Đồ án môn học thiết kế phần Điện trong nhà máy nhiệt Điện công suất 4x63 mw

Phân bố lại công suất sự cô hong 1 bộ máy phát điện — máy biến áp bên trung áp khi phụ tải phía trung áp cực đại của phương án 1 Hình 2.. Phân bố lại công suất sự cô hỏng 1 máy biến áp t

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

DAI HOC DIEN LUC

ELECTRIC POWER UNIVERSITY

ĐỎ ÁN MÔN HỌC THIET KE PHAN DIEN TRONG NHA MAY NHIET

DIEN CONG SUAT 4X63 MW

Giảng viên hướng dẫn: TS VŨ HOÀNG GIANG

Sinh viên thực hiện VŨ HOÀNG MINH

Mã sinh viên: 20810110269 Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử Chuyên ngành: Hệ thống điện

Lớp: D15H3 Khóa: 2020-2025

Hà Nội, tháng 02 năm 2024

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Điện Lực nói chung và các thay cô giao trong khoa Ky Thuat Dién đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua

Đặc biệt tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Vũ Hoàng Giang, người

thầy đã tận tinh giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình làm đồ

án Trong thời gian làm việc với thầy, tôi không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức

bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu đề án nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho tôi trong quá trình học tập và công tác sau nảy

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 24, tháng 02, năm 2024

Sinh viên

Vũ Hoàng Minh

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮTT 55 2s SE E221 12221 xe iv DANH MỤC BẢNG BIẾU 52 2121 22112211211211122122112111211221222122222 2e Vv DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐÔ THỊ -2 22s 2112212 111212211211271121122222 E22 ere vii

MỞ ĐẦU 0 221 212211221122112111212212 1212212122121 212g 1

CHUONG 1: TINH TOAN CAN BANG CONG SUAT VA CHON PHUONG AN

NOI DAY —— ,Ô 2

1.1 Chọn máy phát điện G2 0201121121112 111211211151 11111111 21111 111111111 nha 2 1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 5 ST E112 281121 ryg 2 1.2.1 Phụ tải toàn nhà máy - c1 22111 121111211122111211 1121111111101 12 111k 2

In han e 3

1.2.3 Công suất phụ tải các cấp 5: ccSn ST 211221211211 212112211 1e 4

1.2.4 Công suất phát về hệ thống 2-52 S1 SE 1E11211211111111 0121211121 te 5

1.3 Đề xuất các phương án nối điện - s1 SEE11111211 1211112121211 ra 7 1.3.1 Cơ sở chung đề đề xuất các phương án nối điện - 2S 7 1.3.2 Các phương án nối điện 2 s1 2E 1 121121211211111121121 2111112111 1n tre 8

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIỂN ÁP -252c 22222222 11

Pa ca an 11 2.1.1 Phan bé céng suat cha may bIéN AP lc + 5c S21 2212111.2 11H txg 11 2.1.2 Chọn loại và công suất định mức của máy biến 0 13 2.1.3 Kiểm tra điều kiện quá tải của máy biến áp S2 SnS 2e, 14 2.1.4 Tính toán tôn thất điện năng trong máy biến áp 5-5222 18 Pð§o¡oì gi ếẤa:.i.ảd.dỶ<€Ả 21

2.2.1 Phân bố công suất cho các máy biến áp 2-5 S925 1115221121 x2 21 2.2.2 Chọn loại và công suất định mức của máy biến 0 22 2.2.3 Kiểm tra điều kiện quá tải của máy biến áp 5-5 Sn E22, 23 2.2.4 Tính toán tôn thất điện năng trong máy biến áp 5-5222 24

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KINH TE KY THUAT CHON PHUONG AN TOI UU 26

3.1 Chon so dé thiét bi phan phối leveueeecaceaaaeaassseceececesecessessesttttetteeseceeeeaauteeseeeeceranes 26 3.2 Tính toán kinh tế kĩ thuật, chọn phương án tối ưu c1 n2 H ng re 29

CHUONG 4: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 2221112222122 cee 34

4.1 Chọn điểm ngắn ¡I0 0 HH 34 4.2 Tính toàn ngắn ¡I9 eceecececcccccccccecccececcssecseesseesetesetttettttntttssaussecseceesees 35

CHƯƠNG 5: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DẦY DẪN - 5c 43

5.1 Tính toán dòng cưỡng bức các cấp điện áp - 5s 1 T212 1111221211 te 43

SP A9 6 7.00 GD 44 5.1.2 Cấp điện áp 10,5kV 1n 01022 1211221212211 21 211221 ru 45

5.2 Chọn máy cắt và đao cách ly - S211 1111111211111 111111221 11 tre 45

5.2.1 Chọn máy cắt s.- c1 T111 11211 1111 111 1 1101211211111 121111 ng 45

5.2.2 Chọn dao cách ÌÏy 2L 2.10201120111211 1 1211112111111 1111111111111 8111 xxx ngu 46 5.3 Chọn thanh cái đầu cực máy phát - 12c 1221222112211 1211 1511111281111 1 kg 47 5.3.1 Chọn thanh dẫn ð 20057 47 5.3.2 Chọn sứ đỡ thanh dẫn 22 2353255535 15151 5555155 51515112E51 E51 tre rte 51 N9 vn a.ằ ằ 53

5.4.1 Chọn thanh góp cấp điện áp 220kV 25.12 1121211111122 11 y6 54

5.4.2 Chọn thanh góp cấp điện áp 110kV 52 222 2215111512112 16 57 5.5 Chọn cáp và kháng điện đường đây 0 2201211222112 2111211221281 re ưa 60

5.5.1 Chon cap cho phụ tải địa phương - - c0 222211121 111112212 12118112 re 60 5.5.2 Chọn kháng điện - 2 22 220 121112211221 1211151111 11111 11111 11111111 1111k rry 63 5.6 Chọn thiết bị đo ID NNANH.ciâỶiỶ.ÝÝ 66

5.6.1 Chọn máy biến điện áp (BU) 52-121 22E211111121121122.201 251 xe 66 5.6.2 Chọn máy biến dòng điện (B]) 5- 52 s22 1 1211212112112 1xg 69

5.7 Chọn chống St VAIL & 73

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN ĐIỆN TỰ DÙNG - s22 21121211 ren ra 74

6.1 Sơ đồ cung cấp điện tự dùng 5 2 S2 E2112112112121111121 11111 erdeg 74

6.2 Chọn máy biến áp - - 5-5 21 11 11271211211211111 2121112011221 11tr 76 6.2.1 Máy biến áp cấp 6kV s12 2121121211121 1 1tr rtu 76 6.2.1 Máy biến áp cấp 0,4kkV c2 2121211212112 ng ru 77 6.3 Chon máy cắt và khí cụ điện -s- 5 S111 1111111111111 1111 101210112211 78 6.3.1 Chọn máy cắt s.- c1 T111 1111211 1111 1111 1101211211111 21 111g 78

6.3.2 Chọn dao cách Ìy Q20 1020112111 12111 1111112111111 1 1111111111191 41x key u 78 6.3.3 Chon on 79

KẾT LUẬN 222212222 2212211121121112112211211112211012121121212212 ga 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 5222 22122112212211111121122112211222221 112 ere 82

ll

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHU VIET TAT

Kỹ hiệu Ý nghĩa

DCL Dao cách ly

MBATN Máy biến áp tự ngẫu

TBPP Thiết bị phân phối

DANH MỤC BẢNG BIÊU

Bảng 1 1 Các thông số của máy phát điện

Bảng 1 2 Biến thiên công suất toàn nhà máy trong ngày

Bảng 1 3 Biến thiên công suất tự dùng trong ngày

Bảng 1 4 Biến thiên công suất phụ tải địa phương trong ngày

Bảng 1 5 Biến thiên công suất phụ tải điện áp trung áp trong ngày

Bảng 1 6 Tổng hợp biến thiên phụ tải nhà máy trong ngày

Bảng 2 1 Phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu phương án |

Bảng 2 2 Thông số máy biến áp hai cuộn đây phương án |

Bảng 2 3 Thông số máy biến áp tự ngẫu phương án 1

Bảng 2 4 Thông số khi phụ tải phía trung áp cực đại

Bảng 2 5 Thông số khi phụ tải phía trung áp cực tiêu

Bảng 2 6 Tôn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu phương án 1

Bảng 2 7 Phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu phương án 2

Bảng 2 8 Thông số máy biến áp 2 cuộn dây của phương án 2

Bảng 2 9 Thông số máy biến áp tự ngẫu phương án 2

Bang 2 10 Tén thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu phương án 2

Bảng 3 1 Thống kê số mạch đường dây

Bảng 3 2 Hệ số chuyên chớ, lắp đặt, giá thành máy biến áp

Bảng 3 3 Giá thành mạch thiết bị phân phối

Bảng 3 4 Tính toán vốn đầu tư máy biến áp hai phương án

Bảng 3 5 Tính toán vốn đầu tư thiết bị phân phối hai phương án

Bảng 3 6 Tính toán chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật hai phương án

Điều kiện chọn may cat Chọn máy cắt điện cho từng cấp điện áp Điều kiện chọn dao cách ly

Chọn dao cách ly cho từng cấp điện áp Thông số thanh dẫn cứng đầu cực máy phát Thông số kỹ thuật thanh góp mềm cấp điện áp 220kV Tính toán xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ (ngắn mạch NI) Thông số kỹ thuật thanh góp mềm cấp điện áp 110kV

0 Tính toán xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ (ngắn mạch N2)

3 Phân bố các đòng hồ điện phía thứ cấp cho BU

14 Thông số BU cho cấp điện áp máy phát

1

1

1

5 Thong sé BU cap dién ap 110 kV va 220 kV

6 Thông số BI cấp điện áp máy phát

7 Phụ tải đồng hồ cấp điện áp máy phát

Vi

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỎ THỊ

Hình 1 1 Đồ thị công suất phụ tải tông hợp toàn nhà máy 6

Hình 2 1 Sơ đồ đi dây phương án 1

Hình 2 2 Phân bố lại công suất sự cô hong 1 bộ máy phát điện — máy biến áp bên trung áp khi phụ tải phía trung áp cực đại của phương án 1

Hình 2 3 Phân bố lại công suất sự cô hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải phía trung áp cực đại của phương án 1

Hình 2 4 Phân bố lại công suất khi sự cô hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải phía trung áp cực tiêu của phương án |

Hình 2 5 Sơ đồ đi dây phương án 2

Hình 2 6 Phân bố lại công suất khi sự cô hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải phía trung áp cực đại của phương án 2

Hình 3 1 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 1

Hình 3 2 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 2

Hình 4 1 Vị trí các điểm ngắn mạch

Hình 4 2 Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch toàn nhà máy

Hình 4 3 Sơ đồ rút gon ngan mach tai diém N1

Hinh 4 4 So dé rit gon ngan mach tai diém N2

Hinh 4 5 So dé rit gon ngan mach tai diém N3

Hình 4 6 Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch tai N3’

Hình 5 1 Hình vẽ mặt cắt của thanh dẫn cứng hình mang

vill

Hình 5 2 Sứ đỡ cho thanh dẫn

Hình 5 3 Sơ đồ kháng đơn cấp điện cho phụ tải địa phương

Hình 5 4 Sơ đồ thay thé chon Xx%

Hình 5 5 Sơ đồ nối các dung cu do vao may bién dién ap va may bién dong mach may phat dién

Hinh 6 1 So dé néi dién tu dung cua nha may

Hinh 6 2 So dé diém ngắn mạch N7

MỞ ĐẦU

Ngày nay với tốc độ phát triên của khoa học kỹ thuật nhằm mục đích đây 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 kê, đáp ứng được nhu cầu của đất nước Cùng với sự phát triển của hệ thông 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 thuat trong việc

thiết kế, xây dựng và vận hành nhà máy điện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với hệ

thông kinh tế quốc doanh Do đó việc tìm hiểu nắm vững công việc thiết kế nhà máy điện, đề 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

Xuất phát từ nhu cầu thực tế cùng những kiến thức chuyên ngành đã được học,

em được giao thực hiện Đồ án Thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Vi thời gian và kiến thức có hạn, chắc hắn đồ án không tránh khói những sai sót Kính mong các thầy cô giáo góp ý để em học hỏi và rút kinh nghiệm về sau Cuối cùng

em xin cam on tat cả các thầy cô giáo đã truyền thụ kiến thức cho em để em có điều

kiện hoàn thành nhiệm vụ thiết kế

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng Ú1 năm 2024

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUÁT VÀ CHỌN

PHUONG AN NOI DAY

1.1 Chon may phat dién

Nhà máy điện gồm 4 máy phát, công suất mỗi máy là 63 MW Chọn 4 máy phát điện loại TB®-63-2 do Nga chế tạo, các máy phát được chọn giống nhau, có thông số được tông hợp trong bảng sau:

Bảng l 1 Các thông số của máy phái điện

TB®-63-2 78,75 63 10,5 0,8 4,33 | 0,153 | 0,224 | 2,199

1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất

1.2.1 Phu tai toàn nhà máy

Công suất định mức toàn nhà máy được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

Smu(t) : céng suat toàn nhà máy theo thời gian (MVA) P9 : phần trăm công suất toàn nhà máy (%) coso : hệ số công suất toàn nhà máy

Trong khoảng thời gian 0+10h ta có P+wu3⁄ = 92%, thay vào công thức (1.2) ta

t(h) 0+10 10+20 20+24 Porm % 92 91 100 Stxu(MVA) 289,80 286,65 315,00

Trong do:

Sr : la céng suat ty ding cua nha may (MVA) cosø;p : hệ số công suất tự dùng nhà may Šzm„„po : công suất định mức một tổ máy phát điện (MVA)

Ta có: arp = 0,08; cos@rp = 0,8, thay vào công thức (1.3) ta có:

1.2.3 Công suất phụ tải các cấp

Công suất phụ tải của các cấp điện áp tại từng thời điểm được xác định theo công thức sau:

S(t) = — Bè — P94)

cosy 100 515\* MERGEFORMAT (.) Trong do:

S(t) : céng suat phu tai các cấp theo thời gian (MVA) P„„„ : công suất lớn nhất các cấp điện áp (MW) P%() : phần trăm công suất phụ tải các cấp (%) cosø : hệ số công suất phụ tải các cấp d) Phụ tải địa phương

Ta có: Pmaxuc= 7,7 MVA, cos@uc= 0,88

Trong khoảng thời gian 0+10h ta có Puo%⁄% = 80%, thay vào công thức (1.4) ta có:

b) Công suất phụ tải điện áp trung áp

Ta có: Paaur= 59 MVA, cos@ur= 0,86

Trong khoảng thời gian 0+10h ta có Pur% = 75%, thay vào công thức (1.4) ta có:

S9 ¬— , S.¡(0E10)=————.75 =SI.4Š (MVA)

0.86 100 Tính toán tương tự ta có bảng:

Bang 1 5 Bién thiên công suất phụ tải điện áp trung áp trong ngày

1.2.4 Công suất phát về hệ thong

Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại mọi thời điểm (công suất phát bằng công suất thu) không xét đến tốn thất máy biến áp ta có:

MERGEFORMAT (.)

S „ @t)= S „(f)- S (t)- S (ftl- Š ft)

616\* Trong đó: Syin(t) la céng suat phat vé hé thong theo thoi gian (MVA)

Trong khoang thoi gian 0+10h, ta co:

Hình 1 1 Đồ thị công suất phụ tải tổng hợp toàn nhà máy

Qua bảng số liệu trên ta thấy Svur > 0 tại mọi thời điểm, do vậy nhà máy luôn

phát công suất thừa lên hệ thống

1.3 Đề xuât các phương án noi điện

1.3.1 Cơ sở chung đề đề xuât các phương án nồi điện

Phương án nối điện chính của nhà máy là một khâu hết sức quan trọng trong quá

trình thiết kế phần điện nhà máy điện Căn cứ và kết quả tính toán phụ tải và cân bằng

công suất đề đề xuất các phương án nối điện

Chọn phương án nối dây theo một số nguyên tắc sau:

Vậy phụ tải địa phương không cần thanh góp điện áp máy phát mà chúng

được lấy trực tiếp từ đầu cực máy phát, phía trên của máy biến áp liện lạc

® Do nhà máy có công suất lớn và có cấp điện áp trung (110kV), cao (220kV) có trung tính nối đất trực tiếp và có hệ số có lợi là:

e_ Đối với nhà máy điện có công suất một tô máy nhỏ có thế ghép một số máy phat chung một máy biến áp nhưng phải đảm bảo nguyên tắc tổng công suất các tổ máy phát phải nhỏ hơn công suất dự trữ nóng của hệ thống điện

Ta có: 2.Samwpp = 2.78,75 = 157,5 (MVA) < Samr = 572 (MVA)

Vậy ta có thế phép 2 máy phát vào chung một máy biến áp

1.3.2 Các phương án nối điện

Từ các nguyên tắc trên ta đưa ra các phương án sau:

Hinh 1 2 Sơ đồ nối đây phương án Ì

eA⁄ô tả: Bên cao áp có ] bộ máy phát điện — may biến áp 2 cuộn dây cấp điện cho phía cao áp Bên trung áp có 1 bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây cấp điện cho phía trung áp

®17¿ điểm: Sơ đồ có độ tin cậy cung cấp điện cao, vận hành đơn giản và linh hoạt Công suất được phân bố đều

b) Phương an 2

Hình 1 3 Sơ đồ nối dây phương án 2

® A⁄ô rả: Bên cao áp có 2 bộ máy phát điện — máy biến áp 2 cuộn dây cấp điện cho phía cao áp Bên trung áp không có bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây cấp điện cho phía trung áp

®17¿ điểm: Sơ đồ có độ tin cậy cung cấp điện cao, vận hành đơn giản và linh hoạt Công suất được phân bố đều

Hình 1 4 Sơ đồ nỗi đây phương án 3

® A⁄ô rđ: Bên cao áp không có bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây cấp điện cho phía cao áp Bên trung áp có 2 bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây cấp điện cho phía trung áp

e Nhược điểm: Công suất bên trung dư thừa nhiều được truyền qua máy biến áp

tự ngẫu về hệ thông, như thế gây tôn thất công suất nhiều do phải đi qua 2 máy biến

áp

Kết luận

So sánh 3 phương án, ta thấy hai phương án 1,2 có nhiều ưu điểm hơn, đảm bảo

độ an toàn, độ tin cậy, cung cấp điện ôn định, đễ vận hành, tiết kiệm kinh tế nên ta chọn hai phương án này để so sánh về mặt kinh tế, kĩ thuật, chọn ra phương ân tối ưu

CHUONG 2: TINH TOAN CHON MAY BIEN ÁP

Máy biến áp cũng như máy phát điện là thiết bị chính trong hệ

thống điện, dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp

điện áp khác phục vụ cho việc truyền tải và phân phối điện năng

ĐI Sut 220kV 110kV

2.1 Phuong an 1

Hinh 2 1 So dé di déy phuong dn 1

2.1.1 Phân bố công suất của máy biến áp

a) Máy biến áp hai cuộn dâp

Công suất máy biến áp hai cuộn dây mang tải bằng phẳng trong suốt 24h/ngay va được tính theo công thức sau:

„ 712Equation Chapter (Next) Section 182Equation Section (Next)929\* MERGEFORMAT (.)

Trong do S;, la céng suat bé may phat dién — may bién ap 2 cudn day (MVA)

11

Thay số vào công thức (2 1) ta có:

S =78.75- —25.20 =72.45(MVAI

4

b) Máy biến áp liên lac

Sau khi phân bố công suất cho máy biến áp 2 cuộn dây trong bộ máy phát điện — máy biến áp hai cuộn dây, phần công suất còn lại do máy biến áp liên lạc đảm nhận và được xác định trên cơ sở cân bằng công suất, không xét đến tôn thất trong máy biến

áp

Phân bô công suât cho các phía của máy biên áp tự ngầu như sau:

10210* MERGEFORMAT ()

Trong đó: S»c(t), Sø+(t), S»u(t) là công suất phía cao, trung, hạ máy biến áp tự ngẫu theo thời gian (MVA)

Thay số vào công thức (2.2) ta có bảng sau :

Bảng 2 1 Phân bố công suất cho các cuộn dây máy biển áp tự ngẫu phương an 1

2.1.2 Chọn loại và công suất định mức của máy biến ap

a) Chọn máy biến áp hai cuộn dây

Công suất định mức máy biến áp hai cuộn dây được chọn theo công thức sau:

MERGEFORMAT ()

Trong đó: Sa„r là công suất máy biến áp 2 cuộn dây (MVA)

Có Sa„vpp = 78,75 (MVA) vậy Sa„+> 78,75 (MVA)

Tra phụ lục sách Thiết kế Phần điện Nhà máy điện và Trạm biến áp

(PGS.TS.Pham Văn Hòa, Th.Š Phạm Ngọc Hùng, TS.Vũ Hoàng Giang) ta chọn máy biên áp 2 cuộn dây có các thông sô sau:

Bảng 2 2 Thông số máy biến áp hai cuộn dây phương án Ï

b) Chọn máy biến áp tự ngẫu

Do phụ tải không bằng phẳng nên ta chọn máy biến áp tự ngẫu điều chỉnh dưới

(PGS.TS.Pham Văn Hòa, Th.Š Phạm Ngọc Hùng, TS.Vũ Hoàng Giang) ta chọn máy biên áp tự ngau có các thông sô sau:

Bảng 2 3 Thông số máy biển áp tự ngẫu phương án Ì

2.1.3 Kiểm tra điều kiện quá tải của máy biến áp

Đối với máy biến áp hai cuộn dây trone sơ đồ bộ máy phát điện - máy biến áp không cần kiểm tra quá tải, bởi một trong hai phần tử máy phát điện hay máy biến áp

bi su cé thi cả bộ ngừng làm việc, không xảy ra hiện tượng làm việc trong điều kiện sự

cô

Đối với máy biến áp tự ngẫu: xét các trường hợp sự cô như sau:

a) Sự cô hỏng I bộ máp phát điện — máy biến áp bên trung áp khi phụ tải phía trung dp cuc dai

Bảng 2 4 Thông số khi phụ tải phía trung áp cực đại

t S UTmax S UG-UTmax Svut-UTmax S bo S TDmax

(h) (MVA) (MVA) (MVA) (MVA) (MVA)

20724 68,60 8,75 212,45 72,45 25,20

Kiém tra diéu kién qua tai: 2.kgisc.0.Samat > Sutinax

Tương đương với: 2.1,4.0,5 160 = 224 > 68,60 (thỏa mãn điều kiện quá tai)

Phân bô công suất cho các cuộn dây máy biên áp tự ngầu khi có sự cô hỏng 1 bộ máy phát điện — máy biến áp bên trung áp khi phụ tải phía trung áp cực đại:

S Si 5,20 8,75

Si =S, MPD ” —- =78,75- = - —— =08,08 (MVA)

4 2 4 2

` | l sy an Nae Spe =~ Si ==-08, 00 =34,30 (MVA)

Si) =Si! - SS! =08,08 - 34,30 =33, 77 (MVA)

HT

Hình 2 2 Phân bố lại công suất sự cố hỏng 1 bộ máy phát điện — máy biển áp bên trung áp

khi phụ tải phía trung áp cực đại của phương án 1 Công suất được truyền từ hạ lên trung và cao, trường hợp này cuộn hạ mang tải

nặng nề nhất, tức là: max{S„, S«:, S¡a}= S¡a = Spn = 68,08 (MVA)

Kiểm tra điều kiện quá tải: k„se.0.SamAr > Sa

Tương đương với: 1,4.0,5.160 = 112 > 68,08 (thóa mãn điều kiện quá tải) Xác định lượng công suất thiếu phát về hệ thống là:

=212,45- 2.33,77- 72,45 =72,45 (MVA)<S,,,, =572 (MVA)

Hệ thống bù đủ công suất thiếu Hệ thống vẫn làm việc ôn định

b) Sự cỗ hỏng I máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải phía trung áp cực đại

15

Kiém tra diéu kién qua tai: kgisc.0.Samat + Spo > Sutmax

Tương đương 1,4.0,5.160 + 72,45 = 184,45 > 68,60 (thỏa man điều kiện quá tải) Phân bô công suât cho các cuộn dây máy biên áp tự ngẫu khi có sự cô hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải phía trung áp cực đại:

Hình 2 3 Phân bố lại công suất sự cố hỏng I máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải phía trung áp

cực đại của phương án 1 Qua phân bố công suất ta thấy công suất được truyền từ hạ vả trung lên cao, trường hợp này cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất:

max § § S, =§,, =ứ.(§,„|+|§,„.|)=0 Š.(3, §Š + 63,70) =33,77 (MVA) Kiểm tra điều kiện quá tải: kụs œ.Sa»Ar > Sa

Tương đương với: 1,4.0,5.160 = 112 > 33,77 (thỏa mãn điều kiện quá tai)

16

Xác định lượng công suất thiếu phát về hệ thống là:

S EẽS¡g TÑN T8

=212,45- 07,55- 72,45 =72.45 (MVA)<S =572 (MVA)

Hệ thống bù đủ công suất thiếu Hệ thống vẫn làm việc ồn định

c) Sự cỗ hỏng I máp biến áp tự ngẫu tại thời điểm phía trung áp cực tiểu

Bảng 2 5 Thông số khi phụ tải phía trung áp cực tiểu

0+10 51,45 7,00 207,36 72,45 25,20

Kiém tra diéu kién qua tai: kgtsc.0.Samat + Sto > Sutmin

Tương đương: 1,4.0,5.160 + 72,45 = 184,45 > 51,45 (thỏa mãn điều kiện quá tải) Phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu khi có sự cố hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm phía trung áp cực tiêu:

Kiểm tra điều kiện quá tải: k„ œ.Sa»Ar > S„

Tương đương với: 1,4.0,5.160 = 112 > 43,22 (thỏa mãn điều kiện quá tải) Xác định lượng công suất thiếu phát về hệ thống là:

Hình 2 4 Phân bố lại công suất khi sự cô hỏng 1 máy biến áp tự ngâu khi phụ tải phía trung

áp cực tiểu của phương án Ì 2.1.4 Tính toán tốn thất điện năng trong máy biến áp

a) Tính toán tôn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn đây

Tổn thất điện năng mây biến áp 2 cuộn dây được xác định theo công thức sau:

Sa |

AA, = 8760.AP + 8760.AP | ——} (MWh)

So | 13213\* MERGEFORMAT (.)

Thay số vào công thức (2.5) ta được:

b) Tỉnh toán tôn thất điện năng trong máp biến áp tự ngẫu

Tương tự như đối với máy biến áp ba cuộn dây, đề tính tôn thất điện năng trong

máy biến áp tự ngẫu trước hết cần tính tôn thất công suất ngắn mạch cho từng cuộn

C-T dây Vi nhà chê tạo chỉ cho biết trịsô ˆ Ý nên ta coi

AP AP : AP

: tương ứng là tốn thất công suất ngắn mạch các phía cao

áp, trung áp và hạ áp của máy biến áp

AP.) AP.) AP , ¬ aka og

: tương ứng là ton thât công suât ngắn mạch cao- trung, cao-hạ, trune-hạ được cho bởi nha chế tạo

Vì máy biến áp tự ngẫu mang tải theo đồ thị phụ tải ngày đặc trưng cho toàn năm nên ta tính tôn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu theo công thức sau:

Ss S

AA= S760.AP + 365.8") AP | = $ | + AP | + AP

S 14214\* MERGEFORMAT (.) Thanh phan thir nhat:

AA, = 8760 AP, = 8760.85.10 = 744,60 (MWh)

Thanh phan hai:

20

AA, =305,.)) AP\.| ~

| >

Bang 2 6 Ton that điện năng trong máy biển áp tự ngẫu phương án Ì

Tổn thất điện nang trong cac may bién áp tự ngẫu là:

AAar = AAats = AA, + AA? = 744,60 + 950,83 = 1695,43 (MWh)

Như vậy tôn thất điện nang trong cac may bién ap cua phurong an | là:

AApat = AAni + AAatrs + AAat3 + AAt4

= 2999 86 + 2.1695,43 + 2840,42 = 9231,14 (MWh)

21

Hình 2 5 Sơ đồ đi dây phương án 2

2.2.1 Phân bố công suất cho các máy biến áp

a) Máy biến áp 2 cuộn dây

Tinh toán tương tự như phương án Ì, ta có:

S, =S ayy = Sh! =78,75- +2520 =72,45 (MVA)

n

b) Các máy biến áp liên lạc

Sau khi phân bố công suất cho máy biến áp 2 cuộn dây trong bộ máy phát điện — máy biên áp hai cuộn dây, phân công suât còn lại do máy biên áp liên lạc đảm nhận

(.)

Phân bô công suât cho các phía của máy biên áp tự ngầu như sau:

S,(t) —|S > | (t)- 3.S

Š,„.(f)—SŠ ¬ .(t) ŠS,„„(f)— Š, (t) + S (t)

15215\* MERGEFORMAT

22

Thay số vào công thức (2.7) ta có:

Bảng 2 7 Phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu phương án 2

2.2.2 Chọn loại và công suất định mức của máy biến ap

a) Chọn máy biến áp 2 cuộn dây

Tương tự phương án 1 ta có:

S BS SP" S§, cu =7S,7§ (MVA)

Tra phụ lục sách Thiết kế Phần điện Nhà máy điện và Trạm biến áp

(PGS.TS.Pham Văn Hòa, Th.Š Phạm Ngọc Hùng, TS.Vũ Hoàng Giang) ta chọn máy biến áp 2 cuộn dây có các thông số sau:

Bảng 2 8 Thông số máy biển áp 2 cuộn dây của phương án 2

S Dién ap (kV) | Tén that (kW)

(MVA) | ¢ H | AP | APy T1,T2| TL 80 242 | 105 | 8° | 320 | 11 | 06

(PGS.TS.Pham Văn Hòa, Th.Š Phạm Ngọc Hùng, TS.Vũ Hoàng Giang) ta chọn máy biên áp tự ngau có các thông sô sau:

Bảng 2 9 Thông số máy biến áp tự ngâu phương án 2

2.2.3 Kiểm tra điều kiện quá tải của máy biến áp

Đối với máy biến áp hai cuộn dây trone sơ đồ bộ máy phát điện - máy biến áp không cần kiểm tra quá tải, bởi một trong hai phần tử máy phát điện hay máy biến áp

bị sự cố thì cả bộ ngừng làm việc, không xảy ra hiện tượng làm việc trong điều kiện sự

cô

Đối với máy biến áp tự ngẫu: xét trường hợp sự cô như sau:

Sự cỗ hỏng I máp biến áp tự ngẫu tại thời điểm phía trung áp cực đại

Kiểm tra điều kiện quá tải: k„se.0.SamAr > Sunma

Tương đương: 1,4.0,5.160 = 112 > 68,60 (thỏa mãn điều kiện quá tải)

Phân bô lại công suât cho các cuộn dây máy biên áp tự ngẫu khi có sự cô hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải trung áp cực đại:

Công suất được truyền từ hạ và cao lên trung, trường hợp này cuộn chung mang

tải nặng nề nhất, tức là: max{S„, S¿, S¡¿}= S¿› = S»n + a.Spc = 66,15 (MVA)

24

Kiém tra diéu kién qua tai: kgsc.0.Samat > Sen

Tương đương với: 1,4.0,5.160 = 112 > 66,15 (thỏa mãn điều kiện quá tải) Xác định lượng công suất thiếu phát về hệ thống là:

Hình 2 6 Phân bố lại công suất khi sự cô hỏng 1 máy biến áp tự ngâu khi phụ tải phía trung

áp cực đại của phương đn 2 2.2.4 Tính toán tốn thất điện năng trong máy biến áp

a) Tính toán tôn thất điện năng trong máy biến áp 2 cuộn dâp

Tổn thất điện năng máy biến áp 2 cuộn dây:

AA =AA— =8700.80.10°° +87600.320.10 | => | =7999.86 (MWh)

SU

b) Tinh toan ton that dién nang trong may bién áp tự ngẫu

Tính toán tương tự phương an 1, ap dung công thức (2.6) ta có:

25

Tổn thất điện nang trong cac may bién áp tự ngẫu là:

AAat = AA, + AA? = 744,60 + 775,42 = 1520,02 (MWh)

Như vậy tôn thất điện năng trong các máy biến áp của phương án 2 là:

AApa2 = 2.AAr + AAar

= 2.2999,86 +2.1520,02 = 9039,78 (MWh)

26

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KINH TẺ KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN

TÓI ƯU

Mục đích của việc tính toán kinh tế - kĩ thuật là đê chọn được phương án tối ưu

nhất trong 2 phương án đang xét Phương án tối ưu nhất phải là phương án vừa đảm

bảo được về mặt kỹ thuật lại vừa có chị phí kinh tế thấp

3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối

Trong nhà máy điện, các thiết bị điện và khí cụ điện được nôi lại với nhau thành

sơ đồ điện Yêu câu chung của sơ đô nôi điện là: làm việc đảm bảo, tin cay, cau tạo đơn giản, vận hành lĩnh hoạt, kinh tế và đảm bảo an toàn cho người vận hành

Tính đảm bảo của sơ đồ phụ thuộc vào vai trò quan trọng của hộ tiêu thụ điện Tính linh hoạt của sơ đồ được thể hiện bởi khả năng thích ứng với nhiều trạng thái vận hành khác nhau

Việc chọn sơ đỗ thiết bị phân phối nào cho điện áp cao và điện áp trung được chọn căn cứ vào sô mạch đường dây đâu nỗi vào chung Cụ thê như sau:

1 Ở cấp điện áp 35 kV số mạch vừa phải, chọn sơ đồ thiết bị phân phối một hệ thống thanh góp phân đoạn bằng máy cắt

2 Trường hợp chỉ có hai mạch nguồn và hai mạch đường dây, ở cấp điện

áp 110 kV và 35 kV, có phụ tải quan trọng thì chọn sơ dé thiết bi phan phối một hệ thông thanh góp có phân đoạn bằng máy cắt

3, Khi số mạch đường dây từ 5 đến 7 đối với cấp điện áp 35 kV, từ 4 đến 5

đối với cấp điện áp 110 kV, từ 3 đến 4 đối với cấp điện áp 220 kV thì nên dùng sơ đồ

thiết bị phân phối hai hệ thống thanh góp

4 Khi số mạch đường đây từ 7 trở lên đối với cấp điện áp 35 kV, từ 5 trở

lên đối với cấp điện áp 110 kV, từ 4 trở lên đối với điện áp 220 kV thì nên dùng sơ đồ

thiết bị phân phối hai hệ thống thanh góp có thanh góp đường vòng

5 Sơ đỗ 1,5 máy cắt/mạch chỉ dùng cho thiết bị phân phối cấp điện áp 220

kV nếu có nhiều mạch và thực sự quan trọng và dùng cho thiết bị phân phối cấp điện

ap 500 kV trong moi trường hợp dù số mạch ít hay nhiều

27

Theo giả thiết đã cho:

Phụ tải cấp điện áp trung có công suất cực đại P„zu;r = 59 (MW); (Utam = 110

kV), g6m | kép x 27 MW va 1 don x 32 MW

Nha may được liên lạc với hệ thống điện bằng 2 lộ đường dây 220 kV có chiều

dai 1 = 94 (km)

Từ giả thiết trên ta có bảng thông số số mạch đường dây như sau:

Bảng 3 1 Thống kê số mạch đường dây

10,5 kV Không dùng thanh sóp điện áp máy phát

Sơ đồ hệ thống lựa | 110 kV Hệ thống 2 thanh góp | Hệ thống 2 thanh góp

chọn cho phương 220kV Hệ thống 2 thanh góp | Hệ thống 2 thanh góp

Sơ đồ thiết bị phân phối của hai phương án như sau:

5 jn fom 171 hn be C22

áp và thiết bị phân phối ta có: