Mỹ HTĐI K42 2 S T (t) 156,47 223,53 156,47 178,82 201,18 178,82 178,82 201,18 S NM S max m q S max khô t (h) 24 0 đồ án tốt nghiệp 1.2.3. Tính toán đồ thị tải tự dùng: -Với nhà máy thuỷ điện, điện tự dùng chiếm rất ít, khoảng 1% và coi nh không đổi. P tdmax = (%/100 ). P max = (0,7/100).480 = 3,36 MW S dmax = P tdmax / cos td =3,36/0,82 =4,1 MVA Đồ thị: 1.2.4. Tính toán đồ thị phụ tải cấp điện áp cao 220kV : -Theo nhiệm vụ thiết kế cho Pmax = 140MW; P% (t) và cos = 0,85 - áp dụng công thức (1 - 1) ta có kết quả tính toán ghi ở bảng : t(h) 0ữ 5 5 ữ8 8 ữ11 11 ữ14 14ữ 17 17ữ 20 20 ữ22 22ữ 24 P%(t) 90 90 90 80 80 90 100 90 S C (t) 148,24 148,24 148,24 131,76 131,76 148,24 164,71 148,24 Dựa vào bảng tính toán ở trên ta vẽ đợc đồ thị : Hoàng Đức Mỹ HTĐI K42 3 0 141185 t(h)24222017 24 t (h) 0 S td 4,1 t(h) S C (t) 0 141185 24222017 148,24 131,76 148,24 148,24 164,71 đồ án tốt nghiệp 1.2.5. Tính toán đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát: -Theo nhiệm vụ thiết kế cho Pmax = 14MW và cos = 0,8. - áp dụng công thức (1 - 1) ta có kết quả tính toán ghi ở bảng : t(h) 0ữ 5 5 ữ8 8 ữ11 11 ữ14 14ữ 17 17ữ 20 20 ữ22 22ữ 24 P%(t) 70 85 80 85 85 100 90 70 S F (t) 12,25 14,88 14 14,88 14,88 17,5 15,75 12,25 Dựa vào bảng tính toán ở trên ta vẽ đợc đồ thị : 1.2.6. Xác định đồ thị phụ tải cung cấp cho hệ thống 220 KV: - Công suất phát về hệ thống đợc xác định theo công thức sau: S FHT t)=S NM (t)-[S td (t)+S T (t)+S F (t)+S C (t)] (1-3) Trong đó: S NM (t): Tổng phụ tải của nhà máy tại thời điểm t S td (t): Phụ tải tự dùng của nhà máy tại thời điểm t S T (t): Phụ tải ở cấp điện áp trung 110 kV Hoàng Đức Mỹ HTĐI K42 4 S F (t) 0 141185 t(h)24222017 14,88 14 14,88 15,75 12,25 17,5 12,25 đồ án tốt nghiệp S C (t): Phụ tải ở cấp điện áp trung 220 kV áp dụng công thức trên để tính toán ta có kết quả ghi ở bảng sau: t(h) 0ữ5 5 ữ8 8 ữ11 11ữ14 14ữ17 17ữ20 20ữ22 22ữ24 S NM (t) Ma 536 Khô 428,8 S F (t) 12,25 14,88 14 14,88 14,88 17,5 15,75 12,25 S C (t) 148,24 148,24 148,24 131,76 131,76 148,24 164,71 148,24 S td (t) 4,1 S T (t) 156,47 178,82 201,18 223,53 178,82 201,18 178,82 156,47 S HT (t) Ma 214,94 189,96 168,48 161,73 206,44 194,98 172,62 214,94 Khô 107,74 82,76 61,28 54,53 99,24 57,78 65,42 107,74 S TG C (t) Ma Khô Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy nh sau: hhhhhhhh Nhận xét chung: 1) Nhà máy thiết kế có tổng công suất là: S NMđm = 4.134 = 536 (MVA) So với công suất của hệ thống S HT = 4.000 (MVA) thì nhà máy thiết kế chiếm : %4,13100. 4000 536 = công suất toàn hệ thống. Do vậy công suất của nhà máy đóng vai trò tơng đối quan trọng. 2) Qua đồ thị phụ tải ta thấy nhà máy chỉ phát hết công suất vào thời điểm 5 h ữ8 h , còn lại đều phát cha hết công suất. 1.3 .các phơng án nối dây cho nhà máy điện: +Nhận xét: Hoàng Đức Mỹ HTĐI K42 5 đồ án tốt nghiệp 1-Đây là nhà máy thuỷ điện,phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ nên không dùng thanh góp điện áp máy phát.Phụ tải địa phơng và tự dùng lấy từ đầu cực máy phát. 2-Do các cấp điện 220kV và 110kV đều có trung tính nối đất trực tiếp,mặt khác hệ số có lợi = 0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạc giữa các cấp điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống. 3-S Tmax /S Tmin = 223,53/156,47 mà S đmF = 134 MVA,cho nên ghép 1 đến 2 bộ máy phát điện -máy biến áp hai cuộn dây bên trung áp. 4-S Tgmax 220kV / S Tgmin 220kV = 363,18/293,49 nên có thể đặt 2 hoặc 3 máy phát điện bên phía thanh góp 220 kV. Với nhận xét trên ta có các phơng án nối đIện cho nhà máy nh sau: 1. Phơng án 1 : Nhận xét: - Phơng án này có hai bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV. Hai bộ máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa hoặc thiếu cho phía 110kV. + Ưu điểm: Hoàng Đức Mỹ HTĐI K42 6 F1 ~ ~ ~ ~ F2 F3 F4 TD+ĐP TD+ĐP TD TD B1 B2 B3 B4 220kV 110kV đồ án tốt nghiệp -Số lợng và chủng loại máy biến áp ít, các máy biến áp 110kV có giá thành hạ hơn giá máy biến áp 220kV. -Vận hành đơn giản, linh hoạt đảm bảo cung cấp điện liên tục. + Nhợc điểm: Tổn thất công suất lớn khi S Tmin . 2 Phơng án 2: Nhận xét: Phơng án 2 khác với phơng án 1 ở chỗ chỉ có một bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp 110 kV. Nh vậy ở phía thanh góp 220 kV có đấu thêm một bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây. + Ưu điểm: -Công suất truyền tải từ cao sang trung qua máy biến áp tự ngẫu nhỏ nên tổn thất công suất nhỏ. - Đảm bảo về mặt kỹ thuật, cung cấp điện liên tục - Vận hành đơn giản + Nhợc điểm: Có một bộ máy phát điện -máy biến áp bên cao nên đắt tiền hơn. 3. Phơng án 3: Ghép hai bộ máy phát điện -máy biến áp hai cuộn dây lên thanh góp trung áp 110kV. Hoàng Đức Mỹ HTĐI K42 7 F1 ~ ~ ~ ~ F2 F3 F4 TD TD TD TD B1 B2 B3 B4 220kV 110kV đồ án tốt nghiệp Ghép hai bộ máy phát điện -máy biến áp hai cuộn dây lên thanh góp cao áp 220kV. Để liên lạc giữa hai cấp điện áp cao và trung ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu. Phía hạ của máy biến áp liên lạc cấp điện cho phụ tải địa phơng và tự dùng. S C S T F 3 F 4 B 1 B 2 B 6 B 5 B 4 F 2 F 1 B 3 S HT Nhận xét: - Cả 4 bộ máy phát điện - máy biến áp đều nối vào thanh góp 220 để cung cấp cho phía 220kV. Phần 110kV sẽ đợc cung cấp bởi 2 bộ máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu. + Ưu điểm: Cũng đảm bảo cung cấp điện liên tục + Nhợc điểm: Do tất cả các máy biến áp đều nối vào phía 220kV, nên để đảm bảo cung cấp điện cho phía 110 kV công suất của máy biến áp tự ngẫu có thể phải lớn hơn so với các phơng án khác. Do vậy sẽ tăng vốn đầu t. Khi có ngắn mạch xẩy ra ở thanh góp hệ thống thì dòng điện ngắn mạch lớn gây nguy hiểm cho thiết bị. - Tất cả 4 bộ máy phát điện - máy biến áp đều ở phía 220kV nên tiền đầu t vào thiết bị rất cao. * Kết luận: Hoàng Đức Mỹ HTĐI K42 8 đồ án tốt nghiệp Qua 3 phơng án đã đợc đa ra ở trên ta có nhận xét rằng 2 phơng án 1 và 2 đơn giản và kinh tế hơn so với phơng án 3. Tuy vậy nó vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục; an toàn cho các phụ tải và thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật. Do đó ta sẽ giữ lại phơng án 1 và phơng án 2 để tính toán cho các phần sau. Hoàng Đức Mỹ HTĐI K42 9 đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG II: Tính toán chọn máy biến áp A.PHƯƠNG áN I: 2.1 a: Chọn máy biến áp: - Công suất của các máy biến áp đợc chọn phải đảm bảo cung cấp điện trong tình trạng làm việc bình thờng tơng ứng với phụ tải cực đại khi tất cả các máy biến áp đều làm việc. - Mặt khác khi có một máy biến áp bất kỳ nào phải nghỉ do sự cố hoặc do sửa chữa thì các máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố phải đảm bảo tải đủ công suất cần thiết. I. Chọn công suất cho máy biến áp : 1) Chọn máy biến áp nối bộ B3, B4 : - Công suất máy biến áp nối bộ 2 cuộn dây đợc lựa chọn theo điều kiện : S đmB S đmF S đmF = 134 (MVA) Trong đó : - S đmF là công suất định mức máy phát - S đmB là công suất định mức của máy biến áp chọn. Máy biến áp đã chọn có mã hiệu và tham số trong bảng sau: Tham số Mã hiệu Sđm MVA Uc kV Uh kV Po kW Pn kW Un% Io% T 180 121 11 420 680 10,6 0,5 2). Chọn máy biến áp liên lạc : Với nhận xét nh ở phần trên ta chọn máy biến áp liên lạc B1 và B2 là máy biến áp tự ngẫu theo điều kiện sau : S đmB mFđ S Hoàng Đức Mỹ HTĐI K42 10 [...]... với máy biến áp nối bộ B3 và B4 : - Đối với bộ máy phát điện - máy biến áp ta cho phát hết công suất từ 0 - 24h lên thanh góp, tức là bộ này làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng Khi đó công suất tải qua máy biến áp mỗi bộ đợc tính : SB3 = SB4 = SđmF - S td max 4, 1 = 132,98 (MVA) = 1 34 4 4 - Tổng phụ tải của 2 máy biến áp B 3 và B4 là : SB3 + SB4 = 2 132,98 = 265,96 (MVA) b) Phân bố công suất cho. .. với bộ máy phát điện và máy biến áp ta giả thiết là phát hết công suất từ 0 - 24h lên thanh góp, tức là bộ này làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng Khi đó công suất tải qua máy biến áp mỗi bộ đợc tính : SB3 = SB4 = SđmF - S td max 4, 1 = 132,98(MVA) = 1 34 4 4 - Tổng phụ tải của 2 máy biến áp B 3 và B4 là : SB3 + SB4 = 2 132,98= 256,96 (MVA) b) Phân bố công suất cho các cuộn dây của hai máy biến... 158,36 146 ,75 169,10 156,61 168,67 ST - 54, 74 -43 ,57 -32,39 -21,21 -43 ,57 -32,39 -43 ,57 SH 126,85 125,53 125,97 125, 54 125,53 1 24, 22 125,10 Theo công thức và bảng số liệu trên ta có : 22ữ 24 181,59 - 54, 74 126,85 AB1m = AB2m = 2 2 2 Sc ST SH i i i = 0, 144 .43 20 +180 { 0,312 + 0,312. + 0,936 }.ti 300 300 300 =1779,9 14 (MWh) b)Mùa khô: Có 185 ngày hay 185. 24= 44 40 h Ta có bảng... các máy phát điện của nhà máy và hệ thống - Để chọn các khí cụ điện cho mạch 110kV ta chọn điểm N2 trên thanh góp 110 kV Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là các máy phát điện và hệ thống - Chọn khí cụ điện cho mạch máy phát điện : điểm ngắn mạch N3 và N4 Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3 là các máy phát điện và hệ thống Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N4 chỉ là máy phát điện F1 - Chọn khí cụ điện. .. ST(B2) - Kết quả tính toán phân bổ công suất cho các cuộn dây của B1, B2 đợc ghi trong bảng: 11ữ 14 14 17 SC 181,59 169,10 158,36 146 ,75 169,10 Mùa ma ST - 54, 74 -43 ,57 -32,39 -21,21 -43 ,57 SH 126,85 125,53 125,97 125, 54 125,53 SC 127,99 115,5 1 04, 76 93,15 115,50 Mùa khô ST - 54, 74 -43 ,57 -32,39 -21,21 -43 ,57 SH 73,25 71,93 72,37 71,91 71,93 Dấu (-) trớc công suất của cuộn dây trung có nghĩa suất từ... = 149 7,602(MVA) b)Mùa khô: Bảng phân bố công suất máy biến áp tự ngẫu: t(h) 0 ữ5 5 ữ8 8 ữ11 11ữ 14 14 17 17ữ20 20ữ22 22ữ 24 SC 61,50 49 ,01 38,27 26,66 49 ,01 36,52 48 ,58 61,50 ST 11,75 22,92 34, 10 45 ,28 22,92 34, 10 22,92 11,75 SH 73,25 71,93 72,37 71,91 71,93 70,62 71,50 72,25 Theo công thức và bảng số liệu trên ta có : AB1=AB2 = 2 2 2 Sc ST SH i i i { 0,312 =0, 144 .44 40+185 + 0,312... 11ữ 14 14 17 17ữ20 20ữ22 22ữ 24 SC 127,99 115,5 1 04, 76 93,15 115,50 103,01 115,07 127,99 ST - 54, 74 -43 ,57 -32,39 -21,21 -43 ,57 -32,39 -43 ,57 - 54, 74 SH 73,25 71,93 72,37 71,91 71,93 70,62 71,50 72,25 Theo công thức và bảng số liệu trên ta có : AB1K = AB2k 2 2 2 Sc ST SH i i i { 0,312 = 0, 144 .44 40 +185 + 0,312 + 0,936 }.ti 300 300 300 = 1107,757 (MWh) - Vậy tổn thất điện. .. X 14 0,0 345 X16 0,1739 X15 0,18 24 F1,2 F3 ,4 HT X17 0, 147 9 X17 0, 147 9 X16 0,1739 N1 F3 ,4 HT X18 0,089 N2 F1,2,3 ,4 X15 0,18 24 F1,2 + Biến đổi tiếp ta có : X17 = X13 + X 14 = 0,11 34 + 0,0 345 = 0, 147 9 + Dùng nguyên tắc nhập nguồn : F1, 2 và F3, 4 thành F1, 2, 3, 4 ta đợc : X18 = X15 // X16 = 0,18 24. 0,1739 = 0,089 0,18 24 + 0,1739 Hoàng Đức Mỹ HTĐI K42 35 đồ án tốt nghiệp +XttHT = X17 S dmHt 40 00 = 0, 147 9 ... 8 ữ11 17ữ 20ữ 22ữ 20 22 24 156,61 168,67 181,59 -32,39 -43 ,57 - 54, 74 1 24, 22 125,10 126,85 103,01 115,07 127,99 -32,39 -43 ,57 - 54, 74 70,62 71,50 72,25 là chỉ chiều truyền tải công III Kiểm tra quá tải của các máy biến áp : a) Các máy biến áp nối bộ B3 và B4 : - Vì 2 máy biến áp này đã đợc chọn lớn hơn hoặc bằng công suất định mức của máy phát điện Đồng thời từ 0 - 24h luôn cho 2 bộ này làm việc với... Sdm - là tổng công suất các nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch Hoàng Đức Mỹ HTĐI K42 33 đồ án tốt nghiệp Scb - Công suất cơ bản Xcb - Điện kháng tổng tơng đối cơ bản của mạch điện tính từ nguồn cung cấp đến điểm ngắn mạch Sau khi biến đổi ta có : - XttHT = X13 S dmHT 40 00 = 0,11 34 = 2,52 < 3 S cb 180 - Tra đờng cong tính toán có : I"* = 0 ,4 , I = 0 ,42 I" = I" HT * I HT S dmHT 3 U cb = I 40 00 = S