Đồ án môn học - Thiết kế phần điện của nhà máy điện

Chia sẻ: Tan Lang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

721
lượt xem 316
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chọn điểm ngắn mạch tính toán sao cho dòng ngắn mạch lớn nhất có thể có, tất cả các nguồn phát cùng làm việc. Ở cấp UC và UT do thang thiết bị lớn, dòng ngắn mạch nhỏ, thường chỉ chọn một loại máy cắt nên ta chỉ tính một điểm ngắn mạch: N1, N2 trên thanh góp, nguồn cung cấp là toàn bộ máy phát điện của nhà máy và hệ thống. Ở cấp UF: tính các điểm ngắn mạch như sau: Trong phạm vi đồ án môn học ta chỉ cần tính toán ngắn mạch ở điểm sự cố nặng nề nhất N6 : - Mạch...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án môn học - Thiết kế phần điện của nhà máy điện

Đồ án môn học Thiết kế phần điện của nhà máy điện
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN Chương 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1. Chọn máy phát điện: Theo yêu cầu của bài, nhà máy nhiệt điện công suất 220kw, gồm 4 tổ máy x 55 MW nên ta chọn các máy phát điện cùng loại có các thông số kỹ thuật như sau: Bảng 1 Loại Thông số định mức Điện kháng(*) Loại máy máy n S P U cosϕ I Xd " X d' Xd kích phát v/p MVA MW kV kA thích TBΦ.55. 3000 68,75 55 10,5 0,8 3,462 0,123 0,182 1,452 BT-450- 2 3000 2. Tính toán cân bằng công suất : a) Tính công suất phụ tải các cấp: - Phía trung 110kV: 85 Với Pmax= 85 MW; cosϕ =0,88 ⇒ S max = 0,88 = 96,591 (MVA) Và biến thiên phụ tải theo giờ P%(t), ta tính được S(t) theo công thức: ( ) max P%(t ) 85 P%(t ) P St = . = . cos ϕ 100 0,88 100 Bảng 2 t(h) 0-8 8-14 14-20 20-24 P% 80 100 80 70 P 68 85 68 59,50 S(t) 77,273 96,591 77,273 67,614 S(t) 120 96,591 100 77,273 77,273 80 67,614 S(MVA) 60 40 20 0 3
b) Công suất phụ tải địa phương: 40 Với Uđm=10 kV; Pmax= 40 MW; cosϕ =0,85 ⇒ S max = 0,85 = 47,059 (MVA) Và biến thiên phụ tải theo giờ P%(t), ta tính được S(t) theo công thức: P P%(t ) 40 P%(t ) S(t ) = max . = . cos ϕ 100 0,85 100 Bảng 3 t(h) 0-8 8-12 12-20 20-24 P% 70 80 100 80 P 28 32 40 32 S(t) 32,941 37,647 47,059 37,647 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát: S(t) 50 47,059 45 40 37,647 37,647 35 32,941 30 S(MVA) 25 20 15 10 5 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) c. Công suất phụ tải toàn nhà máy: 220 Với ΣP=220 MW ; cosϕ =0,8 ⇒ S max = 0,8 = 47,059 (MVA) Và biến thiên phụ tải theo giờ P%(t), ta tính được S(t) theo công thức: P P%(t ) 220 P%(t ) S(t ) = max . = . cos ϕ 100 0,8 100 Bảng 4 t(h) 0-8 8-18 18-24 P% 80 100 80 P 176 220 176 S(t) 220 275 220 4
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN Đồ thị công suất phụ tải toàn nhà máy S(t) 300 275 250 220 220 200 S(MVA) 150 100 50 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) d. Công suất tự dùng của nhà máy: Với α =6%, cosϕ =0,86 ta tính được S(t) theo công thức: ⎛ St ⎞ 6 ⎛ S tnm (t ) ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ S td = α.S nm ⎜ 0,4 + 0,6. ⎟ = .275⎜ 0,4 + 0,6. ⎝ S nm ⎟ 100 ⎠ ⎝ 275 ⎟ ⎠ Ta có bảng sau: Bảng 5 t(h) 0-8 8-18 18-24 Stnm 220 275 220 Std(t) 14,52 16,5 14,52 Đồ thị công suất phụ tải toàn nhà máy S(t) 18 16 16,5 14 14,52 14,52 12 S(MVA) 10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) 5
e. Công suất phát về hệ thống: SVHT(t) =Stnm(t)-[Std(t) +SUF(t) +ST(t) +Sc(t)] Trong đó Sc(t) = 0 Ta có bảng sau: Bảng 6 t(h) 0-8 8-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Stnm 220 275 275 275 220 220 Std 14,52 16,5 16,5 16,5 14,52 14,52 SUF 32,941 37,647 47,059 47,059 47,059 37,647 ST 77,273 96,591 96,591 77,273 77,273 67,614 SVHT 95,266 124,262 114,85 134,168 81,148 100,219 Đồ thị phụ tải công suất phát về hệ thống: S(t) 160 140 134,168 124,262 120 114,85 100 100,219 95,266 S(MVA) 80 81,148 60 40 20 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) 6
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN Chương 2 XÂY DỰNG CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP Theo chương 1 ta có kết quả tính toán sau: Phụ tải địa phương : Sđpmax = 47,059 MVA Sđpmin = 32,941 MVA Phụ tải trung áp : STmax = 96,591 MVA STmin = 67,614 MVA Phụ tải tự dùng : STdmax = 16,5 MVA STdmin = 14,52 MVA Phụ tải phát vào hệ thống : SHTmax = 284,88 MVA SHTmin = 163,14 MVA I. XÂY DỰNG CÁC PHƯƠNG ÁN Ta xây dựng các phương án theo các cơ sở sau: 1. Có hay không có thanh góp điện áp máy phát: Công suất phụ tải địa phương max : SuFmax =47,059 > 15%.Smf =15%.68,75=10,3125 Vậy sơ đồ có sử dụng thanh ghóp điện áp máy phát. 2. Lưới cao áp 220kV và trung áp 110kV là lưới có trung tính trực tiếp UC −UT 220 − 110 nối đất, hệ số có lợi α= = = 0,5 nên ta dùng 2 máy biến áp tự UC 220 ngẫu liên lạc giữa 2 cấp đó. 7
3. STmax/STmin=96,591/67,614 mà SFđm=68,75; cho nên số lượng bộ máy MF-MBA 2 cuộn dây phía trung áp sao cho tương ứng với công suất max cấp đó, do vậy có thể sử dụng 1 hay 2 bộ MF-MBA 2 cuộn dây. 4.Ghép 1 số MF với một MBA: phải đảm bảo công suất tổng của máy phát ghép nhỏ hơn công suất dự phòng của hệ thống. Từ đó ta vạch ra các phương án như sau. .PHƯƠNG ÁN 1 Phương án I, phía cao áp thanh góp 220kV bố trí 2 máy biến áp tự ngẫu. Phía trung áp thanh góp 110kV được nối với hai bộ máy phát điện - máy biến áp ba pha hai dây quấn. Sử dụng 2 máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa hai cấp điện áp cao và trung. Phụ tải tự dùng đựoc cấp từ phía hạ áp của các máy biến áp, riêng phụ tải địa phương phải được cấp điện từ phía hạ áp của máy biến áp liên lạc. .PHƯƠNG ÁN 2 Ghép một bộ máy phát điện-máy biến áp hai cuộn dây lên thanh góp trung áp 110kV. Thanh ghóp 220kV ta cũng ghép một bộ máy phát điện-máy biến áp hai cuộn dây Để liên lạc giữa hai cấp điện áp cao và trung ta sử dụng 2 máy biến áp tự ngẫu 8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN .PHƯƠNG ÁN 3 Thanh ghóp 220kV ta cũng ghép hai bộ máy phát điện-máy biến áp hai cuộn dây Để liên lạc giữa hai cấp điện áp cao và trung ta sử dụng 2 máy biến áp tự ngẫu Ta thấy phương án này là không kinh tế ( vì phụ tải bên trung lớn). 9
II.CHỌN MÁY BIẾN ÁP: 1. Phương án 1: a.Chọn máy biến áp: - Chọn MBA B3,B4 trong bộ MF - MBA 2 cuộn dây bên trung được chọn theo điều kiện của sơ đồ bộ: SFđm ≤ SB=68,75 ⇒ SBđm = 80 (MVA) Đối với MBA 2 cuộn dây này ta không cần phải kiểm tra điều kiện sự cố. - Chọn MBA tự ngẫu liên lạc B1, B2 theo công thức sau: 1 S Bdm ≥ max .S thua (2-1) α trong đó: α: hệ số có lợi, α = 0,5 Sthừamax = SFđm = 68,75 (MVA) 1 Vậy ta có: S Bdm ≥ .68,75 = 137,5 (MVA) 0,5 Kết quả chọn máy biến áp cho phương án 1 như sau: Bảng 2-1 Tổn thất, kW Giá Cấp U, kV UN% PN tiền, điện Sđm, P0 Loại T I0,% x10 áp, MVA (loạ C- C- C- T- 3 kV C T H - C-H i A) T H T H Rúp H 110 TДЦ 80 121 - 10,5 70 - 310 - - 10,5 - 0,55 100 ATДЦT 220 160 230 121 10,5 85 380 - - 11 32 20 0,5 205 H b. Kiểm tra quá tải của máy biến áp: b.1: Quá tải bình thường: Do máy biến áp có công suất định mức được chọn lớn hơn công suất thừa cực đại cho nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải khi làm việc bình thường. b.2: Quá tải sự cố: Xét khi STmax trong hai trường hợp sau - Sự cố hỏng một bộ MF - MBA bên trung: ta phải kiểm tra điều kiện: 2.Kqtsc.α.SBđm ≥ STmax - Sbộcòn lại (2-2) còn lại Với: Sbộ = SđmF - Std = 68,75 - 0,06.68,75 = 64,625 MVA Ta có: 2.1,4.0,5.160 ≥ 96,591- 64,625 → điều kiện được thoả mãn. - Sự cố hỏng một máy biến áp liên lạc: ta kiểm tra điều kiện sau: 10
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN Kqtsc.α.SBđm ≥ STmax - ΣSbộ (2-3) Ta có: 1,4.0,5.160 ≥ 96,591 - 2.64,625 → điều kiện được thoả mãn. b.3:Kiểm tra điều kiện Sdt ≥ Sthiếu : -Hỏng một bộ bên trung: S CT = 1 2 ST(max 1 ) − S bT = 31,966 = 15,983 2 MVA 1⎛ 1 ⎞ 1⎛ 1 ⎞ − S td ⎟ = ⎜ 2.68,75 − 47,059 − 16,5 ⎟ = 41,096 MVA max S CH = ⎜ 2.S dmF − S uF 2⎝ 2 ⎠ 2⎝ 2 ⎠ S CC = S CH − S CT = 41,096 − 15,983 = 25,113 MVA S thieu = S VHT max − S CC = 134,168 − 25,113 = 109,055 MVA 10 S dt = .2100 = 210 MVA 100 Điều kiện Sdt ≥ Sthiếu thỏa mãn -Hỏng một máy liên lạc: S CT = S T max − ∑S bt = 96,591 − 2.64,625 = −32,659 MVA 1 max S CH = 2.S dmF − S df max − S td = 82,192 MVA 2 S CC = S CH − S CT = 82,192 + 32,659 = 114,851 MVA S thieu = S VHT max − S CC = 134,168 − 128,995 = 5,173 MVA Điều kiện Sdt ≥ Sthiếu thỏa mãn 2. Phương án 2: a.Chọn máy biến áp: - Chọn MBA B3,B4 trong bộ MF - MBA 2 cuộn dây bên trung được chọn theo điều kiện của sơ đồ bộ: SFđm ≤ SB=68,75 ⇒ SBđm = 80 (MVA) Đối với MBA 2 cuộn dây này ta không cần phải kiểm tra điều kiện sự cố. - Chọn MBA tự ngẫu liên lạc B1, B2 theo công thức sau: 1 S Bdm ≥ max .S thua (2-1) α trong đó: α: hệ số có lợi, α = 0,5 max Sthừa = SFđm = 68,75 (MVA) 1 Vậy ta có: S Bdm ≥ .68,75 = 137,5 (MVA) 0,5 11
Kết quả chọn máy biến áp cho phương án 1 như sau: Bảng 1-8 Tổn thất, kW Giá Cấp U, kV UN% PN tiền, điện Sđm, P0 Loại T I0,% x10 áp, MVA (loạ C- C- C- T- 3 kV C T H - C-H i A) T H T H Rúp H 110 TДЦ 80 121 - 10,5 70 - 310 - - 10,5 - 0,55 100 220 TДЦ 80 242 - 10,5 80 - 320 - - 10,5 - 0,6 90 ATДЦT 220 160 230 121 10,5 85 380 - - 11 32 20 0,5 205 H b. Kiểm tra quá tải của máy biến áp: b.1: Quá tải bình thường: Do máy biến áp có công suất định mức được chọn lớn hơn công suất thừa cực đại cho nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải khi làm việc bình thường. b.2: Quá tải sự cố: Xét khi STmax trong hai trường hợp sau - Sự cố hỏng một bộ MF - MBA bên trung: ta phải kiểm tra điều kiện: 2.Kqtsc.α.SBđm ≥ STmax (2-2) Ta có: 2.1,4.0,5.160 ≥ 96,591 → điều kiện được thoả mãn. - Sự cố hỏng một máy biến áp liên lạc: ta kiểm tra điều kiện sau: Kqtsc.α.SBđm ≥ STmax - ΣSbộ (2-3) Ta có: 1,4.0,5.160 ≥ 96,591 - 64,625 → điều kiện được thoả mãn. b.3:Kiểm tra điều kiện Sdt ≥ Sthiếu : -Hỏng một bộ bên trung: 1 max 1 S CT = S T = 96,591 = 48,296 MVA 2 2 1⎛ 1 ⎞ 1⎛ 1 ⎞ − S td ⎟ = ⎜ 2.68,75 − 47,059 − 16,5 ⎟ = 41,096 MVA max S CH = ⎜ 2.S dmF − S uF 2⎝ 2 ⎠ 2⎝ 2 ⎠ S CC = S CH − S CT = 41,091 − 48,296 = −7,201 MVA S thieu = S VHT max − S CC − S b = 134,168 + 7,201 − 64,625 = 76,744 MVA 10 S dt = .2100 = 210 MVA 100 Điều kiện Sdt ≥ Sthiếu thỏa mãn -Hỏng một máy liên lạc: S CT = S T max − ∑S bt = 96,591 − 64,625 = 31,966 MVA 12
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN 1 max S CH = 2.S dmF − S df max − S td = 82,192 MVA 2 S CC = S CH − S CT = 82,192 − 31,966 = 50,226 MVA S thieu = S VHT max − S CC − S b = 134,168 − 50,226 − 64,625 = 5,173 MVA Điều kiện Sdt ≥ Sthiếu thỏa mãn Chương 3 TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU I.Tính toán cho phương án 1: 1.Tính phân bố công suất cho các máy biến áp: Bộ MF - MBA hai cuộn dây làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng suốt năm: 1 1 S B4 = S B3 = S Fdm − .S td max = 68,75 − .16,5 = 64,625 (MVA) 4 4 Đồ thị phụ tải các phía của máy biến áp tự ngẫu B1, B2: 1 - Phía cuộn cao: S CC (t ) = .SVHT (MVA) (2-4) 2 1 - Phía cuộn trung: S CT (t ) = .[S T (t ) − ΣS bo ] (MVA) (2-5) 2 - Phía cuộn hạ: SCH(t) = SCC(t) + SCT(t) (MVA) (2-6) Từ các công thức trên ta tính được sự phân bố công suất cho máy biến áp liên lạc B1, B2 như sau: 13
Bảng 3-1 Cấp S, Thời gian, h Loại MBA đ.áp MVA 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 2 cuộn dây T SBbộ 64,625 64,625 64,625 64,625 64,625 64,625 C SCC 47,633 62,131 57,425 67,084 40,576 50,11 Tự ngẫu T SCT -25,989 -32,659 -32,659 -25,989 -25,989 -30,818 H SCH 21,644 29,472 24,766 41,065 14,587 19,292 2. Tính tổn thất điện năng của máy biến áp. a) Đối với máy biến áp ghép bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây Công thức tính tổn thất điện năng như sau: 2 SB ΔAB = ΔP0 .t + ΔPN . 2 .t (2-7) S Bdm trong đó : ΔP0, ΔPN- tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của MBA SBđm- Công suất định mức của máy biến áp. t- Thời gian vận hành của máy biến áp trong năm Do máy biến áp B3, B4 vận hành với đồ thị phụ tải bằng phẳng suốt cả năm và công suất truyền tải qua là SB = 64,625 MVA và t = 8760 h 64,625 2 → ΔA B3 = 70.8760 + 310. 2 .8760 = 2385,295.10 3 (kW) 80 b) Đối với máy biến áp tự ngẫu biến áp pha ⎡ S2 S2 S2 ⎤ ΔA = ΔP0 .t + 365.∑ ⎢ΔPN −C . 2iC + ΔPN −T . 2iT + ΔPN − H . 2iH ⎥.t i (2-8) ⎣ S Bdm S Bdm S Bdm ⎦ trong đó : SiC, SiT, SiH- công suất tải qua cuộn cao, cuộn trung và cuộn hạ áp của máy biến áp tự ngẫu ΔPN-C, ΔPN-T, ΔPN-H- tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cao, trung, hạ áp của máy biến áp tự ngẫu được tính theo các công thức sau: ⎛ ΔP ΔP T ⎞ ΔPN −C = 0,5.⎜ ΔPN .C −T + N .C − H − N .2 − H ⎟ ⎝ α 2 α ⎠ ⎛ ΔP ΔP T ⎞ ΔPN −T = 0,5.⎜ ΔPN .C −T − N .C − H + N .2 − H ⎟ (2-9) ⎝ α 2 α ⎠ ⎛ ΔP ΔP T ⎞ ΔPN − H = 0,5.⎜ − ΔPN .C −T + N .C − H + N .2 − H ⎟ ⎝ α 2 α ⎠ Cho ΔPN.C-T = 380 (kW) → ΔPN.T-H = ΔPN.C-H = 0,5.ΔPN.C-T = 190 (kW) Từ đó ta tính được: ΔPN-C = ΔPN-T = 190 (kW) ΔPN-H = 570 (kW) 14
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN ⎡⎛ 47,6332 25,989 2 31,644 2 ⎞ ΔA B1 = ΔA B2 = 85.8760 + 365.⎢⎜190. ⎜ 2 + 190. 2 + 570. ⎟.8 + ⎟ ⎢⎝ ⎣ 160 160 160 2 ⎠ ⎛ 62,1312 32,6592 29,4722 ⎞ ⎛ 57,4252 32,6592 29,4722 ⎞ + ⎜190. ⎜ + 190. + 570. ⎟.4 + ⎜190. + 190. + 570. ⎟.2 + ⎝ 1602 1602 1602 ⎟ ⎠ ⎜ ⎝ 1602 1602 1602 ⎟ ⎠ ⎛ 67,084 2 25,989 2 41,065 ⎞ 2 ⎛ 40,576 2 25,989 2 14,587 ⎞ 2 + ⎜190. ⎜ + 190. + 570. 2 ⎟ ⎟.4 + ⎜190. ⎜ + 190. + 570. ⎟.2 + ⎝ 160 2 160 2 160 ⎠ ⎝ 160 2 160 2 160 2 ⎟⎠ ⎛ 50,11 2 30,818 2 19,292 ⎞ ⎤ 2 + ⎜190. + 190. + 570. ⎟.4⎥ =1130,645 (MWh) ⎜ 160 2 160 2 160 2 ⎟ ⎥ ⎝ ⎠ ⎦ Như vậy tổng tổn thất điện năng hàng năm trong các máy biến áp của phương án 1 là ΔA1 = ΔAB1 + ΔAB2 + ΔAB3 +ΔAB4 ΔA1 = 2.2385,295.103 + 2.1130,645.103 = 7031,88.103 (kWh) 3. Tính dòng điện cưỡng bức của mạch ở điện áp cao, trung, hạ. (1) (4) (3) (2) (5) (6) (7) (8) (9) a) Các mạch phía 220 kV - Đường dây kép nối vào hệ thống: S VHT max 134,168 I (1) = cb = = 0,352 (kA) 3.U dm 3.230 - Phía cao áp máy biến áp liên lạc B1, B2: + Lúc bình thường: SCCmax = 67,084 (MVA) + Lúc sự cố 1 bộ bên trung: SCCB1 = SCCB2 = 25,113 (MVA) + Lúc sự cố 1 MBA liên lạc: SCC =114,851 (MVA) S CC max 114,851 I ( 2) = cb = = 0,339 (kA) 3.U dm 3.230 15
Vậy Icb(2) = 0,339 (kA) Vậy Icb(220) = 0,352 (kA) b) Các mạch phía 110 khu vực - Đường dây kép cấp cho phụ tải trung áp 1 Pmax 30 I ( 3) = bt = = 0,155 (kA) → Icb = 0,31 (kA) 2 cos ϕ. 3.U 0,88. 3.110 - Đường dây đơn cấp cho phụ tải trung áp (không có tình trạng cưỡng bức) Pmax 28 I ( 4) = bt = = 0,167 (kA) cos ϕ. 3.U 0,88. 3.110 - Phía trung áp máy biến áp liên lạc B1, B2: + Lúc bình thường: SCTmax = 32,659 (MVA) + Sự cố 1 bộ bên trung: SCTmax = 15,983 (MVA) + Sự cố 1 MBA B1(B2): SCTmax =32,659 (MVA) S CT max 32,659 I ( 5) = cb = = 0,171 (kA) 3.U dm 3.110 Vậy dòng cưỡng bức: Icb(5) = 0,171 (kA) - Bộ MFĐ - MBA B3, B4: S Fdm 68,75 I (5) = 1,05. cb = 1,05. = 0,379 (kA) 3.U dm 3.110 Vậy Icb(110) = 0,379 (kA) c) Các mạch phía 10,5 kV S Fdm 68,75 - Mạch máy phát: I (9) = 1,05. cb = 1,05. = 2,292 (kA) 3.U dm 3.10,5 - Phía hạ áp máy biến áp liên lạc B1, B2: + Lúc bình thường: SCHmax = 41,065 (MVA) + Sự cố 1 bộ bên trung: SCHB1 = SCHB2 = 41,096 (MVA) + Sự cố 1 MBA liên lạc: SCH = 82,192 (MVA) Vậy Icb(6) = 4,519 (kA) - Dòng cưỡng bức qua kháng điện phân đoạn: + Lúc bình thường: không có dòng công suất chạy qua kháng điện + Sự cố 1 máy phát điện: SKmax = 36,971 (MVA) + Sự cố 1 MBA liên lạc: SKmax = 71,65 (MVA) Vậy Icb(8) = 3,94 (kA) 16
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN Vậy Icb(10,5) = 4,195 (kA) Bảng tổng kết dòng điện cưỡng bức các mạch của phương án 1: Bảng 3-2 Cấp điện áp, kV 220 110 10,5 Dòng điện cưỡng bức, kA 0,352 0,379 4,195 4.Tính toán kinh tế - kỹ thuật: Mục đích của tính toán kinh tế kỹ thuật là đánh giá các phương án về mặt kinh tế từ đó lựa chọn phương án tối ưu đảm bảo các điều kiện kỹ thuật các chỉ tiêu kinh tế cao. Thực tế vốn đầu tư phụ thuộc vốn đầu tư các mạch của thiết bị phân phối mà vốn vốn đầu tư cho thiết bị phân phối chủ yếu là máy cắt. Vì thế để tính toán vốn đầu tư cho thiết bị phân phối trước hết ta chọn máy cắt cho từng phương án. - Vốn đầu tư: V = VB + VTBPP (4-1) trong đó: VB là vốn đầu tư cho máy biến áp VB = ΣVBi . KBi (4-2) VBi là tiền mua máy biến áp thứ i. KBi là tính đến tiền chuyên chở lắp đặt máy biến áp thứ i (hệ số này phụ thuộc vào công suất và điện áp định mức), KB = 1,4 VTBPP là vốn đầu tư xây dựng thiết bị phân phối VTBPP =Σ( nc.vc + nt.vt + nh.vh ) (4-3) với: nc, nt, nh là số mạch phía cao, trung và hạ áp vc, vt, vh là giá mỗi mạch phía cao, trung và hạ áp. - Chi phí vận hành hàng năm: P = PKH + PΔA (4-4) 8,4 Trong đó: PKH là chi phí khấu hao vốn đầu tư: P= .V (4-5) 100 PΔA là chi phí tổn thất điện năng PΔA = 500.ΔA (4-6) a. Chọn sơ bộ máy cắt và dao cách ly Máy cắt và dao cách ly được chọn sơ bộ theo điều kiện sau: Uđm MC, DCL ≥ Ul Iđm MC, DCL ≥ Icbmax (4-7) Theo điều kiện (4-7) trên ta chọn được loại máy cắt và dao cách ly cho các mạch phía cao, trung, hạ như bảng sau: Bảng 10 Mạch Loại máy cắt Giá tiền, rúp Loại dao cách ly Giá tiền, USD Cao BMK 220/10000 63,2.103 PΠHД 220/600 450 Trung MKΠ 110/3500 21.103 PΠHД 110/600 113 Hạ MΓΓ 10/1800 25,5.103 PBK 10/5000 73 17
b. Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối - Phía 220 kV: Dùng sơ đồ hệ thống 2 thanh góp. - Phía 110 kV: Dùng sơ đồ hệ thống 2 thanh góp có thanh góp vòng (Do phụ tải phía trung lớn, có phụ tải loại I yêu cầu đảm bảo cung cấp điện liên tục) - Phía 10 kV: Dùng thanh góp điện áp máy phát có kháng điện phân đoạn loại PbA 10/3000/12 110kV 220kV B1 B2 B3 B4 c. Tính vốn đầu tư ~ ~ Áp dụng các công thức tính vốn đầu tư (4-1), (4-2), (4-3) F3 F4 ~ ~ Hai máy biếnF1 tự ngẫu công suất 160 MVA, giá vB = 205.103 Rúp/máy áp F2 Hai máy biến áp 3 pha 2 dây quấn công suất 80 MVA giá 100.103 Rúp/máy ⇒ VB = 2.1,4. 205.103 + 2.1,4.100.103 = 854.103 (Rúp) Hay VB = 31,16.109 (VNĐ) Ta có: VTBPP = Σ( nc.vc + nt.vt + nh.vh ) nc là số mạch phía cao áp: nc = 3 mạch. vc là giá tiền đầu tư cho một mạch phía cao áp : vc = 63,2.103 (Rúp) nt là số mạch phía trung áp: nt = 6 mạch. vt là giá tiền đầu tư cho một mạch phía trung áp : vt = 21.103 (Rúp) nh là số mạch phía hạ áp: nh = 3 mạch. vh là giá tiền đầu tư cho một mạch phía hạ áp : vh = 25,5.103 (Rúp) Vậy tổng số tiền đầu tư cho thiết bị phân phối VTBPP = (3.63,2 + 6.21 + 3.25,5).103 = 392,1.103 (Rúp) 18
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN Hay VTBPP = 15,68.109 (VNĐ) Như vậy tổng vốn đầu tư là : V1 = 31,16.109 + 15,68.109 = 46,84.109 (VNĐ) 5. Tính chi phí vận hàng hàng năm. Áp dụng các công thức (4-4), (4-5), (4-6) tính như sau: 8,4.46,84.10 9 Trong đó : PKH = = 3934,56.10 6 (VNĐ) 100 P∆A = 500. ∆A = 500.7031,88.103 = 3515,94.106 (VNĐ) Vậy : P1 = 3934,56.106 + 3515,94.106 = 7450,5.106 (VNĐ) II.Tính toán cho phương án 2: 1.Tính phân bố công suất cho các máy biến áp: Bộ MF - MBA hai cuộn dây làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng suốt năm: 1 1 S B3 = S Fdm − .S td max = 68,75 − .16,5 = 64,625 (MVA) 4 4 Đồ thị phụ tải các phía của máy biến áp tự ngẫu B1, B2: 1 1 - Phía cuộn cao: S CC ( t ) = .(S VHT − S b ) = (S VHT − 64,625) (MVA) (2-4) 2 2 1 - Phía cuộn trung: SCT ( t ) = .[S T ( t )] (MVA) (2-5) 2 - Phía cuộn hạ: SCH(t) = SCC(t) + SCT(t) (MVA) (2-6) Từ các công thức trên ta tính được sự phân bố công suất cho máy biến áp liên lạc B1, B2 như sau: Bảng 3-3 Cấp Thời gian, h Loại MBA S, MVA đ.áp 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 2 cuộn dây T SBbộ 64,625 64,625 64,625 64,625 64,625 64,625 C SCC 15,321 29,819 25,113 34,772 8,262 17,797 Tự ngẫu T SCT 38,637 48,296 48,296 68,637 38,637 17,797 H SCH 53,958 78,115 73,409 73,409 46,899 51,604 2. Tính tổn thất điện năng của máy biến áp. a) Đối với máy biến áp ghép bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây Công thức tính tổn thất điện năng như sau: 2 SB ΔAB = ΔP0 .t + ΔPN . 2 .t (2-7) S Bdm trong đó : ΔP0, ΔPN- tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của MBA SBđm- Công suất định mức của máy biến áp. t- Thời gian vận hành của máy biến áp trong năm 19
Do máy biến áp B3, B4 vận hành với đồ thị phụ tải bằng phẳng suốt cả năm và công suất truyền tải qua là SB = 64,625 MVA và t = 8760 h Máy biến áp ghép bộ phía trung áp: 64,625 2 → ΔA B3 = 70.8760 + 310. .8760 = 2385,295.10 3 (kW) 80 2 Máy biến áp ghép bộ phía cao áp: 64,625 2 → ΔA B4 = 80.8760 + 320. 2 .8760 = 2530,059.10 3 (kW) 80 b) Đối với máy biến áp tự ngẫu biến áp pha ⎡ S2 S2 S2 ⎤ ΔA = ΔP0 .t + 365.∑ ⎢ΔPN −C . 2iC + ΔPN −T . 2iT + ΔPN − H . 2iH ⎥.t i (2-8) ⎣ S Bdm S Bdm S Bdm ⎦ trong đó : SiC, SiT, SiH- công suất tải qua cuộn cao, cuộn trung và cuộn hạ áp của máy biến áp tự ngẫu ΔPN-C, ΔPN-T, ΔPN-H- tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cao, trung, hạ áp của máy biến áp tự ngẫu được tính theo các công thức sau: ⎛ ΔP ΔP T ⎞ ΔPN −C = 0,5.⎜ ΔPN .C −T + N .C − H − N .2 − H ⎟ ⎝ α 2 α ⎠ ⎛ ΔP ΔP T ⎞ ΔPN −T = 0,5.⎜ ΔPN .C −T − N .C − H + N .2 − H ⎟ (2-9) ⎝ α 2 α ⎠ ⎛ ΔP ΔP T ⎞ ΔPN − H = 0,5.⎜ − ΔPN .C −T + N .C − H + N .2 − H ⎟ ⎝ α 2 α ⎠ Cho ΔPN.C-T = 380 (kW) → ΔPN.T-H = ΔPN.C-H = 0,5.ΔPN.C-T = 190 (kW) Từ đó ta tính được: ΔPN-C = ΔPN-T = 190 (kW) ΔPN-H = 570 (kW) ⎡⎛ 15,3212 38,637 2 53,958 2 ⎞ ΔA B1 = ΔA B2 = 85.8760 + 365.⎢⎜190. ⎜ + 190. + 570. ⎟.8 + ⎟ ⎢⎝ ⎣ 160 2 160 2 160 2 ⎠ ⎛ 29,819 2 48,296 2 78,115 2 ⎞ ⎛ 25,113 2 48,296 2 73,409 2 ⎞ + ⎜190. ⎜ + 190. + 570. ⎟.4 + ⎜190. + 190. + 570. ⎟.2 + ⎝ 160 2 160 2 160 2 ⎟ ⎠ ⎜ ⎝ 160 2 160 2 160 2 ⎟ ⎠ ⎛ 34,772 2 38,637 2 46,899 ⎞2 ⎛ 8,262 2 38,637 2 46,899 ⎞ 2 + ⎜190. ⎜ + 190. + 570. ⎟.4 + ⎜190. ⎟ ⎜ + 190. + 570. ⎟.2 + ⎝ 160 2 160 2 2 160 ⎠ ⎝ 160 2 160 2 160 2 ⎟ ⎠ ⎛ 17,797 2 33,807 2 51,604 ⎞ 2 + ⎜190. + 190. + 570. ⎟.4 =1558,733 (MWh) ⎜ 160 2 160 2 160 2 ⎟ ⎝ ⎠ Như vậy tổng tổn thất điện năng hàng năm trong các máy biến áp của phương án 2 là : ΔA2 = ΔAB1 + ΔAB2 + ΔAB3 +ΔAB4 20
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN ΔA2 = 2385,295.103 +2530,059.103+ 2.1558,733.103 = 8032,82.103 (kWh) 3. Tính dòng điện cưỡng bức của mạch ở điện áp cao, trung, hạ. a) Các mạch phía 220 kV - Đường dây kép nối vào hệ thống: S VHT max 134,168 I (1) = cb = = 0,352 (kA) 3.U dm 3.230 - Bộ MFĐ - MBA B4: S Fdm 68,75 I (10) = 1,05. cb = 1,05. = 0,189 (kA) 3.U dm 3.220 - Phía cao áp máy biến áp liên lạc B1, B2: + Lúc bình thường: SCCmax = 34,772 (MVA) + Lúc sự cố 1 bộ bên trung: SCCB1 = SCCB2 = -7,201 (MVA) + Lúc sự cố 1 MBA liên lạc: SCC =50,226 (MVA) S CC max 50,226 I ( 2) = cb = = 0,132 (kA) 3.U dm 3.220 Vậy Icb(2) = 0,132 (kA) Vậy Icb(220) = 0,352 (kA) 21