Cách tính chọn công suất máy biến áp

CÁCH TÍNH CHỌN MÁY BIẾN ÁP KINH TẾ NHẤT 1 / Chọn số lượng MBA Lựa chọn máy biến áp bao gồm lựa chọn số lượng, công suất, chủng loại, kiểu cách và các tính năng khác của máy biến áp. Số lượng máy biến áp đặt trong một trạm phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải của trạm đó Phụ tải loại một : là phụ tải quan trọng, không được phép mất điện thì phải đặt hai máy biến áp. Phụ tải loại hai : như xí nghiệp sản xuất, siêu thị,..vv thường dùng 1 máy biến áp và một máy phát dự phòng. Phụ tải loại ba : phụ tải ánh sáng sinh hoạt, khu chung cư, trường học, thôn xóm thường đặt một máy biến áp. 2 /  Chọn dung lượng MBA 2.1/ Với phụ tải có Stt:

Trong đó: -  SđmB : công suất định mức của máy biến áp, do nhà chế tạo cung cấp. -  Stt : công suất tính toán, là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải. -  1,4 : hệ số quá tải. ♦ Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ:    Các công thức trên chỉ đúng với các máy sản xuất nội địa hoặc nhiệt đới hóa. Nếu dung máy ngoại nhập phải đưa vào công thức hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường chế tạo và môi trường sử dụng máy:

Trong đó: -    t0 : nhiệt độ môi trường chế tạo 0C -    t1 : nhiệt độ môi trường sử dụng  0C 2.2/ Với phụ tải có đồ thị phụ tải: ♦ Phương pháp công suất đẳng trị:    Hệ số quá tải thường xuyên có thể được xác định từ đồ thị khả năng quá tải của MBA. Đó là quan hệ giữa hệ số quá tải cho phép K2cp, hệ số phụ tải bậc một K1 và thời gian quá tải t2. Để sử dụng phương pháp này cần phải biến đổi đồ thị phụ tải nhiều bậc của fMBA thành đồ thị phụ tải hai bậc đẳng trị Công suất đẳng trị của MBA trong khoảng thời gian xem xét được xác định theo biểu thức :

Trong đó: Si là phụ tải của MBA ở thời khoảng ti.  Khi biến đổi đồ thị phụ tải nhiều bậc thành đồ thị phụ tải hai bậc đẳng trị có thể có các trường hợp sau: -   Đồ thị phụ tải nhiều bậc của MBA có một cực đại vào buổi chiều: Theo biểu thức [5.5] tính S’đt2 với thời gian lúc quá tải là t2 và tính S’đt1 với thời gian trước lúc quá tải 10h [Hình 5.3]. -   Đồ thị phụ tải nhiều bậc của MBA có một cực đại vào buổi sáng: Theo biểu thức [5.4] tính S’đt2 với thời gian lúc quá tải là t2 và tính S’đt1 với thời gian ngay sau kết thúc quá tải 10h [Hình 5.4].. -   Nếu đồ thị phụ tải của MBA có 2 cực đại trong một ngày [Hình 5.5] thì phụ tải đẳng trị bậc hai được tính đối với cực đại nào có tổng  đạt trị số lớn nhất. Khi đó chọn được S’đt2 , còn S’đt1 sẽ tính như một trong hai trường hợp trên. Nếu S’đt2 < 0,9.Smax thì chọn S’đt2 = 0,9.Smax. Thời gian cấp thứ hai được tính như sau: t’2 = [S’đt2]2.t2/[0,9.Smax]2                                              [5.5]

   Nếu MBA làm việc ở những nơi có nhiệt độ trung bình hằng năm  lớn hơn nhiệt độ trung bình hằng năm định mức  thì côn suất đẳng trị phải điều chỉnh theo biểu thức sau:

   Sau khi đã biến đổi đồ thị phụ tải nhiều bậc của MBA về đồ thị phụ tải hai bậc thì trình tự xác định quá tải cho phép của MBA theo đường cong khả năng tải được tiến hành như sau: Tính K1 = Sđt1/Sđm, K2 = Sđt2/Sđm.    Từ K1 và t2, tra các đường cong quá tải cho phép của MBA để tìm K2cp và so sánh với K2 ở trên. Nếu K2  K2cp thì MBA đã chọn là chấp nhận được, ngược lại cần thay đổi công suất máy.

♦ Qui tắc quá tải 3%:    Với phương pháp công suất đẳng trị ở trên nếu không có đường cong quá tải cho phép của MBA, có thể xác định hệ số quá tải bình thường theo qui tắc 3%:

   Khi trạm có 2 máy, cần lưu ý tới khả năng quá tải sự cố của máy. Khả năng quá tải này được xác định theo hang chế tạo. Nếu không có thong tin cụ thể có thể chấp nhận 140% cho các máy Liên Xô với điều kiện hệ số tải trước đó không vượt quá 0,93 và 130% cho các máy của các hang khác theo IEC 354. Khi đó, dung lượng MBA có thể chọn theo biểu thức sau: Sđm = Smax/[n – 1].Kqtsc                                                         [5.9] Trong đó: Smax là phụ tải cực đại. Kqtsc là hệ số quá tải sự cố cho phép của MBA. n là số lượng MBA trong trạm.

www.maybienap-vtd.com

máy biến áp, biến áp, tủ điện, trậm điện, trạm kiosk, tụ bù

Đồ án tốt nghiệp:Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBATrang 222.1.1 Tính phân bố công suất cho các MBA khi làm việc bình thường.Việc phân bố công suất cho các MBA cũng như cho các cấp điện áp của chúngđược tiến hành theo nguyên tắc cơ bản là: phân công suất cho MBA trong sơ đồ bộMPĐ-MBA hai cuộn dây là bằng phẳng trong suốt 24 giờ. Phần thừa thiếu còn lại doMBA liên lạc đảm nhận trên cơ sở đảm bảo cân bằng công suất phát bằng công suấtthu, không xét đến tổn thất trong MBA. Nguyên tắc trên được đưa ra để đảm bảo vậnhành đơn giản, không cần chọn MBA trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây loạikhông điều chỉnh dưới tải, làm hạ vốn đầu tư đáng kể.Sau đây ta sẽ tính toán phân bố công suất cho MBA trong bộ MPĐ-MBA haicuộn dây và MBA liên lạc dựa theo nguyên tắc cơ bản trên.1.Các MBA bộ 2 cuộn dây B3,B4.Với các bộ MPĐ-MBA vận hành với phụ tải bằng phẳng, tức là cho phát hếtcông suất từ 0 – 24 [h] lên thanh góp. Khi đó công suất tải qua máy biến áp củamỗi bộ được tính như sau :riêngS Bo  S đmF  S TD[2.1]Trong đó : SB : Công suất tải qua máy biến áp của mỗi bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây,[MVA]. SđmF : Công suất phát định mức của tổ máy, [MVA].riêng S TD  300[ kVA]  0,3[ MVA] : Công suất tự riêng của một tổ máy.Theo công thức [2.1] ta tính được công suất tải qua máy biến áp của mỗi bộ là:riêngSBo  SđmF  STD 64,7  0,3  64,4[MVA].Phần công suất còn lại do các máy biến áp liên lạc đảm nhận.2 Phân bố công suất cho các cuộn dây của các MBA tự ngẫu B1,B2.Sau khi phân bố công suất cho MBA hai cuộn dây trong bộ MPĐ-MBA, phầncông suất còn lại do MBA liên lạc đảm nhận và được xác định trên cơ sở cân bằngcông suất, không xét đến tổn thất trong MBA.GVHD:Th.S Ma Thị Thương HuyềnSVTH: Nguyễn Công TuấnĐồ án tốt nghiệp:Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBATrang 23Phân bố công suất cho các phía của MBA tự ngẫu B1, B2 theo từng thời điểmnhư sau:1SCT [t ]  2 SUT [t ]  2.Sbo 1SCC [t ]  SVHT [t ]2SCH [t ]  SCC [t ]  SCT [t ][2.2]Trong đó: SUT[t] - công suất phụ tải điện áp trung tại thời điểm t, [MVA]. SCC[t], SCT[t], SCH[t] - công suất các phía cao, trung, hạ của MBA tại thờiđiểm t, [MVA]. SVHT[t] - công suất phát về hệ thống tại thời điểm t, [MVA].Áp dụng công thức [2.2] ta có bảng phân bố công suất các cuộn dây của MBAliên lạc như sau:Cấp điện ápThời gian11÷1313÷1730,7134,7SCC[t],MVA0÷427,424÷730,717÷1146,94SCT[t],MVA-6,761,489,721,48SCH[t],MVA20,6632,1956,6632,1917÷2138,721÷2442,949,7217,961,4844,4256,6644,42Bảng 2.1. Bảng phân bố công suất của MBATN B1, B2.2.1.2. Chọn loại và công suất định mức của MBA.Công suất của các máy biến áp được chọn phải đảm bảo cung cấp điện trongtình trạng làm việc bình thường ứng với phụ tải cực đại khi tất cả các máy biến áp đềulàm việc.Mặt khác khi có bất kỳ máy biến áp nào phải nghỉ do sự cố hoặc do sữa chữa thìcác máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố phải đảm bảo đủ công suất cần thiết.GVHD:Th.S Ma Thị Thương HuyềnSVTH: Nguyễn Công TuấnĐồ án tốt nghiệp:Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBATrang 241.MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây.Ta chọn 2 MBA đều là loại 3pha hai dây quấn, không điều chỉnh dưới tải, có côngsuất được chọn theo điều kiện :SđmB ≥ SđmF[2.3]Trong đó : SđmF : Công suất định mức máy phát, [MVA]. SđmB : Công suất định mức máy biến áp ta chọn, [MVA].Áp dụng để chọn máy biến áp ta có : SđmF = 64,7 [ MVA ].Vậy ta chọn đượcmáy biến áp tương ứng với từng cấp điện áp có mã hiệu và tham số như sau. [TraBảng 2.5 [Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp PGS.TS Phạm VănHòa&Th.s Phạm Ngọc Hùng]].Lo¹iMBAТPдцS®mMVA80§iÖn ¸p cuénd©y, kVCT115-Tæn thÊt c«ngsuÊt,kWUN %Io %PoPNC-T C-H T-HA C-T C-H T-H10,10,70- 310 - 0,5555HBảng 2.2. Thông số kỹ thuật của MBA B3, B4.2 Chọn máy biến áp liện lạc.Do các máy biến áp liên lạc mang tải là không bằng phẳng nên ta phải dùng máycó bộ điều chỉnh điện áp dưới tải.Đối với máy biến áp tự ngẫu thì lõi từ cũng như các cuộn dây nối tiếp, chung, hạđều được thiết kiết theo công suất tính toán :Stt = α.SđmB[2.4]Trong đó :GVHD:Th.S Ma Thị Thương HuyềnSVTH: Nguyễn Công TuấnĐồ án tốt nghiệp:Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBATrang 25α : Là hệ số có lợi của máy biến áp.[ α=0,5].SđmB : Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu, [MVA].Để chọn được công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu trước hết phải xácđịnh được công suất tải lớn nhất trong suốt 24h của từng cuộn dây. Gọi là công suấtthừa lớn nhất.Sthừamax = SđmF[2.5]Vậy công suất của máy biến áp tự ngẫu được tính như sau:S đmTN 1S đmF 1.64,7  129,4[ MVA]0,5Vậy ta chọn MBA tự ngẫu là máy 3 pha có công suất 160 [MVA] tham số ghinhư trong bảng sau [Tra Bảng 2.6 [Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạmbiến áp PGS.TS Phạm Văn Hòa&Th.s Phạm Ngọc Hùng]].Lo¹iMBAS®mMVAAТдцTH160§iÖn ¸p cuộnd©y, kVCT230 121H11Tæn thÊt c«ngsuÊt, kWUN %Io %PoPNC-T C-H T-HA C-T C-H T-H85 380- 11 32 20 0,5Bảng 2.3. Bảng thông số kỹ thuật của MBATN B1, B2.Kiểm tra điều kiện làm việc bình thường:maxSCC 46,94[MVA]   .S đmB  80[ MVA]maxSCT 17,69[MVA]   .S đmB  80[ MVA]maxSCH 56,66[ MVA]   .S đmB  80[ MVA]Kết luận: Vậy các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu đã chọn không bị quá tảitrong điều kiện làm việc bình thường.2.1.3.Kiểm tra khả năng quá tải của MBA khi có sự cố.Đối với máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA không cần kiểmtra quá tải, bởi một trong hai phần tử máy phát hay máy biến áp bị sự cố thì cả bộngừng làm việc, không thể xảy ra hiện tượng làm việc trong điều kiện sự cố.Còn đối với MBA liên lạc khi sự cố một trong các MBA trong sơ đồ thì MBAliên lạc còn lại phải mang tải nhiều hơn cùng với sự huy động công suất dự phòng củaGVHD:Th.S Ma Thị Thương HuyềnSVTH: Nguyễn Công TuấnĐồ án tốt nghiệp:Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBATrang 26hệ thống thì mới có thể đảm bảo cung cấp công suất phụ tải các cấp cũng như phát vềhệ thống như lúc bình thường. Quá tải sự cố tối đa cho MBA là 40% với điều kiện làmviệc không quá 6 giờ trong ngày và không được quá 5 ngày đêm liên tục.1. Sự cố 1: Hỏng bộ bên phía trung áp B4 tại thời điểm phụ tải phía trung là cựcđại.Ứng với : SUTmax = 164,71[MVA] tại thời điểm t = 17 ÷ 21 h ta có:UT maxSVHT 77,4[MVA]UT maxS ĐP 14,12[ MVA]Điều kiện kiểm tra quá tải:max2 . K qtsc . .S dmTN  S boB 3  S UT[2.6]k scqt  1, 4 [hệ số quá tải][thoả mãn]. 2 . 1, 4 . 0 ,5 . 160  64 , 4  288 , 4 [ MVA ]  164 , 71 [ MVA ]HTSVHTUTmax=77,4[MVA]220kV6,19[MVA]6,19[MVA]SUTmax=164,71[MVA]110kV64,4[MVA]50,155[MVA]50,155[MVA]B1B3B2B456,345[MVA]56,345[MVA]STDSTDF1SĐPGVHD:Th.S Ma Thị Thương HuyềnF2STDF3F4SVTH: Nguyễn Công Tuấn