NH MY IN V TRM BIN P. Chơng i Tính toán phụ tải và cân bằng công suất Tính toán phụ tải và cân bằng công suất là một phần quan trọng trong nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện. Nó quyết định tính đúng, sai của toàn bộ quá trình tính toán sau. Ta sẽ tiến hành tính toán cân bằng công suất gần đúng theo công suất biểu kiến S dựa vào đồ thị các cấp điện áp hàng ngày vì hệ số công suất các cấp không khác nhau nhiều. 1.1. Chọn máy biến áp Nhà máy điện gồm 5 tổ máy phát, công suất mỗi máy 600MW ta sẽ chọn các máy phát cùng loại, điện áp định mức bằng 10,5KV. Loại MP Thông số định mức Điện kháng Loại kích từ PMW SMVA NV/P UKV Cosep I(A) X d'' X d' X d TB60 2 60 75 3000 10,5 0,8 4,1 0,132 0,24 2,2 BT-450-300 1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 1.2.1. Cấp điện áp máy phát: U đm = 10,5 KV Ta tính theo công thức: ( ) ( ) ( ) ( ) UF max UF t UF UF t P% t P P 100 P t S cos = = P max = 10MW cos = 0,85 Do đó ta có bảng biến thiên công suất phụ tải nh sau: B1-2 t(h) 0 - 6 6 -12 12 - 18 18 - 20 20 - 24 P(%) 80 100 70 80 60 P I (MW) 8 9 7 8 6 S UF (MVA) 9,41 11,76 8,2 9,41 7,1 Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 1 NH MY IN V TRM BIN P. đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát 1.2.2. Cấp điện áp trung áp 110KV P max = 105 MW; cos = 0,87 Công thức tính: ( ) ( ) ( ) ( ) T max T t T UT t P% t P P 100 P t S cos = = Bảng 1- 3 t(h) 0 - 8 8 -12 12 - 16 16 - 20 20 - 24 P(%) 60 70 100 80 60 P I (MW) 63 73,5 105 84 63 S UT (MVA) 72,41 84,48 120,68 96,55 72,41 Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 2 S(MVA) 9,412 11,76 8,82 9,41 7,1 0 6 12 18 20 24 t(h) NH MY IN V TRM BIN P. 1.2.3. Cấp điện cấp điện áp 220KV P max = 130 MW; cos = 0,86 Công thức tính: ( ) ( ) T UC t P t S cos = Bảng biến thiên công suất và đồ thị phụ tải. Bảng 1-3: t(h) 0 - 8 8 -12 12 - 18 18 - 24 P(%) 70 100 80 60 P i (MW) 91 130 104 78 S UT (MVA) 105,81 151,162 120,93 105,81 Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 3 ( ) ( ) T max UC t P% t P P 100 = 72,41 0 6 S(MVA) 96,55 12 18 120,68 20 24 72,41 84,48 t(h) 0 18 105,81 8 12 120,93 S(MVA) 151,163 t(h) 24 105,81 NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP. 1.2.4. Phô t¶i toµn nhµ m¸y. P max = 60 MW; cosϕ = 0,86 ( ) ( ) T max NM t P% t P P 100 = , MW víi P max = 300MW ( ) ( ) NM NM t P t S cos = ϕ , MVA B¶ng biÕn thiªn c«ng suÊt phô t¶i toµn nhµ m¸y. B¶ng 1 - 4: t(h) 0 - 7 7 -12 12 - 20 20 - 24 P(%) 80 90 100 80 P i (MW) 240 270 300 240 S NM (MVA) 297,4 313,95 348,83 279 NguyÔn V¨n Phßng - Trêng §¹i häc BK Hµ Néi - Bé m«n HT§ - Líp HT§ N1 - K38 4 348,83 0 7 279 12 313,95 S(MVA) 20 24 300 t(h) NH MY IN V TRM BIN P. 1.2.5. Tự dùng của nhà máy. Công suất tự dùng của nhà máy có thể tính theo công thức: ( ) ( ) nm NM td td NM S t P % P t 0,4 0,6 100 cos S = + Trong đó: + = 6% là phần trăm điên tự dùng của nhà máy. + 0,4 là % công suất tự dùng không phụ thuộc vào phụ tải của nhà máy. + 0,6 là 60% công suất tự dùng thay đổi theo phụ thuộc của nhà máy ở từng thời điểm t. Từ đó ta có bảng biến thiên công suất và đồ thị điện tự dùng nh sau: Bảng 1 - 5: t(h) 0 - 7 7- 12 12 - 20 20 - 24 S TD (MVA) 16,744 18,83 20,93 16,744 Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 5 NH MY IN V TRM BIN P. 1.2.6. Cân bằng công suất toàn nhà máy, công suất phát vào hệ thống. Bỏ qua tổn thất công suất, từ phơng trình cân bằng công suất ta có: Công suất hệ thống: S HT (t) = S NM (t) - S UF (t) - S UC (t) - S TD (t), từ đó ta có bảng tính phụ tải và cân bằng công suất toàn nhà máy. Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 6 20,33 0 7 16,744 12 18,83 S(MVA) 20 24 16,744 t(h) NH MY IN V TRM BIN P. Bảng 1.6: Công suất Thời gian 0 - 6 6 - 8 8 - 12 12 - 16 16 - 18 18 - 20 20 - 24 S NM (t) (MVA) 297,94 313,92 313,92 348,8 348,8 348,8 279,94 S UF (t) (MVA) 9,412 11,76 11,76 8,2 8,2 9,41 7,1 S UT (t) (MVA) 72,41 72,41 84,48 120,68 96,55 96,55 72,41 S UC (t) (MVA) 105,81 105,81 151,162 120,93 120,93 105,81 105,81 S TD (t) (MVA) 16,744 16,744 18,83 20,93 20,93 20,93 16,744 S HT (t) (MVA) 75,564 107,196 47,688 78,26 102,19 116,1 77,876 Công suất phía cao áp đợc xác định từng khoảng thời gian nh sau: Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 7 0 6 8 12 16 18 20 24 t(h) 75,564 107,196 47,688 78,26 102,19 77,876 116,1 S(MVA) NH MY IN V TRM BIN P. S C (t) = S UC (t) + S HT (t) Kết quả tính toán ở bảng 1.7 Công suất Thời gian 0 - 6 6 - 8 8 - 12 12 - 16 16 - 18 18 - 20 20 - 24 S C (MVA) 157,184 167,074 163,806 231,625 231,625 209,505 157,187 Bảng tổng kết các giá trị phụ tải cực đại (S max ) và cực tiểu (S min ) của các loại công suất (MVA): Công suất S TD S UF S UT S UC S HT S NM S C S max (MVA) 20,93 11,765 120,68 151,163 110,695 348,8 231,625 S min (MVA) 16,74 7,1 72,41 105,81 47,688 279,94 157,187 Đồ thị phụ tải tổng hợp: Biểu đồ của các loại công suất trên cùng một trục thời gian, giá trị của từng loại công suất riêng biệt và đợc vẽ chồng lên nhau khoảng cách giữa 2 đồ thị của 2 công suất kề nhau là giá trị của loại công suất tơng ứng. Giá trị thực của từng loại công suất đợc ghi cụ thể phía trên đờng đồ thị ở từng khoảng thời gian. Đồ thị tránh sự chồng chéo nhau giữa các loại công suất. Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 8 NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP. NguyÔn V¨n Phßng - Trêng §¹i häc BK Hµ Néi - Bé m«n HT§ - Líp HT§ N1 - K38 9 NH MY IN V TRM BIN P. Chơng II Xác định các phơng án nối dây - chọn máy biến áp 1. Xác định các phơng án. Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện. Nó quy định đặc tính kinh tế và kỹ thuật của nhà máy thiết kế. Cơ sở để vạch ra các phơng án là bảng phụ tải tổng hợp. Đồng thời tuân theo những yêu cầu kỹ thuật chung. - Phụ tải máy phát không lớn 11,765 MVA so với công suất của 1 máy phát thì lợng công suất này chiếm tỷ lệ là: UF max tmF S 11,765 100% 15,687% 20% S 75 = = < Lợng công suất này sẽ đợc lấy rẽ nhánh từ đầu cực máy phát của các bộ. Vậy trong các phơng án sẽ không cần dùng thanh góp điện áp máy phát mà sẽ dùng các sơ đồ nối bộ máy phát và máy biến áp. - Tổng công suất phía cao áp (gồm S UC và S HT ) tơng đối lớn: S C max = 231,625 MVA. S C min = 157,184 MVA. Nên có thể ghép nhiều bộ máy phát và máy biến áp vào thanh góp 220kV. - Công suất phụ tải trung áp 110kV: S UTmax = 120,69 MVA S UTmin = 72,41MVA Nên có thể ghép 2 bộ máy phát và máy biến áp vào thanh góp 110kV vì phụ tatỉ cực tiểu này lớn hơn công suất định mức của một máy phát hoặc cũng có thể lấy từ bên thanh góp 220kV qua máy biến áp liên lạc. - Cấp điệ áp cao áp (220kV) và trung áp (110kV) là lới trung tính trực tiếp nối đất nên có thể dùng máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu sẽ có lợi hơn. - Công suất phát lên của hệ thống. Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 10 [...]... Xuất phát từ yêu cầu tổng công suất phía cao áp S C lớn nên phía thanh góp 220kV ghép trực tiếp 2 bộ máy phát điện và máy biến áp (F 3 - B3) và (F4 - B4) cung cấp công suất trực tiếp cho phụ tải cao áp Làm nhiệm vụ liên lạc giữa phía cao và trung áp ta dòng 2 bộ máy phát điện và máy biến áp tự ngẫu (F1 - B1) và (F2 - B2) hai bộ này làm nhiệm vụ cc cho phụ tải cao áp, vừa liên lạc cung cấp công suất. .. ghép trực tiếp 1 bộ máy phát điện - máy biến áp (F5 - B5) cung cấp cho phụ tải trung áp - Phụ tải địa phơng đợc trích ra từ đầu cực 2 máy phát F 1 và F2 nối với cuộn hạ áp máy biến áp liên lạc B1 và B2 Với phơng án này vào giờ cao điểm (SUTđm = 120,69MVA) thì bộ F5-B5 chỉ cung cấp đợc 1/2 công suất yêu cầu cho phụ tải trung áp, phần còn lại đợc cấp từ các máy biến áp liên lạc B 1 và B2 Nh vậy luôn tận... bộ máy phát (F = F 2) và (F3 + F4) nối với cuộn hạ áp máy biến áp liên lạc B1 và B2 Phơng án này chỉ dùng có 3 máy biến áp Do đó vốn đầu t cũng nh các tổn thất giảm nhiều so với các phơng án khác Tuy nhiên do việc ghép song song các máy phát (F 1+ F2) và (F3 + F4) mà các máy phát lại có công suất lớn, mà công suất chọn cho các máy biến áp tự ngẫu liên lạc B1 và B2 là quá lớn Không thể chọn đợc máy biến. .. ữ xT S đm + Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu: Atn=P0.T+ 3 65 õ x PNC S Ci t i + PNT S õ t i + PNH S õ t i Ti Hi õ S đmB ( ) ( ) ( ) Dựa vào bảng thông số máy biến áp và bảng phân phối công suất ta tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp nh sau: B.4.1 Máy biến áp ba pha 2 dây quấn cuộn B4, B5: + Máy biến áp B4, B5 loại T 80 - 121/10 ,5 có các thông số kỹ thuật sau:... (-70,0 45) 2 x 2 + (-63,979)2 x 4 + (-44,9 05) 2 x 2 + ( -57 ,9 45) 2 x 4 + ( -57 ,948)2 x 2 + (-70,0 45) 2 x 4] = 0,26 x 99 455 ,56 7 = 258 58,447 (MW MVA.h) 2 PNH x S Hi x ti = 0,78 [( -56 ,398)2 x 6 + 71,6 152 x 2 + 77,341)2 x 4 + 114,9 152 x 2 + 101,832 x 4 + 101,832 x 2 + 57 ,55 32 x 4 = 0,78 x 1 359 66,718 = 106 054 ,04 (MW MVA.h) ATN = 0,12 x 8760 + 3 65 x (126147,3 05 + 258 58,447 + 106 054 ,04) 160 = 27127,37 MWh + Tổng tổn... án 1 vì không có bộ máy phát - máy biến áp hai dây quấn nối trực tiếp vốn thanh góp cao áp Tuy nhiên vào giờ thấp điểm thì bên thanh góp 110kV thừa một lợng công suất rất lớn do 3 bộ F 3 - B3, F4 - B4 và F5 - B5 phát định mức Lợng công suất này phải truyền qua các biến áp tự ngẫu liên lạc B 1 và B2 để phát lên thanh góp 220kV và về hệ thống Do đó tổn thất công suất và tổn thất điện năng tăng lên đáng... thành 0 ,5 21 ,5 A.2 Phân bố công suất tải cho các máy biến áp Để vận hành thuận tiện và kinh tế ta cho bộ F3 - B3, F4 - B4 và F5 - B5 vận hành với đồ thị phụ tải bằng phẳng suốt năm tức là các bộ này phát công suất định mức suốt năm Lợng công suất thừa từ thanh góp 110kV đợc truyền tải qua máy biến áp tự ngẫu liên lạc B1 và B2 lên thanh góp 220kV Phân bố lợng công suất nh sau: + Đối với máy biến áp 2 dây... thống Kết luận: Các máy biến áp đã chọn cho phơng án 1 hoàn toàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, làm việc tin cậy, không có tình trạng máy biến áp quá tải A.4 Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp: Tổn thất điện năng là một vấn đề không thể thiếu đợc trong đánh giá một phơng án về kỹ thuật - kinh tế Tổn thất điện năng chủ yếu do các máy biến áp tăng áp gây lên Tổn thất trong máy biến áp gồm 2... suất lên thanh góp 220kV Hai bộ F4 - B4 và F5 - B5 nối với thanh góp 110kV có nhiệm vụ phát công suất cho phụ tải trung áp, phần còn lại đợc truyền qua các biến áp tự ngẫu liên lạc B1 và B2 phát về hệ thống Phụ tải địa phơng đợc tách ra từ đầu cực 2 máy phát F1 và F2 nối với cuộn hạ áp máy biến áp liên lạc B1 và B2 Với phơng án này thì tổn thất công suất và tổn thất điện năng có giảm hơn nhiều so với phơng... tải thì các máy B 1, B2 vừa nhận công suất phát lên của F1, F2 vừa truyền tải công suất thừa từ thanh góp trung áp 110kV lên cao áp Ta xét trờng hợp hỏng máy B1 trong thời điểm SUTmin, các máy phát F4, F5 phát công suất định mức, kiểm tra khả năng tải của B2: + Công suất phát lên thanh góp 110kV của các máy phát F4, F5: ST = SđmF - STD = (2 x 75) - (2 x 20,93 ) = 141,628 MVA 5 + Lợng công suất thừa sẽ . bằng công suất gần đúng theo công suất biểu kiến S dựa vào đồ thị các cấp điện áp hàng ngày vì hệ số công suất các cấp không khác nhau nhiều. 1.1. Chọn máy biến áp Nhà máy điện gồm 5 tổ máy phát, . thanh góp điện áp máy phát mà sẽ dùng các sơ đồ nối bộ máy phát và máy biến áp. - Tổng công suất phía cao áp (gồm S UC và S HT ) tơng đối lớn: S C max = 231,6 25 MVA. S C min = 157 ,184 MVA. Nên. bộ máy phát điện và máy biến áp (F 3 - B 3 ) và (F 4 - B 4 ) cung cấp công suất trực tiếp cho phụ tải cao áp. Làm nhiệm vụ liên lạc giữa phía cao và trung áp ta dòng 2 bộ máy phát điện và máy