Lời Nói Đầu
Năng lượng mà cụ thể là điện năng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, giao thông vận tải ,y tế, giáo dục và đời sống sinh hoạt con người .Điện năng được sản xuất ở nhà máy điện và được truyền tải, cung cấp cho các hộ tiêu thụ.
Để hiểu rõ được tầm quan trọng của điện năng và nắm bắt được các chế độ vận hành của nhà máy ,vận hành tốt nhà máy trong các điều kiện bình thường cũng như trong các chế độ sự cố thì người kĩ sư cần phải có kiến thức chuyên môn thật tốt và đội ngũ các chuyên gia góp phần không nhỏ. Là một sinh viên nghành hệ thống điện thì việc làm những đồ án như thế này sẽ giúp ích cho chúng em rất nhiều cho việc làm đồ án tốt nhgiệp sắp tới và trong công tác sau này. Bởi lẽ Thiết kế nhà máy điện là một khâu rất quan trọng trong hệ thống điện, việc thiết kế phần điện trong nhà máy điện là một công việc rất phức tạp, nó bao gồm nhiều yếu tố mang tính độc lập cao và đòi hỏi người thiết kế phải nắm bắt một cách tổng quan công việc mình làm và phải vận dụng một cách sáng tạo những kiến thức đã tích cóp được trong học tập và trên thực tế cũng như những ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài đến thiết kế, thi công công trình, vận hành.
Để hoàn thiện được đồ án môn học này, em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn hệ thống điện, đặc biệt là thầy hướng dẫn GS.TS. Lã Văn út .
Do còn hạn chế về những kinh nghiệm thực tế nên đồ án chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự quan tâm, đóng góp ý kiến của các thầy cô để đồ án được hoàn thiện hơn.
Chương 1
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CễNG SUẤT
LƯẠ CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
1.1. tính toán cân bằng công suất:
1.1.1:Chọn mỏy phỏt:
Số tổ máy phát điện: 4x100MW; cos=0,8; Uđm= 10,5 kV
Nhà máy là nhà máy nhiệt điện có công suất 400MW.
Ta chọn loại mỏy phỏt:TB-120-2
Cú thụng số Sđm= 125MVA cos=0,8 Iđm= 6,875kA Uđm= 10,5 kV
1.1.2 : Tính toán cân bằng công suất:
1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy:
Nhà mỏy cú nhiệm vụ phỏt công suất tổng theo biểu đồ (theo %Pmax):
Vỡ vậy ta cú bảng và đồ thị phụ tải toàn nhà mỏy như sau : Bảng 1.1
T 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24
P% 75 80 100 85 75
P(t) MW 300 320 400 340 300
S(t) MVA 375 400 500 425 375
76 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 2418 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế nhà máy nhiệt điện có công suất 400MW, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
SvềHT(t)= StoànNM(t) – [ Sđph(t) + SUT(t) + SUC(t) + Std(t)]
Với SUC(t) = 0 do nhà máy không có phụ tải phía cao.
Các số liệu của các phụ tải khác được tính ở trên ta có bảng tính công suất phát về hệ thống như sau: Bảng 1.5
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
SToàn nhà máy
375
350
400
450
500
425
425
375
SUF
13.7
16.8
16.8
21.0
21.0
17.9
14.7
14.7
SUT
255.3
255.3
255.3
228.4
228.4
268.8
201.6
201.6
STD
29.75
29.75
30.80
30.80
35.00
31.85
31.85
29.75
Svề ht
76.3
48.1
97.1
169.8
215.6
106.6
176.9
129.0
S(MVA)
375
400
500
425
375
76.3
48.1
97.1
169.8
215.6
106.6
176.9
129
SNM
SVHT
29.75
30.08
35
31.85
29.75
STD
13.65
16.8
21
17.85
14.7
SMF
T(h)
0
6
8
10
12
14
18
20
24
Hình 1.5: Đồ thị toàn hệ thống
CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY:
Nhận xét:
Sđphmax= 16,8/0.8 = 21 MVA.
Ta thấy: Sđphmax / 2SđmF = 21/2*125=0,084=8,4%<15%
=> không cần sử dụng thanh góp UF
Ta có: a = 0,5 (Uc=220kV, UT=110kV)
=> ta sử dụng 2 MBA tự ngẫu làm liên lạc
Do nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải phía trung áp là chủ yếu, nếu còn mới phát công suất về hệ thống (cao áp 220kV),
Từ đồ thị phụ tải phía trung áp: STmax/STmin=268.75/201.56 => ta sử dụng 1 bộ máy phát- máy biến áp 2 cuộn dây phía trung áp 110kV, công suất còn lại do các máy tự ngẫu liên lạc đảm nhiệm
Xây dựng các phương án nối dây:
Sơ đồ nối điện giữa các cấp điện áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau:
Số lượng máy phát điện nối vào thành góp điện áp máy phát phải thỏa mãn điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất, các máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho các phụ tải ở điện áp máy phát và phụ tải điện áp trung áp (trừ phần phụ tải do các bộ hoặc các nguồn khác nối vào thanh góp điện áp trung có thể cung cấp được).
Công suất mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp không được lớn hơn dự trữ quay của hệ thống.
Chỉ được ghép bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây vào thanh góp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này; có như vậy mới tránh được trường hợp lúc phụ tải cực tiểu, bộ này không phát hết công suất hoặc công suất phải chuyển qua hai lần máy biến áp làm tăng tổn hao và gây quá tải cho máy biến áp ba cuộn dây. Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc không cần điều kiện này.
Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ, để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh từ các bộ máy phát điện – máy biến áp, nhưng công suất lấy rẽ nhánh không được vượt quá 15% công suất của bộ.
Máy biến áp 3 cuộn dây chỉ nên sử dụng khi công suất truyền tải qua cuộn dây này không nhỏ hơn 15% công suất truyền tải qua cuộn dây kia. Đây không phải là điều quy định mà chỉ là điều cần chú ý khi ứng dụng máy biến áp ba cuộn dây. Do đó nếu công suất truyền tải qua một cuộn dây nào đó quá nhỏ sẽ không tận dụng được khả năng tải của nó.
Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc tự ngẫu làm liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp vì sơ đồ thiết bị phân phối sẽ phức tạp hơn.
Máy biến áp tự ngẫu chỉ sử dụng khi cả hai máy biến áp phía điện áp trung và cao đều có trung tính trực tiếp nối đất (U≥110kV).
Khi công suất tải trên điện áp cao lớn hơn dự trữ quay của hệ thống thì phải đặt ít nhất hai máy biến áp.
Không nên nối song song máy biến áp hai cuộn dây với máy biến áp 3 cuộn dây vì thường không chọn được hai máy biến áp có tham số phù hợp với điều kiện để vận hành song song.
Mô tả các phương án:
Phương án I:
Phương án II:
Phương án III:
Nhận xét: Phương án này sử dụng nhiều máy biến áp nên vốn đầu tư lớn vận hành và tính toán phức tạp tính kinh tế không đảm bảo
KÕt LuËn:
Qua ph©n tÝch s¬ bé trªn, ta quyÕt ®Þnh ®Ó l¹i hai ph¬ng ¸n 1 vµ 2 ®Ó so s¸nh kinh tÕ vµ chän ra ph¬ng ¸n tèi u.
Ch¬ng 2
TÍNH TOÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP
2.1 Xét phương án I:
Hình 2.1
Chọn máy biến áp:
Chọn công suất máy biến áp:
Bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây: Để lựa chọn kinh tế ta chọn máy biến áp không điều chỉnh dưới tải.
Áp dụng công thức:
Do máy phát điện có SđmF = 125 MVA
=> Chọn máy biến áp TДЦ 125 - 121/10,5 có các thông số như sau:
DP0= 100.kW ; DPN= 400.kW ; I0%= 0,5
Trong việc lựa chọn bộ máy phát điện – máy biến áp ta không cần kiểm tra điều kiện sự cố do mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp nếu hỏng sẽ loại bỏ cả bộ mà không vận hành thiết bị còn lại trong bộ.
Máy biến áp tự ngẫu liên lạc có điều chỉnh dưới tải
Trong sơ đồ này như ta đã chọn ở phần trước thì đây là dạng sơ đồ không có thanh góp do vậy ta sử dụng công thức sau để lựa chọn công suất tự ngẫu:
Với a - hệ số có lợi (a=0,5)
SđmTN ≥ 250 MVA.
Chọn loại máy biến áp tự ngẫu ATДЦTH 250-230/121/11 có các thông số như sau: DP0= 120kW ; DPN C-H= 520kW ; I0%= 0,5
Kiểm tra sự cố:
Sự cố 1: Hỏng 1 bộ máy phát điện – máy biến áp bên trung áp lúc STmax
Điều kiện:
Công thức: 2.Kqtảisc.a.SđmTN + Sbộ ³ STmax
2 x 1,4 x 0,5 x 250 + 116.25 = 466.25 > STmax = 268.75 MVA
Phân bố công suất:
+ Phân bố công suất:
Cuộn trung áp: SCT = ½(STmax – Sbộ) = 76.3MVA
Cuộn hạ áp: SCH = SđmF – 1/2SUF – 1/4Std = 108.113 MVA
Cuộn cao áp: SCC = SCH – SCT = 31.863 MVA Bảng 2.1.1
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
CT
69.531
69.531
69.531
56.094
56.094
76.3
42.656
42.656
CH
110.74
109.16
108.90
106.80
105.750
108.113
109.688
110.213
CC
41.21
39.63
39.37
50.71
49.656
31.863
67.031
67.556
Như vậy, tại thời điểm STmax thì công suất đi từ phía cuộn hạ ra phía cuộn cao và cuộn trung, cuộn hạ mang tải lớn nhất.
Ta có Stt = a.SđmTN = 125 MVA => SCH = 108.113 < Stt
+ Công suất thiếu Sthiếu = Svề HT - 2SCC = 42.825 MVA <Sdp = 384 MVA
Bảng 2.1.2
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
SthiÕu
-22.31
-47.31
1.90
51.90
98.750
26.113
26.113
-22.313
Sự cố hỏng 1 máy tự ngẫu tại thời điểm STmax:
Điều kiện: Sbộ=SđmMF -Std /4 =125-35/4=116.25 MVA
Công thức: Kqtảisc.a.SđmTN + 2Sbộ = 407.5 ³ STmax = 268.75 MVA
Phân bố công suất cho tự ngẫu:
Cuộn trung áp: SCT = STmax – 2.Sbộ = 36.25 MVA
Cuộn hạ áp: SCH = SđmF – SUF - Std/4 = 98.4 MVA
Cuộn cao áp: SCC = SCH – SCT = 62.15 MVA Bảng 2.1.3
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
CT
22.81
22.81
22.81
-4.06
-4.06
36.25
-30.94
-30.94
CH
102.60
99.45
99.45
95.25
95.25
98.40
101.55
101.55
CC
79.79
76.64
76.64
99.31
99.313
62.150
132.488
132.488
Như vậy công suất đi từ phía cuộn hạ ra phía cuộn trung và cuộn cao, cuộn hạ mang tải lớn nhất.
Ta có Stt = a.SđmTN = 125 MVA
Snt = a (SCH + SCT) = 67.325 MVA
Ta thấy Snt< Stt = 125 MVA
+ Công suất thiếu Sthiếu = Svề HT - SCC Bảng 2.1.4
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
SthiÕu
-3.50
-28.50
20.45
70.45
116.250
44.400
44.400
-3.500
Sự cố hỏng một tự ngẫu tại thời điểm STmin:
Điều kiện:
Kqtảisc.a.SđmTN + 2Sbộ = 407.5 ³ STmin = 201.6 MVA
Phân bố công suất cho tự ngẫu:
Cuộn trung áp: SCT = STmin – 2.Sbộ = -30.94 MVA
Cuộn hạ áp: SCH = SđmF – SUF - Stdmax/4 = 102.338 MVA
Cuộn cao áp: SCC = SCH – SCT = 133.275 MVA
Công suất đi từ phía cuộn hạ và cuộn trung vào cuộn cao, cuộn cao mang tải lớn nhất
Ta có Stt = a.SđmTN = 125 MVA
Snt = a (SCH + SCT) = 35.699MVA
=> Snt < Stt
Tính tổn thất điện năng:
Phân bố công suất:
Sbộ = Sđmf – 1/n Std
Bảng 2.1.5
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
STD
29.75
29.75
30.80
30.80
35.00
31.85
31.85
29.75
Sbộ
117.56
117.56
117.30
117.30
116.25
117.04
117.04
117.56
Trên MBA tự ngẫu liên lạc:
Bảng 2.1.6
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
Sc
100.64
99.07
98.54
109.88
107.781
90.775
125.944
126.994
St
10.09
10.09
10.36
-3.08
-2.03
17.34
-16.26
-16.78
Sh
110.74
109.16
108.90
106.80
105.750
108.113
109.688
110.213
b.Tính tổn thất điện năng:
Đối với bộ máy phát – máy biến áp:
Công thức tính: DAbộ = DP0.t + DPN..t
Bộ máy phát – máy biến áp có DP0 = 100kW, DPN = 400 kW
Ta có bảng sau (tính trong 1 ngày)
Bảng 2.1.7
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
t(h)
6
2
2
2
2
4
2
4
Sbộ =
117.56
117.56
117.30
117.30
116.250
117.038
117.038
117.563
DA =
2.72
0.91
0.90
0.90
0.892
1.803
0.901
1.815
Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc:
DAbộ = DP0.t +
Với máy biến áp tự ngẫu như đã chọn ở phần trước ta có
DP0 = 120kW DPNCT = 520 kW => DPNC = DPNT = DPNH =1/2 DPNCH = 260 kW
Bảng 2.1.8
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
t(h)
6
2
2
2
2
4
2
4
DA=
1.28
0.42
0.42
0.44
0.430
0.817
0.474
0.955
Tổng tổn thất điện năng trong năm: DA = 11742.274 MWh
Xét phương án II:
Hình 2.2
Chọn máy biến áp:
Chọn công suất máy biến áp:
Tương tự như phương án I ta cũng chọn máy phát điện có SđmF= 125 MVA
=> Chọn máy biến áp TДЦ 125 - 121/10,5 có các thông số như sau:
DP0= 100.kW ; DPN= 400.kW ; I0%= 0,5 ;UN =10.5%
Và máy biến áp TДЦ 125 - 242/10,5 có các thông số như sau:
DP0= 115.kW ; DPN= 380.kW ; I0%= 0,5% UN %=11%
Máy biến áp tự ngẫu liên lạc có điều chỉnh dưới tải
Chọn loại máy biến áp tự ngẫu ATДЦTH 250-230/121/11 có các thông số như sau: DP0= 120kW ; DPN C-H= 520kW ; I0%= 0,5
2 .Kiểm tra sự cố:
Sự cố 1: Hỏng bộ máy phát điện – máy biến áp bên trung áp lúc STmax
Điều kiện:
Công thức: 2.Kqtảisc.a.SđmTN ³ STmax
2x1,4 x 0,5x 250 = 350 > STmax = 268.75 MVA
Phân bố công suất:
+ Phân bố công suất:
Cuộn trung áp: SCT = ½(STmax) = 134.375MVA
Cuộn hạ áp: SCH = SđmF – 1/2SUF – 1/4Stdmax = 107.325MVA
Cuộn cao áp: SCC = SCH – SCT = -27.05 MVA Bảng2. 2.1
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
CT
100.781
127.656
127.656
114.219
114.219
134.375
100.781
100.781
CH
109.425
107.850
107.850
105.750
105.750
107.325
108.900
108.900
CC
8.644
-19.806
-19.806
-8.469
-8.469
-27.050
8.119
8.119
Công suất đi từ phía cuộn cao và cuộn hạ vào cuộn trung, cuộn trung mang tải lớn nhất
Ta có Stt = a.SđmTN = 125 MVA
Sch = SCH + a.SCC = 93.8 MVA => Sch < Stt
+ Công suất thiếu Sthiếu = Svề HT - 2SCC – Sbộ = 27.688 MVA Bảng2. 2.2
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
SthiÕu
-19.688
-19.688
4.000
104.000
98.750
27.688
27.688
-19.688
Sự cố hỏng 1 máy tự ngẫu tại thời điểm STmax:
Điều kiện:
Công thức: Kqtảisc.a.SđmTN + Sbộ = 292.038 ³ STmax = 268.75 MVA
Phân bố công suất cho tự ngẫu:
Cuộn trung áp: SCT = STmax – Sbộ = 152.5 MVA
Cuộn hạ áp: SCH = SđmF – SUF - Stdmax/4 = 98.4 MVA
Cuộn cao áp: SCC = SCH – SCT = -54.1MVA
Bảng2. 2.3
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
CT
85.313
139.063
139.063
112.188
112.188
152.500
85.313
85.313
CH
102.600
99.450
99.450
95.250
95.250
98.400
101.550
101.550
CC
17.288
-39.613
-39.613
-16.938
-16.938
-54.100
16.238
16.238
Công suất đi từ phía cuộn cao và cuộn hạ về phía cuộn trung, cuộn trung mang tải lớn nhất.
Ta có Stt = a.SđmTN = 125 MVA
Sch = SCH + a.SCC = 71.35 MVA
Như vậy Sch < Stt
+ Công suất thiếu Sthiếu = Svề HT - SCC – Sbộ = 16.563 MVA
Bảng2. 2.4
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
SthiÕu
3.831
-24.619
-0.406
110.931
107.781
16.563
51.731
3.306
3. Tính tổn thất điện năng:
Phân bố công suất:
Phân bố công suất trên bộ máy phát – máy biến áp phía trung:Sbộ = Sđmf – 1/n Std
Bảng2. 3.1
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
STD
29.750
29.750
30.800
30.800
35.000
31.850
31.850
29.750
Sbộ
117.563
117.563
117.300
117.300
116.250
117.038
117.038
117.563
Trên MBA tự ngẫu liên lạc: Bảng2. 3.2
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
Sc
68.738
40.288
39.894
51.231
49.656
32.256
67.425
68.213
St
42.000
68.875
69.006
55.569
56.094
75.856
42.263
42.000
Sh
110.738
109.163
108.900
106.800
105.750
108.113
109.688
110.213
Trên bộ máy phát – máy biến áp phía cao: Sbộ = Sbộtrung
Tính tổn thất điện năng:
Đối với bộ máy phát – máy biến áp:
Công thức tính: DAbộ = DP0.t + DPN..t
Bộ máy phát – máy biến áp có DP0 = 100 kW, DPN = 400 kW ta tính giống như phương án 1.
Đối với bộ máy phát – máy biến áp có DP0 = 115 kW, DPN = 380 kW cũng từ công thức trên ta có bảng sau (tính trong 1 ngày) Bảng2.3.3
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
t(h)
6
2
2
2
2
4
2
4
Sbộ =
117.563
117.563
117.300
117.300
116.250
117.038
117.038
117.563
DA =
2.707
0.902
0.899
0.899
0.887
1.793
0.896
1.805
Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc:
DAbộ = DP0.t +
Với máy biến áp tự ngẫu như đã chọn ở phần trước ta có
DP0 =120 kW DPNCT = 520 kW => DPNC = DPNT = DPNH =1/2 DPNCH =260 kW
Bảng2.3.4
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
t(h)
6
2
2
2
2
4
2
4
DA=
1.188
0.392
0.392
0.382
0.380
0.788
0.393
0.789
Tổng tổn thất điện năng trong năm: DA = 11331,404 MWh
Ch¬ng 3
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
I)Tính toán các điện kháng trong hệ đơn vi tương đối:
Chọn hệ cơ bản với các đại lượng như sau:
Scb = 100 MVA
Ucb = Utb các cấp:
Trong đó:
Cấp 220 kV: Utb220 = 230 kV
Cấp 110 kV: Utb110 = 115,5 kV
Cấp 10,5 kV: Utb10,5 = 11 kV
1.1)Điện kháng hệ thống.
Điện kháng hệ thống trong hệ tương đối cơ bản được tính như sau:
1.2)Tính điện kháng đường dây 220 kV.
Dây dẫn nối từ thanh góp cao áp về hệ thống được chọn là loại dây có:
Xdây = 0,4 W/km
Điện kháng đường dây 220 kV trong hệ tương đối cơ bản:
1.3)Điện kháng máy phát.
Trong khi tính ngắn mạch, điện kháng của máy phát được thay thế bằng điện kháng siêu quá độ. Với máy phát TBF-120-2
Có thông số Sđm= 125MVA, cosj=0,8, Iđm= 6,875kA, Uđm= 10,5 kV
Xd” = 0,192 và SFđm = 125 MVA ta tính được điện kháng tương đối trong hệ cơ bản :
1.4)Điện kháng máy biến áp 2 cuôn dây.
Với MBA loại TДЦ 125 - 121/10,5 ta có:
UN% = 10,5%
SBđm = 125 MVA
Do đó:
1.5)Điện kháng máy biến áp tự ngẫu.
Trước hết tính điện kháng ngắn mạch từng cuộn dây:
Với MBA tự ngẫu 3 pha loại: ATДЦTH 250 ta có
UN.C-T = 11% ; UN.C-H = 32% ; UN.T-H = 20%
Từ đó tính được:
=0
Điện kháng tương đối định mức các cuộn dây MBA tự ngẫu:
II)Tính toán ngắn mạch.
Việc lựa chọn điểm ngắn mạch tính toán dựa theo yêu cầu lựa chọn thiết bị điện. Thông thường ở cùng cấp điện áp cao hoặc siêu cao ta chọn thiết bị giống nhau, vì vậy với mỗi cấp điện áp ta xét một điểm ngắn mạch có dòng ngắn mạch lớn nhất để chọn các thiết bị cho cấp điện áp đó.
A. PHƯƠNG ÁN 1
N1
N2
N3
N3’
N4
Hình 3.1.1
Với các khí cụ điện cao áp ta xét điểm ngắn mạch N1 trên thanh góp cao áp. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là toàn bộ các máy phát và hệ thống.
Với các thiết bị trung áp ta xét điểm ngắn mạch N2 trên thanh góp trung áp của nhà máy với nguồn cấp là hệ thống và toàn bộ các máy phát của nhà máy.
Với mỗi mạch máy phát ta xét điểm ngắn mạch N3 với nguồn cấp là các máy phát còn lại và hệ thống; điểm ngắn mạch N3’ với nguồn cấp chỉ là máy phát bị ngắn mạch
Đối với mạch tự dùng và phụ tải địa phương xét điểm ngắn mạch N4 với nguồn cung cấp là toàn bộ nhà máy và hệ thống.
a)Tính ngắn mạch cho điểm N1.
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
EHT
X1
X2
N1
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
X12
E1
E2
E3
E4
Hình 3.1.2
Các thông số có các trị số như sau:
X1 = XHT = 0,023
X2 = XD = 0,036
X3 = X6 = XC = 0,046
X4 = X7 = XH = 0,082
X5 = X8 = X10 = X12 = XF = 0,154
X9 = X11 = XB = 0,84
Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn:
EHT
X13
X3
X14
X6
X15
X16
X17
E1
E2
E3
E4
N1
Hình 3.1.3
X13 = X1 + X2 = 0,049
X15 = X14 = X4 + X5 = 0,236
X17 = X16 = X9 + X10 = 0,238
Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau:
EHT
X13
X18
X19
X20
N1
E12
E34
Hình 3.1.4
Trong đó:
Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng:
E1234
X21
X13
EHT
N1
Hình 3.1.5
Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau:
Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ hệ thống và từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức:
IHT*(0) = 0,64
INM*(0) = 2,4
Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số:
Dòng điện ngắn mạch tại N1 có trị số:
IN1(0) = IHT(0) + INM(0) = 5.14 + 3.01 = 8.15 kA
Tính tương tự ta có:
IN1(0,1) = 7.44 kA IN1(0,2) = 7.21 kA
IN1(0,5) = 6.94kA IN1(1) = 6.918 kA
Dòng ngắn mạch xung kích tại N1:
ixkN1 = Ö2 .kxk.IN1(0) = Ö2.1,8.8.15 = 20,75 kA
b)Tính ngắn mạch cho điểm N2.
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
N2
EHT
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
X12
E1
E2
E3
E4
Hình 3.1.6
Các thông số có các trị số như sau:
X1 = XHT = 0,023
X2 = XD = 0,036
X3 = X6 = XC = 0,046
X4 = X7 = XH = 0,082
X5 = X8 = X10 = X12 = XF = 0,154
X9 = X11 = XB = 0,084
Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn
EHT
X13
X3
X14
X6
X15
X16
X17
E1
E2
E3
E4
N2
Hình 3.1.7
X13 = X1 + X2 = 0,059
X14 = X4 + X5 = 0,236
X15 = X7 + X8 = 0,236
X16 = X9 + X10 = 0,238
X17 = X11 + X12 = 0,238
Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau:
N2
EHT
X13
X18
X19
X20
E12
E34
Hình 3.1.8
Trong đó:
Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng:
X22
E1234
X21
EHT
N2
Hình 3.1.9
X22 = X13 + X18 = 0,059 + 0,023 = 0,082
Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau:
Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức:
IHT*(0) = 0,38
INM*(0) = 3.4
Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số:
Dòng điện ngắn mạch tại N2 có trị số:
IN2(0) = IHT(0) + INM(0) = 6.08+8.49=14.57 kA
Tính tương tự ta có:
IN2(0,1) = 13.01kA
IN2(0,5) = 11.76 kA IN2(1) = 11.577 kA
Dòng ngắn mạch xung kích tại N2:
IxkN2 = .kxk.IN2(0) = .1,8.14,57 = 37.09 kA
c)Tính ngắn mạch cho điểm N3.
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
EHT
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
X12
E1
E2
E3
E4
N3
Hình 3.1.10
Các thông số có các trị số như sau:
X1 = XHT = 0,023
X2 = XD = 0,036
X3 = X6 = XC = 0,046
X4 = X7 = XH = 0,082
X5 = X8 = X10 = X12 = XF = 0,154
X9 = X11 = XB = 0,084
Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn
EHT
X13
X3
X4
X6
X15
X16
X17
E1
E2
E3
E4
N3
Hình 3.1.11
X13 = X1 + X2 = 0,023 + 0,036 = 0,059
X15 = X7 + X8 = 0,082 + 0,154 = 0,236
X16 = X9 + X10 = 0,084 + 0,154 = 0,238
X17 = X11 + X12 = 0,084 + 0,154 = 0,238
N3
EHT
X13
X18
X15
X20
E2
E34
Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau:
Hình 3.1.12
Trong đó :
Tiếp tục biến đổi:
EHT
X21
N3
E234
X4
X22
Hình 3.1.13
X21 = X13 + X18 = 0,059 + 0,023 = 0,082
Biến đổi sao tam giác thiếu ta được
X24
E234
X23
EHT
N3
Hình 3.1.14
Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau:
Vì XHTtt > 3 nên ta có:
IHT*(¥) = IHT*(0) = 1 / XHTtt = 1 / 7.68= 0,13
Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức:
INM*(0) = 1,07
Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số:
Dòng điện ngắn mạch tại N3 có trị số:
IN3(0) = IHT(0) + INM(0) = 21.83+28,08= 49,91 kA
Dòng ngắn mạch xung kích tại N3:
IxkN3 = .kxk.IN3(0) = .1,8.49,91 = 127,05 kA
d)Tính ngắn mạch cho điểm N3’.
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
E1
X5
N3’
Hình 3.1.15
Trong đó: X5 = XF = 0,154
Điện kháng tính toán từ nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau:
Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức:
INM*(0) = IN3’*(0) = 5.4
INM*(¥) = IN3’*(¥) = 2,55
Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số:
Dòng ngắn mạch xung kích tại N3’:
IxkN3’ = .kxk.IN3’(0) = .1,8.35,42 =90.16 kA
e)Tính ngắn mạch cho điểm N4.
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch:
EHT
X1
X2
N1
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
X12
E1
E2
E3
E4
N4
Hình 3.1.16
Dễ dàng nhận thấy dòng ngắn mạch tại N4 chính bằng tổng dòng điện ngắn mạch tại N3 và N3’ :
IN4(0) = IN3(0) + IN3’(0) = 43,48 + 35,42 = 78,9 kA
ixkN4 = 127,05 + 90,16 = 217,21 kA
B. PHƯƠNG ÁN 2:
N1
N2
N4
N3’
N3
Hình 3.2.1
Với các khí cụ điện cao áp ta xét điểm ngắn mạch N1 trên thanh góp cao áp. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là toàn bộ các máy phát và hệ thống.
Với các thiết bị trung áp ta xét điểm ngắn mạch N2 trên thanh góp trung áp của nhà máy với nguồn cấp là hệ thống và toàn bộ các máy phát của nhà máy.
Với mỗi mạch máy phát ta xét điểm ngắn mạch N3 với nguồn cấp là các máy phát còn lại và hệ thống; điểm ngắn mạch N3’ với nguồn cấp chỉ là máy phát bị ngắn mạch
Đối với mạch tự dùng và phụ tải địa phương xét điểm ngắn mạch N4 với nguồn cung cấp là toàn bộ nhà máy và hệ thống.
E4
a)Tính ngắn mạch cho điểm N1.
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
X6
X7
X10
EHT
X1
X2
N1
X8
X3
X4
X5
E1
E2
X9
X11
E3
X12
E4
Hình 3.2.2
Các thông số có các trị số như sau:
X1 = XHT = 0,023
X2 = XD = 0,036
X3 = X6 = XC = 0,046
X4 = X7 = XH = 0,082
X5 = X8 = X11 = X12 = XF = 0,154
X9 = XBC =0.088
X10 = XBT = 0,084
Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn:
EHT
X13
X6
X15
X17
X3
X14
E1
E2
X16
E3
E4
N1
Hình 3.2.3
X13 = X1 + X2 = 0,049
X15 = X14 = X4 + X5 = 0,236
X16 = X9 + X11 = 0,242
X17 = X10 + X12 = 0,238
EHT
X13
X18
X19
N1
E12
X17
E4
X16
E3
Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau:
Hình 3.2.4
Trong đó:
EHT
X13
X21
N1
E124
X16
E3
EHT
X13
X18
X20
N1
E124
X16
E3
Hình 3.2.5 Hình 3.2.6
Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng:
E1234
X22
X13
EHT
N1
Hình 3.2.7
Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau:
Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ hệ thống và từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức:
IHT*(0) = 0,64
INM*(0) = 2,7
Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số:
Dòng điện ngắn mạch tại N1 có trị số:
IN1(0) = IHT(0) + INM(0) = 5,141 + 3,389 = 8.53 kA
Tính tương tự ta có:
IN1(0,1) = 7,867 kA IN1(0,2) = 7,345 kA
IN1(0,5) = 7,37kA IN1(1) = 7,428 kA
Dòng ngắn mạch xung kích tại N1:
ixkN1 = Ö2 .kxk.IN1(0) = Ö2.1,8.8,53 = 21,714 kA
b)Tính ngắn mạch cho điểm N2.
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạchX6
X7
X10
EHT
X1
X2
N2
X8
X3
X4
X5
E1
E2
X9
X11
E3
X12
E4
Hình 3.2.8
Các thông số có các trị số như sau:
X1 = XHT = 0,023
X2 = XD = 0,036
X3 = X6 = XC = 0,046
X4 = X7 = XH = 0,082
X5 = X8 = X11 = X12 = XF = 0,154
X9 = XBC = 0,088
X11 = XBT = 0,084
Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơnEHT
X13
X6
X15
X3
X14
E1
E2
X16
E3
X17
E4
N2
Hình 3.2.9
X13 = X1 + X2 = 0,059
X14 = X4 + X5 = 0,236
X15 = X7 + X8 = 0,236
X16 = X9 + X11 = 0,242
X17 = X10 + X12 = 0,238
N2
EHT
X20
X19
E12
X17
E4
X21
E3
N2
EHT
X13
X18
X19
E12
X17
E4
X16
E3
Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau:
Hình 3.2.10 Hình 3.2.11
Trong đó:
Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng:
N2
EHT
X22
E124
X20
Hình 3.2.12
Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau:
Vì XHTtt =8,768>3 do đó ta có
IHT*(¥) = IHT*(0) = 1 / XHTtt = 1 / 8,768= 0,114
Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức:
INM*(0) = 3.5
Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số:
Dòng điện ngắn mạch tại N2 có trị số:
IN2(0) = IHT(0) + INM(0) = 1,82+8.75=10,57 kA
Tính tương tự ta có:
IN2(0,1) = 7,75kA IN2(0,2) = 7,37kA
IN2(0,5) = 7,02 kA IN2(1) = 6,772 kA
Dòng ngắn mạch xung kích tại N2:
IxkN2 = .kxk.IN2(0) = .1,8.10,57= 26,92 kA
c)Tính ngắn mạch cho điểm N3.
EHT
X1
X2
X3
X4
X6
X7
X8
X9
X10
X11
X12
E2
E3
E4
N3
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
Hình 3.2.13
Các thông số có các trị số như sau:
X1 = XHT = 0,023
X2 = XD = 0,036
X3 = X6 = XC = 0,046
X4 = X7 = XH = 0,082
X5 = X8 = X10 = X12 = XF = 0,154
X9 = XBC = 0,088
X11 = XBT = 0,084
Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn
EHT
X13
X3
X4
X6
X14
X15
X16
E2
E3
E4
N3
Hình 3.2.14
X13 = X1 + X2 = 0,023 + 0,036 = 0,059
X14 = X7 + X8 = 0,082 + 0,154 = 0,236
X15 = X9 + X10 = 0,088 + 0,154 = 0,242
X16 = X11 + X12 = 0,084 + 0,154 = 0,238
N3
EHT
X13
X18
X17
X15
E3
E24
X4
Ghép song song các nhánh và biến đổi sao tam giác thiếu ta thu được sơ đồ sau:
Hình 3.2.15
Trong đó :
EHT
X19
X20
N3
E3
X4
E24
X17
Tiếp tục biến đổi:
Hình 3.2.16
X21
EHT
X19
N3
E234
X4
Hình 3.2.17
Biến đổi sao tam giác thiếu ta được
X23
E234
X22
EHT
N3
Hình 3.2.18
Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau:
Vì XHTtt > 3 nên ta có:
IHT*(¥) = IHT*(0) = 1 / XHTtt = 1 / 8,032= 0,125
Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức:
INM*(0) = 1,04
Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số:
Dòng điện ngắn mạch tại N3 có trị số:
IN3(0) = IHT(0) + INM(0) = 21.83+21.65=48,204 kA
Dòng ngắn mạch xung kích tại N3:
IxkN3 = .kxk.IN3(0) = .1,8.48,204= 122,707 kA
d)Tính ngắn mạch cho điểm N3’.
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
E1
X5
Hình 3.2.19
Trong đó: X5 = XF = 0,154
Điện kháng tính toán từ nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau:
Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: INM*(0) = IN3’*(0) = 5.4 ; INM*(¥) = IN3’*(¥) = 2,55
Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số:
Dòng ngắn mạch xung kích tại N3’:
IxkN3’ = .kxk.IN3’(0) = .1,8.35,42 =90.16 kA
e)Tính ngắn mạch cho điểm N4.
EHT
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
X12
E1
E2
E3
E4
N4
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch:
Hình 3.2.20
Dễ dàng nhận thấy dòng ngắn mạch tại N4 chính bằng tổng dòng điện ngắn mạch tại N3 và N3’ :
IN4(0) = IN3(0) + IN3’(0) = 43,48 + 35,42 = 78,9 kA
ixkN4 = 110,68 + 90,16 = 200,84 kA
Ch¬ng 4:
TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT
CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
Tính toán dòng cưỡng bức:
Phương án I:
Phía cao:
Dòng về hệ thống: Icb = =0,54 kA
Máy biến áp tự ngẫu liên lạc:
Bảng 4.1
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
Bt
108.08
106.51
106.24
117.58
116.531
98.738
133.906
134.431
Icb bt
0.27
0.27
0.27
0.30
0.293
0.248
0.336
0.337
Sự cố bộ
41.21
39.63
39.37
50.71
49.66
31.86
67.03
67.56
Icb bộ
0.10
0.10
0.10
0.13
0.125
0.080
0.168
0.170
Sự cố ll
81.10
77.95
77.69
100.36
99.31
62.94
133.28
133.80
Icb ll
0.20
0.20
0.20
0.25
0.249
0.158
0.335
0.336
Icb = 0,337 kA
Phía trung áp:
Đường dây:
+ Đối với đường dây kép: Icb =
+ Đối với đường dây đơn: Icb =
Bộ máy phát – máy biến áp: Icb = 1,05..
Máy biến áp tự ngẫu liên lạc:
Bảng 4.2
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
Bt
2.66
2.66
2.66
-10.78
-10.78
9.38
-24.22
-24.22
Icb bt
0.01
0.01
0.01
-0.05
-0.051
0.045
-0.116
-0.116
Sự cố bộ
69.53
69.53
69.53
56.09
56.09
76.25
42.66
42.66
Icb bộ
0.33
0.33
0.33
0.27
0.268
0.364
0.204
0.204
Sự cố ll
22.81
22.81
22.81
-4.06
-4.06
36.25
-30.94
-30.94
Icb ll
0.11
0.11
0.11
-0.02
-0.019
0.173
-0.148
-0.148
Icb = 0,364kA
Phía hạ áp:
Icb = 1,05.
Phương án II:
Phía cao:
Dòng về hệ thống: Icb = =0,54 kA
Bộ máy phát – máy biến áp: Icb = 1,05.
Máy biến áp tự ngẫu liên lạc:
Bảng 4.3
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
Bt
68.738
40.288
39.894
51.231
49.656
32.256
67.425
68.213
Icb bt
0.173
0.101
0.100
0.129
0.125
0.081
0.169
0.171
Sự cố bộ
8.644
-19.806
-19.806
-8.469
-8.469
-27.050
8.119
8.119
Icb bộ
0.022
-0.050
-0.050
-0.021
-0.021
-0.068
0.020
0.020
Sự cố ll
17.288
-39.613
-39.613
-16.938
-16.938
-54.100
16.238
16.238
Icb ll
0.043
-0.099
-0.099
-0.043
-0.043
-0.136
0.041
0.041
Icb = 0,173 kA
Phía trung áp:
Đường dây:
+ Đối với đường dây kép: Icb =
+ Đối với đường dây đơn: Icb =
Bộ máy phát – máy biến áp: Icb = 1,05..
Máy biến áp tự ngẫu liên lạc: Bảng 4.4
T
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
Bt
42.000
68.875
69.006
55.569
56.094
75.856
42.263
42.000
Icb bt
0.200
0.329
0.329
0.265
0.268
0.362
0.202
0.200
Sự cố bộ
100.781
127.656
127.656
114.219
114.219
134.375
100.781
100.781
Icb bộ
0.481
0.609
0.609
0.545
0.545
0.641
0.481
0.481
Sự cố ll
85.313
139.063
139.063
112.188
112.188
152.500
85.313
85.313
Icb ll
0.407
0.664
0.664
0.535
0.535
0.728
0.407
0.407
=> Icb = 0,728 kA
Phía hạ áp: Icb = 1,05.
Chọn máy cắt sơ bộ:
Điều kiện chọn máy cắt: UđmMC ³ Ulưới IđmMC ³ ICB
Phương án I:
Ta chän ®îc c¸c MC theo b¶ng sau: B¶ng 4.5
§iÓm ng¾n m¹ch
Th«ng sè tÝnh to¸n
Lo¹i MC
Th«ng sè ®Þnh møc
U®m
(kV)
Icb
(kA)
I”
(kA)
ixk
(kA)
U®m
(kV)
I®m
(kA)
Ic¾t
(kA)
il®®
(kA)
N1
220
0.54
8.153
20.755
3AQ1
245
4
40
100
N2
110
0.6
14.91
37.945
3AQ1-FE
123
3,15
31,5
80
N3
10
6.87
49.950
127.151
8BK40
12
5
63
160
N4
10
6.87
112.93
287.462
MΓ-10-5000/1800
10
5
105
300
Kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt ®èi víi c¸c m¸y c¾t v× chóng cã dßng ®iÖn dÞnh møc lín h¬n 1000A. Dßng I®m vµ dßng Ic®m kh«ng lín nªn chän m¸y c¾t dÔ dµng. Ta ®Òu dïng m¸y c¾t kh«ng khÝ vµ SF6.
2).Ph¬ng ¸n 2:
Ta chän ®îc c¸c MC theo b¶ng sau: B¶ng 4.6
§iÓm ng¾n m¹ch
Th«ng sè tÝnh to¸n
Lo¹i MC
Th«ng sè ®Þnh møc
U®m
(kV)
Icb
(kA)
I”
(kA)
ixk
(kA)
U®m
(kV)
I®m
(kA)
Ic¾t
(kA)
il®®
(kA)
N1
220
0.54
8.53
21.7
3AQ1
245
4
40
100
N2
110
0.6
10.57
26.91
3AQ1-FE
123
3,15
31,5
80
N3
10
6.87
48.2
122.7
8BK41
12
12,5
80
225
N4
10
6.87
111.18
283
MΓ-10-5000/1800
10
5
105
300
Kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt v× c¸c m¸y c¾t ®Òu cã dßng ®iÖn dÞnh møc lín h¬n 1000A. Do dßng lµm viÖc cìng bøc cña m¹ch tù dïng lín nªn chän khÝ cô ®iÖn nÆng nÒ.
Ta ph¶ichän m¸y c¾t Ýt dÇu lo¹i MΓ-10-5000/1800.
Chọn sơ đồ thiết bị phân phối:
Phương án I: Để có thể tính được chỉ tiêu kinh tế các phương án, trước hết ta chọn sơ đồ các thiết bị phân phối. Vì nhà máy có công suất lớn, vai trò đối với hệ thống quan trọng nên với cấp điện áp 220 kV ta có thể chọn sơ đồ tứ giác .
Đối với thanh góp 110 kV, số mạch lớn cung cấp cho các hộ quan trọng nên ta dùng hệ thống 2 thanh góp có thanh góp vòng.
Sơ đồ thiết bị phân phối như sau:
Hình 4.1
2).Ph¬ng ¸n 2:
Để có thể tính được chỉ tiêu kinh tế các phương án, trước hết ta chọn sơ đồ các thiết bị phân phối. Vì nhà máy có công suất lớn, vai trò đối với hệ thống quan trọng nên với cấp điện áp 220 kV ta có thể chọn sơ đồ 2 thanh góp có thanh góp vòng.
Đối với thanh góp 110 kV, số mạch lớn cung cấp cho các hộ quan trọng nên ta dùng hệ thống 2 thanh góp có thanh góp vòng.
Sơ đồ thiết bị phân phối như sau:
Hình 4.2
IV.Tính toán Kinh tế - Kỹ thuật chọn phương án tối ưu:
Phương án I:
Vốn đầu tư: V = VB + VTBPP
Trong đó:
VB = Ski. VBi
VBi – Giá máy biến áp thứ i
ki – Hệ số chuyên chở lắp đặt, chọn k = 1,3
VTBPP = Sni. VMCi n – Số mạch cấp điện áp i
VMCi – Giá máy cắt i.
Đối với cấp điện áp cao : VMCcao = 80.103 USD
Đối với cấp điện áp trung: VMCtrung = 80.103 USD
Đối với cấp điện áp hạ: VMC hạ = 80.103 USD
B¶ng 4.7
Thiết bị
Loại
Đơn giá,
103 USD/máy
Số lượng
Hệ số
Tổng tiền,
103 USD
MBA
ΑTДЦΤН־250
1700
2
1,3
4420
ΤДЦ-125
850
2
1,3
1700
Máy cắt
3AQ1
80
4
1
320
3AQ1 – FE
50
12
1
600
Tổng vốn đầu tư V =
7040
Chi phí vận hành hằng năm: P = Pvh + PDA .
Trong đó: Pvh = 8%.V = 0,08.7200 = 576.103
PDA = c. DA = 0,03.DA = 0,03. 11742.274.103 = 352,268.103 USD
P = 928,268.103 USD
Phương án II:
Tính toán tương tự ta có
B¶ng 4.8
Thiết bị
Loại
Đơn giá,
103 US D/máy
Số lượng
Hệ số
Tổng tiền,
103 US D
MBA
ΑTДЦΤН־250
1700
2
1,3
4420
ΤДЦ-125
900
1
1,3
1170
ΤДЦ-125
850
1
1,3
1105
Máy cắt
3AQ1
80
7
1
560
3AQ1 – FE
50
11
1
550
Tổng vốn đầu tư: V=
7805
Chi phí vận hành hằng năm: P = Pvh + PDA .
Trong đó: Pvh = 8%.V = 0,08.7805 = 624,4.103
PDA = c. DA = 0,03.DA = 0,03. 11331,404.103 = 339,94.103 USD
=> P = 964.342.103 USD
So sánh 2 phương án ta thấy: V1 Phương án I là phương án tối ưu.
Chương 5
CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN
I)Cấp điện áp 220 kV.
1.1)Chọn thanh góp 220 kV.
Thanh góp 220 kV được chọn là loại thanh dẫn mềm và được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài, theo đó dòng điện cho phép của thanh góp đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ phải lớn hơn dòng điện cưỡng bức của thanh góp:
Trong đó:
Icp : dòng điện cho phép làm việc lâu dài của thanh góp.
Icb : dòng điện cưỡng bức của thanh góp.
khc: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc.
qcp : nhiệt độ cho phép của vật liệu làm thanh góp (lấy qcp = 700C)
q0 : nhiệt độ môi trường làm việc tiêu chuẩn theo nhà sản xuất
q0’ : nhiệt độ môi trường làm việc thực tế. (thường qo’ = 350C)
Ta chọn thanh góp 220 kV là thanh dẫn có nhiệt độ môi trường của nhà sản xuất là 250C. Ta có:
Dòng cưỡng bức của thanh góp 220 kV:
Điều kiện chọn thanh góp 220 kV:
Vậy ta chọn thanh góp 220 kV là loại dây ACO – 400có Icp = 825 kA , đường kính dây 27,2 mm đặt trên mặt phẳng nằm ngang với khoảng cách các pha D = 4 m.
Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt:
Trong đó:
BN : xung lượng nhiệt khi ngắn mạch.
C : hằng số phụ thuộc nhiệt độ dây dẫn, dây AC có
Từ chương 3 ta đã tính được các dòng ngắn mạch:
IN1(0) = 8,153 kA IN1(0,1) = 7.578 kA
IN1(0,5) = 7,182kA IN1(1) = 7,239kA
Như vậy xung lượng nhiệt ngắn mạch:
= 52.106 A2.s
Ta có:
Như vậy loại thanh đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt.
Kiểm tra điều kiện vầng quang:
Tiết diện đã chọn phải thoả mãn điều kiện:
Trong đó m : hệ số xét đến độ xù xì của bề mặt dây, m = 0,85
r : bán kính ngoài của thanh dẫn (cm)
D : khoảng cách giữa các pha của dây (cm)
Ta tính được:
Vậy thanh góp đã chọn thoả mãn điều kiện vầng quang
1.2)Chọn dây dẫn từ MBA tự ngẫu lên thanh góp 220 kV.
Dây dẫn mềm nối từ MBA tự ngẫu lên thanh góp 220 kV được chọn giống thanh dẫn mềm 220 kV có tiết diện ACO – 400.
1.3)Chọn máy cắt và dao cách ly.
a)Máy cắt
Dựa vào cấp điện áp và dòng điện làm việc cưỡng bức đã xác định ở chương2, kết hợp với các giá trị dòng ngắn mạch đã tính ở chương 3, ta chọn máy cắt theo bảng sau:
Loại máy cắt
UMCđm, kV
IMCđm\Icb, kA
ICđm\IN(0), kA
iđđm\ixk, kA
3AQ1
245
4\0,54
40\8,49
100\21,6
Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt:
Loại máy cắt này có: Inh = 40 kA và tnh = 3 s
Þ Inh2.tnh = 402.3 = 4800 kA2.s > BN = 51 kA2.s
Điều kiện ổn định nhiệt được thoả mãn.
b)Dao cách ly
Dao cách ly được chọn theo điều kiện điện áp và dòng điện định mức:
UDCLđm ≥ UMĐđm = 220 kV
IDCLđm ≥ Icb = 0,54 kA
Kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt:
iđđm ≥ ixk = 21,6 kA
I2nhđm.tnhđm ≥ BN = 51.106 A2.s
Ta chọn dao cách ly 220 kV loại PЛHD – 220П/600
Loại dao cách ly
UCLđm, kV
IDCLđm\Icb, kA
iđđm\ixk, kA
Inh\tnh
PЛHD – 220П/600
220
0,6\0,54
60\21,6
12\10
Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt:
Inh2.tnh = 122.10 = 1440 kA2.s > BN = 51 kA2.s
Điều kiện ổn định nhiệt được thoả mãn.
1.4)Chọn máy biến điện áp, biến dòng điện.
a)Máy biến điện áp (BU)
Máy biến điện áp 220 kV được dùng để lấy các tín hiệu điện áp, phục vụ bảo vệ Rơle, đo lường và tự động hoá trong nhà máy. Ta chọn 3 BU kiểu
HKФ-220-58 , có các thông số như sau:
Uscđm kV
UTcđm V
Cấp chính xác
Sđm VA
1
600
b)Máy biến dòng điện (BI)
Máy biến dòng 220 kV được dùng để lấy các tín hiệu điện áp, phục vụ bảo vệ Rơle, đo lường và tự động hoá trong nhà máy. Ta chọn 3 BI kiểu TФH-220-3T có các thông số như sau:
Uđm kV
Iscđm A
Itcđm A
Cấp chính xác
Z2đm W
Ilđđ, kA
Inh\tnh
220
600
5
0,5
1,2
27
10,2\4
II)Cấp điện áp 110 kV.
2.1)Chọn thanh góp 110 kV.
Thanh góp 110 kV được chọn là loại thanh dẫn mềm và được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài, theo đó dòng điện cho phép của thanh góp đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ phải lớn hơn dòng điện cưỡng bức của thanh góp:
Trong đó
Dòng cưỡng bức của thanh góp 110 kV:
Điều kiện chọn thanh góp 110 kV:
Vậy ta chọn thanh góp 110 kV là loại dây AC – 400 có Icp = 0,835 kA , đường kính dây 26.6 mm đặt trên mặt phẳng nằm ngang với khoảng cách pha D = 2,5 m.
Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt:
Từ chương 3 ta đã tính được các dòng ngắn mạch:
IN2(0) = 14,91 kA IN2(0,1) = 13,01kA
IN2(0,5) = 11,76kA IN2(1) = 11,577 kA
Như vậy xung lượng nhiệt ngắn mạch:
= 135.106 A2.s
Ta có:
Như vậy loại thanh đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt.
Kiểm tra điều kiện vầng quang:
Tiết diện đã chọn phải thoả mãn điều kiện:
Trong đó
m : hệ số xét đến độ xù xì của bề mặt dây, m = 0,85
r : bán kính ngoài của thanh dẫn
D : khoảng cách giữa các pha của dây
Ta tính được:
Vậy điểu kiện vầng quang được đảm bảo.
2.2)Chọn dây dẫn từ MBA tự ngẫu lên thanh góp 110 kV.
Dây dẫn mềm nối từ MBA tự ngẫu lên thanh góp 110 kV được chọn giống thanh dẫn mềm 110 kV có tiết diện AC – 400.
2.3)Chọn máy cắt và dao cách ly.
a)Máy cắt
Dựa vào cấp điện áp và dòng điện làm việc cưỡng bức đã xác định ở chương II, kết hợp với các giá trị dòng ngắn mạch đã tính ở chương IV, ta chọn máy cắt theo bảng sau:
Loại máy cắt
UMCđm, kV
IMCđm\Icb, kA
ICđm\IN(0), kA
iđđm\ixk, kA
3AQ1-FE
123
3.15\0,6
31.5\14.91
80\37.95
Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt:
Loại máy cắt này có: Inh = 40 kA và tnh = 3 s
Þ Inh2.tnh = 402.3 = 4800 kA2.s > BN = 149 kA2.s
Điều kiện ổn định nhiệt được thoả mãn.
b)Dao cách ly
Dao cách ly được chọn theo điều kiện điện áp và dòng điện định mức:
UDCLđm ≥ UMĐđm = 110 kV
IDCLđm ≥ Icb = 0,6 kA
Kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt:
iđđm ≥ ixk = 37.95 kA
I2nhđm.tnhđm ≥ BN =149.106 A2.s
Ta chọn dao cách ly 110 kV loại PЛHD – 110/1000
Loại dao cách ly
UCLđm, kV
IDCLđm\Icb, kA
iđđm\ixk, kA
Inh\tnh
PЛΗД-110/1000
110
1\0,6
80\37.95
15\10
2.4)Chọn máy biến điện áp, biến dòng điện.
a)Máy biến điện áp (BU)
Máy biến điện áp 110 kV được dùng để lấy các tín hiệu điện áp, phục vụ bảo vệ Rơle, đo lường và tự động hoá trong nhà máy. Ta chọn 3 BU kiểu
HKФ-110-58 , có các thông số như sau:
Uscđm kV
UTcđm V
Cấp chính xác
Sđm VA
1
600
b)Máy biến dòng điện (BI)
Máy biến dòng 110 kV được dùng để lấy các tín hiệu điện áp, phục vụ bảo vệ Rơle, đo lường và tự động hoá trong nhà máy. Ta chọn 3 BI kiểu TФH-110M có các thông số như sau:
Uđm kV
Iscđm A
Itcđm A
Cấp chính xác
Z2đm W
110
600
5
0,5
1,2
III)Mạch máy phát điện.
3.1)Chọn thanh dẫn từ máy phát đến MBA.
Để nối từ máy phát điện đến MBA ta dùng thanh dẫn cứng, được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài:
Dòng điện cưỡng bức đã tính được từ chương II: Icb = 6,87kA
Ta chọn thanh dẫn bằng đồng có nhiệt độ tiêu chuẩn 250C
Điều kiện chọn thanh dẫn:
Ta chọn thanh dẫn tiết diện hình máng bằng đồng, 3 pha đặt trên mặt phẳng ngang cách nhau a = 100 cm, mỗi thanh góp đặt trên các sứ đỡ cách nhau 200 cm có các kích thước sau:
Kích thước, mm
Tiết diện
một cực
mm2
Mômen trở kháng cm3
dòng điện
cho phép
cả 2 thanh
h
b
c
r
Một thanh
Hai thanh
Wyo-yo
Wx-x
Wy-y
200
90
12
16
2x4040
225
46,5
490
10500
Kiểm tra ổn định động
Với khoảng cách thanh góp các pha a = 1 m , khoảng cách giữa các sứ đỡ l1 = 1 m , lực động điện tác động lên thanh góp 1 pha là:
(111,86.103)2 = 220,2 kg
Momen phá hoại tác động lên thanh góp:
ứng suất phá hoại tác động lên thanh góp 1 pha:
Đối với thanh dẫn bằng đồng бCP = 1400 kg/cm2
Þ s1 < sCP
Thanh dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định động
Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt:
Vì dòng điện làm việc của thanh dẫn đã chọn là 8550 A > 1000 A nên không cần phải kiểm tra ổn định nhiệt.
3.2)Chon sứ đỡ thanh dẫn.
Sứ đỡ thanh dẫn được chọn theo điều kiện điện áp định mức và độ bền cơ khi xảy ra ngắn mạch:
USđm ≥ UMĐđm = 10,5 kV
Trong đó:
USđm : điện áp định mức của sứ
Ftt : lực phá hoại tác động lên thanh dẫn (Ftt = F1)
Ftt’: lực phá hoại tác động lên đầu sứ
FPH : lực phá hoại nhỏ nhất của sứ
H’: chiều cao sứ
H : chiều cao của trọng tâm thanh dẫn
Chọn sứ loại OФ-10-750Y3 với các thống số
Loại sứ
Usđm , kV
FPH , kg
H’ , mm
OF-10-4250KBY3
10
4250
230
Þ Ftt’ < FCP = 0,6.4250 = 2250 kg
Vậy sứ đã chọn thoả mãn điều kiện độ bền cơ.
3.3)Chọn máy cắt và dao cách ly.
a)Máy cắt
Dựa vào cấp điện áp và dòng điện làm việc cưỡng bức đã xác định ở chương 2, kết hợp với các giá trị dòng ngắn mạch đã tính ở chương 3, ta chọn máy cắt theo bảng sau:
Loại máy cắt
UMCđm, kV
IMCđm\Icb, kA
ICđm\IN(0), kA
iđđm\ixk, kA
MГ-10-9500/3000
20
9,5\6,87
100\62,976
300\160,311
b)Dao cách ly
Ta chọn dao cách ly loại PBP-20/8000
Loại dao cách ly
UCLđm, kV
IDCLđm\Icb, kA
iđđm\ixk, kA
Inh\tnh
PBK-20/7000
20
7\6,87
250\160,311
75/10
3.3)Chọn BU và BI.
Sơ đồ nối BU và BI
a)Chọn BU.
Điều kiện chọn:
Dụng cụ phía thứ cấp là công tơ nên dùng 2 BU nối day theo hình trên 2xHOM-10
UđmBU ≥ Umạng = 10 kV
SđmBU ≥ S2 Cấp chính xác: 0,5
Phụ tải của BU: tổng công suất của các đồng hồ đo lường nối vào mạch thứ cấp BU, các loại đồng hồ đo lường ghi trong bảng sau:
Tên dụng cụ
mắc vào BU
Kiểu
Phụ tải AB
Phụ tải BC
P, W
Q, VAr
P, W
Q, VAr
Vôn mét
B-2
7,2
Oát mét
Д-341
1,8
1,8
Ôm mét phản kháng
Д-342/1
1,8
1,8
Oát mét tự ghi
H-348
8,3
8,3
Tần số kế
H-348
8,3
6,5
Công tơ
Д-670
0,66
1,62
0,66
1,62
Công tơ phản kháng
WT-672
0,66
1,62
0,66
1,62
Tổng
20,4
3,24
19,72
3,24
Biến điện áp AB:
Biến điện áp BC:
Vậy chọn 2 BU loại 1 pha HOM-10 mỗi cái có công suất định mức 50 VA. Có các thông số như sau:
Uđm
kV
Uscđm
kA
UTcđm
A
Cấp chính
Xác
Công suất
VA
10
10,5
100
0,5
50
Chọn dây dẫn nối từ BU đến các đồng hồ đo:
Dòng trong các dây dẫn a,b,c:
Coi Ia = Ic = 0,2 A và cos(ab = cos(bc = 1 ( Ib Ľ
Điện áp giáng trong dây a và b
Giả thiết khoảng cách đặt các đồng hồ đo tới BU là 50 m và dùng dây dẫn đồng hồ có ρ= 0,0175 Wmm2/m; DU = 0,5%. Vậy tiết diện dây là:
Ta chọn dây dẫn ruột đồng bọc cách điện bằng PVC có tiết diện là 1,5 mm2
b)Chọn BI.
Điều kiện chọn:
Sơ đồ nối dây: mắc hình sao đặt trên cả 3 pha
Điện áp định mức: UđmBI ≥ UMĐ = 10kV
Dòng điện định mức: IđmBI ≥ Icb = 3,608 kA
Cấp chính xác: 0,5
Chọn BI loại TПO-10 có các thông số như sau:
Uđm
kV
Iscđm
kA
ITcđm
A
Cấp chính xác
ZđmBI
W
10
4
5
0,5
1,2
Chọn dây dẫn
Để đảm bảo độ chính xác yêu cầu, tổng phụ tải thứ cấp Z2 của nó (kể cả dây dẫn) không được vượt quá phụ tải định mức:
Z2 = ZSdc + Zdd ≤ ZđmBI
Trong đó:
ZSdc : tổng phụ tải các dụng cụ đo
Zdd : tổng trở của dây dẫn
Công suất tiêu thụ của các cuộn dây trong dụng cụ đo lường được ghi trong bảng 5-8 sau:
Tên dụng cụ đo
Ký hiệu
Phụ tải, VA
Pha A
Pha B
Pha C
Ampe mét
Э-302
0,1
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
Д-670
2,5
0
2,5
Công tơ phan kháng
И-672
2,5
5
2,5
Tổng
22,1
5,1
26
Như vậy công suất tiêu thụ của các dụng cụ nối vào phía thứ cấp pha C của biến dòng là lớn nhất, phụ tải pha C:
Giả thiết dây dẫn bằng đồng (ρ = 0,0175 (mm2/m) có chiều dài l=30 m.
Tiết diện dây:
Chọn dây dẫn ruột đồng cách điện bằng PVC có F = 4 mm2
IV)Mạch phụ tải địa phương:
4.1)Chọn cáp điện lực.
a)Cáp đơn.
Phụ tải địa phương gồm 6 đơn x 1,3MW x 3 km, với cosj = 0,8. Dòng làm việc bình thường chạy qua mỗi đường dây đơn:
Icb = Ilvbt = 89.35 A
Từ đồ thị phụ tải địa phương ta có thời gian sử dụng công suất lớn nhất:
Dùng cáp lõi đồng thì mật độ dòng điện kinh tế: Jkt = 1,2 A/mm2
Tiết diện cáp chọn theo mật độ dòng kinh tế:
Như vậy có thể chọn cáp 3 pha bằng đồng đặt trong đất có tiết diện F = 70 mm2 và Icp = 165 A.
Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài:
Khi nhiệt độ trong đất bằng 250C thì hệ số hiệu chỉnh:
Như vậy dòng điện cho phép lâu dài của cáp khi nhiệt độ trong đất là 250C :
Icp’ = khc.Icp = 0,778.165 = 128,37 A
Þ Icb < Icp’
Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng.
b)Cáp kép.
Phụ tải địa phương gồm 3 kép x 3MW x 4 km, với cosj = 0,8. Dòng làm việc bình thường chạy qua mỗi đường dây đơn:
Icb = 2.Ilvbt = 206.2 A
Từ đồ thị phụ tải địa phương ta có thời gian sử dụng công suất lớn nhất:
Dùng cáp lõi đồng thì mật độ dòng điện kinh tế: Jkt = 1,2 A/mm2
Tiết diện cáp chọn theo mật độ dòng kinh tế:
Như vậy có thể chọn cáp 3 pha bằng đồng đặt trong đất có tiết diện F = 95 mm2 và Icp = 265 A.
Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài:
Khi nhiệt độ trong đất bằng 250C thì hệ số hiệu chỉnh:
Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song. Lấy cáp đặt cách nhau 300 mm :
K2 = 0,85
Như vậy dòng điện cho phép lâu dài của cáp khi nhiệt độ trong đất là 250C :
Icp’ = khc.k2.Icp = 0,778.0,85.265 = 175.2 A
Giả thiết cáp quá tải 30% khi đó:
Kqt.Icp’ = 1,3.175,2 = 227,8 A > 206,2 A
Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng.
4.2)Chọn kháng điện.
Điện kháng được chọn xuất phát từ điều kiện hạn chế dòng ngắn mạch tại các hộ tiêu thụ điện và để chọn được máy cắt, cáp điện phù hợp với nhiệm vụ thiết kế:
Máy cắt hợp bộ BM- 10 với: Icắt = 20 kA tcắt = 0,6s
Cáp đồng, vỏ PVC, Fmin = 50 mm2
a)Bảng phân bố phụ tải
Dòng công suất qua kháng, MVA
Bình thường
Hỏng kháng 1
Hỏng kháng 2
Kháng 1
(3x1,5+3x1,3)/0,8 = 10,5
0
16,125
Kháng 2
10,5
16,125
0
Dòng cưỡng bức qua kháng:
( chọn kháng đơn loại: PbA – 10 – 1000 -10 có Iđmkháng = 1000 A
b)Tính Xk%
Xk% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch N6 để chọn máy cắt 2 và đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp 2 tức là:
IN6 ≤ min { Ic2đm , Inhc2đm }
Trong đó dòng ổn định nhiệt được xác định theo công thức:
Với C = 141 A2 .s
Trong nhiệm vụ thiết kế F2 = 50 mm2 , tc2 = 0,6s và Ic2 = 20 kA
Như vậy IN6 ≤ 9,1 kA
UHT
XHT
XK
N6
N4
XC1
XC2
N5
Lập sơ đồ thay thế tính ngắn mạch:
XHT : điện kháng tương đương của hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4.
IN4(0) = 112,93 kA
Điện kháng tổng:
Þ XK = Xå - XHT – XC1 = 0,577 – 0,046 – 0,198 = 0,333
Điện kháng Xk%:
=> thỏa mãn
Vậy chọn kháng đơn loại PbA – 10 – 1000-10
4.3)Chọn máy cắt hợ p bộ của phụ tải địa phương.
Để chọn máy cắt hợp bộ của phụ tải địa phương ta tính dòng ngắn mạch N5.
XHT = 0,0665
Xk = 0,333
Điện kháng tính toán:
= 36,926>3
Dòng ngắn mạch tại N5 :
Trong đơn vị có tên:
Dòng xung kích:
IxkN5 = .kxk.IN5(0) = .1,8.5,259 = 13,388 kA
Dòng cưỡng bức khi hỏng 1 kháng:
Icb = 0,96 kA
Ta chọn máy cắt không khí có các thông số sau:
Loại máy cắt
Uđm, kV
Iđm, kA
Icđm kA
Iđđm kA
BM-10
11
1
20
64
Không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt.
Chương 6
TÍNH TOÁN TỰ DÙNG
I)Sơ đồ nối điện tự dùng
Điện tự dùng là một phần điện năng không lớn nhưng lại giữ một phần quan trọng trong quá trình vận hành nhà máy điện.
Điện tự dùng của nhà máy điện có thể chia thành hai phần:
Một phần cung cấp cho các nhà máy công tác đảm bảo của các lò và các tuabin của các tổ máy.
Phần kia cung cấp cho các máy công tác phục vụ chung, không liên quan trực tiếp đến lò hơi và các tuabin nhưng lại cần thiết cho sự làm việc của nhà máy.
Ta chọn sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc kinh tế và đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Đối với nhà máy điện thiết kế dùng hai cấp điện áp tự dùng 6 kV và 0,4 kV nối theo sơ đồ biến áp nối tiếp, với một biến áp dự trữ lấy điện từ phía cuộn hạ và phía trên máy phát.
II)Chon máy biến áp tự dùng.
2.1)Máy biến áp tự dùng cấp 1.
Công suất các MBA tự dùng cấp 1 được chọn theo công suất tự dùng cực đại của từng phân đoạn 6 kV. Có 4 tổ máy ứng với 4 phân đoạn nên công suất cực đại mỗi phân đoạn bằng 1/4 công suất tự dùng cực đại của nhà máy. Do đó:
Ta chọn MBA ТДΗC – 10000 với các thông số như sau:
Sđm MVA
UCđm kV
UHđm kV
DP0 kW
DPN kW
UN%
I0%
10
10,5
6,3
12,3
85
14
0,8
MBA dự phòng được chọn theo điều kiện:
Ta chọn MBA ТДΗC – 16000 với các thông số sau:
Sđm MVA
UCđm kV
UHđm kV
DP0 kW
DPN kW
UN%
I0%
16
10,5
6,3
17,8
105
10
0,75
2.2)Máy biến áp tự dùng cấp 2.
Phụ tải tự dùng 0,4 kV lấy điện từ 8 phân đoạn thanh góp 0,4 kV, công suất mỗi MBA tự dùng 0,4 kV chỉ cần chọn bằng 1/10 công suất phụ tải 0,4 kV:
Chọn MBA TM-1000/6
Sđm MVA
UCđm kV
UHđm kV
DP0 kW
DPN kW
UN%
I0%
1
6
0,4
2,1
12,2
5,5
1,4
MBA dự phòng DP2 chỉ làm nhiệm vụ thay thế MBA công tác khi sự cố hoặc sửa chữa do vậy ta chọn cùng loại với MBA công tác.
III)Chọn thiết bị phân phối chính cho mạch tự dùng.
3.1)Máy cắt 10,5 kV đầu nguồn.
Dòng cưỡng bức qua máy cắt 10,5 kV:
Dòng ngắn mạch qua máy cắt chính là dòng N4:
IN4(0) = 78,9 kA
iN4xk = 200,84 kA
Máy cắt chọn phải thoả mãn điều kiện sau:
UMCđm ≥ 10,5 kV
IMCđm ≥ 0,48 kA
ICđm ≥ 78,9 kA
iđđm ≥ 200,84 kA
I2nhđm.tnhđm ≥ BN
Từ điều kiện trên ta chọn máy cắt MГГ – 10 –5000-1800
Loại máy cắt
UMCđm, kV
IMCđm\Icb, kA
ICđm\IN(0), kA
iđđm\ixk,
kA
MГГ – 10 –5000-1800
10
5\0,48
105\78,9
300\200,84
Tương tự ta chọn dao cách ly: PBK 20/6000
Loại dao cách ly
UCLđm, kV
IDCLđm\Icb, kA
iđđm\ixk, kA
Inh\tnh
PBK 20/6000
20
6\0,48
250\200,84
75\10
3.2)Máy cắt tổng của các phân đoạn 6 kV.
Dòng cưỡng bức chạy qua máy cắt:
Dòng điện cắt định mức của máy cắt 6 kV được chọn theo dòng ngắn mạch tại thanh góp 6 kV (điểm N7). Khi đó ta coi nhà máy và hệ thống có công suất vô cùng lớn nên sơ đồ thay thế tính ngắn mạch như sau:
UHT
Xå
XTD1
N7
N4
: điện kháng tương đương của hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4.
IN4(0) = 78,9kA
Dòng ngắn mạch tại N7:
Dòng xung kích tại N7:
IxkN7 = .kxk.IN7 (0) = .1,8.9 = 22,92 kA
Vậy ta chọn máy cắt điện ít dầu có thông số như bảng sau:
Loại máy cắt
Uđm , kV
Iđm , A
ICđm , kA
Iđđm , kA
BMП-10-1000-20
10
1000
20
64
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- a6.doc