Nhà máy điện & Trạm biến áp
S(t) là công suất phát ra của nhà máy tại thời điểm t, MVA
% là phần trăm lợng điện tự dùng: 6%
Cos là hệ số công suất của phụ tải tự dùng: 0,85
Bảng biến thiên công suất của phụ tải tự dùng nh sau.
Bảng 1-4
t(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
S (t)
MVA
423,5 470,6 470,6 423,5 423,5 423,5 423,5 376,5
S
td
MVA
26,54 28,24 28,236 26,54 26,54 26,54 26,54 24,85
Đồ thị phụ biểu diễn quan hệ giữa công suất của phụ tải tự dùng với thời gian nh
hình 1- 3.
1.2.4.Công suất phát về hệ thống.
S
HT
= S
NM
- (S
đp
+ S
td
+ S
T
+ S
c
) ; với S
c
= 0
Bảng biến thiên công suất phát về hệ thống.
5
Hình 1- 3
S(MVA)
t(h)
24
20
17
8
40
30
20
24,85
28.23
26.54
0
5 11
14
24
26.54
Nhà máy điện & Trạm biến áp
Đồ thị biểu diễn quan hệ công suất phát về hệ thống theo thời gian nh hình 1-
4.
Bảng 1-5
t(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
S
NM
(MVA) 423.5 470.6 470.6 423.5 423.5 423.5 423.5 376.5
S
đp
(MVA) 14.65 14.65 13.02 13.02 13.02 13.02 14.65 14.65
S
T
(MVA) 269.9 337.3 303.6 303.6 337.3 269.9 303.6 269.9
S
td
(MVA) 26,54 28,24 28,236 26,54 26,54 26,54 26,54 24,85
S
HT
(MVA) 112.46 90.41 125.74 80.34 46.64 114 78.71 67.1
Chơng 2 : Xác định các phơng án
Theo chơng 1 ta có kết quả tính toán sau:
Phụ tải địa phơng :
6
Hình1- 4
S(MVA)
470.6
t(h)
22
20
17
8
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
423.5
337
.3
303.6
163,14
269.9
43.1
26.5
24.85
28.23
13.04
14.65
114
225
376.5
S
T
S
HT
S
TD
S
ĐP
S
NM
5
11
14
24
125.7
90.4
112.46
76.8
778.7
67.1
26.5
269.9
337
.3
Nhà máy điện & Trạm biến áp
S
đpmax
= 14,65MVA
S
đpmin
= 13,02 MVA
Phụ tải trung áp :
S
Tmax
= 337,3 MVA
S
Tmin
= 269,9MVA
Phụ tải tự dùng :
S
Tdmax
= 32,08 MVA
S
Tdmin
= 28,23MVA
Phụ tải phát vào hệ thống :
S
HTmax
= 125,8 MVA
S
HTmin
= 43,14 MVA
Dự trữ quay của hệ thống bằng 200 MVA, lớn hơn công suất của bộ máy phát
điện - máy biến áp (MPĐ - MBA) nên ta dùng sơ đồ bộ MPĐ - MBA.
Vì ta có S
đpmax
= 14,65 (MVA) và phụ tải địa phơng lấy ở đầu cực 2 máy phát có
nối với máy biến áp tự ngẫu:
p% =
647,117.2
65,14
= 6,2% < 15% công suất của một máy
phát do đó ta không cần sử dụng thanh góp điện áp máy phát.
Mặt khác phía cao áp có cấp điện áp là 220KV & phía trung áp có cấp điện áp
110KV đây là lới có trung tính nối đất trực tiếp do đó ta dùng hai máy biến áp tự
ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp. Với hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu là:
=
220
110220
= 0,5
Từ đó ta vạch ra các phơng án nh sau.
2.1.Phơng án 1.
Phơng án I, phía cao áp thanh góp 220kV bố trí 3 máy biến áp gồm 2 máy biến
áp tự ngẫu và 1 máy biến 3 pha 2 dây quấn. Phía trung áp thanh góp 110kV đợc
nối với một bộ máy phát điện - máy biến áp ba pha hai dây quấn là và F
4
-B
4
. Để
cung cấp điện thêm cho các phụ tải này cũng nh để liên lạc giữa ba cấp điện áp
dùng hai bộ máy phát điện -máy biến áp tự ngẫu (F
1
-B
1
và F
2
-B
2
).
Phụ tải địa phơng 10.5kV đợc cung cấp điện từ đầu cực hai máy phát điện F
1
,F
2
thông qua 2 kháng đờng dây.
7
Nhà máy điện & Trạm biến áp
Ưu điểm của phơng án này là công suất không bị truyền ngợc từ phía trung áp
sang phía cao áp.
2.2.Phơng án 2.
Để khắc phục nhợc điểm trên, chuyển bộ F
3
-B
3
từ thanh góp 220kV sang
phía 110kV. Phần còn lại của phơng án II giống nh phơng án I.
Ưu điểm của phơng án này là chỉ dùng hai loại máy biến áp,dễ sửa chữa
thay thế dự phòng
S
Tmin
= 269,9 > 2.117,647 Nên 2 máy phát luôn làm việc ở định mức
8
HT
~
S
T
220KV
110KV
F
4
S
đp
S
TD
~
B
3
F
3
S
TD
S
đp
~
B
1
S
TD
F
1
~
B
2
F
2
S
TD
Hình 2-1
B
4
Nhà máy điện & Trạm biến áp
9
S
TD
HT
220KV
~
B
3
S
TD
F
3
~
B
1
F
1
S
đp
~
S
T
110KV
B
4
F
4
S
TD
~
B
2
F
2
S
TD
S
đp
Hình 2-2
Nhà máy điện & Trạm biến áp
Chơng 3 : Chọn máy biến áp
3.1.Phơng án 1.
3.1.1.Chọn máy biến áp.
3.1.1.1.Máy biến áp B
4
(Phía trung áp có cấp điện áp 110KV).
Máy biến áp này là máy biến áp hai dây quấn nên chọn theo điều kiện:
S
T4đm
S
Gđm
=
dm
Gdm
Cos
P
=
85,0
100
= 117,647 (MVA)
Chọn máy biến áp kiểu TD-125/121.
3.1.1.2.Máy biến áp T
3
(Phía cao áp có cấp điện áp 220KV).
Đây cũng là loại máy biến áp hai dây quấn nhng lại đợc đặt bên phía cao áp nên
tơng tự nh chọn máy biến áp T
4
ta chọn máy biến áp T
3
loại TD-125/242.
3.1.1.3.Máy biến áp tự ngẫu T
1
& T
2
.
Máy biến áp này đợc chọn theo điều kiện:
S
T1đm
= S
T2đm
1
S
Gđm
=
5,0
65,117
= 235 (MVA)
Trong đó: =
220
110220
= 0,5
Chọn máy biến áp loại ATDTH-360
Từ đó ta có bảng tham số của các máy biến cho phơng án 1 nh sau:
Bảng 3-1
Máy
biến
áp
Cấp
điện
áp
(KV)
Loại
S
đm
(MVA)
Điện áp cuộn dây
(KV)
Tổn thất (KW) U
N
(%)
I (%)
Giá
x10
3
(USD)
C T H
P
o
P
N
C-T C-H T-H
A C-T C-H T-H
T
4
110
TD
125 115 - 10,5 115 - 400 - - 10.5 - 0.5 115
T
5
220
TD
125 242 - 10,5 115 - 380 - - 11 - 0.5 162
T
1
&
T
2
220
ATD
TH
360 220 121 11 450 900 500 650 8 28 18 1,4 350
3.1.2.Tính toán điều kiện làm việc của các máy biến áp.
3.1.2.1.Khi làm việc bình thờng.
S
đmT4
= 125(MVA) > (S
đmG
-
4
1
.S
tdmax
) = (117,647 -
4
1
.32,08) =
= 109,72(MVA)
10
Nhà máy điện & Trạm biến áp
S
đmB1
= S
đmB2
= 360MVA >
2
1
.
maxtddmFmaxT
S.
4
1
SS
=
=
08,32.
4
1
647,1173,337.
2
1
= 113,836 (MVA)
Nh vậy trong điều kiện làm việc bình thờng các máy biến áp đã đợc chọn
không bị quá tải.
3.1.2.2.Khi sự cố.
Vì công suất định mức của các máy biến áp hai cuộn dây đợc chọn theo công
suất định mức của các máy phát điện nên việc kiểm tra quá tải chỉ cần kiểm tra với
sự cố với máy biến áp tự ngẫu:
Coi sự cố nặng nề nhất là lúc phụ taỉ bên trung cực đại:
max
T
S
= 337,3 (MVA)
Khi đó S
VHT
= 125,8 (MVA) và S
Uf
= 14,65 (MVA)
a. Giả thiết sự cố bộ F
4
-B
4
Kiểm tra điều kiện : 2. k
qtsc
..S
đmTN
max
T
S
2,1,4.0,5.360 = 504 (MVA) > 337,3 (MVA) thoả mãn điều kiện
Lúc này công suất tải lên trung áp qua mỗi máy biến áp là:
S
CT-B1
= S
CT-B2
= S
T
/2 = 168,65 (MVA)
Cho máy phát F
1
và F
1
làm việc định mức,do đó công suất qua cuộn hạ của B
1
và B
1
là:
S
CH-B1
= S
CH-B2
= S
Fđm
- S
UF
/2 - S
TD
/4
= 117.647 - 14.65/2 - 32.08/4
= 102.31(MVA)
Công suất tải lên cao áp của máy biến áp B
1
hoặc B
2
S
CC-B1
= S
CH
- S
CT
= 102.31 168.65 = - 66.34(MVA)
Dấu - chứng tỏ công suất đi từ thanh góp hệ thống 220 kV sang thanh góp
trung áp 110kV bù vào phần công suất thiếu với trị số:
2.66,34 = 132,68(MVA). Khi đó lợng công suất nhà máy cấp cho phía cao
áp còn thiếu một lợng :
S
thiếu
= S
VHT
- (S
B4
- 2.S
CC-B1,B2
)
= 125,8-(117,647 2.66,34) = 140.83< S
dtHT
= 200(MVA)
Qua trên ta thấy rằng khi sự cố bộ F
4
-B
4
hai máy biến áp tự ngẫu B
1
và B
2
làm
việc không quá tải.
b. Sự cố máy biến áp tự ngẫu B
1
(hoặc B
2
)
Khi B
1
sự cố thì F
1
ngừng làm việc.Trờng hợp này kiểm tra quá tải của B
2
:
11
Nhà máy điện & Trạm biến áp
Kiểm tra điều kiện :k
qtsc
..S
đmTN
max
T
S
-
T
bo
S
1,4.0,5.360 = 252 (MVA) > 337.3 117.65 = 219.653 (MVA)
Vậy máy biến áp đã chọn thoả mãn .
Trong trờng hợp sự cố một bộ máy phát - máy biến áp, cho phép làm việc trong
tình trạng này.
Nh vậy các máy biến áp đã chọn cho phơng án 1 đều đảm bảo yêu cầu kỹ thuật,
làm việc tin cậy. Các máy biến áp không bị quá tải trong các điều kiện làm việc
khác nhau.
3.1.3.Tính dòng công suất phân phối cho các máy biến áp và các cuộn dây
của máy biến áp.
Quy ớc chiều dơng của dòng công suất là chiều đi từ máy phát lên thanh góp
đối với máy biến áp 2 cuộn dây và đi từ phía hạ lên phía trung và cao đối với máy
biến áp liên lạc.
S
CC-B1
(t), S
CT-B1
(t), S
CH-B1
(t) ,S
CC-B2
(t), S
CT-B2
(t), S
CH-B2
(t): là công suất biểu kiến qua
cuộn cao, trung, hạ của MBA tự ngẫu tại thời điểm t.
S
bC
, S
bT
: Công suất biểu kiến của 1 bộ bên cao, trung.
S
VHT
(t), S
T
(t) : Công suất biểu kiến phát về hệ thống, phụ tải bên trung tại thời
điểm t.
3.1.3.1.Máy biến áp 2 cuộn dây.
Luôn cho vận hành với đồ thị bằng phẳng vì máy biến áp hai cuộn dây không
có điều chỉnh dới tải, do đó:
C
bo
S
=
T
bo
S
= S
đmG
-
4
1
.S
tdmax
= 117,65 -
4
1
.32,08 = 109,72 (MVA)
3.1.3.2.Máy biến áp tự ngẫu.
Cuộn cao : S
CC-B1
= S
CC-B2
=
2
1
.[ S
VHT
(t) -
C
bo
S
]
Cuộn trung : S
CT-B1
= S
CT-B1
=
2
1
.[ S
T
(t) -
T
bo
S
]
Cuộn hạ : S
CH-B1
= S
CC-B1
+ S
CT-B1
Dựa vào kết quả công suất phụ tải bên trung áp & công suất phát về hệ thống
ta có bảng phân phối công suất cho các máy biến áp nh sau :
Bảng 3-2
12
Nhà máy điện & Trạm biến áp
Loại
máy
biến
áp
Cấp
điện
áp
Công
suất
(MVA)
Thời gian (h)
0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
Hai
cuộn
dây
Cao
&
trung
S
bT
109,7 109,7 109,7 109,7 109,7 109,7 109,7 109,7
Tự
ngẫu
Cao S
CC
(t) -0.35 -9.64 8.05 -16.43 -33.28 0.4 -17.25 -24.92
Trung S
CT
(t) 80.1 113.8 96.95 96.95 113.8 80.1 96.95 80.1
Hạ S
CH
(t) 79.75 104.2 105 80.52 80.52 80.5 79.71 55.19
3.1.4.Tính 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 của nó.
Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc vào 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
o
. t + P
N
.
2
dmT
bo
S
S
. t
Với t = 8760 giờ, là thời gian máy biến áp vận hành trong một năm.
Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu:
A
TN
=P
o
.t + 365.
+
+
2
dm
H
i
H
N
2
dm
T
i
T
N
2
dm
C
i
C
N
S
S
.P
S
S
.P
S
S
.P
.t
i
Trong đó :
C
i
S
,
T
i
S
,
H
i
S
là công suất tải qua cuộn cao, trung và hạ của máy
biến
áp tự ngẫu trong khoảng thời gian thứ t
i
.
S
đm
là công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu.
C
N
P
,
T
N
P
,
H
N
P
là tổn thất công suất khi ngắn mạch trên cuộn
cao,trung và hạ của máy biến áp tự ngẫu.
Dựa vào thông số máy biến áp và các bảng số liệu ta tính ra đợc tổn thất điện
năng trong các máy biến áp ở từng phơng án nh sau :
3.1.4.1.Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai dây quấn.
13
Nhà máy điện & Trạm biến áp
A
T3
=
+
2
125
72,109
.380115
.8760 = 3572,12.10
3
(KW.h)
A
T4
=
+
2
125
72,109
.400100
.8760 = 3575,7.10
3
(KW.h)
3.1.4.2.Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu.
Trớc hết phải tính tổn thất công suất ngắn mạch trong các cuộn cao, trung, hạ :
+=
+=
222
HT
N
2
HC
N
TC
N
C
N
5,0
650
5,0
500
900.5,0
PP
P.
2
1
P
=150 (KW)
=
+=
+=
222
HC
N
2
HT
N
TC
N
T
N
5,0
500
5,0
650
900.
2
1
PP
P.
2
1
P
750 (KW)
=
+=
+
=
900
5,0
650
5,0
500
.
2
1
P
PP
.
2
1
P
22
TC
N
2
HT
N
2
HC
N
H
N
1850 (KW)
Ta có : A
TN
=P
o
.t + 365.
+
+
2
dm
H
i
H
N
2
dm
T
i
T
N
2
dm
C
i
C
N
S
S
.P
S
S
.P
S
S
.P
.t
i
i
24
1
2
i
C
t.)S(
= 5.(-0,35)
2
+3.(9,64)
2
+3.(8,05)
2
) +3.(-16.43)
2
+ 3.(-33,28)
2
+3.(0,4)
2
)
+ 2.(-17,25)
2
+ 2.(-24,92)
2
=
= 5.0.123 + 3.1535,4+2.918,57
=6443,95 (MW
2
.h)
i
24
1
i
T
t.S
= 5.(80,1)
2
+3.(113,8)
2
+3.(96,95)
2
+3.(113,8)
2
+ 3.(80,1)
2
+3.(96,95)
2
+ 2.(96,95)
2
+ 2.(80,1)
2
=
= 5. 6416+ 3. 51115,5+2.15815,3
=217057,13 (MW
2
.h)
i
24
1
i
H
t.S
= 5.(79,75)
2
+3.(104,2)
2
+3.(105)
2
+3.(80,52)
2
+ 3.(80,52)
2
+3.(80,5)
2
+ 2.
(79,71)
2
+ 2.(55,19)
2
=
= 5.6360 + 3.41329,83+2.9399,62
=174588,73 (MW
2
.h)
Do đó : A
T1
= A
T2
=0,45.8760+
2
360
365
.{0,15.6443,95+0,75.217057+1,85. 174588,73}
=3942+1370,86=5312,86 (MWh)
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét