TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CHƯƠNG 1 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất Cơ sở lý thuyết: - Khi thiết kế bất kỳ một phần tử nào của hệ thống điện thì vấn đề quan tâm hàng đầu là phải đảm bảo chất lượng điện năng, tức là đảm bảo chất lượng điện áp và tần sè - Phô tải điện biến đổi theo tần số và điện áp tại điểm đấu, do đó để đảm bảo sự ổn định của hệ thống điện thì tại một thời điểm bất kỳ phải đảm bảo cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng. Cân bằng công suất tác dụng là để giữ cho tần số và độ lệch tần số luôn nằm trong một giới hạn cho phép. Cân bằn công suất phản kháng thì để giữ cho điện áp còng nh độ lệch điện áp luôn nằm trong giới hạn cho phép. Bên cạnh đó, sự thay đổi điện áp cũng liên quan đến sự thay đổi tần số và ngược lại, chính vì lý do đó mà trong đồ án thiết kế này ta đặt nhiệm vụ cân băng công suất phát và tiêu thụ lờn đõự tiờn. - Muốn cân băng công suất của nhà máy thì người thiết kế phải nắm vững được quy luật biến đổi điện năng của các phụ tải. Do đó, trước hết ta cần phải tính toán phụ tải dùa vào các thông số đã biết trong yêu cầu thiết kế. I. Tính toán phụ tải: Mức tiêu thụ điện năng luôn 2 thay đổi theo thời gian. Quy luật biến thiên của phụ tải theo thời gian biểu diễn trên đồ thị được gọi là đồ thị phụ tải. Tính toán phụ tải chính là tìm đồ thị phụ tải của các cấp điện áp trong nhà máy. Trong yêu cầu thiết kế đã cho đồ thị phụ tải ngày (tính theo P%) và P max , cos ở các cấp điện áp khác nhau. Từ đó ta tính được : 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI + Công suất tác dụng P(t) P(t) = Max P 100 %P + Công suất biểu kiến S(t) được xác định theo công thức sau : S(t) = ϕ cos )(tP S(t) : Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t_____ MVA P(t) : Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t _____ MVA 1. Phô tải cấp điện áp máy phát: P max = 15MW, cos = 0,83.  Kết quả tính phụ tải cấp điện áp máy phát : t(h) 0- 6 6-10 10-14 14-18 18-24 P% 50 80 100 90 70 S(t) MVA 9,04 14,46 18,07 16,27 12,65 Bảng 1-1:Phô tải cấp điện áp máy phát. Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát. 2. Phụ tải cấp trung áp 110Kv: P max = 130MW, cos = 0,80 2 0 6 10 12 14 18 24 9,04 14,46 18,07 16,27 12,65 S ®f (MVA ) t (h) 2 4 8 16 20 22 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI t(h) 0-4 4-10 10-14 14-18 18-24 P% 70 90 100 80 70 S(t) MVA 113,75 146,25 162,5 130 113,75 Bảng 1-2:Phô tải cấp trung áp Từ đó ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp 110KV (Trung áp) nh sau: Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110KV (Trung áp) 3. Phụ tải tự dùng: Nhà máy thiết kế thuộc loại nhiệt điện ngưng hơi do đó tự dùng của nhà máy biến đổi theo phụ tải của nhà máy , và được tính toán theo công thức : S td = .S nm (0,4+0,6. nm t S S ) S td : Công suất tự dùng tại thời điểm t_________MVA α : % điện tự dùng _______________________ = 8% S nm :Công suất đặt của nhà máy ______________MVA S nm = 8,0 504x =250 (MVA) 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI S t : Cụng suất phát tại thời điểm t____________MVA S t = 100 %P . cos P cos )t(Pnm NMNM ϕ = ϕ = 5,2 100 1 %.P. 8.0 50.4 NM = P NM %. Từ đó ta lập được bảng kết quả sau: t(h) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 P% 70 100 100 90 70 S(t) 175 250 225 250 200 S td (t) 16.4 20 18,80 20,00 17,60 Bảng 1-3:Phô tải cấp tự dùng. Đồ thị phụ tải cấp tự dùng. 4. Phụ tải hệ thống: 4 0 6 10 12 14 18 24 S td (MVA) t (h) 2 4 8 16 20 22 16,4 18,8 20 16,4 18,8 20 17,6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Vì hệ số phụ tải tại các cấp điện áp khác nhau Ýt, nờn cỏc vộc tơ công suất biểu kiến ở các cấp điện áp khác nhau thì gần đồng pha. Do đó để đơn giản ta xét CBCS theo gớa trị của công suất biểu kiến S. S NM (t) = S uf (t) + S T (t) + S HT (t) + S td (t) + S Trong tính toán sơ bộ ta bá qua tổn thất S. ⇒ S HT (t) = S NM (t) –( S uf (t) + S T (t) + S td (t)) Bảng 1-4:Phô tải cấp điện áp hệ thống. Đồ thị phụ tải hệ thống. t(h) 0-4 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 S nm 175 175 175 250 250 225 250 250 200 S (uf) 9,04 9,04 14,46 14,46 18,07 18,07 16,27 12,65 12,65 S (T) 113,75 146,25 146,25 146,25 162,5 162,5 130,0 113,75 113,75 S td (t) 16.40 16.40 16.40 20 20 18,8 20 20 17,60 S ht 35,81 3,31 -2,11 69,29 49,43 25,63 83,73 103,6 56,00 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nhận xét : - Từ các đồ thị phụ tải đã xác định được ở trên, ta sẽ dùa vào đồ thị để đưa ra các phương án nối dây, chọn sơ đồ thiết kế, chọn dung lượng mba, tính toán tổn thất điện năng trong máy điện, phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy trong hệ thống… - Từ biểu đồ cân bằng công suất toàn hệ thống không cho ta biết dạng của đồ thị phụ tải ngày ở các cấp điện áp, nhưng cho ta biết sự phân bố lớn của phụ tải ở các thời điểm khác nhau trong ngày tại các cấp điện áp khác nhau, ta thấy công suất tiêu thụ phía trung áp là max và cấp địa phương là min. - Dù trữ hệ thống = 12% S đt = 1800(MVA).0,12 = 216 (MVA). - Công suất của nhà máy chủ yếu cung cấp cho phụ tảI trung áp và hệ thống song cũng có thời điểm hệ thống truyền công suất về phía trung áp S HtMax = 103,6(MVA) (MVA) S HtMin = -2,11(MVA) (MVA) S đt > S HtMax Hệ thống không bị mất hết dự trữ cho dù nhà máy đang phát toàn bộ công suất thừa vào lưới. - Từ yêu cầu của thiết kế : 4 tổ máy 50MW. Ta chọn các máy phát điện đồng bé tua bin hơi kiểu: TB-52-2 cú cỏc thông số về kỹ thuật như sau: Loại máy Thông số định mức Điện kháng tương đối TB-52-2 cosϕ P đm (MW) S(MVA ) U(KV) n(v/ph) X d ” X d ’ X d 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 0,8 50 62,5 10,5 3000 0,135 0,3 1,84 - Nhà máy có hai phía cao áp và trung áp đều có trung tính nối đất trực tiếp (Cấp điện áp cao và trung áp đều 110 kv) Có thể dùng mba tự  ngẫu làm máy biến áp liên lạc giữa hai thanh góp. - Trong đồ án thiết kế này : %91,28%100.8,0. 50 07,18 max == dmF uF S S Các phương án nối dây phải sử dụng thanh góp điện áp máy phát. CHƯƠNG 2 7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VẠCH PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY - CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT KẾ I. Cơ sở lý thuyết: Chọn sơ đồ nối dây cho NMĐ là một khâu rất quan trọng trong quá trình thiết kế, chọn được sơ đồ hợp lý sẽ đảm bảo các yêu cầu cung cấp điện và đem lại hiệu quả kinh tế lớn. Sơ đồ nối dây giữa các cấp điện áp cần phải thoả món cỏc yêu cầu kỹ thuật sau: - Số lượng máy phát điện nối vào thanh góp điện áp máy phát phải thỏa mãn các điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất, cỏc mỏy còn lại vẫn đảm bảo đủ cung cấp cho phụ tải ở điện áp máy phát và phụ tải ở điện áp trung (trừ phần phụ tải cho các bộ hoặc các nguồn khác nối vào thanh góp điện áp trung có thể cung cấp được). - Công suất mỗi bộ mf-mba không được phép lớn hơn dự trữ quay của hệ thống. - Chỉ được phép ghép bộ mf-mba hai cuộn dây vào thanh góp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này. Có như vậy mới tránh được lúc phụ tải cực tiểu bộ này mới khụng phỏt hết công suất hoặc công suất phải chuyển qua hai lần biến áp, làm tăng tổn hao và gây quá tải cho mba ba cuộn dây. Nừu dùng mba tự ngẫu làm mba liên lạc thì không cần điều kiện này. - Khi phụ tải điện áp mf nhỏ, để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh từ các bộ mf-mba, nhưng công suất lấy rẽ nhánh không vượt quá 15% công suất của bộ. - Mba ba cuộn dây chỉ sử dụng khi công suất truyền tải qua cuộn dây này không nhỏ hơn 15% công suất truyền tải qua cuộn dây kia. Đây không phải là điều qui định mà chỉ là điều cần chú ý khi sử dụng mba ba cuộn dây. Như đã biết, tỉ số công suất giữa các cuộn dây trong mba ba dây cuốn 8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI là: 100/100/100 ; 100/66,7/66,7 ; hay 100/100/66,7 nghĩa là cuộn dây có công suất thấp nhất cũng bằng 66,7% công suất định mức. Do đó nếu công suất truyền tải qua cuộn dây nào đó quá nhỏ sẽ không tận dụng được khả năng tải của nó, - Không nên dựng quỏ hai mba ba cuộn dây hoặc tự ngẫu để liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp vì sơ đồ thiết bị phân phối sẽ phức tạp hơn. - Mba tự ngẫu chỉ nờn dựng khi cả hai phía điện áp trung và điện áp cao đều có trung tính nối đất trực tiếp (U 110Kv). - Khi công suất tải lên điện áp cao lớn hơn dự trữ xoay của hệ thống thì phải đặt Ýt nhất hai mba. - Không nên nối song song hai mba hai cuộn dây với mba ba cuộn dây vì thường không chọn được hai mba có tham số phù hợp để vận hành song song. • Sau khi vạch được tất cả các phương án có thể, ta tiến hành phân tích sơ bộ ưu điểm, nhược điểm các phương án về mặt kinh tế và kỹ thuật để loại trừ bớt một số phương án rõ ràng không hợp lý và chỉ giữ lại các phương án hợp lý để luận chứng tiếp. • Đề xuất và phân tích các phương án có thể: Ta dùa vào các số liệu đã biết và kết quả của chương 1 để đưa ra các phương án nối dây có thể. -Số tổ máy phát điện : 4 tổ máy. Số tổ máy phát điện : 4 tổ máy. - Công suất mỗi máy phát : 62,5MVA (50MW). Công suất mỗi máy phát : 62,5MVA (50MW). -Công suất dự trữ của hệ thống : 216 ( MVA). Công suất dự trữ của hệ thống : 216 ( MVA). 9 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nhà máy có ba cấp điện áp với công suất các phụ tải như sau: Cấp điện áp (Kv) Phụ tải max (MVA) Phụ tải min (MVA) 220 103,6 -2,11 110 162,5 113,75 10,5 18,07 9,04 1) Phương án 1: - Phương án này có hai tổ máy nối theo sơ đồ bộ 1 và 2 đều nối với thanh cái điện áp cao và hoàn toàn phát công suất lên hệ thống. Tổ máy 3 và 4 cung cấp điện cho phụ tải trung áp và phụ tải điện áp máy phát. - Phương án này có sơ đồ tương đối đơn giản, tính toán dễ dàng, thuận lợi , chủng loại máy biến áp Ýt. Tuy nhiên ở phương án này chỉ dùng hai tổ máy 3 và 4 cung cấp điện cho phụ tải TA và phụ tải điện áp máy phát, mà phụ tải trung áp lớn nhất theo yêu cầu thiết kế là lớn hơn cả tổng công suất hai tổ máy, do đó phải lấy công suất từ hệ thống xuống. Mặt khác nếu vì một lý do nào đó mà một mba tự ngẫu ngừng làm việc thỡ mỏy biến áp tự ngẫu kia sẽ phải 10 Ht 32 B1 B4 220kv 110kv S T B2 4 B3 1 [...]... TẾ – KỸ THUẬT, LÙA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU I HÀM CHI PHÍ TÍNH TOÁN : 31 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Để có đầy đủ cơ sở thuyết phục phương án thiết kế là tối ưu Ta cần so sánh 2 phương án về phương diện kinh tế Về mặt cơ sở lý luận, để luận chứng kinh tế các phương án ta sẽ xét một cách đơn giản nhất là phương án nào có chi phí tính toán thấp nhất thì sẽ là kinh tế nhất - Hàm chi phí tính toán: Ci... kém ành cao hơn  Kết luận : Từ phân tích, nhận xét và so sánh sơ bộ các phương án ở trên, ta chọn hai phương án 1 và 2 có lợi nhất về mặt kỹ thuật và khả quan về kinh tế để tính tiếp 12 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CHƯƠNG 3 CHỌN MÁY BIẾN ÁP – TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT, TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN I CHỌN MÁY BIẾN ÁP : Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng, trong hệ thống điện, tổng công... được chọn phải đảm bảo khả năng tải hết công suất phát từ nhà máy, đồng thời khi một máy biến áp ngừng thỡ mỏy biến áp còn lại phải đủ cung cấp công suất cần thiết cho phụ tải Để chọn máy biến áp cho các phương án ta dùa vào kết quả sơ đồ nối dây chính của máy biến áp đã thiết kế ở chương 2 để biết được số lượng và cách mắc cỏc mỏy biến áp Từ đó tiến hành chọn chủng loại, công suất và các thông số kỹ thuật. .. thất điện năng ( = 500(VNĐ/1KWh) 220 Kv 110 Kv (6) (5) Yi, Thiệt hại do mất điện gây ra, trong đồ án này(4) bá qua ta Việc tính toán các thiết bị phân phối xét chủ yếu với KĐ,MC, bỏ qua dao cách ly và dây dẫn B B B 2 1 B 3 4 1 Phương án 1 (2) (3) (1) 32 1 2 3 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 1.1 Vốn đầu tư của phương án 1.1.1 Chọn thiết bị phân phối - Dùa vào các số liệu tính toán về dòng điện. .. áp - Với máy biến áp ba pha hai cuộn dây mắc theo sơ đồ bộ máy phát điện MF – MBA SđmB  SđmF Trong đó :- S - SđmB là công suất định mức của máy biến áp - SđmF là công suất định mức của máy phát điện - Với máy biến áp tự ngẫu mắc theo sơ đồ bộ ta chọn công suất định mức máy biến áp theo biểu thức sau : SđmB  1 SđmF α -  : Là hệ số máy biến áp = U C − U T 220 − 110 = = 0,5 UC 220 Ở đây, khi chọn. .. cho phụ tải là kém hơn phương án ST 110kv 220kv 1(Vì chỉ còn một bôn mf-mba bên trung) nhưng csuất của mba B2 B1 B4 tự ngẫu lớn  vẫn đảm bảo được độ tin cậy trong cung cấp điện - 1 2 4 3 Phương pháp này chỉ sử dụng có 3 mba - Thanh góp điện áp cao có Ýt phần tử nối vào hơn, nờn cỏc điều kiện về cách điện thấp hơn so với phương án 1, vì vậy mà giá thành các thiết bị cũng giảm đi đáng kể 11 TRƯỜNG ĐẠI... 3 - Chọn máy biến áp B1 và B2 : SđmB  0,5 1 1 Sthua Sthừa = 0,5 0,5 α Sthừa = SFđm – SptMin – 2.STdmax = 3.62,5 - 9,04 – 2 20 = 168,46 (MVA) 4  SđmTn  168,46 (MVA) Từ đó ta chọn được máy biến áp B 1 và B2 là : ATДЦTH-200230/121/11 cú cỏc thông số kỹ thuật nh sau : SđmB Điện áp (KV) ∆P0 (MVA) UC UT UH (KW) 200 230 121 11 125 ∆ PN C-T (KW) 430 UN% C-T C-H T-H 11 32 20 I% 0,6 Giá (109 đồng) 9,12 -. .. lượt chọn các thiết bị phân phối cho phương án này - Máy cắt được chọn dùa vào cấp điện áp, yêu cầu của phụ tải, yêu cầu của công tĩnh và số lượng máy cắt Trên cùng một cấp điện áp nên chọn cùng một loại máy cắt Riêng ở điện áp máy phát cỏc mỏy cắt đường dây có thể chọn một loại, cũn cỏc máy cắt trên mạch máy phát điện , máy biến áp, mạch phân đoạn và trên một số mạch máy biến áp tự dựng nờn chọn cùng... phải chọn lại công suất máy biến áp 1 Chọn máy biến áp cho phương án 1: - Chọn máy biến áp B3,B4: máy biến áp hai dây quấn ghép bộ bên TA Ht ST 110kv 220kv B2 B1 1 B3 2 4 3 SđmB  SđmF = B4 50 Pdm = 0,8 = 62,5 (MVA) cos ϕ Từ đó ta chọn được máy biến áp B 1 là : TPДЦH-6 3-1 15/10,5 cú cỏc thông số kỹ thuật như sau : (Phụ lục 4- trang 111 Sách HDTK) SđmB (MVA) 63 Điện áp (KV) UC UH 115 10,5 ∆P0 ∆ PN (KW)... nhiệt.) o Cấp điện áp máy phát: 10,5 Kv Icb1 = 3,612 (KA) Icb2 = 4,810 (KA) Icb3 = 1,580 (KA)  Chọn máy cắt loại : M -1 0/5000/45Y3 Các thông số máy cắt cho ở bảng dưới đây: : Các thông số máy cắt cho ở bảng dưới đây: : Loại MΓΓ -1 0/5000/45Y3 Uđm Kv Iđm, Icđm KA KA 10 5,6 45 Dòng ô.đ lực động điện, KA Ilđđ Ilđđ 120 45 Dòngđiện Inh/tnh,KA/s 45/4 Giá 106 (Đ) 66 - Kháng điện chọn loại : PbA-1 0-2 00 0-8 , cú các . ÁN NỐI DÂY - CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT KẾ I. Cơ sở lý thuyết: Chọn sơ đồ nối dây cho NMĐ là một khâu rất quan trọng trong quá trình thiết kế, chọn được sơ đồ hợp lý sẽ đảm bảo các yêu cầu cung cấp điện. Trong đồ án thiết kế này : %91,28%100.8,0. 50 07,18 max == dmF uF S S Các phương án nối dây phải sử dụng thanh góp điện áp máy phát. CHƯƠNG 2 7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VẠCH PHƯƠNG ÁN NỐI. toán sơ bộ ta bá qua tổn thất S. ⇒ S HT (t) = S NM (t) –( S uf (t) + S T (t) + S td (t)) Bảng 1-4 :Phô tải cấp điện áp hệ thống. Đồ thị phụ tải hệ thống. t(h) 0-4 0-6 6-8 8-1 0 1 0-1 2 1 2-1 4 1 4-1 8