Đồ án môn học - Thiết kế phần điện của nhà máy điện
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
Chương 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
1. Chọn máy phát điện: Theo yêu cầu của bài, nhà máy nhiệt điện công suất 220kw,
gồm 4 tổ máy x 55 MW nên ta chọn các máy phát điện cùng loại có các thông số kỹ thuật như sau: Loại máy phát TBΦ.55. 2 Thông số định mức n S P v/p MVA MW 3000 68,75 55 U kV 10,5 cosϕ 0,8 I kA 3,462 Điện kháng(*) Xd " X d' Xd 0,123 0,182 Bảng 1 Loại máy kích thích BT-4503000 1,452
2. Tính toán cân bằng công suất :
a) Tính công suất phụ tải các cấp: - Phía trung 110kV: Với Pmax= 85 MW; cosϕ =0,88 ⇒ S max = 85 = 96,591 0,88 (MVA) Và biến thiên phụ tải theo giờ P%(t), ta tính được S(t) theo công thức: P ( ) max P%(t ) 85 P%(t ) St = = . . 0,88 100 cos ϕ 100 t(h) P% P S(t) 120 100 0-8 80 68 77,273 8-14 100 85 96,591 S(t) 96,591 14-20 80 68
50 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 2323 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế nhiệt điện công suất 220kw, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
818,30.190
160
11,50.190 2
2
2
2
2
2
=1130,645 (MWh)
Như vậy tổng tổn thất điện năng hàng năm trong các máy biến áp của phương
án 1 là ΔA1 = ΔAB1 + ΔAB2 + ΔAB3 +ΔAB4
ΔA1 = 2.2385,295.103 + 2.1130,645.103 = 7031,88.103 (kWh)
3. Tính dòng điện cưỡng bức của mạch ở điện áp cao, trung, hạ.
(1) (4) (3)
(2) (5) (6)
(7) (8)
(9)
a) Các mạch phía 220 kV
- Đường dây kép nối vào hệ thống:
352,0
230.3
168,134
U.3
S
I
dm
maxVHT)1(
cb === (kA)
- Phía cao áp máy biến áp liên lạc B1, B2:
+ Lúc bình thường: SCCmax = 67,084 (MVA)
+ Lúc sự cố 1 bộ bên trung: SCCB1 = SCCB2 = 25,113 (MVA)
+ Lúc sự cố 1 MBA liên lạc: SCC =114,851 (MVA)
339,0
230.3
851,114
U.3
S
I
dm
maxCC)2(
cb === (kA)
16
Vậy Icb(2) = 0,339 (kA)
Vậy Icb(220) = 0,352 (kA)
b) Các mạch phía 110 khu vực
- Đường dây kép cấp cho phụ tải trung áp
155,0
110.3.88,0
30
U.3.cos
P
2
1I max)3(bt ==ϕ= (kA) → Icb = 0,31 (kA)
- Đường dây đơn cấp cho phụ tải trung áp (không có tình trạng cưỡng bức)
167,0
110.3.88,0
28
U.3.cos
P
I max)4(bt ==ϕ= (kA)
- Phía trung áp máy biến áp liên lạc B1, B2:
+ Lúc bình thường: SCTmax = 32,659 (MVA)
+ Sự cố 1 bộ bên trung: SCTmax = 15,983 (MVA)
+ Sự cố 1 MBA B1(B2): SCTmax =32,659 (MVA)
171,0
110.3
659,32
U.3
S
I
dm
maxCT)5(
cb === (kA)
Vậy dòng cưỡng bức: Icb(5) = 0,171 (kA)
- Bộ MFĐ - MBA B3, B4:
379,0
110.3
75,68.05,1
U.3
S
.05,1I
dm
Fdm)5(
cb === (kA)
Vậy Icb(110) = 0,379 (kA)
c) Các mạch phía 10,5 kV
- Mạch máy phát: 292,2
5,10.3
75,68.05,1
U.3
S
.05,1I
dm
Fdm)9(
cb === (kA)
- Phía hạ áp máy biến áp liên lạc B1, B2:
+ Lúc bình thường: SCHmax = 41,065 (MVA)
+ Sự cố 1 bộ bên trung: SCHB1 = SCHB2 = 41,096 (MVA)
+ Sự cố 1 MBA liên lạc: SCH = 82,192 (MVA)
Vậy Icb(6) = 4,519 (kA)
- Dòng cưỡng bức qua kháng điện phân đoạn:
+ Lúc bình thường: không có dòng công suất chạy qua kháng điện
+ Sự cố 1 máy phát điện: SKmax = 36,971 (MVA)
+ Sự cố 1 MBA liên lạc: SKmax = 71,65 (MVA)
Vậy Icb(8) = 3,94 (kA)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
17
Vậy Icb(10,5) = 4,195 (kA)
Bảng tổng kết dòng điện cưỡng bức các mạch của phương án 1:
Bảng 3-2
Cấp điện áp, kV 220 110 10,5
Dòng điện cưỡng bức, kA 0,352 0,379 4,195
4.Tính toán kinh tế - kỹ thuật:
Mục đích của tính toán kinh tế kỹ thuật là đánh giá các phương án về mặt
kinh tế từ đó lựa chọn phương án tối ưu đảm bảo các điều kiện kỹ thuật các
chỉ tiêu kinh tế cao. Thực tế vốn đầu tư phụ thuộc vốn đầu tư các mạch của
thiết bị phân phối mà vốn vốn đầu tư cho thiết bị phân phối chủ yếu là máy
cắt. Vì thế để tính toán vốn đầu tư cho thiết bị phân phối trước hết ta chọn
máy cắt cho từng phương án.
- Vốn đầu tư: V = VB + VTBPP (4-1)
trong đó: VB là vốn đầu tư cho máy biến áp VB = ΣVBi . KBi (4-2)
VBi là tiền mua máy biến áp thứ i.
KBi là tính đến tiền chuyên chở lắp đặt máy biến áp thứ i (hệ số
này phụ thuộc vào công suất và điện áp định mức), KB = 1,4
VTBPP là vốn đầu tư xây dựng thiết bị phân phối
VTBPP =Σ( nc.vc + nt.vt + nh.vh ) (4-3)
với: nc, nt, nh là số mạch phía cao, trung và hạ áp
vc, vt, vh là giá mỗi mạch phía cao, trung và hạ áp.
- Chi phí vận hành hàng năm: P = PKH + PΔA (4-4)
Trong đó: PKH là chi phí khấu hao vốn đầu tư: VP .100
4,8= (4-5)
PΔA là chi phí tổn thất điện năng PΔA = 500.ΔA (4-6)
a. Chọn sơ bộ máy cắt và dao cách ly
Máy cắt và dao cách ly được chọn sơ bộ theo điều kiện sau:
Uđm MC, DCL ≥ Ul
Iđm MC, DCL ≥ Icbmax (4-7)
Theo điều kiện (4-7) trên ta chọn được loại máy cắt và dao cách ly cho các
mạch phía cao, trung, hạ như bảng sau:
Bảng 10
Mạch Loại máy cắt Giá tiền, rúp Loại dao cách ly Giá tiền, USD
Cao BMK 220/10000 63,2.103 PΠHД 220/600 450
Trung MKΠ 110/3500 21.103 PΠHД 110/600 113
Hạ MΓΓ 10/1800 25,5.103 PBK 10/5000 73
18
b. Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối
- Phía 220 kV: Dùng sơ đồ hệ thống 2 thanh góp.
- Phía 110 kV: Dùng sơ đồ hệ thống 2 thanh góp có thanh góp vòng (Do phụ
tải phía trung lớn, có phụ tải loại I yêu cầu đảm bảo cung cấp điện liên tục)
- Phía 10 kV: Dùng thanh góp điện áp máy phát có kháng điện phân đoạn loại
PbA 10/3000/12
c. Tính vốn đầu tư
Áp dụng các công thức tính vốn đầu tư (4-1), (4-2), (4-3)
Hai máy biến áp tự ngẫu công suất 160 MVA, giá vB = 205.103 Rúp/máy
Hai máy biến áp 3 pha 2 dây quấn công suất 80 MVA giá 100.103 Rúp/máy
⇒ VB = 2.1,4. 205.103 + 2.1,4.100.103 = 854.103 (Rúp)
Hay VB = 31,16.109 (VNĐ)
Ta có: VTBPP = Σ( nc.vc + nt.vt + nh.vh )
nc là số mạch phía cao áp: nc = 3 mạch.
vc là giá tiền đầu tư cho một mạch phía cao áp : vc = 63,2.103 (Rúp)
nt là số mạch phía trung áp: nt = 6 mạch.
vt là giá tiền đầu tư cho một mạch phía trung áp : vt = 21.103 (Rúp)
nh là số mạch phía hạ áp: nh = 3 mạch.
vh là giá tiền đầu tư cho một mạch phía hạ áp : vh = 25,5.103 (Rúp)
Vậy tổng số tiền đầu tư cho thiết bị phân phối
VTBPP = (3.63,2 + 6.21 + 3.25,5).103 = 392,1.103 (Rúp)
~
220kV
110kV
~
B3
F3
B4
F4
B1
~
F2
~
F1
B2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
19
Hay VTBPP = 15,68.109 (VNĐ)
Như vậy tổng vốn đầu tư là : V1 = 31,16.109 + 15,68.109 = 46,84.109 (VNĐ)
5. Tính chi phí vận hàng hàng năm.
Áp dụng các công thức (4-4), (4-5), (4-6) tính như sau:
Trong đó : 6
9
KH 10.56,3934100
10.84,46.4,8P == (VNĐ)
P∆A = 500. ∆A = 500.7031,88.103 = 3515,94.106 (VNĐ)
Vậy : P1 = 3934,56.106 + 3515,94.106 = 7450,5.106 (VNĐ)
II.Tính toán cho phương án 2:
1.Tính phân bố công suất cho các máy biến áp:
Bộ MF - MBA hai cuộn dây làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng suốt năm:
625,645,16.
4
175,68S.
4
1SS maxtdFdm3B =−=−= (MVA)
Đồ thị phụ tải các phía của máy biến áp tự ngẫu B1, B2:
- Phía cuộn cao: ( ) ( )625,64S
2
1SS.
2
1)t(S VHTbVHTCC −=−= (MVA) (2-4)
- Phía cuộn trung: [ ])t(S.
2
1)t(S TCT = (MVA) (2-5)
- Phía cuộn hạ: SCH(t) = SCC(t) + SCT(t) (MVA) (2-6)
Từ các công thức trên ta tính được sự phân bố công suất cho máy biến áp liên
lạc B1, B2 như sau:
Bảng 3-3
Loại MBA Cấp đ.áp S, MVA
Thời gian, h
0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20
2 cuộn dây T SBbộ 64,625 64,625 64,625 64,625 64,625 64,625
Tự ngẫu
C SCC 15,321 29,819 25,113 34,772 8,262 17,797
T SCT 38,637 48,296 48,296 68,637 38,637 17,797
H SCH 53,958 78,115 73,409 73,409 46,899 51,604
2. Tính tổn thất điện năng của máy biến áp.
a) Đối với máy biến áp ghép bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây
Công thức tính tổn thất điện năng như sau:
t
S
SPtPA
Bdm
B
NB ... 2
2
0 Δ+Δ=Δ (2-7)
trong đó : ΔP0, ΔPN- tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của MBA
SBđm- Công suất định mức của máy biến áp.
t- Thời gian vận hành của máy biến áp trong năm
20
Do máy biến áp B3, B4 vận hành với đồ thị phụ tải bằng phẳng suốt cả năm
và công suất truyền tải qua là SB = 64,625 MVA và t = 8760 h
Máy biến áp ghép bộ phía trung áp:
→ 32
2
3B 10.295,23858760.80
625,64.3108760.70A =+=Δ (kW)
Máy biến áp ghép bộ phía cao áp:
→ 32
2
4B 10.059,25308760.80
625,64.3208760.80A =+=Δ (kW)
b) Đối với máy biến áp tự ngẫu biến áp pha
∑ ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ Δ+Δ+Δ+Δ=Δ −−− i
Bdm
iH
HN
Bdm
iT
TN
Bdm
iC
CN tS
SP
S
SP
S
SPtPA .....365. 2
2
2
2
2
2
0 (2-8)
trong đó : SiC, SiT, SiH- công suất tải qua cuộn cao, cuộn trung và cuộn hạ áp
của máy biến áp tự ngẫu
ΔPN-C, ΔPN-T, ΔPN-H- tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp
cao, trung, hạ áp của máy biến áp tự ngẫu được tính theo các công thức sau:
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ Δ+Δ+Δ−=Δ
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ Δ+Δ−Δ=Δ
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ Δ−Δ+Δ=Δ
−−
−−
−−
−−
−−
−−
2
.
2
.
.
2
.
2
.
.
2
.
2
.
.
.5,0
.5,0
.5,0
αα
αα
αα
HTNHCN
TCNHN
HTNHCN
TCNTN
HTNHCN
TCNCN
PPPP
PPPP
PPPP
(2-9)
Cho ΔPN.C-T = 380 (kW) → ΔPN.T-H = ΔPN.C-H = 0,5.ΔPN.C-T = 190
(kW)
Từ đó ta tính được: ΔPN-C = ΔPN-T = 190 (kW)
ΔPN-H = 570 (kW)
⎢⎢⎣
⎡ +⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +++=Δ=Δ 8.
160
958,53.570
160
637,38.190
160
321,15.190.3658760.85AA
2
2
2
2
2
2
2B1B
+⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +++⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +++ 2.
160
409,73.570
160
296,48.190
160
113,25.1904.
160
115,78.570
160
296,48.190
160
819,29.190 2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
+⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +++⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +++ 2.
160
899,46.570
160
637,38.190
160
262,8.1904.
160
899,46.570
160
637,38.190
160
772,34.190 2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4.
160
604,51.570
160
807,33.190
160
797,17.190 2
2
2
2
2
2
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +++ =1558,733 (MWh)
Như vậy tổng tổn thất điện năng hàng năm trong các máy biến áp của phương
án 2 là : ΔA2 = ΔAB1 + ΔAB2 + ΔAB3 +ΔAB4
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
21
ΔA2 = 2385,295.103 +2530,059.103+ 2.1558,733.103 = 8032,82.103 (kWh)
3. Tính dòng điện cưỡng bức của mạch ở điện áp cao, trung, hạ.
a) Các mạch phía 220 kV
- Đường dây kép nối vào hệ thống:
352,0
230.3
168,134
U.3
S
I
dm
maxVHT)1(
cb === (kA)
- Bộ MFĐ - MBA B4:
189,0
220.3
75,68.05,1
U.3
S
.05,1I
dm
Fdm)10(
cb === (kA)
- Phía cao áp máy biến áp liên lạc B1, B2:
+ Lúc bình thường: SCCmax = 34,772 (MVA)
+ Lúc sự cố 1 bộ bên trung: SCCB1 = SCCB2 = -7,201 (MVA)
+ Lúc sự cố 1 MBA liên lạc: SCC =50,226 (MVA)
132,0
220.3
226,50
U.3
S
I
dm
maxCC)2(
cb === (kA)
Vậy Icb(2) = 0,132 (kA)
Vậy Icb(220) = 0,352 (kA)
22
b) Các mạch phía 110 khu vực
- Đường dây kép cấp cho phụ tải trung áp
155,0
110.3.88,0
30
U.3.cos
P
2
1I max)3(bt ==ϕ= (kA) → Icb = 0,31 (kA)
- Đường dây đơn cấp cho phụ tải trung áp (không có tình trạng cưỡng bức)
167,0
110.3.88,0
28
U.3.cos
P
I max)4(bt ==ϕ= (kA)
- Phía trung áp máy biến áp liên lạc B1, B2:
+ Lúc bình thường: SCTmax = 48,296 (MVA)
+ Sự cố 1 bộ bên trung: SCTmax = 48,296 (MVA)
+ Sự cố 1 MBA B1(B2): SCTmax =31,966 (MVA)
253,0
110.3
296,48
U.3
S
I
dm
maxCT)5(
cb === (kA)
Vậy dòng cưỡng bức: Icb(5) = 0,253 (kA)
- Bộ MFĐ - MBA B3:
379,0
110.3
75,68.05,1
U.3
S
.05,1I
dm
Fdm)6(
cb === (kA)
Vậy Icb(110) = 0,379 (kA)
c) Các mạch phía 10,5 kV
- Mạch máy phát: 292,2
5,10.3
75,68.05,1
U.3
S
.05,1I
dm
Fdm)9(
cb === (kA)
- Phía hạ áp máy biến áp liên lạc B1, B2:
+ Lúc bình thường: SCHmax = 41,065 (MVA)
+ Sự cố 1 bộ bên trung: SCHB1 = SCHB2 = 41,096 (MVA)
+ Sự cố 1 MBA liên lạc: SCH = 82,192 (MVA)
Vậy Icb(6) = 4,519 (kA)
- Dòng cưỡng bức qua kháng điện phân đoạn:
+ Lúc bình thường: không có dòng công suất chạy qua kháng điện
+ Sự cố 1 máy phát điện: SKmax = 36,971 (MVA)
+ Sự cố 1 MBA liên lạc: SKmax = 71,65 (MVA)
Vậy Icb(8) = 3,94 (kA)
Vậy Icb(10,5) = 4,195 (kA)
Bảng tổng kết dòng điện cưỡng bức các mạch của phương án 2:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
23
Bảng 3-
4
Cấp điện áp, kV 220 110 10,5
Dòng điện cưỡng bức,
kA 0,352 0,379 4,195
4. Tính toán kinh tế kỹ thuật
a. Chọn sơ bộ máy cắt và dao cách ly
Chọn máy cắt và dao cách ly theo điều kiện (4-7) giống như phương án I
b. Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối
Giống phương án I
c. Tính vốn đầu tư :
Làm tương tự phương án I ta được.
Vốn đầu tư cho máy biến áp gồm có 2 máy biến áp tự ngẫu và 2 máy biến áp
3 pha 2 dây quấn là:
VB = 2.1,4. 205.103 + 2.1,4.100.103 = 854.103 (Rúp)
Hay VB = 34,16.109 (VNĐ)
Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối gồm có :
Phía cao áp (220KV) có 4 mạch
Phía trung áp (110KV) có 5 mạch
Phía hạ áp (10,5KV) có 3 mạch
VTBPP = (4.63,2 + 5.21 + 3.25,5).103 = 434,3.103 (Rúp)
B1
220kV
110kV
~
F1
~
F2
B2
~
B3
F3
~
B4
F4
24
Hay VTBPP = 17,372.109 (VNĐ)
Như vậy tổng vốn đầu tư là : V2 = 34,16.109 + 17,372.109 = 51,532.109
(VNĐ)
5. Tính chi phí vận hành hàng năm : Tính tương tự phương án I ta có
6392 10.1,8345,82.108032.50010.532,51.100
4,8P =+= (VNĐ)
Kết luận: Từ các phần trên ta có bảng so sánh giữa 2 phương án về mặt kinh
tế như sau:
Bảng 3-
5
Phương án Vốn đầu tư (x106 VNĐ) Chi phí vận hành (x106 VNĐ)
I 46840 7450,5
II 51532 8345,1
Vậy phương án I là phương án tối ưu nên ta giữ lại phương án I để tính toán
ngắn mạch.
Chương 4
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
I. 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.
Ở cấp UC và UT do thang thiết bị lớn, dòng ngắn mạch nhỏ, thường chỉ chọn
một loại máy cắt nên ta chỉ tính một điểm ngắn mạch: N1, N2 trên thanh góp,
nguồn cung cấp là toàn bộ máy phát điện của nhà máy và hệ thống.
Ở cấp UF: tính các điểm ngắn mạch như sau:
Trong phạm vi đồ án môn học ta chỉ cần tính toán ngắn mạch ở điểm sự cố
nặng nề nhất N6 :
- Mạch máy phát điện tính 2 điểm ngắn mạch N5 và N5’
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
25
+ Khi tính N5 coi như F2 nghỉ (F2 không cung cấp dòng ngắn mạch)
nguồn cung cấp là hệ thống và tất cả các máy phát điện còn lại.
+ Khi tính N5’ chỉ kể thành phần do F2 cung cấp.
- Mạch tự dùng tính điểm ngắn mạch N6 với nguồn cung cấp là các máy phát
điện và hệ thống (Thực ra có thể lấy IN6 = IN5 + IN5’)
Trong phạm vi đồ án môn học ta chỉ cần tính toán ngắn mạch ở điểm sự cố
nặng nề nhất.
Sơ đồ chọn các điểm ngắn mạch tính toán như sau:
N1 N2
N3
N6 N4
N5
N5
'
II. LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ
N5'
N1
XB3
XF
F3
XB4
XF
F4
XF
F1
XF
F2
N5
N6
XC
XH
XC
XH
HT
XHT
XD
N2
26
Chọn hệ tương đối cơ bản: Scb = 100 MVA
Ucb = Utb = 230/115/10,5 kV
cb
cb
cb
U.3
S
I = ⇒ Icb1 = 0,251 kA
Icb2 = 0,5 kA
Icb3 = 5,5 kA
- Điện kháng của hệ thống điện: Nhiệm vụ thiết kế đã cho điện kháng tương
đối định mức thứ tự thuận của hệ thống là XHT1 = 1,2 và công suất định mức
của hệ thống SHTđm = 2100 MVA. Do đó điện kháng của hệ thống qui đổi về
lượng cơ bản là:
057,0
2100
100.2,1
S
S
.XX
mdHT
cb
HT1HT ===
- Điện kháng của máy phát điện: Các máy phát điện đã cho là loại TBΦ-55-2
cực ẩn và có điện kháng siêu quá độ dọc trục là Xd’’ = 0,123. Do đó điện
kháng qui đổi về lượng cơ bản là:
179,0
75
100.123,0
S
S
.XX
Fdm
cb''
dF ===
- Điện kháng của đường dây 220kV:
038,0
230
100.100.4,0.
2
1
U
S
.l.x.
2
1X 2
1
2
cb
cb
0D ===
- Điện kháng của máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây:
131,0
80
100.
100
5,10
S
S
100
%U
Bdm
cbN
3 ===BX
- Điện kháng của máy biến áp tự ngẫu.
UN-C% = 0,5.(UN.C-T + UN.C-H - UN.T-H) = 0,5.(11 + 32 - 20) = 11,5
UN-T% = 0,5.(UN.C-T + UN.T-H - UN.C-H) = 0,5.(11 + 20 - 32) = - 0,5 ≈ 0
UN-H% = 0,5.(UN.C-H + UN.T-H - UN.C-T) = 0,5.(32 + 20 - 11) = 20,5
Điện kháng qui đổi của máy biến áp tự ngẫu ba pha về lượng cơ bản:
072,0
160
100.
100
5,11
S
S
.
100
U
X
dm
cbCN
C === −
0
S
S
.
100
U
X
dm
cbTN
T == −
128,0
160
100.
100
5,20
S
S
.
100
U
X
dm
cbHN
H === −
- Điện kháng qui đổi của kháng điện phân đoạn ở thanh góp điện áp máy phát:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
27
H
X1
N1
X1
X1
F3
N1
HT
X1
X14
55,0
6,0
5,5.
100
6.
100
% ===
Kdm
cbK
K I
Ixx
III. TÍNH DÒNG NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM
1. Điểm ngắn mạch N1
Sơ đồ thay thế dùng để tính toán điểm nhắn mạch N1 như sau:
Do tính đối xứng của sơ đồ so với điểm ngắn mạch nên không có dòng qua
kháng nên ta có thể bỏ qua kháng điện trong sơ đồ thay thế.
Đặt các điện kháng như sau:
X1 = XHT + XD = 0,057 + 0,038 = 0,095
X2 = X3 = XC = 0,072
X4 = X5 = XT = 0
X6 = X7 = XH + XF = 0,179 +0,128 = 0,307
X8 = X9 = XB + XF = 0,131 + 0,179 = 0,31
Lợi dụng tính đối xứng của sơ đồ so với điểm ngắn mạch ta biến đổi:
X11 = (X2 // X3) ⇒ 036,02
072,0
2
X
X 211 ===
X10 = (X8 // X9) ⇒ 155,02
31,0
XX
X.X
X
98
98
10 ==+=
X12 = (X6 // X7) ⇒ 154,02
307,0
2
X
X 612 ===
X13 = (X10 // X12) ⇒ 077,0154,0155,0
154,0.155,0
XX
X.X
X
1210
1210
13 =+=+=
X14 = X13 + X11 = 0,077 + 0,036 = 0,113
X8
F3
HT
X1
N1
X3X2
X6
F1
X7
F2
X9
F4
28
Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch là:
995,1
100
2100.095,0
S
S
.XX
cb
HT
1ttHT ===
Tra đường cong tính toán ta được: K0 = 0,49 ; K∞ = 0,53
Dòng điện ngắn mạch được cung cấp từ phía hệ thống là:
58,2
230.3
2100.49,0
U.3
S
.K)0(I
1cb
HT
0
''
HT === (kA)
79,2
230.3
2100.53,0
U.3
S
.K)(I
1cb
HT
HT ===∞ ∞ (kA)
Điện kháng tính toán từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch là:
311,0
100
275.113,0
S
S
.XX
cb
NM
14ttNM ===
Tra đường cong tính toán ta được: K0 = 3,3 ; K∞ = 2,25
Dòng điện ngắn mạch được cung cấp từ phía nhà máy là:
277,2
230.3
275.3,3
U.3
S
.K)0(I
1cb
NM
0
''
NM === (kA)
553,1
230.3
275.25,2
U.3
S
.K)(I
1cb
NM
NM ===∞ ∞ (kA)
Như vậy trị số dòng điện ngắn mạch tổng tại điểm N1 là:
875,4277,2598,2)0(I)0(I)0(I "NM"HT" 1N =+=+= (kA)
343,4553,179,2)(I)(I)(I NMHT1N =+=∞+∞=∞ (kA)
Dòng điện xung kích: 65,9875,4.4,1.2I.K.2i " 1Nxk1Nxk === (kA)
2. Điểm ngắn mạch N2
Để tính toán điểm ngắn mạch tại N2 ta có thể lợi dụng kết quả tính toán, biến
đổi sơ đồ ở một số bước của điểm ngắn mạch N1
X3
X7
F2
X8
F3
N2
X9
F4
H
X1
X2
X6
F1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
29
X15
E1234
X13
HT
N2
HT
X1
X15 = X1 + X11 = 0,095 + 0,036 = 0,131
X13 = 0,077
Sơ đồ trở thành hình :
Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch N2 là :
XnHT = X15. 100
2100.131,0
S
S
cb
dmHT = = 2,751
Tra đường cong tính toán ta được: K0 = 0,36 ; K∞ = 0,38
Dòng điện ngắn mạch được cung cấp từ phía hệ thống là:
8,3
110.3
2100.36,0
U.3
S
.K)0(I
1cb
HT
0
''
HT === (kA)
19,4
110.3
2100.38,0
U.3
S
.K)(I
1cb
HT
HT ===∞ ∞ (kA)
Điện kháng tính toán từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch là:
212,0
100
275.077,0
S
S
.XX
cb
NM
13ttNM ===
Tra đường cong tính toán ta được: K0 = 4,9 ; K∞ = 2,5
Dòng điện ngắn mạch được cung cấp từ phía nhà máy là:
1,7
110.3
275.9,4
U.3
S
.K)0(I
1cb
NM
0
''
NM === (kA)
61,3
110.3
275.5,2
U.3
S
.K)(I
1cb
NM
NM ===∞ ∞ (kA)
Như vậy trị số dòng điện ngắn mạch tổng tại điểm N2 là:
9,101,78,3)0(I)0(I)0(I "NM"HT" 2N =+=+= (kA)
8,761,319,4)(I)(I)(I NMHT2N =+=∞+∞=∞ (kA)
Dòng điện xung kích: 58,219,10.4,1.2I.K.2i " 2Nxk1Nxk === (kA)
3. Điểm ngắn mạch N5
Từ sơ đồ hình 5-2 , ta có sơ đồ tính toán điểm ngắn mạch N5 như sau:
HT
N2
E34
X10
X12
E12
X1 X11
30
X11
H
N5X0
F34
X18
X21
X19
F1
X16
X15X15
X10
E34
HT
N5
X14
X17
F1
Lúc này chỉ có 3 máy phát làm việc nên tổng công suất phát là :
ΣSGđm = 3.Sđm = 3.68,75 = 206,25 (MVA)
Để tính dòng ngắn mạch tại điểm N5 ta sử dụng các giá trị điện kháng tương
đối đã tính ở phần trên và dùng các biến đổi nối tiếp và song song từ đó ta có
sơ đồ như hình sau:
Với :
X10 =0,155
X14 = 0,131
X15 = XH = 0,128
X16 = XK =
( )
22,0
3
5,5.
100
12
I
I
.
100
X
dm
cb0
0
K ==
X17 = XF = 0,179
Biến đổi Δ 15,15,16 thành 18,19,20
D = X16 + 2. X15 =0,22 +2.0,128 = 0,476
X18 = 476,0
128,0.128,0
D
X.X 1515 = = 0,034
X20 = 476,0
22,0.128,0
D
X.X 1615 = = 0,059
X23
HT
X19
F134
X24
N5
X25 X26
X19
N5
X23
HT
X21
F1
X22
F34
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
31
X19 = 476,0
22,0.128,0
D
X.X 1615 = = 0,059
X21 = X20 + X17 = 0,059 + 0,179 = 0,238
Biến đổi 14,10,18 thành Δ thiếu 23,22
X22 = 359,0031,0
034,0.155,0034,0155,0
X
X.X
XX
14
1810
1810 =++=++
X23 = 072,0155,0
034,0.031,0034,0031,0
X
X.X
XX
10
1814
1814 =++=++
Ghép song song nguồn E3,4, E1 và biến đổi sơ đồ sao X19, X23, X24 thành sơ đồ
tam giác thiếu X25, X26. Như vậy sơ đồ còn lại là:
X24 = 238,0359,0
238,0.359,0
XX
X.X
2122
2122
+=+ = 0,143
X25 = 16,0143,0
072,0.059,0072,0059,0
X
X.X
XX
24
2319
2319 =++=++
X26 = 319,0072,0
143,0.059,0143,0059,0
X
X.X
XX
23
2419
2419 =++=++
Ta được sơ đồ như hình vẽ sau:
Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch N3 là :
XnHT = X25. 100
2100.16,0
S
S
cb
HTdm = = 3,36
Vì XnHT > 3 nên áp dụng công thức tính :
298,0
36,3
1
X
1II
nHT
*
"
* ==== ∞
Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được:
I” = I∞ ===
5,10.3
2100.298,0
U.3
S
.I
3cb
HTdm"
* 34,41 (KA)
Điện kháng tính toán từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch N5 là :
XttNM = X26. 100
75,68.3.319,0
S
S.3
cb
Fdm = = 0,66
Tra đường cong tính toán ta được :
"*I = 1,53 ; ∞*I = 1,55
Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được :
I” = ==
5,10.3
75,68.3.53,1
U.3
S.3
.I
3cb
Fdm"
* 17,35 (KA)
X25
E134
X26
HT
N5
32
I∞ = ==∞
5,10.3
75,68.3.55,1
U.3
S.3
.I
3cb
Gdm
* 17,58 (KA)
Như vậy trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N5 là:
Dòng ngắn mạch siêu quá độ: " 5NI = 34,41 + 17,35 = 51,76 (KA)
Dòng ngắn mạch duy trì: IN5 = 34,41 + 17,58 = 51,99 (KA)
Dòng điện xung kích: ixkN5 = 2 .Kxk. " 5NI = 2 .1,4.51,76 = 102,48 (KA)
6. Điểm ngắn mạch N5’
Điểm ngắn mạch N5’ chính là ngắn mạch đầu cực máy phát điện F2 nên nguồn
cung cấp chỉ gồm có một máy phát F2 và có sơ đồ thay thế như sau
Điện kháng tính toán: Xtt = XF . 100
75,68 = 0,123
Tra đường cong tính toán ta được :
"*I = 7,9 ; ∞*I = 2,9
Đổi ra hệ đơn vị có tên ta có :
Dòng ngắn mạch siêu quá độ:
"
N'3
I = 86,29
5,10.3
75,68.9,7
U3
S
I
3cb
Fdm"
* == KA
Dòng ngắn mạch duy trì:
∞
'
3N
I = 96,10
5,10.3
75,68.9,2
U3
S
.I
3cb
Fdm
* ==∞ KA
Dòng điện xung kích :
ixkN3’ = 2 .Kxk. "N'3I = 2 .1,9.29,86 = 80,23 KA
(Ngắn mạch đầu cực lấy kxk =1,9)
7. Điểm ngắn mạch N6
Từ sơ đồ thay thế hình 5-2 ta thấy :
IN6 = IN5 + IN5' từ đó ta có :
Dòng ngắn mạch siêu quá độ :
I"N6 = I"N5 + I"N5' = 51,76 + 29,86 = 78,62 KA
Dòng ngắn mạch duy trì :
I∞N6 = I∞N5 + I∞N5' = 51,99 + 10,96 = 62,95 KA
Dòng điện xung kích :
ixkN6 = ixkN5 + ixkN5’ =102,48 + 80,23 = 182,71 KA
Kết quả tính toán ngắn mạch :
Bảng 4
XF
F2
N5
"
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
33
Cấp điện áp, kV Điểm ngắn mạch I’’, kA I∞, kA Ixk, kA
220 N1 4,875 4,343 9,65
110 N2 10,9 7,8 21,58
10,5
N5 51,76 51,99 102,48
N5’ 29,86 10,96 80,23
N6 78,62 62,95 182,71
Chương 5
LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN
Ở mỗi cấp điện áp ta tiến hành chọn cho một mạch bao gồm: máy cắt, dao
cách ly, thanh dây dẫn mềm, thanh góp mềm ở điện áp từ 110 kV trở lên và
thanh dẫn cứng, kháng điện ở điện áp 10 kV, máy biến dòng, máy biến điện
áp và chống sét van trên thanh góp, trung tính máy biến áp.
I. CHỌN MÁY CẮT ĐIỆN VÀ CHỌN DAO CÁCH LY:
1.Chọn máy cắt điện:
Máy cắt điện được chọn theo các điều kiện sau:
- Loại máy cắt điện: Chọn loại máy cắt bằng khí SF6
- Điện áp định mức: UđmMC ≥ Uđm
- Dòng điện định mức: IđmMC ≥ Icb
34
- Điều kiện ổn định nhiệt: Inh2.tnh ≥ BN (Không cần kiểm tra ổn định
nhiệt với máy cắt điện có dòng điện định mức lớn hơn 1000A)
- Điều kiện ổn định động: ilđđ ≥ ixk
- Điều kiện cắt: Icắt MC ≥ I’’
Từ các điều kiện trên ta chọn máy cắt điện như sau:
Bảng 5-1
Điểm
ngắn
mạch
Tên
mạch
điện
Thông số tính toán Loại
máy
cắt
điện
Thông số định mức
Uđm,
kV
Icb,
kA
I’’,
kA ixk, kA
UđmM
C kV
IđmMC
A
Icắt,
kA
ilđđ,
kA
N1 Cao 220 0,352 4,875 9,65 3AQ1 245 4000 40 100
N2 Trung 110 0,379 10,9 21,58 3AQ1 123 4000 40 100
N6 Hạ 10 4,195 78,62 182,71 8FG10 12 12500 80 225
2. Chọn dao cách ly :
Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau:
- Loại dao cách ly
- Điện áp định mức: UđmCL ≥ Uđm
- Dòng điện định mức: IđmCL ≥ Icb
- Điều kiện ổn định nhiệt: Inh2.tnh ≥ BN (Không cần kiểm tra ổn định
nhiệt với dao cách ly có dòng điện định mức lớn hơn 1000A)
- Điều kiện ổn định động: ilđđ ≥ ixk
Từ các điều kiện trên ta chọn dao cách ly như sau:
Bảng 5-2
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
UđmC
L kV
IđmCL
A
ilđđ,
kA
Inh/tnh
kA/s
N1 Cao 220 0,352 4,875 9,65
SGC
245/1250 245 1250 80 125
N2 Trung 110 0,379 10,9 21,58
SGC
145/1250 145 1250 80 125
N6 Hạ 10 4,195 78,62 182,71
PBK
10/5000 10 5000 200 70/10
II. CHỌN THANH DẪN CỨNG VÀ SỨ ĐỠ ĐẦU CỰC MÁY PHÁT
Thanh dẫn cứng dùng để nối từ máy phát tới cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu
và máy biến áp ba pha hai cuộn dây. Tiết diện của thanh dẫn được chọn theo
điều kiện phát nóng lâu dài. Để tận dụng diện tích mặt bằng ta chọn thanh dẫn
đồng nhằm giảm kích thước và khoảng cách giữa các pha
1. Chọn tiết diện thanh dẫn cứng
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
35
Điều kiện chọn:
Icphc ≥ Icb ; Icphc = Icp.Khc
Giả thiết nhiệt độ lâu dài cho phép của thanh dẫn bằng đồng là θcp = 70oC,
nhiệt độ môi trường xung quanh là θ0 = 35oC và nhiệt độ tính toán định mức
là θđm = 250C. Từ đó ta có hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ là:
88,0
2570
3570K
dmcp
ocp
hc =−
−=θ−θ
θ−θ=
Tiết diện của thanh dẫn cứng được chọn theo dòng điện lâu dài cho phép:
77,4
88,0
195,4
K
I
I
hc
hc
cp
cp ==≥ (kA)
Như vậy ta chọn thanh dẫn cứng bằng đồng, có tiết diện hình máng, quét sơn
và có các thông số như sau:
Bảng 5-
3
Kích thước (mm) Tiết diện
1 cực,
mm2
Mômen trở kháng,
cm3 Mômen quán tính, cm
4 Icp cả 2
thanh
A H b c r 1 thanh 2 thanh 1 thanh 2 thanh Wxx Wyy Wyoyo Jxx Jyy Jyoyo
125 55 6,5 10 1370 50 9,5 100 290,3 36,7 625 5500
2. Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch
Thanh dẫn đã chọn có dòng điện cho phép Icp > 1000 A nên không cần kiểm
tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
3. Kiểm tra ổn định động
Ở điện áp 10,5 kV lấy khoảng cách giữa các pha là a = 50 cm, khoảng cách
giữa hai sứ đỡ là l = 180 cm.
h
y yy0
xx
b
h
c
y yy0
36
a) Tính ứng suất giữa các pha
Lực tính toán tác dụng lên thanh dẫn pha giữa trên chiều dài khoảng vượt là:
14,211510.71,182.
50
180.10.76,1k.i.
a
l.10.76,1F 628hd
2
xk
8
1 === −− (KG)
Mô men uốn tác dụng lên chiều dài nhịp:
58,38072
10
180.14,2115
10
l.F
M 11 === KG.cm
Và ứng suất do lực động điện giữa các pha là:
7,380
100
58,38072
W
M
00yy
1
1 ===σ KG/cm2
với Wyoyo = 100 cm3 là mô men chống uốn của tiết diện ngang thanh dẫn.
b) Xác định khoảng cách giữa các miếng đệm
- Khi không xét đến dao động:
Lực tác dụng lên 1 cm chiều dài thanh dẫn do dòng ngắn mạch trong cùng pha
gây ra: 62,1371,182.
5,12
1.10.51,0i.
h
l.10.51,0f 222xk
2
2 === −− KG/cm
Ứng suất do dòng điện trong cùng pha gây ra:
yy
2
22
yy
2
2 12.W
l.f
W
M ==σ KG/cm2
Điều kiện ổn định động của thanh dẫn khi không xét đến dao động là :
σcpCu ≥ σ1 + σ2 hay σ2 ≤ σcpCu - σ1
→
2
1Cucpyy
2 f
).(12.W
l
σ−σ≤
Với thanh dẫn đồng σcpCu = 1400 KG/cm2. Vậy khoảng cách lớn nhất giữa các
miếng đệm mà thanh dẫn đảm bảo ổn định động là :
37,92
13,62
380,7)- 1400.(12.9,5l max2 == (cm)
l2max < l = 180 cm → số miếng đệm phải dùng : 95,137,92
180
l
l
n
max2
1 === → n = 2
- Khi xét đến dao động:
Tần số riêng của dao động thanh dẫn dược xác định theo công thức sau :
γ= S.
10.E.J
.
l
3,56f
6
yoyo
2r
Trong đó E: Mô đun đàn hồi của vật liệu ECu = 1,1.106 KG/cm2
Jyoyo: Mô men quán tính Jyoyo = 625 cm4
S: Tiết diện thanh dẫn S = 2.13,7 = 27,4 cm2
γ: Khối lượng riêng của vật liệu γCu = 8,93 g/cm3
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
37
Suy ra: 18,184
27,4.8,93
10..6251,1.10.
180
3,56f
66
2r == (Hz)
Với tấn số tính được nằm ngoài khoảng cộng hưởng (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.
4. Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng
Sứ đỡ thanh dẫn cứng được chọn theo điều kiện sau:
- Loại sứ: Sứ đặt trong nhà.
- Điện áp: USđm ≥ Uđm = 10kV
- Điều kiện ổn định động.
Ta chọn sứ OΦP-10- 6000Y3 có: Uđm = 10kV ; Fcp = 6000 KG; HS = 300mm
a) Kiểm tra ổn định động:
Sứ được chọn cần thoả mãn điều kiện : F’tt ≤ 0,6.Fph
Trong đó: Fph- Lực phá hoại cho phép của sứ.
F’tt- Lực động điện đặt trên đầu sứ khi có ngắn mạch.
F’tt = F1 H
H '
Với: F1 - Lực động điện tác động lên thanh dẫn khi có ngắn mạch
H - Chiều cao của sứ
H’ - Chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện thanh dẫn
Thanh dẫn đã chọn có chiều cao h = 125mm.
Do đó: H’ = H + 0,5.h = 300 + 0,5.125 = 362,5 (mm)
Lực phá hoại tính toán của sứ :
66,4259
300.6,0
5,362.14,2115
H.6,0
'H.FF 1tt === KG < 6000 KG
Lực này nhỏ hơn lực phá hoại cho phép của sứ. Vậy sứ đã chọn hoàn toàn
thoả mãn :
III. CHỌN DÂY DẪN VÀ THANH GÓP MỀM PHÍA ĐIỆN ÁP CAO VÀ
TRUNG ÁP
H’ = (300 + 62,5)mm
Thanh dẫn
Sứ
F1
Ftt
H=300mm
38
Thanh dẫn mềm được dùng để nối từ đầu cực phía cao, phía trung của máy
biến áp tự ngẫu và cuộn cao của máy biến áp hai cuộn dây lên các thanh góp
220kV và 110kV. Tiết diện của thanh góp và thanh dẫn mềm được chọn theo
điều kiện nhiệt độ lâu dài cho phép. Khi đó dòng điện cho phép đã hiệu chỉnh
theo nhiệt độ là:
hc
lvcbhc
cp K
II ≥
Trong đó: Ihccp: là dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn đã được
hiệu chỉnh theo nhiệt độ tại nơi lắp đặt.
Ilvcb : dòng điện làm việc cưỡng bức.
Khc: Hệ số hiệu chỉnh, Khc = 0,88
Các dây dẫn mềm này treo ngoài trời, có độ ổn định nhiệt tương đối lớn nên
ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
1. Chọn tiết diện dây dẫn và thanh góp mềm
Từ kết quả tính toán dòng điện làm việc cưỡng bức ở chương II tính được
dòng cho phép (đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ) của các cấp điện áp.
a) Mạch điện áp 220kV
Dòng làm việc cưỡng bức của dây dẫn trong mạch này là: Ilvcb = 0,352 (kA)
Ta phải chọn dây dẫn có :
4,0
88,0
352,0
K
I
I
hc
lvcb
cp ==≥ (kA)
Tra tài liệu chọn dây nhôm lõi thép AC- 150 có các thông số
Icp = 445 A D = 17,5mm
b) Mạch điện áp 110 kV:
Dòng điện làm việc cưỡng bức của mạch: Ilvcb = 0,379kA
Ta phải chọn dây dẫn có :
431,0
88,0
379,0
K
I
I
hc
lvcb
cp ==≥ (kA)
Như vậy chọn dây AC-150 với các thông số
Icp = 445 A D = 17,5 mm
2. Kiểm tra điều kiện vầng quang
Kiểm tra điều kiện vầng quang theo công thức :
Uvq ≥ Uđm với r
a84.m.r.lg = U vq (kV)
Trong đó: Uvq là điện áp tới hạn để phát sinh vầng quang
m là hệ số có xét đến độ xù xì của bề mặt dây dẫn, lấy m = 0,87
a là khoảng cách giữa các pha của dây dẫn, lấy a = 500 cm (với
cấp 220 kV) và a = 400 cm (với cấp 110 kV)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
39
r là bán kính ngoài của dây dẫn.
a) Điện áp 220 kV
1,314
1,75
50075.lg84.0,87.1, = U vq = kV > Uđm = 220kV
Vậy dây dẫn dã chọn thoả mãn diều kiện vầng quang.
a) Điện áp 110 kV
257,8
1,75
40075.lg84.0,87.1, = U vq = kV > Uđm = 110 kV
Như vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện vầng quang.
3. Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch
Tiết diện nhỏ nhất để dây dẫn ổn định nhiệt là:
C
B
S N=min
trong đó BN- xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch (A2.s)
C- hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ dây dẫn, với dây dẫn AC có
2
.70
mm
SAC =
Để tính xung lượng nhiệt ta có: BN = BNCK + BNKCK
Giả thiết thời gian tồn tại ngắn mạch là 1 sec. Khi đó có thể tính gần đúng
xung lượng nhiệt của thành phần dòng điện ngắn mạch không chu kì như sau:
BNKCK1 = IN1’’2.Ta = (4,875.103)2.0,05 = 1,188.106 (A2.s)
BNKCK2 = IN2’’2.Ta = (10,9.103)2.0,05 = 5,94.106 (A2.s)
Thành phần xung lượng nhiệt của thành phần dòng điện ngắn mạch chu kì
được xác định theo phương pháp thời gian tương đương:
BNCK = I∞2.ttđ
Trong đó I∞- dòng điện ngắn mạch ổn định
ttđ- thời gian tương đương thành phần chu kì của dong ngắn mạch được
xác định bằng quan hệ sau ⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ ==
∞
t
I
Ifttd ,
''
''β
với t: thời gian tồn tại ngắn mạch, t = 1 sec
Tra đường cong tính toán ta được:
β’’(N1) = 1,12 → ttđ1 = 0,7 → BNCK(N1) = 13,2.106 (A2.s)
β’’(N2) = 1,4 → ttđ2 = 1 → BNCK(N2) = 60,84.106 (A2.s)
Vậy BN(N1) = (1,188 + 13,2).106 = 14,388.106 (A2.s)
BN(N2) = (5,94 + 60,84).106 = 66,78.106 (A2.s)
Tiết diện nhỏ nhất đảm bảo ổn định nhiệt ở các cấp cao và trung áp là:
2,54
70
10.388,14
S
6
min1 == (mm2)
40
7,116
70
10.78,66
S
6
min2 == (mm2)
Vậy các dây dẫn và thanh dẫn mềm đã chọn đều đảm bảo ổn định nhiệt.
IV. CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP ĐO LƯỜNG VÀ MÁY BIẾN DÒNG
Việc chọn máy biến điện áp và máy biến dòng điện phụ thuộc vào tải của nó.
Điện áp định mức của chúng phải phù hợp với điện áp định mức của mạng.
1. Cấp điện áp 220 kV
a) Máy biến điện áp
Để kiểm tra cách điện và cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle, đo lường
ta đặt các máy biến điện áp trên thanh góp 220 kV. Thường chọn 3 máy biến
điện áp một pha kiểu HKΦ-220-58 nối dây theo sơ đồ Yo/Yo/Δ các thông số:
Điện áp định mức: Uđm = 220/ 3 kV - 100/ 3 V - 100 V
Cấp chính xác: 0,5
Công suất định mức: SBUđm = 400 VA
b) Máy biến dòng điện
Các máy biến dòng điện được đi kèm với các mạch máy cắt có nhiệm vụ cung
cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle và đo lường. Với mục đích đó chọn máy
biến dòng điện kiểu TΦH - 220-3T có các thông số sau:
Dòng điện định mức: Iđm = 1200 A / 1 A
Cấp chính xác: 0,5 ứng với phụ tải định mức: 50 Ω
Máy biến dòng đã chọn có dòng điện sơ cấp định mức lớn hơn 1000A nên
không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt.
Điều kiện ổn định động: ilđđ =108 kA > ixk = 9,65 kA
2. Cấp điện áp 110 kV
a) Máy biến điện áp
Để kiểm tra cách điện và cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle, đo lường
ta đặt các máy biến điện áp trên thanh góp 110 kV. Thường chọn 3 máy biến
điện áp một pha kiểu HKΦ-110-57 nối dây theo sơ đồ Yo/Yo/Δ các thông số:
Điện áp định mức: Uđm = 110/ 3 kV - 100/ 3 V - 100 V
Cấp chính xác: 0,5
Công suất định mức: SBUđm = 400 VA
b) Máy biến dòng điện
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
41
Các máy biến dòng điện được đi kèm với các mạch máy cắt có nhiệm vụ cung
cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle và đo lường. Với mục đích đó chọn máy
biến dòng điện kiểu TΦH - 110M có các thông số sau:
Dòng điện định mức: Iđm = 1500 A / 5 A
Cấp chính xác: 0,5 ứng với phụ tải định mức: 0,8 Ω
Máy biến dòng đã chọn có dòng điện sơ cấp định mức lớn hơn 1000A nên
không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt.
Bội số ổn định động Kđ = 75
Điều kiện ổn định động: 1,1595,1.75.2..2 ==scdmd IK kA > ixk = 21,58 kA
3. Cấp điện áp máy phát
Mạch máy phát điện các biến điện áp và biến dòng điện nhằm cung cấp cho
các dụng cụ đo lường. Theo quy định bắt buộc mạch máy phát phải có các
phần tử đo lường sau: ampe kế, vôn kế, tần số kế, cosϕ kế, oát kế tác dụng,
oát kế phản kháng, oát kế tác dụng tự ghi, công tơ tác dụng, công tơ phản
kháng. Các dụng cụ đo được mắc như sau
a) Máy biến điện áp
Máy biến điện áp được chọn phải thoả mãn điều kiện sau :
Sdc ≤ STUđm với Sdc = ∑ ∑+ 2dc2dc )Q()P(
Vì phụ tải của biến điện áp là các dụng cụ đo lường nên dùng hai biến điện áp
một pha nối dây kiểu V/V và được nối vào đầu cực để lấy các điện áp dây AB
và BC.
Các dụng cụ đo lường sử dụng qua máy biến điện áp được ghi ở bảng sau
Bảng 15
Thứ
tự Tên đồng hồ Ký hiệu
Phụ tải ab Phụ tải bc
P(W) Q(Var) P(W) Q(Var)
A W VAR
W W.h VARh
V f
2.HOM-15
F
a
A A
b
c
42
1 Vôn kế B-2 7,2
2 Tần số kế 344 6,5
3 Oát kế tác dụng 341 1,8 1,8
4 Oát kế phản kháng 342/1 1,8 1,8
5 Oát kế tự ghi 33 8,3 8,3
6 Công tơ tác dụng T 0,66 1,62 0,66 1,62
7 Công tơ phản kháng TP 0,66 1,62 0,66 1,62
Tổng cộng 20,40 3,24 19,72 3,24
Phụ tải của biến điện áp ab:
7,2024,34,20 22 =+=abS (VA)
98,0
7,20
4,20cos ===
ab
ab
ab S
Pϕ
Phụ tải biến điện áp bc:
9,1924,372,19 22 =+=bcS (VA)
99,0
9,19
72,19cos ===
bc
bc
bc S
Pϕ
Vì phụ tải của máy biến điện áp là dụng cụ đo lường nên ta chọn máy biến
điện áp kiểu một pha HOM-10 có các thông số sau :
Điện áp sơ: 10500 V
Điện áp cuộn thứ 1: 100 V
Điện áp cuộn thứ 2: 100 V
Cấp chính xác : 0,5
Phụ tải định mức: Sđm = 75 VA
Chọn dây dẫn nối từ biến điện áp đến dụng cụ đo
Giả sử độ dài từ máy biến điện áp đến các đồng hồ đo lường là l = 60 m
Dòng điện trong các pha a, b, c :
207,0
100
7,20 ===
ab
ab
a U
SI (A)
199,0
100
9,19 ===
bc
bc
c U
SI (A)
Để đơn giản trong tính toán coi Ia = Ic = 0,2 A và coi cosϕab = cosϕbc = 1
Khi đó 34,0.3 == ab II (A)
Trị số điện áp giáng trên dây dẫn pha a và b:
( )
F
lIIU Cuba
.
.
ρ+=Δ lấy ρCu = 0,0175 Ω
Vì mạch điện có công tơ nên ΔU ≤ 0,5 %. Vậy tiết diện dây dẫn là:
134,160.0175,0.
5,0
34,02,0l..
U
II
F Cu
ba
dd =+=ρΔ
+≥ (mm2)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
43
Để đảm bảo độ bền cơ ta chọn dây dẫn đồng có bọc cách điện có tiết diện là:
Fdd = 1,5 mm2
b) Máy biến dòng điện
Các biến dòng được đặt trên cả ba pha và được nối theo sơ đồ sao. Vì các
công tơ có cấp chính xác 0,5 nên các máy biến dòng được chọn phải có cùng
cấp chính xác. Ngoài ra còn phải đảm bảo các điều kiện sau:
Điện áp định mức: UBIđm ≥ UFđm =10,5 kV
Dòng điện định mức sơ: IBIđm ≥ Ilvcb = 4,195 kA
Vậy chọn máy biến dòng điện kiểu TЩA-20-1 có các thông số kĩ thuật như
sau: Uđm = 20 kV , Isđm = 6000 A , Itđm = 5 A , phụ tải định mức Zđm = 1,2 Ω
, cấp chính xác 0,5.
Bảng dụng cụ đo lường nối vào BI được ghi trong bảng sau:
Bảng 16
Thứ
Tự Tên dụng cụ Kí hiệu
Phụ tải (VA)
A B C
1 AM PE KẾ Э-302 1 1 1
2 Oát kế tác dụng Д-341 5 0 5
3 Oát kế tự ghi Д-33 10 0 10
4 Oát kế phản kháng Д-342/1 5 0 5
5 Công tơ tác dụng Д-670 2,5 0 2,5
6 Công tơ phản kháng ИT-672 2,5 5 2,5
Tổng cộng 26 6 26
Pha a và c của biến dòng mang tải nhiều nhất Smax = 26 VA
Tổng trở dụng cụ đo mắc vào các pha này là:
04,1
5
26
22
max ===Σ
tdm
dc I
SZ (Ω)
Để thoả mãn cấp chính xác 0,5 của máy biến dòng điện ta cần chọn dây dẫn
đến các dụng cụ đo lường có đủ độ lớn cần thiết. Giả sử khoảng cách từ máy
biến dòng điện đến các dụng cụ đo lường là L = 50 m.
Chọn dây dẫn bằng đồng có tiết diện thoả mãn:
47,5
04,12,1
0175,0.50. =−=−≥ ∑ dcdm
Cu
dd ZZ
LF ρ (mm2)
Theo điều kiện về độ bền cơ ta chọn dây dẫn đồng có bọc cách điện có tiết
diện F = 6 mm2.
Kiểm tra ổn định động máy biến dòng điện:
Máy biến dòng kiểu TЩA-20-1 có sơ cấp là thanh dẫn của thiết bị phân phối
nên ổn định động của nó quyết định bởi ổn định động của thanh dẫn mạch
máy phát. Do vậy không cần kiểm tra ổn định động của máy biến dòng điện
này.
Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:
44
Vì dòng định mức sơ cấp của máy biến dòng điện lớn hơn 1000A nên không
cần kiểm tra ổn định nhiệt.
Vậy máy biến dòng điện đã chọn hoàn toàn thoả mãn yêu cầu.
V. CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN, CÁP, MÁY CẮT HỢP BỘ VÀ
KHÁNG ĐIỆN CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG
1. Chọn kháng điện phân đoạn cho thanh góp điện áp máy phát
Kháng điện phân đoạn được chọn theo điều kiện sau:
- Điện áp định mức: UKđm = 10,5 kV
- Dòng định mức qua kháng: IKđm ≥ Icb = 4,195
Vậy ta chọn kháng điện phân đoạn loại PbA - 10 - 4000 - 12 có
IKđm = 4000 A và xK% = 12%
2. Chọn tiết diện của cáp đường dây phụ tải địa phương
a) Chọn tiết diện cho cáp theo điều kiện kinh tế
Theo nhiệm vụ thiết kế, phụ tải địa phương có Pmax = 40 MW với cosϕtb =
0,85 và được cung cấp bằng 10 đường dây cáp kép.
Dòng điện làm việc bình thường qua cáp kép là:
38,129
5,10.3.85,0.2
10.4
.3.cos.2
3
===
U
PIbt ϕ (A)
Icb = 2.Ibt = 2.129,38 = 258,76 A
Từ đồ thị phụ tải địa phương tính ở bảng 2, ta tính thời gian sử dụng công suất
cực đại như sau:
97,7299365.
059,47
4.647,378.059,474.647,378.941,32365.
S
t.S
T
maxdp
idpi
max =+++== ∑ (h)
Do đó đối với cáp điện lực cách điện bằng giấy tẩm dầu, lõi nhôm thì ta lấy
mật độ dòng điện kinh tế Jkt = 1,2 A/mm2.
Tiết diện cáp được chọn theo mật độ Jkt của đường dây kép là:
82,107
2,1
38,129 ===
kt
bt
kt J
IS (mm2)
Tra bảng ta chọn cáp ba pha có lõi bằng nhôm cách điện bằng giấy tẩm dầu
nhựa thông và chất dẻo không cháy, đặt trong đất có tiết diện 120 mm2 cho
đường dây kép và có Icp = 240 A.
b) Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài của cáp
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi làm việc bình thường :
I’cp = K1.K2.Icp ≥ Ibt
trong đó: K1-Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp.
K2-Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
45
Đặt cáp trong đất có nhiệt độ 15oC, nhiệt độ phát nóng của ruột cáp 10,5 kV
cho phép là 60oC, nhiệt độ tiêu chuẩn là 25oC, khoảng cách giữa 2 cáp đặt
song song là 100 mm. Do đó:
K1 = 88,01560
2560
odmcp
ocp =−
−=θ−θ
θ−θ
- Đối với cáp kép K2 = 0,9
I’cp = K1.K2.Icp = 0,88.0,9.240 = 190,08 A > Ibt = 129,38 A
Vậy cáp đã chọn thoả mãn khi làm việc bình thường.
c) Kiểm tra điều kiện phát nóng khi làm việc cưỡng bức
I’’cp = Kqt.K1.K2.Icp ≥ Icb
Giả thiết đường dây cáp kép được cho phép quá tải 30% trong thời gian
không quá 5 ngày đêm và dòng điện bình thường qua cáp không quá 80%
dòng điện cho phép đã hiệu chỉnh nên hệ số quá tải Kqt = 1,3. Khi đó:
I’’cp = Kqt.I’cp = 1,3.190,08 = 247,1 A < Icb = 258,76 A
Như vậy ta phải chọn cáp có tiết diện lớn hơn: Chọn cáp tiết diện 150 mm2 có
dòng điện cho phép là Icp = 275 A.
Ta có: I’’cp = Kqt.I’cp=1,3.0,88.0,9.275 = 283,14 A > Icb = 258,76 A.
Vậy chọn cáp có tiết diện 150 mm2
3. Chọn kháng điện phụ tải địa phương và máy cắt hợp bộ
Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương:
F1 N6 F2
3 đường dây 3 đường dây 3 đường dây 3 đường dây
2,5km x 2MW 3km x 4MW N7 3km x 4MW 2,5km x 2MW
Icắtđm = 20 kA
tc = 0,7 sec
N8
46
S2 = 70 mm2
a) Chọn kháng điện phụ tải địa phương
Kháng điện được chọn theo các điều kiện như sau:
- Điện áp định mức: UKđm = 10,5 kV
- Dòng điện định mức: IKđm ≥ Icb
Dòng điện cưỡng bức được xác định khi 1 trong 2 kháng điện ngừng làm việc
59,2
5,10.3
059,47
U.3
S
I maxUfcb === (kA)
Vậy chọn kháng điện đơn dây nhôm PbA - 10 - 3000.
- Xác định xK% của kháng điện
XK% được chọn theo hai điều kiện sau:
+ xK% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch tại N7 để chọn MC1 và đảm bảo ổn
định nhiệt cho cáp 1, tức là:
IN7 ≤ {Icắt1đm, InhF1}
+ xK% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch tại N8 để chọn MC2 và đảm bảo ổn
định nhiệt cho cáp 2, tức là:
IN8 ≤ {Icắt2đm, InhF2}
Trong đó dòng điện ổn định nhiệt được xác định theo công thức sau:
cat
nh t
CFI .= với tcắt = 0,5 sec
F: tiết diện cáp, trong nhiệm vụ thiết kế F2 = 70 mm2
CAl = 90 A2.s
Vậy 4,8
5,0
90.70I 2nhF == (kA)
Icắt2đm = 18 (kA)
Khi lập sơ đồ thay thế cho tính toán ngắn mạch đã chọn Scb = 100 MVA và
ngắn mạch tại N6 có IN6’’ = 81,62 (kA) nên ta tính được
067,0
62,81.5,10.3
100
I.U.3
S
x
''
6Ncb
cb
HT ===
435,0
5,10
100.5.08,0
U
S
.l.xx 22
tb
cb
01C ===
Dòng điện ổn định nhiệt của cáp 1 sẽ là:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
47
093,15
8,0
90.95I 1nhF == (kA)
với t1 = t2 + Δt = 0,5 + 0,3 = 0,8 (sec)
65,0
4,8.5,10.3
100
I
S
x
minnh
cb ===Σ
xK = xΣ - xHT - xC1 = 0,65 - 0,067 - 0,435 = 0,148
%07,11100.
5,5
3.148,0
I
I
.x%x
cb
dm
KK ===
Vậy ta chọn kháng đơn PbA - 10 - 3000 - 12 có xK% = 12%
.Kiểm tra kháng khi có ngắn mạch tại N7
22,0
3
5,5.12,0
I
I
.x x
dm
cb
0
0
KK ===
24,14
22,0067,0
5,5
xx
I
I
KHT
cb"
7N =+=+= (kA)
Thoả mãn điều kiện: IN7" < Icđm1 = 18 kA
IN7" < Inhc1 = 15,093 kA
.Kiểm tra kháng khi có ngắn mạch tại N8
62,7
435,022,0067,0
5,5
xxx
I
I
1cKHT
cb"
8N =++=++= (kA)
Thoả mãn điều kiện: IN7" < Icđm2 = 18 kA
IN7" < Inhc2 = 8,4 kA
b) Chọn máy cắt hợp bộ của phụ tải địa phương
Để chọn máy cắt hợp bộ của phụ tải địa phương ta tính dòng điện ngắn mạch
tại điểm ngắn mạch N7:
Chọn máy cắt có các thông số như sau:
Bảng 17
Cấp
điện áp
(kV)
Đại lượng tính toán Loại máy cắt Đại lượng định mức
Icb
(kA)
I”
(kA)
ixk
(kA)
MГГ- 10 -
3200/45T3
U
(kV)
Iđm
(kA)
Icắt
(kA)
Ilđđ
(kA)
10,5 2,59 14,24 36,249 10 3.2 45 45
VI. CHỌN CHỐNG SÉT VAN
Chống sét van được dùng để giảm quá điện áp tới mức điện áp dư của nó mà
cách điện của thiết bị có thể chịu đựng được. Ta chọn chống sét van cho các
thanh góp và các mạch phía 220 kV, 110 kV cũng như trung tính máy biến áp.
48
Chọn các loại chống sét van sau: FP - 220, FP - 110.
Chương 6
CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN TỰ DÙNG
I. SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TỰ DÙNG
Để sản xuất điện năng, các nhà máy điện tiêu thụ một phần điện năng để các
cơ cấu tự dùng đảm bảo cho máy phát điện có thể làm việc được. Trong nhà
máy nhiệt điện, điện tự dùng chiếm tỷ lệ khá lớn (7% lượng điện năng phát
ra) chủ yếu cho các khâu chuẩn bị nhiên liệu, vận chuyển nhiên liệu vào lò
đốt, đưa nước vào nồi hơi, bơm nước tuần hoàn, bơm ngưng tụ, quạt gió, quạt
khói, thắp sáng, điều khiển...Nhà máy nhiệt điện chỉ có thể làm việc bình
thường với điều kiện hệ thống tự dùng làm việc tin cậy. Như vậy yêu cầu cơ
bản đối với hệ thống điện tự dùng là độ tin cậy cao nhưng vẫn đảm bảo những
chỉ tiêu về kinh tế.
Đối với nhà máy nhiệt điện thiết kế dùng hai cấp điện áp tự dùng 6,3kV và
0,4kV. Cấp tự dùng riêng 6,3kV chiểm tỷ lệ lớn cung cấp cho các máy công
tác đảm bảo sự làm việc của lò hơi và tuabin các tổ máy. Cấp tự dùng chung
0,4kV cung cấp cho các máy công tác phục vụ chung không liên quan trực
tiếp đến lò hơi và tuabin, tuy nhiên rất cần thiết cho sự làm việc của nhà máy.
Giả sử mỗi tổ máy tương ứng với một lò và mỗi lò được cung cấp từ một
phân đoạn, do đó để cung cấp điện tự dùng cho 3 tổ máy cần dùng 3 phân
đoạn, mỗi phân đoạn được cung cấp bằng một máy biến áp hạ áp 10,5/6,3kV.
Với cấp 0,4kV có thể không nhất thiết phải phân đoạn theo số lò. Để dự trữ
cho cấp 6,3kV dùng một máy biến áp dự trữ nối với cuộn hạ của máy biến áp
tự ngẫu (phía trên đầu cực máy cắt). Dự trữ cho cấp 0,4kV cũng dùng một
máy biến áp nối với thanh góp dự trữ 6,3kV.
II. CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG
1. Chọn máy biến áp cấp 1 (6,3 kV)
Theo nhiệm vụ thiết kế, công suất tự dùng của nhà máy bằng 7% công suất
định mức của nhà máy. Vì vậy công suất tự dùng lớn nhất của nhà máy là:
Stdmax = α.SNMđm = 0,07.275 = 19,25 (MVA)
Ta chọn máy biến áp tự dùng theo điều kiện:
81,4
4
25,19
n
S
S maxtdtdBdm ==≥ (MVA) với n là số tổ máy của nhà máy, n = 4
Ta chọn máy biến áp loại TMHC-6300-10,5/6,3 có các thông số ở bảng 6-1.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
49
- Chọn máy biến áp dự trữ :
Vì hệ thống tự dùng nối theo sơ đồ khối nên máy biến áp dự trữ cấp một được
chọn theo điều kiện không chỉ để thay thế cho máy biến áp làm việc khi sửa
chữa mà còn để cung cấp cho hệ thống tự dùng trong quá trình dừng và khởi
động khối. Do đó cần chọn :
875,7
3
75,15.5,1
3
.5,1 max ==≥ tdtdBdtdm SS (MVA)
Vậy chọn máy biến áp công tác TДHC công suất 10000 kVA.
2. Chọn máy biến áp cấp 2 (0,4 kV)
Thực tế vận hành cho thấy công suất tự dùng cấp 0,4 KV chiếm khoảng (10 ÷
15)% công suất tự dùng toàn nhà máy. Do đó công suất tự dùng cấp 0,4KV
lúc này là: Std0,4max = 0,1.Stdmax = 0,1.16,5 = 1,65 (MVA)
Giả thiết dùng máy biến áp TC3C - 630, SBđm = 630 kVA thì số lượng máy
biến áp tự dùng cần thiết là:
6,3
630
1650
630
S
n max4,tdo === ≈ 4 máy
Vậy chọn máy biến áp loại TC3C-630/10 có thông số kỹ thuật cho ở bảng 18
Máy biến áp dự trữ cho cấp điện áp này chọn cùng loại.
Bảng 6-1
Loại MBA Sđm (kVA)
UCđm
(kV)
UHđm
(kV)
ΔP0
(kW)
ΔPN
(kW) Un% I0%
TДHC
TMHC
10000 10,5 6,3 12,3 85 14 0,8 6300 8 46,5 8 0,9
TC3C-630/10 630 6,3 0,4 2 8,5 8 2
III. CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN TỰ DÙNG
1. Tính toán ngắn mạch
Chọn thiết bị tự dùng trước MBA tự dùng cấp 6,3 kV dựa vào kết quả tính
toán ngắn mạch tại N6 với I”N6 = 81,62 (kA) và ixkN6 = 182,71 (kA)
Để chọn mắy cắt hợp bộ phía sau máy biến áp tự dùng cấp 1 cần tính toán
ngắn mạch tại N7.
Điện kháng tổng của hệ thống:
HT XB6,3
N7
XΣ
HT
N7
X1
50
067,0
62,81.5,10.3
100
"IU3
S
X
6Ntb
cb ===Σ
Ta có điện kháng của máy biến áp tự dùng trong hệ đơn vị tương đối là:
27,1
3,6
100.
100
8.
100
%
3,6 ===
dm
cbn
B S
SUX
X1 = XΣ + XB6,3 = 0,067 + 1,27 = 1,337
375,31
100
2100275.337,1
S
SS
.XX
cb
HTFdm
1tt >=+=
+= ∑
Do đó ta có: 031,0
75,31
1II *
''
* === ∞
Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được:
75,6
3,6.3
2375031,0
U.3
SS
.031,0I
tb
HTdmF''
7N ==
+= ∑ (kA)
17,18 = .1,8.6,752= i N5xk (kA)
2. Chọn máy cắt hợp bộ cho mạch tự dùng:
Thông số tính toán điểm ngắn mạch N7:
I”N7 = 6,75 kA ; ixkN7 = 17,18 kA.
Dòng điện cưỡng bức qua máy cắt hợp bộ cũng được tính theo dòng lớn nhất
qua máy biến áp tự dùng cấp 1:
577,0
3,6.3
3,6
.3
SBdm ===
tb
cb U
I (kA)
Như vậy chọn máy cắt hợp bộ có thông số kỹ thuật như sau:
Bảng 20
Cấp
điện áp
(kV)
Thông số tính toán
Loại máycắt
Thông số dịnh mức
Icb
(kA)
I”
(kA)
ixk
(kA)
U
(kV)
I
(kA)
Icắt
(kA)
Ilđđ
(kA)
6,3 0,577 6,75 17,18 BMПП-10-1000-20 10 1 20 20
Máy cắt đã chọn không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt vì có dòng định
mức lớn hơn 1000A.
3. Chọn áp tô mát cho mạch tự dùng:
Ap-to-mat được chọn theo điều kiện :
Uđm ≥ Uđm lưới
Iđm ≥ Ilvmax
Icắt đm ≥ IN”
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
51
~~
~
10,5 kv
t hc - 10000
°tc3c - 630
6,3 kv
~
tmhc - 6300
Iđm Ap-to-mat = Iđm BATD cấp 2 =
4,0.3
630 = 909,33 A
Để chọn dòng cắt định mức của Ap-to-mat ta tính ngắn mạch tại thanh góp
0,4kV tại điểm N8. Lúc này coi MBA tự dùng cấp I là nguồn cung cấp cho
điểm ngắn mạch.
Ta có sơ đồ thay thế như sau:
ZB = RB + j.XB
317,20.j427,310.
630
4,0.8.j10.
630
4,0.5,810.
S
U%.U
.j
S
U.P 426
2
2
4
dm
2
dmN
2
dm
2
dmN +=+=+Δ=
→ 604,20317,20427,3 22 =+=BZ (mΩ)
Dòng ngắn mạch tại điểm N8 là:
2,11
604,20.3
400
.3
''
8 ===
B
TB
N Z
UI (kA)
Căn cứ vào điều kiện chọn Ap-to-mat và kết quả tính ngắn mạch ta chọn Ap-
to-mat của hãng Melin Gerin chế tạo loại M15 có các thông số sau :
Bảng 21
Loại Uđm(V) Iđm (A) Số cực Icắt đm (kA)
M15 690 1500 3-4 40
5. Sơ đồ nối điện tự dùng của nhà máy
RB
N8
XB
6,3kV
52
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- a2.PDF