Thiết kế phần điện của nhà máy thuỷ điện 4 tổ máy x100 MW

= 235,4 MVA > Sdp ht = 220 MVA Phô t¶i ®Þa ph­¬ng ®­îc cÊp b»ng c¸c ®­êng c¸p kÐp ®iÖn ¸p 22KV, mµ ®iÖn ¸p ®Çu cùc m¸y ph¸t lµ 13,8KV. Do vËy c¸c phô t¶i ®Þa ph­¬ng ®­îc cÊp tõ hai m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p 13,8/22KV. Hai m¸y biÕn ¸p nµy lÊy ®iÖn tõ ®Çu cùc cña hai m¸y ph¸t nèi víi biÕn ¸p tù ngÉu. §Ó h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch, trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng hai m¸y biÕn ¸p nµy lµm viÖc riªng rÏ ë phÝa 22KV vµ mçi m¸y cung cÊp cho mét nöa phô t¶i ®Þa ph­¬ng. Trong tr­êng hîp mét m¸y bÞ sù cè th× m¸y cßn l¹i víi kh¶ n¨ng qu¸ t¶i sÏ cung cÊp ®iÖn cho toµn bé phô t¶i ®Þa ph­¬ng. Tõ nh÷ng nhËn xÐt trªn ®©y ta cã thÓ ®Ò xuÊt mét sè ph­¬ng ¸n nh­ sau: Ph­¬ng ¸n I g1 tN1 g3 g2 g4 tN2 T2 T1 220 KV 110 kv H×nh 1 Ta dïng hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu t¨ng ¸p ®Ó lµm liªn l¹c gi÷a ®iÖn ¸p cao vµ ®iÖn ¸p trung . C«ng suÊt ®­îc truyÒn t¶i tõ phÝa h¹ lªn phÝa cao ¸p vµ trung ¸p , ®ång thêi cã thÓ truyÒn tõ phÝa trung sang phÝa cao vµ ng­îc l¹i . ¦u ®iÓm cña ph­¬ng ¸n nµy lµ chØ dïng hai lo¹i m¸y biÕn ¸p. Sè m¹ch nèi vµo thiÕt bÞ ph©n phèi ®iÖn ¸p cao nhá Phô t¶i ®Þa ph­¬ng 22KV ®­îc cung cÊp diÖn qua hai m¸y biÕn ¸p 13,8/22KV nèi vµo ®Çu cùc m¸y ph¸t ®iÖn nèi víi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu _G1,G2. Ph­¬ng ¸n II G2 TN1 tN2 G1 G4 T1 G3 T2 SVHTmax = 284,81 MVA. SVHTmin = 215,04 MVA. S110max = 232,56 MVA. S110min = 162,79 MVA. 220 KV 110 KV H×nh 2 Trong s¬ ®å nµy ta chuyÓn mét bé m¸y biÕn ¸p – m¸y ph¸t hai cuén d©y tõ bªn ®iÖn ¸p trung sang bªn ®iÖn ¸p cao . Do phô t¶i bªn trung STmin= 162,79 MVA > S®mF = 117,7 MVA nªn m¸y ph¸t cã thÓ ph¸t b»ng ph¼ng liªn tôc ; tæn thÊt trong m¸y biÕn ¸p trong chÕ ®é ho¹t ®éng b×nh th­êng nhá . Nh­îc ®iÓm cña ph­ong ¸n nµy lµ ph¶i dïng ba lo¹i biÕn ¸p , g©y khã kh¨n cho viÖc vËn hµnh vµ b¶o vÖ ; ngoµi ra do cã thªm m¹ch nèi lªn thiÕt bÞ ph©n phèi ®iÖn ¸p cao nªn vèn ®Çu t­ t¨ng lªn Phô t¶i ®Þa ph­¬ng 22KV ®­îc cung cÊp diÖn qua hai m¸y biÕn ¸p 13,8/22KV nèi vµo hai cùc m¸y ph¸t ®iÖn G2,G3. Ph­¬ng ¸n III Trong s¬ ®å nµy ta dïng mba tù ngÉu liªn l¹c gi÷a ®iÖn ¸p cao vµ ®iÖn ¸p trung , c«ng suÊt cã thÓ truyÒn tõ cao sang trung vµ ng­îc l¹i tuú thuéc vµo sù biÕn ®æi c«ng suÊt cña l­íi , sù thay ®æi c«ng suÊt lµm viÖc cña nhµ m¸y , thay ®æi s¬ ®å hÖ thèng ®iÖn vµ c¸c nguyªn nh©n kh¸c . Cuén d©y h¹ ¸p cña mba tù ngÉu cã thÓ nèi víi l­íi ph©n phèi ®Þa ph­¬ng hoÆc ®Ó cung cÊp ®iÖn tù dïng dù tr÷ cho nhµ m¸y ®iÖn Nh­îc ®iÓm cña ph­¬ng ¸n nµy lµ sè mba nhiÒu vµ cã nhiÒu lo¹i mba , tæn thÊt c«ng suÊt trong c¸c mba lín , sè m¹ch nèi vµo thiÕt bÞ cao ¸p lín kh«ng kinh tÕ ht G4 H×nh 3 t2 T1 T4 T3 G2 G1 G3 Tãm l¹i : Qua nh÷ng ph©n tÝch trªn ®©y ta thÊy phu¬ng ¸n III cã vèn ®Çu t­ lín h¬n c¶ , ph­¬ng ¸n I vµ ph­ong ¸n II cÇn ph©n tÝch kÜ h¬n míi cã thÓ ®¸nh gi¸ ®­îc , do ®ã ta ®Ó l¹i ph­¬ng ¸n I vµ ph­¬ng ¸n II ®Ó tÝnh to¸n , so s¸nh cô thÓ h¬n vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt nh»m chän ®­îc s¬ ®å nèi ®iÖn tèi ­u cho nhµ m¸y ®iÖn. III./ Chän m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p M¸y biÕn ¸p lµ mét thiÕt bÞ rÊt quan träng trong hÖ thèng ®iÖn . Tæng c«ng suÊt c¸c m¸y biÕn ¸p gÊp tõ 4-5 lÇn tæng c«ng suÊt c¸c m¸y ph¸t ®iÖn . Chän mba trong nhµ m¸y ®iÖn lµ lo¹i , sè l­îng , c«ng suÊt ®Þnh møc vµ hÖ sè biÕn ¸p . MBA ®­îc chän ph¶i ®¶m b¶o ho¹t ®éng an toµn trong ®iÒu kiÖn b×nh th­êng vµ khi x¶y ra sù cè nÆng nÒ nhÊt Nguyªn t¾c chung ®Ó chän mba lµ tr­íc tiªn chän S®mB ³ c«ng suÊt cùc ®¹i cã thÓ qua biÕn ¸p trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc b×nh th­êng , sau ®ã kiÓm tra l¹i ®iÒu kiÖn sù cè cã kÓ ®Õn hÖ sè qu¸ t¶i cña mba . X¸c ®Þnh c«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng ph¶i nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng . Ta lÇn l­ît chän mba cho tõng ph­¬ng ¸n Gi¶ thiÕt c¸c m¸y biÕn ¸p ®­îc chÕ t¹o phï hîp víi ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é m«i tr­êng n¬i l¾p ®Æt nhµ m¸y ®iÖn . Do vËy kh«ng cÇn hiÖu chØnh c«ng suÊt ®Þnh møc cña chóng. 1./ Ph­¬ng ¸n I ( h×nh 1) a./ M¸y biÕn ¸p bé trong s¬ ®å bé m¸y ph¸t – mba hai cuén d©y §iÒu kiÖn chän : S®mB ³ S®mF = 117,7 MVA M¸y ph¸t trong s¬ ®å bé th­êng ph¸t c«ng suÊt t­¬ng ®èi b»ng ph¼ng vµ æn ®Þnh do ®ã ta kh«ng cÇn ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn sù cè Ta chän ®­îc lo¹i mba cã c¸c th«ng sè cho ë b¶ng sau S®m MVA UC®m KV UH®m KV DP0 KW DPN KW UN% I0% Gi¸ 106 VN§ 125 121 13,8 100 400 10,5 0,5 6080 b./ M¸y biÕn ¸p tù ngÉu t¨ng ¸p + §iÒu kiÖn chän : STN1,TN2®m ³ S®mF Trong ®ã a lµ hÖ sè cã lîi cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu do ®ã : STN1,TN2®m ³ MVA Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta chän m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lo¹i : ATДЦTH-250 cã c¸cth«ng sè kü thuËt nh­ b¶ng sau S®m MVA §iÖn ¸p cuén d©y KV UN% DP0 KW DPN% I0(%) Gi¸ 106 VN§ UC UT UH C-T C-H T-H C-H C-T 250 230 121 13,8 11 32 20 120 520 0,5 10.000 + KiÓm tra ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i sù cè Ta kiÓm tra tr­êng hîp sù cè nÆng nÒ nhÊt lµ khi ST = STmax . XÐt hai kh¶ n¨ng sù cè sau : Sù cè mét bé bªn trung Khi ®ã c«ng suÊt bªn trung thiÕu sÏ do hai mba liªn l¹c ®¶m nhËn C«ng suÊt bªn trung thiÕu STthiÕu= STmax - Sbé = STmax- ( S®mF - 1/4. Stdmax ) = 232,56 - 116,52 = 116,04 MVA C«ng suÊt cã thÓ qua phô t¶i trung ¸p SCT = 2.kqtsc.a.S®mB = 2.1,4.0,5.250 = 350 MVA ta cã SCT > STthiÕu vËy phô t¶i trung ¸p ®­îc ®¶m b¶o TÝnh c«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng C«ng suÊt qua cuén trung mba tù ngÉu SCT = 1/2.STthiÕu= 1/2.116,04 = 58,02 MVA C«ng suÊt qua cuén h¹ mba tù ngÉu SCH = S®mF - 1/2.SuFmin -1/4.Stdmax = 117,7 - 1/2. 16,09 -1/4.4,71 = 108,43 MVA VËy c«ng suÊt qua cuén cao ¸p mba tù ngÉu SCC = SCH - SCT = 108,43 - 58,02= 50,41 MVA C«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng SthiÕu = SVHT -2.SCC = 217,34- 2.50,41 = 116,52 MVA ta cã Sdô tr÷ quay = 8% Sht = 8%.2750 = 220 MVA vËy SthiÕu < Sdô tr÷ quay Sù cè mét m¸y biÕn ¸p liªn l¹c TÝnh c«ng suÊt thiÕu vÒ bªn trung C«ng suÊt cã thÓ chuyÓn qua phô t¶i phÝa trung qua cuén trung mba liªn l¹c SCT = kqtsc.a.S®mB = 1,4.0,5.250 = 175 MVA C«ng suÊt bªn trung thiÕu STthiÕu= STmax - 2.Sbé = 232,56 – 2.116,52 = -0,48 MVA dÊu (-) chøng tá bªn trung ¸p thøa c«ng suÊt , c«ng suÊt thõa sÏ tõ bªn trung chuyÓn sang phÝa cao ¸p TÝnh c«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng C«ng suÊt qua cuén trung mba tù ngÉu SCT = STmax- 2.Sbé = 232,56 – 2.116,52 = -0,48 MVA C«ng suÊt qua cuén h¹ mba tù ngÉu SCH = S®mF - SuFmin -1/4.Stdmax = 117,7 - 16,09 -1/4.4,71 = 100,38 MVA VËy c«ng suÊt qua cuén cao ¸p mba tù ngÉu SCC = SCH - SCT = 100,38 – (-0,48) = 100,86 MVA C«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng SthiÕu = SVHT -SCC = 217,34- 100,86 = 116,48 MVA ta cã Sdô tr÷ quay = 8% Sht = 8%.2750 = 220 MVA vËy SthiÕu < Sdô tr÷ quay kÕt luËn : Nh­ vËy mba ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sù cè nÆng nÒ nhÊt 2./ Ph­¬ng ¸n II ( h×nh 2) a./ M¸y biÕn ¸p bé trong s¬ ®å bé m¸y ph¸t – mba hai cuén d©y + CÊp ®iÖn ¸p 110 kv §iÒu kiÖn chän : S®mB ³ S®mF = 117,7 MVA M¸y ph¸t trong s¬ ®å bé th­êng ph¸t c«ng suÊt t­¬ng ®èi b»ng ph¼ng vµ æn ®Þnh do ®ã ta kh«ng cÇn ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn sù cè Ta chän ®­îc lo¹i mba cã c¸c th«ng sè cho ë b¶ng sau S®m MVA UC®m KV UH®m KV DP0 KW DPN KW UN% I0% Gi¸ 106 VN§ 125 121 13,8 100 400 10,5 0,5 6080 + CÊp ®iÖn ¸p 220 kv §iÒu kiÖn chän : S®mB ³ S®mF = 117,7 MVA M¸y ph¸t trong s¬ ®å bé th­êng ph¸t c«ng suÊt t­¬ng ®èi b»ng ph¼ng vµ æn ®Þnh do ®ã ta kh«ng cÇn ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn sù cè Ta chän ®­îc lo¹i mba cã c¸c th«ng sè cho ë b¶ng sau S®m MVA UC®m KV UH®m KV DP0 KW DPN KW UN% I0% Gi¸ 106 VN§ 125 242 13,8 115 380 11 0,5 7400 b./ M¸y biÕn ¸p tù ngÉu t¨ng ¸p + §iÒu kiÖn chän : STN1,TN2®m ³ S®mF Trong ®ã a lµ hÖ sè cã lîi cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu do ®ã : STN1,TN2®m ³ MVA Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta chän m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lo¹i : ATДЦTH-250 cã c¸cth«ng sè kü thuËt nh­ b¶ng sau S®m MVA §iÖn ¸p cuén d©y KV UN% DP0 KW DPN% I0(%) Gi¸ 106 VN§ UC UT UH C-T C-H T-H C-H C-T 250 230 121 13,8 11 32 20 120 520 0,5 10.000 + KiÓm tra ®iÒu kiÖn sù cè Ta kiÓm tra tr­êng hîp sù cè nÆng nÒ nhÊt lµ khi ST = STmax . XÐt hai kh¶ n¨ng sù cè sau : Sù cè mét bé bªn trung Khi ®ã c«ng suÊt bªn trung sÏ do hai mba liªn l¹c ®¶m nhËn C«ng suÊt cã thÓ qua phô t¶i trung ¸p SCT = 2.kqtsc.a.S®mB = 2.1,4.0,5.250 = 350 MVA ta cã SCT > STmax = 232,56 MVA vËy phô t¶i trung ¸p ®­îc ®¶m b¶o TÝnh c«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng C«ng suÊt qua cuén trung mba tù ngÉu SCT = 1/2.STmax= 1/2.232,56 = 116,28 MVA C«ng suÊt qua cuén h¹ mba tù ngÉu SCH = S®mF - 1/2.SuFmin -1/4.Stdmax = 117,7 - 1/2. 16,09 -1/4.4,71 = 108,43 MVA VËy c«ng suÊt qua cuén cao ¸p mba tù ngÉu SCC = SCH - SCT = 108,43 - 116,28 = - 7,85 MVA C«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng SthiÕu = SVHT -( Sbé + 2.SCC ) = 217,34 -( 116,52 + 2.(- 7,85) ) = 116,52 MVA ta cã Sdô tr÷ quay = 8% Sht = 8%.2750 = 220 MVA vËy SthiÕu < Sdô tr÷ quay Sù cè mét m¸y biÕn ¸p liªn l¹c TÝnh c«ng suÊt thiÕu vÒ bªn trung C«ng suÊt cã thÓ chuyÓn qua phô t¶i phÝa trung qua cuén trung mba liªn l¹c SCT = kqtsc.a.S®mB = 1,4.0,5.250 = 175 MVA C«ng suÊt bªn trung thiÕu STthiÕu= STmax - Sbé = 232,56 – 116,52 = 116,04 MVA vËy STthiÕu < SCT ®¶m b¶o phô t¶i bªn trung TÝnh c«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng C«ng suÊt qua cuén trung mba tù ngÉu STthiÕu= STmax - Sbé = 232,56 – 116,52 = 116,04 MVA C«ng suÊt qua cuén h¹ mba tù ngÉu SCH = S®mF - SuFmin -1/3.Stdmax = 117,7 - 16,09 -1/3.4,71 = 100,04 MVA VËy c«ng suÊt qua cuén cao ¸p mba tù ngÉu SCC = SCH - SCT = 100,04 - 116,04 = -16 MVA dÊu trõ chøng tá biÕn ¸p lÊy c«ng suÊt tõ hÖ thèng ®Ó truyÒn sang bªn trung ¸p C«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng SthiÕu = SVHT -( Sbé + SCC ) = 217,34- ( 116,52 +(-16) ) = 116,82 MVA ta cã Sdô tr÷ quay = 8% Sht = 8%.2750 = 220 MVA vËy SthiÕu < Sdô tr÷ quay kÕt luËn : Nh­ vËy mba ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sù cè nÆng nÒ nhÊt Ch­¬ng 2 TÝnh to¸n tæn thÊt ®iÖn n¨ng I./ TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p. A/ Ph­¬ng ¸n 1. 1/ Ph©n bè c«ng suÊt cho c¸c m¸y biÕn ¸p. a./ M¸y biÕn ¸p hai cuén d©y Ta gi÷ c«ng suÊt qua bé lµ kh«ng thay ®æi, cßn c©n b»ng c«ng suÊt sÏ do m¸y biÕn ¸p liªn l¹c ®¶m nhËn theo luËt c©n b»ng c«ng suÊt. b./ M¸y biÕn ¸p tù ngÉu Ph©n bè c«ng suÊt trong mba tù ngÉu lµ ph©n bè c«ng suÊt cho c¸c cuén cao , cuén trung , cuén h¹ Trong thêi gian t = 0 h ¸ 7 h ta cã : C«ng suÊt qua cuén d©y trung DÊu (-) cã nghÜa lµ c«ng suÊt truyÒn tõ bªn trung sang cao. C«ng suÊt qua cuén h¹ C«ng suÊt qua cuén cao SiC = SiH - SiT = 108,48 - (-23,50) = 131,98 MVA TÝnh t­¬ng tù cho c¸c thêi ®iÓm kh¸c ta ®­îc kÕt qu¶ ë b¶ng sau. Si t (h) 0 - 7 7 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 18 18 - 20 20 - 24 SiC 131,98 108,72 107,57 125,02 122,72 140,16 142,46 SiT - 23,50 - 0,24 - 0,24 -17,69 -17,69 -35,13 -35,13 SiH 108,48 108,48 107,33 107,33 105,03 105,03 107,33 2/ TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng DA trong m¸y biÕn ¸p Tæn thÊt c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p gåm hai phÇn lµ : + Tæn thÊt s¾t kh«ng phô thuéc vµo c«ng suÊt phô t¶i vµ b»ng tæn thÊt kh«ng t¶i cña m¸y biÕn ¸p. + Tæn thÊt ®ång phô thuéc vµo c«ng suÊt phô t¶i , khi phô t¶i b»ng c«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y biÕn ¸p th× tæn thÊt ®ång b»ng tæn thÊt ng¾t m¹ch. a./ Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y Khi cã n m¸y biÕn ¸p vËn hµnh song song th× ta cã c«ng thøc tÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng: Trong ®ã: SdmB: C«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y biÕn ¸p Sbé : C«ng suÊt qua m¸y biÕn ¸p DP0 : Tæn thÊt c«ng suÊt kh«ng t¶i DPn : Tæn thÊt c«ng suÊt ng¾t m¹ch cña m¸y biÕn ¸p VËy = 3274,35 Mw.h b./ Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu Víi DPNC , DPNT , DPNH lµ tæn thÊt c«ng suÊt ng½n m¹ch trong cuén d©y ®iÖn ¸p cao, trung , h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Ta cã: a = 0,5 lµ hÖ sè lîi dông cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Do th«ng sè mba chØ cho DPnCT nªn ta cã thÓ coi DPnCH = DPnTH = Thay sè ta ®­îc: DPnCH = DPnTH = = = 260 Kw VËy Thay sè vµo c«ng thøc ta tÝnh ®­îc : cho DP0 = 120 KW n DP0t = 2.120.8760 = 2102.400 KW.h = 2102,4 MW.h + t = 0h ¸ 7h DA0-7 = KWh TÝnh to¸n t­¬ng tù cho c¸c thêi ®iÓm kh¸c ta ®­îc kÕt qu¶ + t = 7h ¸ 8h DA7-8 = 196,04 KWh + t = 8h ¸ 12h DA8-12 = 767,61 KWh + t = 12h ¸ 14h DA12-14 = 420,180 KWh + t = 14h ¸ 18h DA14-18 = 806,49 KWh + t = 18h ¸ 20h DA18-20 = 224,527.2 = 449,05 KWh +./ t = 20h ¸ 24h DA20-24 = 233,33.4 = 933,31 KWh Tõ ®ã tÝnh ®­îc KWh KWh = 1870,27 MWh Tæng tæn thÊt c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu = 3037,54 MWh Þ Tæng tæn thÊt c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p DA1 = DAtn + DA2cd = 3274,35 + 3037,54 = 6311,89 MWh B./ Ph­¬ng¸n 2 1/ Ph©n bè c«ng suÊt cho c¸c m¸y biÕn ¸p. a./ M¸y biÕn ¸p hai cuén d©y Ta gi÷ c«ng suÊt qua bé lµ kh«ng thay ®æi, cßn c©n b»ng c«ng suÊt sÏ do m¸y biÕn ¸p liªn l¹c ®¶m nhËn theo luËt c©n b»ng c«ng suÊt. b./ M¸y biÕn ¸p tù ngÉu Ph©n bè c«ng suÊt trong mba tù ngÉu lµ ph©n bè c«ng suÊt cho c¸c cuén cao , cuén trung , cuén h¹ Trong thêi gian t = 0 h ¸ 7 h ta cã : C«ng suÊt qua cuén d©y trung C«ng suÊt qua cuén h¹ C«ng suÊt qua cuén cao SiC = SiH - SiT = 108,48 - 34,77 = 73,71 MVA TÝnh t­¬ng tù cho c¸c thêi ®iÓm kh¸c ta ®­îc kÕt qu¶ ë b¶ng sau. Si t (h) 0 - 7 7 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 18 18 - 20 20 - 24 SiC 73,71 50,46 49,31 67,58 65,45 81,89 84,19 SiT 34,77 58,02 58,02 39,58 39,58 23,14 23,14 SiH 108,48 108,48 107,33 107,33 105,03 105,03 107,33 2/ TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng DA trong m¸y biÕn ¸p TÝnh to¸n t­¬ng tù nh­ ph­¬ng ¸n 1 a./ Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y + CÊp ®iÖn ¸p 110 kv Trong ®ã: n : Sè m¸y biÕn ¸p lµm viÖc song song SdmB: C«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y biÕn ¸p Sbé : C«ng suÊt qua m¸y biÕn ¸p DP0 : Tæn thÊt c«ng suÊt kh«ng t¶i DPn : Tæn thÊt c«ng suÊt ng¾t m¹ch cña m¸y biÕn ¸p VËy = 3920,7 Mw.h + CÊp ®iÖn ¸p 220 kv = 3899,87 MWh b./ Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu Víi DPNC , DPNT , DPNH lµ tæn thÊt c«ng suÊt ng½n m¹ch trong cuén d©y ®iÖn ¸p cao, trung , h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. SiC , SiT , SiH lµ c«ng suÊt qua cuén cao ¸p , trung ¸p , h¹ ¸p trong thêi ®iÓm t Ta cã: a = 0,5 lµ hÖ sè lîi dông cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Do th«ng sè mba chØ cho DPnCT nªn ta cã thÓ coi DPnCH = DPnTH = Thay sè ta ®­îc: DPnCH = DPnTH = = = 260 Kw VËy Thay sè vµo c«ng thøc ta ®­îc: cho DP0 = 120 KW n DP0t = 2.120.8760 = 2102.400 KW.h = 2102,4 MW.h + t = 0h ¸ 7h DA0-7 = KWh TÝnh to¸n t­¬ng tù ta ®­îc kÕt qu¶ t = 7h ¸ 8h DA7-8 = 171,46 KWh t = 8h ¸ 12h DA8-12 = 671,54 KWh t = 12h ¸ 14h DA12-14 = 338,56 KWh t = 14h ¸ 18h DA14-18 = 648,03 KWh t = 18h ¸ 20h DA18-20 = 335,56 KWh t = 20h ¸ 24h DA20-24 = 701,92 KWh VËy KWh KWh = 1492,32 MWh Tæng tæn thÊt c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu = 2848,56 MWh Þ Tæng tæn thÊt c«ng suÊt trong mba trong ph­¬ng ¸n nµy lµ DA2 = 3920,7 + 3899,87 + 2848,56 = 10669,13 MWh Ch­¬ng 3 TÝnh to¸n lùa chän phu¬ng ¸n tèi ­u ViÖc quyÕt ®Þnh chän mét ph­¬ng ¸n nµo còng ®Òu ph¶i dùa trªn c¬ së so s¸nh vÒ mÆt kinh tÕ vµ kü thuËt . VÒ mÆt kinh tÕ ®ã chÝnh lµ tæng vèn ®Çu t­ cho ph­¬ng ¸n , phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m , thiÖt h¹i hµng n¨m do mÊt ®iÖn .NÕu viÖc tÝnh to¸n thiÖt h¹i hµng n¨m do mÊt ®iÖn khã kh¨n th× ta cã thÓ so s¸nh c¸c ph­¬ng ¸n theo ph­¬ng thøc rót gän , bá qua thµnh phÇn thiÖt h¹i VÒ mÆt kÜ thuËt dÓ ®¸nh gi¸ mét ph­¬ng ¸n cã thÓ dùa vµo c¸c ®iÓm sau : + TÝnh ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn khi lµm viÖc b×nh th­êng còng nh­ khi sù cè + TÝnh linh ho¹t trong vËn hµnh , møc ®é tù ®éng ho¸ + TÝnh an toµn cho ng­êi vµ thiÕt bÞ Trong c¸c ph­¬ng ¸n tÝnh to¸n kinh tÕ th­êng dïng th× th× ph­¬ng ph¸p thêi gian thu håi vèn ®Çu t­ chªnh lÖch so víi phÝ tæn v©n hµnh hµng n¨m ®­îc coi lµ ph­¬ng ph¸p c¬ b¶n ®Ó ®µnh gi¸ vÒ mÆt kinh tÕ cña ph­¬ng ¸n . Vèn ®Çu t­ cho ph­¬ng ¸n bao gåm vèn ®Çu t­ cho mba vµ vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi . Vµ thùc tÕ , vèn ®Çu t­ vµo thiÕt bÞ ph©n phèi chñ yÕu phô thuéc vµo gi¸ tiÒn cña m¸y c¾t , v× vËy ®Ó chän c¸c m¹ch thiÕt bÞ ph©n phèi cho tõng ph­¬ng ¸n ph¶i chän s¬ bé lo¹i m¸y c¾t . §Ó chän s¬ bé lo¹i m¸y c¾t ta ph¶i tÝnh dßng c­ìng bøc cho tõng cÊp ®iÖn ¸p I./ X¸c ®Þnh dßng c­ìng bøc 1./ X¸c ®Þnh ®iÓm tÝnh dßng c­ìng bøc TN2 G3 G2 T1 110 kv 220 KV VHT G1 TN1 I(1)cb I(4)cb I(5)cb I(6)cb I(7)cb I(2)cb I(3)cb I(8)cb §¬n KÐp t2 G4 Ta tÝnh dßng c­ìng bøc t¹i c¸c ®iÓm sau nh­ h×nh vÏ 2./ C¸c m¹ch phÝa ®iÖn ¸p cao 220 kV a./ M¹ch ®­êng d©y Phô t¶i cùc ®¹i vÒ hÖ thèng lµ SVHTmax = 284,81 MVA . V× vËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña m¹ch ®­êng d©y ®­îc tÝnh víi ®iÒu kiÖn mét ®­êng d©y bÞ ®øt . Khi ®ã KA b./ M¹ch cao ¸p m¸y biÕn ¸p tù ngÉu Dßng c­ìng bøc ®uîc chän lµ max cña ba chÕ ®é : khi ho¹t ®éng b×nh th­êng , khi sù cè mét mba liªn l¹c vµ khi sù cè bé bªn trung . Ta thÊy tr­êng hîp sù cè mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu th× cuén cao cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cßn l¹i ph¶i ®­a vµo hÖ thèng mét l­îng c«ng suÊt lín nhÊt : SCCmax = 100,86 MVA VËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña m¹ch nµy lµ : kA c./ Thanh gãp cao ¸p kA Nh­ vËy dßng ®iÖn c­ìng bøc lín nhÊt ë cÊp ®iÖn ¸p 220 kV cña ph­¬ng ¸n nµy lµ Icbmax = 0,7474 KA 3./ CÊp ®iÖn ¸p 110 kV. a./ M¹ch ®­êng d©y kÐp Phô t¶i trung ¸p ®­îc cÊp bëi 2 ®­êng d©y kÐp x 40 MW, gi¶ thiÕt phô t¶i c¸c ®­êng d©y nh­ nhau ta cã : kA b./ M¹ch ®­êng d©y ®¬n Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lµ : kA c./ M¹ch m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y kA d./ M¹ch trung ¸p m¸y biÕn ¸p tù ngÉu Dßng c­ìng bøc ®­îc tÝnh khi cã sù cè + Sù cè mét bé m¸y ph¸t – mba hai cuén ®©y + Sù cè mét mba tù ngÉu kA DÊu (-) cã nghÜa lµ c«ng suÊt truyÒn tõ phÝa trung ¸p sang bªn cao ¸p VËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lín nhÊt ë phÝa 110 kV lµ Icbmax = 0,6487 kA 4./ CÊp ®iÖn ¸p 13,8 kV. Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc ë m¹ch nµy chÝnh lµ dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña m¸y ph¸t ®iÖn nªn ta cã : kA B¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cu¶ ph­¬ng ¸n nµy CÊp ®iÖn ¸p 220 kV 110 kV 13,8 kV Icbmax kA 0,7474 0,6487 5,1704 II./ Chän m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly ( s¬ bé ) §iÒu kiÖn chän s¬ bé lµ U®mMC ≥ U®ml­íi ; I®mMC-CL ≥ Icbmax Tõ ®iÒu kiÖn chän m¸y c¾t ta chän ®­îc lo¹i m¸y c¾t tõ ®ã x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ tiÒn m¹ch thiÕt bÞ ph©n phèi theo dßng ®Þnh møc . Nh­ng ®Ó ®¬n gi¶n ta cã thÓ chän gi¸ tiÒn thiÕt bÞ ph©n phèi lín nhÊt øng víi tõng cÊp lµ M¹ch ®iÖn ¸p cao 220kv : vC = 71,5.103.40.103 VN§ M¹ch ®iÖn ¸p trung 110 kv : vT = 31.103.40.103 VN§ M¹ch h¹ ¸p 13,8 kv ( trong nhµ ) : + kh«ng kh¸ng vH = 15.103.40.103 VN§ + cã kÓ c¶ kh¸ng vH = 21.103.40.103 VN§ III./ TÝnh to¸n kinh tÕ - kÜ thuËt 1./ Chän s¬ ®å thiÕt bÞ ph©n phèi cho c¸c cÊp + Ph­¬ng ¸n 1 ViÖc chän s¬ ®å thiÕt bÞ ph©n phèi cho cÊp ®iÖn ¸p cao vµ trung lµ tuú thuéc vµo sè m¹ch nèi vµo thanh gãp sao cho võa ®¶m b¶o ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn võa kÓ ®Õn tÝnh kinh tÕ . Ta thÊy vÒ phÝa ®iÖn ¸p cao, sè m¹ch nèi vµo thanh gãp lµ 4 do ®ã ta cã thÓ chän hÖ hai thanh gãp cã thanh gãp vßng . PhÝa ®iÖn ¸p trung gåm : 2 ®­êng d©y kÐp vµ 5 ®­êng d©y ®¬n~ ~ ~ ~ kÓ c¶ 4 m¹ch cung cÊp ta cã sè m¹ch lµ 13 m¹ch do ®ã ta còng chän hÖ hai thanh gãp cã thanh gãp vßng cho thiÕt bÞ ph©n phèi trung ¸p + Ph­¬ng ¸n 2 T­¬ng tù ta còng chän thiÕt bÞ ph©n phèi hÖ hai thanh gãp cã thanh gãp vßng cho thiÕt bÞ ph©n phèi cao vµ trung ¸p ~ ~ ~ ~ 2./ TÝnh to¸n kinh tÕ - kü thuËt ChØ tiªu kinh tÕ cña ph­¬ng ¸n gåm vèn ®Çu t­ ban ®Çu vµ phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m , thiÖt h¹i hµng n¨m do mÊt ®iÖn Mét ph­¬ng ¸n ®­îc gäi lµ hiÖu qu¶ kinh tÕ cao nhÊt nÕu chi phÝ tÝnh to¸n thÊp nhÊt. Hµm chi phÝ tÝnh to¸n cña mét ph­¬ng ¸n lµ : Ci = Pi + a®m.Vi + Yi Trong ®ã : Ci : Hµm chi phÝ tÝnh to¸n cña ph­¬ng ¸n i , VN§ Pi : PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m cña ph­¬ng ¸n i , VN§/n¨m Vi : Vèn ®Çu t­ cña ph­¬ng ¸n i , VN§ Yi : ThiÖt h¹i do mÊt ®iÖn g©y ra cña ph­¬ng ¸n i VN§/n¨m a®m : HÖ sè ®Þnh møc cña hiÖu qu¶ kinh tÕ 1/n¨m §èi víi tÝnh to¸n trong n¨ng l­îng lÊy a®m = 0,15 ë ®©y c¸c ph­¬ng ¸n gièng nhau vÒ m¸y ph¸t ®iÖn, kh«ng cã kh¸ng ®iÖn ph©n ®o¹n do ®ã vèn ®Çu t­ ®­îc tÝnh lµ tiÒn mua, vËn chuyÓn vµ x©y l¾p c¸c m¸y biÕn ¸p vµ thiÕt bÞ ph©n phèi . + Vèn ®Çu t­ cho mét ph­¬ng ¸n lµ : Vi = VTi + VTBPPi Trong ®ã : Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p VT = kT. vT kT : HÖ sè tÝnh ®Õn chuyªn trë vµ x©y l¾p. vT : gi¸ tiÒn m¸y biÕn ¸p. Vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi VTBPP = n1VTBPP1 + n2VTBPP2 + n3VTBPP3 +... n1 , n2 , n3 ... : Sè m¹ch ph©n phèi. VTBPP1 ,VTBPP2,... :Gi¸ tiÒn mçi m¹ch ph©n phèi. + PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m cña mét ph­¬ng ¸n ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau Pi = Pkhi + Pli + Pti Trong ®ã: Pkhi = : KhÊu hao hµng n¨m vÒ vèn vµ söa ch÷a lín , VN§/n¨m a : ®Þnh møc khÊu hao (%) , lÊy a = 8,4% Pli : Chi phÝ l­¬ng c«ng nh©n vµ söa ch÷a nhá. V× nã chiÕm gi¸ trÞ kh«ng ®¸ng kÓ so víi tæng chi phÝ s¶n xuÊt vµ còng Ýt thay ®æi gi÷a c¸c ph­¬ng ¸n nªn bá qua. Pti = b.DA : Chi phÝ do tæn thÊt hµng n¨m g©y ra , VN§/n¨m b : lµ gi¸ 1 kWh ®iÖn n¨ng lÊy b = 400 VN§/kWh DA : lµ tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m , Kwh Tuy nhiªn nÕu viÖc tÝnh to¸n x¸c xuÊt thiÖt h¹i do mÊt ®iÖn rÊt khã kh¨n th× ®Ó so s¸nh gi÷a c¸c ph­¬ng ¸n cã thÓ tiÕn hµnh theo c«ng thøc tÝnh chi phÝ tÝnh to¸n rót gän, nghÜa lµ kh«ng cã thµnh phÇn thiÖt h¹i tham gia. Khi so s¸nh hai ph­¬ng ¸n thiÕt bÞ ®iÖn ( coi hai ph­¬ng ¸n cã ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn nh­ nhau ) ta cã thÓ tÝnh thêi gian thu håi vèn ®Çu t­ chªnh lÖch T TÝnh to¸n cho tõng ph­¬ng ¸n Ph­¬ng ¸n 1 + Vèn ®Çu t­ : Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p Ph­¬ng ¸n 1 dïng 2 lo¹i m¸y biÕn ¸p lµ : - 2 m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ATДЦTH - 250 Víi gi¸ tiÒn : 10.000.106 VN§ / m¸y ; hÖ sè k = 1,3 - 2 m¸y biÕn ¸p 3 pha hai cuén d©y lo¹i TДЦ - 125 - 121/13,8 Víi gi¸ tiÒn : 6080.106 VN§ ; hÖ sè k = 1,5 Nh­ vËy tæng vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p cña ph­¬ng ¸n I lµ : VT1 = 2.1,3.10.000.106 + 2.1,5.6080.106 = 44.240.106 VN§ = 44,24.109 VN§ Vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi: §Ó phôc vô cho viÖc so s¸nh hai ph­¬ng ¸n kh«ng nhÊt thiÕt ta ph¶i tÝnh hÕt sè m¹ch thùc tÕ nèi vµo than gãp ®iÖn ¸p tõng cÊp , ta chØ kÓ nh÷ng m¹ch trong ®ã cã sù kh¸c nhau giòa hai s¬ ®å Tõ s¬ ®å thiÕt bÞ ph©n phèi ta nhËn thÊy : CÊp ®iÖn ¸p 220 kV : sè m¹ch n220 = 2 Gi¸ tiÒn V220 = 2.71,5.40.106 = 5720.106 VN§ = 5,72.109 VN§ CÊp ®iÖn ¸p 110 kV : sè m¹ch n110 = 4 Gi¸ tiÒn V110 = 4.31.40.106 = 4960.106 VN§ = 4,96.109 VN§ CÊp ®iÖn ¸p 13,8kV : kh«ng cÇn tÝnh v× ë hai s¬ ®å gièng nhau Þ Tæng vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi lµ : VTBPP1 = 5,72.109 + 4,96.109 = 10,68.109 VN§ ÞTõ ®ã tÝnh ®­îc tæng vèn ®Çu t­ cña ph­¬ng ¸n 1 lµ: V1 = VT1 + VTBPP1 = 44,24.109 + 10,68.109 = 54,92.109 ®ång + PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m KhÊu hao hµng n¨m vÒ vèn ®Çu t­ vµ söa ch÷a lín: Pkh1 = 8,4%.V1 = 0,084.54,92.109 = 4,61328.109 VN§ Chi phÝ do tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m: Pt1 = b.DA1 = 400.6311,89.103 = 2,524756.109 VN§ Nh­ vËy phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m lµ: P1 = Pkh1 + Pt1 = 4,61328.109 + 2,524756.109 =7,138036.109 VN§ Ph­¬ng ¸n 2 + Vèn ®Çu t­ : Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p Ph­¬ng ¸n 2 dïng 3 lo¹i m¸y biÕn ¸p lµ : - 2 m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ATДЦTH - 250 Víi gi¸ tiÒn : 10.000.106 VN§ / m¸y ; hÖ sè k = 1,3 - 1 m¸y biÕn ¸p 3 pha hai cuén d©y lo¹i TДЦ - 125 - 121/13,8 Víi gi¸ tiÒn : 6080.106 VN§ ; hÖ sè k = 1,5 - 1 m¸y biÕn ¸p 3 pha hai cuén d©y lo¹i TДЦ - 125 - 242/13,8 Víi gi¸ tiÒn : 7400.106 VN§ ; hÖ sè k = 1,3 Nh­ vËy tæng vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p cña ph­¬ng ¸n I lµ : VT2 = 2.1,3.10.000.106 + 1,5.6080.106 + 1,3.7400.106 = 44.740.106 VN§ = 44,74.109 VN§ Vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi: Tõ s¬ ®å thiÕt bÞ ph©n phèi ta nhËn thÊy : CÊp ®iÖn ¸p 220 kV : sè m¹ch n220 = 3 Gi¸ tiÒn V220 = 3.71,5.40.106 = 8580.106 VN§ = 8,58.109 VN§ CÊp ®iÖn ¸p 110 kV : sè m¹ch n110 = 3 Gi¸ tiÒn V110 = 3.31.40.106 = 3720.106 VN§ = 3,72.109 VN§ Tæng vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi lµ : VTBPP2 = 8,58.109 + 3,72.109 = 12,3.109 VN§ Tõ ®ã tÝnh ®­îc tæng vèn ®Çu t­ cña ph­¬ng ¸n 2 lµ: V2 = VT2 + VTBPP2 = 44,74.109 + 12,3.109 = 57,04.109 ®ång + PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m KhÊu hao hµng n¨m vÒ vèn ®Çu t­ vµ söa ch÷a lín: Pkh2 = 8,4%.V2 = 0,084.57,04.109 = 4,79136.109 VN§ Chi phÝ do tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m: Pt2 = b.DA2 = 400.10669,13.103 = 4,267652.109 VN§ Nh­ vËy phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m lµ: P2 = Pkh2 + Pt2 = 4,79136.109 + 4,267652.109 =9,059012.109 VN§ Ta cã kÕt qu¶ tÝnh to¸n kinh tÕ cña hai ph­¬ng ¸n ë b¶ng sau Ph­¬ng ¸n Vèn ®Èu t­ V 109 VN§ PhÝ tæn vËn hµnh P 109 VN§ 1 54,92 7,138036 2 57,04 9,059012 DÔ thÊy r»ng ph­¬ng ¸n 1 lµ ph­¬ng ¸n cã chØ tiªu kinh tÕ tèt h¬n . §ång thêi nã còng cã c¸c chØ tiªu kÜ thuËt t«t h¬n nh­ ®· ph©n tÝch do ®ã ta chän ph­¬ng ¸n 1 lµ ph­¬ng ¸n ®­a vµo tÝnh to¸n thiÕt kÕ . Ch­¬ng 4 tÝnh to¸n ng¾n m¹ch chän khÝ cô ®iÖn b¶o vÖ I./ TÝnh to¸n ng¾n m¹ch Môc ®Ých tÝnh ng¾n m¹ch lµ ®Ó phôc vô cho viÖc chän c¸c khÝ cô ®iÖn ( MC , DCL ) vµ c¸c phÇn cã dßng ®iÖn ch¹y qua ( c¸p , d©y dÉn ) theo c¸c ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o vÒ æn ®Þnh ®éng vµ æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch . Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tÝnh to¸n ®Ó chän khÝ cô ®iÖn vµ d©y dÉn lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ba pha . §Ó tÝnh to¸n dßng ng¾n m¹ch trong ®å ¸n thiÕt kÕ nµy ta dïng ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng víi kh¸i niÖm ®iÖn ¸p ®Þnh møc trung b×nh vµ chän ®iÖn ¸p c¬ b¶n b»ng ®iÖn ¸p ®Þnh møc trung b×nh Ucb = Utb c¸c cÊp . C«ng suÊt c¬ b¶n Scb = 100 MVA. 1/ Chän ®iÓm ng¾n m¹ch Chän ®iÓm ng¾n m¹ch ë tõng cÊp ®iÖn ¸p sao cho dßng ng¾n m¹ch t¹i ®ã lµ cùc ®¹i øng víi cÊp ®ã . §iÓm mµ t¹i ®ã cã dßng ng¾n m¹ch lín nhÊt gäi lµ ®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n. + PhÝa ®iÖn ¸p cao 220kv Do ta chØ chän mét lo¹i MC, DLC cho cÊp ®iÖn ¸p 220 kv nªn chØ cÇn tÝnh dßng ng¾n m¹ch t¹i N1 lµ dßng ng¾n m¹ch cã gi¸ trÞ cùc ®¹i . Nguån cung cÊp gåm mäi m¸y ph¸t ®iÖn vµ hÖ thèng. + PhÝa trung ¸p 110 kv §iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n lµ N2 cã nguån cung cÊp lµ hÖ thèng vµ mäi m¸y ph¸t + PhÝa h¹ ¸p PhÝa h¹ m¸y biÕn ¸p liªn l¹c , ®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n lµ N'3 cã nguån cung cÊp lµ m¸y ph¸t 1 G1 §Çu cùc m¸y ph¸t , ta tÝnh dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N3 cã nguån cung cÊp lµ mäi m¸y ph¸t céng hÖ thèng trõ m¸y ph¸t G1 + Tù dïng §iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n lµ N4 cã nguån cung cÊp lµ hÖ thèng vµ mäi m¸y ph¸t Ta cã s¬ ®å c¸c ®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n cho ë h×nh sau g1 tN1 ht n4 n3 g3 g2 g4 tN2 n3’ n1 T2 T1 n2 XHT XD XC XH XF XC XH XB XF N1 N2 N3’ N3 N4 G1 G2 G3 G4 HT XB XF XF S¬ ®å thay thÕ Víi c¸c ®iÖn kh¸ng cã gi¸ trÞ b»ng : Ta cã : tõ ®ã ta tÝnh ®­îc 2./ TÝnh to¸n dßng ng¾n m¹ch Ta lÇn l­ît tÝnh cho tõng ®iÓm ng¾n m¹ch a./ §iÓm ng¾n m¹ch N1 X8 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X9 X11 N1 G1 G2 G3 G4 HT S¬ ®å tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch N1 Víi c¸c th«ng sè X1 = XHT + XD = 0,0189 + 0,031 = 0,0499 X2 = X5 = XC = 0,046 X3 = X6 = XH = 0,082 X4 = X7 = X9 = X11 = XF = 0,1784 X8 = X10 = XB = 0,084 BiÕn ®æi t­¬ng ®­¬ng X12 = X13 = X1 N1 X13 X14 X12 G1,2 G3,4 HT X14 = GhÐp song song G1,G2 víi G3,G4 råi nèi tiÕp víi X2 ta cã X15 = X16 = X13 + X15 = 0,023 + 0,0653 = 0,0883 N1 S¬ ®å h×nh sau lµ s¬ ®å tèi gi¶n cã hai ®Çu cung cÊp ®iÖn cho N1 NM HT X16 X1 X¸c ®Þnh dßng ng¾n m¹ch: +/ Nh¸nh hÖ thèng §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n d¹ng t­¬ng ®èi ®Þnh møc Tra ®å thÞ hÖ ®­êng cong tÝnh to¸n ta ®­îc: VËy gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch d¹ng t­¬ng ®èi ®Þnh møc nh¸nh hÖ thèng +/ Nh¸nh m¸y ph¸t Tra ®å thÞ hä ®­êng cong tÝnh to¸n ta ®­îc: VËy gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch nh¸nh NM. Tõ ®ã ta cã dßng ng¾n m¹ch tæng hîp b./ §iÓm ng¾n m¹ch N2 HT G3,4 X1 X13 X14 X12 N2 G1,2 §Ó tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch N2 cã thÓ sö dông kÕt qu¶ khi tÝnh to¸n ,biÕn ®æi s¬ ®å cña ®iÓm N1 ë trªn . Còng nh­ ®èi víi ®iÓm N1 ta còng ghÐp G1,G2 vµ G3,G4 ta cã s¬ ®å NM HT X16 XHT N2 X15 =XHT = X1 + X13 = 0,0499 + 0,023 = 0,0729 X16 = XNM = TÝnh to¸n dßng ng¾n m¹ch +/ Nh¸nh hÖ thèng - §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n d¹ng t­¬ng ®èi ®Þnh møc Tra ®å thÞ ®­êng cong tÝnh to¸n ta ®­îc. VËy dßng ng¾n m¹ch nh¸nh hÖ thèng: +/ Nh¸nh m¸y ph¸t Tra ®å thÞ ®­êng cong tÝnh to¸n ta ®­îc Dßng ng¾n m¹ch nh¸nh nhµ m¸y VËy dßng ng¾n m¹ch tæng hîp t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch N2 c./ §iÓm ng¾n m¹ch N3. BiÕn ®æi s¬ ®å : ta cã s¬ ®å thay thÕ h×nh sau X8 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X10 X9 X11 N3 G1 G3 G4 HT BiÕn ®æi t­¬ng ®­¬ng ta ®­îc HT X1 X12 X14 X6 NM N3 Ta cã: X12 = X13 = X14= Ta cã: X15 =X1 +X12 = 0,0499 + 0,023 = 0,0729 BiÕn ®æi s¬ ®å sao X6 , X14 , X15 thµnh s¬ ®å tam gi¸c X16 , X17 , trong ®ã nh¸nh c©n b»ng bá qua: X16 = XHT =X6 + X15 + = 0,082 + 0,0729 + = 0,2235 X17 = XNM = X6 + X14 + = 0,082 + 0,0872 + = 0,2673 HT NM X16 X17 TÝnh to¸n dßng ng¾n m¹ch +/ Nh¸nh hÖ thèng. Ta thÊy xtt1>3 do ®ã cã thÓ coi hÖ thèng lµ nguån lµ nguån c«ng suÊt v« cïng lín. Do ®ã +/ Nh¸nh m¸y ph¸t VËy dßng ng¾t m¹ch nh¸nh nhµ m¸y KA Dßng ng¾n m¹ch tæng hîp t¹i chç ng¾n m¹ch N3 d./ §iÓm ng¾n m¹ch N'3 Nguån cung cÊp chØ lµ m¸y ph¸t G1 XF N’3 E1 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n Tra ®å thÞ ®­êng cong tÝnh to¸n ta cã VËy dßng ng¾n m¹ch t¹i chç ng¾n m¹ch N3 ' KA e./ §iÓm ng¾n m¹ch N4 Dßng ng¾n m¹ch t¹i N4 ®­îc tÝnh Tõ gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é IN'' ta tÝnh ®­îc dßng ng¾n m¹ch xung kÝch ixk theo c«ng thøc sau: Víi ®iÓm ng¾n m¹ch N1, N2 : Kxk=1,80 N3, N3', N4 : Kxk=1,93 TÝnh to¸n cho tõng ®iÓm ta ®­îc kÕt qu¶: §iÓm NM I" kA I¥ kA iXK kA N1 9,4391 8,7134 24,0280 N2 16,3973 15,3348 41,7407 N3 36,0521 38,4157 98,4018 N'3 29,5453 18,712 80,6419 N4 65,5974 57,1277 179,0437 Ch­¬ng 5 Chän khÝ cô ®iÖn vµ d©y dÉn I/ Chän m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly 1/ Chän m¸y c¾t Khi chän m¸y c¾t ta nªn chó ý mét sè ®iÓm sau: - Nªn chän cïng mét lo¹i m¸y c¾t trªn cïng mét cÊp ®iÖn ¸p nhÊt lµ ®èi víi TBPP trªn 35 KV - Trªn c¸c ®­êng d©y phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t nªn dïng m¸y c¾t hîp bé ë phÝa TBPP ®iÖn ¸p 35 KV trë nªn nÕu dïng m¸y c¾t kh«ng khÝ th× dïng ®ång lo¹t cho tÊt c¶ c¸c m¹ch ®Ó tËn dông m¸y nÐn kh«ng khÝ. M¸y c¾t ®­îc chän theo 6 ®iÒu kiÖn sau: §iÒu kiÖn 1: Lo¹i m¸y c¾t. Víi cÊp ®iÖn ¸p 220KV vµ 110KV ta chän cïng mét lo¹i m¸y c¾t khÝ ®Ó tËn dông m¸y nÐn kh«ng khÝ . Chän m¸y c¾t khÝ SF- 6 cho hai m¹ch. Víi m¹ch h¹ ¸p ta chän m¸y c¾t ®iÖn Ýt dÇu. §iÒu kiÖn 2: U®m³ Ul­íi §iªu kiÖn 3: I®m³ Icb max §iÒu kiÖn 4: I c¾t ®m³ I" §iÒu kiÖn 5 : I ®éng ®m³ iXK §iÒu kiÖn 6: Inh2.tnh³ BN §iÒu kiÖn nµy chØ xÐt khi I®m < 1000A. 2./ Chän dao c¸ch ly Dao c¸ch ly còng ®­îc chän víi c¸c ®iÒu kiÖn trªn nh­ng trõ ®iÒu kiÖn c¾t. Tõ ®ã ta chän ®­îc c¸c lo¹i MC vµ DCL sau C¸c th«ng sè tÝnh to¸n vµ ®Þnh møc cña m¸y c¾t vµ CL ®­îc cho trong b¶ng sau: M¹ch Th«ng sè tÝnh to¸n Lo¹i MC DLC Th«ng sè ®Þnh møc U®m KV Icb KA I " KA I XK KA U®m KV I®m KA Ic ®m KA I® ®m KA Cao ¸p 220 0,7474 9,439 24,028 3AQ2 245 4 50 125 220 24,028 SGC 245/1600 245 1,6 100 Tr. ¸p 110 0,6487 16,397 41,7407 3AQ1 145 4 40 100 110 41,7047 SGCP 123/1250 123 1,25 80 MF 13,8 5,1704 65,597 179,044 BTM- 2a-90/11200 Y3 20 11,2 90 300 13,8 179,044 PBK- 20/6000 20 6 250 II/ Chän thanh dÉn , thanh gãp. Nh÷ng thiÕt bÞ ®iÖn chÝnh trong nhµ m¸y ®iÖn nh­ m¸y ph¸t, m¸y biÕn ¸p, m¸y bï cïng víi c¸c khÝ cô ®iÖn nh­ m¸y c¾t, dao c¸ch ly, kh¸m ®­îc nèi víi nhau b»ng d©y dÉn, thanh gãp vµ c¸p ®iÖn lùc. Thanh dÉn, thanh gãp cã hai lo¹i chÝnh: thanh dÉn cøng vµ thanh dÉn mÒm. Thanh dÉn cøng th­êng lµm ®ång hoÆc nh«m, th­êng ®­îc dïng nèi tõ cùc m¸y ph¸t ®Õn gian m¸y, dïng lµm thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t, thanh gãp tõ 6 - 10 kv ë c¸c tr¹m biÕn ¸p, ®o¹n tõ TBPP cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t ®Õn mba tù dïng... Thanh dÉn cøng cã h×nh d¹ng kh¸c nhau tïy vµo dßng ph¶i t¶i. Khi dßng t¶i nhá th× th­êng dïng thanh cøng h×nh ch÷ nhËt . Khi dßng ®iÖn lín th× dïng thanh dÉn ghÐp tõ hai hay ba thanh dÉn h×nh ch÷ nhËt trªn mçi pha .Cßn víi dßng ®iÖn trªn 3000A th× dïng thanh dÉn h×nh m¸ng ®Ó gi¶m hiÖu øng mÆt ngoµi vµ hiÖu øng gÇn , ®ång thêi t¨ng kh¶ n¨ng lµm m¸t cho chóng . Khi dßng lín h¬n n÷a th× dïng thanh dÉn cøng thiÕt diÖn h×nh èng . Thanh dÉn mªm dïng ®Ó lµm thanh gãp , thanh dÉn cho thiÕt bÞ ngoµi trêi ®iÖn ¸p 35 kv trë lªn Nã lµ d©y vÆn xo¾n b»ng ®ång hay nh«m lâi thÐp . Khi dïng mét sîi d©y kh«ng ®ñ t¶i dßng cÇn thiÕt ph¶i dïng chïm c¸c d©y dÉn mÒm . Chïm d©y bao gåm nhiÒu d©y ph©n bè ®Òu vµ kÑp chÆt trªn vßng kim lo¹i th­êng cã d¹ng vßng trßn. 1/ Chän thanh dÉn cøng Thanh dÉn cøng ®­îc chän theo c¸c tiªu chuÈn sau: +Chän tiÕt diÖn thanh dÉn . TiÕt diÖn cña thanh dÉn ®­îc ®­îc chän theo dßng ®iÖn l©u dµi cho phÐp Gi¶ thiÕt nhiÖt ®é l©u dµi cho phÐp cña thanh dÉn b»ng ®ång lµ qcp = 70oC, nhiÖt ®é m«i tr­êng xung quanh lµ q0 = 35oC vµ nhiÖt ®é tÝnh to¸n ®Þnh møc lµ q®m = 250C. ICP ³ I lvcb Trong ®ã Ilvcb: dßng lµm viÖc c­ìng bøc Ilvcb = 1,05 I®mF Ilvcb= 1,05 I®mF = 1,05 . 4,92 = 5,166 KA ICP lµ gi¸ trÞ dßng cho phÐp l©u dµi ®· hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é. VËy VËy ph¶i chän thanh dÉn cøng cã dßng ICP ³ 5,67 kA Ta cã : Ilvcb = 5,166 KA >3 kA vËy ta ph¶i chän thanh dÉn h×nh m¸ng. Cã c¸c th«ng sè nh­ sau: h = 175mm ; b = 80mm ; d = 8mm ; l = 12mm ; h1=h S = 2.2440mm2 ; Wx = 122cm3 ; Wy = 25cm3 ; W = 250 cm3 Jx = 1070cm4 ; Jy = 114cm4 ;JY = 2190cm4 ; ICPbt = 6430A ë 250C b h h y y y y Y x d x l l1 l1 l1 Sø ®ì MiÕng ®Öm + KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. Thanh dÉn ®· chän cã dßng ®iÖn cho phÐp Icp > 1000 A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. + KiÓm tra æn ®Þnh ®éng Ph­¬ng ph¸p ®¬n gi¶n ho¸: - X¸c ®Þnh(d1) øng suÊt do dßng ng¾n m¹ch gi÷a c¸c pha cùc ®¹i. Lùc ®éng ®iÖn t¸c ®éng lªn pha gi÷a víi Im(3): Biªn ®é dßng ng¾n m¹ch 3 pha(A) = 363,9977 KG M« men uèn trªn ®é dµi l VËy øng suÊt -X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch l1 sao cho: stt =s1+s2<sCP ; víi s : øng suÊt t­¬ng øng víi lùc ®iÖn ®éng trong cïng mét pha Lùc ®éng ®iÖn do dßng ng¾n m¹ch trong cïng mét pha g©y ra trªn 1 ®¬n vÞ dµi cña thanh dÉn ghÐp ®«i. Kho¶ng c¸ch gi÷a hai miÕng ®Öm Ta cã x¸c suÊt cho phÐp cña Al scp = 700 kG/cm2 Ta thÊy l1>l vËy kh«ng cÇn miÕng ®Öm gi÷a 2 sø ®ì. Khi xÐt ®Õn dao ®éng: Ta thÊy lùc ®éng ®iÖn dao ®éng víi tÇn sè w vµ 2w. Do ®ã sø vµ thanh dÉn còng dao ®éng riªng víi tÇn sè riªng wr TÇn sè riªng cña dao ®éng thanh gãp víi E: modun ®µn håi cña vËt liÖu thanh dÉn EAl = 0,65.106 KG/cm2 J : M« men qu¸n tÝnh cña thiÕt diÖn thanh dÉn ®èi víi trôc th¼ng gãc víi ph­¬ng uèn J = JY = 2190cm4 S : ThiÕt diÖn ngang cña thanh dÉn : Khèi l­îng riªng cña vËt liÖu thanh dÉn vËy Gi¸ trÞ nµy n»m ngoµi kho¶ng 45-55 Hz vµ 90-110 Hz. VËy thanh gãp ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng. + Chän sø ®ì thanh dÉn cøng Sø ®ì thanh dÉn cøng ®­îc chän theo c¸c tiªu chuÈn sau: Lo¹i sø - Ta chän lo¹i sø ®Æt trong nhµ. §iÖn ¸p U®ms³Udd=13,8Kv. => Ta chän lo¹i sø : O -20-2000KB.Y3 cã c¸c th«ng sè : H=315mm, Fph= 2000 KG, U®m=20KV + KiÓm tra æn ®Þnh ®éng: Lùc ®éng ®iÖn t¸c ®éng lªn thanh dÉn khi ng¾n m¹ch sÏ t¸c ®éng lªn ®Çu sø sÏ g©y h­ háng sø vÒ mÆt vËt lÝ do ®ã ph¶i cã §iÒu kiÖn: Ftt' £ 0,6Fph Fph: Lùc ph¸ ho¹i cho phÐp cña sø Fph= 2000 KG Ftt': Lùc ®éng ®iÖn ®Æt lªn ®Çu sø Ftt'=Ftt. H =31,5 cm H'=31,5+8,75 cm Thanh dÉn Sø F1 Ftt Ftt'= 363,9977 . 1,2778 = 465,1082KG ta thÊy Ftt' = 465,1082 < 0,6.2000 = 1200 KG 2/ Chän thanh gãp mÒm phÝa cao ¸p C¸c ®iÒu kiÖn ®Ó chän d©y dÉn mÒm. + ThiÕt diÖn d©y dÉn. S ³ Trong ®ã Jkt mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ lÊy Jkt=1,2A/mm2 Icb: Dßng ®iÖn c­ìng bøc lín nhÊt m¹ch cao ¸p vµ trung ¸p Icb=0,7474 KA. S ³ Þ Chän d©y ACK 700/86 : D©y nh«m lâi thÐp. + KiÓm tra d©y dÉn theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi. §iÒu kiÖn: Icphc ³ Icb Víi == 1020,7252 A Ta cã Icphc =1020,7252 A >Icb = 747,4 A + KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. §iÒu kiÖn kiÓm tra S ³ Víi BN lµ xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch. hÖ sè CAl = 79 A2.S/ mm2 Ta cã BN = BNCK+ BNKCK + BNCK= Víi Trong tÝnh to¸n gÇn ®óng cã thÓ lÊy tc¾t= 0,2s Tõ ®ã ta tra ®­îc Tt® = 0,15 s VËy BNCK = 15,3342 . 0,15 = 35,2734.106 A2.s + BNKCK= Khi t c¾t > 0,1s th× Ta = 0,05 s ÞBNKCK = 16,39732 . 0,05 = 13,4436 . 106 A2.s VËy Þ BN = BNCK+ BNKCK = 48,7169.106 A2.s VËy ta cã VËy ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt ®­îc tho¶ m·n. + KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang. §iÒu kiÖn kiÓm tra. Cho tr­êng hîp 3 pha ®Æt trªn cïng mét mÆt ph¼ng. Víi: m: HÖ sè xÐt ®Õn ®é xï x× bÒ mÆt d©y dÉn m = 0,93 r : B¸n kÝnh ngoµi cña d©y dÉn cm a : lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trôc cña d©y dÉn cm a = 200 cm Þ VËy ®iÒu kiÖn vÇng quang ®­îc tho¶ m·n, thanh dÉn mÒm ®· chän tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt. III./ Chän thiÕt bÞ cho phô t¶i ®Þa ph­¬ng. 1./ Chän m¸y biÕn ¸p. Theo nh­ s¬ ®å nèi d©y, ®Ó cung cÊp cho phô t¶i ®Þa ph­¬ng ta dïng hai m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p 13,8/22 kV. §Ó h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch lóc b×nh th­êng hai m¸y biÕn ¸p nµy lµm viÖc riªng rÏ . C¸c m¸y biÕn ¸p ®Þa ph­¬ng ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn khi mét m¸y bÞ sù cè, m¸y cßn l¹i víi kh¶ n¨ng qu¸ t¶i cung cÊp ®ñ cho phô t¶i ®Þa ph­¬ng. SB22 ³ 16,42 MVA Do ®ã ta chän m¸y biÕn ¸p TM - 40 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: S®m MVA UC®m kV UH®m kV UN% TM-40 24 15,75 12 ~ G1 TM-40-24/15,75 N8 8DA10 N9 ~ G2 22kV N6 2/ Chän c¸p. ViÖc chän c¸p vµ kh¸ng ®­êng d©y ®Ó phôc vô cho viÖc lùa chän thiÕt bÞ cña phô t¶i ®Þa ph­¬ng . C¸p ®iÖn lùc dïng ®Ó nèi gi÷a ®Çu cùc m¸y ph¸t tíi thanh gãp phô t¶i ®Þa ph­¬ng. Ta tÝnh thêi gian lµm viÖc cùc ®¹i cña c¸p. SSi.ti = 16,092 . 8 + 18,391 . 6 + 22,989 . 6 +18,391 . 4 = 450,58 vËy tõ ®ã ta chän Jkt = 1,2 A/mm2 C¸p ®iÖn lùc ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: +. Lo¹i c¸p. Chän theo vÞ trÝ ®Æt c¸p: C¸p ®­îc ®Æt trong hÇm c¸p, treo trªn t­êng hoÆc ch«n trong ®Êt. +. §iÖn ¸p ®Þnh møc. U®m c¸p ³ U®m = 22KV +. ThiÕt diÖn c¸p. Do phô t¶i ®Þa ph­¬ng ®­îc cÊp ®iÖn qua 3 ®­êng d©y c¸p kÐp nªn ta chØ tÝnh cho c¸p kÐp Dßng lµm viÖc Þ ThiÕt diÖn c¸p =88mm2 VËy ta chän c¸p lâi ®ång cã c¸c th«ng sè U®m(KV) TiÕt diÖn (mm2) Icp (A) 35 95 235 +. KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt khi b×nh th­êng. §iÒu kiÖn kiÓm tra: 1,3.k1.k2.Icp ³ Icb = 2.Ilvbt Víi k1 : HÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é Víi c¸p ®Æt trong ®Êt. k2 : HÖ sè ¶nh h­ëng do c¸p ®i song song k2 = 0,9 Icp : Dßng lµm viÖc l©u dµi cho phÐp qua c¸p ®· cã Icp = 235 A VËy 1,3 . 0,7977 . 0,9 . 235 = 219,328 A > Icb = 2 . 105,6 = 211,2 A +. §iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. §iÒu kiÖn nµy ®­îc xem xÐt sau 3./ Chän m¸y c¾t cho phô t¶i ®Þa ph­¬ng. a./ Chän m¸y c¾t cho m¹ch 22 kV. §Ó chän ®­îc m¸y c¾t cho m¹ch 22 kV ta ph¶i x¸c ®Þnh dßng ®iÖn ng¾n m¹ch khi x¶y ra ng¾n m¹ch ë sau m¸y biÕn ¸p 13,8/22 kV. C¸c tÝnh to¸n d­íi ®©y coi hÖ thèng nh­ mét m¸y ph¸t ®¼ng trÞ. §Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n khi biÕn ®æi s¬ ®å cã thÓ ghÐp hÖ thèng víi c¸c m¸y ph¸t ®iÖn. §iÖn kh¸ng t­¬ng ®èi cña m¸y biÕn ¸p ®Þa ph­¬ng lµ: XB = = 0,3 §iÖn kh¸ng cña hÖ thèng bao gåm c¶ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn tÝnh ®Õn tr­íc m¸y biÕn ¸p ®Þa ph­¬ng XHT = Ta tÝnh dßng ng¾n m¹ch t¹i N5 víi nguån cung cÊp lµ c¸c m¸y ph¸t vµ hÖ thèng . S¬ ®å thay thÕ §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n d¹ng t­¬ng ®èi ®Þnh møc : Xht XB HT,NM N5 Xtt = (XHT + XB). V× Xtt>3 nªn coi lµ hÖ thèng cã c«ng suÊt v« cïng lín nªn ta cã : I ” = I ¥ = §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ®­îc: I”N5 = I” kA VËy ixkN5= Dßng lµm viÖc c­ìng bøc : Ilvcb = 0,685 kA Dùa vµo c¸c sè liÖu tÝnh to¸n trªn ta chän ®­îc m¸y c¾t phÝa cao ¸p cña m¸y biÕn ¸p TM-40-15,75/22 (MC1) lµ m¸y c¾t lo¹i 8DA10 lµ m¸y c¾t dïng khÝ SF6 cña h·ng SIEMENS cã c¸c th«ng sè nh­ trong b¶ng sau CÊp ®iÖn ¸p kV §¹i l­îng tÝnh to¸n Lo¹i m¸y c¾t §¹i l­îng ®Þnh møc Ilvcb kA I” kA ixk kA 8DA10 U kV I®m kA Ic¾t kA Ildd kA 22 0,685 7,7339 21,1092 24 2,5 31,5 80 M¸y c¾t ®· chän kh«ng cÇn ph¶i kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt v× dßng ®Þnh møc cña nã lín h¬n 1000A. b./ Chän m¸y c¾t cho ®­êng d©y. C¸c m¸y c¾t nµy ®­îc chän theo dßng ®iÖn ng¾n m¹ch N6 (còng lµ ®iÓm ng¾n m¹ch N5). Dßng lµm viÖc c­ìng bøc lµ : Icb = 2.Ilv = 2.0,1056 = 0,2112 kA (®· tÝnh trong phÇn chän c¸p). ®iÒu kiÖn ®Ó chän m¸y c¾t ®iÖn lµ U®mMC ³ Ud® , I®mMC ³ Icb , I«®ldd ³ Ixk , Ic¾tMC ³ I” ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt , æn ®Þnh lùc ®éng ®iÖn … gièng nh­ phÇn chän m¸y c¾t m¹ch 22kv Do ®ã ta chän m¸y c¾t 8DA10 cã c¸c th«ng sè nh­ b¶ng sau CÊp ®iÖn ¸p Kv §¹i l­îng tÝnh to¸n Lo¹i m¸y c¾t §¹i l­îng ®Þnh møc Ilvcb kA I” kA ixk kA 8DA10 U KV I®m kA Ic¾t KA Il®® KA 22 0,2112 7,7339 21,1092 24 2,5 31,5 80 c./ KiÓm tra ®iÒu kiÖn m¸y c¾t MC2 TÝnh ng¾n m¹ch t¹i N8 N8 Ta cã s¬ ®å thay thÕ tÝnh ng¾n m¹ch t¹i N8 nh­ h×nh sau X1 XC1 HT,NM Víi X1 = XHT + XB §· cã: XHT = 0,0394 XB = 0,3 TÝnh ®iÖn kh¸ng mét lé c¸p C1 : XC1 = x0.l. Víi : x0 - ®iÖn kh¸ng ®¬n vÞ cña c¸p, x0 = 0,078 W/km l - chiÒu dµi cña c¸p, l = 7 km Ta cã : XC1 = 0,078.7. = 0,113 Tõ ®ã ta cã: X2 = X1 + XC1 = 0,3394 + 0,113 = 0,4524 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n: Xtt = X20,4524 = 14,5704 V× Xtt > 3 nªn ta cã : I ” = I ¥ = = 0,0686 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn I ”N8 = I¥N8 = 0,0686.= 0,0686. = 5,7982 kA VËy ixkN7 = .kxk.I”N8 = .1,93.5,7982 = 15,8258 kA Nh­ vËy víi dßng ng¾n m¹ch tÝnh t¹i N8 ta cã : I”N8 = 5,7982 kA < { IC¾t®mMC2 = 31,5 kA } VËy c¸c m¸y c¾t MC2 tho¶ m·n tiªu chuÈn kÜ thuËt 4./ Chän kh¸ng ®­êng d©y Môc ®Ých cña viÖc chän kh¸ng ®­êng d©y lµ t¨ng ®iÖn kh¸ng tæng , h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch do ®ã cã thÓ chän khÝ cô ®iÖn sau kh¸ng víi yªu cÇu thÊp h¬n. Do phÝa phô t¶i ®Þa ph­¬ng ta ®· dïng m¸y biÕn ¸p tr­íc c¸p nªn kh«ng cÇn ph¶i cã kh¸ng ®­êng d©y IV./ Chän m¸y biÕn ¸p ®o l­êng C¸c m¸y biÕn ¸p ®o l­êng ®­îc sö dông cho c¸c môc ®Ých ®o l­êng , khi nèi víi c¸c thiÕt bÞ ®o l­êng , vµ b¶o vÖ khi chóng ®­îc nèi víi c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ . M¸y biÕn ¸p ®o l­êng cã hai lo¹i lµ m¸y biÕn ®iÖn ¸p vµ m¸y biÕn dßng ®iÖn . ViÖc chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p vµ m¸y biÕn dßng ®iÖn phô thuéc vµo t¶i cña nã vµ theo ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña tõng cÊp . 1./ CÊp ®iÖn ¸p cao vµ trung 220 kv vµ 110 kv a./ M¸y biÕn ®iÖn ¸p ë cÊp ®iÖn ¸p nµy c¸c m¸y biÕn ¸p ®o l­êng ®­îc dïng ®Ó kiÓm tra c¸ch ®iÖn , cung cÊp tÝn hiÖu cho hÖ thèng b¶o vÖ r¬le vµ ®o l­êng . Th­êng dïng ba m¸y biÕn ®iÖn ¸p mét pha kiÓu HKф –220/110 nèi d©y theo s¬ ®å Yo / Yo/ Tõ ®ã ta chän ®­îc c¸c lo¹i biÕn ®iÖn ¸p sau Lo¹i CÊp ®iÖn ¸p KV §iÖn ¸p ®Þnh møc V C«ng suÊt VA Smax VA Cuén s¬ cÊp Cuén thø cÊp chÝnh Cuén thø cÊp phô 0,5 1 HKф-110-58 HKф-220-58 110 200 11000/ 22000/ 100/ 100/ 100/3 100 400 400 600 600 2000 2000 b./ M¸y biÕn dßng ®iÖn. C¸c m¸y biÕn dßng ®iÖn ®­îc ®i kÌm víi c¸c m¹ch m¸y c¾t cã nhiÖm vô cung cÊp tÝn hiÖu cho hÖ thèng b¶o vÖ r¬le. §iÒu kiÖn chän s¬ bé lµ : U®m ≥ Utt ; I®m ≥ Icb Tõ ®ã ta chän ®­îc lo¹i m¸y biÕn dßng víi c¸c th«ng sè sau M¸y biÕn dßng ®· chän cã dßng ®iÖn s¬ cÊp ®Þnh møc lín h¬n 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. 2./ CÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t 13,8 kV. a./ M¸y biÕn ®iÖn ¸p ë m¹ch m¸y ph¸t ®iÖn c¸c biÕn ®iÖn ¸p vµ biÕn dßng ®iÖn cung cÊp cho c¸c dông cô ®o l­êng hoÆc b¶o vÖ tuú theo phô t¶i ®­îc nèi vµo . Theo quy ®Þnh , th× b¾t buéc m¹ch m¸y ph¸t ph¶i cã c¸c phÇn tö ®o l­êng sau: ampe kÕ, v«n kÕ, tÇn sè kÕ, cosj kÕ, o¸t kÕ t¸c dông, o¸t kÕ ph¶n kh¸ng, o¸t kÕ t¸c dông tù ghi, c«ng t¬ t¸c dông, c«ng t¬ ph¶n kh¸ng. C¸c ®iÒu kiÖn chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p + S¬ ®å nèi d©y vµ kiÓu biÕn ®iÖn ¸p V× phô t¶i cña biÕn ®iÖn ¸p lµ c¸c dông cô ®o l­êng nªn dïng hai biÕn ®iÖn ¸p mét pha lo¹i HOM nèi d©y kiÓu V/V vµ ®­îc nèi vµo ®Çu cùc ®Ó lÊy c¸c ®iÖn ¸p d©y AB vµ BC. + §iÖn ¸p §iÖn ¸p cña biÕn ®iÖn ¸p U®m ph¶i phï hîp víi ®iÖn ¸p cña m¸y ph¸t . Ta cã ®iÖn ¸p cña m¸y ph¸t uF = 13,8 kv nªn ta chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p lo¹i 3HOM-15 + CÊp chÝnh x¸c Ta chän cÊp chÝnh x¸c lµ 0,5 v× phô t¶i lµ c«ng t¬ + C«ng suÊt ®Þnh møc Tæng phô t¶i nèi vµo biÕn ®iÖn ¸p S2 ph¶i nhá h¬n hay b»ng c«ng suÊt ®Þnh møc cña biÕn ®iÖn ¸p víi cÊp chÝnh x¸c t­ong øng b»ng 0,5 Phô t¶i cña m¸y biÕn ¸p gåm Thø Tù Tªn ®ång hå Ký hiÖu Phô t¶i AB Phô t¶i BC P(W) Q(Var) P(W) Q(Var) 1 V«n kÕ ЗB2 7,2 2 TÇn sè kÕ Д344 6,5 3 O¸t kÕ t¸c dông Д 341 1,8 1,8 4 O¸t kÕ ph¶n kh¸ng Д 342/1 1,8 1,8 5 O¸t kÕ tù ghi \\ Д 33 8,3 8,3 6 C«ng t¬ t¸c dông ИT 0,66 0,66 1,62 7 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng ИTP 0,66 1,62 0,66 1,62 Tæng céng 20,40 3,24 19,72 3,24 M¸y biÕn ®iÖn ¸p ®­îc chän ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau : Sdc STU®m víi Sdc = Phô t¶i cña biÕn ®iÖn ¸p AB SAB = = 20,7 VA cosj = Phô t¶i biÕn ®iÖn ¸p BC SBC = = 19,9 VA cosj = Þ Ta chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p kiÓu mét pha HOM-15 cã c«ng suÊt ®Þnh møc S®m= 75 VA Lo¹i CÊp ®iÖn ¸p KV §iÖn ¸p ®Þnh møc V C«ng suÊt ®Þnh møc øng víi cÊp chÝnh x¸c VA Smax VA Cuén s¬ CÊp Cuén thø cÊp chÝnh Cuén thø cÊp phô 3HOM - 15 15 13800/ 100/ 100/3 75 640 + Chän d©y dÉn nèi tõ biÕn ®iÖn ¸p ®Õn dông cô ®o : Gi¶ sö ®é dµi tõ m¸y biÕn ®iÖn ¸p ®Õn c¸c ®ång hå ®o l­êng lµ l = 60 m Dßng ®iÖn trong c¸c pha a, b, c : Ia = A Ic = A §Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n coi Ia = Ic= 0,2 A vµ coi cosjab = cosjbc = 1 Khi ®ã Ib =.Ia = 0,34 A TrÞ sè ®iÖn ¸p gi¸ng trªn d©y dÉn pha a vµ b b»ng ,bá qua gãc lÖch pha giòa Ia vµ Ib DU = (Ia + Ib) rCu = 0,0175 W víi l : lµ kho¶ng c¸ch tõ biÕn ¸p ®Õn c¸c ®ång hå ta cã thÓ lÊy l = 60 m V× m¹ch ®iÖn cã c«ng t¬ nªn ph¶i cã tæn thÊt ®iÖn ¸p DU £ 0,5 %. VËy tiÕt diÖn d©y dÉn lµ: Fdd = mm2 Nh­ng ®Ó ®¶m b¶o ®é bÒn c¬ th× thiÕt diÖn tèi thiÓu ®èi víi ®ång lµ 1,5 mm2 vËy ta chän d©y dÉn ®ång cã bäc c¸ch ®iÖn cã tiÕt diÖn lµ: Fdd = 1,5 mm2 b./ m¸y biÕn dßng ®iÖn . C¸c ®iÒu kiÖn chän m¸y biÕn dßng ®iÖn : + S¬ ®å nèi d©y vµ kiÓu m¸y S¬ ®å nçi d©y cã ®ñ c¶ ba pha vµ ®­îc nèi theo h×nh sao . KiÓu biÕn dßng lµ lo¹i ®Ó trong nhµ + §iÖn ¸p ®Þnh møc UTI®m ³ UG®m =13,8 kV + Dßng ®iÖn ®Þnh møc s¬ ITI®m ³ Ilvcb = 5,1704 kA + CÊp chÝnh x¸c Do phô t¶i lµ c«ng t¬ cã cÊp chÝnh xac lµ 0,5 nªn ta chän lo¹i biÕn dßng cã cïng cÊp chÝnh x¸c b»ng 0,5 . ÞVËy chän m¸y biÕn dßng ®iÖn kiÓu TШL-20-1 cã c¸c th«ng sè kÜ thuËt nh­ sau: U®m = 20 kV , I®msc = 6000 A , I®mtc = 5 A , phô t¶i ®Þnh møc Z®m = 1,2 W CÊp chÝnh x¸c 0,5 ; béi sè æn ®Þnh nhiÖt tnh = 20/4 + Phô t¶i thø cÊp §Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c yªu cÇu , tæng phô t¶i thø cÊp Z2 cña biÕn dßng (kÓ c¶ d©y dÉn ) kh«ng ®­îc v­ît qu¸ phô t¶i ®inh møc Z2 = Zå®c + Zdd ≤ Z®mTI Víi Zå®d : tæng phô t¶i c¸c dông cô ®o Z®d : tæng trë cña d©y dÉn nèi biÕn dßng ®iÖn víi c¸c dông cô ®o C«ng suÊt tiªu thô cña c¸c cuén d©y dßng cña c¸c ®ång hå ®o l­êng cho trong b¶ng sau Thø tù Tªn dông cô KÝ hiÖu Phô t¶i (VA) Pha A Pha B Pha C 1 Am pe kÕ З-302 1 1 1 2 O¸t kÕ t¸c dông Д-341 5 5 3 O¸t kÕ tù ghi Д –33 10 10 4 O¸t kÕ ph¶n kh¸ng Д -342/1 5 5 5 C«ng t¬ t¸c dông Д –670 2,5 2,5 6 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng ИT-672 2,5 5 2,5 Tæng céng 26 6 26 Pha A vµ C cña biÕn dßng mang t¶i nhiÒu nhÊt Smax =26 VA Tæng trë c¸c dông cô ®o m¾c vµo c¸c pha nµy lµ: Zå®d = W §Ó tho¶ m·n cÊp chÝnh x¸c 0,5 cña m¸y biÕn dßng ®iÖn ta cÇn chän d©y dÉn ®Õn c¸c dông cô ®o l­êng cã ®é lín võa ®ñ . Kho¶ng c¸ch tõ m¸y biÕn dßng ®iÖn ®Õn c¸c dông cô ®o l­êng lµ l = 60 m. Trong tr­¬ng hîp cã biÕn dßng c¶ ba pha th× ®é dµi tÝnh to¸n ltt = l =60 m Chän d©y dÉn b»ng ®ång cã tiÕt diÖn tho¶ m·n: Fdd ³ mm2 KÕt hîp ®iÒu kiÖn vÒ ®é bÒn c¬ ta chän d©y dÉn ®ång cã bäc c¸ch ®iÖn cã tiÕt diÖn F = 6 mm2. + KiÓm tra æn ®Þnh ®éng m¸y biÕn dßng ®iÖn M¸y biÕn dßng kiÓu TШL-20-1 cã s¬ cÊp lµ thanh dÉn cña thÕt bÞ ph©n phèi nªn æn ®Þnh ®éng cña nã quyÕt ®Þnh bëi æn ®Þnh ®éng cña thanh dÉn m¹ch m¸y ph¸t. Do vËy kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh ®éng cña m¸y biÕn dßng ®iÖn nµy. + KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch: V× dßng ®Þnh møc s¬ cÊp cña m¸y biÕn dßng ®iÖn lín h¬n 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. S¬ ®å nèi c¸c BU vµ BI vµ c¸c dông cô ®o A A A W VAR W Wh VARh V f 2.HOM-15 G a b c Ch­¬ng 6 Chän s¬ ®å vµ thiÕt bÞ tù dïng C¸c nhµ m¸y ®iÖn tiªu thô mét phÇn ®iÖn n¨ng s¶n xuÊt ra cho c¸c c¬ cÊu tù dïng ®Ó phôc vô cho c¸c nhu cÇu cña nhµ m¸y . Trong nhµ m¸y thñy ®iÖn , ®iÖn tù dïng chiÕm tû lÖ nhá chØ kho¶n 1% l­îng ®iÖn n¨ng cña nhµ m¸y vµ , ®Ó phôc vô viÖc cung cÊp n­íc ,lµm m¸t m¸y ph¸t , m¸y biÕn ¸p , th«ng tho¸ng nhµ m¸y , th¾p s¸ng, ®iÒu khiÓn.... C¸c c¬ cÊu tù dïng ®­îc chia lµm ba lo¹i tuú vµo møc ®é quan träng Lo¹i mét gåm c¸c c¬ cÊu tù dïng quan träng nhÊt nh­ c¸c m¸y kÝch thÝch cña m¸y ph¸t ®iÖn chÝnh , b¬m dÇu hÖ thèng ®iÒu chØnh , m¸y nÐn khÝ , tÝn hiÖu liªn l¹c … lo¹i nµy kh«ng cho phÐp mÊt ®iÖn qu¸ mét phót Lo¹i hai kÐm quan träng h¬n cho phÐp mÊt ®iÖn kh«ng qu¸ ba phót gåm cã bé phËn lµm m¸t m¸y ®iÖn , lµm s¹ch n­íc lµm m¸t , lµm m¸t m¸y biÕn ¸p , th¾p s¸ng gian m¸y , gian lß Lo¹i ba gåm c¸c bé phËn nh­ vËn chuyÓn than , läc dÇu , th¾p s¸ng c«ng céng cã yªu cÇu thÊp h¬n vÒ møc ®é tin cËy Yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi hÖ thèng ®iÖn tù dïng lµ ®é tin cËy cao nh­ng vÉn ®¶m b¶o nh÷ng chØ tiªu vÒ kinh tÕ. §èi víi nhµ m¸y thñy ®iÖn thiÕt kÕ ta chØ dïng mét cÊp ®iÖn ¸p lµ 0,4 KV. Bao gåm c¶ tù dïng riªng vµ tù dïng chung . Nguån cung cÊp ®iÖn tù dïng lµ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn chÝnh cña nhµ m¸y vµ hÖ thèng Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng. I./ Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng riªng cÊp o,4 kV. C«ng suÊt tù dïng lín nhÊt cña nhµ m¸y lµ Stdmax = a.SNM®m = 0,01.470,8 = 4,71 MVA Trong nhµ m¸y thuû ®iÖn c«ng suÊt trung b×nh , l­íi ®iÖn tù dïng chØ cã mét cÊp ®iÖn ¸p lµ 0,4 kv . Trong ®ã chia ra tù dïng chung cho toµn nhµ m¸y vµ phÇn tù dïng riªng cho tõng tæ m¸y . Th«ng th­êng m¸y biÕn ¸p cho phÇn tù dïng riªng kh«ng lín qu¸ 250 kVA . §Ó ®¬n gi¶n ta chän c«ng suÊt m¸y biÕn ¸p phÇn tù dïng riªng b»ng 250 kVA Ta chän m¸y biÕn ¸p lo¹i TM 250 – 13,8/0,4 cã c¸c th«ng sè nh­ sau : Lo¹i S®m kVA UC®m KV UH®m kV DP0 kW DPN kW Un% I0% TM 250 13,8 0,4 1,1 4,4 8 4 II./ Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng chung cÊp o,4 kV. Ta cã tæng c«ng suÊt tù dïng riªng lµ Stdriªng =4..SBA = 4. 250 = 1000 kVA = 1 MVA VËy phÇn c«ng suÊt cho tù dïng chung cßn l¹i Stdchung = Stdmax - Stdriªng = 4,71 – 1 = 3,71 MVA Tù dïng chung ®­îc cÊp ®iÖn qua hai m¸y biÕn ¸p do ®ã ®iÒu kiÖn chän m¸y biÕn ¸p trong tr­êng hîp nµy lµ SBA ³ Stdchung / kqt = 3,71 / 1,4 = 2,65 MVA Ta chän ®ù¬c lo¹i m¸y biÕn ¸p TM 2500 –13,8/0,4 cã c¸c th«ng sè sau Lo¹i S®m kVA UC®m KV UH®m kV DP0 kW DPN kW Un% I0% TM 2500 13,8 0,4 3,3 18 5,5 1,3 S¬ ®å nèi ®iÖn m¹ch tù dïng cña nhµ m¸y thuû ®iÖn TN1 G1 TN2 T1 T2 G2 G3 G4 0,4 KV