Chương 1: Phân tích nguồn và phụ tái Hình 1: Sơ đỗ bồ trí phụ tải và nguồn CHUONG 2: CAN BANG CÔNG SUÁT. XÁC DINH SO BO CHE DO LAM VIEC CUA NGUON 2. Cân bằng công suất 2. Cân bằng công suất tác dụng Đặc điểm quan trọng của năng lượng điện đó là khả năng truyền tải một cách tức thời từ nguồn cung cấp tới hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số luợng nhận thấy được.
Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng. Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống điện, các nhà máy của hệ thống can phải phát công suất bằng tông các công suất của các hộ tiêu thy va ton thất công suất trong mạng điện, nghĩa là cân phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ. Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thông vận hành bình thường, cần phải có dự trữ nhất định của các công suất tác dụng trong hệ thống. Dự trữ trong hệ thống điện là một vẫn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống.
Vì vậy, phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại đối với hệ thống điện thiết kế có dạng: Part yp hn 3 Pr * Sapo ti (2.1) Trong do: Pyp- tong công suất tác dụng phát kinh tế do nhà máy nhiệt điện phát ra. (bằng §5% tông công suất đặt của nhà máy) Pur - cong suat tác dung lấy từ hệ thông. Pạ - công suất tiêu thụ m: Hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tai cực đại (ta lấy m=l ). »'P,, max — téng céng suat tác dụng của phụ tai trong chế độ cực đại.
SAP — tng ton that trong mang dién, khi tinh so bé co thé lay bang 5% tông céng suat tac ‘dung. Pu- céng suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể bằng 10% tông công suất đặt của nhà máy. Par: Cong suất tac dụng dự trữ của nhà máy điện. Công suất dự trữ này có thê lấy từ thanh góp hệ thông nên không cần dự trữ công suất.
Theo như tính toán ở trên, công suất tác dụng của nhà máy nhiệt điện phát ra ở chế d6 nay la: Pre = P.=160,65 MW ‹ Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định ở mục 1.1 băng: Chương 2: Cân bằng công suất. Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn ^,P,„ “231 (MW) i=l Tổng tôn that công suất tác dụng có trong mạng điện có giá trị: x.231=11,55 (MW) Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng: P, =%10.160,6=16,06 (MW) Tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện có gia tri: P, yp. Can bang céng suat phan khang San xuat va tiêu thụ điện năng bằng dòng điện 1 xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm. Sự cân bằng đòi hỏi không những đối với công suất tác dụng mà đối với cả công suất phan khang.
Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Phá hoại sự cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đôi điện áp trong mạng điện. Nếu như công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phân kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng, ngược lại nêu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm. Vì vậy để đảm bao chat lượng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống, cân tiễn hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng.
Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng thiết kế có dạng: Q,-Q,,=3/Q. đó: Qe: tông công suất phân kháng do nhà máy phát ra. Qur:céng suat phản kháng do hệ thông cung cấp.: tổng, công suất phản kháng tiêu thụ. YQmax tông công suất phán kháng trong chế độ phụ tải cực đại của các phụ tải.
Y AQ: téng tén that công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện.: tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra, khi tính sơ bộ lấy "AQ ,=XQ„ %AQ,: tông tốn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp, trong tính toán sơ bộ lay YAQ, =15%YQmax Q.: công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện. Q¡: công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, đối với mạng điện thiết kế 5 Chương 2: Cân bằng công suất. Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn công suất Q„ lấy ở hệ thống, nghia la Qu = m: hệ sô đồng thời (m=l) Hệ số công suất của nhà máy là cos¿„„ =0,82 nên /g/„ =0,7 Hệ số công suất của hệ thông 1a cos ¢,,, =0,85 nén (gy, =0,62 Hệ số công suất ty ding la cosy, = 0,82 nên /gợ;, =0,7 Như vậy, tông công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra là: Q.0,7=112,13 (MVAr) Công suất phân kháng do hệ thống cung cấp là: Qh = Pip tS =97,96.0,62=60,74 (MV Ar) Tổng tôn thất công suất dt phân kháng trong các máy biến áp hạ áp bằng: X/AQ,=15% 3Q.105,34=15,8 (MVAr) i isl Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện bằng: Q—=P,.0,7=11,21 (MVAr) Tổng công suất phan khang tiêu thụ trong mạng điện: O, = On. + AO, +O,, =105,34+15,8+11,2 1=132,34 (MVAr) Tổng công suất phản kháng được cung cấp từ hệ thống và nhà máy: Q, 1Q, ;—= 112,13+60,74=172,87 (MVAT) Từ các kết quả tính toán trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ.
Vì vậy không cân bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế. Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn a) Chế độ phụ tải cực đại Ta có công suất yêu cầu của phụ tải (chưa tính đến công suất tự dùng): ¥’Pyemax= >, Pptmax (,AP= 231 + 11,55= 242,55 (MW) Nhà máy nhiệt điện vận hành 85% công suất định mức và cả 3 tổ máy đều vận hành. Công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện là: Pu = 160,65 (MW) Công suất phát lên lưới là: Pr max = Prt - Pra = 160,65 — 10%. 160,65 =144,58 (MW) Vậy hệ thông phải cung cấp lượng công suất là: Part max = })Pyc mà — PrL ma — 242,55 — 144,58 =97,96 (MW) b) Chế độ phụ tải cực tiêu Ở chế độ cực tiểu cho.
nhà máy phát 70% công suất định mức cho 3 tổ máy. Khi đó: Tổng công suất yêu cầu của phụ tải (chưa tính đến công suất tự dùng): 6 Chương 2: Cân bằng công suất. Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn 3 Pyc ma =>, Ppma †2,AP= 166,32 + 166,32.5% = 174,64 (MW) Công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện là: Pxpo = 70% .63 =132,3 (MW) Công suất phát lên lưới là: Prumin = Po - Pra = 132,3 — 132,3.10% = 119,07 (MW) Vậy hệ thông phải cung cấp lượng công suất là: Pat min = ¥)Pyemin — Prt min = 174,64 — 119,07= 55,57 (MW) c) Ché độ sự cố Với giả thiết không xét đến sự cố xếp chồng thi sự cô nặng nề nhất là hỏng I tổ máy của nhà máy nhiệt điện, khi đó dé đáp ứng ú nhu câu của phụ tải ta phải cho nhà máy phát 100% công suất của I tổ máy còn lại.63=126 (MW) Tổng công suất yêu cầu trong chế độ sự cô một tổ máy nhà máy nhiệt điện là: YPyese= ¥. Primax (AP = 231 + 11,55= 242,55 (MW) Công suất phát lên lưới là: Petso= Pup- Pra= 126 — 126.10% = 113,4 (MW) Vậy hệ thông phải cung cấp lượng công suất là: Phr¿; = 3;Py.T— Peux= 242,55 — 113,4= 129,15 (MW) Từ các lập luận cùng với các tính toán ở trên ta có bảng tông kết phương thức vận hành của nhà máy và hệ thống trong các chế độ như sau: Bảng 2- : Tổng kết phương thức vận hành của nhà máy và hệ thống Chế độ vận Công suất phát Công suất hệ Số tô máy đang | % công suất hành cua nha may ND | thông cung cap hat hat (MW) (MW) P P Cực dai 160,65 97,965 3 85% Cực tiêu 132,3 55,566 3 70% Sự cô 126 129,15 2 100% CHƯƠNG 3: TÍNH CHÍ TIÊU KỸ THUẬT 3.1, Đề xuất các phương án nỗi dây Một trong các yêu câu của thiết kế mang dién la dam bao cung cap dién an toan và liên tục, nhưng vẫn đảm bảo tinh kinh tế.
Muốn đạt được yêu cầu này người ta phải tìm ra các phương án hợp lý nhất trong các phương án vạch ra đồng thời đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật. Các yêu câu chính đối với mạng điện: -_ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. - Dam bao dé tin cậy cung cấp điện. - Dam bao chat luong dién nang.
- Dam bao tinh linh hoat cua mang dién. - Dam bao tinh kinh té va cé kha nang phat trién. Nhu da tinh 6 muc 1.,= 16,06 (MW) Tổng công suất các phụ tải đối với nhiệt điện là: P,=P,+P,+P,+P,= 36+25+20+30=111 (MW) Lượng công suất do nhà máy cung cấp không đủ nên ta phải lấy thêm công suất từ hệ thông. Như vậy ta sẽ phân khu vực nhà máy nhiệt điện cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ tải lân cận nó là 1,2,3,6; khu vực hệ thông cung cấp điện cho các hộ phụ tải là 4,5,7.
Nhà máy nhiệt điện được chia thành 2 nhóm, phía hệ thông được chia thành 2 nhóm. Cụ thể: - Nhóm I gồm: Hệ thống, nhà máy nhiệt điện - _ Nhóm 2 gồm: Hệ thống điện, phụ tai 7, phụ tải 4, phụ tải 5 - Nhom 3 gồm: Nhà máy nhiệt điện, phụ tải 2, phụ tải 3 - Nhom 4 gồm: Nhà máy nhiệt điện, phụ tải 1, phụ tải 6 Dé vạch ra được Các phương án nối dây cho mỗi nhóm, ta phải dựa trên ưu điểm, nhược điểm của các sơ đồ hình tia, liên thông, mạch vòng và yêu câu về độ tin cậy của các phụ tải. Mạng điện hình tia: -u điểm: + Sử dụng các thiết bị đơn giản, rẻ tiền và bảo vệ role đơn giản. + Thuận tiện khi phát triển và thiết kế cải tạo các mạng điện hiện có.
-Nhược điểm: + Độ tin cậy cung cấp điện thấp. + Khoảng cách dây lớn nên thi công tốn kém. Mang điện liên thông: -Uu diém: +Viéc thi công sẽ thuận lợi hơn vì thi công cùng trên một đường dây. + Độ tin cậy cung cấp điện tốt hơn so với hình tia.
- Nhược điểm: + Tiết điện dây dẫn lớn. + Tổn thất điện áp và tốn thất điện năng cao. § Mang điện mạch vòng: -Uu diém: + Dé tin cậy cung cấp điện cao. - Nhược điểm: + Giá thành xây dựng lớn.
+ Tổn thất điện áp lúc sự cố cao. + Thiết kế, vận hành, bảo vệ role phức tạp.