Upload
huynh-nguyen-tuan-anh
View
408
Download
153
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Nhiệt điện,4 tổ máy,cấp điện áp 110/35/10,5 kV.Latex,Đại Học Điện Lực,2015.
Citation preview
LỜI MỞ ĐẦU
Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành điện
giữ một vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong cuộc
sống điện rất cần cho sinh hoạt và phục vụ sản xuất. Với sự phát triển của xã hội đòi
hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện mới đủ để cung cấp điện năng cho phụ tải.
Xuất phát từ thực tế và trong quá trình học của ngành hệ thống điện, em
được nhà trường và hộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung
sau:Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ là
55 MW cấp điện cho phụ tải địa phương 10,5 kV, phụ tải điện áp trung 35 kV và phát
vào hệ thống 110 kV.
Sau thời gian làm đồ án với sự lỗ lực của bản thân, được sự giúp đỡ và hướng
dẫn tận tình của cô giáo Th.s Ma Thị Thương Huyền đến nay em đã hoàn thành bản
đồ án. Do thời gian có hạn, kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không tránh
những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý bổ sung của các thầy cô giáo
và các bạn để đồ án của em ngày càng hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội,tháng 1 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Bùi Khắc Quyết
1
Mục lục
1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI,CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 5
1.1 Chọn máy phát điện. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.1 Công suất phát ra toàn nhà máy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.2 Phụ tải tự dùng toàn nhà máy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.3 Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp. . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.4 Cân bằng công suất toàn nhà máy –công suất phát vào hệ thống. 8
1.3 Đề xuất các phương án nối dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.1 Đề xuất các phương án sơ đồ nối dây. . . . . . . . . . . . . . . . 10
2 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 16
2.1 Phương án 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1.1 Phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp . . . . . . . . 17
2.1.2 Chọn máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.1.3 Kiểm tra điều kiện quá tải của máy biến áp . . . . . . . . . . . . 19
2.1.4 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp . . . . . . . . . . 22
2.2 Phương án 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2.1 Phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp . . . . . . . . 24
2.2.2 Chọn máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2.3 Kiểm tra điều kiện quá tải của máy biến áp . . . . . . . . . . . . 26
2.2.4 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp . . . . . . . . . . 28
2
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
3 TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT,CHỌN PHƯƠNG ÁN TÓI ƯU. 30
3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1.1 Phương án 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1.2 Phương án 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2 Tính toán kinh tế kỹ thuật,lựa chọn phương án tối ưu . . . . . . . . . . 33
3.2.1 Vốn đầu tư. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2.2 Chi phí vận hành hàng năm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3 Lựa chọn phương án tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH. 38
4.1 Chọn điểm ngắn mạch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.2 Lập sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.3 Tính dòng ngắn mạch tại các điểm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.3.1 Ngắn mạch tại điểm N1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.3.2 Ngắn mạch tại điểm N2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.3.3 Ngắn mạch tại điểm N3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.3.4 Ngắn mạch tại điểm N′3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.3.5 Tính toán điểm ngắn mạch N4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN. 48
5.1 Tính toán dòng cưỡng bức các cấp điện áp. . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5.1.1 Các mạch phía điện áp cao 110 kV. . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5.1.2 Các mạch phía điện áp cao 35 kV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.1.3 Các mạch phía điện áp máy phát . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
5.2 Chon máy cắt và dao cách ly. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
5.2.1 Chọn máy cắt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
5.2.2 Chọn dao cách ly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5.3 Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
5.3.1 Kiểm Tra Điều Kiện Ổn Định Nhiệt . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.3.2 Kiểm Tra Điều Kiện Ổn Định Động . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.3.3 Kiểm Tra Ổn Định Động Có Xét Đến Dao Động Riêng . . . . . . 54
5.4 Chọn Sứ Đỡ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 3
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
5.5 Chọn thanh góp mềm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.5.1 Chọn tiết diện thanh góp mềm 110 kV . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.5.2 Chọn thanh góp, thanh dẫn mềm 35 kV . . . . . . . . . . . . . . 60
5.6 Chọn cáp và kháng điện đường dây cho phụ tải địa phương . . . . . . . 63
5.6.1 Chọn cáp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.6.2 Chọn kháng điện đường dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.7 Chọn các thiết bị đo lường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
5.7.1 Chọn máy biến điện áp (BU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
5.7.2 Chọn máy biến dòng điện (BI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.8 Chọn chống sét van . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
5.8.1 Chọn chống sét van cho thanh góp . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
5.8.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . 75
6 Tính toán tự dùng 76
6.1 Chọn sơ đồ tự dùng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
6.1.1 Tự dùng riêng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.1.2 Tự dùng chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.2 Chọn các thiết bị điện và khí cụ điện cho tự dùng . . . . . . . . . . . . . 78
6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng riêng . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.2.2 Chọn máy biến áp tự dùng chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.2.3 Chọn khí cụ điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 4
1TÍNH TOÁN PHỤ TẢI,CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY
1.1 Chọn máy phát điện.
Do yêu cầu thiết kế phần điện cho nhà máy thủy điện có tổng công suất là 220MW
gồm có 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 55MW. Để đơn giản cho việc tính toán và
vận hành, ta chọn 4 máy phát điện cùng loại. Tra phụ lục bảng 1.2:Máy phát thủy
điện,ta chọn được máy phát thủy điện loại CB-808/130-40 có công suất 64,7 có các
thông số sau:
Bảng 1.1: Các thông số của máy phát
Loại MPĐ Sdm,MV A Pdm,MW cosϕ Udm, kV Idm, kA ndm, v/phĐiện kháng tương đối
x′′d x
′d xd
CB-808/130-40 64,7 55 0,85 10,5 3,56 150 0,22 0,35 0,93
1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất .
Trong nhiệm vụ thiết kế thường cho công suất cực đại, hệ số công suất cosϕ và biểu
đồ biến thiên hàng ngày công suất dạng phần trăm P%(t) đối với phụ tải từng cấp
điện áp cũng như biểu đồ biến thiên công suất phát của toàn nhà máy. Do đó ta sẽ
dựa vào các số liệu trên để xây dựng đồ thị công suất phát của toàn nhà máy, đồ thị
phụ tải tự dùng, đồ thị từng cấp điện áp và công suất phát về hệ thống lần lượt như
sau.
5
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
1.2.1 Công suất phát ra toàn nhà máy.
Đồ thị phụ tải toàn nhà máy được xác định theo công thức sau:
STNM(t) =P%(t) · Pđặt
cosϕF
Trong đó:
−STNM(t): là công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
−P%(t): phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
−cosϕF : hệ số công suất định mức của máy phát; cosϕF = 0, 85.
−Pđặt: công suất tác dụng định mức của toàn nhà máy.
Pđặt = n.PdmF = 4.55 = 220MW.
−n: số tổ máy.
−PdmF : công suất tác dụng định mức của 1 tổ máy phát.
Ta có kết quả tính toán trong bảng sau:
Bảng 1.2: Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
t(h) 0÷ 4 4÷ 7 7÷ 11 11÷ 13 13÷ 17 17÷ 21 21÷ 24
P%(t) 70 80 100 80 90 100 90
STNM(t) 181.176 207.059 258.824 207.059 232.941 258.824 232.941
1.2.2 Phụ tải tự dùng toàn nhà máy.
Vì công suất điện tự dùng trong nhà máy thủy điện rất nhỏ chỉ chiếm 0, 5% tổng công
suất phát ra của nhà máy nên có thể coi công suất điện tự dùng không đổi và được
tính theo công thức :
STD(t) = STD(max) =αtd% · n · PdmF
100 · cosϕtd=
0, 5 · 4 · 55
100 · 0, 85= 1, 294MVA
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 6
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Trong đó:
-STD(t) : phụ tải tự dùng tại thời điểm t.
-α%: lượng điện phần trăm tự dùng.
-cosϕtd: hệ số công suất phụ tải tự dùng.
−n: số tổ máy.
−PdmF : công suất tác dụng định mức của 1 tổ máy phát.
1.2.3 Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp.
1.2.3.1 Tính toán phụ tải địa phương(10.5 kV.)
Theo nhiệm vụ thiết kế ta có:
UĐP = 10, 5kV ;Pmax = 10MW ; cosϕ = 0, 86
Gồm : 2 lộ kép x 3 MW x 4km và 2 lộ đơn x 2 MW x 4km.
Công suất phụ tải cấp điện áp nhà máy từng thời điểm được xác định theo công thức
sau:
SĐP(t) =P%(t).PĐP max
cosϕ
Tính toán cho từng thời điểm ta có bảng kết quả sau:
Bảng 1.3: Công suất của phụ tải địa phương.
t(h) 0÷ 4 4÷ 7 7÷ 11 11÷ 13 13÷ 17 17÷ 21 21÷ 24
P%(t) 70 80 90 90 90 90 80
SĐP(t) 8.140 9.302 10.465 10.465 10.465 10.465 9.302
1.2.3.2 Tính toán phụ tải cấp điện áp trung (35 kV).
Phụ tải cấp điện áp trung:
Pmax = 100MW, cosϕ = 0, 86
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 7
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Gồm 2 lộ kép x 40 MW và 1 lộ đơn x 20MW. Biến thiên phụ tải ghi trong bảng đã cho
ở đề bài.
Tính toán tương tự như với cấp điện áp máy phát. Các số liệu tính toán được như sau.
Bảng 1.4: Công suất của phụ tải cấp điện áp trung.
t(h) 0÷ 4 4÷ 7 7÷ 11 11÷ 13 13÷ 17 17÷ 21 21÷ 24
P%(t) 80 90 100 100 90 90 70
SUT (t) 93.023 104.651 116.279 116.279 104.651 104.651 81.395
1.2.4 Cân bằng công suất toàn nhà máy –công suất phát vào hệ
thống.
Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại mọi thời điểm (công suất phát bằng
công suất thu), không xét đến công suất tổn thất trong máy biến áp ta có :
STNM (t) = SV HT (t) + SĐP (t) + SUT (t) + STD (t)
→ SV HT (t) = STNM (t) − [SĐP (t) + SUT (t) + STD (t)]
Trong đó :
-SV HT (t) : Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t, (MVA).
-STNM(t) : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t, (MVA).
-SĐP(t) : Công suất của phụ tải địa phương tại thời điểm t, (MVA).
-STD(t): Công suất tự dùng nhà máy tại thời điểm t, (MVA).
-SUT (t): Công suất phía trung áp tại thời điểm t, (MVA).
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 8
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Áp dụng công thức trên và dựa vào các bản tính toán ở trên ta có bảng số liệu
tính được là :
Bảng 1.5: Bảng tổng hợp phụ tải các cấp
Thời gian, (h) 0÷ 4 4÷ 7 7÷ 11 11÷ 14 14÷ 17 17÷ 21 21÷ 24
STNM , (MVA) 181.176 207.059 258.824 207.059 232.941 258.824 232.941
SĐP, (MVA) 8.140 9.302 10.465 10.465 10.465 10.465 9.302
SUT , (MVA) 93.023 104.651 116.279 116.279 104.651 104.651 81.395
STD(MVA) 1.294 1.294 1.294 1.294 1.294 1.294 1.294
SV HT (MVA) 78.719 91.812 130.786 79.021 116.531 142.414 140.950
Từ bảng cân bằng công suất toàn nhà máy ta có đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà
máy như sau:
Hình 1.1: Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy
Nhận xét:
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 9
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
+ Nhà máy gồm có 4 tổ máy. Công suất mỗi tổ có công suất 55 MW.
+ Nhà máy thiết kế có những phụ tải ở cấp điện áp sau:
-Cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương): 10,5 kV.
-Cấp điện áp trung: 35kV.
+ Nhà máy điện thiết kế có công suất đặt là: 258,8 MVA so với công suất đặt của hệ
thống là: 3000MVA chiếm 8, 627%.
+ Phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương) 10,5 kV có:
SmaxĐP = 10.465MVA
SminĐP = 8.140MVA
Phụ tải địa phương khi cực đại, cực tiểu so với công suất đặt của nhà máy chiếm lần
lượt là: 4, 04% và 3, 15%.
+ Phụ tải cấp điện áp trung 110 kV có
SmaxUT = 116.279MVA
SminUT = 81.395MVA
Phụ tải cấp điện áp trung khi cực đại, cực tiểu so với công suất đặt của nhà máy
chiếm lần lượt là: 44, 93% và 31, 45%.
+Công suất phát về hệ thống:
SmaxVHT = 140.950MVA
SminVHT = 78.719MVA
Công suất phát về hệ thống khi cực đại, cực tiểu so với công suất đặt của nhà máy
chiếm lần lượt là: 54, 46% và 30, 42%.
1.3 Đề xuất các phương án nối dây
1.3.1 Đề xuất các phương án sơ đồ nối dây.
Việc chọn các sơ đồ nối điện chính là một trong những khâu quan trọng nhất trong
việc tính toán và thiết kế nhà máy điện. Chọn sơ đồ nối điện chính phải đảm bảo
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 10
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
thỏa mãn được những điều kiện sau:
+ Về kỹ thuật:
- Đảm bảo an toàn cung cấp điện theo yêu cầu .
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
+ Về kinh tế:
- Vốn đầu tư nhỏ.
- Dễ vận hành, thay thế, lắp đặt, sửa chữa.
- Sự linh hoạt trong vận hành (vận hành theo nhiều phương pháp).
- Có khả năng phát triển về sau.
Dựa vào kết quả tính toán ở chương 1 ta có một số nhận xét sau:
?Nguyên tắc 1:Gọi k là tỷ lệ của công suất cực đại mà máy phát truyền cho phụ tải
địa phương với công suất của máy phát.Giả sử phụ tải địa phương lấy điện từ 2 máy
phát –máy biến áp liên lạc, khi đó ta có:
k =Smax
ĐP
2.SdmF.100 =
10, 465
2.64, 7.100 = 8, 087% < 15%
Từ kết quả trên ta thấy k < 15% nên không cần dùng thanh góp điện áp máy phát,phụ
tải điện áp máy phát được lấy trực tiếp từ đầu cực máy phát ra.
?Nguyên tắc 3:Do có 2 cấp điện áp cao 110kV và trung 35kV nhưng mạng 35kV không
phải là mạng trung tính nối đất trực tiếp, mặt khác hệ số có lợi:
α =UC − UTUC
=110− 35
110= 0, 68 > 0, 5
→ ta dùng máy biến áp ba cuộn dây vừa để truyền tải công suất liên lạc giữa các cấp
điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống.
?Nguyên tắc 4:Ta có công suất SUTmin = 81, 395 MVA lớn hơn công suất mỗi tổ máy
là 64,7MVA trong khi đó lại dùng máy biến áp ba dây quấn làm liên lạc nên phía bên
trung ta ghép thêm 1 bộ MFĐ-MBA.
?Nguyên tắc 7 :Công suất dự trữ của hệ thống là 150MVA, một tổ máy phát có công
suất là 64,7 MVA vậy nên ta ghép 2 MFĐ chung với một MBA, với mỗi tổ máy phát
có thêm máy cắt điện để thuận tiện cho việc hòa MFĐ vào lưới.
Với các nhận xét trên ta có các phương án nối điện cho nhà máy như sau:
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 11
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
1.3.1.1 Phương án 1.
Phía cao áp 110kV sử dụng 1 bộ MF-MBA và 2 MBA 3 cuộn dây để làm máy biến áp
liên lạc và cung cấp điện cho phụ tải địa phương .Phía trung áp 35 kV sử dụng 1 bộ
MF-MBA.
Hình 1.2: Sơ đồ đi dây phương án 1
•Ưu điểm :
Số lượng MBA ít,có lợi về mặt kinh tế,tổn thất điện năng ít.Vận hành đơn giản, linh
hoạt đảm bảo cung cấp điện liên tục.
•Nhược điểm :
Dùng ba loại máy biến áp gây ra khó khăn trong việc vận hành và bảo vệ. Ngoài ra
số thiết bị bên phía cao áp nhiều nên vốn đầu tư cao.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 12
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
1.3.1.2 Phương án 2.
Phía cao áp 110kV sử dụng MF-MBA 3 cuộn dây để làm máy biến áp liên lạc và cung
cấp điện cho phụ tải địa phương .
Hình 1.3: Sơ đồ đi dây phương án 2
•Ưu điểm :
Sơ đồ nối điện đơn giản,số lượng và chủng loại máy biến áp ít.
•Nhược điểm :
Ghép 2 bộ máy phát vào chung 1 MBA liên lạc, khi máy biến áp liên lạc có sự cố thì
mất 2 tổ máy phát nên cung cấp điện không đảm bảo,mặt khác ghép hai máy phát
chung một máy biến áp nên đầu tư mua thiết bị lớn và gây khó khăn trong tính toán
thiết kế cũng như trong vận hành, sửa chữa.Tổn thất máy biến áp lớn.
1.3.1.3 Phương án 3.
Ta dùng 2 bộ MF-MBA 2 dây quấn phát công suất lên thanh góp cao áp 110kV, dùng
2 bộ máy biến áp 3 cuộn dây liên lạc giữa các cấp điện áp, làm nhiệm vụ truyền tải
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 13
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
công suất cho thanh góp trung áp 35kV.
Hình 1.4: Sơ đồ đi dây phương án 3
•Ưu điểm :
Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt.Chủng loại thiết bị ít thuận tiện việc
tính toán, vận hành và sửa chữa.
•Nhược điểm :
Khi có sự cố MBA liên lạc thì máy biến áp liên lạc thì máy còn lại làm việc trong tình
trạng nặng nề,có thể cung cấp điện không đảm bảo cho phụ tải phía 35kV.Vốn đầu
tư các MBA cấp 110kV rất lớn.
1.3.1.4 Phương án 4.
Phía cao áp 110kV sử dụng 1 bộ MF-MBA và 2 máy biến áp 3 cuộn dây để làm máy
biến áp liên lạc và cung cấp điện cho phụ tải địa phương.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 14
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Hình 1.5: Sơ đồ đi dây phương án 4
•Ưu điểm :
Số lượng,chủng loại mba ít.Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
•Nhược điểm :
Số lượng máy biến áp nối với thanh cái 110kV nhiều đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đồng
thời trong quá trình vận hành xác suất sự cố máy biến áp tăng, tổn thất công suất
lớn.Nếu xảy ra sự cố ở MBA liên lạc thì không đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải
phía 35 kV.
1.3.1.5 Nhận xét.
Qua 4 phương án đã đưa ra ở trên ta thấy phương án 1 và 3 đơn giản và có khả năng
kinh tế hơn so với 2 phương án còn lại. Hơn nữa, đảm bảo cung cấp điện liên tục, an
toàn cho các phụ tải. Do đó ta giữ lại phương án 1 và 3 để tính toán kỹ thuật, kinh tế
nhằm chọn được sơ đồ tối ưu cho nhà máy.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 15
2TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
2.1 Phương án 1
Hình 2.1: Sơ đồ đi dây phương án 1
16
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
2.1.1 Phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp
2.1.1.1 Máy biến áp 2 cuộn dây nối bộ với máy phát điện
Đối với máy biến áp hai cuộn dây B1, B4. Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với
bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây, ta cho phát hết công suất từ 0 – 24h
lên thanh góp, tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó, đối với nhà
máy Thủy điện công suất tải qua mỗi máy biến áp là:
Sbo = SdmF −1
n.SmaxTD = 64, 7− 1, 294
4= 64, 377(MVA).
2.1.1.2 Phân bố công suất cho máy biến áp liên lạc.
Máy biến áp B2, B3 là máy biến áp 3 dây quấn, sơ đồ nối điện không có thanh
góp cấp điện áp máy phát nên được chọn theo điều kiện:
SCT (t) =1
2[SUT (t)− SboT ]
SCC (t) =12
[SV HT (t)− SboC ]
SCH (t) =SCC (t) +SCT (t)
Tính toán cho lần lượt khoảng thời gian t ta có bảng số liệu sau :
Bảng 2.1: Phân bố công suất cho máy biến áp liên lạc
Thời gian, (h) 0÷ 4 4÷ 7 7÷ 11 11÷ 14 14÷ 17 17÷ 21 21÷ 24
SUT (MVA) 93.023 104.651 116.279 116.279 104.651 104.651 81.395
SV HT (MVA) 78.719 91.812 130.79 79.021 116.53 142.41 140.95
SCT (MVA) 14.323 20.137 25.951 25.951 20.137 20.137 8.509
SCC(MVA) 7.171 13.718 33.205 7.322 26.077 39.019 38.287
SCH(MVA) 21.494 33.855 59.156 33.273 46.214 59.156 46.796
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 17
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
2.1.2 Chọn máy biến áp
2.1.2.1 Chọn máy biến áp 2 cuộn dây nối bộ với máy phát điện
+Chọn máy biến áp 2 cuộn dây B1,B4 theo điều kiện như sau :
SdmB1,B4 ≥ SdmF −1
4.Stdmax ≈ SdmF
Máy phát F1 và F4 có công suất định mức là SđmF = 64,7 MVA.
Do đó ta có thể chọn MBA B1 và B4 có thông số như sau:
Bảng 2.2: Chọn máy biến áp B1 và B4
MBA Loại MBA Sđm,MV AĐiện áp cuộn dây Tổn thất công suất
UN% I0%C H ∆P0 ∆PN
B1 80 115 10,5 70 310 10,5 0,55
B4 80 38,5 10,5 53 280 9,5 0,3
2.1.2.2 Chọn máy biến áp liên lạc
Máy biến áp B2, B3 là máy biến áp 3 cuộn dây, sơ đồ nối điện không có thanh góp
cấp điện áp máy phát nên được chọn theo điều kiện:
SdmB2,B3 ≥ SdmF = 64, 7MVA
Tra bảng theo sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp ta chọn MBA có thông số
sau:
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 18
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Bảng 2.3: Chọn máy biến áp B2 và B3
Loại Sdm,MV A
Điện áp, kV Tổn thất, kW UN%
Cao Trung Hạ ∆P0
∆PNC-T C-H T-H
C-H
80 115 38,5 11 82 390 10,5 17 6,5
2.1.3 Kiểm tra điều kiện quá tải của máy biến áp
+Đối với MBA hai dây quấn trong sơ đồ bộ MFĐ-MBA, ta không cần kiểm tra
điều kiện quá tải bởi một trong hai phân tử MFĐ hay MBA sự cố thì cả bộ ngừng làm
việc, không thể xảy ra hiện tượng làm việc trong điều kiện sự cố.
+Đối với máy biến áp liên lạc 3 dây quấn.
Sự cố 1: Hỏng 1 bộ MP-MBA liên lạc vào lúc phụ tải bên trung cực đại.
Hình 2.2: Sự cố hỏng 1 bộ MP-MBA liên lạc lúc phụ tải bên trung cực đại
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 19
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
+Điều kiện quá tải:
kqtsc.Sdm3dq +∑
SboT ≥ SmaxUT
Hỏng MBA B3 tại SmaxUT = 116, 279MVA
Khi đó ta có:
kqtsc.Sdm3dq +∑
SboT ≥ SmaxUT
→ 1, 4.80 + 64, 377 = 176, 377MVA ≥ 116, 279MV → Đạt yêu cầu
Vậy khi 1 máy biến áp 3 cuộn dây hỏng thì máy biến áp 3 cuộn dây còn lại và máy
biến áp bộ vẫn cung cấp đủ cho phụ tải bên trung.
+Phân bố công suất cho các phía cuộn dây của MBA khi có sự cố.SCT = Smax
UT − SboT = 116, 279− 64, 377 = 51, 902MVA
SCH = SdmF − SUTmaxdp − 1
4.Stdmax = 64, 7− 10, 465− 1
4.1, 294 = 53, 912MVA
SCC = SCH − SCT = 53, 912− 51, 902 = 2, 01MVA
+Kiểm tra điều kiện :
Max SCT ;SCH ;SCC ≤ kqtsc.Sdm3dq
⇒Max 51, 902; 53, 912; 2, 01 = 53, 912MVA < 1, 4.80 = 112MVA
+Tính lượng công suất thiếu.
Sthieu = SUTmaxVHT +SUTmax
UC −SCC−ΣSboC= 130, 79− 2, 01− 64, 377 = 64, 403MVA
Ta thấy Sthieu = 64, 403MVA < SdtHT = 150MVA.
→ Lượng công suất dự phòng của hệ thống đủ cung cấp cho sự thiếu hụt của hệ
thống khi xảy ra sự cố 1 mba liên lạc.
Sự cố 2: Hỏng 1 bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây bên trung lúc phụ tải bên trung đạt cực đại.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 20
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Hình 2.3: Sự cố hỏng 1 bộ MPĐ-MBA 2 cuộn dây bên trung lúc phụ tải bên trung cực
đại
+Điều kiện quá tải:
2.kqtsc.Sdm3dq+(ΣSboT−S1bo) ≥ SmaxUT ⇒ 2.1, 4.80+(64, 377−64, 377) = 224MVA ≥ 116, 279MVA
→ thõa mãn
+Phân bố công suất cho các cuộn dây của MBA khi sự cố:
SCT = 1
2. [Smax
UT − (ΣSboT − S1bo)] = 12. [116, 279− (64, 377− 64, 377)] = 58, 14MVA
SCH = SdmF − 12.SUTmaxdp − 1
4.Smaxtd = 64, 7− 1
2.10, 465− 1
4.1, 294 = 59, 144MVA
SCC = SCH − SCT = 59, 144− 58, 14 = 1, 004MVA
+Kiểm tra điều kiện :
Max SCT ;SCH ;SCC ≤ kqtsc.Sdm3dq
⇒Max 58, 14; 59, 144; 1, 004 = 59, 144MVA < 1, 4.80 = 112MVA.
+Tính lượng công suất thiếu.
Sthieu = SUTmaxVHT +SUTmax
UC −2.SCC−ΣSboC= 130, 79− 2.1, 004− 64, 7 = 64, 082MVA
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 21
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Ta thấy Sthieu = 64, 082MVA < SdtHT = 150MVA.
→ Lượng công suất dự phòng của hệ thống đủ cung cấp cho sự thiếu hụt của hệ
thống khi xảy ra sự cố.
2.1.4 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp .
+Tính toán tổn thất điện năng trong sđ bộ MP-MBA hai cuộn dây.
MBA mang tải bằng phẳng Sbo = 64, 377MVA cả năm (8760 giờ ) được xác định theo
công thức sau :
∆AB1 =
[∆P0 + ∆PN
(SboSdmB
)2].8760 =
[70 + 310.
(64, 377
80
)2].8760 = 2371, 72MWh
∆AB4=
[∆P0+∆PN.
(Sbo
SBdm
)2]·8760 =
[53 + 280.
(64, 377
80
)2].8760 = 2052, 621MWh
+Tổn thất điện năng trong MBA ba cuộn dây.
Để tính tổn thất điện năng trong MBA 3 cuộn dây trước hết phải tính tổn thất công
suất ngắn mạch cho từng cuộn dây như sau :
∆PC
N = 12
(∆PCT
N + ∆PCHN −∆P TH
N
)∆P T
N = 12
(∆PCT
N + ∆P THN −∆PCH
N
)∆P T
N = 12
(∆P TH
N + ∆PCHN −∆PCT
N
)Trong đó :
-∆PCN ,∆P
TN ,∆P
HN lần lượt là công suất tổn thất ngắn mạch các cuộn
cao,trung,hạ.
-∆PCNT,∆P
CNH,∆P
TNHlần lượt là tổn thất công suất ngắn mạch cao
-trung,cao-hạ,trung-hạ.
Ở đây nhà sản xuất chỉ cho ∆PCHN nên ta coi ∆PCT
N = ∆P THN = ∆PCH
N .
Tổn thất ngắn mạch trong các cuộn dây:
∆PC
N = 12
(∆PCT
N + ∆PCHN −∆P TH
N
)∆P T
N = 12
(∆PCT
N + ∆P THN −∆PCH
N
)∆PH
N = 12
(∆P TH
N + ∆PCHN −∆PCT
N
) ⇒ ∆PCN = ∆P T
N = ∆PHN =
1
2.∆PCH
N =1
2.390 = 195kW
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 22
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Tổn thất điện năng trong MBA B2, B3 được tính như sau:
∆A = 8760.∆P0 + 365.∑i∈24
[∆PC
N .
(SCCiSdmB
)2
+ ∆P TN .
(SCTiSdmB
)2
+ ∆PHN .
(SCHiSdmB
)2].∆ti
-Tổn thất trong một năm của mỗi máy biến áp:
Bảng 2.4: Tổn thất công suất trong máy biến áp liên lạc
T (h) 0÷4 4÷7 7÷11 11÷13 13÷17 17÷21 21÷24
SCT (MVA) 14.323 20.137 25.951 25.951 20.137 20.137 8.509
SCC (MVA) 7.171 13.7175 33.2045 7.322 26.077 39.019 38.287
SCH (MVA) 21.494 33.8545 59.1555 33.273 46.214 59.156 46.796
∆Ai (kWh) 87.575 159.028 642.935 111.769 392.589 661.454 340.770
∆AB2= ∆AB3=∆P0 · 8760 + 365 · ΣAi= 82.8760 + 365.2396, 12 = 1592, 904MWh
-Tổn thất điện năng trong một năm của máy biến áp liên lạc:
∆AB2,B3 = 2.1592, 904 = 3185, 808MWh
→ Tổn thất điện năng của phương án 1:
∆A = ∆AB1 + ∆AB4 + ∆AB2,B3 = 2371, 72 + 2052, 621 + 3185, 808 = 7610, 149MWh
2.2 Phương án 3
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 23
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Hình 2.4: Sơ đồ đi dây phương án 3
2.2.1 Phân bố công suất cho các cuộn dây máy biến áp
2.2.1.1 Máy biến áp 2 cuộn dây nối bộ với máy phát điện
Đối với máy biến áp hai cuộn dây B1, B2. Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với
bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây, ta cho phát hết công suất từ 0 – 24h
lên thanh góp, tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó, đối với nhà
máy Thủy điện công suất tải qua mỗi máy biến áp là:
Sbo = SdmF −1
n.SmaxTD = 64, 7− 1, 294
4= 64, 377(MVA).
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 24
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
2.2.1.2 Phân bố công suất cho máy biến áp liên lạc.
Máy biến áp B2, B3 là máy biến áp 3 dây quấn, sơ đồ nối điện không có thanh
góp cấp điện áp máy phát nên được chọn theo điều kiện:SCT (t) =1
2.SUT (t)
SCC (t) =12
[SV HT (t)− 2.SboC ]
SCH (t) =SCC (t) +SCT (t)
Tính toán cho lần lượt khoảng thời gian t ta có bảng số liệu sau :
Bảng 2.5: Phân bố công suất cho máy biến áp liên lạc
Thời gian, (h) 0÷ 4 4÷ 7 7÷ 11 11÷ 14 14÷ 17 17÷ 21 21÷ 24
SUT (MVA) 93.023 104.651 116.279 116.279 104.651 104.651 81.395
SV HT (MVA) 78.719 91.812 130.786 79.021 116.531 142.414 140.95
SCT (MVA) 46.5115 52.3255 58.1395 58.1395 52.3255 52.3255 40.6975
SCC(MVA) -25.0175 -18.471 1.016 -24.8665 -6.1115 6.83 6.098
SCH(MVA) 21.494 33.8545 59.1555 33.273 46.214 59.1555 46.7955
2.2.2 Chọn máy biến áp
2.2.2.1 Chọn máy biến áp 2 cuộn dây nối bộ với máy phát điện
+Chọn máy biến áp 2 cuộn dây B1,B2 theo điều kiện như sau :
SdmB1,B4 ≥ SdmF −1
4.Stdmax ≈ SdmF
Máy phát F1 và F2 có công suất định mức là SđmF = 64,7 MVA.
Do đó ta có thể chọn MBA B1 và B4 có thông số như sau:
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 25
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Bảng 2.6: Chọn máy biến áp B1 và B2
MBA Loại MBA Sđm,MV AĐiện áp cuộn dây Tổn thất công suất
UN% I0%C H ∆P0 ∆PN
B1 80 115 10,5 70 310 10,5 0,55
B2 80 115 10,5 70 310 10,5 0,55
2.2.2.2 Chọn máy biến áp liên lạc
Máy biến áp B3, B4 là máy biến áp 3 cuộn dây, sơ đồ nối điện không có thanh góp
cấp điện áp máy phát nên được chọn theo điều kiện:
SdmB2,B3 ≥ SdmF = 64, 7MVA
Tra bảng theo sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp ta chọn MBA có thông số
sau:
Bảng 2.7: Chọn máy biến áp B2 và B3
Loại Sdm,MV A
Điện áp, kV Tổn thất, kW UN%
Cao Trung Hạ ∆P0
∆PNC-T C-H T-H
C-H
125 115 38,5 10,5 100 400 - 10,5 15
2.2.3 Kiểm tra điều kiện quá tải của máy biến áp
+Đối với MBA hai dây quấn trong sơ đồ bộ MFĐ-MBA, ta không cần kiểm tra
điều kiện quá tải bởi một trong hai phân tử MFĐ hay MBA sự cố thì cả bộ ngừng làm
việc, không thể xảy ra hiện tượng làm việc trong điều kiện sự cố.
+Đối với máy biến áp liên lạc 3 dây quấn.
Sự cố: Hỏng 1 bộ MP-MBA liên lạc vào lúc phụ tải bên trung cực đại.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 26
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Hình 2.5: Sự cố hỏng 1 bộ MP-MBA liên lạc lúc phụ tải bên trung cực đại
+Điều kiện quá tải:
kqtsc.Sdm3dq +∑
SboT ≥ SmaxUT
Hỏng MBA B2 tại SmaxUT = 116, 279MVA
Khi đó ta có:
kqtsc.Sdm3dq +∑
SboT ≥ SmaxUT
→ 1, 4.125 = 175MVA ≥ 116, 279MVA→ Đạt yêu cầu
Vậy khi máy biến áp tự ngẫu hỏng thì máy biến áp tự ngẫu còn lại và máy biến áp bộ
vẫn cung cấp đủ cho phụ tải bên trung.
+Phân bố công suất cho các phía cuộn dây của MBA khi có sự cố.SCT = Smax
UT − SboT = 116, 279− 0 = 116, 279MVA
SCH = SdmF − SUTmaxdp − 1
4.Stdmax = 64, 7− 10, 465− 1
4.1, 294 = 53, 912MVA
SCC = SCH − SCT = 53, 912− 116, 279 = −62, 367MVA
+Kiểm tra điều kiện :
Max SCT ;SCH ;SCC ≤ kqtsc.Sdm3dq
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 27
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
⇒Max 116, 279; 53, 912;−62, 367 = 116, 279MVA < 1, 4.125 = 175MVA
+Tính lượng công suất thiếu.
Sthieu = SUTmaxVHT +SUTmax
UC −SCC−ΣSboC= 130, 79 + 62, 367− 2.64, 377 = 64, 403MVA
Ta thấy Sthieu = 64, 403MVA < SdtHT = 150MVA.
→ Lượng công suất dự phòng của hệ thống đủ cung cấp cho sự thiếu hụt của hệ
thống khi xảy ra sự cố 1 mba liên lạc.
2.2.4 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp .
+Tính toán tổn thất điện năng trong sđ bộ MP-MBA hai cuộn dây.
MBA mang tải bằng phẳng Sbo = 64, 377MVA cả năm (8760 giờ ) được xác định theo
công thức sau :
∆AB1 = ∆AB2 =
[∆P0 + ∆PN
(SboSdmB
)2].8760 =
[70 + 310.
(64, 377
80
)2].8760 = 2371, 72MWh
+Tổn thất điện năng trong MBA ba cuộn dây.
Để tính tổn thất điện năng trong MBA 3 cuộn dây trước hết phải tính tổn thất công
suất ngắn mạch cho từng cuộn dây như sau :
∆PC
N = 12
(∆PCT
N + ∆PCHN −∆P TH
N
)∆P T
N = 12
(∆PCT
N + ∆P THN −∆PCH
N
)∆P T
N = 12
(∆P TH
N + ∆PCHN −∆PCT
N
)Trong đó :
-∆PCN ,∆P
TN ,∆P
HN lần lượt là công suất tổn thất ngắn mạch các cuộn
cao,trung,hạ.
-∆PCNT,∆P
CNH,∆P
TNHlần lượt là tổn thất công suất ngắn mạch cao
-trung,cao-hạ,trung-hạ.
Ở đây nhà sản xuất chỉ cho ∆PCHN nên ta coi ∆PCT
N = ∆P THN = ∆PCH
N .
Tổn thất ngắn mạch trong các cuộn dây:
∆PC
N = 12
(∆PCT
N + ∆PCHN −∆P TH
N
)∆P T
N = 12
(∆PCT
N + ∆P THN −∆PCH
N
)∆PH
N = 12
(∆P TH
N + ∆PCHN −∆PCT
N
) ⇒ ∆PCN = ∆P T
N = ∆PHN =
1
2.∆PCH
N =1
2.400 = 200kW
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 28
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Tổn thất điện năng trong MBA B3, B4 được tính như sau:
∆A = 8760.∆P0 + 365.∑i∈24
[∆PC
N .
(SCCiSdmB
)2
+ ∆P TN .
(SCTiSdmB
)2
+ ∆PHN .
(SCHiSdmB
)2].∆ti
-Tổn thất trong một năm của mỗi máy biến áp:
Bảng 2.8: Tổn thất công suất trong máy biến áp liên lạc
T (h) 0÷4 4÷7 7÷11 11÷13 13÷17 17÷21 21÷24
SCT (MVA) 46.512 52.326 58.140 58.140 52.326 52.326 40.698
SCC (MVA) -25.018 -18.471 1.016 -24.867 -6.111 6.830 6.098
SCH (MVA) 21.494 33.855 59.156 33.273 46.214 59.156 46.796
∆Ai (kWh) 166.461 162.250 352.287 130.704 251.445 321.740 149.118
∆AB3= ∆AB4=∆P0 · 8760 + 365 · ΣAi= 82.8760 + 365.1534, 005 = 1278, 232MWh
-Tổn thất điện năng trong một năm của máy biến áp liên lạc:
∆AB2,B3 = 2.1278, 232 = 2556, 464MWh
→ Tổn thất điện năng của phương án 3:
∆A = ∆AB1 + ∆AB2 + ∆AB3,B4 = 2.2371, 72 + 2556, 464 = 7299, 904MWh
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 29
3TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT,CHỌN PHƯƠNG ÁN
TÓI ƯU.
Dựa vào tính toán kĩ thuật các phương án ở chương 2 ta đi tiến hành tính toán
kinh tế cho các phương án để chọn ra phương án tối ưu nhất. Trước tiên ta đi tiến
hành vẽ sơ đồ thiết bị phân phối phía điện áp cao và điện áp trung cho các phương
án. Sau đó so sánh kinh tế-kỹ thuật giữa hai phương án, phương án tối ưu là phương
án có vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ nhất
3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối .
3.1.1 Phương án 1.
3.1.1.1 Sơ đồ TBPP cao áp
+ Cấp điện áp:110 kV.
-Có 3 lộ dây đến:1 lộ từ mba bộ B1,2 lộ từ 2 mba liên lạc B2,B3
-Lộ dây ra gồm:1 lộ dây kép nối với hệ thống
→Ta sử dụng sơ đồ TBPP 2 hệ thống thanh góp
3.1.1.2 Chọn sơ đồ TBPP trung áp.
+ Cấp điện áp:35 kV.
-Có 3 lộ dây:2 lộ từ 2 mba liên lạc B2,B3,1 lộ từ mba bộ B4
30
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
-Lộ dây ra gồm:2 lộ dây kép và 1 lộ dây đơn nối với phụ tải
→ Vậy ta chọn sơ đồ TBPP 2 hệ thống thanh góp.
Hình 3.1: Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 1
3.1.2 Phương án 3.
3.1.2.1 Sơ đồ TBPP cao áp
+ Cấp điện áp:110 kV.
-Có 4 lộ dây đến:2 lộ từ 2 mba bộ B1,B2,2 lộ từ 2 mba liên lạc B2,B3
-Lộ dây ra gồm:1 lộ dây kép nối với hệ thống
→ Vậy ta chọn sơ đồ TBPP 2 hệ thống thanh góp.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 31
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
3.1.2.2 Chọn sơ đồ TBPP trung áp.
+ Cấp điện áp:35 kV.
-Có 2 lộ dây đến:2 lộ từ 2 mba liên lạc B2,B3,
-Lộ dây ra gồm:2 lộ dây kép và 1 lộ dây đơn nối với phụ tải
→ Vậy ta chọn sơ đồ hệ thống 2 thanh góp.
Hình 3.2: Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 3
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 32
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
3.2 Tính toán kinh tế kỹ thuật,lựa chọn phương án tối
ưu
Để tính toán kinh tế - kĩ thuật cho một phương án ta cần tính đên vốn đầu tư và phí
tổn vận hành hàng năm. Khi so sánh các phương án để có đầy đủ cơ sở thuyết phục
phương án là phương án tối ưu ta cần so sánh phương án nào có chỉ tiêu kinh tế
cao hơn. Về mặt cơ sở lý luận, để luận chứng kinh tế các phương án ta xét một cách
đơn giản nhất nghĩa là ta chỉ xét các phần tử khác nhau trong 2 phương án, cụ thể là
MBA và máy cắt. Trong đó phương án nào có chi phí tính toán thấp nhất thì sẽ kinh
tế nhất. Như vậy chỉ tiêu kinh tế cơ bản cần xét là vốn đầu tư và phí tổn vận hành
hằng năm được xác định như sau:
3.2.1 Vốn đầu tư.
Vốn đầu tư của các phương án được xác định theo công thức sau:
V = VB + VTBPP
Trong đó:
-VB là vốn đầu tư MBA.
-VTBPP là vốn đầu tư xây dựng thiết bị phân phối.
+Tính VB:
VB =∑
Kb.Vb
Trong đó:
-Kb là hệ số tính đến chi phí vận chuyển và xây lắp MBA.(bảng 4.1)
-Vb là tiền mua máy biến áp.
+Tính VTBPP
VTBPP=∑i∈Ui
ni.vTBPPi
Trong đó:
-ni là số mạch của thiết bị phân phối ứng với cấp điện áp thứ i.
-vTBPPi là giá thành mỗi mạch của thiết bị cấp điện áp i.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 33
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
3.2.2 Chi phí vận hành hàng năm.
Chi phí vận hành hàng năm của mỗi phương án được xác định theo công thứ sau :
P =P1+P2
Trong đó:
+P1 là tiền khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sữa chữa lớn,đ/năm.
P1=a%.V
100
-V là vốn đầu tư, đ.
-a% là định mức khấu hao phần trăm ( bảng 4.2 ).
+P2 là chi phí do tổn thất điện năng hằng năm trong MBA ,đ/năm.
P2= β.∆A
-β là giá thành trung bình điện năng trong HTĐ , đ/kWh.
β =1500đ/kWh.
-∆ là tổn thất điện năng hàng năm trong MBA , kWh.
PHƯƠNG ÁN 1
+Vốn đầu tư :
Vpa1 = VBpa1 + VTBPPpa1
Ta có bảng sau:
Bảng 3.1: Vốn đầu tư máy biến áp phương án 1
STT Tên MBA S,MVAĐiện áp cuộn dây , kV
K Giá, 109 VNĐCao Trung Hạ
B1 80 115 10,5 1,5 6,24
B2 80 115 38,5 11 1,5 6,84
B3 80 115 38,5 11 1,5 6,84
B4 80 38,5 10,5 1,6 4,42
VBpa1 36,952
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 34
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
+Ở cấp điện áp 110kV có tổng 5 mạch.1, 8.109 VNĐ/mạch.
→ VTBPP110kV = 5.1, 8.109 = 9.109 VNĐ
+Ở cấp điện áp 35 kV có tổng 8 mạch.1, 5.109 VNĐ/mạch.
→ VTBPP35kV = 8.1, 5.109 = 12.109 VNĐ
+Ở cấp điện áp máy phát có 4 mạch : 0, 9.109 VNĐ/mạch.
→ VTBPP10,5kV = 4.0, 9.109 = 3, 6.109 VNĐ
Vậy:
VTBPPpa1=VTBPP110kV+VTBPP35kV+VTBPPMF = 9.109+12.109+3, 6.109 = 24, 6.109 VNĐ.
⇒ Vpa1 = VBpa1 + VTBPPpa1 = 36, 952.109 + 24, 6.109 = 61, 552.109
+Chi phí vận hành hàng năm.
Ppa1=P1pa1+P2pa1
Ta có :
P1pa1=a%.Vpa1
100=
9, 4.61, 552.109
100= 5, 786.109
P2pa1=β.∆A = 1500.7610149 = 11, 415.109VND
⇒ Ppa1 = P1pa1 + P2pa1 = 5, 786.109 + 11, 415.109 = 17, 201.109V ND
PHƯƠNG ÁN 3
+Vốn đầu tư :
Vpa3 = VBpa3 + VTBPPpa3
Ta có bảng sau:
+Ở cấp điện áp 110kV có tổng 6 mạch.1, 8.109 VNĐ/mạch.
→ VTBPP110kV = 6.1, 8.109 = 10, 8.109 VNĐ
+Ở cấp điện áp 35 kV có tổng 7 mạch.1, 5.109 VNĐ/mạch.
→ VTBPP35kV = 7.1, 5.109 = 10, 5.109 VNĐ
+Ở cấp điện áp máy phát có 4 mạch : 0, 9.109 VNĐ/mạch.
→ VTBPP10,5kV = 4.0, 9.109 = 3, 6.109 VNĐ
Vậy:
VTBPPpa3=VTBPP110kV+VTBPP35kV+VTBPPMF = 10, 8.109 + 10, 5.109 + 3, 6.109
= 24, 9.109 VNĐ.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 35
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Bảng 3.2: Vốn đầu tư máy biến áp phương án 3
STT Tên MBA S,MVAĐiện áp cuộn dây , kV
K Giá, 109 VNĐCao Trung Hạ
B1 80 115 10,5 1,5 6,24
B2 80 115 10,5 1,5 6,24
B3 125 115 38,5 10,5 1,5 9,72
B4 125 115 38,5 10,5 1,5 9,72
VBpa3 47,88
⇒ Vpa1 = VBpa3 + VTBPPpa1 = 47, 88.109 + 24, 9.109 = 72, 78.109
+Chi phí vận hành hàng năm.
Ppa3=P1pa3+P2pa3
Ta có :
P1pa3=a%.Vpa1
100=
9, 4.72, 78.109
100= 6, 841.109
P2pa3=β.∆A = 1500.7299904 = 10, 95.106VND
⇒ Ppa3 = P1pa3 + P2pa3 = 6, 841.109 + 10, 95.106 = 17, 791.109V ND
3.3 Lựa chọn phương án tối ưu .
Kết quả tính toán kinh tế cho hai phương án ta so sánh tổng hợp hai phương án như
sau:
Bảng 3.3: So sánh 2 phương án
Phương án V.109 (đồng) P.109 (đồng)
Phương án 1 61,552 17,201
Phương án 3 72,78 17,791
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 36
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Theo bảng số liệu thì phương án 1 có số vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng
năm đều nhỏ hơn phương án 3. Như vậy ta chọn phương án 3 làm phương án thiết
kế cho nhà máy NĐNH và để tính toán tiếp.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 37
4TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH.
Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và dây dẫn
của nhà máy điện theo các điều kiện đảm bảo về ổn định động và ổn định nhiệt
khi có ngắn mạch qua chúng. Vì vậy phải chọn điểm ngắn mạch sao cho dòng ngắn
mạch qua các khí cụ điện và dây dẫn là lớn nhất. Sau khi chọn được các điểm ngắn
mạch ta tiến hành tính toán cho các điểm ngắn mạch đó.
4.1 Chọn điểm ngắn mạch
+ Để chọn khí cụ điện và dây đẫn phía cao áp chọn điểm NM N1. Nguồn cấp là các
MPĐ và HT.
+Chọn các khí cụ điện và đây dẫn phía trung áp, chọn điểm NM N2 .Nguồn cấp là
các MPĐ và HT.
+Để chọn các khí cụ điện và dây dẫn ở đầu cực MP chọn điểm NM N3 và N3’.
-Đối với N3 nguồn cấp là HT và các MPĐ của nhà máy trừ MPF3 .
-Đối với N’3 nguồn cấp chỉ là MPF3
→ Trong 2 điểm NM này giá trị dòng NM nào lớn hơn sẽ được chọn khí cụ điện và
dây dẫn ở đầu cực MP.
+ Để chọn khí cụ điện cho phụ tải tự dùng và địa phương chọn điểm NM N4 nguồn
cấp là HT và các MPĐ của nhà máy.
Vậy ta có các điểm NM như trên hình vẽ dưới đây :
38
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Hình 4.1: Sơ đồ vị trí ngắn mạch
4.2 Lập sơ đồ thay thế
Chọn Scb = 100 MVA, Ucb = Utb các cấp điện áp.(115 kV,36,5 kV,10,5 kV)
-Điện kháng của hệ thống điện:
X1=XHT=Scb
SN
=100
3000= 0, 033
- Điện kháng đường dây kép 110kV nối với hệ thống:
X2=XD=1
nx0.L.
Scb
U2tb
=1
2.0, 4.70.
100
1152 = 0, 106
- Điện kháng máy biến áp hai cuộn dây B1,B4:
X3=XB1=U%
N
100.
Scb
SdmB
=10, 5
100.100
80= 0, 131
X4=XB4=U%
N
100.
Scb
SdmB
=9, 5
100.100
80= 0, 119
-Điện kháng MBA 3 cuộn dây B2 , B3.
Điện áp ngắn mạch các cấp:
UCN% = 1
2(UCT
N + UCHN − UTH
N ) = 12(10, 5 + 17− 6, 5) = 10, 5%
UTN% = 1
2(UCT
N + UTHN − UCH
N ) = 12(10, 5 + 6, 5− 17) = 0%
UHN % = 1
2(UCH
N + UTHN − UCT
N ) = 12(17 + 6, 5− 10, 5) = 6, 5%
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 39
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Điện kháng thay thế:
X5 = X6 = XCB2 = XC
B3 =UCN%
100. Scb
SdmB2,B3= 10,5
100.100
80= 0, 131
XTB3 = XT
B4 = 0
X7 = X8 = XHB2 = XH
B3 =UHN %
100. Scb
SdmB2,B3= 6,5
100.100
80= 0, 081
-Điện kháng của máy phát điện:
X9=X10=X11=X12=XF1=XF2=XF3=XF4= x′′
d .Scb
SdmF
=0, 22.100
64, 7= 0, 34
4.3 Tính dòng ngắn mạch tại các điểm
4.3.1 Ngắn mạch tại điểm N1
Ta có sơ đồ thay thế như sau: Biến đổi sơ đồ thay thế về dạng đơn giản:
X13 = X1 +X2 = 0, 033 + 0, 106 = 0, 139
X14 = X3 +X9 = 0, 131 + 0, 34 = 0, 471
Dùng phương pháp gập hình đối xứng ta có:
X15=X5//X6 =1
2· 0, 131 = 0, 0655
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 40
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
X16=X7+X10 = 0, 081 + 0, 34 = 0, 421
X17=X8+X12 = 0, 081 + 0, 34 = 0, 421
X18=X16//X17 =1
2· 0, 421 = 0, 2105
X19=X4+X11 = 0, 119 + 0, 34 = 0, 459
X20=X18//X19 =0, 2105.0, 459
0, 2105 + 0, 459= 0, 144
X21=X15+X20 = 0, 0655 + 0, 144 = 0, 2095
Ta có sơ đồ
Ta thấy E1 và E234 là máy phát cùng loại nên có thể ghép lại với nhau
→ X22=X14//X21=0, 471.0, 2095
0, 471 + 0, 2095= 0, 145
Sơ đồ rút gọn:
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 41
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Dòng ngắn mạch siêu quá độ tại điểm N1:
I qN1(kA) = (ENDX22
+EHTX13
).Scb√3.Ucb
= (1
0, 145+
1
0, 139).
100√3.115
= 7, 074(kA)
Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N1:
iN1xk =
√2.Kxk.I
′′
N1 =√
2.1, 8.7, 074 = 18, 01(kA)
4.3.2 Ngắn mạch tại điểm N2
Sơ đồ thay thế:
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 42
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Biến đổi sơ đồ thay thế về dạng đơn giản:
X13 = X1 +X2 = 0, 033 + 0, 106 = 0, 139
X14 = X3 +X9 = 0, 131 + 0, 34 = 0, 471
Dùng phương pháp gập hình đối xứng ta có:
X15=X5//X6 =1
2· 0, 131 = 0, 0655
X16=X7+X10 = 0, 081 + 0, 34 = 0, 421
X17=X8+X12 = 0, 081 + 0, 34 = 0, 421
X18=X16//X17 =1
2· 0, 421 = 0, 2105
X19=X4+X11 = 0, 119 + 0, 34 = 0, 459
X20=X18//X19 =0, 2105.0, 459
0, 2105 + 0, 459= 0, 144
Ta có sơ đồ
Biến đổi sao (13,14,15 ) về tam giác thiếu (21,22 ).
X21=X14+X15+X14 · X15
X13
= 0, 471 + 0, 0655 +0, 471 · 0, 0655
0, 139= 0, 758
X22=X13+X15+X13 · X15
X14
= 0, 139 + 0, 0655 +0, 139 · 0, 0655
0, 471= 0, 224
Lại có X21//X20.
→ X23=X20 · X21
X20+X21
=0, 144.0, 758
0, 144 + 0, 758= 0, 121
Sơ đồ rút gọn:
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 43
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Dòng ngắn mạch siêu quá độ tại điểm N2:
I qN2(kA) = (ENDX23
+EHTX13
).Scb√3.Ucb
= (1
0, 121+
1
0, 139).
100√3.36, 5
= 24, 452(kA)
Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N2:
iN2xk =
√2.Kxk.I
′′
N2 =√
2.1, 8.24, 452 = 62, 244(kA)
4.3.3 Ngắn mạch tại điểm N3
Biến đổi sơ đồ thay thế về dạng đơn giản:
X13 = X1 +X2 = 0, 033 + 0, 106 = 0, 139
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 44
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
X14 = X3 +X9 = 0, 131 + 0, 34 = 0, 471
X15=X5//X6 =1
2· 0, 131 = 0, 0655
X16=X7+X10 = 0, 081 + 0, 34 = 0, 421
X17=X4+X11 = 0, 119 + 0, 34 = 0, 459
X18=X16//X17 =0, 421.0, 459
0, 421 + 0, 459= 0, 22
Biến đổi sao (13,14,15 ) về tam giác thiếu (19,20 ).
X19=X14+X15+X14 · X15
X13
= 0, 471 + 0, 0655 +0, 471 · 0, 0655
0, 139= 0, 758
X20=X13+X15+X13 · X15
X14
= 0, 139 + 0, 0655 +0, 139 · 0, 0655
0, 471= 0, 224
Lại có X19//X18(cùng là Thủy Điện).
→ X21=X19 · X18
X19+X18
=0, 22.0, 758
0, 22 + 0, 758= 0, 171
Ta được sơ đồ:
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 45
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Tiếp tục biến đổi sao (20,21,8 ) về tam giác thiếu (22,23 ).
X22=X20+X8+X20 · X8
X21
= 0, 224 + 0, 081 +0, 224 · 0, 081
0, 171= 0, 411
X23=X21+X8+X21 · X8
X20
= 0, 171 + 0, 081 +0, 171 · 0, 081
0, 224= 0, 314
Sơ đồ tối giản:
Dòng ngắn mạch siêu quá độ tại điểm N3:
I qN3(kA) = (E124
X23
+EHTX22
).Scb√3.Ucb
= (1
0, 314+
1
0, 411).
100√3.10, 5
= 30, 89(kA)
Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N3:
iN3xk =
√2.Kxk.I
′′
N3 =√
2.1, 8.30, 89 = 78, 633(kA)
4.3.4 Ngắn mạch tại điểmN′
3
Điểm ngắn mạchN′3 chính là ngắn mạch đầu cực MPĐ nên nguồn cấp chỉ là MPĐF3
nên ta có sơ đồ thay thế sau . Dòng ngắn mạch siêu quá độ tại điểm N′3.
I′′
N′3(kA)
=E3
X12
.Scb√3.Ucb
=1
0, 34.
100√3.10, 5
= 16, 172(kA)
Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N′3:
iN′3
xk =√
2.Kxk.I′′
N3′ =√
2.1, 8.17, 172 = 43, 713(kA)
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 46
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
4.3.5 Tính toán điểm ngắn mạch N4
Nguồn cấp là HT và các MPĐ của nhà máy nên:
I′′
N4(kA) = I′′
N3+ I
′′
N′3= 30, 89 + 16, 172 = 47, 062(kA)
Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N4.
iN4xk
= iN3xk
+ iN′3
xk= 78, 633 + 43, 713 = 122, 346(kA)
Như vậy sau khi tính toán xong NM ta có bảng tổng kết sau :
Bảng 4.1: Bảng tính toán ngắn mạch
Cấp điện áp (kV) Vị trí ngắn mạch I′′(3)Ni ,kA INixk ,kA
110 N1 7,074 18,01
35 N2 24,452 62,244
10,5
N3 30,89 78,633
N’3 16,172 43,713
N4 47,062 122,346
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 47
5CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN.
Trong hệ thống điện để sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng người
ta sử dụng nhiều loại khí cụ điện khác nhau, như máy cắt, dao cạch li, máy biến
dòng, biến áp,...Mỗi loại khí cụ điện có chức năng riêng của nó nên cấu tạo cũng
khác nhau. Ở chương này ta sẽ chọn các khí cụ điện cho nhà máy thủy điện như sau:
5.1 Tính toán dòng cưỡng bức các cấp điện áp.
5.1.1 Các mạch phía điện áp cao 110 kV.
+ Mạch hệ thống .
Ta có SV HTmax = 142, 414,đường dây nối với hệ thống là đường dây kép.
Dòng cưỡng bức được tính như sau:
Ibt =SmaxV HT
2.√
3.Udm=
142, 414
2.√
3.110= 0, 374(kA)
Icb = 2.Ibt = 2.0, 374 = 0, 748(kA)
+Mạch MBA bộ trong sơ đồ MF-MBA hai cuộn dây.
Ibt =SdmF√3.Udm
=64, 7√3.110
= 0, 3396(kA)
Icb = 1, 05.Ibt = 1, 05.0, 3396 = 0, 357(kA)
+Mạch MBA liên lạc 3 cuộn dây.
Ibt =SmaxCC√
3.UdmC=
39, 019√3.110
= 0, 205(kA)
48
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Icb =Max
SmaxCC ;SSC1
CC ;SSC2CC
√
3.UdmC=
Max 39, 019; 2, 01; 1, 004√3.110
=39, 019√
3.110= 0, 205(kA)
Vậy dòng điện cưỡng bức lớn nhất phía điện áp 110kV là :
I110kAcb = Max 0, 748; 0, 357; 0, 205 = 0, 748(kA)
5.1.2 Các mạch phía điện áp cao 35 kV.
+Mạch đường dây kép nối với phụ tải
Ibt =Ppt
2.√
3.Udm.cosϕ=
40
2.√
3.35.0, 86= 0, 384(kA)
Icb = 2.Ibt = 2.0, 384 = 0, 768(kA)
+Mạch đường dây đơn nối với phụ tải
Ibt =Ppt√
3.Udm.cosϕ=
20√3.35.0, 86
= 0, 384(kA)
Icb = Ibt = 0, 384(kA)
+Mạch MBA bộ trong sơ đồ MF-MBA hai cuộn dây
Ibt =SdmF√3.Udm
=64, 7√3.35
= 1, 067(kA)
Icb = 1, 05.Ibt = 1, 05.1, 067 = 1, 120(kA)
+Mạch MBA liên lạc 3 cuộn dây.
Ibt =SmaxCT√
3.UdmT=
25, 951√3.25
= 0, 428(kA)
Icb =Max
SmaxCT ;SSC1
CT ;SSC2CT
√
3.UdmT=
Max 25, 951; 51, 902; 58, 14√3.35
=58, 14√
3.35= 0, 959(kA)
Vậy dòng điện cưỡng bức lớn nhất phía điện áp 35kV là :
I35kVcb = Max 0, 768; 0, 384; 1, 120; 0, 959 = 1, 120(kA)
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 49
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
5.1.3 Các mạch phía điện áp máy phát .
I(MF )bt =
SdmF√3.UdmF
=64, 7√3.10, 5
= 3, 558(kA)
I(MF )cb = 1, 05.Ibt = 1, 05.3, 558 = 3, 736(kA)
Ta có bảng tổng kết sau:
Bảng 5.1: Bảng tổng kết dòng điện làm việc cưỡng bức của các phần tử tại các cấp
điện áp.
10.5 kV 35 kV 110 kV
Đường dây 0.768 0.748
MBA bộ 1.120 0.357
MBA liên lạc 3 cuôn dây 0.959 0.205
Máy phát 3.736
Dòng điện cưỡng bức lớn nhất 3.736 1.120 0.748
5.2 Chon máy cắt và dao cách ly.
5.2.1 Chọn máy cắt.
Việc chọn máy cắt được tiến hành sau khi ta biết dòng điện cưỡng bức và dòng điện
ngắn mạch cho từng thời điểm cần xác định. Đối với cấp điện áp cao 220 kV và trung
110 kV ta chi cần chọn một loại máy cắt điện và dao cách ly chung cho từng cấp điện
áp.
Máy cắt được chọn theo điều kiện sau:
- Loại máy cắt điện : máy cắt không khí hoặc máy cắt SF6.
- Điện áp : UdmMC ≥ Ulưới.
- Dòng điện : IdmMC ≥ Icb.
- Ổn định nhiệt :I2nh.tnh ≥ BN .
- Ổn định lực điện động : Iodd ≥ Ixk.
- Điều kiện cắt : IcắtMC ≥ I′′
Dựa vào kết quả tính toán dòng điện cưỡng bức và dòng ngắn mạch ở trên ta chọn
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 50
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
máy cắt cho phương án :
Ở phía 110 kV và phía 35 kV ta chọn máy cắt ngoài trời còn phía hạ áp 10,5 kV ta
chọn máy cắt điện trong nhà có các thông số cho trong bảng sau:
Bảng 5.2: Thông số máy cắt lựa chọn
Điểm ngắn mạch Tên mạch điện
Thông số tính toán
Loại MC điện
Thông số định mức
Udm Icb I′′
Ixk Udm Idm Icắt Iodd
N1 Cao 110 0.748 7.074 18.01 3AQ1 145 4 40 100
N2 Trung 35 1.120 24.452 62.244 BKB20 36 2.5 31,5 80
N3 Hạ 10.5 3.736 30.89 78.633 8BK41 15 12.5 80 225
N4 Địa phương 10.5 0,639 47,062 122,346 8BK41 15 12,5 80 225
Các máy cắt được chọn phải thỏa mãn điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt, theo
bảng các thông số của máy cắt đã chọn thì đều có dòng định mức lớn hơn 1000A và
lớn hơn rất nhiều Icb nên ta không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt.
5.2.2 Chọn dao cách ly
Dao cách ly được chọn phải thỏa mãn điều kiện:
+ Loại dao cách ly trên cùng một cấp điện áp ta chọn cùng một loại dao cách ly.
+ Điện áp định mức : UdmCL > Udm.mang
+ Dòng điện định mức IdmCL > Icb ( là dòng cưỡng bức của máy cắt).
+ Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt : Inh > BN .
+ Kiểm tra điều kiện ổn định động : Iodd > Ixk =√
2× 1.8× I′′
N.
Từ kết quả tính toán dòng ngắn mạch và dòng cưỡng bức ở các phần trên tra bảng
ta chọn được các loại dao cách ly với các thông số cho trong bảng sau:
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 51
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Bảng 5.3: Thông số dao cách ly lựa chọn
Tên mạch điện
Thông số tính toán
Loại dao cách ly
Thông số định mức
Udm Icb I′′
Ixk Udm Idm Iodd
(kV) (kA) (kA) (kA) (kV) (kA) (kA)
Cao 110 0.748 7.074 18.01 PHπ-110/1000 110 1 80
Trung 35 1.12 24.452 62.244 PHπ-1-35/2000Y1 35 2 84
Hạ 10.5 3.736 30.89 78.633 PBK-20/5000 20 5 200
Địa phương 10.5 0,639 47,062 122,346 PBK-20/5000 20 5 200
5.3 Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát
Thanh dẫn cứng được sử dụng ở cấp điện áp 10,5 kV nối máy phát đến cuộn hạ MBA
tự ngẫu và MBA 2 cuộn dây.
Mạch cấp 10,5kV có Icb = 3, 736kA > 3kA nên chọn thanh dẫn cứng đồng hình
máng.Tiết diện được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài. Tiết diện được chọn
theo điều kiện sau:
Ihccp = khc.Icp ≥ Icb
Trong đó:
+Icb là dòng điện làm việc cưỡng bức ở cấp điện áp đang xét( 10,5 kV).
+Icp là dòng điện làm việc cho phép của thanh dẫn.
+khc là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh (θ0)
Khc =
√θcp − θxqθcp − θch
=
√70− 35
70− 25= 0, 88
Vậy dòng điện cho phép hiệu chỉnh theo nhiệt độ:
Icp ≥Icb
khc
=3, 736
0, 88= 4, 245(kA)
Do đó ta chọn thanh dẫn cứng đồng tiết diện hình máng có thông số kĩ thuật như
sau:
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 52
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Bảng 5.4: Thông số thanh dẫn cứng đầu cực máy phát được chọn
Kích thước, mm
Tiết diện một cực,mm2
Mômen trở kháng, cm3 Mômen quán tính, cm4 Icp
h b c rMột thanh Hai thanh Một thanh Hai thanh cả hai thanh, A
Wx−x Wy−y Wy0−y0 Jx−x Jy−y Jy0−y0
125 55 6.5 10 1370 50 9.5 100 290.3 36.7 625 5500
Hình 5.1: Thanh dẫn cứng đầu cực máy phát
5.3.1 Kiểm Tra Điều Kiện Ổn Định Nhiệt
Thanh dẫn có dòng định mức lớn hơn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt
5.3.2 Kiểm Tra Điều Kiện Ổn Định Động
Chiều dài 1 nhịp sứ ta lấy L = 130 cm,khoảng cách giữa các pha a=70 cm Điều kiện
ổn định động:
σtt = σ1 + σ2 ≤ σcp
+σ1: ứng suất do lực động điện giữa các pha với nhau
+σ2: ứng suất do lực động điện trong cùng một pha tạo ra
+σcp: ứng suất cho phép, thanh dẫn đồng cóσcp = 1400kG/cm2
-Tính ứng suất ngoài σ1:
F1 = 1, 76.khd.I2xk.
l
a× 10−1 = 1, 76.1.78, 6332.
130
70· 10−2 = 202, 1kG
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 53
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
- Xác định mômen uốn:
M1 =F1.l
10=
202, 1.130
10= 2627, 3(kG.cm)
-Ứng suất tính toán:
σ1=M1
Wy0−y0
=2627, 3
100= 26, 273(kG/cm2)
-Tính ứng suất nội bộ σ2:
+Kiểm tra điều kiện ổn định động:
σtt = σ1 + σ2 < σcp → σ2 < σcp − σ1
→ f (2).(l2)2
12.Wy−y< σcp − σ1
+Lực điện động do dòng ngắn mạch trong cùng một pha gây ra:
f (2) = 0, 51.10−2.1
h.I
(3)2
xk .khd = 0, 51.10−2.1
12, 5.(78, 633)2.1 = 2, 523(
kG
cm)
→ l2 max =
√12.Wy−y.(σcp − σ1)
f (2)=
√12.9, 5.(1400− 26, 273)
2, 523= 249, 14(cm)
Ta thấy l2max = 249, 14 > L = 130.Vậy giữa 2 sứ đỡ của 1 nhịp thanh dẫn không cần
phải đặt thêm 1 miếng đệm trung mà thanh dẫn vẫn đảm bảo ổn định động.
5.3.3 Kiểm Tra Ổn Định Động Có Xét Đến Dao Động Riêng
Tần số dao động riêng của sứ và thanh dẫn cần phải nằm ngoài khu vực cộng hưởng
với giới hạn ±10% tần số chính của hệ thống . Cụ thể đối với tần số hệ thống 50 Hz
thì tần số riêng phải nằm ngoài khoảng 45 ÷ 55 Hz và 90 ÷ 110 Hz . Tần số riêng của
thanh dẫn dạng bất kì được xác định theo công thức:
fR =3, 65
l2
√E.J.106
S.γ=
3, 65
1302 .
√1, 1.106.625.106
13, 7.8, 93= 512Hz
Trong đó :
+l là độ dài thanh dẫn giữa 2 sứ ;
+E là mô đun đàn hồi của vật liệu làm thanh dẫn;(ECU = 1, 1.106kG/cm2;
EAl = 0, 65.106kG/cm2).
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 54
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
+J là Mô men quán tính của tiết diện thanh dẫn đối với trục thẳng góc.
+S là Diện tích mặt cắt ngang của thanh dẫn (cm2).
+γ – Khối lượng riêng của vật liệu thanh dẫn ( γCu = 8, 93g/cm3,
γAl = 2, 74g/cm3).
fR = 512 Hz nằm ngoài khoảng 45÷55 Hz và 90÷110 Hz nên thanh dẫn đã chọn thỏa
mãn điều kiện ổn định động khi xét đến dao động của thanh dẫn.
5.4 Chọn Sứ Đỡ
Điều kiện chọn sứ:
UdmS ≥ UdmHT
Ta chọn sứ có thông số như sau:
Bảng 5.5: Thông số sứ đỡ được chọn
Loại sứĐiện áp (kV)
Lực phá hủy nhỏ nhất khi uốn tính,kG Chiều cao H,mmĐịnh mức Duy trì ở trạng thái khô
O Φ -20-2000KB-Y3 20 75 2000 206
Hình 5.2: Sứ đỡ
Kiểm tra điều kiện ổn định động:
F′
tt ≤ 0, 6Fph
Trong đó:
+Fph là lực động điện tác động lên thanh dẫn khi ngắn mạch
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 55
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
ba pha, kG
+F′tt là lực động điện đặt lên đầu sứ khi ngắn mạch ba pha:
F′
tt = Ftt .H1
H
Ở đây:
-Ftt là lực điện động tác dụng lên thanh dẫn khi ngắn mạch 3 pha.
- H1 là chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện thanh dẫn.
- H là chiều cao của sứ.
→ F′tt = 202, 1.
206 +125
2206
= 263, 417 < 0, 6.Fph = 0, 6.2000 = 1200(kG)
→Sứ đã chọn thỏa mãn yêu cầu ổn định động.
5.5 Chọn thanh góp mềm
5.5.1 Chọn tiết diện thanh góp mềm 110 kV
Tiết diện của thanh góp mềm chọn theo điều kiện sau:
Icb ≥Icbkhc
Trong đó:
+khc là hệ số hiệu chỉnh theo nhiêt độ môi trường xung quanh
(θo = 35oC) và nhiệt độ cho phép lâu dài ( θo= 70oC)
khc =
√θbtcp − θxqθbtcp − θch
=
√70− 35
70− 25= 0, 88
+θbtcp là hiệt độ cho phép lúc bình thường,θbtcp = 70oC.
+θxq là nhiệt độ môi trường xung quanh,θxq = 35oC.
+θch là nhiệt độ chuẩn,θch = 25oC.
Ta có: Icb = 0, 748kA.
Icp ≥Icbkhc
=0, 748
0, 88= 0, 85(kA) = 850(A)
Ta chọn thanh dẫn và thanh góp mềm loại dây nhôm lõi thép AC- 500/27 có thông
số như sau:
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 56
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Bảng 5.6: Thông số thanh dẫn và thanh góp mềm được chọn
Cấp điện áp Tiết diện chuẩn,Nhôm/ThépTiết diện, mm2 Đường kính, mm
Icp (A)Nhôm Thép Dây dẫn Lõi thép
110 kV 500/27 481 26,6 29,4 6,6 945
+Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
S ≥ Smin =
√BN
C
Trong đó:
+S là tiết diện của thanh dẫn mềm, mm2.
+BN là xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch 3 pha, A2.s
+C là hệ số (CAl = 79A2.s ).
-Tính xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tại điểm N1 như sau:
BN = BNCK +BNKCK
+BNCK là xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch chu kì.
+BNKCK là xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch không chu kì.
Xung lượng nhiệt của thành phần chu kỳ xác định theo phương pháp giải tích đồ thị
: ( giả thiết thời gian tồn tại ngắn mạch là 1 (s) ).
Theo kết quả tính toán ngắn mạch ở chương 4: (Ngắn mạch tại điểm N1)
Điện kháng tính toán phía hệ thống: XHTtt = X13.
SHTdm
Scb= 0, 139.
3000
100= 4, 17
do XHTtt > 3⇒ I′′ =I∞=IN(t) =
1
4, 17· 3000√
3.115= 3, 612kA
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 57
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Dòng ngắn mạch phía hệ thống tại mọi thời điểm đều bằng nhau:I′′HT = 3, 612kA
Điện kháng tính toán phía nhà máy :
XTDtt =XTD.
STD
Scb
=0, 139.4.64, 7
100= 0, 360
Tra họ đường cong tính toán của nhà máy thủy điện , ta được:
I∗(0) = 3, 1kA,I∗(0,1) = 2, 95kA,I∗(0,2) = 2, 9kA,I∗(0,5) = 2, 7kA,I∗(1) = 2, 5kA
Vậy giá trị dòng ngắn mạch:
+I′′TD(0) = I∗TD(0).
STD√3.115
= 3, 1.4.64, 7√
3.115= 4, 028(kA)
+I′′TD(0, 1) = I∗TD(0, 1).
STD√3.115
= 2, 95.4.64, 7√
3.115= 3, 833(kA)
+I′′TD(0, 2) = I∗TD(0, 2).
STD√3.115
= 2, 9.4.64, 7√
3.115= 3, 768(kA)
+I′′TD(0, 5) = I∗TD(0, 5).
STD√3.115
= 2, 7.4.64, 7√
3.115= 3, 508(kA)
+I′′TD(1) = I∗TD(2, 5).
STD√3.115
= 2, 5.4.64, 7√
3.115= 3, 248(kA)
+I′′N1
(0) = I′′HTN1
(0) + I′′TDN1
(0) = 3, 612 + 4, 028 = 7, 64(kA)
+I′′N1
(0, 1) = I′′HTN1
(0, 1) + I′′TDN0,1
(0) = 3, 612 + 3, 833 = 7, 445(kA)
+I′′N1
(0, 2) = I′′HTN1
(0, 2) + I′′TDN1
(0, 2) = 3, 612 + 3, 768 = 7, 38(kA)
+I′′N1
(0, 5) = I′′HTN1
(0, 5) + I′′TDN1
(0, 5) = 3, 612 + 3, 508 = 7, 12(kA)
+I′′N1
(1) = I′′HTN1
(1) + I′′TDN1
(1) = 3, 612 + 3, 248 = 6, 86(kA)
Khoảng thời gian ∆t1 = 0, 1s có:
I2tb1=
I20+I2
0,1
2=
7, 642+7, 4452
2= 56, 899kA2
Khoảng thời gian ∆t2 = 0, 1s có:
I2tb2=
I20,1+I2
0,2
2=
7, 4452+7, 382
2= 54, 946kA2
Khoảng thời gian ∆t3 = 0, 3s có:
I2tb3=
I20,2+I2
0,5
2=
7, 382+7, 122
2= 52, 579kA2
Khoảng thời gian ∆t4 = 0, 5s có:
I2tb4=
I20,5+I2
1
2=
7, 122+6, 862
2= 48, 877kA2
Vậy xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ:
BN1CK =∑
I2TBi.∆ti = 56, 899.0, 1+54, 946.0, 1+52, 579.0, 3+48, 877.0, 5 = 51, 397kA2.s
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 58
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Với thời gian tồn tại ngắn mạch t =1s > 0,1s, xung lượng nhiệt thành phần không
chu kì được tính gần đúng với công thức như sau: BNKCK = I ′′2.Ta = 7, 642.0, 05 =
2, 918(kA2.s) Trong đó:
+Ta là hằng số thời gian tương đương của lưới điện (Ta = 0, 05s).
Vậy xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch N1 là:
BN1 = BN1CK +BN1KCK = 51, 397 + 2, 918 = 54, 315kA2.s
Để đảm bảo ổn định nhiệt cho dây dẫn thì:
Smin=
√BN
C=
√54, 315.106
79= 93, 29mm2<Schon= 500mm2
Vậy thanh góp và thanh dẫn đã chọn đều thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn
mạch.
Kiểm tra điều kiện vầng quang
Điều kiện kiểm tra: Uvq ≥ UdmHT
Trong đó:
+Uvq là điện áp tới hạn có thể phát sinh vằng quang, kV.
Uvq = 84mr. lga
r
Ở đây: r- bán kính ngoài của dây dẫn,cm.
a-khoảng cách giữa các trục dây dẫn, cm.
m- hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn, với dây AC nhiều sợi m=0,85.
Thanh góp, thanh dẫn có tiết diện chuẩn là: 500/27
+r =29, 4
2= 14, 7(mm) = 1, 47(cm)
+a = 500 cm
Điện áp vầng quang tới hạn của dây dẫn pha giữa khi bố trí 3 pha trên mặt phẳng
ngang :
Uvq = 84.0, 85.1, 47. lg500
1, 47= 265, 717kV > 110kV
Vậy thanh dẫn, thanh góp mềm thỏa mãn điều kiện vầng quang.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 59
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
5.5.2 Chọn thanh góp, thanh dẫn mềm 35 kV
Tiết diện của thanh góp mềm chọn theo điều kiện như phía 110 kV .
Ta có:khc = 0, 88, Icb = 1, 120kA
Icp ≥Icbkhc
=1, 120
0, 88= 1, 273(kA) = 1273(A)
Ta chọn thanh dẫn và thanh góp mềm loại dây nhôm lõi thép AC- 800/105 có thông
số như sau:
Bảng 5.7: Thông số thanh dẫn và thanh góp mềm được chọn
Cấp điện ápTiết diện chuẩn Tiết diện, mm2 Đường kính, mm
Icp(A)Nhôm/thép Nhôm Thép Dây dẫn Lõi thép
35 kV 800/105 821 105 39,7 13,3 1320
+Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
Theo kết quả tính toán ngắn mạch ở chương 4: (Ngắn mạch tại điểm N1)
Điện kháng tính toán phía hệ thống: XHTtt = X13.
SHTdm
Scb= 0, 139.
3000
100= 4, 17
do XHTtt > 3⇒ I′′ =I∞=IN(t) =
1
4, 17· 3000√
3.115= 3, 612kA
Dòng ngắn mạch phía hệ thống tại mọi thời điểm đều bằng nhau:I′′HT = 3, 612kA
Điện kháng tính toán phía nhà máy :
XTDtt =XTD.
STD
Scb
=0, 121.4.64, 7
100= 0, 313
Tra họ đường cong tính toán của nhà máy thủy điện , ta được:
I∗(0) = 3, 75kA,I∗(0,1) = 3, 45kA,I∗(0,2) = 3, 3kA,I∗(0,5) = 3, 1kA,I∗(1) = 3kA
Vậy giá trị dòng ngắn mạch:
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 60
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
+I′′TD(0) = I∗TD(0).
STD√3.36, 5
= 3, 75.4.64, 7√3.36, 5
= 15, 351(kA)
+I′′TD(0, 1) = I∗TD(0, 1).
STD√3.36, 5
= 3, 45.4.64, 7√3.36, 5
= 14, 123(kA)
+I′′TD(0, 2) = I∗TD(0, 2).
STD√3.36, 5
= 3, 3.4.64, 7√3.36, 5
= 13, 509(kA)
+I′′TD(0, 5) = I∗TD(0, 5).
STD√3.36, 5
= 3, 1.4.64, 7√3.36, 5
= 12, 690(kA)
+I′′TD(1) = I∗TD(2, 5).
STD√3.36, 5
= 3.4.64, 7√3.36, 5
= 12, 281(kA)
+I′′N1
(0) = I′′HTN1
(0) + I′′TDN1
(0) = 3, 612 + 15, 351 = 18, 963(kA)
+I′′N1
(0, 1) = I′′HTN1
(0, 1) + I′′TDN0,1
(0) = 3, 612 + 14, 123 = 17, 735(kA)
+I′′N1
(0, 2) = I′′HTN1
(0, 2) + I′′TDN1
(0, 2) = 3, 612 + 13, 509 = 17, 121(kA)
+I′′N1
(0, 5) = I′′HTN1
(0, 5) + I′′TDN1
(0, 5) = 3, 612 + 12, 690 = 16, 302(kA)
+I′′N1
(1) = I′′HTN1
(1) + I′′TDN1
(1) = 3, 612 + 12, 281 = 15, 893(kA)
Khoảng thời gian ∆t1 = 0, 1s có:
I2tb1=
I20+I2
0,1
2=
18, 9632+17, 7352
2= 337, 063kA2
Khoảng thời gian ∆t2 = 0, 1s có:
I2tb2=
I20,1+I2
0,2
2=
17, 7352+17, 1212
2= 303, 829kA2
Khoảng thời gian ∆t3 = 0, 3s có:
I2tb3=
I20,2+I2
0,5
2=
17, 1212+16, 3022
2= 279, 442kA2
Khoảng thời gian ∆t4 = 0, 5s có:
I2tb4=
I20,5+I2
1
2=
16, 3022+15, 8932
2= 259, 171kA2
Vậy xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ:
BN1CK =∑
I2TBi.∆ti = 337, 063.0, 1+303, 829.0, 1+279, 442.0, 3+259, 171.0, 5 = 277, 507kA2.s
Với thời gian tồn tại ngắn mạch t =1s > 0,1s, xung lượng nhiệt thành phần không
chu kì được tính gần đúng với công thức như sau: BNKCK = I ′′2.Ta = 24, 4522.0, 05 =
29, 895(kA2.s) Trong đó:
+Ta là hằng số thời gian tương đương của lưới điện (Ta = 0, 05s).
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 61
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Vậy xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch N1 là:
BN1 = BN1CK +BN1KCK = 277, 507 + 29, 895 = 307, 405kA2.s
Để đảm bảo ổn định nhiệt cho dây dẫn thì:
Smin=
√BN
C=
√307, 405.106
79= 221, 936mm2 < Schon= 500mm2
Vậy thanh góp và thanh dẫn đã chọn đều thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn
mạch.
Kiểm tra điều kiện vầng quang
Điều kiện kiểm tra: Uvq ≥ UdmHT
Trong đó:
+Uvq là điện áp tới hạn có thể phát sinh vằng quang, kV.
Uvq = 84mr. lga
r
Ở đây: r- bán kính ngoài của dây dẫn,cm.
a-khoảng cách giữa các trục dây dẫn, cm.
m- hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn, với dây AC nhiều sợi m=0,85.
Thanh góp, thanh dẫn có tiết diện chuẩn là: 800/105
+r =39, 7
2= 19, 85(mm) = 1, 985(cm)
+a = 500 cm
Điện áp vầng quang tới hạn của dây dẫn pha giữa khi bố trí 3 pha trên mặt phẳng
ngang :
Uvq = 84.0, 85.1, 985. lg800
1, 985= 369, 251kV > 350kV
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 62
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
5.6 Chọn cáp và kháng điện đường dây cho phụ tải địa
phương
5.6.1 Chọn cáp
Theo yêu cầu thiết kế phụ tải địa phương cấp 10,5 kV,Pmax = 10MW, cosϕ = 0, 86
gồm 2 kép x 3MW x 4 km và 2 đơn x 2MW x 3km.
Chọn tiết diện cáp theo mật độ dòng điện là:
F ≥IbtJkt
+Jkt là mật độ dòng kinh tế được xác định dựa trên thời gian sử dụng công
suất lớn nhất của phụ tải cấp điện áp máy phát.
Dòng điện làm việc bình thường của dây cáp là:
+Cáp lộ kép:
Ibt =Pmax.103
2.cosϕ.√
3.Uluoi=
3.103
2.0, 86.√
3.10, 5= 95, 905A
+Cáp lộ đơn:
Ibt =Pmax.103
cosϕ.√
3.Uluoi=
2.103
0, 86.√
3.10, 5= 127, 874A
Từ đồ thị phụ tải địa phương tính ở chương 1 , ta tính thời gian sử dụng công suất
cực đại như sau :
Tmax =
∑Sdpi.ti
Sdpmax
.365
=8, 140.4 + 9, 302.3 + 10, 465.4 + 10, 465.3 + 10, 465.3 + 10, 465.4 + 9, 302.3
10, 465.365
= 8192h
Tra bảng 5.1 sách thiết kê nhà máy điện và trạm biến áp ứng với T = 8192h của cáp
lõi nhôm ứng với mật độ dòng kinh tế Jkt = 1, 2A/mm2.
+Tiết diện cáp của đường dây kép:
Scap=Ibt
Jkt
=95, 905
1, 2= 79, 921mm2
+Tiết diện cáp của đường dây đơn:
Scap=Ibt
Jkt
=127, 874
1, 2= 106, 562mm2
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 63
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Tra bảng ta chọn cáp của đường dây cáp kép có Skép = 95mm2, có Icp = 155(A),và
cáp đơn có Sđơn = 150mm2, có Icp = 210(A) .
Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài của cáp:
- Kiểm tra điều kiện phát nóng khi làm việc bình thường :
I′
cp = K1.K2.Icp ≥ Ibt
trong đó :
+K1 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp.
+K2là hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song.
- Đặt cáp trong đất có nhiệt độ 15oC, nhiệt độ phát nóng của ruột cáp 10,5 kV cho
phép là 60oC, nhiệt độ tiêu chuẩn là 25oC. Do đó:
K1 =
√θcp − θoθcp − θodm
=
√60− 25
60− 15= 0, 88
- Với cáp đơn:K2 = 1 vậy dòng điện làm việc lâu dài cho phép của cáp khi nhiệt độ
của đất là 25oC là:
I′
cp = K1.K2.Icp = 0, 88.155 = 136, 4A > Ibt = 127, 874A
-Với cáp kép: K2 = 0, 9 vậy dòng điện làm việc lâu dài cho phép của cáp khi nhiệt độ
của đất là 25oC là:
I′
cp = K1.K2.Icp = 0, 88.0, 9.210 = 166, 32A > Ibt = 95, 905A
→ Vậy cáp đã chọn thoả mãn khi làm việc bình thường.
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi làm việc cưỡng bức
I′′
cp = Kqt.K1.K2.Icp ≥ Icb
Giả thiết cáp được cho phép quá tải 30% trong thời gian không quá 5 ngày đêm, khi
đó:
+Dây kép:
I′′
cp = Kqt.I′
cp = 1, 3.166, 32 = 216, 216A > 2.Icb = 191, 81A
→ Vậy cáp đã chọn thoả mãn khi làm việc cưỡng bức.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 64
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
5.6.2 Chọn kháng điện đường dây
Kháng điện đường dây được chọn theo các điều kiện sau:
Điều kiện về điện áp: UdmK ≥ Udmluoi = 10,5 kV.
Điều kiện về dòng: IdmK ≥ IKcb .
Điện khángXK% được chọn theo điều kiện ổn định nhiệt cho cáp khi ngắn mạch và
theo điều kiện dòng cắt của máy cắt đặt đầu đường dây.
Ta có sơ đồ bố trí phụ tải của kháng như sau:
Hình 5.3: Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương
-Dòng điện cưỡng bức qua kháng điện được tính theo công thức:
IKcb =PDPmax
cosϕ.√
3.Udm
Vậy dòng cưỡng bức qua kháng sẽ là:
IKcb =10
0, 86.√
3.10, 5= 0, 639kA
Vậy ta chọn kháng điện đơn cho đường dây loại PbA-10-1000-10 có IKdm = 1000A
Để tính điện kháng XK% ta lập sơ đồ thay thế như sau :
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 65
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Ta có:
XHT =Scb√
3.Udm.I′′N4
=100√
3.10, 5.47, 062= 0, 117
Điện kháng của cáp 1:
XC1 = x0.l.ScbU2tb
= 0, 11.4.100
10, 52= 0, 399
Việc chọn XK% xuất phát từ điều kiện dòng cắt của máy cắt và ổn định nhiệt cho
cáp (ĐK1):
I′′N5 ≤ IcatMC1;InhCap1
I′′N6 ≤ IcatMC2;InhCap2
Dòng ổn định nhiệt của cáp 1:
InhCap1 =F.C√tc1
Trong đó:
+F: tiết diện cáp 95 mm2
+C: hệ số với cáp nhôm C = 90.
+tc1 : thời gian cắt máy cắt tc1 = tc2 + ∆t = 0, 7 + 0, 3 = 1s
Vậy:
InhCap1=F.C√
tc1
=95.90√
1= 8550A = 8, 55kA
Dòng ổn định nhiệt của cáp 2 là :
InhCap2=F.C√
tc2
=120.90√
0, 7= 12, 908kA
Điện kháng tổng :
XΣ =IcbInhC1
=Scb√
3.Udm.InhC1
=100√
3.10, 5.8, 55= 0, 643
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 66
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
XK = XΣ −XHT = 0, 643− 0, 117 = 0, 526
XK% =XK.IdmK
Icb
.100 = 0, 526.
√3.10, 5.1
100.100 = 9, 57%
Vậy ta chọn kháng PbA-10-1000-10 có IdmK = 1000(A);XK% = 10%.
+Chọn MC:
Ta có:
XK=Xk%
100
Icb
IdmK
=10
100.
100√3.10, 5.1
= 0, 55
Dòng ngắn mạch siêu quá độ tại N5 là :
I′′
N5=Icb
XHT+XK
=100√
3.10, 5.(0, 117 + 0, 55)= 8, 24kA
Dòng ngắn mạch xung kích là:
ixk=√
2.kxk.IN5=√
2.1, 8.8, 24 = 20, 98kA
Dòng điện làm việc cưỡng bức qua một MC:
Icb =SUFmax√
3.UF
=10, 465√3.10, 5
= 0, 58 (kA)
Ta chọn loại máy cắt có thông số như sau:
Bảng 5.8: Thông số máy cắt được chọn
Loại máy cắt Uđm(kV ) Iđm(A) Icđm(kA) Iđđm(kA)
8BM20 12 1250 25 63
Dòng ngắn mạch siêu quá độ tại N6 là :
I′′
N6=
IcbXHT +XK +XCap1
=100√
3.10, 5.(0, 117 + 0, 55 + 0, 399)= 5, 16(kA)
Kiểm tra kháng điện theo điều kiện cắt của máy cắt 2 và ổn định nhiệt của cáp 2:
I′′N6 = 5, 16 (kA) < Icdm = 20 (kA)
I′′N6 = 5, 16 (kA) < Inhcap2 = 12, 908 (kA)
Kết luận: Kháng được chọn đã đạt yêu cầu.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 67
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
5.7 Chọn các thiết bị đo lường
Trong nhà máy điện, máy biến điện áp và máy biến dòng điện được sử dụng với
nhiều mục đích như đo lường, bảo vệ rơ le, tự động hoá, tín hiệu điều khiển, kiểm
tra cách điện, hoà đồng bộ, theo dõi các thông số. Chúng có mặt ở các cấp điện áp
trong nhà máy. Việc chọn máy biến điện áp và máy biến dòng điện phụ thuộc vào tải
của nó. Điện áp định mức của chúng phải phù hợp với điện áp định mức của mạng.
5.7.1 Chọn máy biến điện áp (BU)
+ Chọn sơ đồ nối dây và kiêu biến điện áp: ta dùng các loại máy biến điện áp 3 pha
5 trụ sao/sao/tam giác hở
+ Điều kiện về điện áp:Udm.BU ≥ Umang
+ Cấp chính xác : tùy theo nhu cầu.
+ Công suất định mức:Sdm.BU ≥ Stt
Cấp điện áp 110 kV
Ở cấp điện áp 110 kV để kiểm tra cách điện, cung cấp cho bảo vệ rơ le, tự động hoá,
ta chọn máy biến điện áp 1 pha loại HKΦ- 110 – 58 có các thông số kỹ thuật sau.
Bảng 5.9: Thông số BU cấp điện áp 110 kV được chọn
Loại BUCấp điện Điện áp định mức các cuộn dây (V) Công suất theo cấp chính xác (VA)
Công suất max (VA)áp (kV) Sơ cấp Thứ cấp Cấp 0,5 Cấp 1
HKΦ - 110 - 58 110 110000/√
3 100/√
3 400 600 2000
Cấp điện áp 35 kV
Chọn biến điện áp 1 pha loại 3HOM-35 có các thông số kỹ thuật sau.
Cấp điện áp máy phát
Máy biến điện áp chọn phải thoả mãn điều kiện sau:
- Điện áp định mức: UBUdm > UdmL= 10,5 kV.
- Công suất định mức: Tổng phụ tải S2 nối vào BU phải bé hơn hoặc bằng phụ tải
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 68
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Bảng 5.10: Thông số BI cấp điện áp 35 kV được chọn
Loại BUCấp điện Điện áp định mức các cuộn dây (V) Công suất theo cấp chính xác (VA)
Công suất max (VA)áp (kV) Sơ cấp Thứ cấp Cấp 0,5 Cấp 1
3HOM-35 35 35000/√
3 100/√
3 150 250 1200
định mức của BU, với cấp chính xá đã chọn, tức là:
S2 < SBUdm với S2 =√
(∑
Pdc)2 + (
∑Qdc)
2
Trong đó∑Pdc và
∑Qdc là tổng công suất tác dụng và công suất phản kháng các
dụng cụ đo mắc vào biến điện áp. Dụng cụ phía thứ cấp của máy biến điện áp là
công tơ nên dùng hai máy biến điện áp một pha nối theo sơ đồ V/V.
Tiến hành chọn BU loại HOM-15 có Udm = 15kV ,cấp chính xác chọn là 0,5.
Các dụng cụ đo lường sử dụng qua máy biến điện áp được ghi ở bảng sau:
Bảng 5.11: Thông số BU cấp điện áp 10,5 kV được chọn
Số TT Phần tử Ký hiệu
Phụ tải BU: AB Phụ tải BU: BC
P,(MW) Q,(MVAr) P,(MW) Q,(MVAr)
1 Vôn kế B-2 7,2 - - -
2 Oát kế tác dụng -341 1,8 - 1,8 -
3 Oát kế phản kháng -342/1 1,8 - 1,8 -
4 Oát kế tự ghi H - 348 8,3 - 8,3 -
5 Oát kế phản kháng tự ghi H - 348 8,3 - 8,3 -
6 Tần số kế -340 - - 6,5 -
7 Công tơ tác dụng -670 0,66 1,62 0,66 1,62
8 Công tơ phản kháng -672 0,66 1,62 0,66 1,62
9 Tổng 20,4 3,24 19,02 3,24
Phụ tải máy biến điện áp AB :
S2AB =√P 2∑
dc +Q2∑dc =
√20, 42 + 3, 242 = 20, 7(V A)
cosϕ =20, 4
20, 7= 0, 98
Phụ tải máy biến điện áp BC :
S2AB =√P 2dc +Q2
dc =√
19, 722 + 3, 242 = 19, 9
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 69
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
cosϕ =19, 72
19, 9= 0, 99
Chọn dây dẫn nối từ BU đến các đồng hồ đo:
Dây dẫn nối từ BU đến các dụng cụ đo phải thỏa mãn các điều kiện sau :
- Tổn thất điện áp trên dây dẫn không vượt quá 0, 5%(0, 5V ) điện áp thứ cấp khi có
công tơ và 3% khi không có công tơ.
- Khi nối với dụng cụ đo điện năng: FCu ≥ 2, 5mm2;FAl ≥ 4mm2
- Khi không nối với dụng cụ đo điện năng: FCu ≥ 1, 5mm2;FAl ≥ 2, 5mm2.
Dòng điện trong các dây dẫn
Ia =SabUab
=20, 7
100= 0, 207(A)
Ib =SbcUbc
=19, 9
100= 0, 199(A)
Để đơn giản giả sử : Ia = Ic = 0, 2A, cosϕAB = cosϕBC = 1
→ Ib =√
3.0, 2 = 0, 346(A)
Điện áp giáng trên dây a và b là:
∆U = (Ia + Ib).r = (Ia + Ib).ρl
F
Giả sử khoảng cách từ BU đến các dụng cụ đo là 50m bỏ qua góc lệch pha giữa Ia và
Ib vì trong mạch có công tơ ∆U = 0, 5%.Vậy tiết diện dây dẫn là:
F ≥ (Ia + Ib).ρ.l
∆U= (0, 2 + 0, 346).
0, 0175.50
0, 5= 0, 956(mm2)
Để đảm bảo về độ bền cơ học ta chọn FCu = 2, 5mm2
5.7.2 Chọn máy biến dòng điện (BI)
Cấp điện áp 110 và 35 kV.
Chọn theo điều kiện sau:
+ Điện áp định mức: UdmBI ≥ Udmluoi
+ Dòng điện định mức sơ cấp: IdmBI ≥ Icb/1, 2 (1,2 là hệ số quá tải cho phép lâu dài
của BI)
+ Cấp chính xác 0,5 vì trong mạch có công tơ điện
Với cấp điện áp 110kV có: I110cb = 0,748 kA
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 70
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Với cấp điện áp 35kV có: I35cb = 1,120 kA
Vậy chọn các loại BI có các thông số sau.
Bảng 5.12: Thông số các BI được lựa chọn phục vụ bảo vệ
Loại BI Udm, kV Bội số ổn định động Bội số ổn định nhiệtIdm, A
Cấp chính xác Phụ tải,ω Ildd, A
Sơ cấp Thứ cấp
TΦH-110M 110 75 60/1 750 5 0,5 0,8 145
TIIOπ35 35 75 60/1 1000 5 0,5 0,8 100
Cấp điện áp máy phát.
Biến dòng điện được đặt trên cả 3 pha, mắc hình sao.
Máy biến dòng điện được chọn cần thoã mãn các điều kiện sau:
+Cấp chính xác: Vì phụ tải của BI có công tơ nên cấp chính xác chọn 0,5.
+Điện áp định mức: UdmBI ≥ Udmluoi = 10, 5kV .
+ Dòng điện định mức sơ cấp:IdmBI ≥ Ic.buc/1, 2 = 3, 736/1, 2 = 3, 113kA
Phụ tải thứ cấp định mức ZBIdm: Để đảm bảo độ chính xác yêu cầu, tổng phụ tải thứ
cấp Z2 không vượt quá phụ tải định mức:
Z2 = ZΣdc + Zdd ≤ ZdmBI
Trong đó :
ZΣdc - Tổng phụ tải các dụng cụ đo.
Zdd - Tổng trở của dây dẫn nối biến dòng điện với dụng cụ đo.
Ngoài ra nó cần phải thoã mãn các điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt khi có
ngắn mạch.
Ta chọn máy biến dòng kiểu TIIIπ-20-1 có các thông số như sau
- Điện áp định mức:UBIdm = 20kV .
- Dòng điện sơ cấp định mức:ISCdm = 6000A
- Dòng điện thứ cấp định mức:ITCdm = 5A
- Cấp chính xác: 0,5
-Phụ tải thứ cấp định mức:ZdmBI = 1, 2Ω.
Từ điều kiện:Z2 = Z∑dc + Zdd ≤ ZdmBI → Zdd ≤ ZdmBI − Z∑
dc
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 71
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Hay:ρ.lttF≤ ZdmBI − ZΣdc → F ≥ ρ.ltt
ZdmBI − ZΣdc
Trong đó:
F - Tiết diện dẫn từ BI đến các dụng cụ đo lường.
ρ- Điện trở suất của vật liệu dây dẫn.
ltt- Chiều dài tính toán của dây dẫn từ BI đến các dụng cụ đo lường.
Công suất tiêu thụ của các cuộn dây của các đồng hồ đo lường cho trong bảng sau.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 72
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Bảng 5.13: Phụ tải đồng hồ
TT Tên dụng cụ đo LoạiCông suất tiêu thụ, VA
Pha A Pha B Pha C
1 Ampe-mét - 378 1 0,1 1
2 Oát-mét tác dụng - 335 5 0 5
3 Oát- mét phản kháng - 335 5 0 5
4 Oát-mét tự ghi H - 348 10 0 10
5 Công tơ tác dụng - 675 2,5 0 2,5
6 Công tơ phản kháng – 673M 2,5 5 2,5
Tổng 26 6 26
Pha A và pha C mang nhiều tải nhất S = 26 VA
Tổng trở các dụng cụ đo lường mắc vào pha A (hay pha C) là:
Zσdc =SS
I2TCdm
=26
52= 1, 04Ω
Ta chọn dây dẫn bằng đồng có ρcu = 0, 0175Ωmm2/m và giả sử chiều dài từ biến dòng
điện đến các dụng cụ đo là: l = 30m. Vì sơ đồ là sao đủ nên ta có ltt = l = 30m.Tiết
diện của dây dẫn được chọn theo công thức sau:
Fdd ≥ρcu.ltt
ZdmBI − ZΣdc
=0, 0175.30
1, 2− 1, 04= 3, 365mm2
Căn cứ vào điều kiện này ta chọn dây dẫn bằng đồng với tiết diện F = 4mm2 Biến
dòng điện kiểu này không cần kiểm tra ổn định động vì nó quyết định bởi điều kiện
ổn định động của thanh dẫn mạch máy phát.Biến dòng điện đã chọn không cần
kiểm tra ổn định nhiệt vì nó có dòng sơ cấp định mức trên 1000 A.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 73
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
Hình 5.4: Sơ đồ nối các dụng cụ vào biến điện áp và biến dòng điện mạch MF
5.8 Chọn chống sét van
Chống sét van là thiết bị được ghép song song với thiết bị điện để bảo vệ chống quá
điện áp khí quyển. Khi xuất hiện quá điện áp, nó sẽ phóng điện trước làm giảm trị
số quá điện áp đặt trên cách điện của thiết bị và khi hết quá trình điện áp sẽ tự động
dập tắt hồ quang điện xoay chiều, phục hồi trạng thái làm việc bình thường.
5.8.1 Chọn chống sét van cho thanh góp
Trên các thanh góp 110 kV và 35 kV đặt các chống sét van với nhiệm vụ quan trọng là
chống quá điện áp truyền từ đường dây vào trạm. Các chống sét van này được chọn
theo điện áp định mức của mạng:
-Trên thanh góp 110 kV: ta chọn chống sét van loại PBC - 110 có điện áp định
mức Udm = 110kV đặt trên cả 3 pha.
-Trên thanh góp 35 kV: ta chọn chống sét van loại PBC - 35 có điện áp định mức
Udm = 35kV , đặt trên cả 3 pha.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 74
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
5.8.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp
+Chọn chống sét van cho MBA 3 dây quấn:
-Phía cao của MBA 3 dây quấn: ta chọn chống sét van loại PBC - 110 có điện áp
định mức Udm = 110kV , đặt trên cả 3 pha.
-Phía trung của MBA 3 dây quấn: ta chọn chống sét van loại PBC - 35 có điện
áp định mức Udm = 35kV , đặt trên cả 3 pha.
+Chọn chống sét van cho MBA 2 cuộn dây:
MBA hai cuộn dây đặt một chống sét van tại trung tính MBA và nhỏ hơn một
cấp so với Udm.C :
-Phía cao 110 kV : đặt PBC - 35 có điện áp định mức Udm = 35kV .
Bảng 5.14: Thông số chống sét van
Loại Udm, kV Umax, kV Udt khi F=50Hz,kV Udtxk khi tpd = 2→ 10s
PBC-35 35 40,5 75 125
PBC-110 110 126 200 285
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 75
6Tính toán tự dùng
6.1 Chọn sơ đồ tự dùng
Nhà máy thủy điện công suất trung bình chỉ có 1 cấp điện áp tự dung là 0,4 kV nhưng
được tách tự dùng chung và tự dùng riêng.
Hình 6.1: Sơ đồ tự dùng nhà máy thủy điện công suất trung bình
76
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
6.1.1 Tự dùng riêng
- Mỗi tổ MF có một MBA tự dùng riêng (B5,B6,B7,B8). Công suất mỗi tổ máy được
chọn khoảng 250 kVA đến 560 kVA tùy thuộc vào công suất từng tổ MF,điện áp hạ từ
điện áp MF xuống 0,4 kV.
- Các MBA tự dùng riêng làm việc theo chế độ dự phòng nhờ MBA tự dùng chung.
6.1.2 Tự dùng chung
- Công suất cho tự dùng chung sẽ là:
Schungtd = Smaxtd − n.SriengdmB
Trongđó:
-Smaxtd là công suất tự dùng cực đại cho toàn nhà máy.
-SriengdmB là công suất định mức MBA tự dùng riêng.
-n là số MBA tự dùng riêng ( n =4 )
- Tự dùng chung được cấp điện từ hai MBA điện áp MF xuống 0,4 kV,đấu điện từ
phía hạ MBA liên lạc của nhà máy-phía trên MC (B9,B10). Phía điện áp MF sử dụng
MC,còn phía hạ áp sử dụng aptomat-có aptomat phân đoạn thường mở khi bình
thường.Hai MBA tự dùng chung làm việc theo chế độ dự phòng nóng.Vậy công suất
của MBA tự dùng chung được chọn:
SchungdmB ≥ 12.Schungtd
kscqt .SchungdmB ≥ Schungtd
- Hai MBA tự dùng chung không những dự phòng nóng cho nhau mà còn làm dự
phòng cho các MBA tự dùng riêng thông qua các aptomat thường mở lúc bình
thường.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 77
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
6.2 Chọn các thiết bị điện và khí cụ điện cho tự dùng
6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng riêng
Công suất mỗi tổ máy được chọn khoảng 250 kVA đến 560 kVA nên ta chọn máy biến
áp loại 250 kVA hạ từ điện áp MF 10,5 kV xuống 0,4 kV của hãng ABB với các thông
số như sau.
Bảng 6.1: Thông số MBA tự dùng riêng
Sđm,kVA UCđm,kV UHđm,kV ∆P0,kW ∆PN ,kW UN%
250 11 0,4 0,64 4,1 4
6.2.2 Chọn máy biến áp tự dùng chung
- Tổng công suất tự dùng chung là:
Schungtd = Smaxtd − n.SriengdmB = 1, 294− 0, 25.4 = 0, 294(MVA)
- Công suất của MBA tự dùng chung được chọn: SchungdmB ≥ 12.Schungtd
kscqt .SchungdmB ≥ Schungtd
↔
SchungdmB ≥ 1
2.0, 294 = 0, 147(MVA)
SchungdmB ≥0, 294
1, 4= 0, 21(MVA)
Ta chọn được MBA có thông số như sau:
Bảng 6.2: Thông số MBA tự dùng chung
Sđm,kVA UCđm,kV UHđm,kV ∆P0,kW ∆PN ,kW UN%
250 11 0,4 0,64 4,1 4
6.2.3 Chọn khí cụ điện
6.2.3.1 Chọn máy cắt và dao cách ly
Điều kiện của máy cắt và DCL đã nêu ở chương 5. Tuy nhiên cần chú ý:
- Điều kiện dòng phải tính theo dòng công suất MBA dự phòng và điện áp MF.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 78
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
-Điều kiện dòng cắt và dòng ổn định động phải theo dòng ngắn mạch ngay phía trên
MBA tự dùng cấp 10,5kV
Coi dòng làm việc cưỡng bức bằng dòng điện làm việc ở mạch biến áp tự dùng
chung:
Icb =1, 4.SdmBA√
3.Udm=
1, 4.0, 25√3.10, 5
= 0, 02(kA)
Ta chọn loại máy cắt có các thông số như sau :
Bảng 6.3: Thông số máy cắt
Tên mạch
Thông số tính toán
Loại MC
Thông số định mức
Udm,(kV) Icb,(kA) I′′N ,(kA) ixk, (kA) Udm,(kV) Idm,(kA) Icdm,(kA) Iddm,(kA)
Phía trên MBA tự dùng chung 10,5 0,02 47,062 122,346 8BK41 12 12,5 80 225
Tương tự ta chọn được DCL có thông số như sau:
Bảng 6.4: Thông số DCL
Tên mạch
Thông số tính toán
Loại MC
Thông số định mức
Udm,(kV) Icb,(kA) ixk, (kA) Udm,(kV) Idm,(kA) Iddm,(kA)
Phía trên MBA tự dùng chung 10,5 0,02 122,346 PBK-20/5000 20 5 200
6.2.3.2 Chọn aptomat
- Điều kiện chọn aptomat là : UdmA ≥ UHdm
IdmA ≥ Ilvmax
ICdmA ≥ IN
Tính điện kháng của các phần tử như sau :
- Công suất của các MBA tự dùng rất nhỏ so với tổng công suất của hệ thống và nhà
máy nên hệ thống là nguồn công suất vô cùng lớn, do đó điện kháng của hệ thống
lấy bằng 0.
Tổng trở của máy biến áp:
ZB=RB+jXB=∆PN.U
2dm
S2dm
+jUN.U
2dm
Sdm
= = (4, 1.0,42
2502 +j4.0,42
250) · 103= 0, 01 + j2, 57(Ω)
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 79
Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền
-Dòng ngắn mạch ba pha tại thanh góp 0,4 kV là :
IN =Utb.103
√3.ZB
=0, 4.103
√3.√
0, 012 + 2, 572= 89, 86(A)
-Mặt khác:
Ilvmax = IdmBA =SdmBA√
3.Udm=
250√3.0, 4
= 360 , 84(A)
Tra bảng 3.3 (Sách sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500 kV-Ngô Hồng
Quang), ta chọn aptomat do Merlin- Gerin chế tạo có các thông số như sau :
Bảng 6.5: Thông số Aptomat
Loại Udm (V) Idm (A) Icdm (kA)
NS400E 500 400 15
Các aptomat khác chọn cùng loại.
SV: Bùi Khắc Quyết-Đ6H2 80