Tính dung lượng tụ bù chọn máy biến áp và máy phát dự phòng

Chöông 4 TÍNH DUNG LÖÔÏNG TUÏ BUØ CHOÏN MAÙY BIEÁN AÙP VAØ MAÙY PHAÙT DÖÏ PHOØNG 4.1 Buø coâng suaát phaûn khaùng: 4.1.1 Taùc duïng cuûa vieäc buø coâng suaát phaûn khaùng: Do chung cö coù raát nhieàu loaïi phuï taûi khaùc nhau, caùc phuï taûi naøy thöôøng coù heä soá coâng suaát (cosj) khaùc nhau vaø thöôøng khoâng cao laém. Do ñoù vieäc buø coâng suaát phaûn khaùng laø heát söùc caàn thieát. Taùc duïng chính cuûa buø coâng suaát phaûn khaùng laø naâng cao heä soá coâng suaát cosj nhaèm laøm tieát kieäm ñieän naêng tieâu thuï. Haàu heát, caùc thieát bò ñieän ñeàu tieâu thuï coâng suaát taùc duïng (P) vaø coâng suaát phaûn khaùng (Q). Nhöõng thieát bò tieâu thuï nhieàu coâng suaát phaûn khaùng laø: - Ñoäng cô khoâng ñoàng boä, tieâu thuï 60_65% toång coâng suaát phaûn khaùng cuûa maïng. - Maùy bieán aùp tieâu thuï khoaûng 20_25%. - Ñöôøng daây treân khoâng, ñieän khaùng vaø caùc thieát bò ñieän khaùc tieâu thuï khoaûng 10%. Nhö vaäy, ñoäng cô khoâng ñoàng boä vaø maùy bieán aùp laø hai loaïi thieát bò tieâu thuï nhieàu coâng suaát phaûn khaùng nhaát. Coâng suaát taùc duïng (P) laø coâng suaát ñöôïc bieán thaønh cô naêng hoaëc nhieät naêng trong caùc maùy duøng ñieän; coøn coâng suaát phaûn khaùng (Q) laø coâng suaát töø hoaù trong caùc maùy ñieän xoay chieàu, noù khoâng sinh ra coâng. Quaù trình trao ñoåi coâng suaát phaûn khaùng giöõa maùy phaùt ñieän vaø nôi duøng ñieän laø quaù trình dao ñoäng. Moãi chu kyø cuûa doøng ñieän (Q) ñoåi chieàu boán laàn, giaù trò trung bình cuûa(Q) trong ½ chu kyø doøng ñieän baèng khoâng. Cho neân, vieäc taïo ra coâng suaát phaûn khaùng khoâng ñoøi hoûi tieâu toán naêng löôïng cuûa ñoäng cô sô caáp quay maùy phaùt ñieän. Maët khaùc, coâng suaát phaûn khaùng cung caáp cho hoä duøng ñieän khoâng nhaát thieát phaûi laáy töø nguoàn. Vì vaäy, ñeå traùnh truyeàn taûi moät löôïng (Q) khaù lôùn treân ñöôøng daây, ngöôøi ta ñaët gaàn caùc nôi duøng ñieän caùc maùy sinh ra (Q) ( tuï buø, maùy buø ñoàng boä) ñeå cung caáp tröïc tieáp cho phuï taûi, laøm nhö vaäy ñöôïc goïi laø buø coâng suaát phaûn khaùng. Khi coù buø coâng suaát phaûn khaùng thì goùc leäch pha giöõa doøng ñieän vaø ñieän aùp trong maïch seõ nhoû ñi. Do ñoù, heä soá coâng suaát cosj cuûa maïng seõ ñöôïc naâng cao. Heä soá coâng suaát cosj ñöôïc naâng leân seõ ñöa ñeán nhöõng hieäu quaû sau ñaây: - Giaûm ñöôïc toån thaát coâng suaát treân maïng ñieän. - Giaûm ñöôïc toån thaát ñieän aùp trong maïng ñieän. - Taêng khaû naêng truyeàn taûi cuûa ñöôøng daây vaø maùy bieán aùp. Ngoaøi ra, vieäc naâng cao cosj coøn ñöa ñeán hieäu quaû laø goùp phaàn laøm oån ñònh ñieän aùp, taêng khaû naêng phaùt ñieän cuûa maùy phaùt ñieän… Do ñoù, buø coâng suaát phaûn khaùng raát quan troïng caàn phaûi ñöôïc quan taâm vaø tính toaùn ñuùng möùc. 4.1.2 Buø coâng suaát phaûn khaùng cho chung cö cao caáp HORIZON: Tuï buø ñöôïc maéc vaøo thanh caùi veà phía haï aùp ôû tuû ñieän chính (TDC): Dung löôïng buø ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Qbuønm = Pttnm . (tgjtröôùc buø - tgjsau buø) Coâng suaát toaøn chung cö ñöôïc xaùc ñònh laïi nhö sau: Sttnm = Qbuø thöïc teá = n . Q0 Trong ñoù: n: Soá tuï buø Q0: Coâng suaát ñònh möùc tuï buø Theo keát quaû tính toaùn phuï taûi ôû chöông 3 ta coù: Tính dung löôïng tuï buø: Ptt = 2245.08 (KW) Qtt = 1930.7 (KVar) Stt = 2961.132 (KVA) cosj = 0.76 tgj = 0.86 Chung cö coù heä soá coâng suaát cosj1 = 0.76; tgj1 = 0.86 naâng heä soá coâng suaát naøy leân ñeán cosj2 = 0,94; tgj2 = 0.36. Dung löôïng caàn buø: Qbuø = Ptt ´ (tgj1 - tgj2) Qbuø = 2245.08 ´ (0.86 - 0.36) = 1122.54 (KVar) Choïn loaïi tuï buø: KC1 - 1.05 – 35.5 - 2Y3 vôùi caùc thoâng soá sau: (theo saùch höôùng daãn ñoà aùn cung caáp ñieän Trang 57) U0 (KV) Q0 (KVar) C(F) Kieåu cheá taïo H (mm) Khoái löôïng (Kg) 1.05 37.5 108 Ba pha 418 30 Choïn soá tuï bu:ø n = 1122.54/37.5= 30 (tuï)ï ñaáu song song. Coâng suaát tính toaùn cuûa chung cö sau khi buø: Qbuø thöïc teá = 30 x 37.5 = 1125 (KVar) Stt (sau buø)ø == 2385.28 (kVA) Heä soá coâng suaát sau khi buø: cosj = Toùm laïi, khi nguoàn ñieän bình thöôøng ta söû duïng 30 tuï buø nhö treân, maéc thaønh 2 daõy song song nhau, moãi daõy goàm 15 tuï buø. Khi chaïy maùy phaùt ta ngaét caùc tuï buø ra khoûi thanh caùi. 4.1.3 Ñieàu chænh dung löôïng buø: Ñieàu chænh dung löôïng buø cuûa tuï ñieän coù theå ñöôïc thöïc hieän baèng tay hoaëc töï ñoäng. Ñieàu chænh töï ñoäng dung löôïng buø cuûa tuï ñieän thöôøng chæ ñöôïc ñaët ra trong tröôøng hôïp buø taäp trung vôùi dung löôïng lôùn. Coù boán caùch ñieàu chænh dung löôïng buø töï ñoäng: Ñieàu chænh dung löôïng buø theo nguyeân taéc ñieän aùp, theo thôøi gian, theo doøng ñieän phuï taûi vaø theo höôùng ñi cuûa coâng suaát phaûn khaùng. Ñieàu chænh dung löôïng buø theo ñieän aùp vaø thôøi gian thöôøng ñöôïc duøng hôn caû. Vieäc ñieàu chænh coù theå thöïc hieän baèng rôle (söû duïng phaàn töû coù tieáp ñieåm), maïch ñieän töû (söû duïng phaàn töû khoâng tieáp ñieåm). 4.2 Choïn maùy bieán aùp: 4.2.1 Toång quan veà choïn traïm bieán aùp : Traïm bieán aùp: Traïm bieán aùp duøng ñeå bieán ñoåi ñieän aùp töø caáp ñieän aùp naøy sang caáp ñieän aùp khaùc. Noù ñoùng vai troø raát quan troïng trong heä thoáng cung caáp ñieän. Theo nhieäm vuï, ngöôøi ta phaân ra thaønh hai loaïi traïm bieán aùp: + Traïm bieán aùp trung gian hay coøn goïi laø traïm bieán aùp chính: Traïm naøy nhaän ñieän töø heä thoáng 35¸220kV, bieán thaønh caáp ñieän aùp 15kV,10kV, hay 6kV, caù bieät coù khi xuoáng 0.4 kV. + Traïm bieáân aùp phaân xöôûng: Traïm naøy nhaän ñieän töø traïm bieán aùp trung gian vaø bieán ñoåi thaønh caùc caáp ñieän aùp thích hôïp phuïc vuï cho phuï taûi cuûa caùc nhaø maùy, phaân xöôûng, hay caùc hoä tieâu thuï. Phía sô caáp thöôøng laø caùc caáp ñieän aùùp: 6kV, 10kV, 15kV,…. Coøn phía thöù caáp thöôøng coù caùc caáp ñieän aùp : 380/220V, 220/127V., hoaëc 660V. Veà phöông dieän caáu truùc, ngöôøi ta chia ra traïm trong nhaø vaø traïm ngoaøi trôøi. + Traïm BA ngoaøi trôøi: ÔÛ traïm naøy caùc thieát bò phía ñieän aùp cao ñeàu ñaët ôû ngoaøi trôøi, coøn phaàn phaân phoái ñieän aùp thaáp thì ñaët trong nhaø hoaëc trong caùc tuû saét cheá taïo saün chuyeân duøng ñeå phaân phoái cho phía haï theá. Caùc traïm bieán aùp coù coâng suaát nhoû (£ 300 kVA) ñöôïc ñaët treân truï, coøn traïm coù coâng suaát lôùn thì ñöôïc ñaët treân neàn beâ toâng hoaëc neàn goã. Vieäc xaây döïng traïm ngoaøi trôøi seõ tieát kieäm chi phí so vôùi traïm trong nhaø. + Traïm BA trong nhaø: ÔÛ tram naøy thì taát caû caùc thieát bò ñieän ñeàu ñöôïc ñaët trong nhaø. Choïn vò trí, soá löôïng vaø coâng suaát traïm bieáân aùp: Nhìn chung vò trí cuûa traïm bieán aùp caàn thoûa caùc yeâu caàu sau: Gaàn trung taâm phuï taûi, thuaän tieân cho nguoàn cung caáp ñieän ñöa ñeán. Thuaän tieân cho vaän haønh, quaûn lyù. Tieát kieäm chi phí ñaàu tö vaø chi phí vaän haønh,v.v… Tuy nhieân, vò trí ñöôïc choïn löïa cuoái cuøng coøn phuï thuoäc vaøo caùc ñieàu kieän khaùc nhö: Ñaûm baûo khoâng gian khoâng caûn trôû ñeán caùc hoaït ñoäng khaùc, tính myõ quan,v.v… Trong luaän vaên naøy ta seõ ñaët trong taàng haàm vì yeâu caàu veà maët baèng. Choïn caáp ñieän aùp: Do chung cö ñöôïc caáp ñieän töø ñöôøng daây 15kV, vaø phuï taûi cuûa chung cö chæ söû duïng ñieän aùp 220V ,vaø 380V. Cho neân ta seõ laép ñaët traïm bieán aùp giaûm aùp 15/0.4kV ñeå ñöa ñieän vaøo cung caáp cho phuï taûi cuûa chung cö. 4.2.2 Choïn soá löôïng, coâng suaát MBA: Veà vieäc choïn soá löôïng MBA, thöôøng coù caùc phöông aùn: 1 MBA, 2 MBA, 3MBA. - Phöông aùn 1 MBA: Ñoái vôùi caùc hoä tieâu thuï loaïi 2 vaø loaïi 3, ta coù theå choïn phuông aùn chæ söû duïng 1 MBA. Phöông aùn naøy coù öu ñieåm laø chi phí thaáp, vaän haønh ñôn giaûn, nhöng ñoä tin caäy cung caáp ñieän khoâng cao. - Phöông aùn 2 MBA: Phöông aùn naøy coù öu ñieåm laø ñoä tin caäy cung caáp ñieän cao nhö chi phí khaù cao neân thöôøng chæ söû duïng cho nhöõng hoä tieâu thuï coù coâng suaát lôùn hoaëc quan troïng ( hoä loaïi 1). - Phöông aùn 3 MBA: Ñoä tin caäy caáp ñieän raát cao nhöng chi phí cuõng raát lôùn neân ít ñöôïc söû duïng, thöôøng chæ söû duïng cho nhöõng hoä tieâu thuï daïng ñaêïc bieät quan troïng. Do vaäy, tuyø theo möùc ñoä quan troïng cuûa hoä tieâu thuï, cuõng nhö caùc tieâu chí kinh teá maø ta choïn phöông aùn cho thích hôïp. 4.2.3 Choïn maùy bieán aùp cho chung cö cao caáp HORIZON: Do ñaây laø chung cö cao caáp, ta coù theå quy vaøo hoä tieâu thuï loaïi 2 yeâu caàu caáp ñieän lieân tuïc neân ta choïn theo phöông aùn thöù 2: Ta choïn 2 maùy bieán aùp (MBA). Maùy bieán aùp ñöôïc ñaët trong taàng haàm Sñm MBA ³ 2385.28 (KVA) Ñeå coù theå môû roäng phuï taûi trong töông lai, ta chon maùy bieán aùp nhö sau: Ta choïn 2 maùy bieán aùp ba pha hai daây quaán do Vieät Nam cheá taïo (THIBIDI). Ñieän aùp 15kV, 22 kV/ 0.4 kV. Toå ñaáu daây D / Y0 – 11 vôùi caùc thoâng soá nhö sau: Sñm (kVA) Doøng ñieän ñ m (A) Thoâng soá kyõ thuaät Troïng löôïng (kg) Kích thöôùc (mm) I1 I2 DP0 (W) I0 (%) DPN (W) UN (%) Cuoän daây vaø loõi theùp daàu toång Roäng daøi cao 22 (kV) 15 (kV) 0.4 (kV) 1500 39.4 57.7 2165 3300 1.2 18000 7.0 3180 1215 5800 1600 2400 2720 4.3 Choïn nguoàn döï phoøng: Ñeå ñaûm baûo tính lieân tuïc cung caáp ñieän, ta choïn maùy phaùt döï phoøng. Trong tröôøng hôïp söï coá maát ñieän maùy naøy seõ vaän haønh ñeå cung caáp cho caùc phuï taûi nhö ta ñaõ choïn ôû chöông 3. Cuõng nhö choïn maùy bieán aùp, ta choïn maùy phaùt sao cho: Sñm maùy phaùt phaûi lôùn hôn hoaëc töông ñöông Stt cuûa taûi khi chaïy maùy phaùt. Theo phaàn tính toaùn ôû treân: Stt = 1448.7 (KVA) Ta choïn maùy phaùt 1500 (KVA) cuûa haõng PerKing, kích thöôùc 1x2.6x2.8m, 1530 kg MODEL Ñoäng cô Coâng suaát Sñm (KVA) Ñieän aùp (V) Taàn soá (Hz) Soá cöïc, pha, daây RPM 4010-46TAR2A DIEZEL 1500 380/220 50 4 cöïc, 3 pha, 4 daây 1500 15/22 KV MBA 1 Maùy phaùt MBA 2 ATS ATS Taûi tieâu thuï Sô ñoà töø cao aùp sang haï aùp cuûa chung cö