CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án môn học nhà máy điện CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Với đề tài thiết kế phần điện nhà máy thuỷ điện công suất: 228 MW, trong chương này ta phải thực hiện các vấn đề sau: I./ CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT I./ CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1)Chọn máy phát điện. Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện gồm có 4 tổ máy phát công suất mỗi máy là 57 MW. Với các số liệu ban đầu đã cho của mỗi tổ máy là: P = 57 MW ; U F = 10,5 kV ; Cos φ = 0,82 Ta có thể dễ dàng tính toán được các thông số của máy phát như sau: - Công suất biểu kiến: S = )(5,69 82,0 57 MVA Cos P == ϕ - Điện kháng ngắn mạch (tính đến thanh cái hệ thống nối với đường dây)=0,56. - Dòng điện định mức: ).(7,3 5,10.3 5,69 3 kA U S I F dm dm === Do đó ta có thể chọn máy phát điện với các thông số cho ở bảng sau: Bảng 1.1 KÍ HIỆU KÍ HIỆU S S đm đm MVA MVA P P đm đm (MW (MW ) ) cos cos ϕ ϕ đm đm U U đm đm (kV) (kV) I I đm đm (kA) (kA) X’ X’ d d X X d d ’’ ’’ X X d d Nguyễn Phương Thảo – 3201 - 1 - S(MVA) t(h) 0 6 10 18 24 6,36 10,6 9 6,36 Hình 1.1 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát Trng HBK H Ni ỏn mụn hc nh mỏy in CB- 660/165- 32 67,1 67,1 57 57 0,85 0,85 10,5 10,5 3,7 3,7 0,2 0,2 0,29 0,29 1,04 1,04 2) Tớnh toỏn ph ti v cõn bng cụng sut. 2.1) Tớnh toỏn ph ti cp in ỏp mỏy phỏt.(a phng ) Ph ti cp in ỏp mỏy phỏt: U F = 10kV P maxã = 9 MW v Cos=0,85 p dng cỏc cụng thc: max . 100 % )( P P tP = ; Cos tP tS )( )( = Ta cú bng tng kt sau: Bng 2 TG(h) Cụng sut 0-6 6-12 12-18 18-24 P(%) 60 100 85 60 P (MW) 5,4 9 7,65 5,4 S (MVA) 6,36 10,6 9 6,36 Da vo bng trờn ta cú th v c biu ph ti cp mỏy phỏt in ỏp: Nguyn Phng Tho 3201 - 2 - Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án môn học nhà máy điện 2.2) Tính toán phụ tải phía trung áp Phụ tải phía trung áp có: U t = 110 kV , P max· =100 MW và cosφ=0,87. Để tính toán và lập biểu đồ phụ tải phía trung áp ta áp dụng các công thức sau: max . 100 % )( P P tP = ; ϕ Cos tP tS )( )( = Bảng 1.3 TG(h) Công suất 0-8 8-12 12-18 18-24 P(%) 65 80 100 70 P (MW) 65 80 100 70 S (MVA) 74,7 91,95 114,9 80,5 Hình 1.2: Đồ thị phụ tải cấp trung áp Nguyễn Phương Thảo – 3201 - 3 - Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án môn học nhà máy điện Nguyễn Phương Thảo – 3201 - 4 - Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án môn học nhà máy điện 2.3) Tính công suất phát và phụ tải của toàn Nhà Máy Điện Theo số liệu ban đầu: Nhà máy co 4 tổ máy,công suất mỗi tổ là 57 MW do đó công suất phát của toàn nhà máy: P max =4 x57= 228(MW) với Cosϕ = 0,82 → S )(278 82,0 228 MVA NM == Để tính phụ tải của nhà máy ta sử dụng các công thức sau: max 100 % )( P P tP = ; ϕ Cos tP tS )( )( = Ta có bảng ghi lại kết quả tính toán sau: Bảng 1.4 t(h) Công suất 0 - 7 7 - 12 12 - 18 18 - 24 P% 80 90 100 75 P(t) MW 182,4 205,2 228 171 S(t) MVA 222,4 250 278 208,5 Nguyễn Phương Thảo – 3201 - 5 - Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án môn học nhà máy điện Hình 1.3: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy. 2.4) Tính công suất tự dùng của nhà máy. Theo yêu cầu nhà máy thuỷ điện thiết kế điện tự dùng chiếm 1,6% công suất định mức của nhà máy.(α = 1,6%). Chúng ta có thể xác định phụ tải tự dùng của nhà máy tại các thời điểm theo công thức sau:         += NM NM S tS StStd )( 6,04,0.)( α Với: S td (t): Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t (MVA) S NM : Công suất đặt của toàn nhà máy (MVA) S(t) : Công suất nhà máy phát ra ở thời điểm t (MVA) α: Số phần trăm lượng điện tự dùng(%). Với các số liệu ta có thể dễ dàng tính được các kết quả sau: Bảng 1.5 t(h) 0 - 7 7 - 12 12 - 18 18 – 24 S(t) NM MVA 222,4 250 278 208,5 Std(t) MVA 3,9 4,1 4,3 3,7 Std(MVA) Nguyễn Phương Thảo – 3201 - 6 - Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án môn học nhà máy điện Hình 1.4: Đồ thị công suất tự dùng toàn nhà máy. 2.5) Tính công suất phát về hệ thống.(220 kV) Công suất toàn nhà máy phát ra cung cấp cho các phụ tải còn thừa sẽ được đưa lên hệ thống qua đường dây kép do tổn thất công suất ∆S trên nhà máy coi là nhỏ (bỏ qua). Công thức tính công suất phát lên hệ thống được tính theo công thức: S HT (t) = S NM (t) - {S TD (t) + S UF (t) + S T (t)}. Dựa vào các bảng công suất các phụ tải đã tính ở các mục trên ta lập bảng cân bằng công suất cho toàn nhà máy: Bảng 1.6 t(h) CS 0 - 6 6 - 7 7 - 8 8 -12 12-18 18-20 20-24 S TD (t) 3,9 3,9 4,1 4,1 4,3 3,7 3,7 S UF (t) 6,35 10,6 10,6 10,6 9 6,35 6,35 S UT (t) 74,7 74,7 74,7 91,95 114,9 114,9 80,5 S NM (t) 222,4 222,4 250 250 278 208,5 208,5 S VHT (t) 137,4 5 133,2 160,6 143,3 5 149,8 83,55 117,95 Nguyễn Phương Thảo – 3201 - 7 - Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án môn học nhà máy điện Hình 1.5: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 2.6). Nhận xét: - Công suất đặt của nhà máy là:4x69,5=278 (MVA).Tổng công suất định mức của hệ thống là 3400 MVA tức là nhà máy đóng góp (278/3400)x100=8,18% trong tổng công suất của hệ thống. - Phụ tải địa phương bao gồm cả đường dây kép và đơn do đó phụ tải có cả loại I và loại III còn công suất chiếm khoảng : (12,5/2x69,5)x100%=8,99%<15% - Phụ tải bên trung chiếm phần lớn công suất nhà máy (Stmax=114,9MVA; S TMin =74,7( MVA) có 2 lộ dây kép và2 lộ dây đơn nghĩa là có cả phụ tải loại I, do đó việc đảm bảo cấp điện cho phụ tải này là rất quang trọng. -Dự trữ quay của hệ thống là:15%x3400(MVA) =510(MVA) lớn hơn công suất lớn nhất mà nhà máy phát vào hệ thống là S VHT max = 149,8(MVA) nên Nguyễn Phương Thảo – 3201 - 8 - Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án môn học nhà máy điện nhà máy thiết kế là không ảnh hưởng nhiều trong việc ổn định cấp điện cho phụ tải trong hệ thống. CHƯƠNG II LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐIỆN Chọn sơ đồ nối điện chính là một khâu quan trọng. Các phương án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các phương trình đồng thời thể hiện được tính khả thi và đem lại hiệu quả kinh tế. Dựa vào số liệu tính toán phân bố công suất đồ thị phụ tải các cấp điện áp chúng ta vạch ra các phương án nối điện có thể có của nhà máy điện. Nguyễn Phương Thảo – 3201 - 9 - Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án môn học nhà máy điện Theo kết quả tính toán chương I ta có: +Phụ tải cấp điện áp máy phát: S UFmax = 10,6 (MVA). S UFmin = 6,35 (MVA). +Phụ tải trung áp: S Tmax = 114,9 (MVA). S Tmin =74,7 (MVA). + Phụ tải phát vào hệ thống: S VHTmax = 179,3(MVA). S VHTmin = 83,55 (MVA). Mặt khác ta đã có nhận xét và các nguyên tắc để xây dựng các phương án: 1) Công suất dự trữ của hệ thống: S DTquay =15%.S HT = 0,15.3400 = 510 (MVA). 2) Phụ tải địa phương chiếm khoảng (%)9,7100. 672 6,10 max == xS S Fdm UF . Công suất dịa phương cực đại chỉ bằng 7,9% công suất định mức phát (S đmF ). Do đó trong sơ đồ nối điện không có thanh góp điện áp máy phát 3) Vì công suất một bộ máy phát điện _ máy biến áp không lớn hơn dữ trữ quay của hệ thống nên ta dùng sơ đồ bộ một máy phát điện _ một máy biến áp. 4) Do trung tính của cấp điện áp cao 220 kV và trung áp 110 kV được trực tiếp nối đất và hệ số có lợi: 5,0 220 110220 = − =α Nguyễn Phương Thảo – 3201 - 10 - [...]... Nội máy điện Đồ án môn học nhà +Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải và bằng tổn thất không tải của máy biến áp +Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp, khi phụ tải bằng công suất định mức của MBA thì tổn thất đồng bằng tổn thất ngắn mạch.Với dạng đồ thị phụ tải hình bậc thang ta sử dụng các công thức sau: 3.1.2) Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn... tải *MBA liên lạc: Tính phân bố công suất trong các phía cao,trung, hạ theo các công thức: +Phía trung: S PT = 1 { S UT(t) - 2.Sbộ } +Phía cao : SPC = +Phía hạ S PH = SPT + S PC (Vì công suất các phía như nhau) : 2 1 2 SVHT(t) Dựa vào kết quả công suất phụ tải phía trung và công suất phát về hệ thống bảng phân bố công suất cho các cuộn dây của 1 MBA liên lạc: Bảng 2-2 Nhận xét: Qua bảng phân bố công. .. SVHT(t) Dựa vào kết quả công suất phụ tải phía trung và công suất phát về hệ thống bảng phân bố công suất cho các cuộn dây của 1 MBA liên lạc: Bảng 2.4 Loại máy Công biến áp Thời gian (h) suất 0-6 6-7 7-8 8 - 12 12 - 18 18 - 20 20 - 24 SPC 68,7 66,6 80,3 71,7 74,9 41,8 59 S PT 4,4 4,4 4,4 13 24,5 24,5 7,3 S PH 73,1 71 84,7 84,7 99,4 66,3 66,3 (MVA) Tự ngẫu *Nhận xét: Qua bảng phân bố công suất ta thấy... môn học nhà Ưu điểm:- Lượng công suất truyền tải qua máy biến áp liên lạc sang cung cấp điện cho phụ tải bên trung áp chỉ theo một chiều nên giảm được tổn thất công suất (Vì một bộ MF-MBA không đủ cấp điện cho phụ tải phía trung) Nhược điểm:- Máy biến áp liên lạc phải chịu quá tải nặng nề hơn trong trường hợp xảy ra sự cố một máy biến áp tự ngẫu do lượng công suất truyền tải tăng lên gấp hai lần 1.4)... B 3 - 14 - 3 ∼ F 4 4 Trường ĐHBK Hà Nội máy điện Đồ án môn học nhà + Sthừa: Công suất thừa trên thanh góp máy phát và được xác định: Sthừa = ∑SđmF - SUFmin - Stdmax(*) ∑SđmF: Tổng công suất máy phát điện nối vào thanh góp UF SUFmin: Phụ tải cực tiểu cấp điện áp máy phát Stdmax: Phụ tải tự dùng cực đại của các máy phát nối vào thanh góp UF Vậy từ (*) ta suy ra: Sthừa = 2x 67– 6,35Nên S ®mB ≥ 1 α max... đó: + α: Hệ số có lợi (α =0,5) + Sthừa: Công suất thừa trên thanh góp máy phát và được xác định: Nguyễn Phương Thảo – 3201 - 19 - Trường ĐHBK Hà Nội máy điện Đồ án môn học nhà Sthừa = ∑SđmF - SUFmin - Stdmax(*) ∑SđmF: Tổng công suất máy phát điện nối vào thanh góp UF SUFmin: Phụ tải cực tiểu cấp điện áp máy phát Stdmax: Phụ tải tự dùng cực đại của các máy phát nối vào thanh góp UF Vậy từ (*) ta suy ra:... ∆A2cd = 365.(n.∆Po.t + 1 n ∑S 2 t i ) .∆PN 2 i S dmB 3.1.3) Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu trong một năm: ∆ATN = n.∆Po.T + 365 ∑ {(∆PN.C.SCi2 + ∆PN.T.STi2 + 2 n.S dmB ∆PN.H.SHi2).ti} Trong đó: + SCi, STi, SHi: Công suất tải qua cuộn cao, trung và hạ của n máy biến áp tự ngẫu trong khoảng thời gian ti + Si: Công suất tải qua n máy biến áp hai cuộn dây trong khoảng thời gian... ra được thoả mãn + Phân bố công suất khi sự cố MBATN B1: - Công truyền tải qua phía trung MBATN B2 là: SPT = (STmax – Sbộ) = (114,9 – 65,9) = 49 (MVA) - Công truyền tải qua cuộn hạ MBATN B2 là: SCH =Min {SFHạ ; SH tải } Trong đó: SHạF =(∑SđmF-SUF- 1 2 STDmax) = (3x67– 10,6 – 3 4 x4,3) = 187,2 (MVA) SH tải= Kqtsc.α.SBTNđm = 1,4 x 0,5 x 200=140 (MVA) Vậy SCH = 140(MVA) - Công suất qua Phía cao áp của MBATN... thoả mãn + Phân bố công suất khi sự cố MBATN B1: - Công truyền tải qua Phía trung MBATN B2 là: SPT = (STmax – 2.Sbộ) = (114,9 – 2x64,85) = -14,8 (MVA) - Công truyền tải qua cuộn hạ MBATN B2 là: SCH =Min {SFHạ ; SH tải } Trong đó: SHạF =(∑SđmF-SUF- 1 2 STDmax) = (2x67– 10,6 – 1 2 x4,3) = 121,25 (MVA) SH tải= Kqtsc.α.SBTNđm = 1,4 x 0,5 x 125 =87,5 (MVA) Vậy SCH = 87,5 (MVA) - Công suất qua phía cao áp... Phân bố công suất trong MBATN được xác định: - Công truyền tải từ Phía trung MBATN lên thanh góp trung áp 110 kV là: SPT = 1 2 STmax = 1 2 x114,9 = 57,45 (MVA) - Công truyền tải qua cuộn hạ MBATN là: SCH = 1 2 (SđmF1 + SđmF2+SđmF3 - SUF – 3 = 1 2 (67+67+67– 10,6 – 3 1 4 1 4 STDmax) 4,3) = 93,6(MVA) - Công suất qua phía cao áp của MBATN là: SPC = SCH – SPT = 93,6 –57,45 = 36,15(MVA) - Công suất toàn . học nhà máy điện CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Với đề tài thiết kế phần điện nhà máy thuỷ điện công suất: 228 MW, trong chương này ta phải. điện 2.2) Tính toán phụ tải phía trung áp Phụ tải phía trung áp có: U t = 110 kV , P max· =100 MW và cosφ=0,87. Để tính toán và lập biểu đồ phụ tải phía