thiết kế nhà máy thủy điện khóa luận tốt nghiệp khoa công nghệ điện

 Tự dùng của nhà máy điện được xác định theo biểu thức: Ptd =

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

hghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoi

87Thursday, June 13, 20249:13:11 PM9:13:11 PM87Thursday, June 13, 20249:13:11 PM9:13:11 PM87Thursday, June 13, 20249:13:11 PM9:13:11 PM

hghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoi

87hghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoiThursday, June 13, 2024

Trang 2

ii

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài

Âu Thành Trung, MSSV: 15027951

2 Tên đề tài

THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN (PHẦN ĐIỆN)

3 Nhiệm vụ (Nội dung và số liệu ban đầu)

Nhà máy cung cấp cho các phụ tải:

220kV: công suất max 200MW, hệ số công suất là 0.8 bằng 3 đường dây 110kV: công suất max 100MW, hệ số công suất là 0.87 bằng 4 đường dây 13.8kV: công suất max 40MW, hệ số công suất là 0.85 bằng 5 đường dây

Trang 3

iii

l) Vẽ mặt bằng và mặt cắt toàn nhà máy

Hoàn thành thiết kế phần điện của nhà máy thủy điện

Sinh viên

Trưởng bộ môn

872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM

Trang 4

Trang 5

1.1.3 Các phụ tải điện ở các cấp điện áp 2

1.2 Nhận xét chung về NMĐ hoặc TBA đang thiết kế 2

1.2.1 Tóm tắt các số liệu chính 2

1.2.2 Nhận xét về các phụ tải và nhà máy hay TBA 2

1.2.3 Những điều kiện hạn chế trong khi thiết kế 3

1.2.4 Từ các nhận xét trên đưa ra quan điểm tiến hành thực hiện 3

CHƯƠNG 2: TỔNG HỢP ĐỒ THỊ PHỤ TẢI _ 4 2.1 Khái niệm 4

2.2 Đồ thị phụ tải 5

2.3 Tổng hợp đồ thị phụ tải cho nhà máy 6

2.4 Chọn số lượng và công suất các tổ MF cho nhà máy 10

2.5 Tính toán tự dùng của nhà máy điện 11

CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA NMĐ VÀ TBA 14 CHƯƠNG 4 : CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC _ 18 4.1 Khái niệm 18

4.2 Các đặc điểm cần lưu ý khi sử dụng MBA 18

4.3 Hệ thống làm lạnh MBA 19

4.4 Quá tải của MBA 20

4.4.1 Quá tải một cách hệ thống hay còn gọi là quá tải bình thường của MBA 20

4.4.2 Quá tải sự cố của MBA 22

4.4.3 Quá tải ngắn hạn của MBA 22

4.5 Trình tự tiến hành chọn MBA 22

4.6 Chọn công suất MBA trong NMĐ có thanh góp ở điện áp máy phát điện 23

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM

Trang 6

6.2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha ba cuộn dây 35

6.3 Tổn thất điện năng trong tổ MBA một pha, xác định cho từng MBA một pha và nhân ba 36

6.4 Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu 37

6.5 Tính toán tổn thất điện năng trong MBA đã chọn với các thông số đã cho ở các ví dụ trước đó 39

CHƯƠNG 7: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN 41 7.1 Khái niệm chung 41

7.1.1 Các Khí Cụ Điện 41

7.1.2 Phần dẫn điện 45

7.2 Những vấn đề chung có liên quan đến tính toán để chọn các khí cụ điện và phần dẫn điện 45

7.2.1 Các chế độ làm việc của mạng điện 46

7.2.2 Tính toán xung nhiệt của dòng điện ngắn mạch BN 47

7.3 Các điều kiện chung để chọn khí cụ điện và phần dẫn điện 47

Trang 7

10.2 Thống kê các thiết bị đã chọn 74

10.2.1 Máy biến áp 74

10.2.2 Máy cắt 74

10.2.3 Dao cách li 74

10.2.4 Máy biến điện áp 75

10.2.5 Máy biến dòng điện 75

10.3 Những vấn đề chưa thực hiện được, lý do 76

10.4 Những đề xuất cần tiếp tục thực hiện 76

10.5 Tài liệu tham khảo 76

10.6 Những bản vẽ đính kèm 76 872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM

Trang 8

viii

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Đồ thị phụ tải cấp 220kV 8 Hình 2.2: Đồ thị phụ tải cấp 110kV 9 Hình 2.3: Đồ thị phụ tải cấp 13.8kV _ 9 Hình 2.4: Đồ thị phụ tải tổng hàng ngày của TBA: _ 10 Hình 2.5: Đồ thị công suất tự dùng của nhà máy điện _ 13 Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc tổng quát 15 Hình 3.2: Sơ đồ cấu trúc nhà máy điện 17 Hình 5.1: Sơ đồ nhà máy điện _ 28 Hình 5.2: Sơ đồ tính toán của nhà máy điện 29 Hình 5.3: Sơ đồ biến đổi 31 Hình 5.4: Sơ đồ biến đổi 32 Hình 5.5: Sơ đồ biến đổi 32 Hình 7.1: Máy cắt trong nhà ABB và Máy cắt ngoài trời 41 Hình 7.2: Máy cắt cao thế SF6 _ 42 Hình 7.3: Dao cách li và Dao cách li cao thế 42 Hình 7.4: Máy cắt phụ tải _ 43 Hình 7.5: Cầu chì tự rơi 43 Hình 7.6: BI và BU cao thế _ 44 Hình 7.7: Kháng điện 45 Hình 7.8: Thanh dẫn cứng đầu cực máy phát 52 Hình 7.9: Sứ cách điện _ 56 Hình 7.10: Chống sét van _ 59 872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM

Trang 9

ix

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Bảng biến thiên công suất ở cấp điện áp 220kV 6 Bảng 2.2: Bảng biến thiên công suất ở cấp điện áp 110kV 7 Bảng 2.3: Bảng biến thiên công suất ở cấp điện áp 13.8kV 7 Bảng 2.4: Bảng công suất ở cấp điện áp 220kV ứng với mốc thời gian 7 Bảng 2.5: Bảng công suất ở cấp điện áp 110kV ứng với mốc thời gian 7 Bảng 2.6: Bảng công suất ở cấp điện áp 13.8kV ứng với mốc thời gian 7 Bảng 2.7: Bảng tổng hợp phụ tải hàng ngày của nhà máy _ 8 Bảng 2.8: Bảng tổng hợp công suất tự dùng của nhà máy 13 Bảng 3.1: Bảng công suất biểu kiến lớn nhất và nhỏ nhất ở các cấp điện áp _ 16 Bảng 4.1: Bảng khả năng quá tải ngắn hạn của MBA _ 22 Bảng 5.1: Các thông số Máy Biến Áp đã chọn 28 Bảng 5.2: Các thông số máy phát CB-1500/170-96 _ 29 Bảng 6.1: Các thông số của MBA đã chọn _ 39 Bảng 6.2: Bảng biến thiên công suất ở 220kV _ 39 Bảng 6.3: Bảng biến thiên công suất ở 110kV _ 39 Bảng 6.4: Bảng biến thiên công suất ở 13.8kV 39 Bảng 7.1: Các điều kiện 49 Bảng 7.2: Bảng tra nhiệt độ môi trường xung quanh 51 Bảng 7.3: Bảng thống kê các hệ số K 51 Bảng 7.4: Bảng thống kê số liệu thanh góp cứng _ 51 Bảng 7.5: Bảng thông số sứ cách điện _ 56 872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM

Trang 10

x

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay với tốc độ phát triển của khoa học kỹ thuật nhằm mục đích đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Bên cạnh những ngành công nghiệp khác thì ngành công nghiệp năng lượng của những năm gần đây cũng đạt được những thành tựu đáng kể, đáp ứng được nhu cầu của đất nước Cùng với sự phát triển của hệ thống năng lượng quốc gia, ở nước ta nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Hiện nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ đời sống nhân dân được nâng cao, dẫn đến phụ tải điện ngày càng phát triển Do vậy việc xây dựng thêm các nhà máy điện là điều cần thiết để đáp ứng nhu cầu của phụ tải Việc quan tâm quyết định đúng đắn vấn đề kinh tế-kỹ thuật trong việc thiết kế, xây dựng và vận hành nhà máy điện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với hệ thống kinh tế quốc dân Do đó việc tìm hiểu nắm vững công việc thiết kế nhà máy điện, để đảm bảo được độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện, an toàn và kinh tế là yêu cầu quan trọng đối với người kỹ sư điện Nhiệm vụ của đồ án thiết kế của em là thiết kế nhà máy điện kiểu Thuỷ điện Với những kiến thức thu nhận được qua các năm học tập và sự hướng dẫn tận tình của thầy Phan Lâm Vũ phụ trách và các thầy cô khác trong khoa đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế của mình Vì thời gian và kiến thức có hạn, chắc hẳn đồ án không tránh khỏi những sai sót Kính mong các thầy cô giáo góp ý, chỉ bảo để em nắm vững kiến thức trước khi ra trường Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Lâm Vũ cùng tất cả các thầy cô giáo đã truyền thụ kiến thức cho em để cho em có điều kiện hoàn thành nhiệm vụ

872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM

Trang 11

1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Khi thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp, người thiết kế nhận được nhiệm vụ có ghi rõ nội dung cần thực hiện cũng như các số liệu liên quan tối thiểu Các số liệu và tài liệu khác, người thực hiện có thể tự phân tích suy ra hoặc tham khảo ở các tài liệu khác, phần này cần ghi xuất xứ và giải trình Tất cả những số liệu này là pháp lý cơ bản và là căn cứ chính để thực hiện thiết kế

Người thiết kế cũng cần phải trình bày quan điểm của mình về nhiệm vụ khi thực hiện Khi thiết kế phải luôn luôn bám sát các quan điểm và số liệu trong tính toán cũng như giải trình, tuyệt đối không tự thêm bớt hoặc mâu thuẫn với quan điểm và số liệu cơ bản có tính pháp lý.

1.1 Các số liệu cơ bản 1.1.1 Hệ thống điện

NMĐ được thiết kế nối vào hệ thống điện, còn TBA được nhận điện từ hệ thống, cho nên cần có các số liệu sau đây:

- Điện áp hệ thống (UHT) - là điện áp ở đó NMĐ sẽ liên lạc với hệ thống, hoặc điện áp mà TBA sẽ nhận điện, thường là điện áp lớn nhất trong phần thiết kế

- Số đường dây, chiều dài đường dây - là khoảng cách về điện giữa NMĐ hay

TBA với hệ thống điện Đây là cơ sở để tính điện kháng từ hệ thống đến NMĐ hay TBA

- Tổng công suất của hệ thống (SHT) và hệ số dự phòng của hệ thống (KdpHT) đây là cơ sở để tính công suất lớn nhất trong NMĐ và công suất có thể nhận được khi NMĐ bị sự cố Khi thiết kế NMĐ không có trường hợp sự cố nào để công suất không thể phát ra lớn hơn công suất dự phòng của hệ thống Công suất của một máy phát điện không được lớn hơn công suất dự phòng của hệ thống

𝑆𝑑𝑚𝐹 ≤ 𝐾𝐷𝑃𝐻𝑇 𝑆𝐻𝑇

hghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoi872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM

Trang 12

(Các số liệu này dùng để tính toán x*cbHT khi tính toán ngắn mạch)

- Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điện và các thông số cần thiết của các NMĐ trong hệ thống.

1.1.2 Nhà máy điện

Khi thiết kế NMĐ cần có các số liệu:

- Tổng số máy phát điện: n

- Công suất một máy phát điện: Sđmf

- Loại NMĐ (nhiệt điện, thủy điện)

Khi nhiệm vụ thiết kế có yêu cầu tự chọn công suất nhà máy thì các số liệu trên sẽ căn cứ vào tổng công suất của các phụ tải để suy ra

1.1.3 Các phụ tải điện ở các cấp điện áp

Mỗi cấp điện áp nếu có phụ tải thì cần có: - Điện áp: Ui

- Công suất cực đại: Smax.i

- Số đường dây - Đồ thị phụ tải

- Tính chất của phụ tải

1.2 Nhận xét chung về NMĐ hoặc TBA đang thiết kế 1.2.1 Tóm tắt các số liệu chính

- Các số liệu từ nhiệm vụ

- Các số liệu tự thu thập (hệ thống điện, đồ thị phụ tải)

1.2.2 Nhận xét về các phụ tải và nhà máy hay TBA

- Tính chất và mức độ quan trọng của phụ tải

Trang 13

3

- Tỷ lệ công suất của nhà máy so với hệ thống

1.2.3 Những điều kiện hạn chế trong khi thiết kế

- Khả năng vận chuyển

- Diện tích xây dựng nhà máy, TBA - Vốn đầu tư

- Thời gian xây dựng

1.2.4 Từ các nhận xét trên đưa ra quan điểm tiến hành thực hiện

Ví dụ:

- Thiên về kỹ thuật hay thiên về kinh tế

- Phần nào quan trọng, phần nào ít quang trọng có thể giảm khi bị sự cố hghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoi

872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM

Trang 14

- Phụ tải điện có thể biểu diễn dưới dạng tổng quát: S = P + jQ

Phân loại theo khu vực sử dụng:

- Phụ tải công nghiệp: cung cấp cho khu công nghiệp - Phụ tải nông nghiệp: cung cấp cho khu vực nông nghiệp - Phụ tải sinh hoạt: cung cấp cho vùng dân cư

Phân loại theo mức độ quan trọng:

- Phụ tải loại 1: khi mất điện ảnh hưởng đến tính mạng con người, thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân hoặc ảnh hưởng lớn đến chính trị

- Phụ tải loại 2: khi mất điện ảnh hưởng đến nền kinh tế, sản xuất nhưng không nghiêm trọng như loại 1

- Phụ tải loại 3: về nguyên tắc có thể mất điện thời gian ngắn, không ảnh hưởng nhiều đến các hộ tiêu thụ

Khi thiết kế cung cấp điện cho các phụ tải điện cần chú ý:

- Phụ tải loại 1: khu công nghiệp quan trọng, các thành phố lớn, các khu vực ngoại giao, công sở quan trọng, các hầm mỏ, bệnh viện, hầm giao thông dài,…cần phải đảm bảo điện liên tục (24/24 giờ trong ngày) do đó phải có ít nhất 2 nguồn độc lập hoặc phải có nguồn dự phòng thường trực.Nói cách khác là nặng về kỹ thuật, tính đảm bảo, yếu tố kinh tế ( vốn đầu tư) có thể cao - Phu tải loại 2: khu công nghiệp nhỏ, địa phương, khu vực sinh hoạt đông dân

phức tạp,…nói chung cũng quan trọng nhưng không bằng loại 1, khi thiết kế có thể cân nhắc giữa yếu tố kỹ thuật với vốn đầu tư Nếu không làm tăng vốn đầu hghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoi872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM

Trang 15

năm có thể biểu diễn theo 2 hạng thông dụng sau đây:

 Dạng 1: Chọn 1 số đồ thị phụ tải hàng ngày điển hình với n ngày sử dụng

 Dạng 2: Chọn các trị lớn nhất của từng tháng từ tháng 1 đến tháng 12

Tổng hợp đồ thị phụ tải:

 Tổng hợp đồ thị phụ tải là cộng 2 hoặc nhiều đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp do nhà máy hay TBA cần cung cấp điện Phụ tải tổng này bao gồm cả phần tử hao trong truyền tải (qua MBA) và phần tử tự dùng phục vụ cho việc sản suất và truyền tải điện năng Ptd

 Tự dùng của nhà máy điện được xác định theo biểu thức: Ptd = 𝛼 ∑ 𝑃𝑚𝑓 ∗ (0.4 + 0.6 ∗ ∑ 𝑃𝑡

∑ 𝑃𝑚𝑓) Trong đó:

Trang 16

6

 𝛼 – hệ số tự dùng phụ thuộc vào loại NMĐ và công suất các tổ máy phát  ∑𝑃𝑚𝑓 – tổng công suất đặt của các tổ máy phát

 ∑𝑃𝑡 – tổng công suất phát ra tại các thời điểm

 0.4 là 40% công suất tự dùng không phụ thuộc vào công suất phát ra  0.6 là 60% công suất tự dùng phụ thuộc vào công suất phát ra ∑ 𝑃𝑡 Nếu không có các số liệu cụ thể có thể xác định hệ số 𝛼 một cách gần đúng như sau:

 Với NMĐ kiểu tuabin ngưng hơi: 𝛼 = 8÷12%  Với NMĐ kiểu tuabin khí: 𝛼 = 4÷6%

 Với nhà máy thủy điện: 𝛼 = 0.5÷2%

Trị số nhỏ sử dụng cho các nhà máy có công suất tổ máy lớn, thường từ 100MW trở lên Trị số lớn sử dụng cho các nhà máy có công suất tổ máy nhỏ, thường từ 50MW trở lại

2.3 Tổng hợp đồ thị phụ tải cho nhà máy

Nhà máy cung cấp cho các phụ tải:

- 220kV: công suất Max 200MW; hệ số công suất 0,8; bằng 3 đường dây - 110kV: công suất Max 100MW; hệ số công suất 0,87; bằng 4 đường dây - 13,8kV: công suất Max 40MW; hệ số 0,85; bằng 5 đường đây

Ngoài việc cung cấp cho các phụ tải trên, nhà máy còn có nhiệm vụ cung cấp cho hệ thống 2040000MWh/năm Từ dùng nhà máy 6% Nhà máy nối với hệ thống có P= 8000MW; XXT= 0,14; bằng 2 đường dây dài 180km; U= 220kV; hệ số công suất 0,84; dự trữ hệ thống 10%

Bảng 2.1: Bảng biến thiên công suất ở cấp điện áp 220kV

Trang 17

Ta có Pmax.13.8kV = 50MW, nên công suất của cấp điện áp 13.8kV ứng với các mốc thời

gian trong ngày là: t(h)

Bảng 2.6: Bảng công suất ở cấp điện áp 13.8kV ứng với mốc thời gian

Trang 18

8

Bảng 2.7: Bảng tổng hợp phụ tải hàng ngày của nhà máy

U1=220kV

Trang 19

t(h) hghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoi

872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM

Trang 20

10

Hình 2.4: Đồ thị phụ tải tổng hàng ngày của TBA:

2.4 Chọn số lượng và công suất các tổ MF cho nhà máy

Khi lựa chọn máy phát điện ta cần đáp ứng những yêu cầu như sau: Tổng công suất phát ra của các tổ máy phải lớn hơn tổng công suất phụ tải nối với nhà máy ( kể cả phần tự dùng của nhà máy), toàn bộ phần công suất thừa được phát lên hệ thống

Với đồ thị phụ tải hình 2.4 ta có công suất lớn nhất mà nhà máy phải cung cấp là

Trang 21

11

2.5 Tính toán tự dùng của nhà máy điện

 Tự dùng của nhà máy điện được xác định theo biểu thức: Ptd = 𝛼 ∑ 𝑃𝑚𝑓 ∗ (0.4 + 0.6 ∗ ∑ 𝑃𝑡

∑ 𝑃𝑚𝑓) Trong đó:

 𝛼 = 0.5÷2% – hệ số tự dùng phụ thuộc vào loại NMĐ và công suất các tổ máy phát ( chọn 0.5% vì nhà máy công suất lớn thì hệ số 𝛼 càng nhỏ)

 ∑𝑃𝑚𝑓 – tổng công suất đặt của các tổ máy phát  ∑𝑃𝑡 – tổng công suất phát ra tại các thời điểm

 0.4 là 40% công suất tự dùng không phụ thuộc vào công suất phát ra  0.6 là 60% công suất tự dùng phụ thuộc vào công suất phát ra ∑ 𝑃𝑡

Thời điểm từ 0h – 5h và 22h – 24h: Tổng công suất nhà máy là 136MW

Ptd = 𝛼 ∑ 𝑃𝑚𝑓 ∗ (0.4 + 0.6 ∗ ∑ 𝑃𝑡∑ 𝑃𝑚𝑓) = 0.5%*400*(0.4 + 0.6*136

400) = 1208kW

Thời điểm từ 5h đến 6 giờ: Tổng công suất nhà máy là 196MW

Ptd = 𝛼 ∑ 𝑃𝑚𝑓 ∗ (0.4 + 0.6 ∗ ∑ 𝑃𝑡∑ 𝑃𝑚𝑓) = 0.5%*400*(0.4 + 0.6*196

400) = 1386kW

Ptd = 𝛼 ∑ 𝑃𝑚𝑓 ∗ (0.4 + 0.6 ∗ ∑ 𝑃𝑡∑ 𝑃𝑚𝑓) = 1%*400*(0.4 + 0.6*200

400) = 1400kW

Ptd = 𝛼 ∑ 𝑃𝑚𝑓 ∗ (0.4 + 0.6 ∗ ∑ 𝑃𝑡∑ 𝑃𝑚𝑓) = 0.5%*400*(0.4 + 0.6*340

400)

= 1820kW

Trang 22

12

Ptd = 𝛼 ∑ 𝑃𝑚𝑓 ∗ (0.4 + 0.6 ∗ ∑ 𝑃𝑡∑ 𝑃𝑚𝑓) = 0.5%*400*(0.4 + 0.6*320

400) = 1760kW

Ptd = 𝛼 ∑ 𝑃𝑚𝑓 ∗ (0.4 + 0.6 ∗ ∑ 𝑃𝑡∑ 𝑃𝑚𝑓) = 0.5%*400*(0.4 + 0.6*280

400) = 1640kW

Ptd = 𝛼 ∑ 𝑃𝑚𝑓 ∗ (0.4 + 0.6 ∗ ∑ 𝑃𝑡∑ 𝑃𝑚𝑓) = 0.5%*300*(0.4 + 0.6*264

400) = 1592kW

Ptd = 𝛼 ∑ 𝑃𝑚𝑓 ∗ (0.4 + 0.6 ∗ ∑ 𝑃𝑡∑ 𝑃𝑚𝑓) = 0.5%*400*(0.4 + 0.6*222

400) = 1466kW

Trang 23

Trang 24

14

CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA NMĐ VÀ TBA

Sơ đồ cấu trúc của NMĐ và TBA là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải và hệ thống điện Đối với NMĐ nguồn ở đây là các MF, tải là phụ tải mà nhà máy phải cung cấp ở các cấp điện áp Hệ thống điện là nơi nhà máy cần nối vào, gồm nhiều NMĐ có công suất lớn hơn nhà máy định thiết kế Bình thường nhà máy phát công suất thừa (sau khi đã cung cấp cho các phụ tải) vào hệ thống, khi nhà máy thiếu công suất (công suất tổng các phụ tải lớn hơn tổng công suất nhà máy) hoặc khi 1 phần tử chính (MF, MBA) bị sự cố không làm việc được, hệ thống có thể dùng công suất dự trữ của hệ thống cung cấp về cho nhà máy để bù vào phần thiếu

Khi thiết kế NMĐ hay TBA, chọn sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng đến toàn bộ thiết kế Nên ta phải tuân theo các yêu cầu chính sau đây khi chọn sơ đồ cấu trúc:

 Có tính khả thi: tức là có thể chọn được các thiết bị chính như: MBA, máy cắt…, củng như có khả năng thi công, xây lắp và vận hành

 Đảm bảo liên hệ chặc chẽ giữa các cấp điện áp đặc biệt với hệ thống khi bình thường củng như cưỡng bức (có một phần tử không làm việc được)

 Tổn hao qua MBA bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua 2 lần biến áp không cần thiết

 Vốn đầu tư hợp lí, chiếm diện tích càng bé càng tốt

 Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không cần thay thế cấu trúc đã chọn Thường một NMĐ hay TBA có thể có nhiều phương án cấu trúc khác nhau, để chọn phương án nào cần cân nhắc các khía cạnh sau đây:

 Số lượng MBA

 Tổng công suất các MBA  Tổng vốn đầu tư mua MBA

 Tổn hao điện năng qua tổng các MBA

Trang 25

15

Khi phụ tải có cả ở UC, UT, UH và UC = UHT; UH = Umf

Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc tổng quát

Trong đó phụ tải ở điện áp cao gồm cả phần phát về hệ thống, phụ tải ở điện áp máy phát bao gồm cả phần tự dùng của các máy phát nối vào thanh góp ở điện áp máy

phát Giả sử có tất cả n máy phát có công suất bằng nhau, để hạn chế dòng ngắn mạch

trên thanh góp Umf không nhất thiết phải nối tất cả n máy phát mà chỉ nối m máy phát với

điều kiện khi 1 máy phát nghỉ, các máy phát còn lại (m-1) đủ đảm bảo cho phụ tải SmaxH

mà không phải tải từ các máy phát ghép bộ qua 2 lần biến áp, số máy phát còn lại (n-m) có thể ghép bộ máy phát – MBA đưa thẳng lên điện áp cao qua p máy phát hoặc ghép bộ lên điện áp trung qua q máy phát p và q được xác định sao cho tổng công suất của các

bộ này không vượt quá Smin ở cấp đó Điều này được giải thích là khi phụ tải cực tiểu công suất của các máy phát điện này không phải truyền qua 2 lần biến áp để phát Trường hợp đặc biệt khi sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc với hệ thống, thường ở cấp trung và cao chọn theo Sđm trong khi cuộn hạ chọn theo công suất mẫu (𝛼Sđm), cho nên hghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoihghieh euu eohg tae ke toah bah hahg va xae dihh ket pua kihh dochh tai eohg ty thhh beu c au hoai due ha hoi872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM872413069:13:11 PM9:13:11 PM

Trang 26

𝑆𝑚𝑓q.Smf ≤ SminT → q ≤ 𝑆𝑚𝑖𝑛𝑇

𝑆𝑚𝑓và: 𝑚 + 𝑝 + 𝑞 = 𝑛

Từ bốn biểu thức này chúng ta có thể suy ra các phương án có thể

VÍ DỤ 3: lập các phương án nối điện và chọn phương án phù hợp nhất

Ta có: UH= Umf = 13,8kV; UC= UHT= 220kV

Bảng 3.1: Bảng công suất biểu kiến lớn nhất và nhỏ nhất ở các cấp điện áp

𝐜𝐨𝐬𝛗= 𝟐𝟎𝟎

𝟎 𝟖 = 𝟐𝟓𝟎 (𝐌𝐕𝐀) 𝐒𝐦𝐢𝐧 = 𝐏𝐦𝐢𝐧𝐜𝐨𝐬𝛗=

𝟎 𝟖= 𝟏𝟎𝟎 (𝐌𝐕𝐀)

𝐜𝐨𝐬𝛗= 𝟏𝟎𝟎

𝟎 𝟖𝟕= 𝟏𝟏𝟓 (𝐌𝐕𝐀) 𝐒𝐦𝐢𝐧 = 𝐏𝐦𝐢𝐧𝐜𝐨𝐬𝛗=

𝟎 𝟖𝟕 = 𝟒𝟔 (𝐌𝐕𝐀)

𝐜𝐨𝐬𝛗= 𝟒𝟎

𝟎 𝟖𝟓 = 𝟒𝟕 (𝐌𝐕𝐀) 𝐒𝐦𝐢𝐧 = 𝐏𝐦𝐢𝐧𝐜𝐨𝐬𝛗=

𝟎 𝟖𝟓= 𝟏𝟖 𝟖 (𝐌𝐕𝐀)

UC = 220kv có SmaxSmin = 250

100 MVA UT = 110kv có Smax

Smin = 115

46 MVA UH = 13,8kv có Smax

Smin = 47

18,8 MVA Ta có: m ≥ 𝑆𝑚𝑎𝑥𝐻

𝑆𝑚𝑓 + 1 ≥ 47

117.65 + 1 ≥ 2 p ≤ 𝑆𝑚𝑖𝑛𝐶

𝑆𝑚𝑓 ≤ 100

117,65 ≤ 0 q ≤ 𝑆𝑚𝑖𝑛𝑇

𝑆𝑚𝑓 ≤ 46

117,65 ≤ 0 m + p + q = 4

Trang 27

17

Chỉ có 1 phương trình đáp án m= 4, (tức là 4 MF phát lên thanh góp điện ở điện áp máy phát)

Hình 3.2: Sơ đồ cấu trúc nhà máy điện

Trang 28

 Ở cuối đường dây cao áp lại cần MBA giảm về điện áp thích hợp với mạch phân phối, ví dụ: 22, 13.8, 0.4kV, …

 Trong hệ thống lớn thường phải qua nhiều làn tăng, giảm áp mới đưa điện năng từ các máy phát điện đến hộ tiêu thụ Vì vậy, tổng công suất MBA trong hệ thống điện có thể tăng 4 đến 5 lần tổng công suất của các máy phát điện

 Mặc dù hiệu suất của các MBA tương đối cao, tổn thất qua MBA hằng năm vẫn rất lớn

4.2 Các đặc điểm cần lưu ý khi sử dụng MBA

 MBA là thiết bị không phát ra điện năng mà chỉ truyền tải điện năng Trong hệ thống điện chỉ có máy phát điện mới phát ra công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q

 MBA thường được chế tạo thành 1 khối tại nhà máy, phần có thể tháo rời ra trong khi chuyên chở chiếm tỉ lệ rất nhỏ (khoảng 10%), cho nên trọng lượng kích thước chuyên chở rất lớn

 Tiến bộ khoa học kĩ thuật về chế tạo (chủ yếu vật liệu cách điện, thép từ) tiến bộ rất nhanh, cho nên các MBA chế tạo càng về sau kích thước, trọng lượng, tổn hao và giá thành đều giảm dần Vì vậy, khi chọn MBA cần tính đến khả năng tận dụng tối đa (xét khả năng quá tải cho phép) tránh sự vận hành non tải MBA đưa đến tổn thất không tải lớn, kéo dài thời gian sử dụng (tuổi thọ MBA) không cần thiết

Trang 29

19

 Tuổi thọ và khả năng tải của MBA chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ khi vận hành Nhiệt độ các phần của MBA không chỉ phụ thuộc vào công suất qua MBA mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh và phương pháp làm lạnh

 Công suất định mức của MBA được chế tạo theo thang tiêu chuẩn của mỗi nước, thường cách nhau lớn, nhật là khi công suất càng lớn Điều này đưa đến nếu tính toán không chính xác có thể phải chọn MBA có công suất lớn không cần thiết

 Khi chọn công suất MBA phải chú ý đến khả năng phát triển phụ tải, tránh trường hợp vừa xây xong TBA lại phải thay đổi hay đặt thêm máy khi phụ tải tăng Điều này cần cân nhắc rất khoa học và thực tế mới có thể chọn công suất tối ưu cần thỏa mãn tất cả các điều đã nêu trên

 MBA hiện nay có nhiều loại: o MBA 1 pha, 3 pha

o MBA 2 cuộn dây, 3 cuộn dây o MBA có cuộn dây phân chia o MBA tự ngẫu 1 pha, ba pha o MBA tăng, MBA hạ

o MBA có và không có điều chỉnh dưới tải

4.3 Hệ thống làm lạnh MBA

Có nhiều phương pháp, mỗi phương pháp làm lạnh yêu cầu điều kiện vận hành nhất định, khi không thực hiện đúng qui định có thể làm tăng nhiệt độ MBA đưa đến giảm tuổi thọ, thậm chí cháy MBA

 Làm mát MBA theo qui luật tự nhiên: dầu trong MBA vận động theo qui tắc tự nhiên, nóng bốc lên cao truyền ra ngoài các thanh làm mát và tản ra môi trường xung quanh chạy về phía dưới vào trong MBA Công suất loại này thường không lớn khoảng 16MVA trở lại Yêu cầu khi lắp đặt phải thoáng, có không khí xung quanh liên thông tốt

Trang 30

20

 Làm mát MBA bằng dầu có thêm quạt để tăng cường khả năng trao đồi nhiệt và tản nhiệt Nhờ có quạt nên nhiệt độ vỏ của MBA giảm có thể tăng công suất Yêu cầu khi vận hành với công suất lớn hơn 30% công suất định mức thì phải đóng tất cả quạt thông gió.

 Làm mát bằng phương pháp tuần hoàn cưởng bức dầu và có tăng thêm quạt Dầu không phải vận chuyển tự nhiên mà nhờ vào bơm dầu tuần hoàn tạo tốc độ vận chuyển nhanh hơn điều kiện tản nhiệt tốt hơn, có thể chế tạo đến công suất định mức 80MVA

 Làm mát dầu bằng nước: Dầu trong MBA do bơm tuần hoàn cưỡng bức vận chuyển vào bộ phận làm mát bên ngoài ống dẫn có hệ thống nước do bơm nước cung cấp và dẫn nhiệt lượng ra môi trường khác Hệ thống làm mát phức tạp cho nên chỉ sử dụng khi công suất định mức lớn

 Làm lạnh kiểu khô: Khi công suất MBA nhỏ, điện áp MBA có thể cách đện bằng vật liệu đơn giản không cần dùng dầu, tản nhệt bằng đối lưu không khí có thể có thêm quạt tăng cường Giá thành loại này thường đắc hơn dùng dầu nhưng MBA gọn và sử dụng tiện lợi hơn

4.4 Quá tải của MBA

MBA có những lúc vận hành non tải, thì cũng có thể vận hành quá tải trong một khoảng thời gian mà không là hỏng ngay MBA Từ quan hệ về sự hao mòn của MBA trong thời gian vận hành có thể tính được khả năng quá tải cho phép của nó khi biết đồ thi phụ tải, để cho sự hao mòn trong thời gian tổng không vượt quá định mức

4.4.1 Quá tải một cách hệ thống hay còn gọi là quá tải bình thường của MBA

Quy tắc này được áp dụng khi chế độ bình thường hằng ngày có những lúc MBA vận hành non tải (K1 < 1) và có những lúc vận hành quá tải (K2 > 1)

Trình tự tính toán như sau:

Căn cứ vào đồ thị phụ tải qua MBA chọn MBA có công suất bé hơn Smax, lớn hơn Smin:

Trang 31

21

Từ đường cong khả năng tải của MBA có công suất và nhiệt độ đẳng trị môi trường xung quanh tương ứng, xác định khả năng quá tải cho phép K2cp tương ứng với K1, K2 và T2 Nếu K2cp > K2 nghĩa là MBA đã chọn có khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho mà không lúc nào ϑcd > 140℃ và tuổi thọ của MBA vẫn đảm bảo

Nếu K2cp < K2 tức là MBA đã chọn không có khả năng đảm bảo 2 điều kiện trên Do đó phải chọn MBA có công suất lớn hơn

Khi đã chọn công suất MBA lớn hơn Smax của đồ thị phụ tải không cần kiểm tra khả năng này

Cách đẳng trị đồ thị phụ tải nhiều bậc về đồ thị phụ tải có 2 bậc Căn cứ vào SđmB đã chọn tính hệ số tải Ki của các bậc đồ thị phụ tải

Ki= Si

SdmB {Ki> 1: 𝑞𝑢á 𝑡ả𝑖Ki< 1: 𝑛𝑜𝑛 𝑡ả𝑖Xác định K2, T2 bằng cách đẳng trị vùng có Ki > 1 theo công thức:

Kdt2 = √∑(Ki2Ti)∑ TiNếu Kđt2 ≥ 0.9Kmax thì K2 = Kđt và T2 = ∑ Ti

Nếu Kđt < 0,9Kmax thì K2 = 0,9Kmax và xác định lại T2 theo biểu thức: T2 = ∑(Ki2Ti)

Trường hợp có nhiều vùng không liên tục K > 1 chỉ lấy vùng nào có ∑ Ki2Ti lớn nhất để tính K2 như trên

Các vùng còn lại sẽ xét khi xác định K1

Trường hợp đặc biệt chỉ có một bậc: K > 1; K2 = Kmax và T2 = Ti

Xác định K1: chỉ cần đẳng trị đồ thị phụ tải trong khoảng thời gian 10 giờ trước vùng đã tính K2 (kể cả phần có K > 1 không được xét trong trường hợp trên nếu có xảy ra trong khoảng 10 giờ) cũng theo biểu thức

Kđt1 = √∑(Ki2Ti)10

Ở đây ∑ Ti = 10 giờ Nếu vùng trước K2 không đủ 10 giờ thì có thể lấy 10 giờ sau vùng K2

Nếu cả trước và sau vùng K2 đều bé hơn 10 giờ thì gọp phần phía sau ra phía trước cho đủ 10 giờ vì đây là đồ thị phụ tải hàng ngày phần này sẽ là phần đâu của ngày trước Nếu cả hai phần trước và sau không đủ 10 giờ nghĩa là phần quá tải đã có T2 > 14 giờ, nên MBA không có khả năng tải với đồ thị phụ tải đã cho, không cần tiếp tục tính mà phải nâng công suất MBA lên và tính lại từ đầu

Trang 32

22

4.4.2 Quá tải sự cố của MBA

Khi 2 MBA vận hành song song mà một trong hai bị sự cố phải nghỉ, MBA còn lại có thể vận hành với phụ tải lớn hơn định mức không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh lúc sự cố trong thời gian năm ngày đêm nếu thỏa mãn điều kiện:

Theo đồ thị phụ tải đẳng trị về hai bậc, trong đó: K1 < 0,93;K2 < 1,4 đối với MBA đặt ngoài trời và K2 < 1,3 với MBA đặt trong nhà, T2 < 6 𝑔𝑖ờ, chú ý theo dõi nhiệt độ của cuộn dây không được vượt quá 140℃ và tốt nhất là tăng cường tối đa các biện pháp làm lạnh MBA

4.4.3 Quá tải ngắn hạn của MBA

Trong trường hợp đặc biệt, để hạn chế cắt phụ tải, có thể vận hành theo khả năng quá tải ngắn hạn của MBA không cần phải tính K1, K2 và T2 như trên mà sử dụng bảng sau đây:

Khả năng

Thời gian quá tải

(phút)

Bảng 4.1: Bảng khả năng quá tải ngắn hạn của MBA

Khi sử dụng khả năng này sự hao mòn về chất cách điện có khả bằng sự hao mòn khi vận hành với Sđm trong 10 giờ với nhiệt độ môi trường xung quanh bằng định mức (20℃)

Quy tắc quá tải này chỉ dành cho nhân viên vận hành không xét khi thiết kế và tính toán chọn MBA

 Thông số giới hạn của các loại MBA do các hãng sản xuất

Trang 33

23

Khi không có MBA có công suất thích hợp, có thể dùng 2 MBA song song thành một và được xem như là một MBA, không giả thiết vận hành một máy khi máy kia nghỉ, khi cần sửa chữa, nghỉ cả hai máy

4.6 Chọn công suất MBA trong NMĐ có thanh góp ở điện áp máy phát điện

Hai MBA ghép song song để tải công suất của các máy phát nối vào thanh góp sau khi trừ đi phần cung cấp cho phụ tải ở thanh góp này

Giả sử phụ tải cực đại và cực tiểu tổng trên thanh góp kể cả tự dùng lấy trên thanh góp này là Smax/Smin Thì công suất dự phòng của hệ thống là:

Sdp = Kdp.𝑆∑ 𝐻𝑇Trong đó: Kdp – hệ số dự phòng của hệ thống

𝑆∑ 𝐻𝑇 – tổng công suất của hệ thống không kể đến công suất nhà máy

Theo điều kiện bình thường cả hai MBA có khả năng tải toàn bộ công suất thừa, nghĩa là:

SđmB ≥1

2(mSđmF – 𝑆∑ 𝑚𝑖𝑛 (UF))

Kiểm tra theo điều kiện khi 1 MBA nghỉ: Với 1 MBA còn lại với khả năng quá tải sự cố (Kqtsc.SđmB) tải toàn bộ công suất thừa của các máy phát điện thì tốt, nhưng không phải là điều kiện bắt buộc:

Kqtsc.SđmB ≥ m.SđmF - 𝑆∑ 𝑚𝑖𝑛(Umf)

Nếu MBA sau khi quá tải sự cố không thõa mãn điều kiện trên có thể giảm bớt công suất mát phát điện và MBA sẽ tải theo khả năng quá tải, phần công suất giảm này hệ thống sẽ sử dụng công suất dự phòng của hệ thống để bù vào Do đó chỉ cần phần công suất giảm này không được vượt quá công suất dự phòng của hệ thống, nghĩa là:

Trang 34

24 SđmB ≥1

2(mSđmF – 𝑆∑ min (𝑈𝐹)) ≥ 1

2(4 x 117,65 – 18.8) = 225 MVA

iểm tra theo điều kiện khi 1 máy biến áp nghỉ hoặc 1 máy biến áp xảy ra sự cố thì máy biến áp còn lại với khả năng chịu được quá tải sự cố trong khoảng thời gian nhất định để khắc phục được sự cố đó

SđmB ≥ m x 𝑆đ𝑚𝐹 − 𝑆∑ min (𝑈𝑓)𝐾𝑞𝑡𝑠𝑐

≥4 𝑋 117,65−18.8

1,4 = 322 MVA

 Chọn 2 máy biến áp 3 pha tự ngẫu 220/110/13,8kV có Sđm= 360 MVA

Trang 35

 Chỉ tính dòng ngắn mạch ba pha (N(3)), vì thường dòng ngắn mạch ba pha lớn hơn dòng ngắn mạch hai pha (N(2)) và một pha (N(1))

 Nguồn cung cấp cho dòng ngắn mạch là hệ thống, các máy phát nhiệt và thủy điện Máy bù đồng bộ, động cơ điện chỉ xét khi ngắn mạch trên cực của nó vì khi ngắn mạch qua điện kháng lớn, các dòng ngắn mạch này nhỏ và đã tắt

 Sức điện động của các nguồn khi ngắn mạch ở xa qua điện kháng lớn (x*đm > 3) được coi là không đổi

 Khi tính toán ngắn mạch trong hệ thống U > 1000V có thể bỏ qua thành phần điện trở R mà chỉ xét đến thành phần điện kháng X, vì R thường nhỏ hơn X nhiều lần Khi tính toán ngắn mạch trong mạng U < 100V mới xét đến R

Trang 36

26 Icb = 𝑆𝑐𝑏√3𝑈𝑐𝑏

Scb – chọn tùy ý, có thể là 100MVA, 1000MVA hay bằng công suất tổng của hệ thống (SHT)

Ucb – chọn bằng điện áp trung bình của các cấp tương ứng: 500; 230; 115; 37; 22; 18; 15.5; 13.8; 10.5; 6.3 kV

4 Tính trị số cơ bản tương đối của các điện kháng xi

5 Lần lượt biến đổi sơ đồ về sơ đồ đẳng trị chỉ có một nguồn và điện kháng tổng tương đương cho từng điểm ngắn mạch 𝑥∑ 𝑖

6 Tính toán dòng ngắn mạch của các điểm ngắn mạch theo biểu thức: I*Ni = 1

𝑥∑ 𝑖 ; INi = I*Ni Icb = 𝐼𝑐𝑏𝑥∑ 𝑖

7 Các phần tử tham gia vào sơ đồ tính toán được mô hình hóa như sau: - Hệ thống điện (HT) có các thông số:

𝑆∑ 𝐻𝑇 ; 𝑥∑∗(đ𝑚) ; UHT ; SN (IN) công suất ( dòng ngắn mạch từ hệ thống đến thanh góp điện cao áp)

l: chiều dài đường dây (km)

Trang 37

27

xo: điện kháng trên 1km đường dây có thể lấy bằng 0,4 Ω/km - Kháng điện (K) trên thanh góp điện áp máy phát (nếu có) UđmK: điện áp định mức của kháng (kV)

IđmK: dòng điện định mức của kháng (kA)

xK%: điện kháng tương đối tính bằng phần trăm - MBA (B)

SđmB: công suất định mức của MBA (MVA) - Điện áp định mức các cấp:

UN%: điện áp ngắn mạch phần trăm so với công suất định mức - Với MBA hai cuộn dây thì nhà chế tạo đã cho sẵn

- Với MBA ba cuộn dây và từ ngẫu thường cho: UN%CH: điện áp ngắn mạch giữa cuộn cao với hạ UN%CT: điện áp ngắn mạch giữa cuộn cao với trung UN%TH: điện áp ngắn mạch giữa cuộn trung với hạ

Cần tính UN% của các cuộn dây cao, trung, hạ theo biểu thức: - Khi công suất các cuộn dây là 100/100/100

UN%C = 1

2 (UN%CT + UN%CH -UN%TH ) UN%T = 1

2 (UN%CT + UN%TH - UN%CH ) UN%H =1

2 (UN%CT + 𝑈𝑁%𝑇𝐻

0,67 - 𝑈𝑁%𝐶𝐻0,67 ) UN%C = 1

2 (𝑈𝑁%𝐶𝐻

0,67 + 𝑈𝑁%𝑇𝐻

0,67 - UN%CT ) - Với MBA từ ngẫu

UN%C = 1

2 (UN%CT + 𝑈𝑁%𝐶𝐻

𝛼 - 𝑈𝑁%𝑇𝐻𝛼 ) UN%T = 1

2 (UN%CT + 𝑈𝑁%𝑇𝐻

𝛼 - 𝑈𝑁%𝐶𝐻𝛼 )

Trang 38

28 UN%H = 1

5.3 Tính toán ngắn mạch

Hình 5.1: Sơ đồ nhà máy điện

 Nhà máy cung cấp cho phụ tải 220kV bằng 3 đường dây, cung cấp cho phụ tải 110kV bằng 4 đường dây, cung cấp cho phụ tải 13,8kV bằng 5 đường dây

 Nên ta có sơ đồ tính toán như sau: Bỏ qua điện kháng trên thanh góp máy phát

Bảng 5.1: Các thông số Máy Biến Áp đã chọn

Trang 39

Hình 5.2: Sơ đồ tính toán của nhà máy điện

Trang 40

30  Chọn Scb = 1000MVA, Ucb=230;115;13,8kV

 Icb(220Kv)= 𝑆𝑐𝑏

√3∗𝑈𝑐𝑏 = 1000

√3∗230 = 2,53 kA  Icb(110Kv) = 𝑆𝑐𝑏

√3∗𝑈𝑐𝑏 = 1000

√3∗110 = 5,05 kA  Icb(13,8Kv) = 𝑆𝑐𝑏

𝑈𝑐𝑏2 = 0,4*180*1000

2302 = 1.36 Xc = x3 = 𝑈𝑁%𝐶

100 *𝑆𝑐𝑏𝑆đ𝑚 = 14

117.65 = 1.19 Xt = x4 = 𝑈𝑁%𝑇

100 *𝑆𝑐𝑏𝑆đ𝑚 = 0

100*1000117.65 = 0 Xh = x5 = 𝑈𝑁%𝐻

100 *𝑆𝑐𝑏𝑆đ𝑚 = 42

117.65 = 3.57 Xf = x’d*𝑆𝑐𝑏

𝑆đ𝑚 =0.29 * 1000

117.65 = 2.465 UN%C = 1

2(UN%CT + 𝑈𝑁%𝐶𝐻

∝ − 𝑈𝑁%𝑇𝐻

∝ ) = 1

2(8 + 280.5− 18

0.5) = 14 UN%T = 1

2(UN%CT + 𝑈𝑁%𝑇𝐻

∝ − 𝑈𝑁%𝐶𝐻∝ ) = 1

2(8 + 180.5− 28

0.5) = 0 UN%H = 1

2( 𝑈𝑁%𝐶𝐻

∝ + 𝑈𝑁%𝑇𝐻

∝ − UN%CT) = 12( 28

0.5+ 18

0.5− 8) = 42