Đang tải... (xem toàn văn)
: Đồ án môn học nhà máy điện Ch Ch ơng I ơng I tính toán phụ tảI và cân bằng công suất tính toán phụ tảI và cân bằng công suất I ./ Chọn máy phát điện I ./ Chọn máy phát điện Theo yêu cầu của đề bài ta phải thiết kế phần điện của nhà máy thuỷ điện gồm Theo yêu cầu của đề bài ta phải thiết kế phần điện của nhà máy thuỷ điện gồm 4 tổ máy x 57 MW . Nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải địa ph 4 tổ máy x 57 MW . Nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải địa ph ơng có U ơng có U đm đm = 10 kV , = 10 kV , phụ tải trung áp là 110 kV và phát về hệ thống ở cấp điện áp 220kV . Do đã biết số l phụ tải trung áp là 110 kV và phát về hệ thống ở cấp điện áp 220kV . Do đã biết số l ợng và ợng và công suất của từng tổ máy ta chỉ cần chú ý một số điểm sau : công suất của từng tổ máy ta chỉ cần chú ý một số điểm sau : + Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức , dòng ngắn mạch ở các + Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức , dòng ngắn mạch ở các cấp điện áp sẽ nhỏ và do đó yêu cầu với các loại khí cụ điện sẽ giảm thấp cấp điện áp sẽ nhỏ và do đó yêu cầu với các loại khí cụ điện sẽ giảm thấp + Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh + Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh vận hành nên chọn các máy phát điện cùng loại vận hành nên chọn các máy phát điện cùng loại Từ đó ta tra trong sổ tay đ Từ đó ta tra trong sổ tay đ ợc loại máy phát sau ợc loại máy phát sau Kí hiệu Kí hiệu S S đm đm MVA MVA P P đm đm MW MW cos cos đm đm U U đm đm kV kV I I đm đm kA kA Điện kháng t Điện kháng t ơng đối ơng đối X X d d X X d d X X d d CB660/165-32 CB660/165-32 67,1 67,1 57 57 0,85 0,85 10,5 10,5 3,7 3,7 0,2 0,2 0,29 0,29 1,04 1,04 II. / Tính toán phụ tải và cân bằng công suất Để đảm bảo vận hành an toàn , tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát điện phát ra phải cân bằng với lợng điện năng tiêu thụ ỏ các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện năng Trong thực tế lợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi. Việc nắm đợc quy luật biến đổi này tức là tìm đợc đồ thị phụ tải là điều rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Nhờ vào công cụ là đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn đợc các phơng án nối điện hợp lý , đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Ngoài ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp và phân bố tối u công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng một nhà máy và phân bố công suất giữa các nhà máy điện với nhau. Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải của các cấp điện áp dới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P max và hệ số cos tb của từng phụ tải t- ơng ứng từ đó ta tính đợc phụ tải của các cấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công thức sau : P t S t cos tb = với P% P P t max 100 = Trong đó : S t : Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t tính bằng MVA P% : Công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm công suất cực đại P max : Công suất của phụ tải cực đại tính bằng, MW cos tb : Hệ số công suất trung bình của từng phụ tải S C HT S T Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 5 - Máy biến áp Đồ án môn học nhà máy điện S uF S td Sơ đồ chung của một nhà máy phát điện có dạng nh trên . Ta có tổng công suất phát toàn nhà máy phải bằng tổng công suất tiêu thụ S NM (t) = S td (t) + S uF (t) + S UT (t) + S UC (t) + S VHT (t) Trong đó : S VHT (t) : Công suất về hệ thống tại thời điểm t S UC (t) : Công suất về thanh góp điện áp cao tại thời điểm t S UT (t) : Công suất về thanh góp điện áp trung tại thời điểm t S uF (t) : Công suất yêu cầu của phụ tải địa phơng tại thời điểm t S td (t) : Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t 1./ Công suất toàn nhà máy. Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là: S NMđm = 4S đmF = 4.67,1= 268,4 MVA Theo đầu bài cho ta có bảng quan hệ giữa công suất phát của nhà máy theo thời gian : t(h) 0-8 8-20 20-24 P% 70 100 80 NM P (t),MW 159,6 228 182,4 NM S (t),MVA 187,76 268,24 214,59 Từ kết quả tính toán ở trên ta có đồ thị công suất phát: 2./ Công suất phụ tải các cấp a./ Phụ tải địa phơng Phụ tải địa phơng của nhà máy có U đm = 10 kV , P uFmax = 9 MW , cos tb = 0,87 Để xác định đồ thị phụ tải địa phơng phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng ngày đã cho và nhờ công thức : Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 6 - 0 4 8 12 16 20 24 0 t (h) 187,76 220 240 260 S NM (t) 200 268,24 Đồ án môn học nhà máy điện ( ) ( ) cos P uF t S uF t tb = với % max ( ) 100 P P P uF uF t = Kết quả tính đợc theo từng thời điểm t cho ở bảng : t (h) 0 ữ 10 10ữ 14 14 ữ 18 18 ữ 24 P(%) 60 80 100 70 PuF (t),MW 5,4 7,2 9 6,3 S uF (t) , MVA 6,20 8,28 10,34 7,24 Từ bảng kết quả trên ta có đồ thị phụ tải địa phơng nh sau : b ./ Công suất phía phụ tải trung áp 110 kV Nhiệm vụ thiết kế đã cho : P UTmax = 80 MW và cos tb = 0,88 Tính toán tong tự đợc kết quả trong từng thời điểm t nh sau: t(h) 0 ữ 8 8 ữ 14 14 ữ 18 18 ữ 24 P (%) 85 100 80 70 S UT (t) MVA 77,27 90,91 72,73 63,64 Đồ thị phụ tải trung áp : Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 7 - 12 16 20 24 0 4 8 0 20 40 60 80 100 120 t (h) 77,27 90,91 72,73 63,64 S UT (MVA) 12 16 20 24 t (h) 8 0 2 4 6 8 10 12 S uF (MVA) 6,2 10,34 7,24 8,28 Đồ án môn học nhà máy điện c ./ Công suất tự dùng Theo nhiệm vụ thiết kế hệ số phụ tải tự dùng cực đại của nhà máy bằng 1,1% công suất định mức của nhà máy với cos tddm = 0,85 Với nhà máy thuỷ điện công suất tự dùng đợc chia làm hai phần là phần chung và phần riêng , trong đó phần chung chiếm phần lớn công suất tự dùng và không phụ thuộc vào công suất phát của máy phát % 1,1 228 . 2,95 100 cos 100 0,85 P dmF S td td = = = MVA Ta có đồ thị công suất tự dủng của nhà máy nh sau : d./Công suất phát về hệ thống điện áp 220 kV Công suất thừa của nhà máy đợc phát lên hệ thống qua hai đờng dây cao áp 220 kV. Ta có phơng trình cân bằng công suất toàn nhà máy là: S NM (t) = S td (t) + S uF (t) + S UT (t) + S UC (t) + S VHT (t) Từ phơng trình trên ta có phụ tải cao áp theo thời gian là: S VHT (t) = S NM (t)- {S td (t) + S uF (t) + S UT (t) } Thay các giá trị đã tính đợc ở trên ta đợc kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất toàn nhà máy ở bảng sau : t (giờ) S(MVA) 0 ữ 8 8 ữ10 10 ữ 14 14ữ18 18ữ20 20ữ24 Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 8 - 24 t (h) 0 S td,MVA 2,95 Đồ án môn học nhà máy điện SNM (t) 187,76 268,24 470,7 470,7 470,7 470,7 S uF (t) 6,2 6,2 8,28 10,34 7,24 7,24 S td (t) 2,95 2,95 2,95 2,95 2,95 2,95 S UT (t) 77,27 90,91 90,91 72,73 63,64 63,64 S VHT (t) 101,34 168,18 166,1 182,22 194,41 140,76 hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh 3./ Một số nhận xét chung. Tổng công suất định mức của hệ thống là 2400 MVA ( không kể nhà máy thiết kế ), dự trữ quay của hệ thống bằng 8 %, tức là S dtHT = 192 MVA. Giá trị này nhỏ hơn trị số công suất cực đại mà nhà máy phát lên hệ thống S VHTmax =194,41 MVA do đó phải chú ý đảm bảo công suất thiếu về hệ thống không đợc vợt quá dự trữ quay của hệ thống Phụ tải điện áp trung chiếm gần 40% công suất nhà máy do đó việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải này là rất quan trọng. Từ các kết quả tính toán trên ta xây dựng đợc đồ thị phụ tải tổng hợp của nhà máy nh sau: hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 9 - Đồ án môn học nhà máy điện Chơng II Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện I./Đề XUấT CáC PHƯƠNG áN THIếT Kế NHà MáY ĐIệN Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 10 - S uF S T 0 4 8 12 16 20 24 0 50 2001 150 200 250 300 350 400 450 500 470,7 S TNM S(t) MVA t (h) S VHT Đồ án môn học nhà máy điện Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thiết kế nhà máy điện. Sơ
Đồ án môn học nhà máy điện Ch Ch ơng I ơng I tính toán phụ tảI và cân bằng công suất tính toán phụ tảI và cân bằng công suất I ./ Chọn máy phát điện I ./ Chọn máy phát điện Theo yêu cầu của đề bài ta phải thiết kế phần điện của nhà máy thuỷ điện gồm Theo yêu cầu của đề bài ta phải thiết kế phần điện của nhà máy thuỷ điện gồm 4 tổ máy x 57 MW . Nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải địa ph 4 tổ máy x 57 MW . Nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải địa ph ơng có U ơng có U đm đm = 10 kV , = 10 kV , phụ tải trung áp là 110 kV và phát về hệ thống ở cấp điện áp 220kV . Do đã biết số l phụ tải trung áp là 110 kV và phát về hệ thống ở cấp điện áp 220kV . Do đã biết số l ợng và ợng và công suất của từng tổ máy ta chỉ cần chú ý một số điểm sau : công suất của từng tổ máy ta chỉ cần chú ý một số điểm sau : + Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức , dòng ngắn mạch ở các + Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức , dòng ngắn mạch ở các cấp điện áp sẽ nhỏ và do đó yêu cầu với các loại khí cụ điện sẽ giảm thấp cấp điện áp sẽ nhỏ và do đó yêu cầu với các loại khí cụ điện sẽ giảm thấp + Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh + Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh vận hành nên chọn các máy phát điện cùng loại vận hành nên chọn các máy phát điện cùng loại Từ đó ta tra trong sổ tay đ Từ đó ta tra trong sổ tay đ ợc loại máy phát sau ợc loại máy phát sau Kí hiệu Kí hiệu S S đm đm MVA MVA P P đm đm MW MW cos cos đm đm U U đm đm kV kV I I đm đm kA kA Điện kháng t Điện kháng t ơng đối ơng đối X X d d X X d d X X d d CB660/165-32 CB660/165-32 67,1 67,1 57 57 0,85 0,85 10,5 10,5 3,7 3,7 0,2 0,2 0,29 0,29 1,04 1,04 II. / Tính toán phụ tải và cân bằng công suất Để đảm bảo vận hành an toàn , tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát điện phát ra phải cân bằng với lợng điện năng tiêu thụ ỏ các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện năng Trong thực tế lợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi. Việc nắm đợc quy luật biến đổi này tức là tìm đợc đồ thị phụ tải là điều rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Nhờ vào công cụ là đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn đợc các phơng án nối điện hợp lý , đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Ngoài ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp và phân bố tối u công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng một nhà máy và phân bố công suất giữa các nhà máy điện với nhau. Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải của các cấp điện áp dới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P max và hệ số cos tb của từng phụ tải t- ơng ứng từ đó ta tính đợc phụ tải của các cấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công thức sau : P t S t cos tb = với P% P P t max 100 = Trong đó : S t : Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t tính bằng MVA P% : Công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm công suất cực đại P max : Công suất của phụ tải cực đại tính bằng, MW cos tb : Hệ số công suất trung bình của từng phụ tải S C HT S T Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 5 - Máy biến áp Đồ án môn học nhà máy điện S uF S td Sơ đồ chung của một nhà máy phát điện có dạng nh trên . Ta có tổng công suất phát toàn nhà máy phải bằng tổng công suất tiêu thụ S NM (t) = S td (t) + S uF (t) + S UT (t) + S UC (t) + S VHT (t) Trong đó : S VHT (t) : Công suất về hệ thống tại thời điểm t S UC (t) : Công suất về thanh góp điện áp cao tại thời điểm t S UT (t) : Công suất về thanh góp điện áp trung tại thời điểm t S uF (t) : Công suất yêu cầu của phụ tải địa phơng tại thời điểm t S td (t) : Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t 1./ Công suất toàn nhà máy. Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là: S NMđm = 4S đmF = 4.67,1= 268,4 MVA Theo đầu bài cho ta có bảng quan hệ giữa công suất phát của nhà máy theo thời gian : t(h) 0-8 8-20 20-24 P% 70 100 80 NM P (t),MW 159,6 228 182,4 NM S (t),MVA 187,76 268,24 214,59 Từ kết quả tính toán ở trên ta có đồ thị công suất phát: 2./ Công suất phụ tải các cấp a./ Phụ tải địa phơng Phụ tải địa phơng của nhà máy có U đm = 10 kV , P uFmax = 9 MW , cos tb = 0,87 Để xác định đồ thị phụ tải địa phơng phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng ngày đã cho và nhờ công thức : Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 6 - 0 4 8 12 16 20 24 0 t (h) 187,76 220 240 260 S NM (t) 200 268,24 Đồ án môn học nhà máy điện ( ) ( ) cos P uF t S uF t tb = với % max ( ) 100 P P P uF uF t = Kết quả tính đợc theo từng thời điểm t cho ở bảng : t (h) 0 ữ 10 10ữ 14 14 ữ 18 18 ữ 24 P(%) 60 80 100 70 PuF (t),MW 5,4 7,2 9 6,3 S uF (t) , MVA 6,20 8,28 10,34 7,24 Từ bảng kết quả trên ta có đồ thị phụ tải địa phơng nh sau : b ./ Công suất phía phụ tải trung áp 110 kV Nhiệm vụ thiết kế đã cho : P UTmax = 80 MW và cos tb = 0,88 Tính toán tong tự đợc kết quả trong từng thời điểm t nh sau: t(h) 0 ữ 8 8 ữ 14 14 ữ 18 18 ữ 24 P (%) 85 100 80 70 S UT (t) MVA 77,27 90,91 72,73 63,64 Đồ thị phụ tải trung áp : Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 7 - 12 16 20 24 0 4 8 0 20 40 60 80 100 120 t (h) 77,27 90,91 72,73 63,64 S UT (MVA) 12 16 20 24 t (h) 8 0 2 4 6 8 10 12 S uF (MVA) 6,2 10,34 7,24 8,28 Đồ án môn học nhà máy điện c ./ Công suất tự dùng Theo nhiệm vụ thiết kế hệ số phụ tải tự dùng cực đại của nhà máy bằng 1,1% công suất định mức của nhà máy với cos tddm = 0,85 Với nhà máy thuỷ điện công suất tự dùng đợc chia làm hai phần là phần chung và phần riêng , trong đó phần chung chiếm phần lớn công suất tự dùng và không phụ thuộc vào công suất phát của máy phát % 1,1 228 . 2,95 100 cos 100 0,85 P dmF S td td = = = MVA Ta có đồ thị công suất tự dủng của nhà máy nh sau : d./Công suất phát về hệ thống điện áp 220 kV Công suất thừa của nhà máy đợc phát lên hệ thống qua hai đờng dây cao áp 220 kV. Ta có phơng trình cân bằng công suất toàn nhà máy là: S NM (t) = S td (t) + S uF (t) + S UT (t) + S UC (t) + S VHT (t) Từ phơng trình trên ta có phụ tải cao áp theo thời gian là: S VHT (t) = S NM (t)- {S td (t) + S uF (t) + S UT (t) } Thay các giá trị đã tính đợc ở trên ta đợc kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất toàn nhà máy ở bảng sau : t (giờ) S(MVA) 0 ữ 8 8 ữ10 10 ữ 14 14ữ18 18ữ20 20ữ24 Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 8 - 24 t (h) 0 S td,MVA 2,95 Đồ án môn học nhà máy điện SNM (t) 187,76 268,24 470,7 470,7 470,7 470,7 S uF (t) 6,2 6,2 8,28 10,34 7,24 7,24 S td (t) 2,95 2,95 2,95 2,95 2,95 2,95 S UT (t) 77,27 90,91 90,91 72,73 63,64 63,64 S VHT (t) 101,34 168,18 166,1 182,22 194,41 140,76 hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh 3./ Một số nhận xét chung. Tổng công suất định mức của hệ thống là 2400 MVA ( không kể nhà máy thiết kế ), dự trữ quay của hệ thống bằng 8 %, tức là S dtHT = 192 MVA. Giá trị này nhỏ hơn trị số công suất cực đại mà nhà máy phát lên hệ thống S VHTmax =194,41 MVA do đó phải chú ý đảm bảo công suất thiếu về hệ thống không đợc vợt quá dự trữ quay của hệ thống Phụ tải điện áp trung chiếm gần 40% công suất nhà máy do đó việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải này là rất quan trọng. Từ các kết quả tính toán trên ta xây dựng đợc đồ thị phụ tải tổng hợp của nhà máy nh sau: hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 9 - Đồ án môn học nhà máy điện Chơng II Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện I./Đề XUấT CáC PHƯƠNG áN THIếT Kế NHà MáY ĐIệN Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 10 - S uF S T 0 4 8 12 16 20 24 0 50 2001 150 200 250 300 350 400 450 500 470,7 S TNM S(t) MVA t (h) S VHT Đồ án môn học nhà máy điện Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thiết kế nhà máy điện. Sơ đồ nối điện hợp lý không những đem lại những lợi ích kinh tế lớn lao mà còn phải đáp ứng đợc các yêu cầu kỹ thuật Cơ sở để xác định các phơng án có thể là số lợng và công suất máy phát điện , công suất hệ thống điện , sơ đồ lới và phụ tải tơng ứng , trình tự xây dựng nhà máy điện và lới điện Khi xây dựng phơng án nối dây sơ bộ ta có một số nguyên tẵc chung sau : Nguyên tắc 1 Có hay không có thanh góp điện áp máy phát Nếu S uF max nhỏ và không có nhiều dây cấp cho phụ tải địa phơng thì không cần thanh góp điện áp máy phát S uF max 15% S đmF Nguyên tắc 2 Nếu có thanh góp điện áp máy phát thì số lợng máy phát nối vào thanh góp phải đảm bảo sao cho khi một tổ máy lớn nhất bị sự cố thì những máy phát còn lại phải đảm bảo phụ tải địa phơng và tự dùng Nguyên tắc 3 Nếu phía điện áp cao , trung có trung tính nối đất và hệ số có lợi 0,5 thì nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp Nguyên tắc 4 Sử dụng số lợng bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây hai phía cao và trung sao cho tơng ứng với công suất cực đại cấp đó Nguyên tắc 5 Có thể ghép chung một số máy phát với một máy biến áp nhng phải đảm bảo S bộ S dự phòng ht Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất định mức của mỗi tổ máy là 57 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở ba cấp điện áp sau: Phụ tải địa phơng ở cấp điện áp 10 kV có: S uFmax = 10,34 MVA SuF min = 6,20 MVA Phụ tải trung áp ở cấp điện áp 110 kV có: S UTmax = 90,91 MVA S UTmin = 63,64 MVA Phụ tải cao áp ở cấp điện áp 220 kV ( về hệ thống ) có: S VHTmax = 194,41 MVA S VHTmin = 101,34 MVA Theo các nguyên tắc trên ta có - Yêu cầu thiết kế nhà máy với 4 tổ máy 57 MW Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 11 - Đồ án môn học nhà máy điện - Với lới điện áp danh định 110 kV và 220 kV thì trung tính nối đất trực tiếp và hệ số = 0,5 nên ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp - Để đảm bảo tính ổn định khi vận hành và độ tin cậy cung cấp điện thờng phụ tải địa ph- ơng đợc lấy từ hai máy phát nối với máy biến áp tự ngẫu. Ta có phần trăm công suất phụ tải địa phơng so với công suất của máy phát : %PuF = =%100 57.2 9 7,9% 15% Do vậy trong sơ đồ ta không cần dùng thanh góp điện áp máy phát . Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phơng án nh sau: Ph ơng án I Ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu tăng áp để làm liên lạc giữa điện áp cao và điện áp trung . Công suất đợc truyền tải từ phía hạ lên phía cao áp và trung áp , đồng thời có thể truyền từ phía trung sang phía cao và ngợc lại . Ưu điểm của phơng án này là chỉ dùng hai loại máy biến áp. Số mạch nối vào thiết bị phân phối điện áp cao nhỏ Phụ tải địa phơng 10kV đợc cung cấp điện từ hai cực máy phát điện nối với máy biến áp tự ngẫu _F1,F2. Ph ơng án II Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 12 - Hình 2 B2 tN2 TN1B1 F4 F3F2F1 220 kV 110 kV S tmax = 90,91 MVA. S Tmin = 63,64 MVA. S vhTmax = 194,41MVA. S VHTmin = 101,34MVA. F4 F3F2F1 220 kV 110 kV S tmax = 90,91 MVA. S Tmin = 63,64 MVA. S vhTmax = 194,41MVA. S VHTmin = 101,34MVA. HT TT TT TT T F4F3F2F1 B2 B1 tN2 tN1 220 kV SUT Hình 1 Đồ án môn học nhà máy điện Trong sơ đồ này ta chuyển một bộ máy biến áp - máy phát hai cuộn dây từ bên điện áp trung sang bên điện áp cao . Do phụ tải bên trung S UTmin = 63,64 MVA S đmF = 67,1 MVA nên máy phát có thể phát bằng phẳng liên tục, để đơn giản cho quá trình tính toán sau này ; tổn thất trong máy biến áp trong chế độ hoạt động bình thờng nhỏ . Nhợc điểm của phong án này là phải dùng ba loại biến áp , gây khó khăn cho việc vận hành và bảo vệ ; ngoài ra do có thêm mạch nối lên thiết bị phân phối điện áp cao nên vốn đầu t tăng lên Phụ tải địa phơng 10kV đợc cung cấp diện từ hai máy phát điện F2,F3. Ph ơng án III Trong sơ đồ này ta dùng mba tự ngẫu liên lạc giữa điện áp cao và điện áp trung , công suất có thể truyền từ cao sang trung và ngợc lại tuỳ thuộc vào sự biến đổi công suất của lới , sự thay đổi công suất làm việc của nhà máy , thay đổi sơ đồ hệ thống điện và các nguyên nhân khác . Cuộn dây hạ áp của mba tự ngẫu có thể nối với lới phân phối địa phơng hoặc để cung cấp điện tự dùng dự trữ cho nhà máy điện Nhợc điểm của phơng án này là số mba nhiều và có nhiều loại mba , tổn thất công suất trong các mba lớn , số mạch nối vào thiết bị cao áp lớn không kinh tế Tóm lại : Qua những phân tích trên đây ta thấy phuơng án III có vốn đầu t lớn hơn cả , phơng án I và phong án II cần phân tích kĩ hơn mới có thể đánh giá đợc , do đó ta để lại ph- ơng án I và phơng án II để tính toán , so sánh cụ thể hơn về kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn đợc sơ đồ nối điện tối u cho nhà máy điện. II./ Chọn máy biến áp tăng áp Chọn máy biến áp tăng áp Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện . Tổng công suất các máy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất các máy phát điện . Chọn mba trong nhà máy điện là loại , số lợng , công suất định mức và hệ số biến áp . MBA đợc chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong điều kiện bình thờng và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 13 - 220kV S UT TN1 TN2 B4B2 B1 SuF 110kV B3 Svht ~ ~ ~ ~ F1 F2 F3 F4 Đồ án môn học nhà máy điện Nguyên tắc chung để chọn mba là trớc tiên chọn S đmB công suất cực đại có thể qua biến áp trong điều kiện làm việc bình thờng , sau đó kiểm tra lại điều kiện sự cố có kể đến hệ số quá tải của mba . Xác định công suất thiếu về hệ thống phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống . Ta lần lợt chọn mba cho từng phơng án Giả thiết các máy biến áp đợc chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môi trờng nơi lắp đặt nhà máy điện . Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất định mức của chúng. 1./ Phơng án I ( hình 1) a./ Máy biến áp bộ trong sơ đồ bộ máy phát - mba hai cuộn dây Điều kiện chọn : S đmB S đmF = 67,1 MVA Máy phát trong sơ đồ bộ thờng phát công suất tơng đối bằng phẳng và ổn định do đó ta không cần phải kiểm tra điều kiện sự cố Ta chọn đợc loại mba có các thông số cho ở bảng sau: Tham số Mă hiệu S đm MVA U Cđm kV U Hđm kV P 0 kW P N kW U N % I 0 % Giá 10 6 VNĐ TPH 80 115 10,5 70 310 10,5 0,55 4160 b./ Máy biến áp tự ngẫu tăng áp + Điều kiện chọn : S TN1,TN2đm 1 S đmF Trong đó: là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu 0,5 220 110220 U UU C TC = = = do đó : S TN1,TN2đm 5,0 1 .67,1=134,2 MVA Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu loại : ATTH-160 có các thông số kỹ thuật nh bảng sau : S đm MVA Điện áp cuộn dây kV U N % P 0 kW P N % kW Io% Giá 10 6 VNĐ U C U T U H C-T C-H T-H C-H C-T 160 230 121 11 11 32 20 70 380 0,5 8200 + Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố Ta kiểm tra trờng hợp sự cố nặng nề nhất là khi S UT = S UTmax tơng ứng với t=10 ữ 14h. Xét hai khả năng sự cố sau : Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 14 - [...]... EHT X1 X2 X5 X8 X9 X3 X1 0 X1 1 X6 N3 X Biến đổi tơng đơng ta đợc 4 X1 EHT E1 X1 2 X 14 X6 Ta có: X1 2 = X 2 X5 X2 + X5 = Ê3 ENM E4 N3 0, 072 = 0, 036 2 ( X8 + X9 ) ( X1 0 + X1 1 ) = 0,1312 + 0,298 = 0,2 146 2 ( X8 + X9 ) 2 ( X3 + X4 ) X1 3 = ( 0,128 + 0,298) 0,2 146 = 0, 142 7 = ( X3 + X 4 ) + X1 3 0,128 + 0,298 + 0,2 146 X1 3 = X 14 Ta có: Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 33 - Đồ án môn học nhà máy điện X1 5 =X1 +X1 2... 0,072 X3 = X6 = X* H = 0,128 X4 = X7 = X* F = 0,298 X1 2 = X* F + X* B1 = 0,298+ 0,1312 = 0 ,43 55 X 13 = X* F + X* B2 = 0,298+ 0,1375 Biến đổi sơ đồ ta đợc : Eht Eht X1 X2 X5 N1 X9 X3 X6 X 14 X4 X8 X7 X1 2 E1 Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 E2 X1 5 X1 3 E3 E4 - 37 - E23 E4 Đồ án môn học nhà máy điện (X X ) 2 5 = 0,072 = 0,036 X 14 = 2 X +X 2 5 X1 5 ) ( ( X3 + X4 ) ( X6 + X7 ) = ( 0,128 + 0,298) = 0,213 = 2 ( X3 + X4 ) 2... 0, 047 = 0,0778 X2 = X5 = X* C = 0,072 X3 = X6 = X* H = 0,128 X4 = X7 = X9 = X1 1 = X* F = 0,298 X8 = X1 0 = X* B = 0,1312 Biến đổi tơng đơng X1 2 ( X8 + X9 ) ( X1 0 + X1 1 ) = ( 0,1312 + 0,298) = 0,2 146 = 2 2( X + X ) 8 9 (X X ) 2 5 = 0,072 = 0,036 X1 3 = 2 X +X 2 5 N1 X X ) ( E1,2 13 1 E HT X 14 X 14 X1 2 E3 ,4 ( X3 + X4 ) ( X6 + X7 ) = ( 0,128 + 0,298) = 0,213 = 2 ( X3 + X4 ) 2 Ghép song song E1,E2 với E3,E4 rồi... Dòng điện xung kích : i xk1 = 2.k xk I '' N1 = 2.1,8.5,308 = 13,512kA b./ Điểm ngắn mạch N2 Ta có sơ đồ thay thế tính ngắn mạch nh sau : EHT X HT 0,12 X1 0,0778 X 14 0,036 X1 2 0 ,43 55 X1 7 N2 0,673 X 16 0,178 E XNM 1 0, 141 X E 2,3,4HT E1 0,12 EHT EHT N2 N2 X 16 0,178 E 2,3 ,4 E1,2,3 ,4 Trong đó : Dùng phép biến đổi hình sao (X1 , X1 2, X 14) sang (XHT, X1 7) XHT = X1 + X 14 + X1 7 = X1 2 + X 14 + X 1 X 14 0,0778.0,036... = 0,1138 Biến đổi sơ đồ sao X6 , X 14 , X1 5 thành sơ đồ tam giác XHT , XNM , trong đó nhánh cân bằng bỏ qua: XHT =X6 + X1 5 + XNM = X6 + X 14 + EHT X 6 X 15 0,128.0,1138 = 0,128 + 0,1138+ = 0, 344 0, 142 7 X 14 X 6 X 14 0,128.0, 142 7 = 0,128 + 0,1138+ = 0 ,40 23 0,1138 X 15 XNM XHT ENM Tính toán dòng ngắn mạch +/ Nhánh hệ thống Điện kháng tính toán dạng tơng đối cơ bản X HT = 0, 344 Vậy dòng ngắn mạch nhánh hệ... I N4 Điện kháng tơng đối cơ bản của máy biến áp bộ bên cao áp : E1 E2 E3 E4 Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 - 36 - Đồ án môn học nhà máy điện U % S n cb = 11 100 = 0,1375 *B1 100 S 100 80 dmB 2./ Tính toán dòng ngắn mạch Ta lần lợt tính cho từng điểm ngắn mạch a./ Điểm ngắn mạch N1 Eht X = X1 N1 X2 X3 X6 X4 X1 2 X5 X7 X1 3 Với các thông số E1 E2 E3 X1 = X* HT + X* D = 0,0308 + 0, 047 = 0,0778 E4 X2 = X5 = X* C... N3'( ) = 32,2 54 + 12,36 = 44 ,6 14 kA Dòng điện xung kích tại N4 : i xk4 = 2.k xk I '' N4 = 2.1,92.50,701 = 137,668 kA Từ kết quả tính toán ở trên ta lập đợc bảngtổng hợp kết quả tính toán ngắn mạch : Điểm NM N1 N2 N3 N'3 N4 I" kA 5 ,46 56 7, 847 6 30, 041 20,66 50,701 I kA 5,086 6,6016 32,2 54 12,36 44 ,6 14 iXK kA 12, 748 23,932 76 ,47 2 56,1 137,668 II./phơng án II 1./Chọn điểm ngắn mạch: - Sơ đồ x c định các... 0,128 + 0,298) = 0,213 = 2 ( X3 + X4 ) 2 E1 X1 2 EHT X1 X1 6 = N1 E2 34 X1 3 X1 5 0,213.0 ,42 92 = = 0,178 X1 3 + X1 5 0,213+0 ,42 92 X1 6 Sơ đồ hình sau là sơ đồ tối giản có hai đầu cung cấp điện cho N1 EHT XNM = XHT N1 XNM ENM X1 2 X1 6 0 ,43 55.0 ,43 55 = = 0,126 X1 2 + X1 6 0 ,43 55 + 0 ,43 55 X c định dòng ngắn mạch: +/ Nhánh hệ thống Điện kháng tính toán dạng tơng đối cơ bản X HT = 0,0778 Vậy giá trị dòng ngắn mạch nhánh... toán là N4 có nguồn cung cấp là hệ thống và mọi máy phát Ta có sơ đồ các điểm ngắn mạch tính toán cho ở hình sau: ht n1 tN1 n2 B1 tN2 b2 n3 n3 Sơ đồ thay thế n4 EHT F1 XHT F2 XD XF Nguyễn ngọc Cảnh-htđ3-k45 E1 F4 N1 XC XH F3 N2 XC XB XF XH N3 N3 XF E2 N4 E3 XB XF E4 - 29 - Đồ án môn học nhà máy điện Với các điện kháng trong hệ đơn vị tơng đối cơ bản có giá trị bằng : S 100 X = X cb = 0, 74 = 0,0308... = 1, 347 5 + 3,186 = 4, 5335 kA Dòng điện xung kích : i xk1 = 2.k xk I '' N1 = 2.1,8.5, 008 = 12, 748 kA b./ Điểm ngắn mạch N2 Để tính toán điểm ngắn mạch N2 có thể sử dụng kết quả khi tính toán ,biến đổi sơ đồ của điểm N1 ở trên EHT X1 X1 3 N2 X 14 E1,2 X1 2 E sơ Cũng nh đối với điểm N1 ta cũng ghép E1,E2 và E3,E4 ta có 3 ,4 đồ EHT XHT N2 XNM ENM XHT = X1 + X1 3 = 0,0778 + 0,036 = 0,1138 X1 2 X 14 0,2 146 .0,213