LI NÓI U
Trong s nghip công nghip hóa- hin i hóa t nc, in lc gi vai
trò c bit quan trng. Vì in nng là ngun nng lng c s dng rng rãi
nht trong các ngành kinh t quc dân. Nng lng c s dng trong các lnh
vc nh: giao thông, nông nghip, công nghip và sinh hot. T dng nng
lng s cp có th qua các công ngh nng lng khác nhau t ti các dng
nng lng hu ích khác nhau. Nhà máy in có nhim v bin i nng lng
s cp nh: than, du khí, thy nng…thành in và nhit nng. Vì vy nhà máy
in là mt khâu quan trng trong h thng in. Hin nay nn kinh t nc ta
có nhng bc phát trin vt bc hi nhp vi khu vc và th gii thit k
và m rng nhà máy in là mt vn tt yu. Thit k phn in cho nhà máy
in là mt khâu quan trng òi hi ngi thit k phi am hiu v thit b và
phng thc vn hành nhà mày in. i vi sinh viên ngành in, vic am hiu
v thit k phn in nhà máy in là mt vn cn thit giúp cho sinh viên
cng c thêm c nhiu kin thc óng góp cho công nghip hóa – hin i
hóa t nc.
Sau 4 nm hc tp ti trng, n nay em ã hoàn thành chng trình hc
ca mình và c giao tài: “ Nghiên cu và tính toán phn in cho nhà
máy nhit in Uông Bí 2 công sut 300MW ” do cô giáo Thc s Th
Hng Lý hng dn.
Bn án c chia thành các phn nh sau:
Chng 1: Khái nim chung v nhà máy in.
Chng 2: Tính toán ph ti và cân bng công sut.
Chng 3: S ni in và la chn các phn t trong s .
2
GII THIU CHUNG V NHÀ MÁY NHIT IN UÔNG BÍ
1.1 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN
Tên gi bng ting Vit: CÔNG TY TNHH 1TV NHIT IN UÔNG BÍ.
Tên gi bng ting Anh: UONGBI THERMAL POWER COMPANY
LIMITER.
Tên vit tt: EVNTPC UONG BI (UPC)
a ch: Phng Quang Trung – Thành ph Uông Bí, tnh Qung Ninh.
in thoi: 033 3854284 ; FAX: 033 3854181
Email: Uongbi_ nmd @ evn.com.vn
Giy chng nhn ng ký kinh doanh s: 5700548601 cp ngày 02 tháng
11 nm 2010 do S K hach và u t tnh Qung Ninh cp.
Tài khon s: 102010000225115 Ngân hàng CP Công thng Uông Bí.
Din tích t ang qun lý: 407.665,8 m2
Din tích t ang s dng trong kinh doanh: 391.950,3 m2
Công ty Nhit in Uông Bí là doanh nghip nhà nc, do nhà nc u t vn
thành lp. Công ty là n v trc thuc Tng công ty in Lc Vit Nam, có t
cách pháp nhân trong phm vi Tng công ty u quyn .
Ngày 19 tháng 5 nm 1961, Th tng Phm Vn ng thay mt Trung
ng ng và Chính ph Vit Nam ã v thm và b nhát cuc u tiên khi
công xây dng Nhà máy Nhit in Uông Bí. ây là a con u lòng ca
ngành in Vit Nam c t trên vùng ông bc ca T Quc, vì vy ngun
in phát ra có ý ngha rt quan trng cho nn công nghip nc ta, phc v trc
tip cho khu m và nn kinh t quc dân .
Nhà máy nhit in Uông bí (nay là Công ty nhit in Uông bí) là Nhà
máy phát in do Liên xô (trc ây) giúp xây dng. Giai on 1 gm 4 lò, 4
3
máy trung áp vi công sut tng cng 48 MW, n cui nm 1963 t máy s 1
c a vào vn hành. Các t máy tip theo c ln lt thi công xây lp và
a vào vn hành cung cp in cho nhu cu phát trin kinh t-xã hi và quc
phòng. T nm 1973, hai t máy cao áp 55 MW ln lt c thit k, thi công
xây lp và a vào vn hành, nâng tng công sut toàn Công ty lên 153 MW.
Trong nhng nm kháng chin chng M cu nc Công ty ã b quc
M ném bom nhiu ln làm h hng nhiu máy móc thit b trong dây truyn
sn xut. Sau chin tranh Công ty va sn xut va cng c các thit b do chin
tranh làm h hng, va m rng sn xut. Dây chuyn công ngh sn xut ca
Công ty có c tính k thut cao, phc tp, hot ng 24/24 h . Máy móc thit b
ln và s nhng hu nh ã khu hao ht. Do ó, nhim v ch yu ca Công
ty hin nay là sn xut in nng cung cp cho h thng in quc gia, ng thi
phn u hoàn thành k hoch sa cha ln máy móc thit b. Ngoài ra Công ty
còn sn xut kinh doanh ph mt s mt hàng nh ch bin, kinh doanh than,
sn xut ct in và các sn phm bng bê tông ly tâm, sn xut bi thép, kinh
doanh dch v n ung, nhà hàng... n nay Công ty còn 4 lò 2 máy vi tng
công sut 110 MW, tng s cán b công nhân viên là 1.747 ngi làm nhim v
phát công sut cho li in khu vc ông - Bc ca T quc.
Công ty nhit in Uông Bí c ng, Nhà nc mà trc tip là B
công nghip và Tng công ty in lc Vit nam thng xuyên quan tâm ch o,
to iu kin cho Công ty nhit in Uông bí phn u hoàn thành tt nhim v
chính tr, góp phn vào s mnh chung ca ngành then cht s mt phi i trc
mt bc trong s nghip công nghip hoá, hin i hoá t nc.
Phát huy truyn thng và nhng thành tích ã t c, tp th CBCNV
Công ty luôn luôn c gng nhm phn u vt qua mi khó khn th thách,
phát huy mi ngun lc sn có ca mình gi và a Công ty ngày càng phát
trin i lên v mi phng din. Ngày 10 tháng 10 nm 2000 Th tng Chính
ph ã ký Quyt nh s: 994/Q - TTG phê duyt u t xây dng Nhà máy
4
nhit in Uông bí m rng vi 1 t máy có công sut 300MW và ang xây
dng Nhà máy 330 MW s 2 có công sut 300 MW do Trung Quc làm ch u
t. Và theo k hoch vào tháng 3/2011 s t và hiu chnh dn ti bàn giao.Tuy
nhiên n tn tháng 3/2012 nhà máy s 2 do Trung Quc làm ch u t mi
c a vào chy tin cy và c gng trong nm 2012 này s bàn giao công
ngh li cho phía nhà máy.
Vi vai trò, v trí ch lc ca h thng in Vit Nam trong sut thi gian
dài y khó khn, th thách trc, trong và sau chin tranh. Công ty nhit in
Uông bí ã làm tròn nhim v cung cp in cho T quc phc v các nhu cu
phát trin kinh t-xã hi và quc phòng.
Trong 45 nm qua, Công ty nhit in Uông bí ã lp c nhiu thành
tích c bit xut sc trong sn xut và bo v sn xut. Vì vy, tp th Cán b
công nhân viên Công ty ã vinh d c Nhà nc 2 ln phong tng danh hiu
Anh hùng lao ng (1973), Anh hùng lc lng v trang nhân dân (1998), c
tng thng Huân chng c lp hng nhì, nhiu Huân chng lao ng,
Huân chng kháng chin và các phn thng cao quý khác.
Hin nay Công ty phát in vi tng công sut 410 MW và trong nm 2012
Công ty c gng hoàn thin a Nhà máy 330 MW s 2 i vào hot ng,
phc v in cho khu vc ông-Bc ca T quc và Công ty không ngng ào
to cán b công nhân viên i hc nâng cao chuyên môn nghip v kp thi
áp ng, nm bt dây chuyn công ngh có tính k thut cao.
1.2 QUY TRÌNH SN XUT IN NNG TRONG NHÀ MÁY
Nhà máy in là các c s công nghip c bit, làm nhim v sn xut in
và nhit nng t các dng nng lng t nhiên khác, nh hóa nng ca nhiên
liu, thy nng ca nc, nng lng nguyên t, quang nng ca mt tri và
ng nng ca gió…Nng lng phát ra t các nhà máy in c truyn ti bi
mt lot các thit b nng lng khác nh máy bin áp tng áp và h áp, các
5
ng dây trên không và cáp, n các h tiêu th nh các xí nghip, các thành
ph, các vùng nông thôn…
Tùy thuc vào dng nng lng t nhiên c s dng, ngi ta chia nhà
máy in thành nhà máy nhit in, thy in, nguyên t, phong in, in mt
tri, n a nhit. Hin nay nng lng in và nhit ch yu c sn xut
bi các nhà máy nhit in, thy in, nhà máy in nguyên t.
Trong ni dung án này s trình bày v nhà máy nhit in.
Nhà máy nhit in, thng s dng ba loi nhiên liu: rn, lng, khí.
Theo các ng c s cp dùng quay máy phát in, các nhà máy nhit in
li c chia thành nhà máy nhit in tua bin hi, hi máy nc, ng c t
trong và tuabin khí. Các nhà máy nhit in tuabin hi còn c chia thành nhà
máy nhit in ngng hi và nhà máy nhit in rút hi. Mi loi có nhng
trang b riêng và ch làm vic c bit ca nó.
Trong nhà máy nhit in, hóa nng ca các nhiên liu (than, du, khí t)
c bin i thành nng lng in và nhit.
Hóa nng nhit nng C nng in nng
ca nhiên liu ca lò hi
Hình 1.1: S bin i nng lng ca nhà máy nhit in
lò hi
6
Hình 1.2: Quy trình sn xut in nng trong nhà máy
Nhµ xö lý n­íc
BZK
Qu¹t
khÝ
Bé sÊy
Tr¹m th¶i xØ Gia nhiÖt cao
~ ~
~
®iÖn quèc gia
tuÇn hoµn
B×nh ng­ng
*Nguyên lý hot ng
Dây chuyn công ngh sn xut ca nhà máy là liên tc, khép kín: Than
t trong kho than khô c vn chuyn qua h thng bng ti ngang, bng xiên
vào kho than nguyên a vào nhà máy nghin, ti ây than c nghin thành
bt qua qut ti bt a lên kho than bt, nh h thng máy cp nhiên liu và
gió a vào lò t. Không khí qua qut gió và b sy không khí a vào lò
t trc ó c sy làm tng nhit ca than bt khi vào lò bt la cháy
ngay. Nc ã c x lý hóa hc i qua b hâm nc, cung cp vào bao hi
xung các dàn ng sinh hi, nc trong lò c un nóng bc hi qua phn ng
cháy, hi c sy khô ti 535 , a sang máy tuabin kéo máy phát in sn
xut ra in.
Khi máy phát ra in nh có máy kích thích dòng in mt chiu thành
dòng xoay chiu qua máy bin th in áp c tng lên 220 kV. 110kV, 35 kV,
6.6 kV truyn ti trên h thng hòa vi li in quc gia. Sau khi nhiên liu
cháy to thành tro x c làm lnh qua nc và dp nát cho xung mng thi
x dùng bm tng y. Bm thi hút a x trong ng ra h cha x. Lò cháy
sinh ra khói c a qua b hâm nc, b sy không khí tn dng sy nâng
nhit không khí và nc trc khi vào lò, ri c qut khói a vào bình
ngng, ti ây hi nc c ngng t thành nc nh h thng làm lnh ca
nc tun hoàn bm t sông Uông lên, còn lng rt nh c x ra ngoài tri.
Sau ó, nc c bm ngng t qua bình gia nhit h áp và a vào kh khí
oxy, ri a qua bm tip nc cung cp li cho lò hi, cng còn trích li 1 phn
hi nc tuabin c gia nhit cao, b kh khí và gia nhit h áp vi mc
ích tn dng nhit ca hi sau khi phát công sut.
Sn phm in nng làm ra n âu phi tiêu th ngay n ó (do tính cht
công ngh) không có sn phm d dang cng không có sn phm d tr tn kho.
8
Nhà máy nhit in có th cung cp hi nóng cho vùng lân cn. khi ó hi
nóng c ly t tng tái nhit ca tuabin và hi nóng này c a ngay n
các h tiêu th hay n các nhà tm công cng hoc a n các bung hâm
nc nóng cung cp cho h thng nc nóng.
9
TÍNH TOÁN PH TI VÀ CÂN BNG CÔNG SUT
Trong thc t in nng tiêu th ti các h tiêu dùng in luôn thay i, vì
th vic tìm c th ph ti là rt quan trng i vi vic thit k và vn
hành. Da vào th ph ti các cp in áp mà xây dng th ph ti tng
ca toàn nhà máy, ngoài phn ph ti ca h tiêu th các cp in áp, ph ti
phát ca h thng, còn có ph ti t dùng ca nhà máy. Công sut t dùng ca
nhà máy nhit in ph thuc vào nhiu yu t (dng nhiên liu, áp lc hi ban
u, loi tuabin và công sut ca chúng, loi truyn ng i vi các máy bm
cung cp) và chim khong 5÷8% tng in nng phát ra.
Mt cách gn úng có th xác nh ph ti t dùng ca nhà máy nhit
in theo biu thc sau:St,Snm
Stdt = α.Snm(0,4+0,6. St
Snm ) (2.1) [1]
Trong ó: Stdt – Ph ti t dùng ti thi im t.
Snm- Công sut t ca toàn nhà máy.
St – Công sut phát ra ti thi im t.
α – S phn trm lng in t dùng.
2.1 CHN S LNG VÀ CÔNG SUT MÁY PHÁT IN
Cn chú ý mt s im sau:
Máy phát in có công sut càng ln thì vn u t, tiêu hao nhiên liu
sn xut ra mt n v in nng và chi phí vn hành hàng nm càng nh.
Nhng v mt cung cp in thì òi hi công sut ca nhà máy ln nht
không c ln hn d tr quay ca h thng.
10
thun tin cho vic xây dng cng nh vn hành v sau, nên chn các
máy phát in cùng loi.
Chn in áp nh mc ca máy phát càng ln thì dòng nh mc, dòng
in ngn mch cp in áp này s nh và do ó d dàng chn các khí
c in hn.
T các yêu cu chn s lng và công sut ca máy phát in. Ta chn c
loi máy phát sau. Chn 3 máy phát in kiu TBΦ – 100 – 2, có các thông s
nh bng 2.1
Kí hiu S
X”d X’d Xd
TBΦ – 100 – 2 125 100 0,8 10,5 6,5 0,183 0,263 1,79
2.2 TÍNH TOÁN PH TI CÁC CP IN ÁP
m bo vn hành an toàn, ti mi thi im in nng do các máy
phát in phát ra phi hoàn toàn cân bng vi lng in nng tiêu th các h
tiêu th k c tn tht in nng.
Trong thc t lng in nng tiêu ti các h dùng in luôn luôn thay
i. Vic nm c quy lut bin i này tc là tìm c th ph ti là iu
rt quan trng i vi vic thit k và vn hành. Nh vào th ph ti mà ta
có th la chn các phng án ni in hp lý, m bo các ch tiêu kinh t và
k thut, nâng cao tin cy cung cp in. Ngoài ra da vào th ph ti
còn cho phép chn úng công sut, phân b ti u công sut gia các t máy
phát in trong cùng mt nhà máy và phân b công sut gia các nhà máy in
vi nhau.
Trong thit k ã cho th ph ti ca nhà máy và th ph ti ca các
cp in áp di dng bng theo phn trm công sut tác dng Pmax và h s
11
cosφ ca tng ph ti tng ng, t ó ta tính c ph ti ca các cp in áp
theo công sut biu kin nh công thc sau:
St = Pt
max%.Pp
Trong ó:
St – là công sut biu kin ca ph ti thi im t (MVA)
Cosφtb – là h s công sut trung bình ca ph ti.
p% - công sut tác dng thi im t tính bng % công sut max.
Pmax – công sut ca ph ti cc i tính bng (MW). cosφm
2.2.1 th ph ti toàn nhà máy
Nhà máy gm 3 t máy có: PFm= 100(MW), cosφm=0,8
Do ó: Sm= Fm
0.8 =125 (MVA) (2.3) [1]
Tng công sut t ca toàn nhà máy là: PNMm= 3x100=300(MVA)
→ SNMm = PNMm
T th ph ti nhà máy và công thc
St = Pt
cosφm
T th ph ti ca nhà máy theo thi gian ta tính c PNM(t), SNM(t). Bng
2.2 Kt qu tính toán ph ti ca nhà máy
T(h) 0 – 6 6 – 14 14 – 20 20 – 24
P% 70 90 80 100
PNM(t)(MW) 210 270 240 300
SNM(t)(MVA) 262,5 337,5 300 375
12
2.2.2 th ph ti t dùng toàn nhà máy
Phn t dùng ln nht ca toàn nhà máy bng 7% công sut nh mc ca
toàn nhà máy vi cosφ = 0,88 và c xác nh theo công thc sau:
Std(t) = α.Snm.(0,4+0,6. St
Trong ó:
Std(t) – ph ti t dùng ca nhà máy ti thi im t.
Snm – công sut t ca toàn nhà máy.
St – công sut phát ra ti thi im t.
α – s phn trm lng in t dùng.
T các công thc trên ta có bng 2.3 và th ph ti t dùng c trình
bày trên hình 2.2
20
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
262,5
337,5
300
375
SNM(MVA)
HT
13
Bng 2.3 Kt qu tính toán ph ti t dùng ca nhà máy
T(h) 0 – 6 6 – 14 14 – 20 20 – 24
S(t) (MVA) 262,5 337,5 300 375
Std(t) (MVA) 20,5673 23,7168 22,1420 25,2916
2.2.3 Ph ti a phng
Vi các thông s ã cho Pmax = 90(MW)
Cosφ = 0,88.
Sp(t) = Pp(t)
Trong ó:
Sp(t) – Công sut ca a phng phát ra ti thi im t;
Pdpmax – công sut ca ph ti a phng cc i tính bng (MW).
Cosφtb – H s công sut trung bình ca tng ph ti a phng.
Pp% - công sut tác dng ca a phng ti thi im t tính bng phn
trm công sut cc i ca a phng.
T yêu cu thit k và các công thc trên ta có kt qu ghi bng 2.4 và
th ph ti ca a phng c biu din trên hình 2.3.
Bng 2.4: Kt qu tính toán ph ti ca a phng
T(h) 0 – 6 6 – 14 14 – 20 20 – 24
Pp% 70 90 80 100
Pp(t)(MW) 63 81 72 90
Sp(t)(MVA) 71,59 92,05 81,81 102,27
14
Hình 2.2: th ph ti t dùng ca toàn nhà máy
Hình 2.3: th ph ti a phng
20
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
40
60
80
100
120
140
160
180
200
71,59
102,27
0
20
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
40
60
80
100
120
140
160
180
200
20,5673
0
15
2.3 CÂN BNG CÔNG SUT TOÀN NHÀ MÁY VÀ XÁC NH CÔNG
SUT PHÁT VÀO H THNG
Phng trình cân bng công sut toàn nhà máy là:
SNM(t) = Std(t) + Sp(t) + ST(t) + SHT(t) ( ây ST(t) = 0) (2.7) [5]
B qua tn tht trong máy bin áp
→ SHT(t) = SNM(t) – [Std(t) + Sp(t)]
T ó ta lp c kt qu tính toán ph ti và cân bng công sut toàn nhà
máy ghi bng 2.5 và th ph ti ca h thng c biu din trên hình 2.4
Bng 2.5 Kt qu tính toán ph ti và cân bng công sut toàn nhà máy
T(h) 0 – 6 6 – 14 14 – 20 20 – 24
SNM(t)(MVA) 262,5 337,5 300 375
Sp(t)(MVA) 71,59 92,05 81,81 102,27
Std(t) (MVA) 20,5673 23,7168 22,1420 25,2916
SHT(t)(MVA) 170,3427 221,7332 196,048 247,4384
Hình 2.4: th ph ti ca h thng
20
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
40
60
80
100
120
140
160
180
200
170,3427
* Tính ph ti các cp in áp
Công sut tha ca nhà máy luôn ln hn công sut ca mt t máy ti
mi thi im, ta có th cho mt t máy luôn vn hành vi công sut inh mc
và phát công sut ca h thng.
Ph ti cp in áp máy phát luôn ln hn 30% công sut ca mt t
máy nên phi s dng thanh góp in áp máy phát.
Ta thy ph ti phân b không u các cp in áp. cp in áp máy
phát ph ti có Pmax = 90(MW), nh hn công sut ca 1 máy phát P = 100MW
và toàn nhà nhà máy thit k.
* D tr ca h thng
Ta có d tr ca h thng S = 200(MVA), ln hn so vi công sut 1 máy
phát. Công sut ca h thng cng tng i ln SHT = 2400(MVA)
17
CHNG 3
S NI IN VÀ CHN CÁC PHN T TRONG S
3.1 CHN S NI IN
3.1.1 Các yêu cu k thut
S ni in gia các cp in áp cn phi tha mãn các yêu cu k
thut sau:
S lng máy phát in ni vào thanh góp in áp máy phát phi tha
mãn iu kin sao cho khi ngng làm vic mt máy phát ln nht, các
máy phát còn li vn m bo cung cp cho ph ti cp in áp
máy phát và ph ti in áp trung (tr phn ph ti do các b hoc các
ngun khác ni vào thanh góp in áp trung có th cung cp c).
Công sut mi b máy phát in – máy bin áp không c ln hn d
tr quay ca h thng.
Ch c ghép b máy phát in – máy bin áp hai cun dây vào thanh
góp in áp nào mà ph ti cc tiu ó ln hn công sut ca b này.
Nh vy mi tránh c trng hp lúc ph ti cc tiu, b này không
phát ht công sut hoc công sut phi chuyn qua hai ln bin áp làm
bng tn hao và gây quá ti cho máy bin áp ba cun dây. i vi máy
bin áp t ngu liên lc thì không cn iu kin này.
Khi ph ti in áp máy phát nh, cung cp cho nó có th ly r
nhánh t các b máy phát – máy bin áp, nhng công sut ly r nhánh
không c vt quá 15% công sut ca b.
Không nên dùng quá hai máy bin áp ba cun dây hoc t ngu liên
lc hay ti in gia các cp in áp vì s thit b phân phi s phc
tp hn.
Khi công sut ti lên in áp cao, ln hn d tr quay ca h thng thì
phi t ít nht hai máy bin áp.
18
Không nên ni song song máy bin áp hai cun dây vi máy bin áp
có tham s phù hp vi iu kin vn hành song song.
Máy bin áp t ngu ch c s dng khi c hai phía trung áp và cao
áp u có trung tính trc tip ni t (U 10kV)
Theo yêu cu thit k nhà máy có 3 t máy phát, công sut nh mc ca
mi t máy là 100MW có nhim v cung cp in cho ph ti hai cp
in áp sau:
1) Ph ti a phng cp in áp 10kV có:
Sdpmax = 102,27 (MVA)
Spmin = 71,59 (MVA)
2) Ph ti cao áp cp in áp 220kV ( v h thng ) có:
S220max = 247,4384 (MVA)
S220min = 170,3427 (MVA)
3) Công sut d phòng ca h thng Sdp = 200 (MVA)
Vy ta không th ghép chung 2 máy phát vi 1 máy bin áp vì:
∑Sb = 2.125 = 250 MVA > Sdpht = 200 (MVA)
3.1.2 xut các phng án s ni in
T nhn xét trên ta có th xut mt s phng án s ni in nh sau:
Phng án 1
3.2.1 Phng án 1
* Máy bin áp B1 và B2
Máy bin áp B1 và B2 c chn là máy bin áp di ti vi iu kin.
SmB = 1
Sth – là công sut còn li a lên h thng.
Sth = ∑SmF – ( + )
→ SmB = 1
2 278,1184 = 139,05 (MVA).
T các thông s tính toán c ta chn c loi máy bin áp T 250 –
242/13,8 có thông s nh bng 3.1
Bng 3.1 Bng thông s máy bin áp
Sm
(MVA)
UCm
(kV)
UHm
(kV)
P0
3.2.1.2 Phân b ph ti cho các máy bin áp
Công sut ti lên cao: SCB1,B2 = 1
2 .SC(t) (3.3) [5]
Da vào bng 2.5 và công thc tính trên ta có ph ti tng thi im cho
bng 3.2
21
Bng 3.2 Bng phân b ph ti cho các máy bin áp tng thi im
T(h) 0 – 6 6 – 14 14 – 20 20 – 24
SHT(t)(MVA) 170,3427 221,7332 196,048 247,4384
SB1 = SB2 85,1713 110,8666 98,024 123,7192
SHB1,B2max = 123,7192 < 250 (MVA)
Nh vy các máy bin áp ã chn không b quá ti khi làm vic bình thng.
3.2.1.3 Kim tra khi s c mt máy bin áp
Máy bin áp còn li c phép quá ti 40% công sut nh mc trong sut
5 ngày êm nhng mi ngày không quá 6 gi khi h s ph ti bc mt s c
k1 0,94.
Sth = SCmax(t) – 1,4.SmB1 = 247,4384 – 1,4.250 = - 102,56 (MVA) (3.4) [5]
Ta thy Sth = -102,56(MVA) < Sdt = 200(MVA).
Vy máy bin áp c chn không b quá ti khi s c mt máy bin áp.
3.2.1.4 Tính tn tht in nng
Tn tht in nng trong hai máy bin áp B1, B2 c tính theo công
thc sau:
S 2 m
Trong ó:
Si – là công sut ca máy bin áp trong thi gian ti ly bng 3.6
22
P0 = 210 (kW) ; PN = 650 (kW)
Tn tht in nng trong máy bin áp ca phng án này là:
AB1,B2 = 2.[0,21.8760 + 365. 0.65
125 2 .(85,1713
2 . 6 +110,8666
3.2.1.5 La chn thanh góp in áp máy phát
Hình 3.4: S thanh góp máy phát phng án 1
3.2.1.6 Chn máy ct
* Phía in áp cao
T dòng in cng bc phía cao áp Icb1max = 0,46(kA). Ta chn máy ct loi
FA – 245 – 40 có các thông s bng 3.3
Bng 3.3 Bng thông s máy ct
Um (kV) Im (kA) U(f= 50Hz) Uxk (kV) ICtm (kA) Iôd (kA)
245 3150 460 1050 40 102
F1 F2 F3
MC MC MC
Icb2 = 10,26(kA); Icb3 = 6,01(kA); Icb4 = 3,08(kA);
Ta chn máy ct loi 8FG10 – 12 – 80 có các thông s cho bng 3.4
Bng 3.4 Bng thông s máy ct
Um (kV) Im (kA) U(f= 50Hz) Uxk (kV) ICtm (kA) Iôd (kA)
12 12,5 - 75 80 225
* Chn kháng in phân on
Vì dòng cng bc qua kháng Icb = 3,08(kA) ta chn kháng có dòng
cng bc ln nht là Icb = 4000(A), là kháng loi PbA – 10 – 4000A – 12 có
các thông s cho bng 3.5
Bng 3.5 Bng thông s kháng in
Um (kV) Im (kA) Xm(Ω) P (kW) Iôm (kA) Iônh (kA)
10 4000 0,17 29,7 67 53
3.2.1.7 Tính dòng cng bc
* Dòng cng bc phía cao áp
Mch ng dây v h thng
Dòng làm vic cng bc c tính vi iu kin 1 dây b t.
I’cb = SHTmax
. UCm = = 0,65(kA) (3.6) [5]
Vi SHTmax là công sut ti v h thng qua ng dây kép.
SHTmax = 247,4384(MVA)
24
Khi s c mt máy bin áp, kh nng ti ca máy bin áp còn li là:
Kqtsc . SmB = 1,4.250 = 350 (MVA) (3.7) [1]
Dòng cng bc qua máy bin áp là:
I’”cb = 1.4 x SmF
x UCm
x 220 = 0,46 (kA) (3.8) [5]
Vy dòng in làm vic cng bc ln nht phía in áp cao là:
Icb1 = 0,46(kA)
Mch máy bin áp phía h áp
Icb2 = Kqtsc. SmB
Icb2 = 1.05 . SmF
UHm
) = = 10,98(kA)
Dòng cng bc qua kháng khi có s c mt máy phát F2.
Xét hai trng hp: Ph ti max và ph ti min
Ph ti max:
Dòng công sut cng bc qua kháng khi ph ti max là:
S’cb = 1
2 (2.SmF – Spmax -
Khi ph ti min
Dòng công sut cng bc qua kháng khi ph ti min là:
S’cb = 229,63(MVA)
25
Dòng cng bc qua kháng khi có s c mt máy phát F2.
I’cb = S’cb
X UHm
= = 9,6 (kA)
Dòng cng bc qua kháng khi mt s c mt máy bin áp liên lc là:
Khi ph ti max:
Sth = ∑SmF – Spmax - STDmax (3.10) [5]
= 3.125 – 102,27 – 25,2916 = 247,4384(MVA)
Khi ph ti min:
= 3.125 – 71,59 – 25,2916 = 278,1184(MVA).
Kh nng ti ca máy bin áp khi xy ra s c mt máy bin áp.
Kqtsc . SmB = 1,4 . 250 = 350 MVA (3.12) [2]
Dòng công sut cng bc qua kháng khi ph ti max là:
S”cb = Kqtsc . SmB - SmF - 1
3 STDmax -
3 102,27 = 182,48(MVA)
Dòng công sut cng bc qua kháng khi ph ti min là:
S”cb = 182,48 (MVA)
Dòng công sut cng bc qua kháng khi s c mt máy bin áp là:
I”cb = S"cb
X UHm
= 7,63 (kA)
Vy dòng cng bc qua kháng ln nht là: Icb4 = 7,63(kA)
3.2.2 Phng án 2
* Máy bin áp b
26
c chn theo công sut ca máy phát SmB1 SmF = 125(MVA).
Do ó chn loi máy bin áp tng áp ba pha hai dây qun. Vy ta chn
c loi máy bin áp TP H 125/110 có thông s nh bng 3.6
Bng 3.6 Bng thông s máy bin áp
Sm
(MVA)
MVA
UCm
(kV)
UHm
(kV)
P0
PN
* Máy bin áp liên lc
c chn là loi máy bin áp iu chnh in áp di ti có công sut
nh mc c chn theo công thc sau.
SmB2,B3 = 1
2 Sth =
3 25,2916)] = 80,77 (MVA)
T các thông s tính toán c ta chn loi máy bin áp TP H
125/220 có các thông s nh bng 3.7
Bng 3.7 Bng thông s máy bin áp
Sm
(MVA)
UCm
(kV)
UHm
(kV)
P0
3.2.2.2 Phân b ph ti cho các máy bin áp
i vi máy phát – máy bin áp hai cun dây F1 – B1 thun tin cho
vic vn hành. Ta coi th ph ti bng phng trong sut quá trình làm vic
c nm.
27
0.88 = 101,14 (MVA)
Vy ph ti qua hai máy bin áp B2, B3 c tính nh sau:
Công sut truyn lên cao là:
SC-B2,B3 = 1
2 (SC(t) – SB1) (3.18) [4]
Da vào bng 2.5 và công thc trên ta tính c ph ti tng thi im
và ghi bng 3.8
Bng 3.8
SB1(MVA) 101,14 101,14 101,14 101,14
SC(t) (MVA) 170,3427 221,7332 196,048 247,4384
SC-B2,B3(t) (MVA) 34,60 60,30 47,45 73,15
T bng kt qu 3.8 ta thy:
SH-B2,B3max = 73,15 (MVA) < 125 (MVA)
Nh vy các máy bin áp ã chn không b quá ti khi làm vic bình
thng.
3.2.2.3 Kim tra khi có s c mt máy bin áp
* S c mt máy bin áp liên lc
Công sut thiu phía cao áp khi xy ra s c máy bin áp B2 hoc B3 là:
Sth = SCmax(t) – SmB1 – 1,4 SmB2 (3.19) [2]
= 247,4384 – 125 – 1,4.125 = -52,56 (MVA)
Ta thy: Sth = - 52,56 MVA < Sdt = 200 (MVA)
Vy máy bin áp c chn không b quá ti khi s c mt máy bin áp
liên lc.
28
Công sut thiu phía cao áp khi xy ra s c máy bin áp B1.
Sth = SCmax(t) – 1,4.2.SmB2 (3.20) [2]
= 247,4384 – 1,4.2.125 = - 102,56 (MVA)
Ta thy: Sth = - 102,56 (MVA) < Sdt = 200 (MVA).
Vy máy bin áp không b quá ti khi xy ra s c máy bin áp B1.
Chú ý: S c mt máy phát không cn kim tra vì d tr ca h thng in
cung cp cho ph ti khi xy ra s c máy phát.
3.2.2.4 Tính tn tht in nng
* i vi máy bin áp b B1, tn tht in nng c tính theo công thc sau.
AB1 = P0 . T + PN . ( SB1
SmB1 )
Trong ó:
T – là thi gian làm vic ca máy bin áp T = 8760h
SB1 – công sut ph ti ca máy bin áp trong thi gian T.
P0 = 100 (kW); PN = 400 (kW);
SB1 = 101,14 (MVA)
14,101 ) 2 .8760 = 3169,98(MWh)
* Tn tht in nng ca máy bin áp B2, B3 c tính theo công thc.S 2 m
AB2,B3 = 2.(P0 .T + 365 . PN
S 2 m
Trong ó:
Si – là công sut ca máy bin áp trong thi gian ti ly bng 3.6
P0 = 100 (kW)
PN = 400 (kW)
AB2,B3 = 2.[0,1.8760 + 365. 0.4
125 2 .(34,60
2 . 6 + 60,30
2 .4)] = 3082,29(MWh).
Vy tng tn tht in nng hàng nm ca phng án 2
A∑ = AB1 + AB2,B3 = 3169,98 + 3082,29 = 6252,27 (MWh).
3.2.2.5 La chn thanh góp in áp máy phát
Hình 3.5 S thanh góp máy phát phng án 2
3.2.2.6 Chn máy ct
* Phía in áp cao
T dòng in cng bc phía cao áp Icb1max = 0,65(kA). Ta chn máy
ct loi FA – 245 – 40 có các thông s bng 3.9
Bng 3.9 Bng thông s máy ct
Um (kV) Im (kA) U(f= 50Hz) Uxk (kV) ICtm (kA) Iôd (kA)
245 3150 460 1050 40 102
F1
T các dòng cng bc phía in áp thp
Icb2 = 7,71 (kA); Icb3 = 3,78 (kA); Icb4 = 2,35 (kA)
Ta chn máy ct loi 8FG10 – 12 – 80 có các thông s cho bng 3.10
Bng 3.10 Bng thông s máy ct
Um (kV) Im (kA) U(f= 50Hz) Uxk (kV) ICtm (kA) Iôd (kA)
12 12,5 - 75 80 225
* Chn kháng in phân on
Vì dòng cng bc qua kháng Icb = 3000(A), là kháng loi PbA – 10 –
3000A – 12 có các thông s bng 3.11
Bng 3.11 Bng thông s kháng in
Um (kV) Im (kA) U(f= 50Hz) Uxk (kV) ICtm (kA) Iôd (kA)
10 3000 0,23 25,7 53 42
3.2.2.7 Tính dòng cng bc
* Dòng cng bc phía cao áp.
Mch ng dây v h thng
Dòng làm vic cng bc c tính khi mt ng dây b t.
I’cb = SHTmax
Mch máy bin áp B1
Dòng in cng bc c xác nh theo iu kin làm vic cng bc
ca máy phát F1
x UCm
Mch máy bin áp liên lc
Khi s c mt máy bin áp, kh nng ti ca máy bin áp còn li là
31
Dòng cng bc qua máy bin áp là
I””cb = 0,463(kA)
Vy dòng in làm vic cng bc ln nht phía cao áp là
Icb1 = 0,65(kA)
* Dòng cng bc cp in áp máy phát
Mch máy bin áp B1 phía h áp Icb1 = 8,08 (kA)
Mch máy bin áp B2,B3 Icb2 = 7,71(kA)
Mch máy phát phía h áp Icb3 = 3,78 (kA)
Dòng cng bc qua kháng khi s c máy phát F3
Ta xét 2 trng hp ph ti max và ph ti min
Ph ti max
Dòng công sut cng bc qua kháng khi ph ti max
S’cb = 1
2 (SmF – Spmax -
2 102,27 = 56,17 (MVA)
Khi ph ti min
Dòng công sut cng bc qua kháng khi ph ti min
S’cb = 56,17(MVA)
Dòng cng bc qua kháng xy ra s c máy phát F3
I’cb = 2,35(kA)
Dòng cng bc qua kháng khi xy ra s c máy bin áp liên lc
Khi ph ti max
Lng công sut tha ti lên h thng là: Sth = 139,29(MVA)
Khi ph ti min
32
= 2.125 – 71,59 - 1
3 25,2916 = 169,98(MVA)
Kh nng ti ca máy bin áp liên lc khi xy ra s c mt máy bin áp
Kqtsc . SmB = 1,4 . 125 = 175(MVA)
Dòng công sut cng bc qua kháng khi ph ti max là:
S”cb = Kqtsc .SmB - SmF + 1
3 STDmax +
2 102,27 = 109,56 (MVA)
Dòng công sut cng bc qua kháng khi ph ti min
S”cb = Kqtsc .SmB - SmF + 1
3 STDmax +
S”cb = 94,22(MVA)
Dòng công sut cng bc qua kháng khi s c mt máy bin áp là:
I”cb = S"cb
UHm
= = 3,94(kA)
Vy dòng cng bc qua kháng ln nht là: Icb4 = 3,94(kA)
3.2.3 Phng án 3
* Máy bin áp b
SmB1 SFm = 125 (MVA)
Do ó ta chn máy bin áp tng áp 3 pha hai dây qun. Vy ta chn c
loi TP H 125/110 máy bin áp có thông s nh di bng 3.12
33
Sm
(MVA)
UCm
(kV)
UHm
125 121 10,5 100 400 10,5 0,5
* Máy bin áp liên lc
c chn là loi máy bin áp iu chnh in áp di ti có công sut
nh mc c chn theo công thc sau:
SmB23 = 1
2 Sth =
3 25,2916)] = 80,77 (MVA)
T các thông s tính toán c ta chn c máy bin áp TP H
125/220 có thông s nh bng 3.13
Bng 3.13 Thông s máy bin áp
Sm
MVA
UCm
KV
3.2.3.2 Phân b ph ti cho các máy bin áp
i vi máy phát – máy bin áp hai cun dây F1 – B1 thun tin cho
vic vn hành ta coi th ph ti là bng phng trong sut quá trình làm vic c
nm c tính theo công thc (3.17) ta tính c
SB1 = 101,14 (MVA)
Ph ti qua máy bin áp B2 c tính nh sau:
Ph ti truyn lên cao:
SC-B2 = (SC(t) –SB1 ) (3.28) [1]
34
Da vào bng 1.5 và công thc trên ta tính c ph ti cho tng thi
im c ghi bng 3.14
Bng 3.14
SB1(MVA) 101,14 101,14 101,14 101,14
SC(t) (MVA) 170,3427 221,7332 196,048 247,4384
SC-B2(t) (MVA) 69,2027 120,5932 94,908 146,2984
SHB2max = 146,2984(MVA) < 125(MVA)
Nh vy các máy bin áp ã chn không b quá ti khi làm vic bình
thng.
3.2.3.3 Kim tra khi có s c mt máy bin áp
* S c máy bin áp liên lc
Công sut thiu phía cao áp khi xy ra s c máy bin áp là:
Sth = SCmax(t) – 1,4.SmB1
Ta thy Sht = 72,4384(MVA) < Sdt = 200 (MVA)
Vy máy bin áp không b quá ti khi xy ra s c máy bin áp liên lc
* S c máy bin áp B1
Tính theo công thc (2.13) ta tính c Sth = 72,4384 (MVA)
Ta thy: Sth = 72,4384 (MVA) < Sdt = 200 (MVA)
Vy máy bin áp không b quá ti khi xy ra s c máy bin áp B1.
3.2.3.4 Tính tn tht in nng
* i vi máy bin áp b B1, tn tht in nng c tính theo công thc ta tính
c:
AB1 = 3169,8(MWh)
* Tn tht in nng ca máy bin áp B2 c tính theo công thc ta tính c:
35
AB2 = 3536,3(MWh)
Vy tng tn tht in nng hàng nm ca phng án 3 là:
A∑ = AB1 + AB2 = 3169,8 + 3536,3 = 6706,1(MWh)
Bng 3.15 Bng tng kt các phng án
Phng án Phng án 1 Phng án 2 Phng án 3
A (MWh) 11 597,17 6252,27 6706,1
3.2.3.5 La chn thanh góp in áp máy phát
S hai thanh góp có máy ct liên lc c biu din trên hình 3.6
3.2.3.6 Chn máy ct
3.2.3.7 Tính dòng cng bc
* Dòng cng bc phía cao áp
Mch ng dây v h thng
36
Dòng làm vic cng bc c tính khi mt ng dây b t
I’cb = 0,655(kA)
Mch máy bin áp B1
Dòng in cng bc c xác nh theo iu kin làm vic cng bc
ca máy phát F1. I’”cb = 0,344 (kA)
Máy bin áp liên lc
Khi s c mt máy bin áp, kh nng ti ca máy bin áp còn li là:
Kqtsc.SmB = 1,4 .125 = 175(MVA)
Dòng cng bc qua máy bin áp là: I””cb = 0,463(kA)
Vy dòng in làm vic cng bc ln nht phía in áp cao là
Icb1 = 0,463(kA)
Mch máy bin áp B1 phía h áp Icb1 = 8,08(kA)
Mch máy bin áp B2 Icb2 = 7,71(kA)
Mch máy phát phía h áp Icb3 = 3,78(kA)
Dòng cng bc qua kháng khi s c máy phát F2
Ta xét hai trng hp ph ti max và ph ti min
Ph ti max
Dòng công sut cng bc qua kháng khi ph ti max
S’cb = 1,05SmF – ( 1
Khi ph ti min
Dòng công sut cng bc qua kháng khi ph ti min
S’cb = 87,02(MVA)
Dòng cng bc qua kháng khi xy ra s c máy phát F2
I’cb = 3,64(kA)
37
Dòng cng bc qua kháng khi xy ra s c máy bin áp liên lc
Icb = 0
Vy dòng cng bc qua kháng ln nht là: Icb4 = 3,649(kA)
Bng 3.16 Bng tóm tt kt qu dòng cng bc
Icb (kA) Icb1 Icb2 Icb3 Icb4
Phng án 1 0,46 10,98 9,6 7,63
Phng án 2 0,65 7,71 3,78 3,94
Phng án 3 0,463 7,71 3,78 3,649
Trong ó:
Icb1 – là dòng bên phía cao áp máy bin áp(220kV);
Icb2 – là dòng bên phía h áp máy bin áp (10,5kV);
Icb3 – là dòng ca máy phát (10kV);
Icb4 – là dòng qua kháng (10kV);
3.3 TÍNH TOÁN KINH T - K THUT CHO CÁC PHNG ÁN VÀ
LA CHN PHNG ÁN TI U
3.3.1 Các c im v mt k thut
Tính m bo cung cp in lúc làm vic bình thng cng nh khi có s
c
Tính an toàn cho ngi và thit b
3.3.2 So sánh v mt kinh t
Vic quyt nh chn phng án nào cng phi da trên c s so sánh v
mt kinh t - k thut. V mt kinh t ó chính là tng vn u t cho phng
án, phí tn vn hành hng nm, thit hi hàng nm do mt in. Nu vic tính
38
toán thit hi hàng nm do mt in khó khn thì ta có th so sánh các phng
án theo phng thc rút gn, b qua thành phn thit hi. V mt k thut
ánh giá mt phng án có th da vào các im sau:
Tính m bo cung cp in khi làm vic bình thng cng nh khi s c
Tính linh hot trong vn hành, mc t ng hóa
Trong các phng án tính toán kinh t thng dùng thì phng pháp thi
gian thu hi vn u t chênh lch so vi phí tn vn hành hàng nm c coi là
phng pháp c bn ánh giá v mt kinh t ca phng án. Vn u t ca
phng án bao gm vn u t cho máy bin áp và vn u t cho thit b phân
phi.
c tính theo công thc sau
VB = ∑KB1.VB1 (3.30) [1]
KB1 – h s chuyên ch lp t
Loi máy bin áp T 250 – 242/13,8 có giá là VB1 = 11400 .10 6 (VN),
có h s chuyên ch là KB = 1,3
VB = 2.1,1.11400.10 6 = 25080.10
* Vn u t máy ct
Vn u t máy ct c tính theo công thc sau
VTB = ∑n1.v1 (3.31) [1]
v1 – tin mua máy ct.
n1 – s lng máy ct.
Phía in áp cao có hai b máy ct loi FA – 245 – 40 giá 600.10 6 (VN).
Phía h áp có ba b máy ct loi 8FG10 – 12 – 80 giá 65.10 6 (VN).
39
Và bn b máy ct loi 8FG10 – 12 – 80 giá 51.10 6 (VN).
Phng án 1 cn hai kháng giá: 2.32.10 6 = 64.10
6 (VN).
6 + 4.51. 10
6 + 64. 10
6 = 1,663.10
9 (VN)
Vy tin vn mua máy bin áp và thit b là:
V1 = VB1 + VTB = 25,08.10 9 + 1,663.10
9 = 26,74.10
* Chi phí vn hành hàng nm
Chi phí vn hành hàng nm ca thit b c tính theo công thc sau:
V = V’1 + VA (3.33) [1]
Trong ó:
9 (VN) (3.34) [1]
9 (VN)
V = V’1 + VA (VN)
3.3.2.2 Phng án 2
* Vn u t cho máy bin áp
Loi máy bin áp TP H 125/110 có giá là:VB = 4800.10 6 (VN), có
h s chuyên ch là: KB2 = 1,5
Loi máy bin áp TP H 125/220 có giá là: VB = 6480.10 6 (VN), có
h s chuyên ch là: KB2 = 1,5
VB = 16,272.10 9 (VN)
* Vn u t máy ct
Phía in áp cao có ba b máy ct loi FA – 245 – 40 giá 600.10 6 (VN).
Phía h áp có bn b máy ct loi 8FG10 – 12 – 80 giá 60.10 6 (VN).
Và ba b máy ct loi 8FG10 – 12 – 80 giá 65.10 6 (VN).
Phng án 2 cn hai kháng giá: 32.10 6 (VN)
VTB = 2,267.10 9 (VN)
Vy tin vn cn mua máy bin áp và thit b là: V2=16,274.10 9 (VN).
40
V’2 = 2,441.10 9 (VN)
VA2 = 3,126.10 9 (VN)
Vy chi phí vn hành hàng nm là: V2 = 5,567.10 9 (VN)
3.3.2.3 Phng án 3
* Vn u t cho máy bin áp
Loi máy bin áp TP H 125/110 có giá là VB = 3,05.10 9 (VN), có
h s chuyên ch là KB3 = 1,4.
Loi máy bin áp TP H 125/220 có giá là VB = 4,8.10 9 (VN), có h
s chuyên ch là KB3 = 1,4.
VB = 10,99.10 9 (VN)
* Vn u t máy ct
Phía in áp cao có hai b máy ct loi: FA– 245 – 40 giá 600.10 6 (VN).
Phía h áp có bn b máy ct loi: 8FG10 – 12 – 80 giá 55.10 6 (VN).
Và ba b máy ct loi: 8FG10 – 12 – 80 giá 65.10 6 (VN)
Phng án 3 cn hai kháng giá 32.10 6 (VN).
VTB = 1,647.10 9 (VN)
Vy tin vn mua máy bin áp và thit b là: V3 = 12,637.10 9 (VN)
* Chi phí vn hành hàng nm.
V’3 = 1,895.10 9 (VN); VA3 = 3,353.10
9 (VN)
Vy chi phí vn hành hàng nm là: P3 = 5,248.10 9 (VN).
T các kt qu tính toán trên ta có bng so sánh kinh t các phng án
41
Bng 3.17 Bng so sánh kinh t các phng án
Phng án Vn u t (VN) Chi phí (VN)
Phng án 1 26,74.10 9 9,988.10
9
9
9
Kt lun
Nh vy khi so sánh v mt kinh t và k thut gia các phng án và
t kt qu bng 3.17 ta thy phng án có vn u t nh nht là phng
án 3 vi chi phí vn hành hàng nm nh nht. Mt khác phng án 3 lp t
và vn hành d dàng do ó ta la chn phng án 3 làm phng án thit k
cho nhà máy.
3.4.1 Chn dây dn
La chn dây dn và khí c in ca thit b phân phi da trên mt
dòng in kinh t trong ch làm vic bình thng, theo nhit cho phép
trong ch cng bc, tính toán n nh nhit, n nh ng khi ngn mch.
La chn theo nhit cho phép trong ch làm vic lâu dài ( t nóng
lâu dài ) c thc hin vi tt c các thanh dn, dây dn và cáp in lc. Nhit
cho phép xác nh theo iu kin oxi hóa cao b mt tip xúc ca các mi ni
( i vi dây dn không có cách in) hoc theo s già hóa cách in( i vi
dây dn cách in).
Dây dn s tha mãn iu kin t nóng lâu dài nu:
42
Trong ó:
Icb – dòng in làm vic cng bc ca mch in
Icp – dòng in cho phép lâu dài ng vi tit din chn
kqt – h s quá ti cho phép trong ch cng bc
Dòng làm vic cng bc ly bng dòng in cc i ca mch. i vi
mch in có d tr (ng dây song song, máy bin áp vn hành song song),
ch cng bc xy ra khi ct bt mt mch song song.
xác nh nhit dây dn, trc tiên phi xác nh h s nhit A1
ng vi nhit ban u 1 ca dây dn.
H s nhit A2 c xác nh nh sau:
A2 = A1 + BN
S 2 (A2
Trong ó:
BN – xung lng nhit ca dòng in ngn mch (As 2 )
S – tit din dây dn
Da vào h s A2 s xác nh c nhit t nóng cui cùng khi ngn
mch 2.
Nu tit din dây dn chn theo iu kin ca ch làm vic bình
thng thì tit din nh nht dây dn n nh nhit là:
Schn Smin = C
(3.38) [1]
( C – là hng s tùy thuc vào loi dây dn, (As 1/2
/mm 2 ))
43
Chn dây dn t máy bin áp lên thanh góp cao áp 220kV
Nh ã tính toán trên, ta có th xác nh c dòng làm vic cng bc
ca dây dn trong trng hp này là Icb= 0,46(kA)
Theo công thc (3.38) ta tính c Icp
Icp
ây h s quá ti kqt = 0,89
Vi Icp 0,65 ta chn loi dây ACO – 600 có Icp = 1050(A), ng
kính dây dn bng d= 33,1mm t trên ba nh ca mt tam giác u vi khong
cách gia hai pha là D=7(m).
a) Kim tra iu kin n nh nhit
Tit din nh nht m bo n nh nhit ca cp in áp 220(kV)
Fmin = C
Trong ó:
BN – xung nhit lng ca dòng in ngn mch (As 2 ); BN = 42,55.10
6 (As
2 ).
C – hng s ph thuc vào dây dn, vi dây dn AC có C = 90As 1/2
(mm 2 ).\
2 )
Tit din chn phi tha mãn iu kin:
Uvq = 84.m.r.lg. D
44
m – h s xét n xù xì ca b mt dây dn, m=0,85
r – bán kính ngoài ca dây dn, r = 1,655
D – khong cách gia các qua ca dây dn
Vy Uvq = 84.0,85.3,31/2.lg700/1655 = 310,34(kV) 220(kV)
Vy tit din ã chn tha mãn vi iu kin vng quang.
Chn thanh góp cao áp
Thanh góp cp 220kV c chn ging nh chn dây dn ni t máy bin
áp n thanh góp cao áp có tit din AC – 600.
3.4.2 Chn thanh dn thanh góp
* Chn tit din thanh dn, thanh góp
Chn tit din thanh dn, thanh góp theo iu kin phát nóng lâu dài cho
phép: Icp Ilvcb (3.41) [2]
i vi mch máy phát in Ilvcb = 1,05ImF
Nh ã tính toán phn dòng in cng bc ta ã xác nh c dòng
in làm vic cng bc ca mch máy phát là: Icb = 10,26(kA). Vi gi thit
nhit lâu dài cho phép ca thanh dn bng ng là cp = 75 0 C, nhit môi
trng xung quanh là 0 = 35 0 C và t
0 tt là tt = 25
0 C.
Ta có h s hiu chnh theo nhit là:
Khc = = = 0,89 (3.42) [1]
Tit din ca thanh dn c chn theo dòng in lâu dài cho phép.
Theo công thc (3.38) ta tính c
45
Khc = 10,26/0,89 = 11,53(kA)
Chn Khc = 0,89
Ta chn c thanh dn bng ng có các s liu cho bng sau.
Kích thc (mm) Tit
Icp c
thanh
225
12500
* Kim tra n nh nhit khi ngn mch
i vi thanh dn có dòng cho phép Icp = 12,5(kA) > 1000(A) nên không
cn kim tra n nh nhit na.
x
* Kim tra iu kin n nh ng
Theo tiêu chun bn c, ng sut ca vt liu thanh dn không c
ln hn ng sut cho phép ca nó, ngha là: tt cp
ng sut cho phép i vi nhôm là 700(kG/cm 2 ) và i vi ng là
1400(kG/cm 2 ).
Trình t tính toán c tin hành nh sau:
Xác nh lc tính toán Ftt tác dng lên thanh dn pha gia trên chiu
khong vt:
Trong ó:
ixk – dòng in xung kích ca ngn mch ba pha (A)
l - khong cách gia hai s lin nhau ca mt pha (cm)
a – khong cách gia các pha (cm)
Ly khong cách gia các pha là a = 60(cm), khong cách gia hai s
l=200(cm)
2 = 308,36(kG)
Xác nh momen un M tác dng lên mt nhp thanh dn.
M = Ftt . l
10 =6167,2(kG.cm) (3.44) [1]
Xác nh ng sut tính toán trong vt liu thanh dn.
tt = M
Trong ó
M – mô men chng un ca thanh dn i vi trc thng góc vi
phng ca lc tác dng (cm 3 ).
Wyo – yo – momen tr kháng ca hai thanh (cm 3 ).
Lc tác dng tng h gia các thanh trong mt pha trên chiu dài lc gia
các ming m là:
Trong ó:
khd – h s hình dáng ph thuc vào ng cong.
Fc = 0,26.10 -8
Xut phát t iu kin tt = cp
Khong cách ln nht là:
lcmax= = = 3106,2 (cm)
Vi cp ca ng là: 1400(kG/cm 2 )
Vy thanh dn chn hoàn toàn tha mãn vi iu kin
3.4.3 Chn s
48
in áp Um.s Um.mg
Kim tra iu kin n nh ng: bn ca s c xác nh theo
lc tính toán trên u s Ftt
iu kin bn ca s là:
F’tt Fcp = 0,6 Fph (3.47) [2]
Trong ó:
Fcp – lc cho phép tác dng lên u s (kG)
Fph – lc phá hoi nh mc ca s (kG)
F’tt – lc ng in t trên u s khi có ngn mch.
Ftt – Lc ng in tác dng lên thanh dn khi có ngn mch.
F’tt = Ftt . H'
H’ = H + h
2 (3.49) [2]
Vy iu kin ca s phi tha mãn là:
Pph Ftt (3.50) [2]
H – chiu cao ca s.
H’ – chiu cao t áy s n trng tâm tit din thanh dn.
Ta chn loi s 0Φ – 10 – 4250KBY3 có các thông s cho bng sau.
49
0Φ – 10 – 4250KBY3 10 230 4250
Vi thanh dn ã chn h = 200mm ta có
H’ = 230 + 0,5.200 = 330 (mm)
Fph 308,36 . 330
230 = 442,43 (kG)
3.4.4.Chn kháng in và cáp cho ph ti a phng
* Chn cáp in lc
Ph ti a phng gm 10 ng dây kép, mi h 3,2(MW) cung cp bi
ng dây cáp dài 1,5(km), vi cosφ = 0,88. Do vy dòng in làm vic bình
thng qua cáp là:
Ta có: Icp = 2.Ilvbt = 2.104,97 = 209,94(A)
T th ph ti a phng hình 2.3 và bng kt qu ca ph ti a
phng cho bng 2.4 ta có thi gian s dng công sut cc i nh sau:
Tmax= ∑Sidp.ti
Pmax .365= .365=8378,29(h) (3.52)
Dùng cáp lõi nhôm thì mt n dòng kinh t s là: Jkt = 1,2 (A/mm 2 )
Tit din ca cáp c chn theo mt dòng kinh t.
Fkt = Ilvbt
Jkt = = 87,475(mm
50
Trong mng in xí nghip, dây dn và cáp thng c chn theo hai
iu kin sau:
Chn theo iu kin tn tht in áp cho phép.
Khi chn tit din dây dn, dây cáp có th da vào mt trong hai iu kin
trên và kim tra iu kin còn li. Ngoài ra còn có th chn tit din dây dn,
dây cáp theo mt kinh t ca dòng in.
T Fkt = 87,575(mm 2 ). Ta chn loi cáp ba pha bng nhôm t trong t có
tit din là F = 95(mm 2 ) và có Icp = 205(A).
* Kim tra phát nóng lâu dài ca cáp.
Khi nhit không khí là 25 0 C, ngi ta quy nh nhit cho phép
ca thanh cái và dây dn trn là 70 0 C. i vi cáp chôn trong t m có nhit
là 15 0 C, nhit cho phép ch c dao ng trong khong 60÷80
0 C tùy theo
tng loi cáp.
Nu nhit dây dn và dây cáp t ti ni nào ó khác vi nhit
quy nh (nhit không khí là 25 0 C, nhit t là 15
0 C) thì phi hiu
chnh theo h s hiu chnh k. Do ó tit din dây dn và cáp chn phi tha
mãn iu kin sau:
khc.Icp Ilvmax (3.54) [2]
Ilvmax – dòng in làm vic cc i ca dây dn;
Icp – dòng in cho phép ng vi dây dn chn;
khc – h s hiu chnh theo nhit ;
51
K1 = = =0,88 (3.55) [2]
Trong ó:
t 0
cp – nhit cho phép ca dây dn, cáp. i vi cáp 10kV t 0
cp =60 0 C
kk = 25 0 C.
0 d = 15
0 C.
H s hiu chnh theo cáp t song song. Ly cáp t cách nhau 300(mm).
Chn K2 = 0,93.
Nh vy Icp lâu dài ca cáp khi nhit trong t là 15 0 C.
I’cp = K1.K2.Icp = 0,88.0,93.205 = 167,772 (A) (3.56) [2]
Gi thit cáp quá ti 30% khi ó
Kqt.I’cp = 1,3.167,772 = 218,1036A> Ilvmax = 209,94 (3.57) [2]
Vy cáp ã chn tha mãn iu kin.
* Chn kháng in
Kháng in là cun dây in cm không có lõi thép, in kháng ln hn
in tr tác dng rt nhiu. Dùng kháng in hn ch dòng ngn mch hay
hn ch dòng in m máy ca các ng c in.
Kháng in c chn theo in áp nh mc, dòng in nh mc và giá
tr in kháng Xk%. Cui cùng kim tra n nh ng, n nh nhit.
Chn kháng in cho máy phát F3
Công sut ln nht qua kháng là dòng cng bc ca máy phát F3/
52
Um
= = 5,713(kA)
T dòng Icb = 5,713(kA). Ta chn c kháng in n loi
PbA – 10 – 6000 -12 có ImK = 6000(A)
Chn kháng in cho ph ti a phng
Dòng cng bc qua kháng là dòng ph ti a phng max, ta chn
hai kháng cho hai nhánh a phng, do ó dòng cng bc là dòng khi s c
mt kháng.
Icb = Spmax
Um
= =5,9(kA)
T Icb = 5,9(kA) ta chn c kháng in n loi PbA – 10 – 6000 – 12
có ImK = 6000A
S phân b ph ti cho kháng c biu din trên hình 3.11.
Xác nh Xk%
Xk% c chn xut phát t hai iu kin sau:
Xk% phi hn ch dòng ngn mch ti N5 chn máy ct 1 và m
bo n nh nhit cho cáp 1 tc là:
IN5 min (Ic1m, Inh1) (3.59) [2]
Xk% phi hn ch dòng ngn mch ti N6 chn máy ct 2 và m
bo n nh nhit cho cáp 2 tc là: IN6 min (Ic1m, Inh1)
53
Trong ó dòng in n nh nhit c xác nh theo công thc.
Inh = (3.60) [2]
F – tit din cáp.
C – hng s ph thuc vào dây dn, vi dây dn AC có
C = 90(As 1/2
mm 2 )
T yêu cu thit k cho F2 = 150 (mm 2 ), tc2 = 0,7(s)
Inh = = 16,136(kA)
Chn Scb = 1000(MVA), và ngn mch ti N’3 có dòng ngn mch ã tính
chng 4 là: I’N3 = 24,0529(kA)
Xc1 = X0.l. = 1000
10 2 .0,08.1,5 = 1,2 (3.61) [2]
Dòng in n nh nhit ca cáp 1 s là: InhC1 = 8,55(kA)
in kháng tng s là:
X∑ = = = 3,57 (3.62) [2]
in kháng Xk% là:
* Chn máy ct hp b ca ph ti a phng
54
chn máy ct hp b ca ph ti a phng ta tính dòng ngn mch
ti N5.
XK = XK%
Hình 3.11 S phân b ph ti cho kháng
Dòng ngn mch ti N5:
55
Ixk = kxk .I”N5 = 1,8.24 = 61,1(kA)
Da vào dòng in làm vic cng bc khi s c mt kháng in
Icb = 3,254(kA) và I”N5 = 24(kA), iik = 61,1(kA). Ta chn c máy ct có
các thông s cho bng sau.
Loi MC Um (kV) Im(A) ICm(kA) Iddm(kA)
M-10-4000-45Y3 10 4000 45 120
Không cn kim tra iu kin n nh nhit i vi máy ct có dòng nh
mc > 1000(A)
Dòng ngn mch ti N6:
I”N5 = Icb
XHT + XK + XC1 = = 0,93(kA) (3.74)
Tha mãn vi iu kin. Vy kháng ã chn tha mãn.
3.4.5 Chn máy bin dòng BI, bin in áp BU
* S ni BU vi BI vi dng c o
56
Hình 3.2: S ni BU, BI vi dng c o
3.4.5.1 Chn máy bin in áp BU
* iu kin chn máy bin áp o lng (BU)
in áp: UmBU Umg.
Cp chính xác: phù hp vi các yêu cu ca dng c o, ly cp chính xác
là 0,5.
Công sut nh mc: S2mBU S2, trong ó ph ti th cp S2 c xác
nh nh sau: S2 =
ây ∑Pdc,∑Qdc là tng công sut tác dng và phn kháng ca các dng
c o, xác nh da trên s ni dây ca các dng c o vào th cp ca
máy bin in áp BU. Ph ti ca các pha c ghi bng sau.
Tên dng c o mc vào BU Kiu
Ph ti AB Ph ti pha BC
P(W) Q(VAr) P (W) Q (VAr)
F
V
2HOM-10
W
Ph ti AB Ph ti pha BC
P(W) Q(VAr) P (W) Q (VAr)
Vôn mét B – 2 7,2
Oát mét – 341 1,8 1,8
Vôn mét phn kháng – 342/1 1,8 1,8
Oát mét t ghi H – 348 8,3 8,3
Tn s k H – 348 8,3 6,5
Công t – 670 0,66 1,62 0,66 1,62
Công t phn kháng WT - 672 0,66 1,62 0,66 1,62
Tng 20,4 3,24 19,72 3,24
Bin in áp AB.
Cosφ = PdcAB
58
T các kt qu tính toán trên ta chn c hai máy bin in áp mt pha
kiu HOM – 10 ng vi cp chính xác 0,5, mi máy BU có công sut nh
mc Sm = 75(VA) và in áp nh mc cun th cp là Um = 100(V).
* iu kin chn dây dn ni t BU n các dng c o
Tn tht in áp trên ng dây dn không c ln hn 0,5% in áp
nh mc th cp( trng hp có ng h o in nng).
Theo iu kin bn c hc, tit din nh nht i vi dây ng là
1,5mm 2 và i vi dây nhôm là 2,5mm
2 .
Ia = Sab
Ic = Sbc
Ubc = = 0,199(A)
Ta coi gn úng Ia = Ic = 0,2A và cosφab = cosφbc = 1.
Ib = . Ia = .0,2 = 0,34(A) (3.67) [2]
in áp dáng trong dây ab là:
Uab = (Ia + Ib). = (Ia + Ib). ρ S
(3.68) [2]
Trong ó:
Ia, Ib, Ic – là các dòng in trong các dây dn a, b, c.
Ρ – in tr sut ca dây, i vi dây ng ρ = 0,0175(Ωmm 2 /km).
– chiu dài dây dn ni t máy BU n các dng c o, = 50(m).
59
F – tit din dây dn
Vi F = 0,945(mm 2 ). Ta chn c dây dn rut ng bc cách in bng
PVC có tit din là F = 1,5(mm 2 ).
3.4.5.2 Chn máy bin dòng in BI
* iu kin chn máy bin dong in
Máy bin dòng in c chn theo các iu kin sau:
in áp: UmBI Umg = 10(kV)
Dòng in: ImBI Ilvcb = 4330(A)
Ph ti: Z2mBI Z2tt = r2
n nh ng: .kldd..Ilm ixk
n nh nhit: (Knh.Ilm) 2 .tnh BN
S ni dây: mc sao trên c 3 pha
Cp chính xác 0,5
Ph ti th cp: tng ng vi mi cp chính xác, bin dòng có mt ph ti
nh mc ZmBI = 1,2. m bo chính xác yêu cu thì tng ph ti th cp
Z2tt ca nó không vt quá ph ti nh mc.
Z2tt = Z∑dc + Zdd ZmBI (3.70) [2]
Trong ó:
Zdd – tng tr ca các dây dn.
60
Công sut tiêu th ca các cun dây trong các dng c o lng c ghi
bng sau.
Ph ti (VA)
Ampe mét - 302 0,1 1 1
Oát k tác dng - 341 5 0 5
Oát k phn kháng – 342/1 5 0 5
Oát k t ghi - 33 10 0 10
Công t tác dng - 670 2,5 0 2,5
Công t phn kháng z - 672 2,5 5 2,5
Tng 25,1 5,1 26
5 2 = 1,04(Ω) (3.71) [2]
Chn dây dn bng ng và gi thit chiu dài dây dn là: l = ltt = 30(m).
Tit din dây dn là:
F = tt.ρ
2 ) (3.72) [2]
Chn dây dn rut bng ng cách in bng PVC có F = 4(mm 2 ).
3.4.6 Chn dao cách ly
* Các iu kin chn dao cách ly
1) in áp: Umcl Umg
61
3) n nh nhit: I 2
nh.tnh BN
4) n nh lc in ng: ildd ixk
T các iu kin trên ta chn c dao cách ly có các thông s sau
Cp
in
áp
(kV)
* Các iu kin chn và kim tra máy ct in
1) Loi máy ct: Vi cp in áp 220kV ta chn cùng loi máy ct khí
tn dng máy nén khí. Chn máy ct khí SF6 cho hai mch, vi mch h áp ta
chn máy ct in ít du.
2) in áp: Ummc Uli
3) Dòng in: Immc Ilvcb
62
5) n nh lc in ng: il ixk
6) n nh nhit: I 2
nh.tnh BN.
iu kin này ch xét khi Im < 1000(A).
T các iu kin trên ta chn c loi máy ct có các thông s sau
Cp
in
áp
(kV)
20/12500 20 90 11200 125 125/4
63
KT LUN
Sau 12 tun tìm hiu và nghiên cu, n nay tài “Thit k phn in
ca nhà máy nhit in Uông Bí 2 công sut 300MW ” do cô giáo Th.S Th
Hng Lý hng dn ã c hoàn thành. Trong tài này tin hành nghiên cu
và tính toán nhng vn sau:
Gii thiu chung v nhà máy nhit in Uông Bí
Tính toán ph ti và cân bng công sut
S ni in và chn các phn t trong s
Tuy nhiên do thi gian và trình có hn nên tài cha nghiên cu
c nhng vn sau ây:
Cha tính toán c dòng in ngn mch
Mi ch nghiên cu th ph ti các thi im nht nh trong
ngày.
Nhng phn cha thc hin c trong tài này s là nhng gi ý
cho các nghiên cu tip theo và cho nhng ngi quan tâm n lnh vc
thit k nhà máy in - trm bin áp. Em xin chân thành cm n B môn
in t ng Công Nghip – Trng i Hc DL Hi Phòng ã to mi
iu kin cho em c tip cn vi thc t, t hc, t làm, t tìm hiu
mai này có kin thc góp phn xây dng phát trin t nc. Em xin cm n
Thc s Th Hng Lý ã tn tình giúp em trong sut thi gian làm tt
nghip.
64
TÀI LIU THAM KHO
1. Nguyn Hu Khái (2005), Thit k nhà máy in và trm bin áp phn
in,Nhà xut bn khoa hc k thut.
2. Nguyn Xuân Phú – Nguyn Cng Hin – Nguyn Bi Khuê (2001), Cung
cp in, Nhà xut bn khoa hc và k thut Hà Ni.
3. Phm Vn gii – Bùi Tín Hu – Nguyn Tin Tôn (2002), Khí c in, Nhà
xut bn khoa hc và k thut.
4. Ngô Hng Quang – V Vn Tm (2005), Thit k cp in, Nhà xut bn
khoa hc và k thut.
5. ào Quang Thch – Phm Vn Hòa (2004), Phn in trong nhà máy in
và trm bin áp, Nhà xut bn Khoa hc và k thut.
6. Lã Vn Út (2000), Ngn mch trong h thng in, Nhà xut bn Khoa hc
và k thut.
7. ng Vn ào – Lê Vn Doanh (1997), k thut in, Nhà xut bn Khoa
hc và k thut.
8. V Gia Hanh – Trn Khánh Hà – Phan T Ph - Nguyn Vn Sáu (2003),
Máy in 1, Nhà xut bn Khoa hc và K thut.
9. Ngô Hng Quang (2002), S tay tra cu các thit b in t (0,4÷500)kV,
Nhà xut bn Khoa hc và K thut.
10. Nguyn Lân Tráng (2005), Quy hoch phát trin h thng in, Nhà xut
bn Khoa hc và K thut.