Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện

TÓM TẮTTên đề tài: Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Quyết 1811505120344 Trương Gia Phú 1811505120340 Lớp: 18D2 Nhiệm vụ đồ án là tính toán tổn t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: ĐIỆN,ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Người hướng dẫn: Trương Thị Hoa

Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Quyết 1811505120344 Trương Gia Phú 1811505120340 Lớp: 18D2

Đà Nẵng, 4/2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: ĐIỆN-ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG

NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Người hướng dẫn: Trương Thị Hoa

Sinh viên thực hiện:Phạm Văn Quyết 1811505120344 Trương Gia Phú

1811505120340 Lớp: 18D2

Đà Nẵng, 4/2022

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN

TÓM TẮT

Tên đề tài: Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Quyết 1811505120344

Trương Gia Phú 1811505120340

Lớp: 18D2

Nhiệm vụ đồ án là tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp, tính toán ngắn mạch, lựa chọn các thiết bị của sơ đồ nối điện chính.Tính toán kinh tế kỹ thuật tối ưu.Lựa chọn khí cụ điện và dây dẫn, thanh góp chọn cáp, kháng và máy cắt hợp bộ cho phụ tải địa phương

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS Trương Thị Hoa

Trương Gia Phú Mã SV: 1811505120340

1 Tên đề tài:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Các số liệu, tài liệu ban đầu:

Công suất: 220MW Gồm có 4 tổ máy 55 MW

Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp cho các phụ tải như sau:

I-PHỤ TẢI Ở CẤP ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT

+ Công suất cực đại Pmax= 18 MW, hệ số công suất cosφ=0.8

+ Đồ thị phụ tải: hình 1

+ số liệu về đường dây: 2 đường dây đơn × 9 MW dài 10 Km

II-PHỤ TẢI CẤP ĐIỆN ÁP TRUNG: 110 kV

+ Công suất cực đại Pmax = 54 MW, hệ số công suất cosφ = 0.8

+ Đồ thị phụ tải: hình 2

+ Số liệu về đường dây: 2 đường dây kép × 18 MW dài 30 Km

2 đường dây đơn × 9 MW dài 20 Km

III-PHỤ TẢI CẤP ĐIỆN CAO: 220kV

Công suất cực đại Pmax = 26 MW, hệ số công suất cosφ = 0.85

+ Đồ thị phụ tải: hình 3

IV-NHÀ MÁY ĐƯỢC NỐI HỆ THỐNG: 220 kV

+ Công suất tổng không tính để nhà máy đang thiết kế 3000MVA

3 Nội dung chính của đồ án:

1 Cân bằng công suất - vạch phương án nối điện

3 Tính toán ngắn mạch

4 Lựa chọn các thiết bị của sơ đồ nối điện chính

5 Tính toán kinh tế – kỹ thuật chọn phương án tối ưu

6 Lựa chọn khí cụ điện và dây dẫn, thanh góp chọn cáp, kháng và máy cắt hợp bộ cho phụ tải địa phương

7 Chọn sơ đồ và thiết bị tự dung

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay khi nhu cầu sử dụng năng lượng đang gia tăng mạnh mẽ ở tất cả các nước trên thế giới Trong đó nhu cầu về năng lượng điện đang đặt ra cho ngành điện lực cũng như các quốc gia những khó khăn lớn Việc đáp ứng nhu cầu sử dụng trong công nghiệp cũng như sử dụng điện sinh hoạt với chất lượng điện năng tốt, cung cấp điện liên tục, an toàn đang là vấn đề bức thiết của mỗi quốc gia

Việc dử dụng nguồn điện năng lượng hiện có cũng như việc quy hoạch, khai thác nguồn năng lượng mới một cách hợp lý, không những đảm bảo về an ninh năng lượng mà còn là một vấn đề mang nhiều ý nghĩa về kinh tế, chính trị xã hội.Sau này khi học xong chương trình của ngành hệ thống điện, và xuất phát từ nhu cầu thực tế,

em được giao nhiệm vụ thiết kế nội dung sau:

Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện, gồm 4 tổ máy với công suất mỗi

tổ là 55MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp trung, phụ tải điện áp cao

Đà Nẵng đã trang bị kiến thức cho em trong quá trình học tập và các bạn trong nhóm

đã xây dựng phần mềm trong đồ án tốt nghiệp

Đặc biệt em xin gữi lời cảm ơn chân thành nhất tới cô giáo trực tiếp hướng dẫn

em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp là T.S Trương Thị Hoa - Giảng viên Bộ

Môn Hệ thống điện- Khoa Điện- Điện Tử- Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Đà Nẵngchúng em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến cô

Em xin cam đoan đây là công trình của bản thân Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này là trung thực, chưa được ai công bố trong bất cứ công trình nào Nếu

có bất kỳ sự gian lận nào, tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng cũng như kết quả đồ

án của mình

Sinh viên thực hiện Phạm Văn Quyết

MỤC LỤC

Nhận xét của người hướng dẫn

Nhận xét của người phản biện

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Lời nói đầu……… ……….i

Lời cam đoan……… ii

Mục Lục……… ……… iii

Dạnh sách các bảng vẽ, hình vẽ ……… vi

Danh sách các ký hiệu, chữ viết tắt……….ix

Trang CHƯƠNG 1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT - VẠCH PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN 2

1.1 Chọn Máy Phát Điện 2

1.2 Tính Toán Phụ Tải và Cân Bằng Công Suất 2

1.2.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát 3

1.2.2 Phụ tải cấp điện áp trung 4

1.2.3 Phụ tải cấp điện áp cao 5

1.2.4 Công suất tự dùng của nhà máy 6

1.2.5 Công suất dự trữ của hệ thống 7

1.2.6 Cân bằng công suất 8

1.2.7 Đồ thị phân bố công suất của toàn nhà máy: 8

1.3 VẠCH PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN 11

1.3.1 Vạch sơ đồ nối điện cho nhà máy 11

1.3.2 Phương án I: 12

1.3.3 Phương án II: 12

1.3.4.Kết luận: 13

CHƯƠNG II CHỌN MÁY BIẾN ÁP 14

TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 14

2.1 Chọn máy biến áp: 14

2.1.1.Phân bố tải cho các máy biến áp: 15

2.1.2 Kiểm tra khả năng mang tải của các máy biến áp 16

2.1.3 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp 19

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 22

A TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 22

3.1 Phương án 2: 22

3.1.1 Chọn điểm ngắn mạch 22

3.1.2 Tính kháng điện các phần tử 23

3.1.3 Tính toán ngắn mạch theo điểm: 25

B LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CỦA SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH 34

3.2 Chọn máy cắt điện 34

3.3 Tính toán dòng cưỡng bức 34

3.4 Chọn sơ đồ nối điện và thiết bị phân phối 37

3.5 Phương án 2 37

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN KINH TẾ – KỸ THUẬT 38

CHƯƠNG 5 LỰA CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN, THANH GÓP 42

5.1.CHỌN MÁY CẮT ĐIỆN VÀ DAO CÁCH LY 42

5.2 CHỌN THANH DẨN CỨNG 44

5.2.1 Chọn tiết diện 45

5.2.2 Kiễm tra ổn định động 46

5.3 CHỌN SỨ ĐỠ THANH DẪN 48

5.4 CHỌN DÂY DẪN VÀ THANH GÓP MỀM 49

5.4.1 Chọn tiết diện dây dẫn và thanh góp mền 49

5.4.2 Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch 50

5.4.3 Kiểm tra điều kiện vầng quang 54

5.5 CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP VÀ MÁY BIẾN DÒNG 55

5.5.1 Cấp điện áp 220KV 55

5.5.2 Cấp điện áp 110KV 56

5.5.3 Mạch máy phát 57

5.6 CHỌN CÁP, KHÁNG VÀ MÁY CẮT HỢP BỘ CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG 62

5.6.1 Chọn cáp cho phụ tải địa phương 62

5.6.2 Chọn kháng điện 64

5.6.3 Kiểm tra máy cắt hợp bộ của phụ tải địa phương 67

5.7 CHỌN CHỐNG SÉT VAN 68

5.7.1 Chọn chống sét van cho thanh góp 68

5.7.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp 68

CHƯƠNG 6 CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG 70

6.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG 70

6.1.1 Chọn máy biến áp cấp 1 70

6.1.2 Chọn máy biến áp cấp 2: 72

6.2.CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN TỰ DÙNG 73

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 1 1Bảng thông số máy phát TB -55-2 2

Bảng 1 2 Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát UF 4

Bảng 1 3 Công suất phụ tải cấp điện áp trung UT 5

Bảng 1.4 Công suất cấp diện áp cao UC 6

Bảng 1 5 Bảng cân bằng công suất 8

Bảng 2 1 Thông số máy biến áp 15

Bảng 2 2 Bảng phân bố Công suất 16

Bảng 3 1 Bảng tính toán ngắn mạch phương án 2 34

Bảng 3 2 Dòng điện Cưỡng Bức 36

Bảng 3 3 bảng thông số máy cắt phương án 2 37

Bảng 4 1 Kinh tế của phương án 40

Bảng 5 1 Bảng thông báo máy cắt cho phương án 2 43

Bảng 5 2 Bảng thông số dao cách ly 44

Bảng 5 3 Bảng thanh đồng tiết diện hình máng 45

Bảng 5 4 bảng thông số dây dẫn AC 50

Bảng 5 5 Phụ tải của biến điện áp 57

Bảng 5 6 phân bố Công suất tiêu thụ của các cuộn dây máy biến dòng 59

Bảng 6 1 Thông số máy biến áp dầu cấp 1 71

Bảng 6 2 bảng thông số máy biến áp tự dung dự trữ dầu cấp 1 72

Bảng 6 3 Thông số máy biến áp dầu cấp 2 72

Bảng 6 4 Thông số máy biến áp dầu cấp 1 73

Hình Hình 1 1 Phụ tải cấp điện áp máy phát……… 3

Hình 1 2 4

Hình 1 3Phụ tải cấp điện áp trung……… 4

Hình 1 4 5

Hình 1 5 5

Hình 1 6 Phụ tải cấp điện áp cao………6

Hình 1 7 9

Hình 1 8 Sơ Đồ Phương Án 12

Hình 1 9 Sơ đồ phương án 2 13

Hình 2 1 Sơ đồ phương án 2 14

Hình 2 2 Sự cố B4 16

Hình 2 3 Sự cố B1 18

Hình 2 4 Sự cố B2 18

Hình 3 1 Sơ đồ ngắn mạch 23

Hình 3 2 Sơ đồ thay thế 23

Hình 3 3 Sơ đồ thay thế ngắn mạch N1 25

Hình 3 4 Sơ đồ rút gọn 26

Hình 3 5 Sơ đồ rút gọn với điểm N1 26

Hình 3 6 Sơ đồ thay thế ngắn mạch tại N2 27

Hình 3 7 Sơ đồ rút gọn với điểm N2 28

Hình 3 8 Sơ đồ rút gọn 28

Hình 3 9 Sơ đồ rút gọn cuối cùng tại điểm N2 29

Hình 3 10 Sơ đồ thay thế tại điểm N3 30

Hình 3 11 sơ đồ rút gọn 30

Hình 3 12 Sơ đồ rút gọn 31

Hình 3 13 Sơ đồ Rút gọn cuối cùng tại với điểm N3 31

Hình 3 14 Sơ đồ thay thế tại điểm N’3 33

Hình 3 15 Sơ đồ phương án 2 35

Hình 5 1 Thanh đồng tiết diện hình máng 46

Hình 5 2 Sứ đỡ thanh dẫn 48

Hình 5 3 Sơ đồ đấu nối các dụng cụ đo vào BU và BI 61

Hình 6 1 hình nối điện tự dùng 74

CHỮ VIẾT TẮT

Std: Là phụ tải tự dùng tại thời điểm t

Snm: Công suất đặt của nhà máy

SF(t): Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t

Stdmax : Công suất tự dùng lớn nhất của nhà máy

SDTHT: dự trữ hệ thống

SHT : Công suất của hệ thống

Sdt%: Phần trăm công suất dự trữ của hệ thống

SUF:Công suất cấp điện áp máy phát

SUT: Công suất cấp điện áp trung

SUC: Công suất cấp điện áp cao

STD: Công suất tự dùng của nhà máy

SPT : Tổng công suất của phụ tải

STH:Công suất thừa phát lên hệ thống

SNM: Công suất phát của nhà máy

∑P2 : tổng công suất tính toán của các máy biến áp cấp 1 nối vào phân đoạn xét

(MVA) 0,9: hệ số xét đến sự không đồng thời đầu tải của các máy công tác có động

cơ 6KV và các máy biến áp cấp 2

`

MỞ ĐẦU

Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu được trong bất kì một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước Như chúng ta đã xác định và thống kê được rằng khoản 70% điện năng được sản xuất ra dùng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải điện cho hiệu quả Vì vậy cung cấp điện cho các xí nghiêp, nhà máy công nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế quốc dân

Nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế của quốc gia phát triển liên tục và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới

Nếu ta nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là ngành tiêu thụ năng lượng nhiều nhất Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện năng hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác một cách hiệu quả công suất của các nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả điện năng được sản xuất ra

Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chửa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép Hơn nữa phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai

CHƯƠNG 1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT - VẠCH PHƯƠNG ÁN

NỐI ĐIỆN

1.1 Chọn Máy Phát Điện

Theo nhiện vụ được giao: Thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu: nhiệt điệnngưng hơi Công suất 220 MW, gồm 4 tổ máy, mỗi tổ có công suất 55 MW

Máy phát điện có công suất càng lớn thì vốn đầu tư, tiêu hao nhiên liệu để sản xuất

ra một đơn vị điện năng và chi phí vận hành hằng năm càng nhỏ Nhưng về mặt cungcấp điện thì đòi hỏi công suất của nhà máy lớn nhất không được lớn hơn dự trữ quaycủa hệ thống.Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành về sau, nên chọn cácmáy phát điện cùng loại

Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức, dòng điện ngắnmạch ở các cấp điện áp này sẽ nhỏ và do đó dễ dàng chọn các khí cụ điện hơn Tuynhiên trong nhiệm vụ thiết kế đã cho biết số lượng tổ máy và công suất của chúng dẫnđến chỉ cần tra sổ tay kỹ thuật điện để chọn máy phát điện tương ứng Vì vậy ở đây tachọn cấp điện áp của máy phát UđmF = 10,5 KV

1.2 Tính Toán Phụ Tải và Cân Bằng Công Suất

Để đảm bảo chất lượng điện năng tại mỗi thời điển công suất do các nhà máy điệnphát ra phải hoàn toàn cân bằng với công suất tiêu thụ (kể cả tổn thất công suất trongcác mạng điện) Như vậy việc tính toán phụ tải và cân bằng công suất trong hệ thốngđiện là vô cùng quan trọng Trong thực tế mức độ tiêu thụ điện năng của phụ tải lạiluôn thay đổi theo thời gian Do đó việc nắm vững quy luật này tức là: tìm được dạng

đồ thị phụ tải là một điều rất quan trọng với người thiết kế và người vận hành, vì nhờ

có đồ thị phụ tải mà có thể lựa chọn được phương án, sơ đồ nối điện phù hợp để đảmbảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài ra đồ thịphụ tải còn cho phép chọn đúng dung lượng của máy biến áp, phân bố được công suấttối ưu giữa các nhà máy điện hoặc giữa các tổ máy trong một nhà máy điện Để chọnđúng dung lượng và tính toán tổn thất trong máy biến á,cần thiết lập sơ đồ phụ tải ngàycủa nhà máy Máy biến áp được chọn theo công suất biểu kiến mặt khác hệ số coscủa các cấp điện áp khác nhau không nhiều nên cân bằng công suất có thể tính toáncông suất ở các cấp điện áp của nhà máy thiết kế Công thức chung để tính toán thiết

kế như sau:

S = (1-1)

Trong đó:

S:Công suất biểu kiến của phụ tải ở từng cấp điện áp

Pmax:Công suất tác dụng cực đại

P%: Công suất tính theo %của công suất cực đại

cos :hệ số công suất phụ tải

1.2.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát

Công suất cực đại: PUFMAX = 18 MW

Hình 1 1

Hệ số công suất: Cos = 0.8

Số liệu về đường dây: 2 đường dây đơn × 9 MW dài 10 Km

Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát như hình 1.1

1.2.2 Phụ tải cấp điện áp trung

Công suất cực đại: PUFMAX = 54MW

Hình 1 3

Hệ số công suất cosφ = 0.8

Số liệu về đường dây: 2 đường dây kép × 18 MW dài 30 Km

2 đường dây đơn × 11 MW dài 20 Km

Hình 1 5

Hệ số công suất: Cos = 0,85

Số liệu đường dây:1 đường dây kép

Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao như hình 1.3

P% 100 100 100 80 70 60

1.2.4 Công suất tự dùng của nhà máy

Trong nhiệm vụ thiết kế người ta thường cho đồ thị phụ tải hàng ngày ở các cấp điện

áp và hệ số công suất của phụ tải tương ứng, cũng có khi cho đồ thị phụ tải hàng ngàycủa toàn nhà máy Dựa vào đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp mà xây dựng đồ thị phụ tảitổng của toàn nhà máy ,ngoài phần phụ tải của hộ tiêu thụ ở các cấp điện áp,phụ tảiphát về hệ thống ,còn có phụ tải tự dùng của nhà máy

Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố (dạng nhiênliệu, áp lực ban đầu, loại Tuabin và công suất của chúng, loại truyền động đối với cácmáy bơm cung cấp v.v) và chiếm khoảng 5 đến 8 % tổng điện năng phát ra Điện tựdùng trong nhà máy thủy điện thấp hơn nhiều, ví dụ với các nhà máy thủy điện côngsuất lớn,điện tự dùng chiếm khoảng 1% tổng công suất nhà máy

Công suất tự dùng của nhà máy được xác định gần đúng theo công thức:

Std = Snm.(0,4 + 0,6.S S F (t)

nm ) Trong đó: :số phần trăm lượng điện tự dùng (6%)

Std: Là phụ tải tự dùng tại thời điểm t

Snm: Công suất đặt của nhà máy

SF(t): Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t

Stdmax = α SNM :Công suất tự dùng lớn nhất của nhà máy

Stdmax = α SNM = 0,06 275 = 16,5 (MVA)

0,4:lượng phụ tải tự dùng không phụ thuộc công suất phát

0,6:lượng phụ tải tự dùng phụ thuộc công suất phát

Vì nhà máy nhiệt điện phát hết công suất nên công suất phát của nhà máy tại mọi thờiđiểm là: SF(t) = SNM = 275 (MVA)

Vậy công suất tự dùng của nhà máy luôn đạt giá trị cực đại cả ngày

Std = 6%.275(0,4 + 0,6 275275¿=16,5 MVA

Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy thường vẽ theo công suất biểu kiến S(MVA) để

có được độ chính xác hơn, vì hệ số công suất của phụ tải ở các cấp điện áp thườngkhác nhau Như vậy, dực vào đồ thị phụ tải các cấp điện áp tiến hành tính toán phụ tải

và cân bằng công suất toàn nhà máy theo thời gian hàng ngày

1.2.5 Công suất dự trữ của hệ thống

Công suất dự trữ toàn hệ thống được xác định như sau:

SDTHT= SDT%SHT + SNM - (SCmax + STmax + SFmax + Std)

= 0,03.3000 + 275 – 30,58 – 67,05 – 22,5– 16,5 = 228,37MVA Trong đó: Sdt%: Phần trăm công suất dự trữ của hệ thống, ở đây Sdt% = 0,03

SHT: Công suất của hệ thống, SHT = 3000 (MVA)

1.2.6 Cân bằng công suất

Qua tính toán như trên ta lập được bảng số liệu cân bằng công suất của toàn nhà máytheo thời gian trong một ngày như bảng 1.5

Bảng 1 5 Bảng cân bằng công suất

SUF- Công suất cấp điện áp máy phát, SUT- Công suất cấp điện áp trung

SUC- Công suất cấp điện áp cao, STD- Công suất tự dùng của nhà máy

SPT – Tổng công suất của phụ tải , STH- Công suất thừa phát lên hệ thống

SNM– Công suất phát của nhà máy, S TH = S NM -∑S pt

1.2.7 Đồ thị phân bố công suất của toàn nhà máy:

- Từ bảng 1 - 5, ta thấy trong điều kiện làm việc bình thường nhà máy điện phát đủcông suất cho phụ tải ở các cấp điện áp và còn thừa một lượng công suất có thể đưa lên

hệ thống trong tất cả các thời điểm trong ngày Do đó nhà máy có khả năng phát triểnphụ tải ở các cấp điện áp - Đồ thị phụ tải tổng của nhà máy như hình ( H 1.4)

Hình 1 7

Std : đường đặc tính công suất tự dùng

SUC : đường đặc tính công suất cấp điện áp cao

SUF : đường đặc tính công suất cấp điện áp máy phát

SUT : đường đặc tính công suất điện áp trung

Spt : đường đặc tính công suất tổng phụ tải

SNM : đường đặc tính công suất nhà máy

Đặc điểm của nhà máy đang thiết kế:

Cấp điện áp cao 220 kV, điện áp trung 110 kV nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu đểliên lạc giữa các cấp điện áp

Tại mọi thời điểm các tổ máy phải vận hành sao cho không có tổ máy nào phátdưới 60% công suất đặt của tổ máy đó

Công suất của phụ tải cấp điện áp máy phát lớn hơn 15% nên phải xây dựng thanhgóp cấp điện áp máy phát

Đối với công suất đặt trong nhà máy ta đang thiết kế phụ tải cực đại ở các cấp điện

áp chiem tỉ lệ

Cấp điện áp cao (220kv)

%Scmax= S cmax

S nm .100=30,58275 .100=11,12%Cấp điện áp trung (110kv)

Các yêu cầu kỹ thuật:

Số lượng các máy phát nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát phải thỏa mãn điềukiện sao cho khi ngừng (do sự cố, sữa chữa định kỳ ) máy phát có công suất lớn nhấtthì các máy phát còn lại phải đảm bảo cung cấp đủ công suất cho phụ tải cấp điện áptrung và phụ tải cấp điện áp máy phát (trừ phần phụ tải do các bộ hoặc các nguồn khácnối vào thanh góp cấp điện áp trung có thể cung cấp được)

Không nên tách phụ tải từng cấp điện áp vận hành riêng lẻ

Công suất mỗi bộ máy phát-máy biến áp không được vượt quá công suất dự trữ của hệthống

Để tránh tình trạng công suất phát phải qua 2 lần biến áp thì công suất của bộ phải nhỏhơn công suất cực tiểu của cấp điện áp đó

Không nên dùng quá 2 máy biến áp để liên lạc giữa các cấp điện áp vì như vậy dẫnđến thiết bị phân phối của nhà máy sẽ phức tạp.

Sơ đồ nối điện phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật khi có sự cố máy biến áp không tách rờicác phần điện khác nhau và nhất là không tách rời nhà máy với hệ thống

1.3 VẠCH PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN

1.3.1 Vạch sơ đồ nối điện cho nhà máy

Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong quá trình tính toán thiết kế nhà máy điện Vì vậy cần nguyên cứu kỹ nhiệm vụ thiết kế, nắm vững các số liệu ban đầu Dựa vào bảng 1.5 và các nhận xét tổng quát, ta tiến hành vạch các phương án nối dây có thể Các phương án đưa ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ, phải khác nhau về cách ghép nối các máy biến áp với các cấp điện

áp, về số lượng và dung lượng của máy biến áp, về số lượng máy phát điện Sơ đồ nối điện giữa các cấp điện áp phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

+ Số máy phát điện nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát phải thoả mãn điều kiệnkhi ngừng máy phát lớn nhất thì các máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải cấp điện áp máy phát và phụ tải cấp điện áp trung

+ Công suất mỗi bộ máy phát - máy biến áp không được lớn hơn dự trữ quay của hệ thống

Sdt = 3% 3000 = 90 (MVA)

+ Chỉ nối bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây vào thanh góp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này, có như vậy mới tránh được trường hợp lúc phụ tải cực tiểu, bộ này không phát hết công suất hoặc công suất phải chuyển qua hai lần máy biến áp làm tăng tổn hao và gây quá tải cho máy biến áp ba cuộn dây Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc thì không cần điều kiện này

+ Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hai máy biến áp tự ngẫu để liênlạc hay tải điện giữa các cấp điện áp

+ Máy biến áp tự ngẫu chỉ sử dụng khi cả hai phía điện áp cao và trung áp có trung tính trực tiếp nối đất

Thành phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp máy phát so với công suất của toàn nhàmáy:

- Hai bộ máy phát F1 - B1, F4 – B4 tương ứng nối vào thanh góp cấp điện áp trung vàcấp điện áp cao

Hình 1 9 Sơ đồ phương án 2

1.3.3.2 Ưu điểm:

- Sơ đồ đảm bảo yêu cầu cung cấp điện cho các phụ tải các cấp điện áp

- Đảm bảo sự liên lạc giữa các cấp điện áp và giữa nhà máy với hệ thống

1.3.3.3 Nhược điểm:

- B1 cấp diện áp cao 220 kV, cách điện đắt tiền nên máy biến áp có giá thành cao

1.3.4.Kết luận:

Sau khi phân tích ưu điểm và nhược điểm của từng phương án, ta nhận thấy phương án

II là đảm bảo về mặt kỹ thuật nhất và có nhiều ưu điểm hơn Nên ta chọn phương án này để tính toán cho nhà máy cần thiết kế

CHƯƠNG 2 CHỌN MÁY BIẾN ÁP TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP

Tra sách "Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp " phụ lục 3.6 trang

155 của PGS.TS Nguyễn Văn Hòa, ta có thông số phương án 2 như sau

H

C-T-H

2.1.1.Phân bố tải cho các máy biến áp:

Để vận hành thuận tiện và kinh tế ta cho B1,B4 làm việc với đồ thị phụ tải suốt năm

Phía hạ :SH (t )=SC (t)+ST (t )

Kiểm tra quá tải máy biến áp B1, B4

Kqt.SđmB1,B4 ≥ SthB1,B4 => 1,2.63≥ 64,63

Ta có bảng phân bố công suất:

Bảng 2 2 Bảng phân bố Công suất

2.1.2 Kiểm tra khả năng mang tải của các máy biến áp

+ Công suất đinh mức của MBA chọn lớn hơn công suất thừa cưc đại nên không cầnkiểm tra điều kiện quá tải bình thường

Hình 2 2 Sự cố B4

- Điều kiện kiểm tra sự cố

Khi sự cố máy biến áp B4 mỗi máy biến áp tự ngẫu cần phải tăng một lượng công suất

⇒ Do vậy máy biến áp không quá bị tải:

- Phân bố công suất khi sự cố B4:

Phía trung của máy biến áp tư ngẫu phải tải sang thanh góp trung áp 1 lượng côngsuất

Hình 2 4 Sự cố B2Điều kiện kiểm tra sự cố

Khi có sự cố MBA B2 (B3) máy biến áp tự ngẫu còn lại phải tải 1 lượng công suất là S=S uT max −S B 4=67,05−64,63=2,42MVA

⇒ Do vậy máy biến áp thỏa mãn điều kiện kiểm tra

Phân bố công suất khi sự cố MBA B2:

+ Phía trung của máy biến áp tự ngẫu phải chuyển sang thanh góp trung áp 1 lương công suất :

2.1.3 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

Tổn thất trong máy biến áp gồm 2 phần

+ Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn thất không tải của nó

+ Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp

Công thức tính tổn thất điện năng của máy biến áp 3 pha 2 dây trong 1 năm:

Máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây:

Máy biến áp B1 và B4 luôn cho làm việc với công suất truyền tải qua nó

S b = 64,63 MVA trong cả năm Do đó

Như vậy tổn thất điện năng 1 năm trong máy biến áp là:

¿2.1858,907+2.2775,53 103 =9268,87.10 3KWh

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

A TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH.

Ngắn mạch là một sự cố xảy ra trong hệ thống điện do hiện tượng chạm chập giữa cácpha, không phụ thuộc vào chế độ bình thường Chúng ta cần phải dự báo các tình trạngngắn mạch có thể xảy ra và xác định dòng điện ngắn mạch tính toán tương ứng

Mục đích tính dòng điện ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện, các phần có dòng điệnchạy qua và kiểm tra các phần tử đó đảm bảo ổn định động và ổn định nhiệt Ngoài ra,

các số liệu về dòng điện ngắn mạch là căn cứ quan trọng để thiết kế hệ thống bảo vệrơle và định phương thức vận hành hệ thống.

Phương pháp tính toán ngắn mạch ở đây, ta chọn phương pháp đường cong tính toán.Điểm ngắn mạch tính toán là điểm mà khi xảy ra ngắn mạch tại đó mà dòng đi qua khí

cụ điện là lớn nhất Vì vậy việc lập sơ đồ tính dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụđiện cần chọn một chế độ làm việc nặng nề nhất nhưng phải phù hợp với điều kiệnthực tế

Chon đại lượng cơ bản

Chọn điểm ngắn mạch N’3: Khi tính toán chỉ kể thành phần F1 cung cấp

Điểm ngắn mạch N4 để chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng, thực ra có thể lấy

IN4} } =I rSub { size 8{N3} rSup { size 8{+I} rSub { size 8{N3 rSup { size 6{'} } } } } } {¿¿