1.2 Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp
Để đảm bảo vận hành an toàn , tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy
phát điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với lợng điện năng tiêu thụ ỏ các hộ tiêu
thụ kể cả tổn thất điện năng.
Trong thực tế lợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi.
Việc nắm đợc quy luật biến đổi này tức là tìm đợc đồ thị phụ tải là điều rất quan
trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Nhờ vào công cụ là đồ thị phụ tải mà ta có
thể lựa chọn đợc các phơng án nối điện hợp lý , đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ
thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Ngoài ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho
phép chọn đúng công suất các máy biến áp và phân bố tối u công suất giữa các tổ
máy phát điện trong cùng một nhà máy và phân bố công suất giữa các nhà máy
điện với nhau.
Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải
của các cấp điện áp dới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P
max
và hệ số
cos
tb
của từng phụ tải tơng ứng từ đó ta tính đợc phụ tải của các cấp điện áp theo
công suất biểu kiến nhờ công thức sau :
TB
t
t
Cos
P
S
=
với :
100
%.
max
PP
P
t
=
.
Trong đó: S(t) _ là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t (MVA).
cos
TB
_ là hệ số công suất trung bình của từng phụ tải.
P% _ Công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm
công suất cực đại
P
max
: Công suất của phụ tải cực đại tính bằng, MW.
1.2.1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
Nhà máy gồm 3 tổ máy có: P
Gđm
= 55 MW, cos
đm
= 0,8 do đó
.75,68
8,0
55
cos
MVA
P
S
dm
Gdm
dm
===
Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là:
P
NMđm
= 3ìP
Gđm
= 3 ì 55 = 165 MW S
NMđm
= 206,25 MW.
Từ đồ thị phụ tải nhà máy và công thức:
TB
t
t
Cos
P
S
=
với :
100
%.
max
PP
P
t
=
.
Ta tính đợc đồ thị phụ tải của nhà máy theo thời gian.
Bảng 1-2
T(giờ) 0-6 6-12 12-18 18-24
P%
85 80 100 90
P
NM
(t) MVA 140.25 132 165 148.5
S
NM
(t) MVA
175.31 165 206.25 185.63
1.2.2. Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy
Tự dùng max của toàn nhà máy bằng 6% công suất định mức của nhà máy
với cos = 0,85 đợc xác định theo công thức sau:
).
S
)t(S
6,04,0(S)t(S
dm
maxtdtd
ì+=
Với S
tdmax
= .S
NM
=
55,14
85,0
25,206
.
100
6
=
MW
Trong đó :
S
td
(t): Phụ tải tự dùng nhà máy tại thời điểm t.
S
đm
: Công suất định mức của nhà máy MVA.
S(t): Phụ tải tổn tại thời điểm t theo bảng 1-2.
Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) và công thức trên ta có phụ tải tự dùng
nhà máy theo thời gian nh bảng 1-3 .
Bảng 1-3
T(h) 0-6 6-12 12-18 18-24
P%
85 80 100 90
S(t) MVA
175.31 165 206.25 185.63
S
TD
(t) MVA 13.24 12.8 14.55 13.68
1.2.3. Phụ tải địa ph ơng
Nh nhiệm vụ thiết kế đã cho P
max
= 30 MW, cos = 0,89 với công thức sau:
( )
( )
TB
dp
dp
Cos
tP
tS
=
với:
( )
.
100
%.
maxdpdp
dp
PP
tP
=
Ta có kết quả cho ở bảng 1- 4.
Bảng 1-4
T(h) 0-8 8-12 12-20 20-24
P %
70 100 80 60
P
UF
(t) MW
21 30 24 18
S
UF
(t) MVA 23.60 33.71 26.97 20.22
1.2.4. Phụ tải cấp 220kV
Nh nhiệm vụ thiết kế đã cho P
max
= 70 MW, cos = 0,88 với công thức sau:
( )
( )
TB
dp
dp
Cos
tP
tS
=
với:
( )
.
100
%.
maxdpdp
dp
PP
tP
=
Ta có kết quả cho ở bảng 1- 5 .
Bảng 1-5
T(h) 0-8 8-12 12-18 18-24
P%
70 80 100 80
P
UC
(t) MW
49 56 70 56
S
UC
(t) MVA 55.68 63.64 79.55 63.64
1.2.5. Phát vào hệ thống
Phơng trình cân bằng công suất toàn nhà máy:
S
NM
= S
TD
+ S
UF
+ S
UC
+ S
UT
+S
HT
(ở đây S
UT
= 0)
Ta bỏ qua tổn thất S(t) trong máy biến áp.
S
HT
= S
NM
- [S
TD
+ S
UF
+ S
UC
]
Từ đó ta lập đợc kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất toàn nhà
máy nh bảng 1-6 và đồ thị phụ tải hình 1-5.
Bảng 1-6
t(h) 0-6 6-8 8-12 12-18 18-20 20-24
S
NM
MVA
175.31 165 165 206.25 185.63 185.63
S
TD
MVA
13.24 12.8 12.8 14.55 13.68 13.68
S
UF
MVA
23.6 23.6 33.71 26.97 26.97 20.22
S
UC
MVA
55.68 55.68 63.64 79.55 63.64 63.64
S
HT
MVA
82.79 72.92 54.85 85.18 81.34 88.09
1.3. Các nhận xét
- Công suất thừa của nhà máy lớn hơn công suất của một tổ máy tại mọi thời
điểm, ta có thể cho một tổ máy luôn vận hành với công suất định mức và phát
công suất về hệ thống.
%15%52,24100*
75,68.2
71,33
100*
2
max
>==
dmF
UF
S
S
Do vậy để cung cấp điện cho phụ tải địa phơng trong các phơng án nối dây cần
phải xây dựng thanh góp điện áp máy phát.
- Ta thấy phụ tải phân bố không đều ở các cấp điện áp. ở cấp điện áp máy phát
phụ tải P
max
= 33,71 MW, nhỏ so với công suất một máy phát P = 55 MW và toàn
nhà máy thiết kế.
- Phụ tải cấp điện áp trung không có.
- Ta có dự trữ của hệ thống S
DT
= 200 MVA, lớn hơn so với công suất một máy
phát. Công suất của hệ thống cũng tơng đối lớn S
HT
= 2500 MVA.
- Nhà máy thiết kế chỉ có hai cấp điện áp là:
+ Cấp điện áp máy phát U
đm
= 10 kV.
+ Cấp điện áp cao có U
đm
= 220 kV.
+ Không có cấp điện áp trung.
chơng II
Nêu các phơng án và chọn MBA.
2.1. Nêu các phơng án
Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng
trong thiết kế nhà máy điện. Sơ đồ nối điện hợp lý không những đem lại những lợi
ích kinh tế lớn lao mà còn phải đáp ứng đợc các yêu cầu kỹ thuật .
Cơ sở để xác định các phơng án có thể là số lợng và công suất máy phát
điện, công suất hệ thống điện, sơ đồ lới và phụ tải tơng ứng, trình tự xây dựng nhà
máy điện và lới điện
Khi xây dựng phơng án nối dây sơ bộ ta có một số nguyên tẵc chung sau :
* Nguyên tắc 1
- Có hay không có thanh góp điện áp máy phát
- Nếu S
UF
max
nhỏ và không có nhiều dây cấp cho phụ tải địa phơng thì không cần
thanh góp điện áp máy phát : S
UF
max
30% S
đm 1F
* Nguyên tắc 2
Nếu có thanh góp điện áp máy phát thì số lợng máy phát nối vào thanh góp
phải đảm bảo sao cho khi một tổ máy lớn nhất bị sự cố thì những máy phát còn lại
phải đảm bảo phụ tải địa phơng và tự dùng.
* Nguyên tắc 3
Nếu phía điện áp cao , trung có trung tính nối đất và hệ số có lợi 0,5 thì
nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp.
* Nguyên tắc 4
Sử dụng số lợng bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây hai phía cao và
trung sao cho tơng ứng với công suất cực đại cấp đó
* Nguyên tắc 5
Có thể ghép chung một số máy phát với một máy biến áp nhng phải đảm bảo
S
bộ
S
DT
.
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 3 tổ máy , công suất định mức của mỗi tổ
máy là 55 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở hai cấp điện áp sau:
Phụ tải địa phơng ở cấp điện áp 10 kV có:
S
UFmax
= 33,71 MVA; S
UFmin
= 20,22 MVA
Phụ tải cao áp ở cấp điện áp 220 kV ( về hệ thống ) có:
S
UCmax
= 79,55 MVA; S
UCmin
= 55,68 MVA
Công suất dự phòng của hệ thống S
DT
= 200 MVA.Vậy ta không thể ghép
chung hai máy phát với một máy biến áp vì :
S
bộ
= 2.68,75 = 137,5 MVA > S
DT
= 200 MVA
Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phơng án nh sau:
Phơng án I:
Hình 2-1: Sơ đồ nối điện của phơng án 1.
Phơng án II:
Hình 2-2: Sơ đồ nối điện của phơng án I1.
F
1
F
2
F
3
B
1
B
2
TD TD
TD
S
UF
S
c
220kV
F
1
F
2
F
3
B
1
B
3
TD
TD TD
S
UF
S
c
220kV
B
2
2.2.Chọn máy biến áp cho các phơng án
2.2.1. Chọn công suất máy biến áp
Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện. Tổng công
suất các máy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất các máy phát điện. Chọn máy
biến áp trong nhà máy điện là chọn chủng loại, số lợng, công suất định mức và hệ
số biến áp. Máy biến áp đợc chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong điều kiện
bình thờng và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất
Nguyên tắc chung để chọn máy biến áp trớc tiên chọn S
đmB
công suất cực
đại có thể qua biến áp trong điều kiện làm việc bình thờng, sau đó kiểm tra lại
điều kiện sự cố có kể đến hệ số quá tải của máy biến áp. Xác định công suất thiếu
về hệ thống phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống. Ta lần lợt chọn máy biến áp
cho từng phơng án.
Giả thiết các máy biến áp đợc chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môi tr-
ờng nơi lắp đặt nhà máy điện. Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất định mức
của chúng.
Phơng án I:
Máy biến áp liên lạc B
1
, B
2
đợc chọn là máy biến áp điều áp dới tải với điều kiện:
S
đmB
= 1/2 S
th
.
Với: S
th
_ là công suất còn lại đa lên hệ thống.
( )
+=
TGF
TDUFdmFth
SSSS
max
min
= 3 ì 68,75 - (20,22 +14,55) = 171,48 MVA.
S
đmB
= 171,48/2 = 85,74 MVA.
Vậy ta có thể chọn loại máy biến áp TPH - 100/11 có các thông số nh bảng sau:
Bảng 2-1
S
đm
MVA
U
Cđm
(Kv)
U
Hđm
(Kv)
P
O
(Kw)
P
N
(Kw)
U
N
% I
O
%
100 230 11 94 360 12 0,7
Phơng án II:
Máy biến áp bộ B
1
Đợc chọn theo công suất phát của máy phát S
đmB1
S
Fđm
= 68,75 MVA.
Do đó ta chọn máy biến áp tăng áp ba pha hai dây quấn loại T-80 có các thông
số ở bảng sau:
Bảng 2-2
S
đm
MVA
U
Cđm
(kV)
U
Hđm
(kV)
P
O
(kW)
P
N
(kW)
U
N
% I
O
%
80 242 10,5 80 320 11 0,6
Máy biến áp liên lạc:
Đợc chọn là loại máy biến áp điều chỉnh điện áp dới tải có công suất định
mức đợc chọn theo công thức dới đây:
( )
==
TGF
max
TDminUFdmFth3B,2dmB
SSS
2
1
S
2
1
S
=
MVA79,5355,14
3
2
22,2075,68*2
2
1
=
+
Chọn máy biến áp B
2
,B
3
là loại T-80 có các thông số cho ở bảng sau:
Bảng 2-3
S
đm
MVA
U
Cđm
(kV)
U
Hđm
(kV)
P
O
(kW)
P
N
(kW)
U
N
% I
O
%
80 242 10,5 80 320 11 0,6
2.2.2. Phân bố phụ tải cho các máy biến áp
Phơng án I:
Công suất tải lên cao : S
C B1,B2
= 1/2 ì S
HT
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét