Thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện ngưng hơi gồm 4 tổ máy mỗi tổ máy có công suất P = 100 MW, điện áp định mức 10,5kV

môc lôc lêi më ®Çu ch­¬ng 1: TÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt 1.Chän m¸y ph¸t ®iÖn 2.TÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt 3.Chän s¬ ®å nèi ®iÖn chÝnh cña nhµ m¸y ®iÖn ch­¬ng 2: TÝnh to¸n chän m¸y biÕn ¸p 1.Chän MBA cho ph­¬ng ¸n I 2.Chän MBA cho ph­¬ng ¸n II ch­¬ng 3: TÝnh to¸n kinh tÕ vµ x¸c ®Þnh ph­¬ng ¸n tèi ­u TÝnh cho ph­¬ng ¸n I TÝnh cho ph­¬ng ¸n II ch­¬ng 4:TÝnh to¸n ng¾n m¹ch vµ chän c¸c thiÕt bÞ 1.TÝnh to¸n ng¾n m¹ch 2.Chän thiÕt bÞ ph©n phèi ch­¬ng 5: Chän khÝ cô ®iÖn Chän thanh gãp, thanh dÉn Chän m¸y c¾t, dao c¸ch ly Chän c¸p vµ kh¸ng ®iÖn cho m¹ch 10.5 KV Chän m¸y biÕn ¸p ®o l­êng Chän s¬ ®å vµ thiÕt bÞ tù dïng lêi më ®Çu §iÖn n¨ng ®­îc s¶n xuÊt tõ c¸c nhµ m¸y vµ ®­îc truyÒn t¶i ®Õn c¸c hé tiªu dïng nhê c¸c tr¹m biÕn ¸p. Nhµ m¸y ®iÖn vµ c¸c tr¹m biÕn ¸p lµ kh©u kh«ng thÓ thiÕu trong hÖ thèng ®iÖn . Cïng víi sù ph¸t triÓn cña hÖ thèng n¨ng l­îng quèc gia, ë n­íc ta hÖ thèng ®iÖn còng ph¸t triÓn víi nhiÒu nhµ m¸y vµ tr¹m biÕn ¸p víi c«ng suÊt lín. ViÖc gi¶i quyÕt ®óng ®¾n vÊn ®Ò kinh tÕ - kü thuËt trong thiÕt kÕ, x©y dùng vµ vËn hµnh nhµ m¸y ®iÖn sÏ mang l¹i nh÷ng lîi Ých kh«ng nhá ®èi víi nÒn kinh tÕ nãi chung vµ hÖ thèng ®iÖn nãi riªng. Muèn gi¶i quyÕt tèt c¸c vÊn ®Ò ®· nªu cÇn cã nh÷ng hiÓu biÕt toµn diÖn, s©u s¾c vÒ nhµ m¸y ®iÖn. Sau qu¸ tr×nh häc tËp nghiªn cøu ë tr­êng, t«i ®­îc thÇy c« gi¸o giao nhiÖm vô thiÕt kÕ phÇn §iÖn cña nhµ m¸y ®iÖn. Do thêi gian Ýt , tr×nh ®é cßn nhiÒu h¹n chÕ mÆc dï ®· cè g¾ng víi tÊt c¶ kh¶ n¨ng cña m×nh nh­ng ch¾c ch¾n sÏ cã nhiÒu thiÕu sãt trong khi thiÕt kÕ. V× vËy t«i rÊt mong ®­îc sù gióp ®ì vµ gãp ý cña c¸c thÇy c« gi¸o vµ c¸c b¹n ®Ó ®å ¸n cña t«i ®­îc hoµn chØnh. T«i xin bÇy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c tíi c¸c thÇy c« gi¸o Bé m«n HÖ thèng ®iÖn ®· tËn t×nh gióp ®ì t«i hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy. Ch­¬ng 2 TÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt chän ph­¬ng ¸n nèi d©y §Ó ®¶m b¶o chÊt l­îng ®iÖn n¨ng , t¹i mçi thêi ®iÓm c«ng suÊt do c¸c nhµ ®iÖn ph¸t ra ph¶i hoµn toµn c©n b»ng víi c«ng suÊt tiªu thô " kÓ c¶ c«ng suÊt tæn thÊt . Nh­ vËy viÖc tÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt trong hÖ thèng ®iÖn lµ mét ®iÒu v« cïng quan träng . Trong thùc tÕ , møc tiªu thô ®iÖn n¨ng t¹i c¸c phô t¶i lu«n thay ®æi theo thêi gian, do ®ã viÖc n¾m ®­îc qui luËt nµy , tøc lµ t×m ®­îc d¹ng ®å thÞ phô t¶i lµ mét ®iÒu v« cïng quan träng ®èi víi ng­êi thiÕt kÕ vµ vËn hµnh bëi v× nhê cã ®å thÞ phô t¶i mµ cã thÓ lùa chän ®­îc ph­¬ng ¸n, s¬ ®å nèi ®iÖn phï hîp . §Ó ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu kinh tÕ - kü thuËt n©ng cao ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn . ngoµi ra ®å thÞ phô t¶i cßn cho phÐp chän ®óng dung l­îng m¸y biÕn ¸p , ph©n bè ®­îc tèi ­u c«ng suÊt gi÷a c¸c nhµ m¸y ®iÖn hoÆc gi÷a c¸c tæ m¸y trong mét nhµ m¸y ®iÖn. I. Chän m¸y ph¸t ®iÖn ThiÕt bÞ ®iÖn chiÕm vÞ trÝ quan träng nhÊt trong nhµ m¸y ®iÖn lµ m¸y ph¸t ®iÖn , nã trùc tiÕp biÕn ®æi c¬ n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng.Ngoµi ®iÒu chØnh c«ng suÊt cña m×nh , m¸y ph¸t ®iÖn cßn gi÷ vai trß quan träng trong c«ng viÖc ®¶m b¶o chÊt ®iÖn n¨ng. Dùa vµo nhiÖm vô thiÕt kÕ vµ sè liÖu ban ®Çu cña nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn ng­ng h¬i gåm 4 tæ m¸y mçi tæ m¸y cã c«ng suÊt P = 100 MW, ®iÖn ¸p ®Þnh møc 10,5kV. Theo tµi liÖu tham kh¶o chän m¸y ph¸t ®iÖn cã ký hiÖu : TBF-100-2 (S¸ch thiÕt kÕ m¹ng vµ hÖ thèng ®iÖn – Bé m«n HÖ Thèng §iÖn) cã c¸c th«ng sè sau: B¶ng 1.1 S MVA P MW U kV Cosj I kA X"D X'D XD 62,5 50 10,5 0,8 3,437 0,1336 0,1786 1,4036 II. TÝnh phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt §Ó chän dung l­îng vµ tÝnh to¸n tæn thÊt trong m¸y biÕn ¸p cÇn thiÕt lËp ®å thÞ phô t¶i ngµy cña nhµ m¸y. M¸y biÕn ¸p ®­îc chän theo c«ng suÊt biÓu kiÕn , mÆt kh¸c hÖ sè cosj c¸c cÊp kh¸c nhau nªn c©n b»ng c«ng suÊt ®­îc tÝnh theo c«ng suÊt biÓu kiÕn . Sau ®©y tiÕn hµnh tÝnh c«ng suÊt c¸c cÊp cña nhµ m¸y. C«ng thøc chung ®Ó tÝnh tÝnh to¸n c«ng suÊt nh­ sau: S = Pmax ( 1 - 1) Trong ®ã : S - C«ng suÊt biÓu kiÕn cña phô t¶i ë tõng cÊp Pmax - c«ng suÊt cùc ®¹i P% - C«ng suÊt tÝnh theo phÇn tr¨m c«ng suÊt cùc ®¹i. cosj - hÖ sè c«ng suÊt phô t¶i. 1. §å thi phô t¶i toµn nhµ m¸y: Bá qua tæn thÊt cña c¸c m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc vµ c¸c biÕn ¸p tù dïng , phô t¶i nhµ m¸y theo thêi gian x¸c ®Þnh lµ : S(t) = S®Æt víi S®Æt = 312,5 MVA KÕt qu¶ tÝnh theo c«ng thøc ®­îc ghi b¶ng sau : B¶ng 1.2 t(h) 0 ¸7 7¸15 15¸21 21¸24 S% 80 90 100 75 S(MVA) 250 281,25 312,5 234,375 352,5 423 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 SNM(MVA) t(h) 399,5 475 450 425 400 375 350 325 300 470 329 BiÓu ®å c«ng suÊt ph¸t toµn nhµ m¸y ®iÖn 2. §å thÞ phô t¶i ®iÖn ¸p m¸y ph¸t (10.5kV) : §å thÞ phô t¶i m¸y ph¸t x¸c ®Þnh nh­ trªn víi : Pmax = 8 MW, cosj = 0,87 KÕt qu¶ tÝnh ®­îc ghi trong b¶ng sau : B¶ng 1.3 t(h) 0 ¸8 8¸15 15¸21 21¸24 P% 65 80 100 70 S(MVA) 5,977 7,356 9,195 6,44 8.7 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 SUF(MVA) t(h) 11.6 16 14 12 10 8 6 4 2 12.325 9.425 14.5 BiÓu ®å phô t¶i ®iÖn ¸p m¸y ph¸t 3 .§å thÞ phô t¶i tù dïng: §å thÞ phô t¶i tù dïng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : Std = a.Snm.(0,4 + 0,6. ) ( 1- 2 ) Trong ®ã Std : C«ng suÊt tù dïng . Snm : C«ng suÊt ®Æt toµn nhµ m¸y S(t) : C«ng suÊt ph¸t toµn nhµ m¸y t¹i thëi ®iÓm t a : PhÇn tr¨m ®iÖn tù dïng. NM ®­îc thiÕt kÕ lµ nhµ m¸y nhiÕt ®iÖn víi hÖ sè tù dïng lµ 8% KÕt qu¶ tÝnh ®­îc ghi trong b¶ng sau : B¶ng 1.4 T(h) 0-7 7-15 15-21 21-24 Snm(t) MVA 250 281,25 312,5 234,375 Stdt MVA 22 23,5 25 21,25 34.22 31.96 35.34 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 STD(MVA) t(h) 40 35 30 25 20 15 10 5 37.60 30.83 4. §å thÞ phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p 110kV : §å thÞ phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p 110 kV x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (1-1) : Pmax = 120 MW, cosj = 0,86 Suy ra Smax = Pmax/ cosj =139,53 MVA KÕt qu¶ tÝnh ®­îc ghi trong b¶ng sau : B¶ng 1.5 T(h) 0-7 7-15 15-21 21-24 S110% 75 85 100 80 S110(t) MVA 104,65 118,60 139,53 111,63 5 .C«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng . C«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau .TÝnh gÇn ®óng trªn c¬ së t­¬ng ®­¬ng vÒ hÖ sè c«ng suÊt: Sht  = Snm - ( Std + S110kV + SuF ) Trong ®ã Sht :C«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng Snm :C«ng suÊt ®Æt toµn nhµ m¸y S110kV : C«ng suÊt phô t¶i cao ¸p 110kV Std : c«ng suÊt tù dïng SUF : C«ng suÊt phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t. Tæng hîp c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ®­îc ghi ë b¶ng 1.6 B¶ng 1.6 T(h) 0-7 7-8 8-15 15-21 21-24 Snm(t) MVA 250 281,25 281,25 312,5 234,375 Std(t) MVA 22 23,5 23,5 25 21,25 S10(t) MVA 5,977 5,977 7,356 9,195 6,44 S110(t) MVA 104,65 118,60 118,60 139,53 111,63 S220(t) MVA 117,373 133,173 131,794 138,775 95,055 NhËn xÐt: Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­îc trong b¶ng (1-6) vµ qua c¸c ®å thÞ phô t¶i, ta nhËn thÊy: Chän c«ng suÊt mçi tæ m¸y ph¸t ®iÖn lµ hîp lý. Nhµ m¸y cã ®ñ c«ng suÊt cung cÊp cho c¸c phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p. C«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng (540 MVA), do ®ã sù ¶nh h­ëng cña nhµ m¸y ®iÖn ®èi víi hÖ thèng lµ kh«ng ®¸ng kÓ. Ch­¬ng 2 Lùa chän s¬ ®å nãi ®iÖn chÝnh chän m¸y biÕn ¸p III .Chän s¬ ®å nèi ®iÖn chÝnh C¨n cø vµo nhiÖm vô thiÕt kÕ vµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­îc ë phÇn tr­íc, ta tiÕn hµnh v¹ch mét sè ph­¬ng ¸n nèi ®iÖn cña nhµ m¸y. ViÖc ®­a ra c¸c ph­¬ng ¸n nèi ®iÖn ph¶i ®¶m b¶o sao cho tæn thÊt c«ng suÊt vµ tæn thÊt ®iÖn n¨ng lµ bÐ nhÊt ®ång thêi thuËn tiÖn cho c«ng t¸c vËn hµnh còng nh­ söa ch÷a sau nµy cã tÝnh tíi nhu cÇu ph¸t triÓn trong t­¬ng lai. Tr­íc tiªn ta cã mét sè nhËn xÐt sau d©y: Nhµ m¸y ®­îc thiÕt kÕ cã hai cÊp ®iÖn ¸p 10.5 kV, 110 kV vµ nèi víi hÖ thèng ë cÊp ®iÖn ¸p 220kV do ®ã ®Ó liªn l¹c gi÷a c¸c cÊp ®iÖn ¸p ta sö dông m¸y biÕn ¸p ba pha tù ngÉu cã 3 cÊp ®iÖn ¸p:10.5, 110 vµ 220kV. Theo tÝnh to¸n th× c«ng suÊt phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t SuFMAX = 9,195 MVA < 15% SF§M = 9,375MVA nh­ng phô t¶i ë cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t cã sè lé nhiÒu (3 kÐp+ 1 ®¬n) nªn trong s¬ ®å nèi ®iÖn ta sö dông nèi bé m¸y ph¸t- m¸y biÕn ¸p kÕt hîp víi s¬ ®å cã hÖ thèng thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t. C«ng suÊt ph¸t vµo( hÖ thèng) phÝa cao ¸p: SCmax = 138,775 MVA . SC min = 95,055 MVA Dù tr÷ quay cña hÖ thèng SDT Q = 95 MVA Ph­¬ng ¸n mét: ë ph­¬ng ¸n nµy dïng 2 bé MF-MBA ba pha hai cuén d©y nèi víi thanh gãp ®iÖn ¸p trung vµ 2 MF nèi víi thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t liªn hÖ víi thanh gãp ®iÖn ¸p cao vµ trung qua 2 MBA 3 pha tù ngÉu Ph­¬ng ¸n hai : ë ph­¬ng ¸n nµy dïng bé MF-MBA 2 cuén d©y nèi víi thanh c¸i ®iÖn ¸p cao, 1 bé MF-MBA 2 cuén d©y ph¸t lªn thanh c¸i ®iÖn ¸p trung vµ sö dông 2 MF nèi víi thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t liªn hÖ víi thanh gãp ®iÖn ¸p cao vµ trung qua 2 MBA 3 pha tù ngÉu NhËn xÐt chung : Ta thÊy hai ph­¬ng ¸n ®Òu dÔ vËn hµnh vµ ®¶m b¶o khi mïa kh« cho mét tæ m¸y ngõng lµm viÖc dÔ dµng. Ph­¬ng ¸n mét . ph¶i dïng - M¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y ®iÖn ¸p trung : 2 M¸y - M¸y biÕn ¸p ba tù ngÉu : 2 M¸y * Ph­¬ng ¸n hai ph¶i dïng - M¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y ®iÖn ¸p cao : 1 M¸y - M¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y ®iÖn ¸p trung : 1 M¸y - M¸y biÕn ¸p ba tù ngÉu : 2 M¸y Ch­¬ng:II tÝnh to¸n chän m¸y biÕn ¸p I. Chän m¸y biÕn ¸p cho ph­¬ng ¸n 1 1. Chän m¸y biÕn ¸p AT1, AT2 Chän m¸y biÕn ¸p ba pha tù ngÉu theo ®iÒu kiÖn sau: SAT1 = SAT2 = Sthõa*1/2a=1/2a*(SS®mF -Stdmax -SUFmin) =1/2*0,5*(2*117,5-18,8- 8,7)=207,5 MVA Chän MBA (220kV) cã c¸c th«ng sè nh­ sau:ATДЦTH-250 -230 /121/11 KiÓm tra l¹i theo c¸c ®iÒu kiÖn:Khi STmax mµ sù cè 1 MBA a. Sù cè 1 bé MF-MBA bªn trung 2*kqt*a*S®m≥ STmax -(SSbéT -ST4) 350 ≥ 275-(2*117,5-117,5) 350≥ 157,5 §iÒu kiÖn nµy tho¶ m·n b. Sù cè 1 MBA liªn l¹c kqt*a*S®m≥ STmax -SSbéT 0,7*250≥275-235=140 §iÒu kiÖn nµy tho¶ m·n, nh­ vËy MBA chän tho¶ m·n B¶ng 2.3 Lo¹i m¸y S§MAT MVA Uc kV UT kV Uh kV DP0 kW DPN kW UN% Io% Gi¸ 40.106 C-T C-H T-H ATДЦTH 250 230 121 11 145 520 11 32 20 0.5 250 2. Chän m¸y biÕn ¸p T3,T4 : Chän m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y theo ®iÒu kiÖn hîp bé sau: S§MT = S®mF - STDmin – 1/2SUfmin nh­ng trong s¬ ®å trªn phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t dù kiÕn sÏ ®Êu vµo thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t nªn trong c«ng thøc trªn bá qua thµnh phÇn SUfmin S§MT = 117,5 –7,7075= 109,7925MVA @109,8MVA Chän MBA (110kV) cã c¸c th«ng sè nh­ sau: TДЦ-125 -121/10,5 B¶ng 2.1 Lo¹i m¸y S§MT MVA Uc kV Uh kV DP0 kW DPN kW UN% Io% Gi¸ 40.106 TДЦ 125 121 10,5 120 400 10,5 0,5 162 II. Ph©n bè c«ng suÊt. TÝnh to¸n tæn thÊt c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p 1. Ph©n bè c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p. a. Ph©n bè c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p T3, T4 : §èi víi hai bé MF-MBA T3, T4 ­u tiªn ph¸t c«ng suÊt b»ng ph¼ng: ST3 = ST4 = SDMF – STD = 117,5 – 9,4 = 108,1 MVA PhÇn cßn l¹i thay ®æi giao cho 02 m¸y biÕn ¸p ®iÒu chØnh d­íi t¶i ®¶m nhiÖm. b. Ph©n bè c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p AT1, AT2 : SAT1= SAT2 = 0,5*(SHT + SU110 – ST3 – ST4) MVA T¹i c¸c thêi ®iÓm trong ngµy ta cã b¶ng ph©n bè c«ng suÊt nh­ sau: B¶ng 2.2 2.TÝnh to¸n tæn thÊt trong MBA Ta x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Trong ®ã: + DPKT lµ tæn thÊt kh«ng t¶i. + n lµ sè MBA lµm viÖc song song. + DPN lµ tæn thÊt ng¾n m¹ch. + SMAX lµ c«ng suÊt t¶i qua m¸y biÕn ¸p trong thêi gian ti (Sti = 24giê) + T= ti x365ngµy. + S®mT lµ c«ng suÊt ®Þnh møc m¸y biÕn ¸p. a. Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong MBA ba pha 2 d©y quÊn T3 vµ T4 . Víi m¸y biÕn ¸p T3 T4: SMAX = S§MF – STD = 117,5 - 9,4 = 108,1 MVA lµ c«ng suÊt t¶i qua m¸y biÕn ¸p b»ng ph¼ng suèt c¶ n¨m tÝnh cho T= 8760 = 3.671.758kWh b. Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong MBA ba pha tù ngÉu AT1, AT2 . thay sè vµ tÝnh to¸n ta ®­îc DATi= 4 578 447,54 kWh VËy tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng ë ph­¬ng ¸n mét lµ: DA = 2*3.671.758 + 4.578.447 = 11.921.963 kWh. B. Chän m¸y biÕn ¸p cho ph­¬ng ¸n hai I.Chän m¸y biÕn ¸p: 1. M¸y BiÕn ¸p T1: S®mT1 =S®mF- Stdmin = 117,5 -7,7075 = 103,8 MVA Chän MBA cã c¸c th«ng sè nh­ sau: B¶ng 2.3 Lo¹i m¸y S®mT kVA Uc kV Uh kV DP0 kW DPN kW UN% Io% Gi¸ 40.106 TTДЦ 125 242 10,5 135 380 11 0,5 181 2. Chän m¸y biÕn ¸p T4 : S§MT4 = S§M - STDmin = 117,5 – 7,7075= 103,8MVA Chän MBA cã c¸c th«ng sè nh­ sau: B¶ng 2.4 Lo¹i m¸y S§MT kVA Uc kV Uh kV DP0 kW DPN kW UN% I0% Gi¸ 40.106 TДЦ 125 121 10,5 120 400 10,5 0,5 162 3. Chän m¸y biÕn ¸p T2, T3 : Chän m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y theo ®iÒu kiÖn hîp bé sau: S§MT2,T3 = (S§MF - STDmin – SUfmin)* = 207,5 MVA Chän MBA cã c¸c th«ng sè nh­ sau: B¶ng 2.5 Lo¹i m¸y S§MB kVA Uc kV Uh kV DP0 kW DPN kW UN% IN% Gi¸ 40.106 TДЦ 200 242 13,8 200 580 11 0,45 181 KiÓm tra khi : a. Sù cè 1 bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p bªn trung: 2*Kq*a*S®m ³ STmax - (SSbéT - ST4 ) v× (SSbéT – ST4 ) = 0 nªn 2*Kq*a*S®m ³ STmax S®m ³ STmax/(2Kqt. a) = STmax/(Kqt) = 196,5 §iÒu kiÖn nµy tho¶ m·n. b Sù cè 1 m¸y biÕn ¸p liªn l¹c: Kq*a*S®m ³ STmax - SSbéT = 275 - 175,5 = 157,5 Û 1,4 * 0,5 * 250 = 175 ³ 157,5 §iÒu kiÖn nµy tho¶ m·n. III. Ph©n bè c«ng suÊt,TÝnh to¸n tæn thÊt c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p 1.Ph©n bè c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p. a. Ph©n bè c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p B1: §èi víi hai bé MF-MBA T1, T4 ­u tiªn ph¸t c«ng suÊt b»ng ph¼ng: ST1 = ST4 = SDMF – STD = 117,5 – 9,4 = 108,1 MVA PhÇn cßn l¹i thay ®æi giao cho 02 m¸y biÕn ¸p ®iÒu chØnh d­íi t¶i ®¶m nhiÖm. b. Ph©n bè c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p T2,T3 : SAT2 = SAT3 = 0,5x(SHT + SU110 – ST1 – ST4 ) MVA T¹i c¸c thêi ®iÓm trong ngµy ta cã b¶ng ph©n bè c«ng suÊt nh­ sau: B¶ng 2.5 t(h) 0 ¸4 4¸6 6¸8 8¸10 10¸12 12¸14 14¸18 18¸20 20¸24 ST1, S4 117,5 117,5 117,5 117,5 117,5 117,5 117,5 117,5 117,5 SU110 220 261,25 261,25 261,25 247,5 247,5 275,0 198,5 192,5 SHT 91,84 50,59 47,69 92,43 103,28 170,4 100,34 185,74 96,25 SAT2,AT3 38,42 38,42 36,97 59,34 57,89 91,45 70,17 71,62 26,875 SCT 51,25 72 72 72 65 65 78,75 37,5 37,5 SCC 12,83 33,58 35,03 12,66 7,11 26,45 8,58 34,12 1,625 2.TÝnh to¸n tæn thÊt trong MBA Ta x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Trong ®ã: + DPKT lµ tæn thÊt kh«ng t¶i. + n lµ sè MBA lµm viÖc song song. + DPN lµ tæn thÊt ng¾n m¹ch. + SMAX lµ c«ng suÊt t¶i qua m¸y biÕn ¸p trong thêi gian ti (Sti = 24giê) + T= ti x365ngµy. + S®mB lµ c«ng suÊt ®Þnh møc m¸y biÕn ¸p. Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong MBA T1. = 3.475.537 kWh Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong MBA T4. DAT4 = 3.671758 kWh c. Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong MBA ba pha 2 d©y quÊn T2 vµ T3 . = 5 016 189kWh VËy tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng ë ph­¬ng ¸n hai lµ: DA = 5.016.189 + 3.671.758 + 3.475.537 = 12.153.484 KWh Ch­¬ng III Chän thiÕt bÞ ph©n phèi, TÝNH TO¸N KINH TÕ, X¸C §ÞNH PH¦¥NG ¸N TèI ¦U A. Chän thiÕt bÞ ph©n phèi Ta sö dông s¬ ®å HTTC cã thanh gãp vßng cho c¶ hai phÝa cao vµ trung Ph­¬ng ¸n I: Ph­¬ng ¸n II: * NhËn xÐt chung: M¹ch cÊp cho phô t¶i vµ cho hÖ thèng cña c¸c ph­¬ng ¸n lµ nh­ nhau nªn ta kh«ng so s¸nh. ThÊy r»ng ë ph­¬ng ¸n I : + M¹ch 220 KV cã 3 m¸y c¾t ®iÖn + M¹ch 110 KV cã 5 m¸y c¾t ®iÖn + M¹ch 10,5KV cã 5 m¸y c¾t ®iÖn. ThÊy r»ng ë ph­¬ng ¸n II: + M¹ch 220 KV cã 4 m¸y c¾t ®iÖn + M¹ch 110 KV cã 4 m¸y c¾t ®iÖn + M¹ch 10,5KV cã 5 m¸y c¾t ®iÖn. §Ó phôc vô cho viÖc tÝnh to¸n chän c¸c khÝ cô ®iÖn , ta tiÕn hµnh tÝnh dßng c­ìng bøc c¸c m¹ch B. TÝnh dßng c­ìng bøc c¸c m¹ch 1.TÝnh dßng ®iÖn c­ìng bøc m¹ch cho ph­¬ng ¸n I. C¸c khÝ cô ®iÖn vµ d©y dÉn cã hai tr¹ng th¸i lµm viÖc b×nh th­êng vµ c­ìng bøc.øng víi hai tr¹ng th¸i lµm viÖc trªn cã dßng Ibt vµ Icb . T×nh tr¹ng lµm viÖc b×nh th­êng lµ t×nh tr¹ng mµ kh«ng cã phÇn tö nµo cña khu vùc ®ang xÐt bÞ c¾t , Ibt lµ dßng lín nhÊt trong t×nh tr¹ng nµy. Dßng lµm viÖc b×nh th­êng dïng ®Ó chän tiÕt diÖn d©y dÉn vµ c¸p theo ®iÒu kiÖn kinh tÕ. T×nh tr¹ng lµm viÖc c­ìng bøc lµ t×nh tr¹ng lµm viÖc nÕu 1 phÇn tö cña khu vùc xÐt bÞ c¾t, dßng c­ìng bøc cùc ®¹i th­êng ®Ó chän khÝ cô ®iÖn vµ ®©y dÉn theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi. CÊp 220kV - PhÝa ®­êng d©y Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ th× phô t¶i cña hÖ thèng ®­îc cung cÊp b»ng ®­êng d©y kÐp dµi 82 km.VËy dßng b×nh th­êng vµ dßng c­ìng bøc cña ®­êng d©y lµ: = 0,244 kA Icb= 2x 0,13 = 0,488 kA PhÝa m¸y biÕn ¸p: = 0,24 kA Icb= 1,4* Ibt = 0,34 kA CÊp 110kV: - PhÝa ®­êng d©y: = 0,24 kA Icb= 2 x 0,24 = 0,48 kA - PhÝa m¸y biÕn ¸p: = 0,62kA Icb = 1,05* Ibt = 1,05*0,62 = 0,65 kA CÊp 10,5kV: - PhÝa m¸y ph¸t: = 6,5 kA Icb = 1,05* Ibt = 6,8 kA - PhÝa m¸y biÕn ¸p: = 5,1kA Icb =1,4* Ibt = 1,44*5,1 = 7,14 kA 2.TÝnh dßng ®iÖn c­ìng bøc m¹ch cho ph­¬ng ¸n II . a. CÊp 220kV - PhÝa ®­êng d©y = 0,244 kA Icb= 2x 0,13 = 0,488 kA - PhÝa m¸y biÕn ¸p: + M¸y biÕn ¸p 2 d©y quÊn: = 0,31 kA Icb= 1,05* Ibt = 0,32 kA + M¸y biÕn ¸p tõ ngÉu: = 0,09 kA Icb= 1,4* Ibt = 0,13 kA CÊp 110kV: - PhÝa ®­êng d©y: = 0,24 kA Icb= 2 x 0,24 = 0,48 kA - PhÝa m¸y biÕn ¸p: + M¸y biÕn ¸p 2 d©y quÊn: = 0,31 kA Icb= 1,05* Ibt = 0,32 kA + M¸y biÕn ¸p tõ ngÉu: = 0,413 kA Icb= 1,4* Ibt = 0,58 kA CÊp 10,5kV: - PhÝa m¸y ph¸t: = 6,5 kA Icb = 1,05* Ibt = 6,8 kA - PhÝa m¸y biÕn ¸p: = 5,1kA Icb =1,4* Ibt = 1,44*5,1 = 7,14 kA 3. Chän m¸y c¾t cho c¸c m¹ch. M¸y c¾t ®iÖn dïng ®Ó ®ãng, c¾t m¹ch khi cã dßng phô t¶i vµ c¶ khi cã dßng ng¾n m¹ch. ChÝnh v× vËy c¸c m¸y c¾t ®iÖn ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn sau: + §iÖn ¸p ®Þnh møc: U§MMC ³ Ul­íi + Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I§MMC ³ ILVCB Ngoµi ra c¸c m¸y c¾t ®iÖn ®­îc chän cÇn ph¶i kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt vµ æn ®Þnh ®éng khi ng¾n m¹ch. + §iÒu kiÖn kiÓm tra æn ®Þnh ®éng: IL§§ ³ IXK + §iÒu kiÖn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt: INH . tNH ³ BNH Tuy nhiªn ®èi víi m¸y c¾t ®iÖn nãi chung th× kh¶ n¨ng æn ®Þnh nhiÖt cña chóng kh¸ lín ®Æc biÖt ®èi víi nh÷ng lo¹i cã dßng ®iÖn ®Þnh møc lín h¬n 100KA. Khi chóng ta ®· æn ®Þnh ®éng th× còng tháa m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. V× vËy lóc nµy kh«ng cÇn xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt cña m¸y c¾t ®iÖn n÷a. Tõ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë trªn chän ®­îc c¸c lo¹i m¸y c¾t ®iÖn cña c¸c m¹ch cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: th«ng sè m¸y c¾t cho c¸c ph­¬ng ¸n §iÖn ¸p kV Icb kA Lo¹i MC Th«ng sè c¬ b¶n U®m kV I®m kA Ic¾t ®mkA Ph­¬ng ¸n 1 220 1,03 BBБ-220-31.5/2000 220 2 31.5 110 0,65 BBY-110-40/2000 110 2 40 10,5 7,14 BGM-20-90/11200Y3 20 11,2 90 Ph­¬ng ¸n 2 220 0,488 BBБ-220-31.5/2000 220 2 31.5 110 0,58 BBY-110-40/2000 110 2 40 10,5 7,14 BGM-20-90/11200Y3 20 11,2 90 C. TÝnh to¸n kinh tÕ chän ph­¬ng ¸n tèi ­u §Ó tÝnh to¸n chØ tiªu kinh tÕ cña mét ph­¬ng ¸n cÇn tÝnh vèn ®Çu t­ ban ®Çu vµ phÝ tæn vËn hµng hµng n¨m do söa ch÷a thay thÕ chØ cÇn xÐt ®Õn nh÷ng phÇn tö thiÕt bÞ kh¸c nhau trong c¸c ph­¬ng ¸n nh­ m¸y biÕn ¸p, m¸y c¾t ®iÖn ...Nh­ vËy vèn ®Çu t­ c¸c ph­¬ng ¸n chØ tÝnh ®Õn tiÒn mua thiÕt bÞ, tiÒn chuyªn chë vµ tiÒn x©y l¾p. Cßn ®èi víi c¸c thiÕt bÞ ph©n phèi th× tiÒn chi phÝ thiÕt bÞ dùa vµo sè m¹ch cña thiÕt bÞ ph©n phèi øng víi c¸c cÊp ®iÖn ¸p t­¬ng øng vµ chñ yÕu lµ do chñng lo¹i m¸y c¾t quyÕt ®Þnh ® Vèn ®Çu t­ cña mét ph­¬ng ¸n ®­îc tÝnh theo biÓu thøc: V = åKB .VB + åVTBPP Trong ®ã: - VB: Vèn ®Çu t­ m¸y biÕn ¸p - KB: HÖ sè tÝnh ®Õn tiÒn chuyªn chë vµ x©y l¾p m¸y biÕn ¸p, hÖ sè nµy phô thuéc vµo ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña cuén cao ¸p vµ c«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y biÕn ¸p. - VTBPP: Vèn ®Çu t­ x©y dùng thiÕt bÞ ph©n phèi vµ ®­îc tÝnh nh­ sau: VTBPP = n1 . VTBPP1 + n2 . VTBPP2 + n3 .VTBPP3 + ... + ... Víi: n1, n2 ... sè m¹ch cña thiÕt bÞ ph©n phèi øng víi cÊp ®iÖn ¸p U1, U2 ... trong s¬ ®å nèi ®iÖn ®· chän. VTBPP1, VTBPP2: gi¸ thµnh mçi m¹ch cña thiÕt bÞ ph©n phèi øng víi cÊp ®iÖn ¸p U1, U2... vµ bao gåm c¶ tiÒn mua, chuyªn chë, x©y l¾p ... - PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m: P = PK + PP + Pt Trong ®ã: PK : tiÒn khÊu hao hµng n¨m vÒ vèn ®Çu t­ vµ söa ch÷a lín ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: PK =a.V Víi: V - Vèn ®Çu t­ cña mét ph­¬ng ¸n a - Sè phÇn tr¨m ®Þnh møc khÊu hao PP: Chi phÝ phôc vô thiÕt bÞ gåm söa ch÷a th­êng xuyªn vµ tiÒn l­¬ng c«ng nh©n chi phÝ nµy phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè vµ nhá,do ®ã khi ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ kinh tÕ cña c¸c ph­¬ng ¸n nµy cã thÓ bá qua chi phÝ nµy. Pt: Chi phÝ tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn Pt = c. DA Trong ®ã:C lµ gi¸ thµnh 1 KWh ®iÖn n¨ng DA: Tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m trong c¸c thiÕt bÞ chñ yÕu trong m¸y biÕn ¸p.Sau ®©y tÝnh to¸n chØ tiªu kinh tÕ cho tõng ph­¬ng ¸n: I. TÝnh to¸n cho ph­¬ng ¸n I 1. TÝnh vèn ®Çu t­ cña thiÕt bÞ V a. Vèn ®Çu t­ c¸c m¸y biÕn ¸p - Bèn m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y: TДЦ - 125 - 242/13,8 Gi¸: 162 * 103 * 40 * 103 VND víi KB = 1,4 VËy tæng sè vèn ®Çu t­ vµo m¸y biÕn ¸p lµ: VB = (2 * 250 + 2 * 162 ) * 40*106*1,4 = 46.144*106 VN§ b. TÝnh vèn ®Çu t­ thiÕt bÞ ph©n phèi Tõ s¬ ®å nèi ®iÖn cña hai ph­¬ng ¸n thÊy r»ng thiÕt bÞ ph©n phèi hai ph­¬ng ¸n gièng nhau tøc lµ: §èi víi thiÕt bÞ ph©n phèi cao ¸p 220KV dïng hÖ thèng hai thanh gãp cã m¸y c¾t nèi. Do ®ã ®èi víi hai ph­¬ng ¸n I vµ II chóng chØ kh¸c nhau ë thiÕt bÞ m¸y c¾t v× vËy khi tÝnh to¸n vèn ®Çu t­ thiÕt bÞ ph©n phèi chØ tÝnh to¸n gi¸ thµnh ®èi víi m¸y c¾t ®iÖn ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p: - M¹ch cÊp 220KV gåm cã 5 m¹ch víi m¸y c¾t ®iÖn kh«ng khÝ kiÓu BBb - 220 - 31.5/2000 Mçi m¹ch gi¸: 71,5 . 103 . 40 . 103 VN§ - M¹ch cÊp 13,8 KV gåm cã 2 m¹ch víi m¸y c¾t ®iÖn kh«ng khÝ kiÓu MGG - 20 – 6000/3000 Mçi m¹ch gi¸: 15 .103 . 40 . 103 VND VËy tæng vèn ®Çu t­ ®Ó x©y dùng thiÕt bÞ ph©n phèi: VTBPP = [(3 * 71,5 + 5 * 40 +5* 15)] *40*106 VND VTBPP = 19.580 * 106 VND Tæng vèn ®Çu t­ cña ph­¬ng ¸n I. V = VB + VTBPP = (46.144 + 19.580) . 106 V = 65.724 * 106 VND 2. TÝnh phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m - KhÊu hao hµng n¨m vÒ vèn ®Çu t­ vµ söa ch÷a lín: Chän aB = 8,1%; arB = 6,4% PK = (0,081 * 46.144 + 0,064 * 19.580)*106 = 3.852,73 *106 VND/n¨m - Chi phÝ do tæn thÊt ®iÖn n¨ng PT = C. DA LÊy C = 400 VND/KWh PT = 400 * 11921963 = 4763,7. 106 VND PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m cña ph­¬ng ¸n I lµ: P = pT + PK = (3 852,9 + 4763,7 ) * 106 = 8616,6 *106 VND/n¨m II. TÝnh to¸n cho ph­¬ng ¸n II: 1. TÝnh vèn ®Çu t­ cña thiÕt bÞ V a. Vèn ®Çu t­ cho c¸c m¸y biÕn ¸p - Hai m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y: TДЦ - 200 - 242/13,8 Gi¸: 181 x 103 x 40 x 103 VND víi KB = 1,4 - Mét m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y: TДЦ - 125 - 242/13,8 Gi¸: 181 x 103 x 40 x 103 VND víi KB = 1,4 VËy tæng sè vèn ®Çu t­ vµo m¸y biÕn ¸p lµ: VB = (1*181 + 2 * 250 + 1 * 162 ) * 40*106*1,4 = 47.208*106 VN§ b. TÝnh vèn ®Çu t­ thiÕt bÞ ph©n phèi T­¬ng tù nh­ ph­¬ng ¸n I chØ cÇn tÝnh vèn ®Çu t­ cña m¸y c¾t ®iÖn: - M¹ch cÊp 220KV gåm cã 4 m¹ch víi m¸y c¾t ®iÖn kh«ng khÝ kiÓu BBb - 220 - 31.5/2000 Mçi m¹ch gi¸: 71,5 . 103 . 40 . 103 VN§ - M¹ch cÊp 10KV gåm cã 2 m¹ch víi m¸y c¾t ®iÖn kh«ng khÝ kiÓu BGM - 20 – 90/11200Y3 Mçi m¹ch gi¸: 11,5 .103 . 40 . 103 VND VËy tæng vèn ®Çu t­ ®Ó x©y dùng thiÕt bÞ ph©n phèi: VTBPP = [(4 * 71,5 + 4 * 40 +5* 15)] *40*106 VND VTBPP = 20.840 * 106 VND 2. TÝnh phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m KhÊu hao hµng n¨m vÒ vèn ®Çu t­ vµ söa ch÷a lín: Chän aB = 8,1%; arB = 6,4% PK = (0,081 * 47208.106 + 0,064 * 20840) .106 = 5157 x 106 VN§ - Chi phÝ do tæn thÊt ®iÖn n¨ng PT = b . A (LÊy b = 400 VND/KWh) DA = 12153484 KWh/n¨m (tÝnh to¸n ë ch­¬ng 2) PT = 400 x 12153484 = 4861,4. 106 VND/n¨m PhÝ tæn vËn hµnh n¨m cña ph­¬ng ¸n II lµ: P = PT + PK = 10 018. 106 VND/n¨m Cã b¶ng tæng kÕt so s¸nh vÒ mÆt kinh tÕ cña hai ph­¬ng ¸n nh­ sau: P.A V (106 VND ) P (106 VND ) I 65724 8616,6 II 68048 10018 NhËn xÐt: §Ó chän ®­îc ph­¬ng ¸n hîp lý nhÊt trong nh÷ng ph­¬ng ¸n trªn cÇn ph¶i so s¸nh tæng hîp c¶ vÒ mÆt kinh tÕ vµ kü thuËt gi÷a c¸c ph­¬ng ¸n. VÒ mÆt kinh tÕ tõ b¶ng tæng kÕt dÔ dµng nhËn thÊy: V1 < V2 vµ P1 < P2 Cho thÊy sù ­u viÖt cña ph­¬ng ¸n I truíc ph­¬ng ¸n II. Ngay c¶ vÒ mÆt kü thuËt còng th©y sù linh ho¹t cña ph­¬ng ¸n I tr­íc ph­¬ng ¸n II, ngoµi ra ph­¬ng ¸n I cßn dÔ dµng trong vËn hµnh Ph­¬ng ¸n I lµ ph­¬ng ¸n tèi ­u vµ ta chän ph­¬ng ¸n nµy ®Ó tÝnh to¸n ng¾n m¹ch vµ lùa chän c¸c khÝ cô ®iÖn. Ch­¬ng IV TÝnh to¸n ng¾n m¹ch §Ó tÝnh to¸n dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ta dïng ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng víi kh¸i niÖm ®Þªn ¸p ®Þnh møc trung b×nh. S¬ ®å thay thÕ cña nhµ m¸y Chän hÖ c¬ b¶n: SCB=1000 MVA UCB= UTB Gi¸ trÞ ®iÖn kh¸ng trong m¹ch: HÖ thèng: XHT= xHT.SCB/S§M=0,78.1000/3600=0,22 §­êng d©y: MBA hai d©y quÊn : MF§: M¸y biÕn ¸p tõ ngÉu : VËy XT = 0 1.BiÕn ®æi s¬ ®å khi ng¾n t¹i N1 . BiÕn ®æi s¬ ®å ta cã: X1= 0,62 + 0,22 = 0,84 X2= 0,5*0,7 = 0,35 X3= 0,5 * 1,86 = 0,93 X4= X5= X6= X7= X2 + X6 = 1,06 ¸p dông ph­¬ng ph¸p ®­êng cong tÝnh to¸n ta cã: Xtt(HT)=0,84.=3,03 Xtt(7)=0,5 Tra ®­êng cong tÝng to¸n ta ®­îc: I*HT(0) = 0,525 I*7(0) = 2 Dßng ng¾n m¹ch t¹i N1 lµ: I”7(0) = I”(0) = I”N1=2,36 + 3 = 5,36 KA ixk= kxk..I” = 1,8. .5,36 = 13,65 KA 2.Dßng ng¾n m¹ch t¹i N2 . Tõ kÕt qu¶ ë trªn ta cã s¬ ®å víi c¸c gi¸ trÞ ®iÖn kh¸ng . BiÕn ®æi s¬ ®å ta cã: X1 = 0,84 + 0,35 =1,19 X2 = (1,86 + 1,56)*0,5 =1,71 X3 = (0,84 + 1,56)*0,5 =1,2 X4= =0,71 XTT(HT)== 4,29 > 3 I”(0) = Víi X4 = 0,71 suy ra X4(TT)== 0,33 Tra ®­êng cong ta ®­îc: I*4(0) = 3,5 I”4(0) = I”N2 = 7,86 + 4 =11,86 kA ixkN2= kxk..I” = 1,8. .12,97= 29,9 KA 3.Dßng ng¾n m¹ch t¹i N3 BiÕn ®æi s¬ ®å ta cã: X1 = Xd + XHT = 0,84 X2 = 0,5.XC = 1,19 X3 = 0,5.XH = 0,93 X4= 0,5.XF = 0,78 X5= 0,5.(XT3 + XF) = 1,2 X6= X1 + X2 =2,03 X7= X3 + X6 + = 4,53 X8= X3 + X5 + = 2,7 X9= = 0,61 XTT(HT)== 16,308 > 3 I”(0) = Víi X9 = 0,61 suy ra X9(TT)== 0,3 Tra ®­êng cong ta ®­îc: I*9(0) = 3,2 I”9(0) = I”N3 = 46,34 + 11,58 = 57,9 kA ixkN3= kxk..I” = 1,9. .57,9= 146 KA B¶ng tæng kÕt dßng ng¾n m¹ch ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p CÊp ®iÖn ¸p (kV) §iÓm Ng¾n m¹ch I”(0) (kA) IXK (kA) 220 N1 5,36 13,65 110 N2 11,86 29,9 10,5 N3 57,9 146 Ch­¬ng V Chän khÝ cô ®iÖn Nãi chung khi lùa chän d©y dÉn vµ khÝ cô ®iÖn cÇn ph¶i xÐt ®Õn t¸c dông cña dßng ®iÖn ®èi víi khÝ cô ®iÖn vµ d©y dÉn nhiÖt ®é cña nã sÏ t¨ng lªn do tæn thÊt c«ng suÊt biÕn thµnh nhiÖt. Mét phÇn nhiÖt l­îng lµm t¨ng nhiÖt ®é cña d©y dÉn vµ khÝ cô ®iÖn, mét phÇn táa ra m«i tr­êng ... Cã hai t×nh tr¹ng ph¸t nãng : ph¸t nãng l©u dµi vµ ph¸t nãng ng¾n h¹n t­¬ng øng do lµm viÖc l©u dµi vµ dßng ng¾n m¹ch hay dßng qu¸ t¶i g©y ra. Khi ph¸t nãng ng¾n h¹n, nhiÖt ®é cña d©y dÉn cã thÓ cao nh­ng ch­a ®¹t ®Õn æn ®Þnh. NÕu nhiÖt ®é cña c¸c khÝ cô ®iÖn vµ d©y dÉn qu¸ cao cã thÓ lµm cho chóng bÞ h­ háng (nhÊt lµ ë nh÷ng chç tiÕp xóc) hoÆc lµm gi¶m thêi gian phôc vô. Do ®ã ®èi víi khÝ cô ®iÖn vµ d©y dÉn ph¶i quy ®Þnh nhiÖt ®é cho phÐp vµ trong vËn hµnh b×nh th­êng còng nh­ khi ng¾n m¹ch nhiÖt ®é cña chóng kh«ng ®­îc qu¸ thÞ sè cho phÐp. Nh÷ng thiÖt bÞ chÝnh trong nhµ m¸y ®iÖn (m¸y ph¸t, m¸y biÕ ¸p, m¸y bï ... ) cïng víi c¸c khÝ cô ®iÖn (m¸y c¾t, dao c¸ch ly, kh¸ng ®iÖn) ®­îc nèi nhau b»ng thanh dÉn, thanh gãp vµ c¸p ®iÖn lùc. Thanh dÉn, thanh gãp cã hai lo¹i chÝnh: thanh dÉn mÒm vµ thanh dÉn cøng. Thanh dÉn cøng th­êng lµm b»ng ®ång hoÆc nh«m vµ ®­îc dïng ®Ó nèi tõ ®Çu cù m¸y ph¸t ®iÖn ®Õn gian m¸y dïng lµm thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t. Cßn thanh dÉn mÒm dïng ®Ó lµm thanh dÉn thanh gãp cho thiÕt bÞ ngoµi trêi. I. Chän thanh dÉn thanh gãp Thanh dÉn thanh gãp ®Ó nèi tõ c¸c m¸y ph¸t lªn c¸c m¸y biÕn ¸p ta dïng thanh dÉn cøng. TÊt c¶ c¸c d©y dÉn tõ m¸y biÕn ¸p lªn thanh gãp cao ¸p vµ trung ¸p chän lµ thanh dÉn mÒm. Thanh gãp cao ¸p vµ trung ¸p ®­îc chän lµ thanh gãp mÒm. 1. Chän thanh dÉn cøng Thanh dÉn cøng ®­îc chän theo c¸c tiªu chuÈn sau: Chän tiÕt diÖt thanh dÉn: chän tiÕt diÖn thanh dÉn theo dßng cho phÐp l©u dµi. Dßng cho phÐp l©u dµi cña thanh dÉn ICP ph¶i lín h¬n hoÆc b»ng dßng c­ìng bøc qua nã (ICB) tøc lµ: ICPCH ³ ICB Trong ®ã: ICPHC lµ gi¸ trÞ dßng cho phÐp l©u dµi ®· ®­îc hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é. Nh­ ®· x¸c ®Þnh ë ch­¬ng 3 cã ICB m¹ch m¸y ph¸t lµ: 7,14 KA Víi gi¶ thiÕt qCP = 700C nhiÖt ®é l©u dµi cho phÐp cña thanh dÉn q0qd = nhiÖt ®é m«i tr­êng xung quanh quy ®Þnh khi tÝnh ICP vµ q0Q§=250C qxq = nhiÖt ®é m«i tr­êng xung quanh thùc tÕ n¬i ®Æt thanh dÉn vµ qxq = 350C. Ta hiÖu chØnh l¹i dßng cho phÐp l©u dµi theo nhiÖt ®é thùc tÕ nh­ sau: I CP =7,14/0.88 = 8,12 Ta chän thanh hai dÉn h×nh m¸ng ( ®ång) ®Ó gi¶m hiÖu øng mÆt ngoµi vµ hiÖu øng gÇn, ®ång thêi t¨ng kh¶ n¨ng lµm m¸t cho chóng. Chän thanh dÉn h×nh m¸ng cã th«ng sè kü thuËt sau: ICP KÝch th­íc (mm2) T/diÖn 1 cùc M« men trë kh¸ng (cm3) M« men qu¸n tÝnh (cm3) KA Mét thanh 2Thanh mét thanh 2Thanh h b c r mm2 Wx-x Wy-y Wyo-yo Jx-x Jy-y Jyo-yo 12,5 225 105 12,5 16 4880 307 66,5 645 3450 490 7250 h=225mm x b=105mm C=12,5mm y yo r=16mm y yo h=225mm x y y - KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch: Víi thanh dÉn h×nh m¸ng ®· chän cã ICP =12,5KA > 7,14KA . Do dßng ®iÖn qua m¹ch lín h¬n 1000A nªn ta kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt cña thanh dÉn. - KiÓm tra æn ®Þnh ®éng khi ng¾n m¹ch: Theo tiªu chuÈn ®é bÒn c¬ th× øng suÊt cña vËt liÖu thanh dÉn kh«ng ®­îc lín h¬n øng suÊt cho phÐp cña nã nghÜa lµ: dtt £ dcp øng suÊt cho phÐp ®èi víi thanh ®ång lµ d cp = 1400kg/cm2 LÊy kho¶ng c¸ch gi÷a hai sø liÒn nhau cña mét pha: l = 120cm Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha lµ: a = 60cm X¸c ®Þnh lùc tÝnh to¸n Ftt t¸c dông lªn mét nhÞp cña thanh dÉn pha gi÷a trªn chiÒu dµi kho¶ng v­ît lµ: Víi Im= lµ dßng xung kÝch t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch N3’ M« men uèn t¸c dông lªn mét nhÞp thanh dÉn lµ: øng suÊt xuÊt hiÖn trªn mçi thanh dÉn víi gi¶ thiÕt lµ hai thanh ®­îc hµn vµo nhau: Trong ®ã: dCP øng suÊt cho phÐp ®èi víi thanh ®ång (dCP = 1400KG/cm) Do ®ã thanh dÉn ®· chän ®¶m b¶o æn ®Þnh ®éng. - X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c miÕng ®Öm: Ta cã lùc ®iÖn ®éng do ®ång ng¾n m¹ch trong cïng mét pha g©y ra trªn mét ®¬n vÞ ®é dµi (1cm) lµ: víi Khd : hÖ sè h×nh d¸ng = 1. Víi h: bÒ réng cña hai h×nh m¸ng ghÐp: Km = 1 v× hai thanh hµn chÆt víi nhau. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c miÕng ®Öm So s¸nh gi÷a l1 = 55,027 cm vµ kho¶ng c¸ch 120 cm ®· chän ta thÊy r»ng gi÷a hai sø ®ì cÇn ph¶i ®Æt thªm miÕng ®Öm trung gian ®Ó thanh dÉn ®¶m b¶o æn ®Þnh ®éng khi ng¾n m¹ch. 2. Chän sø ®ì thanh dÉn cøng Sø ®ì thanh dÉn cøng ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn sau: - Lo¹i sø : chän theo vÞ trÝ ®Æt - §iÖn ¸p: U§MS ³ U§MHT h H H’ - KiÓm tra æn ®Þnh ®éng Trong ®ã: F PH: lùc ph¸ ho¹i cho phÐp cña sø Ftt: lùc biÕn ®éng ®Æt lªn ®Çu sø khi ng¾n m¹ch ba pha. F 'tt: lùc ®iÖn ®éng t¸c ®éng lªn thanh dÉn khi ng¾n m¹ch ba pha. H: ChiÒu cao cña sø H': ChiÒu cao tõ ®¸y sø ®Õn träng t©m thiÕt ®iÖn thanh dÉn víi : H' = H + h/2 h = 225 mm : chiÒu cao thanh dÉn Ftt = 766 KG Do ®ã ®iÒu kiÖn sø ®ì ph¶i tháa m·n: Tra b¶ng sø trong nhµ chän sø lo¹i: OФ - 20 – 4250KBY3 víi c¸c th«ng sè kü thuËt sau: U§M = 20KV FPH = 4250KG; H = 305cm Víi chiÒu cao thanh dÉn ®· chän ë trªn lµ h = 225 mm tÝnh ®­îc: So s¸nh: VËy sø ®ì ®· chän lµ hoµn toµn tháa m·n 3. Chän thanh dÉn mÒm V× trong nhµ m¸y ®iÖn kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c m¸y biÕn ¸p víi hÖ thèng thanh gãp ®iÖn ¸p cao còng nh­ chiÒu dµi cña c¸c thanh gãp nhá nªn d©y dÉn mÒm ®­îc chän dùa vµo dßng ®iÖn lµm viÖc l©u dµi cho phÐp: IHCCPID ILVCB Trong ®ã: -IHCCPLD lµ dßng ®iÖn lµm viÖc l©u dµi cho phÐp cña d©y dÉn khi ®· hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é n¬i ®Æt. -ILVCB dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc Vµ còng ph¶i tháa m·n khi kiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t sinh vÇng quang. §èi víi ®iÖn ¸p ®Þnh møc tõ 110KV trë lªn, theo ®iÒu kiÖn sau: UVQ ³ U§M Trong ®ã : UVQ ®iÖn ¸p tíi h¹n cã thÓ ph¸t sinh vÇng quang. NÕu d©y dÉn 3 pha trong ®iÒu kiÖn thêi tiÕt kh« r¸o, ¸p suÊt kh«ng khÝ lµ 760mmHg, nhiÖt ®é m«i tr­êng lµ 250C th× UVQ cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Trong ®ã: r b¸n kÝnh ngoµi cña d©y dÉn D kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha cña d©y dÉn m HÖ sè xï s× lÊy lµ 0.83 Do d©y dÉn ba pha ®­îc ®Æt trªn cïng mét mÆt ph¼ng cho nªn UVQ víi pha gi÷a gi¶m 4% vµ pha bªn t¨ng 6%. Lóc nµy kho¶ng c¸ch D gi÷a c¸c pha cã gi¸ trÞ lµ: a- Chän d©y dÉn mÒm lµm thanh gãp cao ¸p 220KV: X¸c ®Þnh ILVCB cña d©y dÉn trong m¹ch nµy cã Smax = Sc+SHT = 417,9 MVA = 1,1 KA Theo ®iÒu kiÖn chän d©y dÉn mÒm cã: Víi ICPLD : Lµ dßng ®iÖn cho phÐp l©u dµi. (tra b¶ng) Do ®ã : K hÖ sè ®iÒu chØnh theo nhiÖt ®é ( t xung quanh lµ 45®é) Tra b¶ng chän ®­îc d©y dÉn ACO - 700 cã dßng ®iÖn lµm viÖc cho phÐp ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn ®Æt ngoµi trêi: ICPBT = 1220A VËy d©y dÉn ACO - 700 ®· chän tháa m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi. KiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t sinh vÇng quang Theo ®iÒu kiÖn: UVQ ³ U§MHT Trong ®ã: UVQ ®iÖn ¸p tíi h¹n cã thÓ ph¸t sinh vÇng quang. UVQ cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Do d©y dÉn ®· chän nhiÒu sîi xo¾n nªn cã: m = 0,83 r = 1,855cm D = 700cm Thay sè liÖu tÝnh to¸n ®­îc kÕt qu¶ sau: TÝnh to¸n UVQ ®èi víi pha gi÷a: UVQ gi¶m 4% cho nªn: UVQ = 0.96 .*333 = 332 KV > 220KV Cho nªn d©y dÉn ACO - 700 tháa m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang. b. Chän d©y dÉn mÒm lµm thanh dÉn m¹ch cao ¸p 220KV: §· x¸c ®Þnh ®­îc ILVCB cña d©y dÉn trong m¹ch nµy lµ: Icb = 0,73KA Theo ®iÒu kiÖn chän d©y dÉn mÒm cã: Víi ICPLD : Lµ dßng ®iÖn cho phÐp l©u dµi. (tra b¶ng) Do ®ã : K hÖ sè ®iÒu chØnh theo nhiÖt ®é ( t xung quanh lµ 45®é) Tra b¶ng chän ®­îc d©y dÉn ACO - 400 cã dßng ®iÖn lµm viÖc cho phÐp ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn ®Æt ngoµi trêi: ICPBT = 835A VËy d©y dÉn ACO - 400 ®· chän tháa m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi. KiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t sinh vÇng quang Theo ®iÒu kiÖn: UVQ ³ U§MHT Trong ®ã: UVQ ®iÖn ¸p tíi h¹n cã thÓ ph¸t sinh vÇng quang. UVQ cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Do d©y dÉn ®· chän nhiÒu sîi xo¾n nªn cã: m = 0,83 r = 1,36cm D = 600cm Thay sè liÖu tÝnh to¸n ®­îc kÕt qu¶ sau: TÝnh to¸n UVQ ®èi víi pha gi÷a: UVQ gi¶m 4% cho nªn: UVQ = 0.96 .*250 = 241 KV > 220KV Cho nªn d©y dÉn AC0 - 400 tháa m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang. KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt: Theo ®iÒu kiÖn: Tøc lµ tiÕt diÖn cña d©y dÉn chän kh«ng ®­îc nhá h¬n tiÕt diÖn nhá nhÊt ®Ó d©y dÉn æn ®Þnh nhiÖt. BN lµ xung l­îng nhiÖt ng¾n m¹ch. LÊy gÇn ®óng BN =I’’ (tc + ta) tc lµ xung l­îng nhiÖt khi ng¾n m¹ch , lÊy tc =0,4s ta lµ h»ng sè thêi gian, lÊy ta =0,05s BN= 23,9682x(0,4 + 0,05) =258,509KA2.s Víi d©y dÉn nh«m h»ng sè C =79A2s VËy: Nh­ vËy d©y dÉn ®· chän tho¶ m·n vÒ æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. II. Chän m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly. 1. Chän m¸y c¾t a. M¸y c¾t ®­îc chän theo nh÷ng ®iÒu kiÖn sau: Lo¹i m¸y c¾t ®iÖn trªn cïng mét cÊp ®iÖn ¸p ta chän cïng mét chñng lo¹i m¸y c¾t, trªn c¸c ®­êng d©y phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t th× nªn dïng m¸y c¾t hîp bé. §iÖn ¸p ®Þnh møc: ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¸y c¾t ®· chän t­¬ng øng víi ®iÖn ¸p cña l­íi. Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I§MMC ³ ILVCB KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch: I2NH . INH ³ BN = I200Q§ KiÓm tra æn ®Þnh ®éng khi ng¾n m¹ch: IL®m MC ³ Ixk - §iÒu kiÖn c¾t : IC§M ³ I'' ë ch­¬ng IV ®· chän m¸y c¾t cho c¸c cÊp ®iÖn ¸p b. KiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña m¸y c¾t + M¸y c¾t phÝa cao ¸p 220KV Lµ m¸y c¾t kh«ng khÝ lo¹i BBъ - 220 – 31,5/2000 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: U®m = 220KV = U lµm viÖc cña l­íi I®n = 2000A > Icb= 340A IC®m = 31.5kA > I’’ = 5,36kA ILdd MC=80 kA >13,65kA M¸y c¾t ®· chän cã I®m = 2000 A > 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt VËy m¸y c¾t ®· chän lµ tháa m·n c¸c yªu cÇu + M¸y c¾t phÝa cao ¸p 110KV Lµ m¸y c¾t kh«ng khÝ lo¹i BBY - 110 – 40/2000 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: U®m = 110KV = U lµm viÖc cña l­íi I®m = 2000A > Icb= 0,65kA= 650 A IC®m = 40kA > I’’ = 11,86kA ILdd MC=102 kA > IXK = 29,9kA M¸y c¾t ®· chän cã I®m = 1000 A > 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt VËy m¸y c¾t ®· chän lµ tháa m·n c¸c yªu cÇu + M¸y c¾t phÝa cao ¸p 10,5KV Lµ m¸y c¾t kh«ng khÝ lo¹i BΓM-20-90/11200Y3 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: U®m = 20KV > U lµm viÖc cña l­íi I®m = 11,2kA > Icb= 7,14 kA IC®m = 90kA > I’’ = 57,9 kA Ildd MC=300kA > Ixk =146 kA M¸y c¾t ®· chän cã I®m = 1000 A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt VËy m¸y c¾t ®· chän lµ tháa m·n I 220 0.474 3.34 10.99 BBb-220-31,5/2000 220 2 31,5 80 110 0.65 11.86 29.9 BBY-11-40/2000 110 2 40 102 10,5 5.169 34.99 107.75 BΓM-20-90/11200Y3 20 11,2 90 300 2. Chän dao c¸ch ly a. Dao c¸ch ly ®­îc chän theo nh÷ng ®iÒu kiÖn sau: - Lo¹i dao c¸ch ly: trªn cïng mét cÊp ®iÖn ¸p ta chän cïng mét lo¹i dao , trªn c¸c ®­êng d©y phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t th× dïng m¸y c¾t hîp bé. - §iÖn ¸p ®Þnh møc: ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña dao c¸ch ly ®· chän t­¬ng øng víi ®iÖn ¸p cña l­íi. - Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I§MDCL ³ ILVCB - KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch: I2NH . tNH ³ BN - KiÓm tra æn ®Þnh ®éng khi ng¾n m¹ch: IlddDCL ³ iXK ë ®©y - Tõ kÕt qu¶ cña dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña c¸c cÊp ®iÖn ¸p chän ®­îc DCL ghi vµo b¶ng sau: Lo¹i DCL ILVCB KA U§M KV I§M A IL§D KA INH KA tNH sec PHд - 220 T/1500 1.5 220 1500 80 22 3 PHд3 - 110 /2000 2.0 110 2000 100 40 3 PBK - 20 /12500 12.5 20 12500 320 125 4 b. KiÓm tra dao c¸ch ly - DCL ®· chän cã I§MDCL>1000A nªn kh«ng ph¶i kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. +DCL phÝa cao ¸p 220 KV: Lo¹i PHд - 220 T/1500 - U®mDCL = 220 KV phï hîp l­íi ®iÖn - I®mDCL = 1500 A > ILVCB = 735A - iLdd = 80KA > iXK = 10,99 KA VËy DCL ®· chän tháa m·n +DCL phÝa cao ¸p 220 KV: Lo¹i PHд - 220 T/1500 - U®mDCL = 220 KV phï hîp l­íi ®iÖn - I®mDCL = 1500 A > ILVCB = 735A - iLdd = 80KA > iXK = 10,99 KA VËy DCL ®· chän tháa m·n +DCL phÝa 110 KV: Lo¹i PHд3 - 110/2000 - U®mDCL = 110 KV phï hîp l­íi ®iÖn - I®mDCL = 2000 A > ILVCB = 650A - iLdd = 100KA > iXK = 29,9 KA VËy DCL ®· chän tháa m·n + DCL phÝa h¹ ¸p 10,5 KV Lo¹i PBK - 20 / 12500 - U®mDCL = 20 kV>10,5KV ®iÖn ¸p lµm viÖc - I®mDCL =12500A > ILVCB = 7,14A - iLdd = 320KA > iXK = 146 KA VËy DCL ®· tháa m·n. III. Chän c¸p cho m¹ch phô t¶i 10,5KV 1. Chän c¸p - Phô t¶i c¸p ®iÖn ¸p m¸y ph¸t Pmax =11.6 MW, Cos j = 0,8 2 ®­êng c¸p ®¬n cã P = 1 MW, cos j = 0,80® S = 1,25 MVA 3 ®­êng c¸p kÐp cã P = 3,2 MW, cos j = 0,8® S = 4 MVA - TiÕt diÖn c¸p ®­îc chän theo mËt ®é dßng kinh tÕ Trong ®ã: IBT : dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng JKT : mËt ®é kinh tÕ a. Chän tiÕt diÖn c¸p ®¬n Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ gåm 2 ®­êng d©y ®¬n cã S = 1,25 MVA Do ®ã: Tõ ®å thÞ phô t¶i ®Þa ph­¬ng ta tÝnh ®­îc TMAX (thêi gian sö dông c«ng suÊt lín nhÊt cña phô t¶i m¸y ph¸t) - Tra b¶ng T45 gi¸o tr×nh thiÕt kÕ nhµ m¸y ®iÖn víi TMAX = 5606,5h > 5000 h vµ dïng c¸p lâi ®ång nªn ta lÊy mËt ®é kinh tÕ jKT = 2 A/mm2 Sc¨p =83/2 = 41,5 mm2 VËy chän c¸p ba lâi b»ng nh«m c¸ch ®iÖn b»ng giÊy tÈm dÇu, nhùa th«ng, vá b»ng ch× ®Æt trong ®Êt cã: U®m = 20KV; S = 70mm2 cã ICP = 200A KiÓm tra c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi theo ®iÒu kiÖn IBT £ I'CP Víi I'CP =k1 . k2 .ICP Trong ®ã: k1 - sè liÖu hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é n¬i ®Æt c¸p k2 - hiÖu sè hiÖu chØnh theo c¸p lµm viÖc ®Æt song song trong ®Êt víi c¸p ®¬n k2 = 1 ( ®¹t c¸p sîi ®¬n ) ICP : dßng ®iÖn cho phÐp l©u dµi cña c¸p cña c¸p ë 150C Do ®ã: I'CP = 0,88*200 = 176A > IBT = 83 A VËy c¸p ®· chän tháa m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng. b. Chän tiÕt diÖn c¸p kÐp Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ gåm cã 2 ®­êng c¸p kÐp S = 4 MVA v× lµ c¸p kÐp nªn dßng ®iÖn c­ìng bøc x¶y ra khi mét ®­êng c¸p bÞ sù cè lóc nµy. ICB = 2IBT = 2x 130 = 260 A VËy ta chän c¸p ba lâi ®ång c¸ch ®iÖn b»ng giÊy tÈm dÇu nhùa th«ng vá b»ng ch× ®Æt trong ®Êt cã: U§M = 20KV; S = 150 mm2 cã Icp = 240A KiÓm tra c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi; Ibt £ I'CP Víi I'CP = k1 . k2 . ICP Trong ®ã k1 = 0,88; k2 = 0,9 ( c¸p ®Æt song song c¸ch nhau 10cm) I'CP = 0.88 * 0.9 * 240 =190 A ³ Ibt = 130 A VËy c¸p ®· chän tháa m·n ®­îc ph¸t nãng l©u dµi + KiÓm tra c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng khi lµm viÖc c­ìng bøc Theo quy tr×nh thiÕt bÞ ®iÖn, c¸c c¸p cã c¸ch ®iÖn b»ng giÊy tÈm dÇu, ®iÖn ¸p kh«ng qu¸ 20KV, trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc sù cè cã thÓ cho phÐp c¸p qu¸ t¶i 30% trong thêi gian kh«ng qu¸ 5 ngµy 5 ®ªm. Nh­ vËy cã ®iÒu kiÖn kiÓm tra nh­ sau: 1,3 . k1 . k2 .ICPBT ³ ICB Trong ®ã k1 = 0.88, k2 =0,9 ( c¸p ®Æt song song c¸ch nhau 100mm) 1.3*0.88*0.9*240 = 261 A ³ Icb = 260A VËy c¸p ®· chän tháa m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng khi lµm viÖc c­ìng bøc. Do ta ®Æt kh¸ng ®­êng d©y ®Ó h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch ®Ó cho viÖc chän c¸c m¸y c¾t cÊp cho cÊc phô t¶i ®Þa ph­¬ng gi¶m ®­îc c«ng suÊt c¾t nªn kh«ng kiÓm tra æ ®Þng nhiÖt (ViÖc chän kh¸ng ®­îc tÝnh trªn ®iÒu kiÖn cña æn ®Þnh nhiÖt cña c¸c c¸p) 2. Chän kh¸ng ®iÖn ®­êng d©y phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t. S¬ ®å MCLL MCLL F2 XK XHT HT XC1 XC2 N 4 N C1 N C2 220KV B1 F1 Mc1 Mc2 B2 F3 b. Chän kh¸ng: Dßng sù cè qua kh¸ng ®iÖn lµ dßng cùc ®¹i qua kh¸ng khi kh¸ng kia ngõng ho¹t ®éng. Dùa vµo U§M, ISC chän lo¹i kh¸ng ®iÖn bª t«ng cã cuén d©y b»ng nh«m KA U S I cb 27 . 1 5 . 10 * 3 23 * 3 max = = = 10KV lo¹i PbA - 10 - 1500 cã I®m = 1500A cã Xk%=3.9 Theo ch­¬ng ng¾n m¹ch cã: I''N4 = 35KA Chän hÖ t­¬ng ®èi c¬ b¶n ®Óu tÝnh ng¾n m¹ch SCB = 100MVA Ucb= Utb nªn Icb=Scb/Ö3*10.5=5.505 X¸c ®Þnh dßng æn ®Þnh nhiÖt cña c¸p: Trong ®ã: S - lµ tiÕt diÖn c¸p 70 mm2 ( lÊy c¸p cã thiÕt diÖn nhá nhÊt ®Ó tÝnh ) C - lµ hÖ sè víi c¸p ®ång CCU = 141 A2sec t: thêi gian c¾t ng¾n m¹ch bao gåm c¶ b¶o vÖ r¬ le. Bëi lÊy thêi gian c¾t cho m¸y c¾t 1lµ t= 0,4 * X¸c ®Þnh X k% : Theo dßng æn ®Þnh nhiÖt vµ dßng c¾t cña m¸y c¾t ta chän XK% cña kh¸ng sao cho dßng ng¾n m¹ch qua c¸c c¸p ph¶i tháa m·n: VËy diÖn kh¸ng XK% lµ: Do vËyXk=XS -Xht=0.353-0.157=0,196 ( t­¬ng ®èi c¬ b¶n ) TÝnh ®­îc Xk trong ®¬n vÞ t­¬ng ®èi ®èi ®Þnh møc TÝnh dßng ng¾n m¹ch t¹i N5: I”N5=Icb¶n/(Xht+Xk)=5.05/(0.157+0.09) < 20kA nªn c¸c m¸y c¾t phÝa sau kh¸ng cã thÓ gi¶m nhÑ c«ng suÊt c¾t IV. Chän m¸y biÕn ¸p ®o luêng ViÖc chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p vµ m¸y biÕn ¸p dßng ®iÖn phô thuéc vµo t¶i cña nã. §iÖn ¸p ®Þnh møc cña chóng ph¶i phï hîp víi ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¹ng ®iÖn. Ngoµi ra mçi lo¹i cßn cã mét sè ®iÒu kiÖn cÇn tháa m·n riªng. Sau ®©y tiÕn hµnh chän m¸y biÕn ¸p vµ m¸y biÕn dßng ®iÖn cung cÊp cho c¸c dông cô ®o l­êng cña m¸y ph¸t ®iÖn. 1. Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p BU M¹ch m¸y ph¸t cã U§M = 10,5KV Chän hai BU mét pha nèi d©y theo V/V c¸c dông cô m¾c vµo m¹ch ®o l­êng cã c¸c th«ng sè theo b¶ng sau: TT Tªn dông cô do Ký hiÖu Phô t¶i pha AB Phô t¶i pha BC P(W) Q(VAR) P(W) Q(VAR) 1 V«n kÕ B -2 7,2 2 Oat kÕ II - 341 1,8 1,8 3 Oat kÕ ph¶n kh¸ng II - 341/1 1,8 1,8 4 Oat kÕ tù ghi II 33 8,3 8,3 5 TÇn sè kÕ 340 6,5 6 C«ng t¬ II - 670 0,66 0,66 0,66 1,62 7 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng NT-672 0,66 0,66 0,66 1,62 Tæng céng 20,4 3,42 19,72 3,24 Chän 2 biÕn ®iÖn ¸p mét pha víi c¸c th«ng sè sau: KiÓu §iÖn ¸p (kV) §iÖn ¸p ®Þnh møc (V) C«ng suÊt ®Þnh møc (VA) Cuéns¬ cÊp Thø cÊp Thø cÊp phô CÊp 0,5 CÊp 1 HOM10-66T 10 11000 100 75 150 Chän d©y dÉn tõ BU ®Õn c¸c ®ång hå ®o: §Ó tÝnh to¸n ®¬n gi¶n cã Ia = I0 = 0,2 (A); cos jab = cos jbc nh­ vËy: Ib = = 0,34A Gi¶ thiÕt chiÒu dµi d©y dÉn 50m, d©y ®ång cã r = 0,0175, tæn thÊt ®iÖn ¸p DU% = 0,5% ThiÕt diÖn d©y ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn: Theo yªu cÇu ®é bÒn c¬, chän d©y ®ång cã thiÕt diÖn 1,5 mm2 2. Chän m¸y biÕn dßng ®iÖn BI a. Chän m¸y biÕn dßng ®iÖn BI m¹ch m¸y ph¸t Tõ s¬ ®å nèi d©y c¸c dông cô ®o l­êng vµo c¸c BI nh­ h×nh vÏ x¸c ®Þnh ®­îc c¸c phô t¶i cña c¸c pha nh­ sau: TT Tªn dông cô KiÓu Phô t¶i (VA) A B C Ampe mÐt 3-302 1 1 1 Oat kÕ t¸c dông II-341 5 - 5 Oat kÕ t¸c dông tù ghi II-33 10 - 10 Oat kÕ ph¶n kh¸ng II-342/1 5 - 5 C«ng t¬ t¸c dông II-670 2,5 - 2,5 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng NT-672 2,5 5 2,5 Tæng céng 26 6 26 Tõ b¶ng x¸c ®Þnh ®­îc tæng phô t¶i Pha A: SA = 26,1 VA; Pha B: S1 = 2,6VA; Pha C: SC = 26,1VA VËy phô t¶i lín nhÊt ë pha A vµ pha C lµ: SMAX = SA = SC = 26VA M¸y biÕn dßng ®iÖn ®­îc cÇn tháa m·n cÊp chÝnh x¸c cña c¸c ®ång hå trong m¹ch. V× cã c«ng t¬ trong m¹ch vµ c«ng t¬ chän cÊp chÝnh x¸c 0,5 cho nªn cÊp chÝnh x¸c cña BI ph¶i chän lµ 0,5. §iÖn ¸p ®Þnh møc: U§M-BI ³ UP = 10,5KV Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I§M-BI ³ ILVCB Trong ch­¬ng tr­íc ®· x¸c ®Þnh ILVCB = 7,14KA nªn Chän BI cã ký hiÖu TШL - 20 - 1 Cã c¸c th«ng sè sau: U§M= 20KV, I§MSC = 8KA, I§MTC = 5A CÊp chÝnh x¸c 0,5, Z§M = 1,2W §Ó tháa m·n cÊp chÝnh x¸c 0,5 cña BI cÇn chän d©y dÉn ®Õn c¸c dông cô ®o l­êng. LÊy kho¶ng c¸ch tõ m¸y biÕn dßng ®iÖn ®Õn c¸c dông cô ®o l­êng lµ l = 40m. V× c¸c m¸y biÕn dßng ®iÖn nèi kiÓu sao hoµn toµn cho nªn lTT = l = 40m trong ®ã lTT: chiÒu dµi tÝnh to¸n. Tæng trë c¸c dông cô ®o l­êng m¾c vµo pha A hay pha C theo s¬ ®å . §Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c yªu cÇu tæng phô t¶i thø cÊp Z (kÓ c¶ d©y dÉn) kh«ng ®­îc v­ît qu¸ phô t¶i ®Þnh møc cña biÕn dßng Z§MB Z2 = ZåDC + ZDD £ Z§MB TRong ®ã ZåDC lµ tæng trë phô t¶i dông cô ®o ZDD lµ tæng trë cña d©y dÉn nèi víi biÕn dßng víi dông cô ®o. Tr­êng hîp giíi h¹n cã: Do ®ã tiÕt diÖn d©y dÉn: r: ®iÖn trë suÊt vËt liÖu d©y dÉn: rCU = 0,0175W Chän d©y dÉn ®ång cã tiÕt ®iÖn SDD = 5mm2 b. KiÓm tra ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña BI: * KiÓm tra æn ®Þnh ®éng cña BI Theo ®iÒu kiÖn . kd . IDMSC ³ tXK Trong ®ã kD = 81: béi sè æn ®Þnh ®éng cña biÕn dßng Cã . 81. 6 = 687,31KA ³ tXK = . 1,8.57,9 = 146KA §¶m b¶o æn ®Þnh ®éng * KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt cña BI Dßng ®Þnh møc s¬ cÊp I§MSC = 6KA > 1000 A cho nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. => M¸y biÕn dßng ®· chän TШL - 20 - 1 /8000 lµ tháa m·n Chän BU - BI cho cÊp ®iÖn ¸p 220KV, Chän theo ®iÒu kiÖn sau: U§M ³ U§MHP; I§M ³ ICB Th«ng sè BI: Th«ng sè tÝnh to¸n Lo¹i Béi sè ODD Béi sè o®n/s UDM KV IDM CÊp CX Phô t¶i W iLDD KA I«®nh KA S T U®m(kV) Icb(A) 220 340 TFHU-220M 150 43,3/3 220 2000 5 P 1,2 145 49 Th«ng sè BU: Lo¹i CÊp §A (KV) §iÖn ¸p ®Þnh møc CS theo CCX CS max (VA) S T TP 0,5 1 HKF220.58 220 100/3 150 250 1200 iv. Chän s¬ ®å vµ thiÕt bÞ tù dïng 1. S¬ ®å nèi ®iÖn tù dïng (h×nh vÏ ) 2. Chän m¹ch ®iÖn tù dïng 10,5 KV a. Chän m¸y biÕn ¸p bËc I. Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ c«ng suÊt tù dïng cùc ®¹i cña nhµ m¸y b»ng 8% c«ng suÊt, v× vËy c«ng suÊt tù dïng max cña toµn nhµ m¸y lµ: STDMAX = a . S ®Æt = 37,6 MVA CÇn chän c«ng suÊt mçi m¸y biÕn ¸p cÊp ®iÖn ¸p 10,5/6,3KV tháa m·n ®iÒu kiÖn sau: n. Sè tæ m¸y cña nhµ m¸y nèi víi sè thanh tù dïng 6,3KV Tra b¶ng chän m¸y biÕn ¸p TдHC - 1000 – 10,5/6,3 SDM(MVA) UC (KV) UH (KV) DP0(KW) DPN (KW) UN % I0% 10 10,5 6,3 12,3 85 14 0,9 M¸y biÕn ¸p dù tr÷ cho cÊp nµy ®­îc chän gièng nh­ m¸y biÕn ¸p TДHC - 10000 – 10,5 /6,3kV b. Chän m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly : Nh­ ë ch­¬ng III ®· x¸c ®Þnh ®­îc: I''NH = 75,45 KA VËy sÏ x¸c ®Þnh ®ù¬c m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly nh­ sau: §¹i l­îng tÝnh to¸n M¸y c¾t Dao c¸ch ly §L§M MC DCL U (KV) ILVCB (KA) I'' (KA) iXK (KA) 20 7,14 57,9 146 MG-10-9000/1800 PBR-20/8000 U§MKV I§MKA ICATKA iLDDKA 20 9000 105 300 20 8000 500 KiÓm tra m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly: + Víi m¸y c¾t MG - 10 - 9000 /1800 - U§MMC = 20KV > U§M = 6,3KV - I§MMC = 8000A > ILVCB = 7140A - M¸y c¾t ®· chän cã I§MMC = 8000 A > 1000A nªn kh«ng ph¶i kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. - iLDD = 300KA > iXK = 146KA - IC§M = 105KA > I'' =57,9KA M¸y c¾t ®· chän lµ tháa m·n. + Víi dao c¸ch ly PBK - 20/8000 - U§MMC = 20KV > U§M - I§MCL = 8000A > ILVCB = 7140A - Dao c¸ch ly ®· chän cã I§MDCL = 8000A > 1000A nªn kh«ng ph¶i kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. - iLDD = 200KA > iXK = 146KA VËy dao c¸ch ly ®· chän lµ tháa m·n c. Chän m¸y biÕn ¸p bËc 2: 6,3/0,4 KV: M¸y biÕn ¸p bËc 2 cã nhiÖm vô cung cÊp cho ®éng c¬ 380/220V vµ th¾p s¸ng. Víi gi¶ thiÕt lóc nµy kh«ng tÝnh ®Õn sù lµm viÖc cña c¸c ®éng c¬ v× ë giai ®o¹n ban ®Çu thiÕt kÕ c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn vµ c«ng suÊt ®Þnh møc cña chóng cßn ch­a biÕt. Víi gi¶ thiÕt c«ng suÊt tiªu thô tù dïng cÊp 0,4KV b»ng kho¶ng 15% c«ng suÊt tù dïng cña toµn nhµ m¸y. Nh­ vËy tæng c«ng suÊt ë cÊp 6/0,4 KV lµ: STD = 0,15. 37,6 = 5,64 MVA = 5640KVA S§MB ³ 5640/4 = 1410KVA Tra b¶ng chän lo¹i m¸y biÕn ¸p TC3 - 1600 - 6,3/ 0,4 cã c¸c th«ng sè: SDM(KVA) UC (KV) UH (KV) DP0(KW) DPN (KW) UN % I0% 1600 6,0 0,4 4,2 16 5,5 1,5 Nh­ vËy ta ®· chän xong c¸c thiÕt bÞ cho s¬ ®å nèi ®iÖn chÝnh cña toµn nhµ m¸y ®iÖn ®­îc thiÕt kÕ. S¬ ®å nèi ®iÖn chÝnh toµn nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn