Tài liệu Bài tập ví dụ minh họa phần Máy điện sau đây bao gồm những câu hỏi cụ thể và thường gặp trong chương Máy điện. Bên cạnh đó, tài liệu còn đưa ra những hướng dẫn giải cụ thể và chi tiết cho những câu hỏi này. Với các bạn chuyên ngành Điện thì đây là tài liệu hữu ích.
Ví dụ 1: Cho độ dốc của đặc tính điều chỉnh chung của nguồn điện trong hệ thống là KFht=18, độ dốc đường đặc tính phụ tải, K pt=2, độ dự trữ cơng suất của hệ thống là Kdt=1,05, giả thiết rằng tất cả các máy phát trong hệ thống đều có thể thay đổi cơng suất về 2 phía hỏi? a. Khi phụ tải biến đổi 10% thì tần số biến đổi bao nhiêu phần trăm ? b. Khi phụ tải biến đổi 10% và nếu chỉ có thể tăng cơng suất ở các tổ máy có tổng cơng suất bằng 25% tổng cơng suất nguồn thì tần số biến đổi bao nhiêu phần trăm? c. Khi phụ tải biến đổi 10% nhưng tất cả các máy phát đều khơng thể tăng cơng suất (khơng có điều tốc) thì tần số biến đổi bao nhiêu phần trăm ? Bài giải 1: ∆f a. Từ biểu thức: ∆P = − Ppt K ht f dm Suy ra: ∆f ∆P =− f dm Ppt K ht Với Kht = Kdt.KFht+ Kpt = 1,05.18+2 = 20,9 ∆f = −10% = −0, 48% f dm 20,9 Vậy khi phụ tải biến đổi 10% thì tần số biến đổi 0,48% b. Khi phụ tải biến đổi 10% và nếu chỉ có thể tăng cơng suất ở các tổ máy có tổng cơng suất bằng 25% tổng cơng suất nguồn thì độ dốc đặc tính hệ thống sẽ giảm tương ứng là: KFht =0,25.18 = 4,4 Kht = Kdt.KFht+Kpt = 1,05.4,4+2 = 6,725 ∆f f = −10% 6, 725 = −1, 48% dm Vậy khi phụ tải biến đổi 10% thì tần số biến đổi 1,48% c. Khi tất cả các máy phát đều khơng có điều tốc thì KFht =0, do đó Kht=Kpt=2 ∆f f dm Khi đó tần số hệ thống giảm là: = −10% = −5% Ví dụ 2: Hệ thống điện gồm 6 tổ máy, trong đó có 3 tổ máy có PFđm=100 MW và KF =15,3, tổ máy còn lại có PFđm=200MW, KF =15. Phụ tải có cơng suất Ppt=700MW và Kpt=1,5. Tính độ lệch tần số hệ thống khi phụ tải tăng thêm 70MW và đề xuất biện pháp sao cho tần số khơng vượt q ±0,2 Hz so với tần số định mức? Bài giải 2: Khi phụ tải tăng thêm 70 MW thì tần số giảm 1 lượng theo cơng thức: ∆f ∆P f =− ra f dm Ta có: K dt Ppt K ht Pht Ppt PđmFi k Fi K Fht PđmFi f đm P Ppt K ht f đm P Ppt ( K Fht K dt K pt ) 3.100 3.200 1,286 700 3.100.15,3 3.200.15 15,1 900 Độ lệch tần số hệ thống là: f f đm P Ppt ( K Fht K dt K pt ) 50.70 700.(15,1.1,286 1,5) 0,239 Hz Độ lệch tần số này vượt ra ngồi giới hạn quy định do đó ta có thể có các biện pháp điều chỉnh sau: + Bổ sung cơng suất dự trữ hệ thống + Tăng độ dốc của các tổ máy phát. Giả sử ta tăng độ dốc của các tổ máy 200MW lên 20 khi đó ta có: PđmFi k Fi K Fht f PđmFi 3.100.15,3 3.200.20 18,33 900 f đm P Ppt ( K Fht K dt K pt ) 50.70 700.(18,33.1,286 1,5) 0,1994 Hz Khi điều chỉnh sơ cấp mỗi tổ máy cần phát thêm lượng công suất là: + PF ( 200) PđmF K F + PF (100) PđmF K F f fn f fn 200.20 ( 0,1994) 50 100.15,3 ( 0,1994) 50 15,592MW 5,982MW Chú ý: Đây là cơng suất tạm thời, khi tần số đã được điều chỉnh lên giá trị u cầu thì các tổ máy lại phát cơng suất như cũ Ví dụ 3: Hệ thống điện có phụ tải Ppt =1260MW, Kpt=1,5, phụ tải đột nhiên giảm 60 MW. Tính độ lệch tần số khi: a. Khơng có điều chỉnh tốc độ? b. Có điều tốc với KFht=20 (nếu tất cả các tổ máy đều có thể có điều tốc). Cho có 80% công suất phát tham gia điều tốc, hệ thống có dự trữ quay 240MW Bài giải 3: a. Khi khơng có điều tốc thì KFht = 0 nên Kht = Kpt =1,5 Độ lệch tần số là: f f đm P Ppt K ht 50.( 60) 1260.1,5 1,587 Hz b. Khi có điều tốc Ta có tổng cơng suất đặt của hệ thống bao gồm cả dự trữ quay: Pht = 1260+240 = 1500MW K dt Pht Ppt 1500 1,19 1260 Fht Vì chỉ có 80% cơng suất tham gia điều tốc nên K = 80%.20 = 16 Độ lệch tần số là: f f đm P Ppt K ht f đm P Ppt ( K Fht K dt K pt ) 50.( 60) 1260.(16.1,19 1,5) 1,116 Hz Ví dụ 4: Một NMĐ gồm 3 nhóm máy phát với 8 tổ máy cho ở bảng sau: Nhóm MFĐ I II III Pn (MW) 200 150 100 Số lượng 3 kF 19 17,5 17 Biết phụ tải của của hệ thống là 850 MW, k pt = 1,6. Đột nhiên phụ tải giảm 90 MW, xác định độ lệch tần số khi: a. Tất cả các MFĐ đều khơng có điều tốc? b. Tất cả các MFĐ đều tham gia điều chỉnh tần số? Lúc này mỗi máy phát phải giảm cơng suất đi bao nhiêu trong điều chỉnh sơ cấp? c. Chỉ có nhóm I và II tham gia điều tần? Bài giải 4 a. Khi khơng có điều tốc thì KFi = 0 KFht =0 Kht = Kpt=1,6 Từ cơng thức: f ∆f ∆P =− f dm Ppt K ht fn P Ppt K ht 90.50 850.1,6 3,3Hz Vậy tần số tăng 3,3 Hz. Tần số hệ thống khi đó là f1 = fđm+ f =50+3,3 = 53,3 Hz b. Khi tất cả các máy phát tham gia điều chỉnh tần số ta có: PđmFi k Fi K Fht K dt Pht Ppt PđmFi 3.200.19 3.150.17,5 2.100.17 18,14 1250 3.200 3.150 2.100 1,47 850 Kht = Kdt.KFht+Kpt =1,47.18,14+1,6 = 28,27 Độ lệch tần số là: f fn P Ppt K ht 90.50 850.28,26 0,18 Hz * Trong điều chỉnh sơ cấp thì cơng suất mỗi máy phát cần giảm là: PF ( 200 ) PđmF K F PF (150 ) PđmF K F PF (100 ) PđmF K F f fn f fn f fn 200.19 0,18 50 150.17,5 100.17 13,68MW 0,18 50 0,18 50 9,45MW 6,12 MW c. Chỉ có nhóm I và II tham gia điều tần K Fht PđmFi k Fi PđmFi 3.200.19 3.150.17,5 15,42 1250 Kht = Kdt.KFht+Kpt =1,47.15,42+1,6 = 24,27 Độ lệch tần số là: f fn P Ppt K ht 90.50 850.24,27 0,22 Hz Chú ý: Đây là cơng suất tạm thời, khi tần số đã được điều chỉnh lên giá trị u cầu thì các tổ máy lại phát cơng suất như cũ Ví dụ 5: Hệ thống điện có 5 tổ máy phát, trong đó 3 tổ máy 150 MW với độ dốc k F=16, các tổ còn lại 200 MW với kF=17,2. Phụ tải hệ thống là Ppt=650 MW với kpt=1,7. Khi phụ tải tăng tần số giảm đi 0,2% so với giá trị định mức. hãy cho biết lượng tăng của phụ tải là bao nhiêu? Các máy phát tham gia điều tần sẽ phát thêm công suất bao nhiêu? Bài giải 5: Hệ số dự trữ của hệ thống: PF Ppt k dt 3.150 2.200 650 1,31 PFi k Fi Độ dốc đặc tính hệ thống: k F PFi 3.150.16 2.200.15,2 15,62 3.150 2.200 Giá trị tần số giảm so với định mức: f % f n 100 f 0,2.50 100 0,1Hz Lượng phụ tải tăng: P f Ppt (kdt k F k pt ) 0,1 fn 650.(1,3.16,94 1,7) 50 31,0MW Sau khi điều chỉnh mỗi máy phát 150 sẽ phát thêm: PF PF f fn k F 150 0,1 16 50 4,8MW Mỗi tổ máy 200 MW sẽ phát thêm: Đây là cơng suất tạm thời do tần số giảm, khi tần số đã được điều chỉnh lên giá trị u cầu thì các tổ máy lại phát cơng suất như cũ Ví dụ 6: Hệ thống điện gồm 6 tổ máy phát với các thơng số cho trong bảng như sau: Máy phát I II III PF, MW 200 150 100 Số lượng 2 kF 16 19 18 Tổng phụ tải Ppt=650 MW, kpt=1,5 Hỏi cần phải có thêm lượng dự phòng bao nhiêu để khi phụ tải tăng thêm 80 MW, tần số khơng lệch q 0,2 Hz so với giá trị định mức? Bài giải 6: f fn P ta có: kdt Ppt (kdt k F k pt ) Xác định độ dốc hệ thống: k F Hệ số dự phòng: kdt k pt fn P f Ppt k F kF PFi k Fi 2.200.16 2.150.19 2.100.18 17,44 2.(200 150 100) PFi 50.80 0,2.650.17,44 1,5 17,44 1,678 Tổng cơng suất cần thiết của tồn bộ hệ thống là: Pht=kdt.Ppt=1,678.650=1090,6 MW Vậy lượng dự phòng cần thêm là: 1090,62.(200+150+100)=190,6 MW Ví dụ 7: Hệ thống có tổng phụ tải là Ppt=1450 MW với kpt=1,5, đột nhiên phụ tải tăng (giảm) thêm 75 MW. Hãy tính độ lệch tần số khi: a, Khơng có điều tốc b, Có điều chỉnh tần số với kF=18; c, Như trường hợp b, nhưng chỉ có 70% cơng suất tham gia điều tốc Biết cơng suất dự trữ nóng của hệ thống là 350 MW Bài giải 7: a. Độ lệch tần số khi khơng có điều tốc: f fn P Ppt k pt 50.75 1450.1,5 1,724 Hz b. Khi khơng có điều tốc: Tổng cơng suất của hệ thống: PF=Ppt+Pdp=1450+350=1800 MW Hệ số dự phòng: k dp PF Ppt 1800 1450 Độ lệch tần số: f fn P Ppt (k dp k F k pt ) 1,24 50.75 1450.(1,24.18 1,5) 0,109 Hz c, khi chỉ có 70% cơng suất tham gia điều tốc: kF=0,7.18=12,6 độ lệch tần số: f 50.75 1450.(1,24.12,6 1,5) 0,151Hz .. .Ví dụ 2: Hệ thống điện gồm 6 tổ máy, trong đó có 3 tổ máy có PFđm=100 MW và KF =15,3, tổ máy còn lại có PFđm=200MW, KF =15. Phụ tải có cơng suất Ppt=700MW và ... Chú ý: Đây là cơng suất tạm thời, khi tần số đã được điều chỉnh lên giá trị u cầu thì các tổ máy lại phát cơng suất như cũ Ví dụ 5: Hệ thống điện có 5 tổ máy phát, trong đó 3 tổ máy 150 MW với độ dốc k F=16, các tổ còn lại 200 MW với kF=17,2. Phụ tải hệ thống là Ppt=650 MW với kpt=1,7. Khi ... Đây là cơng suất tạm thời do tần số giảm, khi tần số đã được điều chỉnh lên giá trị u cầu thì các tổ máy lại phát cơng suất như cũ Ví dụ 6: Hệ thống điện gồm 6 tổ máy phát với các thơng số cho trong bảng như sau: Máy phát I II III PF, MW 200 150 100 Số lượng