Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và tính toán chế độ vận hành tối ưu của nhà máy nhiệt điện

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƯƠNG 1 5 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 5 1.1 Chọn máy phát điện. 5 1.2 Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp. 5 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy. 6 1.2.2 Công suất và đồ thị phụ tải tự dùng. 6 1.2.3 Phụ tải địa phương. 7 1.2.4 Phụ tải cấp điện áp 110kV. 8 1.3 Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát vào hệ thống. 9 1.4. Nhận xét chung. 10 CHƯƠNG 2 11 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRONG SƠ ĐỒ ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY. 11 2. 1 Đề xuất các phương án. 11 2.2. Tính toán chọn máy biến áp cho phương án đã chọn. 15 2.2.1 Chọn máy biến áp. 15 2.2.2 Kiểm tra sự cố. 16 2.2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp. 20 2.2.4 Tính toán dòng cưỡng bức khi hệ thống làm việc. 22 CHƯƠNG 3 24 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN CHO SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 24 3.1 Tính dòng ngắn mạch cho các phương án. 24 3.1.1 Tính toán các điện kháng trong hệ đơn vị tương đối. 24 3.2 Lập sơ đồ thay thế tính ngắn mạch. 26 3.2.1 Tính toán ngắn mạch cho từng điểm. 30 3.2.2.2 Ngắn mạch tại điểm N2. 34 3.2.2.3 Ngắn mạch tại điểm N3. 40 3.2.2.4 Ngắn mạch tại điểm N4. 44 3.3. Chọn khí cụ điện cho sơ đồ nối điện. 49 3.3.1 Chọn thanh dẫn cứng. 49 3.3.2 Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng. 51 3.3.3 Chọn dây dẫn mềm. 52 3.3.4 Chọn máy cắt. 55 3.3.5 Chọn BU và BI. 56 3.4 Chọn các thiết bị cho phụ tải địa phương và mạch tự dùng: 64 3.4.1 Phụ tải địa phương: 65 3.4.2 Mạch tự dùng 67 CHƯƠNG IV 71 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY 71 4.1 Phương pháp chọn sơ đồ cho thiết bị trạm phân phối. 71 4.2 Sơ đồ điện của nhà máy nhiệt điện 71 CHƯƠNG V 72 TÍNH TOÁN KINH TẾ CỦA NHÀ MÁY SAU THIẾT KẾ 72 5.1 Vốn đầu tư cho thiết bị. 73

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 5

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 5

1.1 Chọn máy phát điện 5

1.2 Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp 5

1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 6

1.2.2 Công suất và đồ thị phụ tải tự dùng 6

1.2.3 Phụ tải địa phương 7

1.2.4 Phụ tải cấp điện áp 110 kV 8

1.3 Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát vào hệ thống 9

1.4 Nhận xét chung 10

CHƯƠNG 2 11

LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRONG SƠ ĐỒ ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY 11

2 1 Đề xuất các phương án 11

2.2 Tính toán chọn máy biến áp cho phương án đã chọn 15

2.2.1 Chọn máy biến áp 15

2.2.2 Kiểm tra sự cố 16

2.2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp 20

2.2.4 Tính toán dòng cưỡng bức khi hệ thống làm việc 22

CHƯƠNG 3 24

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN CHO SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 24

3.1 Tính dòng ngắn mạch cho các phương án 24

3.1.1 Tính toán các điện kháng trong hệ đơn vị tương đối 24

3.2 Lập sơ đồ thay thế tính ngắn mạch 26

3.2.1 Tính toán ngắn mạch cho từng điểm 30

3.2.2.2 Ngắn mạch tại điểm N2 34

3.2.2.3 Ngắn mạch tại điểm N3 40

3.2.2.4 Ngắn mạch tại điểm N4 44

3.3 Chọn khí cụ điện cho sơ đồ nối điện 49

3.3.1 Chọn thanh dẫn cứng 49

3.3.2 Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng 51

3.3.3 Chọn dây dẫn mềm 52

3.3.4 Chọn máy cắt 55

3.3.5 Chọn BU và BI 56

3.4 Chọn các thiết bị cho phụ tải địa phương và mạch tự dùng: 64

3.4.1 Phụ tải địa phương: 65

3.4.2 Mạch tự dùng 67

CHƯƠNG IV 71

SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY 71

4.1 Phương pháp chọn sơ đồ cho thiết bị trạm phân phối 71

4.2 Sơ đồ điện của nhà máy nhiệt điện 71

CHƯƠNG V 72

TÍNH TOÁN KINH TẾ CỦA NHÀ MÁY SAU THIẾT KẾ 72

5.1 Vốn đầu tư cho thiết bị 73

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, với chính sách kinh tế mới, Đảng và Nhà nước ta chútrọng đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước Cùng với sự phát triểnmạnh mẽ của các ngành công nghiệp, ngành năng lượng Việt Nam đã có những bướctiến vượt bậc, xứng đáng với vai trò mũi nhọn và then chốt trong nền kinh tế Cùng vớiviệc xây dựng thành công đường dây tải điện Bắc – Nam và một số công trình lớnkhác, hệ thống điện nước ta đã từng bước được cải tạo, nâng cấp Xuất hiện ngày càngnhiều nhà máy điện và các trạm biến áp phân phối điện, do đó sản lượng cũng nhưchất lượng điện năng ngày càng được nâng cao

Điện năng là một dạng năng lượng không tái tạo Hệ thống điện là một phần của hệthống năng lượng nói chung, bao gồm các nhà máy điện, mạng điện,….đến các hộ tiêuthụ, trong đó các nhà máy điện có nhiệm vụ biến đổi các dạng năng lượng sơ cấp như:than đá, dầu, khí đốt, thủy năng, năng lượng mặt trời,…thành điện năng Hiện nay ởnước ta lượng điện năng được sản xuất từ nhiệt điện hàng năm không còn chiếm tỉtrọng cao như những năm 80 của thế kỉ trước nữa Tuy nhiên, với thế mạnh về nguồnnhiên liệu ở nước ta thì việc xây dựng nhà máy nhiệt điện mới vẫn là nhu cầu lớn đốivới phát triển hiện nay

Vì vậy, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và tính toán chế độ vận hành tối ưucủa nhà máy nhiệt điện không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố khá toàn diện vềmặt kiến thức đối với mỗi sinh viên ngành Hệ Thống Điện trước khi đi vào thực tếcông việc

Với yêu cầu như vậy, đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điệnđược hoàn thành gồm bản thuyết minh này kèm theo các bản vẽ phần nhà máy nhiệtđiện và phần chuyên đề Bản thuyết minh gồm 05 chương trình bày toàn bộ quá trình

từ tính toán công suất phụ tải và cân bằng công suất, lựa chọn máy biến áp và sơ đồnối dây trong sơ đồ điện của nhà máy, tính toán ngắn mạch và chọn khí cụ điện cho sơ

đồ nối điện, sơ đồ nối điện của nhà máy, tính toán kinh tế của nhà máy sau thiết kế.Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải máy phát, phụ tải trung áp và côngsuất phát thừa lên hệ thống 220 kV Bốn tổ máy phát được kết cấu theo sơ đồ bộ, trongthiết kế phần điện nhà máy điện cỡ vừa gồm 04 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 100

MVA trong đó 02 tổ máy đấu với trạm biến áp 220 kV, 02 tổ máy đấu với trạm biến

áp 110 kV Các máy phát có điện áp đầu cực 22 kV

Trong quá trình thực hiện đồ án, xin chân thành cảm ơn TS: Lê Xuân Thành cùngcác thầy cô trong bộ môn Điện khí hóa đã giúp đỡ và hướng dẫn em một cách tận tình

để em có thể hoàn thành đồ án này

Hà Nội, tháng 5 năm 2017

Sinh viên

Trần Anh Ngọc

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Dựa vào đồ thị phụ tải có thể chọn được phương án nối điện hợp lý, đảm bảo cácchỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Đồ thị phụ tải còn giúp chọn đúng công suất của máy biến áp(MBA) và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy với nhau và giữ các nhà máy điệnvới nhau

1.1 Chọn máy phát điện.

Theo yêu cầu thiết kế nhà máy điện có bốn tổ máy mỗi tổ máy là 100MW (tổng 4 tổmáy là: 400MW) Do đó đã biết số lượng và công suất của từng tổ máy nên chỉ cầnchú ý một số điểm sau:

+ Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức, dòng ngắnmạch ở các cấp điện áp sẽ nhỏ và do đó yêu cầu với các loại khí cụ sẽ giảm thấp.+ Để thuận tiện việc xây dựng cũng như vận hành nên chọn máy phát cùng loại

từ đó chọn theo sổ tay loại máy phát với thông số sau:

TB-120-2 thông số Sđm= 125MVA, Cos=0,83, Iđm= 3,2 kA, Uđm= 22 kV

1.2 Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp.

Trong thực tế năng lượng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi Việc nắmđược quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải là điều rất quan trọng đối vớithiết kế và vận hành Nhờ vào công cụ là đồ thị phụ tải mà có thể chọn phương án nốidây hợp lý, đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, ngoài

ra dựa vào đồ thị có thể chọn được máy phát điện hợp lý, máy biến áp và phân bố tối

ưu công suất phát giữa các tổ máy và máy

Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải dưới dạng phần trăm công suất theothời gian và công suất Pmax, Costb của từng phụ tải ứng với đó sẽ tính được tải của cáccấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công thức (1-1) sau:

St = Pt /costb với Pt = ( p% Pmax )/100 (1-1)Trong đó:

St là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t (MVA)

Costb: là hệ số công suất của từng phụ tải

p%: Công suất tác dụng phần trăm tương ứng với mỗi thời điểm

Pmax: Công suất cực đại của phụ tải (MW)

1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.

Nhà máy gồm 04 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất định mức PFđm = 100 MW Côngsuất đặt của toàn nhà máy là:

PNMmax = 4100= 400 MWCông suất phát của nhà máy điện được tính theo công thức (1-2) sau:

PNMmax = 400 MW, Cos = 0,83, SNMmax= 481,92 MVA

Bảng 1.1: Công suất phát của nhà máy.

Hình 1.1: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.

1.2.2 Công suất và đồ thị phụ tải tự dùng.

Tự dùng của toàn nhà máy bằng 11% công suất định mức của nhà máy với công thức (1-3) sau:

  (1-3)( SNM = 481,92 MVA)

Stdmax = td.Snm = 0,11.500 = 55 (MVA)Trong đó:

 : Số phấn trăm lượng điện tự dùng,  =11%

Costd = 0,83

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

 SNM(t): Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t, MVA

Từ số liệu tính toán ở bảng 1.2 và công thức (1-3) trên tính được tự dùng như sau:

1.2.3 Phụ tải địa phương.

Như nhiệm vụ thiết kế đã cho Pmax = 12 MW, Cos= 0,83 với công thức (1-4) sau:

St = Pt / costb với Pt = ( p% Pmax ) /100 (1-4)

Từ công thức (1-4) có thể tính được kết quả cho ở bảng 1.3 và đồ thị tải địa phươnghình 1.3

Bảng 1.3: Thông số phụ tải địa phương

Sđịa phương(MVA) 10,12 13,01 14,46 10,12

Đồ thị phụ tải địa phương (hình 1.3) :

St = Pt /costb với Pt = ( p% Pmax ) /100 (1-5)

Từ đó có kết quả cho ở bảng 1.4 và đồ thị tải địa phương hình 1.4:

Bảng 1.4: Thông số phụ tải trung áp

Sphụ tải 110kv(MVA) 70,59 82,35 117,65 100

Đồ thị phụ tải địa phương hình 1.4:

0 20 40 60 80 100 120 140

Hình 1.4: Công suất tải điện áp 110kV.

1.3 Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát vào hệ thống.

Phương trình cân bằng công suất toàn nhà máy:

StoànNM(t) = Sđph(t) + SUT(t) + SUC(t) + Std(t)+ SvềHT(t)Với:

SUC(t) = 0 do nhà máy không có phụ tải phía cao

Bỏ qua tổn thất trong máy biến áp tính được công suất thừa phát nên hệ thống:

* Tình trạng thực tế của tải ở các cấp điện áp.

+ Phụ tải cấp điện áp máy phát và tự dùng nhỏ (SUFmax= 53,81MVA, SUFmin=44,27MVA), phụ tải cấp điện áp trung lớn hơn không nhiều so với công suất của mộtmáy phát Tuy nhiên nhà máy vẫn đáp ứng đủ công suất yêu cầu của các loại phụ tải.+ Phụ tải trung áp luôn cho một máy hoạt động hết công suất do phụ tải trung áp lớnhơn hoặc bằng công suất phát ra cả một máy phát của nhà máy

+ Khả năng mở rộng và phát triển của nhà máy không cao Tiếp tục duy trì vậnhành đúng chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật trong tương lai để đáp ứng một phần nhu cầuđiện năng của địa phương và phát lên hệ thống

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRONG SƠ ĐỒ ĐIỆN

đồ nối bộ máy phát và máy biến áp

- Tổng công suất phía cao áp tương đối lớn:

SCΣmaxmax = 296,01 MVA

SCΣmaxmin = 182,96 MVANên có thể ghép nhiều bộ máy phát và máy biến áp vào thanh góp 220 kV

- Công suất phụ tải trung áp 110 kV:

SUTmax = 117,65 MVA

SUTmin = 70,59 MVA

Nên có thể ghép 02 bộ máy phát và máy biến áp vào thanh góp 110 kV vì phụ tải cực tiểu này lớn hơn công suất định mức của một máy phát hoặc cũng có thể lấy từ bên thanh góp 220 kV qua máy biến áp liên lạc

- Cấp điện áp cao áp (220kV) và trung áp (110kV) là lưới trung tính trực tiếp nối đất nên có thể dùng máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu sẽ có lợi hơn

- Công suất phát lên của hệ thống

SHTmax = 296,01 MVA

SHTmin = 182,96 MVA

Trong khi đó công suất dự trữ quay của hệ thống là:

Sdt = 10% x 2000 = 200 MVA

- Do đó những biến động về công suất của nhà máy cũng đều không ảnh hưởng tới công suất của hệ thống.

- Tổng công suất phía cao áp SCΣmaxmax = 296,01 MVA do công suất phía cao áp lớn hơn công suất dự trữ nên phải đặt 02 máy biến áp tự ngẫu phía cao áp

- Khả năng phát triển của nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vị trí nhà máy, địa bàn phụ tải, nguồn nguyên liệu Riêng về phần điện nhà máy hoàn toàn có khả năng phát triển thêm phụ tải ở các cấp điện áp sẵn có

Từ các nhận xét trên có thể đề xuất các phương án nối dây sau:

+ Có thể thấy sơ đồ đơn giản dễ vận hành, đảm bảo yếu tố cung cấp điện liên tục

và thỏa mãn yêu cầu đề ra của các điều kiện trên, đảm bảo về mặt kinh tế

+ Có thể thấy sơ đồ phương án 2 có kết cấu gần giống kết cấu phương án 1

song không có cuộn kháng nên về mặt kinh tế sẽ đỡ tốn kém hơn phương án 1

+ Nhận thấy sơ đồ hình 2.3 đảm bảo tính cung cấp điện tốt.

+ Về mặt kinh tế thì tiêu tốn hơn các phương án trên vì tốn thêm 02 máy biến áp

 Kết luận:

- Qua phân tích nhận xét các phương án đã nêu ra đi đến một số kết luận sau đây:

- Đối với phương án 1 thì cần phải có cuộn kháng thì sẽ có kinh tế cao hơn.

- Với phương 2 thì có về mặt kinh tế hiệu quả tốt hơn và vẫn đảm bảo được

Bộ máy phát điện – máy biến áp 02 cuộn dây:

Để lựa tốt về mặt kinh tế nên chọn máy biến áp không điều chỉnh dưới tải

Áp dụng công thức:

SđmB≥ SđmF− Stdmax

n ≈ SđmF

(2-1)

Do máy phát điện có SđmF = 125 MVA

Chọn máy biến áp TДЦ 125 - 121/22 có các thông số như sau:

P0= 100 kW ; PN= 400 kW ; I0%= 0,5

Và máy biến áp TДЦ 125 - 230/22 có các thông số như sau:

P0= 115 kW ; PN= 380 kW ; I0%= 0,5% UN %=11%

Trong việc lựa chọn bộ máy phát điện – máy biến áp không cần kiểm tra điều kiện

sự cố do mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp nếu hỏng sẽ loại bỏ cả bộ mà không vận hành thiết bị còn lại trong bộ

+ Máy biến áp tự ngẫu liên lạc có điều chỉnh dưới tải

Trong sơ đồ này thì đây là dạng sơ đồ không có thanh góp do vậy sử dụng công thức sau để lựa chọn công suất tự ngẫu:

Chọn loại máy biến áp tự ngẫu ATДЦTH 250-230/121/22 có các thông số như sau:

P0= 120kW, PN C-H= 520kW, I0%= 0,5

+ Công suất tải qua máy biến áp 2 cuộn:

Sbộ= ΣmaxSmf - 12.Sdf - 12.Std = 215,8 (MVA) (2-3)+ Phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu:

Công suất truyền phía hạ, trung của các máy biến áp tự ngẫu sang phía cao của máy biến áp như sau:

1

2 1 2 1 2

B1 B2 B3 B4

HT

Hình 2.4: Hỏng bộ máy phát điện – máy biến áp bên trung áp

Điều kiện kiểm tra máy biến áp:

2kqt.sc.α.Sdm.TN ≥ SUT.max ↔ 2.1,4.0,5.250 = 350 > 296,01 MVA

Phân bố công suất:

+ Phân bố công suất truyền từ hạ nên trung và cao:

Cuộn trung áp:

SCT = 12.(STmax- Sđmba) = -3,675 (MVA) (2-5)Cuộn hạ áp:

SCH = 12.Sbộ = 107,9 (MVA) (2-6)Cuộn cao áp:

Scc = SCH - SCT = 111,6 (MVA) (2-7)

Bảng 2.2: Phân bố công suất

Nhận thấy Sthiếu < 200 vậy hệ thống làm việc ổn định

B, Sự cố hỏng 1 máy tự ngẫu tại thời điểm STmax:

B1 B2 B3 B4

HT

Hình 2.5: Sự cố hỏng 1 máy tự ngẫu tại thời điểm S T max

+ Điều kiện kiểm tra máy biến áp:

Kqtảisc..SđmTN + Sbộ = 273,089 ≥ STmax = 117,65 MVA+) Phân bố công suất cho tự ngẫu:

Công suất truyền qua cuộn trung áp:

SCT = ST.max - Sbộ = -49,79 (MVA) (2-9)Công suất truyền cuộn hạ áp:

SCH = SCC +SCT= 98,21 (MVA) (2-10)Công suất truyền lên cuộn cao áp:

SCC= 12Svềhethong= 148,005 (MVA) (2-11)

Từ đó có được bảng phân bố công suất như bảng 2.4 sau:

Bảng 2.4: Phân bố công suất cho tự ngẫu

Thấy công suất của cuộn trung có những giá trị âm nghĩa là công suất được truyền từ phía trung và phía hạ của máy biến áp tự ngẫu lên hệ thống.

2.2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp.

Tổn thất điện năng được tính như sau:

+ Với máy biến áp 2 cuộn:

+ SCi STi SHi: Công suất truyền qua các cuộn của máy biến áp theo thời gian ti

+ Sđm: Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu

+ ΔAP0: Tổn thất không tải của máy biến áp

+ ΔAPN.C; ΔAPN.T; ΔAPN.H: Tổn thất công suất của máy biến áp qua các cuộn dây

Bảng 2.5: Thông số máy biến áp.

A) Máy biến áp 2 cuộn:

Máy B3,4 luôn làm việc với công suất truyền tải qua máy biến áp với công suất tải max với Sbộ =107,93(MVA) trong cả năm Do đó:

A2cd = P0.T + PN (S bô

S đm)2 .T (2-14)

Thay vào công thức (2-14) được:

A2cd = 100.8760 + 400.(107,93/125)2.8760 = 3488332,332 (KWh)Vậy hai máy: ΣmaxA2cd =2 3488332,332 = 6976,66 (MWh)

0,5 0,5

0)= 0,78 (MW)Với phụ tải hoạt động bằng phẳng trong năm có công suất đi qua máy biến áp tự ngẫu như sau:

Bảng 2.6: Công suất đi qua 1 máy biến áp tự ngẫu.

Tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu là:

ΣmaxΔAATN = 2 ATN = 297494,7 (MWh) (2-15)Tổng tốt thất điện qua tất cả máy biến áp trong một năm như sau:

ΣmaxΔAA= ΣmaxΔAATN+ ΣmaxA2cd =6976,66 + 297494,7 = 304471,36 (MWh) (2-16)

2.2.4 Tính toán dòng cưỡng bức khi hệ thống làm việc.

veHT

S

kA

Dòng của máy biến áp tự ngẫu phía cao khi làm việc bình thường và khi sự cố:

Bảng 2.7: Dòng của máy biến áp tự ngẫu phía cao khi làm việc bình thường và

Bảng 2.8: Thông số dòng điện chạy qua máy biến áp tự ngẫu

dm cb

max

3 cos

cb

P I



= 14,45

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN CHO SƠ ĐỒ

NỐI ĐIỆN

3.1 Tính dòng ngắn mạch cho các phương án.

3.1.1 Tính toán các điện kháng trong hệ đơn vị tương đối.

Chọn các đại lượng cơ bản tính toán với điện kháng trong hệ đơn vị tương đối nhưbảng 3.1:

cb HT

N

S X

S

(3-1)B) Tính điện kháng đường dây 220 kV

Điện kháng đường dây 220 kV trong hệ tương đối cơ bản được tinh theo công thức số (3-2):

Trong khi tính ngắn mạch, điện kháng của máy phát được thay thế bằng điệnkháng siêu quá độ Với máy phát TB-120-2

Có thông số: Sđm= 125MVA, Cos=0,8, Iđm= 3,2 kA, Uđm= 22 kV

Xd” = 0,192 và SFđm = 125 MVA tính được điện kháng tương đối trong hệ cơ bản theocông thức (3-3) sau:

X F = X d } } { {S rSub { size 8{ ital cb} } } over {S rSub { size 8{ ital Fdm} } } } =0,192 { {100} over {125} } =0,154} { ¿¿

¿

(3-3)D) Điện kháng máy biến áp 2 cuộn dây

cb Fdm

S

%

100 S

MBA

X  UN

(3-4)Với MBA loại TДЦ 125 - 121/22:

UN% = 10,5%

SBđm = 125 MVA

Do đó:

cb Fdm

Trước hết tính điện kháng ngắn mạch từng cuộn dây:

NC cb C

+ Sơ đồ các điểm ngắn mạch và sơ đồ thay thế ngắn mạch được cho hình 3.1 với

3.2

ph? t?i d?a phuong

ph? t?i d?a phuong

ph? t?i d?a phuong

Với các khí cụ điện cao áp xét điểm ngắn mạch N1 trên thanh góp cao áp Nguồncung cấp cho điểm ngắn mạch là toàn bộ các máy phát và hệ thống.

Với các thiết bị trung áp xét điểm ngắn mạch N3 trên thanh góp trung áp của nhàmáy với nguồn cấp là hệ thống và toàn bộ các máy phát của nhà máy

Với mỗi máy phát được nối lên tự ngẫu cho ngắn mạch tại N2 thanh cái máy phát.Phía máy phát trung áp cũng cho ngắn mạch tại thanh cái phía máy phát là điểm N4.Các thông số điện kháng:

Hình 3.3: Sơ đồ ngắn mạch rút gọn 3.2.1 Tính toán ngắn mạch cho từng điểm.

3.2.1.1 Điểm ngắn mạch N1.

Sơ đồ tính toán ngắn mạch được cho trong hình 3.4

X 9 0,118

Hình 3.5: Sơ đồ rút gọn

Hợp nhất các nguồn máy phát theo các phép biến đổi đặng trị, phép biến đổi này để ghép các nhánh song song có nguồn hoặc không có nguồn thành một nhánh tương đương Xét sơ đồ thay thế như sau:

Hình 3.5: Sơ đồ phép biến đổi

Có n nhánh được nối chung vào điểm M, mối nhánh có một nguồn sức điện động Ek

và một điện kháng Xk khi đó có thể tối giản bằng biểu thức số (3-15):

E



(3-15)-Tiếp tục rút gọn sơ đồ thu được sơ đồ như hình 3.7

XNMtt= X11 ∑SdmF Scb = 0,085 4.125100 = 0,426 (3-17)-Từ điện kháng tính toán và bảng tra dòng ngắn mạch tại các thời điểm chọn các giátrị như sau:

-Dòng tại thời điểm t=0(s)

-Trong hệ đơn vị có tên dòng ngắn mạch được tính theo biểu thức số 18) đến 21).

Hình 3.8: Sơ đồ rút gọn ngắn mạch N2

Khi đó tính dòng ngắn mạch chạy từ các nguồn đến điểm ngắn mạch như sau:

- Dòng ngắn mạch từ hệ thống chạy về điểm ngắn mạch được thể hiện qua sơ đồ hình 3.10

- Từ đó tra bảng được dòng ngắn mạch tại các thời điểm:

Dòng tại thời điểm t= 0(s):

- Dòng ngắn mạch từ nguồn F3,4 chạy về điểm ngắn mạch được vẽ trong hình 3.11 với giá trị điện kháng được tính theo biểu thức số (3-31).

X15= X13+ X5=0,1633 (3-31)

Hình 3.10: Dòng ngắn mạch chạy từ F 3,4 về điểm ngắn mạch.

- Điện kháng tính toán được tính toán theo biểu thức số (3-32):

XF3,4tt= X15.∑SdmF Scb =0,163.2.125100 = 0,408 (3-32)

- Từ đó tra bảng dòng ngắn mạch theo điện kháng tính toán:

Dòng tại thời điểm t=0(s):