Tinh toan dong dien ngan mach 20784

Đồ áN MÔN HọC NHà MáY ĐIệN CHƯƠNG I TíNH TOáN PHụ TảI Và CÂN BằNG CÔNG SUấT Tại thời điểm điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ phụ tải kể tổn thất phụ tải, thực tế điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi, việc tìm đợc đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành Dựa vào đồ thị phụ tải ta chọn đợc phơng án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế- kỹ thuật Đồ thị phụ tải cho ta chọn công suất máy biến áp (MBA) phân bố tối u công suất tổ máy với nhà máy điện với Chọn máy phát điện Theo yêu cầu thiết kế phần điện cho nhà máy thuỷ điện có tổng công suất 105 MW, gồm tổ máy, tổ máy có công suất 35 MW từ tra sổ tay kỹ thuật điện ta chọn đợc máy phát điện có thông số đợc ghi bảng sau: Thông số kiểu CB-695/155-40 (MW) U®m Cos®m (MVA) (kV) I®m (kA) Xd’’ Xd’ Xd 44 35 10,5 0,8 2,42 0,21 0,28 1,0 S®m Pđm Tính toán phụ tải cân công suất: Căn vào đồ thị phụ tải đà cho, công suất tác dụng cho dới dạng % cấp điện áp khác nhau, công suất tác dụng cực đại P max Cos, cân công suất tác dụng công suất biểu kiến theo c«ng thøc sau: S(t )= P % xP max 100 xCos (1-1) Trong đó: S(t): Công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t P%: Công suất tác dụng phụ tải cho dới dạng % Cos: Hệ số công suất phụ tải 2.1 Cân công suất cấp điện áp máy phát Theo nhiệm vụ thiết kế đề cho: Pmax=14 MW, Cos= 0,85 áp dụng công thức (1-1) ta có kết tính toán ghi bảng sau: t (h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 70 70 80 90 90 100 90 80 P(MW) 9,8 9,8 11,2 12,6 12,6 14 12,6 11,2 Suf(MVA) 11,5 11,5 13,2 14,8 14,8 16,5 14,8 13,2 S (MVA) P% Dựa vào bảng tính ta vẽ đợc đồ thị phụ tải điện áp máy phát: Đồ áN MÔN HọC NHà MáY ĐIệN s fht (mva) 16,5 14,8 13,2 11,5 t(h) 11 14 17 20 22 24 2.2 Cân công suất cấp điện áp cao Theo nhiệm vụ thiết kế đề cho: Pmax=80 MW; Cos=0,83 áp dụng công thức (1-1) ta có kết tính toán ghi ë b¶ng sau: t(h) S(MVA) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 P% 100 100 90 80 80 90 90 100 P(MW) 80 80 72 64 64 72 72 80 96,4 96,4 86,7 77,1 77,1 86,7 86,7 96,4 Sc(MVA) Dựa vào bảng tính ta vẽ đợc đồ thị phụ tải điện áp cao: Đồ áN MÔN HọC NHà MáY ĐIệN fht (mva) 96,7 86,7 77,1 t(h) 11 14 17 20 22 24 2.3 TÝnh toán công suất tự dùng nhà máy Với nhà máy thuỷ điện, điện tự dùng chiếm ít, nên ta cã thĨ sư dơng c«ng thøc: P max 1,5∗105 = =1 , 58 MW 100 100 Ptd max , 58 →Std max= = =1 , 86 MVA Cos td 0,85 Ptd max= %* Đồ thị phụ tải tự dïng: s fht (mva) 1,86 t(h) 24 2.4 TÝnh công suất phát toàn nhà máy Tổng công suất tổ máy: Pđm = 3*35 = 105 MW Hệ số công suất Cos= Cosđm=0,85 Đồ áN MÔN HọC NHà MáY ĐIệN S max= Pdm 105 = =123, 5MW Cos dm 0, 85 Đồ thị công suất toàn nhà máy: s fht (mva) 123,5 t(h) 24 2.5 Tính công suất phát hệ thống: Công suất phát hệ thống đợc xác định theo công thức: SFHT(t)=SNM(t) [ Suf(t)+SC(t)+Std(t) ] Trong đó: SFHT(t): Công suất phát hệ thống thời điểm t SNM(t): Tổng công suất phát nhà máy thời điểm t Suf(t) : Phụ tải cấp điện áp máy phát SC(t) : Phụ tải cấp điện áp cao Std(t) : Phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm t Ta áp dụng công thức để tÝnh ta cã kÕt qu¶ ghi ë b¶ng sau: T(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 SNM(t) 123,5 123,5 123,5 123,5 123,5 123,5 123,5 123,5 Suf(t) 11,5 11,5 13,2 14,8 14,8 16,5 14,8 13,2 Std(t) 1,86 1,86 1,86 1,86 1,86 1,86 1,86 1,86 SC(t) 96,4 96,4 86,7 77,1 77,1 86,7 86,7 96,4 SFHT(t) 13,74 13,74 21,74 29,74 29,74 18,44 20,14 12,04 S(MVA) Đồ thị phụ tải hệ thống: Đồ áN MÔN HọC NHà MáY ĐIệN 29,74 21,74 20,14 18,44 13,74 12,04 t(h) 11 14 17 20 22 24 NhËn xÐt:  Tỉng c«ng suất định mức hệ thống 1500 MVA (không kể nhà máy thiết kế), dự trữ quay hệ thống 100 MVA, giá trị lớn trị số công suất cực đại mà nhà máy phát lên hệ thống: SFHT max = 29,74 MVA Phụ tải điện áp cao chiếm gần 80% công suất nhà máy ®ã viƯc ®¶m b¶o cung cÊp ®iƯn cho phơ t¶i quan trọng So với công suất hệ thống S HT=1500 MVA, nhà máy thiết kÕ chiÕm 123 ,5 ∗100=8 , 23 % 1500 c«ng suất toàn hệ thống Do công suất nhà máy đóng vai trò tơng đối quan trọng Phụ tải phân bố không cấp điện áp cấp điện áp máy phát phụ tải P max = 14 MW , nhá so víi c«ng st mét máy phát P = 35 MW, phụ tải điện áp trung không có, phụ tải điện áp cao P = 80 MW tơng đối lớn Nhà máy thiết kế có hai cấp điện áp là: Cấp điện ¸p m¸y ph¸t U®m = 10,5 kV  CÊp ®iƯn áp cao Uđm = 110 kV Không có điện áp trung Đồ áN MÔN HọC NHà MáY ĐIệN CHƯƠNG II LựA CHọN SƠ Đồ NốI ĐIệN CHíNH CủA NHà MáY ĐIệN Chọn sơ đồ nối điện mét nh÷ng nhiƯm vơ hÕt søc quan träng thiết kế nhà máy điện Sơ đồ nối điện hợp lý đem lại lợi ích kinh tế lớn lao mà phải đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật Cơ sở để để xác định phơng án số lợng công suất máy phát điện , công suất hệ thống điện , sơ đồ lới phụ tải tơng ứng , trình tự xây dựng nhà máy điện lới điện Khi xây dựng phơng án nối dây sơ ta có số nguyên tẵc chung sau : Nguyên tắc Có hay góp điện áp máy phát Nếu Suf max nhỏ nhiều dây cấp cho phụ tải địa phơng không cần góp điện áp máy phát Suf max 25% Sđm 1F Nguyên tắc Nếu có góp điện áp máy phát số lợng máy phát nối vào góp phải đảm bảo cho tổ máy lớn bị cố máy phát lại phải đảm bảo phụ tải địa phơng tự dùng Nguyên tắc Nếu phía điện áp cao, trung có trung tính nối đất hệ số có lợi 0,5 nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc cấp Nguyên tắc Sử dụng số lợng máy phát máy biến áp hai cuộn dây hai phía cao trung cho t ơng ứng với công suất cực đại cấp Nguyên tắc Có thể ghép chung số máy phát với máy biến áp nhng phải đảm bảo Sbộ Sdự phòng ht Với nhiệm vụ đặt ra, nhà máy gồm tổ máy tổ máy có công suất 35 MW Theo kết tính ta có: Phụ tải điện áp máy phát: SuFmax = 16,5 MVA SuFmin = 11,5 MVA  Phô tải điện áp cao: Scmax = 96,4 MVA Scmin = 77,1 MVA  Phơ t¶i tù dïng: Stdmax = Std = 1,86 MVA I Đề xuất phơng án Theo nguyên tắc ta có - Với nhà máy thuỷ điện công suất tổ máy lớn phụ tải địa phơng có cấp điện áp khác cấp điện áp máy phát ngời ta không dùng góp điện áp máy phát - Công suất dự phòng cđa hƯ thèng Sdp= 100 MVA Ta cã thĨ ghÐp chung hai máy phát với máy biến áp Sbé = 2.44 = 88 MVA < Sdp ht = 100 MVA Từ nhận xét ta đề xuất số phơng án nh sau: Phơng án 1: Theo toán yêu cầu thiết kế phát lên hệ thống 110kV, ta dùng máy biến áp ba pha hai dây quấn Để cung cấp điện cho hệ thống ta dùng máy phát điện ba nhà máy nối với góp ®iƯn ¸p m¸y ph¸t, hai m¸y biÕn ¸p nèi song song phát lên hệ thống Ưu điểm: Số lợng chủng loại máy biến áp ít, số thiết bị nối vào góp điện áp cao nên giảm đợc giá thành mua thiết bị Nhợc điểm: Khi có cố máy phát dòng qua kháng sẻ lớn tổn thất U kháng lớn ta phải chọn xk=8-10% Khi ngắn mạch góp, sẻ Đồ áN MÔN HọC NHà MáY ĐIệN có máy phát có dòng ngắn mạch không qua kháng, nên dòng ngắn mạch sẻ có giá trị lớn Sơ đồ nối điện: s 110 kv b1 b2 sdf td td f1 td f2 f3 Phơng án 2: Để cung cấp điện cho hệ thống ta dùng hai máy phát điện hai nhà máy nối với góp điện áp m¸y ph¸t, hai m¸y biÕn ¸p nèi song song ph¸t lên hệ thống, máy phát nối trực tiếp với máy biến áp nối lên hệ thống Ưu điểm: Sơ đồ nối điện đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, vận hành linh hoạt, kinh tế, an toàn có dòng ngắn mạch nhỏ Nhợc điểm: Thiết bị nối vào góp 220kV nhiều, phức tạp cho thay sữa chữa Sơ đồ nối ®iÖn: s 110 kv b1 b2 b3 s td td f1 td f2 f3 Phơng án 3: Ta dùng hai máy phát hai nhà máy nối vào góp điện áp máy phát nối qua máy biến áp lên hệ thống, máy phát nối trực tiếp với máy biến áp nối lên hệ thống Đồ áN MÔN HọC NHà MáY ĐIệN s 110 kv b1 b2 s td td td f1 f2 f3 II Lựa chọn máy biến áp Máy biến áp thiết bị quan trọng hệ thống điện Tổng công suất máy biến áp lớn gấp từ 4-5 lần tổng công suất máy phát điện Chọn máy biến áp nhà máy điện loại, số lợng, công suất định mức hệ số biến áp MBA đợc chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn điều kiện bình thờng xảy cố nặng nề Nguyên tắc chung để chọn mba trớc tiên chọn SđmB công suất cực đại qua biến áp điều kiện làm việc bình thờng , sau kiểm tra lại điều kiện cố có kể đến hệ số tải mba Xác định công suất thiếu hệ thống phải nhỏ dự trữ quay hệ thống Ta lần lợt chọn mba cho phơng án Giả thiết máy biến áp đợc chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môi trờng nơi lắp đặt nhà máy điện Do không cần hiệu chỉnh công suất định mức chúng Xét phơng án 1: 1.1 Chọn máy biến áp: Sơ đồ phơng án 1: s 110 kv b1 b2 sdf td td f1 td f2 f3  C¸c m¸y biÕn ¸p B1, B2 đợc chọn theo điều kiện: Vì hai máy biến áp B1, B2 đợc nối song song nên chọn máy biến áp ta cần chọn công suất máy phải lớn 1/2 công suất thừa phát lên hệ thống mà thời điểm phụ tải địa phơng nhỏ phụ tải tự dïng lín nhÊt S B 2−B ≥ S th Sth = SF1,2,3 - Stdmax - Sufmin = 3*44 - 1,86 - 11,5 = 118,6 MVA §å áN MÔN HọC NHà MáY ĐIệN SB2-B3 1/2*118,6 = 59,3 MVA Dựa vào điều kiện ta chọn loại máy biến áp T-80, với thông số nh bảng sau: Lo¹i MBA UC(kV) UH(kV) P0(kW) PN(kW) UN% I0% GÝa tiÒn 103*R TдЦ-80 121 10,5 70 310 10,5 0,55 70 1.2 Phân bố công suất máy biến áp: Ta cho máy biến áp mắc song song B1 B2, công suất qua máy biến áp B1 B2 sÏ b»ng: S B 1−B = S FHT (t ) Tính toán ta có bảng sau: T(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 SFHT (t) 13,74 13,74 21,74 29,74 29,74 18,44 20,14 12,04 SB1-B2 6,87 6,87 10,87 14,87 14,87 9,22 10,07 6,02 S(MVA) 1.3 KiĨm tra sù cè: Khi sù cè mét m¸y biÕn áp liên lạc ( giả sử máy biến áp B ) Khi công suất thiếu phía cao áp là: Sth=STGC - 1,4*Sđmb Trong đó: STGC : Tổng công suất góp điện áp cao STGC = SFHTmax + SCmax = 29,74 + 96,4 = 126,14 MVA Sth=126,14 - 1,4*125=20 MVA Ta thÊy : SthSdt=100 MVA Nªn máy biến áp chọn không bị tải cố máy biến áp liên lạc 1.4 Tính tổn thất điện năng: Tổn thất điện máy biến áp B1 B2 đợc xác định theo công thøc: ∑ S ∗t n∗ΔPP 0∗T + ∗ i i ∗T n S dmB A = Trong đó: n: Số máy biến áp vận hành song song ( n=2 ) Si: Phụ tải qua n máy biến áp vận hành song song thời gian t i tơng ứng với đồ thị phụ tải bậc thang Tổn thất không tải: A0 = n*P0*T = 2*0,070*8760 = 1226,4MWh  Tỉn thÊt cã t¶i: Ta cã: ∑ S ∗t ΔPP N ∗ ∗ i i ∗T n S dmB AN= XÐt máy biến áp vận hành năm, ta có bảng phân bố công suất: Đồ áN MÔN HọC NHà MáY ĐIệN t(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 S(MVA) 6,87 6,87 10,87 14,87 14,87 9,22 10,07 6,02 Suy ra: AN= 365∗0 ,31 = ∗ ∗[ 5∗6 , 872 + 3∗( , 872 +10 , 872 +14 , 872 + 14 , 872 + ,222 ) +2∗( 10 ,07 +6 , 022 ) ] 80 ¿ 22 ,89 MWh VËy tæn thÊt điện máy biến áp B1 B2 là: A = A0 + AN = 1226,4 + 22,89 = 1249,29 MWh 1.5 Tính dòng cỡng mạch: a Dòng cỡng phía cao áp: Mạch đờng dây hệ thống: Dòng làm việc cỡng đợc tính với điều kiện đờng dây bị đứt S 29 , 74 I 1CB = FHT max = =0 , 156 kA 3U Cdm 3110 Mạch phụ tải phía điện áp cao: S 96 , I 2CB = c max = =0 , 506 kA √3∗U Cdm 3110 Mạch máy biến áp liên lạc: Khi cố máy biến áp, khả tải máy biến áp lại K*SđmB = 1,4*80 = 112MVA Dòng cỡng qua máy biến áp lại: k∗SdmB 112 I CB = = =0 , 588 kA 3U Cdm 3110 Vậy dòng điện làm việc cỡng lớn phía điện áp cao là: ICB = 0,588 kA = 588 A b Dßng cìng cấp điện áp máy phát: Mạch máy biến áp phía hạ áp: kS dmB 1,480 I 5CB = = =6 ,158 kA √3∗U hdm √ 3∗10 ,5 Mạch máy phát phía hạ áp: S dmF , 05∗44 I 6CB =1 ,05∗I dmF=1 , 05∗ = =2 ,54 kA √ 3∗U dmF √ 3∗10 , Dòng cỡng qua kháng cố máy phát ( giả sử máy phát F2 ), công suất cỡng qua kháng là: K SCB = ∗ ∑ S Fdm− ∗S td max −Suf ¿ ∗ 2∗44− ∗1 , 86−11 ,5 =38 , 87 MVA K S CB 38 , 87 →I 7CB= = =2 , 137 kA √3∗U hdm √ 3∗10 ,5  Dßng cìng bøc qua kh¸ng sù cè mét m¸y biÕn ¸p liên lạc ( giả sử máy biến áp B2 ), dòng công suất cỡng qua kháng là: [ [ ] ]