Tính toán phụ tải và cân bằng công suất điện trong hệ thống phân phối điện

Phương án 1

Các máy biến áp hai dây quấn B3 và B4 là các máy biến áp nối bộ với máy phát điện và mang tải bằng phẳng, điện áp thay đổi không đáng kể, việc điều chỉnh điện áp chỉ cần điều chỉnh kích từ máy phát điện là đủ. Máy biến áp tự ngẫu làm nhiệm vụ truyền tải và liên lạc giữa các phía điện áp nên nó mang tải không bằng phẳng và điện áp thay đổi nhiều. Việc điều chỉnh điện áp nhờ điều chỉnh kích từ máy phát là chưa đủ để đảm bảo điên áp ra của máy biến áp.

Vì thế máy biến áp liên lạc chọn máy biến áp có điều áp dưới tải.

Phương án II

Vậy các máy biến áp thoả mãn điều kiện sự cố hỏng máy biến áp hai cuộn dây phía điện áp trung. Vậy các máy biến áp lựa chọn thoả mãn các điều kiện khi quá tải trong trường hợp hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc. Tóm lại tất cả các máy biến áp đã lựa chọn đều thoả mãn các điều kiện kỹ thuật 2.5.Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp.

Phương án I

SiC, SiT, SiH tương ứng là các công suất truyền qua các cuộn dây cao, trung, hạ của n máy biến áp tự ngẫu. ∆PNC, ∆PNT, ∆PNH là tổn thất công suất của các cuộn dây cao, trung, hạ lúc ngắn mạch. Tổn thất trong máy biến áp tự ngẫu có công thức hoàn toàn giống như trong phương án I, đồng thời do chọn cùng loại máy biến áp nên có cùng ∆PNC, ∆PNT,.

Tương tự như phương án I ta cũng có bảng quan hệ giữa ti, SiC, SiT, SiH và Ai.

Phương án I (Hình 2.1)

Dòng điện cưỡng bức của mạch này chính là dòng điện làm việc cưỡng bức của máy phát điện.

Phương án II (Hình 1.2)

Cũng giống như phương án I dòng cưỡng bức cấp điện áp máy phát là IcbF=3,969(kA). Tính toán dòng điện ngắn mạch để chọn khí cụ điện và các thiết bị điện theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt khi có dòng điện ngắn mạch chạy qua. Ở đây ta chỉ tính dòng điện có trị số lớn nhất, đó là dòng ngắn mạch 3 pha.

Để đơn giản cho tính toán ta tính ngắn mạch theo đơn vị tương đối cơ bản.

Phương án I

Tương tự như điểm ngắn mạch N1 ta có sơ đồ thay thế tính ngắn mạch với các điện kháng ở đơn vị tương đối cơ bản. + Điểm ngắn mạch N3, máy phát F1 không tham gia có Ucb = 10,5kV Với các điện kháng không thay đổi như trên ta có sơ đồ thay thế. Tham khảo các thông số tính toán ở trong phương án I (trong phương án II các giá trị của kháng vẫn không thay đổi ).

Phương án I

Chọn loại máy cắt SF6 cho các cấp điện áp 220kV và 110 kV, chọn máy cắt không khí cho mạch máy phát điện. Các máy cắt có Iđm > 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện quá ổn định nhiệt khi ngắn mạch.

Phương pháp so sánh kinh tế

Khấu hao hao mòn và sửa chữa lớn a là hệ số khấu hao (tra bảng) Pt = β.∆A tiền tổn thất điện năng.

Tính chi phí tính toán 1.Phương án I

Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối chu yếu là vốn đầu tư cho máy cắt nên trong tính toán so sánh kinh tế ta chỉ tính vốn đầu tư cho máy cắt. Thanh dẫn cứng dùng để nối từ đầu cực máy phát đến cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu và máy biến áp ba pha hai cuộn dây. Thanh dẫn cứng được lựa chọn theo điều kiện phát nóng cho phép : I’cp = khc.Icp ≥ Icb.

Tra trong phụ lục thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp (tr_283) ta có. Do thanh dẫn có dòng cho phép Icp > 1000A nên không cẫn phải kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Trong đó W là mô men chông uốn của thanh dẫn đối với trục thằng góc với phương của lực tác dụng, W = 100cm3.

Thanh dẫn mềm ở cấp điện áp trung và cao được lựa chọn theo điều kiện phát nóng và có kiểm tra chống phát sinh vầng quang. Chọn dây dẫn AC có các đặc tính cơ bản cho trong bảng sau : Bảng 5.3. Số liệu tính toán của dây Dòng điện phụ tải cho phép A Tiết diện mm2 Đường kính mm Điện.

Số liệu tính toán của dây Dòng điện phụ tải cho phép, A Tiết diện, mm2 Đường kính, mm Điện.

Chọn biến điện áp và biến dòng điện

Giả sử chiều dài dây dẫn nối từ thứ cấp máy biến dòng đện dụng cụ đo là 40m. Dụng cụ phía thứ cấp của BU dùng công tơ nên ta dùng 2 biến điện áp 1 pha đấu kiểu v/v. Phụ tải phía thứ cấp được phân bố đều cho cả hai BU theo bảng sau : Bảng 5.8.

Theo độ bền cơ, tiết diện nhỏ nhất đối với dây dẫn đồng là 1,5mm2. BI và BU ở cấp điện áp trung và cấp điện áp cao dùng để kiểm tra cách điện và cung cấp cho bảo vệ rơle. Chọn các máy biến điện áp có các thông số trong các bảng sau : Cấp điện áp 110kV.

Chọn dây cáp cho phụ tải cấp điện áp máy phát

Đặt cáp trong đất có nhiệt độ 15oC, nhiệt độ phát nóng cho phép của ruột cáp là 60oC, nhiệt độ tiêu chuẩn là 25oC.

Chọn kháng điên cho phụ tải cấp điện áp máy phát

Điện tự dùng là phần điện năng không thể thiếu được trong nhà máy điện và trạm biến áp. Nó cung cấp năng lượng cho các thiết bị đo lường, điều khiển, và các thiết bị cung cấp khác ví dụ như trong nhà máy thủy điện thì cung cấp điện cho các động cơ đóng cửa tua bin, hệ thống bơm nước … , trong nhà máy nhiệt điện thì cho các hệ thống băng tải, bơm tuần hoàn …. Đối với nhà máy nhiệt điện, do phải sử dụng các động cơ công suất lớn nên mạch tự dùng phải có 2 cấp điện áp 6kV và 0,4kV.

Chọn máy cắt cho mạch tự dùng

Các máy cắt có dòng điện Iđm > 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt. Để chọn máy cắt phía 6kV của máy biến áp tự dùng cấp 1 ta phải tính dòng điện ngắn mạch N6 ở đầu cực máy biến áp này với nguồn cung cấp là cả hệ thống và nhà máy điện đang thiết kế. Coi dòng điện làm việc cưỡng bức bằng dòng điện làm việc cưỡng bức ở mạch biến áp dự phòng khi khởi động hoặc dừng lò.

Các máy cắt có Iđm > 1000A nên không cần phải kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt.