Đất nước Việt Nam ta đang trong quá trình phát triển mạnh mẽ trên mọi mặt của đời sống xã hội. Trong quá trình ấy, có phần đóng góp không thể thiếu của ngành điện với nhiệm vụ phải đảm bảo cung cấp điện đủ và tốt cho khách hàng cả nước. Điện năng được sản xuất ra từ các nhà máy điện để cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Để đáp ứng nhu cầu phụ tải, cần phải xây dựng thêm nhiều nhà máy điện. Do đó việc nghiên cứu tính toán kinh tế – kĩ thuật trong thiết kế xây dựng nhà máy điện là công việc hết sức cần thiết.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, cùng với những kiến thức chuyên ngành đã được học, em đã được giao thực hiện Đồ án thiết kế tốt nghiệp Nhà máy điện với nhiệm vụ thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện công suất 240MW. Đây là cơ hội tốt để em có thể tìm hiểu sâu hơn kiến thức tổng hợp đã được học và cũng là dịp may để em vận dụng chúng vào một bài toán thiết kế cụ thể.
Trong quá trình thiết kế, với sự tận tình giúp đỡ của TS. Huỳnh Đức Hoàn và các bạn trong lớp cùng với nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành được bản đồ án này. Tuy nhiên, do trình độ chuyên môn cũng như thời gian hạn hẹp nên bản đồ án không tránh khỏi có những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn để bản đồ án này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn các thầy trong khoa kỹ thuật và công nghê, đặc biệt là thầy TS. Huỳnh Đức Hoàn đã giúp em hoàn thành bản thiết kế đồ án môn tốt nghiệp này.
105 trang |
Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 2490 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 2, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước Việt Nam ta đang trong quá trình phát triển mạnh mẽ trên mọi mặt của đời sống xã hội. Trong quá trình ấy, có phần đóng góp không thể thiếu của ngành điện với nhiệm vụ phải đảm bảo cung cấp điện đủ và tốt cho khách hàng cả nước. Điện năng được sản xuất ra từ các nhà máy điện để cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Để đáp ứng nhu cầu phụ tải, cần phải xây dựng thêm nhiều nhà máy điện. Do đó việc nghiên cứu tính toán kinh tế – kĩ thuật trong thiết kế xây dựng nhà máy điện là công việc hết sức cần thiết.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, cùng với những kiến thức chuyên ngành đã được học, em đã được giao thực hiện Đồ án thiết kế tốt nghiệp Nhà máy điện với nhiệm vụ thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện công suất 240MW. Đây là cơ hội tốt để em có thể tìm hiểu sâu hơn kiến thức tổng hợp đã được học và cũng là dịp may để em vận dụng chúng vào một bài toán thiết kế cụ thể.
Trong quá trình thiết kế, với sự tận tình giúp đỡ của TS. Huỳnh Đức Hoàn và các bạn trong lớp cùng với nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành được bản đồ án này. Tuy nhiên, do trình độ chuyên môn cũng như thời gian hạn hẹp nên bản đồ án không tránh khỏi có những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn để bản đồ án này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn các thầy trong khoa kỹ thuật và công nghê, đặc biệt là thầy TS. Huỳnh Đức Hoàn đã giúp em hoàn thành bản thiết kế đồ án môn tốt nghiệp này.
Quy Nhơn, tháng 6 năm 2009
Sinh viên
Võ Thành Thoại
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
MỤC LỤC 2
CHƯƠNG 1
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
I.1. Chọn máy phát điện 5
I.2. Tính toán cân bằng công suất 6
I.2.1. Phụ tải điện áp máy phát 7
I.2.2. Phụ tải trung áp 8
I.2.3. Phụ tải của toàn nhà máy 9
I.2.4. Phụ tải tự dùng 11
I.2.5. Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát vào hệ
thống 12
I.2.6. Nhận xét chung 15
CHƯƠNG II
CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY
II.1. Chọn phương án nối dây 17
II.1.1. Phương án 1 17
II.1.2. Phương án 2 18
II.1.3. Phương án 3 19
II.2. Kết luận và chọn sơ bộ phương án tối ưu 19
II.3. Chọn máy biến áp cho các phương án và phân phối công suất cho các máy biến áp 20
II.3.1. Chọn công suất máy biến áp 20
II.3.1.1. Phương án 1 20
II.3.1.2. Phương án 2 21
II.3.2. Phân phối công suất cho các máy biến áp và các cuộn dây máy biến áp 22
II.3.2.1. Phương án 1 23
II.3.2.2. Phương án 2 24
II.3.3. Kiểm tra khả năng mang tải của các máy biến áp 24
II.3.3.1.Phương án 1 24
II.3.3.2.Phương án 2 27
II.4.Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp 30
II.4.1.Phương án 1 30
II.4.2. Phương án 2 32
CHƯƠNG II
XÁC ĐỊNH DÒNG LÀM VIỆC CƯỠNG BỨC VÀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
III.1.Xác định dòng làm việc cương bức 35
III.1.1.Tính dòng cưỡng bức cho phương án 1 35
III.1.2.Tính dòng điện cưỡng bức cho phương án 2 36
III.2.Tính toán dòng điện cưỡng bức 37
III.2.1.Phương án 1 37
III.2.1.1.Chọn các đại lượng cơ bản 37
III.2.1.2. Chọn điểm ngắn mạch tính toán 38
III.2.1.3.Tính điện kháng các phần tử trong hệ đơn vị tương đối 40
III.2.1.4.Lập sơ đồ thay thế và tính toán ngắn mạch 41
III.2.2.Phương án 2 49
III.2.2.1.Chọn điểm ngắn mạch tính toán 49
III.2.2.2.Tính dòng ngắn mạch tại các điểm ngắn mạch tính toán 51
CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN
TỐI ƯU
IV.1.Chọn máy cắt cho các mạch 60
IV.2.Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 61
IV.2.1.Phương án 1 61
IV.2.2.Phương án 2 62
IV.3.Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu 63
IV.3.1.Vốn đầu tư của các phương án 63
IV.3.2. Phí tổn vận hành hàng năm 64
IV.3.3.Tính chi tiết từng phương án 65
IV.3.3.1.Phương án 1 65
IV.3.3.2.Phương án 2 66
IV.4.So sánh chọn phương án tối ưu 67
CHƯƠNG V
CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN TỬ CÓ DÒNG ĐIỆN
CHẠY QUA
V.1. Chọn dao cách ly 68
V.2.Chọn thanh dẫn và thanh góp 69
V.2.1.Chọn thanh dẫn, thanh góp mềm 69
V.2.1.1.Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch 71
V.2.1.2.Kiểm tra điều kiện vầng quang 76
V.2.2.Chọn thanh dẫn cứng 78
V.2.2.1.Chọn tiết diện thanh dẫn cứng 78
V.2.2.2.Kiểm tra ổn định động 79
V.3.Chọn sứ đỡ cách điện 80
V.3.1.Kiểm tra ổn định động 81
V.4.Chọn biến điện áp và biến dòng điện 81
V.4.1.Cấp điện áp 220kV 82
V.4.2.Cấp điện áp 110kV 83
V.5.Mạch máy phát 83
V.6.Chọn cáp, kháng và máy cắt hợp bộ cho phụ tải địa phương 86
V.6.1.Chọn cáp 86
V.6.2.Chọn máy cắt điện 89
V.6.3.Chọn kháng điện 89
V.7.Chọn chống sét van cho thanh góp 93
V.8.Chọn chống sét van cho máy biến áp 93
V.8.1.Chống sét van cho máy biến áp tự ngẫu 93
V.8.2.Chống sét van cho máy biến áp hai cuộn dây 94
CHƯƠNG VI
CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG
VI.1.Chọn máy biến áp cấp một 95
VI.1.1.Máy biến áp công tác 95
VI.1.2.Chọn máy biến áp dự trữ 96
VI.2.Chọn máy biến áp cấp hai 96
VI.3.Chọn máy cắt 97
VI.3.1.Chọn máy cắt cho mạch tự dùng cấp điện áp 10,5kV 97
VI.3.2.Chọn dao cách ly 98
VI.3.3.Chọn máy cắt cho mạch tự dùng cấp điện áp 6kV 98
VI.4.Chọn áptômát cho tự dùng cho thanh góp 0,4kV 99
Tài liệu tham khảo .102
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.
Để thực hiện tốt nhiệm vụ thiết kế, chúng ta cần phải nắm vững số liệu đã cho cũng như xác định các yêu cầu kĩ thuật đòi hỏi trong quá trình thiết kế. Việc tính toán, xác định phụ tải ở các cấp điện áp và lượng công suất nhà máy thiết kế trao đổi với hệ thống điện cực kì quan trọng, là cơ sở giúp chúng ta xây dựng được bảng phân phối và cân bằng công suất toàn nhà máy. Từ đó rút ra các điều kiện để chọn các phương án nối điện toàn nhà máy tối ưu với thực tế yêu cầu thiết kế.
I.1.Chọn máy phát điện:
Cùng với sự phát triển của hệ thống năng lượng quốc gia, ở nước ta ngày càng xây dựng thêm nhiều nhà máy điện và trạm biến áp có công suất lớn, đây là phần không thể thiếu được trong hệ thống năng lượng. Thiết bị quan trọng nhất trong các nhà máy điện là máy phát điện, các máy phát điện biến đổi cơ năng thành điện năng tạo thành các nguồn cung cấp cho hệ thống.
Ngoài ra, máy phát điện có khả năng điều chỉnh công suất của mình ;do đó giữ vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng điện năng (điều chỉnh điện áp và tần số của hệ thống điện ).
Trong quá trình thiết kế, khi chọn số lượng và công suất máy phát điện (MPĐ) cần chú ý điểm sau:
-MPĐ có công suất càng lớn thì hiệu suất làm việc càng lớn nên lượng tiêu hao nhiên liệu để sản xuất ra 1 đơn vị điện năng và chi phí vận hành hàng năm càng nhỏ. Nhưng về mặt cung cấp điện thì đòi hỏi : S S.
@ S_là công suất định mức của máy phát điện.
@ S _là công suất dự trữ của hệ thống.
- Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành ta chọn MPĐ cùng loại.
- Chọn điện áp định mức phát (U) :càng lớn thì dòng điện làm việc và dòng điện ngắn mạch càng nhỏ nên càng dễ chọn thiết bị.
Trong nhiệm vụ thiết kế là nhà máy nhiệt điện với 4 tổ máy ,công suất mỗi tổ máy là 60MW .Ta chọn 4 MPĐ đồng bộ tuabin hơi TB-60-2 với các thông số cho ở bảng 1.1 (TL1_tr100)
Loại MPĐ
S
(MVA)
P
(MW)
U
(KV)
I
(KA)
Cos
X’’
X’
X
TB-60-2
75
60
10,5
4,125
0,8
0,146
0,22
1,691
Bảng 1.1.Thông số của MPĐ
I.2.Tính toán cân bằng công suất :
- Tại mỗi thời điểm điện năng hoặc là công suất sản suất ra đúng bằng công suất phụ tải.
- Đối với người vận hành thì đồ thị phụ tải dùng để sản xuất, sửa chữa và thay thế các thiết bị.
- Đối với người thiết kế dựa vào phụ tải ở các cấp điện áp để chọn sơ đồ thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp. Tiến hành tính toán kinh tế kỹ thuật để chọn phương án tối ưu.
- Cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng :
+ Tiến hành tính toán và chọn thiết bị .
+ Hệ số công suất Cosφ của phụ tải không khác nhau nhiều. Để đơn giản ta tính toán phụ tải, cân bằng công suất theo công suất biểu kiến.
+ Mỗi cấp điện áp cho P, Cos (là hệ số công suất trung bình của phụ tải), cho P%(t) là công suất tại thời điểm t.
P%(t) = .100%.
P(t) = .P
S(t) =
Trong đó:
P(t) :là công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t.
S(t) :là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t.
Cos:là hệ số công suất phụ tải.
I.2.1.Phụ tải điện áp máy phát : SUF
Ta có: U = 10,5 (kV).
P = 12 (MW).
Cos = 0,86 .
Áp dụng công thức trên ta có : PUF (t) = .P
SUF(t) =
Sau khi tính toán kết quả ghi vào bảng sau:
t(h)
CS
0-7
7-12
12-14
14-20
20-24
PUF%
60
90
80
100
60
PUF (t)
(MW)
7,2
10,8
9,6
12
7,2
SUF(t)
(MVA)
8,37
12,56
11,16
13,95
8,37
Bảng 1.2: bảng tính toán phụ tải điện áp máy phát.
Từ bảng trên ta vẽ đồ thị thời gian :
t(h)
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
14
12
10
8
6
4
2
SUF(t) MVA
0
8,37
12,56
11,16
13,95
8,37
Hình 1.1: Đồ thị thời gian phụ tải điện áp máy phát
I.2.2.Phụ tải trung áp :
Ta có: U = 110 (KV).
P = 90 (MW).
Cos = 0,85
Áp dụng công thức trên ta có : P(t) = .P
ST(t) =
Sau khi tính toán kết quả ghi vào bảng sau:
t(h)
CS
0-8
8-12
12-16
16-20
20-24
P%
65
90
90
100
70
P(t)
(MW)
58,5
81
81
90
63
ST(t)
(MVA)
68,82
85,29
85,29
105,88
74,12
Bảng 1.3: bảng tính toán phụ tải trung áp
ST(t)
MVA
0
60
80
20
40
100
68,82
85,29
105,88
74,12
Từ bảng trên ta vẽ đồ thị thời gian :
t(h)
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Hình 1.2: Đồ thị thời gian phụ tải trung áp
I.2.3.Phụ tải của toàn nhà máy:
Ta có: U = 10,5 (KV).
P = n.P= 4. 60 = 240 (MW).
Cos = 0,8
Áp dụng công thức trên ta có : P(t) = .P
SNM(t) =
Sau khi tính toán kết quả ghi vào bảng sau:
t(h)
CS
0-6
6-12
12-16
16-20
20-24
P%
70
90
80
100
70
P(t)
(MW)
168
216
192
240
168
SNM(t)
(MVA)
210
270
240
300
210
Bảng 1.4: bảng tính toán phụ tải toàn nhà máy
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h)
150
100
250
0
200
50
300
210
270
240
300
210
SNM(t)MVA
Từ bảng trên ta vẽ đồ thị thời gian
Hình 1.3: Đồ thị thời gian phụ tải toàn nhà máy
I.2.4.Phụ tải tự dùng :
Công suất tự dùng :
Ptd = 6%Pnm = .240 =14,4 MW
Stdmax = = = 18 MVA
Phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện được xác định theo biểu thức sau :
Std(t) = α Stdmax(0,4 + 0,6)
Trong đó : Std(t) : phụ tải tự dùng tại thời điểm t
Snm(t): công suất của nhà máy phát ra tại thời điểm t
Snm : công suất đặt của toàn nhà máy
α : số phần trăm lượng điện tự dùng.
Ta có:
Snm = n.SdmF = 4.75 = 300 MW
Ta có bảng biến thiên phụ tải tự dùng :
T(h)
CS
0-6
6-12
12-16
16-20
20-24
SNM(t)
(MVA)
210
270
240
300
210
S(t)
(MVA)
14,76
16,92
15,84
18
14,76
Bảng 1.5: bảng tính toán phụ tải tự dùng
Từ bảng trên ta vẽ đồ thị thời gian
Std(t) MVA
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h)
12
10
8
6
4
2
0
14
16
18
14,76
16,92
15,84
18
14,78
Hình 1.4: Đồ thị thời gian phụ tải tự dùng
I.2.5. Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát vào hệ thống :
Điện năng do nhà máy sản xuất ra, một phần tự dùng, một phần cung cấp cho phụ tải điện áp máy phát , một phần cung cấp cho phụ tải trung áp 110kV phần còn lại phát về hệ thống.
Như vậy công suất phát về hệ thống được xác định như sau :
SVHT(t) = SNM (t) – ( SUF(t)+ ST(t) + Std(t))
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h)
160
SVHT(t)
MVA
120
80
200
0
40
118,05
175,89
171,7
155,23
127,71
124,92
162,17
112,75
Hình 1.5: Đồ thị công suất phát về hê thống
Bảng biến thiên công suất tổng hợp :
T(h)
CS
0 - 6
6 - 7
7 - 8
8 -12
12 - 14
14- 16
16 - 20
20 -24
SNM(t)
(MVA)
210
270
270
270
240
240
300
210
S(t)
(MVA)
14,76
16,92
16,92
16,92
15,84
15,84
18
14,76
SUF(t)
(MVA)
8,37
8,37
12,56
12,56
11,16
13,95
13,95
8,37
ST(t)
(MVA)
68,82
68,82
68,82
85,29
85,29
85,29
105,88
74,12
S(t)
118,05
175,89
171,7
155,23
127,71
124,92
162,17
112,75
Bảng 1.6: bảng tính toán công suất phát vào hệ thống
Đồ thị phụ tải tổng hợp
SUF(t)
Std(t)
ST(t)
SVHT(t)
SNM(t)
300
S(MVA)
8,37
12,56
11,16
13.95
8,37
14.76
16,92
15,84
18
14,76
68,82
85,29
105,88
74,12
118,05
175,89
155,23
127,71
124,92
162,17
112,75
210
270
240
210
0 6 7 8 12 14 16 20 24 t(h)
Hình 1.6: Đồ thị phụ tải tổng hợp.
I.2.6. Nhận xét chung :
Nhà máy không có phụ tai cao áp chỉ có phụ tải trung áp, phụ tải điện áp máy phát , công suất thừa phát về hệ thống.
Công suất cực đại của chúng là :
SUFmax = 13,95 MVA
STmax = 105,88 MVA
SVHT = 175,89 MVA
Nhà náy thiết kế có nhiệm vụ chính là phục vụ cho phụ tải trung áp, công suất thưa phát về hệ thống. Còn phụ tải cấp điện áp máy phát chiếm 9,3% lượng công suất toàn nhà máy. Do đó sẽ thuận tiện cho việc ghép nối các máy phát theo sơ đồ bộ MF-MBA nên sơ đồ nối dây của nhà máy sẽ đơn giản và rẻ tiền hơn.
Được thiết kế với ba cấp điện áp 220kV; 110kV; 10,5kV. Vì cấp điện áp 220kV, 110kV có trung tính trực tiếp nối đất nên ta có thể dùng máy biến áp tự ngẫu làm nhiệm vụ liên lạc giữa cấp điện áp máy phát, cấp điện áp trung và cấp điện áp cao.
Do phụ tải ở cấp điện áp trung có công suất tương đối lớn nên ta có thể nối vào phía điện áp trung từ một đến hai bộ MF-MBA. Qua bảng cân bằng công suất ta thấy tương đối ổn định đó là điều kiện thuận lợi cho việc vận hành nhà máy.
CHƯƠNG II
CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY
II.1 : Chọn phương án nối dây
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện. căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của các hộ phụ tải và yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật của nhà máy mà đề ra các phương án sao cho đảm bảo các yêu cầu sau :
- Khi làm việc bình thường phải cấp điện đầy đủ cho các hộ phụ tải theo yêu cầu, khi sự cố một phần tử nào đó phải đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng tránh trường hợp công suất tải qua nhiều lần máy biến áp gây tổn thất điện năng.
- Công suất mỗi bộ máy phát điện- máy biến áp không được lớn hơn dự trữ quay của hệ thống.
- Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ, để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh không được vượt quá 15% công suất của bộ.
- Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc tự ngẫu để liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp vì sơ đồ thiết bị phân phối sẽ phức tạp hơn.
- Máy biến áp tự ngẫu chỉ sử dụng khi cả hai phía điện áp trung và cao đều có trung tính trực tiếp nối đất.
* Nhận xét :
- Vì cấp điện áp cao 220kV và trung áp 110kV là lưới điện có trung tính trực tiếp nối đất nên dùng máy biến áp tự ngẫu để làm máy biến áp liên lạc giữa ba cấp điện áp.
- Vì công suất của mỗi máy phát nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hệ thống nên có thể sơ đồ máy phát – máy biến áp trong các phương án.
II.1.1. Phương án 1 :
B1
B2
B3
F4
ST
B4
F3
F2
F1
110kV
220kV
HT
Phương án này ta dùng hai bộ máy phát – máy biến áp F3-B3 và F4-B4 ghép vào thanh cái trung áp 110kV. Ghép hai bộ máy phát – máy biến áp liên lạc F1-B1 và F2-B2 , cao áp nối với thanh góp 220kV, trung áp nối với thanh góp 110kV
+ Ưu diểm :
- Đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải trong mọi trường hợp.
- Dung lượng của các máy biến áp đã chọn không lớn.
+ Nhược điểm :
- Số lượng máy biến áp hơi nhiều làm tăng vốn đầu tư và tổn thất điện năng trong máy biến áp.
II.1.2. Phương án 2 :
F2
F1
HT
B1
B2
B3
F4
ST
B4
F3
110kV
220kV
Phương án này ta ghép bộ máy phát – máy biến áp F1-B1 vào thanh cái cao áp 220kV, F4-B4 ghép vào thanh cái trung áp 110kV. Ghép hai bộ máy phát – máy biến áp liên lạc F2-B2 và F3-B3 , cao áp nối với thanh góp 220kV, trung áp nối với thanh góp 110kV.
+ Ưu điểm :
- Đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải trong mọi trường hợp.
+ Nhược điểm :
- Máy biến áp dùng nhiều loại nên vốn đầu tư máy biến áp dắt hơn so với phương án 1
II.1.3. Phương án 3 :
110kV
B1
B2
B3
ST
220kV
HT
F1
F2
F3
F4
Ba máy phát điện F1, F2, F3 được ghép vào thanh góp 10,5kV ở giữa có đặt kháng điện để hạn chế dong ngắn mach. Nhà máy điện liên lạc với phía điện áp 220kV và 110kV bằng 2 máy biến áp liên lạc B1, B2. phía trung áp 110kV ghép một bộ máy phát- máy biến áp hai dây quấn F4-B3.
+ Ưu diểm :
- Đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải khi bình thường cũng như khi có sự cố một phần tử nào đó.
- Số lượng máy biến áp ít hơn phương án 1 và 2, do đó sơ đồ bố trí thiết bị đơn giản hơn, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
+ Nhược điểm :
- Máy biến áp tự ngẫu phải chọn có dung lượng lớn hơn so với phương án 1 và 2
- Dòng ngắn mạch phía hạ thế (10,5kV) tương đối lớn , do đó các thiết bị đóng cắt phía hạ thế cũng phải chọn lớn hơn.
II.2. Kết luận và chọn sơ bộ phương án tối ưu :
Các phương án đã nêu ra đều đảm bảo về mặt kỹ thuật tuy nhiên mỗi phương án đều có những ưu nhược điểm riêng. Do dó cần phải cần phải phân tich kĩ sơ bộ để loại trừ phương án ít được sử dụng và giữ lại các phương án thông dụng nhất, sau đó tính toán cụ thể tìm ra phương án tối ưu.
So sánh giữa phương án 1,2 và 3 ta thấy sơ đồ nối dây của phương án 1 và phương án 2 đều đơn giản như nhau, độ tin cậy cung cấp điện cao, đảm bảo về mặt kỹ thuật, phương án 3 có dung lượng máy biến áp tự ngẫu lớn. Vì vậy, chọn phương án 1 và phương án 2 để tính toán.
II.3. Chọn máy biến áp cho các phương án và phân phối công suất cho các máy biến áp :
II.3.1. Chọn công suất máy biến áp :
Vốn đầu tư máy biến áp chiếm một phần rất quan trọng trong tổng số vốn đầu tư của hệ thống điện, vì vậy chọn số lượng máy biến áp và công suất định mức của chúng là việc làm rất quan trọng. Vì vậy trong thiết kế nhà máy điện, ta mong muốn công suất máy biến áp nhỏ, số lượng máy biến áp ít để giảm tổn thất điện năng nhưng vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho hộ tiêu thụ. Trong thiết kế này, giả thiết các máy biến áp được chọn phù hợp với nhiệt độ môi trường tại nơi lắp đặt nên không cần hiệu chỉnh công suất của chúng. Nguyên tắc chung để chọn máy biến áp là chọn công suất định mức của máy biến áp lớn hơn hoặc bằng công suất cực đại, sau đó kiểm tra lại điều kiện sự cố có kể đến hệ số quá tải.
II.3.1.1: Phương án 1:
+ Bộ máy phát- máy biến áp hai cuộn dây ( phía thanh góp 110kV)
SđmB3 = SđmB4 ≥ SđmF = 75 MVA
Vậy ta chọn máy biến áp TДЦ coù Sñm= 80 MVA coù thoâng soá sau (TL1- Tr 151)
Caáp ñieän aùp khu vöïc
Loaïi
Sñm
MVA
Ñieän aùp cuoän daây, KV
Toån thaát , KW
UN%
I%
C
H
110
TДЦ
80
121
10.5
70
310
10,5
0,55
Bảng 2.1: Thông số máy biến áp hai cuộn dây
+ Bộ máy phát – máy biến áp tự ngẫu :
SđmB1 = SđmB2 ≥
Trong đó :
SđmB1 = SđmB2 ≥ = 150 MVA
Vậy ta chọn máy biến áp ATДЦTH có thông số sau ( TL1- Tr 156)
Loaïi
Sñm
MVA
Ñieän aùp cuoän daây, KV
Toån thaát KW
UN%
I%
P0
PN
C-T
C-H
T-H
C
T
H
A
C-T
C-H
T-H
ATДЦTH
160
230
121
11
85
380
-
-
11
32
20
0,5
Bảng 2.2 : Thông số máy biến áp tự ngẫu
II.3.1.2. Phương án 2:
+ Chọn máy biến áp bộ B1 ( phía 220kV) : máy biến áp B1 được chọn theo điều kiên sau :
SđmB1 ≥ SđmF = 75 MVA
Vậy ta chọn máy biến áp TДЦ coù Sñm= 80 MVA coù thoâng soá sau (TL1- Tr 155) :
Caáp ñieän aùp
Loaïi
Sñm
MVA
Ñieän aùp cuoän daây KV
Toån thaát KW
UN%
I%
C
H
220
TДЦ
80
242
10.5
80
320
11
0.6
Bảng 2.3 : Thông số máy biến áp hai cuộn dây phía 220kV
+ Chọn máy biên áp bộ B4 (phía 110kV ) : máy biến áp B4 được chọn theo điều kiện nối bộ sau :
SđmB4 ≥ SđmF = 75 MVA
Vậy ta chọn máy biến áp TДЦ coù Sñm= 80 MVA coù thoâng soá sau (TL1- Tr 151)
Loaïi
Sñm
MVA
Ñieän aùp cuoän daây KV
Toån thaát KW
UN%
I%
C
H
TДЦ
80
121
10.5
70
310
10.5
0.55
Bảng 2.4: Thông số máy biến áp hai cuộn dây phía 110kV
+ Chọn máy biến áp tự ngẫu : tương tự phương án 1 máy biến áp tự ngẫu B2, B3 được chọn theo điều kiện sau :
SđmB2 = SđmB3 ≥
Trong đó :
SđmB2 = SđmB3 ≥ = 150 MVA
Vậy ta chọn máy biến áp ATДЦTH có thông số sau ( TL1- Tr 156)
Loaïi
Sñm
MVA
Ñieän aùp cuoän daây KV
Toån thaát KW
UN%
I%
P0
PN
C-T
C-H
T-H
C
T
H
A
C-T
C-H
T-H
ATДЦTH
160
230
121
11
85
380
-
-
11
32
20
0,5
Bảng 2.5 : Thông số máy biến áp tự ngẫu
II.3.2. Phân phối công suất cho các máy biến áp và các cuộn dây máy biến áp :
- SC(t) , ST(t) , SH(t) : công suất biểu kiến qua cuộn cao , trung , hạ của một máy biến áp tự ngẫu ở thời điểm t.
- SVHT(t), ST(t) : công suất biểu kiến về hệ thống , phụ tải bên trung ở thời đ