Xem mẫu
- Đồ án môn học
Thiết kế nhà máy nhiệt
điện
.
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY
Tại mỗi thời điểm điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằng với điện
năng tiêu thụ của phụ tải kể cả các tổn thất của phụ tải. Trong thực tế điện
năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay đổi, vì thế việc xây dựng được đồ
thị phụ tải là rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành.
Dựa vào đồ thị phụ tải ta có thể chọn được phương án nối điện hợp lý,
đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Đồ thị phụ tải còn cho ta chọn đúng
công suất của các máy biến áp (MBA) và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ
máy với nhau và giữa các nhà máy điện với nhau.
I.1.1. Chọn máy phát điện.
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm 4 tổ máy công suất mỗi máy là
60MW.
Chọn 4 máy phát điện kiểu TBΦ-60-2 ( Phụ lục II.1.Tr.100,104. [1] ) có
các thông số như bảng 1-1:
Bảng 1-1
Sđm Pđ m U đm Iđ m Điện kháng tương đối
KÍ H I Ệ U cosϕđm
M VA MW kV kA Xd’’ Xd ’ Xd
TBΦ-60-2
- 75 60 0 ,8 0 10,5 4,125 0,146 0 ,2 2 1,691
I.1.2. Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp.
Từ đồ thị phụ tải nhà máy và đồ thị phụ tải các cấp điện áp dưới dạng
bảng theo % công suất tác dụng và hệ số cosϕ, ta tính được phụ tải ở các cấp
điện áp theo công suất biểu kiến từ công thức sau:
Pt p%.Pmax
St = với : Pt = .
Cos ϕ 100
Trong đó: S(t) _ Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t (MVA).
Cosϕ _ Là hệ số công suất của phụ tải.
I.1.3. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.
Nhà máy gồm 4 tổ máy có công suất mỗi tổ:
Pdm
..
60
Pđm = 60 MW, Cosϕđm = 0,80 ⇒ Sdm = = = 75 MVA.
cosϕdm 0,80
1
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là:
PNMđm = 4×Pđm = 4×60 = 240 MW ⇒ SNMđm = 300 MW.
Từ đồ thị phụ tải nhà máy và công thức:
Pt p %. Pmax
St = với : Pt = .
Cos ϕ t 100
Ta tính được đồ thị phụ tải của nhà máy theo thời gian. Kết quả ghi trong
bảng 1-1 và đồ thị phụ tải nhà máy ( Hình 1-2 ).
Bảng 1-1 ( Phụ tải toàn nhà máy ).
t (giờ) 0-8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24
P% 75 100 90 100 75
PNM(t) MW 180 240 216 240 180
SNM(t) MVA 225 300 270 300 225
S (MVA) 300 300
300 270
250 225 225
200
150
100
50
t (h)
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Hình 1-2 - Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
I.1.4. Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy:
Tự dùng max của toàn nhà máy bằng 8% công suất định mức của nhà
máy với cosϕ = 0,85 được xác định theo công thức sau:
S td (t ) =
∑P Fdm
.
α% ⎛
⎜ S (t )
. 0,4 + 0,6. NM
⎞
⎟
cos ϕ td 100 ⎝⎜ ∑ S Fdm ⎟
⎠
với ΣPFđm = 240 (MW)
ΣSFđm = 300 (MVA)
8 240 ⎛ S (t ) ⎞
→ Std (t ) = . .⎜ 0,4 + 0,6. NM ⎟
100 0,80 ⎝ 300 ⎠
Trong đó Std(t) : Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t.
2
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
∑SFđm : Công suất đặt toàn nhà máy.
SNM (t) : Công suất phát toàn nhà máy tại thởi điểm t.
Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) và công thức trên ta có phụ tải tự
dùng của nhà máy theo thời gian như bảng 1- 3 và đồ thị phụ tải hình 1- 4.
Bảng 1-3 - Phụ tải tự dùng toàn nhà máy
t(h) 0- 8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24
SNM(t) MVA 225 300 270 300 225
Std(t) MVA 20,40 24,00 22,56 24,00 20,40
S (MVA) 24
25 24
20.4 20.4
20 22.56
15
10
5
t (h)
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Hình 1- 4 - Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy
I.1.5. Phụ tải địa phương:
Như nhiệm vụ thiết kế đã cho:
Pmax = 12,6 MW, Cosϕ = 0,80, U = 10,5 kV gồm 2 kép + 4 đơn .
Từ công thức sau:
Pdp (t ) Pdp %.Pdp max
S dp (t ) = với: Pdp (t ) = .
Cosϕ t 100
Ta có kết quả cho ở bảng 1-5 và đồ thị phụ tải hình 1-6.
Bảng 1 - 4 - Phụ tải địa phương
t(h) 0-6 6 - 10 10 - 14 14 - 18 18 - 24
Pđp% 60 90 85 100 65
Pđp(t)MW 7,56 11,34 10,71 12,60 8,19
Sđp(t)MVA 9,45 14,18 13,39 15,75 10,24
3
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
S (MVA)
25
20
15.75
14.18
15
9.45 13.39 10.24
10
5
t (h)
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Hình 1- 6 - Đồ thị phụ tải địa phương
I.1.6. Đồ thị phụ tải phía điện áp trung (110kV):
Phụ tải điện áp cao Pmax = 140 MW, Cosϕ = 0,80 gồm 1 kép + 4 đơn .
Công suất ở các thời điểm được xác định theo công thức sau:
Pc (t ) Pc %.Pc max
S c (t ) = với: Pc (t ) = .
Cosϕt 100
Ta có kết quả ở bảng 1-7 và đồ thị phụ tải cho ở hình 1- 8.
Bảng 1- 7 - Phụ tải phía điện áp trung (110kV)
t(h) 0-4 4 - 10 10 - 14 14 - 18 18 - 24
P% 80 85 90 100 70
PT(t)MW 112 117 130 104 91
ST(t)MVA 140 146,25 162,5 130 113,75
S (MVA)
200
162.5
140 146.25
150 130
113.5
100
50
t (h)
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Hình 1- 8 - Đồ thị phụ tải phía điện áp trung (110kV)
4
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
I.1.7. Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát vào
hệ thống .
Phương trình cân bằng công suất toàn nhà máy:
SNM(t) = Std(t) + Sđp(t) +ST(t) +SHT(t).
Ta bỏ qua tổn thất ΔS(t) trong máy biến áp.
⇒ SHT(t) = SNM(t) - [Std(t) + Sđp(t) +ST(t) ].
Từ đó ta lập được kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất toàn
nhà máy như bảng 1-9 và đồ thị phụ tải hình 1-10.
Bảng 1-9 - Cân bằng công suất toàn nhà máy
t(h) 0-4 4-6 6-8 8 - 10 10 - 12 12 - 14 14 - 16 16 - 18 18 - 20 20 - 22 22 - 24
SNM(t) 225 225 225 300 300 270 300 300 300 225 225
( MVA)
Sdp(t)
9,45 9,45 14,18 14,18 13,39 13,39 15,75 15,75 10,24 10,24 10,24
( MVA)
Std(t)
20,40 20,40 20,40 24,00 24,00 22,56 24,00 24,00 24,00 20,40 20,40
( MVA)
ST(t)
140 146,25 146,25 146,25 162,5 162,5 130 130 113,75 113,75 113,75
( MVA)
SHT(t)
55,15 48,9 44,17 115,57 100,11 71,55 130,25 130,25 152,01 80,61 80,61
( MVA)
S (MVA)
160 152.01
140 130.25
115.57
120
100.11
100
80.61
80
55.15
60 48.9 71.55
40 44.17
20
t (h)
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Hình 1- 10 - Cân bằng công suất toàn nhà máy
5
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TỔNG CỦA TOÀN NHÀ MÁY
S (MVA) 300 300
300
SNM 270
250
225 225
ST
200
162.5
152.01
150 146.25
140
130.25
115.57 130 113.75
100.11
100 SHT
80.61
55.15 Std Sđp
48.9 71.55
50
44.17
20.4 24 22.56 24 20.4
13.39 15.75 10.24
9.45
14.18
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
t (h)
I.1.8. Dự trữ của hệ thống.
Ta có dự trữ của hệ thống là 14%SHT = 14%*3600 = 504 MVA, lớn hơn
so với công suất một máy phát. Công suất của hệ thống S = 3600 MVA có thể
coi là vô cùng lớn so với công suất của toàn nhà máy SNM= 300 MVA .
I.1.9. Các cấp điện áp của các hộ tiêu thụ :
Nhà máy thiết kế có 3 cấp điện áp là:
Cấp điện áp máy phát có Uđm= 10,5kV.
Cấp điện áp trung áp có Uđm= 110kV.
Cấp điện áp cao ( phía Hệ thống ) có Uđm= 220kV.
6
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
I.2. CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Một trong những nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện là chọn sơ
đồ nối điện chính. Vì khi chọn được sơ đồ nối điện chính hợp lý, không
những đảm bảo về mặt kỹ thuật mà còn đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất định mức
của mỗi tổ máy là 60 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở ba cấp
điện áp sau:
1. Phụ tải địa phương ở cấp điện áp 10,5 kV có:
SUFmax = 15,75 MVA
SUFmin = 9,45 MVA
2. Phụ tải trung áp ở cấp điện áp 110 kV có:
STmax = 162,5 MVA
STmin = 113,75 MVA
3. Phụ tải cao áp ở cấp điện áp 220 kV ( về hệ thống ) có:
SHTmax = 152,01 MVA
SHTmin = 44,17 MVA .
• Với nhà máy điện đang thiết kế có phụ tải địa phương (SUFmax = 21%
SFđm) nên ta dùng thanh góp điện áp máy phát để cung cấp (
Thanh góp điện áp máy phát được sử dụng nếu công suất phụ tải
địa phương lớn nhất vượt quá ( 15 - 20 )% công suất định mức
của một máy phát ).
• Ta có công suất dự trữ quay của hệ thống 504 MVA lớn hơn công
suất của bộ MFĐ-MBA nên ta dùng sơ đồ bộ MFĐ-MBA.
•Số lượng máy phát ghép vào thanh góp điện áp máy phát sao cho khi
có 1 máy phát điện ngừng làm việc thì máy phát còn lại phải
đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải địa phương và tự dùng
của nhà máy
• Vì trung tính của lưới điện 220KV và 110KV là lưới trung tính trực
tiếp nối đất nên để liên lạc giữa 3 cấp điện áp ta dùng máy biến
áp tự ngẫu có:
220 − 110
α= = 0,5
220
. Máy Biến áp liên lạc chọn loại có điều áp dưới tải.
• Phụ tải PTmin = 113,5 MVA lớn hơn công suất 1bộ MFĐ- MBA, do
vậy ta có thể gép 1 đến 2 bộ MFĐ- MBA để đơn giản hoá trong vận
hành cũng như việc chọn máy biến áp
7
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
* Máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu nên không cần kiểm tra
điều kiện về liên lạc công suất giữa bên trung và bên cao khi STmin
• Trên cơ sở những nhận xét trên ta vạch các phương án nối dây của
nhà máy như sau:
1. Phương án I:
HT
220 kV 110 kV
B1 B2 B3 B4
∼ ∼ ∼ ∼
F1 F2 F3 F4
Nhận xét:
Phương án đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp, khi
bố trí từng nguồn và tải cân xứng . Hai máy biến áp tự ngẫu có dung lượng
nhỏ, nhưng có nhược điểm là: khi phụ tải trung áp cực tiểu thì sẽ có 1 lượng
công suất phải tải qua 2 lần máy biến áp làm tăng tổn thất ,tuy nhiên do máy
biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu nên ta có thể bỏ qua nhược điểm này .
2. Phương án II:
Cũng trên cơ sở phương án 1 nhưng khác là ta đưa 1 bộ MFĐ- MBA 2
dây quấn bên trung áp sang bên cao áp
Sơ đồ phương án
8
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Sơ đồ phương án 2:
HT
110 kV
220 kV
B1 B2 B3 B4
∼ ∼ ∼ ∼
F1 F2 F3 F4
Nhận xét :
Phương án này đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp .
Nhưng so với phương án 1 thì có nhược điểm là: máy biến áp phía cao đắt
tiền hơn, và phải sử dụng đến 3 loai máy biến áp, nhưng lại tránh được công
suất tải qua 2 lần máy biến áp khi phụ tải trung áp cực tiểu.
3. Phương án III:
Nối 3 máy trên thanh góp điện áp máy phát, chỉ cần nối 1 bộ MFĐ-
MBA bên trung áp
HT
220 kV 110 kV
榶 *
B1 B2 B3
∼ ∼ ∼ ∼
F1 F2 F3 F4
Nhận xét :
9
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Phương án này đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp .
Có số lượng máy biến áp giảm so với các phương án trước . Có nhược điểm là
thiết bị phân phối điện áp máy phát phức tạp, có dòng cưỡng bức qua kháng
lớn có thể không chọn được kháng .
Tóm lại:
Qua những phân tích trên đây để lại phương án I và phương án II để
tính toán, so sánh cụ thể hơn về kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ
nối điện tối ưu cho nhà máy điện.
10
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
CHƯƠNG II
CHỌN MÁY BIẾN ÁP
TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
II.1. Chọn máy biến áp:
Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện . Tổng
công suất các máy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất các máy phát điện .
Chọn MBA trong nhà máy điện là loại, số lượng, công suất định mức và hệ số
biến áp. MBA được chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong điều kiện
bình thường và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất
Nguyên tắc chung để chọn MBA là trước tiên chọn SđmB ≥ Smax _ công
suất cực đại có thể qua biến áp trong điều kiện làm việc bình thường, sau đó
kiểm tra lại điều kiện sự cố có kể đến hệ số quá tải của MBA . Xác định công
suất thiếu về hệ thống phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống . Ta lần lượt
chọn MBA cho từng phương án
Giả thiết các máy biến áp được chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ
môi trường nơi lắp đặt nhà máy điện . Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất
định mức của chúng.
I. PHƯƠNG ÁN I:
1. Chọn máy biến áp:
a. Chọn máy biến áp B3 , B4:
Các máy biến áp này được chọn theo điều kiện của sơ đồ bộ :
60
SB3=Sb4≥ SMFđm= = 75MVA
0,8
Tra bảng chọn máy biến áp loại TPдцH 80
(Phụ lục III.4.Tr.151. [1] )
Sđm UC UH P0 PN Giá
UN% IN% Loại
MVA kV kV kW kW USD
80 115 10,5 70 310 10,5 0,55 550.000 TPдцH
b. Chọn máy biến áp B1, B2
Máy biến áp liên lạc này được chọn theo điều kiện công suất thừa:
n
Sthừa= ∑1
SđmMF- (SUfmin + n.S(1)tdmax)
• SđmMF : Công suất định mức của 1 máy phát
• S(1)tdmax: Công suất tự dùng cực đại tại 1 máy phát
11
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
•n : Số máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát
• SUfmin : Công suất địa phương cực tiểu
Vậy ta có:
24
Sthừa= 2.75 - (9,45 + 2· ) = 128,55 (MVA)
4
Chọn công suất MBATN theo điều kiện :
1
SB1,B2 ≥ Sthừa
2α
1
SB1,B2 ≥ . 128,55 = 128,55 (MVA)
2.0,5
Tra bảng ta chọn MBA ATдцH - 160
(Phụ lục III.6.Tr.156. [1] ) có các thông số sau:
PN
UC UT UH P0 UN% I0%
kW
kV kV kV kW
C-T C-H T-H C-T C-H T-H
230 121 11 105 290 - - 11 32 20 0,5
2. Phân bố công suất cho các máy biến áp:
a. Phân bố công suất cho B3, B4 :
Để đảm bảo vận hành kinh tế, thuận tiện, ta cho B3, B4 làm việc với đồ
thị phụ tải bằng phẳng suốt cả năm.
Std max
SB3 = SB4 = SđmMF -
4
24
= 75 - = 69 MVA
4
Vậy ta có đồ thị phụ tải của B3, B4:
S
(MVA)
69
t (h)
0
24
12
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
SB3 = SB4 = 69 MVA < SB3,B4đm= 80 MVA do vậy khi làm việc bình
thường B3, B4 không bị quá tải.
b. Phân bố công suất máy B1, B2:
1
Công suất cuộn cao áp : SCC1 = SCC2 = SVHT
2
1
Công suất cuộn trung áp : SCT1 = SCT2 = [ST - (SB3+ SB4)]
2
Công suất cuộn hạ: SCH1 = SCH2 = SCC + SCT
Bảng tính toán phân bố công suất cho các máy biến áp liên lạc:
Giờ 0-4 4-6 6-8 8 - 10 10 - 12 12 - 14 14 - 18 18 - 20 20 - 24
SCH(t) 17,58 17,58 15,21 50,91 51,31 37,03 50,13 50,13 52,88
SCT(t) -10,00 -6,88 -6,88 -6,88 1,25 1,25 -15,00 -15,00 -23,13
SCC(t) 27,58 24,45 22,09 57,79 50,06 35,78 65,13 65,13 76,01
(Dấu âm ở đây thể hiện là công suất được truyền từ phía trung áp của
máy biến áp tự ngẫu sang bên cao áp)
Từ bảng kết quả trên ta có nhận xét :
• Máy biến áp B3, B4 không bị quá tải (Sđm= 69 MVA)
• Công suất cuộn cao MBATN: SCmax= 76,01 MVA < Sđm= 125MVA
• Công suất cuộn trung MBATN:
STmax= 23,13 MVA < αSđm= 0,5.125 = 62,5 MVA
• Công suất cuộn hạ MBATN SHmax= 52,88 MVA < αSđm= 62,5 MVA
Kết luận:
Ở điều kiện bình thường thì không có máy biến áp nào bị quá tải
3. Kiểm tra quá tải khi sự cố
Để kiểm tra lúc sự cố ta xét 2 trường hợp nguy hiểm nhất là lúc phụ
tải trung áp đạt giá trị cực đại
• STmax = 162,5 MVA
• SUf = 13,39 MVA
• SVHT = 100,11 MVA
a. Đối với máy biến áp B3, B4:
Ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải sự cố với bộ MF-MBA
b. Đối với máy biến áp liên lạc:
* Kiểm tra lúc bình thường:
13
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
2. kbt.α.SđmTN≥ Sthừa
kbt: Hệ số quá tải cho phép lúc bình thường kbt=1,3
SđmTN: công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu
Vậy :
2. kbt.α.SđmTN≥ Sthừa
2.1,3.0,5.160≥ Sthừa
208 MVA ≥ 128,55 MVA
Vậy máy biến áp tự ngẫu đã chọn thoả mãn điều kiện tải được lượng công
suất thừa lúc bình thường.
* Kiểm tra điều kiện sự cố lúc phụ tải trung max:
* Hỏng 1 máy biến áp bộ: ví dụ hỏng MBA bộ B3
1 max
+ Điều kiện: 2.ktsc.α.SđmTN≥ STmax- (SFbộ- Std )
4
ksc: Hệ số quá tải cho phép lúc sự cố ksc=1,4.
24
2.ktsc.α.SđmTN= 2.1,4.0,5.160 = 224 MVA >128,55 – (75+ )= 47,55 MVA
4
(Thoả mãn)
+ Phân bố công suất sau sự cố :
Công suất của mỗi cuộn trung MBATN là:
1 1
SCT1 = SCT2 = (STmax- SB4) = (128,55 - 69) = 29,78 MVA
2 2
Công suất cuộn hạ MBATN:
1
SCH1 = SCH2 = (∑SFbộ - SUf - 2. Stdmax )
2
1 24
=
(2. 75 - 13,39 - 2. ) = 62,31 MVA
2 4
Công suất cuộn cao MBATN là:
SCC1 = SCC2 = SCH - SCT = 62,31 – 29,78 = 32,53 MVA
Xác định công suất thiếu:
SThiếu = SVHT - 2.SCC
= 100,11 - 2. 32,53 = 35,05 MVA < Sdt = 504 MVA
* Khi một MBATN bị sự cố:
+ Điều kiện quá tải sự cố:
14
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
kqtsc.α.SđmTN ≥ STmax - ∑SBAbộ
⇔ 1,4.0,5. 160 MVA ≥ 128,55 - 2.69 (Thoả mãn)
+ Xác định sự phân bố lại công suất sau sự cố :
Công suất tải qua cuộn trung MBATN:
SCT = STmax - 2. SBộ
= 128,55 - 2.69 = - 9,45 MVA ( Dấu - là tải từ cuộn trung
sang cuộn cao MBA TN)
Công suất tải qua cuộn hạ MBATN:
SH =∑ SFmax - SUf - Stdmax
24
= 2.75 - 13,39 - 2. =124,61 MVA (1)
4
MBATN còn lại tải được công suất ở cuộn hạ như sau:
SH = ksc.α.SđmTN =1,4.0,5.125 = 87,5 MVA (2)
So sánh (1) và (2) ,ta thấy (1)>(2) và ta sẽ lấy (2)
Vậy công suất chuyên tải qua cuộn hạ MBATN sẽ là:
SCH = 87,5 MVA
Công suất tải qua cuộn cao áp MBATN:
SCC = SCH - SCT
= 87,5 – (- 9,45) = 96,95 MVA
Công suất thiếu:
Sthiếu = SVHT - SCC
= 100,11 - 96,95 = 3,16 MVA < Sdt = 504 MVA
(Thoả mãn )
Nhận xét:
• Công suất phát vào hệ thống là vừa đủ
• Máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải quá mức cho phép.
Vậy các máy biến áp đã chọn trong phương án I thoả mãn điều kiện
vận hành lúc bình thường và khi sự cố
II. PHƯƠNG ÁN II :
1. Chọn máy biến áp:
a. Chọn máy biến áp B1, B4:
15
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Hoàn toàn tươnh tự như phương án 1:
•Chọn MBA B4 loại TPдцH 80- 115/10,5 có các thông số sau:
(Phụ lục III.4.Tr.151. [1] )
Sđm UC UH P0 PN Giá
UN% IN% Loại
MVA kV kV kW kW USD
80 115 10,5 70 310 10,5 0,55 550.000 TPдцH
•Chọn MBA B1 loại TPдц 80-242/10,5(Phụ lục 6.Tr.155. [1])
có các thông số:
Sđm UC UH P0 PN Giá
UN% IN% Loại
MVA kV kV kW kW USD
80 242 10,5 80 320 11 0,6 800.000 TPдц
b. Chọn máy biến áp B2 , B3
Chọn theo điều kiện công suất thừa:
24
Sthừa= ∑ SđmMF - SUfmin - 2.S(1)td = 2.75 – 9,45 - 2. = 128,55 MVA
4
Chọn MBA có công suất :
1
SB3 = SB4 ≥ . Sthừa = 128,55 MVA
2.α
Tra bảng ta chọn MBA ATдцH - 160
(Phụ lục III.6.Tr.156. [1] ) có các thông số sau:
PN
UC UT UH P0 UN% I0%
kW
kV kV kV kW
C-T C-H T-H C-T C-H T-H
230 121 11 105 290 - - 11 32 20 0,5
2. Phân bố công suất cho các máy biến áp:
a. Phân bố công suất cho máy biến áp B4 , B1:
Để đảm bảo vận hành kinh tế thuận tiện ta phân bố công suất MBA B1,
B4, giống như trong phương án I:
SB1 = SB4= 69 MVA
16
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Đồ thị phụ tải máy biến áp:
S
(MVA)
69
t (h)
0
24
SB1 = SB4= 69 MVA < Sđm = 80 MVA, nên khi làm việc bình thường
MBA SB1 , SB4 không bị quá tải
b. Phân bố công suất cho máy biến áp B2, B3 :
Công suất cuộn cao:
1
SCC1 = SCC2 = .(SHT - SB1 )
2
Công suất cuộn trung :
1
SCT1 = SCT2 = .( ST - SB4)
2
Công suất cuộn hạ :
SCH = SCC + SCT
Dựa vào đồ thị phụ tải ta có bảng số liệu phân bố công suất cho các máy biến
áp như sau:
Giờ 0-4 4-6 6-8 8 - 10 10 - 12 12 - 14 14 - 18 18 - 20 20 - 24
SCH(t) 17,58 17,58 15,21 50,91 51,31 37,03 50,13 50,13 52,88
SCT(t) 30,00 33,13 33,13 33,13 41,25 41,25 25,00 25,00 16,88
SCC(t) -12,43 -15,55 -17,92 17,79 10,06 -4,22 25,13 25,13 36,01
Từ bảng tính toán trên ta có nhận xét :
• Công suất cuộn cao MBATN cực đại là :
36,01 MVA < α. Sđm = 0,5. 160 = 80 MVA
17
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
• Công suất cuộn trung MBATN cực đại là:
41,25 MVA< α. Sđm= 80 MVA
• Công suất cuộn hạ MBATN cực đại là:
52,88 MVA < α.Sđm= 80 MVA
Kết luận:
Trong quá trình vận hành lúc bình thường, các MBA không bị quá tải
3. Kiểm tra quá tải khi sự cố:
Để kiểm tra lúc sự cố, ta xét trường hợp nguy hiểm nhất là lúc phụ
tải trung áp đạt giá trị cực đại .
• STmax = 162,5 MVA
• SUf = 13,39 MVA
• SVHT = 100,11 MVA
a. Đối với máy biến áp B3 , B3:
Ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải sự cố với bộ MF - MBA
b. Đối với máy biến áp liên lạc:
* Kiểm tra lúc bình thường:
2. kbt.α.SđmTN≥ Sthừa
kbt: Hệ số quá tải cho phép lúc bình thường kbt=1,3
StđmTN: công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu
Vậy :
2. kbt.α.SđmTN≥ Sthừa
⇔ 2.1,3.0,5. 160 ≥ Sthừa
⇔ 208 MVA ≥ 128,55 MVA ⇒ (Thoả mãn)
Vậy máy biến áp tự ngẫu đã chọn thoả mãn điều kiện: Tải được lượng
công suất thừa lúc bình thường mà không quá tải quá mức cho phép.
KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN SỰ CỐ LÚC PHỤ TẢI TRUNG MAX:
• Hỏng máy biến áp bộ: Hỏng bộ B4
- Điều kiện quá tải sự cố :
kqtsc.α.n1.Stảiđm≥ SmaxquaBA = STmax
kqtsc: Hệ số quá tải cho phép lúc sự cố kqtsc=1,4
n1: Số MBA nối vào thanh ghóp điện áp MF
Stảiđm: công suất định mức của máy biến áp
18
- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Công suất cuộn trung MBATN :
kqtsc.α.n1.Stảiđm = 1,4.0,5.2.160 = 224 MVA.
SmaxquaBA= 162,5 MVA
Vậy máy biến áp tự ngẫu đã chọn thoả mãn điều kiện đảm bảo tải được
lượng công suất quá tải do sự cố mà không quá tải quá mức cho phép.
* Phân bố công suất sau sự cố :
Công suất của mỗi cuộn trung MBATN là:
1 1
SCT1 = SCT2 = STmax = 162,5 = 81,25 MVA
2 2
Công suất cuộn hạ MBATN:
1
SCH1 = SCH2 = (∑SFbộ - SUf - 3. Stdmax )
2
1 24
= (2. 75 - 13,39 - 2. ) = 62,31 MVA
2 4
Công suất cuộn cao MBATN:
SCC1 = SCC2 = SCH - SCT = 62,31 - 81,25 = -18,94 MVA
Xác định công suất thiếu:
SThiếu= SVHT - 2.SCC= 100,11 - 2. (-18,94) = 137,99 MVA < Sdt = 504 MVA
⇒ (Thoả mãn )
* Khi một MBATN bị sự cố:
+ Điều kiện quá tải sự cố:
kqtsc.α.SđmF ≥ STmax - Sbộ
⇔ 1,4.0,5.160 ≥ 162,5 - 69
⇔ 112 MVA > 93,5 MVA ⇒ ( Thoả mãn )
+ Xác định sự phân bố lại công suất sau sự cố :
Công suất tải qua cuộn trung MBATN:
SCT = STmax - SBộ
= 162,5 - 69 = 93,5 MVA
Công suất tải qua cuộn hạ MBATN:
SH = ∑ SđmMF - SUf - 3.Std
24
= 2.75 - 13,39 - 2· = 124,61 MVA (1)
4
19
nguon tai.lieu . vn