đồ án phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp

nhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MWnhiệt điện 5x50MW

Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp LỜI NÓI ĐẦU Ngành điện nói riêng và ngành lượng nói chung đóng góp vai trò hết sức quan trọng quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước Nhà máy điện là phần tử vô quan trọng hệ thống điện Cùng với phát triển hệ thống điện, phát triển hệ thống lượng quốc gia là phát triển các nhà máy điện Việc giải quyết đắn vấn đề kinh tế kĩ thuật thiết kế nhà máy điện mang lại lợi ích không nhỏ kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Đồ án gồm chương: Chương 1: Tính toán cân công suất,đề xuất phương án nối dây Chương 2: Lựa chọn máy biến áp, tính toán chi tiết cho từng phương án Chương 3: Tính toán kinh tế - kỹ thuật, lựa chọn phương án tối ưu Chương 4: Tính toán ngắn mạch cho phương án tối ưu Chương 5: Chọn khí cụ điện dây dẫn Chương 6: Tính toán điện tự dùng Là sinh viên theo học ngành hệ thống điện việc làm đồ án thiết kế phần điện nhà máy điện giúp em biết cách thiết kế kĩ thuật, tối ưu kinh tế bài toán thiết kế phần điện nhà máy điện cụ thể, hướng dẫn sinh viên biết cách đưa phương án nối điện kĩ thuật, biết phân tích, biết so sánh chọn phương án tối ưu và biết lựa chọn khí cụ điện phù hợp Với đồ án thiết kế phần điện nhà máy điện phần nào giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau này Trong thời gian làm bài, với cố gắng thân, đồng thời với giúp đỡ các thầy cố giáo môn hệ thống điện và đặc biệt với giúp tận tình cô giáo Ths Phạm Thị Phương Thảo, em hoàn thành đồ án môn học Dù cố gắng đồ án khó tránh khỏi sai sót Em mong nhận đánh giá, nhận xét, góp ý các thầy cô để đồ án kiến thức thân em hoàn thiện SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Em xin chân thành cám ơn cô Ths Phạm Thị Phương Thảo toàn thể các thầy cô giáo môn Sinh viên thực hiện Nguyễn Khắc Linh SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp MỤC LỤC SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp CHƯƠNG TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY I Chọn máy phát điện Nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 50 MW Loại máy phát Thông số định mức n Vg/ph S MVA P MW Điện kháng tương đối Cos ϕ U kV I kA TBɸ-503000 62,5 50 6,3 0,8 5,73 3600 Chọn máy phát điện turbine đồng có các thông số sau: II X”d X’d Xd 0,1336 0,1786 1,4036 Tính toán cân công suất Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Đồ thị phụ tải toàn nhà máy tính theo công thức sau: P tnm %(t) = P tnm (t) Pmax S 100 tnm (t) = , P tnm (t) cosϕ Trong : Stnm (t) : Công suất phát toàn nhà máy tại thời điểm t Ptnm(t) : Công suất tác dụng toàn nhà máy tải tại thời điểm t Ptnm%(t) : Phần trăm công suất phát toàn nhà máy tại thời điểm t cos ϕ : Hệ số công suất định mức máy phát Bảng công suất phát toàn nhà máy t 0÷5 5÷8 Ptnm%(t) 90 90 Ptnm(t) 225 225 Stnm(t) 281,25 281,25 8÷11 100 250 312,5 11÷14 90 225 281,25 14÷17 95 237,5 296,87 17÷20 100 250 312,5 20÷22 22÷24 90 90 225 225 281,25 281,25 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Đồ thị tự dùng Công suất tự dùng nhà máy Nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố (dạng nhiên liệu, lọi turbine, công suất phát toàn nhà máy, ) Một cách gần xác định phụ tải tự dùng nhà máy Nhiệt điện theo công thức sau: STD(t)= Trong đó: STD(t) : phụ tải tự dùng tại thời điểm t PđmF, SđmF : công suất tác dụng và công suất biểu kiến định mức tổ MF Stnm(t) : công suất phát toàn nhà máy tại thời điểm t Với α%= %, Bảng công suất tự dùng nhà máy Nhiệt điện t(h) Stnm(t) STD(t) 0÷5 5÷8 8÷11 11÷14 281,25 281,25 312,5 281,25 16,786 16,786 17,857 16,786 14÷17 296,87 17,321 17÷20 20÷22 22÷24 312,5 281,25 281,25 17,857 16,786 16,786 Đồ thị phụ tải cấp điện áp Công suất phụ tải các cấp tại từng thời điểm xác định theo công thức sau: P%(t) = P(t) 100 Pmax S(t) = ; P(t) cosϕ SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Trong đó: S(t) : công suất phụ tải tại thời điểm t Pmax : công suất max phụ tải cosϕ : hệ số công suất a P%(t) : phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t cosϕ Phụ tải điện áp máy phát : Pmax = MW; =0,85 Gồm lộ kép x MW x 4km và lộ đơn x MW x 4km Áp dụng công thức tính ở ta có: t(h) PUf% P(t) S(t) b 0÷5 80 6,4 7,529 5÷8 80 6,4 7,529 8÷11 90 7,2 8,471 11÷14 80 6,4 7,529 14÷17 90 7,2 8,471 17÷20 100 9,412 20÷22 90 7,2 8,471 22÷24 90 7,2 8,471 Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV : Pmax = 60 MW; cosφ = 0,84 Gồm lộ kép 60 MW Áp dụng công thức tính ở ta có: t(h) P220% P(t) S(t) c 0÷5 5÷8 8÷11 11÷14 14÷17 17÷20 20÷22 22÷24 90 80 100 90 95 100 90 90 54 48 60 54 57 60 54 54 64,286 57,143 71,429 64,286 67,857 71,429 64,286 64,286 Phụ tải cấp điện áp trung 110 kV: Pmax = 80 MW; cosφ = 0,85 Gồm lộ kéo x 80 MW Áp dụng công thức tính ở ta có: SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp t(h) P110% P(t) S(t) 0÷5 5÷8 8÷11 11÷14 14÷17 17÷20 20÷22 22÷24 80 80 80 90 90 100 80 70 64 64 64 72 72 80 64 56 75,294 75,294 75,294 84,706 84,706 94,118 75,294 65,882 Công suất phát hệ thống Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại thời điểm, không xét đến tổn thất máy biến áp ta có: Stnm(t) + SVHT(t) + SUf(t) + SUT(t) + SUC(t) + STD(t) = Hay SVHT(t) = Stnm(t) – [SUf(t) + SUT(t) + SUC(t) + STD(t)] Trong đó: SVHT(t) : công suất phát hệ thống tại thời điểm t Stnm(t) : công suất phát toàn nhà máy tại thời điểm t SUf(t) : công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t SUC(t); SUT(t) : công suất phụ tải cấp điện áp cao, trung tại thời điểm t STD(t) : công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t Áp dụng công thức ta có : t(h) Stnm(t) SUf(t) SUC(t) SUT(t) STD(t) SVHT(t) 0÷5 281,25 7,529 64,286 75,294 16,786 117,355 5÷8 281,25 7,529 57,143 75,294 16,786 124,498 8÷11 312,5 8,471 71,429 75,294 17,857 139,450 11÷14 281,25 7,529 64,286 84,706 16,786 107,943 14÷17 296,875 8,471 67,857 84,706 17,321 118,520 17÷20 312,5 9,412 71,429 94,118 17,857 119,685 20÷22 281,25 8,471 64,286 75,294 16,786 116,414 22÷24 281,25 8,471 64,286 65,882 16,786 125,826 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Nhận xét chung: Phụ tải nhà máy phân bố không và giá trị công suất cực đại có trị số là: SUfmax = 9,412 MVA SUTmax = 94,118 MVA SUCmax = 71,429 MVA SVHTmax = 139,450 MVA Tổng công suất hệ thống điện chưa kể nhà máy thiết kế là: SHT = 4000 MVA với công suất dự trữ quay hệ thống là 200 MVA lớn công suất mọt tổ máy phát và lớn công suất hệ thống cực đại là 139,450 MVA III Đề suất phương án nối dây Cơ sở chung để đề xuất phương án nối dây Phương án nối điện nhà máy là khâu hết sức quan trọng quá trình thiết kế phần điện nhà máy điện Căn vào kết tính toán phụ tải và cân bằng công suất để đề xuất các phương án nối dây điện Có số nguyên tắc phục vụ cho đề xuất các phương án nối dây điện nhà máy sau: a Nguyên tắc chung : gồm nguyên tắc Nguyên tắc Khi phụ tải địa phương có công suất nhỏ không cần góp điện áp MF, mà chúng cấp điện trực tiếp từ đầu cực MF, phía máy cắt MBA liên lạc Quy định mức nhỏ công suất địa phương là: cho phép rẽ nhánh từ đầu cực MF lượng công suất không quá 15% công suất định mức tổ MF Vậy đó, giả thiết phụ tải địa phương trích điện từ đầu cực hai tổ MF, ta có: khẳng định điều giả thiết là đúng, cho phép không cần góp điện áp MF Nếu không thỏa mãn phải có góp điện áp MF Nguyên tắc Trong trường hợp có góp điện áp MF phải chọn số lượng tổ MF ghép lên góp này cho mọt tổ chúng nghỉ không làm việc tổ máy SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp lại phải đảm bảo công suất cho phụ tải địa phương và phụ tải tự dùng cho các tổ MF này Nguyên tắc Trong trường hợp có cấp điện áp (điện áp MF, điện áp trung áp và điện áp cao áp), nếu thỏa mãn hai điều kiện sau: - Lưới điện áp phía trung và phía cao là lưới trung tính trực tiếp nối đất Hệ số có lợi Thì nên dùng hai MBA tự ngẫu làm liên lạc Nếu hau điều kiện không thỏa mãn dùng hai MBA ba cuộn dây làm liên lạc Ghi chú: trường hợp chỉ có hai cấp điện áp (không có phụ tải phía trung) dùng hai MBA hai cuộn dây làm liên lạc Nguyên tắc Chọn số lượng MF-MBA hai cuộn dây ghép thẳng lên góp (TBPP) cấp điện áp tương ứng sở công suất cấp và công suất tải tương ứng Cần lưu ý rằng trường hợp MBA liên lạc là MBA ba cuộn dây việc ghép số MF-MBA hai cuộn dây bên trung phải thỏa mãn điều kiện: tổng công suất định mức các máy phát ghép phải nhỏ công suất phụ tải phía trung Cụ thể là: Nguyên tắc Mặc dù có ba cấp điện áp, công suất phụ tải phía trung quá nhỏ không thiết phải dùng MBA ba cấp điện áp (ba cuộn dây hay tự ngẫu) làm liên lạc Khi coi là phụ tải cấp điện từ trạm biến áp với sơ đồ là trạm hai MBA lấy điện trực tiếp từ hai đầu cực MF hay từ góp (TBPP) phía điện áp cao Nguyên tắc Dù có ba cấp điện áp không thiết phải có nối máy phát - máy biến áp liên lạc mà dùng máy phát - máy biến áp hai cuộn dây ở hai phía điện áp xếp tương ứng công suất phụ tải chúng, máy biến áp tự ngẫu liên lạc nối trực tiếp với máy phát điện Nguyên tắc 10 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp b Phía trung áp 110 kV (Ngắn mạch điểm N2) Điện kháng tính toán phía phía hệ thống và nhà máy là: >3 Nên coi là ngắn mạch xa nguồn, dòng ngắn mạch phía hệ thống là dòng siêu quá độ: Dòng điện tính toán Dòng ngắn mạch tại thời điểm t hệ đơn vị kA I24(0)= I24(0,1)= I24(0,2)= I24(0,5)= I24(1)= I26 (t)= ICK26(t).Itt26 Dòng ngắn mạch tại N2 IN2 = I24(t) + I26(t) Tra đường cong tính toán với máy phát tuabin có TĐK ta t (s) I24 (kA) ICK26 (t) IN2 (kA) 0,1 3,35 7,2 2,79 6,76 0,2 4,577 2,2 6,3 0,5 2,31 6,39 2,5 6,54 64 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Xác định các giá trị trung bình = ; Δt1 = 0,1 = ;Δt2 = 0,1 = ;Δt3 = 0,3 = ;Δt3 = 0,5 Nên ta có xung lượng nhiệt thành phần chu kì Δt1 + Δt2 + Δt3 + Δt4 = 48,769.0,1+42,694.0,1+40,261.0,3+41,802.0,5 = 42,126 kA2s Xung lượng thành phần không chu kì: Như ở chương ta có Vậy xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch tại N1 là: BN = BNCK + BNKCK = 42,126 + 4,797 = 46,923(kA2s) Từ ta tính tiết diện nhỏ để dẫn ổn định nhiệt Kiểm tra điều kiện vầng quang Kiểm tra theo điều kiện : Uvq ≥ UđmHT Trong đó: Uvq : điện áp tới hạn phát sinh vầng quang (kV) Giả sử dây dẫn pha bố trí các đỉnh tam giác giá trị điện áp vầng quang xác định theo công thức: Uvq = 84.m.r.lg Ở đây: r : bán kính ngoài dây dẫn (cm) a : khoảng cách các trục dây dẫn (a110 = 300 cm; a220 = 500 cm) m : hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn ( dây sợ m=0,93÷0,98 ; dây nhiều sợi m=0,83÷0,97) a Phía cấp điện áp 220 kV 65 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Kiểm tra với dây dẫn có tiết diện chuẩn 240 mm2 Uvq = 84.m.r.lg Nên dây dẫn chọn thỏa mãn điều kiện vầng quang b Phía cấp điện áp 110 kV Kiểm tra với dây dẫn có tiết diện chuẩn 150 mm2 Uvq = 84.m.r.lg Nên dây dẫn chọn thỏa mãn điều kiện vầng quang VI Chọn máy biến áp đo lường Máy biến dòng điện (BI) a Cấp 220 kV 110 kV Máy biến dòng điện chọn theo các điều kiện : - Chọn sơ đồ nối dây : đặt pha Điện áp định mức : ≥ Uđmlưới Dòng điện định mức sơ cấp : ≥ Icb Cấp xác : Do phụ tải là công tơ có cấp xác là 0,5 nên ta chọn loại biến dòng có cấp xác là 0,5 Tra bảng ta chọn BI có thông số sau: Thông số tính toán Loại BI Uđm , kV Icb ,kA 220 0,36 110 0,34 ixk , kA 19,51 24,93 Phụ Cấp tải Thông số định mức chín định h xác mức Ω Iđm , A Uđm , Sơ Thứ kV cấp cấp Iđđm kA TɸH – 220 – 3T 220 1200 0,5 10 TɸH – 110M 110 1500 0,5 0,8 - 66 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Các máy biến dòng chọn có dòng định mức sơ cấp lớn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt Kiểm tra điều kiện ổn định động Cấp 220 kV : Iđđm = 108 kA > ixkN1 = 19,512 kA nên thỏa mãn điều kiện ổn định động Cấp 110 kV : Iđđm = Kd = 75.1,5 = 159,099 (kA) > ixkN2 = 37,073 nên thỏa mãn điều kiện ổn định động (Kd = 75 : Hệ số ổn định động) Vậy các máy biến dòng điện chọn thỏa mãn b Cấp 10,5 kV Máy biến dòng điện chọn theo các điều kiện : - Chọn sơ đồ nối dây : Đặt pha, mắc hình Điện áp định mức : ≥ Uđmlưới Dòng điện định mức sơ cấp : ≥ Icb Cấp xác : Do phụ tải là công tơ có cấp xác là 0,5 nên ta chọn loại biến dòng có cấp xác là 0,5 Tra bảng ta chọn BI có thông số sau: Thông số tính toán Uđm , kV Icb , kA 10,5 3,61 Thông số định mức Loại BI TШЛ-201 Iđm , A Uđm , kV Sơ cấp Thứ cấp 20 6000 Cấp xác 0,5 Phụ tải định mức Ω 1,2 67 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Bảng phụ tải các dụng cụ đo: TT Tên đồng hồ Loại Phụ tải, VA Pha A Pha B Pha C Ampe mét ∃ - 302 1 Oát kế TD Д -341 5 Oát kế PK Д -342/1 5 Oát kế tự ghi Д-33 10 10 Công tơ TD H-670 2,5 2,5 Công tơ PK HT-672 2,5 2,5 26 26 Tổng Phụ tải pha A và C là lớn : 26 VA Tổng trở các dụng cụ đo lường mắc vào pha A (hay C) : ZƩdc = = = 1,04 Ω Để đảm bảo độ xác yêu cầu: Z2 = ZƩdc + Zdd ≤ ZđmBI → Zdd ≤ ZđmBI - ZƩdc = 1,2 – 1,04 = 0,16 Ω ≈ rdd Tiết diện dây dẫn : , mm2 Trong đó: ρ : điện trở suất vật liệu dây dẫn, ρCu = 0,0175 Ω mm2/m ltt: chiều dài tính toán, lấy l = ltt =50 (BI theo sơ đồ hình hoàn toàn) nên Ta chọn dây dẫn bằng đồng có tiết diện mm2 làm dây dẫn từ BI tới dụng cụ đo 68 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Máy biến dòng chọn không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt, ổn định động có dòng sơ cấp lớn 1000 A và điều kiện ổn định động quyết định bởi điều kiện ổn định động dẫn máy phát Máy biến điện áp (BU) Máy biến điện áp chọn theo các điều kiện sau : - Chọn sơ đồ nối dây và kiểu biến điện áp cho phù hợp với nhiệm vụ Nhiệm vụ BU ở các cấp điện áp này là kiểm tra cách điện và đo lường điện áp Nên chọn sơ đồ đấu dây dùng biến điện áp pha, nối (Y/Y/∠) - Điều kiện điện áp UđmBU ≥ Uđmlưới - Cấp xác : Chọn theo nhu cầu sử dụng cho công tơ là 0,5 - Công suất định mức S2 SđmBU Trong : S2 – Phụ tải nối vào biến điện áp SđmBU – Công suất định mức biến điện áp - Chọn dây dẫn nối biến điện áp và dụng cụ đo lường : tổn thất điện áp dây dẫn không vượt quá 0,5% điện áp định mức thứ cấp có công tơ Và tiết diện FCu ≥ 2,5 mm2 nối vào dụng cụ đo điện a Cấp 220 kV 110 kV Ở cấp này phụ tải thứ cấp biến điện áp thường là các cuộn dây đồng hồ Voltmet có tổng trở tương đối lớn, nên công suất thường nhỏ Vì không cần tính toán phụ tải thứ cấp Sử dụng biến điện áp pha nối kiểu Y/Y/∠ Tiết diện dây dẫn biến điện áp và dụng cụ đo lường thường chọn cho đảm bảo độ bền học Tra bảng ta chọn máy biện điện áp có thông số sau: 69 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Cấp điện áp (kV) Loại BU Điện áp định mức các cuộn dây (kV) Cuộn sơ cấp HK-22058 HK-11058 b 220 220 110 110 3 Cuộn thứ cấp 0,1 0,1 Công suất theo cấp xác (VA) Smax, (VA) Cuộn thứ cấp phụ 0,5 0,1 400 2000 0,1/3 400 2000 Cấp 10,5 kV Phụ tải biến điện áo phân bố đồng theo cách bố trí đồng hồ phía thứ cấp có công suất đồng hồ đo lường cho bảng sau: TT Phần tử Vôn kế Oát kế Loại Phụ tải BU pha AB P, (W) Q, (Var) Phụ tải BU pha BC P, (W) Q, (Var) 7,2 - - - B-2 1,8 - 1,8 - Oát kế PK 341 1,8 - 1,8 - Oát kế tự ghi 342/1 8,3 - 8,3 - Tần số kế Д-33 - - 6,5 - Công tơ Д-340 0,66 1,62 0,66 1,62 Công tơ PK H-670 0,66 1,62 0,66 1,62 70 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp 20,4 Tổng 3,24 19,72 3,24 S2AB = = = 20,7 VA S2BC = = = 19,9 VA Máy biến điện áp chọn phải thỏa mãn : SđmBU ≥ S2 = 20,7 VA Tra bảng ta chọn máy biến điện áp có thông số sau: Loại BU HOM-10 Cấp điện áp (kV) 10 Điện áp định mức, (kV) Cuộn sơ cấp Cuộn thứ cấp 10 0,1 Sđm ứng với cấp xác, (VA) 75 Smax, (VA) 640 Chọn dây dẫn từ biến điện áp đến dụng cụ đo : Dòng điện các pha a, c : Ia = = = 0,207 A ; Ic = = = 0,199 A Để đơn giản ta coi : Ia = Ic = 0,2 A và cos φAB = cosφBC = 1, : Ib = Ia = 0,2 = 0,34 A Điện áp giáng dây a và b : ΔU = ( Ia + Ib ).r = ( Ia + Ib ).ρ Trong : ρ : Điện trở suất vật liệu dây dẫn F : Tiết diện dây dẫn ,mm2 Lấy l=ltt = 50 m và dùng dây dẫn đồng có ρ = 0,0175 Ω.mm2/m Vì có công tơ nên ΔU = 0,5% Dây dẫn đồng chọn thỏa mãn: F ≥ = = 0,945 mm2 theo yêu cầu độ bền học ta chọn dây dẫn có tiết diện 2,5 mm2 Ta có sơ đồ nối các dụng cụ đo vào BU và BI mạch MF sau: 71 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp 72 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp 73 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp CHƯƠNG TÍNH TOÁN ĐIỆN TỰ DÙNG I Sơ đồ nối điện tự dùng Điện tự dùng là phần điện không lớn lại giữ phần quan trọng quá trình vận hành nhà máy điện , đảm bảo hoạt động nhà máy : chuẩn bị nhiên liệu , vận chuyển nhiên liệu , bơm nước tuwnf hoàn , quạt gió , thắp sáng , điều khiển , tín hiệu và liên lạc … Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện chia làm hai phần : - Một phần cung cấp cho các máy công tác đảm bảo làm việc lò và tua bin các tổ máy Phần cung cấp cho các máy công tác phục vụ chung không liên quan trực tiếp đến lò và tua bin lại cần thiết cho làm việc nhà máy Ta chọn sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc kinh tế và đảm bảo cung cấp điện liên tục, nhà máy điện thiết kế dùng hai cấp điện áp tự dùng 6,3 KV và 0,4 KV 74 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp II Chọn máy biến áp tự dùng Chọn máy biến áp tự dùng cấp 6,3 kV Các máy này có nhiệm vụ nhận điện từ cái 10,5 kV cung cấp cho phụ tải tự dùng cấp 6,3 kV, phần lại cung cấp tiếp cho phụ tải cấp điện áp 0,4 kV Công suất định mức máy biến áp tự dùng cấp 6,3 kV chọn sau : ≥ = = 3,57 (MVA) Tra bảng, ta chọn máy biến áp có thông số sau: Loại máy biến áp Sđm, (kVA) Điện áp, (kV) Cuộn cao Cuộn hạ Tổn thất, (kW) ΔP0 UN% I0% ΔPN TMH 4000 10,5 6,3 5,45 33,5 6,5 0,9 Máy biến áp dự trữ: chọn phù hợp với mục đích thay thế máy biến áp công tác sửa chữa ( công suất từ đến 1,3 lần máy biến áp tự dùng) Ta chọn máy biến áp dự phòng có thông số Chọn máy biến áp cấp 0,4 kV Cấp 0,4 kV dùng để cấp điện cho các động công suất 200 kW và cho thắp sáng Công suất cấp này chiếm khoảng (10-15)% công suất tự dùng toàn nhà máy Công suất tự dùng cấp 0,4 kV là : = 10% = 10%.17,857 = 1,786 (MVA) Chọn số phân đoạn cấp 0,4 kV là n=5 Công suất định mức máy biến áp chọn theo điều kiện sau: ≥ = = 357,2 (kVA) Tra bảng, ta chọn máy biến áp có thông số sau: Loại máy biến áp Sđm, (kVA) TMC 1000 Điện áp, (kV) Tổn thất, (kW) Cuộn cao Cuộn hạ ΔP0 ΔPN 6,3 0,4 7,65 46,5 UN% I0% 7,5 0,9 75 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Máy biến áp dự phòng có công suất với máy biến áp tự dùng 0,4 kV và có thông số bảng III Chọn máy cắt (MC) khí cụ điện Chọn MC tự dùng cấp điện áp máy phát Chọn theo điều kiện MC nêu trước đây, có thêm vài lưu ý sau: - Điều kiện dòng phải tính dòng theo công suất máy biến áp dự phòng và điện áp máy phát Điều kiện dòng cắt, ổn định động phải theo dòng ngắn mạch phía máy biến áp tự dùng 6,3 kV Điểm NM Thông số tính toán Uđm, kV Icb, kA I’’, kA ixk, kA Loại máy cắt Thông số định mức Uđm, kV Iđm, kA Icatđm, kA iđđm, kA 51,19 130,33 8BK4 12 12,5 80 225 Vì dòng định mức MC lớn 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt N4 10,5 3,61 Chọn MC tự dùng cấp 6,3 kV Để chọn MC TH này ta tính toán ngắn mạch tại góp phân đoạn 6,3 kV ( điểm N7) Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch sau : Ở chương ta có : IN4’’ = 51,199 (kA) và Icb = 54,99 (kA) Điện kháng tổng từ hệ thống đến N4 : XHT = = = 1,074 Điện kháng máy biến áp tự dùng cấp 6,3 kV : XB6 = = = 16,25 Điện kháng tổng từ hệ thống đến N7 : XƩ = XHT + XB6 = 1,074 + 16,25 = 17,324 Dòng ngắn mạch siêu quá độ tại điểm N7 : IN7’’ = Icb = = = 5,29 (kA) Dòng xung kích tại điểm ngắn mạch N7 : ixkN7 = 1,8.IN7’’ = 1,8 5,29 = 13,415 (kA) Dòng điện cưỡng ở phía 6,3 kV : 76 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Icb = = = 0,367 (kA) Tra bảng, ta chọn MC có thông số sau: Điểm NM N7 Thông số tính toán Uđm, kV Icb, kA I’’, kA ixk, kA 6,3 0,367 5,29 13,41 Loại máy cắt 8BM2 Thông số định mức Uđm, kV Iđm, kA Icatđm, kA iđđm, kA 7,2 1,25 25 63 77 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp 78 SVTH : Nguyễn Khắc Linh [...]... thiếu một lượng: Vậy hệ thống làm việc ổn định 4 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp Đối với các máy biến áp 2 cuộn dây B3,B4,B5 Do bộ máy phát điện - máy biến áp làm việc với phụ tải bằng phẳng suốt cả năm với Sbộ = 58,93 MVA nên tổn thất điện năng trong mỗi máy biến áp 2 cuộn dây được tính như sau: Trong đó: ∆Po : Tổn thất không tải của máy biến áp (kW)... trạm biến áp Vậy hệ thống làm việc ổn định 4 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp Đối với các máy biến áp 2 cuộn dây B3,B4,B5 Do bộ máy phát điện - máy biến áp làm việc với phụ tải bằng phẳng suốt cả năm với Sbộ = 58,93 MVA nên tổn thất điện năng trong mỗi máy biến áp 2 cuộn dây được tính như sau: Trong đó: ∆Po : Tổn thất không tải của máy biến áp (kW)... được tổn thất trong những khoảng thời gian: t(h) 0÷5 153,01 ∆ATN(MWh) 5÷8 91,81 8÷11 154,44 11÷14 84,36 14÷17 111,82 17÷20 135,44 20÷22 60,05 22÷24 65,59 Tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp ở phương án 1 là: 5 Tính toán dòng điện cưỡng bức Đường dây nối với hệ thống Dòng làm việc cưỡng bức: Dòng điện cưỡng bức phía điện áp máy phát Máy biến áp bộ trong sơ đồ... Loại MBA này có ưu điểm hơn MBA thường giá thành chi phí vật liệu và tổn thất năng lượng khi vận hành của nó nhỏ hơn với MBA thường có cùng công suất Tính toán chi tiết cho từng phương án Phương án 1  I 1 - Chọn máy biến áp Bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây + Công suất máy biến áp bộ B3 được chọn theo điều kiện : SđmB ≥ SđmF = 62,5 MVA + Công suất máy biến áp bộ... định theo công thức sau: P = P 1 + P2 Trong đó: P1 : tiền khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sửa chữa lớn (đ/năm) a% : hệ số khấu hao P2 : chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong máy biến áp P2 = β.∆A Với β : giá thành trung bình điện năng trong hệ thống điện, ta lấy β = 1000 đ/kWh ∆A : tổn thất điện năng trong máy biến áp (kWh) 1 Phương án 1 32 SVTH : Nguyễn Khắc Linh Đồ... = 8760h : Thời gian làm việc trong năm Thay số vào ta đc Vậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp 2 cuộn dây là: Đối với các máy biến áp liên lạc Trong đó: STNđm : Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu ∆Po : Tổn thất không tải : Công suất cuộn cao, trung, hạ của của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm ti : Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cap, trung,... Nguyễn Khắc Linh Đồ án phần điện nhà máy điện và trạm biến áp Tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp ở phương án 2 là: 5 Tính toán dòng điện cưỡng bức Đường dây nối với hệ thống Dòng làm việc cưỡng bức: Dòng điện cưỡng bức phía điện áp máy phát Máy biến áp bộ trong sơ đồ MF-MBA hai cuộn dây - Phía cao áp: bộ F3-B3, F4-B4 - Phía trung áp: bộ F5-B5 -... Tính toán kinh tế - kỹ thuật chọn phương án tối ưu Để tính toán so sánh kinh tế – kỹ thuật, ta cần dựa vào 2 tiêu chí chính là vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm của mỗi phương án Vốn đầu tư Khi xét đến vốn đầu tư của mỗi phương án chỉ xét đến máy biến áp và máy cắt ví đây là 2 thiết bị có giá thành đắt cà chiếm đa số trong tổng chi phí của phương án Trong đó:... = 8760h : Thời gian làm việc trong năm Thay số vào ta đc: Vậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp 2 cuộn dây là: Đối với các máy biến áp liên lạc Trong đó: STNđm : Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu ∆Po : Tổn thất không tải : Công suất cuộn cao, trung, hạ của của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm ti : Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cap, trung,... ngẫu không bị quá tải trong chế dọ làm việc bình thường  Trong chế độ khi có sự cố • Khi phụ tải bên trung cực đại Ta có các số liệu: SUTmax = 94,118 MVA, SUC = 71,429MVA, SVHT = 119,685 MVA, SUf = 9,412 MVA, STD = 17,857 MVA Sự cố 1: Hỏng 1 bộ máy phát – máy biến áp 2 cuộn dây bên trung áp 3  - Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố máy biến áp tự ngẫu là: Trong đó: : hệ số quá