Đồ án tốt nghiệp vũ bá bình d5h2

Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  LỜI CẢM ƠN   Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy giáo, cơ giáo của trường Đại  học Điện Lực, đặc biệt là các thầy cơ  trong khoa Hệ Thống Điện, các thầy cơ đã dìu  dắt, trang bị kiến thức q báu cho em trong suốt q trình học tập tại trường. Những  kiến thức q báu, và sự giúp đỡ của các thầy cơ đã giúp em hồn thành tốt nhiệm vụ  của một kĩ sư trong tương lai cũng như trong cuộc sống.      Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy THS. PHẠM NGỌC HÙNG đã tận tình  giúp đỡ, hướng dẫn em trong suốt quá trình thiết kế đồ án tốt nghiệp này.    Em xin trân trọng cảm ơn!              Hà Nội, Ngày 27 tháng 10 năm 2014                                                Vũ Bá Bình                            SVTH: Vũ Bá Bình   Sinh viên  Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN Độc lập – Tự – Hạnh phúC -000 - -000 - NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên: Vũ Bá Bình Lớp: Đ5H2 Hệ : Chính quy Ngành học: Hệ thống điện ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN   Phần I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN.  Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm 4 tổ máy x 100 MW  Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau đây:  Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax = 20MW; cosφ = 0,83;     Gồm 4 lộ kép x 3MW x 3km và 4 lộ đơn x 2MW x 3km.    Biến  thiên  phụ  tải  ghi  trên  bảng.  Tại  địa  phương  dùng  máy  cắt  hợp  bộ  với  Icắt=21kA; tcắt = 0,7sec; cáp nhôm vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất là 70mm 2.  Phụ tải cấp điện áp trung, 110kV: Pmax = 150MW; cosφ = 0,84.      Gồm 1 kép  x 70MW và 2 đơn 40MW  Biến thiên phụ tải  theo  thời  gian như  bảng dưới.    Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: Pmax = 90MW; cosφ = 0,88.      Gồm 1 lộ kép x 90 MW. Biến thiên phụ tải theo thời gian như bảng dưới.    Nhà máy nối với hệ thống 220kV bằng đường dây kép dài 120km. Cơng suất  hệ thống (Khơng kể cơng suất của nhà máy đang thiết kế) là 6000MVA. Dự trữ  quay của hệ thống 200MVA. Điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ  thống SN= 4000 MVA  Phụ tải tự dùng: α td = 7%; cosφ = 0,82.  Biến thiên công suất phát toàn nhà máy cho bảng.  Bảng biến thiên cơng suất theo thời gian tính theo phần trăm SVTH: Vũ Bá Bình   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  Giờ  0-5  5-8  8-11  11-14  14-17  17-20  20-22  22-24  S UF   90  90  90  100  100  100  100  90  S UT   90  80  80  90  90  100  90  90  STNM  90  80  80  80  100  100  100  90  SUC  90  90  80  95  95  95  95  90  Phần II: Tính tốn ổn định trong nhà máy nhiệt điện    NỘI DUNG TÍNH TỐN: Phần I: Tính tốn cân bằng cơng suất, chọn phương án nối dây  Tính tốn chọn máy biến áp.  Tính tốn ngắn mạch.  Tính tốn kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu.  Chọn các khí cụ điện và dây dẫn.  Tính tốn tự dùng.  Phần II: Tính tốn ổn định trong nhà máy nhiệt điện  B ẢN VẼ: Bản vẽ phụ tải tổng hợp tồn nhà máy.  Sơ đồ các phương án.  Sơ đồ nối điện chính, kể cả tự dùng  Sơ đồ thiết bị phân phối ngồi trời.  Các bản vẽ cần thiết.   SVTH: Vũ Bá Bình   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  Ngày giao: 16/10/2014  Ngày hồn thành: 08/01/2015      TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN THANH SƠN ThS PHẠM NGỌC HÙNG                      SVTH: Vũ Bá Bình   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ….…       SVTH: Vũ Bá Bình   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN   SVTH: Vũ Bá Bình   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  MỤC LỤC  CHƯƠNG I  . 3  TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY  . 3  1.1  LỰA CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN  . 3  1.2  TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT  . 3  1.3  ĐỀ SUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY  . 10  1.3.A CƠ SỞ CHUNG ĐỂ THÀNH LẬP CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY:   10  1.3.B.  ĐỀ SUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY   11  1.4  KẾT LUẬN CHƯƠNG I   14  CHƯƠNG II: TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP   15  A.PHƯƠNG ÁN 1  . 15  2.1.A MÁY BIẾN ÁP HAI CUỘN DÂY TRONG SƠ ĐỒ BỘ MPĐ-MBA HAI CUỘN DÂY CHO  PHƯƠNG ÁN 1   15  2.1.B MÁY BIẾN ÁP LIÊN LẠC.   16  2.1.C MÁY BIẾN ÁP 2 CUỘN DÂY KHÔNG ĐIỀU CHỈNH DƯỚI TẢI   17  2.1.D MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU CÓ ĐIỀU CHỈNH DƯỚI TẢI  . 17  2.1.E KIỂM TRA QUÁ TẢI   18  2.1.F MÁY BIẾN ÁP LIÊN LẠC   18  2.1.G TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP  . 22  B.PHƯƠNG ÁN 2  . 24  2.2.A PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP   24  2.2.B  MÁY BIẾN ÁP LIÊN LẠC   25  2.2.C CHỌN MÁY BIẾN ÁP HAI CUỘN DÂY TRONG SƠ ĐỒ BỘ MFĐ-MBA HAI CUỘN DÂY  26  2.2.D. MÁY BIẾN ÁP LIÊN LẠC   27  2.2.E. KIỂM TRA QUÁ TẢI CỦA CÁC MÁY BIẾN ÁP   28  2.2.F. TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP   31  CHƯƠNG III   33  TÍNH TỐN KINH TẾ- KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU   33  3.1  TÍNH TỐN KINH TẾ KĨ THUẬT – CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU   35  3.1.A VỀ MẶT KINH TẾ   35  3.1.B. VỀ MẶT KỸ THUẬT  37  3.2. TÍNH TỐN CỤ THỂ CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN   37  3.2.A. PHƯƠNG ÁN 1   37  3.2.B PHƯƠNG ÁN 2   38  SVTH: Vũ Bá Bình   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  3.3  KẾT LUẬN CỦA CHƯƠNG III   39  CHƯƠNG IV :TÍNH TỐN NGẮN MẠCH    40  4.1.A CHỌN ĐIỂM NGẮN MẠCH   42  4.2.A. LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ   43  4.3.A TÍNH TỐN NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM  44  4.3.1.A ĐIỂM NGẮN MẠCH N1   44  4.3.2.A ĐIỂM NGẮN MẠCH N2   47  4.3.3.A  ĐIỂM NGẮN MẠCH N3   49  4.3.4.A. ĐIỂM NGẮN MẠCH  N 3'    52  4.3.5.A ĐIỂM NGẮN MẠCH N4   53  CHƯƠNG V: CHỌN KHÍ CỤ ĐIÊN VÀ DÂY DẪN  . 55  5.1  TÍNH TỐN DỊNG CƯỠNG BỨC CÁC CẤP ĐIỆN ÁP   55  5.1.1 CÁC MẠCH PHÍA CAO ÁP 220 KV   56  5.1.2 PHÍA TRUNG ÁP :110 KV   57  5.1.3 PHÍA HẠ ÁP: 10,5 KV   57  5.2  CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY  . 58  5.2.1 CHỌN MÁY CẮT  . 58  5.2.2 CHỌN DAO CÁCH LY   59  5.3. CHỌN THANH DẪN CỨNG ĐẦU CỰC MÁY PHÁT   60  5.3.1.CHỌN LOẠI VÀ TIẾT DIỆN THANH DẪN CỨNG   60  5.3.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐỘNG CÓ XÉT ĐẾN DAO ĐỘNG RIÊNG   62  5.3.4 CHỌN SỨ ĐỠ THANH DẪN CỨNG  . 63  5.4. CHỌN THANH GÓP MỀM  . 64  5.5. CHỌN CÁP VÀ CHỌN KHÁNG ĐIỆN ĐƯỜNG DÂY   68  5.6. CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG   75  5.7   CHỌN CHỐNG SÉT VAN (CSV)   82  CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN TỰ DÙNG   83  6.1. CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TỰ DÙNG   83  6.2  CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG  . 84  6.2.1 . CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP1  ( 6,3KV)   84  6.2.2 . CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP 2 (0,4 KV)   85  6.3  CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN TỰ DÙNG  . 86  6.4  CHỌN MÁY CẮT TỰ DÙNG CẤP  6 KV   86  6.5  CHỌN APTOMAT CHO MẠCH TỰ DÙNG PHÍA HẠ ÁP  . 87  ̣  CHƯƠNG I   88  KẾT LUÂN SVTH: Vũ Bá Bình   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  PHẦN II: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH   89  TRONG NHÀ MÁY NHIỆT  ĐIỆN  89  CHƯƠNG I:      TÍNH TỐN ỞN ĐIN ̣ H TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN   90  1.1  TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH TĨNH   90  1.1.1 LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ  . 90  1.2 BIẾN ĐỔI SƠ ĐỒ VỀ DẠNG ĐƠN GIẢN   94  1.1.4 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ DỰ TRỮ   104  1.2  TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH ĐỘNG  105  1.2.1 LẬP ĐẶC TÍNH CƠNG SUẤT CHO CÁC CHẾ ĐỘ:   105  1.3  XÁC ĐỊNH GÓC CẮT TỚI HẠN  . 110  1.3.1 XÁC ĐỊNH MIỀN CẮT GIỚI HẠN  . 110  1.3.2 TÍNH GĨC CẮT GIỚI HẠN   111  KẾT LUẬN CHUNG  . 115                            SVTH: Vũ Bá Bình   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  DANH MỤC CÁC HÌNH HÌNH 1.1  ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA TỒN NHÀ MÁY   10  HÌNH 1.2. PHƯƠNG ÁN 1   11  HÌNH 1.3. PHƯƠNG ÁN 2   11  HÌNH 1.4  PHƯƠNG ÁN 3   13  HÌNH 2.1: HÌNH PHƯƠNG ÁN 1   15  HÌNH 2.2 :  PHÂN BỐ LẠI CƠNG SUẤT TẠI SỰ CỐ 1  . 19  HÌNH 2.3: PHÂN BỐ CƠNG SUẤT TẠI SỰ CỐ HỎNG MBA-TN B2   20  HÌNH 2.4: PHÂN BỐ CƠNG SUẤT HỎNG MBA-TN B2 KHI UT CỰC TIỂU   21  HÌNH 2.5: HÌNH PHƯƠNG ÁN 2   24  HÌNH 2.6: PHÂN BỐ LẠI CƠNG SUẤT KHI B4 SỰ CỐ   29  HÌNH 2.7:  PHÂN BỐ CƠNG SUẤT KHI HỎNG MBA B2   30  HÌNH 3.1.SƠ ĐỒ TBPP PHƯƠNG ÁN I   34  HÌNH 3.2.SƠ ĐỒ TBPP PHƯƠNG ÁN 2  . 35  HÌNH 4.1 :XÁC ĐỊNH ĐIỂM NGẮN MẠCH, PHƯƠNG ÁN I  . 42 HÌNH 4.2: SƠ ĐỒ THAY THẾ PHƯƠNG ÁN 1   43  HÌNH 4.3: SƠ ĐỒ THAY THẾ ĐIỂM NGẮN MẠCH N1   44  HÌNH 4.4:BIẾN ĐỔI SƠ ĐỒ BƯỚC 1   45  HÌNH 4.5: SƠ ĐỒ BƯỚC 2   45  HÌNH 4.6: SƠ ĐỒ THAY THẾ ĐƠN GIẢN  . 46  HÌNH 4.7:SƠ ĐỒ THAY THẾ ĐIỂM NGẮN MẠCH N2  . 47  HÌNH 4.8:BIẾN ĐỔI SƠ ĐỒ BƯỚC 2   48  HÌNH 4.9:SƠ ĐỒ THAY THẾ ĐƠN GIẢN   48  HÌNH 4.10: SƠ ĐỒ ĐIỂM NGẮN MẠCH N3   50  HÌNH 4.11: BIẾN ĐỔI SƠ ĐỒ THAY THẾ BƯỚC 1   50  HÌNH 4.12: BIẾN ĐỔI SƠ ĐỒ THAY THẾ BƯỚC 1   51  HÌNH 4.13 : SƠ ĐỒ THAY THẾ DẠNG ĐƠN GIẢN   51  HÌNH 4.14: SƠ ĐỒ THAY THẾ ĐIỂM NGẮN MẠCH  N 3'    52  HÌNH 5.1 : SƠ ĐỒ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI   55  HÌNH 5.1: HÌNH THANH DẪN CỨNG HÌNH MÁNG  . 61  HÌNH 5.2: CHỌN SỨ ĐỠ THANH DẪN CỨNG  . 64  HÌNH 5.2: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN ÁP CẤP MÁY PHÁT ĐIỆN BẰNG KHÁNG KÉP   75  HÌNH 5.3:  SƠ ĐỒ NỐI DỤNG CỤ ĐO VÀO MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP VÀ MÁY BIẾN DỊNG ĐIỆN 81  HÌNH 6.1: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN  . 84  SVTH: Vũ Bá Bình   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  - Z 38  Z / / Z 35  Z 39  Z 37 / / Z 34  Biến đổi tiếp sơ đồ:   j 5,92.(0,628  j 0,293)  0,687  j 0, 231  j 5,92  (0,628  j 0, 293)   (0,808  j 0,78).(1, 018  j 0,710)  0, 455  j 0,378   (0,808  j 0,78)  (1, 018  j 0, 710) Ta có sơ đồ rút gọn cuối cùng:  36 0, 048  j 0,108 U 1 E' 39 0, 454  j 0,408 38 0,313  j 0,165   1.1.3 Tính suất điện động lập đường đặc tính cơng suất   Phương trình đặc tính cơng suất của nhà máy được tính theo cơng thức:   ( E ' )2 E ' U PT  I sin 11  I sin(  12 )   Z11 Z12 Trong đó:  Z11I : tổng trở riêng giữa hệ thống và nhà máy  Z12I : tổng trở tương hỗ giữa hệ thống và nhà máy  α11: góc tổng trở  Z11I   I α12: góc tổng trở  Z12   U: điện áp thanh góp cao  E’: suất điện động  : góc lệch pha giữa E’ va U  a Xác định suất điện động E’ Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 102   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  I SVHT U HT   SVHT = PVHT - jQVHT  Lấy  cos HT  = 0,9  PVHT  QVHT  SVHT 154, 47 cos HT  0,9  1,390   S cb 100 SVHT 154, 47 sin  VHT   0,9  0, 673   S cb 100  I0  I1  1,390  j0,673  1,390  j 0,673   U HT   1,308  j 0, 44   Z 38 0, 687  j 0, 231 I01=I0+I1= ( 1,390 - j0,673)+( 1,308 – j0,44 ) = 2,698 –j1,113  E’=UHT+I01.Z36= 1+(2,698 – j1,116) . ( 0,0048 + j0,139 ) = 1,168 +j0,369   = 1,22517,57  b Xác định tổn trở riêng, tổng trở tương hỗ nhà máy - Tổng trở riêng:  Z11I  Z 36 Z 38 ( 0,0048    j0,139).(0, 687  j 0, 231)   0, 025  j 0,126   Z 36  Z 38 ( 0, 0048    j0,139)  (0,687  j 0, 231) Z11I  0,12878, 460   α11 = 90 – 78,46=11,540  - Tổng trở tương hỗ giữa hệ thống và nhà máy  Z12I  Z36  0,0048  j 0,139  0,139880   α12=90– 88= 2 0  c Phương trình đặc tính cơng suất: PI  ( E ' )2 E ' U sin   sin(  12 ) 11 Z11I Z12I   Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 103   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  PI  (1, 225) 1, 225.1 sin11,54  sin(  2) 0,128 0,139   PI = 2,345 + 8,83.sin(-2)  PImax  2,345  8,83  11,175  khi  =920  d.Tính cơng suất tua bin P0         PI = 2,345+ 8,83.sin(-2)  Với =17,57  P0=2,345+8,83.sin(17,57-2)= 4,715  Ta tìm được đường đặc tính cơng suất trong trường hợp ổn định tĩnh và điểm làm việc  của hệ thống ứng với P0=4,715 và =17,570    Hình 1.1.3 Đặc tính đường công suất P0 1.1.4 Xác định hệ số dự trữ - Độ ổn định dự trữ :  Kdt  PImax  P0 11,175  4,715 100  100  137,01   P0 4,715 Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 104   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  1.2 Tính tốn ổn định động Ổn định động là khả năng của hệ thống điện vẫn còn duy trì được sự đồng bộ saukhi  trải  qua  những  kích  động  lớn.  Trong  phần  này  ta  tính  tốn  ổn  định  động  khi  xảyra  ngắn mạch 3 pha trên 1 lộ đường dây nối nhà máy với hệ thống. Tính tốn đượctiến  hành qua các bước:  - Lập đặc tính cơng suất cho các chế độ:  + Trước khi xảy ra ngắn mạch    + Trong khi xảy ra ngắn mạch  + Sau khi xảy ra ngắn mạch  - Từ việc xác định được đặc tính cơng suất ta tiến hành tính:  + Xác định góc cắt giới hạn  + Xác định thời gian cắt giới hạn  1.2.1 Lập đặc tính cơng suất cho chế độ: a Trước xảy ngắn mạch: Ở phần tính tốn ổn định tĩnh ta có đặc tính cơng suất trước khi xảy ra ngắn mạch:  PI = 2,345+ 8,83.sin(-2)  PImax  11,175  khi  = 92  P 0=4,715 khi =17,57  b Trong xảy ngắn mạch: N (3) Z   Z: tổng trở ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch 3 pha đối xứng Z=0  Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 105   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  28 0,00035  j 0,058 16 j 0,023 E' 27 0,386  j 0,250 29 4,104  j 2,865   Biến đổi (29,28,27) thành Y(40,41,42)  Z 40  Z 29 Z 28 (4,104  j 2,865).( 0,00035  j 0,058)  Z 29  Z 28  Z 27 (4,104  j 2,865)  (0,00035  j 0,058)  (0,386  j 0, 25)       = -0,00001  j 0,052 Z 41    Z 28 Z 27 (0,386  j 0, 25).(0,00035  j 0,058)  Z 29  Z 28  Z 27 (0,386  j 0, 25)  (0,00035  j 0,058)  (4,104  j 2,865)       0,00016  j 0, 0048 Z 42    Z 29 Z 27 (4,104  j 2,864).(0,386  j 0, 25)  Z 29  Z 28  Z 27 (4,104  j 2,864)  (0, 00035  j 0,058)  (0,386  j 0, 25)       0,352  j 0, 226   - Ta được sơ đồ:  16 41 40 0, 00001  j 0,052 0,00016  j 0, 0048 j 0,023 E' 42 0,352  j 0, 226   - Biến đổi tiếp sơ đồ:  Z43=Z41+Z16=0,00016+j0,0048+j0,023=0,00016 + j0,0278  - Ta được sơ đồ:  Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 106   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  43 40 0, 00001  j 0,052 0,00016  j 0, 0278 E' 42 0,352  j 0, 226   Ztd =Z40+(Z42//Z43)  = 0, 00001  j 0,052  - (0,352  j 0,226).(0, 00016  j 0,0278)  0,0016  j 0,078   (0,352  j 0,226)  (0, 00016  j 0, 0278) Phương trình đặc tính  Tổng trở riêng:  Z11II  Ztd  0,0016  j 0,078  0,07888,850    11II  90  88,85  1,150   Phương trình đặc tính cơng suất trong trường hợp sự cố:  (E ' )2 1,2252 II PII  II sin 11  sin1,15  0,386   Z11 0,078 c Sau xảy ngắn mạch Sau khi xảy ra ngắn mạch đường dây nối nhà máy với hệ thống chỉ còn một lộ. Vì vậy  tổng trở của đường dây tăng lên gấp đơi.  Sơ đồ tính tốn khi xảy ra ngắn mạch như sau:  Z44 = xd = 0,03 + j0,097  Z45=Z46=xB=-j11,835  1 1    Z 47 Z1 Z 30 Z 46        1    2,116  j1, 248 0,9  j 0,49 0,539  j 0,371  j11,853   Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 107   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG   Z 47   0,35  j 0, 206 2,116  j1, 248   - Ta có sơ đồ tương đương như sau:  U 1 31 0,0028  j 0,083 44 0, 03  j 0, 097 E' 47 0,35  j 0, 206 45  j11,835 34 1,018  j 0,71   - Biến đổi Y(44,31,47) thành (48,49,50)  Z 48  Z 44  Z 47  Z 44 Z 47 Z31       (0,03  j 0,097)  (0,35  j 0, 206)  (0,03  j 0, 097).(0,35  j 0, 206) 0, 0028  j 0,083       0,867  j 0, Z 49  Z 44  Z 31    Z 44 Z 31 Z 47       (0, 03  j 0, 097)  (0,0028  j 0,083)  (0, 03  j 0,097).(0, 0028  j 0, 083) 0,35  j 0, 206       0,012  j 0,195 Z 50  Z 47  Z 31    Z 47 Z 31 Z 44       (0,35  j 0, 206)  ( 0, 0028  j 0,083)  (0,35  j 0, 206).(0, 0028  j 0,083) 0,03  j 0,097       0,562  j 0,541   - Ta được sơ đồ:  Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 108   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  49 0,012  j 0,195 U 1 E' 50 0,562  j 0,541 48 0,867  j 0, 45  j11,835 34 1,018  0,71   - Z 51  Z 45 / / Z 48  Z 52  Z 50 / / Z 34  - Biến đổi tiếp sơ đồ:   j11,835.(0,867  j 0, 4)  0,923  j 0,344  j11,835  (0,867  j 0, 4)   (0,562  j 0,541).(1, 018  j 0,71)  0,365  j 0,311 (0,562  j 0,541)  (1, 018  j 0,71)   Ta có sơ đồ rút gọn cuối cùng:  49 0,012  j 0,195 U 1 E' 52 0,365  j 0,311 51 0,923  j 0,344   Phương trình đặc tính cơng suất:  Tổng trở riêng:  Z11III  Z 51 / / Z 49  (0,923  j 0,344).(0,012  j 0,195) (0,923  j 0,344)  (0,012  j 0,195)        0, 04  j 0,173  0,17876,950    11III =90-76,95=13,05 0.  - Tổng trở tương hỗ giữa hệ thống và nhà máy  Z12III  Z49  0,012  j 0,195  0,19586,480    12III =90-86,478=3,520  Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 109   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  Phương trình đặc tính cơng suất sau khi ngắn mạch là:  PIII  ( E ' )2 E ' U III sin sin(  12III )   11 III III Z11 Z12 1, 2252 1, 225.1        sin13, 05  sin(  3,52) 0,178 0,195   PIII=1,903+6,282.sin(-3,52)  1.3 Xác định góc cắt tới hạn 1.3.1 Xác định miền cắt giới hạn Do hạn chế vận hành sau sự cố, cơng suất cân bằng trên trục máy phát là:  P0=PIII  4,715=1,903+6,282.sin(-3,52)  sin(-3,52)=0,448  n=26,610+3,520=30,140  m=180-30,14=149,860  Miền cắt giới hạn là: nm  Từ các phương trình P I, PII, P III ta vẽ được các đường đặc tính cơng suất như sau:  Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 110   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  P PI 11,175 PIII 8,185 P0 4,175 2,345 1,903 PII 0,386 17,57 69 92 149,86 δ   Hình 1.3 đường cong đặc tính cơng suất P Trong đó:    PI  Đặc tính cơng suất trước khi ngắn mạch    PII Đặc tính cơng suất trong khi ngắn mạch    PIII Đặc tính cơng suất sau khi ngắn mạch  Góc cắt giời hạn là góc đảm bảo cân bằng diện tích tăng tốc và diện tích hãm tốc    Ftt = Fht  Tất cả đơn vị góc tính được đổi về góc radial  1.3.2 Tính góc cắt giới hạn Đổi góc về đơn vị radial    17,570  17,57  180  gh  149,860  149,86  0,306rad    180  2,614 rad   Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 111   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  12III  3,5220  3,522   0,061 rad   180 Từ đồ thị đặc tính cơng suất P() ta tính được:   cgh Ftt    cgh max II ( P0  P ) d  0,306 2,614 Fht    (4,715  0,386) d   4,329. cgh  1,324   0,306 2,614 ( PIII  P0 )d    cgh  [1,903  6, 282.sin(  0, 061)  4,715]d     cgh =-2,812.(2,614-cgh)+6,282.[cos(2,614-0,061)-cos(cgh-0,061)]  =-2,122+2,812.cgh+6,282.cos(cgh-0,061)  Thay: Ftt=Fht ta có:  4,329.cgh-1,324= -2,122+2,812.cgh+6,282cos(cgh-0,061)  1,517.cgh=-0,798+6,281.cos(cgh-0,061)  cgh=-0,526+4,14.cos(cgh-0,062)  Ta tính được cgh=1,205(rad)=69,076 0  Vậy cgh=69,0760<  gh  149,860   Điều này hồn tồn phù hợp với  điều kiện  ổn  định  động là cắt ngắn mạch tại thời   điểm tạo nên Ftt  Fht  Khi đó nhà máy làm việc ổn định với chế độmới  Xác định thời gian cắt tới hạn   Để xác định thời gian cắt ngắn mạch giới hạn ta cần phải giải phương trình mơ tả sự  chuyển động của rơ to máy phát trong q trình q độ.   Phương trình có dạng như sau:   d 2 (t ) Tj   Po  Pc (t )   dt Trong đó :  Tj Hằng sốqn tính của Rơ to   (t )  : góc lệch giữa sức điện động của máy phát với một trục chuyển động với tốc độ  Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 112   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  đồng bộ.  Po: Cơng suất cơcủa tua bin máy phát điện  Pc (t ) : Công suất điện của máy phát điện.  Trong công thức trên tất cảcác đại lượng đều ởdạng tương đối cơbản. Hằng số T j   được xác định theo công thức sau:  Tj  2,74.GD n nF 106.S cb   n: Sốvòng quay rơ to máy phát điện. Đối với máy phát tua bin hơi  n =3000 vòng/phút  nF :số tổ máy của nhà máy, nF    G: Trọng lượng của Rơ to.  D: Đường kính của Rơ to  GD2: Được tra trong sổtay kỹthuật điện.  Đối với máy phát TB Φ - 60-2 ta tra được GD2= 13. T.m2  Tj  2, 74.13.3000  12,82   106.100 Ta giải phương trình vi phân trên bằng phương pháp phân đoạn liên tiếp.  Chọn    t  0,03(sec)   Hệ số gia tốc   K  360 f 360.50.0,032 t   1,26   Tj 12,82 *Phân đoạn 1 :  t1  t0   t   0, 03  0, 03(sec) P0  P0  PII  4, 715  0,386  4,329   1  K P0 4,329  1, 26  2, 727 2 Góc    ở cuối phân đoạn 1 là:  Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 113   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  1    1  17,57  2, 727  20, 297   Phân đoạn 2:  t2  t1  t  0,03  0,03  0,06(sec) PI  P0  4,715     1  K PI  2,727  1, 26.4,715  8,668 Góc    ở cuối phân đoạn 2 là:    1    20, 297  8, 668  28,965   Phân đoạn 3:  t3  t2  t  0,06  0,03  0,09(sec) PII  P0  4,329       K PII  8,668  1, 26.4,329  14,123 Góc    ở cuối phân đoạn 3 là:        28,965  14,123  43,088   Phân đoạn 4:  t4  t3  t  0,09  0,03  0,12(sec) PIII  P0  4,392       K PIII  14,123  1,26.4,392  20,337 Góc    ở cuối phân đoạn 4 là:        43,088  20,337  63, 425   Phân đoạn 5:  t5  t4   t  0,12  0,03  0,15(sec) PIV  P0  4,329       K PIV  20,337  1, 26.4,329  25, 792 Góc    ở cuối phân đoạn 5 là:        63, 42  25,792  89,212   Ta có bảng kết quả sau:  Bảng 1.3.2 Góc cắt giới hạn thời gian cắt Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 114   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  - Phân  đoạn  0  1  2  3  4  5  t(sec)  0  0,03  0,06  0,09  0,12  0,15    17,57  20,297  28,965  43,088  63,425  89,212  Vẽ đồ thị  theo t ta được đồ thị như hình vẽ sau    Hình 1.4 Góc cắt thời gian cắt -Từ hình vẽ 1.3.2 ta có cgh = 69,076  ta tìm được tcgh = 0,125s   KẾT LUẬN -Kết  quả  tính  tốn cho thấy  khi ngắn mạch 3 pha  tại đầu 1  lộ  đường dây,  muốn nhà  máy ổn định động phải cắt nhanh ngắn mạch trước thời gian tcat = 0,125 s vời góc cắt  cat = 69,076   KẾT LUẬN CHUNG : -Khi nghiên  cứu  về ổn định đã  giúp  em hiểu về  sự  ổn định trong nhà máy,  đặc  tính  cơng suất phát của nhà máy cũng như sự biến thiên của nó khi sảy ra sự cố Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 115   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  Qua phần tính tốn ta kết luận như sau:  - Trong phần ổn định tĩnh ta tìm được đường đặc tính cơng suất và điểm làm việc  của hệ thống ứng với P0 = 4,715  với góc 17,57 - Trường hợp ổn định động tcat= 0,125 với góc cắt = 69,076    Dựa vào thơng số trên sẽ giúp cho việc vận hành nhà máy ổn định hơn, phục     Dựa vào thơng số trên sẽ giúp cho việc vận hành nhà máy ổn định hơn, phục vụ cho  việc thiết kế bảo vệ rơ le, loại trừ sự cố mà vẫn đảm bảo nhà máy vận hành bình  thường.     Đây là cơ sở về lý thuyết và thực tế vơ cùng quan trọng và cần thiết cho sự hiểu biết    của sinh viên trường điện lực. Cũng như cơng việc sau này của mỗi sinh viên             Vũ Bá Bình – Đ5H2 Page 116   ... theo phần trăm SVTH: Vũ Bá Bình   Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện                                     GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG  Giờ  0-5   5-8   8-1 1  1 1-1 4  1 4-1 7  1 7-2 0  2 0-2 2  2 2-2 4  S UF   90  90  90 ... 142,86  160,71 160,71 178,57 160,71 4  4  4  4  4  160,7 14  SPT(MVA)  -2 8,60  -3 7,53  -3 7,53  -2 8,60  -2 8,60  -1 9,67  -2 8,60  -2 8,60  t(h)  0 5  5 8  92,045  92,045  81,818  97,16  SUC(MVA)  97,16 ... 230  121  11  UN %  PN, (kW)  (kW)  C-T  C-H  TH  C-H  TH  IO%  C-T  120  - 11  32  20  0,5  520  - 2.1.5 Kiểm tra tải a Máy biến áp hai cuộn dây sơ đồ MPĐ-MBA hai cuộn dây      Do các máy được chọn có cơng suất lớn hơn cơng suất định mức của MPĐ. Đồng