Đại học bách khoa hà nội 1 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37

Đ
ồ án tốt nghiệp
Đề tài: Phần điện nhà máy điện Đại học bách khoa hà nội 2 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN 3
CHƯƠNG I:TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT LỰA TRỌN
PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 3
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 12

tiêu thụ ( kể cả tổn thất). Như vậy điều kiện cân bằng công suất là rất quan
trọng, thực tế công suất tiêu thụ tại các phụ tải luôn luôn thay đổi, việc biết được
quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải rất quan trọng đối với người
thiết kế. Vận hành nhờ đồ thị phụ tải ta có thể lựa trọn phương án nối điện hợp
lý đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.
Đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất máy biến áp , phân bố tối ưu
công suất giữa các nhà máy điện hoặc giữa các tổ máy trong một nhà máy điện ,
từ đó người vận hành sẽ chọn được phương thức vận hành hợp lý, chủ động lập
được kế hoạch sửa chữa, đại tu định kỳ thiết bị điện.
Theo nhiệm vụ thiết kế và các số liệu đã cho ta lập được đồ thị phụ tải ở các
cấp điện áp.
I. CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Căn cứ vào yêu cầu thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng hơi cho sẵn gồm 4 tổ
máy công suất mỗi tổ máy là 50MW.cung cấp cho phụ tải địa phương, phụ tải
trung áp,còn thửa phát lên cao áp
Ta tra bảng chọn máy phátTB-50-2các thông số như sau:

Bảng 1_1:
loại thông số định mức Điện kháng tương đối
N v/phút S(MVA) P(MW) U(KV) Cos

I
KA
Xd" Xd' Xd TB


3000 62,5 50 10,5 0,8 5,73

0,135 0,3 1,84


P
P
P
P

Và :
82,0
dPtdPt
dPt
P
Cos
P
S 

(MVA)

Đại học bách khoa hà nội 4 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
86,0
TtTt
Tt
P
Cos
P
S 

Trong đó: P
đPt
, S
đPt
là công suất tác dụng biểu kiến tại thời điểm t, căn cứ vào


S(MVA)

21,95 21,95 21,95
19,76 19,76
17,56
0

2. PHỤ TẢI TRUNG ÁP:
Điện áp trung: U
T
=100 (kV)
Công suất tác dụng phía trung lớn nhất: P
Tmax
=110(MW)
Cos = 0,86
Bao gồm 1 lộ đường dây kép 75 (MW)
Đề án đã cho đồ thị phụ tải dưới dạng % , tính toán về dạng có tên như sau:
Và : (MVA)

Trong đó : P

P
P

Đại học bách khoa hà nội 5 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
Bảng 1_2_2:

Giờ
0  5 5  8 8  11 11  14

14  17

17  20

20  22

22 24

P
T
% 70 80 80 90 90 100 90 70
P
Tt
MW 77 88 88 99 99 110 99 77
S
Tt

MVA
89,53 102,33

102,33 115,12 115,12 127,91 115,12 89,53

P
P
P
P
nm
nmdm
nm
nmt
nmdm
nmt
nm

Và:
8,0


Cos
Cos
P
S
Tt
Tt

Trong đó: P
nmt
; S
nmt
là công suất tác dụng, công suất biểu kiến tại thời điểm t
Công suất nhà máy định mức P
nmđm
4. PHỤ TẢI TỰ DÙNG TOÀN NHÀ MÁY:
Phụ tải tự dùng toàn nhà máy được xác định theo công thức sau:
)
2,289
6,04,0(
83,0
240
08,0)6,04,0(
cos
nmt
nmdm
nmt
td
nmdm
tdt
S

(MVA) 16,96 18,12 16,96 18,12 18,12 19,28 18,12 16,96

Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải dùng toàn nhà máy như sau:
Đại học bách khoa hà nội 7 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
5.CÔNG SUẤT PHÁT LÊN HỆ THỐNG
Trong yêu cầu thiết kế không có phụ tải cao áp 220 kV nên công suất phát
lên hệ thống là lượng công suất thừa khi đã cung cấp đủ cho phụ tải
Ở đây điện áp hạ, trung và tự dùng
Công suất phát lên hệ thống là S
HT)(
tdtTtdptnmtHT
SSSSS 
Trong đó:
S
HT

216,87 192,77 216,87

216,87

241 216,87

192,77

S
đPt
(MVA)

21,95 19,76 19,76 21,95 19,76 17,56 17,56 21,95
S
Tt
(MVA) 89,53 102,33 102,33 115,12

115,12

127,91

115,12

89,53
S
tđt
(MVA) 16,96 18,12 16,96 18,12 18,12 19,28 18,12 16,96
S
HT
(MVA)

độ quan trọng cao đối với 3 đường dây kép nên cũng phải cung cấp điện liên tục
.
Do phụ tải cao áp không có nên lượng công suất thừa được phát về hệ thống
bù cao nhất đạt 35,35 (76,66/216,87*100)
Lượng công suất này sẽ làm cho hệ thống tăng thêm dự trữ quay và phân bố
công suất tối ưu ,vận hành kinh tế hệ thống
III. LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Nhà máy phải thiết kế có phụ tải địa phương lớn nhất:
S
đm max
= 21,95 (MVA) là lượng công suất lớn của một tổ máy
S
Fđm
=62,5 (MVA)
%12,35100.
5,62
95,21


nên ta dùng thanh góp điện áp máy phát để cấp
điện cho phụ tải địa phương trên thanh góp điện áp máy phát ta phải nối một
máy phát điện, số tổ máy nối trên một máy phát đảm bảo sao cho khi một máy
phát lớn nhất ngừng làm việc thì các máy khác còn lại phải cung cấp đủ điện
cho phụ tải cực đại của địa phương và tự dùng giữa các thanh góp phân đoạn
máy phát điện phải có kháng điện để hạn chế dòng ngắn mạch
S
đm
max
+ S
tđ

S
S
do vậy để cấp công suất lên hệ
thống ta cần hai đến ba bộ trong đó bao gồm cả hai bộ máy phát máy biến áp tự
ngẫu
Phụ tải địa phương lấy bên cao qua một kháng điện trường dòng nối với hai
thanh góp điện áp máy phát kiểu này rất thuận lợi vì nếu hỏng một trong số máy
phát ghép trên thanh góp điện áp máy phát thì công suất từ hệ thống sẽ cấp cho
phụ tải địa phương chỉ qua một lần máy biến áp tự ngẫu
1. CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Dựa vào nhận xét ở trên ta đưa ra bốn phương án nối dây sau. Đại học bách khoa hà nội 9 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
 PHƯƠNG ÁN I:

 Có hai mạch nối vào thanh góp cao áp
 Có bốn mạch nối vào thanh góp trung áp
 Hai máy phát góp trên thanh góp điện áp máy phát
 Hai máy biến áp tự ngẫu liên tục đặt bên cao áp, hai bộ máy phát
máy biến áp, hai dây quấn đặt bên trung
 Bố trí nguồn phụ tải cân xứng
 Khi phụ tải trung áp cực tiểu S
T
min
=89,53(MVA) < 2.S
Fđm

=125(MVA) nên công suất truyền tải từ trung sang cao, điều này
hợp lý đối với máy biến áp tự ngẫu


Đại học bách khoa hà nội 10 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37

 PHƯƠNG ÁN III
Nhận xét:
 Có hai mạch nối vào thanh góp cao áp
 Có hai mạch nối vào thanh góp trung áp
 Phương án này cũng đảm bảo cung cấp điện
 Số máy biến áp giảm đi, chỉ còn hai máy biến áp bên cao áp 220
kV và số công suất rất lớn, rất cồng kềnh
 Thiết bị phân phối bên cao bên trung đơn giản
 Thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát phức tạp hơn rất nhiều
so với phương án trên vì có nhiều phân đoạn thiết kế bảo vệ Rơ le
phức tạp .
 Dòng điện cưỡng bức của kháng điện sẽ rất lớn và có thể không
chọn được kháng điện phân đoạn.
KẾT LUÂN:
Trong hai phương án 1 và 2 cơ bản tương đương nhau về kỹ thuật nhưng
phương án hai kém về kinh tế hơn, lắp đặt, thiết kế, vận hành không thuận tiện
bằng phương án một. Ta quyết định loại phương án hai và giữ phương án một để
thiết kế chi tiết tiếp.



(MVA)

C T H P
0
P
N

U
N
% I
0
% số lượng

giá 10
3

rúp
TPDU

63 121

10,5

59 245 10,5 0,6 0,2

Kiểm tra quá tải.
Máy biến áp troang sơ đồ nối bộ không cần kiểm tra quá tải vì khi hỏng
máy phát hay máy biến áp của thì cả bộ đều phải ghỉ. Do vậy máy biến áp không
bị quá tải

28,19
56,17(5,62.2[
5,02
1
21



dmBdmB
SS (MVA)
Từ đó ta chọn máy biến áp B
1
, B
2
loại TADUTH -100

Bảng II_2
điện áp
cuộn dây
tổn thất
(kW)
U
N
%

loại

S
đm



Đại học bách khoa hà nội 13 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
Sự cố nguy hiểm nhất vào lúc phụ tải trung áp cực đại
S
Tmax
=127,91 (MVA) lúc 17
h
- 20
h
tương ứng với thời điểm này phụ tải
các cấp điện áp khác là:
S
đP
=17,56 (MVA) S
nm
= 250 (MVA)
S
td
=19,28(MVA) S
HT
=76,25 (MVA)
Trường hợp 1: khi sự cố một bộ máy phát _ máy biến áp bên trung (sự cố
B
3
, B
4
) giả sử hỏng B
3
. khi máy biến áp B
3

.. ( S
B1đm
+ S
B2đm
) + S
bộT
 S
max
T

1,4.0,5.(100+100)+57,68=197,68 (MVA) > 127,91(MVA)
)(68,57
4
28,19
5,62
4
max
ˆ
MVA
S
SS
td
FdmToB



Trong đó: S
Bộ T
là công suất một máy biến áp bên trung tải
Phân bố công suất khi sự cố như sau:

SS
TobT
TBTB







phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(785,13115,359,48
)(2)(1)(2)(1
MVASSSS
TBHBCBCB







Công suất thiếu về hệ thồng so với lúc bình thường là:
)(100)(86,48785,13225,76
)(1ˆ
MVAMVASSS
CBHTuethi




SS (MVA)
Vậy máy biến áp không bị quá tải.
Công suất thiếu nhỏ hơn công suất dự phòng.
Kết luận: máy biến áp chọn đạt yêu cầu:
Trường hợp 2: Khi sự cốmột máy biến áp tự ngẫu liên lạc B1 hoặc B2, giả
sử B1 sự cố, khi đó máy biến áp B3,B4 còn lại và B2 kể cả khả năng quá tải
phải đảm bảo S
T
max

Điều kiện:
1,4.0,5.100+ 2.57,68 = 185,36 > 127,91 (MVA)
(Điều kiện thoả mãn)
Phân bố công suất khi sự cố như sau:


.25,62.2
4
.2.2
)(2
MVAS
S
SS
dp
td
FdmHB

)(70100.5,0.4,1 MVAS
qt

)(45,5755,1270
)(2
max
)(2)(2
MVASSS
TBHBCB


Đại học bách khoa hà nội 15 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
Công suất thiếu bên cao áp so với lúc bình thường là:
S
thiếu
= S
HT
- S
B2(C

B3
= S
B4
= S
bộ T
= 57,68 (MVA)
Đối với máy biến áp tự ngấu B1, B2 tính phân bố công suất cho từng phía
cao_trung_hạ:
Phía trung của một tự ngẫu sẽ mang tải:
)SS(
2
1
S
2
1
béTt
T
TN



Phía cao của tự ngẫu sẽ mang tải:
2
FHT
C
TN
S
S 
Phía hạ áp của một tự ngẫu mang tải:
T

T
TN

(MVA) -12,915

-6,515 -6,515 -0,12 -0,12 12,55 -0,12 -12,915

MBA

Tự
Ngẫu

S
H
TN

(MVA) 19,25 31,815 20,345 30,57 31,815 50,675 32,915 19,25

Dấu trừ trong bảng trên có nghĩa là trong khoảng thời gian đó công suất
được truyền từ thanh góp 110 kV sang thanh góp 220kV qua máy biến áp liên
lạc

2. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP

a. máy biến áp nối bộ B3, B4
B3, B4 được tính tổn thất điện năng theo công thức sau:

Đại học bách khoa hà nội 16 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
)()(
1

Theo công thức trên ta có:
)(8760)
63
68,57.2
.(245.
2
1
8760.59.2
2
kWhA 
bé

A
bộ
= 4631750 (kWh)

b. máy biến áp tự ngẫu liên lạc
Tổn thất điện năng theo công thức sau:
i
Bdm
HN
HN
Bdm
iT
NT
Bdm
iC
CNTN
t
S

trung, hạ áp của máy biến áp tự ngẫu
S
iC
; S
iT
; S
iH
là công suất qua các cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp
Tính: P
N_C
; P
N_T
; P
N_H

 là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu ( = 0,5)
P
N_C,T
= 290 (kW) ‘đã cho’
 
 
 
kW
PP
PP
kW
PP
PP
kW
PP

.
2
1
22
____
___
22
____
___
22
____
___
______
























Từ công thức trên ta tính cho một máy

Đại học bách khoa hà nội 17 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
)(1023047
)(1023047}2])
100
25,19
.(390)
100
915,12
.(130)
100
165,32
.(130[
2])
100
915,32
.(390)
100
12,0
.(130)
100
035,33
.(130[

3])
100
345,20
.(390)
100
515,6
.(130)
100
86,26
.(130[
3])
100
815,31
.(390)
100
33,38
.(130)
100
33,38
.(130[
5])
100
25,19
(390)
100
915,12
.(130)
100
165,32
.(130.{[3658760.65






Vậy tổn thất điện năng của hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 là:
A
2TN
= 2. A
TN
= 2.1023047 = 2046094 (kWh)
Tổn thất điện năng phương án một là:
A
1
= A
2TN
+ A
bộ
= 2046094+4631750=6677844 (kWh)

3. CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN
Phụ tải điện áp máy phát
1
max
max
21
MVAS
S
SSS
dm
td
FdmquaBquaB

Công suất qua kháng K là:
)(35,23
82,0
5,1.3
864,17
1
MVAS
SSS
quaK
pdtquaBquaK




Trong đó:
82,0cos
pdl
m
pdl

 Dòng điện cưỡng bức lớn nhất qua kháng là:
)(3,1
35,10
5.23
3
max
KA
U
S
I
quaK
cbK

3

)2(1
kA
U
SK
I
F
BdmBqt
Cb



 Dòng điện cưỡng bức mạch kháng phân đoạn là
I
Cb
= 1,3 (kA)
b. Phía trung 110 kV:
 Dòng điện cưỡng bức của thanh góp điện áp trung
Về phía phụ tải trung áp:
Căn cứ vào giả thiết ở phụ tải cấp điện áp trung ta có dòng điện lớn nhất
một đường dây kép:
)(438,0
3115
86,0
75
3
cos
.2 KA
U

= 35,115MVA
Khi sự cố 2: S
B2(T)
= 12,55MVA
)(184,0
3115
115,35
3115
max
max
kA
S
I
cb


 Kết luận: Dòng điện cưỡng bữc lớn nhất bên trung là:
)kA(438,0I
max
cb


 Phía cao 220kV
Dòng điện cưỡng bức 220kV
Về phía hệ thống:
)(192,0
3230
66,76
3
max

TBTB
SS (MVA)
Khi sự cố 2 :
 


MVAS
TB
45,57
2
)(144,0
3230
45,57
3230
max
max
kA
S
I
Cb


Kết luận: Dòng điện cưỡng bức lớn nhất bên cao áp là:
I
max
Cb
= 0,192 (kA)

Giá
10
3
rúp
TPDU

63 121

10,5

59 245 10,5

0,6 0,1

2. CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU B1, B2:
a. chọn công suất định mức:
Khi bình thường máy biến áp phải được hết công suất thừa lớn nhất từ
thanh góp điện áp máy phát:
Chọn B1, B2 cùng theo điều kiện sau:
)(48,155]
4
28,19
356,175,623[
5,0.2
1
]
4
3([
2
1

%
Loại

S
đm

MB
A
C T H P
0
P
N-C
-
C - T

C -
H
T -
H
I
%
Số
Lượn
g
ATDUTH 200

230 121 13,8 125 360

11 32 20 0,39


Điều kiện:


max
Tdm2Bdm1Bqt
S)SS.(α2B1BK2 

)
(
91
,
127
448
)
160
160
.(
5
,
0
4
,
1
2
MVA






2
max
)(2)(1
MVA
S
SS
T
TBTB

 Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(485,13955,6344,77
)(2)(1
MVASS
CBCB





 Lượng công suất còn thiếu về cao áp so với lúc bình thường là:
)(801605,0
)(160
)(100
)(28,49485,13225,76
)(
)(
)(1
MVASSS
MVASS
MVASS


Điều kiện:
max
TbéTdm2B2qtB
SSSαK 

)
(
91
,
127
)
(
68
,
169
68
,
57
160
5
,
0
4
,
1
MVA
MVA






Vậy phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 chỉ tải được 112 (MVA)
 Phía trung của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(23,7068,5791,127
max
)(2
MVASSS
béTTTB


 Phía cao của máy biến áp tự ngẫu
)(77,4123,70112
)(2
max
)(2)(2
MVASSS
TBHBCB

 Công suất thiếu bên cao áp so với lúc bình thường là

)(100
)(48,3477,4125,76
)(2
MVASS
MVASSS
dt
ThiÕu
CBHT

C
TN


 Phía cao của một tự ngẫu sẽ mang tải :
2
S
S
HT
C
TN


 Cuộn hạ của một tự ngẫu mang tải:
T
TN
C
TN
H
TN
SSS 

Từ công thức trên và dựa vào bảng I_5 ta có bảng phân bố công suất sau: Đại học bách khoa hà nội 24 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
Bảng II_6
Giờ 0 - 5 5 - 8 8 - 11 11 - 14

14 - 17

0
3
kWh
A
AB
b




2. MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU LIÊN TỤC:
Tương tự phương án một tính tổn thất điện năng theo công thức

 t])
S
S
.(P)
S
S
.(P)
S
S
.(P[.365.
n
1
.TPnA
2
dm
H_N
H_N

190190
380[5,0][
)(190
2
380
2
1
25
__
_
22
__
_
22
__
_
___
kW
PP
PP
kW
PP
PP
kW
PP
PP
kWPPP
HNTCNH
HNNH
HNCHNT

09,48
.(570)
160
925,15
.(190)
160
165,32
.(190{[365876085
222
TN
AĐại học bách khoa hà nội 25 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
)(15052955}2])
160
09,48
.(570)
160
925,15
.(190)
160
165,32
.(190[
2])
160
775,61
.(570)
160
72,28

.(190)
160
69,30
.(190[
3])
160
185,49
.(570)
160
325,22
.(190)
160
86,26
.(190[
3])
160
655,60
.(570)
160
325,22
.(190)
160
33,38
.(190[
222
222
222
222
222
222

21
KWhAAA
béTN







IV. CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN
Phụ tải điện áp máy phát gồm ba đường kép 3MW  3km và 6đường dây
đơn  2MW  3km
Tương tự phương án một ta phân phối phụ tải như sau: