Vụ thiết kế nhà máy điện thuỷ điện có tổng công suất đặt là 400 MW gồm có 4 máy phát điện kiểu thủy điện cung cấp cho phụ tải ở 3 cấp điện áp máy phát

­¬ng ¸n III(H×nh 2-3). B3 B4 B5 ST SUF HT ~ B6 ~ B2 ~ B1 ~ NhËn xÐt : - Sè l­îng m¸y biÕn ¸p nhiÒu ®ßi hái vèn ®Çu t­ lín, ®ång thêi trong qu¸ tr×nh vËn hµnh x¸c suÊt sù cè m¸y biÕn ¸p t¨ng, tæn thÊt c«ng suÊt lín. - Khi sù cè bé bªn trung th× m¸y biÕn ¸p tù ngÉu chÞu t¶i qua cuén d©y chung lín so víi c«ng suÊt cña nã. Tãm l¹i: Qua nh÷ng ph©n tÝch trªn ®©y 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. Ch­¬ng III Chän m¸y biÕn ¸p vµ tÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng 3-1.Chän m¸y biÕn ¸p - ph©n phèi c«ng suÊt cho m¸y biÕn ¸p. 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. I.Ph­¬ng ¸n I (h×nh 2-1). Chän m¸y biÕn ¸p : - C«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1, B2 ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn sau: SB1®m = SB2®m ³ SF®m Trong ®ã a lµ hÖ sè cã lîi cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu Do ®ã : SB1®m = SB2®m ³ MVA Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta chän tæ hîp ba m¸y biÕn ¸p tù ngÉu mét pha cho mçi m¸y biÕn ¸p B1,B2 lo¹i: AOДЦTH-120 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ b¶ng 3-1 (lµ th«ng sè cho mét pha trong tæ hîp 3 pha ): B¶ng 3-1 S®m (MVA) U®m (KV) UN%(*) DP0 (KW) DPN% I0(%) Gi¸ (106§) UC UT UH C-T C-H T-H C-H C-T C-H T-H 120 13,8 10 - - 210 345 220 235 0,5 6440 Nh­ vËy tæng c«ng suÊt cña tæ hîp 3 tæ m¸y biÕn ¸p tù ngÉu mét pha lµ: 3.120 = 360 MVA M¸y biÕn ¸p B3 ®­îc chän theo s¬ ®å bé : SB3®m ³ SF®m = 117,647 MVA Do ®ã ta chän m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p ba pha 2 cuén d©y cã S®m = 125 MVA lµ lo¹i : TДЦ-125 (121/13,8) cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ ë b¶ng 3-2 B¶ng 3-2 S®m (MVA) UC®m (KV) UH®m (KV) DP0 (KW) DPN (KV) UN% I0% Gi¸ (106 §) 125 121 13,8 100 400 10,5 0,5 5120 - M¸y biÕn ¸p B4 còng ®­îc chän theo s¬ ®å bé nh­ ®èi víi B3: SB4®m ³ SF®m = 117,647 MVA Do ®ã ta chän m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p ba pha 2 cuén d©y cã S®m = 125 MVA lµ lo¹i : TДЦ-125 (242/13,8) cã c¸c th«ng sè nh­ ë b¶ng 3-3 . B¶ng 3-3 S®m (MVA) UC®m (KV) UH®m (KV) DP0 (KW) DPN (KV) UN% I0% Gi¸ (106 §) 125 242 13,8 115 380 11 0,5 6480 2.Ph©n bè c«ng suÊt cho c¸c m¸y biÕn ¸p. - §Ó thuËn tiÖn trong vËn hµnh, c¸c bé m¸y ph¸t- m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y F3-B3 vµ F4-B4 cho lµm viÖc víi ®å thÞ b»ng ph¼ng suèt c¶ n¨m. Do ®ã c«ng suÊt t¶i cña mçi m¸y lµ: SB3 = SB4 = SF®m = 117,647MVA < SB3,B4®m=125 MVA Do ®ã ë ®iªï kiÖn lµm viÖc b×nh th­êng B3 vµ B4 kh«ng bÞ qu¸ t¶i - Phô t¶i qua mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1vµ B2 ®­îc tÝnh nh­ sau : Phô t¶i truyÒn lªn phÝa trung ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : Phô t¶i truyÒn lªn phÝa cao ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : Phô t¶i truyÒn lªn phÝa h¹ ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho trªn b¶ng 3-4: B¶ng 3-4 t (h) 0¸5 5¸8 8¸11 11¸14 14¸17 17¸20 20¸22 22¸24 SB1=SB2 117,647 117,647 117,647 117,647 117,647 117,647 117,647 117,647 SCT(t) 77,76 94,835 94,835 94,835 94,835 94,835 111,91 77,76 SCC(t) -15.06 -9,424 13,283 13,283 13,283 12,46 -3,774 -15,88 SCH(t) 62,71 85,412 108,12 108,12 108,12 107,3 108,13 61,883 DÊu ’-‘ chøng tá c«ng suÊt ®i tõ phÝa thanh gãp hÖ thèng 220KV sang thanh gãp 110KV ®Ó bæ xung l­îng c«ng suÊt thiÕu phÝa 110KV. Qua b¶ng ph©n bè c«ng suÊt 3-5 thÊy r»ng: SCCmax = 13,283 MVA < SB1,B2®m=360 MVA SCTmax = 111,91 MVA < SM = a.SB1®m = 180 MVA SCHmax = 108,13 MVA < SM = 180 MVA Nh­ vËy c¸c m¸y biÕn ¸p ®· chän kh«ng bÞ qu¸ t¶i khi lµm viÖc b×nh th­êng. 3. KiÓm tra c¸c m¸y biÕn ¸p khi bÞ sù cè. V× c«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y ®­îc chän theo c«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y ph¸t ®iÖn nªn viÖc kiÓm tra qu¸ t¶i chØ cÇn xÐt ®èi víi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Coi sù cè nÆng nÒ nhÊt lµ lóc phô t¶i trung ¸p cùc ®¹i STmax= 341,463 MVA. Khi ®ã SVHT =110,1 MVA ; SUf =14,823 MVA Gi¶ thiÕt sù cè bé F3-B3. KiÓm tra ®iÒu kiÖn : 2.Kqtsc. a.SB1®m ³ STmax ( 2.1,4.0,5.360 =504 > 341,463 MVA ® tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ) Lóc nµy c«ng suÊt t¶i lªn trung ¸p qua mçi m¸y lµ: SCT-B1 = SCT-B2 = STmax/2 = 170,732 MVA Cho c¸c m¸y ph¸t F1vµ F2 lµm viÖc víi gi¸ trÞ ®Þnh møc. Do ®ã c«ng suÊt qua cuén h¹ cña B1 vµ B2 lµ: SCH-B1,B2 = SF®m - SUf /2 - Std /4 = 117,647 - 14,823/2 - 4,235/4 = 109,177 MVA C«ng suÊt t¶i lªn cao ¸p cña 1 MBA: SCC-B1,B2 = SCH-B1,B2 - SCT-B1,B2 = 109,177 - 170,732 = - 61,555 MVA DÊu “-” chøng tá c«ng suÊt ®i tõ thanh gãp hÖ thèng 220 kV sang thanh gãp trung ¸p 110 kV bï vµo phÇn c«ng suÊt thiÕu víi trÞ sè 2.61,555 MVA. Khi ®ã l­îng c«ng suÊt nhµ m¸y cÊp cho phÝa cao ¸p cßn thiÕu mét l­îng : SthiÕu = SVHT - SB4- 2.SCC-B1,B2 = 110,1- 117,647- (-61,555) = 155,56 MVA < SdtHT =200 MVA Víi l­îng c«ng suÊt thiÕu nµy nhá h¬n dî tr÷ quay cña hÖ thèng. Qua trªn thÊy r»ng khi sù cè bé F3-B3,hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1,B2 lµm viÖc kh«ng bÞ qu¸ t¶i. Khi sù cè m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1(hoÆc B2). Khi B1sù cè th× F1 ngõng. Tr­êng hîp nµy kiÓm tra qu¸ t¶i cña B2: KiÓm tra ®iÒu kiÖn : Kqtsc. a.SB1®m ³ STmax – SB3 ( 1,4.0,5.360 =252 >341,463 - 117,647=223,816 MVA ® tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ) - C«ng suÊt t¶i lªn trung ¸p: SCT-B2 = STmax- SB3 = 341,463 - 117,647 = 223,816 MVA - C«ng suÊt qua cuén h¹ cña B2: SCH-B2 = SF®m- SUf - Stdmax/4 = 117,647 - 14,823 - 4,235/4 = 101,765 MVA - C«ng suÊt t¶i lªn phÝa cao ¸p: SCC-T2 = SCH-B2 - SCT-B2 = 101,765 - 223,816 = - 122,051 MVA Nh­ vËy khi sù cè B1, ®Ó ®¶m b¶o cho phô t¶i trung ¸p cùc ®¹i ph¶i lÊy c«ng suÊt tõ thanh gãp hÖ thèng sang thanh gãp 110 kV mét l­îng 122,051 MVA. Khi ®ã l­îng c«ng suÊt nhµ m¸y cÊp cho phÝa cao cßn thiÕu lµ: SthiÕu=SVHT - SB 4 - SCC-B2 = = 110,1 - 117,647 - (-122,051) = 114,504 MVA< SdtHT=200 MVA L­îng thiÕu nµy nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèngnªn B2 còng kh«ng bÞ qu¸ t¶i. II.Ph­¬ng ¸n II (h×nh 2-2). Chän m¸y biÕn ¸p. -Hai m¸y biÕn ¸p B3 vµ B4 ®­îc chän theo s¬ ®å bé .Do hai m¸y biÕn ¸p nµy cïng nèi víi thanh gãp ®iÖn ¸p 110 KV nªn ®­îc chän gièng nhau vµ chän gièng m¸y biÕn ¸p B3 ë ph­¬ng ¸n I lµ m¸y biÕn ¸p lo¹i : TДЦ-125-121/13,8 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ ë b¶ng 3-2 (ph­¬ng ¸n I ). -Hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1 vµ B2 ®­îc chän t­¬ng tù nh­ ph­¬ng ¸n I C«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1, B2 ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn sau: SB1®m = SB2®m ³ SF®m Do ®ã : SB1®m = SB2®m ³ MVA Ta chän m¸y biÕn ¸p cã ký hiÖu: ATДЦTH-250 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau : S®m (MVA) U®m (KV) UN%(*) DP0 (KW) DPN% I0(%) Gi¸ (106§) UC UT UH C-T C-H T-H C-H C-T C-H T-H 250 230 121 13,8 11 32 20 120 520 - - 0,5 10000 Ph©n phèi c«ng suÊt cho c¸c m¸y biÕn ¸p. §Ó ®¶m b¶o kinh tÕ vµ thuËn tiÖn trong vËn hµnh, c¸c m¸y ph¸t F3,F4 cho lµm viÖc víi ®å thÞ phô t¶i b»ng ph¼ng suèt c¶ n¨m. -Do ®ã c«ng suÊt t¶i qua mçi m¸y biÕn ¸p B3,B4 lµ: SB3 = SB4 = SF®m = 117,647 MVA - Phô t¶i qua c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu T1vµ T2 ®­îc tÝnh nh­ sau : Phô t¶i truyÒn lªn phÝa cao ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : Phô t¶i truyÒn lªn phÝa trung ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : Phô t¶i phÝa h¹ ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : Dùa vµo b¶ng 1-5 ®· tÝnh ë ch­¬ng I vµ c¸c c«ng thøc ë trªn ta tÝnh ®­îc phô t¶i cho tõng thêi ®iÓm , kÕt qu¶ ghi trong b¶ng 3-5 B¶ng 3-5 t (h) 0¸5 5¸8 8¸11 11¸14 14¸17 17¸20 20¸22 22¸24 SB1=SB2 117,647 117,647 117,647 117,647 117,647 117,647 117,647 117,647 SCT(t) 18,938 36,012 36,012 36,012 36,012 36,012 53,085 18,938 SCC(t) 43,768 49,4 72,106 72,106 72,106 71,283 55,05 42,945 SCH(t) 62,71 85,412 108,12 108,12 108,12 107,29 108,13 61,883 DÊu ’-‘ chøng tá c«ng suÊt ®i tõ phÝa thanh gãp hÖ thèng 220KV sang thanh gãp 110KV ®Ó bæ xung l­îng c«ng suÊt thiÕu phÝa 110KV. Qua b¶ng ph©n bè c«ng suÊt 3-5 thÊy r»ng: SCCmax = 72,106 MVA < SB1,B2®m=250 MVA SCTmax = 53,085 MVA < SM = a.SB1®m = 125 MVA SCHmax = 108,13 MVA < SM = 125 MVA Nh­ vËy c¸c m¸y biÕn ¸p ®· chän kh«ng bÞ qu¸ t¶i khi lµm viÖc b×nh th­êng. KiÓm tra c¸c m¸y biÕn ¸p khi bÞ sù cè. Còng coi sù cè nguy hiÓm nhÊt lµ x¶y ra khi phô t¶i trung ¸p cùc ®¹i. §èi víi c¸c bé m¸y ph¸t ®iÖn - m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y kh«ng cÇn kiÓm tra qu¸ t¶i v× c«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c m¸y biÕn ¸p nµy ®­îc chän theo c«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y ph¸t ®iÖn. Do ®ã viÖc kiÓm tra qu¸ t¶i chØ tiÕn hµnh víi c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Khi sù cè bé F3-B3 (hoÆc F4-B4). KiÓm tra ®iÒu kiÖn : 2.Kqtsc. a.SB1®m ³ STmax ( 2.1,4.0,5.250 =350 > 341,463 MVA ® tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ) Khi ®ã c«ng suÊt t¶i lªn c¸c phÝa qua mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: - PhÝa trung ¸p: SCT-B1 = SCT-B2 = ( STmax - SB4)= (341,463 - 117,647) = 111,908 MVA - C«ng suÊt qua cuén h¹: SCH-B1 = SCH-B2 = SF®m - SUf/2 - Std/4 = 109,178 MVA - C«ng suÊt ph¸t lªn phÝa cao: SCC-B1 = SCC-B2 = SCH-B1- SCT-B1 = 109,178 - 111,908 = - 2,73 MVA Khi ®ã phô t¶i hÖ thèng thiÕu mét l­îng c«ng suÊt lµ: SthiÕu = SVHT - (SCC-B1 + SCC-B2) = 110,1 - 2.(- 2,73) = 115,562 MVA L­îng c«ng suÊt thiÕu nµy nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng =200MVA. Qua trªn thÊy r»ng khi sù cè bé F3- B3 th× c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1,B2 kh«ng bÞ qu¸ t¶i. Khi sù cè tù ngÉu B1 (hoÆc B2). Khi B1 bÞ sù cè th× F1 ngõng, ta kiÓm tra qu¸ t¶i cña B2. KiÓm tra ®iÒu kiÖn : Kqtsc. a.SB1®m ³ STmax - 2.SB3 (1,4.0,5.250 =175 >341,463 -2.117,647=106,169 MVA ®tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ) C«ng suÊt t¶i qua c¸c phÝa cña B2 nh­ sau: PhÝa trung ¸p: SCT-B2 = STmax - (SB3 + SB4) = 341,463 - 2.117,647 = 106,169 MVA - PhÝa h¹ ¸p: SCH-B2 = SF®m - SUf - Std/4 = 101,765 MVA PhÝa cao ¸p: SCC-B2 = SCH-B2 - SCT-B2 = 106,169 - 101,765 = - 4,404 MVA Phô t¶i hÖ thèng bÞ thiÕu mét l­îng c«ng suÊt lµ: SthiÕu = SVHT - SCC-B2 = 110,1 + 4,404= 114,504 MVA< SdtHT=200MVA L­îng nµy nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng. Do ®ã trong tr­êng hîp nµy B2 còng kh«ng bÞ qu¸ t¶i. Tãm l¹i: C¸c m¸y biÕn ¸p ®· chän ®Òu tho¶ m·n c¸c yªu cÇu kü thuËt khi lµm viÖc b×nh th­êng vµ khi sù cè. 3-2 TÝnh to¸n tæn thÊt ®iÖn n¨ng. TÝnh to¸n tæn thÊt ®iÖn n¨ng lµ mét vÊn ®Ò kh«ng thÓ thiÕu ®­îc trong viÖc ®¸nh gi¸ mét ph­¬ng ¸n vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt. Trong nhµ m¸y ®iÖn tæn thÊt ®iÖn n¨ng chñ yÕu g©y nªn bëi c¸c m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p. I. Ph­¬ng ¸n I (H×nh 2-1). §Ó tÝnh to¸n tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p ta dùa vµo b¶ng ph©n bè c«ng suÊt cña m¸y biÕn ¸p ®· cho ë b¶ng 3-4 Tæn thÊt ®iÖn n¨ng h»ng n¨m cña m¸y biÕn ¸p B3. C«ng thøc tÝnh to¸n: Trong ®ã: T: lµ thêi gian lµm viÖc cña m¸y biÕn ¸p, T= 8760h. SB3: phô t¶i cña m¸y biÕn theo thêi gian vµ ®­îc lÊy theo ®å thÞ phô t¶i h»ng ngµy. Ta cã B3 lµ m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y lo¹i TДЦ-125-121/13,8 cã : DP0 = 100 kW, DPN = 400 kW, SB3 = 117,647 MVA = h»ng sè. Suy ra : DAB3 = 0,1. 8760 + 0,4 . = 3979,9 MWh. 2.Tæn thÊt ®iÖn n¨ng h¨ng n¨m cña m¸y biÕn ¸p B4. T­¬ng tù nh­ tÝnh DAB3, B4 lµ m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y lo¹i TДЦ -125-242/13,8 cã: DP0 = 115kW; DPN = 380kW; SB4 = 117,647 MVA = h»ng sè . Suy ra : DAB4 = 0,115. 8760 + 0,38 . = 3956,1 MWh. 3.Tæn thÊt ®iÖn n¨ng h»ng n¨m trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. §Ó tÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ta coi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu nh­ m¸y biÕn ¸p ba cuén d©y. Khi ®ã cuén nèi tiÕp, cuén chung vµ cuén h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu t­¬ng øng víi cuén cao, cuén trung vµ cuén h¹ cña m¸y biÕn ¸p ba d©y cuèn. Tæn thÊt c«ng suÊt trong c¸c cuén ®­îc tÝnh nh­ sau: M¸y biÕn ¸p tù ngÉu mét pha lo¹i : AOДЦTH-120- cã DP0=210 kW vµ DPNC-T =345 kW , DPNC-H = 220 MW, DPNT-H = 235 MW Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc : MW MW MW Tõ c¸c kÕt qu¶ b¶ng 3-4 vµ c«ng thøc tÝnh ë trªn ta cã c«ng thøc tÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu 3 pha ®­îc tæ hîp tõ 3 m¸y biÕn ¸p mét pha nh­ sau : DAB1=DAB2 ë ®©y: SiC , SiT , SiH lµ phô t¶i phÝa cao ¸p , trung ¸p vµ h¹ ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu t¹i thêi ®iÓm ti ghi trong b¶ng 3-4 ®· tÝnh ë trªn . T = 8760 h. DPN , DPo , SB®m : lµ cña mét m¸y biÕn ¸p mét pha. ViÕt gän l¹i: SiC.ti= (-15,056)2.5 + (-9,423)2.3 + 13,2832.3+13,2832.3+13,2832.3+ + 12,4592.3 +(-3,774)2.2 +(-15,879)2.2=3986,19 MVA2.h SiT.ti=77,7622.5+94,8352.3+94,8352.3 +94,8352.3 +94,8352.3 +94,8352.3 + 111,912. 2 + 77,7622.2 = 202281,4 MVA2.h SiH.ti= 62,7062.5 + 85,4122.3 + 108,1182.3+ 108,1182.3+ 108,1182.3 + + 107,2942.3+ 108,1352.2+ 61,8832.2 = 212332,7 MVA2.h Do ®ã: DAB1=DAB2= =3.0,21.8760+[0,1425.3986,19+0,2025.202281,4+0,7375.212332,7] = 5704 MWh Nh­ vËy tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p cña ph­¬ng ¸n I lµ: DAS = DAB1+DAB2+DAB3+DAB4 = = 2.5704 + 3956,1 + 3979,9 = 19345,6 MWh II-Ph­¬ng ¸n II (h×nh 2-2). Tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m cña c¸c m¸y biÕn ¸p B3 vµ B4. Theo c«ng thøc nh­ ë ph­¬ng ¸n I : DAB3 = DAB4= M¸y biÕn ¸p B3 vµ B4 ®· chän lµ m¸y biÕn ¸p kiÓu TДЦ-125-121/13,8 cã th«ng sè nh­ ë b¶ng 3-2 do ®ã tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña m¸y biÕn ¸p B3 vµ B4 ë ph­¬ng ¸n nµy b»ng nhau vµ ®óng b»ng tæn thÊt trong m¸y biÕn ¸p B3 ë ph­¬ng ¸n I trªn: DAB3 = DAB4 = 3979,9 MWh TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1 vµ B2. T­¬ng tù ta ph­¬ng ¸n I, ta cã: M¸y biÕn ¸p tù ngÉu 3 pha : ATДЦTH-250-230/121/13,8 cã DP0=120 kW vµ DPNC-T =520 kW , DPNC-H = DPNT-H =DPNC-T/2=260 MW vµ dùa vµo b¶ng 3-5 Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc : MW MW MW DAB1= DAB2 ViÕt gän l¹i: SiC.ti= 43,7682.5 + 49,42.3 + 72,1062.3+72,1062.3+72,1062.3+ + 71,2832.3 +55,12.2 +42,92.2= 88685,9 MVA2.h SiT.ti=18,942.5+36,0122.3+36,0122.3 +36,0122.3 +36,0122.3 +36,0122.3 + 53,0852. 2 + 18,942.2 = 27599,53 MVA2.h SiH.ti= 62,7062.5 + 85,4122.3 + 108,1182.3+ 108,1182.3+ 108,1182.3 + + 107,2942.3+ 108,1352.2+ 61,8832.2 = 212332,7 MVA2.h Suy ra: DAB1 = DAB2 = =0,12.8760+[0,26.88685,9+0,26.27599,53+0,78.212332,7] =2194,985 MWh Tõ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p ë trªn ta cã tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p ë ph­¬ng ¸n II lµ : DAS = DAB1 + DAB2 + DAB3 + DAB4 =2DAB1 + 2DAB3 = =2.2194,985 + 2.3979,9 = 12349,8 MWh. B¶ng so s¸nh tæn thÊt ®iÖn n¨ng gi÷a hai ph­¬ng ¸n: B¶ng 3-6: Tæn thÊt ®iÖn n¨ng DAS(MWh) Ph­¬ng ¸n I 19345,6 Ph­¬ng ¸n II 12349,8 Ch­¬ng IV TÝnh to¸n kt-kt Chän ph­¬ng ¸n tèi ­u ViÖc quyÕt ®Þnh bÊt kú mét ph­¬ng ¸n nµo còng ®Òu ph¶i dùa trªn c¬ së so s¸nh vÒ mÆt kinh tÕ vµ kü thuËt, nãi kh¸c ®i lµ dùa trªn nguyªn t¾c ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn vµ kinh tÕ ®Ó quyÕt ®Þnh s¬ ®å nèi d©y chÝnh cho nhµ m¸y ®iÖn. Trªn thùc tÕ vèn ®Çu t­ vµo thiÕt bÞ ph©n phèi chñ yÕu phô thuéc vµo vèn ®Çu t­ m¸y biÕn ¸p vµ c¸c m¹ch thiÕt bÞ ph©n phèi. Nh­ng vèn ®Çu t­ cña c¸c m¹ch thiÕt bÞ ph©n phèi chñ yÕu phô thuéc vµo m¸y c¾t, v× vËy ®Ó chän c¸c m¹ch thiÕt bÞ ph©n phèi cho tõng ph­¬ng ¸n ph¶i chän c¸c m¸y c¾t.Trong tÝnh to¸n chØ tiªu kinh tÕ-kü thuËt ta chØ cÇn chän s¬ bé c¸c m¸y c¾t. 4-1. Chän s¬ bé m¸y c¾t cña c¸c ph­¬ng ¸n. I-X¸c ®Þnh dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña c¸c m¹ch. 1-Ph­¬ng ¸n I (H×nh 2-1). CÊp ®iÖn ¸p vÒ hÖ thèng 220 KV. - M¹ch ®­êng d©y nèi víi hÖ thèng: Phô t¶i cùc ®¹i cña hÖ thèng lµ SVHTmax = 144,21 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 -M¹ch m¸y biÕn ¸p ba pha 2 cuén d©y B4 : Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc ®­îc x¸c ®Þnh theo dßng ®iÖn c­ìng bøc cña m¸y ph¸t ®iÖn. KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B3(B4) : Khi lµm viÖc b×nh th­êng th× dßng c­ìng bøc cña m¹ch nµy lµ : KA Khi sù cè bé bªn trung th× dßng c­ìng bøc lµ KA Khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu th× dßng c­ìng bøc lµ KA Nh­ vËy dßng ®iÖn lµm viÖc lín nhÊt ë cÊp ®iÖn ¸p 220 kV cña ph­¬ng ¸n I nµy lµ : Icbcao = 0,3785 KA CÊp ®iÖn ¸p trung 110 kV. -M¹ch ®­êng d©y : Phô t¶i trung ¸p ®­îc cÊp bëi 2 ®­êng d©y kÐp *80MW , 4 ®¬n*50MW, ta cã : Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lµ : KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y : KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : Khi lµm viÖc b×nh th­êng th× dßng c­ìng bøc cña m¹ch nµy lµ : KA Khi sù cè bé bªn trung th× dßng c­ìng bøc lµ KA Khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu th× dßng c­ìng bøc lµ KA VËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lín nhÊt ë phÝa 220 kV ®­îc lÊy lµ : Icbtrung = 1,175 KA 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 I lµ : B¶ng 4-1 CÊp ®iÖn ¸p 220 kV 110 kV 13,8 kV Icb (kA) 0,3785 1,175 5,168 2-Ph­¬ng ¸n II (H×nh 2-2). CÊp ®iÖn ¸p 220 kV. -M¹ch ®­êng d©y còng nh­ ph­¬ng ¸n I ta ®· cã : Ilvcb = 0,3785 KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : Khi lµm viÖc b×nh th­êng th× dßng c­ìng bøc cña m¹ch nµy lµ : KA Khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu th× dßng c­ìng bøc lµ KA VËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lín nhÊt ë cÊp ®iÖn ¸p 220 kV cña ph­¬ng ¸n II lµ : Icbcao = 0,3785 KA CÊp ®iÖn ¸p 110 kV. -M¹ch ®­êng d©y t­¬ng tù nh­ ph­¬ng ¸n I ta cã : Ilvcb = 0,512 KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y nh­ ph­¬ng ¸n I ta cã: Ilvcb = 0,6484 KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : Khi lµm viÖc b×nh th­êng th× dßng c­ìng bøc cña m¹ch nµy lµ : KA Khi sù cè bé bªn trung th× dßng c­ìng bøc lµ KA Khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu th× dßng c­ìng bøc lµ KA Nh­ vËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lín nhÊt ë cÊp ®iÖn ¸p 110 kV lµ: Ilvcb = 0,6484 KA CÊp ®iÖn ¸p 13,8 kV. T­¬ng tù nh­ ph­¬ng ¸n I ta ®· cã : Ilvcb = 5,168 KA B¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña ph­¬ng ¸n II lµ : B¶ng 4-2 CÊp ®iÖn ¸p 220 kV 110 kV 13,8 kV Icb (kA) 0,3785 0,6484 5,168 II-Chän m¸y c¾t cho c¸c ph­¬ng ¸n. C¸c m¸y c¾t khÝ SF6 víi ­u ®iÓm gän nhÑ, lµm viÖc tin cËy nªn ®­îc dïng kh¸ phæ biÕn. Tuy nhiªn c¸c m¸y c¾t lo¹i nµy cã nh­îc ®iÓm lµ gi¸ thµnh cao, viÖc thay thÕ söa ch÷a thiÕt bÞ khã kh¨n. Víi nhµ m¸y thiÕt kÕ ®Òu dïng c¸c m¸y c¾t khÝ SF6 ë c¶ ba cÊp ®iÖn ¸p.Ta chän s¬ bé m¸y c¾t theo ®iÒu kiÖn sau: U®mMC ³ Ul­íi I®mMC ³ Icbmax C¸c th«ng sè kü thuËt cña m¸y c¾t cho ë b¶ng 4-3. B¶ng 4-3 Ph­¬ng ¸n CÊp ®iÖn ¸p (KV) Dßng Ilvcb (KA) Lo¹i m¸y c¾t §¹i l­îng ®Þnh møc U (KV) I (KA) Ic¾t (KA) Il®® (KA) I 220 0,3785 3AQ1 245 4 40 100 110 1,175 3AQ1 145 4 40 100 13,8 5,186 8BK41 17,5 12,5 80 225 II 220 0,3785 3AQ1 245 4 40 100 110 0,6484 3AQ1 145 4 40 100 13,8 5,186 8BK41 17,5 12,5 80 225 4-2. So s¸nh chØ tiªu kinh tÕ gi÷a c¸c ph­¬ng ¸n. *Vèn ®Çu t­ cho mét ph­¬ng ¸n lµ : V = VB + VTBPP Trong ®ã : Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p : VB = Ski. vBi ki=1,4 : HÖ sè tÝnh ®Õn chuyªn trë vµ x©y l¾p. vBi: TiÒn mua m¸y biÕn ¸p. Vèn ®Çu t­ cho m¸y c¾t: VTBPP = S(nC.vC + nT.vT + nH.vH) nC,nT,nH : Sè m¹ch ph©n phèi. vC,vT,vH :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: P = Pkh + PDA Trong ®ã: Pkh = : KhÊu hao hµng n¨m vÒ vèn vµ söa ch÷a lín . a=8,4: ®Þnh møc khÊu hao (%). PDA = b.DA : Chi phÝ do tæn thÊt hµng n¨m g©y ra. b : lµ gi¸ 1 kWh ®iÖn n¨ng (b = 400 ®ång /kWh) DA : lµ tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m I.Ph­¬ng ¸n I. Chän s¬ ®å nèi ®iÖn. PhÝa 220 kV : Dïng s¬ ®å hÖ thèng hai thanh gãp. PhÝa 110 kV : Dïng s¬ ®å hÖ thèng hai thanh gãp cã thanh gãp ®­êng vßng v× sè nh¸nh vµo ra nhiÒu. PhÝa 13,8 kV : Kh«ng dïng thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t v× phô t¶i ®iÖn ¸p m¸y ph¸t chiÕm kh«ng qu¸ 15% c«ng suÊt bé. S¬ ®å nèi ®iÖn ph­¬ng ¸n 1:(h×nh 4-1) B4 B1 B2 B3 ~ ~ ~ ~ 220 kV 110kV F4 F1 F2 F3 2.TÝnh hµm chi phÝ tÝnh to¸n. Vèn ®Çu t­. Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p : Ph­¬ng ¸n I dïng 3 lo¹i m¸y biÕn ¸p lµ : - Hai tæ hîp cña 3 m¸y biÕn ¸p tù ngÉu mét pha kiÓu AOДЦTH - 120 Víi gi¸ tiÒn : 161.103 R/1 pha(1R = 40.103 ®ång) nªn gi¸ tiÒn cña c¶ 3 pha lµ 3.161.103.40.103 = 19,32.109 ®ång vµ - Mét m¸y biÕn ¸p 3 pha hai cuén d©y lo¹i TДЦ-125 - 242/13,8 Víi gi¸ tiÒn : 162.103.40.103 = 6,48.109 ®ång vµ k = 1,4. - Mét m¸y biÕn ¸p 3 pha hai cuén d©y lo¹i TДЦ-125 - 121/13,8 Víi gi¸ tiÒn : 128.103.40.103 = 5,12.109 ®ång vµ k = 1,4. Nh­ vËy tæng vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p cña ph­¬ng ¸n I lµ : VB1 = 2.1,4.19,32.109 + 1,4.6,84.109 + 1,4.5,12.109 = = 70,336.109 ®ång. Vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi: Tõ s¬ ®å h×nh 4-1 ta nhËn thÊy : CÊp ®iÖn ¸p 220 kV gåm cã 4 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ : 71,5.103.40.103 = 2,86.109 ® / m¹ch . VËy gi¸ 4 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 lµ : 4.2,86.109 = 11,44.109 ®ång CÊp ®iÖn ¸p 110 kV gåm cã 5 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ 31.103.40.103 = 1,24.109 ® / m¹ch . VËy gi¸ tiÒn 5 m¹ch m¸y c¾t 3AQ1 lµ : 5.1,24.109 = 6,2.109 ®ång CÊp ®iÖn ¸p 13,8 kV gåm cã 2 m¹ch m¸y c¾t ,gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ 15.103.40.103= 0,6.109 ® / m¹ch . VËy gi¸ tiÒn cña 2 m¹ch m¸y c¾t lµ : 2.0,6.109 = 1,2.109 ®ång Tæng vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi lµ : VTBPP1 = 11,44.109 + 6,2.109 + 1,2.109 = 18,84.109 ®ång Tõ ®ã tÝnh ®­îc tæng vèn ®Çu t­ cña ph­¬ng ¸n I lµ: V = VB1 + VTBPP1 = 70,336.109 + 18,84.109 = 89,176.109 ®ång TÝnh phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m . *KhÊu hao hµng n¨m vÒ vèn ®Çu t­ vµ söa ch÷a lín: Suy ra: ®ång *Chi phÝ do tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m: PDA = b.DA1 = 400.19345,6.103 = 7,738.109 ®ång Nh­ vËy phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m lµ: P1 = Pkh + PDA = 7,49.109 + 7,738.109 =15,22.109 ®ång II-Ph­¬ng ¸n II. Chän s¬ ®å nèi ®iÖn. T­¬ng tù nh­ ph­¬ng ¸n I ë cÊp ®iÖn ¸p 220kV ta dïng s¬ ®å hÖ thèng 2 thanh gãp . CÊp ®iÖn ¸p 110 kV dïng hÖ thèng hai thanh gãp cã thanh gãp vßng nh­ s¬ ®å h×nh 4-2 . B1 B1 B2 B4 ~ ~ ~ ~ B3 S¬ ®å nèi ®iÖn ph­¬ng ¸n 2: 220 kV 110kV F1 F2 F3 F4 H×nh 4-2 TÝnh to¸n hµm chi phÝ tÝnh to¸n. Vèn ®Çu t­. Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p: Ph­¬ng ¸n nµy gåm cã : - Hai tæ hîp m¸y biÕn ¸p tù ngÉu 3 pha kiÓu : ATДЦTH-250 víi gi¸ tiÒn : 250.103.40.103=10.109 ®ång /3 pha - Hai m¸y biÕn ¸p 3 pha hai cuén d©y kiÓu : TДЦ-125-121/13,8 gi¸ 5,12.109 ®ång víi k = 1,4 Nh­ vËy tæng vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p lµ : VB = 2.1,4.10.109 + 2.1,4.5,12.109 = 42,336.109 ®ång Vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi : Tõ s¬ ®å 4-2 ta nhËn thÊy : CÊp ®iÖn ¸p 220 kV gåm cã 3 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ 2,86.109 ® / m¹ch VËy gi¸ 3 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 lµ : 3.2,86.109 = 8,58.109 ® CÊp ®iÖn ¸p 110 kV gåm cã 6 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ 1,24.109 ® / m¹ch VËy gi¸ tiÒn 6 m¹ch m¸y c¾t 3AQ1 lµ : 6.1,24.109 = 7,44.109 ® CÊp ®iÖn ¸p 13,8 kV gåm cã 2 m¹ch m¸y c¾t, gi¸ tiÒn cña 2 m¹ch m¸y c¾t lµ : 1,2.109 ® Tæng vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi lµ : VTBPP2 = 8,58.109 + 7,44.109 + 1,2.109 = 17,22.109 ® Tõ ®ã tÝnh ®­îc tæng vèn ®Çu t­ cña ph­¬ng ¸n I lµ: V2 = VB2 + VTBPP2 = 42,336.109 + 17,22.109 = 59,556.109 ®ång TÝnh phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m. * Chi phÝ do tæn thÊt ®iÖn n¨ng : Tõ c«ng thøc tÝnh ®· nªu ë trªn vµ tæn thÊt ®iÖn n¨ng DA ®a tÝnh ®­îc ë ch­¬ng III ta cã : PDA = b.DA2 = 400.12349,77.103 = 4,94.109 ®ång * KhÊu hao hµng n¨m : ®ång VËy phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m lµ : P2 = Pkh + PDA = 5.109 + 4,94.109 = 9,94.109 ®ång B¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n kinh tÕ cña hai ph­¬ng ¸n ë b¶ng 4-4: B¶ng 4-4 Ph­¬ng ¸n Vèn ®Èu t­ V ( x109 ® ) PhÝ tæn vËn hµnh P ( x109 ® ) I 89,176 15,22 II 59,556 9,94 Qua trªn ta chän ph­¬ng ¸n II lµ ph­¬ng ¸n tèi ­u cho b¶n ®å ¸n thiÕt kÕ nµy do VII < VI vµ PII < PI Ch­¬ng V TÝNH TO¸N DßNG §IÖN NG¾N M¹CH Môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n ng¾n m¹ch lµ ®Ó chän c¸c khÝ cô ®iÖn vµ d©y dÉn, thanh dÉn cña nhµ m¸y ®iÖn theo c¸c ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o vÒ æn ®Þnh ®éng vµ æn ®Þnh nhiÖt khi cã ng¾n m¹ch. Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tÝnh to¸n lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ba pha. §Ó tÝnh to¸n dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ta dïng ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng víi kh¸i niÖm ®iÖn ¸p trung b×nh vµ chän ®iÖn ¸p c¬ b¶n b»ng ®iÖn ¸p ®Þnh møc trung b×nh cña m¹ng. Chän c¸c l­îng c¬ b¶n: C«ng suÊt c¬ b¶n: Scb =100MVA; C¸c ®iÖn ¸p c¬ b¶n: Ucb1 = 230 kV; Ucb2 =115 kV; Ucb3 =10,5 kV 5-1. TÝnh c¸c ®iÖn kh¸ng trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n. §iÖn kh¸ng cña hÖ thèng ®iÖn . NhiÖm vô thiÕt kÕ ®· cho ®iÖn kh¸ng t­¬ng ®èi cña hÖ thèng thø tù thuËn cña hÖ thèng lµ XHT = 1,13 vµ c«ng suÊt ®Þnh møc cña hÖ thèng SHT®m =2800 MVA. Do ®ã ®iÖn kh¸ng cña hÖ thèng qui ®æi vÒ c¬ b¶n lµ: XHT = XHT. §iÖn kh¸ng cña nhµ m¸y ph¸t ®iÖn. C¸c m¸y ph¸t ®iÖn cã ®iÖn kh¸ng siªu qu¸ ®é däc trôc lµ Xd’’ =0,21. Do ®ã ®iÖn kh¸ng qui ®æi vÒ l­îng c¬ b¶n lµ: XF = X’’d. §iÖn kh¸ng cña ®­êng d©y 220kV Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ, nhµ m¸y ®­îc nèi víi hÖ thèng qua hai ®­êng d©y cao ¸p 220kV cã chiÒu dµi 150km. Cã X0 = 0,4 W/km TrÞ sè ®iÖn kh¸ng qui ®æi vÒ l­îng c¬ b¶n lµ: XD = X0 .l. §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p 3 pha 2 cuén d©y. Lo¹i ΤДЦ - 125-121/13,8 XB3 = XB4 = §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Nhµ chÕ t¹o ®· cho ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch gi÷a c¸c phÝa ®iÖn ¸p cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Tõ ®ã ta cã: UNC% = 0,5.( UNC-T + UNC-H - UNT-H ) = 0,5.( 11 + 32 - 20 ) = 11,5 UNT% = 0,5.( UNC-T + UNT-H - UNC-H ) = 0,5.( 11 + 20 - 32 ) = -0,5 » 0 UNH% = 0,5.( - UNC-T + UNC-H + UNT-H ) = 0,5.( -11 + 32 + 20 ) = 20,5 Tõ ®©y tÝnh ®­îc ®iÖn kh¸ng qui ®æi cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ba pha vÒ l­îng c¬ b¶n: XC = = = 0,046 XT = 0 XH == = 0,082 5-2. TÝnh to¸n dßng ®iÖn ng¾n m¹ch. 1.S¬ ®å nèi ®iÖn (H×nh 5-1). f1 b1 ht n4 n3 f3 f2 f4 b2 n3' n1 b4 b3 n2 H×nh 5-1 2.S¬ ®å thay thÕ (H×nh 5-2) XHT XD XC XH XF XC XH XB4 XF N1 N2 N3’ N3 N4 F1 F2 F3 F4 HT H×nh 5-2 XB3 XF XF 3.TÝnh to¸n ng¾n m¹ch §Ó chän khÝ cô ®iÖn cho m¹ch 220 kV,ta chän diÓm ng¾n m¹ch N1 víi nguån cung cÊp lµ toµn bé hÖ thèng vµ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn. §èi víi m¹ch 110kV,®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n lµ N2 víi nguån cung cÊp gåm toµn bé c¸c m¸y ph¸t vµ hÖ thèng.Tuy nhiªn víi m¹ch m¸y ph¸t ®iÖn cÇn tÝnh to¸n hai ®iÓm ng¾n m¹ch lµ N3 vµ N’3. §iÓm ng¾n m¹ch N3 cã nguån cung cÊp lµ toµn bé c¸c m¸y ph¸t(trõ m¸y ph¸t F2) vµ hÖ thèng . §iÓm ng¾n m¹ch N’3 cã nguån cung cÊp chØ cã m¸y ph¸t F2. So s¸nh trÞ sè cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¹i hai ®iÓm nµy vµ chän khÝ cô ®iÖn theo dßng ®iÖn cã trÞ sè lín h¬n. §Ó chän thiÕt bÞ cho mach tù dïng ta cã ®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n N4. Nguån cung cÊp cho ®iÓm ng¾n m¹ch N4 gåm toµn bé c¸c m¸y ph¸t vµ hÖ thèng ®iÖn. Dßng ng¾n m¹ch t¹i N4 cã thÓ x¸c ®Þnh theo dßng ng¾nm¹ch t¹i N3 vµ N’3 Ng¾n m¹ch ®iÓm N1 S¬ ®å tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch N1(H×nh 5-3): X8 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X9 X11 N1 F1 F2 F3 F4 HT H×nh 5-3 Tõ s¬ ®å h×nh 5-2 ta cã s¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch N1 nh­ h×nh 5-3 cã c¸c th«ng sè nh­ sau : X1 = XHT + XD = 0,04 + 0,057 = 0,097 X2 = X5 = XC = 0,046 X3 = X6 = XH = 0,082 X4 = X7 = X9 = X11 = XF = 0,179 X8 = X10 = XB3,B4 = 0,084 B»ng c¸ch ghÐp nèi tiÕp vµ song song c¸c ®iÖn kh¸ng ta ®­îc h×nh 5-4: X12 = X13 = X1 N1 X13 X14 X12 F12 F34 H×nh 5-4 HT X14 = GhÐp song song F1,F2 víi F3,F4 råi nèi tiÕp víi X13 ta cã X15 = X16 = X13 + X15 = 0,023 + 0,0655 = 0,0885 N1 X1 X16 HT NM H×nh 5-5 S¬ ®å h×nh 5-5 lµ s¬ ®å tèi gi¶n cã hai ®Çu cung cÊp ®iÖn cho N1 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa hÖ thèng ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N1 lµ : Tra ®­êng cong tÝnh to¸n cña nhµ m¸y thuû ®iÖn t¹i t= 0 ses vµ t= : I*" = 0,37 ; I*¥ = 0,41 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta ®­îc : I" = KA I¥ = KA §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa nhµ m¸y ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N1 lµ : Víi åSF®m = 4SF®m = 4.117,647 = 470,588 MVA Tra ®­êng cong tÝnh to¸n cña thuû ®iÖn ta ®­îc : I”* = 2,5 ; I*¥ = 2,7 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta cã I" = KA I¥ = KA Nh­ vËy trÞ sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N1 lµ : - Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é: IN1" = 2,6 + 2,95 = 5,55 KA - Dßng ng¾n m¹ch duy tr×: I¥N1 = 2,88 + 3,19 = 6,07 KA - Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN1 = .kxk.IN1" = .1,8.5,55 = 14,12 KA §iÓm ng¾n m¹ch N2 HT F34 X1 X13 X14 X12 N2 F12 H×nh 5-6 §Ó tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch N2 cã thÓ lîi dông kÕt qu¶ khi tÝnh to¸n ,biÕn ®æi s¬ ®å cña ®iÓm N1 ë trªn. Tõ h×nh 5-3 ta cã: N2 X15 X16 HT NM H×nh 5-7 Còng nh­ ®èi víi ®iÓm N1 ta còng ghÐp F1,F2 vµ F3,F4 ta cã s¬ ®å h×nh 5-7 X15 = X1 + X13 = 0,097 + 0,023 = 0,12 X16 = §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa hÖ thèng ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N2 lµ : V× XttHT > 3 nªn ¸p dông c«ng thøc tÝnh : I*" = I*¥ = §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta ®­îc : I" = I¥ = KA §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa nhµ m¸y ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N2 lµ : Tra ®­êng cong tÝnh to¸n cña thuû ®iÖn ta ®­îc : I”* = 3,8 ; I*¥ = 3,2 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta cã I" = KA I¥ = KA Nh­ vËy trÞ sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N2 lµ : - Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é: IN2" = 4,18 + 9 = 13,18 KA - Dßng ng¾n m¹ch duy tr×: I¥N2 = 4,18 + 7,56 = 11,74 KA - Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN2 = .kxk.IN2" = .1,8.13,39 = 34,1 KA §iÓm ng¾n m¹ch N3 Ta ®· biÕt ®iÓm ng¾n m¹ch N3 ®­îc cung cÊp bëi hÖ thèng vµ nhµ m¸y (trõ m¸y ph¸t F2) . Tång c«ng suÊt cña nhµ m¸y cung cÊp cho ®iÓm ng¾n m¹ch N3 lµ åSF®m = 3SF®m = 3.117,647 = 352,94 MVA Tõ s¬ ®å h×nh 5-3 ta cã s¬ ®å thay thÕ h×nh 5-8 X8 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X10 X9 X11 N3 F1 F3 F4 HT H×nh 5-8 BiÕn ®æi t­¬ng ®­¬ng ta cã s¬ ®å h×nh 5-9 nh­ sau : HT X1 X12 X14 X6 NM N3 H×nh 5-9 Ta cã: X12 = X13 = X14= GhÐp F1 víi F3,F4 ta cã s¬ ®å h×nh 5-9. Ta cã: X15 =X1 +X12 =0,097 + ,0,023 = 0,12 BiÕn ®æi s¬ ®å sao X6 , X14 , X15 thµnh s¬ ®å tam gi¸c thiÕu X16 , X17 : X16 = X6 + X15 + = 0,082 + 0,12 + = 0,315 X17= X6 + X14 + = 0,082 + 0,0874 + = 0,229 HT NM X16 X17 H×nh 5-10 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa hÖ thèng ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N3 lµ : V× XttHT > 3 nªn ¸p dông c«ng thøc tÝnh : I*" = I*¥ = §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta ®­îc : I" = I¥ = KA §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa nhµ m¸y ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N3 lµ : Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta ®­îc : I”* = 1,4 ; I*¥ = 1,6 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta cã I" = KA I¥ = KA Nh­ vËy trÞ sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N3 lµ : - Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é: IN3" = 17,46 + 27,17 = 44,63 KA - Dßng ng¾n m¹ch duy tr×: I¥N3 = 17,46 + 31,05 = 48,51 KA - Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN3 = .kxk.IN3" = .1,8.41,718 = 113,6 KA §iÓm ng¾n m¹ch N3' G2 X7 N3’ H×nh 5-11 §iÓm ng¾n m¹ch N3’ chÝnh lµ ng¾n m¹ch ®Çu cùc m¸y ph¸t ®iÖn F2 nªn nguån cung cÊp chØ gåm cã mét m¸y ph¸t F2 vµ cã s¬ ®å thay thÕ nh­ h×nh 5-11 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n: Xtt = X7 = Xd" = 0,179 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta cã : - Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é vµ duy tr×: IN3’" = I¥N3’ = KA - Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN3’ = .kxk.IN3’" = .1,9.36,14 = 97,11 KA (Ng¾n m¹ch ®Çu cùc lÊy kxk =1,9) e) §iÓm ng¾n m¹ch N4 Tõ s¬ ®å thay thÕ h×nh 5-2 ta thÊy : IN4 = IN3 + IN3' tõ ®ã ta cã : -Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é: I"N4 = I"N3 + I"N3' = 44,63 + 36,14 = 80,77 KA -Dßng ng¾n m¹ch duy tr× : I¥N4 = I¥N3 + I¥N3' = 48,51 + 36,14 = 84,65 KA -Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN4 = 205,6 kA KÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch cña ph­¬ng ¸n : B¶ng 5-1 CÊp ®iÖn ¸p ( kV ) §iÓm ng¾n m¹ch I" (KA) I¥ (KA) ixk (KA) 220 N1 5,55 6,07 14,12 110 N2 13,18 11,74 34,1 13,8 N3 44,63 48,51 113,6 N3' 36,14 36,14 97,11 N4 80,77 84,65 205,6 4.Chän m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly Ta cã tiªu chuÈn chän m¸y c¾t lµ : U®mMC ³ U®ml­íi I®mMC ³ Icbmax Ic¾t®m ³ I” i®®m ³ ixk Ta cã ®iÒu kiÖn chän dao c¸ch ly lµ : U®mCL ³ U®ml­íi I®mCL ³ Icbmax i®®m ³ ixk Tõ ®ã ta cã b¶ng chän m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly nh­ sau: M¹ch Th«ng sè tÝnh to¸n Th«ng sè m¸y c¾t, dao c¸ch ly U®m ( KV) Icb (KA) I” (KA) Ixk (KA) Lo¹i K.hiÖu U®m (KV) I®m (KA) Ic¾t®m (KA) I®®m (KA) Cao ¸p 220 0,3875 5,55 14,12 MC 3AQ1 245 4 40 100 DCL SGC 245/800 245 0,8 -- 80 Trung ¸p 110 0,6484 13,18 34,1 MC 3AQ1 145 4 40 100 DCL SGCP 123/800 123 0,8 -- 80 H¹ ¸p 13,8 5,186 44,63 113,6 MC 8BK41 17,5 12,5 80 225 DCL SGCP 36/1250 36 12,5 -- 125 Ch­¬ng VI Chän d©y dÉn vµ khÝ cô ®iÖn 6-1.Chän thanh dÉn cøng, thanh dÉn mÒm , thanh gãp. Chän thanh dÉn cøng ®Çu cùc m¸y ph¸t. Thanh dÉn cøng dïng ®Ó nèi tõ m¸y ph¸t tíi cuén h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu vµ m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y. TiÕt diÖn cña thanh dÉn ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi. Chän tiÕt diÖn thanh dÉn . 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 = 200C. Tõ ®ã ta cã hÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é lµ : TiÕt diÖn cña thanh dÉn cøng ®­îc chän theo dßng ®iÖn l©u dµi cho phÐp : Ilvcb £ Icp.Khc Do ®ã ta cã : Icp ³ kA Nh­ vËy ta chän thanh dÉn cøng b»ng ®ång , cã tiÕt diÖn h×nh m¸ng nh­ h×nh 6-1, quÐt s¬n vµ cã c¸c th«ng sè nh­ ë b¶ng 6-1: B¶ng 6-1 KÝch th­íc (mm) TiÕt diÖn 1cùc mm2 M« men trë kh¸ng (cm3) M« men qu¸n tÝnh (cm4) Icp c¶ 2 thanh A h b c r 1 thanh 2 thanh 1 thanh 2 thanh Wxx Wyy Wyoyo Jxx Jyy Jyoyo 150 65 7 10 1785 74 14,7 167 560 68 1260 7000 h x c b y y0 y H×nh 6-1 AДЦ-400 AOДЦTH-267 AДЦ-400 3AF2 ~ ~ ~ ~ G4 G1 G2 H×nh 5-1 G3 h y y y y ~ c H×nh 6-1 KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi nh¾n 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. LÊy kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha lµ a = 60 cm, kho¶ng c¸ch gi÷a hai sø ®ì lµ l = 200 cm. * TÝnh øng suÊt gi÷a c¸c pha: Lùc tÝnh to¸n t¸c dông lªn thanh dÉn pha gi÷a trªn chiÒu dµi kho¶ng v­ît lµ: Ftt = 1,76.10-2..ixk2 = 1,76.10-2..113,62 = 757,1 kG. ( khd = 1 ) M« men uèn t¸c dông lªn chiÒu dµi nhÞp : Mtt = = = 15142 kG.cm Vµ øng suÊt do lùc ®éng ®iÖn gi÷a c¸c pha lµ : stt = = = 90,67 kG/cm2 víi Wyoyo =167 cm3 lµ m« men chèng uèn cña tiÕt diÖn ngang thanh dÉn. * X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a 2 sø : Lùc t¸c dông lªn 1 cm chiÒu dµi thanh dÉn do dßng ng¾n m¹ch trong cïng pha g©y ra: f2 = 0,26.10-2. .ixk2 = 0,26.10-2. .113,62 = 5,16 kG/cm øng suÊt do dßng ®iÖn trong cïng pha g©y ra : s2 = = kG/cm2 §iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng cña thanh dÉn khi kh«ng xÐt ®Õn dao ®éng lµ : scpCu ³ stt + s2 hay s2 £ scpCu - stt l2 £ Víi thanh dÉn ®ång scpCu = 1400 kG/cm2. VËy kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a c¸c sø mµ thanh dÉn vÉn ®¶m b¶o æn ®Þnh ®éng lµ : l2max = = 211,57 cm Gi¸ trÞ nµy lín h¬n kho¶ng c¸ch cña kho¶ng v­ît l = 200 cm. Do ®ã kh«ng cÇn ®Æt miÕng ®Öm t¹i hai ®Çu sø mµ thanh dÉn vÉn ®¶m b¶o æn ®Þnh ®éng. Chän sø ®ì thanh dÉn cøng. Sø ®ì thanh dÉn cøng ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn sau: Lo¹i sø: Sø ®Æt trong nhµ. §iÖn ¸p: US®m ³ U®mmg = 13,8 kV §iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng. Ta chän sø OF- 20-2000KB.Y3 cã: U®m = 20 kV ; Fcp = 2000 kG ; HS = 315 mm KiÓm tra æn ®Þnh ®éng: Sø ®­îc chän cÇn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn : F’tt £ 0.6 Fph trong ®ã: Fph- Lùc ph¸ ho¹i cho phÐp cña sø. F’tt- Lùc ®éng ®iÖn ®Æt trªn ®Çu sø khi cã ng¾n m¹ch. F’tt = Ftt Víi : Ftt – Lùc ®éng ®iÖn t¸c ®éng lªn thanh dÉn khi cã ng¾n m¹ch Hs – ChiÒu cao cña sø H’ – ChiÒu cao tõ ®¸y sø ®Õn träng t©m tiÕt diÖn thanh dÉn Thanh dÉn ®· chän cã chiÒu cao h = 150 mm. Do ®ã: H’= Hs + 0,5.h =315 + 0,5.150 = 390 mm. Lùc ph¸ ho¹i tÝnh to¸n cña sø : kG Hs=315 mm H'=390 Thanh dÉn Sø F1 Ftt H×nh 6-2 Lùc nµy nhá h¬n lùc ph¸ ho¹i cho phÐp cña sø. VËy sø ®· chän hoµn toµn tho¶ m·n Chän d©y dÉn mÒm. Thanh dÉn mÒm ®­îc dïng ®Ó tõ ®Çu cùc phÝa cao, phÝa trung cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu vµ cuén cao cña m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y lªn c¸c thanh gãp 220 kV vµ 110 kV. TiÕt diÖn cña thanh gãp vµ thanh dÉn mÒm ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é l©u dµi cho phÐp. Khi ®ã dßng ®iÖn cho phÐp ®· hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é lµ: Ihccp ³ Ilvcb/Khc Trong ®ã : Ihccp lµ dßng ®iÖn lµm viÖc l©u dµi cho phÐp cña d©y dÉn ®· ®­îc hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é t¹i n¬i l¾p ®Æt. Ilvcb : dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc. Khc: HÖ sè hiÖu chØnh,Khc = 0,837 C¸c d©y dÉn mÒm nµy treo ngoµi trêi, cã ®é æn ®Þnh nhiÖt t­¬ng ®èi lín nªn ta kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. Chän tiÕt diÖn. Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc ë ch­¬ng tr­íc tÝnh ®­îc dßng cho phÐp (®· hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é) cña c¸c cÊp ®iÖn ¸p. M¹ch ®iÖn ¸p 220 kV: - Dßng lµm viÖc c­ìng bøc cña d©y dÉn trong m¹ch nµy lµ: Ilvcb = 0,3785 kA Ta ph¶i chän d©y dÉn cã : Icp ³ kA Nh­ vËy ta chän lo¹i d©y dÉn AC-400 cã S =400 mm2 vµ Icp = 835 A. M¹ch ®iÖn ¸p 110 kV: Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña m¹ch: Ilvcb = 0,6484 kA Ta ph¶i chän d©y dÉn cã : Icp ³ kA Nh­ vËy chän d©y AC-400 cã tiÕt diÖn S = 400 mm2, Icp =0,835 kA. KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. TiÕt diÖn nhá nhÊt ®Ó d©y dÉn æn ®Þnh nhiÖt lµ : Smin = BN : Xung l­îng nhiÖt cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ( A2.s ) . C : H»ng sè phô thuéc vµo vËt liÖu d©y dÉn ( ) . Víi d©y dÉn AC cã C = 70 . TÝnh xung l­îng nhiÖt : BN = BNck + BNkck Gi¶ thiÕt thêi gian tån t¹i ng¾n m¹ch lµ 0.5 sec. Khi ®ã cã thÓ tÝnh gÇn ®óng xung l­îng nhiÖt cña thµnh phÇn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch kh«ng chu kú: BNkck1 = I”N12.Ta = ( 5,55.103 )2. 0,05 = 1,54.106 A2.s BNkck2 = I”N22.Ta = ( 13,18.103 )2. 0,05 = 8,68.106 A2.s Thµnh phÇn xung l­îng nhiÖt cña thµnh phÇn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch chu kú ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®å thÞ : BNCK = Tõ s¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch ®iÓm N1 vµ N2 ( ®· ®­a vÒ hai biÕn ®æi ) cña ph­¬ng ¸n tèi ­u ( ph­¬ng ¸n 2) ta tÝnh ®­îc gi¸ trÞ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¹i N1 vµ N2 theo thêi gian nh­ sau : t ( sec ) Dßng ®iÖn 0 0,1 0,2 0,5 IN1 ( kA ) 5,55 5,81 5,55 5,59 IN2 ( kA ) 13,18 12,45 11,98 11,74 §iÓm N1: I2tb1 = = = 32,31 kA2 I2tb2 = = = 32,31 kA2 I2tb3 = = = 31,04 kA2 Tõ ®ã : BNck1 = 32,31.0,1 + 32,31.0,1 + 31,04.0,3 = 15,77 kA2.s = 15,77.106 A2.s VËy xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N1 : BN1 = BNck1 + BNkck1 = 1,54.106 + 15,77.106 = 17,31.106 A2.s §iÓm N2: I2tb1 = = = 164,14 kA2 I2tb2 = = = 149,29 kA2 I2tb3 = = = 140,7 kA2 Tõ ®ã: BNck1 = 164,14.0,1 + 149,29.0,1 + 140,7.0,3= 73,56 kA2.s= 73,56.106 A2.s VËy xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N2 : BN2 = BNck2 + BNkck2 = 8,68.106 + 73,56.106 = 82,24.106 A2.s TiÕt diÖn d©y dÉn nhá nhÊt ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p 220 kV vµ 110 kV lµ : Smin1 = = = 59,4 mm2 . Smin2 = = = 129,55 mm2 . VËy c¸c d©y dÉn vµ thanh gãp mÒm ®· chän ®Òu ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt . KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang. KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang theo c«ng thøc : Uvq ³ U®m víi Uvq = 84.m.Rdt.lg() kV Trong ®ã: Uvq lµ ®iÖn ¸p tíi h¹n ®Ó ph¸t sinh vÇng quang m lµ hÖ sè cã xÐt ®Õn ®é xï x× cña bÒ mÆt d©y dÉn, lÊy m = 0,87 a lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha cña d©y dÉn, lÊy a =500 cm (víi cÊp 220 kV) vµ a =300 cm (víi cÊp 110 kV) R lµ b¸n kÝnh ngoµi cña d©y dÉn. §iÖn ¸p 220 kV: D©y AC- 400 cã : Icp = 835 A, d = 26,6 mm ®Æt trªn mÆt ph¼ng n»m ngang. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha lµ a = 500 cm. Kho¶ng c¸ch trung b×nh h×nh häc atb = 1,26.a = 630 cm. Uvq = 84.0,87.1,33.lg= 260 kV > U®m = 220 kV Nh­ vËy d©y dÉn ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang. T­¬ng tù ®èi víi ®iÖn ¸p 110 kV ta còng thÊy tho¶ m·n. 6-2.Chän c¸p vµ kh¸ng ®­êng d©y. 1.Chän c¸p cho phô t¶i 13,8 KV - Phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p 13,8 KV cã Pmax =14 MW gåm : + 2 ®­êng d©y c¸p kÐp P = 4 MW * 3 km , Cosj = 0,85 S = = + 2 ®­êng d©y c¸p ®¬n P = 3 MVA *3 km , Cosj = 0,85 S = = - TiÕt diÖn c¸p ®­îc chän theo tiªu chuÈn mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ Jkt Sc¸p = víi Ilvbt : Dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng Chän tiÕt diÖn c¸p ®¬n: C¸c ®­êng c¸p ®¬n cã S = 3,53 MVA nªn dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng lµ: Ilvbt = Tõ ®å thÞ phô t¶i ®Þa ph­¬ng ta tÝnh thêi gian sö dông c«ng suÊt cùc ®¹i: Tmax= = Tra b¶ng cã Tmax = 6329,3 h ta chän c¸p c¸ch ®iÖn b»ng giÊy cã Jkt = 2A/mm2 TiÕt diÖn c¸p trong tr­êng hîp nµy: Sc¸p = = 74 mm2 Tra b¶ng chän lo¹i c¸p ba lâi b»ng ®ång vµ nh«m c¸ch ®iÖn b»ng giÊy tÈm dÇu nhùa th«ng vµ chÊt dÎo kh«ng ch¸y, vá b»ng ch× S = 95 mm2 ; U®m = 13,8 KV ; Icp = 265 A - KiÓm tra c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi K1.K2.Icp Ilvbt K1 : HÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é K1 = K2 : HÖ sè hiÖu chØnh theo sè c¸p ®Æt song song, víi c¸p ®¬n cã K2=1 0,837.1.265 = 221,8 A > Ilvbt = 148 A VËy c¸p ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi cho phÐp Chän tiÕt diÖn c¸p kÐp cã S= 4,7 MVA Z Dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng qua mçi c¸p : Ilvbt = Cã Jkt = 2A/mm2 TiÕt diÖn c¸p ®­îc chän : Sc¸p = = Z Tra b¶ng chän lo¹i c¸p ba pha lâi ®ång c¸ch ®iÖn b»ng giÊy tÈm dÇu nhùa th«ng vµ chÊt dÎo kh«ng ch¸y vá b»ng ch× ®Æt trong ®Êt ,ta chän c¸p cã U®m = 13,8 KV S = 70 mm2 , Icp = 215A T­¬ng tù nh­ trªn ta kiÓm tra c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi Kqt.K1.K2.Icp ³ Icb = 2.Ilvbt K1 = 0,837 ; K2 = 0,9 ( Víi 2 c¸p ®Æt song song ) ; Kqt = 1,3 1,3.0,837.0,9.215 = 210 A > 196 A = 2.Ilvbt VËy ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi tho¶ m·n KÕt luËn : C¸p ®· chän ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt 2.Chän kh¸ng ®­êng d©y. 2 KÐp 8 MVA 1 §¬n 3 MVA 1 §¬n 3 MVA * X¸c ®Þnh dßng c­ìng bøc qua kh¸ng: Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng ®­îc gi¶ thiÕt khi sù cè 1 kh¸ng ®iÖn. Lóc nµy c«ng suÊt qua kh¸ng cßn l¹i lµ: Squa K = S - ®¬n = 16,47 - 3,53 = 12,94 MVA Ta cã: C«ng suÊt qua kh¸ng MVA Kh¸ng 1 Kh¸ng 2 B×nh th­êng 8,235 8,235 Sù cè kh¸ng 1 0 12,94 Sù cè kh¸ng 2 12,94 0 Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng lµ: IcbK = = Tra b¶ng ta chän kh¸ng d¬n PbA-10-600-10 cã dßng ®iÖn I®mK = 600A X¸c ®Þnh XK% cña kh¸ng XHT XK XC1 MC2 N6 MC1 EHT N4 N5 Trong ch­¬ng tÝnh ng¾n m¹ch ta ®· tÝnh ®­îc dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N4 IN4” = 80,77 KA VËy ®iÖn kh¸ng cña hÖ thèng tÝnh ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N4 lµ: XHT = = §iÖn kh¸ng cña c¸p 1 lµ: XC1 = X0.l.= = 0,218 Dßng æn ®Þnh nhiÖt cña c¸p 1 lµ : InhC1 = S1: TiÕt diÖn c¸p 70 mm2 C1: HÖ sè c¸p nh«m C1 = 90 As1/2/s t1 : Thêi gian c¾t cña m¸y c¾t 1 : tc¾t MC1 = tc¾t MC2 + t = 0,7 + 0,3 = 1 sec InhC1 = Dßng æn ®Þnh nhiÖt c¸p 2 : InhC2 = = Ta ph¶i chän ®­îc kh¸ng cã XK% sao cho h¹n chÕ ®­îc dßng ng¾n m¹ch nhá h¬n hay b»ng dßng c¾t ®Þnh møc cña m¸y c¾t ®· chän ®ång thêi ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt cho c¸p cã tiÕt diÖn ®· chän: IN5” ( IC®m1, InhC1 ) vµ IN6” ( IC®m2, InhC2 ) Chän m¸y c¾t ®Çu ®­êng d©y MC1: C¸c m¸y c¾t ®Çu ®­êng d©y ®­îc chän cïng lo¹i. Dßng c­ìng bøc qua m¸y c¾t ®­îc tÝnh to¸n cho ®­êng d©y kÐp khi 1 ®­êng d©y bÞ sù cè Icb = = Tra b¶ng chän m¸y c¾t 8DA10 cã: U®m = 15KV I®m = 2500 A Ic¾t ®m = 40 KA Môc ®Ých cña viÖc chän kh¸ng ®iÖn ®­êng d©y lµ ®Ó h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch t¹i hé tiªu thô tíi møc cã thÓ ®Æt ®­îc m¸y c¾t 8DA10 vµ c¸p cña l­íi ®iÖn ph©n phèi cã tiÕt diÖn nhá nhÊt lµ 70 mm2 theo yªu cÇu cña ®Çu bµi. IN5” ( 40KA; 6,3KA ) IN6” ( 20KA; 7,529KA ) VËy ta chän kh¸ng cã XK% sao cho ng¾n m¹ch t¹i N6 th× cã dßng ng¾n m¹ch IN6” 7,529 KA Khi ng¾n m¹ch t¹i N6 th× ®iÖn kh¸ng tÝnh ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch lµ: = Mµ ta cã = XHT + XK + XC1 XK = - XHT – XC1 = 0,6888 – 0,0642 – 0,218 = 0,4066 Nªn XK% = XK. VËy ta chän kh¸ng ®¬n d©y nh«m PbA-10-600-10 XK% = 10% ; I®m = 600A ; U®m= 13,8 KV KiÓm tra kh¸ng võa chän §iÖn kh¸ng t­¬ng ®èi cña kh¸ng ®iÖn võa chän XK = XK%. Dßng ng¾n m¹ch t¹i N5 I”N5 = Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: I”N5 Ic¾t ®m1= 40 KA I”N5 InhC1 = 6,3 KA Dßng ng¾n m¹ch t¹i N6 I”N6 = Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: I”N6 < IC¾t ®m2= 20 KA I”N6 < InhS2 = 7,529 KA KÕt luËn: VËy kh¸ng ®· chän ®¶m b¶o yªu cÇu 6-3.Chän 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. §iÖn ¸p ®Þnh møc cña chóng ph¶i phï hîp víi ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¹ng. CÊp ®iÖn ¸p 220 kV. M¸y biÕn ®iÖn ¸p: §Ó kiÓm tra c¸ch ®iÖn vµ cung cÊp tÝn hiÖu cho hÖ thèng b¶o vÖ r¬le, ®o l­êng ®Æt c¸c m¸y biÕn ®iÖn ¸p trªn thanh gãp 220 kV. Th­êng chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p mét pha kiÓu HKф -220 - 58Y1 nèi d©y theo s¬ ®å Yo/Yo// cã c¸c th«ng sè sau: §iÖn ¸p s¬ cÊp: Us®m = 150000/ V; §iÖn ¸p thø cÊp 1: Ut1®m = 100/ V §iÖn ¸p thø cÊp 2: Ut2®m = 100/3 V ; CÊp chÝnh x¸c: 0,5 C«ng suÊt ®Þnh møc: STU®m = 400 VA 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. Víi môc ®Ých dã chän m¸y biÕn ®iÖn kiÓu TфH - 220-3T cã c¸c th«ng sè sau: Dßng ®iÖn s¬ cÊp: Is®m =1200 A ; Dßng ®iÖn thø cÊp: It®m = 5 A CÊp chÝnh x¸c : 0,5 ; Phô t¶i ®Þnh møc: 2W Dßng ®iÖn æn ®Þnh ®éng : ildd = 108 kA 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. CÊp ®iÖn ¸p 110 kV. M¸y biÕn ®iÖn ¸p: §Ó kiÓm tra c¸ch ®iÖn vµ cung cÊp tÝn hiÖu cho hÖ thèng b¶o vÖ r¬le, ®o l­êng ®Æt c¸c m¸y biÕn ®iÖn ¸p trªn thanh gãp 110 kV. Th­êng chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p mét pha kiÓu HKф -110 – 57,Y1 nèi d©y theo s¬ ®å Yo/Yo// cã c¸c th«ng sè sau: §iÖn ¸p s¬ cÊp: Us®m = 66000/ V ; §iÖn ¸p thø cÊp 1: Ut1®m = 100/ V §iÖn ¸p thø cÊp 2: Ut2®m = 100/3 V ; CÊp chÝnh x¸c: 0,5 C«ng suÊt ®Þnh møc: STU®m = 400 VA 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. Víi môc ®Ých dã chän m¸y biÕn ®iÖn kiÓu TфH-110M cã c¸c th«ng sè sau: Dßng ®iÖn s¬ cÊp: Is®m =2000 A ; Dßng ®iÖn thø cÊp: It®m = 5 A CÊp chÝnh x¸c : 0,5 ; Phô t¶i ®Þnh møc: 0,8W Dßng ®iÖn æn ®Þnh ®éng : ildd = 108 kA 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. CÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t 15,75 kV. M¹ch m¸y ph¸t ®iÖn c¸c biÕn ®iÖn ¸p vµ biÕn dßng ®iÖn nh»m cung cÊp cho c¸cdông cô ®o l­êng. Theo quy ®Þnh 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 dông cô ®o ®­îc m¾c nh­ h×nh 6-3. S¬ ®å nèi c¸c dông cô ®o vµo BU vµ BI A A A W VAR W Wh VARh V f 2.HOM-15 G a b c H×nh 6-3 Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p. M¸y biÕn ®iÖn ¸p ®­îc chän ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau : Sdc STU®m víi Sdc = V× phô t¶i cña biÕn ®iÖn ¸p lµ c¸c dông cô ®o l­êng nªn dïng hai biÕn ®iÖn ¸p mét pha nèi d©y kiÓu V/V vµ ®­îc nèi vµo ®Çu cùc ®Ó lÊy c¸c ®iÖn ¸p d©y AB vµ BC. C¸c dông cô ®o l­êng sö dông qua m¸y biÕn ®iÖn ¸p ®­îc ghi ë b¶ng 6-5. B¶ng 6-5 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 Phô t¶i cña biÕn ®iÖn ¸p ab: Sab = = 20,7 VA ; cosjab = Phô t¶i biÕn ®iÖn ¸p bc: Sbc = = 19,9 VA ; cosjbc = V× phô t¶i cña m¸y biÕn ®iÖn ¸p lµ dông cô ®o l­êng nªn ta chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p kiÓu mét pha HOM-15 cã c¸c th«ng sè sau : §iÖn ¸p s¬: 15750 /V ; §iÖn ¸p cuén thø 1: 100/ V §iÖn ¸p cuén thø 2: 100/3 V ; CÊp chÝnh x¸c : 0,5 Phô t¶i ®Þnh møc: S®m = 75 VA * 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: DU = (Ia + Ib) lÊy rCu = 0,0175 W V× m¹ch ®iÖn cã c«ng t¬ nªn DU £ 0,5 %. VËy tiÕt diÖn d©y dÉn lµ: Fdd = mm2 §Ó ®¶m b¶o ®é bÒn c¬ ta chän d©y dÉn ®ång cã bäc c¸ch ®iÖn cã tiÕt diÖn lµ: Fdd = 1,5 mm2 Chän m¸y biÕn dßng ®iÖn . C¸c biÕn dßng ®­îc ®Æt trªn c¶ ba pha vµ ®­îc nèi theo s¬ ®å sao. V× c¸c c«ng t¬ cã cÊp chÝnh x¸c 0,5 nªn c¸c m¸y biÕn dßng ®­îc chän ph¶i cã cïng cÊp chÝnh x¸c. Ngoµi ra cßn ph¶i ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn sau: §iÖn ¸p ®Þnh møc: UTI®m ³ UF®m =13,8 kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc s¬: ITI®m ³ Ilvcb = 5,186 kA VËy chän m¸y biÕn dßng ®iÖn kiÓu TШ۸-20-1 cã c¸c th«ng sè kÜ thuËt nh­ sau: U®m = 20 kV , Is®m = 10000 A , It®m = 5 A , phô t¶i ®Þnh møc Z®m = 1,2 W , cÊp chÝnh x¸c 0,5. B¶ng dông cô ®o l­êng nèi vµo TI ®­îc ghi trong b¶ng 6-6: B¶ng 6-6 Thø tù Tªn dông cô KÝ hiÖu Phô t¶i (VA) A B 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 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 ®ñ ®é lín cÇn thiÕt. Gi¶ sö kho¶ng c¸ch tõ m¸y biÕn dßng ®iÖn ®Õn c¸c dông cô ®o l­êng lµ l = 50 m. Chän d©y dÉn b»ng ®ång cã tiÕt diÖn tho¶ m·n: Fdd ³ mm2 Theo ®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. VËy m¸y biÕn dßng ®iÖn ®· chän hoµn toµn tho¶ m·n yªu cÇu. Ch­¬ng VII Chän s¬ ®å vµ thiÕt bÞ tù dïng L­îng ®iÖn tù dïng cña nhµ m¸y thuû ®iÖn lµ rÊt nhá so víi nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn cïng c«ng suÊt. MÆt kh¸c theo ®Ò bµi thiÕt kÕ th× ®©y lµ nhµ m¸y thuû ®iÖn cã c«ng suÊt trung b×nh ( [ 1000 MVA ) nªn s¬ ®å tù dïng cña nhµ m¸y thiÕt kÕ cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau : Mét m¸y ph¸t hay mét nhãm m¸y ph¸t ghÐp chung 1 MBA, cã mét MBA tù dïng h¹ tõ 13,8/0,4 KV. §iÖn lÊy ngay tõ cùc m¸y ph¸t. Dù phßng nãng cho nhau th«ng qua Aptom¸t phÝa h¹ ¸p. Khi mét MBA bÞ sù cè, c¸c m¸y cßn l¹i sÏ t¨ng c«ng suÊt thay thÕ MBA bÞ sù cè. PhÝa cao cña MBA tù dïngkh«ng cÇn dïng m¸y c¾t mµ chØ cÇn dïng c¸ch ly (v× lµ MBA trong nhµ, th­êng b¶o qu¶n rÊt tèt nªn hÇu nh­ kh«ng bao giê cã sù cè s¶y ra). PhÝa h¹ cña MBA tù dïng lµ Apt«m¸t vµ dao c¸ch ly phôc vô söa ch÷a 380/220V ,do ®ã ph¶i nèi ®Êt ®Ó an toµn vµ cã d©y trung tÝnh ®Ó lÊy ®iÖn ¸p pha. Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng. M¸y biÕn ¸p tù dïng ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn sau: vµ (n-1).S®mB.Kqtscá Smaxtd do ®ã ta chän MBA tù dïng TM-1,6 cã th«ng sè nh­ sau : Lo¹i S®m (MVA) UC®m (kV) UH®m (kV) DP0 (kW) DPN (kW) Un% I0% TM 1,6 13,8 0,4 2,8 16,5 5,5 1,3 Ta cã s¬ ®å tù dïng cña thuû ®iÖn nh­ sau: B1 F1 TM-1,6 B2 B3 B4 F2 F3 F4 0,4 KV