đồ án thiết kế nhà máy điện

- Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải: + Phụ tải cấp điện áp máy phát có Uđm=10,5kV + Phụ tải điện áp trung có Uđm=110kV - Nhà máy có nhiệm vụ phát công suất tổng có điện

Trong quá trình phát triển của một quốc gia thì điệnnăng là một trong những nguồn năng lợng không thể thiếu đợc.

Điện năng phục vụ đắc lực cho mọi hoạt động, trong mọingành nghề của xã hội Để hiểu đợc tầm quan trọng của điệnnăng và vận hành tốt đợc hệ thống điện thì ngời giáo s, tiến

sĩ và các chuyên gia…của ngành điện góp phần không nhỏ, làmột sinh viên ngành hệ thống điện em rất hiểu điều đó.Trong quá trình học tập trong nhà trờng thì việc thiết kếphần điện trong nhà máy điện là một công việc rất phức tạp,

nó bao gồm nhiều yếu tố mang tính độc lập cao, đòi hỏi ngờithiết kế phải nắm bắt một cách tổng quát công việc mìnhlàm, vận dụng một cách sáng tạo những kiến thức đã tích góp

đợc trong học tập và trên thực tế cũng nh những ảnh hởng củacác yếu tố bên ngoài đến thiết kế thi công, công trình và vậnhành Thiết kế phần điện trong nhà máy điện (một khâuquan trọng của hệ thống điện) trong khi đang ngồi trên ghếnhà trờng sẽ giúp em có đợc không ít kinh nghiệm để chuẩn

Môc lôc

Ch¬ng I TÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt

I Chän m¸y ph¸t ®iÖn 3

II TÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt ë c¸c cÊp ®iÖn

¸p 4

Ch¬ng II TÝnh to¸n chän m¸y biÕn ¸p

I Lùa chän m¸y biÕn ¸p 17

II TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng 32III TÝnh to¸n dßng cìng bøc 41

Ch¬ng III Chän m¸y c¾t - tÝnh to¸n kinh tÕ -kÜ thuËt

Chän ph¬ng ¸n tèi u

I Chän m¸y c¾t 48

Chơng IV tính toán ngắn mạch

I Đặt vấn đề 60

II Chọn điểm ngắn mạch 61

Chơng V Chọn dây dẫn và khí cụ điện

I Chọn máy cắt và dao cách ly 85

II Chọn thanh dẫn và thanh góp 87

Chơng VI Chọn sơ đồ nối điện và thiết bị tự dùng

I Chọn sơ đồ nối điện .112

II Chọn thiết bị tự dùng 112

Chơng I Tính toán cân bằng công suất

I Chọn máy phát điện

Theo yêu cầu của đề bài ta phải thiết kế phần điện củanhà máy nhiệt điện Nhà máy có số tổ máy phát điện là 4 tổmáy và có công suất là 400MW Nhà máy nối với hệ thống bằng

2 lộ đờng dây 220kV, chiều dài mỗi lộ là 110km Công suất hệthống (không kể nhà máy đang thiết kế ) là 4400MVA, côngsuất dự trữ hệ thống là 12%, điện kháng ngắn mạch ( tính

đến thanh cái của hệ thống nối với đờng dây ) là 0,65

- Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải:

+ Phụ tải cấp điện áp máy phát có Uđm=10,5kV

+ Phụ tải điện áp trung có Uđm=110kV

- Nhà máy có nhiệm vụ phát công suất ( tổng ) có

điện thì đòi hỏi công suất của máy phát lớn nhất không đợc lớnhơn dự trữ quay về hệ thống

+ Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh vận hành vềsau, nên chọn các máy phát điện cùng loại

+ Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện

định mức, dòng điện ngắn mạch ở cấp điện áp này sẽ nhỏ và

do đó dễ dàng chọn các khí cụ điện hơn

Tuy nhiên do đã biết số lợng và công suất của từng tổ máy

thì do đó chỉ cần kiểm tra sổ tay kĩ thuật điện để chọn

loại máy phát điện tơng ứng với các thông số kĩ thuật khác nh

điện áp, dòng điện, công suất định mức, hệ số công suất

cos, các điện kháng x'd, x''d

Do vậy ta chọn máy phát điện tuabin hơi có các thông số

nh sau: Tra trong bảng phụ lục I phần máy phát điện đồng bộ

tuabin hơi trang 76 sách " Thiết kế nhà máy điện và trạm biến

áp " của P.GS Nguyễn Hữu Khái

nv/ph

SMVA

PMW

UKV

Cos

I

KA x''d x'd xdTH-

0,192

0,278

1,907

450-500

BIT-II Tính toán phụ tải và cân bằng công suất ở các cấp

điện áp

Để đảm bảo vận hành an toàn, tại mỗi thời điểm điện

năng do các nhà máy phát điện phát ra phải hoàn toàn cân

bằng với lợng tiêu thụ điện năng ở các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất

điện năng

Trong thực tế lợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điệnluôn luôn thay đổi Việc nắm đợc quy luật này là tìm đợc đồthị phụ tải và điều này rất quan trọng đối với việc thiết kế vàvận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn đợccác phơng án nối điện hợp lý, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và

kĩ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài việc dựavào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất các máybiến áp và phân bố tối u công suất giữa các tổ máy phát điệntrong cùng một nhà máy và phân bố công suất giữa các nhàmáy phát điện với nhau

Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhàmáy và đồ thị phụ tải của các cấp điện áp dới dạng bảng theophần trăm công suất tác dụng Pmax và hệ số công

suất cos của từng phụ tải tơng ứng từ đó ta tính đợc phụ tải ởcác cấp điện áp theo công thức biểu kiến sau:

St= P% (1)

Trong đó:

St là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t, MVAP% là công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phầntrăm công suất cực đại

Pmax là công suất của phụ tải cực đại, MW

cos là hệ số công suất của từng phụ tải

1 Phụ tải các cấp.

1.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát 10,5kV

Phụ tải cấp điện áp máy phát đã cho Pmax=16,4MW,cos=0,8

Phụ tảI bao gồm các đờng dây:

4kép x3,2 MW x4km 1đơn x1,2 MW x3kmTheo đầu bài cho bảng biến thiên công suất tác dụng tạithời điểm t, tính theo phần trăm (%), áp dụng theo công thức(1) tính công suất biểu kiến của phụ tải ta có bảng kết quảsau

Hình 1

1.2 Phụ tải điện áp trung 110kV

Phụ tải điện áp trung đã cho Pmax=180MW, cos=0,8

Phụ tảI bao gồm các đờng dây: 1kép + 4đơn

Tơng tự tính công suất biểu kiến của phụ tải ở cấp điện

áp máy phát ta có bảng kết quả sau

Bảng 3

2 Phụ tải toàn nhà máy

Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là Pđ=400MW,cos=0,8

Công suất biểu kiến của toàn nhà máy đợc tính theo côngthức:

Stnm= P% (2)

Dựa vào công thức (2) tính công suất biểu kiến của toàn nhàmáy ta có bảng kết quả sau

Trong nhà máy nhiệt điện thì phụ tải tự dùng chiếm mộtphần đáng kể khoảng (58)% tổng công suất phát ra của nhàmáy Một cách gần đúng ta có thể xác định phụ tải tự dùngcủa nhà máy nhiệt điện theo công thức sau:

Std = .Snmmax(0,4 + 0,6 )

Trong đó : Snmmax là công suất đặt của nhà máy,MVA

Snm là công suất của nhà máy tại thời điểm t,MVA

 là số phần trăm lợng điện tự dùng,  = 0,07

Theo công thức trên thì phụ tải tự dùng của nhà máy gồmhai thành phần, một thành phần không phụ thuộc vào phụ tải

và một thành phần phụ thuộc vào phụ tải

Công suất biểu kiến của tự dùng nhà máy đợc tính theocông thức sau:

Từ bảng kết quả trên ta vẽ đợc đồ thị phụ tải tự dùng.

Hình 4

4 Công suất phát về hệ thống

Nhà máy thiết kế có nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải điện

áp máy phát, phụ tải điện áp trung và phát lợng công suất thừalên hệ thống 220 kV

Ta có tổng công suất phát toàn nhà máy bằng tổng côngsuất tiêu thụ

STNM(t)=STD(t)+SUF(t)+SUT(t)+ SVHT(t)

Vậy công suất phát về hệ thống:

SVHT(t)= STNM(t)- STD(t)+SUF(t)+SUT(t) 

Trong đó:

SVHT(t): Công suất về hệ thống tại thời điểm t,MVA

STD(t): Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t,MVA

SUF(t): Công suất của phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời

điểm t,MVA

SUT(t): Công suất của phụ tải cấp điện áp trung tại thời

điểm t,MVA

STNM(t): Công suất của toàn nhà máy tại thời điểm t,MVA

Thay các giá trị đã tính đợc ở trên ta đợc kết quả tính toán

phụ tải và cân bằng công suất phát về hệ thống ở bảng sau:

191,2 5

191,2

5 225 225 202,5

168,7 5

168,7 5

S TD (t) 28,7 28,7 28,7 32,9 32,9 31,85 35 35 28,7

S VHT (t

) 142,3 119,8 115,7

211, 5

174,6 75

150,72

283,9 5

140,2 5

Từ bảng kết quả trên ta vẽ đợc đồ thị

H×nh 5

5 §å thÞ tæng cña toµn nhµ m¸y

Hình 6

6 Nhận xét

Qua đồ thị phụ tải tổng hợp trên ta có một số nhận xét

chung nh sau:

Nhà máy phát công suất cực đại Snmmax = 500 MVA lúc14h 20h, công suất cực tiểu Snmmin = 350 MVA vào lúc 0h- 8h và 20h

24 h

Công suất phụ tải trung áp cực đại STmax = 225 MVA vào lúc10h - 14h và cực tiểu STmin = 168,75 MVA lúc 0h - 4h và 18h -24h

Công suất phát lên hệ thống cực đại Shtmax =283,95 MVA lúc18h - 20h và cực tiểu Shtmin = 115,7 MVA lúc 6h - 8h

Công suất phụ tải điện áp máy phát cực đại Sđfmax = 20,5MVA lúc 14 h - 18 h và cực tiểu Sđfmin = 10,25 MVA lúc 0 - 6 h Công suất tự dùng cực đại Stdmax =35MVA lúc 14h-20h và cựctiểu Stdmin=28,7MVA lúc 0h- 8h và 20h - 24h

Công suất dự trữ quay của hệ thống Sdtq = 12% 4400 =

528 MVA

Công suất phát lớn nhất của nhà máy là 500 MVA, lợng côngsuất này chủ yếu phát cho phụ tải trung áp (110 kV) STmax = 225MVA, một phần nhỏ cấp cho phụ tải địa phơng (10,5kV),

Sđfmax = 20.5 MVA và tự dùng còn lại phát về hệ thống (220 kV),

mà hệ thống có công suất 4400 MVA, công suất phát về hệthống cực đại là 283,95 MVA vì vậy nhà máy thiết kế rất quantrọng đối với phụ tải trung áp Nhà máy thiết kế với 4 máy phát

và 3 cấp điện áp 220 kV, 110 kV, 10,5 kV, phụ tải điện áp máyphát (địa phơng) chiếm so với công suất định mức của mộtmáy phát là =8,2% < 10% Các nhận xét này đợc dùng đểtính toán, lựa chọn sơ đồ nối điện ở phần sau

III lựa chọn sơ đồ nối điện của nhà máy điện

1.Đề xuất các ph ơng án

lựa chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là mộtcông việc rất quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy,dựa vào sơ đồ nối điện chính ta có cái nhìn tổng quan vềphần điện trong nhà máy Sơ đồ lựa chọn phải thoả mãn đợccác yêu cầu cơ bản về kinh tế -kĩ thuật cũng nh đảm bảo antoàn cho ngời và thiết bị

Yêu cầu kỹ thuật nh đảm bảo độ tin cậy, cung cấp điệnliên tục cho các hộ tiêu thụ, vận hành đơn giản, linh hoạt

Theo nhận xét cuối chơng 1 ta thấy phụ tải điện áp trungrất quan trọng đối với nhà máy Phụ tải địa phơng chiếm mộtlợng bé nên để đơn giản trong vận hành ta sử dụng sơ đồ bộ(máy phát điện ghép bộ với máy biến áp), phụ tải địa phơnglấy ở hạ áp của máy biến áp liên lạc giữa hai hệ thống Trong sơ

đồ ghép bộ thì công suất mỗi bộ

phải nhỏ hơn lợng dự trữ quay của hệ thống bởi vì nếu khôngthoả mãn điều này thì khi xảy ra sự cố bộ đó thì phụ tảikhông đợc cung cấp điện đầy đủ do lợng công suất dự trữhuy động về không đủ Để liên lạc giữa hai hệ thống 110kV và

220 kV ta có thể sử dụng máy biến áp ba cuộn dây hoặc máybiến áp tự ngẫu nhng do tính u việt của máy biến áp tự ngẫu

so với máy biến áp ba cuộn dây nh tổn thất điện năng bé,kích thớc, trọng lợng cũng nh tiêu hao vật liệu bé, hiệu suất caonên ta dùng biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa hai hệ thống Hơn

nữa, điện áp ở hệ thống 220 kV và phía trung áp 110 kV đều

là mạng trung tính nối đất trực tiếp nên ta dùng máy biến áp tựngẫu để liên lạc giữa hai hệ thống là hoàn toàn phù hợp Dựavào phân tích trên ta vạch ra các phơng án nối điện sau:

Ph

ơng án I

Hình 7Nhận xét

Ưu đỉêm: Do phụ tải bên trung S =168,75 MVA> S

=125 MVA nên máy phát bằng phẳng liên tục trong tổn thấtmáy biến áp trong chế độ hoạt động bình thờng nhỏ

- sơ đồ đơn giản, dòng ngắn mạch nhỏ nên chọn cácthiết bị

Nhợc điểm:phảI ding ba loại máy biến áp , gây khó khăncho việc vận hành và bảo vệ,ngoàI ra có thêm các mạch nối lênthiết bị phân phối điện áp cao nên vốn đâu t tăng

Ph

ơng án 2

Hình 8Trong phơng án này ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để làmliên lạc giữa 2 hệ thống 110 kV và 220 kV, bên phía trung áp

110 kV còn có 2 bộ máy phát - máy biến áp ghép bộ Công suất

đợc truyền tải từ phía hạ lên phía cao áp và trung áp, đồngthời có thể truyền từ phía trung sang phía cao và ngợc lại

Ưu điểm là sử dụng ít chủng loại máy biến áp nên dễ vậnhành, lắp đặt, lợng điện đợc cấp liên tục cho phụ tải Phụ tảitrung áp lớn nhất 225 MVA lớn hơn 2 tổ máy phát nên nó đợccấp đủ công suất ít phải huy động từ hệ thống về Khi STmin

thì tổn thất điện năng nhiều do phải truyền công suất qua

hai loại máy biến áp (máy biến áp hai dây quấn và máy biến áp

tự ngẫu)

Nhợc điểm: số lợng thanh cáI nối vào thanh trung áp nhiềunên công suet thừa bên trung trung vào hệ thống qua 2 lần máybiến áp làm tăng tổn thất công suất

/Ph ơng án 3

Hình 9Nhận xét:

Trong phơng án 3 nàycó u điểm là ding í chủng loại máybiến áp

Nhợc điểm: cả bốn máy biến áp đều nối vao thanh cáIphía cao áp nên dòng ngắn mạch qua phía cao rất lơn sinh ra

bị hang cs máy còn lại làm việc rất nặng nề dễ sinh ra quátảI,và cấp điện cho phụ tảI trung áp sẽ khong cao.

K

ết luận :từ các nhận xét sơ bộ ở các phơng án trên chothey phơng án III không thích hợp để chon làm phơng án tói u ,

ta chỉ xét 2 phơng án Ivà phơng án II để so sánh chỉ tiêu vềmặt kinh tế , kỹ thuật nhằm tìm ra một phơng án tối u đểtính toán và thiết kế cho nhà máy

Chơng II tính toán chọn máy biến áp

I lựa chọn máy biến áp

Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống

điện Điện năng đợc sản xuất ở nhà máy điện đợc truyền tải

đến hộ tiêu thụ thờng qua nhiều lần biến đổi bằng các máybiến áp (MBA) tăng áp và giảm áp Vì vậy tổng công suất củamáy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất của máy phát điện.Mặc dầu hiệu suất của máy biến áp tơng đối cao nhng tổnthất điện năng trong máy biến áp rất lớn Bởi vậy ngời ta mongmuốn chọn số lợng máy biến áp ít và công suất đặt nhỏ màvẫn đảm bảo đợc an toàn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ

điện Chọn máy biến áp trong nhà máy điện là chọn loại, số ợng, công suất định mức, và hệ số biến áp MBA đợc chọn phải

l-đảm bảo an toàn trong điều kiện bình thờng và khi xảy ra sự

cố nặng nề nhất

Đối với nhà máy điện có phụ tải điện áp máy phát, cần tiếnhành xây dựng những đờng đặc tính phụ tải ngày đêm và

sự trao đổi công suất giữa nhà máy với hệ thống trong chế độlàm việc bình thờng, ngoài ra cũng phải xem xét những luồngcông suất trao đổi trong chế độ sự cố

- Một trong những máy phát điện công suất lớn nhất củanhà máy nối vào thanh góp điện áp máy phát nghỉ không làmviệc (trờng hợp này các máy còn lại phải làm việc với công suất

Các máy biến áp và máy biến áp tự ngẫu thờng chọn loại bapha có điều chỉnh điện áp dới tải trừ máy biến áp hai cuộndây nối bộ với máy phát điện

Giả thiết các MBA đợc chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt

độ môi trờng nơi lắp đặt nhà máy điện Do vậy không cầnhiệu chỉnh công suất định mức của chúng

I.2 Ph ơng án I ( hình 7 )

a) chän MBA B :

§iÒu kiÖn chän : S®mB S®mF= = =125 MVA

chän MBA kiÓu TPДЦH_125, c¸c cÊp ®iÖn ¸p 115/ 10,5

B¶ng 7LO¹I

b) chän MBA B :

§iÒu kiÖn chän : S®mB S®mF= = =125 MVA

chän MBA kiÓu TДЦ_125, c¸c cÊp ®iÖn ¸p 242/ 10,5

TænthÊt,kw

380

- 11 - 0,5

2.Máy biến áp tự ngẫu tăng áp (máy biến áp liên lạc )

ở chế độ bình thờng, máy biến áp liên lạc TN1 và TN2 đợcchọn lầ máy biến áp điều áp dới tải với điều kiện : SđmTN  S

MVA

Po,Kw

Pn ,k

3)R

ATДЦTH 250 23

0

121

Hình 11

b Phân bố dòng công suất trong máy biến áp tự ngẫu TN1,TN2

Dòng công suất các phía cao, trung, hạ của máy biến áp tự

ngẫu trong chế độ làm việc bình thờng trong các khoảng thời

gian đợc tính nh sau:

Trong phơng án này công suất truyền lên hệ thống do hai

máy biến áp tự ngẫu và một máy biến áp B1 nên công suất

truyền lên phía cao 220 kV :

Sc1 = Sc 2 =

Công suất truyền lên trung áp 110 kV do một bộ máy phát

điện- máy biến áp và lợng công suất phía trung của hai máy

biến áp tự ngẫu nên công suất truyền lên phía trung 110kV của

mỗi máy biến áp tự ngẫu là:

ST1 = ST2 =

Công suất phía hạ của một máy biến áp tự ngẫu là:

Sh1 = Sh2 = Sc1 + ST1

Dựa vào tính toán cân bằng công suất của chơng 1, trong

từng khoảng thời gian ti ta có bảng kết quả phân bố dòng công

suất các phía của máy biến áp tự ngẫu nh bảng dới đây

Bảng 10

T, h 0 4 4 6 6 8 8 10 10 1

2

12 14

14 18

150,72

5 242

283,95

140,25

191,2

202,5

168,75

168,75

0,275

-47,625

29,213

17,238

54,375

43,1

2 26,25

26,25

37,22

5

85,125

83,588

71,613

105,995

110,1

38,25

St1,t2> 0 thể hiện công suất truyền tải từ hạ, cao sang

trung của máy biến áp tự ngẫu.SC1,C2<0 chứng tỏ công suất đI

từ phía thanh góp hệ thống 220 kV sang thanh góp 110 kV để

bổ xung lợng công suất thiếu phía 110 kV

4 Kiểm tra điều kiện làm việc sự cố

Trong điều kiện làm việc sự cố máy biến áp thì sự cốtrầm trọng là lúc phụ tải trung áp cực đại, xét xem lúc đó công

suất truyền lên hệ thống là bao nhiêu, thiếu so với lúc vận hành

bình thờng là bao nhiêu và máy biến áp có bị quá tải haykhông, nếu quá tải thì quá tải bao nhiêu phần trăm Công suất

lớn nhất của phụ tải trung là: STmax=225MVA

a Khi sự cố một bộ máy biến áp - máy biến áp bên trung áp

Theo tính toán phân bố công suất tính dới đây ta có sơ

đồ phân bố công suất nh hình sau:

Hình 12

Khi sự cố một bộ máy biến áp hai dây quấn bên trung ápthì nguồn công suất cấp cho phụ tải trung là do phía trung củahai máy biến áp tự ngẫu nên:

+công suất phía trung của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:

ST1 = ST2 = = = 112,5 MVA

+Mà Công suất định mức cuộn trung là:STđm=

SđmB=0,5.250=125 mva nên STSTđm Do đó máy biến áp tựngẫu không bị quá tải

+Công suất phát lên phía hạ ( khả năng phát của máy phát )

Sh1= 1

n

min 1 max dmF UF TD 1

+Công suất phát lên hệ thống là:

Sht = 2Sc = 2 56,75=113,5MVA

Lợng công suất phát bị thiếu so với chế độ bình thờng là:

Sthiếu = SVHT max - Sht = 174,625- 113,5=61,125 MVA<Sdtquay

=528 MVA

b Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu TN1 hoặc TN2

Hình 13Trong trờng hợp này ta kiểm tra máy biến áp tự ngẫu bị sự

cố thì bộ bên trung có cung cấp đủ cho phía trung hay không.+Công suất phía trung của máy biến áp tự ngẫu là:

ST1 = STmax- Sbộ = 225- 116,25 = 108,75 MVA nghĩa là côngsuất truyền từ trung sang cao của máy biến áp tự ngẫu

+Mà Công suất định mức cuộn trung là:STđm=

SđmB=0,5.250=125 mva nên STSTđm Do đó máy biến áp tựngẫu không bị quá tải

+Công suất truyền lên phía cao 220 kV là:

Sc1 = Sh1 - ST1 = 171,813 -108,75 =63,063 MVA

Đây cũng chính là lợng công suất phát lên hệ thống do đólợng công suất phát bị thiếu so với chế độ bình thờng là:

Sth = SVHT max - Sht = 174,625 – 63,063 =111,562 MVA < Sdtquay =

Điều kiện chọn : SđmB SđmF= = =125 MVA

Dùa vµo b¶ng phô lôc 2 ( trong phÇn V- MBA víi ®iÖn ¸pcao 110kV trang 86 -s¸ch ThiÕt kÕ nhµ m¸y ®iÖn vµ tr¹m biÕn

¸p cña P.GS -NguyÔn H÷u Kh¸i )

ta chän lo¹i MBA B1, B2 lo¹i cã TPДЦH S®mB = 125 MVA c¸c th«ng

TænthÊt,kw

SđmTN1,Tn2 là công suất định mức của máy biến áp tựngẫu

Sthừa max là công suất thừa cực đại của máy phát

Sthừa max = s = 125MVATrong đó:

Sđm F là công suất định mức của máy phát

là công suất nhỏ nhất của phụ tải điện áp máyphát

Sđm

MVA

U, Kv

Po,Kw

Pn ,kW

Un%

IO%

Giá(103)R

ATДЦTH 250 23

0

121

Các máy biến áp ghép bộ hai dây quấn B1, B2 ta cho phátcông suất bằng phẳng để đỡ phải điều chỉnh nhiều khi phụtải thay đổi do đó công suất truyền tải qua máy biến áp bộnày là:

SB1 = SB2 =Sbộ = SFđm - Stdmax = 125 - =116,25 MVA

Do điều kiện chọn SđmB=125 MVA =SFđm=125 MVA nênmáy biến áp không bị quá tải trong chế độ làm việc bình th-ờng

Đồ thị phụ tải của MBA B 1 ,B 2 nh sau:

b Phân bố dòng công suất trong máy biến áp tự ngẫu TN1,TN2

Dòng công suất các phía cao, trung, hạ của máy biến áp tựngẫu trong chế độ làm việc bình thờng trong các khoảng thờigian đợc tính nh sau:

Trong phơng án này công suất truyền lên hệ thống chỉ dohai máy biến áp tự ngẫu nên công suất truyền lên phía cao 220

kV của một máy biến áp tự ngẫu là:

Sc1 = Sc 2 =

C«ng suÊt truyÒn lªn trung ¸p 110 kV do hai bé m¸y ph¸t

®iÖn- m¸y biÕn ¸p vµ lîng c«ng suÊt phÝa trung cña hai m¸y

biÕn ¸p tù ngÉu nªn c«ng suÊt truyÒn lªn phÝa trung 110kV cña

mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ:

ST1 = ST2 =

C«ng suÊt phÝa h¹ cña mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ:

Sh1 = Sh2 = Sc1 + ST1

Dùa vµo tÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt cña ch¬ng 1, trong

tõng kho¶ng thêi gian ti ta cã b¶ng kÕt qu¶ ph©n bè dßng c«ng

suÊt c¸c phÝa cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu nh b¶ng díi ®©y

B¶ng 13

T, h 0 4 4 6 6 8 8 10 10 1

2

12 14

14 18

150,72

5 242

283,95

140,25

191,25

191,2

202,5

168,75

168,75

Sc1,c2

MVA 71,15 59,9

57,85

105,75

87,338

75,3

63 121

141,98

70,13

3,75 3,75 -15 -31,85

31,85

-Sh1,h2

MVA 39,3

39,275

37,225

85,125

83,588

71,6

13 106

109,13

38,28

Dấu “ –’’ ở hàng ST1,T2 thể hiện công suất truyền tải từ hạ,trung sang cao của máy biến áp tự ngẫu

4 Kiểm tra điều kiện làm việc sự cố

Trong điều kiện làm việc sự cố máy biến áp thì sự cốtrầm trọng là lúc phụ tải trung áp cực đại, xét xem lúc đó côngsuất truyền lên hệ thống là bao nhiêu, thiếu so với lúc vận hànhbình thờng là bao nhiêu và máy biến áp có bị quá tải haykhông, nếu quá tải thì quá tải bao nhiêu phần trăm Công suấtlớn nhất của phụ tải bên trung là: STmax = 225MVA

a Khi sự cố một bộ máy biến áp - máy phát bên trung áp

Theo tính toán phân bố công suất tính dới đây ta có sơ

đồ phân bố công suất nh hình sau:

Hình 16Khi sự cố một máy biến áp hai dây quấn bên phía trung ápthì nguồn công suất cấp cho phụ tải trung là do một máy biến

áp hai dây quấn và phía trung áp của hai máy biến áp tự ngẫunên:

+Công suất phía trung của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:

ST1=ST2= (ST max – Sbộ) = MVA+Mà Công suất định mức cuộn trung là:STđm=.

SđmB=0,5.250=125 mva nên STSTđm Do đó máy biến áp tựngẫu không bị quá tải

+Công suất qua cuộn hạ MBA tự ngẫu ( khả năng phát củamáy phát)

Sh1=Sh2 = = (2 125- 10,25- 35)=111,125 MVA

+Công suất truyền lên phía cao 220 kV là:

Sc1= Sc2 = Sh1 - ST1 = 111,125-54,375 = 56,75 MVA +Công suất phát lên hệ thống là:

Sht = 2Sc = 2 56,75 =113,5 MVA+Lợng công suất phát bị thiếu so với chế độ bình thờnglà:

Sthiếu = SVHT - Sht =174,675 – 113,5= 61,175 MVA < Sdt quay

=528 MVA

Trong trờng hợp này công suất truyền từ hạ lên cao, trungnên cuộn hạ có công suất lớn nhất mà cuộn hạ không bị quá tảivì thế máy biến áp chọn không bị quá tải

b Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu TN1 hoặc TN2

Trong trờng hợp này ta kiểm tra máy biến áp tự ngẫu bị

sự cố thì máy biến áp tự ngẫu còn lại và bộ bên trung có cungcấp đủ cho phía trung hay không

+Ta sẽ xét lúc STmin xem MBA tự ngẫu có bị quá tảihaykhông:STmin=168,75MVA

+Công suất phía trung của máy biến áp tự ngẫu là:

ST1 = STmin- 2Sbộ = 168,75- 2 116,25 = - 63,75 MVA nghĩa làcông suất truyền từ trung sang cao của máy biến áp tự ngẫu +Mà Công suất định mức cuộn trung là:STđm=

SđmB=0,5.250=125 mva nên STSTđm Do đó máy biến áp tựngẫu không bị quá tải

+Công suất phát lên phía hạ là:

Sh1 = Sfđm - - =125 - - 10,25 = 106 MVA

+Công suất truyền lên phía cao 220 kV là:

Sc1 = Sh1 - ST1 = 106 +7,5 =113,5 MVA

+Đây cũng chính là lợng công suất phát lên hệ thống do đó ợng công suất

l-phát bị thiếu so với chế độ bình thờng là:

Sth = SVHT max - Sht = 174,625- 113,5=61,125 MVA < Sdtquay =

528 MVA

II tính tổng tổn thất điện năng

Trong quá trình truyền tải công suất qua máy biến áp thì

có tổn hao đồng trên điện trở dây quấn sơ cấp và thứ cấp vàtổn hao sắt từ trong lõi thép do dòng xoáy và từ trễ Tổn haosắt từ trong lõi thép có thể xem gần nh không phụ thuộc vàotải và bằng tổn hao không tải vì trên thực tế trong điều kiện

điện áp sơ cấp không đổi khi tải thay đổi từ thông trong lõithép thay đổi rất ít Tổn hao đồng trên các dây quấn phụthuộc vào dòng điện tải Tổn hao này đợc biểu diển theo tổnhao ngắn mạch Tổn thất điện năng trong máy biến áp gồmhai thành phần:

Tổn thất điện năng không phụ thuộc vào phụ tải đợc xác

định theo thời gian làm việc với tổn thất c công suất không tảicủa máy biến áp

Tổn thất điện năng phụ thuộc vào phụ tải Khi phụ tải đạt

định mức thì tổn thất điện năng này bằng tổn thất côngsuất ngắn mạch với thời gian vận hành

1 Tính toán cho ph ơng án I

a.Tổn thất điện năng trong máy biến áp bộ hai dây quấn tính theo công thức

A = P0 T + PN T MWh

Trong đó :

P0 là tổn thất công suất không tải, MW

PN là tổn thất công suất ngắn mạch, MW

T là thời gian vận hành máy biến áp, T=8760 h

Si là công suất truyền tải qua máy biến áp trong khoảngthời gian i, MVA

Sđm là công suất định mức của máy biến áp, MVA

a1) Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp B1

Tổnthất,kw