bảng 3.2
Loại
MBA
|
Sđm
MVA
|
ĐA cuộn dây, kV
|
Tổn thất, kW
|
UN%
|
I0%
|
C
|
T
|
H
|
P0
|
PN
|
C-T
|
C-H
|
T-H
|
C-T
|
C-H
|
T-H
|
ATДцTH
|
160
|
230
|
121
|
11
|
85
|
380
|
190
|
190
|
11
|
32
|
20
|
0,5
| -
Phân Bố Công Suất Cho Các MBA
-
Đối với máy biến áp hai cuộn dây B3 và B4
Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây, ta cho phát hết công suất từ 0 - 24h lên thanh góp, tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó công suất tải qua mỗi máy biến áp bằng:
Sb = SFdm – Stdmax = 75 – 6 = 69 MVA
-
Đối với máy biến áp tự ngẫu B1 và B2
- Công suất qua cuộn dây điện áp cao được phân bố theo biểu thức sau :
- Công suất qua cuộn dây điện trung được phân bố theo biểu thức sau :
- Công suất qua cuộn dây điện áp hạ được phân bố theo biểu thức sau :
Kết quả tính toán phân bố công suất cho các cuộn dây của B1, B2 được ghi trong bảng:
bảng 3.4
Thời gian
|
0 – 6
|
6 – 8
|
8 - 10
|
10 - 12
|
12 - 14
|
14 - 18
|
18 - 20
|
20 - 24
|
SB.C , MVA
|
11,12
|
-1,95
|
33,75
|
27,2688
|
12,9888
|
38,7625
|
49,47
|
13,77
|
SB.T , MVA
|
17,06
|
27,38
|
27,38
|
34,25
|
34,25
|
23,9375
|
13,63
|
13,63
|
SB.H , MVA
|
28,18
|
25,43
|
61,13
|
61,5188
|
47,2388
|
62,7
|
63,09
|
27,39
|
Dấu “ - ” trước công suất của cuộn dây cao có nghĩa là chỉ chiều truyền tải công suất từ cuộn cao sang cuộn trung áp.
-
Kiểm Tra Quá Tải Của Các MBA
-
Các máy biến áp nối bộ B3 và B4
Vì 2 máy biến áp này đã được chọn lớn hơn hoặc bằng công suất định mức của máy phát điện. Đồng thời từ 0 - 24h luôn cho 2 bộ này làm việc với phụ tải bằng phẳng như đã trình bày trong phần trước, nên đối với 2 máy biến áp B3 và B4 ta không cần phải kiểm tra quá tải.
-
Các máy biến áp liên lạc B1 và B2
- Từ bảng phân bố công suất các cuộn dây của tự ngẫu ta thấy trong khoảng thời gian từ 6÷8h: chế độ làm việc của tự ngẫu là công suất được truyền từ , phụ tải phía trung là lớn nhất. Do đó công suất qua cuộn chung là lớn nhất và điều kiện kiểm tra quá tải bình thường là:
Do hệ số công suất nên công suất qua cuộn dây chung:
Ta có: Sch = 26,4 MVA < kbtStt = 104 MVA nên khi làm việc bình thường trong khoảng thời gian trên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.
- Trong các khoảng thời gian còn lại: chế độ làm việc của tự ngẫu là công suất được truyền từ , phụ tải phía hạ là lớn nhất. Do đó công suất qua cuộn hạ là lớn nhất và điều kiện kiểm tra quá tải bình thường là:
Ta có SHmax = 63,09375 MVA < kbtStt = 104 MVA nên khi làm việc bình thường trong những khoảng thời gian trên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải
Như vậy máy biến áp tự ngẫu đã chọn thoả mãn điều kiện làm việc quá tải bình thường.
-
Xét trường hợp sự cố máy biến áp nối bộ B4
Khi đó lượng công suất lớn nhất tải qua mỗi máy biến áp tự ngẫu để đưa sang trung áp là:
Công suất tải qua cuộn hạ cực đại là:
SHmax= SFdm - STDmax- SUFmin
=75– .24 – .10,2375 = 63,88125 MVA < 68,75 MVA
Suy ra lượng công suất cực đại truyền từ cao áp sang trung áp qua mỗi máy biến áp tự ngẫu là:
SCmax= STmax – SHmax =68,75 - 63,88125 =4.869 MVA
Như vậy máy biến áp tự ngẫu làm việc theo chế độ truyền công suất, phụ tải phía trung là lớn nhất. Do đó công suất qua cuộn chung là lớn nhất và điều kiện kiểm tra quá tải sự cố là:
Do hệ số công suất nên công suất qua cuộn chung bằng:
Suy ra lượng công suất lớn nhất tải qua cuộn chung:
Ta nhận thấy Sch.max< ksc.Stt = 112 MVA nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải sự cố.
-
Xét trường hợp sự cố máy biến áp liên lạc B2.
- Ta thấy , lượng công suất lớn nhất tải qua máy biến áp tự ngẫu để đưa sang trung áp là:
STmax = SUTmax - Sb4 = 137.5 - 69 = 68,5 MVA
Công suất tải qua cuộn hạ cực đại đã tính trong phần trước là:
SHmax = 63,88125 MVA<68,5 MVA
Lượng công suất cần tải qua tự ngẫu từ cao áp sang trung áp là:
SCmax= STmax – SHmax =68,5 - 63,88125 = 4.619 MVA
Như vậy chế độ làm việc của tự ngẫu là công suất được truyền từ, phụ tải phía trung là lớn nhất. Do đó công suất qua cuộn chung là lớn nhất và điều kiện kiểm tra quá tải bình thường là:
Do hệ số công suất nên công suất qua cuộn chung bằng:
Suy ra lượng công suất lớn nhất tải qua cuộn chung:
Ta nhận thấy Sch.max< ksc.Stt = 112 MVA nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải sự cố.
Tóm lại, các máy biến áp đã chọn hoàn toàn đảm bảo điều kiện quá tải bình thường lẫn quá tải sự cố.
-
Tính Tổn Thất Điện Năng
-
Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai dây quấn B1 và B4
Do bộ máy biến áp – máy phát làm việc với phụ tải bằng phẳng trong suốt cả năm nên tổn thất điện năng trong mỗi máy biến áp hai cuộn dây có hai cuộn dây phân chia điện áp thấp là:
Thay số ta có, tổn thất điện năng trong máy biến áp B3:
ΔAB3 = 80.8760 + 320.(69/80)2.8760 = 2786118 kWh = 2786,118MWh
Tổn thất điện năng trong máy biến áp B4:
ΔAB4 = 70.8760 + 310.(69/80)2.8760 = 2633352 kWh = 2633,352 MWh
Vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp hai dây quấn là:
ΔAb = ΔAB3 + ΔAB4 = 5419,470 MWh
-
Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc
Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc tính theo công thức:
trong đó:
: tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây cao, trung, hạ
của máy biến áp tự ngẫu, kW
: công suất qua cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp tự
ngẫu vận hành với thời gian ti trong ngày, MVA
-
Tổn thất ngắn mạch trong các cuộn dây
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn cao
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn trung
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn hạ
bảng 3.4
Thời gian
|
0 – 6
|
6 – 8
|
8 - 10
|
10 - 12
|
12 - 14
|
14 - 18
|
18 - 20
|
20 - 24
|
SB.C , MVA
|
11,12
|
-1,95
|
33,75
|
27,2688
|
12,9888
|
38,7625
|
49,47
|
13,77
|
SB.T , MVA
|
17,06
|
27,38
|
27,38
|
34,25
|
34,25
|
23,9375
|
13,63
|
13,63
|
SB.H , MVA
|
28,18
|
25,43
|
61,13
|
61,5188
|
47,2388
|
62,7
|
63,09
|
27,39
|
AN ,
kWh
|
124,57
|
39,967
|
194,41
|
196,9813
|
119,2884
|
411,748
|
216,35
|
77,973
|
Tổn thất điện năng ngắn mạch trong ngày:
ΔAN24 = ΣΔAiN = 1381.289 kWh
Tổn thất điện năng trong 1 năm của mỗi máy biến áp tự ngẫu:
ΔAB1= ΔAB2= 85.8760 + 365. 1381.289 = 1248770 kWh = 1248,770 MWh
Tổn thất điện năng trong 1 năm của các máy biến áp liên lạc:
ΔATN= ΔAB1 + ΔAB2= 2. 1248,770= 2497,541 MWh
-
Tổn thất điện năng của phương án 2
Tổn thất điện năng của phương án 2 bằng:
ΔA2= ΔAb + ΔATN= 5419,470 + 2497,541 = 7917,011MWh
-
Tính Dòng Điện Cưỡng Bức Của Các Mạch
-
Các mạch phía điện áp cao 220kV
Đường dây nối với hệ thống:
kA
Cuộn cao áp máy biến áp liên lạc:
kA
Bộ máy phát – máy phát điện:
kA
Vậy dòng làm việc cưỡng bức ở phía điện áp cao là:
ICcb = max{ I(1)cb, I(2)cb, I(3)cb } = 0,588 kA
-
Các mạch phía điện áp trung 110kV
Đường dây kép:
kA
Bộ máy phát - máy biến áp B4:
kA
Trung áp máy biến áp liên lạc:
- Khi B4 sự cố, dòng cưỡng bức qua mạch 6 là:
kA
- Khi B2 sự cố, dòng cưỡng bức qua mạch 6 là:
kA
Do đó I(6)cb = 0,361 kA
Vậy dòng làm việc cưỡng bức phía 110kV là:
-
Các mạch phía điện áp máy phát 10,5kV
Mạch máy phát:
kA
Vậy dòng điện làm việc cưỡng bức phía điện áp máy phát là:
IHcb = 4,33013 kA
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH
Tính toán dòng điện ngắn mạch nhằm phục vụ cho việc lựa chọn các khí cụ điện và các phần tử có dòng điện chạy qua như máy cắt điện, dao cách ly, kháng điện, thanh dẫn, thanh góp, cáp ...
Để tính được dòng điện ngắn mạch, trước hết ta sẽ chọn điểm ngắn mạch tính toán, rồi lập sơ đồ thay thế, tính điện kháng các phần tử, chọn các đại lượng cơ bản. Từ đó tính được dòng ngắn mạch.
-
PHƯƠNG ÁN 1
-
Xác định điểm ngắn mạch tính toán
Sơ đồ xác định các điểm cần tính ngắn mạch như trên hình vẽ.
Mạch điện áp 110kV và 220kV thường chỉ chọn 1 loại máy cắt điện, và dao cách ly, nên ta chỉ tính toán ngắn mạch ở một điểm cho mỗi cấp điện áp. Để xác định điểm tính toán ngắn mạch ta căn cứ vào điều kiện thực tế có thể xảy ra sự cố nặng nề nhất.
- Để chọn các khí cụ điện cho mạch 220kV ta lấy điểm N1 trên thanh góp 220kV là điểm tính toán ngắn mạch. Nguồn cung cấp khi ngắn mạch tại N1 là tất cả các máy phát điện của nhà máy và hệ thống.
- Để chọn các khí cụ điện cho mạch 110kV ta chọn điểm N2 trên thanh góp 110 kV. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là các máy phát điện và hệ thống.
- Chọn khí cụ điện cho mạch máy phát điện: điểm ngắn mạch N3 và N3’. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3 là các máy phát điện và hệ thống. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3’ chỉ là máy phát điện F1.
- Chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng : điểm ngắn mạch N4, nguồn cung cấp là các máy phát điện và hệ thống.
-
Xác định điện kháng của các phần tử.
Chọn và Ucb bằng điện áp trung bình các cấp, tức là:
Các dòng điện cơ bản có thể xác định được:
Áp dụng các công thức tính toán, ta xác định trị số các phần tử trên sơ đồ thay thế trong hệ đơn vị tương đối cơ bản.
-
Đường dây 220kV nối nhà máy với hệ thống.
-
Máy biến áp tự ngẫu B1, B2.
Tính điện áp ngắn mạch các cấp :
Điện kháng thay thế:
-
Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4.
Điện kháng thay thế:
-
Xác định dòng ngắn mạch.
-
Ngắn mạch tại N-1
Do điểm N-1 là điểm ngắn mạch đối xứng nên ta sử dụng phép gập đôi sơ đồ và biến đổi tương đương.
trong đó :
Tiếp tục biến đổi ta được :
X9 = X8 + X1 = 1,1702
Vậy điện kháng tính toán tổng hợp nối đến E1234 :
Tra đường cong tính toán ta được :
I1tt(0) = 2,83
I1tt(∞) = 2,14
Dòng điện định mức :
kA
Vậy ta có :
Trị số dòng điện xung kích:
kA
-
Ngắn mạch tại N-2
Do điểm N-2 là điểm ngắn mạch đối xứng nên ta sử dụng phép gập đôi sơ đồ,
trong đó :
Tiếp tục biến đổi ta được :
X5 = XHT + XD+ X1 = 0,6962
X6 = X3 + X4 =1,6296
X7 = X3 + X4 =1,614
Cuối cùng ta có sơ đồ :
Vậy điện kháng tính toán tổng hợp nối đến E1234 :
Tra đường cong tính toán ta được :
I1tt(0) = 4,2
I1tt(∞) = 2,4
Dòng điện định mức :
kA
Vậy ta có :
kA
kA
Trị số dòng điện xung kích:
kA
-
Ngắn Mạch Tại N-3
Khi ngắn mạch tại N-3, nguồn cung cấp là máy phát F1 và hệ thống máy biến áp liên lạc B-1 nghỉ,
Ta có sơ đồ thay thế như sau:
Vậy điện kháng tính toán tổng hợp nối đến E1 :
Tra đường cong tính toán ta được :
I1tt(0) = 6,95
I1tt(∞) = 2,67
Dòng điện định mức :
kA
Vậy ta có :
kA
kA
Trị số dòng điện xung kích:
kA
-
Ngắn mạch tại N-3’
Sơ đồ tương đương :
trong đó :
X1 = XHT + XD = 0,6736
X2 = XH + XF = 3,2279
X3 = (XB + XF) =1,6296
X4 = = 0,3594
Tiếp tục thu gọn sơ đồ :
ở đây : X6 = X1 + X4 = 1,033
Biến đổi đối với các nhánh ta có :
Vậy điện kháng tính toán tổng hợp nối đến E234 :
Tra đường cong tính toán ta được :
I1tt(0) = 1,18
I1tt(∞) = 1,3
Dòng điện định mức :
kA
Vậy ta có :
kA
kA
Trị số dòng điện xung kích:
kA
-
Ngắn Mạch Tại N-4
Tính điểm ngắn mạch N-4 với nguồn cung cấp là các máy phát điện và hệ thống,
Ta có thể tính ngay được dòng điện ngắn mạch như sau:
I”N-4 = I”N-3’ + I”N-3
Vậy:
I”N-4(0) = I”N-3’(0) + I”N-3 (0) = 58,809 kA
I”N-4(∞) = I”N-3’(∞) + I”N-3 (∞) = 42,643 kA
iN-4xk = iN-3’xk + iN-3xk = 154,393 kA
Như vậy ta có bảng kết quả tính ngắn mạch:
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |