Ứng dụng máy biến áp tự dùng và sơ đồ tự dùng trong hệ thống điện

Chọn máy biến áp

Trong hệ thống điện, tổng công suất các máy biến áp rất lớn và bằng khoảng 4 ữ 5 lần tổng công suất các máy phát điện. Yêu cầu đặt ra là phải chọn số lợng máy biến áp ít và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp. Điều đó có thể đạt đợc bằng cách thiết kế hệ thống điện một cách hợp lý, dùng máy biến áp tự ngẫu và tận dụng khả năng quá tải của máy biến áp, không ngừng cải tiến cấu tạo của máy biến áp.

Trong hệ thống điện ngời ta thờng dùng các máy biến áp tăng áp và giảm áp, 2 cuộn dây và 3 cuộn dây. Các máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây và 3 cuộn dây đợc sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện. Trong hệ thống điện có điện áp cao và trung tính nối đất trực tiếp thờng dùng máy biến áp tự ngẫu.

Loại MBA này có điểm u việt hơn MBA thờng : giá thành chi phí vật liệu và tổn hao năng lợng khi vận hành của nó nhỏ hơn so với MBA th- ờng có cùng công suất.

Kiểm tra quá tải

Công suất định mức của các máy biến áp chọn lớn hơn công suất cực đại nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải khi làm việc bình thờng. Lợng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (200 MVA) nên máy biến áp đã chọn thoả mãn. - Lợng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (200MVA) nên máy biến áp đã chọn thoả mãn.

Kiểm tra quá tải

- Lợng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống nên máy biến áp đã. + Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn thất không tải của nó. - SCi, STi, SHi : là công suất tải qua cuộn trung, cao ,hạ của máy biến áp tự ngẫu trong thêi gian t.

Phơng án II

Mục đích tính toán dòng điện ngắn mạch là để lựa chọn các khí cụ điện và các phần tử khi có dòng điện chạy qua, những thiết bị đó phải thoả mãn điều kiện làm việc bình thờng và có tính ổn định khi có dòng điện ngắn mạch. Do vậy việc tính toán ngắn mạch chính là để lựa chọn các khí cụ điện và các phần tử có dòng điện chạy qua,đờng cong tính toán dùng để tính dòng điện tại điểm ngắn mạch, biểu thị quan hệ giữa độ lớn tơng đối của dòng điện ngắn mạch và. Để tính đợc dòng điện ngắn mạch trớc hết phải thành lập sơ đồ thay thế, chọn các đại lợng cơ bản nh : công suất cơ bản và điện áp cơ bản, tính điện kháng các phần tử.

Nguồn cung cấp bao gồm tất cả các máy phát điện của nhà máy thiết kế và hệ thống. Nhằm chọn khí cụ điện mạch tự dùng, nguồn cung cấp gồm hệ thống và tất cả. * Điểm ngắn mạch N1 : Nguồn cung cấp bao gồm tất cả các máy phát điện của nhà máy thiết kế và hệ thống.

* Điểm ngắn mạch N3 : Nguồn cung cấp bao gồm hệ thống và tất cả các máy phát điện của nhà máy thiết kế trừ máy phát E1. Nhằm chọn khí cụ điện mạch tự dùng, nguồn cung cấp gồm hệ thống và tất cả. Cả hai phơng án các máy cắt điện đợc chọn sơ bộ theo điều kiện sau : + Loại máy cắt điện.

Các máy cắt ở trên có dòng điện định mức lớn hơn 1000 A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt.

Tính toán kinh tế

• Tính phí tổn vận hành năm : P =P kh + P ∆ A

Khi so sánh giữa các phơng án về vốn đầu t và phí tổn vận hành do sửa chữa thay thế, ta chỉ xét đến những phần tử khác nhau trong phơng án, cụ thể là máy biến áp, máy cắt. Những thiết bị chính trong nhà máy điện ( máy phát, máy biến áp ) cùng với các khí cụ điện ( máy cắt điện, dao cách ly, kháng điện ..) đợc nối với nhau bằng thanh dẫn, thanh góp và cáp điện lực. Thanh dẫn cứng thờng làm bằng đồng hoặc nhôm, và thờng đợc dùng từ đầu cực máy phát đến gian máy, dùng làm thanh góp điện áp máy phát, đoạn từ cấp.

Trong đó dòng điện cho phép cần phải đợc hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trờng (khi mà nhiệt độ môi trờng xung quanh khác với nhiệt độ định mức). Ta biết rằng khi dòng nhỏ thì có thể dùng thanh dẫn cứng hình chữ nhật, nhng khi dòng điện trên 3000 (A) thì dùng thanh dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng gần, đồng thời cũng là tăng khả năng làm mát cho chúng. Với giả thiết chọn khoảng cách giữa hai miếng đệm gần nhau đúng bằng khoảng cách giữa hai sứ thì để đảm bảo ổn định động ,giá trị l2max tính đợc phải thỏa mãn : l2max ≥ l1.

- Xung lợng nhiệt của thành phần chu kỳ xác định theo phơng pháp giải tích đồ thị : ( giả thiết thời gian tồn tại ngắn mạch là 1 (s) ). - Xung lợng nhiệt của thành phần chu kỳ xác định theo phơng pháp giải tích đồ thị : ( giả thiết thời gian tồn tại ngắn mạch là 1 (s) ). - Ta thấy rằng dao cách ly đợc chọn tơng đối giống máy cắt .Với dao cách ly có dòng định mức trên 1000 A thì không cần kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch.

- Chọn dây dẫn nối từ máy biến điện áp đến dụng cụ đo theo hai điều kiện sau : + Tổn thất điện áp trên dây dẫn,không đợc lớn hơn 0,5% điện áp định mức thứ cấp (trờng hợp có đồng hồ đo điện năng). - Máy biến dòng không cần kiểm tra ổn định động vì : nó quyết định bởi điều kiện ổn định động thanh dẫn mạch máy phát. Tiết diện của cáp đợc chọn theo mật độ kinh tế của dòng điên Jkt , đợc xác định theo biểu thức : Skt =.

Theo qui trình thiết bị điện, các cáp có cách điện bằng giấy tẩm dầu, điện áp không quá 10 KV ,trong điều kiện làm việc bình thờng dòng điện qua chúng không vợt quá 80 % dòng cho phép ( đã hiệu chỉnh ) .Khi sự cố có thể cho phép quá tải 30 % trong thời gian không quá 5 ngày đêm. Điện kháng của kháng điện đờng dây dùng cho phụ tải địa phơng đợc chọn sao cho đảm bảo hạn chế dòng ngắn mạch nhỏ hơn hay bằng dòng cắt định mức của máy cắt và đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện đã chọn. Trong điều kiện làm việc bình thờng, dòng qua kháng chính là dòng qua phụ tải, do đó tổn thất điện áp trên không lớn.

Tuy nhiên do điện cảm của cuộn dây máy biến áp biên độ đờng sét khi tới điểm trung tính sẽ giảm một phần, do đó chống sét van đặt ở trung tính đợc chọn có. Ta chọn sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc kinh tế và đảm bảo cung cấp điện liên tục,đối với nhà máy điện thiết kế ta dùng hai cấp điện áp tự dùng:6 kVvà 0,4 kV.