Tính toán ngắn mạch.
Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và dây dẫn của nhà máy đảm bảo các chỉ tiêu ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
Khi chọn sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện cần chọn 1 chế độ làm việc nặng nề nhất nhưng phải phù hợp với điều kiện làm việc thực tế. Dòng điện tính toán ngắn mạch để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch 3 pha.
77 trang |
Chia sẻ: Dung Lona | Lượt xem: 1330 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện công suất 240mw, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
5.83
45.83
42.41
71.51
77
62.45
68.53
67.91
24.26
3. Kiểm tra khả năng mang tải của các máy biến áp
ã Công suất định mức của MBA chọn lớn hơn công suất thừa cực đại nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải bình thường.
ã Kiểm tra sự cố
Sự cố nguy hiểm nhất là khi ST = ST max = 100 MVA
Khi đó ta có
SHT = 168,65 MVA
SUF = 17,55 MVA
Ta xét các sự cố sau:
ã Sự cố B3
ã Khi sự cố máy biến áp B4 mỗi máy biến áp tự ngẫu cần phải tải một lượng công suất là:
S = = 50 MVA
Thực tế mỗi máy biến áp tự ngẫu phải tải được một lượng công suất là:
SB2(B3) = a SđmB = 0,5.160= 80 MVA
Ta thấy: SđmB2 = 80 > 50 MVA
ị Do vậy nên máy biến áp không bị quá tải.
- Phân bố công suất khi sự cố B3
ã Phía trung của MBA tự ngẫu phải tải một lượng công suất là:
STB1(B2) = STmax = 0,5.100 = 50 MVA
ã Lượng công suất từ máy phát F1 (F2) cấp lên phía hạ của B1 (B2):
SHB2(B3) = SđmF - SUF - Stdmax
= 75 – 0,5.17,55 - 0,25.13,8 = 57,775 MVA
ã Lượng công suất phát lên phía cao của B1 (B2)
SCB1(B2) = SHB1(B2) - STB1(B2) = 57,55 - 50 = 7,55 MVA
ã Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát vào hệ thống là:
SB4 + (SCB1 + SCB2) = 71,55 + 2.(7,55) = 86,65 MVA
ã Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao áp còn thiếu so với lúc bình thường là:
Sthiếu = - 86,65 = 168,65 - 86,65 = 82 MVA
- Công suất dự trữ của hệ thống 13% là SdtHT = 325 MVA
Ta thấy SdtHT > Sthiếu ị thoả mãn điều kiện.
ã Sự cố B1 (B2)
ã Điều kiện kiểm tra sự cố:
Khi sự cố máy biến áp B1 (hoặc B2) máy biến áp tự ngẫu còn lại phải tải một lượng công suất là:
S =STmax - SB3 = 100 - 71,55 = 28,45 MVA
Thực tế mỗi máy biến áp tự ngẫu phải tải được một lượng công suất là:
SB2(B3) = a.SđmB = 0,5.160 = 80 MVA
ị Vậy nên máy biến áp không bị quá tải.
- Phân bố công suất khi sự cố B1:
ã Phía trung của MBA tự ngẫu phải tải sang thanh góp trung áp một lượng công suất
STB2(B3) = STmax - SB4 = 100 – 71,55 = 28,45 MVA
- Lượng công suất từ máy phát F2 cấp lên phía hạ của B2
SHB2(B3) = SđmF - SUF - .Stdmax = 75 – 17,55 - .13,8 = 54 MVA
- Lượng công suất phát lên phía cao của B2:
SCB2 = SHB2 - STB2 = 54 - 28,45 = 25,55 MVA
- Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát vào hệ thống là:
SB4 + SCB2 = 71,55 + 25,55 = 97,1 MVA
- Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao áp còn thiếu so với lúc bình thường là:
Sthiếu = - 97,1 = 168,65 - 97,1 = 71,55 MVA
Ta thấy SdtHT > Sthiếu ị thoả mãn điều kiện.
Kết luận:
Các máy biến áp đã chọn cho phương án 1 hoàn toàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, làm việc tin cậy, không có tình trạng máy biến áp làm việc quá tải.
4. Tính toán tổn thất điện năng tổng các máy biến áp.
Tổn thất trong máy biến áp gồm 2 phần:
- Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn thất tải của nó.
- Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp.
Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn dây trong một năm:
DA2cd = DP0.T + DPN.t
ã Đối với máy biến áp tự ngẫu
DAtn = DP0.T + .S(DPNC..ti + DPnt..ti + DPntt..ti)
Trong đó:
SCi, STi. SHi: công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu trong tổng thời gian ti.
Sb: công suất tải qua mỗi máy biến áp hai cuộn dây trong khoảng thời gian ti.
DPNC = 0,5.
DPNT = 0,5.
DPNH = 0,5.
Dựa vào bảng thông số máy biến áp và bảng phân phối công suất ta tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp như sau:
ã Máy biến áp ba pha hai cuộn dây
Máy biến áp B3 và B4 luôn cho làm việc với công suất truyền tải qua nó: Sb = 71,55 MVA trong cả năm.
Ta có: DA = DP0.T + DPN.T
DAB4 = 8760 = 2943,098.103 KWh
DAB3 = 8760 = 2873,026.103 KWh
ã Máy biến áp tự ngẫu.
Ta có: DPNC = 0,5 = 190 KW
DPNT = 0,5 = 190 KW
DPNH = 0,5 = 570 KW
Từ đó ta có: DA = DP0T +
DATN = 85.8760 + {(190.(37,38)2 + 190.(-1,55)2 + 570.35,832).4
+ (190.27,382 + 190.(18,45)2 + 570.45,832).2 +
+ (190.23,962 + 190.(18,45)2 + 570.42,412).2 +
+ (190.53,062 + 190.(18,45)2 + 570.71,512).2 +
+ (190.48,552 + 190.(28,45)2 + 570.772).2 +
+ (190.342 + 190.(28,45)2 + 570.62,452).2 +
+ (190.55,082 + 190.(13,45)2 + 570.68,532).4 +
+ (190.64,462 + 190.(3,45)2 + 570.67,912).2+
+ (190.20,812 + 190.(3,45)2 + 570.24,262).4}
= 1449,044.103 KWh
Như vậy, tổng tổn thất điện năng một năm trong các máy biến áp là:
DAS = DAB1 + DAB2 + DAB3 + DAB4
= 2´1449,044.103 + 2873,026.103 + 2943,098.103
= 8714,212 KWh
Chương 3
Tính toán dòng điện ngắn mạch và lựa chọn thiết bị của sơ đồ nối điện chính các phương án
A. Tính toán ngắn mạch.
Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và dây dẫn của nhà máy đảm bảo các chỉ tiêu ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
Khi chọn sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện cần chọn 1 chế độ làm việc nặng nề nhất nhưng phải phù hợp với điều kiện làm việc thực tế. Dòng điện tính toán ngắn mạch để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch 3 pha.
Chọn các đại lượng cơ bản.
Scb = 100 MVA
Ucb = Utb
3.1. Phương án I.
3.1.1. Chọn điểm ngắn mạch
Chọn điểm ngắn mạch tính toán sao cho dòng ngắn mạch lớn nhất có thể có, tất cả các nguồn phát cùng làm việc .
Sơ đồ nối điện và các điểm ngắn mạch tính toán.
Lập sơ đồ thay thế.
Chọn các đại lượng cơ bản: Scb = 100MVA
Ucb = Utb(230 -115 -10,5 KV)
3.1.2. Tính điện kháng các phần tử.
ã Điện kháng của hệ thống
XHT = X*HT. = 0,026
XD = = 0,037
ã Điện kháng máy phát.
XF = X’d.= 0,146. = 0,195
ã Điện kháng của máy biến áp hai cuộn dây
= 0,131
ã Điện kháng của máy biến áp tự ngẫu B1, B2:
Do UN% ³ 25% nên ta bỏ qua hệ số a
Ta có:
+ Điện kháng cuộn cao áp:
XC =
= = 0,0718
+ Điện kháng cuộn trung áp
XT =
= = -0,003 ằ 0
+ Điện kháng cuộn hạ áp
XH =
= = 0,128
3.1.3. Tính toán ngắn mạch theo điểm
a. Tính dòng ngắn mạch tại N1
Nguồn cung cấp gồm hệ thống và tất cả các máy phát của nhà máy điện thiết kế.
Sơ đồ thay thế:
Do tính đối xứng với điểm ngắn mạch nên ta có:
X1 = XHT + XD = 0,026 + 0,037 = 0,063
X2 = XCB1 // XCB2 = = 0,036
X3 = (XHB1 + XF1) // (XHB2 + XF2) = = 0,16
X4 =
Ghép các nguồn E12 và E34 ta có:
X5 = X3 // X4 = = 0,08
X6 = X2 + X5 = 0,036 + 0,08 = 0,116
Sơ đồ rút gọn:
- Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống
XTTHT = X1. = 0,063. = 1,575
Tra đường cong tính toán ta có:
I*(0) = 0,64
I*(Ơ) = 0,7
+ Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống cung cấp
I”HT(0) = I*(0). = 0,64. = 4 KA
I”HT(Ơ) = I*(Ơ). = 0,7. = 4,39 KA
- Điện kháng tính toán phía nhà máy:
XTTNM = X6. = 0,116. = 0,348
Tra đường cong tính toán ta có:
I* (0) = 2,8
I* (Ơ) = 2,15
+ Dòng ngắn mạch phía nhà máy cung cấp:
I”NM(0) = I*(0). = 2,8. = 2,1 KA
I”NM(Ơ) = I*(Ơ). = 2,15. = 1,62 KA
* Dòng ngắn mạch tổng tại N1:
I”N1(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 4 + 2,1 = 6,1 KA
I”N1(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 4,39 + 1,62 = 6,01 KA
+ Dòng điện xung kích
ixkN1 = .kxk.I”N1(0) = .1,8.6,1 = 15,528 KA
b. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N2
ở cấp điện áp 110KV, tương tự như cấp điện áp 220KV nguồn cung cấp gồm tất cả các máy phát điện của nhà máy thiết kế và hệ thống.
Sơ đồ thay thế.
Ngắn mạch tại điểm N2 có tính chất đối xứng, các điện kháng được tính toán như khi ngắn mạch tại điểm N1.
Ta có:
X1 = XHT + XD = 0,026 + 0,037 = 0,063
X2 = XCB1 // XCB2 = = 0,036
X3 = (XHB1 + XF1) // (XHB2 + XF2)
= = 0,0,16
X4 = (XB3 + XF3) // (XB4 + XF4)
= = 0,63
Ghép các nguồn E12 và E34 ta có:
X5 = X1 + X2 = 0,063 + 0,036 = 0,099
X6 = X3 // X4 = = 0,08
Sơ đồ rút gọn:
- Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống
XttHT = X5. = 0,099. = 2,475
Tra đường cong tính toán ta có:
I* (0) = 0,4
I* (Ơ) = 0,42
+ Dòng ngắn mạch phía hệ thống cung cấp:
I”HT(0) = I*(0). = 0,4. = 5,02 KA
I”HT(Ơ) = I*(Ơ). = 0,42. = 5,27 KA
- Điện kháng tính toán phía nhà máy:
XTTNM = X6. = 0,08. = 0,24
Tra đường cong tính toán ta có:
I* (0) = 4,2
I* (Ơ) = 2,4
+ Dòng ngắn mạch phía nhà máy cung cấp:
I”NM(0) = I*(0). = 4,2. = 6,325 KA
I”NM(Ơ) = I*(Ơ). = 2,4. = 3,615 KA
* Dòng ngắn mạch tổng tại N2:
I”N2(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 5,02 + 6,325 = 11,345 KA
I”N2(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 5,27 + 3,615 = 8,885 KA
+ Dòng điện xung kích
ixkN2 = .kxk.I”N2 = .1,8.11,345 = 28,88 KA
c. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N3
Tính ngắn mạch tại điểm N3 nhằm chọn khí cụ điện mạch máy phát. Nguồn cung cấp gồm hệ thống và các máy phát của nhà máy thiết kế trừ máy phát F1
Các điện kháng được tính toán như sau:
X1 = XHT + XD = 0,026 + 0,037 = 0,063
X2 = XCB1 // XCB2 = = 0,036
X3 = X3 = XH = 0,128
X4 = XH + XF = 0,128 + 0,195 = 0,323
X5 = = 0,163
Sơ đồ thay thế
Ta có: X6 = X1 + X2 = 0,063 + 0,036 = 0,099
Ghép E2 với E34 ta có:
X7 = X4 // X5 = = 0,108
Biến đổi Y(X3, X6, X7) đ (X8, X9) bỏ nhánh cân bằng
X8 = X6 + X3 +
= 0,099 + 0,128 + = 0,344
X9 = X3 + X7 +
= 0,128 + 0,108 + = 0,375
Sơ đồ đơn giản
Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống
XttHT = X8. = 0,344. = 8,6 > 3 nên:
+ Dòng ngắn mạch phía hệ thống cung cấp:
I”N3(0) = I”N3(Ơ) = = 15,984
- Điện kháng tính toán phía nhà máy:
XTTNM = X9. = 0,375. = 0,843
Tra đường cong tính toán ta có:
I* (0) = 1,15
I* (Ơ) = 1,3
+ Dòng ngắn mạch phía nhà máy cung cấp:
I”NM(0) = I*(0). = 1,15. = 14,227 KA
I”NM(Ơ) = I*(Ơ). = 1,3. = 16,08 KA
* Dòng ngắn mạch tổng tại N3:
I”N3(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 15,984 + 14,227 = 30,211 KA
I”N3(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 15,984 + 16,08 = 32,064 KA
+ Dòng điện xung kích
ixkN3 = .kxk.I”N3 = .1,8.30,211 = 76,9 KA
d. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N3 Â
Nguồn cung cấp chỉ gồm máy phát F1
Sơ đồ thay thế
E
X
F
N'
3
1
0,195
- Điện kháng tính toán của nhánh nhà máy:
XttNM = XF. = 0,195. = 0,146
Tra đường cong tính toán ta có:
I* (0) = 6,8
I* (Ơ) = 2,7
+ Dòng ngắn mạch phía nhà máy cung cấp:
I”NM(0) = I*(0). = 6,8. = 28,04 KA
I”NM(Ơ) = I*(Ơ). = 2,7. = 11,135 KA
+ Dòng điện xung kích
ixkN’3 = .kxk.I”N3 = .1,8.28,04 = 71,37 KA
e. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N4
Nhằm chọn khí cụ điện mạch tự dùng và mạch phụ tải điện áp máy phát. Nguồn cung cấp gồm hệ thống và tất cả các máy phát của nhà máy điện thiết kế. Do đó ta có:
I”N4(0) = I”N3 + I”N3’ = 30,211 + 28,04 = 58,251 KA
I”N4(Ơ) = I”N3 + I”N3’ = 32,064 + 11,135 = 43,2 KA
+ Dòng điện xung kích
ixkN4 = .kxk.I”N4 = .1,8.58,251 = 148,28 KA
Vậy ta có bảng kết quả tính toán ngắn mạch cho phương án 2.
Dòng điện
Điểm ngắn mạch
N1
I”(0)
KA
I”(Ơ)
KA
ixk
KA
6,1
6,01
15,528
N2
11,345
8,885
28,88
N3
30,211
32,064
76,9
N3’
28,04
11,135
71,37
N4
58,251
43,2
148,28
3.2.Phương án II
3.2.1. Chọn các điểm ngắn mạch.
Chọn điểm ngắn mạch N1: Để chọn khí cụ điện phía 220KV có nguồn cung cấp là nhà máy điện và hệ thống.
Chọn điểm ngắn mạch N2: để chọn khí cụ điện cho mạch 110KV có nguồn cung cấp là nhà máy điện và hệ thống.
Chọn điểm ngắn mạch N3: để chọn khí cụ điện cho mạch hạ áp của máy biến áp liên lạc coi như F2 nghỉ, nguồn cung cấp là các máy phát điện khác và hệ thống.
Chọn điểm ngắn mạch N3Â: Khi tính toán chỉ kể thành phần do F2 cung cấp.
Điểm ngắn mạch N4 để chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng, thực ra có thể lấy IN4 = IN3 + IN3’.
SuF
B1
B2
B3
B4
F1
F2
F3
F4
220KV
110KV
N1
N2
3.2.2. Tính điện kháng các phần tử.
ã Điện kháng của hệ thống
XHT = X*HT. = 0,026
XD = = 0,037
ã Điện kháng máy phát.
XF = X’d.= 0,146. = 0,195
ã Điện kháng của máy biến áp hai cuộn dây
= 0,131
= 0,1375
ã Điện kháng của máy biến áp tự ngẫu B1, B2:
Do UN% ³ 25% nên ta bỏ qua hệ số a
Ta có:
+ Điện kháng cuộn cao áp:
XC =
= = 0,0718
+ Điện kháng cuộn trung áp
XT =
= = -0,003 ằ 0
+ Điện kháng cuộn hạ áp
XH =
= = 0,128
Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch.
3.2.3. Tính toán ngắn mạch theo điểm
a. Tính dòng ngắn mạch tại N1:
Do tính đối xứng với điểm ngắn mạch nên ta có:
X1 = XHT + XD = 0,026 + 0,037 = 0,063
X2 = XF + = 0,195 + 0,1375 = 0,3325
X3 = = = 0,036
X4 = = = 0,16
X5 = XF + = 0,195 + 0,131= 0,326
X
E1
E
2,3
3
X
2
H
X
4
1
X
X
X
5
HT
E
E
4
Nhập hai nguồn E23 và E4
X6 = X5 // X4 = = 0,107
X7 = X3 + X6 = 0,036 + 0,107 = 0,143
Nhập hai nguồn E234 và E1
X8 = X2 // X7 = = 0,1
Sơ đồ rút gọn
- Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống:
XNHT = X1.= 0,063. = 1,575
Tra đường cong tính toán ta có:
I* (0) = 0,64
I* (Ơ) = 0,7
+ Dòng ngắn mạch phía hệ thống cung cấp:
I”HT(0) = I*(0). = 0,64. = 4 KA
I”HT(Ơ) = I*(Ơ). = 0,7. = 4,39 KA
- Điện kháng tính toán phía nhà máy:
XTTNM = X8. = 0,1. = 0,3
Tra đường cong tính toán ta có:
I* (0) = 3,3
I* (Ơ) = 2,3
+ Dòng ngắn mạch phía nhà máy cung cấp:
I”NM(0) = I*(0). = 3,3. = 2,485 KA
I”NM(Ơ) = I*(Ơ). = 2,3 = 1,732 KA
* Dòng ngắn mạch tổng tại N1:
I”N1(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 4 + 2,485 = 6,485 KA
I”N1(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 4,39 + 1,732 = 6,122 KA
+ Dòng điện xung kích
ixkN1 = .kxk.I”N1(0) = .1,8.6,485 = 16,5 KA
b. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N2
Theo kết quả tính toán và biến đổi sơ đồ ứng với điểm ngắn mạch N1 ta có sơ đồ rút gọn với điểm N2 như sau:
X1 = XHT + XD = 0,026 + 0,037 = 0,063
X2 = XF + = 0,195 + 0,1375 = 0,3325
X3 = = = 0,036
X4 = = = 0,16
X5 = XF + = 0,195 + 0,131= 0,326
Biến đổi Y(X1, X2, X3) đ (X6, X7)
X6 = X1 + X3 +
= 0,063 + 0,036 + = 0,105
X7 = X2 + X3 +
= 0,3325 + 0,036 + = 0,5585
Ghép E23 với E4:
X8 = X4 // X5 = = 0,107
Ghép E234 với E1:
X9 = X7 // X8 = = 0,089
Vậy ta có sơ đồ rút gọn sau cùng:
Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống:
XttHT = X6. = 0,105. = 2,625
Tra đường cong tính toán:
I* (0) = 0,38
I* (Ơ) = 0,4
+ Dòng ngắn mạch phía hệ thống cung cấp:
I”NM(0) = I*(0). = 0,38. = 4,77 KA
I”NM(Ơ) = I*(Ơ). = 0,4. = 5,02 KA
- Điện kháng tính toán phía nhà máy:
XTTNM = X9. = 0,089. = 0,267
Tra đường cong tính toán ta có:
I* (0) = 3,9
I* (Ơ) = 2,35
+ Dòng ngắn mạch phía nhà máy cung cấp:
I”NM(0) = I*(0). = 3,9. = 5,87 KA
I”NM(Ơ) = I*(Ơ). = 2,35. = 3,54 KA
* Dòng ngắn mạch tổng tại N2:
I”N2(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 4,77 + 5,87 = 10,64 KA
I”N2(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 5,02 + 3,54 = 8,56 KA
+ Dòng điện xung kích
ixkN2 = .kxk.I”N2 = .1,8.10,64 = 27,08 KA
c. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N3
Sơ đồ thay thế
E
1
F
X
E
3
F
X
31
X
HT
X
X
31
X
H
D
X
C
X
T
H
X
31
X
T
X
C
X
E
X
HT
4
F
F
X
B4
X
N3
X1 = XHT + XD = 0,026 + 0,037 = 0,063
X2 = XF + = 0,195 + 0,1375 = 0,3325
X3 = = = 0,036
X4 = XH = 0,128
X5 = XF + = 0,195 + 0,131 = 0,326
X6 = XF + XH = 0,195 + 0,128 = 0,323
2
X
4
E
2
E
X
3
5
X
E
3
1
X
X4
X6
HT
Ghép E2 với E3
X7 = X5 // X6 = = 0,162
Biến đổi Y(X1, X2, X3) đ (X8, X9)
X8 = X1 + X3 +
= 0,063 + 0,036 + = 0,1058
X9 = X2 + X3 +
= 0,3325 + 0,036 + = 0,5585
X7
4
X
8
X9
X
E
HT
E23
E4
X10 = X7 // X9 = = 0,125
Biến đổi Y(X4, X8, X10) đ (X11, X12)
X11 = X8 + X4 + =
= 0,1058 + 0,128 + = 0,342
X12 = X10 + X4 +
= 0,125 + 0,128 + = 0,4
Vậy ta có sơ đồ rút gọn sau cùng:
Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống
XttHT = X11. = 0,342. = 8,55 > 3 nên
+ Dòng ngắn mạch phía hệ thống cung cấp:
I”N3(0) = I”N3(Ơ) = = 16,07
- Điện kháng tính toán phía nhà máy:
XTTNM = X12. = 0,4. = 0,9
Tra đường cong tính toán ta có:
I* (0) = 1,1
I* (Ơ) = 1,24
+ Dòng ngắn mạch phía nhà máy cung cấp:
I”NM(0) = I*(0). = 1,1. = 13,6 KA
I”NM(Ơ) = I*(Ơ). = 1,24. = 15,34 KA
* Dòng ngắn mạch tổng tại N3:
I”N3(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 16,07 + 13,6 = 29,67 KA
I”N3(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 16,07 + 15,34 = 31,41 KA
+ Dòng điện xung kích
ixkN3 = .kxk.I”N3 = .1,8.29,67 = 75,527 KA
d. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N3Â
Sơ đồ thay thế
E
X
F
N3'
2
0,195
Điện kháng tính toán của nhánh nhà máy:
Xtt = XF. = 0,195. = 0,146
Tra đường cong tính toán ta có:
I* (0) = 6,8
I* (Ơ) = 2,66
+ Dòng ngắn mạch phía nhà máy cung cấp:
I”NM(0) = I*(0). = 6,8. = 28,04 KA
I”NM(Ơ) = I*(Ơ). = 2,66. = 6,53 KA
+ Dòng điện xung kích
ixkN’3 = .kxk.I”N3 = .1,8.28,04 = 71,378 KA
e. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N4
I”N4(0) = I”N3 + I”N3’ = 29,67 + 28,04 = 57,71 KA
I”N4(Ơ) = I”N3 + I”N3’ = 31,41 + 6,53 = 37,94 KA
+ Dòng điện xung kích
ixkN4 = .kxk.I”N4 = .1,8.57,71 = 146,9 KA
Vậy bảng kết quả tính toán ngắn mạch cho phương án 2.
Dòng điện
Điểm ngắn mạch
N1
I”(0)
KA
I”(Ơ)
KA
ixk
KA
6,485
6,122
16,5
N2
10,64
8,56
27,08
N3
29,67
31,41
75,527
N3’
28,04
6,53
71,378
N4
57,71
37,94
146,9
B. Lựa chọn các thiết bị của sơ đồ nối điện chính.
1. Chọn máy cắt điện.
Chọn máy cắt cho mạch điện
Dựa vào kết quả tính toán dòng điện ngắn mạch và dòng điện cưỡng bức ở những phần trước ta chọn máy cắt theo các điều kiện sau:
- Loại máy cắt khí SF6 hoặc máy cắt không khí.
- Điện áp : UđmMC/Uđm
- Dòng điện : IđmMC/Iđm
- Điều kiện cắt : Icđm/I”
- Điều kiện ổn định động : ilđđ/ixk
- Điều kiện ổn định nhiệt : .tnhđm/BN
2. Tính toán dòng cưỡng bức
2.1.Phương án 1:
4 đơn
1kép
B2
SuF
B1
HT
B4
B3
ã Các mạch phía 220KV
- Đường dây kép nối với hệ thống
+ Dòng cưỡng bức được xét khi phụ tải hệ thống cực đại
SHTmax = 200,475 MVA
Icb = = 0,526 KA
+ MBA tự ngẫu:
Khi bình thường: SCmax = 100,238 MVA
Khi sự cố B4: SC = 48,55 MVA
Khi sự cố B1: SC = 97,1 MVA
Icb = = 0,263 KA
Vậy dòng điện cưỡng bức ở cấp điện áp 220 KA là: 0,526 KA
ã Các mạch phía 110 KV
+Bộ máy phát điện - máy biến áp B3:
Icb = 1,05 = 0,413 KA
Trung áp máy biến áp B1 (B2)
Khi bình thường: STmax = -36,55 MVA
Khi sự cố B3: ST = 14,225 MVA
Khi sự cố B1: ST = -43,1 MVA
Icb = = 0,226 KA
Vậy dòng điện cưỡng bức ở cấp điện áp 110 KV là: 0,413 KA
ã Cấp điện áp 10,5 KV
Icb = 1,05 = 4,33 KA
Vậy dòng cưỡng bức của phương án I là:
U
Icb
220KV
110KV
10,5KV
Icb (KA)
0,526
0,413
4,33
ã Phương án I:
Bảng thông số máy cắt cho phương án 1:
Điểm ngắn mạch
Tên mạch điện
Thông số tính toán
Loại máy cắt
Thông số định mức
Uđm
KV
Icb
KA
I”
KA
ixk
KA
UđmMC
KV
IđmMC
KA
Icđm
KA
ilđđ
KA
N1
Cao
220
0,526
6,1
15,528
3AQ2
245
4
50
125
N2
Trung
110
0,413
11,345
28,88
3AQ1
123
4
40
100
N3
Hạ
10,5
4,33
30,211
76,9
8FG10
12
12,5
80
225
Các máy cắt đã chọn có dòng điện định mức lớn hơn 1000A nên không cần kiểm tra ổn đinh nhiệt.
2.2.Phương án II:
SuF
B1
B2
B3
HT
B4
1 đường dây kép
4 đường dây đơn
ã Các mạch phía 220KV:
- Đường dây kép nối với hệ thống
+ Dòng cưỡng bức được xét khi phụ tải hệ thống cực đại
SHTmax = 200,475 MVA
Icb = = 0,526 KA
+ Bộ máy phát điện - máy biến áp B4
Icb = 1,05. = 0,2 KA
+ MBA tự ngẫu
Khi bình thường SCmax = 64,46 MVA
Khi sự cố B3: SC = 7,55 MVA
Khi sự cố B1: SC = 25,55 MVA
Icb = = 0,169 KA
Vậy dòng điện cưỡng bức ở cấp điện áp 220 KV là: 0,526 KA
ã Các mạch phía 110KV
Bộ máy phát điện - máy biến áp B4
Icb = 1,05. = 0,413 KA
Trung áp máy biến áp liên lạc B2 (B3)
Khi bình thường: STmax = 28,45 MVA
Khi sự cố B3: ST = 50 MVA
Khi sự cố B1: ST =28,45 MVA
Icb = = 0,262 KA
Vậy dòng điện cưỡng bức ở cấp điện áp 110KV là: 0,413 KA
ã Cấp điện áp 10,5 KV
Icb = 1,05. = 4,33 KA
Vậy dòng cưỡng bức của phương án II là:
U
Icb
220 KV
110 KV
10,5 KV
Icb (KA)
0,526
0,413
4,33
ã Phương án II:
Bảng thông số máy cắt cho phương án II:
Điểm ngắn mạch
Tên mạch điện
Thông số tính toán
Loại máy cắt
Thông số định mức
Uđm
KV
Icb
KA
I”
KA
ixk
KA
UđmMC
KV
IđmMC
KVA
Icđm
KA
ilđđ
KA
N1
Cao
220
0,526
6,485
16,5
3AQ2
245
4
50
125
N2
Trung
110
0,413
10,64
27,08
3AQ1
123
4
40
100
N3
Hạ
10,5
4,33
29,67
75,527
8FG10
12
12,5
80
225
Các máy cắt đã chọn có dòng điện định mức lớn hơn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt.
3. Chọn sơ đồ nối điện và thiết bị phân phối
Việc lựa chọn sơ đồ nối điện cho nhà máy điện là một khâu rất quan trọng, nó phải thoả mãn các yêu cầu sau:
- Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải.
- Sơ đồ nối dây rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và xử lý sự cố.
- An toàn lúc vận hành và lúc sửa chữa.
- Hợp lý về kinh tế trên yêu cầu đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
Trong thực tế khi lựa chọn khó đảm bảo toàn bộ các yêu cầu trên. Do vậy khi có mâu thuẫn ta phải đánh giá một cách toàn diện trên quan điểm lợi ích lâu dài và lợi ích chung của toàn nhà máy.
A. Phương án 1
ã Phía 220KV: dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp được liên lạc với nhau bằng máy cắt liên lạc.
ã Phía 110 KV: dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp như phía cao áp.
ã Phía 10,5 KV: không dùng thanh góp điện áp máy phát vì phụ tải điện áp máy phát chiếm nhỏ so với công suất toàn bộ.
Sơ đồ nối điện phương án 1.
F
1
F
2
B
1
B
2
F
4
B
4
220 KV
110 KV
F
3
B
3
B. Phương án 2
ã Phía 220KV: dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp được liên lạc với nhau bằng máy cắt liên lạc.
ã Phía 110 KV: dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp như phía cao áp.
ã Phía 10,5 KV: không dùng thanh góp điện áp máy phát vì phụ tải điện áp máy phát chiếm nhỏ so với công suất toàn bộ.
Sơ đồ nối điện phương án 2.
Chương 4
Tính toán kinh tế - kỹ thuật
Chọn phương án tối ưu
Mục đích của chương này là so sánh đánh giá các phương án về mặt kinh tế. Từ đó lựa chọn phương án tối ưu đảm bảo các điều kiện kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế.
Về mặt kinh tế khi tính toán vốn đầu tư của 1 phương án chúng ta chỉ tính tiền mua thiết bị, tiền chuyên chở và xây lắp các thiết bị chính. Một cách gần đúng ta có thể chỉ tính vốn đầu tư cho máy biến áp và các thiết bị phân phối. Mà tiền chi phí xây dựng thiết bị phân phối thì ta dựa vào số mạch của thiết bị phân phối ở các cấp điện áp tương ứng chủ yếu do máy cắt quyết định.
Một phương án về thiết bị điện được gọi là có hiệu quả kinh tế cao nhất nếu chi phí tính toán thấp nhất.
Ci = Pi + ađm.Vi + Yi
Trong đó:
Ci: hàm chi phí tính toán của phương án i (đồng)
Pi: phí tổn vận hành hàng năm của phương án i (đồng/năm)
Vi: vốn đầu tư của phương án i (đồng)
Yi: thiệt hại do mất điện gây ra của phương án i (đồng/năm)
ađm: hệ số định mức của hiệu quả kinh tế = 0,15 (1/năm)
ở đây các phương án giống nhau về máy phát điện. Do đó, vốn đầu tư được tính là tiền mua, vận chuyển và xây lắp các máy biến áp và thiết bị phân phối là máy cắt.
ã Vốn đầu tư
Vi = VBi + VTBPPi
Trong đó:
- Vốn đầu tư máy biến áp: VB = kB.vB
kBi: hệ số có tính đến tiền chuyên chở và xây lắp MBA thứ i. Hệ số này phụ thuộc vào điện áp định mức cuộn cao áp và công suất định mức của MBA.
vB: tiền mua máy biến áp.
- Vốn đầu tư xây dựng thiết bị phân phối:
VTBPP = n1.VTBPP1 + n2.VTBPP2 + n3.VTBPP3 + … +
Trong đó:
n1, n2, n3: số mạch của thiết bị phân phối ứng với các cấp điện áp
VTBPP1, VTBPP2: giá tiền mỗi mạch phân phối.
ã Phí tổn vận hàng năm P:
Pi = Pki + PPi + Pti
Trong đó:
Pki = : tiền khấu hao và sửa chữa thiết bị hàng năm.
a%: định mức khấu hao (%)
PPi: tiền chi phí lương công nhân và sửa chữa nhỏ. Có thể bỏ qua vì nó chiếm giá trị không đáng kể so với tổng chi phí sản xuất và cũng ít khác nhau giữa các phương án.
Pti = b.DA: chi phí do tổn thất điện năng hàng năm gây ra.
b = 600đồng/KWh
Về mặt kỹ thuật thì một phương án chấp nhận được phải đảm bảo các điều kiện:
Tính đảm bảo cung cấp điện lúc làm việc bình thường cũng như khi sự cố.
Tính linh hoạt trong vận hành
Tính an toàn cho người và thiết bị.
1. Phương án i.
+ Tính vốn đầu tư cho thiết bị.
Ta có: V2 = VB2.VTBPP2
- Máy biến áp tự ngẫu có công suất 160 MVA, cấp điện áp cao 220KV có giá thành: VB = 800.107 đồng; KB = 1,4.
- Máy biến áp hai cuộn dây có công suất 80 MVA
+ Với cấp điện áp 110KV có = 416.107 đồng; = 1,5.
Vậy tiền đầu tư máy biến áp phương án I là:
VB1 = 2.1,4.800.107 + 2.1,5.416.107 = 3488.107 đồng
Theo sơ đồ nối điện phương án I:
- Bên phía 220KV có 3 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 112,5.107 đồng.
- Bên phía 110KV có 5 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 67,5.107 đồng.
- Bên phía 220KV có 2 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 45.107 đồng.
Do đó: VTBPP2 = (3.112,5 + 5.67,5 + 2.45).107 = 7650.106 đồng
Vậy vốn đầu tư cho phương án I:
V1 = 34880.106 + 7650.106 = 42530.106 đồng
+ Tính phí tổn vận hành hàng năm:
Khấu hao về vốn và sửa chữa lớn với định mức khấu hao a = 8,4%.
Pkh1 = = 3572,52.106 đồng
Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm gây ra:
Ptt1 = 600.8868,292.103 = 5320,975.106 đồng
Phí tổn vận hành hàng năm của phương án I:
P = Pkh2 + Ptt2 =3572,52.106 +5320,975.106 = 8893,495.106 đồng
+ Hàm chi phí tính toán hàng năm:
Ci = Pi + a.Vi
C = 8893,495.106 + 0,15. 42530.106 =15273.106 đồng/năm
2. Phương án II.
+ Tính vốn đầu tư cho thiết bị.
Ta có: V1 = VB1.VTBPP1
- Máy biến áp tự ngẫu có công suất 160 MVA, cấp điện áp cao 220KV có giá thành: VB = 800.107 đồng; KB = 1,4.
- Máy biến áp hai cuộn dây có công suất 80 MVA, có:
+ Với cấp điện áp 110 KV có = 416.107 đồng; = 1,5.
+Với cấp điện áp 220 KV có = 508.107 đồng; = 1,4
Vậy nên đầu tư máy biến áp phương án 2 là:
VB1 = 2.1,4.800.107 + 1,4.508.107 + 1,5.416.107 = 3575,2.107 đồng
Theo sơ đồ nối điện phương án 2:
- Bên phía 220KV có 4 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 112,5.107 đồng.
- Bên phía 110KV có 4 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 67,5.107 đồng.
- Bên phía 220KV có 2 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 45.107 đồng.
Do đó: VTBPP1 = (4.112,5 + 4.67,5 + 2.45).107 = 810.107 đồng
Vậy vốn đầu tư cho phương án II:
V1 = 35752.106 + 8100.106 = 43852.106 đồng
+ Tính phí tổn vận hành hàng năm:
Khấu hao về vốn và sửa chữa lớn với định mức khấu hao a = 8,4%.
Pkh1 = = 3683,57.106 đồng
Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm gây ra:
Ptt1 = 600.8714,212.103 = 5228,5.106 đồng
Phí tổn vận hành hàng năm của phương án II:
P = Pkh1 + Ptt1 = 3683,57.106 + 5228,5.106 = 8912,07.106 đồng
+ Hàm chi phí tính toán hàng năm:
Ci = Pi + a.Vi
C = 8912,07.106 + 0,15. 43852.106 =15489,87.106 đồng/năm.
So sánh các phương án để chọn phương án tối ưu:
-Về mặt kinh tế
Phương án
Vốn đầu tư
(106 đồng)
Phí tổn vận hành
(106 đồng)
Hàm chi phí
(106 đồng/năm)
1
42530
8893,495
15273
2
43852
8912,07
15489,87
Ta thấy phương án 1 có tổng vốn đầu tư thấp, chi phí vận hành hàng năm thấp và hàm chi phí hàng năm nhỏ hơn so với phương án 2. Vì vậy chọn phương án 1 tối ưu làm phương án thiết kế nhà máy nhiệt điện.
Chương 5
Lựa chọn khí cụ điện và dây dẫn, thanh góp
Những thiết bị chính trong nhà máy điện và trạm điện như: máy phát, máy biến áp, máy bù cùng các khí cụ điện như máy cắt điện, dao cách ly, kháng điện được nối với nhau bằng thanh dẫn, thanh góp và cáp điện lực.
Để nối từ đầu cực máy phát đến gian máy ta dùng thanh nối cứng. Khi dòng điện nhỏ thường dùng thanh hình chữ nhật còn khi có dòng điện lớn thì dùng thanh dẫn ghép từ 2 hay 3 thanh hình chữ nhật đơn. Còn khi có dòng lớn hơn 3000A thì dùng thanh dẫn hình máng. (để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng gần, đồng thời tăng khả năng làm mát chúng).
Trong điều kiện vận hành các khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện khác có thể ở một trong ba trạng thái cơ bản sau:
- Chế độ làm việc lâu dài.
- Chế độ quá tải.
- Chế độ ngắn mạch.
Ta phải lựa chọn các khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện khác sao cho thoả mãn tất cả các yêu cầu kỹ thuật sau đồng thời đạt hiệu quả kinh tế hợp lý nhất.
5.1. Chọn máy cắt điện và dao cách ly
* Chọn máy cắt cho các mạch điện
Máy cắt điện là một thiết bị dùng trong mạng điện cao áp để đóng, cắt dòng điện phụ tải và đóng cắt ngắn mạch. Đó là thiết bị đóng cắt, làm việc tin cậy. Song giá thành cao nên chỉ dùng ở những nơi quan trọng.
- Máy cắt điện được chọn theo các điều kiện sau:
+ Loại máy cắt khí SF6. Hoặc máy cắt không khí
+ Điện áp : UđmMC ³ Uđm
+ Dòng điện : IđmMC ³ Icb
+ Điều kiện cắt : Icđm ³ I”
+ Điều kiện ổn định động : ilđđ ³ ixk
+ Điều kiện ổn định nhiệt : ³ BN
Dựa vào kết quả tính toán dòng điện ngắn mạch và dòng điện cưỡng bức ở những phần trước ta chọnd được các máy cắt có thông số sau:
Bảng thông số máy cắt cho phương án 1:
Điểm ngắn mạch
Tên mạch điện
Thông số tính toán
Loại máy cắt
Thông số định mức
Uđm
KV
Icb
KA
I”
KA
ixk
KA
UđmMC
KV
IđmMC
KA
Icđm
KA
ilđđ
KA
N1
Cao
220
0,526
6,1
15,52
3AQ2
245
4
50
125
N2
Trung
110
0,413
11,34
28,88
3AQ1
123
4
40
100
N3
Hạ
10,5
4,33
30,21
76,9
8FG10
12
12,5
80
225
Các máy cắt đã chọn có dòng điện định mức lớn hơn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt.
ã Chọn dao cách ly:
Nhiệm vụ chủ yếu của dao cách ly là tạo ra khoảng hở cách điện được trông thấy giữa bộ phận đang mang dòng điện và bộ phận cắt điện nhằm mục đích đảm bảo an toàn cho việc sửa chữa thiết bị.
- Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau:
+ Loại dao cách ly.
+ Điện áp : UđmCL ³ Uđm
+ Dòng điện : IđmCL ³ Icb
+ Điều kiện ổn định động : ilđđ ³ ixk
+ Điều kiện ổn định nhiệt : ³ BN
Dựa vào kết quả tính toán dòng điện ngắn mạch và dòng điện cưỡng bức ta chọn được dao cách ly cho các cấp điện áp như sau:
Bảng thông số dao cách ly.
Điểm ngắn mạch
Tên mạch điện
Thông số tính toán
Loại dao cách ly
Thông số định mức
Uđm
KV
Icb
KA
I”
KA
ixk
KA
UđmMC
KV
IđmLC
KA
ilđđ
KA
Inh/tnh
KA/S
N1
Cao
220
0,526
6,1
15,528
SGC-245/1250
245
1250
80
125
N2
Trung
110
0,413
11,345
28,88
SQCPT-123/1250
123
1250
80
100
N4
Hạ
10,5
4,33
58,251
148,28
PBK - 20/5000
20
5000
200
70/10
Các dao cách ly đã chọn có dòng điện mức lớn hơn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt.
5.2. Chọn thanh dẫn cứng
Thanh dẫn cứng dùng để nối từ máy phát tới cuộn hạ máy biến áp tự ngẫu và máy biến áp hai cuộn dây. Tiết diện thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép như đối với dây dẫn mềm.
Để tận dụng diện tích mặt bằng ta chọn thanh dẫn đồng nhằm giảm kích thước và khoảng cách giữa các pha.
5.2.1. Chọn tiết diện
Điều kiện: I’CP >Ilvcb
Ta có: Ilvcb = 4,33 KA
Hiệu chỉnh dòng điện cho phép theo nhiệt độ môi trường.
qmt = 250C, nhiệt độ môi trường xung quanh nơi đặt thanhd ẫn là: qxq = 350C, nhiệt độ cho phép vận hành lâu dài cho phép của thanh dẫn: qcp = 700C.
Ta có: KHC = = 0,88
Do đó: I’cb = 4,33 KA hay ICp = = 4,92 KA
Tra bảng III (trang 125 - sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp - PGS. Nguyễn Hữu Khái) ta chọn thanh dẫn đồng tiết diện hình máng có các thông số sau:
Kích thước (mm)
Tiết diện một cực mm2
Mô men trở kháng cm3
Dòng điện cho phép (A)
h
b
c
r
Một thanh
Hai thanh Wg0y0
Một thanh
Hai thanh Jg0y0
Wxx
Wyy
Jxx
Jyy
125
55
6,5
10
1370
50
9,5
100
290,3
36,7
625
5500
Thanh dẫn đã chọn có Icp > 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
5.2.2. Kiểm tra ổn định động.
Ta lấy khoảng cách giữa các pha và khoảng cách giữa hai sứ liền nhau của một pha ứng với U = 10,5 KV là:
a = 90 cm
l = 180 cm
- Khi đó lực tính toán tác tác dụng lên thanh dẫn pha giữa trên chiều dài khoảng vượt là:
Ftt = 1,76.10-2. KG (với khd = 1)
Ftt = 1,76.10-2..148,282 = 773,94 KG
- Mômen chống uốn tác dụng lên 1 nhịp thanh dẫn là:
M = = 13930,92 KG.cm
- ứng suất do dòng ngắn mạch giữa các pha:
d1 = = 139,3092 KG/cm2
* Xác định khoảng cách giữa các miếng đệm.
- Lực tác dụng lên 1cm chiều dài thanh dẫn do dòng ngắn mạch trong cùng pha gây ra:
f2 =
= 0,51.10-2..148,282 = 8,97 KG/cm2
- ứng suất do dòng điện trong cùng pha gây ra.
KG/cm2
Điều kiện ổn định động của thanh dẫn khi không xét đến dao động là:
dCP > d1 + d2
hay d2 Ê dj + d1
l2 Ê
Với thanh dẫn đồng: dq = 1400 KG/cm2. Vậy khoảng cách lớn giữa miếng đệm mà thanh dẫn đảm bảo ổn định động là:
l2max = = 126,57 cm
l2max < l = 180 cm
Do đó cần đặt số miếng đệm trên khoảng vượt giữa tai sứ là:
n = = 1,42
Vậy cần đặt thêm một miếng đệm trên khoảng vượt giữa hai sứ.
{Khi xét đến dao động, tần số riêng của dao động thanh dẫn được xác định theo công thức sau:
wr =
Trong đó:
E: Môđun đàn hồi của vật liệu, ECu = 1,1.106 KG/cm2
Jy0y0: mô men quán tính, Jy0y0 = 625 cm4
S: tiết diện thanh dẫn, S = 2.13,7 = 27,4 cm4
g: khối lượng riêng của vật liệu, gCu = 8,93 g/cm3
wr = = 188,8 Hz
Nằm ngoài khoảng 45-55 Hz và 90-110 Hz. Vậy thanh dẫn đã chọn cũng thoả mãn điều kiện ổn định động khi có xét đến dao động.}
5.3. Chọn sứ đỡ thanh dẫn.
Ta chọn loại sứ đặt trong nhà 0F-10-2000 KB.Y3
Cấp điện áp : UđmS = 10 KV
Lực phá hoại : Fph = 2000 Kg
Chiều cao : H = 235 MM
H’ = H + = 235 + = 297,5
Ta có: F’H = FH. = 773,94. = 979,77 kg
0,6.Fph = 0,6.2000 = 1200 kg
Vậy điều kiện ổn định động của sứ F’tt Ê 0,6.Fph được thoả mãn
5.4. Chọn dây dẫn và thanh góp mền
Dây dẫn được dùng nối từ cuộn cao, cuộn trung máy biến áp liên lạc và cuộn cao máy biến áp hai cuộn dây đến thanh góp 220 KV và 110KV tương ứng. Thanh góp ở các cấp điện áp này cũng được chọn là thanh dẫn mền, tiết diện dây dẫn mền được chọn theo điều kiện nhiệt độ cho phép trong chế độ làm việc lâu dài.
ở đây ta dùng dây dẫn trần có nhiệt độ cho phép lâu dài Vcp = 70 0C.
Ta coi nhiệt độ của môi trường xung quanh V0 = 35 0C.
Khi đó dòng điện cho phép làm việc lâu dài cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ.
I’cp = Khc.Icp
với Khc = = 0,88
5.4.1. Chọn tiết diện dây dẫn và thanh góp mền
Điều kiện chọn là với Icb là dòng điện làm việc cưỡng bức của mạch đượcc chọn.
hay Icb = .Icb
ãMạch điện áp 220KV
+Dòng điện cưỡng bức là Icb = 0,526 KA
Icp = = 0,597 KA
ãMạch điện áp 110 KV
+Dòng điện cưỡng bức là Icb = 0,413 KA
Icp = = 0,469 KA
Từ đó chọn theo bảng X (trang 130 - Sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp - PGS Nguyễn Hữu Khái) ta có bảng thông số dây dẫn loại AC như sau:
Điện áp
Mạch điện
Tiết diện chuẩn nhôm/thép
Tiết diện mm2
Đường kính mm
Icp (A)
Nhôm
Thép
Dây dẫn
Lõi thép
220 KV
Phía cao MBA và thanh góp
240/32
244
31,7
21,6
7,2
610
110 KV
Phía trung MBA và thanh góp
185/128
187
128
23,1
14,7
510
5.4.2. Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
Tiết diện nhỏ nhất để dây dẫn ổn định nhiệt là Smin =
Trong đó
BN: xung lượng nhiệt của dòng điện ngắn mạch (A2.S)
C: Hằng số phụ thuộc vào vật liệu dây dẫn
Với dây dẫn AC có C = 88.
ã Tính xung lượng nhiệt
BN = BNCK + BNKCK
Giả thiết thời gian tồn tại ngắn mạch là 1sec. Khi đó có thể tính gần đúng xung lượng nhiệt của thành phần dòng điện ngắn mạch không chu kỳ.
BNKCK1 = .Ta = (6,1.103)2.0,05 = 1,86.106 A2S
BNKCK2 = .Ta = (11,345.103)2.0,05 = 6,435.106 A2S
Thành phần xung lượng nhiệt của thành phần dòng điện ngắn mạch chu kỳ được xác định theo phương pháp giải tích đồ thị.
BNCK =
ã Điểm N1
ở phần tính toán ngắn mạch tại điểm N1 ta có:
- Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống
XTTHT = X1. = 0,063. = 1,575
Tra đường cong tình toán ta có:
I0 = 0,64 ; I0,1 = 0,6; I0,2 = 0,58; I0,5 = 0,58; I1 = 0,62
+ Dòng ngắn mạch tại các điểm
I0,1 = I. = 0,6. = 3,765 KA
Ta có: I0,1 = 3,765 KA
I0,2 = 3,64 KA
I0,5 = 3,64 KA
I1 = 3,89 KA
- Điện kháng tính toán phía nhà máy:
XTTNM = X6. = 0,116. = 0,348
Tra đường cong tính toán ta có:
I0 = 2,8; I0,1 = 2,4; I0,2 = 2,2; I0,5 = 2,1; I1 = 2,0
+ Dòng ngắn mạch tại các điểm:
I0,1 = I. = 2,4. = 1,81 KA
Ta có: I0,1 = 1,81 KA
I0,2 = 1,66 KA
I0,5 = 1,58 KA
I1 = 1,51 KA
ị Vậy dòng ngắn mạch tại điểm N1 do hệ thống và nhà máy cung cấp:
I0,1N1 = 3,765 + 1,81 = 5,575 KA
I0,2N1 = 3,64 + 1,66 = 5,3 KA
I0,5N1 = 3,64 + 1,58 = 5,22 KA
I1N1 = 3,89 + 1,51 = 5,4 KA
Tìm các trị số trung bình bình thường
= 34,145 KA2
= 29,585 KA2
= 27,67 KA2
= 28,20 KA2
ã Vậy ta có xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ:
BNCK = = 34,145.0,1 + 29,585.0,1 + 27,67.0,3 + 28,20.0,5 = 28,774 KA2S
Vậy xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tại điểm N1:
BN1 = BNCK1 + BNKCK1 = 28,774 + 1,86 = 30,634 KA2S
ã Điểm N2
Theo phần tính toán ngắn mạch.
- Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống
XttHT = X5. = 0,099. = 2,475
Tra đường cong tình toán ta có:
I0,1 = 0,385; I0,2 = 0,38; I0,5 = 0,38; I1 = 0,4
+ Dòng ngắn mạch tại các điểm
I0,1 = I. = 0,385. = 4,83 KA
Ta có: I0,1 = 4,83 KA
I0,2 = 4,77 KA
I0,5 = 4,77 KA
I1 = 5,02 KA
- Điện kháng tính toán phía nhà máy:
XTTNM = X6. = 0,08. = 0,24
Tra đường cong tính toán ta có:
I0,1 = 3,2; I0,2 = 2,9; I0,5 = 2,6; I1 = 2,4
+ Dòng ngắn mạch tại các điểm:
I0,1 = I. = 3,2. = 4,82 KA
Ta có: I0,1 = 4,82 KA
I0,2 = 4,37 KA
I0,5 = 3,92 KA
I1 = 3,61 KA
ị Vậy dòng ngắn mạch tại điểm N2 do hệ thống và nhà máy cung cấp:
I0,1N2 = 4,83 + 4,82 = 9,65 KA
I0,2N2 = 4,77 + 4,37 = 9,14 KA
I05N2 = 4,77 + 3,92 = 8,69 KA
I1N2 = 5,02 + 3,61 = 8,63 KA
Tìm các trị số trung bình bình thường
= 110,9 KA2
= 88,33 KA2
= 79,53 KA2
= 74,99 KA2
ã Vậy ta có xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ:
BNCK =110,9.0,1 + 88,33.0,1 + 79,53.0,3 + 74,99.0,5 = 81,27 KA2S
Vậy xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tại điểm N2:
BN2 = BNCK2 + BNKCK2 = 81,27 + 6,435 = 87,7 KA2S
Tiết diện dây dẫn nhỏ nhất đảm bảo ổn định nhiệt ở các cấp điện áp 220KV và 110KV là:
Smin1 = = 62,89 mm2
Smin2 = = 106,3 mm2
Dây nhôm lõi thép nên C = 88 As1/2/mm2
Vậy Schọn > Smin thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt.
5.4.3. Kiểm tra điều kiện vầng quang.
Điều kiện: Uvq = 84.m.r.lg
Trong đó:
a: khoảng cách trung bình giữa các pha của dây dẫn (cm)
r: bán kính ngoài của dây dẫn (cm)
m: hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn, với dây AC: m = 0,85
Uvq : điện áp tới hạn để phát sinh vầng quang. Khi ba pha bố trí trên mặt phẳng ngang thì giá trị này cần giảm đi 4%.
ã Đối với cấp điện áp 220KV
Kiểm tra với dây dẫn có tiết diện chuẩn 240 mm2
có r = 1,08cm
a = 500cm
Ta có điện áp vầng quang tới hạn của dây dẫn pha giữa khi bố trí 3 pha trên mặt phẳng nằm ngang.
Uvq = 0,96.84.0,85.1,08.lg = 197,32 KV < 220KV
Không thoả mãn điều kiện vầng quang. Vì vậy ta cần chọn dây dẫn có tiết diện lớn hơn cho mạch cuộn cao máy biến áp liên lạc.
Chọn dây dẫn AC-400/32 có r = 1,33 cm.
Khi đó:
Uvq = 0,96.84.0,85.1,33.lg = 235 KV > 220KV
ị Thoả mãn điều kiện phát sinh vầng quang. Do đó dây dẫn AC-400 thoả mãn điều kiện này.
ã Đối với cấp điện áp 110KV
Kiểm tra với dây dẫn có tiết diện chuẩn 185 mm2
có r = 1,155cm
a = 300cm
Ta có điện áp vầng quang tới hạn của dây dẫn pha giữa khi bố trí 3 pha trên mặt phẳng nằm ngang.
Uvq = 0,96.84.0,85.1,155.lg = 191,15 KV > 110KV
ị Thoả mãn điều kiện phát sinh vầng quang. Do đó dây dẫn AC-185 thoả mãn điều kiện này.
5.5. Chọn máy biến điện áp và máy biến dòng.
5.5.1. Cấp điện áp 220KV
Để kiểm tra cách điện và cung cấp cho bảo vệ rơle ta chọn biến điện áp kiểu HKF-220-58 một pha nối theo sơ đồ Y0/Y0/D có các thông số kỹ thuật sau: 3xHKF-220-58.
+ Uđm = KV - V - 100 V
+ Cấp chính xác: 1
+ SđmBU = 600 VA.
Máy biến dòng dùng cho bảo vệ rơle được chọn là TFH-220-3T có các thông số kỹ thuật sau:
+ Dòng định mức: Iđmsc/IđmTC = 1200/5
+ Cấp chính xác 0,5 ứng với phụ tải định mức 2 W.
+ Điều kiện ổn định động: ilđđ = 108 KA > ixk = 15,528 KA.
- Các máy biến dòng có dòng điện định mức sơ cấp lớn hơn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt.
5.5.2. Cấp điện áp 110KV.
Tương tự cấp điện áp 220KV, để kiểm tra cách điện và cung cấp cho bảo vệ rơle ta chọn biến điện áp kiểu HKF-110-57 một pha nối theo sơ đồ Y0/Y0/D.
+ 3 x HKF-110-57.
+ Uđm = KV - V - 100 V
+ Cấp chinh xac: 1
+ SđmBu = 600 VA.
Máy biến dòng dùng cho bảo vệ rơle được chọn là TFH-110M
+ Dòng điện định mức: Iđmsc/IđmTC = 1500/5 A
+ Cấp chính xác 0,5 ứng với mỗi phụ tải định mức 0,8W
+ Bộ số ổn định động: Kd = 75
+ Điều kiện ổn định động:
.Kđ.Iscđm = .75.1,5 = 159,1 KA > 28,88 KA
Các máy biến dòng có dòng định mức sơ cấp lớn hơn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt.
5.5.3. Mạch máy phát.
ã Chọn biến điện áp.
Dụng cụ phía thứ cấp dùng công tơ nên ta dùng hai biến điện áp một pha nối kiểu V/V: 2xHOM-10 có các thông số kỹ thuật sau:
+ Uđmsc = V
+ Cấp chính xác: 0,5
Phụ tải của biến điện áp được phân bố đều cho cả hai theo cách bố trí đồng hồ phía thứ cấp như bảng sau:
Bảng 5.5
Tên đồng hồ
Ký hiệu
Phụ tải biến điện áp AB
Phụ tải biến điện áp BC
W
War
W
War
Vôn kế
B-2
7,2
Cát kế
341
1,8
1,8
Cát kế phản kháng
342/1
1,8
1,8
Cát kế tự ghi
-33
8,3
8,3
Tần số kế
-340
6,5
Công tơ
-670
0,66
1,62
0,66
1,62
Công tơ phản kháng
WT-672
0,66
1,62
0,66
1,62
Tổng
20,42
3,24
19,72
3,24
ã Biến điện áp AB
Stc = = 20,7 VA
cosj = = 0,99
ã Biến điện áp BC
Stc = = 19,98 VA
cosj = = 0,99
Vậy ta chọn hai biến điện áp 1 pha HOM-10 có công suất định mức mỗi cái ứng với cấp chính xác 0,5 là 75 VA
Chọn dây dẫn nối từ biến điện áp tới đồng hồ đo:
+ Dòng điện trong các dây dẫn thứ cấp:
Ia = = 0,207 A
Ic = = 0,199 A
Từ giá trị môđun và góc pha của dòng điện trong dây dẫn thứ cấp pha a và pha c ta có thể coi Ia = Ic.
Do đó: Ib = .Ia = .0,207 = 0,36 A
Trị số điện áp giáng trên dây dẫn pha a và pha b
DU = (Ia + Ib).
Giả sử khoảng cách từ biến điện áp đến đồng hồ là l = 60m. Mạch điện có công tơ nên DU% Ê 0,5%.
Do đó: S = = 1,19 mm2
Theo tiêu chuẩn độ bền cơ của dây dẫn đồng ta chọn dây dẫn có tiết diện S = 1,5 mm2.
ã Chọn biến dòng điện:
Biến dòng điện đặt trên cả 3 pha, mắc theo sơ đồ hình sao, ta chọn biến dòng điện kiểu thanh dẫn loại TΠЩ10
Có các thông số kỹ thuật sau:
+ UđmBI = 10KV
+ Iđmsc/Iđmtc = 5000/5A
+ Cấp chính xác 0,5 có phụ tải định mức 1,2W.
Công suất tiêu thụ của các cuộn dây máy biến dòng được phân bố như sau:
Bảng 5.6.
Tên đồng hồ
Ký hiệu
Phụ tải (VA)
Pha A
Pha B
Pha C
Ampe kế
'-302
1
1
1
Oát kế tác dụng
Д-341
5
0
5
Oát kế phản kháng
Д -342/1
5
0
5
Oát kế tự ghi
Д -33
10
0
10
Công tơ tác dụng
И-670
2,5
0
2,5
Công tơ phản kháng
ИT-672
2,5
5
2,5
Tổng
26
6
26
Pha A và pha C mang tải nhiều nhất: S = 26
Tổng trở dụng cụ đo mắc vào các pha này:
ZSdc = = 1,04
Giả sử chiều dài dây dẫn từ máy biến dòng đến dụng cụ đo là l = 30m. Do ba pha cùng có máy biến dòng nên chiều dài tính toán ltt = l = 30m.
Tiết diện dây dẫn đồng:
S = = 3,27 mm2
Ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện S = 4 mm2
Điều kiện ổn định động của máy biến dòng kiểu thanh dẫn được quyết định bởi ổn định động của thanh dẫn. Không cần kiểm tra ổn định nhiệt của máy biến dòng có dòng điện định mức sơ cấp lớn hơn 1000A.
Sơ đồ đấu nối các dụng cụ đo vào BU và BI.
5.6. Chọn cáp, kháng và máy cắt hợp bộ cho phụ tải địa phương.
5.6.1. Chọn cáp cho phụ tải địa phương
Phụ tải cấp điện áp máy phát 10,5KV gồm:
2 đường dây kép P = 3,6 MW, cosj = 0,8.
4 đường dây cáp đơn P = 1,4 MW, cosj = 0,8
S = = 1,7 MVA
Tiết diện cáp được chọn theo tiêu chuẩn mật độ dòng điện kinh tế Jkt.
Scáp =
Trong đó: Ilvbt: dòng điện làm việc bình thường.
- Các đường cáp đơn có S = 1,7 MVA nên dòng điện làm việc bình thường là:
Ilvbt = = 93,47 A
- Các đường cáp kép có S = 3,6 MVA nên dòng điện làm việc bình thường là:
Ilvbt = = 98,97 A
Từ đồ thị phụ tải địa phương ta tính thời gian sử dụng công suất cực đại.
Tmax =
= 6679,5
Tra bảng 43 sách mạng lưới điện ta chọn cáp bọc giấy cách điện có
Tkt = 1,2A/mm2
Tiết diện cáp đơn và cáp kép là:
Scáp = = 82,475 mm2
Tra bảng chọn loại cáp ba pha lõi đồng cách điện bằng giấy tẩm dầu nhựa thông và chất dẻo không cháy vỏ bằng chì đặt trong đất.
S = 95 mm2; Uđm = 10,5 KV; ICP = 205A
-Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài:
I’cp = K1.K2.Icp ³ Ilvbt
Trong đó:
K1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ.
K1 =
qcp: nhiệt độ phát nóng cho phép qcp = 600C
q’0: nhiệt độ thực tế nơi đặt cáp q’cp = 25 0C
q0: nhiệt độ tính toán tiêu chuẩn q0 = 15 0C
K1 = = 0,88
K2: hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song với cáp đơn có K2 = 1, với cáp kép K2 = 0,9.
-Với cáp đơn: I’cp = 0,88.1.205 = 180,4 A > Ilvbt = 93,47A
-Với cáp kép:
-Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng khi làm việc cưỡng bức.
Theo quy trình thiết bị điện các cáp có cách điện bằng giấy tẩm dàu điện áp không quá 10KV trong điều kiện làm việc bình thường dòng điện qua chúng không vượt quá 80% dòng điện cho phép đã hiệu chỉnh thì khi sự cố cho phép quá tải 30% trong thời gian không vượt qúa 5 ngày đêm.
Dòng điện làm việc cưỡng bức qua cáp khi đứt 1 sợi:
Icb = 2.Ilvbt = 2.98,97 = 197,94 A
Vậy ta có:
I’cp = Kqt.K1.K2.Icp = 1,3.180,4 = 234,5 A > icb = 197,94A
Vậy điều kiện phát nóng khi sự cố thoả mãn.
Kết luận: Cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
5.6.2. Chọn kháng điện.
a. Chọn kháng điện đường dây.
Kháng điện đường dây được chọn theo các tiêu chuẩn sau:
+ Điện áp : Uđmk = 10,5 KV
+ Dòng điện : Iđmk > Icb
ã Xác định dòng điện cưỡng bức qua kháng:
Dòng cưỡng bức qua kháng được giả thiết khi sự cố 1 kháng điện. Lúc này công suất qua kháng còn lại là:
Icbk = = 1,072 KA
Ta chọn kháng điện PbA_10_1500
ã Xác định Xk% của kháng:
Trong chương tính ngắn mạch ta tính được dòng ngắn mạch tại điểm N4: I”N4 = 58,251 KA.
+ Điện kháng của hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4 là:
XHT = = 0,094
+ Điện kháng của cáp 1 là:
Xc1 = X0.l = 0,08.4. = 0,29
+ Dòng ổn định nhiệt của cáp 1 là:
InhS1 =
Trong đó:
S1: tiết diện cáp = 95mm2
C1: hệ số cáp đồng , C = 141 A2/s.
t1: thời gian cắt của máy cắt 1: t1 = t2 + 0,3 = 0,6 + 0,3 =0,9 sec
Dòng điện cắt của máy cắt hợp bộ Icđm = 20 KA
ị InhS1 = = 14,12 KA
InhS2 = = 12,742 KA
Ta phải chọn được kháng có Xk% sao cho hạn chế được dòng ngắn mạch nhỏ hơn hay bằng dòng cắt định mức của máy cắt đã chọn, đồng thời đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện đã chọn.
I”N5 Ê (Icđm1, InhS1)
I”N6 Ê (Icđm2, InhS2)
Vậy ta chọn khángc ó Xk% sao cho ngắn mạch tại N5 thì có dòng ngắn mạch I”N5 Ê 14,12 KA.
+ Khi ngắn mạch tại N6 thì điện kháng tính đến điểm ngắn mạch là:
XS = = 0,43
Ta có XS = XHT + Xk + Xc1
ị Xk = XS - XHT - Xc1 = 0,43 - 0,094 - 0,29 = 0,046
Vậy Xk% = Xk. = 1,25%
Vậy ta chọn kháng đơn loại: PbA-10-1500 có các thông số kỹ thuật là:
Xk% = 10%
Iđm = 1500 A
b. Kiểm tra kháng vừa chọn.
+ Điện kháng tương đối của điện kháng vừa chọn:
XK = XK%. = 0,366
+ Dòng ngắn mạchtại N5:
I”N5 = = 11,96 KA
Thoả mãn điều kiện
I”N5 Ê Icắtđm1 = 20 KA
I”N5 Ê InhS1 = 14,12 KA
+ Dòng ngắn mạch tại N6:
I”N6 = = 7,33 KA
Thoả mãn điều kiện:
I”N6 < Icắtđm2 = 20 KA
I”N6 Ê InhS2 = 12,742 KA
Kết luận: Vậy kháng điện đã chọn đảm bảo yêu cầu.
5.6.3. Kiểm tra máy cắt hợp bộ của phụ tải địa phương.
+ Dòng ngắn mạch tại N5:
I”N5 = = 11,96 KA
+ Dòng điện xung kích tại N5 là:
IXK = .1,8.11,96 = 30,45 KA
Loại máy cắt điện ít dầu ở các trạm địa phương theo đầu bài có thông số như sau:
Loại máy cắt
Uđm (KV)
Iđm (KA)
Icđm (KA)
Ilđđ (KA)
BMP-10-1250-20
10
5600
20
64
- Dòng điện : IđmMC ³ Icb
- Điều kiện cắt : Icđn ³ I” = 11,69 KA
- Điều kiện ổn định động : ildd > ixk = 30,45 KA
Kết luận: Vậy máy cắt chọn thoả mãn điều kiện.
Chương 6
Chọn sơ đồ và thiết bị tự dùng
Để sản xuất điện năng, các nhà máy điện tiêu thụ một phần điện năng cho các cơ cấu tự dùng đảm bảo hoạt động của máy phát điện như: chuẩn bị nhiên liệu, vận chuyển nhiên liệu, bơm nước tuần hoàn, quạt gió, thắp sáng, điều khiển, tín hiệu…
Điện tự dùng trong nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: dạng nhiên liệu, áp suất ban đầu, kiểu và công thức tuabin… chiếm khoảng 5-8% tổng điện năng sản xuất. Tập hợp các máy công tác truyền động bằng động cơ điện, lưới điện, thiết bị phân phối, máy biến áp, giảm áp, nguồn năng lượng độc lập, hệ thống điều khiển, tín hiệu, thắp sáng… tạo thành hệ thống điện tự dùng của nhà máy điện với yêu cầu cơ bản: độ tin cậy cao, phù hợp yêu cầu kinh tế.
Các máy công tác và các động cơ điện tương ứng của bất kỳ nhà máy nhiệt điện nào (ngưng hơi hay trích hơi) có thể chia làm 2 phần không đều nhau.
- Những máy công tác đảm bảo sự làm việc của các lò và tuabin các tổ máy.
- Những máy công tác phục vụ chung không có liên quan trực tiếp đến lò hơi và các tuabin, nhưng lại cần thiết cho sự làm việc của nhà máy.
Đối với nhà máy điện thiết kế ta dùng 2 cấp điện áp tự dùng 6KV và 0,4 KV nối theo sơ đồ biến áp nối tiếp, số phân đoạn cuộn hạ và phía trên máy cắt các bộ phận máy phát - máy biến áp tự ngẫu.
6.1. Chọn máy biến áp tự dùng.
6.1.1. Chọn máy biến áp cấp 1.
Các máy biến áp cấp 1 có nhiệm vụ nhận điện từ thanh góp 10,5 KV cung cấp cho các phụ tải tự dùng cấp điện áp 6KV. Còn lại cung cấp tiếp cho phụ tải cấp điện áp 0,4 KV. Từ đó công suất của chúng cần phải chọn phù hợp với phụ tải cực đại của các động cơ ở cấp điện áp 6KV và tổng công suất của các máy biến áp cấp 2 nốt tiếp với nó.
Sđm ³ SP1.
Hệ số lúc làm việc bình thường chiếm khoảng 0,9.
Hệ số đồng thời K2 cũng bằng 0,9.
Nên ta có Sđm ³(SP1 + SS2).0,9
Trong đó:
SP1: tổng công suất tính toán của các máy công cụ với động cơ 6KV nối vào phân đoạn xét (KW).
SP2: tổng công suất tính toán của các máy biến áp cấp 1 nối vào phân đoạn xét (MVA)
0,9: hệ số xét đến sự không đồng thời đầu tải của các máy công tác có động cơ 6KV và các máy biến áp cấp 2.
- Trong phạm vi thiết kế, nên ta chọn công suất của máy biến áp tự dùng cấp I theo công suất tự dùng cực đại của toàn nhà máy.
Stdmax = 13,8 MVA
Bốn máy công tác có công suất:
SđmB ³ Stdmax = .13,8 = 3,45
MVA
Vậy ta chọn máy biến áp dầu có thông số như sau:
Loại
Sđm MVA
Điện áp (KV
Tổn thất KW
UN%
I0%
Cuộn cao
Cuộn hạ
DP0
DPN
TM
4
10
6,3
5,45
33,5
6,5
0,9
* Công suất của máy biến áp dự trữ cấp 1 được chọn phù hợp với chức năng của nó. May biến áp dự trữ cấp 1 không chỉ dùng thay thế máy biến áp công tác khi sửa chữa mà còn cung cấp cho hệ thống tự dùng trong quá trình hoạt động dừng lò.
Do đó công suất cần chọn là:
SđmBdt = 1,5.. SđmBdt = 1,5. . 13,8 = 5,175 MVA
Vậy ta chọn biến áp dầu có thông số như bảng sau:
Loại
Sđm
KVA
Điện áp (KV)
Tổn thất (KW)
UN%
I0%
Cuộn cao
Cuộn hạ
D P0
D PN
TM
6300
10,5
6,3
7,65
46,5
6,5
0,8
6.1.2. Chọn máy biến áp cấp 2:
Công suất của máy biến áp tự dùng cấp 2 được chọn như sau:
SđmB ³ (10 á 20)%.
SđmB ³ x = 517,5 (kVA)
Tra bảng chọn loại máy biến áp TC3C- 630/10 có thông số:
Sđm
(kVA)
Uđm
cao (kV)
Uđm
hạ (kV)
DP0
(kW)
DPN
(kW)
Un%
I0%
630
6,3
0,4
2
7,3
5,5
1,5
6.2.Chọn khí cụ điện tự dùng.
* Chọn máy cắt hợp bộ:
Để chọn máy cắt hợp bộ ta tính dòng điện ngắn mạch tại N5 dưới máy biến áp tự dùng cấp I, với nguồn cung cấp là cả hệ thống và các máy phát điện của nhà máy.
Như ta đã tính ở chương ngắn mạch:
Vậy điện kháng của hệ thống tính đến điểm ngắn mạch tại N4 là:
XHT = = = = 0,094
- Điện kháng máy biến áp tự dùng.
XB =
- Dòng điện ngắn mạch tại điểm N7
- Dòng điện xung kích tại điểm N7:
iXKN7 = .kXK.I”N7 = .1,8.5,33 = 13,56A
Căn cứ vào dòng ngắn mạch tại N7 ta chọn loại máy cắt chân không của Simens 8BJ50 có các thông số kỹ thuật sau:
Loại máy cắt
Uđm
(kV)
Iđm
(A)
Icđm
(kA)
Iiđđ
(kA)
8BJ50
7,2
3150
40
100
sơ đồ nối điện tự dùng toàn nhà máy
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- DO97.DOC