Tài liệu 07 loi_noi_dau_complete_3039

Đồ án môn học: Nhà máy điện LỜI NÓI ĐẦU ========== Trong sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, điện năng đóng vai trò đặc biệt quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân và đời sống nhân dân. Điện năng được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân vì nó dễ sản xuât, truyền tải và đặc biệt là điện năng rất dễ chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác. Tuy nhiên cũng giống như các dạng năng lượng khác,điện năng là hữu hạn nên vấn đề đặt ra là phải xây dựng hệ thống truyền tải và cung cấp điện hợp lí và tố ưu: Vận hành đơn giản, an toàn, thuận tiện cho bảo trì sửa chữa, vừa giảm đươc chi phí đầu tư thi công, chi phí vận hành và tổn thất điện năng đồng thời đảm bảo được chất lượng điện năng. Vì vậy đồ án môn học “Phần điện trong nhà máy điện” là một bước thực dược quan trọng cho sinh viên nghành Hệ Thống Điện bước đầu làm quen với những ứng dụng thực tế. Đây cũng là một đề tài hết sức quan trọng cho một kĩ sư điện trong tương lai có thể vận dụng nhằm đưa ra được những phương án tối ưu nhất. Đồ án được hoàn thành với sự hướng dẫn của cô giáo Phùng Thị Thanh Mai cùng với các bài giảng của cô trên lớp. Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong thầy cô trong bộ môn góp ý để bản đồ án của được hoàn thiện hơn. Tài liệu sử dụng: ‘’Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp’’ của PGS.TS Phạm Văn Hòa Hà nội, tháng 12 năm 2011 Sinh viên Nguyễn Danh Đức Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN 1.1. Chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện ngưng hơi gồm 4 tổ máy x 50MW Uđm= 10,5 kV. Cung cÊp cho phô t¶i ®Þa ph¬ng, phô t¶i trung ¸p, cßn thừa ph¸t lªn cao ¸p. Chọn máy phát điện loại TB-50-2 có các thông số sau: Lo¹i Th«ng sè ®Þnh møc TB  §iÖn kh¸ng t¬ng ®èi N v/phót S(MVA) P(MW) U(kV) Cos IKA Xd" Xd' Xd 3000 62,5 50 10,5 0,8 5,73 0,135 0,3 1,84 B¶ng 1.1 1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Đồ thị phụ tải toàn nhà máy được xác định theo công thức sau: P% (t) � .SdmF STNM(t) = cosTD - STNM (t) : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t. - P% (t) : phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t. - SđmΣ : tổng công suất biểu kiến định mức của nhà máy - SđmΣ = n.SđmF , ở đây : SđmΣ - công suất định mức của 1 tổ MF; n- số tổ máy Vậy: SđmΣ = 4.50 = 200 MVA Tính toán theo công thức trên ta được bảng kết quả sau: t(h) 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 P(%) 90 90 90 95 100 100 100 90 90 SFNM(t),MVA 225 225 225 237,5 250 250 250 225 225 Bảng 1.2 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy: Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện Hình 1.2 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng §iÖn tù dïng nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn thiÕt kÕ chiÕm 8% c«ng suÊt ®Þnh møc cña nhµ m¸y. Phô t¶i tù dïng cña nhµ m¸y t¹i c¸c thêi ®iÓm ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: STD(t) =  . n.PdmF � S (t ) � .� 0, 4  0, 6. FNM �(1.2) cosTD � S FNM � -  - số phấn trăm lượng điện tự dùng ,  =8% - CosTD = 0,82. - STD(t) : công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t, MVA. - SFNM (t) : công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t, MVA. 0,4 : lîng phô t¶i tù dïng kh«ng phô thuéc c«ng suÊt ph¸t. 0,6 :lîng phô t¶i tù dïng phô thuéc c«ng suÊt ph¸t. Tõ sè liÖu vÒ c«ng suÊt ph¸t cña nhµ m¸y ¸p dông c«ng thøc(1.2) ta cã b¶ng biÕn thiªn c«ng suÊt tù dïng vµ ®å thÞ phô t¶i tù dïng: Trong đó : t(h) 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 P(%) 90 90 90 95 100 100 100 90 90 SFNM(t), MVA 225 225 225 237,5 250 250 250 225 225 STD (t), MVA 20,975 21,7 22,44 22,44 22,44 20,975 20,975 20,975 20,975 Bảng 1.3 Từ đó ta có đồ thị: Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện Hình 1.3 1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110 kV Pmax = 100 MW, cosφ= 0,85 => SUTmax = 117,674 MW Gồm 1 kép ×60 MW. 1 đơn × 40 MW Theo công thức trên ta tính được các giá trị công suất phụ tải tại các thời điểm trong bảng sau: t(h) 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 P(%) 90 90 80 90 95 100 90 90 80 PUT(t),MVA 90 90 80 90 95 100 90 90 80 SUT(t),MVA 105,88 105,88 94,12 105,88 111,75 117,674 105,88 105,88 94,12 Bảng 1.4 Từ đó ta có đồ thị: Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện Hình 1.4 1.2.4 Đồ thị phụ tải địa phương (cấp điện áp máy phát) Pmax = 16 MW, cosφ= 0,85 => SUFmax= 18,824 MW Ta có công thức tính toán công suất phụ tải địa phương như sau: SUF (t)  Pmax .P%(t) 100.cos  Theo công thức trên ta tính được các giá trị công suất phụ tải tại các thời điểm trong bảng sau: t(h) 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 P(%) 90 90 80 90 100 90 90 80 PUF(t),MVA 14,4 14,4 12,8 70 11,2 14,4 16 14,4 14,4 12,8 SUF(t),MVA 16,94 16,94 15,06 13,177 16,94 18,824 16,94 16,94 15,06 Bảng 1.5 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện Hình 1.5 1.2.5 Đồ thị công suất phát về hệ thống Công suất phát về hệ thống tại mỗi thời điểm được xác định theo công thức sau: SVHT(t) = SFNM(t) - [SUF(t) + SUT(t) + SUC(t) + STD(t) ] Ngoài ra công suất tại thanh góp cao: STGC(t) = SVHT(t) + SUC(t)=SVHT(t) Kết quả tính toán cho trong bảng sau: t(h) 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 SVHT(t),MVA 81,205 81,205 94,845 96,743 98,87 91,062 104,74 81,205 94,845 STGC(t),MVA 81,205 81,205 94,845 96,743 98,87 91,062 104,74 81,205 94,845 Bảng 1.6 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện Ta có đồ thị: Hình 1.6 Bảng tổng hợp đồ thị phụ tải các cấp: t(h) SFNM(t), MVA SUF(t), MVA 0÷4 225 16,94 4÷8 225 16,94 8÷10 225 15,06 10÷12 237,5 13,177 12÷16 250 16,94 16÷18 250 18,824 SUT(t), MVA 105,88 105,88 94,12 105,88 111,75 117,674 STD (t), MVA SVHT(t), MVA STGC(t), MVA 20,975 81,205 81,205 20,975 81,205 81,205 20,975 94,845 94,845 21,7 96,743 96,743 22,44 98,87 98,87 22,44 91,062 91,062 18÷20 250 16,94 105,88 105,88 22,44 104,74 104,74 20÷22 225 16,94 22÷24 225 15,06 94,12 20,975 81,205 81,205 20,975 94,845 94,845 Bảng 1.7 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện Ta có đồ thị: S, MVA 250 SFNM(t) 225 S FNM (t) 200 SUT(t) 175 150 STGC(t) SVH(t) STD(t) 125 S (t) 100 S TGC (t),S VH (t) UF S UT (t) 75 50 25 0 S TD (t) S UF (t) 2 4 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t (giôø) Hình 1.7 NHẬN XÉT: - Phụ tải cấp điện áp máy phát và tự dùng khá nhỏ (SUFmax=18,824 MVA, SUFmin=15,06 MVA), phụ tải cấp điện áp trung khá lớn (SUTmax=117,674 MVA,SUTmin= 94,12 MVA), tuy nhiên nhà máy vẫn đáp ứng đủ công suất yêu cầu. Phụ tải các cấp điện áp máy phát và điện áp trung là các phụ tải loại 1,2 được cung cấp điện bằng các đường dây kép và đơn. - Công suất của hệ thống (không kể nhà máy đang thiết kế) là 3000 MVA, dự trữ công suất của hệ thống là 200 MVA, giá trị này lớn hơn công suất cực đại mà nhà máy có thể phát về hệ thống SVHTmax=104,74 MVA nên trong trường hợp sự cố hỏng 1 hoặc vài tổ máy phát thì hệ thống vẫn cung cấp đủ cho phụ tải của nhà máy. Công suất phát của nhà máy vào hệ thống tương đối nhỏ so với tổng công suất của toàn hệ thống  nhà máy chỉ có thể chạy vận hành nền và không có khả năng điều chỉnh chất lượng điện năng cho hệ thống. - Khả năng mở rộng và phát triển của nhà máy không cao.Ta tiếp tục duy trì vận hành đúng chỉ tiêu kinh tế – kĩ thuật trong tương lai để đáp ứng một phần nhu cầu điện năng của địa phương và phát lên hệ thống. Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện CHƯƠNG II LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY 2.1. Đề xuất các phương án Đây là một khâu quan trọng trong thiết kế nhà máy. Các phương án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải, đồng thời thể hiện được tính khả thi và có hiệu quả kinh tế cao. Ta có bảng tổng hợp đồ thị phụ tải các cấp, MVA t(h) Phụ tải Phụ tải địa phương225 Công suất toàn nhà máy Phụ tải cấp điện áp trung 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 16,94 16,94 15,06 13,177 16,94 18,824 16,94 16,94 105,88 105,88 105,88 111,75 117,674 105,88 105,88 Phụ tải tự dùng 20,975 20,975 22,44 22,44 22,44 20,975 20,975 Công suất phát về hệ thống Phụ tải phía thanh góp cao 81,205 81,205 81,205 81,205 94,12 20,975 21,7 94,845 94,845 96,743 96,743 98,87 98,87 91,062 91,062 104,74 104,74 81,205 81,205 Bảng 2.1 Nhận thấy: Phụ tải cấp điện áp máy phát: SUFmax =18,824 MVA, 18,824  9, 42 MVA 2 9, 42 .100% = 15,05% ≈15% SFđm , 62,5 Vì vậy, không cần có thanh góp cấp điện áp máy phát (TG UF). Cấp điện áp cao UC= 220 kV Cấp điện áp trung UT= 110 kV Trung tính của cấp điện áp cao 220 kV và trung áp 110 kV đều được trực tiếp nối đất, hệ số có lợi:   U C  U T 220  110   0,5 . UC 220 Vậy nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp điện áp. Phụ tải cấp điện áp trung: SUTmax = 117,674 MVA. SUTmin = 94,12 MVA. Công suất định mức của 1 máy phát : SFđm= 62,5 MVA → Có thể ghép 1- 2 bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây lên thanh góp 110 kV và cho các máy phát này vận hành bằng phẳng. Công suất phát về hệ thống : SVHTmax = 104,74 MVA. Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện SVHTmin = 81,205 MVA. → Có thể ghép 2-3 máy phát lên thanh góp cao áp, Dự trữ công suất hệ thống: SdtHT= 200 MVA. Công suất của bộ 2 máy phát là : Sbộ= 2.(62,5-5)= 115 MVA. Như vậy về nguyên tắc có thể ghép chung bộ 2 máy phát với máy biến áp 2 cuộn dây. Từ các nhận xét trên vạch ra các phương án nối điện cho nhà máy thiết kế: 2.1.1. Phương án 1 SUT HT Ñ 220 kV 110 kV TN 1 TN 2 MF 1 MF 2 B 3 Hình 2.1 B 4 MF 3 MF 4 Trong phương án này dùng 2 bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây cấp điện cho thanh góp điện áp trung 110 kV, 2 máy phát còn lại được nối với máy biến áp tự ngẫu. Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp và phát điện lên hệ thống, Điện tự dùng được trích đều từ đầu cực máy, phụ tải địa phương được trích từ đầu cực máy MF1, MF2. Ưu điểm của phương án này là đơn giản trong vận hành, ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn liên tục cho c¸c phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p, hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã dung lîng nhá, số lượng các thiết bị điện cao áp ít nên giảm giá thành đầu tư. Công suất của các bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây ở phía điện áp trung gần bằng phụ tải cấp điện áp này nên công suất truyền tải qua cuộn dây trung áp của máy biến áp liên lạc rất nhỏ do đó giảm được tổn thất điện năng làm giảm chi phí vận hành. Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện 2.1.2. Phương án 2 SU HT Ñ T 220 kV 110 kV TN 1 B 3 MF 3 TN 2 MF 1 MF 2 B 4 Hình 2.2 MF 4 Trong phương án này dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc, 1 bộ máy phátmáy biến áp ghép bộ bên phía điện áp cao 220 kV, 1 bộ bên phía điện áp trung 110 kV. Điện tự dùng được trích đều từ đầu cực máy, phụ tải địa phương được trích từ đầu cực máy MF1, MF2. Ưu điểm là cấp điện liên tục cho phụ tải các cấp điện áp, phân bố công suất giữa các cấp điện áp khá đồng đều. Nhược điểm của phương án là phải dùng 3 loại máy biến áp khác nhau gây khó khăn cho việc lựa chọn các thiết bị điện và vận hành sau này,công suất của 1 bộ máy phát -máy biến áp không đủ cung cấp cho bên trung nên gây tổn hao khi phải truyền công suất từ máy biến áp liên lạc sang. Ngoài ra máy biến áp và các thiết bị điện ở cấp điện áp cao có giá thành cao hơn nhiều so với ở cấp điện áp trung nên làm tăng chi phí đầu tư. Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện 2.1.3. Phương án 3 SU HT Ñ T 220 kV 110 kV TN 1 TN 2 MF 1 B3, 4 MF 3 MF 2 MF 4 Hình 2.3 Phương án này ghép bộ 2 máy phát với 1 máy biến áp 2 cuộn dây để cấp điện cho phụ tải trung áp. Ưu điểm của phương án này là giảm được 1 máy biến áp nhưng nhược điểm rất lớn là khi có ngắn mạch thì dòng ngắn mạch lớn, khi máy biến áp 2 cuộn dây hỏng thì cả bộ hai máy phát không phát được công suất cho phụ tải trung áp nên độ tin cậy cung cấp điện không cao bằng các phương án trên. Từ phân tích sơ bộ các ưu nhược điểm của các phương án đã đề xuất, nhận thấy các phương án 1, 2 có nhiều ưu việt hơn hẳn các phương án còn lại nên sử dụng các phương án 1 và 2 để tính toán cụ thể nhằm lựa chọn phương án tối ưu. 2.2. Chọn máy biến áp cho các phương án Để tiết kiệm chi phí đầu tư, các máy biến áp nối bộ máy phát -máy biến áp không cần phải dùng loại có điều áp dưới tải vì các máy phát này vận hành bằng phẳng, khi cần điều chỉnh điện áp chỉ cần điều chỉnh dòng kích từ của máy phát nối bộ là đủ. Các máy biến áp tự ngẫu dùng làm liên lạc là loại có điều áp dưới tải vì phụ tải của chúng thay đổi gồ ghề, trong các chế độ vận hành khác nhau phụ tải thay đổi nhiều nên nêú chỉ điều chỉnh dòng kích từ của máy phát thì vẫn không đảm bảo được chất lượng điện năng. 2.2.1. Chọn lọc công suất máy biến áp trong nhà máy điện a. Phân bố công suất cho máy biến áp Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện Máy biến áp 2 dây quấn trong sơ đồ bộ: Máy biến áp này mang tải bằng phẳng trong suốt 24h/ngày. Phần công suất thừa hoặc thiếu do máy biến áp liên lạc đảm nhận.  Máy biến áp liên lạc (tự ngẫu) Phân bố công suất cho các phía của MBA TN1 và TN2, Ta có công suất cuộn cao, cuộn trung, cuộn hạ tại thời điểm t: S CC(t), SCT(t), SCH(t) theo công thức sau:  Phương án 1 1   S CT (t )  2  SUT (t )  S boF 3, 4   1   S CC (t )   SVHT (t ) 2   S CH (t )  S CC (t ) S CT (t )   t(h) 0÷4 4÷8 10÷12 12÷16 16÷18 20÷22 22÷24 SVH(t) 81,205 81,205 94,845 96,743 98,87 91,062 104,74 81,205 94,845 SUT(t) 105,88 105,88 94,12 94,12 115 115 115 SCH 36,043 36,043 36,98 105,88 111,75 117,67 105,88 105,88 115 115 115 115 115 115 43,81 47,81 46,87 47,81 36,04 SbộF3,4 SCT -4,56 -4,56 -10,44 -4,56 -1,625 1,337 -4,56 -4,56 -10,44 SCC 40,603 40,603 47,42 48,37 49,44 45,53 52,37 40,6 47,423 Phụ tải Máy TN1,2 SbộF3,4= 2.SđmF- 2 4 8÷10 18÷20 1 .STD= 2.62,5- 2 .20= 115 MVA Bảng 2.2 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 36,983 Đồ án môn học: Nhà máy điện Phương án 2 1  S ( t )   SUT (t )  S bôF 4  CT  2  1   S CC (t )   SVHT (t )  S bôF 3  2   S CH (t ) S CC (t ) S CT (t )   t(h) 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 SVH(t) 81,205 81,205 94,845 96,743 98,87 SUT(t) 105,88 105,88 94,12 105,88 111,75 SbộF3,4 57,5 57,5 57,5 57,5 57,5 57,5 57,5 SCH 36,043 36,043 36,983 43,8115 47,81 46,868 47,81 36,042 36,983 SCT 24,19 24,19 18,31 24,19 27,125 30,087 24,19 24,19 SCC 11,853 11,853 18,6725 19,622 20,685 16,781 23,62 11,853 18,673 Phụ tải Máy TN1,2 SbộF3,SbộF4= SđmF- 1 4 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 104,74 94,845 81,205 117,674 105,88 105,88 94,12 91,062 57,5 1 .STD= 62,5- 4 .20= 57,5 MVA Bảng 2.3 2.2.2. Chọn máy biến áp cho phương án 1 1. Chän m¸y biÕn ¸p nèi bé ba pha hai d©y quÊn §èi víi m¸y biÕn ¸p ghÐp bé th× ®iÒu kiÖn chän m¸y biÕn ¸p lµ: SB®m S F®m - 1 max STD = n 57,5. Tra phụ lục Bảng 2.5 “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp” (PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2007), chän hai m¸y biÕn ¸p B1, B2 cã SB®m= 80 MVA. C¸c th«ng sè cña m¸y biÕn ¸p đîc tæng hîp trong b¶ng 2.5. 2. Chọn máy biến áp liên lạc Chọn 2 máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu có các cấp điện áp Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 57,5 18,31 Đồ án môn học: Nhà máy điện 220/110/10 kV. Loại điều chỉnh dưới tải. Điều kiện chọn máy biến áp máy biến áp tự ngẫu 1 STNđm   max S thua Trong đó : : là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu,  = U C  UT = 0,5 UC max S thua : là công suất thừa lớn nhất. Phương án 1 là trường hợp công suất từ trung đồng thời từ hạ lên cao => cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất. max S thua = S ntmax ≈ Max {[SCH(t) + SCT(t)]}= 26,1865 MVA SttTN= 52,37 MVA. Chọn máy biến áp tự ngẫu AtдцтH STNđm= 63 MVA. Hình vẽ SUT HT Ñ 220 kV 110 kV ATдцтH -63000 Тдц -80000/110 ATдцтH -63000 MF 1 MF 2 Hình 2.4 Тдц -80000/110 MF 3 MF 4 Các thông số kỹ thuật chính của các máy biến áp được tổng hợp trong bảng sau: CÊp ®iÖn ¸p, kV Lo¹i S®m Tæn thÊt c«ng MVA suÊt, kW §iÖn ¸p cuén C T H d©y, kV Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Po A UN % PN Io % Gi¸, 103 C-T C-H T-H C-T C-H T-H R Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện 110 Тдц 220 ATдцтH 80 115 - 10,5 70 63 230 121 11 37 - 310 - - 10,5 215 - - 11 35 - 0,55 75 22 0,5 108, 7 Bảng 2.4 2.2.3. Chọn máy biến áp cho phương án 2 1. Chän m¸y biÕn ¸p nèi bé ba pha hai d©y quÊn. §èi víi m¸y biÕn ¸p ghÐp bé th× ®iÒu kiÖn chän m¸y biÕn ¸p lµ: SB®m S F®m - 1 max STD = n 57,5. Tra phụ lục Bảng 2.5 “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp” (PGS.TS Phạm Văn Hòa, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2007), chän hai m¸y biÕn ¸p B1, B2 cã SB®m= 80 MVA với 2 cấp điện áp 110kV, 220kV. C¸c th«ng sè cña m¸y biÕn ¸p đîc tæng hîp trong b¶ng 2.5. 2. Chọn máy biến áp liên lạc Chọn 2 máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu có các cấp điện áp 220/110/10 kV, Loại điều chỉnh dưới tải. Điều kiện chọn máy biến áp máy biến áp tự ngẫu: 1 STNđm   max S thua Trong đó : : là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu,  = 0,5. S : là công suất thừa lớn nhất, Phương án 1 là cuộn hạ mang tải nặng nhất. max max S thua = S CH = Max{SCH(t)}= 47,81 MVA SttTN= 95,62 MVA. Chọn máy biến áp tự ngẫu AtдцтH STNđm= 100 MVA. max thua Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện S UT HTÑ 220 kV 110 kV Тдц -80000/220 MF3 Тдц -100000 Тд -80000/110 ц Тдц -100000 MF1 MF2 MF4 Hình 2.5 Các thông số kỹ thuật chính của các máy biến áp được tổng hợp trong bảng sau §iÖn ¸p cuén d©y, CÊp kV ®iÖn Lo¹i S®m ¸p, MVA C T H kV 110 80 115 10,5 Тдц 220 80 242 10,5 Тдц 220 ATдцтH 100 230 121 11 Tæn thÊt c«ng suÊt, kW Po PN A C-T C-H T-H 70 310 80 320 65 260 - UN % C-T C-H T-H 11 10,5 11 31 19 Io % Gi¸, 103R 0,55 75 0,6 90 0,5 108,7 Bảng 2.5 2.3. Kiểm tra khả năng mang tải của máy biến áp 2.3.1. Phương án 1 Tính phân bố công suất cho các cuộn dây của các máy biến áp Quy ước chiều dương của dòng công suất là chiều đi từ máy phát lên thanh góp đối với máy biến áp hai cuộn dây và đi từ cuộn hạ lên phía cao và trung, từ phía trung lên phía cao đối với máy biến áp liên lạc. a. Với máy biến áp hai dây quấn Trong vận hành luôn cho vận hành bằng phẳng với công suất định mức của chúng. Dòng công suất phân bố trên các cuộn dây của máy biến áp bộ là: 1 4 1 4 SB3 = SB4 =SFđm - .Std = 62,5- .20 = 57,5< SBđm= 80 MVA. Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện a) Với máy biến áp liên lạc Dòng công suất qua các phía của máy biến áp liên lạc được xác định theo công thức: 1   SUT (t )  SboF 3,4  S ( t )  CT  2  1   S CC (t )   SVHT (t ) 2   S CH (t ) S CC (t ) S CT (t )   Trong đó: SCC(t),SCT(t) , SCH(t): Công suất tải qua phía cao, trung, hạ của một máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t. SUT(t), SVHT(t): Công suất của phụ tải cấp điện áp trung và công suất phát về hệ thống tại thời điểm t. Công suất mẫu của máy biến áp tự ngẫu là: Stt= ,STNđm= 0,5,63= 31,5 MVA, Dùa vµo tÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt cña ch¬ng I, tÝnh theo tõng kho¶ng thêi gian t ta cã b¶ng kÕt qu¶ ph©n bè dßng c«ng suÊt qua c¸c phÝa cña c¸c m¸y biÕn ¸p nh sau. t(h) 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 SVH(t) 81,205 81,205 94,845 96,743 98,87 91,062 104,74 81,205 94,845 SUT(t) 105,88 105,88 94,12 105,88 111,75 117,674 105,88 105,88 SbộF3,4 115 115 115 115 115 115 115 SCH 36,043 36,043 36,983 43,812 47,81 46,868 47,81 SCT -4,56 -4,56 -10,44 -4,56 -1,625 1,337 -4,56 SCC 40,603 40,603 47,423 48,373 49,435 45,531 52,37 Phụ tải Máy TN1,2 20÷22 115 -4,56 115 -10,44 40,603 47,423 UT max STD = 22,44 MVA. Lớp: Đ3-H1 94,12 36,043 36,983 Bảng 2.6 Từ bảng tổng hợp số liệu có thể thấy trong chế độ làm việc bình thường tất cả các máy biến áp đều hoạt động non tải. Xét các trường hợp sự cố: Xét 2 tình huống sự cố hỏng máy biến áp nặng nề nhất là khi ở cấp điện áp trung có phụ tải cực đại. Trong chế độ này, theo tính toán ở chương I: UT max UT max SUTmax=117,674 MVA, SVHT = 91,062 MVA, S UF = 18,824 MVA Sinh viên: Nguyễn Danh Đức 22÷24 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện 1. Hỏng 1 máy biến áp hai dây quấn bên trung áp SU HTÑ T 220 kV 110 kV дцтH -63000 MF1 AT дцтH -63000 Тдц -80000/110 Тдц -80000/110 MF3 MF2 MF4 Hình 2.6 Trong trường hợp có sự cố hỏng 1 máy biến áp, để duy trì công suất thì cho các tổ máy còn lại được vận hành với công suất định mức. - Điều kiện kiểm tra quá tải máy biến áp là: 2.KqtSCα.STNđm ≥ SUTmax =2.1,4.0,5.63 ≥ 117,674. Trong ®ã: KqtSC : HÖ sè qu¸ t¶i sù cè cho phÐp; KqtSC= 1,4 Phân bố công suất khi sự cố:  1 1   SCT (t )  2  SUT (t )  SboF 3   2 117,674  57,5 30,087MVA  1 1  UT max  SCH (t )  [2.S đmF  SUF ]  [2.57,5  18,824] 48,088MVA 2 2   SCC (t ) SCH (t )  S CT (t ) 48,088  30,087 18,001MVA    Công suất thiếu được tính theo biểu thức: UT max UT max Sthiếu= SVHT - 2. SCC = 91,062 –2.18,001 = 55,06 MVA  Kiểm tra điều kiện công suất phát thiếu : HT Sthiếu ≤ SDP = 200 MVA ( thỏa mãn) Như vậy khi một trong hai máy biến áp bộ bị hư hỏng thì các máy biến áp còn lại không bị quá tải. Phụ tải cấp điện áp trung vẫn không bị ảnh hưởng. Công Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: Đồ án môn học: Nhà máy điện suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng S thiếu= 55,6 MVA nhỏ hơn nhiều so với dự trữ quay của hệ thống. 2. Hỏng 1 máy biến áp liên lạc. S UT HTÑ 220 kV 110 kV дцтH -63000 MF1 A дцтH -63000 Тд -80000/110 T ц Тд -80000/110 ц MF3 MF2 MF4 Hình 2.7 - Điều kiện kiểm tra quá tải là: 2.KqtSCα.STNđm + SbôF3,F4 ≥ SUTmax <=> 2.1,4.0,5.63 + 115 ≥ 117,674 ( thõa mãn). Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: