Thiết kế Phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp

Chia sẻ: Te Nga | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:87

Thêm vào BST

Báo xấu

943
lượt xem 180
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế Phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp

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 h ạn nên vấn đề đặt ra là phải xây dựng hệ thống truy ền tải và cung c ấp đi ện h ợp lí và tố ưu: Vận hành đơn giản, an toàn, thuận tiện cho bảo trì sửa ch ữa, v ừa gi ảm đươc chi phí đầu tư thi công, chi phí vận hành và tổn th ất điện năng đồng th ời 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 th ức còn h ạn 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: 1
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 §iÖn kh¸ng t¬ng ®èi Cosϕ N v/phót S(MVA) P(MW) U(kV) IKA Xd" Xd' Xd TB 5 0−2 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) = cosϕTD - 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 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 2
Đồ án môn học: Nhà máy điện Đồ thị phụ tải toàn nhà máy: S( MVA) 250 237,5 225 225 t ( giờ) 12 0 24 10 20 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: n.PdmF � S (t ) � STD(t) = α . . � 4 + 0, 6. FNM �(1.2) 0, cosϕTD � S FNM � - α - số phấn trăm lượng điện tự dùng , α =8% Trong đó : - CosϕTD = 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: 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 20,975 20,975 21,7 22,44 22,44 22,44 20,975 20,975 Bảng 1.3 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 3
Đồ án môn học: Nhà máy điện Từ đó ta có đồ thị: S( MVA) 20 19,4 18,8 18,8 t ( giờ) 0 6 10 12 20 24 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 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 4
Đồ án môn học: Nhà máy điện Từ đó ta có đồ thị: S( MVA) 111,75 117,674 105,88 105,88 105,88 94,12 94,12 t ( giờ) 0 8 10 12 16 22 24 18 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: Pmax SUF (t) = .P%(t) 100.cos ϕ 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 70 90 100 90 90 80 PUF(t),MVA 14,4 14,4 12,8 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: 5
Đồ án môn học: Nhà máy điện S( MVA) 18,824 16,94 16,94 16,94 15,06 15,06 13,17 t ( giờ) 0 8 10 12 16 22 24 18 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: 6
Đồ án môn học: Nhà máy điện Ta có đồ thị: S( MVA) 107,18 99,043 101,31 97,02 97,02 93,5 83,83 83,83 t ( giờ) 0 8 10 12 16 22 24 18 20 Hình 1.6 Bảng tổng hợp đồ thị phụ tải các cấp: t(h) 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 SFNM(t), MVA 225 225 225 237,5 250 250 250 225 225 SUF(t), MVA 16,94 16,94 15,06 13,177 16,94 18,824 16,94 16,94 15,06 117,67 SUT(t), MVA 105,88 105,88 94,12 105,88 111,75 105,88 105,88 94,12 4 STD (t), MVA 20,975 20,975 20,975 21,7 22,44 22,44 22,44 20,975 20,975 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 1.7 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 7
Đồ án môn học: Nhà máy điện Ta có đồ thị: S, MVA 250 S FNM(t) S FNM(t) 225 200 175 150 S UT(t) 125 100 S TGC(t),S VH(t) S UT(t) S TGC(t) 75 S VH(t) 50 S TD(t) 25 S UF(t) S TD(t) S (t) UF 0 2 14 4 8 10 16 18 22 24 12 20 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: 8
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 ph ương án ph ải đ ảm 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) 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 Phụ tải Công suất toàn nhà máy 225 225 225 237,5 250 250 250 225 225 Phụ tải địa phương 16,94 16,94 15,06 13,177 16,94 18,824 16,94 16,94 15,06 Phụ tải cấp điện áp trung 105,88 105,88 94,12 105,88 111,75 117,674 105,88 105,88 94,12 Phụ tải tự dùng 20,975 20,975 20,975 21,7 22,44 22,44 22,44 20,975 20,975 Công suất phát về hệ 81,205 81,205 94,845 96,743 98,87 91,062 104,74 81,205 94,845 thống Phụ tải phía thanh góp cao 81,205 81,205 94,845 96,743 98,87 91,062 104,74 81,205 94,845 Bảng 2.1 Nhận thấy: 18,824 = 9, 42 MVA Phụ tải cấp điện áp máy phát: SUFmax =18,824 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 U C − U T 220 − 110 nối đất, hệ số có lợi: α = = = 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. SVHTmin = 81,205 MVA. → Có thể ghép 2-3 máy phát lên thanh góp cao áp, Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 9
Đồ án môn học: Nhà máy điện 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 220 110 kV kV TN TN B B 1 2 3 4 MF MF MF MF 3 1 2 4 Hình 2.1 Trong phương án này dùng 2 bộ máy phát - máy biến áp 2 cu ộn dây c ấp điện cho thanh góp điện áp trung 110 kV, 2 máy phát còn l ại được n ối v ới 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 su ất truy ền t ải qua cuộn dây trung áp của máy biến áp liên lạc rất nh ỏ do đó gi ảm đ ược t ổn thất điện năng làm giảm chi phí vận hành. 2.1.2. Phương án 2 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 10
Đồ án môn học: Nhà máy điện SU HT T Ñ 220 110 kV kV TN TN B B 1 2 3 4 MF MF MF MF 3 1 2 4 Hình 2.2 Trong phương án này dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc, 1 bộ máy phát- máy biến áp ghép bộ bên phía điện áp cao 220 kV, 1 b ộ bên phía đi ện 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. 2.1.3. Phương án 3 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 11
Đồ án môn học: Nhà máy điện SUT HT Ñ 220 110 kV kV TN TN B3, 1 2 4 MF MF MF MF 3 1 2 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 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. Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 12
Đồ án môn học: Nhà máy điện Máy biến áp liên lạc (tự ngẫu)  Phân bố công suất cho các phía của MBA TN1 và TN2, Ta có công su ất cuộn cao, cuộn trung, cuộn hạ tại thời điểm t: SCC(t), SCT(t), SCH(t) theo công thức sau: Phương án 1  S CT (t ) = [ SUT (t ) − S boF 3, 4 ]  1  2   1 S CC (t ) = [ SVHT (t )] 2  S CH (t ) = S CC (t ) + S CT (t )    2 1 SbộF3,4= 2.SđmF- .STD= 2.62,5- .20= 115 MVA 4 2 t(h) 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 Phụ tải 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 94,12 105,88 111,75 117,67 105,88 105,88 94,12 SbộF3,4 115 115 115 115 115 115 115 115 115 SCH 36,043 36,043 36,98 43,81 47,81 46,87 47,81 36,04 36,983 Máy TN1,2 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 Bảng 2.2 Phương án 2 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 13
Đồ án môn học: Nhà máy điện  1 S CT (t ) = 2 [ SUT (t ) − S bôF 4 ]   1 S CC (t ) = [ SVHT (t ) − S bôF 3 ] 2  S CH (t ) = S CC (t ) + S CT (t )   1 1 SbộF3,SbộF4= SđmF- .STD= 62,5- .20= 57,5 MVA 4 4 t(h) 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 Phụ tải SVH(t) 81,205 81,205 94,845 96,743 98,87 91,062 104,74 81,205 94,845 117,67 SUT(t) 105,88 105,88 94,12 105,88 111,75 105,88 105,88 94,12 4 SbộF3,4 57,5 57,5 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 Máy SCT 24,19 24,19 18,31 24,19 27,125 30,087 24,19 24,19 18,31 TN1,2 SCC 11,853 11,853 18,6725 19,622 20,685 16,781 23,62 11,853 18,673 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: 1 max SB®m≥ S F®m - STD = 57,5. n 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 220/110/10 kV. Loại điều chỉnh dưới tải. Điều kiện chọn máy biến áp máy biến áp tự ngẫu 1 max STNđm ≥ Sthua α Trong đó : U C − UT α: là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu, α = = 0,5 UC max Sthua : là công suất thừa lớn nhất. Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 14
Đồ án môn học: Nhà máy điện Phương án 1 là trường hợp công suất từ trung đồng thời từ hạ lên cao => cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất. Sthua = S nt ax ≈ Max {α[SCH(t) + SCT(t)]}= 26,1865 MVA max m SttTN= 52,37 MVA. Chọn máy biến áp tự ngẫu AtдцтH STNđm= 63 MVA. Hình vẽ SUT HT Ñ 220 110 kV kV A дцтH Тд 80000/110 Тд 80000/110 ATдц H 63000 T ц ц т 63000 MF MF MF MF 3 1 2 4 Hình 2.4 Các thông số kỹ thuật chính của các máy biến áp được tổng hợp trong b ảng sau: §iÖn ¸p cuén Tæn thÊt c«ng suÊt, CÊp UN % Gi¸, d©y, kV kW ®iÖ S®m Io % 103 Lo¹i n ¸p, MVA Po PN R C T H C-T C-H T-H kV A C-T C-H T-H 10, 0,5 110 Тдц 80 115 - 70 - 310 - - 10,5 - 75 5 5 108 220 ATдцтH 63 230 121 11 37 215 - - 11 35 22 0,5 ,7 Bảng 2.4 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 15
Đồ án môn học: Nhà máy điện 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: 1 max SB®m≥ S F®m - STD = 57,5. n 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. Chọn máy biến áp liên lạc 2. 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 max STNđm ≥ Sthua α Trong đó : α: là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu, α = 0,5. max : là công suất thừa lớn nhất, Phương án 1 là cuộn hạ mang tải nặng nhất. Sthua max max Sthua = SCH = Max{SCH(t)}= 47,81 MVA SttTN= 95,62 MVA. Chọn máy biến áp tự ngẫu AtдцтH STNđm= 100 MVA. SUT HT Ñ 220 110 kV kV Тд 80000/110 Тдц100000 Тдц100000 Тдц 80000/220 ц MF MF MF MF 3 1 2 4 Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 16
Đồ án môn học: Nhà máy điện Hình 2.5 Các thông số kỹ thuật chính của các máy biến áp được tổng hợp trong bảng sau §iÖn ¸p cuén Tæn thÊt c«ng suÊt, CÊp UN % d©y, kV kW ®iÖ S®m Gi¸, Lo¹i Io % 103R n ¸p, MVA Po PN C T H C-T C-H T-H kV A C-T C-H T-H Тдц 110 80 115 - 10,5 70 - 310 - - 10,5 - 0,55 75 Тдц 220 80 242 - 10,5 80 - 320 - - 11 - 0,6 90 220 ATдцт 100 230 121 11 65 260 - - 11 31 19 0,5 108,7 H 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. Với máy biến áp hai dây quấn a. 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 1 SB3 = SB4 =SFđm - .Std = 62,5- .20 = 57,5< SBđm= 80 MVA. 4 4 Với máy biến áp liên lạc a) Dòng công suất qua các phía của máy biến áp liên lạc được xác đ ịnh theo công thức: S CT (t ) = 2 [ SUT (t ) − S boF 3, 4 ]  1   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. Công suất của ph ụ t ải c ấp đi ện áp trung và SUT(t), SVHT(t): công suất phát về hệ thống tại thời điểm t. Công suất mẫu của máy biến áp tự ngẫu là: Stt= α,STNđm= 0,5,63= 31,5 MVA, Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 17
Đồ án môn học: Nhà máy điện 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 20÷22 22÷24 Phụ tải SVH(t) 81,205 81,205 94,845 96,743 98,87 91,062 104,74 81,205 94,845 117,67 SUT(t) 105,88 105,88 94,12 105,88 111,75 105,88 105,88 94,12 4 SbộF3,4 115 115 115 115 115 115 115 115 115 SCH 36,043 36,043 36,983 43,812 47,81 46,868 47,81 36,043 36,983 Máy SCT -4,56 -4,56 -10,44 -4,56 -1,625 1,337 -4,56 -4,56 -10,44 TN1,2 SCC 40,603 40,603 47,423 48,373 49,435 45,531 52,37 40,603 47,423 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: SUTmax=117,674 MVA, SVHTmax = 91,062 MVA, S UF max = 18,824 MVA UT UT STD max = 22,44 MVA. UT Hỏng 1 máy biến áp hai dây quấn bên trung áp 1. Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 18
Đồ án môn học: Nhà máy điện SU HT Ñ T 220 110 kV kV A дц H 63000 Тд 80000/110 Тд 80000/110 дц H 63000 Tт ц ц т MF MF MF MF 3 1 2 4 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] = 30,087 MVA   1 1 SCH (t ) = [2.S đmF − SUF ] = [2.57,5 − 18,824] = 48,088MVA UT max 2 2  SCC (t ) = SCH (t ) − S CT (t ) = 48,088 − 30,087 = 18,001MVA   Công suất thiếu được tính theo biểu thức:  Sthiếu= SVHT ax - 2. SCC max = 91,062 –2.18,001 = 55,06 MVA UT m UT 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 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. Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 19
Đồ án môn học: Nhà máy điện Hỏng 1 máy biến áp liên lạc. 2. S UT HTÑ 220 110 kV kV A дцтH 63000 Тд 80000/110 Тд 80000/110 дцтH 63000 T ц ц MF3 MF1 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). - Phân bố công suất khi sự cố: Sinh viên: Nguyễn Danh Đức Lớp: Đ3-H1 Page: 20