Đồ án thiết kế Nhà máy điện 4x56MW: Máy biến áp và tổn thất điện năng

Phương án I (hình 2-1)

Chọn máy biến áp

- Để thuận tiện trong vận hành, các bộ máy phát- máy biến áp hai cuộn dây F3-B3 và F4-B4 cho làm việc với đồ thị bằng phẳng suốt cả năm. Vì công suất định mức của các máy biến áp hai cuộn dây được chọn theo công suất định mức của máy phát điện nên việc kiểm tra quá tải chỉ cần xét đối với máy biến áp tự ngẫu.

Phương án I (Hình 2-1)

Để tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu ta coi máy biến áp tự ngẫu như máy biến áp ba cuộn dây. Khi đó cuộn nối tiếp, cuộn chung và cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu tương ứng với cuộn cao, cuộn trung và cuộn hạ của máy biến áp ba dây cuốn.

Phương án II (hình 2-2)

Việc quyết định bất kỳ một phương án nào cũng đều phải dựa trên cơ sở so sánh về mặt kinh tế và kỹ thuật, nói khác đi là dựa trên nguyên tắc đảm bảo cung cấp điện và kinh tế để quyết định sơ đồ nối dây chính cho nhà máy điện. Nhưng vốn đầu tư của các mạch thiết bị phân phối chủ yếu phụ thuộc vào máy cắt, vì vậy để chọn các mạch thiết bị phân phối cho từng phương án phải chọn các máy cắt.Trong tính toán chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật ta chỉ cần chọn sơ bộ các máy cắt.

Xác định dòng điện làm việc cưỡng bức của các mạch

Điểm ngắn mạch N3 có nguồn cung cấp là toàn bộ các máy phát(trừ máy phát F2) và hệ thống. mạch N’3 có nguồn cung cấp chỉ có máy phát F2. So sánh trị số của dòng điện ngắn mạch tại hai điểm này và chọn khí cụ điện theo dòng điện có trị số lớn hơn. Để chọn thiết bị cho mach tự dùng ta có điểm ngắn mạch tính toán N4. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N4 gồm toàn bộ các máy phát và hệ thống điện. Dòng ngắn mạch tại N4 có thể xác định theo dòng ngắn mạch tại N3 và N’3. a) Ngắn mạch điểm N1. Bằng cách ghép nối tiếp và song song các điện kháng ta được hình 5- 4:. Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch N1 là :. Tra đường cong tính toán của nhà máy thuỷ điện tại t= 0 ses và t= . Điện kháng tính toán từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch N1 là :. b) Điểm ngắn mạch N2. Để tính toán điểm ngắn mạch N2 có thể lợi dụng kết quả khi tính toán, biến đổi sơ đồ của điểm N1 ở trên. Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch N2 là :. Điện kháng tính toán từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch N2 là :. Như vậy trị số dòng điện ngắn mạch tổng tại điểm N2 là : N2. c) Điểm ngắn mạch N3. Ta đã biết điểm ngắn mạch N3 được cung cấp bởi hệ thống và nhà máy (trừ máy phát F2). Tồng công suất của nhà máy cung cấp cho điểm ngắn mạch N3 là. Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch N3 là :. Điện kháng tính toán từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch N3 là :. Tra đường cong tính toán ta được:. Như vậy trị số dòng điện ngắn mạch tổng tại điểm N3 là :. Điểm ngắn mạch N3’ chính là ngắn mạch đầu cực máy phát điện F2 nên nguồn cung cấp chỉ gồm có một máy phát F2 và có sơ đồ thay thế như hình 5-11. - Dòng ngắn mạch siêu quá độ và duy trì:. e) Điểm ngắn mạch N4. Từ sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch điểm N1 và N2 ( đã đưa về hai biến đổi ) của phương án tối ưu ( phương án 2) ta tính được giá trị dòng điện ngắn mạch tại N1 và N2 theo thời gian như sau:. Vậy xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tại điểm N1 :. Vậy xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tại điểm N2 :. Vậy các dây dẫn và thanh góp mềm đã chọn đều đảm bảo ổn định nhiệt. c) Kiểm tra điều kiện vầng quang. Trong đó: Uvq là điện áp tới hạn để phát sinh vầng quang. R là bán kính ngoài của dây dẫn. Như vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện vầng quang. Tương tự đối với điện áp 110 kV ta cũng thấy thoả mãn. 6-2.Chọn cáp và kháng đường dây. - Tiết diện cáp được chọn theo tiêu chuẩn mật độ dòng điện kinh tế Jkt. I với Ilvbt : Dòng điện làm việc bình thường Chọn tiết diện cáp đơn:. Từ đồ thị phụ tải địa phương ta tính thời gian sử dụng công suất cực đại:. Tra bảng chọn loại cỏp ba lừi bằng đồng và nhụm cỏch điện bằng giấy tẩm dầu nhựa thông và chất dẻo không cháy, vỏ bằng chì. Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng lâu dài cho phép Chọn tiết diện cáp kép có S= 3,06 MVA. Tương tự như trên ta kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài Kqt.K1.K2.Icp ≥ Icb = 2.Ilvbt. Vậy điều kiện phát nóng lâu dài thoả mãn Kết luận : Cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. 2.Chọn kháng đường dây. * Xác định dòng cưỡng bức qua kháng:. Dòng cưỡng bức qua kháng được giả thiết khi sự cố 1 kháng điện. Lúc này công suất qua kháng còn lại là:. Công suất qua kháng MVA. Dòng cưỡng bức qua kháng là:. Vậy điện kháng của hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4 là:. Ta phải chọn được kháng có XK% sao cho hạn chế được dòng ngắn mạch nhỏ hơn hay bằng dòng cắt định mức của máy cắt đã chọn đồng thời đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện đã chọn:. Chọn máy cắt đầu đường dây MC1: Các máy cắt đầu đường dây được chọn cùng loại. Dòng cưỡng bức qua máy cắt được tính toán cho đường dây kép khi 1 đường dây bị sự cố. Mục đích của việc chọn kháng điện đường dây là để hạn chế dòng ngắn mạch tại hộ tiêu thụ tới mức có thể đặt được máy cắt 8DA10 và cáp của lưới điện phân phối có tiết diện nhỏ nhất là 70 mm2 theo yêu cầu của đầu bài. Khi ngắn mạch tại N6 thì điện kháng tính đến điểm ngắn mạch là:. Điện kháng tương đối của kháng điện vừa chọn XK = XK%. Điện kháng tương đối của kháng điện vừa chọn XK = XK%. 6-3.Chọn máy biến điện áp và máy biến dòng điện. Việc chọn máy biến điện áp và máy biến dòng điện phụ thuộc vào tải của nó. Điện áp định mức của chúng phải phù hợp với điện áp định mức của mạng. a) Máy biến điện áp:. Để kiểm tra cách điện và cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle, đo lường đặt các máy biến điện áp trên thanh góp 220 kV. Thường chọn máy biến. b) Máy biến dòng điện. Các máy biến dòng điện được đi kèm với các mạch máy cắt có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle. Với mục đích đó chọn máy biến điện kiểu TФH-220-3T có các thông số sau:. Máy biến dòng đã chọn có dòng điện sơ cấp định mức lớn hơn 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt. Máy biến điện áp:. Để kiểm tra cách điện và cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle, đo lường đặt các máy biến điện áp trên thanh góp 110 kV. Máy biến dòng điện. Các máy biến dòng điện được đi kèm với các mạch máy cắt có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle. Với mục đích dó chọn máy biến điện kiểu TФH-110M có các thông số sau:. Máy biến dòng đã chọn có dòng điện sơ cấp định mức lớn hơn 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt. Mạch máy phát điện các biến điện áp và biến dòng điện nhằm cung cấp cho cácdụng cụ đo lường. Theo quy định bắt buộc mạch máy phát phải có các phần tử đo lường sau: ampe kế, vôn kế, tần số kế, cosϕ kế, oát kế tác dụng, oát kế phản kháng, oát kế tác dụng tự ghi, công tơ tác dụng, công tơ phản kháng. Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào BU và BI. a) Chọn máy biến điện áp.

Tên đồng hồ Ký hiệu Phụ tải ab Phụ tải bc P(W) Q(Var. Phụ tải của biến điện áp ab:. Phụ tải biến điện áp bc:. Vì phụ tải của máy biến điện áp là dụng cụ đo lường nên ta chọn máy biến điện áp kiểu một pha HOM-15 có các thông số sau :. * Chọn dây dẫn nối từ biến điện áp đến dụng cụ đo :. Trị số điện áp giáng trên dây dẫn pha a và b:. Vậy tiết diện dây dẫn là:. Để đảm bảo độ bền cơ ta chọn dây dẫn đồng có bọc cách điện có tiết diện là:. b) Chọn máy biến dòng điện.