Thiết kế Nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, công suất mỗi máy là 100 MW
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
nhiÖm vô thiÕt kÕ
1 - Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn gåm 4 tæ m¸y, c«ng suÊt mçi m¸y lµ 100 MW
Thêi gian
0-8
8 - 11
11 - 20
20 - 24
P(%)
80
90
100
85
HÖ thèng tù ding cùc ®¹i lµ 6%.víi cosϕ = 0,85
2 - Phô t¶i ®Þa ph¬ng U®m = 10 kV:
Pmax = 16 MW;
cosϕ = 0,86
Gåm : 3 ®êng d©y kÐp × 3 MW x ……….km
4 ®êng d©y ®¬n × 3 MW x ……… km
BiÕn thiªn phô t¶i:
Thêi gian
0–7
7 - 12
12 - 18
18 - 24
P(%)
65
100
80
60
3 - Phô t¶i ®iÖn ¸p trung 110 kV:
Pmax = 170 MW;
cosϕ = 0,88
Gåm 2 ®êng d©y kÐp x 40 MW x ……….km
3 ®êng d©y ®¬n × 35 MW x ……… km
BiÕn thiªn phô t¶i:
Thêi gian
0–8
8 - 12
12 - 18
18 - 24
P(%)
60
85
100
70
4 - HÖ thèng :
U®m = 220 kV ; S®m = 4100 MVA (khong kÓ mhµ m¸y thiÕt kÕ)
- §iÖn kh¸ng ng¾n m¹ch Xht = ……….(c«ng suÊt ng¾n m¹ch Sn = 4500MVA)
- Dù tr÷ Sdt = 7% = 287 MVA
Nhµ m¸y thiÕt kÕ ®î kÕt nèi víi hÖ thèng b»ng mét ®êng d©y kÐp dµi
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 1 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
125km.
lêi nãi ®Çu
Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, víi chÝnh s¸ch kinh tÕ míi, §¶ng vµ nhµ níc ta
chó träng ®Èy m¹nh c«ng nghiÖp hãa vµ hiÖn ®¹i hãa ®Êt níc.. Cïng víi sù ph¸t
triÓn m¹nh mÏ cña c¸c nghµnh c«ng nghiÖp, nghµnh n¨ng lîng ViÖt nam ®· cã
nh÷ng bíc tiÕn vît bËc, xøng ®¸ng víi vai trß mòi nhän vµ then chèt trong nÒn
kinh tÕ.Cïng víi viÖc x©y dùng thµnh c«ng ®êng d©y t¶i ®iÖn B¾c – Nam vµ
mét sè c«ng tr×nh lín kh¸c ,hÖ thèng ®iÖn níc ta ®· tõng bíc ®îc c¶i t¹o, n©ng
cÊp. XuÊt hiÖn ngµy cµng nhiÒu nhµ m¸y ®iÖn vµ c¸c tr¹m biÕn ¸p ph©n phèi
®iÖn,do ®ã s¶n lîng còng nh chÊt lîng ®iÖn n¨ng ngµy cµng ®îc n©ng cao.
Do ®Þa h×nh níc ta cã nhiÒu ®åi nói vµ c¸c con s«ng lín nªn ta cã thÓ x©y
dùng c¸c nhµ m¸y thñy ®iÖn. Nhµ m¸y thñy ®iÖn ®em l¹i nh÷ng lîi Ých kh«ng
nhá vÒ kinh tÕ còng nh kü thuËt. Tuy nhiªn, x©y dùng nhµ m¸y thñy ®iÖn l¹i cÇn
vèn ®Çu t kinh tÕ lín vµ thêi gian x©y dùng kÐo dµi nhiÒu n¨m.Do ®ã, ®Ó theo kÞp
tèc ®é ph¸t triÓn cña nÒn kinh tÕ,®Ó ®¸p øng nhu cÇu tríc m¾t vÒ ®iÖn n¨ng ta cÇn
thiÕt ph¶i x©y dùng c¸c nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn : cã vèn ®Çu t Ýt h¬n ,thêi gian x©y
dùng nhanh h¬n ...
ViÖc gi¶i quyÕt ®óng ®¾n c¸c vÊn ®Ò kinh tÕ – kü thuËt sÏ ®em l¹i lîi Ých
kh«ng nhá cho nÒn kinh tÕ vµ hÖ thèng ®iÖn.Trong bèi c¶nh ®ã, thiÕt kÕ phÇn
®iÖn nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn vµ tÝnh to¸n chÕ ®é vËn hµnh tèi u kh«ng chØ lµ nhiÖm
vô mµ cßn lµ sù cñng cè toµn diÖn vÒ mÆt kiÕn thøc ®èi víi mçi sinh viªn nghµnh
hÖ thèng ®iÖn tríc khi x©m nhËp thùc tÕ...
Em xin ch©n thµnh c¸m ¬n thÇy gi¸o híng dÉn : PGS –TS §µo Quang Th¹ch
®· híng dÉn em tËn t×nh, gióp em hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy.
Sinh viªn
L¬ng V¨n ChiÕn
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 2 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
CH¦¥NG I
TÝNH TO¸N PHô T¶I & c©n b»ng c«ng suÊt
§Êt níc ta ®ang trªn ®µ ph¸t triÓn m¹nh theo con ®êng c«ng nghiÖp ho¸,
hiÖn ®¹i ho¸, v× thÕ ®iÖn n¨ng ®ãng vai trß quan träng vµ kh«ng thÓ thiÕu
trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn ®Êt níc. Sè hé dïng ®iÖn vµ lîng ®iÖn n¨ng tiªu thô
kh«ng ngõng thay ®æi vµ t¨ng nhanh chãng. Do vËy, ®Ó ®¶m b¶o ®é tin cËy
cung cÊp ®iÖn vµ c¸c chØ tiªu kinh tÕ ngêi ta sö dông c¸c ph¬ng ph¸p thèng
kª, lËp nªn ®å thÞ phô t¶i ®Ó tõ ®ã lùa chän ph¬ng thøc vËn hµnh, s¬ ®å nèi
®iÖn hîp lý.
Trong nhiÖm vô thiÕt kÕ, ngêi ta thêng cho ®å thÞ phô t¶i hµng ngµy ë c¸c
cÊp ®iÖn ¸p vµ hÖ sè c«ng suÊt cña phô t¶i t¬ng øng, còng cã khi cho ®å thÞ
phô t¶i hµng ngµy cña toµn nhµ m¸y. Dùa vµo ®å thÞ phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p
mµ x©y dùng ®å thÞ phô t¶i tæng cña toµn nhµ m¸y, ngoµi phÇn phô t¶i cña hé
tiªu thô ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p, phô t¶i ph¸t vÒ hÖ thèng, cßn cã phô t¶i tù dïng
cña nhµ m¸y. C«ng suÊt tù dïng cña nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn phô thuéc vµo nhiÒu
yÕu tè (d¹ng nhiªn liÖu, ¸p lùc h¬i ban ®Çu, lo¹i tuabin vµ c«ng suÊt cña
chóng, lo¹i truyÒn ®éng ®èi víi c¸c m¸y b¬m cung cÊp.v..v...) vµ chiÕm
kho¶ng 5 - 8% tæng ®iÖn n¨ng ph¸t ra.
§å thÞ phô t¶i tæng hîp cña toµn nhµ m¸y thêng vÏ theo c«ng suÊt biÓu
kiÕn S (MVA) ®Ó cã ®îc ®é chÝnh x¸c h¬n v× hÖ sè c«ng suÊt cña phô t¶i ë c¸c
cÊp ®iÖn ¸p thêng kh¸c nhau. Nh vËy, dùa vµo ®å thÞ phô t¶i c¸c cÊp ®iÖn ¸p
tiÕn hµnh tÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt toµn nhµ m¸y theo thêi
gian hµng ngµy.
1.1 Chän m¸y ph¸t ®iÖn :
Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn gåm 4 tæ m¸y, c«ng suÊt mçi m¸y lµ : 100 MW.
- Chän m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé tuabin h¬i cã c¸c th«ng sè sau :
Lo¹i
m¸y ph¸t
TBφ-100-2
n
v/ph
3000
S
MVA
117,65
Th«ng sè ®Þnh møc
P
U
MW
KV
100
10,5
cos ϕ
0,85
1.2 TÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt :
Ta x©y dùng ®å thÞ phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p, ta cã :
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 3 -
I
KA
6,475
§iÖn kh¸ng t¬ng ®èi
X’’d
X’d
Xd
0,183
0,263
1,79
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
P( t )
Ρ% (t) = P .100 ⇒ P (t) =
max
P%( t )
.Pmax
100
;
P( t )
S (t) = Cosϕ .
Trong ®ã :
- S : lµ c«ng suÊt biÓu kiÕn cña phô t¶i thêi ®iÓm t.
- P : lµ c«ng suÊt t¸c dông cña phô t¶i t¹i thêi ®iÓm t.
- Cos ϕ : lµ hÖ sè c«ng suÊt phô t¶i.
1. Phô t¶i ®iÖn ¸p m¸y ph¸t (®Þa ph¬ng) :
U®m = 10 kV
;
Pmax = 16 MW
;
Gåm : 3 ®êng d©y kÐp × 3 MW × ……. km ;
4 ®êng d©y ®¬n × 2 MW × ……. km ;
Cos ϕ = 0,86
- Ta cã b¶ng phô t¶i :
t(h)
c«ng suÊt
P % (t)
P (t) (MW)
S (t) (MVA)
0–7
7 - 12
12 - 18
18 - 24
65
10,4
12,1
100
16
18,6
80
12,8
14,88
60
9,6
11,16
18,6
14,88
S (MVA)
12,1
11,16
t(h)
0
7
12
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 4 -
18
24
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
2. Phô t¶i ®iÖn ¸p trung :
U®m = 110 KV
;
Pmax = 170 MW
Gåm 2 ®êng d©y kÐp x 40MVA x …….km
3 ®êng d©y kÐp x 35MVA x …….km
;
P (t) =
P%( t )
.Pmax
100
;
S (t) =
P( t )
Cosϕ
;
Cos ϕ = 0,88
;
.
- KÕt qu¶ tÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt ë phô t¶i trung ¸p :
t (h)
c«ng suÊt
P % (t)
P (t) (MW)
S (t) (MVA)
0–8
8 - 12
12 - 18
18 - 24
60
102
115,91
85
144,5
164,2
100
170
193,18
70
119
135,23
- §å thÞ phô t¶i trung ¸p :
S (MVA)
193,18
164,2
115,91
135,23
t(h)
0
7
12
18
24
3. Phô t¶i toµn nhµ m¸y :
PNMmax = ∑ P®m = n.P®mF = 4.100 = 400 (MW) .
SNMmax = ∑ S®m = n.S®mF = 4.117,65 = 470,6 (MVA) .
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 5 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
Cos ϕ = 0,85.
P (t) =
P%( t )
.Pmax
100
;
S (t) =
P( t )
Cosϕ
.
- Ta cã b¶ng tÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt ë phô t¶i toµn nhµ m¸y :
t (h)
c«ng suÊt
P % (t)
P (t) (MW)
S (t) (MVA)
0–8
8 - 11
11 - 20
20 - 24
80
320
376,47
90
360
423,53
100
400
470,6
85
340
400
- §å thÞ phô t¶i toµn nhµ m¸y :
S (MVA)
470,6
423,53
376,47
0
400
7
11
11
24
4. C«ng suÊt tù dïng :
- X¸c ®Þnh phô t¶i tù dïng cña nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn theo c«ng thøc sau :
S NM ( t )
S td (t) = α . S NMmax. ( 0,4 + 0,6. S
NM max
);
- Trong ®ã :
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 6 -
t(h)
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
S td(t) : phô t¶i tù dïng t¹i thêi ®iÓm t.
S NMmax : c«ng suÊt ®Æt cña toµn nhµ m¸y.
S NM(t) : c«ng suÊt nhµ m¸y ph¸t ra t¹i thêi ®iÓm t.
α
: sè phÇn tr¨m lîng ®iÖn tù dïng.
S NMmax = 470,6 (MVA) ; Tù dïng cña nhµ m¸y : α = 6 % ;
- TÝnh to¸n theo c«ng thøc trªn ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau :
t (h)
c«ng suÊt
S NM (t)
S td (t)
0–8
8 – 11
11 - 20
20 - 24
376,47
24,85
423,53
26,54
470,6
28,236
400
25,69
- §å thÞ phô t¶i tù dïng :
S (MVA)
28,236
26,54
24,85
0
25,69
8
11
20
t(h)
24
5. C©n b»ng c«ng suÊt toµn nhµ m¸y vµ c«ng suÊt ph¸t vµo hÖ thèng :
- Ta x¸c ®Þnh c«ng suÊt cña toµn nhµ m¸y theo biÓu thøc :
SNM(t) = S®f (t) + ST (t) + Std (t) + SHT (t)
- C«ng suÊt ph¸t vµo hÖ thèng :
SHT (t) = SNM (t) – [S®f (t) + ST (t) + Std (t)]
- B¶ng tÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt toµn nhµ m¸y vµ c«ng suÊt ph¸t vµo hÖ
thèng :
t (h)
c«ng suÊt
SNM(t) (MVA)
S®f (t) (MVA)
0–8
8 - 11
11 - 20
20 - 24
376,47
12,1
423,53
18,6
470,6
14,88
400
11,16
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 7 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
ST (t) (MVA)
Std (t) (MVA)
SHT (t) (MVA)
115,91
24,85
223,61
164,2
26,54
214,19
193,18
28,236
234,3
135,23
25,69
227,92
Theo c¸c sè liÖu tõ b¶ng trªn, ta cã ®å thÞ phô t¶i tæng hîp sau :
S (MVA)
0
8
11
20
24
1.3 NhËn xÐt :
- Nhµ m¸y thiÕt kÕ cã tæng c«ng suÊt lµ :
SNM®m = ∑ S®m = n.S®mF = 4.117,65 = 470,6 (MVA)
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 8 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
- So víi c«ng suÊt hÖ thèng S HT = 4100 (MVA) th× nhµ m¸y thiÕt kÕ chiÕm
11,478 % c«ng suÊt cña hÖ thèng.
- C«ng suÊt ph¸t vµo hÖ thèng:
max = 234,3MVA tõ :11 h - 20 h
min = 214,19MVA tõ : 8 h – 11 h
- Phô t¶i trung ¸p :
+ STmax = 193,18 MVA tõ 11 h – 20 h chiÕm 4,712 % c«ng suÊt nhµ m¸y.
+ STmax = 115,91 MVA tõ 0 h – 8 h chiÕm 2,83 % c«ng suÊt nhµ m¸y.
- Nhµ m¸y ®îc thiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i ®iÖn ¸p trung 110 kV vµ cÊp
lªn hÖ thèng 220 kV . Do vËy ta sö dông c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu.(ë nh÷ng cÊp
®iÖn ¸p nµy cã trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®Êt)
- Phô t¶i ®Þa ph¬ng cã :
S ®fmax= 18,6MVA
Víi: S ®mF = 117,65 MVA.
- Ta cã :
Sdf max
18,6
=
= 0,158.
117,65
SdmF
C«ng suÊt ®Þa ph¬ng cùc ®¹i (S®fmax) chØ b»ng 15,8 % c«ng suÊt ®Þnh møc ph¸t
(S®mF).
* Kh¶ n¨ng ph¸t triÓn cña nhµ m¸y phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh vÞ trÝ nhµ m¸y,
®Þa bµn phô t¶i, nguån nhiªn liÖu.....Riªng vÒ phÇn ®iÖn nhµ m¸y hoµn toµn cã
kh¶ n¨ng ph¸t triÓn thªm phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p s½n cã.
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 9 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
ch¬ng ii
Chän s¬ ®å nèi d©y cña nhµ m¸y
2.1 §Ò xuÊt ph¬ng ¸n :
A. S¬ ®å nèi ®iÖn chÝnh :
ThiÕt bÞ, MF§, MBA, ....®îc nèi víi nhau theo mét s¬ ®å nhÊt ®Þnh gäi lµ s¬
®å nèi ®iÖn chÝnh.
S¬ ®å nèi ®iÖn phô thuéc vµo sè nguån, sè phô t¶i, c«ng suÊt nguån, c«ng
suÊt phô t¶i,phô thuéc vµo tÝnh chÊt hé tiªu thô, phô thuéc vµo kh¶ n¨ng ®Çu t....
S¬ ®å ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn :
+ VÒ kü thuËt :
- ®¶m b¶o an toµn cung cÊp ®iÖn theo yªu cÇu.
- §¶m b¶o an toµn cho ngêi vµ thiÕt bÞ.
+ VÒ kinh tÕ :
- Vèn ®Çu t Ýt .
- DÔ vËn hµnh, thay thÕ, l¾p ®Æt, söa ch÷a.
- Sù linh ho¹t trong vËn hµnh (vËn hµnh theo nhiÒu ph¬ng ph¸p).
- Cã kh¶ n¨ng ph¸t triÓn vÒ sau.
Chän s¬ ®å nèi ®iÖn chÝnh cña nhµ m¸y ®iÖn lµ mét kh©u quan träng trong
qu¸ tr×nh thiÕt kÕ nhµ m¸y ®iÖn. C¸c ph¬ng ¸n v¹ch ra ph¶i ®¶m b¶o cung cÊp
®iÖn liªn tôc cho c¸c hé tiªu thô vµ ph¶i kh¸c nhau vÒ c¸ch ghÐp nèi m¸y biÕn ¸p
víi c¸c cÊp ®iÖn ¸p, vÒ sè lîng vµ dung lîng cña m¸y biÕn ¸p, vÒ sè lîng m¸y
ph¸t ®iÖn nèi vµo thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t, sè m¸y ph¸t ®iÖn ghÐp bé víi m¸y
biÕn ¸p v.v...
- C«ng suÊt mçi bé m¸y ph¸t ®iÖn - m¸y biÕn ¸p kh«ng lín h¬n dù tr÷ quay cña
hÖ thèng.
- Phô t¶i ®iÖn ¸p m¸y ph¸t lÊy rÏ nh¸nh tõ c¸c bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p víi
c«ng suÊt kh«ng qu¸ 15 % c«ng suÊt bé.
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 10 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
- Kh«ng nèi bé hai m¸y ph¸t víi mét m¸y biÕn ¸p v× c«ng suÊt cña mét bé nh
vËy sÏ lín h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng.
- C¶ phÝa cao vµ trung ¸p ®Òu cã trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®Êt nªn ta sö dông m¸y
biÕn ¸p tù ngÉu ®Ó liªn l¹c.
Tõ ®ã ta ®Ò xuÊt c¸c ph¬ng ¸n :
B. C¸c ph¬ng ¸n :
1. Ph¬ng ¸n I :
HT
220 kV
F1
F2
ST
F3
110 kV
F4
+ ¦u ®iÓm :
Gi¶m ®îc tèi ®a sè thiÕt bÞ nèi vµo thanh gãp ®iÖn ¸p nªn gi¸ thµnh rÎ cã lîi
vÒ mÆt kinh tÕ. C¶ hai phÝa ®iÖn ¸p cao vµ ®iÖn ¸p trung ®Òu cã trung tÝnh trùc
tiÕp nèi ®Êt (U ≥ 110 kV) nªn ta sö dông m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ®Ó liªn l¹c. MÆt
kh¸c, chñng lo¹i m¸y biÕn ¸p Ýt nªn s¬ ®å dÔ chän lùa thiÕt bÞ còng nh vËn hµnh,
®é tin cËy cao, cung cÊp ®iÖn ®¶m b¶o .
+ Nhîc ®iÓm :
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 11 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
Cã mét phÇn c«ng suÊt truyÒn qua hai lÇn biÕn ¸p lµm t¨ng tæn thÊt c«ng
suÊt. Nhng v× s¬ ®å trªn sö dông m¸y biÕn ¸p tù ngÉu liªn l¹c nªn tæn thÊt c«ng
suÊt kh«ng ®¸ng kÓ, cã thÓ bá qua.
2. Ph¬ng ¸n II:
ST
HT
220 kV
F3
F1
F2
110 kV
F4
+ ¦u ®iÓm :
VÒ mÆt c«ng suÊt kh¾c phôc ®îc nhîc ®iÓm cña ph¬ng ¸n I, lu«n lu«n cung
cÊp ®ñ c«ng suÊt cho c¸c phô t¶i cho dï gÆp ph¶i sù cè ngõng mét trong c¸c
m¸y. Do ®ã, ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn ®îc n©ng cao, c¶i thiÖn ®¸ng kÓ.
+ Nhîc ®iÓm :
Chñng lo¹i m¸y biÕn ¸p nhiÒu g©y khã kh¨n trong vËn hµnh vµ söa ch÷a.
Vèn ®Çu t m¸y biÕn ¸p ®¾t h¬n so víi ph¬ng ¸n mét.
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 12 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
3. Ph¬ng ¸n III:
ST
HT
220 kV
110 kV
F3
F4
F2
F1
NhËn xÐt :
TÊt c¶ c¸c bé m¸y ph¸t ®iÖn – m¸y biÕn ¸p ®Òu nèi vµo thanh gãp ®iÖn ¸p
cao (220 kV) .Hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu dïng ®Ó liªn l¹c vµ truyÒn c«ng suÊt sang
cho thanh gãp ®iÖn ¸p trung. Khi x¶y ra sù cè háng mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu liªn
l¹c, m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cßn l¹i kh«ng ®¶m b¶o ®ñ cung cÊp cho phô t¶i ®iÖn ¸p
bªn trung (110 kV).
Sè lîng vµ chñng lo¹i m¸y biÕn ¸p nhiÒu nªn kh«ng cã lîi vÒ mÆt kinh tÕ vµ
g©y khã kh¨n trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ còng nh trong vËn hµnh, söa ch÷a.
* KÕt luËn :
So s¸nh 3 ph¬ng ¸n :
- Hai ph¬ng ¸n ®Çu ®Òu cã u ®iÓm ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn cho c¸c phô t¶i ë c¸c
cÊp ®iÖn ¸p vµ cã cÊu t¹o t¬ng ®èi ®¬n gi¶n, dÔ vËn hµnh.
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 13 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
- Ph¬ng ¸n III tËp trung qu¸ nhiÒu chñng lo¹i m¸y biÕn ¸p ,cÊu t¹o phøc t¹p
g©y nhiÒu khã kh¨n trong vËn hµnh vµ söa ch÷a. Bªn trung ¸p kh«ng cã bé m¸y
ph¸t - m¸y biÕn ¸p nªn khi sù cè 1 m¸y biÕn ¸p tù ngÉu liªn l¹c sÏ kh«ng cung
cÊp ®ñ cho phô t¶i, kh«ng ®¶m b¶o ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn.
Do ®ã, ta thÊy hai ph¬ng ¸n I & II cã nhiÒu u ®iÓm h¬n, ®¶m b¶o ®é an toµn ,
®é tin cËy, cung cÊp ®iÖn æn ®Þnh , dÔ vËn hµnh ... nªn ta chän hai ph¬ng ¸n nµy
®Ó so s¸nh vÒ mÆt kinh tÕ, kÜ thuËt, chän ra ph¬ng ¸n tèi u.
2.2 Chän m¸y biÕn ¸p :
M¸y biÕn ¸p lµ mét thiÕt bÞ rÊt quan träng. Trong hÖ thèng ®iÖn, tæng c«ng
suÊt c¸c m¸y biÕn ¸p rÊt lín vµ b»ng kho¶ng 4 ÷ 5 lÇn tæng c«ng suÊt c¸c m¸y
ph¸t ®iÖn. Do ®ã vèn ®Çu t cho m¸y biÕn ¸p còng rÊt nhiÒu. Yªu cÇu ®Æt ra lµ
ph¶i chän sè lîng m¸y biÕn ¸p Ýt vµ c«ng suÊt nhá mµ vÉn ®¶m b¶o an toµn cung
cÊp ®iÖn cho c¸c hé tiªu thô. §iÒu ®ã cã thÓ ®¹t ®îc b»ng c¸ch thiÕt kÕ hÖ thèng
®iÖn mét c¸ch hîp lý, dïng m¸y biÕn ¸p tù ngÉu vµ tËn dông kh¶ n¨ng qu¸ t¶i
cña m¸y biÕn ¸p, kh«ng ngõng c¶i tiÕn cÊu t¹o cña m¸y biÕn ¸p.
Trong hÖ thèng ®iÖn ngêi ta thêng dïng c¸c m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p vµ gi¶m ¸p,
2 cuén d©y vµ 3 cuén d©y. C¸c m¸y biÕn ¸p 3 pha 2 cuén d©y vµ 3 cuén d©y ®îc
sö dông réng r·i trong hÖ thèng ®iÖn.
Trong hÖ thèng ®iÖn cã ®iÖn ¸p cao vµ trung tÝnh nèi ®Êt trùc tiÕp thêng dïng
m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Lo¹i MBA nµy cã ®iÓm u viÖt h¬n MBA thêng : gi¸ thµnh
chi phÝ vËt liÖu vµ tæn hao n¨ng lîng khi vËn hµnh cña nã nhá h¬n so víi MBA
thêng cã cïng c«ng suÊt.
2.2.1. Ph¬ng ¸n I :
- S¬ ®å nèi d©y :
ST
HT
220 kV
110 kV
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 14 F1
F2
F3
F4
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
1.Chän m¸y biÕn ¸p cho ph¬ng ¸n I :
- Bé m¸y ph¸t ®iÖn – m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y :
S®mB ≥ S®mF = 117,65 (MVA).
- Bé m¸y ph¸t ®iÖn – m¸y biÕn ¸p tù ngÉu :
S®mTN ≥
1
.S
α ®mF
- Ta cã : S®mB
≥
α : HÖ sè cã lîi ;
;
1
.117,65
0,5
( α=
U C − U T 220 − 110
=
= 0,5 )
UC
220
= 235,3 (MVA).
- B¶ng tham sè m¸y biÕn ¸p cho ph¬ng ¸n I :
U®m (KV)
UN%
Lo¹i
MBA
S®m
MVA
C
T
H
TДЦ
125
121
_
ATДЦTH
250
230
121
10,5
CT
_
11
11
C-H
10,5
TH
_
32
20
∆P0
∆PN
I0%
C-T
C-H
T-H
100
_
400
_
0,5
120
520
_
_
0,5
2. Ph©n phèi c«ng suÊt : c¸c m¸y biÕn ¸p vµ c¸c cuén d©y :
+ C¸c bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y vËn hµnh víi phô t¶i b»ng
ph¼ng suèt trong n¨m :
S BT = S ®mF -
1
4
.S tdmax = 117,65 -
1
4
.28,236= 110,6 (MVA)
+ C«ng suÊt truyÒn qua m¸y biÕn ¸p tù ngÉu :
- C«ng suÊt truyÒn qua cuén cao :
S c(t) =
1
2
.S HT(t)
1
2
.[S T(t) – 2.S BT]
- C«ng suÊt truyÒn qua cuén trung :
S t(t) =
- C«ng suÊt truyÒn qua cuén h¹ :
S h(t) = S T (t) + S c(t)
- Sau khi tÝnh to¸n ta cã B¶ng ph©n phèi c«ng suÊt :
Thêi gian
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 15 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
Lo¹i MBA
Tù ngÉu
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
CÊp ®iÖn ¸p
(kV)
220
110
10,5
C«ng suÊt
(MVA)
Sc
St
Sh
0-8
8 –11
11 –20
20 –24
111,805
-52,645
59,16
107,1
-28,5
78,6
117,15
-14,01
103,14
113,96
-42,985
70,975
3. KiÓm tra qu¸ t¶i :
* Khi lµm viÖc b×nh thêng :
C«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c m¸y biÕn ¸p chän lín h¬n c«ng suÊt cùc ®¹i nªn
kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i khi lµm viÖc b×nh thêng .
* Khi sù cè :
a. Sù cè mét bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p bªn trung :
ST = 193,18
HT
220 kV
60,01
110 kV
60,01
41,29
41,29
101,3
101,3
110,6
F1
F2
F3 F4
- Bé m¸y ph¸t ®iÖn – m¸y biÕn ¸p hai d©y quÊn bªn trung :
SBT = S®mF -
1
4
Std = 117,65 -
1
4
.28,236= 110,6 (MVA)
+ §iÒu kiÖn kiÓm tra sù cè : 2αKqt .S®mTN ≥ STmax- SBT ⇒ S®mTN ≥
S®mTN
≥
193,18 −110,6
2.0,5.1,4
ST max − SBT
2αK qt
= 58,98 (MVA)
S®mTN = 250 (MVA) > 58,98 (MVA) tháa m·n ®iÒu kiÖn sù cè .
+ Ph©n bè c«ng suÊt trªn c¸c cuén d©y MBA tù ngÉu khi x¶y ra sù cè :
- C«ng suÊt qua cuén trung cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu:
ST =
1
2
.(STmax – SBT) =
1
2
.(193,18–110,6) = 41,29 (MVA)
- C«ng suÊt qua cuén h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu :
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 16 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
S H = S dmF −
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
1
1
1
1
S td − S df = 117,65 − .28,236 − 18,6 = 101,3( MVA).
4
2
4
2
- C«ng suÊt truyÒn qua cuén cao cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu :
S C = S H − S T = 101,3 − 41,29 = 60,01( MVA).
- Khi ®ã, c«ng suÊt ph¸t lªn hÖ thèng lµ 234,3 (MVA), v× thÕ lîng c«ng suÊt
thiÕu lµ :
SthiÕu = S HT − 2 S C = 234,3 − 2.60,01 = 114,28( MVA).
Lîng c«ng suÊt thiÕu nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng (287 MVA) nªn m¸y
biÕn ¸p ®· chän tho¶ m·n .
b. Sù cè háng mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu liªn l¹c ( ST max ):
ST = 193,18
HT
220 kV
110 kV
120,02
- 28,02
92
F1
F2
+ §iÒu kiÖn kiÓm tra sù cè :
α.Kqt .S®mTN ≥ STmax- 2.SBT ⇒ S®mTN ≥
S®mTN = 250 (MVA)
110,6
≥
110,6
F3
F4
ST max − 2.S BT
αK qt
193,18 − 2.110,6
= −40,03( MVA) ⇒
0,5.1,4
tháa m·n ®iÒu kiÖn.
+ XÐt ph©n bè c«ng suÊt trªn c¸c cuén d©y cña MBA tù ngÉu khi sù cè :
- C«ng suÊt truyÒn qua cuén trung :
S T = S T max − 2.S BT = 193,18 − 2.110,6 = −28,02( MVA).
(C«ng suÊt truyÒn tõ bªn trung ¸p (110 kV) sang nªn mang dÊu ©m)
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 17 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
- C«ng suÊt truyÒn qua cuén h¹ cña MBA tù ngÉu :
S H = S dmF −
1
1
S td − S df = 117,65 − 28,236 −18,6 = 92( MVA).
4
4
- C«ng suÊt truyÒn qua cuén cao cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu :
S C = S H − S T = 92 − (−28,02) = 120,02( MVA).
- Khi ®ã, c«ng suÊt ph¸t lªn hÖ thèng lµ 234,3 (MVA), v× thÕ lîng c«ng suÊt
thiÕu lµ :
SthiÕu = S HT − S C = 234,3 −120,02 = 114.28( MVA).
- Lîng c«ng suÊt thiÕu nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng (287MVA) nªn m¸y
biÕn ¸p ®· chän tho¶ m·n .
2.2.2. Ph¬ng ¸n II :
- S¬ ®å nèi d©y :
ST
HT
220 kV
F3
F1
F2
110 kV
F4
1. Chän m¸y biÕn ¸p cho ph¬ng ¸n II :
- Bé m¸y ph¸t ®iÖn – m¸y biÕn ¸p hai d©y quÊn bªn trung :
S®mB ≥ S®mF = 117,65 (MVA).
- Bé m¸y ph¸t ®iÖn – m¸y biÕn ¸p hai d©y quÊn bªn cao :
S®mB ≥ S®mF = 117,65 (MVA).
- Bé m¸y ph¸t ®iÖn – m¸y biÕn ¸p tù ngÉu :
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 18 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
S®mB
≥
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
1
.117,65 =
0,5
235,3 (MVA).
- B¶ng tham sè m¸y biÕn ¸p cho ph¬ng ¸n II :
U®m (KV)
UN%
Lo¹i
MBA
S®m
MVA
C
T
H
TДЦ
125
121
_
TДЦ
125
250
230
230
_
121
ATДЦTH
10,5
CT
_
10,5
11
_
11
C-H
10,5
TH
_
11
32
_
20
∆P0
∆PN
I0%
C-T
C-H
T-H
100
_
400
_
0,5
115
120
_
520
380
_
_
_
0,5
0,5
2. TÝnh dßng ph©n phèi cho c¸c m¸y biÕn ¸p vµ c¸c cuén d©y :
+ C¸c bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y vËn hµnh víi phô t¶i b»ng
ph¼ng suèt trong n¨m :
SBC = S BT = S ®mF -
1
4
.S tdmax = 117,65 -
1
4
.28,236= 110,6 (MVA)
+ C«ng suÊt truyÒn qua m¸y biÕn ¸p tù ngÉu :
- C«ng suÊt truyÒn qua cuén cao :
Sc ( t ) =
1
[SHT ( t ) − SBC ]
2
- C«ng suÊt truyÒn qua cuén trung:
St (t) =
1
[ST ( t ) − SBT ]
2
- C«ng suÊt truyÒn qua cuén h¹ :
S h ( t ) = S t ( t ) + Sc ( t )
B¶ng ph©n phèi c«ng suÊt :
Thêi gian
Lo¹i
MBA
Tù ngÉu
CÊp ®iÖn ¸p
(kV)
C«ng suÊt
(MVA)
0-8
220
SC
110
10,5
11- 20
20- 24
56,51
8–
11
51,79
61,85
58,66
St
2,655
26,8
41,29
12,315
Sh
59,165
78,59
103,14 70,975
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 19 -
§å ¸n m«n häc
®iÖn
ThiÕt kÕ nhµ m¸y
3. KiÓm tra qu¸ t¶i:
* Khi lµm viÖc b×nh thêng :
C«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c m¸y biÕn ¸p chän lín h¬n c«ng suÊt cùc ®¹i nªn
kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i khi lµm viÖc b×nh thêng .
* Khi sù cè :
a. Sù cè bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p bªn trung :
ST = 193,18
HT
220 kV
4,71
4,71
110,6
110 kV
96,59
96,59
101,3
101,3
- Bé m¸y ph¸t ®iÖn – m¸y biÕn ¸p hai d©y quÊn :
1
S B = SdmF − S td
4
= 117,65 -
+ §iÒu kiÖn kiÓm tra sù cè :
2α K qt .SdmTN ≥ ST max
1
4
.28,236= 110,6 (MVA)
⇒ S dmTN ≥
S T max
193,18
=
= 138( MVA)
2αK qt
2.0,5.1,4
Ta cã : SdmTN = 250 (MVA) > 138 (MVA) nªn ®iÒu kiÖn trªn tho¶ m·n .
+ Ph©n bè c«ng suÊt trªn c¸c cuén d©y MBA tù ngÉu khi x¶y ra sù cè :
- C«ng suÊt truyÒn t¶i qua cuén trung cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ :
ST =
1
193,18
.S T max =
= 96,59( MVA).
2
2
- C«ng suÊt truyÒn t¶i qua cuén h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ :
S H = S dmF −
1
1
1
1
S td − S df = 117,65 − .28,236 − 18,6 = 101,3( MVA).
4
2
4
2
- C«ng suÊt truyÒn qua cuén cao cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ :
S C = S H − S T = 101,3 − 96,59 = 4,71( MVA).
(C«ng suÊt lÊy vÒ tõ cao ¸p (220 kV) nªn mang dÊu ©m)
L ¬ng V¨n ChiÕn – T3 – HT§– K44 - 20 -
- Xem thêm -