Tính toán thiết kế nhà máy điện: Lựa chọn sơ đồ đấu dây và thiết bị chính

Tính toán chọn máy biến áp 1. Phương án 1

Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây ta cho phát hết công suất từ 0 - 24h lên thanh góp, tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Từ bảng phân bố công suất(Bảng 2.5) ta thấy công suất luôn truyền từ hạ áp sang trung áp và cao áp do đó cuộn hạ mang tải nặng nhất. Kiểm tra điều kiện:. Với SHTDT :là công suất dự phòng của hệ thống. Do đó máy biến áp và hệ thống vẫn hoạt động bình thường khi sự cố B1.  Tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ máy phát –máy biến áp. Máy biến áp B3, B4,B5 làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng do đó tổn thất điện năng được tính theo công thức:. + ∆PN: tổn thất ngắn mạch trong máy biến áp. Tổn thất công suất trong MBA B3 là:. Tổn thất công suất trong MBA B4,B5 là:. Tổn thất điện năng trong máy biến áp B1, B2 được tính bằng:. ΔPNC, ΔPNT, ΔPNH: công suất ngắn mạch các phía cao, trung, hạ. SCi: Công suất truyền qua phía cao tại thời điểm t. STi: Công suất truyền qua phía trung tại thời điểm t. SHi: Công suất truyền qua phía hạ tại thời điểm t. Tổng tổn thất điện năng trong MBA ở phương án 2 là.  Đường dây nối giữa hệ thống điện và nhà máy điện thiết kế là một đường dây kép nên dòng điện cưỡng bức bằng :. Cmax Cmax Cmax Cmax.  Mạch máy biến áp nối bộ MF-MBA. max max bt. b)Các mạch phía điện áp trung 110kV.

Chọn các điểm ngắn mạch để tính toán

Trong hai điểm ngắn mạch này, giá trị dòng ngắn mạch nào lớn sẽ được dùng để chọn khí cụ điện và dây dẫn. - Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp mạch tự dùng, phụ tải địa phương chọn điểm ngắn mạch N5.

Tính toán ngắn mạch cho các phươna án 1.Phương án 1

- Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp mạch máy phát điện, chọn hai điểm ngắn mạch N3 và N4. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N4 là hệ thống và nhà máy, trong đó máy phát F2 nghỉ. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch này là hệ thống và các máy phát điện.

Tính toán kinh tế của các phương án 1.Phương án 1

Từ sơ đồ nối điện của phương án 1 ta nhận thấy phương án này dùng : Số lượng Loại máy cắt Icắt đm, MVA Giá thành, VNĐ. Phí tổn vận hành hàng năm của mỗi phương án được xác định theo công thức sau : P = PK + Pt + Pp. Máy cắt điện dùng để đóng cắt mạch điện với dòng phụ tải khi làm việc bình thường và dòng ngắn mạch khi sự cố.

Từ sơ đồ nối điện của phương án 2 ta nhận thấy phương án này dùng : Số lượng Loại máy cắt Icắt đm, MVA Giá thành, VNĐ.

Chọn thanh dẫn cứng cho mạch máy phát điện 1. Chọn tiết diện dây dẫn cứng cho mạch máy phát

Theo tiêu chuẩn độ bền cơ, ứng suất của vật liệu thanh dẫn không được lớn hơn ứng suất cho phép của nó, nghĩa là : σtt ≤ σcp. Đối với thanh dẫn gép ứng suất trong vật liệu thanh dẫn gồm hai thành phần: ứng suất do lực tác động giữa các pha gây ra (σ1) và ứng suất do lực tương tác giữa các thanh dẫn trong cùng một pha gây ra (σ2). So sánh khoảng cách giữa 2 sứ liền nhau l = 120cm và khoảng cách lớn nhất giữa hai miếng đệm l2max = 242 cm ta thấy giữa hai sứ đỡ không cần đặt thêm các miếng đệm.

Ta thấy tần số dao động riêng của thanh dẫn nằm ngoài khu vực cộng hưởng nên thanh dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện dao động riêng.

Chọn thanh dẫn mềm

C là hằng số phụ thuộc vật liệu thanh dẫn, CAl = 79 As1/2mm-1 Thanh dẫn chọn đồng thời phải thoả mãn điều kiện chống phát sinh vầng quang. BNCK là xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch thành phần chu kỳ BNKCK là xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch thành phần không chu kỳ. Do các thanh góp 220 kV được bố trí trên mặt phẳng nằm ngang cho nên Uvq của pha giữa giảm đi 4% còn Uvq của pha bên tăng lên 6% nên ta chỉ cần xét Uvq của pha giữa.

Do các thanh góp 110 kV được bố trí trên mặt phẳng nằm ngang cho nên Uvq của pha giữa giảm đi 4% còn Uvq của pha bên tăng lên 6% nên ta chỉ cần xét Uvq của pha giữa.

Chọn máy biến áp và biến dòng đo lường 1. Chọn máy biến điện áp (BU)

Phụ tải thứ cấp của BU phía 110kV và 220kV thường là các cuộn dây điện áp của các đồng hồ Vônmét có tổng trở tương đối lớn nên công suất thường nhỏ nên không cần tính phụ tải thứ cấp. Nhiệm vụ chính của các BU ở các cấp điện áp này là kiểm tra cách điện và đo lường điện áp do vậy ta chọn ba biến điện áp một pha đấu Y0/Y0. Để đảm bảo độ chính xác yêu cầu tổng phụ tải thứ cấp (Z2) của nó kể cả tổng trở dây dẫn không được vượt quá ZđmBI.

Máy biến dòng đã chọn không cần phải kiểm tra ổn định động vì nó quyết định bởi điều kiện ổn định động của thanh dẫn mạch máy phát.

Chọn cáp và kháng điện cho phụ tải địa phương

Tra bảng chọn cỏp ba lừi bằng đồng cú cỏch điện bằng giấy tẩm dầu nhựa thông và chất dẻo không chảy, vỏ bằng chì, đặt trong đất ( nhiệt độ đất tođ = 15oC ) ta được. Theo quy trình thiết bị điện các cáp có cách điện giấy tẩm dầu trong điều kiện làm việc bình thường dòng điện qua chúng không vượt quá 80% dòng. Tra bảng chọn cỏp ba lừi bằng đồng cú cỏch điện bằng giấy tẩm dầu nhựa thông và chất dẻo không chảy, vỏ bằng chì, đặt trong đất ( nhiệt độ đất tođ = 15oC ) ta được.

Vì kháng điện đã chọn theo cáp ở trạm cuối địa phương (theo tiết diện cáp nhỏ nhất của cáp tại trạm cuối địa phương ) nên ta chỉ cần kiểm tra lại điều kiện ổn định nhiệt cho cáp địa phương (cáp chạy từ kháng điện đến đầu trạm cuối địa phương.

Yêu cầu đối với các chế độ hệ thống điện .1.Đối với chế độ xác lập bình thường

-Đảm bảo độ tin cậy :các phụ tải được cung cấp điện liên tục với chất lượng đảm bảo.Mức độ liên tục này phải đáp ứng được các nhu cầu của các phụ tải điện và điều kiện của hệ thống điện. Các yêu cầu nói trên được giảm đi nhưng chỉ cho phép kéo dài trong 1 thời gian ngắn ,sau đó phải có biện pháp hoặc là thay đổi thông số của chế độ hoặc là thay đổi sơ đồ của hệ thống để đưa hệ thống về chế độ xác lập bình thường. -Trong thời gian quá độ các thông số biến đổi trong giới hạn cho phép .Ví dụ giá trị dòng ngắn mạch và điện áp tại nút phụ tải khi xảy ra ngắn mạch.

-Các yêu cầu của hệ thống điện phải xét đến khi thiết kế và được đảm bảo bằng cách hiệu chỉnh thường xuyên trong các quá trình vận hành hệ thống điện.

Điều kiện tồn tại chế độ xác lập, định nghĩa ổn định của hệ thống điện 1 .Sự cân bằng công suất

-Chấm dứt một cách nhanh chóng bằng chế độ xác lập bình thường hay chế độ xác lập sau sự cố. Như vậy ổn định tĩnh là điều kiện đủ để một chế độ xác lập có thể tồn tại trong thực tế. Còn khả năng của hệ thống điện chịu được các kích động lớn mà chế độ xác lập không bị phá hoại gọi là khả năng ổn định động của hệ thống điện.

Như vậy ổn định động là điều kiện để cho chế độ của hệ thống điện tồn tại lâu dài.

Tính toán các thông số trong chế độ xác lập

Theo chương 3 phần 1 ta đã chọn đường dây nối giữa nhà máy và hệ thống là dây AC – 240 đã thỏa mãn điều kiện phát nóng khi làm việc bình thường và cưỡng bức. Ta kiểm tra ổn định động trong trường hợp nguy hiểm nhất tức là tổng công suất phát của nhà máy cực đại và công suất truyền về hệ thống lớn nhất.

Khảo sát ổn định động của hệ thống khi ngắn mạch ba pha tại đầu đường dây nối nhà máy với hệ thống

Từ sơ đồ trên ta tính được tổng trở riêng ZI I− và tổng trở tương hỗ ZI II− giữa. Khi sự cố ngắn mạch xem hệ thống tự động kích từ chưa tác động nên độ lớn sức điện động đẳng trị của nhà máy vẫn không thay đổi. Vì vậy tổng trở đường dây tăng lên gấp đôi và dung dẫn B giảm đi một nửa so với chế độ làm việc xác lập.

Như vậy để hệ thống không mất ổn định khi ngắn mạch 3 pha tại đầu đường dây nối nhà máy điện và hệ thống thì máy cắt phải tác động loại trừ sự cố nhanh chóng với thời gian cắt lớn nhất cho phép là 0,244sec.