PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN CHO NHÀ MÁY
1.3 Đề xuất các phương án nối điện cho nhà máy
1.3.1 Cơ sở chung đề xuất các phương án nối điện
Phương án nối điện chính của nhà máy điện là một khâu hết sức quan trọng trong quá trình thiết kế phần điện trong nhà máy điện. Căn cứ vào kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất để đề xuất các phương án nối điện.
Chọn phương án nối dây theo một số nguyên tắc sau:
Nguyên tắc 1: Thanh góp điện áp máy phát
Khi phụ tải địa phương có công suất nhỏ thì không cần thanh góp điện áp máy phát, mà chúng được cấp điện trực tiếp từ đầu cực máy phát, phía trên máy cắt của
máy biến áp liên lạc. Quy định về mức nhỏ công suất của địa phương là: cho phép rẽ nhánh từ đầu cực máy phát một lượng công suất không quá 15% công suất định mức của một tổ máy phát. Vậy khi đó, giả thiết phụ tải địa phương trích điện từ đầu cực hai tổ máy phát, ta có:
(1.6) Theo tính toán (Bảng 1.3 và 1.1), ta có được:
SDP = 12,36 (MVA) ; SđmH = 111 (MVA) Thay số liệu vào công thức (1.6) ta có:
Vậy: Không cần sử dụng thanh góp điện áp máy phát trong sơ đồ, phụ tải địa phương được trích từ đầu cực máy phát.
Nguyên tắc 3: Chọn máy biến áp liên lạc
Nhà máy điện cần thiết kế gồm 3 cấp điện áp (22kV, 110kV, 220kV), nên ta phải sử dụng máy biến áp 3 cuộn dây hoặc tự ngẫu. Xét 2 điều kiện:
- Hệ số có lợi: α = UUC- UT
C
= 220 - 110
220 = 0,5 - Lưới điện áp phía trung, phía cao đều là lưới trung tính trực tiếp nối đất( do 2 cấp điện áp đều ≥110kV nên đều có trung tính trực tiếp nối đất ).
Vậy: Dùng 2 MBATN có điều chỉnh dưới tải làm MBA liên lạc.
Nguyên tắc 4 : Chọn số lượng bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây
Chọn số lượng bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây ghép thẳng lên thanh góp (TBPP) cấp điện áp tương ứng trên cơ sở công suất cấp và công suất tải tương ứng. Cụ thể là:
Ta có: SUT
max = 279,07 \(MVA\); SUT
min = 195,35 (MVA); Sđm H = 111 \(MVA\) Xét tỉ số:
SUTmax
Sđm H = 279,07
111 = 2,51 ; SUTmin
Sđm H = 195,35
111 = 1,76
Vậy ta nên ghép 2 hoặc 3 bộ MPĐ-MBA vào bên trung. Do công suất phía trung tương đối lớn nên ta phải lấy điện từ các máy phát ghép bộ và phía trung của tự ngẫu.
=> Ghép 2 tới 3 bộ MPĐ- MBA 2 cuộn dây ở phía trung.
Nguyên tắc 6: Đối với nhà máy điện có công suất một tổ máy nhỏ có thể ghép một số máy phát chung một MBA, nhưng phải đảm bảo nguyên tắc tổng công suất các tổ máy phát phải nhỏ hơn công suất dự trữ nóng của hệ thống điện, cụ thể là:
(1.7) Áp dụng từ công thức (1.7) ta có:
Vậy: ta có thể ghép tối đa 2 máy phát điện vào chung một máy biến áp.
1.3.2 Đề xuất các phương án nối điện
Từ các nguyên tắc trên, ta đề xuất một số các phương án nối dây như sau:
a, Phương án 1
Hình 1.2 Sơ đồ nối điện phương án 1
Nhận xét: Phương án này có hai bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV và hai bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp 220kV. Hai bộ MPĐ-MBATN liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa hoặc thiếu cho phía 110kV.
-Ưu điểm:
+ Chủng loại máy biến áp ít.
+ Vận hành đơn giản, linh hoạt, đảm bảo cung cấp điện liên tục.
+ Tổn thất công suất nhỏ.
-Nhược điểm: Có 2 bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây bên cao 220kV, giá thành cao hơn phương án 2.
b, Phương án 2
Hình 1.3 Sơ đồ nối điện phương án 2
Nhận xét: Phương án này có ba bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV và một bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp 220kV. Hai bộ MPĐ-MBATN liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa hoặc thiếu cho phía 110kV.
-Ưu điểm:
+ Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, cung cấp đủ công suất cho phụ tải các cấp điện áp.
+ Giá thành rẻ so với phương án 1 vì có 1 bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây bên cao.
-Nhược điểm:
+ Tổn thất công suất lớn do có sự truyền công suất qua 2 lần máy biến áp từ phía trung áp sang cao áp khi phụ tải bên trung là cực tiểu.
c) Phương án 3
Hình 1. 1: Sơ đồ nối điện phương án 3
Nhận xét: Phương án này có một bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây và một bộ 2 MPĐ- MBA hai cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV. Một bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây, một bộ 2 MPĐ-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp 220kV. Hai MBATN liên lạc giữa các cấp điện áp trung áp và cao áp, vừa làm nhiệm vụ và cấp điện cho phụ tải địa phương.
-Ưu điểm:
+ Sơ đồ làm việc tin cậy, đảm bảo tính linh hoạt cho các trạng thái vận hành.
+ Do phụ tải địa phương được trích ra từ cuộn hạ áp của MBATN nên đảm bảo cung cấp điện liên tục.
-Nhược điểm: Độ tin cậy cung cấp điện không cao vì nếu sửa chữa hoặc sự cố MBA T2 hoặc T3 thì phải dừng làm việc cả 2 tổ MPĐ.
Qua những phân tích trên ta giữ lại phương án 1 và phương án 2 do đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật để tính toán so sánh cụ thể hơn về kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện.
Như vậy, ở Chương 1 đã chọn được MPĐ, tính toán cân bằng công suất phụ tải toàn nhà máy, tự dùng, các cấp điện áp và sơ bộ đưa ra được các phương án nối điện hợp lí. Tiếp theo ta sẽ tính toán để lựa chọn máy biến áp cho 2 phương án đã chọn và hình thành các cơ sở để chọn ra phương án tối ưu nhất.