Tính toán phụ tải và cân bằng công suất

Nhµ m¸y ®iÖn & Tr¹m biÕn ¸p

lêi nãi ®Çu

Trong mäi thêi ®¹i, n¨ng lîng lµ mét nhu cÇu kh«ng thÓ thiÕu cña mäi ngêi. Tån t¹i

rÊt nhiÒu lo¹i n¨ng lîng, ®iÖn n¨ng lµ lo¹i n¨ng lîng míi ®îc ph¸t hiÖn c¸ch ®©y h¬n mét

thÕ kû. §Õn ngµy nay th× ®iÖn n¨ng lµ nhu cÇu kh«ng thÓ thiÕu trong mäi ho¹t ®éng tõ s¶n

xuÊt ®Õn sinh ho¹t. Trong qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp ho¸ vµ hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt níc, ngµnh ®iÖn

lµ ngµnh h¹ tÇng quan träng ®îc u tiªn ph¸t triÓn ®Ó ®¸p øng nhu cÇu n¨ng lîng cña ®Êt

níc. Níc ta lµ níc ®ang ph¸t triÓn, nhu cÇu ph¸t triÓn phô t¶i cßn t¨ng nhiÒu nªn viÖc

thiÕt kÕ nhµ m¸y ®iÖn ®Ó t¨ng c«ng su©t lµ viÖc quan träng.

§å ¸n m«n häc Nhµ m¸y ®iÖn gióp sinh viªn ¸p dông lý thuyÕt ®· häc ®Ó ¸p dông

vµo tÝnh to¸n thùc tÕ. §å ¸n m«n häc lµ mét phÇn rÊt quan träng cña sinh viªn ngµnh hÖ

thèng ®iÖn . §å ¸n m«n häc lµ bíc tËp dît cña sinh viªn, nã lµm tiÒn ®Ò cña ®å ¸n tèt

nghiÖp vµ lµ c¬ së cho c«ng viÖc sau nµy.

Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn nÕu kh«ng ®îc sù gióp ®ì tËn t×nh cña c¸c thÇy c« trong

bé m«n vµ c¸c thÇy trùc tiÕp phô tr¸ch m«n häc th× ch¾c ch¾n em kh«ng thÓ hoµn thµnh ®-

îc ®å ¸n m«n häc nµy. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n TS. Ph¹m V¨n Hoµ cïng c¸c thÇy trong

nhãm Nhµ m¸y ®iÖn ®· híng dÉn em hoµn thµnh ®å ¸n nµy.

1

Nhµ m¸y ®iÖn & Tr¹m biÕn ¸p

Ch¬ng 1 : TÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt

1.1.Chän m¸y ph¸t ®iÖn.

ChÊt lîng ®iÖn n¨ng lµ mét yªu cÇu quan träng cña phô t¶i . §Ó ®¶m b¶o chÊt

lîng ®iÖn n¨ng t¹i mçi thêi ®iÓm ,®iÖn n¨ng do c¸c nhµ m¸y ph¸t ra ph¶i hoµn

toµn c©n b»ng víi lîng ®iÖn n¨ng tiªu thô ë c¸c hé tiªu thô kÓ c¶ tæn thÊt ®iÖn

n¨ng. V× ®iÖn n¨ng Ýt cã kh¶ n¨ng tÝch luü nªn viÖc c©n b»ng c«ng suÊt trong hÖ

thèng ®iÖn lµ rÊt quan träng .

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 viÖc rÊt

quan träng ®èi víi viÖc thiÕt kÕ vµ vËn hµnh .Nhê vµo ®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 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 ®iÖn víi nhau.

Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ nhµ m¸y N§NH cã tæng c«ng suÊt ®Æt lµ 400 MW

gåm cã 4 tæ m¸y ph¸t ®iÖn cung cÊp cho phô t¶i ë 3 cÊp ®iÖn ¸p :§iÖn ¸p m¸y ph¸t

,®iÖn ¸p 110 kV vµ hÖ thèng ë cÊp ®iÖn ¸p 220 kV.

Ta chän MF ®iÖn lo¹i TBΦ-100-2 (tèc ®é 3000 v/ph)

S®m

(MVA)

PF®m

(MW)

Cosϕ UF®m

(kV)

IF®m

(kA)

x”d

(Ω)

x’d

(Ω)

xd

(Ω)

117,647 100 0,85 10,5 6,475 0,183 0,263 1,79

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 (Pmax) vµ hÖ

sè Cosϕ 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 :

P(t) = 100

P%

. P®m

S(t) = Cosϕ

P(t)

1.2.phô t¶i cña toµn nhµ m¸y .

Nhµ m¸y gåm cã 4 tæ m¸y, mçi tæ cã c«ng suÊt 100 MW víi m¸y ph¸t ®·

chän ta cã Cosϕ = 0.85

SF®m = Cosϕ

PFdm

= 0,85

100 = 117,647 ( MVA)

Tæng c«ng suÊt ®Æt cña toµn nhµ m¸y :

2

Nhµ m¸y ®iÖn & Tr¹m biÕn ¸p

PNM®m = 4.100 = 400 (MW)

SNM®m = 4.117,647 = 470,588 (MW)

C¸c m¸y ph¸t cña nhµ m¸y lµ gièng nhau do ®ã hÖ sè c«ng suÊt cña toµn

nhµ m¸y ®óng b»ng c«ng suÊt cña tæ m¸y:

CosϕNM = Cosϕ®m = 0,85 B¶ng 1-1

t(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24

PNM% 90 100 100 90 90 90 90 80

SNM

MVA 423,5 470,6 470,6 423,5 423,5 423,5 423,5 376,5

1.2.1.Phô t¶i ®Þa ph¬ng.

U®m = 10,5 KV

Pmax = 14 MW , S®p(t) = Cosϕ

P (t)

dp

= 0,86

14

=16,28(MVA)

Cosϕtb = 0,86

¸p dông c«ng thøc trªn ta cã:

P®p(t) =

100

Pdp%

. P®pm

S®p(t) = Cosϕ

P (t)

dp

B¶ng biÕn thiªn c«ng suÊt cña phô t¶i ®Þa ph¬ng theo thêi gian nh sau:

B¶ng 1-2

t(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24

P% 90 90 80 80 80 80 90 90

SUF(t)

MVA 14,65 14,65 13,02 13,02 13,02 13,02 14,65 14,65

Tõ ®ã ta cã ®å thÞ biÓu diÔn quan hÖ c«ng suÊt phô t¶i ®Þa ph¬ng víi thêi gian nh

h×nh 1-1.

1.2.2.Phô t¶i trung ¸p. U®m = 110 KV

3

Nhµ m¸y ®iÖn & Tr¹m biÕn ¸p

PTmax = 280 MW

Cosϕtb = 0,83

¸p dông c«ng thøc ta ®îc: PT(t) =

100

PT %

. PTmax

ST(t) = Cosϕ

P (t)

T

= 0,83

280 = 337,75 (MVA)

B¶ng biÕn thiªn c«ng suÊt cña phô t¶i trung theo thêi gian ¸p nh sau:

B¶ng 1-3

t(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24

P% 80 100 90 90 100 80 90 80

ST

MVA 269,88 337,35 303,61 303,61 337,35 269,88 303,61 269,88

Tõ ®ã ta cã ®å thÞ biÓu diÔn quan hÖ c«ng suÊt phô t¶i trung ¸p víi thêi gian nh

1.2.3.Phô t¶i tù dïng: TÝnh gÇn ®óng theo c«ng thøc.

Std(t) = STDmax . ( 0,4 + 0,6 . S NM

S(t)

)

STDmax =

td

NM

Cos

P

.

100

α%

Trong ®ã: Std(t) lµ c«ng suÊt tù dïng t¹i thêi ®iÓm t ( MVA)

SNM lµ c«ng suÊt ®Æt cña toµn nhµ m¸y( MVA)

4

H×nh 1- 2

S(MVA)

t(h) 8 14 20 22

300

200

100

269,8

337,4

269,8

0 5 11 17 24

250

150

303,6

Nhµ m¸y ®iÖn & Tr¹m biÕn ¸p

S(t) lµ c«ng suÊt ph¸t ra cña nhµ m¸y t¹i thêi ®iÓm t, MVA

α % lµ phÇn tr¨m lîng ®iÖn tù dïng: 6%

Cosϕ lµ hÖ sè c«ng suÊt cña phô t¶i tù dïng: 0,85

B¶ng biÕn thiªn c«ng suÊt cña phô t¶i tù dïng nh sau.

B¶ng 1-4

t(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24

S (t)

MVA 423,5 470,6 470,6 423,5 423,5 423,5 423,5 376,5

Std

MVA 26,54 28,24 28,236 26,54 26,54 26,54 26,54 24,85

§å thÞ phô biÓu diÔn quan hÖ gi÷a c«ng suÊt cña phô t¶i tù dïng víi thêi gian nh

h×nh 1- 3.

1.2.4.C«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng.

SHT = SNM - (S®p + Std + ST + Sc) ; víi Sc = 0

B¶ng biÕn thiªn c«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng.

5

H×nh 1- 3

S(MVA)

t(h)

8 17 20 24

40

30

20

24,85 28.23 26.54

0 5 11 14 24

26.54

Nhµ m¸y ®iÖn & Tr¹m biÕn ¸p

§å thÞ biÓu diÔn quan hÖ c«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng theo thêi gian nh h×nh 1-

4.

B¶ng 1-5

t(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24

SNM(MVA) 423.5 470.6 470.6 423.5 423.5 423.5 423.5 376.5

S®p(MVA) 14.65 14.65 13.02 13.02 13.02 13.02 14.65 14.65

ST(MVA) 269.9 337.3 303.6 303.6 337.3 269.9 303.6 269.9

Std(MVA) 26,54 28,24 28,236 26,54 26,54 26,54 26,54 24,85

SHT(MVA) 112.46 90.41 125.74 80.34 46.64 114 78.71 67.1

Ch¬ng 2 : X¸c ®Þnh c¸c ph¬ng ¸n

Theo ch¬ng 1 ta cã kÕt qu¶ tÝnh to¸n sau:

Phô t¶i ®Þa ph¬ng :

6

H×nh1- 4

S(MVA)

470.6

t(h)

0 8 17 20 22

50

100

150

200

250

300

350

400

450

423.5

337

.3 303.6

163,14

269.9

43.1

26.5 24.85

28.23

13.04 14.65

114

225

376.5

S

T

S

HT

S

TD

S

§P

S

NM

5 11 14 24

125.7

90.4

112.46

76.8 778.767.1

26.5

269.9

337

.3