Tài liệu Thiết kế phần điện của nhà máy thuỷ điện 4 tổ máy x100 mw

L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-- Ch¬ng I tÝnh to¸n phô t¶I vµ c©n b»ng c«ng suÊt I ./ Chän m¸y ph¸t ®iÖn vµ c©n b»ng c«ng suÊt 1 ./ Chän m¸y ph¸t ®iÖn Theo yªu cÇu cña ®Ò bµi ta ph¶i thiÕt kÕ phÇn ®iÖn cña nhµ m¸y thuû ®iÖn gåm 4 tæ m¸y x100 MW . Nhµ m¸y ®iÖn cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i ®Þa ph ¬ng cã U®m= 22 kv , phô t¶i trung ¸p lµ 110 kv vµ ph¸t vÒ hÖ thèng ë cÊp ®iÖn ¸p 220kv . Do ®· biÕt sè l îng vµ c«ng suÊt cña tõng tæ m¸y ta chØ cÇn chó ý mét sè ®iÓm sau : + Chän ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¸y ph¸t lín th× dßng ®iÖn ®Þnh møc , dßng ng¾n m¹ch ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p sÏ nhá vµ do ®ã yªu cÇu víi c¸c lo¹i khÝ cô ®iÖn sÏ gi¶m thÊp + §Ó thuËn tiÖn cho viÖc x©y dùng còng nh vËn hµnh nªn chän c¸c m¸y ph¸t ®iÖn cïng lo¹i Tõ ®ã ta tra trong sæ tay ®îc lo¹i m¸y ph¸t sau KÝ hiÖu CB-1130/140 48TCЦ S®m P®m MVA MW 117,7 100 cosϕ®m 0,85 U®m I®m KV KA 13,8 4,92 §iÖn kh¸ng t¬ng ®èi Xd’’ Xd’ Xd 0,21 0,26 0,91 2. / TÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt §Ó ®¶m b¶o vËn hµnh an toµn , t¹i mçi thêi ®iÓm ®iÖn n¨ng do c¸c nhµ m¸y ph¸t ®iÖn ph¸t ra ph¶i hoµn toµn c©n b»ng víi lîng ®iÖn n¨ng tiªu thô á c¸c hé tiªu thô kÓ c¶ tæn thÊt ®iÖn n¨ng Trong thùc tÕ lîng ®iÖn n¨ng tiªu thô t¹i c¸c hé dïng ®iÖn lu«n lu«n thay ®æi. ViÖc n¾m ®îc quy luËt biÕn ®æi nµy tøc lµ t×m ®îc ®å thÞ phô t¶i lµ ®iÒu rÊt quan träng ®èi víi viÖc thiÕt kÕ vµ vËn hµnh. Nhê vµo c«ng cô lµ ®å thÞ phô t¶i mµ ta cã thÓ lùa chän ®îc c¸c ph¬ng ¸n nèi ®iÖn hîp lý , ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu kinh tÕ vµ kü thuËt , n©ng cao ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn. Ngoµi ra dùa vµo ®å thÞ phô t¶i cßn cho phÐp chän ®óng c«ng suÊt c¸c m¸y biÕn ¸p vµ ph©n bè tèi u c«ng suÊt gi÷a c¸c tæ m¸y ph¸t ®iÖn trong cïng mét nhµ m¸y vµ ph©n bè c«ng suÊt gi÷a c¸c nhµ m¸y ®iÖn víi nhau. Trong nhiÖm vô thiÕt kÕ ®· cho ®å thÞ phô t¶i cña nhµ m¸y vµ ®å thÞ phô t¶i cña c¸c cÊp ®iÖn ¸p díi d¹ng b¶ng theo phÇn tr¨m c«ng suÊt t¸c dông P max vµ hÖ sè cosϕtb cña tõng phô t¶i t¬ng øng tõ ®ã ta tÝnh ®îc phô t¶i cña c¸c cÊp ®iÖn ¸p theo c«ng suÊt biÓu kiÕn nhê c«ng thøc sau : 1 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-St = Pt cos ϕtb víi P% P = P t 100 max Trong ®ã : St : C«ng suÊt biÓu kiÕn cña phô t¶i t¹i thêi ®iÓm t tÝnh b»ng MVA P% : C«ng suÊt t¸c dông t¹i thêi ®iÓm t tÝnh b»ng phÇn tr¨m c«ng suÊt cùc ®¹i Pmax : C«ng suÊt cña phô t¶i cùc ®¹i tÝnh b»ng, MW cosϕtb : HÖ sè c«ng suÊt trung b×nh cña tõng phô t¶i SC HT ST M¸y biÕn ¸p SuF Std S¬ ®å chung cña mét nhµ m¸y ph¸t ®iÖn cã d¹ng nh trªn . Ta cã tæng c«ng suÊt ph¸t toµn nhµ m¸y ph¶i b»ng tæng c«ng suÊt tiªu thô Stnm(t) = Std(t) + SuF(t) + ST(t) + SC(t) + SVHT(t) Trong ®ã : SVHT(t) : C«ng suÊt vÒ hÖ thèng t¹i thêi ®iÓm t SC(t) : C«ng suÊt vÒ thanh gãp ®iÖn ¸p cao t¹i thêi ®iÓm t ST(t) : C«ng suÊt vÒ thanh gãp ®iÖn ¸p trung t¹i thêi ®iÓm t SuF(t) : C«ng suÊt yªu cÇu cña phô t¶i ®Þa ph¬ng t¹i thêi ®iÓm t Std(t) : C«ng suÊt tù dïng cña nhµ m¸y t¹i thêi ®iÓm t a ./ C«ng suÊt toµn nhµ m¸y. Tæng c«ng suÊt ®Æt cña toµn nhµ m¸y lµ: SNM®m = 4SG®m= 4.117,7 = 470,8 MVA 2 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-- Theo ®Çu bµi cho nhµ m¸y ph¸t c«ng suÊt b»ng ph¼ng trong 24 h t (giê) PNM(%) SNM(t) (MVA) b ./ C«ng suÊt phô t¶i c¸c cÊp 0 ÷ 24 100 470,8 +./ Phô t¶i ®Þa ph¬ng Phô t¶i ®Þa ph¬ng cña nhµ m¸y cã U®m= 22 kV , P22max = 20 MW , cosϕtb = 0,87 §Ó x¸c ®Þnh ®å thÞ phô t¶i ®Þa ph¬ng ph¶i c¨n cø vµo sù biÕn thiªn phô t¶i hµng ngµy ®· cho vµ nhê c«ng thøc : S22 ( t ) = Pdp ( t ) cos ϕ tb Pdp ( t ) = víi P22 % P22 max 100 KÕt qu¶ tÝnh ®îc theo tõng thêi ®iÓm t cho ë b¶ng 1-3 vµ ®å thÞ phô t¶i ®Þa ph¬ng t (giê) P22(%) S22(t) (MVA) 0÷8 70 16,09 8 ÷ 14 80 18,39 14 ÷ 20 100 22,99 20 ÷ 24 80 18,39 S®p(MVA) 6 0 22,9 9 25 2 0 15 18,3 9 18,39 16,0 9 1 0 5 0 0 4 8 1 2 1 6 2 0 2 4 t (h) + ./ C«ng suÊt phÝa phô t¶i trung ¸p 110 KV NhiÖm vô thiÕt kÕ ®· cho : P110max = 200 MW vµ cosϕtb = 0,86 TÝnh to¸n tong tù ®îc kÕt qu¶ trong tõng thêi ®iÓm t nh sau t(giê) P (%) 0÷7 80 7 ÷ 12 100 12 ÷ 18 85 18 ÷ 24 70 3 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-- S110(t) MVA 186,05 232,56 197,67 162,79 S110(MVA) 300 250 232,5 6 186,05 197,67 200 162,79 150 100 50 0 0 t (h) 4 8 12 16 20 24 + ./ C«ng suÊt tù dïng Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ hÖ sè phô t¶i tù dïng cùc ®¹i cña nhµ m¸y b»ng 1% c«ng suÊt ®Þnh møc cña nhµ m¸y víi cosϕtddm = 0,85 Víi nhµ m¸y thuû ®iÖn c«ng suÊt tù dïng ®îc chia lµm hai phÇn lµ phÇn chung vµ phÇn riªng , trong ®ã phÇn chung chiÕm phÇn lín c«ng suÊt tù dïng vµ kh«ng phô thuéc vµo c«ng suÊt ph¸t cña m¸y ph¸t α% ∑PdmF 1 400 S = = td 100 cosφ 100 0,85 td = 4,71 MVA + .\ C«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng ®iÖn ¸p 220 KV C«ng suÊt thõa cña nhµ m¸y ®îc ph¸t lªn hÖ thèng qua hai ®êng d©y cao ¸p 220 kV. Ta cã ph¬ng tr×nh c©n b»ng c«ng suÊt toµn nhµ m¸y lµ: Stnm(t) = Std(t) + SuF(t) + ST(t) + SC(t) + SVHT(t) Tõ ph¬ng tr×nh trªn ta cã phô t¶i cao ¸p theo thêi gian lµ: SVHT(t) = Stnm(t)- {Std(t) + SuF(t) + ST(t) } Thay c¸c gi¸ trÞ ®· tÝnh ®îc ë trªn ta ®îc kÕt qu¶ tÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt toµn nhµ m¸y ë b¶ng sau : 4 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-- t (giê) 0÷7 7 ÷8 8 ÷ 12 12 ÷ 14 14÷18 18÷20 20÷24 S(MVA) Stnm(t) 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 470,7 SuF(t) Std(t) ST(t) SVHT(t) 16,09 4,71 186,05 263,85 16,09 4,71 232,56 217,34 18,39 4,71 232,56 215,04 18,39 4,71 197,67 249,93 22,99 4,71 197,67 245,33 22,99 4,71 162,79 280,21 18,39 4,71 162,79 284,81 S VHT MVA 300 280,21 263,85 249,93 250 215,04 200 150 100 50 0 t (h) 0 4 8 12 16 20 24 c./ S(t) Mét MVA sè nhËn xÐt chung. Tæng c«ng suÊt ®Þnh møc cña hÖ thèng lµ 2750 MVA ( kh«ng kÓ nhµ m¸y thiÕt kÕ ), dù tr÷500 quay cña hÖ thèng b»ng 8 %, tøc lµ SdtHT = 220 MVA. Gi¸ trÞ nµy nhá h¬n trÞ sè c«ng STNM 470,7 450 suÊt cùc ®¹i mµ nhµ m¸y ph¸t lªn hÖ thèng S VHTmax =284,81 MVA do ®ã ph¶i chó ý ®¶m b¶o400 c«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng kh«ng ®îc vît qu¸ dù tr÷ quay cña hÖ thèng Phô t¶i ®iÖn ¸p trung chiÕm gÇn 50% c«ng suÊt nhµ m¸y do ®ã viÖc ®¶m b¶o cung cÊp 350 ®iÖn cho phô t¶i nµy lµ rÊt quan träng. SVHT 300 Tõ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta x©y dùng ®îc ®å thÞ phô t¶i tæng hîp cña nhµ m¸y nh sau: 250 200 150 2001 50 0 5 0 4 8 12 16 20 24 t (h) HTD-K44-- L£ PH¦¥NG AN - ST SuF II./ x¸c ®Þnh c¸c ph¬ng ¸n nèi nèi d©y s¬ bé Chän s¬ ®å nèi ®iÖn chÝnh lµ mét trong nh÷ng nhiÖm vô hÕt søc quan träng trong thiÕt kÕ nhµ m¸y ®iÖn. S¬ ®å nèi ®iÖn hîp lý kh«ng nh÷ng ®em l¹i nh÷ng lîi Ých kinh tÕ lín lao mµ cßn ph¶i ®¸p øng ®îc c¸c yªu cÇu kü thuËt C¬ së ®Ó ®Ó x¸c ®Þnh c¸c ph¬ng ¸n cã thÓ lµ s« lîng vµ c«ng suÊt m¸y ph¸t ®iÖn , c«ng suÊt hÖ thèng ®iÖn , s¬ ®å líi vµ phô t¶i t¬ng øng , tr×nh tù x©y dùng nhµ m¸y ®iÖn vµ líi ®iÖn ... Khi x©y dùng ph¬ng ¸n nèi d©y s¬ bé ta cã mét sè nguyªn t½c chung sau : Nguyªn t¾c 1 Cã hay kh«ng cã thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t NÕu SuFmax nhá vµ kh«ng cã nhiÒu d©y cÊp cho phô t¶i ®Þa ph¬ng th× kh«ng cÇn thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t SuFmax ≤ 25% S®m 1F Nguyªn t¾c 2 NÕu cã thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t th× sè lîng m¸y ph¸t nèi vµo thanh gãp ph¶i ®¶m b¶o sao cho khi mét tæ m¸y lín nhÊt bÞ sù cè th× nh÷ng m¸y ph¸t cßn l¹i ph¶i ®¶m b¶o phô t¶i ®Þa ph¬ng vµ tù dïng Nguyªn t¾c 3 6 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-- NÕu phÝa ®iÖn ¸p cao , trung cã trung tÝnh nèi ®Êt vµ hÖ sè cã lîi α ≤ 0,5 th× nªn dïng hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµm liªn l¹c gi÷a c¸c cÊp Nguyªn t¾c 4 Sö dông sè lîng bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y hai phÝa cao vµ trung sao cho t ¬ng øng víi c«ng suÊt cùc ®¹i cÊp ®ã Nguyªn t¾c 5 Cã thÓ ghÐp chung mét sè m¸y ph¸t víi mét m¸y biÕn ¸p nhng ph¶i ®¶m b¶o ΣSbé ≤ Sdù phßng ht Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ nhµ m¸y cã 4 tæ m¸y ph¸t, c«ng suÊt ®Þnh møc cña mçi tæ m¸y lµ 100 MW cã nhiÖm vô cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i ë ba cÊp ®iÖn ¸p sau: Phô t¶i ®Þa ph¬ng ë cÊp ®iÖn ¸p 22 kV cã: S22max = 22,99 MVA S22min = 16,09 MVA Phô t¶i trung ¸p ë cÊp ®iÖn ¸p 110 kV cã: S110max = 232,56 MVA S110min = 162,79 MVA Phô t¶i cao ¸p ë cÊp ®iÖn ¸p 220 kV ( vÒ hÖ thèng ) cã: S220max = 284,81 MVA S220min = 215,04 MVA Theo c¸c nguyª t¾c trªn ta cã - Víi nhµ m¸y thuû ®iÖn khi c«ng suÊt c¸c tæ m¸y lín vµ phô t¶i ®Þa ph¬ng cã cÊp ®iÖn ¸p kh¸c cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t th× ngêi ta kh«ng dïng thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t - Víi líi ®iÖn ¸p danh ®Þnh 110 kv vµ 220 kv th× trung tÝnh nèi ®Êt trùc tiÕp vµ hÖ sè α = 0,5 nªn ta dïng hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµm liªn l¹c gi÷a c¸c cÊp - C«ng suÊt dù phßng cña hÖ thèng Sdp= 8%.2750 = 220 MVA VËy ta kh«ng thÓ ghÐp chung hai m¸y ph¸t víi mét m¸y biÕn ¸p v× ΣSbé = 2.117,7 = 235,4 MVA > Sdp ht = 220 MVA Phô t¶i ®Þa ph¬ng ®îc cÊp b»ng c¸c ®êng c¸p kÐp ®iÖn ¸p 22KV, mµ ®iÖn ¸p ®Çu cùc m¸y ph¸t lµ 13,8KV. Do vËy c¸c phô t¶i ®Þa ph¬ng ®îc cÊp tõ hai m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p 13,8/22KV. Hai m¸y biÕn ¸p nµy lÊy ®iÖn tõ ®Çu cùc cña hai m¸y ph¸t nèi víi biÕn ¸p tù 7 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-- ngÉu. §Ó h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch, trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh thêng hai m¸y biÕn ¸p nµy lµm viÖc riªng rÏ ë phÝa 22KV vµ mçi m¸y cung cÊp cho mét nöa phô t¶i ®Þa ph¬ng. Trong trêng hîp mét m¸y bÞ sù cè th× m¸y cßn l¹i víi kh¶ n¨ng qu¸ t¶i sÏ cung cÊp ®iÖn cho toµn bé phô t¶i ®Þa ph¬ng. Tõ nh÷ng nhËn xÐt trªn ®©y ta cã thÓ ®Ò xuÊt mét sè ph¬ng ¸n nh sau: Ph¬ng ¸n I 110 kv 220 KV tN1 tN2 g1 T1 g2 g3 T2 g4 H×nh 1 Ta dïng hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu t¨ng ¸p ®Ó lµm liªn l¹c gi÷a ®iÖn ¸p cao vµ ®iÖn ¸p trung . C«ng suÊt ®îc truyÒn t¶i tõ phÝa h¹ lªn phÝa cao ¸p vµ trung ¸p , ®ång thêi cã thÓ truyÒn tõ phÝa trung sang vµ ngîcMVA. l¹i . ¦u ®iÓm S cña ph¬ng ¸n nµyMVA. lµ chØ dïng hai lo¹i m¸y = 232,56 S phÝa cao = 284,81 110max VHTmax biÕn ¸p. Sè m¹ch thiÕt bÞMVA. ph©n phèi ®iÖn S¸p110min cao =nhá 162,79 MVA. S nèi vµo = 215,04 VHTmin KV Phô t¶i ®Þa 220 ph¬ng 22KV ®îc cung cÊp diÖn qua hai m¸y biÕn ¸p110 13,8/22KV nèi vµo ®Çu cùc KV m¸y ph¸t ®iÖn nèi víi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu _G1,G2. Ph¬ng ¸n II T1 G1 G2 T2 tN2 TN1 G3 H×nh 2 G4 8 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-- Trong s¬ ®å nµy ta chuyÓn mét bé m¸y biÕn ¸p – m¸y ph¸t hai cuén d©y tõ bªn ®iÖn ¸p trung sang bªn ®iÖn ¸p cao . Do phô t¶i bªn trung S Tmin= 162,79 MVA > S®mF = 117,7 MVA nªn m¸y ph¸t cã thÓ ph¸t b»ng ph¼ng liªn tôc ; tæn thÊt trong m¸y biÕn ¸p trong chÕ ®é ho¹t ®éng b×nh thêng nhá . Nhîc ®iÓm cña phong ¸n nµy lµ ph¶i dïng ba lo¹i biÕn ¸p , g©y khã kh¨n cho viÖc vËn hµnh vµ b¶o vÖ ; ngoµi ra do cã thªm m¹ch nèi lªn thiÕt bÞ ph©n phèi ®iÖn ¸p cao nªn vèn ®Çu t t¨ng lªn Phô t¶i ®Þa ph¬ng 22KV ®îc cung cÊp diÖn qua hai m¸y biÕn ¸p 13,8/22KV nèi vµo hai cùc m¸y ph¸t ®iÖn G2,G3. Ph¬ng ¸n III Trong s¬ ®å nµy ta dïng mba tù ngÉu liªn l¹c gi÷a ®iÖn ¸p cao vµ ®iÖn ¸p trung , c«ng suÊt cã thÓ truyÒn tõ cao sang trung vµ ngîc l¹i tuú thuéc vµo sù biÕn ®æi c«ng suÊt cña l íi , sù thay ®æi c«ng suÊt lµm viÖc cña nhµ m¸y , thay ®æi s¬ ®å hÖ thèng ®iÖn vµ c¸c nguyªn nh©n kh¸c . Cuén d©y h¹ ¸p cña mba tù ngÉu cã thÓ nèi víi líi ph©n phèi ®Þa ph¬ng hoÆc ®Ó cung cÊp ®iÖn tù dïng dù tr÷ cho htnhµ m¸y ®iÖn Nhîc ®iÓm cña ph¬ng ¸n nµy lµ sè mba nhiÒu vµ cã nhiÒu lo¹i mba , tæn thÊt c«ng suÊt trong c¸c mba lín , sè m¹ch nèi vµo thiÕt bÞ cao ¸p lín kh«ng kinh tÕ T1 T3 t2 G1 G2 T4 G3 H×nh 3 G4 9 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-- Tãm l¹i : Qua nh÷ng ph©n tÝch trªn ®©y ta thÊy phu¬ng ¸n III cã vèn ®Çu t lín h¬n c¶ , ph¬ng ¸n I vµ phong ¸n II cÇn ph©n tÝch kÜ h¬n míi cã thÓ ®¸nh gi¸ ® îc , do ®ã ta ®Ó l¹i ph¬ng ¸n I vµ ph¬ng ¸n II ®Ó tÝnh to¸n , so s¸nh cô thÓ h¬n vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt nh»m chän ® îc s¬ ®å nèi ®iÖn tèi u cho nhµ m¸y ®iÖn. III./ Chän m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸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 gÊp tõ 4-5 lÇn tæng c«ng suÊt c¸c m¸y ph¸t ®iÖn . Chän mba trong nhµ m¸y ®iÖn lµ lo¹i , sè lîng , c«ng suÊt ®Þnh møc vµ hÖ sè biÕn ¸p . MBA ®îc chän ph¶i ®¶m b¶o ho¹t ®éng an toµn trong ®iÒu kiÖn b×nh thêng vµ khi x¶y ra sù cè nÆng nÒ nhÊt Nguyªn t¾c chung ®Ó chän mba lµ tríc tiªn chän S®mB ≥ c«ng suÊt cùc ®¹i cã thÓ qua biÕn ¸p trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc b×nh thêng , sau ®ã kiÓm tra l¹i ®iÒu kiÖn sù cè cã kÓ ®Õn hÖ sè qu¸ t¶i cña mba . X¸c ®Þnh c«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng ph¶i nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng . Ta lÇn lît chän mba cho tõng ph¬ng ¸n Gi¶ thiÕt c¸c m¸y biÕn ¸p ®îc chÕ t¹o phï hîp víi ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é m«i trêng n¬i l¾p ®Æt nhµ m¸y ®iÖn . Do vËy kh«ng cÇn hiÖu chØnh c«ng suÊt ®Þnh møc cña chóng. 1./ Ph¬ng ¸n I ( h×nh 1) a./ M¸y biÕn ¸p bé trong s¬ ®å bé m¸y ph¸t – mba hai cuén d©y §iÒu kiÖn chän : S®mB ≥ S®mF = 117,7 MVA M¸y ph¸t trong s¬ ®å bé thêng ph¸t c«ng suÊt t¬ng ®èi b»ng ph¼ng vµ æn ®Þnh do ®ã ta kh«ng cÇn ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn sù cè Ta chän ®îc lo¹i mba cã c¸c th«ng sè cho ë b¶ng sau S®m UC®m UH®m ∆P0 ∆PN MVA KV KV KW KW UN% I0% Gi¸ 106 VN§ 10 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-- 125 121 13,8 100 400 10,5 0,5 6080 b./ M¸y biÕn ¸p tù ngÉu t¨ng ¸p + §iÒu kiÖn chän : STN1,TN2®m ≥ 1 α S®mF Trong ®ã α lµ hÖ sè cã lîi cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu α= U C − U T 220 − 110 = = 0,5 UC 220 1 do ®ã : STN1,TN2®m ≥ 0,5 117,7 = 235,4 MVA Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta chän m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lo¹i : ATДЦTH-250 cã c¸cth«ng sè kü thuËt nh b¶ng sau S®m §iÖn ¸p cuén d©y MV UC KV UT UH C-T 230 121 13,8 11 A 250 UN% ∆P0 C-H T-H KW C-H C-T 120 520 32 20 ∆PN% I0( Gi¸ %) 106 VN§ 0,5 10.000 + KiÓm tra ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i sù cè Ta kiÓm tra trêng hîp sù cè nÆng nÒ nhÊt lµ khi ST = STmax . XÐt hai kh¶ n¨ng sù cè sau : Sù cè mét bé bªn trung Khi ®ã c«ng suÊt bªn trung thiÕu sÏ do hai mba liªn l¹c ®¶m nhËn C«ng suÊt bªn trung thiÕu STthiÕu= STmax - Sbé = STmax- ( S®mF - 1/4. Stdmax ) = 232,56 - 116,52 = 116,04 MVA C«ng suÊt cã thÓ qua phô t¶i trung ¸p SCT = 2.kqtsc.α.S®mB = 2.1,4.0,5.250 = 350 MVA ta cã SCT > STthiÕu vËy phô t¶i trung ¸p ®îc ®¶m b¶o TÝnh c«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng C«ng suÊt qua cuén trung mba tù ngÉu SCT = 1/2.STthiÕu= 1/2.116,04 = 58,02 MVA C«ng suÊt qua cuén h¹ mba tù ngÉu SCH = S®mF - 1/2.SuFmin -1/4.Stdmax 11 HTD-K44-- L£ PH¦¥NG AN - = 117,7 - 1/2. 16,09 -1/4.4,71 = 108,43 MVA VËy c«ng suÊt qua cuén cao ¸p mba tù ngÉu SCC = SCH - SCT = 108,43 - 58,02= 50,41 MVA C«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng SthiÕu = SVHT -2.SCC = 217,34- 2.50,41 = 116,52 MVA ta cã Sdô tr÷ quay = 8% Sht = 8%.2750 = 220 MVA vËy SthiÕu < Sdô tr÷ quay Sù cè mét m¸y biÕn ¸p liªn l¹c TÝnh c«ng suÊt thiÕu vÒ bªn trung C«ng suÊt cã thÓ chuyÓn qua phô t¶i phÝa trung qua cuén trung mba liªn l¹c SCT = kqtsc.α.S®mB = 1,4.0,5.250 = 175 MVA C«ng suÊt bªn trung thiÕu STthiÕu= STmax - 2.Sbé = 232,56 – 2.116,52 = -0,48 MVA dÊu (-) chøng tá bªn trung ¸p thøa c«ng suÊt , c«ng suÊt thõa sÏ tõ bªn trung chuyÓn sang phÝa cao ¸p TÝnh c«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng C«ng suÊt qua cuén trung mba tù ngÉu SCT = STmax- 2.Sbé = 232,56 – 2.116,52 = -0,48 MVA C«ng suÊt qua cuén h¹ mba tù ngÉu SCH = S®mF - SuFmin -1/4.Stdmax = 117,7 - 16,09 -1/4.4,71 = 100,38 MVA VËy c«ng suÊt qua cuén cao ¸p mba tù ngÉu SCC = SCH - SCT = 100,38 – (-0,48) = 100,86 MVA C«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng SthiÕu = SVHT -SCC = 217,34- 100,86 = 116,48 MVA ta cã Sdô tr÷ quay = 8% Sht = 8%.2750 = 220 MVA vËy SthiÕu < Sdô tr÷ quay kÕt luËn : Nh vËy mba ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sù cè nÆng nÒ nhÊt 2./ Ph¬ng ¸n II ( h×nh 2) a./ M¸y biÕn ¸p bé trong s¬ ®å bé m¸y ph¸t – mba hai cuén d©y 12 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-- + CÊp ®iÖn ¸p 110 kv §iÒu kiÖn chän : S®mB ≥ S®mF = 117,7 MVA M¸y ph¸t trong s¬ ®å bé thêng ph¸t c«ng suÊt t¬ng ®èi b»ng ph¼ng vµ æn ®Þnh do ®ã ta kh«ng cÇn ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn sù cè Ta chän ®îc lo¹i mba cã c¸c th«ng sè cho ë b¶ng sau S®m UC®m UH®m ∆P0 ∆PN MVA KV 125 121 + CÊp ®iÖn ¸p 220 kv KV 13,8 KW 100 KW 400 UN% 10,5 I0% Gi¸ 0,5 106 VN§ 6080 §iÒu kiÖn chän : S®mB ≥ S®mF = 117,7 MVA M¸y ph¸t trong s¬ ®å bé thêng ph¸t c«ng suÊt t¬ng ®èi b»ng ph¼ng vµ æn ®Þnh do ®ã ta kh«ng cÇn ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn sù cè Ta chän ®îc lo¹i mba cã c¸c th«ng sè cho ë b¶ng sau S®m UC®m UH®m ∆P0 ∆PN MVA 125 KV 242 KV 13,8 KW 115 KW 380 UN% 11 I0% Gi¸ 0,5 106 VN§ 7400 b./ M¸y biÕn ¸p tù ngÉu t¨ng ¸p + §iÒu kiÖn chän : STN1,TN2®m ≥ 1 α S®mF Trong ®ã α lµ hÖ sè cã lîi cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu α= U C − U T 220 − 110 = = 0,5 UC 220 1 do ®ã : STN1,TN2®m ≥ 0,5 117,7 = 235,4 MVA Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta chän m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lo¹i : ATДЦTH-250 cã c¸cth«ng sè kü thuËt nh b¶ng sau S®m §iÖn ¸p cuén d©y MV UC KV UT UH C-T 230 121 13,8 11 A 250 UN% ∆P0 C-H T-H KW C-H C-T 120 520 32 20 ∆PN% I0( Gi¸ %) 106 VN§ 0,5 10.000 13 HTD-K44-- L£ PH¦¥NG AN - + KiÓm tra ®iÒu kiÖn sù cè Ta kiÓm tra trêng hîp sù cè nÆng nÒ nhÊt lµ khi ST = STmax . XÐt hai kh¶ n¨ng sù cè sau : Sù cè mét bé bªn trung Khi ®ã c«ng suÊt bªn trung sÏ do hai mba liªn l¹c ®¶m nhËn C«ng suÊt cã thÓ qua phô t¶i trung ¸p SCT = 2.kqtsc.α.S®mB = 2.1,4.0,5.250 = 350 MVA ta cã SCT > STmax = 232,56 MVA vËy phô t¶i trung ¸p ®îc ®¶m b¶o TÝnh c«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng C«ng suÊt qua cuén trung mba tù ngÉu SCT = 1/2.STmax= 1/2.232,56 = 116,28 MVA C«ng suÊt qua cuén h¹ mba tù ngÉu SCH = S®mF - 1/2.SuFmin -1/4.Stdmax = 117,7 - 1/2. 16,09 -1/4.4,71 = 108,43 MVA VËy c«ng suÊt qua cuén cao ¸p mba tù ngÉu SCC = SCH - SCT = 108,43 - 116,28 = - 7,85 MVA C«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng SthiÕu = SVHT -( Sbé + 2.SCC ) = 217,34 -( 116,52 + 2.(- 7,85) ) = 116,52 MVA ta cã Sdô tr÷ quay = 8% Sht = 8%.2750 = 220 MVA vËy SthiÕu < Sdô tr÷ quay Sù cè mét m¸y biÕn ¸p liªn l¹c TÝnh c«ng suÊt thiÕu vÒ bªn trung C«ng suÊt cã thÓ chuyÓn qua phô t¶i phÝa trung qua cuén trung mba liªn l¹c SCT = kqtsc.α.S®mB = 1,4.0,5.250 = 175 MVA C«ng suÊt bªn trung thiÕu STthiÕu= STmax - Sbé = 232,56 – 116,52 = 116,04 MVA vËy STthiÕu < SCT ®¶m b¶o phô t¶i bªn trung TÝnh c«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng C«ng suÊt qua cuén trung mba tù ngÉu STthiÕu= STmax - Sbé = 232,56 – 116,52 = 116,04 MVA C«ng suÊt qua cuén h¹ mba tù ngÉu SCH = S®mF - SuFmin -1/3.Stdmax 14 HTD-K44-- L£ PH¦¥NG AN - = 117,7 - 16,09 -1/3.4,71 = 100,04 MVA VËy c«ng suÊt qua cuén cao ¸p mba tù ngÉu SCC = SCH - SCT = 100,04 - 116,04 = -16 MVA dÊu trõ chøng tá biÕn ¸p lÊy c«ng suÊt tõ hÖ thèng ®Ó truyÒn sang bªn trung ¸p C«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng SthiÕu = SVHT -( Sbé + SCC ) = 217,34- ( 116,52 +(-16) ) = 116,82 MVA ta cã Sdô tr÷ quay = 8% Sht = 8%.2750 = 220 MVA vËy SthiÕu < Sdô tr÷ quay kÕt luËn : Nh vËy mba ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sù cè nÆng nÒ nhÊt 15 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-- Ch¬ng 2 TÝnh to¸n tæn thÊt ®iÖn n¨ng I./ TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p. A/ Ph¬ng ¸n 1. 1/ Ph©n bè c«ng suÊt cho c¸c m¸y biÕn ¸p. a./ M¸y biÕn ¸p hai cuén d©y 1 1 S =S − Smax = 117,7 − 4,71 = 116,52MVA bo dmF 4 td 4 Ta gi÷ c«ng suÊt qua bé lµ kh«ng thay ®æi, cßn c©n b»ng c«ng suÊt sÏ do m¸y biÕn ¸p liªn l¹c ®¶m nhËn theo luËt c©n b»ng c«ng suÊt. b./ M¸y biÕn ¸p tù ngÉu Ph©n bè c«ng suÊt trong mba tù ngÉu lµ ph©n bè c«ng suÊt cho c¸c cuén cao , cuén trung , cuén h¹ Trong thêi gian t = 0 h ÷ 7 h ta cã : C«ng suÊt qua cuén d©y trung ( ) 1 1 S = S − 2.S = (186,05 − 2.116,52 ) = −23,50 MVA CT 2 T bo 2 DÊu (-) cã nghÜa lµ c«ng suÊt truyÒn tõ bªn trung sang cao. C«ng suÊt qua cuén h¹ 1 1 SiH = SdmF − SuF − Smax 2 4 td 1 1 1 = 117,7 − SuF − .4,71 = 116,52 − SuF 2 4 2 1 = 116,52 − .16,09 = 108,48MVA 2 C«ng suÊt qua cuén cao SiC = SiH - SiT = 108,48 - (-23,50) = 131,98 MVA TÝnh t¬ng tù cho c¸c thêi ®iÓm kh¸c ta ®îc kÕt qu¶ ë b¶ng sau. Si t (h) 0-7 7-8 8 - 12 12 - 14 14 - 18 18 - 20 20 - 24 SiC 131,98 108,72 107,57 125,02 122,72 140,16 142,46 SiT - 23,50 - 0,24 - 0,24 -17,69 -17,69 -35,13 -35,13 SiH 108,48 108,48 107,33 107,33 105,03 105,03 107,33 2/ TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng ∆A trong m¸y biÕn ¸p Tæn thÊt c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p gåm hai phÇn lµ : + Tæn thÊt s¾t kh«ng phô thuéc vµo c«ng suÊt phô t¶i vµ b»ng tæn thÊt kh«ng t¶i cña m¸y biÕn ¸p. + Tæn thÊt ®ång phô thuéc vµo c«ng suÊt phô t¶i , khi phô t¶i b»ng c«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y biÕn ¸p th× tæn thÊt ®ång b»ng tæn thÊt ng¾t m¹ch. a./ Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y Khi cã n m¸y biÕn ¸p vËn hµnh song song th× ta cã c«ng thøc tÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng: 16 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-S 1 ΔA = n.∆P .t + .∆P  bo 0 n  n S  dmB 2   .t   Trong ®ã: SdmB: C«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y biÕn ¸p Sbé : C«ng suÊt qua m¸y biÕn ¸p ∆P0 : Tæn thÊt c«ng suÊt kh«ng t¶i ∆Pn : Tæn thÊt c«ng suÊt ng¾t m¹ch cña m¸y biÕn ¸p VËy 2 1  116,52  ΔA = 2.100.8760 + .400.  .8760 = 3274351,81Kw.h 2  125  = 3274,35 Mw.h b./ Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu  S 24 1 ΔA = n∆P0 .t + .365.∑ΔPnC . ic S i =1  n  dmB  2  S  + ΔP . iT nT     S dmB 2  S  + ΔP . iH nH     S dmB 2      .t  i  Víi ∆PNC , ∆PNT , ∆PNH lµ tæn thÊt c«ng suÊt ng½n m¹ch trong cuén d©y ®iÖn ¸p cao, trung , h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Ta cã:  ΔP CH − ΔPTH  1 n n  ΔP =  ΔPCT +  NC 2  n 2  α    ΔP CH + ΔPTH  1 N N − ΔPCT  ΔP =  NH N  2 2  α   CH  ΔPTH  ΔP 1 N + ΔP CT − N  ΔP =   NT N 2  α2 α2    α = 0,5 lµ hÖ sè lîi dông cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. 1 2 CT Do th«ng sè mba chØ cho ∆PnCT nªn ta cã thÓ coi ∆PnCH = ∆PnTH = ΔPN Thay sè ta ®îc: 1 2 CT ∆PnCH = ∆PnTH = ΔPN = VËy 520 = 260 Kw 2 1 260 260  ΔPnC =  520 + −  = 260Kw 2 0,52 0,52  1  260 260  ΔPnT =  2 + 520 − 2  = 260Kw 2  0,5 0,5  ΔPnH = 1  260 260  − 520  = 780Kw  2+ 2 2  0,5 0,5  Thay sè vµo c«ng thøc ta tÝnh ®îc : cho ∆P0 = 120 KW n ∆P0t = 2.120.8760 = 2102.400 KW.h = 2102,4 MW.h + t = 0h ÷ 7h 17 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-2 2 2   SiC   SiT   SiH          ∆A0-7 = ΔPnC .  + ΔPnT . S  + ΔPnH  S  .7 S   dmB   dmB   dmB   2 2 2  131,98   - 23,50  108,48   = 260.  + 260.  + 780  .7 = 1551,36 KWh  250   250   250      TÝnh to¸n t¬ng tù cho c¸c thêi ®iÓm kh¸c ta ®îc kÕt qu¶ + t = 7h ÷ 8h ∆A7-8 = 196,04 KWh + t = 8h ÷ 12h ∆A8-12 = 767,61 KWh + t = 12h ÷ 14h ∆A12-14 = 420,180 KWh + t = 14h ÷ 18h ∆A14-18 = 806,49 KWh + t = 18h ÷ 20h ∆A18-20 = 224,527.2 = 449,05 KWh +./ t = 20h ÷ 24h ∆A20-24 = 233,33.4 = 933,31 KWh 24h ∑ ΔA t = 5124,04 t =0 Tõ ®ã tÝnh ®îc 24h 365. ∑ ΔA = 1870274,6 KWh t t =0 KWh = 1870,27 MWh Tæng tæn thÊt c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ΔA tn = nP0 t + 1 365.∑ΔA t = 3037,54 n MWh ⇒ Tæng tæn thÊt c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p ∆A1 = ∆Atn + ∆A2cd = 3274,35 + 3037,54 = 6311,89 MWh B./ Ph¬ng¸n 2 1/ Ph©n bè c«ng suÊt cho c¸c m¸y biÕn ¸p. a./ M¸y biÕn ¸p hai cuén d©y S bo =S dmF 1 1 − S max = 117,7 − 4,71 = 116,52MVA td 4 4 Ta gi÷ c«ng suÊt qua bé lµ kh«ng thay ®æi, cßn c©n b»ng c«ng suÊt sÏ do m¸y biÕn ¸p liªn l¹c ®¶m nhËn theo luËt c©n b»ng c«ng suÊt. b./ M¸y biÕn ¸p tù ngÉu Ph©n bè c«ng suÊt trong mba tù ngÉu lµ ph©n bè c«ng suÊt cho c¸c cuén cao , cuén trung , cuén h¹ Trong thêi gian t = 0 h ÷ 7 h ta cã : C«ng suÊt qua cuén d©y trung S CT = ( ) 1 1 S −S = (186,05 − 116,52 ) = 34,77 MVA T bo 2 2 C«ng suÊt qua cuén h¹ 18 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44-1 1 − S − Smax uF 2 4 td 1 1 1 = 117,7 − SuF − .4,71 = 116,52 − SuF 2 4 2 1 = 116,52 − .16,09 = 108,48MVA 2 S =S iH dmF C«ng suÊt qua cuén cao SiC = SiH - SiT = 108,48 - 34,77 = 73,71 MVA TÝnh t¬ng tù cho c¸c thêi ®iÓm kh¸c ta ®îc kÕt qu¶ ë b¶ng sau. Si t (h) 0-7 7-8 8 - 12 12 - 14 14 - 18 18 - 20 20 - 24 SiC 73,71 50,46 49,31 67,58 65,45 81,89 84,19 SiT 34,77 58,02 58,02 39,58 39,58 23,14 23,14 SiH 108,48 108,48 107,33 107,33 105,03 105,03 107,33 2/ TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng ∆A trong m¸y biÕn ¸p TÝnh to¸n t¬ng tù nh ph¬ng ¸n 1 a./ Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y + CÊp ®iÖn ¸p 110 kv S 1 ΔA = n.∆P .t + .∆P  bo 0 n  n S  dmB 2   .t   Trong ®ã: n : Sè m¸y biÕn ¸p lµm viÖc song song SdmB: C«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y biÕn ¸p Sbé : C«ng suÊt qua m¸y biÕn ¸p ∆P0 : Tæn thÊt c«ng suÊt kh«ng t¶i ∆Pn : Tæn thÊt c«ng suÊt ng¾t m¹ch cña m¸y biÕn ¸p VËy 2 116,52  ΔA =100.8760 + 400.  .8760 = 3920703,62 Kwh  125  = 3920,7 Mw.h + CÊp ®iÖn ¸p 220 kv S 1 ΔA = n.∆P .t + .∆P  bo 0 n  n S  dmB 2   .t   2 116,52  ΔA =115.8760 + 380.  .8760 = 3899868,44 Kwh  125  = 3899,87 MWh b./ Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu  S 24 1 ΔA = n∆P0 .t + .365.∑ΔPnC . ic S i =1  n  dmB  Víi 2  S  + ΔP . iT nT  S   dmB 2  S  + ΔP . iH nH  S   dmB 2      .t  i  ∆PNC , ∆PNT , ∆PNH lµ tæn thÊt c«ng suÊt ng½n m¹ch trong cuén d©y ®iÖn ¸p cao, trung , h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. SiC , SiT , SiH lµ c«ng suÊt qua cuén cao ¸p , trung ¸p , h¹ ¸p trong thêi ®iÓm t Ta cã: 19 L£ PH¦¥NG AN - HTD-K44- ΔP CH − ΔPTH  1 n n  ΔP =  ΔPCT +  NC 2  n 2  α    ΔP CH + ΔPTH  1 N N − ΔPCT  ΔP =  NH N  2 2  α   CH  ΔPTH  ΔP 1 N + ΔP CT − N  ΔP =   NT N 2  α2 α2    α = 0,5 lµ hÖ sè lîi dông cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. 1 2 CT Do th«ng sè mba chØ cho ∆PnCT nªn ta cã thÓ coi ∆PnCH = ∆PnTH = ΔPN Thay sè ta ®îc: 1 2 CT ∆PnCH = ∆PnTH = ΔPN = VËy 520 = 260 Kw 2 1 260 260  ΔPnC =  520 + −  = 260Kw 2 0,52 0,52  1  260 260  ΔPnT =  2 + 520 − 2  = 260Kw 2  0,5 0,5  ΔPnH = 1  260 260  − 520  = 780Kw  2+ 2 2  0,5 0,5  Thay sè vµo c«ng thøc ta ®îc: cho ∆P0 = 120 KW n ∆P0t = 2.120.8760 = 2102.400 KW.h = 2102,4 MW.h + t = 0h ÷ 7h 2 2 2   SiC   SiT   SiH    + ΔPnT .  + ΔPnH   .7 ∆A0-7 = ΔPnC .   SdmB   SdmB   SdmB   2 2 2   73,71   34,77  108,48   = 260.  + 260.  + 780  .7 = 1221,46 KWh  250   250   250      TÝnh to¸n t¬ng tù ta ®îc kÕt qu¶ t = 7h ÷ 8h t = 8h ÷ 12h t = 12h ÷ 14h t = 14h ÷ 18h t = 18h ÷ 20h t = 20h ÷ 24h ∆A7-8 = 171,46 KWh ∆A8-12 = 671,54 KWh ∆A12-14 = 338,56 KWh ∆A14-18 = 648,03 KWh ∆A18-20 = 335,56 KWh ∆A20-24 = 701,92 KWh 20