Tài liệu So sánh kinh tế - Kỹ thuật các phương án chọn phương án tối ưu: CHƯƠNG IV
SO SÁNH KINH TẾ - KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN
CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
4.1. Giới thiệu chung:
Để có cơ sở tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật hai phương án ta cần xây dựng sơ đồ nối điện chính.
Ở cấp điện áp máy phát sử dụng sơ đồ hệ thống 1 thanh góp có phân đoạn, các phân đoạn được nối với nhau qua kháng điện, phân đoạn nhằm hạn chế dòng ngắn mạch.
Ở cấp điện áp cao và trung cả 2 phương án đều có số lượng đường dây nhiều, có nhiều phụ tải quan trọng. Đồng thời xét đến khả năng phát triển phụ tải ở cấp điện áp này nên chọn sơ đồ 2 hệ thống thanh góp có thanh góp vòng.
4.2. Chọn máy cắt và dao cách ly:
4.2.1. Điều kiện chọn mấy cắt (MC)
* Loại máy cắt:
- Với cấp điện áp cao và trung do đặt ngoài trời nên chọn cùng 1 loại máy cắt không khí cho tất cả các mạch để tận dụng nén khí.
- Với số thiết bị phân phối trong nhà, cấp điện áp máy phát có thể chọn một số loại khác nhau.
* Điều kiện chọn
- Điện áp định mức : UđmMC ³ Uđmmạng
- Dòng điện định mức : IđmM...
45 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 1352 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu So sánh kinh tế - Kỹ thuật các phương án chọn phương án tối ưu, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG IV
SO SÁNH KINH TẾ - KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN
CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
4.1. Giới thiệu chung:
Để có cơ sở tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật hai phương án ta cần xây dựng sơ đồ nối điện chính.
Ở cấp điện áp máy phát sử dụng sơ đồ hệ thống 1 thanh góp có phân đoạn, các phân đoạn được nối với nhau qua kháng điện, phân đoạn nhằm hạn chế dòng ngắn mạch.
Ở cấp điện áp cao và trung cả 2 phương án đều có số lượng đường dây nhiều, có nhiều phụ tải quan trọng. Đồng thời xét đến khả năng phát triển phụ tải ở cấp điện áp này nên chọn sơ đồ 2 hệ thống thanh góp có thanh góp vòng.
4.2. Chọn máy cắt và dao cách ly:
4.2.1. Điều kiện chọn mấy cắt (MC)
* Loại máy cắt:
- Với cấp điện áp cao và trung do đặt ngoài trời nên chọn cùng 1 loại máy cắt không khí cho tất cả các mạch để tận dụng nén khí.
- Với số thiết bị phân phối trong nhà, cấp điện áp máy phát có thể chọn một số loại khác nhau.
* Điều kiện chọn
- Điện áp định mức : UđmMC ³ Uđmmạng
- Dòng điện định mức : IđmMC ³ Icb
- Dòng cắt định mức : Icđm ³ I”o
* Kiểm tra
- Kiểm tra ổn định động : Iođđ ³ IXK
- Kiểm tra ổn định nhiệt : I . tnhđm ³ BN
4.2.2. Điều kiện chọn dao cách ly:
* Điều kiện chọn:
- Điện áp định mức : UđmDCL ³ Uđmmạng
- Dòng điện định mức : IđmDCL ³ Icb
* Kiểm tra
- Kiểm tra ổn định động : Iôđđ ³ IXK
- Kiểm tra ổn định nhiệt : I . tnhđm ³ BN
4.3. Tính dòng điện cưỡng bức:
4.3.1. Phương án I:
4.3.1.1. Các mạch phía cao áp 110KV:
a. Đường dây liên lạc với hệ thống:
Ibt = = 0,264 (KA)
Icb = 2 . Ibt = 2 . 0,264 = 0,528 (KA)
b. Đường dây kép của phụ tải:
Ibt = = 0,185 (KA)
Icb = 2 . Ibt = 2 . 0,185 = 0,37 (KA)
c. Mạch cao áp máy biến áp liên lạc:
Ibt = . [Scmax - (Sbộ - Std5). ]
= . [155,441- (62,5 - 0,07 . 62,5). = 0,265 (KA)
Dòng cưỡng bức qua cuộn cao máy biến áp được xác định khi có các sự cố:
+ Khi sự cố mộ máy phát - máy biến áp (F5 - B3)
Icb = = 0,408 (KA)
+ Khi sự cố 1 máy biến áp liên lạc:
Icb = 2 . Ibt = 2 . 0,265 = 0,53 (KA)
+ Bộ máy phát máy biến áp(F5 – B3):
Ibt = = 0,328 (KA)
Icb = 1,05 . Ibt = 1,05 . 0,328 = 0,3444 (KA)
+ Thanh góp 110KV:
Icb = Ibt = = 0,63 (KA)
4.3.1.2. Các mạch phía 35KV:
+ Đường dây kép của phụ tải:
Ibt = = 0,154 (KA)
Icb = 2 . Ibt = 0,154 . 2 = 0,3 (KA)
+ Mạch trung áp máy biến áp liên lạc:
Ibt = = 0,309 (KA)
Icb = 2 . Ibt = 0,618 (KA)
+ Thanh góp 35KV:
Icb = Ibt = = 1,98 (KA)
* Qua các trường hợp ở trên ta chọn giá trị dòng cưỡng bức lớn nhất để tính chọn khí cụ điện cho phương án I.
+ Cấp 110KV : Icb = 0,63 (KA)
+ Cấp 35KV : Icb = 1,98 (KA)
4.3.1.3. Mạch hạ áp 10,5KV:
+ Hạ áp máy biến áp liên lạc:
Ibt = =
= . [4 . 62,5 - 4 . 0,07 . 62,5 - 47,0588] . = 5,098 (KA)
Icb = Kqtsc . = 1,4 . = 9,24 (KA)
+ Mạch máy phát:
Ibt = IđmMF = = = 3,436 (KA)
Icb = 1,05 . Ibt = 1,05 . 3,436 = 3,61 (KA)
+ Mạch hạ áp máy biến áp nối bộ:
Ibt = IđmF5 = = 3,436 (KA)
Icb = 1,05 . Ibt = 1,05 . 3,436 = 3,61 (KA)
+ Mạch phân đoạn:
Như đã tính ở phần chọn kháng điện phân đoạn, ta có Icb = 3,448 (KA)
4.3.2. Phương án 2:
4.3.2.1. Các mạch phía 110KV:
* Đường dây liên lạc với hệ thống:
Ibt = = 0,264 (KA)
Icb = 2 . Ibt = 0,528 (KA)
* Đường dây kép của phụ tải:
Ibt = = 0,185 (KA)
Icb = 2 . Ibt = 2 . 0,185 = 0,32 (KA)
* Mạch cao áp máy biến áp liên lạc:
Ibt = . [Scmax - 2.(Sbộ - Stds)]. =
= .[155,441 - 2.(62,5 – 4,375)]. = 0,1 (KA)
Dòng cưỡng bức qua cuộn cao được xác định
+ Khi sự cố bộ máy phát - máy biến áp (F5 - B3):
Icb = . [Scmax - (Sbộ - Std5)] . = 0,265 (KA)
+ Khi sự cố 1 máy biến áp liên lạc:
Icb = 2 . Ibt = 2 . 0,1 = 0,2 (KA)
* Bộ máy phát, máy biến áp (F5 - B4) và (F4 - B3):
Ibt = = 0,325 (KA)
Icb = 1,05 . 0,325 = 0,3444 (KA)
* Thanh góp 110KV:
Icb = Ibt = = 0,42 (KA)
4.3.2.2. Các mạch phía 35KV:
+ Đường dây kép của phụ tải:
Ibt = = 0,154 (KA)
Icb = 2 . Ibt = 0,154 . 2 = 0,3 (KA)
+ Mạch trung áp máy biến áp liên lạc:
Ibt = = 0,309 (KA)
Icb = 2 . Ibt = 0,681 (KA)
+ Thanh góp 35KV:
Icb = Ibt = = 1,32 (KA)
4.3.1.3. Mạch hạ áp 10,5KV:
+ Hạ áp máy biến áp liên lạc:
Ibt = . [SSđmF - (SUFmin + SStd)] . =
= . [3 . 62,5 - (47,0588 + 3 . 4,375)]. =
= 3,74 (KA)
Icb = Kqtsc . = 1,4 . = 6,158 (KA)
+ Mạch máy phát:
Ibt = IđmMF = = = 3,436 (KA)
Icb = 1,05 . Ibt = 1,05 . 3,436 = 3,61 (KA)
+ Mạch hạ áp máy biến áp nối bộ:
Ibt = IđmF5 = = 3,436 (KA)
Icb = 1,05 . Ibt = 1,05 . 3,436 = 3,61 (KA)
Qua các tính toán trên ta chọn giá trị dòng cưỡng bức lớn nhất để chọn khí cụ điện.
Phương án I:
Cấp 110KV : Icb = 0,63 (KA)
Cấp 35KV : Icb = 1,98 (KA)
Cấp 10,5KV : Icb = 9,24 (KA)® Ở hạ áp máy biến áp liên lạc
Phương án II:
Cấp 110KV : Icb = 0,528 (KA)
Cấp 35KV : Icb = 1,32 (KA)
Cấp 10,5KV : Icb = 6,158 (KA)® Ở hạ áp máy biến áp liên lạc
CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY
Theo điều kiện chọn máy cắt và dao cách ly cùng với các giá trị dòng ngắn mạch đã tính ở chương 4 và dòng điệnlàm việc cưỡng bức đã tính ta chọn được loại máy cắt và dao cách ly với các thông số như sau:
PA
Mạch
Điểm
NM
Thông số tính toán
Thông số định mức của máy cắt
Uđm
(KV)
Icb (KA)
I” (KA)
iXK (KA)
Loại máy cắt
Uđm
(KV)
Iđm
(KA)
Icđm
(KA)
Iđđm
(KA)
Inh
(KA)
tnh
(sec)
I
Cao áp
N1
110
0,63
8,516
21,68
BBY-110-40/2000
110
2
40
102
40
3
Trung áp
N2
35
1,98
20,95
53,33
BBY-35-40/2000
35
2
40
100
40
3
Hạ áp MBA B1, B2
N3
10,5
9,24
67,42
171,62
MГ-20-9500/3000
20
9,5
100
300
87
4
Máy phát
N4
10,5
3,61
75,601
192,65
MГ-10-5000/1800
10
5
105
300
70
10
Phân đoạn
N6
10,5
3,474
41,65
106,09
MГГ-10-3200-45T3
10
4
45
120
45
4
II
Cao áp
N1
110
0,528
10,119
25,75
BBY-110-40/2000
110
2
40
102
40
3
Trung áp
N2
35
1,32
21,44
54,58
BBY-35-40/2000
35
2
40
100
40
3
Hạ áp MBA B1, B2
N3
10,5
6,158
50,577
128,748
MГ-10-9000/1800
10
9
90
300
70
10
Máy phát
N6
10,5
3,61
47,255
120,22
MГГ-10-3200-45T3
10
4
45
120
45
4
Phân đoạn
N8
10,5
3,997
24,807
63,148
MГГ-10-3200-45T3
10
4
45
120
45
4
PA
Mạch
Điểm
NM
Thông số tính toán
Thông số định mức của máy cắt
Uđm
(KV)
Icb (KA)
I” (KA)
iXK (KA)
Loại máy cắt
Uđm
(KV)
Iđm
(KA)
Iđđm
(KA)
Inh
(KA)
tnh
(sec)
I
Cao áp
N1
110
0,63
8,516
21,68
PHД-110/630
110
0,63
80
22
3
Trung áp
N2
35
1,98
20,95
53,33
PHД-35/2000Y1
35
2
84
31,5
4
Hạ áp MBA B1, B2
N3
10,5
9,24
67,42
171.62
PBK-20/12500
20
12,5
320
125
4
Máy phát
N4
10,5
3,61
75,601
192,45
PBY-10/4000
10
4
200
85
10
Phân đoạn
N6
10,5
3,448
41,65
106,02
PBY-10/4000
10
4
200
85
10
II
Cao áp
N1
110
0,528
10,119
25,75
PЛHД-110/600
110
0,6
80
12
10
Trung áp
N2
35
1,32
21,44
54,58
PHД-35/2000Y1
35
2
84
31,5
4
Hạ áp MBA B1, B2
N3
10,5
6,158
50,577
128.748
PBK-20/7000
20
7
250
75
10
Máy phát
N6
10,5
3,61
47,225
120,22
PBK-10/4000
10
4
200
65
10
Phân đoạn
N8
10,5
3,997
24,807
65,48
PBK-10/4000
10
4
200
65
10
c. So sánh kinh tế, kỹ thuật chọn phương án tối ưu:
1. Phương pháp đánh giá tính hiệu quả kinh tế các phương án :
2. Tính toán và so sánh kinh tế:
a. Vốn đầu tư :
+ Vốn đầu tư máy biến áp:
Phương án
MBA
Loại máy
Số lượng
Đơn giá
Rúp
Hệ số
KB
Thành tiền
Rúp
I
B1, B2
2
140 . 103
1,5
420 . 103
B3
TДЦ
1
52 . 103
1,5
78 . 103
498 . 103
II
B1, B2
TДTH
2
114 . 103
1,5
342 . 103
B3
TДЦ
1
52 . 103
1,5
78 . 103
B4
TДЦ
1
52 . 103
1,5
78 . 103
498 . 103
+ Vốn đầu tư máy cắt và dao cách ly:
PA
Tên mạch
Uđm
(KV)
Loại MC và DCL
Đơn giá
(Rúp)
Số lượng
Thành tiền
(Rúp)
1
Cao áp
110
MC:BBY-110-40/2000
30.103
11
330.103
DCL: PHД-110/630
0,09.103
41
3,69.102
Trung áp
35
MC:BBY-35-40/2000
14,7.103
8
117,6.103
DCL:PHД-35/2000Y1
0,11.103
29
3,19.103
Hạ áp
10,5
MC: MГ-20-9500/3000
2,25.103
2
4,5.103
DCL:PBK-20/12500
0,9.103
4
3,6.103
Phân đoạn
10,5
MC:MГГ-10-3200-45T3
2.103
4
8.103
DCL:PBY-10/4000
0,073.103
8
0,584.103
Máy phát
10,5
MC: MГ-10-5000/1800
2,05.103
4
8,2.103
DCL:PBY-10/4000
0,073.103
4
0,292.103
Kháng điện
PbA-10-4000
2,4.103
4
9,6.103
Tổng cộng: 489,256.103 (Rúp)
2
Cao áp
110
MC:BBY-110-40/2000
30.103
12
360.103
DCL: PПHД-110/600
0,105.103
45
4,275.102
Trung áp
35
MC:BBY-35-40/2000
14,7.103
8
117,6.103
DCL:PHД-35/2000Y1
0,11.103
29
3,19.103
Hạ áp
10,5
MC: MГ-10-9000/1800
2,13.103
2
4,26.103
DCL:PBK-20/7000
0,6.103
4
2,4.103
Phân đoạn
10,5
MC:MГГ-10-3200-45T3
2.103
2
4.103
DCL:PBY-10/4000
0,038.103
4
1,52.103
Máy phát
10,5
MC: MГГ-10-3200-45T3
2.103
3
6.103
DCL:PBK-10/4000
0,038.103
3
0,114.103
Kháng điện
PbA-10-4000
2,4.103
2
4,8.103
Tổng cộng: 506,791.103 (Rúp)
Vậy vốn đầu tư thiết bị của 2 phương án là:
VPAI = V + V = 498 . 103 + 489,256 . 103 = 987,256 . 103 (Rúp)
VPAII = V + V = 498 . 103 + 506,791. 103= 1004,791 . 103 (Rúp)
b. Chi phí vận hành hằng năm:
P = PK + Pt = + b . DA (DA là tổn thất điện năng)
Chi phí vận hành hằng năm:
PI = . 987256 + 0,006 . 10981981,18 = 158693,9511 (Rup)
PII = . 1004791 + 0,006 . 8906615,504 = 147890,047(Rup)
c. Chi phí tính toán:
C = atc . V + P
CI = atc . VI + PI = 0,125 . 987256 + 158693,9511 = 282100,9511 (Rup)
CII = atc + VII + PII = 0,125 . 1004791 + 147890,047= 273488,922 (Rup)
Phương án
V (103R)
P (103R)
C (103R)
I
987,256
158,6939
282,1009
II
1004,791
147,89
273,488
- Về mặt kỹ thuật, cả 2 phương án đều đảm bảo cung cấp điểm lúc bình thường cũng như lúc sự cố. Ở phương án I do có hệ thống thanh góp cấp điện áp máy phát phức tạp hơn phương án II nên khó khăn hơn trong công tác vận hành bảo dưỡng
- Về mặt kinh tế: theo kết quả bảng tổng kết VPAI PPAII
Ta tính thời gian thu hồi vốn đầu tư chênh lệch
T = = 1,57
T = 1,57 < Tđm = = 8 nên phương án hợp lý về mặt kinh tế là phương án II có vốn đầu tư là VPAII = 1004,791 . 103 (R)
- Phương án II là phương án tối ưu tính toán ở các chương sau
CHƯƠNG V
TÍNH CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN TỬ
CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA
5.1. ĐIỀU KIỆN CHUNG ĐỂ CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN TỬ CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA
- Chọn kiểu
- Điện áp định mức
- Dòng điện làm việc cưỡng bức
Ngoài ra riêng mỗi khí cụ điện còn có điều kiện riêng của nó sau khi đã thỏa mãn các điều kiện chọn, chúng ta cần kiểm tra lại ổn định động và ổn định nhiệt của các khí cụ điện, nếu không thỏa mãn ta phải tính lại
5.1.1. Khí cụ điện:
Việc chọn các loại khí cụ điện phải phù hợp với điều kiện riêng của nó như khí hậu, vị trí lắp đặt … ngoài ra còn cân nhắc về mặt kỹ thuật, kinh tế để chọn cho phù hợp.
5.1.2. Điện áp:
Điện áp định mức của các khí cụ điện chủ yếu là do cách điện của nó quyết định. Cách điện của chúng phải chịu được khi làm việc lâu dài với điện áp định mức và chịu được khi sự cố. Điều kiện:
UđmKCĐ ³ UđmMg
5.1.3. Dòng điện làm việc:
Các khí cụ điện được chọn phải đảm bảo về phát nóng khi có dòng điện chạy qua. Để đảm bảo điều kiện này thì các khí cụ điện phải chọn theo dòng cưỡng bức.
IđmKCĐ ³ Ilvcb
Đối với thanh dẫn và cáp thì có dòng Icp là dòng điện lâu dài cho phép nên điều kiện là:
Icp ³ Ilvcb
5.1.4. Kiểm tra ổn định nhiệt
Nhiệt độ khí cụ điện và dây dẫn quá cao có thể làm cho chúng bị hỏng. Vì vậy khí cụ điện và dây dẫn phải qui định nhiệt độ cho phép. Để đảm bảo ổn định nhiệt thì nhiệt độ của chúng không được vượt quá trị số cho phép.
Điều kiện kiểm tra BN > BNtt
5.1.5. Kiểm tra ổn định động
Khi có dòng ngắn mạch chạy qua các phần tử dẫn điện của khí cụ điện thì sẽ phát sinh lực điện động lớn sẽ làm hư hỏng khí cụ điện nên ta cần kiểm tra lại ổn định động
Điều kiện kiểm tra: iôđđ ³ iXK
5.2. KIỂM TRA CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN ĐÃ CHỌN
5.2.1. Kiểm tra máy cắt và dao cách li:
Ở chương 4 ta đã tính chọn máy cắt điện và dao cách ly cho các cấp cao áp, trung áp và cấp điện áp máy phát. Khi chọn ta dựa theo điều kiện điện áp, dòng điện và ổn định động nên các điều kiện trên đã thỏa.
Các máy cắt và dao cách ly có Iđm > 1000A thì không cần kiểm tra ổn định nhiệt.
Dùng ở mạch cao áp dao cách ly có Iđm = 600A nên ta cần kiểm tra ổn định nhiệt.
+ Cao áp:
Xung nhiệt của dòng ngắn mạch:
BNtt = 8,699 (KA2.s)
Xung nhiệt của dao cách ly:
BN = I . tnh = 122 . 10 = 1440 (KA2.s)
Vậy dao cách ly ở cấp 110KV đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt
5.2.2. Kiểm tra kháng điện phân đoạn:
+ Kiểm tra ổn định động: Iôđđ > iXK
Loại kháng điện PbA - 10 - 4000 - 8
Iôđđ = 67 (KA)
iXKN8 = 65,368 (KA)
Þ Iôđđ > iXK ® thỏa
+ Kiểm tra ổn định nhiệt: kháng điện được chọn có Iđm > 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt.
5.3. CHỌN THANH GÓP - THANH DẪN - CÁP ĐIỆN LỰC - SỨ:
A. 5.3.1. Chọn thanh góp cao áp 110KV:
1. Điều kiện chọn:
Icp ³ Ilvcb = 0,528 (KA) = 528 (A)
- Tra TLTK I chọn được dây dẫn mềm loại AC 240/32 có Icp = 610 (A) bán kính r = 1,08 (cm)
2. Kiểm tra điều kiện vầng quang
- Điều kiện kiểm tra: Uvq ³ UđmHT = 110 (KV)
Trong đó:
Uvq: là điện áp tới hạn có thể phát sinh vầng quang và được xác định
Uvq = 84 . m . r . lg. (KV)
Với: r: là bán kính ngoài của dây dẫn (cm)
a: khoảng cách giữa các pha (cm)
m: hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn với dây dẫn nhiều sợi chọn
m=0,87
- Chọn 3 pha đặt trên mặt phẳng ngang, khoảng cách giữa các pha là
a=300(cm)
Khi đó
Uvq = 96% . 94 . m . r . lg = 96% . 84 . 0,87 . 1,08 . lg. =
= 185,15 (KV)
Þ Uvq = 185,15 (KV)
Kết luận điều kiện kiểm tra vầng quang thỏa mãn
3. Kiểm tra ổn định nhiệt:
- Điều kiện kiểm tra Schọn < Smin =
Với: C là hệ số phụ thuộc vào vật liệu dây dẫn
CAl = 88 (A2.S/mm2)
+ Schọn: là tiết diện của thanh dẫn cần kiểm tra ổn định nhiệt
+ Smin: là tiết diện nhỏ nhất mà thanh dẫn có thể chịu đựng được khi thanh dẫn xảy ra ngắn mạch
Smin = . 103 = 33,5 (mm3)
® Schọn = 240 mm2 > Smin = 33,5 (mm2)
Kết luận: điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt thỏa mãn
5.3.2. Chọn thanh dẫn từ cao áp máy biến áp liên lạc lên thanh góp 110KV
a. Chọn tiết diện:
- Tiết diện của thanh dẫn được chọn theo điều kiện:
Icp ≥ Ilvcb = 0,265 (KA) = 265 (A)
Tra TLTK I chọn được dây dẫn mềm loại AC - 240/32 có Icp = 610 (A) bán kính r = 1,08 (cm)
b. Kiểm tra điều kiện vầng quang:
- Điều kiện kiểm tra: Uvq ≥ UđmHT = 110 (KVA)
Uvq = 84 . m . r . lg (KV)
Þ Uvq= 96% . 84 . m . r . lg= 96% . 84 . 0,87 . 1,08 .lg =185,15(KV)
Þ Uvq = 185,15 (KV) > UđmHT = 110 (KV)
Kết luận: Điều kiện kiểm tra vầng quang thỏa mãn
c. Kiểm tra ổn định nhiệt:
- Điều kiện kiểm tra:
Schọn ≥ Smin =
Smin = . 103 = 43,9(mm2)
® Schọn = 240 (mm2) > Smin = 43,9 (mm2)
Kết luận: chọn điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt thỏa mãn.
5.3.3. Chọn dây dẫn phụ tải cấp điện áp cao 110 (KV)
a. Chọn tiết diện :
- Tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế.
Skt =
Với: Ibt: là dòng điện làm việc bình thường chạy qua dây dẫn.
Jkt: là mật độ dòng điện kinh tế phụ thuộc vào Tmax
Tmax = . td = . [80 . 14 + 100 . 10] = 7738 (h)
- Tra TLTK I, chọn Jkt = 1,0 (A/mm2)
Þ Skt = = 216 (mm2)
Tra TLTK I chọn được dây dẫn mềm loại AC – 240/32 có Icp = 610 (A) bán kính r = 1,08 (cm)
b. Kiểm tra điều kiện vầng quang:
- Điều kiện kiểm tra Uvq ≥ UđmHT = 110 (KV)
Uvq = 84 . m . r . lg (KV)
- Chọn 3 pha bố trí trên 3 đỉnh của tam giác đều có cạnh a = 5 (m) = 500 (cm)
Khi đó:
Uvq = 84 . m . r . lg = 84 . 0,87 . 1,08 . lg = 210,38 (KV)
Þ Uvq = 210,38 (KV) > UđmHT = 110 (KV)
Kết luận: điều kiện kiểm tra vầng quang thỏa mãn.
c. Kiểm tra ổn định nhiệt:
- Điều kiện kiểm tra
Schọn ≥ Smin =
® Smin = . 103 = 43,9 (mm2)
® Schọn = 240 (mm2) > Smin = 43,9 (mm2)
Kết luận: Điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt thỏa mãn.
5.3.4. Chọn sứ cho mạch 110 (KV):
- Chọn sứ theo điều kiện quá điện áp nội bộ, số lượng bát sứ trong 1 chuỗi được chọn theo điều kiện:
n ≥
Với:
K: là hệ số xét đến khả năng phát sinh quá áp nội bộ khi trị số điện áp nguồn tăng cao. Thông thường chọn: K = 1,1
Etr: là cường độ trường phóng điện mặt ngoài trung bình
H: là chiều cao của 1 bát sứ
Tra TLTK 2, chọn sứ loại P-4,5 có Etr = 2,15 (KV/cm); H= 17(cm); D=27(cm) ở cấp điện áp 100 (KV) có Uqanb = 3,2Uf
® Uqanb = 3,2 . Uf = 3,2 . = 203,22 (KV)
® n = = 6,11
® Chọn n = 7
- Cách điện của chuỗi sứ phải có trị số phóng điện ướt cao hơn quá mức điện áp tính toán.
Utr ≥ Utt = K . Uqanb
Với: Utr = n . Etr . H = 7 . 2,15 . 17 = 255,85 (KV)
Utt = K . Uqanb = 1,1 . 203,22 = 233,54 (KV)
® Utr > Utt ® thỏa
- Đối với chuỗi sứ ở các néo do cách điện phải làm việc dưới tải trong cơ giới nên phải tăng thêm 1 bát sứ.
n = 7 + 1 = 8 (bát sứ)
Vậy chọn loại sứ P - 4,5 có 8 bát sứ trong 1 chuỗi
5.3.5. Chọn thanh dẫn từ cao áp máy biến áp nối bộ lên thanh góp 110 (KV)
a. Chọn tiết diện:
- Tiết diện thanh dẫn được chọn theo điều kiện:
Icp ≥ Ilvcb = 0,3444 (KA) = 344,4 (A)
- Tra TLTK I chọn được dây dẫn mềm loại AC - 240/32 có Icp = 610 (A) bán kính r = 1,08 (cm)
b. Kiểm tra điều kiện vầng quang:
- Điều kiện kiểm tra:
Uvq ≥ UđmHT = 110 (KVA)
Trong đó:
Uvq : là điện áp tới hạn có thể phát sinh vầng quang và được xác định
Uvq = 84 . m . r . lg (KV)
Với:
r: là bán kính của dây dẫn (cm)
a: khoảng cách giữa các pha
m: hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn, với dây dẫn nhiều sợi chọn
m=0,87
- Chọn 3 pha đặt trên cùng một mặt phẳng ngang, khoảng cách giữa các pha là a = 300 (cm)
Khi đó:
Uvq: nhỏ nhất là pha giữa
Þ Uvq = 96% . 84 . m . r . lg =
= 96% . 84 . 0,87 . 1,08 .lg = 184,87 (KV)
Þ Uvq = 184,87 (KV) > UđmHT = 110 (KV)
Kết luận: Điều kiện kiểm tra vầng quang thỏa mãn
c. Kiểm tra ổn định nhiệt:
- Điều kiện kiểm tra:
Schọn ≥ Smin =
Smin = . 103 = 33,5 (mm2)
® Schọn = 240 (mm2) > Smin = 33,5 (mm2)
Kết luận: điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt thỏa mãn.
B. Các mạch phía trung áp 35 (KV)
5.3.6. Thanh góp 35 (KV):
a. Chọn tiết diện:
- Tiết diện thanh góp được chọn theo điều kiện:
Icp ³ Ilvcb = 1,32 (KA) = 1320 (A)
- Tra TLTK I chọn được dây dẫn mềm loại AC -600/72 có Icp = 1500 (A) bán kính r = 1,66 (cm)
b. Kiểm tra ổn định nhiệt:
- Điều kiện kiểm tra Schọn < Smin =
® Smin = . 103 = 95,08 (mm3)
® Schọn = 600 mm2 > Smin = 95,08 (mm2)
Kết luận: điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt thỏa mãn
c. Kiểm tra điều kiện vầng quang:
- Với cấp điện áp £ 35(KV) có Uvq lớn hơn nhiều so với UđmHT nên không cần kiểm tra.
5.3.7. Chọn dây dẫn cho phụ tải cấp điện áp trung 35(KV)
a. Chọn tiết diện:
- Tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế
Skt =
Với: Ibt: là dòng điện làm việc bình thường chạy qua dây dẫn.
Jkt: là mật độ dòng điện kinh tế phụ thuộc vào thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax và được xác định như sau:
Tmax = . td = . [80 . 12 + 90 . 4 + 100 . 8] = 7738 (h)
- Tra TLTK I, chọn Jkt = 1,0 (A/mm2)
Þ Skt = = 145 (mm2)
Tra TLTK I chọn được dây dẫn mềm loại AC - 185/24 có Icp = 510 (A) bán kính r = 0,945 (cm)
b. Kiểm tra phát nóng lúc làm việc cưỡng bức:
- Điều kiện kiểm tra:
Icp ≥ Ilvcb = 300 (A)
® Icp = 510 > Ilvcb = 300 (A)
Kết luận: dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng lúc làm việc cưỡng bức
5.3.8. Chọn sứ treo cho mạch 35 (KV)
- Chọn sứ theo điều kiện quá áp nội bộ
- Số lượng bát sứ trong 1 chuỗi được chọn theo điều kiện.
n ≥
Với:
K: là hệ số xét đến khả năng phát sinh quá áp nội bộ khi trị số điện áp nguồn tăng cao. Thông thường chọn K = 1,1
+ Etr : là cường độ điện trường phóng điện mặt ngoài trung bình
+ H: là chiều cao 1 bát sứ
Tra TLTK 2 chọn sứ loại P - 45 có Etr = 2,15 (KV,cm); H =17(cm); D=27(cm) ở cấp điện áp 100 (KV) có Uqanb = 4,2 Uf
® Uqanb = 4,2 . Uf = 4,2 . = 84,87 (KV)
® n ≥ = 2,54 chọn n= 3
- cách điện của chuỗi sứ phải có trị số phóng điện ướt cao hơn quá mức điện áp tính toán : Utr ≥ Utt = k. Uqanb
Với: Utr = n . Etr . H = 3 . 2,15 . 17 = 109,65 (KV)
- Utr = 109,65 (KV) > Utt = K . Uqanb = 1,1 . 84,87 = 93,36 (KV) ® thỏa mãn
- Đối với chuỗi sứ cách điện ở các néo do phải làm việc dưới tải trọng cơ giới nên phải tăng thêm 1 bát sứ
n = 3 + 1 = 4 bát sứ
Vậy chọn sứ loại P - 4,5 có 4 bát sứ trong 1 chuỗi
C. CÁC MẠCH PHÍA HẠ ÁP 10,5 (KV)
5.3.9. Thanh góp 10,5 (KV)
a. Chọn tiết diện:
- Tiết diện của thanh góp được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép:
Icp ≥ Ilvcb
- Dòng điện cưỡng bức lớn nhất qua thanh góp được xác định trong trường hợp một máy biến áp nghỉ và máy biến áp còn lại với khả năng quá tải và phụ tải phân đoạn đó cực đại
Scbức = Kqtsc . SđmB2 . SpđIIImax + StdIII - SF3
= 1,4 . 80 + 18,823 + 0,07 . 62,5 - 62,5 = 72,522 (MVA)
Icb = = 3,987 (KA) = 3987 (A)
- Chọn thanh dẫn cứng bằng nhôm, tiết diện hình máng có sơn với các thông số như bảng sau:
Kích thước (mm)
Tiết diện
một cực
(mm2)
Mômen trở kháng (cm3)
Mômen quán tính (cm4)
Dòng điện
cho phép
cả 2 thanh (A)
h
b
c
r
Một thanh
Hai thanh
WYo-Yo
Một thanh
Hai thanh
JYo-Yo
WX-X
WY-Y
JX-X
JY-Y
125
55
6,5
10
1370
50
9,5
100
290,3
36,7
625
4640
b. Kiểm tra ổn định nhiệt của thanh dẫn khi ngắn mạch:
- Điều kiện kiểm tra:
Schọn ≥ Smin =
® Smin = . 103 = 102 (mm2)
® Schọn = 2 . 1370 = 2740 (mm2) > Smin = 102 (mm2)
c. Kiểm tra ổn định động của thanh dẫn khi ngắn mạch:
c.1. Kiểm tra ổn định động bằng phương pháp đơn giản hóa:
Theo phương pháp này, ta coi mỗi nhịp thanh dẫn (phần thanh dẫn giữa 2 sứ gần nhất) có chiều dài l1 là một dầm tĩnh, khi ngắn mạch thanh dẫn chịu tác dụng của một lực không đổi F1 và bằng lực cực đại khi ngắn mạch 3 pha tính với pha giữa, mỗi thanh dẫn hình máng gồm 2 thành phần hình chữ U ghép lại với nhau, nên ứng suất thanh dẫn gồm 2 phần d1 và d2. Ta có:
dtt = d1 + S2
Trong đó:
d1: là ứng suất do dòng điện giữa các pha tác động với nhau sinh ra.
d2: là ứng suất do dòng điện trong 2 thanh dẫn cùng pha tác động với nhau sinh ra.
- Xác định d1:
F1 = 1,8 . 10-2 . . i (KG)
Trong đó:
i: là dòng điện xung kích khi ngắn mạch 3 pha (tại điểm N8 )(KA)
a: là khoảng cách giữa các thanh dẫn, chọn a = 50 (cm)
l1: là chiều dài một nhịp thanh dẫn, chọn l1 = 150 (cm)
Þ F1 = 1,8 . 10-2 . . 63,1482 = 215,33 (KG)
- Mômen chống uốn tác dụng lên thanh dẫn khi số nhịp lớn hơn 2:
M1 = = 3230,01 (KG.cm)
- Ứng suất tính toán trong vật liệu thanh dẫn dưới tác dụng của M1:
d1 = = 32,3 (KG/cm2)
- Xác định δ2 :
Lực tác động trên một đơn vị chiều dài của thanh dẫn (1cm)
F2 = 0,51 . 10-2 . . i
= 0,51 . 63,1482 . . 10-2 = 1,627 (KG/cm)
Để giảm ứng suất trên thanh dẫn người ta đặt các miếng đệm cách nhau một khoảng l2 trong khoảng giữa 2 sứ liền nhau của một pha. Lức tác động lên đoạn thanh dẫn giữa 2 miếng liên tiếp có chiều dài l2: F2 = f2 l2
Mômen uốn tác động lên thanh dẫn:
M2 = (KGcm)
Mômen chống uốn của tiết diện ngang thanh dẫn:
W2 = Wy-y = 9,5
Ứng suất trong vật liệu thanh dẫn do f2 sinh ra:
d2 = (KG/cm2)
- Điều kiện ổn định động của thanh dẫn là:
dtt = d1 + d2 £ dcp
Trong đó:
dcp: là ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn đối với nhôm:
dcp = 700 (KG/cm2)
Þ d2 £ dcp - d1
Þ < dcp - d1 Þ l2 £ = l2max
Þ l2max = = 216,3 (cm)
l2max = 216,7 (cm) > l1 = 150 (cm)
Vậy ta không cần đặt thêm miếng đệm vào giữa 2 sứ mà vẫn đảm bảo điều kiện ổn định động.
Kết luận: đối chiếu l1 và l2max nhận thấy rằng giữa 2 sứ liền nhau không cần đặt thêm miếng đệm để đảm bảo ổn định động.
c.2. Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động:
- Theo điều kiện này, tần số dao động riêng của thanh dẫn phải nằm ngoài giá trị cộng hưởng (khác với tần số ω và 2ω trong phạm vi ±10%)
- Cụ thể đối với dòng điện tần số 50HZ thì tần số dao động riêng phải nằm ngoài giới hạn (45 ¸ 55)HZ và (90¸110)HZ
- Tần số dao động riêng của thanh dẫn:
fr =
Trong đó:
E: là môđun đàn hồi của vật liệu thanh dẫn, với thanh dẫn bằng nhôm EAi = 0,65 . 106 (KG/cm2)
l: là độ dài thanh dẫn giữa 2 sứ đỡ
J: mômen quán tính của tiết diện thanh dẫn với trục thẳng góc với phương uốn J = Jyo-yo = 625 (cm4)
g: khối lượng riêng của vật liệu thanh dẫn
gAl = 2,74 (g/cm2)
S: là tiết diện ngang thanh dẫn (cm2)
Þ fr = = 368,05 (HZ)
Giá trị này nằm ngoài khoảng (45¸55) HZ và (90¸110)HZ. Vậy thanh dẫn đảm bảo ổn định động khi có xét đến dao động thanh góp.
5.3.10. Chọn sứ đỡ cho thanh góp 10,5 (KV):
- Vị trí đặt sứ: sứ đỡ đặt trong nhà
- Điện áp: Uđmsứ ≥ UđmHT = 10,5 (KV)
Vậy chọn sứ loại 0FP-10-750Y3 có các thông số:
Uđm = 10,5 (KV); H = 124 (mm); Fph = 750 (KG)
* Kiểm tra ổn định động:
- Điều kiện kiểm tra:
F'tt £ Fcp = 0,6 Fph
Trong đó:
F'tt: lực tác dụng tính toán khi qui đổi về đầu sứ và được xác định như sau
F'tt = Ftt . = Ftt .
H
H'
F'tt
Ftt
Với: Ftt = 225,6 (KG) đã tính ở trên
H: chiều cao sứ H = 124 (mm)
h: chiều cao thanh góp h = 125 (mm)
Þ F'tt = 225,6 . = 339,31 (KG)
Fcp = 0,6 . Fph = 0,6 . 750 = 450 (KG)
Þ Fcp = 450 (KG) > F'tt = 339,31 (KG)
Kết luận:sứ đỡ cho thanh góp đảm bảo ổn định động
5.3.11. Chọn thanh dẫn từ hạ áp máy biến áp liên lạc lên thanh góp 10,5KV:
Ta chọn đoạn trong nhà bằng thanh dẫn cứng, đoạn ngoài trời bằng thanh dẫn mềm.
1. Chọn dây dẫn mềm cho phần đặt ngoài trời (từ tường gian máy đến máy biến áp)
a. Chọn tiết diện:
- Tiết diện thanh dẫn được chọn theo điều kiện:
n . Icp ≥ Ilvcb = 6158 (A)
Trong đó:
n: là số sợi trong một bó
Icp: là dòng điện cho phép trong một sợi
- Tra TLTK I chọn được dây dẫn mềm loại AC-600/72 có:
Icp = 1050 (A) Þ n ≥ = 5,86
Vậy chọn số sợi trong một bó n = 6 sợi
b. Kiểm tra ổn định nhiệt
- Điều kiện kiểm tra:
Schọn ≥ Smin =
Ta có: Smin = = 215,9 (mm2)
® Schọn = 600 (mm2) > Smin = 215,9 (mm2)
Kết luận: dây dẫn đã chọn đảm bảo ổn định nhiệt khi ngắn mạch
2. Chọn thanh dẫn cứng cho phần đặt trong nhà
a. Chọn tiết diện:
- Tiết diện thanh dẫn được chọn theo điều kiện:
Icp ≥ Ilvcb = 6158 (A)
- Chọn thanh dẫn cứng bằng nhôm, tiết diện hình máng có sơn với các thông số như bảng sau:
Kích thước (mm)
Tiết diện
một cực
(mm2)
Mômen trở kháng (cm3)
Mômen quán tính (cm4)
Dòng điện
cho phép
cả 2 thanh (A)
h
b
c
r
Một thanh
Hai thanh
WYo-Yo
Một thanh
Hai thanh
JYo-Yo
WX-X
WY-Y
JX-X
JY-Y
175
80
8
12
2440
122
25
250
1070
114
2190
6430
b. Kiểm tra ổn định nhiệt của thanh dẫn khi ngắn mạch:
- Điều kiện kiểm tra:
Schọn ≥ Smin =
Ta có: Smin = . 103 = 213,7 (mm2)
Kết luận: thanh dẫn đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch
c. Kiểm tra ổn định động của thanh dẫn khi ngắn mạch:
c.1. Phương pháp đơn giản hóa:
- Điều kiện kiểm tra: Ứng suất của vật liệu thanh dẫn không được lớn hơn ứng suất cho phép.
dcp ≥ dtt = d1 + d2
- Xác định d1:
Ta có: F1 = 1,8 . 10-2 . . i (KG)
Với: i = 128,748 (KA); a = 50 (cm); l = 150 (cm)
Þ F1 = 1,8 . 10-2 . . 128,7482 = 895,1 (KG)
- Mômen uốn tác dụng lên chiều dài thanh dẫn:
M1 = =13426,6(KG/cm)
Ứng suất trong thanh dẫn dưới tác dụng của mômen chống uốn M1:
d1 = = 53,7064 (KG/cm2)
- Xác định d2:
Lực tác động trên một đơn vị chiều dài của thanh dẫn (1cm)
f2 = 0,51 . 10-2 . . i
= 0,51 . 128,7482 . . 10-2 = 4,83 (KG/cm)
Lực tác động lên đoạn thanh dẫn giữa 2 miếng đệm liên tiếp có chiều dài l2:
F2 = f2 . l2
+ Mômen uốn tác dụng lên thanh dẫn:
M2 = = (KG/cm)
+ Mômen chống uốn của tiết diện ngang thanh dẫn:
W2 = WY-Y = 25 (cm3)
Ứng suất trong vật liệu thanh dẫn do f2 sinh ra:
d2 = (KG/cm2)
Điều kiện ổn định động của thanh dẫn
dtt = d1 + d2 £ dcp
Þ d2 £ dcp - d1 Þ £ dcp - d1 Þ l2 £ = l2max
Þ l2max = = 200,356 (cm)
l2max = 196,675 cm > l1 = 150 cm, nên ta không cần đặt thâm miếng đệm vào giữa 2 sứ mà vẫn đảm bảo điều kiện ổn định động.
c.2. Kiểm tra điều kiện ổn định động có xét đến dao động:
Fr = = 516,25 (Hz)
Giá trị này nằm ngoài khoảng (45¸55) Hz và (90¸110) Hz ® Đảm bảo
c.3. Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn:
- Vị trí đặt sứ: sứ đỡ trong nhà
- Điện áp: Uđmsứ > Uđmmạng = 10,5 (KV)
Vậy chọn sứ loại: 0F-10-3000YT3 có các thông số:
Uđm = 10KV
H = 154 (mm); Fph = 3000 (KG)
* Kiểm tra ổn định động của sứ:
Điều kiện kiểm tra: F'tt < Fcp = 0,6 Fph
Trong đó:
F'tt: lực tác dụng tính toán khi qui đổi về đầu sứ và được xác định như sau:
F'tt = Ftt .
Với: Ftt = 905,968 (KG) đã tính ở trên
H: chiều cao sứ H = 154 (mm)
h: chiều cao thanh góp h = 175 (mm)
Þ F'tt = 905,968 . = 1420,7 (KG)
Fcp = 0,6.Fph = 0,6 . 3000 = 1800 (KG)
® Fcp = 1800 (KG) > F'tt = 1420,7 (KG)
Kết luận: sứ đỡ cho thanh dẫn đảm bảo ổn định động
5.3.12. Chọn thanh dẫn từ đầu cực mp lên thanh góp 10,5(KV):
a. Chọn tiết diện:
- Tiết diện thanh dẫn được chọn theo điều kiện:
Icp ≥ Ilvcb = 3610 (A)
- Chọn thanh dẫn cứng bằng nhôm, tiết diện hình máng có sơn với các thông số như bảng sau:
Kích thước (mm)
Tiết diện
một cực
(mm2)
Mômen trở kháng (cm3)
Mômen quán tính (cm4)
Dòng điện
cho phép
cả 2 thanh (A)
h
b
c
r
Một thanh
Hai thanh
WYo-Yo
Một thanh
Hai thanh
JYo-Yo
WX-X
WY-Y
JX-X
JY-Y
125
55
6,5
10
1370
50
9,5
100
290,3
36,7
625
4640
b. Kiểm tra ổn định nhiệt của thanh dẫn khi ngắn mạch:
- Điều kiện kiểm tra:
Schọn ≥ Smin =
Ta có: Smin = . 103 = 209,374 (mm2)
Kết luận: thanh dẫn đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch
c. Kiểm tra ổn định động của thanh dẫn khi ngắn mạch:
c.1. Phương pháp đơn giản hóa:
dtt = d1 + d2 (KG/cm2)
- Xác định d1:
Lực điện động giữa các pha sinh ra:
F1 = 1,8 . 10-2 . . i (KG)
Với: i = 120,22 (KA); a = 50 (cm); l = 150 (cm)
Þ F1 = 1,8 . 10-2 . . 120,222 = 780,45 (KG)
- Mômen uốn tác dụng lên chiều dài thanh dẫn khi số nhịp lớn hơn2:
M1 = = 11706,8 (KGcm)
-Mô men chống uốn của thanh dẫn : W1=WY0-Y0=100
Ứng suất trong thanh dẫn dưới tác dụng của mômen chống uốn M1:
d1 = = 117,068 (KG/cm2)
- Xác định d2:
Lực tác động trên một đơn vị chiều dài của thanh dẫn (1cm)
f2 = 0,51 . 10-2 . . i
= 0,51 . 120,222 . . 10-2 =5,89 (KG/cm)
Lực tác động lên đoạn thanh dẫn giữa 2 miếng đệm liên tiếp có chiều dài l2:
F2 = f2 . l2
+ Mômen uốn tác dụng lên thanh dẫn:
M2 = = (KG/cm)
+ Mômen chống uốn của tiết diện ngang thanh dẫn:
W2 = WY-Y = 9,5 (cm3)
Ứng suất trong vật liệu thanh dẫn do f2 sinh ra:
d2 = (KG/cm2)
Điều kiện ổn định động của thanh dẫn
dtt = d1 + d2 £ dcp Þ d2 £ dcp - d1
Þ £ dcp - d1 Þ l2 £ = l2max
Þ l2max = = 106,22 (cm)
Đối chiếu l1 với l2max nhận thấy rằng giữa 2 sứ liền nhau cần đặt thêm miếng đệm để đảm bảo ổn định động. Số miếng đệm cần đặt trong 1 nhịp thanh dẫn.
n = - 1 = 0,41
Như vậy giữa 2 sứ đỡ gần nhau cần đặt thêm 1 miếng đệm.
c.2. Kiểm tra điều kiện ổn định động có xét đến dao động:
fr = = 368,05 (Hz)
Giá trị này nằm ngoài khoảng (45¸55) Hz và (90¸110) Hz. Vậy thanh dẫn đảm bảo ổn định động khi có xét đến dao động thanh góp.
d. Chọn sứ xuyên:
Với sứ xuyên khi chọn ta dựa vào các điều kiện:
- Điện áp Uđmsứ ≥ Umạng
- Dòng điện Iđmsứ ≥ Ilvcb
Ta có:
Umạng = 10,5 (KV)
I = 6,158 (KA)
I = 3,61 (KA)
Vậy ta chọn sứ xuyên loại TA - 10
Có Uđmd = 10,5 (KV); Iđmd = 8000 (A); Fph = 6000 (KG)
5.4. Chọn cáp cho đường dây phụ tải cấp điện áp máy phát:
- Ở đây chỉ cần chọn một phần cáp từ thanh góp cấp điện áp máy phát ra đến ngoài gian máy (chiều dài 0,2Km)
- Theo kết cấu của cáp chọn cáp đồng 3 lõi cách điện bằng giấy tẩm dầu, đặt trong hầm cáp.
- Điện áp định mức:
Uđmc ≥ UđmHT = 10,5 (KV)
- Tiết diện cáp chọn theo mật độ dòng điện kinh tế Jkt:
Skt =
Với: Ibt: là dòng điện làm việc bình thường chạy qua dây dẫn
Jkt: mật độ dòng điện kinh tế
Jkt phụ thuộc vào thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax
Và xác định được như sau:
Tmax =
® Tmax = . [80 . 10 + 90 . 6 + 100 . 8] = 7811 (h)
- Tra TLTK I chọn Jkt = 2,0 (A/mm2)
5.4.1. Chọn cáp cho đường dây đơn:
a. Chọn tiết diện:
Ta có:
Ibt = = 129,37 (A)
Skt = = 64,69 (mm2)
Chọn loại cáp bằng đồng 3 lõi cách điện bằng giấy tẩm dầu nhựa thông và chất dẻo không cháy có các thông số sau:
S = 120 mm2; Icp = 310 (A); Uđm = 10 (KV)
b. Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Icp = 310 (A); Ilvcb = Ibt = 129,37 (A)
Đảm bảo điều kiện phát nóng
5.4.2. Chọn cáp cho đường dây kép
a. Chọn tiết diện:
Ta có: Ibt = . = 129,37 (A)
Icb = 2 . Ibt = 258,45 (A)
Jkt = 2 (A/mm2)
Þ Skiểm tra = = 64,69 (mm2)
Chọn 3 sợi cáp đồng 3 lõi đặt cách nhau 200mm. Có các thông số như sau cho mỗi sợi
S = 50 mm2; Icp = 180 (A); Uđm = 10 (KV)
b. Kiểm tra điều kiện phát nóng:
+ Khi làm việc bình thường:
Icp = 3 . 180 (A) = 540 (A) > Ibt = 129,37 (A)
+ Khi làm việc cưỡng bức:
Icb = 3 . 180 = 540 (A) > Icb = 258,45 (A)
Cáp đã chọn đảm bảo điều kiện phát nóng khi làm việc bình thường cũng như khi làm việc cưỡng bức
c. Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Kiểm tra ở phần chọn kháng điện đường dây
5.5. Chọn dây dẫn cho đường dây phụ tải cấp điện áp máy phát
chọn dây nhôm lõi thép theo mật độ dòng điện kinh tế.
Skt =
Jkt: là mật độ dòng điện kinh tế
Với: Tmax = 7811 (h). Tra TLTK I. Ta có:
Jkt = 1,0 (A/mm2)
5.5.1. Đường dây đơn:
a. Ta có:
Ibt = = 129,37 (A)
® Skt = = 129,37 (mm2)
- Tra TLTK I, chọn dây dẫn mềm loại AC-185/24 có Icp = 510 (A)
b. Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc bình thường, sự cố:
- Điều kiện kiểm tra:
Icp = 510 (A) > Ilvcb = Ibt = 129,37 (A)
Vậy dây dẫn đã chọn đảm bảo điều kiện phát nóng lúc bình thường, cũng như sự cố
5.5.2. Đường dây kép:
a. Ta có:
Ibt = = 129,37 (A)
® Skt = = 129,37 (mm2)
Tra TLTK I, chọn dây dẫn mềm loại AC-185/24 có Icp = 510 (A)
b. Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc làm việc cưỡng bức:
Điều kiện kiểm tra:
Icp ≥ Icb
Icb = 2 . Ibt = 2 . 161,72 = 258,54 (A) < Icp = 510 (A)
Vậy dây dẫn đã chọn đảm bảo về điều kiện phát nóng.
c. Kiểm tra ổn định nhiệt của dây dẫn khi ngắn mạch
(Kiểm tra sau khi chọn kháng điện đường dây)
5.6. CHỌN KHÁNG ĐIỆN ĐƯỜNG DÂY:
Sơ đồ phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát
Bảng phân bố phụ tải qua kháng điện lúc bình thường và sự cố:
Tình trạng
làm việc
Phụ tải (MVA)
K1
K2
K3
Nh11
Nh12
Nh21
Nh22
Nh31
Nh32
Bình thường
8,823
8,823
11,7647
11,7647
8,823
8,823
Khi sự cố PĐI
0
0
20,588
11,7647
8,823
8,823
Khi sự cố PĐII
8,823
17,647
0
0
17,647
8,823
Khi sự cố PĐIII
8,823
8,823
11,7647
20,588
0
0
Công suất chảy qua các nhánh được tính như sau:
- Lúc bình thường:
Sbt =
- Lúc sự cố: (Xét đến sự cố thanh góp)
Vì đường dây kép được lấy từ 2 phân đoạn khác nhau nên lúc sự cố xem như được chuyển qua cho kháng còn lại
Ssc =
Tính dòng điện qua kháng (qua các nhánh)
IbtK11 = IbtK31 = IbtK12 = IbtK32 =
= = 0,485 (KA)
IcbK12 = IcbK31 = = 0,97 (KA)
Với kháng K2:
IbtK21 = IbtK22 =
= = 0,647 (KA)
IcbK21 = IcbK22 = = 1,132 (KA)
Tra TLTK I ta chọn các kháng điện như sau:
Dùng kháng điện kép loại PbAC-10-2 ´ 1500
b. Xác định XK% của kháng điện đã chọn:
Theo yêu cầu và mục đích của việc chọn kháng điện là để hạ thấp dòng ngắn mạch đến mức có thể đặt các máy cắt ở các trạm địa phương có Iđmc = 20 (KA) và thời gian cắt t = 1 (sec) và cáp của lưới điện có tiết diện như đã chọn là S= 120(mm2). Nghĩa là dòng ngắn mạch cho phép tại trạm địa phương phải thỏa mãn
I"N £ min {Icđm, Inhc}
Trong đó:
Icđm = 20 (KA)
Inhc: là dòng ổn định nhiệt của cáp và được xác định. Xác định :
Inhc = (A). Với d: là tiết diện của cáp (mm2)
S = 120 (mm2)
C: là hệ số với CCu = 141 (A2/sec)
® Inhc = = 16,920 (KA)
Chọn XK% sao cho I"N £ 16,92 (KA)
Trong phần tính toán ngắn mạch ta đã chọn
Ucb = Utb
Scb = 100 (MW)
Icb = 5,498 (KA)
Ta có điện kháng tính toán của hệ thống là:
XHT = = 0,0808
Điện kháng từ nguồn đến điểm ngắn mạch sau kháng:
XS = = = 0,325
Vậy điện kháng của kháng điện là:
XK = XS - XH = 0,325 - 0,0808= 0,2442
® XK% = XK . . 100 = 0,2442. . 100 = 6,66%
Ta chọn: XK% = 10%
Vậy ta chọn các kháng điện K1, K2, K3 có các thông số sau:
Loại kháng
Uđm (KV)
Iđm (A)
Hệ số liên hệ K
DP1 pha (KW)
iôđđ
PbAC-10-2´1500-10
10
1500
0,41
29,1
34
- Kiểm tra dòng ngắn mạch tại địa phương:
Ta có:
XK = = 0,3665
Vậy dòng ngắn mạch tại N10 là:
I = = 12,292 (KA)
Ta thấy:
I < Icđm = 20 (KA)
I < Inhc = 16,92 (KA)
Kết luận: kháng điện đã chọn đảm bảo yêu cầu
- Kiểm tra tổn thất điện áp trên kháng:
+ Lúc bình thường
Với: K1, K3
DU% = . XK% . sinj
= . 10 .0,526 = 1%
DU% < DUcp% = 2% Þ Đạt
Với: K2
DU% = . XK% . sinj
= . 10 . 0,526 = 1,34%
DU% < DUcp% = 2% Þ Đạt
+ Lúc cưỡng bức:
DU% £ DU% = 5%
DU% = XK% . . sinj
-Với: K1, K3
DU% = 10% . . 0,526
= 2,7% < DU% Þ Đạt
-Với: K2
DU% = 10% . . 0,526
= 3,04% < DU% Þ Đạt
- Kiểm tra ổn định nhiệt
Vì kháng điện đã chọn có Iđm > 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt
- Kiểm tra điều kiện tạo điện áp dư trên thanh góp khi ngắn mạch sau kháng:
DUdư% = ≥ U% = (60 ¸ 75)%
Þ DUdư% = 10% . = 80,95% > DU%
Vậy kháng điện đã chọn thỏa mãn điều kiện
- kiểm tra ổn định động
iXK £ iôđđ
Với: iXK = . KXK . I = . 1,8 . 12,142 = 30,9 (KA)
iôđđ = 34 (KA) > iXK = 30,9 (KA)
Kết luận: kháng điện đã chọn đảm bảo ổn định động khi ngắn mạch
c. Kiểm tra ổn định nhiệt cho cáp đường dây
c.1. Đường dây đơn:
a. Phần cáp:
- Chọn cáp cho đường dây đơn của phụ tải cấp điện áp máy phát có chiều dài 0,2 (Km)
- Điện kháng của cáp:
Xc =. xc .l . với n là số sợi cáp song song với cáp đồng có d=120mm2; có Xo = 0,081 (W/km)
® Xc = . xo . l . = 0,081 . 0,2 . = 0,0147 (W/km)
- Dòng điện ngắn mạch tại cuối đoạn cáp:
I = = 11,9 (KA)
Xung nhiệt tính toán của cáp:
BNtt = (I)2 . (tc + TKCK) = 11,92 .(1+0,05) = 145,21 (KA2.sec)
Tiết diện nhỏ nhất mà cáp có thể chịu đựng được khi cáp xảy ra ngắn mạch
Smin . 103 = 85,46 (mm2)
Ta thấy:
Schọn = 120 (mm2) > Smin
Vậy cáp đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt
b. Phần đường dây:
- Điều kiện kiểm tra:
Schọn ≥ Smin =
Smin = = 136,9 (mm2)
® Schọn = 185 mm2 > Smin = 136,9 mm2 ® Đạt
c.2. Đường dây kép
a. Phần cáp:
XC = . xo . l . = . 0,09 . 0,2 . = 0,0054 (W/km)
- Dòng điện ngắn mạch tại cuối đoạn cao áp:
I"N = = 12 (KA)
Xung nhiệt tính toán của cáp:
BNtt = (I)2 . (tc + TKCK) = 122 .(1+0,05) = 151,2 (KA2.sec)
Tiết diện nhỏ nhất mà cáp có thể chịu đựng được khi cáp xảy ra ngắn mạch
Smin . 103 = 87,2 (mm2)
Ta thấy:
Schọn = 3 . 50 = 150 (mm2) > 87,5 (mm2) ® đạt
b. Phần đường dây
- Điều kiện kiểm tra:
Schọn ≥ Smin =
Smin = = 139,73 (mm2)
® Schọn = 185 mm2 > Smin = 139,73 mm2
5.7. Chọn cuộn dập hồ quang:
I. Trong mạng điện (6 - 10) KV có dự trữ cách điện lớn nên quá điện áp do hồ quang cháy chập chờn không nguy hiểm. Tuy vậy cũng không được để trung tính cách điện đối với đất khi dòng điện dung Ic > (20 ¸ 30)A
+ Đối với mạng (15¸20)KV: Ic không được lớn hơn 15A
+ Đối với mạng 35 KV: Ic không được lớn hơn 10A
1. Tính dòng điện điện dung khi có 1 pha chạm đất trong mạng điện áp máy phát.
- Theo công thức kinh nghiệm, dòng Ic được xác định gần đúng như sau:
Ic = đối với đường dây trên không
Ic = đối với đường dây cáp
Trong đó:
Ud: là điện áp dây của mạng (KV)
LS: là tổng chiều dài các đường dây nối vào cấp điện áp đang xét (Km)
- Đối với đường dây ở phụ tải địa phương
8 đường dây kép công suất 4 MW ´ 10 Km
9 đường dây đơn công suất 2 MW ´ 8 Km
Trong đó mỗi mạch đường dây có thêm 200(m) đầu tiên là cáp
® Lcáp = 20 . 0,2 = 4(Km)
Tổng chiều dài đường dây
LS = 8. 2 . 10 + 9 . 8 = 232 (Km)
Tổng chiều dài đường dây trên không:
LK = LS - Lcáp = 232 - 4 = 228 (Km)
Dòng điện dung dẫn của đường dây trên không:
I = 6,84 (A)
Dòng điện dung dẫn của cáp:
I = = = 4,2 (A)
Vậy dòng điện dung dẫn tại chỗ chạm đất:
IC = I + I = 5684 + 4,2 = 11,04 (A)
® IC = 11,04 (A) < Icp = 30 (A)
Kết luận: vì Ic < Icp nên không cần đặt cuộn dập hồ quang cho trung tính của lưới điện cấp điện áp máy phát.
2. Tính dòng điện điện dung khi có 1 pha chạm đất trong mạng trung áp
- Tổng chiều dài đường dây tải điện của mạng này
LS = 2 . 2. 30 = 120 (Km)
Do đó:
ICK = = 12 (A)
® ICK = 12 (A) > Icp = 10(A)
Kết luận: Vì Ic>Icp do vậy cần đặt cuộn dập hồ quang vào trung tính của mạng này
+ Công suất của CDHQ cần phải đặt là
S = n . Ic . Upha
Với: n: là hệ số tính đến sự phát triển của mạng chọn n = 1,25
® S = 1,25 . 12 . = 303,1 (KVA)
Tra TLTK I, chọn được cuộn dập hồ quang loại 3POM-550/35 nối vào trung tính của MBA có các thông số sau:
Loại
Điện áp
mạng điện
(KV)
Dòng điện ứng với các vị trí chuyển mạch
Công suất
(KVA)
I
II
III
IV
V
3POM-550/35
35
12,5
14,5
17,1
20,6
25
650
3. Chọn máy cắt và dao cách ly cho phụ tải cấp điện áp máy phát
a. Chọn máy cắt:
+ Điều kiện chọn
UđmMC ≥ Uđmmạng = 10,5 (KV)
IđmMC ≥ Ilvcb
Icđm > I
* Đối với đường dây đơn
Ibt = Icb = 129,37 (A)
I = 12,142 (KA)
Tra TLTK I chọn máy cắt loại BM P-10-630-20 có các thông số sau
Loại máy cắt
Uđm (KV)
Iđm (A)
Icđm (KA)
Iođđ (KA)
Inh (KA)
tnh (sec)
BMP-10-630-20
10
630
20
64
20
8
* Kiểm tra máy cắt đã chọn
+ Kiểm tra ổn định động:
- Điều kiện kiểm tra:
Iođđ ≥ iXKN
Với: iXKN = . KXK . I = . 1,8 . 12,142 = 30,9 (KA)
Iođđ = 64 (KA) > 30,9 (KA)
Kết luận: Máy cắt đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định động khi ngắn mạch
+ Kiểm tra ổn định nhiệt:
BNtt = (I)2 . (tc + TKCK)
® BNtt = (12,142)2 . (1+0,05) = 154,8 (KA2.sec)
BNCP = I . tnh = 202 . 8 = 3200 (KA2.sec)
® BNCP = 3200 . (KA2.sec) > BNtt = 379,2 (KA2.sec)
Kết luận: máy cắt đã chọn đảm bảo ổn định nhiệt khi ngắn mạch
* Đối với đường dây kép:
Icb = 2 . Ibt = 2 . 129,37 = 258,74 (A)
I = 12,142 (KA)
Tra TLTK I, chọn máy cắt loại BM P-10-630-20 tương tự như đối với đường dây đơn
b. Chọn dao cách ly:
+ Điều kiện chọn:
- Điện áp Uđm ≥ Uđmmạng = 10,5 KV
- Dòng điện IđmCL ≥ Ilvcb
Dòng điện trước kháng điện đường dây bằng dòng điện ngắn mạch tại N7
I = 68,001 (KA); IXKN7 = 173,128 (KA)
- Tra TLTK I, chọn được dao cách ly PBK - 10/3000 có các thông số
Loại dao cách ly
Uđm (KV)
Iđm (A)
Iođđ (KA)
Inh (KA)
tnh (sec)
PBK-10/3000
10
3000
200
60
10
* Kiểm tra ổn định nhiệt
Dao cách ly có Iđm > 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt
* Kiểm tra ổn định động
- Điều kiện kiểm tra:
Iôđđ ≥ iXKN
Với: iXK = 173,128 (KA)
iođđ = 200 (KA)
® iođđ > iXK
Kết luận: dao cách ly đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định động khi ngắn mạch
4. CHỌN MÁY BIẾN DÒNG VÀ MÁY BIẾN ÁP:
Trong tính toán thiết kế chỉ chọn máy biến dòng và máy biến điện áp cho mạch máy phát.
a. Chọn máy biến dòng:
- Điều kiện chọn:
+ Theo vị trí đặt: BI đặt trong nhà
+ Cấp chính xác: chọn cấp chính xác 0,5
+ Điện áp: UđmBI ≥ Uđmmạng = 10,5 (KV)
+ Dòng điện: IđmBI ≥
(Vì BI chỉ cho phép quá tải 20% so với dòng định mức)
® IđmBI ≥ = 1805 (A)
Tra TLTK I, chọn được máy biến dòng loại TP-10-2000 có các thông số sau
Loại
Uđm (KV)
IđmS (A)
IđmT (A)
Cấp c.xác
Z2đm
kođđ
ildd
Knh
TP-10-2000
10
2000
5
0,5
0,8
165
81
70/1
+ Phụ tải thứ cấp của BI:
Z2đm ≥ Zdc + Zdd
Bảng phân bố phụ tải của BI
TT
Tên dụng cụ
Loại
Phụ tải (MVA)
Pha A
Pha B
Pha C
1
Ampe mét
-335
0,5
0,5
0,5
2
oát mét tác dụng
Д-335
0,5
-
0,5
3
oát mét phản kháng
Д-335
0,5
-
0,5
4
oát mét tự ghi
H-348
10
-
10
5
công tơ tác dụng
И-670
2,5
-
2,5
6
Công tơ phản kháng
T-672
2,5
5
2,5
Tổng cộng
16,5
5,5
10,5
Công suất các cuộn dây của các đồng hồ đo lường như bảng trên, pha A, pha C mang tải nhiều nhất S = 16,5 (MVA)
Tổng trở các dụng cụ đo lường mắc vào pha A (pha C) là:
ZSdc = = 0,66 (W)
Từ: Zdd = ZđmBI - ZSdc
ZđmBI = Z2đm = 0,8 (W) là tổng trở định mức của BI
ZSdc = 0,66 (W) là tổng trở các dụng cụ đo
Þ Zdd = 0,8 - 0,66 = 0,14 (W)
Giả sử chiều dày dẫn từ BI đến dụng cụ đo là 30 m. Chọn dây dẫn đồng hồ có r= 0,0175 (Wmm2/m) nên ta có:
Zdd » rdd = r . Þ Ftt = = 3,75 (mm2)
Vậy ta chọn dây dẫn đồng hồ có tiết diện F = 4 mm2
b. Kiểm tra máy biến dòng đã chọn
1. Kiểm tra ổn định động:
Điều kiện: . Kôđđ . Iđm ≥ iXK
Ta có: Kôđđ = 165 Þ . Kôđđ . Iđm = . 165 . 2 = 466,69 (KA)
ixk = ixkN6 = 111,36 (KA) < 466,69 (KA)
Vậy BI đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định động
2. Kiểm tra ổn định nhiệt:
Vì BI đã chọn có Iđm > 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt
b. Chọn máy biến điện áp:
- Máy biến điện áp được chọn theo điều kiện
+ Điện áp: UđmB1 ≥ Uđmmạng = 10,5 (KV)
+ Cấp chính xác: vì BU cung cấp điện cho nguồn đo đếm nên ta chọn BU ba pha 5 trụ nối Yo-Yo-D có cấp chính xác là 0,5
+ Công suất phụ tải thứ cấp BU:
S2 £ S2đmBU
S2 =
Bảng phân bố công suất như sau:
TT
Tên dụng cụ
Kí
hiệu
Công suất
tiêu thụ
1 cuộn (VA)
Phụ tải biến
điện áp AB
Phụ tải biến
điện áp BC
P (W)
Q (MVA)
P (W)
Q (MVA)
1
Vôn mét
-335
2
2
2
Oát mét tác dụng
P-335
1,5
1,5
1,5
3
Oát mét phản kháng
P-335
1,5
1,5
1,5
4
Oát mét tự ghi
H-348
10
10
10
5
Tần số kế
H-670
3
3
7,3
3
7,3
6
Công tơ tác dụng
N-673
3
3
7,3
3
7,3
7
Công tơ phản kháng
-335
3
3
Tổng cộng
21
14,6
22
14,6
Tổng công suất
SPdc = 43 (W)
SQdc = 29,2 (VAR)
S2 = = 51,9 (VA)
Tra TLTK I, chọn BU loại HTMИ-10-66 có các thông số như bảng sau
Loại BU
Điện áp định mức (V)
Cấp
chính xác
Công suất
định mức (VA)
Sơ cấp
Thứ cấp chính
Thứ cấp phụ
HTMИ-10-66
10000
100
100/3
0,5
120
* Chọn dây dẫn nối từ BU đến các dụng cụ đo
- Dây dẫn được chọn phải thỏa mãn điều kiện
+ Tổn thất điện áp trên dây dẫn: DU £ DUcp = 0,5%
+ Để đảm bảo độ bền cơ học: tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn phải thỏa mãn
SminCu = 1,5 (mm2)
SminAl = 2,5 (mm2)
- Giả sử chiều dài dây dẫn nối từ BU đến các dụng cụ đo lường là: l = 50 (m)
Ở đây chọn dây dẫn bằng đồng có tiết diện 1,5 (mm2)
rCu = 0,0175 (Wmm2/m)
- Điện trở của dây dẫn
rdd = = 0,0175 . = 0,58 (W)
- Tổn thất điện áp trên dây dẫn
DU% = = 0,3%
® DU% = 0,3% £ DUcp = 0,5%
Kết luận: BU đã chọn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- CHUONG IV_V.doc