Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm
biến áp
(MW)
t
(h)
0
7
14
20
24
8
s
NM
s
T
s
HT
s
TD
s
éF
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
5
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm
biến áp
chơng 2
chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện
2.1. Đề xuất 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. Các phơng án phải đảm bảo độ tin cậy cung
cấp điện cho phụ tải, đồng thời thể hiện đợc tính khả thi và đem lại hiệu quả
kinh tế.
Dựa vào số liệu tính toán phân bố công suất đồ thị phụ tải các cấp điện áp
chúng ta vạch ra các phơng án nối điện cho nhà máy.
Theo kết quả tính toán cân cằng công suất ở chơng 1 ta có:
+ Phụ tải địa phơng:
S
max
= 9,3 (MVA)
S
min
= 5,58 (MVA)
+ Phụ tải trung áp:
S
Tmax
= 139,53 (MVA)
S
Tmin
= 97,67 (MVA)
+ Công suất phát vào hệ thống:
S
HTmax
= 131,85 (MVA)
S
HTmin
= 89,25 (MVA)
Theo đề ra ta nhận thấy:
+ Dự trữ quay của hệ thống: S
DT
= 110 (MVA).
+ Phụ tải địa phơng : P
max
= 9,3 MW.
+ Công suất một bộ máy phát điện _ máy biến áp không lớn hơn dữ trữ quay
của hệ thống nên ta dùng sơ đồ bộ: máy phát điện _ một máy biến áp.
+ Trung tính của cấp điện áp cao 220 (kV) và trung áp 110 (kV) đợc trực tiếp
nối đất nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp.
+ Phụ tải trung áp:
S
max
= 139,53 (MVA)
S
min
= 97,67 (MVA)
Do vậy có thể ghép một bộ hoặc hai bộ: máy phát điện _ máy biến áp hai
dây cuốn lên thanh góp trung áp.
+ Từ các nhận xét trên ta vạch ra các phơng án nối điện cho nhà máy thiết kế:
2.1.1. Phơng án 1
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
6
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm
biến áp
Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp
điện áp, công suất hai máy biến áp tự ngẫu có dung lợng nhỏ.
2.1.2. Phơng án 2
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
7
~ ~ ~ ~
~ ~ ~ ~
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm
biến áp
Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp
điện áp.
Nhợc điểm của phơng án là so với phơng án 1 thì bộ máy biến áp - máy
phát điện có B
4
phải chọn với cấp điện áp cao 220 (kV).
2.1.3. Phơng án 3
Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp
điện áp.
Nhợc điểm của phơng án là điện áp bên cao và bên trung không chênh
nhau nhiều nên việc sử dụng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc không có hiệu
quả là bao. Trong khi đó bên cao dùng 2 bộ MF-MBA là tốn kém ,số lợng máy
biến áp nhiều.
Nhận xét:
Qua phân tích sơ bộ các phơng án đa ra ta nhận thấy phơng án 1và phơng
án 2 có nhiều u điểm hơn. Vì vậy ta giữ lại hai phơng án này để tính toán kinh
tế, kỹ thuật từ đó chọn một phơng án tối u nhất cho nhà máy thiết kế.
2.2. Tính toán chọn MBA
2.2.1. Phơng án 1:
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
8
~ ~~ ~
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm
biến áp
1. Chọn máy biến áp
a. Chọn biến áp bộ B
3
, B
4
Công suất của máy biến áp bộ B
3
, B
4
chọn theo điều kiện
S
B3
= S
B4
S
đmF
= 75 (MVA)
Tra bảng chọn máy biến áp ta chọn máy biến áp loại: TP H
80000/110 có các thông số chính sau:
S
đm
(MVA)
U
C
(kV)
U
H
(kV)
P
0
(kW)
P
n
(kW)
Un% I
0
% Loại
80 115 10,5 70 310 10,5 0,55
TP H
80000/110
b. Chọn công suất máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2
Công suất của máy biến áp tự ngẫu đợc chọn theo điều kiện:
thdmbdmb
SSS
=
1
21
=
maxmin
tduFdmFth
SSSS
Trong đó:
: Hệ số có lợi của MBATN
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
9
~ ~ ~ ~
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm
biến áp
5,0
220
110220
=
=
=
C
TC
U
UU
Thay số ta có:
)(38,6732,19
4
1
2
58,5
75 MVAS
th
=
=
)(76,13438,67
5,0
11
21
MVASSS
thdmBdmB
===
Tra tài liệu Thiết kế nhà máy điện ta chọn máy biến áp tự ngẫu loại
ATTH có S
đm
= 160 (MVA), với các thông số cơ bản sau:
U
C
U
T
U
H
P
0
P
N
(kW)
U
N
% I
0
%
(kV) (kV) (kV) (kW) C-T C-H T-H (kV) (kV) (kV) (kW
)
230 121 11 85 380 11 32 20 0,5
2. Phân bố công suất cho các máy biến áp
Để đảm bảo vận hành kinh tế các máy biến áp ta cho hai MBA bộ B
3
và B
4
làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng cả năm nh sau:
S
B3
= S
B4
= S
đmF
-
4
maxtd
S
= 75 -
4
32,19
= 70,17 (MVA)
Đồ thị phụ tải của B
3
và B
4
:
Ta thấy S
B3
= S
B4
= 70,17 < S
đmB3
= 80 (MVA). Vậy ở điều kiện làm việc
bình thờng máy biến áp B
3
và B
4
không bị quá tải.
Đối với các máy biến áp tự ngẫu B
1
và B
2
công suất truyền tải lên các cấp
điện áp đợc tính theo công thức sau:
+ Công suất truyền tải lên cao áp mỗi máy là:
S
CB1
= S
CB2
=
2
1
(S
HT
)
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
10
S(MVA)
t(h)
0
70,17
24
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm
biến áp
+ Công suất truyền tải lên trung áp mỗi máy là:
2
)(
43110
21
BB
TBTB
SSS
SS
+
==
+ Công suất truyền tải lên cuộn hạ áp mỗi máy:
S
HB1
= S
HB2
= S
CB1
+ S
TB1
= S
CB2
+S
TB2
Dựa vào bảng phân bố công suất toàn nhà máy ta tính đợc công suất truyền
tải lên các cấp điện áp cho từng thời điểm, theo các công thức trên ta có:
S
MVA
0 7 7 8 8 14 14 20 20 24
S
B3
=S
B4
70,17 70,17 70,17 70,17 70,17
S
C(B1,B2)
45,61 46,02 44,63 65,93 45,16
S
T(B1,B2)
-21,36 -7,38 -7,38 -0,41 -21,36
S
H(B1,B2)
24,24 38,64 37,25 65,52 23,8
Qua bảng phân bố trên ta nhận thấy:
S
Cmax
= 65,93 < S
đm B1,B2
= 160 (MVA)
S
Tmax
= 21,36 < S
M
= .S
đmB1
= 160 . 0,5 = 80 (MVA)
S
Hmax
= 65,52 < S
M
= .S
đmB1
= 80 (MVA)
Vậy ở điều kiện làm việc bình thờng các máy biến áp B
1
, B
2
không bị quá tải.
3. Kiểm tra khả năng mang tải của các máy biến áp
Công suất định mức của MBA chọn lớn hơn công suất thừa cực đại nên
không cần kiểm tra điều kiện quá tải bình thờng.
Kiểm tra sự cố
Sự cố nguy hiểm nhất là khi S
T
= S
Tmax
= 139,53 MVA
Khi đó S
HT
= 131,85 MVA S
UF
= 9,3 MVA
Ta xét các sự cố sau:
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
11
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm
biến áp
- Sự cố B4 (hoặc B3)
- Điều kiện kiểm tra sự cố:
Khi sự cố máy biến áp B4 (hoặc B3) mỗi máy biến áp tự ngẫu cần phải
tải một lợng công suất là:
S =
2
17,7053,139
2
)S - (S
B3Tmax
=
= 34,68 MVA
- Thực tế mỗi máy biến áp tự ngẫu phải tải đợc một lợng công suất là:
S
B1(B2)
= .S
đmB
= 0,5.160 = 80 MVA
Ta thấy:
S
đmB2
= 80 > 34,68 MVA
Do vậy nên máy biến áp không bị quá tải.
- Phân bố công suất khi sự cố B4:
Phía trung của MBA tự ngẫu phải tải sang thanh góp trung áp 1 lợng
công suất:
S
TB1(B2)
=
2
1
(S
Tmax
- S
bô
) = 0,5.(139,53 70,17) = 34,68 MVA
Lợng công suất từ máy phát F1 (F2) cấp bên phía hạ của B1 (B2):
S
HB1(B2)
= S
đmF
-
2
1
S
UF
-
4
1
S
tdmax
= 75 -
2
1
.9,3 -
4
1
.19,32 = 65,52 MVA
Lợng công suất phát lên phía cao của MBA B1 (B2)
S
CB1(B2)
= S
HB1(B2)
- S
TB1(B2)
= 65,52 34,68 = 30,84 MVA
Lợng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao áp còn thiếu
so với lúc bình thờng là:
S
thiếu
=
220
TG
S
- (S
CB1
+ C
CB2
)
= 131,85 - 2ì30,84 = 70,17 MVA
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
12
~~ ~ ~
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm
biến áp
Ta thấy: S
dtHT
> S
thiếu
thoả mãn điều kiện.
- Sự cố B1 (hoặc B2)
- Điều kiện kiểm tra sự cố
Khi có sự cố máy biến áp B1 (hoặc B2) máy biến áp tự ngẫu còn lại phải
tải 1 lợng công suất bên trung là:
S
T
= S
Tmax
- S
B3
- S
B4
= 139,53 - (70,17ì2) = -0,81 MVA
Thực tế mỗi máy biến áp tự ngẫu phải tải đợc 1 lợng công suất là:
S
B1(B2)
= .S
đmB
= 0,5.160 = 80 MVA
Ta thấy: S
B1(B2)
= 80 > 0,81 MVA
Công suất định mức của máy biến áp lớn hơn công suất thực cần phải tải
khi sự cố:
Do vậy nên máy biến áp không bị quá tải.
- Phân bố công suất khi sự cố MBA B1:
Công suất trên cuộn trung của B1 (B2) là:
S
TB1(B2)
= 139,53 - (2ì70,17) = -0,81 MVA
Lợng công suất từ máy phát F2 cấp lên phía hạ của B2 là:
S
HB2
= S
đmF
- S
UF
-
4
1
S
tdmax
= 75 - 9,3 -
4
1
.19,32 = 60,87 MVA
Lợng công suất phát lên phía cao của MBA B2:
S
CB2
= S
HB2
- S
TB2
= 60,87 - (-0,81) = 61,68 MVA
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
13
~ ~ ~ ~
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm
biến áp
Lợng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao áp còn thiếu
so với lúc bình thờng là:
S
thiếu
=
220
tg
S
- S
CB2
= 131,85 - 61,68 = 70,17 MVA
Ta thấy
S
dtHT
> S
thiếu
thoả mãn điều kiện.
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 làm việc quá tải.
4. Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp
Tổn thất trong máy biến áp gồm hai phần:
- Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn
thất không tải không tải của nó.
- Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp.
Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn
dây trong một năm:
A
2cd
= P
0
.t + P
N
2
dm
b
S
S
.t
Đối với máy biến áp tự ngẫu:
A
TN
= P
0
.t +
( )
ti.S.Pti.S.Pt.S.P
S
365
2
HiNH
2
tiNTi
2
CiNC
2
dmB
++
Trong đó:
S
Ci
, S
ti
S
Hi
: Công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của mỗi máy biến áp tự
ngẫu trong khoảng thời gian t
i
.
S
b
: Công suất tải qua mỗi máy biến áp hai cuộn dây trong khoảng thời
gian t
i
.
P
NC
= 0,5
+
2
HNT
2
HNC
TNC
PP
P
= 0,5
+
22
5,0
380.5,0
5,0
380.5,0
380
=190
P
NT
= 0,5
+
2
HNC
2
HNT
TNC
PP
P
= 0,5
+
22
5,0
380.5,0
5,0
380.5,0
380
=190
P
NH
= 0,5
+
TNC
2
HNC
2
HNT
P
PP
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét