PHÂN bố CÔNG SUẤT tối ưu CHO các tổ máy TRONG NHÀ máy điện THEO PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH ĐỘNG

Điện năng là dạng năng lượng đặc biệt, có ý nghĩa quan trọng trong tất cả các mặt kinh tế, chính trị, an ninh quốc phòng... của một Quốc gia. Nước ta đang trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa vì vậy việc phát triển hệ thống điện là nhiệm vụ được ưu tiên hàng đầu. Hiện tại, ở nước ta Thủy Điện vẫn đang chiếm tỷ trọng khoảng 38% tổng công suất đặt và Nhiệt điện là khoảng 56% (số liệu năm 2010). Nhưng trong tương lai, do tiềm năng phát triển Thủy điện không còn, Nhiệt điện với những ưu điểm của mình sẽ ngày càng được xây dựng nhiều hơn.

Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Điện năng là dạng năng lượng đặc biệt, có ý nghĩa quan trọng trong tất cả các mặt kinh tế, chính trị, an ninh quốc phòng của một Quốc gia Nước ta đang trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa vì vậy việc phát triển hệ thống điện là nhiệm

vụ được ưu tiên hàng đầu.

Hiện tại, ở nước ta Thủy Điện vẫn đang chiếm tỷ trọng khoảng 38% tổng công suất đặt và Nhiệt điện là khoảng 56% (số liệu năm 2010) Nhưng trong tương lai,

do tiềm năng phát triển Thủy điện không còn, Nhiệt điện với những ưu điểm của mình sẽ ngày càng được xây dựng nhiều hơn.

Dưới đây là đồ án tốt nghiệp bao gồm 2 phần :

- Phần đồ án“Thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện công suất 500 MW” gồm 5

tổ máy công suất 100 MW.

- Phần chuyên đề “ Phân bố công suất tối ưu cho các tổ máy trong nhà máy điện theo phương pháp quy hoạch động”

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là T hS Nguyễn Hoàng Hiệp đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành bản thiết kế này Em cũng xin cảm

ơn tới các thầy, cô, chuyên gia là tác giả của những tài liệu được tham khảo trong bản thiết kề này Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong các thầy cô góp ý để bản thiết kế của em được

hoàn thiện hơn.

Hà Nội, tháng 6 năm 2013 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Duẩn

Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện 2 – K53 1

Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội

PHẦN I : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT

500 MW CHƯƠNG 1 : CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG

CÔNG SUẤT

Đối với hệ thống điện thì tại mỗi thời điểm điện năng do nhà máy sản xuất phải cân bằng với điện năng tiêu thụ của phụ tải, kể cả các tổn thất của máy biến áp Trong thực tế điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi, vì vậy xác định được đồ thị phụ tải là rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành.

1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN

- Nhà máy nhiệt điện gồm 5 tổ máy công suất 100MW

- Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành về sau, nên chọn các máy phát điện cùng loại.

- Máy phát có điện áp càng cao, dòng điện làm việc và dòng ngắn mạch ở cấp điện

áp này càng nhỏ, thuận tiện cho việc chọn lựa thiết bị Song do phụ tải địa phương

có điện áp 10 kV nên ta chọn các máy phát điện có Uđm = 10,5 kV.

Từ đó theo [1, trang 100, bảng phụ lục II.1] ta chọn máy phát điện đồng bộ tua bin hơi kiểu TBΦ – 120 – 2 có các thông số cho trong bảng sau :

Bảng 1.1 : Thông số máy phát điện được sử dụng

1.2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải các cấp điện áp được xây dựng dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng và hệ

số của từng phụ tải tương ứng Từ đó ta tính được phụ tải các cấp điện áp theo

Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện 2 – K53 2

Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nộicông suất biểu kiến bởi các công thức sau :

Trong đó :

- S(t) là công suất biểu kiến của phụ tại ở thời điểm t

- cos hệ số công suất trung bình của phụ tải

- công suất của phụ tải tính theo phần trăm công suất cực đại tại thời điểm t

- Pmax công suất phụ tải cực đại

1.2.1 PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY

Nhà máy gồm 5 tổ máy có PFđm = 100MW, cos =0,8 do đó

Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là :

Pnm =5.100 = 500 MW ; Snm = 5.125 = 625 MVA Phụ tải nhà máy tại thời điểm t được xác định theo công thức :

Bảng 1.2:Biến thiên phụ tải nhà máy

Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hình 1.1 : Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

1.2.2 PHỤ TẢI TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY

Tự dùng cực đại của nhà máy là 6,2% công suất định mức của nhà máy với cos = 0,85

Do đặc điểm kỹ thuật của nhà máy nhiệt điện, khi máy phát không hoạt động thì vẫn phải sử dụng 40% công suất tự dùng để duy trì lò hơi.

Ta có công thức xác định công suất tự dùng của nhà máy như sau :

Áp dụng công thức trên, với Snm max = 625 MVA ta được bảng sau :

Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện 2 – K53 4

Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội

Bảng 1.3: Biến thiên của phụ tải tự dùng

1.2.3 PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG

Phụ tải địa phương Uđm = 10kV ; Pđm = 17 MW ; cos = 0,89, bao gồm :

3 đường dây cáp kép x 3 MW x 3km và

4 đường dây cáp đơn x 2 MW x 3km

Áp dụng công thức (1.1) và (1.2) suy ra :

Ta thu được bảng kết quả sau :

Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện 2 – K53 5

19,10 16,24

13,37 12,42

Sđp (MVA)

Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội

Bảng 1.4 : Biến thiên của phụ tải địa phương

ta thu được bảng kết quả sau :

Bảng 1.6 : Biến thiên của phụ tải cao áp

1.2.6 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TOÀN NHÀ MÁY

Vì các phụ tải có hệ số công suất không khác nhau nhiều, nên để thuận tiện tính toán, một cách gần đúng ta cân bằng công suất theo công suất biểu kiến như sau

Ta xác định công suất của toàn nhà máy theo công thức :

Snm(t) = Std(t) + Sđp(t) + STA(t) + SCA(t) + SVHT(t) + S(t) (1.5) (S(t) – tổn thất công suất trong các máy biến áp, khá nhỏ nên có thể bỏ qua ) Công suất phát vào hệ thống là :

SVHT(t) = Snm(t) – [Std(t) + Sđp(t) + STA(t) + SCA(t)] (1.6)

Từ công thức (1.6) và kết quả đã tính toán được trong các bảng 1.2 1.3 1.4 1.5 và 1.6 ta lập được bảng cân bằng công suất toàn nhà máy và phụ tải về hệ thống như sau :

Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện 2 – K53 8

Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội

Bảng 1.7 : Cân bằng công suất toàn nhà máy

Hình 1.6 : Biểu đồ công suất phát về hệ thống

Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện 2 – K53 9

500 500 562,5 562,5 531,25 625 625 625 531,25

Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội

Để vẽ đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy ta có bảng phụ tải tổng hợp như sau :

Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện 2 – K53 10

nông nghiệp địa phương.

- Khả năng phát triển của nhà máy trong tương lai còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vị trí nhà máy, địa bàn, nguồn nhiên liệu…nhưng về phần điện thì vẫn có khả năng phát triển phụ tải theo các cấp điện áp có sẵn.

- Dự trữ quay của hệ thống là 350 MVA, bằng hơn 50% công suất đặt của nhà máy.

Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện 2 – K53 11

CHƯƠNG 2 : XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP

2.1 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN

Lựa chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện Dựa vào sơ đồ nối điện chính ta có cái nhìn tổng quan về phần điện trong nhà máy Sơ đồ lựa chọn phải thỏa mãn được các yêu cầu

cơ bản về kinh tế - kỹ thuật cũng như đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.

Trong sơ đồ ghép bộ thì công suất mỗi bộ máy phát – máy biến áp phải nhỏ hơn công suất dự trữ quay (ở đây là 350MVA)

Phía cao áp 220kV và trung áp là 110kV nên đều có trung tính trực tiếp nối đất

vì vậy ta dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc.

Phụ tải địa phương (cấp điện áp máy phát) là 17 MW chỉ chiếm 8,5% công suất mỗi bộ máy phát – máy biến áp (nếu dùng hai bộ để cấp cho phụ tải địa phương) nên ta có thể lấy rẽ nhánh từ các bộ mà không cần dùng đến thanh góp cấp điện áp máy phát.

Do công suất phụ tải trung áp là từ 165,17 MVA đến 235,96 MVA nên ta chỉ nên dùng từ một đến ba bộ máy phát – máy biến áp cho bên trung áp.

Từ các phân tích trên ta đưa ra một số phương án nối điện chính như sau :

tự dùng lấy ở đầu cực của từng máy phát.

• Do phụ tải trung áp khi cực đại vẫn nhỏ hơn so với công suất hai bộ bên trung

áp nên gây tổn thất điện năng do công suất phát luôn phải truyền qua hai lần biến áp.

• Số lượng máy biến áp nhiều, nên vốn đầu tư có thể lớn hơn, vận hành khó

khăn hơn, tổn thất điện năng lớn.

• Do phụ tải trung áp khi cực đại vẫn nhỏ hơn so với công suất hai bộ bên trung

áp nên gây tổn thất điện năng do công suất phát luôn phải truyền qua hai lần biến áp.

NHƯỢC ĐIỂM :

• Số lượng thiết bị bên cao áp nhiều, vốn đầu tư cũng nhiều hơn

Hình 2.4 Sơ đồ nối điện chính phương án 4

Do 2.SđmF < Sdt nên ta có thể đề xuất phương án như trên : bên cao áp ta nối hai máy phát điện vào một máy biến áp tự ngẫu Tải tự dùng lấy ở đầu cực mỗi máy phát, tải địa phương lấy ở phía hạ của các máy biến áp tự ngẫu.

ƯU ĐIỂM :

• Số lượng máy biến áp ít

• Phụ tải trung áp cực tiểu lớn hơn công suất của bộ máy phát – máy biến áp nên giảm được tổn thất điện năng khi công suất luôn luôn truyền từ hạ sang trung

NHƯỢC ĐIỂM :

• Công suất máy biến áp tự ngẫu phải chọn lớn xấp xỉ gấp hai lần so với các phương án khác, vốn đầu tư có thể sẽ lớn hơn.

• Mặc dù 2.SđmF < Sdt nhưng với việc hai máy phát điện nối vào một máy biến áp

tự ngẫu thì khi xảy ra sự cố (hoặc sửa chữa) một máy biến áp tự ngẫu thì nhà máy chỉ phát được công suất lớn nhất là 60% gây nên lãng phí lớn.

ƯU ĐIỂM :

• Số lượng máy biến áp ít, vốn đầu tư ít

• Sơ đồ đơn giản, dễ vận hành

NHẬN XÉT : Từ những phương án trên ta thấy rằng phương án 1 và 3 là đơn giản

và kinh tế hơn so với các phương án còn lại Do đó ta lấy phương án 1 và 3 để tính toán kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ điện tối ưu cho nhà máy điện.

Hình 2.1 : Sơ đồ nối điện chính phương án 1

2.2.1 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp hai cuộn dây B1 ; B4 và B5 được chọn theo điều kiện :

SB1đm = SBCđm SFđm = 125 MVA SB4đm = SB5đm = SBTđm SFđm = 125 MVA Tra [1, trang 152, bảng phụ lục III.4; trang 155, bảng phụ lục III.6] ta chọn loại máy biến áp :

Bảng 2.1 : Thông số máy biến áp hai dây quấn

Máy

biến

Sđm (MVA)

ĐA cuộn dây (kV) Tổn thất (kW) UN % I0%

với là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu :

Do đó

Tra [1, trang 156, bảng phụ lục III.6] ta chọn được máy biến áp tự ngẫu AT2 và

AT3 có thông số kỹ thuật sau :

Bảng 2.2 : Thông số kỹ thuật của máy biến áp tự ngẫu

- Cho các bộ máy phát – máy biến áp hai cuộn dây làm việc với phụ tải định mức.

- Phần công suất thừa, thiếu do máy biến áp tự ngẫu đảm nhận trên cơ sở đảm bảo

cân bằng công suất.

Ưu điểm :

- Vận hành dễ dàng.

- Không cần sử dụng các bộ điều áp dưới tải ở các máy biến áp hai cuộn dây

Máy biến áp 2 dây quấn nối bộ B 1 B 4 và B 5 :

Máy biến áp tự ngẫu AT 2 và AT 3 :

• Công suất truyền qua phía trung áp :

• Công suất truyền qua phía cao áp :

• Công suất truyền qua phía hạ áp :

Kết quả tính toán phân bố công suất truyền qua các phía của máy biến áp tự

ngẫu cho trong bảng sau :

Bảng 2.3 : Bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu khi làm

2.2.3 KIỂM TRA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA CÁC MÁY BIẾN ÁP

Vì công suất của các máy biến áp B1 , B4 , B5 và cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu được chọn bằng với công suất định mức của các máy phát điện nối bộ với chúng, cho nên ta không cần kiểm tra khả năng tải của các máy biến áp hai dây quấn và cuộn hạ máy biến áp tự ngẫu khi làm việc bình thường lẫn trong chế độ sự cố.

a Kiểm tra chế độ làm việc bình thường

Khi làm việc bình thường thì theo Bảng 2.3 máy biến áp làm việc ở hai chế độ :

b Kiểm tra chế độ làm việc sự cố

+ Sự cố 1 : Sự cố một máy biến áp hai dây quấn bên trung áp (B 4 )

Hình 2.6 Sự cố một máy biến áp hai cuộn dây trung áp Công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu được phân bố lại như sau :

- Công suất truyền qua phía trung áp :

- Công suất truyền qua phía hạ áp :

- Công suất truyền qua phía cao áp :

- Công suất về hệ thống thiếu đi so với lúc bình thường :

Từ các công thức trên ta xây dựng được bảng sau :

Bảng 2.4 : Bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu khi có sự

cố hỏng một máy biến áp hai dây quấn phía trung áp

- Trong trường hợp này công suất truyền từ hạ áp lên trung áp và cao áp nên cuộn

hạ chịu tải nặng nề nhất Do đó máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.

- Lượng công suất thiếu lớn nhất về hệ thống so với lúc bình thường là 117,71 MVA trong khoảng thời gian từ 15 – 20h, nhỏ hơn so với công suất dự trữ quay Nên hệ thống không bị mất ổn định.

- Trong khoảng thời gian từ 0 – 8h công suất thiếu mang dấu âm,tức là lúc đó hệ thống không bị thiếu công suất Và để đảm bảo cân bằng công suất thì khi đó các máy phát vận hành giảm đi một lượng công suất đúng bằng lượng công suất thừa đó.

+ Sự cố 2 : Hỏng một máy biến áp liên lạc AT 2

Hình 2.7 : Sự cố một máy biến áp liên lạc Công suất truyền qua các phía của máy biến áp tự ngẫu được phân bố lại như sau :

- Công suất truyền qua phía trung áp :

- Công suất truyền qua phía hạ áp :

- Công suất truyền qua phía cao áp :

- Công suất về hệ thống thiếu đi so với lúc bình thường :

Từ các công thức trên ta xây dựng được bảng sau :

Bảng 2.5 : Bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu khi có sự

cố một máy biến áp liên lạc

- Các khoảng thời gian còn lại trong ngày, công suất được truyền tải từ phía hạ áp

và trung áp lên phía cao áp, cuộn nối tiếp chịu tải nặng nề nhất, theo công thức

(2.4)

Snt max = SC max = 0,5.174,58 < STN đm = 0,5.250 nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải trong chế độ sự cố này.

Vậy phương án nối điện chính này thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật.

2.2.4 TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG CÁC MÁY BIẾN ÁP

a Tổn thất điện năng trong các máy biến áp hai cuộn dây

Ta có công suất làm việc của máy biến áp hai cuộn dây luôn là SB = 117,71 MVA Vậy tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây là :

• Phía cao áp 220kV :

• Phía trung áp 110kV :

b Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu

(-29,22) 2 7 + (-29,22) 2 1 + (-35,12) 2 3 + (-35,12) 2 1 + (-17,42) 2 3 + (-17,42) 2 1 + 0,27 2 2+ 0,27 2 2 + (-17,42) 2 4 = 14195,19 MVA 2 h

51,19 2 7 + 50,71 2 1 + 80,86 2 3 + 80,86 2 1 + 64,35 2 3 + 109,59 2 1 + 108,16 2 2+ 110,07 2 2 + 64,83 2 4 = 135938,29 MVA 2 h

- Mạch đường dây về phụ tải cao áp :

• Máy biến áp hai dây quấn B1 phía cao áp :

• Máy biến áp liên lạc

- Phía cao áp của máy biến áp liên lạc khi làm việc bình thường

Dòng cưỡng bức được xét đến trong các trường hợp sau : + Sự cố máy biến áp bên trung áp

+ Sự cố máy biến áp liên lạc AT2 :

Vậy

b Các mạch phía 110kV

• Mạch đường dây : gồm ba đường dây kép và ba đường dây đơn

• Máy biến áp 2 dây quấn B4 B5

• Máy biến áp liên lạc

- Phía trung áp của máy biến áp liên lạc khi làm việc bình thường :

- Dòng cưỡng bức được xét trong những trường hợp sau :

+ Sự cố hỏng máy biến áp bên phía trung áp

+ Sự cố hỏng một máy biến áp liên lạc

2.3 PHƯƠNG ÁN 3

Hình 2.3 Sơ đồ nối điện chính phương án 3

2.3.1 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp hai cuộn dây B1 ; B2 và B5 được chọn theo điều kiện :

SB1đm = SB4đm = SBC SFđm = 125 MVA SB5đm = SBT SFđm = 125 MVA Tra [1, trang 152, bảng phụ lục III.4; trang 155, bảng phụ lục III.6] ta chọn loại máy biến áp :

Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật các máy biến áp hai cuộn dây

Máy

biến

Sđm (MVA)

ĐA cuộn dây (kV) Tổn thất (kW) UN % I0%

SBT

Máy biến áp tự ngẫu AT3 và AT4 được chọn theo điều kiện :

với là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu :

Do đó

Tra [1, trang 156, bảng phụ lục III.6] ta chọn được máy biến áp tự ngẫu AT3 và

AT4 có thông số kỹ thuật sau :

Bảng 2.8 : Thông số kỹ thuật của máy biến áp tự ngẫu

2.3.2 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO CÁC MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp 2 dây quấn nối bộ B 1 B 2 và B 5 :

Máy biến áp tự ngẫu AT 3 và AT 4 :

• Công suất truyền qua phía trung áp :

• Công suất truyền qua phía cao áp :

• Công suất truyền qua phía hạ áp :

Kết quả tính toán phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu cho trong bảng sau :

Bảng 2.9 : Bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu khi làm

2.3.3 KIỂM TRA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA CÁC MÁY BIẾN ÁP

a Kiểm tra chế độ làm việc bình thường

Khi làm việc bình thường thì theo Bảng 2.9 máy biến áp làm việc ở chế độ duy nhất : công suất được truyền tải từ phía hạ áp sang phía cao áp và trung áp, vậy cuộn hạ chịu tải nặng nề nhất, nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.

b Kiểm tra chế độ làm việc khi có sự cố

+ Sự cố 1 : Sự cố máy biến áp hai dây quấn bên trung áp (B 5 )

Hình 2.8 Sự cố một máy biến áp hai cuộn dây phía trung áp

Công suất truyền qua các phía của máy biến áp tự ngẫu được phân bố lại như sau :

- Công suất truyền qua phía trung áp :

- Công suất truyền qua phía hạ áp :

SBT

- Công suất truyền qua phía cao áp :

- Công suất về hệ thống thiếu đi so với lúc bình thường :

Từ các công thức trên ta xây dựng được bảng sau :

Bảng 2.10 : Bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu khi có

sự cố hỏng một máy biến áp hai dây quấn bên trung áp

Ta thấy nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.

- Các khoảng thời gian còn lại trong ngày, công suất truyền từ phía hạ áp lên phía cao và trung áp, cuộn hạ chịu tải nặng nề nhất, nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.

+ Sự cố 2 : Hỏng một máy biến áp liên lạc AT 3

Hình 2.9 : Sự cố một máy biến áp liên lạc Công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu được phân bố lại như sau :

- Công suất truyền qua phía trung áp :

- Công suất truyền qua phía hạ áp :

- Công suất truyền qua phía cao áp :

- Công suất về hệ thống thiếu đi so với lúc bình thường :

Từ các công thức trên ta xây dựng được bảng phân bố công suất cho máy biến

áp tự ngẫu và công suất thiếu trong trường hợp sự cố này như sau :

Bảng 2.11 : Bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu khi có

sự cố hỏng một máy biến áp liên lạc

SBT

- Các khoảng thời gian còn lại, công suất truyền tải từ phía hạ áp lên phía cao áp và trung áp, cuộn hạ chịu tải nặng nề nhất, nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải Vậy phương án nối điện chính này thỏa mãn về các yêu cầu kỹ thuật.

2.3.4 TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG CÁC MÁY BIẾN ÁP

a Tổn thất điện năng trong các máy biến áp 2 cuộn dây

• Phía cao áp 220kV, theo công thức (2.12) :

= 3944223,54 kWh

• Phía trung áp 110kV, theo công thức (2.13) :

= 3967393,20 kWh

b Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu

Áp dụng các công thức (2.14) và (2.15) ta tính toán như sau :

Dựa vào kết quả trong Bảng 2.9 ta tính được kết quả sau :

21,56 2 7 + 21,08 2 1 + 57,13 2 3 + 57,13 2 1 + 22,93 2 3 + 68,16 2 1 + 49,03 2 2+ 50,94 2 2 + 23,40 2 4 = 35165,28 MVA 2 h

29,63 2 7 + 29,63 2 1 + 23,73 2 3 + 23,73 2 1 + 41,43 2 3 + 41,43 2 1 + 59,12 2 2+ 59,12 2 2 + 41,43 2 4 = 36989,37 MVA 2 h

2.3.5 XÁC ĐỊNH DÒNG CƯỠNG BỨC

a Các mạch phía cao áp 220kV

• Mạch đường dây

- Mạch đường dây về hệ thống :

- Mạch đường dây về phụ tải cao áp :

• Máy biến áp 2 dây quấn B1 B2 phía cao áp :

• Máy biến áp liên lạc

- Phía cao áp của máy biến áp liên lạc khi làm việc bình thường

Dòng cưỡng bức được xét đến trong các trường hợp sau : + Sự cố máy biến áp bên trung áp

+ Sự cố máy biến áp liên lạc AT2 :

Vậy

b Các mạch phía 110kV

• Mạch đường dây : gồm ba đường dây kép và ba đường dây đơn

• Máy biến áp 2 dây quấn B5

• Máy biến áp liên lạc

- Phía trung áp của máy biến áp liên lạc khi làm việc bình thường :

- Dòng cưỡng bức được xét trong những trường hợp sau

+ Sự cố hỏng máy biến áp bên phía trung áp

+ Sự cố hỏng 1 máy biến áp liên lạc

kA kA kA

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Trong hệ thống điện nói chung và các nhà máy điện nói riêng, các khí cụ điện và dây dẫn cần làm việc đảm bảo an toàn, kinh tế ở chế độ bình thường, đồng thời chịu được những tác động cơ, nhiệt lớn khi có sự cố, đặc biệt trong sự cố ngắn mạch Việc tính toán dòng điện ngắn mạch nhằm giúp cho việc chọn đúng các khí cụ điện và dây dẫn của nhà máy, đảm bảo các tiêu chuẩn về ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch xảy ra.

Trong chương này ta tính toán ngắn mạch cho từng phương án với dạng ngắn mạch là ngắn mạch ba pha, vì trong đa số các trường hợp xảy ra thì ngắn mạch ba pha có hậu quả nặng nề nhất.

Sử dụng phương pháp đường cong tính toán để tính dòng ngắn mạch.

3.1 XÁC ĐỊNH ĐẠI LƯỢNG TÍNH TOÁN TRONG HỆ ĐƠN VỊ TƯƠNG ĐỐI CƠ BẢN

Chọn đại lượng cơ bản : Scb = 1000MVA, Ucb = Utbđm

Để tính dòng điện cơ bản ta sử dụng công thức sau :

- Dòng cơ bản ở cấp điện áp máy phát : Ucb1 = 10,5kV

- Dòng cơ bản cấp điện áp trung : Ucb2 = 115kV

- Dòng cơ bản ở cấp điện áp cao : Ucb3 = 230kV

• Hệ thống có SN = 8100MVA

• Đường dây : Nhà máy thiết kế nối với hệ thống bằng một đường dây kép chiều dài L = 125 km

Đường dây tải điện cấp 220kV nên ta có thể lấy gần đúng x0 = 0,4 Ω/km, do đó :

• Máy biến áp tự ngẫu : Sử dụng công thức tính điện kháng thay thế sau

Sử dụng kết quả ở Bảng 2.2 và công thức (3.4) ta có

• Máy biến áp hai cuộn dây : Sử dụng công thức tính điện kháng thay thế sau

Sử dụng kết quả ở Bảng 2.1 và công thức (3.5) ta có

- Máy biến áp hai cuộn dây bên cao áp :

- Máy biến áp hai cuộn dây bên trung áp :

Phương án 1 : XB1 = XBC = 0,88 ; XB4 = XB5 = XBT = 0,84

Phương án 3 : XB1 = XB2 = XBC = 0,88 ; XB5 = XBT = 0,84

• Máy phát điện :

Theo số liệu trong Bảng 1.1 và công thức (3.6) ta có :

• Điện kháng tính toán tương đối cơ bản quy đổi về hệ tương đối định mức như sau :