Đề tài Tính toán cân bằng công suất lưạ chọn phương án nối dây

Lêi Nãi §Çu N¨ng l­îng mµ cô thÓ lµ ®iÖn n¨ng ngµy cµng ®­îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp, giao th«ng vËn t¶i ,y tÕ, gi¸o dôc vµ ®êi sèng sinh ho¹t con ng­êi ….§iÖn n¨ng ®­îc s¶n xuÊt ë nhµ m¸y ®iÖn vµ ®­îc truyÒn t¶i, cung cÊp cho c¸c hé tiªu thô. §Ó hiÓu râ ®­îc tÇm quan träng cña ®iÖn n¨ng vµ n¾m b¾t ®­îc c¸c chÕ ®é vËn hµnh cña nhµ m¸y ,vËn hµnh tèt nhµ m¸y trong c¸c ®iÒu kiÖn b×nh th­êng còng nh­ trong c¸c chÕ ®é sù cè… th× ng­êi kÜ s­ cÇn ph¶i cã kiÕn thøc chuyªn m«n thËt tèt vµ ®éi ngò c¸c chuyªn gia gãp phÇn kh«ng nhá. Lµ mét sinh viªn nghµnh hÖ thèng ®iÖn th× viÖc lµm nh÷ng ®å ¸n nh­ thÕ nµy sÏ gióp Ých cho chóng em rÊt nhiÒu cho viÖc lµm ®å ¸n tèt nhgiÖp s¾p tíi vµ trong c«ng t¸c sau nµy. Bëi lÏ ThiÕt kÕ nhµ m¸y ®iÖn lµ mét kh©u rÊt quan träng trong hÖ thèng ®iÖn, viÖc thiÕt kÕ phÇn ®iÖn trong nhµ m¸y ®iÖn lµ mét c«ng viÖc rÊt phøc t¹p, nã bao gåm nhiÒu yÕu tè mang tÝnh ®éc lËp cao vµ ®ßi hái ng­êi thiÕt kÕ ph¶i n¾m b¾t mét c¸ch tæng quan c«ng viÖc m×nh lµm vµ ph¶i vËn dông mét c¸ch s¸ng t¹o nh÷ng kiÕn thøc ®· tÝch cãp ®­îc trong häc tËp vµ trªn thùc tÕ còng nh­ nh÷ng ¶nh h­ëng cña c¸c yÕu tè bªn ngoµi ®Õn thiÕt kÕ, thi c«ng c«ng tr×nh, vËn hµnh. §Ó hoµn thiÖn ®­îc ®å ¸n m«n häc nµy, em xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù chØ b¶o tËn t×nh cña c¸c thÇy c« trong bé m«n hÖ thèng ®iÖn, ®Æc biÖt lµ thÇy h­íng dÉn GS.TS. L· V¨n ót . Do cßn h¹n chÕ vÒ nh÷ng kinh nghiÖm thùc tÕ nªn ®å ¸n ch¾c ch¾n sÏ kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt, rÊt mong nhËn ®­îc sù quan t©m, ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c thÇy c« ®Ó ®å ¸n ®­îc hoµn thiÖn h¬n. Ch­¬ng 1 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT LƯẠ CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY tÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt: 1.1.1:Chọn máy phát: Số tổ máy phát điện: 4x100MW; cosj=0,8; Uđm= 10,5 kV Nhà máy là nhà máy nhiệt điện có công suất 400MW. Ta chọn loại máy phát:TBF-120-2 Có thông số Sđm= 125MVA cosj=0,8 Iđm= 6,875kA Uđm= 10,5 kV 1.1.2 : TÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt: 1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy: Nhà máy có nhiệm vụ phát công suất tổng theo biểu đồ (theo %Pmax): Vì vậy ta có bảng và đồ thị phụ tải toàn nhà máy như sau : Bảng 1.1 T 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 P% 75 80 100 85 75 P(t) MW 300 320 400 340 300 S(t) MVA 375 400 500 425 375 500 425 375 375 400 S(MVA) T(h) 8 12 14 20 24 Hình 1.1: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Đồ thị tính toán tự dùng toµn nhµ m¸y : Nhà máy là loại nhà máy nhiệt điện cho nên công suất tự dùng của nhà máy được tính bằng công thức: Với đầu bài cho atd= 7% Từ công thức trên ta có được bảng sau: Bảng 1.2 T 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 Std(t) 29.75 30.80 35.00 31.85 29.75 Std (MVA) 29.75 30.8 35.0 31.85 29.75 8 12 14 20 24 T(h) Hình 1.2: Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy Đồ thị tính toán phụ tải các cấp: Công thức tính toán: Đồ thị tính toán phụ tải địa phương (đồ thị phụ tải máy phát): Với Pmax= 16,8 MW; cosj=0,8; áp dụng công thức trên ta có bảng và đồ thị sau: Bảng 1.3 T 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24 P% 65 80 100 85 70 P(t) 10.92 13.44 16.80 14.28 11.76 S(t) 13.65 16.80 21.00 17.85 14.70 S(MVA) T(h) 13.65 21.0 17.85 14.70 16.80 0 6 10 14 18 24 Hình 1.3: Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát. Đồ thị phụ tải điện áp trung áp 110kV: Với Pmax= 215 MW cosj=0,8 ; áp dụng công thức ta có được bảng và đồ thị: Bảng 1.4 T 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 P% 75 95 85 100 75 P(t) 161.25 204.25 182.75 215.00 161.25 S(t) 201.56 255.31 228.44 268.75 201.56 201.56 255.31 268.75 201.56 228.44 14 S(MVA) T(h) 0 8 12 20 24 Hình 1.4: Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110 Kv Công suất phát về hệ thống: Công thức tính toán công suất phát về hệ thống: SvềHT(t)= StoànNM(t) – [ Sđph(t) + SUT(t) + SUC(t) + Std(t)] Với SUC(t) = 0 do nhà máy không có phụ tải phía cao. Các số liệu của các phụ tải khác được tính ở trên ta có bảng tính công suất phát về hệ thống như sau: Bảng 1.5 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SToàn nhà máy 375 350 400 450 500 425 425 375 SUF 13.7 16.8 16.8 21.0 21.0 17.9 14.7 14.7 SUT 255.3 255.3 255.3 228.4 228.4 268.8 201.6 201.6 STD 29.75 29.75 30.80 30.80 35.00 31.85 31.85 29.75 Svề ht 76.3 48.1 97.1 169.8 215.6 106.6 176.9 129.0 S(MVA) 375 400 500 425 375 76.3 48.1 97.1 169.8 215.6 106.6 176.9 129 SNM SVHT 29.75 30.08 35 31.85 29.75 STD 13.65 16.8 21 17.85 14.7 SMF T(h) 0 6 8 10 12 14 18 20 24 Hình 1.5: Đồ thị toàn hệ thống CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY: Nhận xét: Sđphmax= 16,8/0.8 = 21 MVA. Ta thấy: Sđphmax / 2SđmF = 21/2*125=0,084=8,4%<15% => không cần sử dụng thanh góp UF Ta có: a = 0,5 (Uc=220kV, UT=110kV) => ta sử dụng 2 MBA tự ngẫu làm liên lạc Do nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải phía trung áp là chủ yếu, nếu còn mới phát công suất về hệ thống (cao áp 220kV), Từ đồ thị phụ tải phía trung áp: STmax/STmin=268.75/201.56 => ta sử dụng 1 bộ máy phát- máy biến áp 2 cuộn dây phía trung áp 110kV, công suất còn lại do các máy tự ngẫu liên lạc đảm nhiệm Xây dựng các phương án nối dây: Sơ đồ nối điện giữa các cấp điện áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau: Số lượng máy phát điện nối vào thành góp điện áp máy phát phải thỏa mãn điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất, các máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho các phụ tải ở điện áp máy phát và phụ tải điện áp trung áp (trừ phần phụ tải do các bộ hoặc các nguồn khác nối vào thanh góp điện áp trung có thể cung cấp được). Công suất mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp không được lớn hơn dự trữ quay của hệ thống. Chỉ được ghép bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây vào thanh góp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này; có như vậy mới tránh được trường hợp lúc phụ tải cực tiểu, bộ này không phát hết công suất hoặc công suất phải chuyển qua hai lần máy biến áp làm tăng tổn hao và gây quá tải cho máy biến áp ba cuộn dây. Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc không cần điều kiện này. Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ, để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh từ các bộ máy phát điện – máy biến áp, nhưng công suất lấy rẽ nhánh không được vượt quá 15% công suất của bộ. Máy biến áp 3 cuộn dây chỉ nên sử dụng khi công suất truyền tải qua cuộn dây này không nhỏ hơn 15% công suất truyền tải qua cuộn dây kia. Đây không phải là điều quy định mà chỉ là điều cần chú ý khi ứng dụng máy biến áp ba cuộn dây. Do đó nếu công suất truyền tải qua một cuộn dây nào đó quá nhỏ sẽ không tận dụng được khả năng tải của nó. Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc tự ngẫu làm liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp vì sơ đồ thiết bị phân phối sẽ phức tạp hơn. Máy biến áp tự ngẫu chỉ sử dụng khi cả hai máy biến áp phía điện áp trung và cao đều có trung tính trực tiếp nối đất (U≥110kV). Khi công suất tải trên điện áp cao lớn hơn dự trữ quay của hệ thống thì phải đặt ít nhất hai máy biến áp. Không nên nối song song máy biến áp hai cuộn dây với máy biến áp 3 cuộn dây vì thường không chọn được hai máy biến áp có tham số phù hợp với điều kiện để vận hành song song. Mô tả các phương án: Phương án I: Phương án II: Phương án III: Nhận xét: Phương án này sử dụng nhiều máy biến áp nên vốn đầu tư lớn vận hành và tính toán phức tạp tính kinh tế không đảm bảo KÕt LuËn: Qua ph©n tÝch s¬ bé trªn, ta quyÕt ®Þnh ®Ó l¹i hai ph­¬ng ¸n 1 vµ 2 ®Ó so s¸nh kinh tÕ vµ chän ra ph­¬ng ¸n tèi ­u. Ch­¬ng 2 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 2.1 Xét phương án I: Hình 2.1 Chọn máy biến áp: Chọn công suất máy biến áp: Bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây: Để lựa chọn kinh tế ta chọn máy biến áp không điều chỉnh dưới tải. Áp dụng công thức: Do máy phát điện có SđmF = 125 MVA => Chọn máy biến áp TДЦ 125 - 121/10,5 có các thông số như sau: DP0= 100.kW ; DPN= 400.kW ; I0%= 0,5 Trong việc lựa chọn bộ máy phát điện – máy biến áp ta không cần kiểm tra điều kiện sự cố do mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp nếu hỏng sẽ loại bỏ cả bộ mà không vận hành thiết bị còn lại trong bộ. Máy biến áp tự ngẫu liên lạc có điều chỉnh dưới tải Trong sơ đồ này như ta đã chọn ở phần trước thì đây là dạng sơ đồ không có thanh góp do vậy ta sử dụng công thức sau để lựa chọn công suất tự ngẫu: Với a - hệ số có lợi (a=0,5) SđmTN ≥ 250 MVA. Chọn loại máy biến áp tự ngẫu ATДЦTH 250-230/121/11 có các thông số như sau: DP0= 120kW ; DPN C-H= 520kW ; I0%= 0,5 Kiểm tra sự cố: Sự cố 1: Hỏng 1 bộ máy phát điện – máy biến áp bên trung áp lúc STmax Điều kiện: Công thức: 2.Kqtảisc.a.SđmTN + Sbộ ³ STmax 2 x 1,4 x 0,5 x 250 + 116.25 = 466.25 > STmax = 268.75 MVA Phân bố công suất: + Phân bố công suất: Cuộn trung áp: SCT = ½(STmax – Sbộ) = 76.3MVA Cuộn hạ áp: SCH = SđmF – 1/2SUF – 1/4Std = 108.113 MVA Cuộn cao áp: SCC = SCH – SCT = 31.863 MVA Bảng 2.1.1 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 CT 69.531 69.531 69.531 56.094 56.094 76.3 42.656 42.656 CH 110.74 109.16 108.90 106.80 105.750 108.113 109.688 110.213 CC 41.21 39.63 39.37 50.71 49.656 31.863 67.031 67.556 Như vậy, tại thời điểm STmax thì công suất đi từ phía cuộn hạ ra phía cuộn cao và cuộn trung, cuộn hạ mang tải lớn nhất. Ta có Stt = a.SđmTN = 125 MVA => SCH = 108.113 < Stt + Công suất thiếu Sthiếu = Svề HT - 2SCC = 42.825 MVA <Sdp = 384 MVA Bảng 2.1.2 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SthiÕu -22.31 -47.31 1.90 51.90 98.750 26.113 26.113 -22.313 Sự cố hỏng 1 máy tự ngẫu tại thời điểm STmax: Điều kiện: Sbộ=SđmMF -Std /4 =125-35/4=116.25 MVA Công thức: Kqtảisc.a.SđmTN + 2Sbộ = 407.5 ³ STmax = 268.75 MVA Phân bố công suất cho tự ngẫu: Cuộn trung áp: SCT = STmax – 2.Sbộ = 36.25 MVA Cuộn hạ áp: SCH = SđmF – SUF - Std/4 = 98.4 MVA Cuộn cao áp: SCC = SCH – SCT = 62.15 MVA Bảng 2.1.3 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 CT 22.81 22.81 22.81 -4.06 -4.06 36.25 -30.94 -30.94 CH 102.60 99.45 99.45 95.25 95.25 98.40 101.55 101.55 CC 79.79 76.64 76.64 99.31 99.313 62.150 132.488 132.488 Như vậy công suất đi từ phía cuộn hạ ra phía cuộn trung và cuộn cao, cuộn hạ mang tải lớn nhất. Ta có Stt = a.SđmTN = 125 MVA Snt = a (SCH + SCT) = 67.325 MVA Ta thấy Snt< Stt = 125 MVA + Công suất thiếu Sthiếu = Svề HT - SCC Bảng 2.1.4 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SthiÕu -3.50 -28.50 20.45 70.45 116.250 44.400 44.400 -3.500 Sự cố hỏng một tự ngẫu tại thời điểm STmin: Điều kiện: Kqtảisc.a.SđmTN + 2Sbộ = 407.5 ³ STmin = 201.6 MVA Phân bố công suất cho tự ngẫu: Cuộn trung áp: SCT = STmin – 2.Sbộ = -30.94 MVA Cuộn hạ áp: SCH = SđmF – SUF - Stdmax/4 = 102.338 MVA Cuộn cao áp: SCC = SCH – SCT = 133.275 MVA Công suất đi từ phía cuộn hạ và cuộn trung vào cuộn cao, cuộn cao mang tải lớn nhất Ta có Stt = a.SđmTN = 125 MVA Snt = a (SCH + SCT) = 35.699MVA => Snt < Stt Tính tổn thất điện năng: Phân bố công suất: Sbộ = Sđmf – 1/n Std Bảng 2.1.5 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 STD 29.75 29.75 30.80 30.80 35.00 31.85 31.85 29.75 Sbộ 117.56 117.56 117.30 117.30 116.25 117.04 117.04 117.56 Trên MBA tự ngẫu liên lạc: Bảng 2.1.6 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Sc 100.64 99.07 98.54 109.88 107.781 90.775 125.944 126.994 St 10.09 10.09 10.36 -3.08 -2.03 17.34 -16.26 -16.78 Sh 110.74 109.16 108.90 106.80 105.750 108.113 109.688 110.213 b.Tính tổn thất điện năng: Đối với bộ máy phát – máy biến áp: Công thức tính: DAbộ = DP0.t + DPN..t Bộ máy phát – máy biến áp có DP0 = 100kW, DPN = 400 kW Ta có bảng sau (tính trong 1 ngày) Bảng 2.1.7 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4 Sbộ = 117.56 117.56 117.30 117.30 116.250 117.038 117.038 117.563 DA = 2.72 0.91 0.90 0.90 0.892 1.803 0.901 1.815 Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc: DAbộ = DP0.t + Với máy biến áp tự ngẫu như đã chọn ở phần trước ta có DP0 = 120kW DPNCT = 520 kW => DPNC = DPNT = DPNH =1/2 DPNCH = 260 kW Bảng 2.1.8 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4 DA= 1.28 0.42 0.42 0.44 0.430 0.817 0.474 0.955 Tổng tổn thất điện năng trong năm: DA = 11742.274 MWh Xét phương án II: Hình 2.2 Chọn máy biến áp: Chọn công suất máy biến áp: Tương tự như phương án I ta cũng chọn máy phát điện có SđmF= 125 MVA => Chọn máy biến áp TДЦ 125 - 121/10,5 có các thông số như sau: DP0= 100.kW ; DPN= 400.kW ; I0%= 0,5 ;UN =10.5% Và máy biến áp TДЦ 125 - 242/10,5 có các thông số như sau: DP0= 115.kW ; DPN= 380.kW ; I0%= 0,5% UN %=11% Máy biến áp tự ngẫu liên lạc có điều chỉnh dưới tải Chọn loại máy biến áp tự ngẫu ATДЦTH 250-230/121/11 có các thông số như sau: DP0= 120kW ; DPN C-H= 520kW ; I0%= 0,5 2 .Kiểm tra sự cố: Sự cố 1: Hỏng bộ máy phát điện – máy biến áp bên trung áp lúc STmax Điều kiện: Công thức: 2.Kqtảisc.a.SđmTN ³ STmax 2x1,4 x 0,5x 250 = 350 > STmax = 268.75 MVA Phân bố công suất: + Phân bố công suất: Cuộn trung áp: SCT = ½(STmax) = 134.375MVA Cuộn hạ áp: SCH = SđmF – 1/2SUF – 1/4Stdmax = 107.325MVA Cuộn cao áp: SCC = SCH – SCT = -27.05 MVA Bảng2. 2.1 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 CT 100.781 127.656 127.656 114.219 114.219 134.375 100.781 100.781 CH 109.425 107.850 107.850 105.750 105.750 107.325 108.900 108.900 CC 8.644 -19.806 -19.806 -8.469 -8.469 -27.050 8.119 8.119 Công suất đi từ phía cuộn cao và cuộn hạ vào cuộn trung, cuộn trung mang tải lớn nhất Ta có Stt = a.SđmTN = 125 MVA Sch = SCH + a.SCC = 93.8 MVA => Sch < Stt + Công suất thiếu Sthiếu = Svề HT - 2SCC – Sbộ = 27.688 MVA Bảng2. 2.2 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SthiÕu -19.688 -19.688 4.000 104.000 98.750 27.688 27.688 -19.688 Sự cố hỏng 1 máy tự ngẫu tại thời điểm STmax: Điều kiện: Công thức: Kqtảisc.a.SđmTN + Sbộ = 292.038 ³ STmax = 268.75 MVA Phân bố công suất cho tự ngẫu: Cuộn trung áp: SCT = STmax – Sbộ = 152.5 MVA Cuộn hạ áp: SCH = SđmF – SUF - Stdmax/4 = 98.4 MVA Cuộn cao áp: SCC = SCH – SCT = -54.1MVA Bảng2. 2.3 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 CT 85.313 139.063 139.063 112.188 112.188 152.500 85.313 85.313 CH 102.600 99.450 99.450 95.250 95.250 98.400 101.550 101.550 CC 17.288 -39.613 -39.613 -16.938 -16.938 -54.100 16.238 16.238 Công suất đi từ phía cuộn cao và cuộn hạ về phía cuộn trung, cuộn trung mang tải lớn nhất. Ta có Stt = a.SđmTN = 125 MVA Sch = SCH + a.SCC = 71.35 MVA Như vậy Sch < Stt + Công suất thiếu Sthiếu = Svề HT - SCC – Sbộ = 16.563 MVA Bảng2. 2.4 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SthiÕu 3.831 -24.619 -0.406 110.931 107.781 16.563 51.731 3.306 3. Tính tổn thất điện năng: Phân bố công suất: Phân bố công suất trên bộ máy phát – máy biến áp phía trung:Sbộ = Sđmf – 1/n Std Bảng2. 3.1 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 STD 29.750 29.750 30.800 30.800 35.000 31.850 31.850 29.750 Sbộ 117.563 117.563 117.300 117.300 116.250 117.038 117.038 117.563 Trên MBA tự ngẫu liên lạc: Bảng2. 3.2 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Sc 68.738 40.288 39.894 51.231 49.656 32.256 67.425 68.213 St 42.000 68.875 69.006 55.569 56.094 75.856 42.263 42.000 Sh 110.738 109.163 108.900 106.800 105.750 108.113 109.688 110.213 Trên bộ máy phát – máy biến áp phía cao: Sbộ = Sbộtrung Tính tổn thất điện năng: Đối với bộ máy phát – máy biến áp: Công thức tính: DAbộ = DP0.t + DPN..t Bộ máy phát – máy biến áp có DP0 = 100 kW, DPN = 400 kW ta tính giống như phương án 1. Đối với bộ máy phát – máy biến áp có DP0 = 115 kW, DPN = 380 kW cũng từ công thức trên ta có bảng sau (tính trong 1 ngày) Bảng2.3.3 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4 Sbộ = 117.563 117.563 117.300 117.300 116.250 117.038 117.038 117.563 DA = 2.707 0.902 0.899 0.899 0.887 1.793 0.896 1.805 Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc: DAbộ = DP0.t + Với máy biến áp tự ngẫu như đã chọn ở phần trước ta có DP0 =120 kW DPNCT = 520 kW => DPNC = DPNT = DPNH =1/2 DPNCH =260 kW Bảng2.3.4 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4 DA= 1.188 0.392 0.392 0.382 0.380 0.788 0.393 0.789 Tổng tổn thất điện năng trong năm: DA = 11331,404 MWh Ch­¬ng 3 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH I)Tính toán các điện kháng trong hệ đơn vi tương đối: Chọn hệ cơ bản với các đại lượng như sau: Scb = 100 MVA Ucb = Utb các cấp: Trong đó: Cấp 220 kV: Utb220 = 230 kV Cấp 110 kV: Utb110 = 115,5 kV Cấp 10,5 kV: Utb10,5 = 11 kV 1.1)Điện kháng hệ thống. Điện kháng hệ thống trong hệ tương đối cơ bản được tính như sau: 1.2)Tính điện kháng đường dây 220 kV. Dây dẫn nối từ thanh góp cao áp về hệ thống được chọn là loại dây có: Xdây = 0,4 W/km Điện kháng đường dây 220 kV trong hệ tương đối cơ bản: 1.3)Điện kháng máy phát. Trong khi tính ngắn mạch, điện kháng của máy phát được thay thế bằng điện kháng siêu quá độ. Với máy phát TBF-120-2 Có thông số Sđm= 125MVA, cosj=0,8, Iđm= 6,875kA, Uđm= 10,5 kV Xd” = 0,192 và SFđm = 125 MVA ta tính được điện kháng tương đối trong hệ cơ bản : 1.4)Điện kháng máy biến áp 2 cuôn dây. Với MBA loại TДЦ 125 - 121/10,5 ta có: UN% = 10,5% SBđm = 125 MVA Do đó: 1.5)Điện kháng máy biến áp tự ngẫu. Trước hết tính điện kháng ngắn mạch từng cuộn dây: Với MBA tự ngẫu 3 pha loại: ATДЦTH 250 ta có UN.C-T = 11% ; UN.C-H = 32% ; UN.T-H = 20% Từ đó tính được: =0 Điện kháng tương đối định mức các cuộn dây MBA tự ngẫu: II)Tính toán ngắn mạch. Việc lựa chọn điểm ngắn mạch tính toán dựa theo yêu cầu lựa chọn thiết bị điện. Thông thường ở cùng cấp điện áp cao hoặc siêu cao ta chọn thiết bị giống nhau, vì vậy với mỗi cấp điện áp ta xét một điểm ngắn mạch có dòng ngắn mạch lớn nhất để chọn các thiết bị cho cấp điện áp đó. A. PHƯƠNG ÁN 1 N1 N2 N3 N3’ N4 Hình 3.1.1 Với các khí cụ điện cao áp ta xét điểm ngắn mạch N1 trên thanh góp cao áp. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là toàn bộ các máy phát và hệ thống. Với các thiết bị trung áp ta xét điểm ngắn mạch N2 trên thanh góp trung áp của nhà máy với nguồn cấp là hệ thống và toàn bộ các máy phát của nhà máy. Với mỗi mạch máy phát ta xét điểm ngắn mạch N3 với nguồn cấp là các máy phát còn lại và hệ thống; điểm ngắn mạch N3’ với nguồn cấp chỉ là máy phát bị ngắn mạch Đối với mạch tự dùng và phụ tải địa phương xét điểm ngắn mạch N4 với nguồn cung cấp là toàn bộ nhà máy và hệ thống. a)Tính ngắn mạch cho điểm N1. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch EHT X1 X2 N1 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 E1 E2 E3 E4 Hình 3.1.2 Các thông số có các trị số như sau: X1 = XHT = 0,023 X2 = XD = 0,036 X3 = X6 = XC = 0,046 X4 = X7 = XH = 0,082 X5 = X8 = X10 = X12 = XF = 0,154 X9 = X11 = XB = 0,84 Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn: EHT X13 X3 X14 X6 X15 X16 X17 E1 E2 E3 E4 N1 Hình 3.1.3 X13 = X1 + X2 = 0,049 X15 = X14 = X4 + X5 = 0,236 X17 = X16 = X9 + X10 = 0,238 Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau: EHT X13 X18 X19 X20 N1 E12 E34 Hình 3.1.4 Trong đó: Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng: E1234 X21 X13 EHT N1 Hình 3.1.5 Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ hệ thống và từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: IHT*(0) = 0,64 INM*(0) = 2,4 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng điện ngắn mạch tại N1 có trị số: IN1(0) = IHT(0) + INM(0) = 5.14 + 3.01 = 8.15 kA Tính tương tự ta có: IN1(0,1) = 7.44 kA IN1(0,2) = 7.21 kA IN1(0,5) = 6.94kA IN1(1) = 6.918 kA Dòng ngắn mạch xung kích tại N1: ixkN1 = Ö2 .kxk.IN1(0) = Ö2.1,8.8.15 = 20,75 kA b)Tính ngắn mạch cho điểm N2. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch N2 EHT X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 E1 E2 E3 E4 Hình 3.1.6 Các thông số có các trị số như sau: X1 = XHT = 0,023 X2 = XD = 0,036 X3 = X6 = XC = 0,046 X4 = X7 = XH = 0,082 X5 = X8 = X10 = X12 = XF = 0,154 X9 = X11 = XB = 0,084 Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn EHT X13 X3 X14 X6 X15 X16 X17 E1 E2 E3 E4 N2 Hình 3.1.7 X13 = X1 + X2 = 0,059 X14 = X4 + X5 = 0,236 X15 = X7 + X8 = 0,236 X16 = X9 + X10 = 0,238 X17 = X11 + X12 = 0,238 Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau: N2 EHT X13 X18 X19 X20 E12 E34 Hình 3.1.8 Trong đó: Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng: X22 E1234 X21 EHT N2 Hình 3.1.9 X22 = X13 + X18 = 0,059 + 0,023 = 0,082 Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: IHT*(0) = 0,38 INM*(0) = 3.4 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng điện ngắn mạch tại N2 có trị số: IN2(0) = IHT(0) + INM(0) = 6.08+8.49=14.57 kA Tính tương tự ta có: IN2(0,1) = 13.01kA IN2(0,5) = 11.76 kA IN2(1) = 11.577 kA Dòng ngắn mạch xung kích tại N2: IxkN2 = .kxk.IN2(0) = .1,8.14,57 = 37.09 kA c)Tính ngắn mạch cho điểm N3. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch EHT X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 E1 E2 E3 E4 N3 Hình 3.1.10 Các thông số có các trị số như sau: X1 = XHT = 0,023 X2 = XD = 0,036 X3 = X6 = XC = 0,046 X4 = X7 = XH = 0,082 X5 = X8 = X10 = X12 = XF = 0,154 X9 = X11 = XB = 0,084 Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn EHT X13 X3 X4 X6 X15 X16 X17 E1 E2 E3 E4 N3 Hình 3.1.11 X13 = X1 + X2 = 0,023 + 0,036 = 0,059 X15 = X7 + X8 = 0,082 + 0,154 = 0,236 X16 = X9 + X10 = 0,084 + 0,154 = 0,238 X17 = X11 + X12 = 0,084 + 0,154 = 0,238 N3 EHT X13 X18 X15 X20 E2 E34 Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau: Hình 3.1.12 Trong đó : Tiếp tục biến đổi: EHT X21 N3 E234 X4 X22 Hình 3.1.13 X21 = X13 + X18 = 0,059 + 0,023 = 0,082 Biến đổi sao tam giác thiếu ta được X24 E234 X23 EHT N3 Hình 3.1.14 Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Vì XHTtt > 3 nên ta có: IHT*(¥) = IHT*(0) = 1 / XHTtt = 1 / 7.68= 0,13 Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: INM*(0) = 1,07 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng điện ngắn mạch tại N3 có trị số: IN3(0) = IHT(0) + INM(0) = 21.83+28,08= 49,91 kA Dòng ngắn mạch xung kích tại N3: IxkN3 = .kxk.IN3(0) = .1,8.49,91 = 127,05 kA d)Tính ngắn mạch cho điểm N3’. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch E1 X5 N3’ Hình 3.1.15 Trong đó: X5 = XF = 0,154 Điện kháng tính toán từ nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: INM*(0) = IN3’*(0) = 5.4 INM*(¥) = IN3’*(¥) = 2,55 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng ngắn mạch xung kích tại N3’: IxkN3’ = .kxk.IN3’(0) = .1,8.35,42 =90.16 kA e)Tính ngắn mạch cho điểm N4. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch: EHT X1 X2 N1 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 E1 E2 E3 E4 N4 Hình 3.1.16 Dễ dàng nhận thấy dòng ngắn mạch tại N4 chính bằng tổng dòng điện ngắn mạch tại N3 và N3’ : IN4(0) = IN3(0) + IN3’(0) = 43,48 + 35,42 = 78,9 kA ixkN4 = 127,05 + 90,16 = 217,21 kA B. PHƯƠNG ÁN 2: N1 N2 N4 N3’ N3 Hình 3.2.1 Với các khí cụ điện cao áp ta xét điểm ngắn mạch N1 trên thanh góp cao áp. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là toàn bộ các máy phát và hệ thống. Với các thiết bị trung áp ta xét điểm ngắn mạch N2 trên thanh góp trung áp của nhà máy với nguồn cấp là hệ thống và toàn bộ các máy phát của nhà máy. Với mỗi mạch máy phát ta xét điểm ngắn mạch N3 với nguồn cấp là các máy phát còn lại và hệ thống; điểm ngắn mạch N3’ với nguồn cấp chỉ là máy phát bị ngắn mạch Đối với mạch tự dùng và phụ tải địa phương xét điểm ngắn mạch N4 với nguồn cung cấp là toàn bộ nhà máy và hệ thống. E4 a)Tính ngắn mạch cho điểm N1. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch X6 X7 X10 EHT X1 X2 N1 X8 X3 X4 X5 E1 E2 X9 X11 E3 X12 E4 Hình 3.2.2 Các thông số có các trị số như sau: X1 = XHT = 0,023 X2 = XD = 0,036 X3 = X6 = XC = 0,046 X4 = X7 = XH = 0,082 X5 = X8 = X11 = X12 = XF = 0,154 X9 = XBC =0.088 X10 = XBT = 0,084 Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn: EHT X13 X6 X15 X17 X3 X14 E1 E2 X16 E3 E4 N1 Hình 3.2.3 X13 = X1 + X2 = 0,049 X15 = X14 = X4 + X5 = 0,236 X16 = X9 + X11 = 0,242 X17 = X10 + X12 = 0,238 EHT X13 X18 X19 N1 E12 X17 E4 X16 E3 Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau: Hình 3.2.4 Trong đó: EHT X13 X21 N1 E124 X16 E3 EHT X13 X18 X20 N1 E124 X16 E3 Hình 3.2.5 Hình 3.2.6 Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng: E1234 X22 X13 EHT N1 Hình 3.2.7 Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ hệ thống và từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: IHT*(0) = 0,64 INM*(0) = 2,7 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng điện ngắn mạch tại N1 có trị số: IN1(0) = IHT(0) + INM(0) = 5,141 + 3,389 = 8.53 kA Tính tương tự ta có: IN1(0,1) = 7,867 kA IN1(0,2) = 7,345 kA IN1(0,5) = 7,37kA IN1(1) = 7,428 kA Dòng ngắn mạch xung kích tại N1: ixkN1 = Ö2 .kxk.IN1(0) = Ö2.1,8.8,53 = 21,714 kA b)Tính ngắn mạch cho điểm N2. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạchX6 X7 X10 EHT X1 X2 N2 X8 X3 X4 X5 E1 E2 X9 X11 E3 X12 E4 Hình 3.2.8 Các thông số có các trị số như sau: X1 = XHT = 0,023 X2 = XD = 0,036 X3 = X6 = XC = 0,046 X4 = X7 = XH = 0,082 X5 = X8 = X11 = X12 = XF = 0,154 X9 = XBC = 0,088 X11 = XBT = 0,084 Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơnEHT X13 X6 X15 X3 X14 E1 E2 X16 E3 X17 E4 N2 Hình 3.2.9 X13 = X1 + X2 = 0,059 X14 = X4 + X5 = 0,236 X15 = X7 + X8 = 0,236 X16 = X9 + X11 = 0,242 X17 = X10 + X12 = 0,238 N2 EHT X20 X19 E12 X17 E4 X21 E3 N2 EHT X13 X18 X19 E12 X17 E4 X16 E3 Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau: Hình 3.2.10 Hình 3.2.11 Trong đó: Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng: N2 EHT X22 E124 X20 Hình 3.2.12 Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Vì XHTtt =8,768>3 do đó ta có IHT*(¥) = IHT*(0) = 1 / XHTtt = 1 / 8,768= 0,114 Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: INM*(0) = 3.5 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng điện ngắn mạch tại N2 có trị số: IN2(0) = IHT(0) + INM(0) = 1,82+8.75=10,57 kA Tính tương tự ta có: IN2(0,1) = 7,75kA IN2(0,2) = 7,37kA IN2(0,5) = 7,02 kA IN2(1) = 6,772 kA Dòng ngắn mạch xung kích tại N2: IxkN2 = .kxk.IN2(0) = .1,8.10,57= 26,92 kA c)Tính ngắn mạch cho điểm N3. EHT X1 X2 X3 X4 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 E2 E3 E4 N3 Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch Hình 3.2.13 Các thông số có các trị số như sau: X1 = XHT = 0,023 X2 = XD = 0,036 X3 = X6 = XC = 0,046 X4 = X7 = XH = 0,082 X5 = X8 = X10 = X12 = XF = 0,154 X9 = XBC = 0,088 X11 = XBT = 0,084 Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn EHT X13 X3 X4 X6 X14 X15 X16 E2 E3 E4 N3 Hình 3.2.14 X13 = X1 + X2 = 0,023 + 0,036 = 0,059 X14 = X7 + X8 = 0,082 + 0,154 = 0,236 X15 = X9 + X10 = 0,088 + 0,154 = 0,242 X16 = X11 + X12 = 0,084 + 0,154 = 0,238 N3 EHT X13 X18 X17 X15 E3 E24 X4 Ghép song song các nhánh và biến đổi sao tam giác thiếu ta thu được sơ đồ sau: Hình 3.2.15 Trong đó : EHT X19 X20 N3 E3 X4 E24 X17 Tiếp tục biến đổi: Hình 3.2.16 X21 EHT X19 N3 E234 X4 Hình 3.2.17 Biến đổi sao tam giác thiếu ta được X23 E234 X22 EHT N3 Hình 3.2.18 Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Vì XHTtt > 3 nên ta có: IHT*(¥) = IHT*(0) = 1 / XHTtt = 1 / 8,032= 0,125 Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: INM*(0) = 1,04 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng điện ngắn mạch tại N3 có trị số: IN3(0) = IHT(0) + INM(0) = 21.83+21.65=48,204 kA Dòng ngắn mạch xung kích tại N3: IxkN3 = .kxk.IN3(0) = .1,8.48,204= 122,707 kA d)Tính ngắn mạch cho điểm N3’. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch E1 X5 Hình 3.2.19 Trong đó: X5 = XF = 0,154 Điện kháng tính toán từ nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: INM*(0) = IN3’*(0) = 5.4 ; INM*(¥) = IN3’*(¥) = 2,55 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng ngắn mạch xung kích tại N3’: IxkN3’ = .kxk.IN3’(0) = .1,8.35,42 =90.16 kA e)Tính ngắn mạch cho điểm N4. EHT X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 E1 E2 E3 E4 N4 Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch: Hình 3.2.20 Dễ dàng nhận thấy dòng ngắn mạch tại N4 chính bằng tổng dòng điện ngắn mạch tại N3 và N3’ : IN4(0) = IN3(0) + IN3’(0) = 43,48 + 35,42 = 78,9 kA ixkN4 = 110,68 + 90,16 = 200,84 kA Ch­¬ng 4: TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU Tính toán dòng cưỡng bức: Phương án I: Phía cao: Dòng về hệ thống: Icb = =0,54 kA Máy biến áp tự ngẫu liên lạc: Bảng 4.1 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Bt 108.08 106.51 106.24 117.58 116.531 98.738 133.906 134.431 Icb bt 0.27 0.27 0.27 0.30 0.293 0.248 0.336 0.337 Sự cố bộ 41.21 39.63 39.37 50.71 49.66 31.86 67.03 67.56 Icb bộ 0.10 0.10 0.10 0.13 0.125 0.080 0.168 0.170 Sự cố ll 81.10 77.95 77.69 100.36 99.31 62.94 133.28 133.80 Icb ll 0.20 0.20 0.20 0.25 0.249 0.158 0.335 0.336 Icb = 0,337 kA Phía trung áp: Đường dây: + Đối với đường dây kép: Icb = + Đối với đường dây đơn: Icb = Bộ máy phát – máy biến áp: Icb = 1,05.. Máy biến áp tự ngẫu liên lạc: Bảng 4.2 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Bt 2.66 2.66 2.66 -10.78 -10.78 9.38 -24.22 -24.22 Icb bt 0.01 0.01 0.01 -0.05 -0.051 0.045 -0.116 -0.116 Sự cố bộ 69.53 69.53 69.53 56.09 56.09 76.25 42.66 42.66 Icb bộ 0.33 0.33 0.33 0.27 0.268 0.364 0.204 0.204 Sự cố ll 22.81 22.81 22.81 -4.06 -4.06 36.25 -30.94 -30.94 Icb ll 0.11 0.11 0.11 -0.02 -0.019 0.173 -0.148 -0.148 Icb = 0,364kA Phía hạ áp: Icb = 1,05. Phương án II: Phía cao: Dòng về hệ thống: Icb = =0,54 kA Bộ máy phát – máy biến áp: Icb = 1,05. Máy biến áp tự ngẫu liên lạc: Bảng 4.3 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Bt 68.738 40.288 39.894 51.231 49.656 32.256 67.425 68.213 Icb bt 0.173 0.101 0.100 0.129 0.125 0.081 0.169 0.171 Sự cố bộ 8.644 -19.806 -19.806 -8.469 -8.469 -27.050 8.119 8.119 Icb bộ 0.022 -0.050 -0.050 -0.021 -0.021 -0.068 0.020 0.020 Sự cố ll 17.288 -39.613 -39.613 -16.938 -16.938 -54.100 16.238 16.238 Icb ll 0.043 -0.099 -0.099 -0.043 -0.043 -0.136 0.041 0.041 Icb = 0,173 kA Phía trung áp: Đường dây: + Đối với đường dây kép: Icb = + Đối với đường dây đơn: Icb = Bộ máy phát – máy biến áp: Icb = 1,05.. Máy biến áp tự ngẫu liên lạc: Bảng 4.4 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Bt 42.000 68.875 69.006 55.569 56.094 75.856 42.263 42.000 Icb bt 0.200 0.329 0.329 0.265 0.268 0.362 0.202 0.200 Sự cố bộ 100.781 127.656 127.656 114.219 114.219 134.375 100.781 100.781 Icb bộ 0.481 0.609 0.609 0.545 0.545 0.641 0.481 0.481 Sự cố ll 85.313 139.063 139.063 112.188 112.188 152.500 85.313 85.313 Icb ll 0.407 0.664 0.664 0.535 0.535 0.728 0.407 0.407 => Icb = 0,728 kA Phía hạ áp: Icb = 1,05. Chọn máy cắt sơ bộ: Điều kiện chọn máy cắt: UđmMC ³ Ulưới IđmMC ³ ICB Phương án I: Ta chän ®­îc c¸c MC theo b¶ng sau: B¶ng 4.5 §iÓm ng¾n m¹ch Th«ng sè tÝnh to¸n Lo¹i MC Th«ng sè ®Þnh møc U®m (kV) Icb (kA) I” (kA) ixk (kA) U®m (kV) I®m (kA) Ic¾t (kA) il®® (kA) N1 220 0.54 8.153 20.755 3AQ1 245 4 40 100 N2 110 0.6 14.91 37.945 3AQ1-FE 123 3,15 31,5 80 N3 10 6.87 49.950 127.151 8BK40 12 5 63 160 N4 10 6.87 112.93 287.462 MΓ-10-5000/1800 10 5 105 300 Kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt ®èi víi c¸c m¸y c¾t v× chóng cã dßng ®iÖn dÞnh møc lín h¬n 1000A. Dßng I®m vµ dßng Ic®m kh«ng lín nªn chän m¸y c¾t dÔ dµng. Ta ®Òu dïng m¸y c¾t kh«ng khÝ vµ SF6. 2).Ph­¬ng ¸n 2: Ta chän ®­îc c¸c MC theo b¶ng sau: B¶ng 4.6 §iÓm ng¾n m¹ch Th«ng sè tÝnh to¸n Lo¹i MC Th«ng sè ®Þnh møc U®m (kV) Icb (kA) I” (kA) ixk (kA) U®m (kV) I®m (kA) Ic¾t (kA) il®® (kA) N1 220 0.54 8.53 21.7 3AQ1 245 4 40 100 N2 110 0.6 10.57 26.91 3AQ1-FE 123 3,15 31,5 80 N3 10 6.87 48.2 122.7 8BK41 12 12,5 80 225 N4 10 6.87 111.18 283 MΓ-10-5000/1800 10 5 105 300 Kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt v× c¸c m¸y c¾t ®Òu cã dßng ®iÖn dÞnh møc lín h¬n 1000A. Do dßng lµm viÖc c­ìng bøc cña m¹ch tù dïng lín nªn chän khÝ cô ®iÖn nÆng nÒ. Ta ph¶ichän m¸y c¾t Ýt dÇu lo¹i MΓ-10-5000/1800. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối: Phương án I: Để có thể tính được chỉ tiêu kinh tế các phương án, trước hết ta chọn sơ đồ các thiết bị phân phối. Vì nhà máy có công suất lớn, vai trò đối với hệ thống quan trọng nên với cấp điện áp 220 kV ta có thể chọn sơ đồ tứ giác . Đối với thanh góp 110 kV, số mạch lớn cung cấp cho các hộ quan trọng nên ta dùng hệ thống 2 thanh góp có thanh góp vòng. Sơ đồ thiết bị phân phối như sau: Hình 4.1 2).Ph­¬ng ¸n 2: Để có thể tính được chỉ tiêu kinh tế các phương án, trước hết ta chọn sơ đồ các thiết bị phân phối. Vì nhà máy có công suất lớn, vai trò đối với hệ thống quan trọng nên với cấp điện áp 220 kV ta có thể chọn sơ đồ 2 thanh góp có thanh góp vòng. Đối với thanh góp 110 kV, số mạch lớn cung cấp cho các hộ quan trọng nên ta dùng hệ thống 2 thanh góp có thanh góp vòng. Sơ đồ thiết bị phân phối như sau: Hình 4.2 IV.Tính toán Kinh tế - Kỹ thuật chọn phương án tối ưu: Phương án I: Vốn đầu tư: V = VB + VTBPP Trong đó: VB = Ski. VBi VBi – Giá máy biến áp thứ i ki – Hệ số chuyên chở lắp đặt, chọn k = 1,3 VTBPP = Sni. VMCi n – Số mạch cấp điện áp i VMCi – Giá máy cắt i. Đối với cấp điện áp cao : VMCcao = 80.103 USD Đối với cấp điện áp trung: VMCtrung = 80.103 USD Đối với cấp điện áp hạ: VMC hạ = 80.103 USD B¶ng 4.7 Thiết bị Loại Đơn giá, 103 USD/máy Số lượng Hệ số Tổng tiền, 103 USD MBA ΑTДЦΤН־250 1700 2 1,3 4420 ΤДЦ-125 850 2 1,3 1700 Máy cắt 3AQ1 80 4 1 320 3AQ1 – FE 50 12 1 600 Tổng vốn đầu tư V = 7040 Chi phí vận hành hằng năm: P = Pvh + PDA . Trong đó: Pvh = 8%.V = 0,08.7200 = 576.103 PDA = c. DA = 0,03.DA = 0,03. 11742.274.103 = 352,268.103 USD P = 928,268.103 USD Phương án II: Tính toán tương tự ta có B¶ng 4.8 Thiết bị Loại Đơn giá, 103 US D/máy Số lượng Hệ số Tổng tiền, 103 US D MBA ΑTДЦΤН־250 1700 2 1,3 4420 ΤДЦ-125 900 1 1,3 1170 ΤДЦ-125 850 1 1,3 1105 Máy cắt 3AQ1 80 7 1 560 3AQ1 – FE 50 11 1 550 Tổng vốn đầu tư: V= 7805 Chi phí vận hành hằng năm: P = Pvh + PDA . Trong đó: Pvh = 8%.V = 0,08.7805 = 624,4.103 PDA = c. DA = 0,03.DA = 0,03. 11331,404.103 = 339,94.103 USD => P = 964.342.103 USD So sánh 2 phương án ta thấy: V1 Phương án I là phương án tối ưu. Chương 5 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN I)Cấp điện áp 220 kV. 1.1)Chọn thanh góp 220 kV. Thanh góp 220 kV được chọn là loại thanh dẫn mềm và được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài, theo đó dòng điện cho phép của thanh góp đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ phải lớn hơn dòng điện cưỡng bức của thanh góp: Trong đó: Icp : dòng điện cho phép làm việc lâu dài của thanh góp. Icb : dòng điện cưỡng bức của thanh góp. khc: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc. qcp : nhiệt độ cho phép của vật liệu làm thanh góp (lấy qcp = 700C) q0 : nhiệt độ môi trường làm việc tiêu chuẩn theo nhà sản xuất q0’ : nhiệt độ môi trường làm việc thực tế. (thường qo’ = 350C) Ta chọn thanh góp 220 kV là thanh dẫn có nhiệt độ môi trường của nhà sản xuất là 250C. Ta có: Dòng cưỡng bức của thanh góp 220 kV: Điều kiện chọn thanh góp 220 kV: Vậy ta chọn thanh góp 220 kV là loại dây ACO – 400có Icp = 825 kA , đường kính dây 27,2 mm đặt trên mặt phẳng nằm ngang với khoảng cách các pha D = 4 m. Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Trong đó: BN : xung lượng nhiệt khi ngắn mạch. C : hằng số phụ thuộc nhiệt độ dây dẫn, dây AC có Từ chương 3 ta đã tính được các dòng ngắn mạch: IN1(0) = 8,153 kA IN1(0,1) = 7.578 kA IN1(0,5) = 7,182kA IN1(1) = 7,239kA Như vậy xung lượng nhiệt ngắn mạch: = 52.106 A2.s Ta có: Như vậy loại thanh đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt. Kiểm tra điều kiện vầng quang: Tiết diện đã chọn phải thoả mãn điều kiện: Trong đó m : hệ số xét đến độ xù xì của bề mặt dây, m = 0,85 r : bán kính ngoài của thanh dẫn (cm) D : khoảng cách giữa các pha của dây (cm) Ta tính được: Vậy thanh góp đã chọn thoả mãn điều kiện vầng quang 1.2)Chọn dây dẫn từ MBA tự ngẫu lên thanh góp 220 kV. Dây dẫn mềm nối từ MBA tự ngẫu lên thanh góp 220 kV được chọn giống thanh dẫn mềm 220 kV có tiết diện ACO – 400. 1.3)Chọn máy cắt và dao cách ly. a)Máy cắt Dựa vào cấp điện áp và dòng điện làm việc cưỡng bức đã xác định ở chương2, kết hợp với các giá trị dòng ngắn mạch đã tính ở chương 3, ta chọn máy cắt theo bảng sau: Loại máy cắt UMCđm, kV IMCđm\Icb, kA ICđm\IN(0), kA iđđm\ixk, kA 3AQ1 245 4\0,54 40\8,49 100\21,6 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Loại máy cắt này có: Inh = 40 kA và tnh = 3 s Þ Inh2.tnh = 402.3 = 4800 kA2.s > BN = 51 kA2.s Điều kiện ổn định nhiệt được thoả mãn. b)Dao cách ly Dao cách ly được chọn theo điều kiện điện áp và dòng điện định mức: UDCLđm ≥ UMĐđm = 220 kV IDCLđm ≥ Icb = 0,54 kA Kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt: iđđm ≥ ixk = 21,6 kA I2nhđm.tnhđm ≥ BN = 51.106 A2.s Ta chọn dao cách ly 220 kV loại PЛHD – 220П/600 Loại dao cách ly UCLđm, kV IDCLđm\Icb, kA iđđm\ixk, kA Inh\tnh PЛHD – 220П/600 220 0,6\0,54 60\21,6 12\10 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Inh2.tnh = 122.10 = 1440 kA2.s > BN = 51 kA2.s Điều kiện ổn định nhiệt được thoả mãn. 1.4)Chọn máy biến điện áp, biến dòng điện. a)Máy biến điện áp (BU) Máy biến điện áp 220 kV được dùng để lấy các tín hiệu điện áp, phục vụ bảo vệ Rơle, đo lường và tự động hoá trong nhà máy. Ta chọn 3 BU kiểu HKФ-220-58 , có các thông số như sau: Uscđm kV UTcđm V Cấp chính xác Sđm VA 1 600 b)Máy biến dòng điện (BI) Máy biến dòng 220 kV được dùng để lấy các tín hiệu điện áp, phục vụ bảo vệ Rơle, đo lường và tự động hoá trong nhà máy. Ta chọn 3 BI kiểu TФH-220-3T có các thông số như sau: Uđm kV Iscđm A Itcđm A Cấp chính xác Z2đm W Ilđđ, kA Inh\tnh 220 600 5 0,5 1,2 27 10,2\4 II)Cấp điện áp 110 kV. 2.1)Chọn thanh góp 110 kV. Thanh góp 110 kV được chọn là loại thanh dẫn mềm và được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài, theo đó dòng điện cho phép của thanh góp đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ phải lớn hơn dòng điện cưỡng bức của thanh góp: Trong đó Dòng cưỡng bức của thanh góp 110 kV: Điều kiện chọn thanh góp 110 kV: Vậy ta chọn thanh góp 110 kV là loại dây AC – 400 có Icp = 0,835 kA , đường kính dây 26.6 mm đặt trên mặt phẳng nằm ngang với khoảng cách pha D = 2,5 m. Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Từ chương 3 ta đã tính được các dòng ngắn mạch: IN2(0) = 14,91 kA IN2(0,1) = 13,01kA IN2(0,5) = 11,76kA IN2(1) = 11,577 kA Như vậy xung lượng nhiệt ngắn mạch: = 135.106 A2.s Ta có: Như vậy loại thanh đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt. Kiểm tra điều kiện vầng quang: Tiết diện đã chọn phải thoả mãn điều kiện: Trong đó m : hệ số xét đến độ xù xì của bề mặt dây, m = 0,85 r : bán kính ngoài của thanh dẫn D : khoảng cách giữa các pha của dây Ta tính được: Vậy điểu kiện vầng quang được đảm bảo. 2.2)Chọn dây dẫn từ MBA tự ngẫu lên thanh góp 110 kV. Dây dẫn mềm nối từ MBA tự ngẫu lên thanh góp 110 kV được chọn giống thanh dẫn mềm 110 kV có tiết diện AC – 400. 2.3)Chọn máy cắt và dao cách ly. a)Máy cắt Dựa vào cấp điện áp và dòng điện làm việc cưỡng bức đã xác định ở chương II, kết hợp với các giá trị dòng ngắn mạch đã tính ở chương IV, ta chọn máy cắt theo bảng sau: Loại máy cắt UMCđm, kV IMCđm\Icb, kA ICđm\IN(0), kA iđđm\ixk, kA 3AQ1-FE 123 3.15\0,6 31.5\14.91 80\37.95 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Loại máy cắt này có: Inh = 40 kA và tnh = 3 s Þ Inh2.tnh = 402.3 = 4800 kA2.s > BN = 149 kA2.s Điều kiện ổn định nhiệt được thoả mãn. b)Dao cách ly Dao cách ly được chọn theo điều kiện điện áp và dòng điện định mức: UDCLđm ≥ UMĐđm = 110 kV IDCLđm ≥ Icb = 0,6 kA Kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt: iđđm ≥ ixk = 37.95 kA I2nhđm.tnhđm ≥ BN =149.106 A2.s Ta chọn dao cách ly 110 kV loại PЛHD – 110/1000 Loại dao cách ly UCLđm, kV IDCLđm\Icb, kA iđđm\ixk, kA Inh\tnh PЛΗД-110/1000 110 1\0,6 80\37.95 15\10 2.4)Chọn máy biến điện áp, biến dòng điện. a)Máy biến điện áp (BU) Máy biến điện áp 110 kV được dùng để lấy các tín hiệu điện áp, phục vụ bảo vệ Rơle, đo lường và tự động hoá trong nhà máy. Ta chọn 3 BU kiểu HKФ-110-58 , có các thông số như sau: Uscđm kV UTcđm V Cấp chính xác Sđm VA 1 600 b)Máy biến dòng điện (BI) Máy biến dòng 110 kV được dùng để lấy các tín hiệu điện áp, phục vụ bảo vệ Rơle, đo lường và tự động hoá trong nhà máy. Ta chọn 3 BI kiểu TФH-110M có các thông số như sau: Uđm kV Iscđm A Itcđm A Cấp chính xác Z2đm W 110 600 5 0,5 1,2 III)Mạch máy phát điện. 3.1)Chọn thanh dẫn từ máy phát đến MBA. Để nối từ máy phát điện đến MBA ta dùng thanh dẫn cứng, được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài: Dòng điện cưỡng bức đã tính được từ chương II: Icb = 6,87kA Ta chọn thanh dẫn bằng đồng có nhiệt độ tiêu chuẩn 250C Điều kiện chọn thanh dẫn: Ta chọn thanh dẫn tiết diện hình máng bằng đồng, 3 pha đặt trên mặt phẳng ngang cách nhau a = 100 cm, mỗi thanh góp đặt trên các sứ đỡ cách nhau 200 cm có các kích thước sau: Kích thước, mm Tiết diện một cực mm2 Mômen trở kháng cm3 dòng điện cho phép cả 2 thanh h b c r Một thanh Hai thanh Wyo-yo Wx-x Wy-y 200 90 12 16 2x4040 225 46,5 490 10500 Kiểm tra ổn định động Với khoảng cách thanh góp các pha a = 1 m , khoảng cách giữa các sứ đỡ l1 = 1 m , lực động điện tác động lên thanh góp 1 pha là: (111,86.103)2 = 220,2 kg Momen phá hoại tác động lên thanh góp: ứng suất phá hoại tác động lên thanh góp 1 pha: Đối với thanh dẫn bằng đồng бCP = 1400 kg/cm2 Þ s1 < sCP Thanh dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định động Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Vì dòng điện làm việc của thanh dẫn đã chọn là 8550 A > 1000 A nên không cần phải kiểm tra ổn định nhiệt. 3.2)Chon sứ đỡ thanh dẫn. Sứ đỡ thanh dẫn được chọn theo điều kiện điện áp định mức và độ bền cơ khi xảy ra ngắn mạch: USđm ≥ UMĐđm = 10,5 kV Trong đó: USđm : điện áp định mức của sứ Ftt : lực phá hoại tác động lên thanh dẫn (Ftt = F1) Ftt’: lực phá hoại tác động lên đầu sứ FPH : lực phá hoại nhỏ nhất của sứ H’: chiều cao sứ H : chiều cao của trọng tâm thanh dẫn Chọn sứ loại OФ-10-750Y3 với các thống số Loại sứ Usđm , kV FPH , kg H’ , mm OF-10-4250KBY3 10 4250 230 Þ Ftt’ < FCP = 0,6.4250 = 2250 kg Vậy sứ đã chọn thoả mãn điều kiện độ bền cơ. 3.3)Chọn máy cắt và dao cách ly. a)Máy cắt Dựa vào cấp điện áp và dòng điện làm việc cưỡng bức đã xác định ở chương 2, kết hợp với các giá trị dòng ngắn mạch đã tính ở chương 3, ta chọn máy cắt theo bảng sau: Loại máy cắt UMCđm, kV IMCđm\Icb, kA ICđm\IN(0), kA iđđm\ixk, kA MГ-10-9500/3000 20 9,5\6,87 100\62,976 300\160,311 b)Dao cách ly Ta chọn dao cách ly loại PBP-20/8000 Loại dao cách ly UCLđm, kV IDCLđm\Icb, kA iđđm\ixk, kA Inh\tnh PBK-20/7000 20 7\6,87 250\160,311 75/10 3.3)Chọn BU và BI. Sơ đồ nối BU và BI a)Chọn BU. Điều kiện chọn: Dụng cụ phía thứ cấp là công tơ nên dùng 2 BU nối day theo hình trên 2xHOM-10 UđmBU ≥ Umạng = 10 kV SđmBU ≥ S2 Cấp chính xác: 0,5 Phụ tải của BU: tổng công suất của các đồng hồ đo lường nối vào mạch thứ cấp BU, các loại đồng hồ đo lường ghi trong bảng sau: Tên dụng cụ mắc vào BU Kiểu Phụ tải AB Phụ tải BC P, W Q, VAr P, W Q, VAr Vôn mét B-2 7,2 Oát mét Д-341 1,8 1,8 Ôm mét phản kháng Д-342/1 1,8 1,8 Oát mét tự ghi H-348 8,3 8,3 Tần số kế H-348 8,3 6,5 Công tơ Д-670 0,66 1,62 0,66 1,62 Công tơ phản kháng WT-672 0,66 1,62 0,66 1,62 Tổng 20,4 3,24 19,72 3,24 Biến điện áp AB: Biến điện áp BC: Vậy chọn 2 BU loại 1 pha HOM-10 mỗi cái có công suất định mức 50 VA. Có các thông số như sau: Uđm kV Uscđm kA UTcđm A Cấp chính Xác Công suất VA 10 10,5 100 0,5 50 Chọn dây dẫn nối từ BU đến các đồng hồ đo: Dòng trong các dây dẫn a,b,c: Coi Ia = Ic = 0,2 A và cos(ab = cos(bc = 1 ( Ib Ľ Điện áp giáng trong dây a và b Giả thiết khoảng cách đặt các đồng hồ đo tới BU là 50 m và dùng dây dẫn đồng hồ có ρ= 0,0175 Wmm2/m; DU = 0,5%. Vậy tiết diện dây là: Ta chọn dây dẫn ruột đồng bọc cách điện bằng PVC có tiết diện là 1,5 mm2 b)Chọn BI. Điều kiện chọn: Sơ đồ nối dây: mắc hình sao đặt trên cả 3 pha Điện áp định mức: UđmBI ≥ UMĐ = 10kV Dòng điện định mức: IđmBI ≥ Icb = 3,608 kA Cấp chính xác: 0,5 Chọn BI loại TПO-10 có các thông số như sau: Uđm kV Iscđm kA ITcđm A Cấp chính xác ZđmBI W 10 4 5 0,5 1,2 Chọn dây dẫn Để đảm bảo độ chính xác yêu cầu, tổng phụ tải thứ cấp Z2 của nó (kể cả dây dẫn) không được vượt quá phụ tải định mức: Z2 = ZSdc + Zdd ≤ ZđmBI Trong đó: ZSdc : tổng phụ tải các dụng cụ đo Zdd : tổng trở của dây dẫn Công suất tiêu thụ của các cuộn dây trong dụng cụ đo lường được ghi trong bảng 5-8 sau: Tên dụng cụ đo Ký hiệu Phụ tải, VA Pha A Pha B Pha C Ampe mét Э-302 0,1 1 1 Oát kế tác dụng Д-341 5 0 5 Oát kế phản kháng Д-342/1 5 0 5 Oát kế tự ghi Д-33 10 0 10 Công tơ tác dụng Д-670 2,5 0 2,5 Công tơ phan kháng И-672 2,5 5 2,5 Tổng 22,1 5,1 26 Như vậy công suất tiêu thụ của các dụng cụ nối vào phía thứ cấp pha C của biến dòng là lớn nhất, phụ tải pha C: Giả thiết dây dẫn bằng đồng (ρ = 0,0175 (mm2/m) có chiều dài l=30 m. Tiết diện dây: Chọn dây dẫn ruột đồng cách điện bằng PVC có F = 4 mm2 IV)Mạch phụ tải địa phương: 4.1)Chọn cáp điện lực. a)Cáp đơn. Phụ tải địa phương gồm 6 đơn x 1,3MW x 3 km, với cosj = 0,8. Dòng làm việc bình thường chạy qua mỗi đường dây đơn: Icb = Ilvbt = 89.35 A Từ đồ thị phụ tải địa phương ta có thời gian sử dụng công suất lớn nhất: Dùng cáp lõi đồng thì mật độ dòng điện kinh tế: Jkt = 1,2 A/mm2 Tiết diện cáp chọn theo mật độ dòng kinh tế: Như vậy có thể chọn cáp 3 pha bằng đồng đặt trong đất có tiết diện F = 70 mm2 và Icp = 165 A. Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài: Khi nhiệt độ trong đất bằng 250C thì hệ số hiệu chỉnh: Như vậy dòng điện cho phép lâu dài của cáp khi nhiệt độ trong đất là 250C : Icp’ = khc.Icp = 0,778.165 = 128,37 A Þ Icb < Icp’ Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng. b)Cáp kép. Phụ tải địa phương gồm 3 kép x 3MW x 4 km, với cosj = 0,8. Dòng làm việc bình thường chạy qua mỗi đường dây đơn: Icb = 2.Ilvbt = 206.2 A Từ đồ thị phụ tải địa phương ta có thời gian sử dụng công suất lớn nhất: Dùng cáp lõi đồng thì mật độ dòng điện kinh tế: Jkt = 1,2 A/mm2 Tiết diện cáp chọn theo mật độ dòng kinh tế: Như vậy có thể chọn cáp 3 pha bằng đồng đặt trong đất có tiết diện F = 95 mm2 và Icp = 265 A. Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài: Khi nhiệt độ trong đất bằng 250C thì hệ số hiệu chỉnh: Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song. Lấy cáp đặt cách nhau 300 mm : K2 = 0,85 Như vậy dòng điện cho phép lâu dài của cáp khi nhiệt độ trong đất là 250C : Icp’ = khc.k2.Icp = 0,778.0,85.265 = 175.2 A Giả thiết cáp quá tải 30% khi đó: Kqt.Icp’ = 1,3.175,2 = 227,8 A > 206,2 A Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng. 4.2)Chọn kháng điện. Điện kháng được chọn xuất phát từ điều kiện hạn chế dòng ngắn mạch tại các hộ tiêu thụ điện và để chọn được máy cắt, cáp điện phù hợp với nhiệm vụ thiết kế: Máy cắt hợp bộ BM- 10 với: Icắt = 20 kA tcắt = 0,6s Cáp đồng, vỏ PVC, Fmin = 50 mm2 a)Bảng phân bố phụ tải Dòng công suất qua kháng, MVA Bình thường Hỏng kháng 1 Hỏng kháng 2 Kháng 1 (3x1,5+3x1,3)/0,8 = 10,5 0 16,125 Kháng 2 10,5 16,125 0 Dòng cưỡng bức qua kháng: ( chọn kháng đơn loại: PbA – 10 – 1000 -10 có Iđmkháng = 1000 A b)Tính Xk% Xk% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch N6 để chọn máy cắt 2 và đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp 2 tức là: IN6 ≤ min { Ic2đm , Inhc2đm } Trong đó dòng ổn định nhiệt được xác định theo công thức: Với C = 141 A2 .s Trong nhiệm vụ thiết kế F2 = 50 mm2 , tc2 = 0,6s và Ic2 = 20 kA Như vậy IN6 ≤ 9,1 kA UHT XHT XK N6 N4 XC1 XC2 N5 Lập sơ đồ thay thế tính ngắn mạch: XHT : điện kháng tương đương của hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4. IN4(0) = 112,93 kA Điện kháng tổng: Þ XK = Xå - XHT – XC1 = 0,577 – 0,046 – 0,198 = 0,333 Điện kháng Xk%: => thỏa mãn Vậy chọn kháng đơn loại PbA – 10 – 1000-10 4.3)Chọn máy cắt hợ p bộ của phụ tải địa phương. Để chọn máy cắt hợp bộ của phụ tải địa phương ta tính dòng ngắn mạch N5. XHT = 0,0665 Xk = 0,333 Điện kháng tính toán: = 36,926>3 Dòng ngắn mạch tại N5 : Trong đơn vị có tên: Dòng xung kích: IxkN5 = .kxk.IN5(0) = .1,8.5,259 = 13,388 kA Dòng cưỡng bức khi hỏng 1 kháng: Icb = 0,96 kA Ta chọn máy cắt không khí có các thông số sau: Loại máy cắt Uđm, kV Iđm, kA Icđm kA Iđđm kA BM-10 11 1 20 64 Không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt. Chương 6 TÍNH TOÁN TỰ DÙNG I)Sơ đồ nối điện tự dùng Điện tự dùng là một phần điện năng không lớn nhưng lại giữ một phần quan trọng trong quá trình vận hành nhà máy điện. Điện tự dùng của nhà máy điện có thể chia thành hai phần: Một phần cung cấp cho các nhà máy công tác đảm bảo của các lò và các tuabin của các tổ máy. Phần kia cung cấp cho các máy công tác phục vụ chung, không liên quan trực tiếp đến lò hơi và các tuabin nhưng lại cần thiết cho sự làm việc của nhà máy. Ta chọn sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc kinh tế và đảm bảo cung cấp điện liên tục. Đối với nhà máy điện thiết kế dùng hai cấp điện áp tự dùng 6 kV và 0,4 kV nối theo sơ đồ biến áp nối tiếp, với một biến áp dự trữ lấy điện từ phía cuộn hạ và phía trên máy phát. II)Chon máy biến áp tự dùng. 2.1)Máy biến áp tự dùng cấp 1. Công suất các MBA tự dùng cấp 1 được chọn theo công suất tự dùng cực đại của từng phân đoạn 6 kV. Có 4 tổ máy ứng với 4 phân đoạn nên công suất cực đại mỗi phân đoạn bằng 1/4 công suất tự dùng cực đại của nhà máy. Do đó: Ta chọn MBA ТДΗC – 10000 với các thông số như sau: Sđm MVA UCđm kV UHđm kV DP0 kW DPN kW UN% I0% 10 10,5 6,3 12,3 85 14 0,8 MBA dự phòng được chọn theo điều kiện: Ta chọn MBA ТДΗC – 16000 với các thông số sau: Sđm MVA UCđm kV UHđm kV DP0 kW DPN kW UN% I0% 16 10,5 6,3 17,8 105 10 0,75 2.2)Máy biến áp tự dùng cấp 2. Phụ tải tự dùng 0,4 kV lấy điện từ 8 phân đoạn thanh góp 0,4 kV, công suất mỗi MBA tự dùng 0,4 kV chỉ cần chọn bằng 1/10 công suất phụ tải 0,4 kV: Chọn MBA TM-1000/6 Sđm MVA UCđm kV UHđm kV DP0 kW DPN kW UN% I0% 1 6 0,4 2,1 12,2 5,5 1,4 MBA dự phòng DP2 chỉ làm nhiệm vụ thay thế MBA công tác khi sự cố hoặc sửa chữa do vậy ta chọn cùng loại với MBA công tác. III)Chọn thiết bị phân phối chính cho mạch tự dùng. 3.1)Máy cắt 10,5 kV đầu nguồn. Dòng cưỡng bức qua máy cắt 10,5 kV: Dòng ngắn mạch qua máy cắt chính là dòng N4: IN4(0) = 78,9 kA iN4xk = 200,84 kA Máy cắt chọn phải thoả mãn điều kiện sau: UMCđm ≥ 10,5 kV IMCđm ≥ 0,48 kA ICđm ≥ 78,9 kA iđđm ≥ 200,84 kA I2nhđm.tnhđm ≥ BN Từ điều kiện trên ta chọn máy cắt MГГ – 10 –5000-1800 Loại máy cắt UMCđm, kV IMCđm\Icb, kA ICđm\IN(0), kA iđđm\ixk, kA MГГ – 10 –5000-1800 10 5\0,48 105\78,9 300\200,84 Tương tự ta chọn dao cách ly: PBK 20/6000 Loại dao cách ly UCLđm, kV IDCLđm\Icb, kA iđđm\ixk, kA Inh\tnh PBK 20/6000 20 6\0,48 250\200,84 75\10 3.2)Máy cắt tổng của các phân đoạn 6 kV. Dòng cưỡng bức chạy qua máy cắt: Dòng điện cắt định mức của máy cắt 6 kV được chọn theo dòng ngắn mạch tại thanh góp 6 kV (điểm N7). Khi đó ta coi nhà máy và hệ thống có công suất vô cùng lớn nên sơ đồ thay thế tính ngắn mạch như sau: UHT Xå XTD1 N7 N4 : điện kháng tương đương của hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4. IN4(0) = 78,9kA Dòng ngắn mạch tại N7: Dòng xung kích tại N7: IxkN7 = .kxk.IN7 (0) = .1,8.9 = 22,92 kA Vậy ta chọn máy cắt điện ít dầu có thông số như bảng sau: Loại máy cắt Uđm , kV Iđm , A ICđm , kA Iđđm , kA BMП-10-1000-20 10 1000 20 64