Lời nói đầu

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Lời nói đầu

* * *

Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành điện giữ một vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong cuộc sống điện rất cần cho sinh hoạt và phục vụ sản xuất. Với sự phát triển của xã hội do vậy đòi hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện mới đủ để cung cấp điện năng cho phụ tải.Đồ án môn học NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP của em làm nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung sau:Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ là 60 MW cấp điện cho phụ tải các cấp điện áp ,và phát vào hệ thống. Sau thời gian làm đồ án với sự lỗ lực của bản thân, được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong khoa, các bạn cùng lớp. Đặc biệt là sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS LÃ VĂN ÚT đến nay em đã hoàn thành bản đồ án. Vì thời gian có hạn, với kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không tránh những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn đông nghiệp để đồ án của em ngày càng hoàn thiện hơn.

Em xin gửi tới thầy giáo hướng dẫn cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn HTĐ lời cảm ơn chân thành nhất!

Sinh viên

SINH VIÊN :

1


CHƯƠNG I

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Việc cân bằng công suất trong hệ thống điện là một điều vô cùng cần thiết, điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằng với điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện và lượng điện năng tổn thất (bởi điện năng là dạng năng lượng không thể cất trữ, sản xuất ra bao nhiêu phải tiêu thụ hết bấy nhiêu). Trong thực tế lượng điện năng luôn luôn thay đổi, do vậy người ta phải dùng phương pháp thống kê dự báo lập nên đồ thị phụ tải. Nhờ đó mà có thể lập nên phương thức vận hành phù hợp, chọn sơ đồ nối điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.

I.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN : Theo đầu bài yêu cầu là thiết kế phần điện của nhà máy điện có công suất là 240 MW , gồm có 4 tổ máy phát điện, tức mỗi máy có công suất là 60 MW Ta chọn máy phát điện loại TB-60-2.Máy này có các thông số:

N(v/p)Sđm

(MVA)Pđm

(MW)Uđm

(kV)cosđm

Iđm

(kA)Xd’’ Xd’ Xd

3000 75 60 10,5 0,8 4,125 0,146 0,22 1,691

II.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT: Từ bảng biến thiên phụ tải ta xây dựng đồ thị phụ tải của các cấp điện áp : áp dụng công thức :

Pt = P%.Pmax

St = Pt /cosφ

II.1.Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp máy phát :Pmax = 12,6 MW ; cosφ = 0,8

phụ tải bao gồm các đường dây : 3 kép X 3 MW X 4 km. 3 đơn X 1,2 MW X 3 km

Smax = Pmax /cosφ = 12,60,8 =15,75 (MW)

Ta có bảng sau :

SINH VIÊN :

2


Thời gian(h) 0 -6 6-10 10-14 14-18 18-24

Pumf (%) 65 100 95 80 75

Pumf (MW) 8,19 12,6 11,97 10,08 9,45

Sumf (MVA) 10,24 15,75 14,96 12,6 11,81

Từ bảng ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát nh sau :

II.2.Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp trung :Pmax =100 ; cosφ = 0,8

Phụ tải bao gồm các đường dây : 1 kép + 4 đơn

Smax = Pmax / cosφ =1000,8 = 125 (MVA) .

Ta có bảng sau :

Thời gian(h) 0 -6 6-10 10-14 14-18 18-24

PuT(%) 75 100 90 100 75

PuT(MW) 93,75 125 112,5 125 93,75

SuT(MVA) 117,19 156,25 140,62 156,25 117,19

Từ bảng trên ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp trung nh sau :

SINH VIÊN :

3


II.3.Tính toán công suất toàn nhà máy :Công suất đặt của toàn nhà máy là : 240 MW/ cosφ =0,8 là : 300 (MVA)

số lượng phát gồm có 4 tổPfđm = 60 (MW) ; cosφ = 0,8Từ đó ta có bảng sau :

Thời gian(h) 0 -8 8-12 12-14 14-20 20-24

Pnm(%) 75 100 90 100 75

Pnm(MW) 180 240 216 240 180

Snm(MVA) 225 300 270 300 225

Từ bảng trên ta có đồ thị phụ tải sau :

SINH VIÊN :

4


II.4.Tính toán công suất tự dùng nhà máy :Công suất tự dùng nhà máy được cho bởi công thức sau :

Stdt = α . Snm (0,4+0,6 .

Snm ( t )

Snm)

Trong đó : Stdt : phụ tải tự dùng tại thời điểm t Snm : công suất đặt toàn nhà máy Snm(t) : công suất của nhà máy phát ra tại thời điểm t α :số phần trăm điện tự dùng α = 10%theo đầu bài ra ta có điện tự dùng của nhà máy nh sau :

Thời gian(h) 0 -8 8-12 12-14 14-20 20-24

Pnm(%) 75 85 95 100 70

Snm(MWA) 225 255 285 300 210

Stdt (MVA) 20,4 21,84 23,28 24 19,68

Đồ thị phụ tải điện tự dùng của nhà máy có dạng nh sau :

SINH VIÊN :

5


II.5.Tính công suất phát về hệ thống :Công thức phát về hệ thống cho bởi công thức sau : Sht = Snm – (Sumf + Sut + Suc +Std ) trong đó

Sht : công suất phát về hệ thống Snm : công suất đặt của nhà máy Sumf : công suất cấp điện áp máy phát Sut :công suất điện áp trung Suc : công suất điện áp cao Std : công suất điện tự dùng toàn nhà máy

Thời gian

0ữ4 4ữ6 6ữ8 8ữ10 10ữ12 12ữ14 14ữ18 18ữ20 20ữ24

Snm 225 225 225 255 255 285 300 300 210

Std 20,4 20,4 20,4 21,84 21,84 23,28 24 24 19,68

Sumf 13,163 13,163 16,2 16,2 18,225 18,225 20,25 14,175 14,175

Sut 121,875 146,25 146,25 146,25 162,5 162,5 138,125 121,875 121,875

Sht 69,562 45,187 42,15 70,71 52,435 80,995 117,625 139,95 54,27

SINH VIÊN :

6


CHƯƠNG II

CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH NHÀ MÁY

I.CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH :Chọn sơ đồ nối điện chính là một khâu quan trọng . Các phương án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ dùng điện , thể hiện được tính khả thi và kinh tế. Với nhiệm vụ thiết kế đặt ra nhà máy gồm 4 tổ máy , mỗi tổ máy có công suất đặt là 60 MW, Theo các kết quả tính toán ở chương 1 ta có ; *Phụ tải cấp điện áp máy phát : sumfmax = 20,25 (MW) và Sumfmin = 13,163 (MW)

*Phụ tải cấp điện áp trung : Sutmax = 162,5 (MW) và Sutmin = 121,875 (MW)

*Phụ tải tự dùng : Stdmax = 24 (MW) và Stdmin = 19,68 (MW)

*Phô taỉ phát vào hệ thống : Shtmax = 139,95 (MW) và Shtmin = 42,15 (MW)

Ta thấy rằng phụ tải cấp điện áp máy phát và tự dùng là ;

Pumf

Pnm

=16 ,260

≈0 ,27<30 %

nên ta không sử dung thanh góp điện áp máy phát.A)Phương án 1 :

SINH VIÊN :

7

F1

~ ~ ~ ~

F2 F3 F4

TD+§P TD+§P TD TD

B1B2

B3 B4

220kV

N2


*N hận xét :

- Phương án này có hai bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên

thanh góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV. Hai bộ máy phát

điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ

phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa hoặc thiếu cho phía

110kV.

+ Ưu điểm:

-Số lượng và chủng loại máy biến áp Ýt, các máy biến áp 110kV có giá

thành hạ hơn giá máy biến áp 220kV.

-Vận hành đơn giản, linh hoạt đảm bảo cung cấp điện liên tục.

+ Nhược điểm: Tổn thất công suất lớn khi STmin.

B)phương án 2 :

SINH VIÊN :

8

F1

~ ~ ~~

F2 F3F4

TD TD TDTD

B1 B2B3B4

220kV 110kV


*Nhận xét: Phương án 2 khác với phương án 1 ở chỗ chỉ có một bộ máy phát

điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp 110 kV. Như vậy ở phía thanh

góp 220 kV có đấu thêm một bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây.

+ Ưu điểm:

-Công suất truyền tải từ cao sang trung qua máy biến áp tự ngẫu nhỏ nên tổn

thất công suất nhỏ.

- Đảm bảo về mặt kỹ thuật, cung cấp điện liên tục

- Vận hành đơn giản

+ Nhược điểm: Có một bộ máy phát điện -máy biến áp bên cao nên đắt tiền

hơn.

C) Phương án 3:

SINH VIÊN :

9


SCST

F3 F4

B1 B2 B6B5B4

F2F1

B3

SHT

Ghép hai bộ máy phát điện -máy biến áp hai cuộn dây lên thanh góp trung áp

110kV.

Ghép hai bộ máy phát điện -máy biến áp hai cuộn dây lên thanh góp cao áp

220kV.

Để liên lạc giữa hai cấp điện áp cao và trung ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu.

Phía hạ của máy biến áp liên lạc cấp điện cho phụ tải địa phương và tự dùng.

Ghép hai bộ máy phát điện -máy biến áp hai cuộn dây lên thanh góp trung áp 110kV.Ghép hai bộ máy phát điện -máy biến áp hai cuộn dây lên thanh góp cao áp 220kV.Để liên lạc giữa hai cấp điện áp cao và trung ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu. Phía hạ của máy biến áp liên lạc cấp điện cho phụ tải địa phương và tự dùng.

*Nhận xét:- Cả 4 bộ máy phát điện - máy biến áp đều nối vào thanh góp 220

để cung cấp cho phía 220kV. Phần 110kV sẽ được cung cấp bởi 2 bộ máy phát

điện - máy biến áp tự ngẫu.

+ Ưu điểm: Cũng đảm bảo cung cấp điện liên tục

SINH VIÊN :

10


+ Nhược điểm: Do tất cả các máy biến áp đều nối vào phía 220kV, nên để đảm

bảo cung cấp điện cho phía 110 kV công suất của máy biến áp tự ngẫu có thể

phải lớn hơn so với các phương án khác. Do vậy sẽ tăng vốn đầu tư. Khi có

ngắn mạch xẩy ra ở thanh góp hệ thống thì dòng điện ngắn mạch lớn gây nguy

hiểm cho thiết bị.

- Tất cả 4 bộ máy phát điện - máy biến áp đều ở phía 220kV nên tiền đầu tư vào

thiết bị rất cao.

* Kết luận:

Qua 3 phương án đã được đưa ra ở trên ta có nhận xét rằng 2 phương án

1 và 2 đơn giản và kinh tế hơn so với phương án 3. Tuy vậy nó vẫn đảm bảo

cung cấp điện liên tục; an toàn cho các phụ tải và thoả mãn các yêu cầu kỹ

thuật. Do đó ta sẽ giữ lại phương án 1 và phương án 2 để tính toán cho các

phần sau.

II.TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

A.PHƯƠNG ÁN I:

2.1a: Chọn máy biến áp:

- Công suất của các máy biến áp được chọn phải đảm bảo cung cấp điện

trong tình trạng làm việc bình thường tương ứng với phụ tải cực đại khi tất cả

các máy biến áp đều làm việc.

- Mặt khác khi có một máy biến áp bất kỳ nào phải nghỉ do sự cố hoặc do

sửa chữa thì các máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố phải đảm bảo

tải đủ công suất cần thiết.

I. Chọn công suất cho máy biến áp :

1) Chọn máy biến áp nối bộ B3, B4 :

SINH VIÊN :

11


- Công suất máy biến áp nối bộ 2 cuộn dây được lựa chọn theo điều kiện

SđmB SđmF

SđmF = 75 (MVA)

Trong đó : - SđmF là công suất định mức máy phát

- SđmB là công suất định mức của máy biến áp chọn.

Máy biến áp đã chọn có mã hiệu và tham sè trong bảng sau:

Tham sè

Mã hiệu

Sđm

MVA

Uc

kV

Uh

kV

Po

kW

Pn

kWUn% Io%

TДЦH 80 115 10,5 70 310 10,5 0,55

2). Chọn máy biến áp liên lạc :

Với nhận xét như ở phần trên ta chọn máy biến áp liên lạc B1 và B2 là

máy biến áp tự ngẫu theo điều kiện sau :

SđmB

S®mF

α

Trong đó : là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu

=

U c − UT

U c

=220 − 110220 = 0,5

- SđmB là công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu được chọn:

SđmB

SdmF

α=75

0,5=150

(MVA)

SđmB 150(MVA)

Ta chọn được máy biến áp tự ngẫu ba pha có tham sè ghi ở bảng sau :

SINH VIÊN :

12


Sđm

(MVA)

U(kv)

Po

(kw)

Pn (kw) Un %

Io%C T H

C

T

C

H

T

H

C

T

C

H

T

H

ATДЦTH 160 230 121 10,5 85 380 - - 11 32 20 0,5

II. PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO CÁC MÁY BIẾN ÁP KHI LÀM VIỆC

BÌNH THƯỜNG :

a) Đối với máy biến áp nối bộ B3 và B4 :

- Đối với bộ máy phát điện - máy biến áp ta cho phát hết công suất từ 0 - 24h

lên thanh góp, tức là bộ này làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó

công suất tải qua máy biến áp mỗi bộ được tính :

SB3 = SB4 = SđmF -

S td max

4=75−24

4 = 69 (MVA)

b) Phân bố công suất cho các cuộn dây của hai máy biến áp tự ngẫu B1

và B 2 :

- Phía điện áp cao 220kV : Công suất của cuộn dây điện áp cao được

phân bố theo biểu thức sau :

Sc(B1) = Sc(B2) =

12 SHT

- Phía điện áp trug 110kV : Công suất của cuộn dây điện áp trung được


ST(B1) = ST(B2) =

SUT − (SB 3 +SB 4 )2

SINH VIÊN :

Lo¹i m¸y biÕn ¸p

13


- Phía điện áp hạ của máy biến áp : Công suất được phân bố theo biểu

thức sau:

SH(B1) = SH(B2) = SC(B1) + ST(B1) = SC(B2) + ST(B2)

- Kết quả tính toán phân bổ công suất cho các cuộn dây của B1, B2

được ghi trong bảng:

Thời

gian

0ữ4 4ữ6 6ữ8 8ữ10 10ữ1

2

12ữ1

4

14ữ1

8

18ữ2

0

20ữ2

4

S

C(MVA)

34,78

122,6 21,08

35,35

5

26,21

7

40,49

7

58,81

2

69,97

5

27,13

5

S

T(MVA)

-

8,0624,125 4,125 4,125 12,25 12,25 0,062

-

8,062

-

8,062

S

H(MVA)

26,71

8

26,72

5

25,20

539,48

38,46

7

52,74

7

58,87

4

61,91

2

19,72

5

Dấu (-) trước công suất của cuộn dây trung có nghĩa là chỉ chiều truyền tải

công suất từ phía trung sang cuộn cao áp.

III. KIỂM TRA QUÁ TẢI CỦA CÁC MÁY BIẾN ÁP :

1) Các máy biến áp nối bộ B3 và B4 :

- Vì 2 máy biến áp này đã được chọn lớn hơn hoặc bằng công suất định mức của máy phát điện. Đồng thời từ 0 - 24h luôn cho 2 bộ này làm việc với phụ tải bằng phẳng như đã trình bày trong phần trước, nên đối với 2 máy biến áp B3 và B4 ta không cần phải kiểm tra quá tải.

2) Các máy biến áp liên lạc B1 và B2 :

*Quá tải thường xuyên : Công suất định mức của B1 và B2 đã được chọn lớn hơn công suât thừa cực đại nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải thường xuyên.

SINH VIÊN :

14


*Quá tải sự cố :

a) Giả thiết sự cố 1 máy biến áp bộ B3 hoặc B4 ứng với thời điểm phụ tải điện áp trung cực đại SUTmax = 162,5 (MVA) trong thời điểm 12h 14h.

+ Cuộn trung áp của máy biến áp B1 (B2) phải truyền tải sang thanh góp

110kV.

STB1(B2) =

SUT max SB 4

2=162 ,5−69

2 = 46,75 (MVA)

- Công suất cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu

SH(B1) = SH(B2) = SđmF -

S td max

4 −1

2. SUMF =75−24

4−18 ,225

2 = 59,89 (MVA)

- Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu truyền về hệ thống là :

SCB1(B2) = SHB1(B2) - STB1(B2)

= 59,89 – 46,75 =13,14 (MVA)

Trong khi đó thì khả năng tải của cuộn cao 160 (MVA); cuộn trung và

cuộn hạ được phép tải là .Sđm =0,5.160= 80 (MVA)

Cuộn cao , trung và hạ của máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.

-Lượng công suất thừa của nhà máy là:

Sthừa=2SCB1 =2.13,14=26,28(MVA)

- So với công suất phát lên hệ thống vào thời điểm này khi vận hành

bình thường là 80,995 (MVA) thì lượng công suất bị thiếu hụt là :

80,995 – 26,28 = 54,715 (MVA) < SdtHT ( SdtHT =12%.3200 = 384

MVA)

Hệ thống làm việc ổn định.

SINH VIÊN :

15

F1

~ ~ ~ ~

F2 F3 F4

TD TD TD TD

B2B3

B4

220kV 110kV

46,75

46,75

13,14

59,89 69

162,5


Qua phân tích và tính toán ta thấy máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu.

b) Giả thiết máy biến áp tự ngẫu B1 hoặc B2 bị sự cố :

+Ứng với lúc phụ tải trung cực đại :

SUTmax = 162,5 (MVA) vào thời điểm 12 14h

- Cuộn trung áp của máy biến áp tự ngẫu B2 phải cung cấp sang bên

trung là :

ST(B2) = SUTmax - (SB3 + SB4)

SINH VIÊN :

B1

16

69

B1B2

B3 B4

220kV 110kV

69

162,5

26,275

50,775

24,5


= 162,5 –2.69 = 24,5(MVA).

- Khi đó cuộn hạ của máy biến áp B2 sẽ tải một lượng công suất :

SH(B2) = SđmF -

S td max

4 -SUMF

=75−244−18 ,225

=50,775 (MVA)

- Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu B2 truyền về hệ thống

là :

Sc(B2) = SH(B2) - ST(B2) = 50,775 – 24,5 = 26,275 (MVA)

Nh vậy các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu đều không bị quá tải.


Sthừa=SCB2 =26,275 (MVA)

- So với công suất cần phát lên hệ thống vào thời điểm này khi vận hành

bình thường vào mùa mưa là 80,995 (MVA) thì lượng công suất thiếu hụt là :

80,995 – 26,725 = 54,72 (MVA) < SdtHT = 384 (MVA)

Hệ thống vẫn làm việc ổn định.

Ta có hình vẽ dưới đây :

SINH VIÊN :

17


+Ứng với lúc phụ tải trung cực tiểu :

SUTmin = 121,875 (MVA)

- Cuộn trung áp của máy biến áp tự ngẫu B2 phải tải :

ST(B2) = SUTmin - (SB3 + SB4)

= 121,875 –2.69 = -16,128 (MVA).


SH(B2) = SđmF -

S td max

4 -SUMF

=75−244−13 ,163

=55,837 (MVA)


là :

Sc(B2) = SH(B2) - ST(B2) = 55,837 - (-16,125) = 71,962 (MVA)

Nh vậy các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.


Sthừa=SCB2 = 71,962 (MVA)


bình thường là 139,95 (MVA) thì lượng công suất thiếu hụt là :

SINH VIÊN :

18

69

69

F1

~ ~ ~ ~

F2 F3 F4

TD TD TD TD

B1B2

B3 B4

220kV 110kV 12121,875121,875

71,962

55,837

16,125


139,95 –71,962= 68,33 (MVA) < SdtHT = 384 (MVA)

còn lại 3 trường hợp công suất lên hệ thống < 139,95 cung sẽ đều thoả mãn

⇒ Hệ thống vẫn làm việc ổn định.

Như vậy máy biến áp đã chọ ở trên đạt yêu cầu.

2.2a. Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp :

+ Tổn thất điện năng trong 2 máy biến áp 2 dây cuốn B3 và B4 : Như đã

nói ở phần trên, để vận hành đơn giản cho bộ máy phát điện - máy biến áp

mang tải bằng phẳng trong suốt năm:

SB3 = SB4 = 69 (MVA)

AB3 = AB4 =(P0 + Pn.

Sb2

S®mB2

).8760

Trong đó :

SINH VIÊN :

19


- SđmB : là công suất định mức của máy biến áp

- Sb: phụ tải bằng phẳng của máy biến áp

- P0, PN : Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy

biến áp (nhà chế tạo đã cho).

- Thay giá trị tính toán ta có :

AB3 = AB4 = 8760.[0,07 + 0,31(6980

)2]= 2633,35 (MWh)

Vậy tổn thất điện năng trong máy biến áp B3 và B4 là :

A = AB3 + AB4 = 2.2633,35 = 5266,7 (MWh)

+ Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu tính theo công thức sau:

AB1 = AB2

= P0 . T +

365SB ® m

[∑ {ΔPNC .S iC2 +ΔPNT . SiT

2 +ΔPNH . SiH2 }. ti ]

Trong đó :

- A : Tổn thất điện năng trong máy biến áp

- Po : tổn thất không tải máy biến áp

- PNC , PNT , PNH : tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây cao,

trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu.

- SiC , S iT , SiH : công suất cuộn cao, trung, hạ ở thời điểm t đã tính

được ở phần phân bố công suất

- t : là thời gian trong ngày tính theo giê.

PNC−T =380 kW = 0,38 (MW)

SINH VIÊN :

20


PNC−H = PNT−H = 0,5.0,38 = 0,19 (MW)

SđmB = 160 (MVA)

ΔP NC=0,5[ΔPNC−T+ΔP NC−H

α2−

ΔPNT−H

α2 ]=0,5[0 ,38+0 ,19

0,52−0 ,19

0,52 ]=0 ,19 (MW)

ΔP NT=0,5 [ΔPNC−T+ΔPNT−H

α2−

ΔPNC−H

α2 ]=0 ,19 (MW)

ΔP NT=0,5 [−ΔPNC−T+ΔPNT−H

α2+

ΔPNC−H

α2 ]=0 ,57 (MW)

Ta có bảng giá trị sau :

Thời

gian

0ữ4 4ữ6 6ữ8 8ữ10 10ữ1

2

12ữ1

4

14ữ1

8

18ữ2

0

20ữ2

4

S

C(MVA)

34,78

122,6 21,08

35,35

5

26,21

7

40,49

7

58,81

2

69,97

5

27,13

5

S

T(MVA)

-

8,0624,125 4,125 4,125 12,25 12,25 0,062

-

8,062

-

8,062

S

H(MVA)

26,71

8

26,72

5

25,20

539,48

38,46

7

52,74

7

58,87

4

61,91

2

19,72

5

Theo công thức

ΔA B 1=ΔAB 2=0 , 085 .8760+365

1602 [∑ {0 , 19 . SIC2 +0 ,19 .SIT

2 +0 , 57 . SIH2 }. t i ]=1204 , 978

(MWh)vậy tổn thất điện năng trong MBA của phương án 1 la :

ΔA PA 1=2 .1204 ,978+2.1633 , 35=7676 ,656 (MWh)

2.3a Tính dòng điện cưỡng bức.

SINH VIÊN :

21


1. Mạch 11 kV :

+ Tại cực máy phát điện :

I cb(1)

= 1,05 . Iđm = 1,05

75

√3 .10 ,5 = 4,33 (kA)

2. Mạch 110kV :

*I cb(2)

=1,05.

S fdm

√3 . UT

=1 , 05 .75√3. 110

=0 , 413 (kA)

*I cb(3)=

Scb

√3 .UT trong đó Scb = Smax {sự cố máy biến áp liên lạc,1 MBA bộ bên

trung}

Scb = max(46,75 và 24,5) ⇒ Icb(3)=

46 ,75

√3 .110=0 ,245

(kA)

* Icb(4)=

2 . Pmax t

n .√3 .U T . cos ϕ Trong đó

Pmaxt : công suất cực đại bên trung.

N : số mạch đường dây đơn (gồm có 1 kép và 4 đơn)

Icb(4) =

2 .1306 .√3 .110 .0,8

=0 ,284 (kA)

Vậy dòng cương bức bên trung là :

Icbmax (trung) = 0,413 (kA)

3.Mạch 220 KV :

Icbmax (cao) = Imax (Icb(5) ; Icb

(6) )

Icb(5) =

SHT max

√3 .U c

=139 , 95√3.220

=0 . 367 (kA)

SINH VIÊN :

22


Icb(6) =

Scb

√3 .UC Trong đó thì Scb = {sự cố máy biến áp liên lạc,1 MBA bé }

Scb = (13,14 và 71,962) ⇒ Icb(6) =

71 ,962

√3 .220=0 ,188

(kA) Vậy Icbmax(cao) = 0,367 (kA)

B.PHƯƠNG ÁN II:

2.1b: Chọn máy biến áp:

I. Chọn công suất cho máy biến áp :

1) Chọn máy biến áp nối bộ B3và B4:

- Công suất máy biến áp nối bộ 2 cuộn dây được lựa chọn theo điều kiện :

SđmB SđmF

SđmF = 75 ( MVA)

Trong đó : - SđmF là công suất định mức máy phát

- SđmB là công suất định mức của máy biến áp chọn.

Từ đó ta chọn được để ý tới B3 nối với cấp 110 KV , còn MBA B4 nối với

cấp 220 KV

Máy biến áp B3:

Tham sè

Mã hiệu

Sđm

MVA

Uc

kV

Uh

kV

ΔPo

kW

Pn

kW Un% Io%

TДЦH 80 115 10,5 70 310 10,5 0,55

Máy biến áp B4:

SINH VIÊN :

23


Tham sè

Mã hiệu

Sđm

MVA

Uc

kV

Uh

kV

ΔPo

kW

Pn

kW Un% Io%

TДЦ 80 242 10,5 320 760 11 0,6

2) Chọn máy biến áp liên lạc :

Với nhận xét như ở phần trên ta chọn máy biến áp liên lạc B1 và B2 là

máy biến áp tự ngẫu được ghép bộ với máy phát điện, được chọn theo điều kiện

sau :

SđmB

S®mF

α

Trong đó : là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu

=

U c − UT

U c

=220 − 110220 = 0,5

- SđmB là công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu được chọn:

SđmB

SdmF

α=75

0,5=150

(MWA)

SđmB 150 (MVA)

Ta chọn được máy biến áp tự ngẫu ba pha có tham sè ghi ở bảng sau :

Tham sèSđm

(MVA)

U (kV)Po

(Kw)

Pn (kW) Un%

IO%Mã hiệu C T H C-T C-H T-H C-T C-H T-H

SINH VIÊN :

24


ATДЦTH 160 230 121 10,5 85 380 - - 11 32 20 0,5

II. Phân bố công suất cho các máy biến áp khi làm việc bình thường :

a) Đối với máy biến áp nối bộ B3 và B4 :

- Đối với bộ máy phát điện - máy biến áp ta cho phát hết công suất từ 0 - 24h

lên thanh góp, tức là bộ này làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó

công suất tải qua máy biến áp mỗi bộ được tính :

SB3 = SB4 = SđmF -

S td max

4=75−24

4 = 69 (MVA)

b) Phân bố công suất cho các cuộn dây của hai máy biến áp tự ngẫu B1

và B 2 :

- Phía điện áp cao 220kV : Công suất của cuộn dây điện áp cao được


Sc(B1) = Sc(B2) =

12 (SHt – SB4)

- Phía điện áp trug 110kV : Công suất của cuộn dây điện áp trung được


ST(B1) = ST(B2) =

SUT −SB 3

2

- Phía điện áp hạ của máy biến áp : Công suất được phân bố theo biểu

thức sau:

SH(B1) = SH(B2) = SC(B1) + ST(B1) = SC(B2) + ST(B2)

SINH VIÊN :

25


- Kết quả tính toán phân bổ công suất cho các cuộn dây của B1, B2

được ghi trong bảng:

Thời

gian

0ữ4 4ữ6 6ữ8 8ữ10 10ữ1

2

12ữ1

4

14ữ1

8

18ữ2

0

20ữ24

S

C(MVA)0,218

-

11,90

-

13.420,855

-

8,2825,997

24,31

2

35,47

5-7,365

S

T(MVA)

26,43

7

38,62

5

38,62

5

38,62

546,75 46,75

34,56

2

26,43

726,437

S

H(MVA

)

26,71

8

26,71

924,77 39,48

38,46

7

52,74

7

58,87

4

61,91

2

19,072

5

Dấu (-) trước công suất của cuộn dây cao có nghĩa là chỉ chiều truyền tải công

suất từ phía cao sang cuộn trung và hạ.

III. Kiểm tra quá tải của các máy biến áp :

1) Các máy biến áp nối bộ B3 và B4 :

- Vì 2 máy biến áp này đã được chọn lớn hơn hoặc bằng công suất định mức của máy phát điện. Đồng thời từ 0 - 24h luôn cho 2 bộ này làm việc với phụ tải bằng phẳng như đã trình bày trong phần trước, nên đối với 2 máy biến áp B3 và B4 ta không cần phải kiểm tra quá tải.

2) Các máy biến áp liên lạc B1 và B2 :

*Quá tải thường xuyên : Công suất định mức của B1 và B2 đã được chọn lớn hơn công suât thừa cực đại nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải thường xuyên.

*Quá tải sự cố :

SINH VIÊN :

26


a) Giả thiết sự cố 1 máy biến áp bộ B3 hoặc B4 ứng với thời điểm phụ tải điện áp trung cực đại SUTmax = 162,5 (MVA) trong thời điểm 12h 14h.

+ Cuộn trung áp của máy biến áp B1 (B2) phải truyền tải sang thanh góp

110kV.

STB1(B2) =

SUT max SB 4

2=162 ,5

2 = 81,25 (MVA)

- Công suất cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu

SH(B1) = SH(B2) = SđmF -

S td max

4 −1

2. SUMF =75−24

4−18 ,225

2 = 59,89 (MVA)

- Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu truyền về hệ thống là :

SCB1(B2) = SHB1(B2) - STB1(B2)

= 59,89 – 81,25 =-21,36 (MVA)

Trong khi đó thì khả năng tải của cuộn cao 160 (MVA); cuộn trung và

cuộn hạ được phép tải là .Sđm =0,5.160= 80 (MVA)

Cuộn cao , trung và hạ của máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.


Sthừa=2SCB1+ SB4 =2.(-21,36) + 69 =26,28(MVA)

- So với công suất phát lên hệ thống vào thời điểm này khi vận hành

bình thường là 80,995 (MVA) thì lượng công suất bị thiếu hụt là :

80,995 – 26,28 = 54,715 (MVA) < SdtHT ( SdtHT =12%.3200 = 384

MVA)

Hệ thống làm việc ổn định.

Qua phân tích và tính toán ta thấy máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu.

SINH VIÊN :

27

F1 F2 F3

~ ~ ~~

F4

TD TD TDTD

B1 B2B3B4

220kV

81,25

59,89

21,3669

162,5

B1 B2B3B4

220kV 110kV

93,569

50,775

162,5

42,725


b) Giả thiết máy biến áp tự ngẫu B1 hoặc B2 bị sự cố :

SINH VIÊN :

110kV

28


69

+Ta chỉ cần kiểm tra lúc phụ tải trung cực đại :

SUTmax = 162,5 (MVA) vào thời điểm 12 14h

- Cuộn trung áp của máy biến áp tự ngẫu B2 phải tải :

ST(B2) = SUTmax - SB3

= 162,5 –69 = 93,5(MVA).


SH(B2) = 75- 18,225 - 244 =50,775 (MVA)


là :

Sc(B2) = SH(B2) - ST(B2) = 50,775– 93,5= - 42,725 (MVA)

Nh vậy các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu đều không bị quá tải.


Sthừa=SCB2+SB4 =- 42725 +69 = 26,275(MVA)


bình thường là 161,73 (MVA) thì lượng công suất thiếu hụt là :

80,995 – 26,275 =54,72 (MVA) < SdtHT = 384 (MVA)

Hệ thống vẫn làm việc ổn định.

SINH VIÊN :

69

29


2.2b. Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp :

+ Tổn thất điện năng trong 2 máy biến áp 2 dây cuốn B3 và B4 : Như đã nói ở

phần trên, để vận hành đơn giản cho bộ máy phát điện - máy biến áp mang tải

bằng phẳng trong suốt năm:

SB3 = SB4 = 69 (MVA)

AB3 = AB4 =(P0 + Pn.

Sb2

S®mB2

).8760

Trong đó :

- SđmB : là công suất định mức của máy biến áp

- Sb: phụ tải bằng phẳng của máy biến áp

- P0, PN : Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy

biến áp (nhà chế tạo đã cho).

- Thay giá trị tính toán ta có :

AB3 = 8760.[0,07 + 0,31(6980

)2]= 2633,35 (MWh)

AB4 = 8760.[0,08 + 0,32.(6980 )

2

] = 2786,118 (MWh)

Vậy tổn thất điện năng trong máy biến áp B3 và B4 là :

A = AB3 + AB4 =2633,35 + 2786,118 = 5419,486 (MWh)

+ Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu tính theo công thức sau:

AB1 = AB2

= P0 . T +

365SB ® m

[∑ {ΔPNC .S iC2 +ΔPNT .SiT

2 +ΔPNH . SiH2 }. ti ]

Trong đó :

SINH VIÊN :

30


- A : Tổn thất điện năng trong máy biến áp

- Po : tổn thất không tải máy biến áp

- PNC , PNT , PNH : tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây cao,

trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu.

- SiC , S iT , SiH : công suất cuộn cao, trung, hạ ở thời điểm t đã tính

được ở phần phân bố công suất

- t : là thời gian trong ngày tính theo giê.

PNC−T =380 kW = 0,38 (MW)

PNC−H = PNT−H = 0,5.0,38 = 0,19 (MW)

SđmB = 160 (MVA)

ΔP NC=0,5[ΔPNC−T+ΔP NC−H

α2−

ΔPNT−H

α2 ]=0,5[0 ,38+0 ,19

0,52−0 ,19

0,52 ]=0 ,19 (MW)

ΔP NT=0,5 [ΔPNC−T+ΔPNT−H

α2−

ΔPNC−H

α2 ]=0 ,19 (MW)

ΔP NT=0,5 [−ΔPNC−T+ΔPNT−H

α2+

ΔPNC−H

α2 ]=0 ,57 (MW)

Ta có bảng giá trị sau :

Thời

gian

0ữ4 4ữ6 6ữ8 8ữ10 10ữ1

2

12ữ1

4

14ữ1

8

18ữ2

0

20ữ24

S

C(MVA)0,218

-

11,90

-

13.420,855

-

8,2825,997

24,31

2

35,47

5-7,365

S 26,43 38,62 38,62 38,62 46,75 46,75 34,56 26,43 26,437

SINH VIÊN :

31


T(MVA) 7 5 5 5 2 7

S

H(MVA

)

26,71

8

26,71

924,77 39,48

38,46

7

52,74

7

58,87

4

61,91

2

19,072

5

Theo công thức

ΔA B 1=ΔAB 2=0 , 085 .8760+365

1602 [∑ {0 , 19 . SIC2 +0 ,19 .SIT

2 +0 , 57 . SIH2 }. t i ]=1166 ,738

(MWh)vậy tổn thất điện năng trong MBA của phương 2 án là :

ΔA PA 2=2 .1166 ,738+2633 ,35+2786 ,118=7752 ,944 (MWh)

2.3a Tính dòng điện cưỡng bức.

1. Mạch 11 kV :

+ Tại cực máy phát điện :

I cb(1)

= 1,05 . Iđm = 1,05

75

√3 .10 ,5 = 4,33 (kA)

2. Mạch 110kV :

*I cb(2)

=1,05.

S fdm

√3 . UT

=1 , 05 .75√3. 110

=0 , 413 (kA)

*I cb(3)=

Scb

√3 .UT trong đó Scb = Smax {sự cố máy biến áp liên lạc,1 MBA bộ bên

trung}

Scb = max(93,5 và 81,25) ⇒ Icb(3)=

93 , 5

√3 .110=0491

(kA)

* Icb(4)=

2 . Pmax t

n .√3 .U T . cos ϕ Trong đó

SINH VIÊN :

32


Pmaxt : công suất cực đại bên trung.

N : số mạch đường dây đơn (gồm có 1 kép và 4 đơn)

Icb(4) =

2 .1306 .√3 .110 .0,8

=0 ,284 (kA)

Vậy dòng cương bức bên trung là :

Icbmax (trung) = 0,491 (kA)

3.Mạch 220 KV :

Icbmax (cao) = Imax (Icb(5) ; Icb

(6) ; Icb(7) )

Icb5) =

SHT max

√3 .U c

=139 , 95√3.220

=0 . 367 (kA)

Icb(6) =

Scb

√3 .UC Trong đó thì Scb = {sự cố máy biến áp liên lạc,1 MBA bé }

Scb = (21,36 và 42,725) ⇒ Icb(6) =

71 , 962

√3 .220=0 ,112

(kA)

Icb(7) = 1, 05.

220.3

75.05,1

.3 c

fdm

U

S

0,2067 (kA)Vậy dòng cưỡng bức lớn nhất bên trung là : Icbmax(cao) = 0,367 (kA)

CHƯƠNG III

SINH VIÊN :

33


TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH

- Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để phục vụ cho việc chọn các

khí cụ điện : Máy cắt, dao cách ly và các phần tử có dòng điện chạy qua, các

thanh dẫn, cáp... vì các khí cụ điện phải ổn định. Lực điện động và ổn định

nhiệt, với các khí cụ đóng cắt còn đủ khả năng cắt mạch điện.

- Để tính toán ngắn mạch ta chọn các đại lượng cơ bản sau :

Scb = 100 (MVA)

Ucb1 = Utb1= 230 (kV)

Ucb2 = Utb2 = 115 (kV)

Ucb3 = Utb3 = 10,5 (kV).

Từ đó ta xác định :

Icb =

Scb

√3 .U cb

A.PHƯƠNG ÁN 1 :

3.1a.chọn điểm ngắn mạch:

- Sơ đồ xác định các điểm cần tính ngắn mạch được cho trên hình

(3 - 1). Mạch điện áp 110kV và 220kV thường chỉ chọn 1 loại máy cắt điện, và

dao cách ly, nên ta chỉ tính toán ngắn mạch ở một điểm cho mỗi cấp điện áp.

Để xác định điểm tính toán ngắn mạch ta căn cứ vào điều kiện thực tế có thể

xảy ra sự cố nặng nề nhất.

- Để chọn các khí cụ điện cho mạch 220kV ta lấy điểm N1 trên thanh góp

220kV là điểm tính toán ngắn mạch. Nguồn cung cấp khi ngắn mạch tại N1 là

tất cả các máy phát điện của nhà máy và hệ thống.

SINH VIÊN :

34

F1

~ ~ ~ ~

F2 F3 F4

TD

TD

TD TD

B1B2

B3 B4

220kV 110kV

N1 N2

N5N3

N4

N2XB2T XB1T

110kV220kVN1

HT

XHT

XdXd

XB1C XB2CXB3 XB4


- Để chọn các khí cụ điện cho mạch 110kV ta chọn điểm N2 trên thanh góp

110 kV. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là các máy phát điện và hệ thống.

- Chọn khí cụ điện cho mạch máy phát điện : điểm ngắn mạch N3 và N4.

Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3 là các máy phát điện và hệ thống.

Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N4 chỉ là máy phát điện F1.

- Chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng : điểm ngắn mạch N5, nguồn cung

cấp là các máy phát điện và hệ thống Do vậy với điểm ngắn mạch 5 thì

I"N5 = I"N3 + I"N4

Hình vẽ được mô tả ở dưới đây

3-2 a .Lập sơ đồ thay thế :

SINH VIÊN :

35


3.3a. tính dòng ngắn mạch theo điểm:

I. Tính điện kháng của các phần tử trong hệ đơn vị tương đối cơ bản :

+Điện kháng tương đối ổn định mức đến thanh cái hệ thống.

X*đm = 0,64; SHT = 3200MVA không kể nhà máy thiết kế.

Vậy :

XHT = X1 = X*đm .

Scb

SHT

=0 ,64 .1003200

= 0 ,02

+ Điện kháng của đường dây kép 220kV nối nhà máy với hệ thống có l = 86 km.

X2 =

Xd2=Xo .

l2

.Scb

U cb12

=0,4 .862

.1002302

= 0 , 0325

SINH VIÊN :

36

N2XB2T XB1T

110kV220kVN1

HT

XHT

XdXd

XB1C XB2C


+ Điện kháng của máy phát điện :

ta có X"d = 0,146

XF1 = XF2 = XF3 = XF4 = X7 = X8 = X9 =X10 = Xd"

Scb

S®mF

=0 ,146 .10075 = 0,191

+ Điện kháng của các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu :

U NCt %=12 [UNC−T+U NC−H−U NT−H ] = 1

2[11++32−20 ] =11 , 5

U NT %=12 [U NC−T+U NT−H−U NC−H ] = 1

2[11+20−32 ] =−0,5

0

U NH %=12 [U NT−H+U NC−H−U NC−T ] = 1

2[20+32−11 ] =20 , 5

XCB1 = XCB2 = X3 = X4 =

UNC %

100.

Scb

SdmB

=11 ,5100

.100160

=0 ,0718

XHB1 = XHB2 = X5 = X6 =

UNH %

100.

Scb

SdmB

=20 ,5100

.100160

=0 ,128

XTB1 = XTB2 0

+ Điện kháng của MBA 2 cuộn dây B3 và B4. Ta có :

*Với máy biến áp 110kV

UN% = 10,5%

XB =

UN %

100.

Scb

SdmB

=10 ,5100

.10080

=0 ,131 = X11 = X12

II. TÍNH TOÁN CÁC ĐIỂM NGẮN MẠCH :

*Sơ đồ thay thế nh sau :

SINH VIÊN :

37


1. Tính dòng ngắn mạch cho điểm N1 :

SINH VIÊN :

38

HT

X1

X2

X3 X4 X11

X5

X7

X6

X8X9

0,02

0,0325

0,0718 0,0718

0, 1280, 128

0, 1910, 191

0, 191

0, 131

110 kVN1

0,0525

X13

X150,159

54

0,0359

X14 X1

60,161

F3,4

220kV

110kVN1

HT

F1,2


- Sơ đồ biến đổi tương đương được vẽ nh sau

SINH VIÊN :

F1 F2 F3 F4

0, 191

0,131

X12

X10

220 kV

39

0,0525

X13 0,11

6

X18

HT

F1,2,3,4

N1

F1,2,3,4

0,0359

0,0801

0,0525

HT

N1

X13

X14

X17


X13 = X1 + X2 = 0,0525

X14 = X3 // X4 = 0,0359

X15 = (X5 + X7) // (X6 + X8) = 0,1595

X16 = (X9 + X11) // (X10 + X12) = 0,161

X17 = X15 // X16 = 0,0801

X18 = X14 + X17 = 0,116

- Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống được tính :

- Căn cứ vào biểu thức :

Xtt = Xcb .

Sdm

Scb

Trong đó :

Sdm - là tổng công suất các nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch

Scb - Công suất cơ bản

Xcb - Điện kháng tổng tương đối cơ bản của mạch điện tính từ

nguồn cung cấp đến điểm ngắn mạch.

Sau khi biến đổi ta có :

SINH VIÊN :

40


XttHT = X13 .

SHT

Scb

=0 , 05253200100 = 1,68

- Tra đường cong tính toán có : I*0 = 0,58 , I* = 0,62

I HT} } =I rSub { size 8{*0} } . { {S rSub { size 8{ ital dmHT } } } over { sqrt {3} . U rSub { size 8{ ital cb } } } } = { {3200 } over { sqrt {3} . 230 } } . 0, 58} {¿ ¿¿

= 4,658 (kA)

I∞HT =I ¿∞ .

SdmHT

√3 . U cb

=3200√3 . 230

. 0 ,62=4 ,98(kA )

- Dòng điện ngắn mạch phía các máy phát điện được tính :

X ttNM=X18 .S

dmF∑ ¿

Scb

=0 ,1164 .75100

=0 ,348 ¿

Tra đường cong tính toán ta được :

I*0 = 2,82 , I* = 2,17

Trong hệ đơn vị tương đối ta tính được :

I”NM = I*0 .

S NM

√3 .U cb 1

=2 ,82300√3. 230 =2,123 (kA)

INM = I* .

S NM

√3 .U cb 1 = 2,17 .

300

√3 .230 = 1,634 (kA)

Vậy trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N1 là :

I"N1 = I"HT + I"NM= 4,658 + 2,123 = 6,781 (kA)

IN1 = IHT + INM= 4,98 + 1,634 = 6,614 (kA)

Dòng điện xung kích có trị số là :

IXK = KXK . √2 . I"N1 = 1,8 . √2 . 6,781 = 17,262 (kA)

KXK - là hệ số xung kích, lấy KXK = 1,8

SINH VIÊN :

41

0,0525

X13

X150,15

95

0,0359

X14 X1

60,161

F3,4

220kV

110kV N

2

HT

F1,2

1,2,3,4

0,0884

0,1595

HT

F

0,0884X 17

0,0801X 18

HT FN 2N 2

0,161X 16

X 17

X 15

1,2

F 3,4



- Tương tự như khi biến đổi cho điểm N1, ta có hình vẽ sau :

+Trong đó :

X17 = X13 + X14 = 0,0884

SINH VIÊN :

42


X18 = X15 // X16 = 0,0801

+ Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống là :

XttHT = X17 .

SHT

Scb = 0,0884. 3200100 = 2,828

Tra đường cong tính toán ta được :

I*0 = 0,36

I*∞= 0,37

+ Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống

I”HT = I ¿0 .

S HT

√3 .U cb 2

=0 ,36 .3200√3. 115 = 5,783 (kA)

IHT = I ¿∞ .

SHT

√3 .U cb2

=0 ,37 .3200√3 . 115 = 5,944 (kA)

+ Dòng điện ngắn mạch phía các máy phát được tính :

XttNM = X18 .

SNM

Scb = 0,0801. 4 . 75100 = 0,2403

- Tra đường cong tính toán đối với ta được :

I*0 = 4,2 ; I* = 2,4

- Trong hệ đơn vị có tên ta tính được :

I"NM = I*0 .

S NM

√3 .U cb 2

=4,2 .300√3 . 115 = 6,325 (kA)

INM = I* .

SNM

√3 U cb2

=2,4 .300√3.115 = 3,614(kA)

Vậy trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N2 là :

SINH VIÊN :

43

X7

F1

0,0,191

N 3


I"N2 = I"HT + I"NM = 5,783 + 6,325 = 12,108 (kA)

IN2 = IHT + INM = 5,944 + 3,614 = 9,558 (kA)

IXK = KXK . √2 . I"N2 = 1,8 . √2 . 12,108 = 30,822 (kA)


Khi ngắn mạch ở điểm N3 thì nguồn cung cấp chỉ là máy phát điện F1, ta

có sơ đồ sau :

+ Dòng điện ngắn mạch lúc này được tính :SdmF = SdmF1 =75 (MVA)

Xtt = X7 .

SdmF 1

Scb = 0,191. 75100 =0,14325

- Tra đường cong tính toán ta được :

I*0 = 7,2 ; I* = 2,7

- Trong hệ đơn vị có tên ta tính được :

I”N3 = I*0 .

SdmF 1

√3 .U cb 3

=7,2 .75√3. 10 , 5 = 29,69 (kA)

IN3 = I* . = 2,7 .

75

√3 .10 ,5 = 11,136 (kA)

- Dòng xung kích được tính với KXK = 1,8

IXK = KXK . √2 . I"N3 = 1,8 . √2 . 29,69 =75,578 (kA)


- Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N4 là tất cả máy phát điện (trừ F1) và hệ thống, ta có sơ đồ biến đổi tương đương nh sau :

SINH VIÊN :

44

N4

H

220kV

110kV

F2 F3 F4

X 1

X 2

X 6

X 11

X 12

X 10

X 9

X 4X 3

X 5

X 8

0,02

0,0718

0,128

0,191

0,131

0,131

0,191

0,191

0,128

0,0178

0,0325

0,0525

X13

X50,128

0,0395

X16 X1

70,107

F2,3,4

220kV

110kV

N4

HT

N4

0,0718

X50,128

X3

0,0718

X140,31

9

X4

F3,4

0,161

X15

F2

X130,05

25

HT


SINH VIÊN :

45

0,322

X19

HT

N4

N4

0,107

X17

X180,08

84

X5

0,128

HT

F2,3,4

X200,3

9

F2,3,4


Trong đó ta tính :

X13 = X1 + X2 = 0,0525

X14 = X6 + X8 =0,319

X15 = (X9 + X11) // (X10 + X12) =0,161

X16 = X3 // X4 = 0,0359

X17 = X14 // X15 = 0,107

X18 = X13 + X16 = 0,0884

Biến đổi Y(5, 17, 18) thành (19,20) ta có :

X19 = X5 + X18 +

X5 . X18

X 17

= 0 , 128 + 0 ,0884+ 0 ,128. 0 , 08840 ,107 = 0,322

X20 = X5 + X17 +

X5 . X17

X 18

= 0 , 128 + 0 ,107 + 0 ,128 .0 , 1070 , 0884 = 0,39

*XttHT = X19 .

SHT

Scb

=0 , 322 .324000100 = 10,304

XttHT > 3 có thể tính ngay được :

+ Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống được tính

SINH VIÊN :

46


I"HT = IHT =

1X ttHT

.SHT

√3 .U cb3

= 110 ,304

.3200√3. 10 , 5 = 17,076 (kA)

+ Dòng ngắn mạch tính cho phía các MFĐ là :

Lúc này chỉ có 3 tổ máy:

XttNM = X20 .

SdmF∑ ¿(3 )

Scb

¿ = 0,39.

3. 75100 = 1,17


I*0 = 0,8 ; I* = 0,96

- Trong hệ đơn vị có tên ta nhận được :

I"NM = I*0 .

SdmF∑ ¿(3 )

√3 .U cb3

=0,8 .3 . 75

√3 . 10 ,5¿ = 9,89 (kA)

INM = I ¿∞ .

SdmF∑ ¿(3 )

√3 . U cb 3

=0 ,96.3 . 75

√3 .10 ,5¿ = 11,876 (kA)

- Trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N4 là :

I"N4 = I"HT + I"NM = 26,966 (kA)

IN4 = IHT + INM =28,952 (kA)

IXKN4 = KXK . √2 . I" = 1,8 . √2 . 26,966 = 68,644 (kA)


Nguồn cung cấp là tất cả các máy phát điện và hệ thống, ta có thể tính

ngay trị số của dòng ngắn mạch tại N5 nh sau :

I"N5 = I"N3 + I"N4 = 26,966 + 29,69 = 56,656 (kA)

IN5 = IN3 + IN4 = 28,952 + 11,136 = 40,088 (kA)

SINH VIÊN :

47


IXKN5 = KXKN3 + IXKN4 = 68,644 + 75,578 = 144,222 (kA)

B.PHƯƠNG ÁN 2 :

3.1b.Chọn điểm ngắn mạch:

- Sơ đồ xác định các điểm cần tính ngắn mạch được cho trên hình

(3 -2). Mạch điện áp 110kV và 220kV thường chỉ chọn 1 loại máy cắt điện, và

dao cách ly, nên ta chỉ tính toán ngắn mạch ở một điểm cho mỗi cấp điện áp.

Để xác định điểm tính toán ngắn mạch ta căn cứ vào điều kiện thực tế có thể

xảy ra sự cố nặng nề nhất.

- Để chọn các khí cụ điện cho mạch 220kV ta lấy điểm N1 trên thanh góp

220kV là điểm tính toán ngắn mạch. Nguồn cung cấp khi ngắn mạch tại N1 là

tất cả các máy phát điện của nhà máy và hệ thống.

- Để chọn các khí cụ điện cho mạch 110kV ta chọn điểm N2 trên thanh góp

110 kV. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là các máy phát điện và hệ thống.

- Chọn khí cụ điện cho mạch máy phát điện : điểm ngắn mạch N3 và N4.

Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3 là các máy phát điện và hệ thống.

Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N4 chỉ là máy phát điện F1.

- Chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng : điểm ngắn mạch N5, nguồn cung

cấp là các máy phát điện và hệ thống

Do vậy với điểm ngắn mạch 5 thì

I"N5 = I"N3 + I"N4

Ta có sơ đồ tính toán ngắn mạch sau :

SINH VIÊN :

48

~

TD

N5N3

N4

F1

~ ~~

F2 F3F4

TD TDTD

B1 B2B3B4

220kV 110kV

N2N1

X1

X2

X3 X4

X5 X6

X11

X9

X7X8

0,191

0,1910,191

0,1280,128

0,137 0,0718 0,0718

N1 N2

N3

N4 N5

HT

0,02

0,0325220 kV 110 kV


3.2b.Lập sơ đồ thay thế:

3.3b.Tính ngắn mạch theo điểm :

SINH VIÊN :

X12

X10

0,191

0,131

F1F2

F3F4

49

F1,2

0,0525

X13

X160,15

95

0,0359

X15 X1

70,322

F3

220kV

110kVN1

HT

F4

0,3285

X14

0,0525

X140,32

95

220kV

F4 F1,2,3

0,0359

0,1067

X18

X15

N1

HT

X13

0,1426

0,0525

F1,2,3

F4

0,3285

X14

X19

220kV

HT

X13

N1


I. Tính điện kháng của các phần tử trong hệ đơn vị tương đối cơ bản đã được tính ở phương án 1:

Với chó ý là chỉ có duy nhất X11 = XB3 =11100

.10080 = 0,137 còn X12 vẫn bằng

0,131

II. Tính toán các điểm ngắn mạch :

1.Tính dòng điện ngắn mạch ứng với điểm N1:

SINH VIÊN :

50

HT

F1,2,3,4

N1

0,0525X 1

3 0,0994X 2

0


X13 = X1 + X2 = 0,0525

X14 = X11 + X7 = 0.3285

X15 = X3 // X4 = 0,0359

X16 =(X5 + X7) // (X6 + X8) = 0,1595

X17 = X10 + X12 = 0,322

X18 = X16 // X17 = 0,1067

X19 = X15 + X18 = 0,1426

X20 = X19 // X14 = 0,0994

+ Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống được tính

Xtt = X13 .

SHT

Scb

=0 , 0525 .3200100 = 1,68

Tra đường cong tương đối ta có :

I*0 = 0,58 ; I* = 0,62

I"HT = I*0 .

SHT

√3 .U cb 1 = 0 ,58 .

3200

√3.230 = 4,658 (kA)

IHT = I* .

SHT

√3 .U cb 1 = 0 ,62 .

3200

√3 .230 = 4,98 (kA)

+ Dòng ngắn mạch tính cho phía các máy phát điện là :

SINH VIÊN :

51

0,0525

X140,32

95

F4 F1,2,3

0,0359

0,1067

X18

X15

HT

X13

0,1067

0,0941

F1,2,3

F4

0,5907

X20

X18

HT

X19

N2

N2


XttNM = X20 .

SdmF∑ ¿

Scb

¿ = 0,0994.

300100 = 0,2982


I*0 = 3,4 ; I* = 2,28


I"NM = I*0 .

Sdm(4 )

√3 .U cb 1 = 3,4 .

300

√3 . 230 = 2,56(kA)

IF = I* .

Sdm(4 )

√3 .U cb 1 = 2 ,28.

300

√3 .230 = 1,717 (kA)

- Vậy dòng ngắn mạch tính cho điểm N1 ta được :

I"N1 = I"HT + I"NM = 4,658 + 2,56 = 7,218 (kA)

IN1 = IHT + INM = 4,98 + 1,717 = 6,697 (kA)

IXK = KXK . √2 . I"N1 = 1,8 . √2 . 7,218 = 18,374 (kA)

2. Tính dòng điện ngắn mạch ứng với điểm N2 :

SINH VIÊN :

52

0,0941

X19 0,09

03

X21

HT

F1,2,3,4

N2


- Dùng phép biến đổi hình sao (13, 14, 15) sang (19, 20) như sau :

X19 = X13 + X15 +

X13 . X15

X14

= 0 ,0525+0 ,0359 + 0 ,0525.0 ,03590 ,3295 = 0,0941

X20 = X14 + X15 +

X14 . X15

X13 = 0,5907

X21 = X20 // X18 = 0,0903

* XTTHT = X19 .

SHT

Scb

=0 , 0941 .3200100 =3,0112

XTTHT = 3,0112 > 3 Tính ngay được :

+ Tính dòng điện ngắn mạch phía hệ thống :

I"HT = IHT =

1XTTHT

.3200

√3 .115 = 5,335 (kA)

* Tính dòng ngắn mạch tính cho phía máy phát :

XttNM = X21 .

SdmF( 4 )Scb = 0,0903.

300100 = 0,2709


I*0 = 3,85 ; I* = 2,35


I"NM= I*0 .

S fdm (4 )

√3 .U cb 2 = 3 ,85 .

300

√3 . 115 = 5,798 (kA)

SINH VIÊN :

53

0,191

F2 N3

X7


IF = I* .

S fdm (4 )

√3 .U cb 2 = 2 ,35.

300

√3 .115 =3,539 (kA)

- Trị số dòng ngắn mạch tại điểm N2 được tính :

I"N2 = I"HT + I"NM = 5,335 + 5,798 = 11,113 (kA)

IN2 = IHT + INM = 5,335 + 3,539 = 8,874 (kA)

IXKN2 = KXK . √2 . I"N2 = 1,8 . √2 . 11,133 = 28,34 (kA)

3. Tính dòng ngắn mạch ứng với điểm N3 :

- Nguồn cung cấp chỉ có một máy phát F2 tương tự phương án 1.

- Ta tính được dòng ngắn mạch tại N3 là :

I"N3 = 29,69 (kA)

IN3 = 11,136 (kA)

IXKN3 = 75,578 (kA)

4. Tính dòng ngắn mạch tương ứng với điểm N4 :

- Sơ đồ biến đổi tương đương nh sau :

SINH VIÊN :

54

H

220kV

110kV

F2F3 F4

X1

X2

X6

X11

X12

X10

X9

X4X3

X5

X8

0,02

0,0718

0,128

0,191

0,131

0,137

0,191

0,191

0,128

0,0718

0,0325

N4

X9

X5

X8

X6

X4

X10

X3

X2

X11 X12

110kv220 kv

X10,02

0,0325

0,137 0,0718 0,0718

0,191

0,128 0,128

0,191N4


SINH VIÊN :

HT

0,131

0,191

F4 F2 F3

55

X16

X15

X5X14 X17

X13110 kV220 kV

0,3285

0,0359

0,128 0,319

0,0525

F2F3

F4

HT

X13

X15

X5X14

0,3285 0,128

0,0359

F4 F2,3N4


SINH VIÊN :

0,322

X18

HT

0,1602

56

X19

X5

X20 X18

N4

HT

X19 X21

X5

N40,589

0,128

0,1602

0,0941 0,0941 0,126

0,128

0,317 0,4254


X13 = X1 + X2 = 0,0525

X14 = X9 + X11 = 0,3285

X15 = X3 // X4 = 0,0359

X16 = X6 + X8 = 0,319

X17 = X10 + X12 = 0,322

X18 = X16 // X17 = 0,1602

Ta biến đổi hình sao (13, 14, 15) sang hình (19, 20)

X19 = X13 + X15 +

X13 . X15

X14 = 0,0941

SINH VIÊN :

F4 F2,3

HT

F2,3,4

X22 X23

F2,3,4HT

N4

57


X20 = X14 + X15 +

X14 . X15

X13 = 0,589

X21 = X18 // X20 = 0,126

Ta biến đổi tiếp hình sao (19, 5, 21) sang (22, 23)

X22 =0,317 ; X23 =0,4254

XttHT = X22 .

SHT

Scb

=0 ,317 .3200100 =10,144

XttHT = 10,144 > 3 tính ngay được dòng ngắn mạch cho hệ thống

theo công thức

I"HT = IHT =

1X ttHT

.Sht

√3 .U cb3

= 110 ,144

.3200√3. 10 , 5 =17,345 (kA)

- Dòng ngắn mạch tính cho phía các máy phát là :

XttNM = X23 .

SdmF(3 )Scb = 0,4254 .

3. 75100 =0,957


I*0 = 1,12 ; I* = 1,38


I"NM= 1 ,12 .

3 . 75

√3 . 10 ,5 = 13,856 (kA)

INM = 1 ,38 .

3 . 75

√3 .10 ,5 =17,073 (kA)

- Trị số dòng ngắn mạch tính tại N4 là :

I"N4 = I"HT + I"NM = 17,345 + 13,856 = 31,201 (kA)

SINH VIÊN :

58


IN4 = IHT + INM = 17,345 + 17,073 = 34,418 (kA)

IXKN4 = KXK . √2 . I"N4 = 1,8 . √2 . 31,201 = 79,424 (kA)

5. Tính dòng ngắn mạch tính cho điểm N5 :

- Tương tự như điểm N5 của phương án 1 ta cũng có

I"N5 = I"N3 + I"N4 = 29,69 + 31,201 = 60,891 (kA)

IN5 = IN3 + IN4 = 11,136 + 34,418 = 45,554 (kA)

iXKN5 = iXKN3 + iXKN4 = 75,578 + 79,424 = 155,002 (kA)

Ta có bảng tổng kết sau:

Phươngán

Kết quả

I"(kA) I(kA) IXK(kA)Điểm ngắn mạch

N1 6,781 6,614 17,262

Phương N2 12,108 9,558 30,822

án N3 29,69 11,136 75,578

I N4 26,966 28,952 68,644

N5 56,656 40,088 144,222

N1 7,218 6,697 18,374

Phương N2 11,133 8,874 28,34

án N3 29,69 11,136 75,578

II N4 31,201 34,418 79,424

N5 60,891 45,554 155,002

SINH VIÊN :

59


C.CHỌN MÁY CẮT ĐIỆN :

- Việc chọn máy cắt điện được tiến hành, sau khi đã tính được dòng làm

việc cưỡng bức và dòng ngắn mạch cho từng điểm cần xác định. Đối với cấp

điện áp cao 220kV và trung 110kV, ta chỉ cần chọn 1 loại máy cắt điện và dao

cách ly chung cho từng cấp điện áp.

Máy cắt điện được chọn theo các điều kiện sau :

-loại máy cắt điện : máy cắt không khí hoặc máy cắt SF6.

-điện áp UdmMC Udm

--dòng điện IdmMC Icb.

-ổn dịnh nhiệt Inh2 . tnh BN

-ổn định lực điện động :ildd ixk

--điều kiện cắt :Icắt MC I’’

3.1.c-Chọn máy cắt điện cho phương án 1 : Dựa vào kết quả tính toán dòng điện cưỡng bức và dòng điện ngắn mạch ở phần trước ta chọn máy cắt điện cho phương án 1 có thông số như sau:

Điểm ngắn mạch

Tên mạch điện

Thông số tính toán Loại MC điện

Thông só định mức

Uđm

KVIcb

KAI’’ KA

ixk

KAUđm

KVIdm

KAIcắt

KAildd

KA

N1 Cao 220 0,376 6,78117,26

23AQ2 245 4 50 125

N2 Trung 110 0,413 12,10830,82

23AQ1 123 4 40 100

N4 Hạ 10 4,33 26,966 68,64 8BK41 12 12,5 80 225

SINH VIÊN :

60


4

Các máy cắt điện đã chọn có dòng điện định mức lớn hơn 1000 A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt.

3.2.C. Chọn máy cắt điện cho phương án 2:

Dựa vào kết quả tính toán dòng điện cưỡng bức và dòng điện ngắn mạch ở phần trên ta chọn máy cắt điện cho phương án 2 có thông số nh sau:nh sau:


Tên mạch điện

Thông số tính toán Loại MC điện

Thông số định mức

Uđm

KVIcb

KAI’’ KA

ixk

KAUđm

KVIdm

KAIcắt

KAildd

KA

N1 Cao 220 0,367 7,21818,37

43AQ2 245 4 50 125

N2 Trung 110 0,491 11,133 28,34 3AQ1 123 4 40 100

N4 Hạ 10 4,33 31,20179,42

48BK41 12 12,5 80 225

Các máy cắt điện đã chọn có dòng điện định mức lớn hơn 1000 A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt.3.3.C. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối:a) Chọn cho phương án 1 :

+ Cấp điện áp 220kV :- Nhà máy nối với hệ thống bằng 1 đường dây kép, có 2 nguồn đến thanh

góp từ 2 máy biến áp tự ngẫu.- Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 2 hệ thống thanh góp.+ Cấp điện áp 110kV :- Có 4 nguồn đến : Từ 2 máy biến áp tự ngẫu và 2 máy biến áp bộ cấp

điện cho phụ tảI trung áp qua 1 đường dây kép và 4 đường dây đơn.- Chọn sơ đồ hai hệ thống thanh góp.

b) Chọn cho phương án 2 :+Cấp điện áp 220kV : nhà máy nối với hệ thống bằng 2 đường dây đơn ,

có 3 nguồn đén từ 2 máy biến áp tự ngẫu và 1 máy biến áp bộ.- Chọn sơ đồ 2 hệ thống thanh góp.+ Cấp điện áp 110kV : Chỉ có 3 nguồn đến thanh góp từ 2 máy biến áp

tự ngẫu và 1 máy biến áp bộ.

SINH VIÊN :

61

B1B2

B3 B4

F1 F2 F3 F4


- Chọn sơ đồ cho 2 hệ thống thanh góp :

Ta có sơ đồ mạch máy cắt cho 2 phương án được vẽ như dưới đây :

A)Phương án 1 :

B)Phương án 2 :

SINH VIÊN :

1 kÐp + 4 ®¬n

1 kÐp + 4 ®¬n

62

B4B3

B2B1

F4 F1F2 F3


CHƯƠNG IV

TÍNH TOÁN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN

TỐI ƯU

4.1.ĐẶT VẤN ĐỀ :

- Để có đầy đủ cơ sở thuyết phục phương án thiết kế là tối ưu. Ta cần so

sánh hai phương án nào có chỉ tiêu kinh tế cao hơn.

- Về mặt cơ sở lý luận để luận chứng kinh tế các phương án ta sẽ xét một

cách đơn giản nhất là phương án nào có chi phí tính toán thấp nhất thì sẽ là

kinh tế nhất.

- Các chỉ tiêu kinh tế cơ bản cần xét là vốn đầu tư ban đầu và phí tổn vận

hành hàng năm.

* Vốn đầu tư được xác định theo công thức :

SINH VIÊN :

63


V = VB + VTBPP

Trong đó : - V : là vốn đầu tư

- VB : là tiền mua máy biến áp

VB = KB . Vb KB : là hệ số tính đến chuyển

chở và lắp đặt

Vb : là giá tiền của 1 máy biến áp

- VTBPP : là vốn đầu tư xây dựng các mạch thiết bị phân phối.

VTBPP = n1. VTBPP1 + n2.VTBPP2 + . . .

Trong đó :

n1, n2 : là số mạch của thiết bị phân phối ứng với cấp điện áp U1, U2, . .

VTPP1, VTBPP2 : Giá thành mỗi mạch của thiết bị phân phối tương ứng với

mỗi cấp điện áp U1, U2, . . .

4.1.1.PHƯƠNG ÁN 1:

V1=VB1+VTBPP1

Máy biến áp tự ngẫu công suất 160 MVA, cấp điện áp cao 220KV có giá thành là :

VB=205.103.40.103 (đồng) K B220=1,3

máy biến áp hai cuộn dây công suất 80 MVA ,cấp 110 kVcó giá thành là :

VB = 104.103.40.103 (đồng) K B110=1,5

Vậy cần tiền đầu tư máy biến áp cho phương án 1 là:

VB1 = 2.1,3.205.103.40.103 + 2.1,5.104.103.40.103 = 33,8.109 (đồng) Theo sơ đồ nối điện phương án 1 vẽ mạch máy cắt ta có :

-Bên phía 220 KV có 5 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 3,575.109 (đồng)

-Bên phía 110 KV có 11 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 1,55.109 ( đồng)

SINH VIÊN :

64


-Bên phía 10 KV có 4 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 0,75.109 (đồng)

Do đó VTBPP1 =(5.3,575 + 11.1,55 + 4.0,75).109 =37,925.109 (đồng)

Vậy vốn đầu tư cho phương án 1 là:

V1 =33,8.109 +37,925.109 =71,725.109 (đồng)

4.1.2.PHƯƠNG ÁN 2:

V2=VB2+VTBPP2

Máy biến áp tự ngẫu công suất 160 MVA, cấp điện áp cao 220KV có giá thành

VB=205.103.40.103 (đồng). K B220=1,3

Máy biến áp hai cuộn dây công suất 80 MVA có:

+ cấp 220 kV là : VB220 = 90.103.40.103 (đồng).

+ cấp 110 kV là : VB110 = 104.103. 40.103 (đồng)

Vậy cần tiền đầu tư máy biến áp cho phương án 2 là:

VB2 =(2.205.1,3 + 104.1,5 + 90.1,3).40.106=32,24.109(đồng).

Theo sơ đồ nối điện phương án 2:

-Bên phía 220KV có 6 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 3,575.109 (đồng)

-Bên phía 110KV có 10 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 1,55.109 (đồng.)

-Bên phía 10KV có 4 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 0,75.109 (đồng.)

Do đó VTBPP2 =(6.3,575 + 10.1,55 +4.0,75).109 =39,95.109 (đồng.)

Vậy vốn đầu tư cho phương án 2 là:

V2 =32,24.109 + 39,95.109 = 72,19.109 (đồng).

SINH VIÊN :

65


4.2-TÍNH CHI PHÍ VẬN HÀNH HÀNG NĂM Y:

Y = YK + YL + YT

Trong đó YK- Tiền khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sửa chữa lớn (đồng/năm).

YA = a.V/100

Với: V- vốn đầu tư của phương án.

a- định mức khấu hao (xác định theo bảng 42 trang 39 –TKNMĐ&TBA), ta có: a = 8%.

YL – chi phí phục vụ thiết bị (sửa chữa thường xuyên và tiền lương công nhân) (đồng/năm).

YL phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại thiết bị, loại nhiên liệu, các thông số của thiết bị chính,…, chi phí này không đáng kể so với tổng chi phí, mặt khác nó cũng khác nhau Ýt giữa các phương án so sánh. Do vậy ta có thể bỏ qua chi phí này.

YT – chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong các thiết bị điện.

YT =. A

- giá thành điện năng trung bình trong hệ thống điện.

= 550 đồng/KWh4.2.1.Phương án I :

Khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sửa chữa lớn:

YK1 = a.V1/100 = 8. 71,725.109/100 = 5,738.109 (đồng.)

Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong các thiết bị điện:

YT1 =. A1 = 550.7676656 = 4,222.109 (đồng).

Chi phí vận hành hàng năm của phương án 1:

SINH VIÊN :

66


Y1 = YK1 + YT1 = 5,738.109 + 4,222.109 = 9,96.109 (đồng).

4.2.2.Phương án 2 :

Khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sửa chữa lớn:

YK2 = a.V2/100 = 8.72,19.109/100 = 5,775.109 (đồng).

Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong các thiết bị điện:

YT2 = . A2 = 550.7752944= 4,264.109 (đồng).

Chi phí vận hành hàng năm của phương án 2:

Y2 = YK2 + YT2 = (5,775 + 4,264).109 = 10,039.109 (đồng).

4.3 : SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỂ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU VỀ MẶT KINH TẾ:

Phương ánVốn đầu tư(109đồng)

Chi phí vận hành (109

đồng)1 71,725 9,962 72,19 10,039

Ta thấy vốn đầu tư và chi phí vận hành của phương án I đều nhỏ hơn phương

án II. Vậy ta chọn phương án I là phương án tối ưu.

SINH VIÊN :

67


CHƯƠNG V

CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN CHO PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

5.1.CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ THANH DẪN,DÂY DẪN:

Các khí cụ điện và các phần có dòng điện chay qua (thanh dẫn, dây dẫn, thanh

góp và cáp) cần phải đảm bảo vận hành an toàn, chắc chắn trong chế độ làm

việc bình thường và phải ổn định (ổn định nhiệt, ổn định động) khi sự cố. Ta

tiến hành chọn thanh dẫn mềm ,thanh góp mềm ở điện áp 110kVvà

220kV ;thanh dẫn cứng ở cấp đIện áp 11kV,máy biến dòng,máy biến đIện áp và

chống sét van trên thanh góp,trung tính máy biến áp.

5.1.CHỌN MÁY CẮT ĐIỆN VÀ DAO CÁCH LY. Máy cắt điện đã chọn ở phần cuối chương 3 : Ta tiến hành chọn DCL

SINH VIÊN :

68


Điều kiện chọn dao cách ly:-loại dao cách ly..

-điện áp UdmCL Udm

-dòng điện IdmCL Icb.

-ổn dịnh nhiệt Inh2 . tnh BN

-ổn định lực điện động :ildd ixk

Dựa vào kết quả tính toán dòng điện cưỡng bức và dòng điện ngắn mạch ở chương 2 và chương 3 ta chọn dao cách ly cho phương án 1 có thông số như sau :


Tên mạch điện

Thông số tính toán Loại DCL chọn

Thông só định mức

Uđm

KVIcb

KAI’’ KA

ixk

KAUđm

KVIdm

KAIclxk

KAildd

KA

N1 Cao 220 0,376 6,781 17,262 SGC 245 1,25 31,5 125

N2 Trung 110 0,41312,10

830,822 SGCP 123 1,25 31.5 100

N4 Hạ 10 4,3326,96

668,644 PBK 10 5 - -

Các dao cách ly đã chọn có dòng điện định mức lớn hơn 1000 A nên không cần

kiểm tra ổn định nhiệt.

5.2.CHỌN THANH DẪN CỨNG VÀ SỨ ĐỠ ĐẦU CỰC MÁY PHÁT:

1.Chọn thanh dẫn cứng:

Thanh dẫn cứng dùng để nối từ đầu cực máy phát đIện đến cuộn hạ áp máy

biến áp tự ngẫu và máy biến áp hai cuộn dây.Tiết diện thanh dẫn được chọn

theo điều kiện phát nóng lâu dài.Để tận dụng diện tích mặt bằng ta chọn thanh

dẫn đồng nhằm giảm kích thước và khoảng cách giữa các pha.

a)Chọn tiết diện thanh dẫn cứng:

SINH VIÊN :

69


+Điều kiện chọn:Icp’ Icb

+Ta có Ibc=4,33 kA theo phần trước đã tính

Icb =Khc.Icp

Với Khc = √ θcp−θo

θcp−θdm

Trong đó : Khc là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh.

cp : nhiệt độ cho phép của vật liệu làm thanh dẫn lấy

cp = 70oC

o : Nhiệt độ của môi trường xung quan lấy o = 35oC

đm : Nhiệt độ định mức (to chuẩn), lấy đm = 25oC

Thay số vào ta có :

Khc = √70− 3570− 25 = 0,88

I'cb = Icp . Khc = Icp . 0,88 suy ra : Icp

4 .330 ,88 = 4,92 (kA)

Ta chọn được thanh dẫn đồng -nhôm tiết diện hình máng có sơn với các thông

số sau :

Kích thước

(mm)Tiết

diện

Mét

Mô mem trở kháng

(cm3)

Mô mem quán

tính (cm4)

Dòng

điện

cho

phép

cả hai Mét thanh

Hai

thanh

SINH VIÊN :

70

hy

y

y

y

y0

yo

xx

b

ch


h b c rCực

mm2

Wy0-y0 Jxx Jyy Jy0-y0

thanh

(A)

Wx Wyy

125 55 6,5 10 1370 50 9,5 100 29036.

7625 8550

Đây là thanh dẫn hình máng tiết diện bằng đồng

ΠΠ2.Kiểm tra ổn định động:

Ta lấy khoảng cách giữa các pha và khoảng cách các sứ liên nhau của một

pha với U=11kV là:

a=90 cm ; l=180 cm

Khi đó lực tính toán tác dụng lên pha giữa trên chiều dài khoảng vượt:

Ftt=1,76.10-8.la .ixk

2 kG (Khd=1).

Ftt=1,76.10-8.18090 .(68,664.103)2= 165,86 (kG).

SINH VIÊN :

71


Mô men uốn tác dụng lên l:

M=

F tt .l

10 =165 , 86 .18010 = 2985,48 (kGcm)

Ứng suất do dòng ngắn mạch giữa các pha:

1=

MW yoyo =

2985 , 48100 = 29,8548 (kG/cm2)

Xác định khoảng cách giữa các đệm:

-Lực tác dụng lên đơn vị dài:

f2=0,51.10-2.1h .ixk

2 kG/cm(khd=1)

=0,51.10-2.

112 ,5 .68,6442 = 1,922 (kG/cm)

-ứng suất do dòng đIện trong các thanh trong cùng một pha gây nên:

2=

M 2

W yy =

f 2 . l22

12 .W yy kG/cm2

Điều kiện ổn định động của thanh dẫn khi không xét đến dao động là: cp1+ 2

hay 2cp- 1

f 2 . l22

12 .W yy cp- 1

Ta thấy l2max = 285,075 > l=180cm .Do đó không phải đặt đệm trong

khoảng vượt.

Kiểm tra ổn định động khi xét đến dao động:

Tần số riêng của dao động thanh dẫn được xác định theo công thức:

r=

3 ,56

l2.√ E . J yoyo . 106

S

Trong đó:

SINH VIÊN :

72

l2 max=√12.W yy (σcp−σ1 )f 2

=√12 . 9,5 .(1400−29 ,8548 )1 ,922

=285 ,075(cm )

HH'=297,5mm

Thanh dÉn

Sø

F1

Ftt

HH=315mm


E:Mô đun đàn hồi của vật liệu.

ECu=1,1.106 KG/cm2

Jyoyo-Mô men quán tính.

Jyoyo=625 cm4

S:tiết diện thanh dãn, S=2.1376.10-2 = 27,4 cm2.

-Khối lượng riêng của đồng , Cu=8,93g/cm3

r=

3 ,56

1802.√ 1,1 . 106 . 625 .106

27 ,4 . 8 ,93 =184,18 Hz

Giá trị này nằm ngoài khoảng 45-55 Hz và 90-110 Hz .Vậy thanh dẫn đã chọn

thoả mãn điều kiện ổn định động khi xét đến dao động.

5.2.2.CHỌN SỨ ĐỠ THANH DẪN:

*Điều kiện chọn sứ : - Loại sứ

- Điện áp Usứ Uđmng

Theo điều kiện trên ta chọn được sứ đặt trong nhà loại O-10-2000 KBY3 có:

+Cấp đIện áp : UđmS =10 kV

+Lực phá hoại : Fph=2000 KG

+Chiều cao : H=235mm

SINH VIÊN :

73


H’ = H + 125

2=297 , 5

+ Ta có : Ftt’ = Ftt.

H '

H =165,86.297 , 5235 = 209,972 (KG)

Fcp = 0,6.Fph = 0,6.2000 = 1200 kG > Ftt’= 209,972 ( kG )

Vậy điều kiện ổn định động của sứ được thoả mãn.

5.3.CHỌN DÂY DẪN VÀ THANH GÓP MỀM PHÍA ĐIỆN ÁP CAO VÀ

TRUNG ÁP:

Dây dẫn được dùng nối từ cuộn cao , cuộn trung máy biến áp liên lạc và cuộn cao máy biến áp hai cuộn dây đến thanh góp 220kV và 110kV tương ứng.Thanh góp ở các cấp điện áp này cũng được chọn là thanh dẫn mềm.Tiết diện dây dẫn mềm cũng được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài.Ở đây ta dùng dây dẫn trần có nhiệt độ cho phép lâu dài cp=70oC.Nhiệt độ

định mức của môi trường ođm=25oC và ta coi nhiệt độ môi trường xung quanh

o=35oC.Khi đó dòng đIện cho phép làm việc lâu dàI cần hiệu chỉnh theo nhiệt

độ: I’cp=Khc.Icp

Với Khc = √70 − 3570 − 25 = 0,88

5.3.1.Chọn tiét diện dây dẫn và thanh góp mềm:

+Điều kiện chọn: I'cp Icb

Trong đó : I'cp là dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn đã

hiệu chỉnh theo nhiệt độ.

Icb : Dòng điện làm việc cưỡng bức.

Do đó : Icp

1Khc .Icb

Với Khc=0,88.

SINH VIÊN :

74


-)Mạch đIện áp 220 kV:

Icb=0,367 kA.

Hay Icp

10 ,88 .0,367 = 0,25(kA)

-)Mạch điện áp 110kV:

Icb=0,413 kA

Hay Icp1

0 ,88 .0,413 = 0,469 (kA)

Từ đó ta chọn dây dẫn và thanh góp mềm là loại AC , có các thông số trong bảng sau:

Điện áp

Tiết diện

chuẩn

Nhôm/thép

Tiết diện mm2 Đường kính mm dòng

điện

cho

phép(A)

Nhôm Thép Dây dẫn Lõi thép

220kV 300/39 301 38 24 8 690

110kV 400/22 394 22 26,6 6 835

5.3.2.Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:

Tiết diện nhỏ nhất để dây dẫn ổn định nhiệt là : Smin=

√BN

C

Với BN - Xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch(A2..s)

C - Hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ dây dẫn(

A .√Smm2

).

SINH VIÊN :

75


Với dây dẫn AC có C=70(

A .√Smm2

).

Tính xung lượng nhiệt:

BN= BNCK+BNKCK

-)Giả thiết thời gian tồn tại ngắn mạch là 1 sec.Khi đó có thể tính gần đúng xung lượng nhiệt của thành phần dòng điện ngắn mạch không chu kì:

BNKCK1 = IN!”2.Ta = (6,781.103)2.0,05 = 2,29.106 (A2.s).

BNKCK2 = IN2”2.Ta = (12,108.103)2.0,05 = 7,733.106 (A2.s).

-)Xung lượng nhiệt của thành phần dòng đIện ngắn mạch chu kỳ được xác

định theo phương pháp giải tích đồ thị :

BNCK1=∑ [ I

tbi2} } } } } {¿¿

¿¿¿.TI].

Từ sơ đồ tính toán ngắn mạch điểm N1 và N2 của phương án tối ưu (phương

án 2),ta tính được giá trị dòng đIện ngắn mạch tại điểm N1và N2 theo các thời

gian nh sau:

I(kA) t(s) 0 0,1 0,2 0,5 1,0

IN1 6,781 6,53 6,497 6,25 6,37

IN2 12,108 11,82 11,56 11,285 11,01

+Điểm N1 :

Itb12=

I02+ I

0,12

2=

6 ,7812+6 ,532

2=44 ,31kA 2

Itb22=

I0,12+ I

0,22

2=

6 , 532+6 ,4972

2=42 , 42 kA2

Itb32=

I0,22+ I

0,52

2=

6 ,4972+6 ,252

2=40 ,636kA 2

SINH VIÊN :

76


Itb42=

I0,52+ I

1,02

2=

6 ,242+6 ,372

2=39 ,82kA2

Từ đó BNCK1 = 44,31.0,1 + 42,42.0,1 + 40,636.0,3 + 39,82.0,5 = 40,774 (kA2.s)

Vậy xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tạI N1:

BN1 = BNCK1 + BNKCK1 = (2,29+40,774).106 = 43,064 (A2.s)

+Điểm N2 :

Itb12=

I02+ I

0,12

2=

12 ,1082+11 ,822

2=143 ,158 kA 2

Itb22=

I0,12+ I

0,22

2=

11 ,822+11 , 562

2=136 , 673 kA2

Itb32=

I0,22+ I

0,52

2=

11 , 562+11 , 3852

2=131 , 626 kA2

Itb42=

I0,52+ I

12

2=

11 ,3852+11 , 012

2=125 , 42 kA2

Từ đó BNCK2 = 143,158.0,1+136,673.0,1+131,626.0,3+125,42.0,5

=130,181 kA2.s

Vậy xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tại N2:

BN2=BNCK2+BNKCK2=(7,733+130,181).106=137,914.106(A2.s)

Tiết diện nhỏ nhất đảm bảo ổn định nhệt ở các cấp 220kV và 110kV là:

Smin1=

√BN1

C=√43 ,064 . 106

70=93 , 747mm2

Smin2=

√BN2

C=√137 , 914 . 106

70=167 ,767 mm2

Vậy các dây dẫn và thanh góp đã chọn đều đảm bảo ổn định nhiệt.

5.3.3-kiểm tra điều kiện vầng quang.

SINH VIÊN :

77


điều kiện: Uvq = 84.m.r.lg(a/r) Uđm

trong đó: m – hệ số phụ thuộc vào độ nhẵn của bề mặt dây dẫn, m=0,85.r – bán kính ngoài của dây dẫn, cm.a – khoảng cách giữa các pha của dây dẫn, cm.Khi ba pha bố trí trên mặt phẳng ngang thì giá trị này giảm đi 4% đối với pha giữa và 6% đối với dây dẫn pha bên.

điện áp 220 kV:kiểm tra với dây dẫn có tiết diện chuẩn 400 mm2

r = 1,33 cm.a = 500 cm.Ta có điện áp vầng quang tới hạn của dây dẫn pha giữa khi ba pha nằm trên mặt phẳng ngang:

Uvq = 0,94.84.0,85.1,33.lg(500/1,33) = 230 kV > Uđm = 220 kV. Thoả mãn điều kiện vầng quang.

Điện áp 110 kV:kiểm tra với dây dẫn có tiết diện chuẩn 300 mm2

r = 1,2 cm.a = 500 cm.

Ta có điện áp vầng quang tới hạn của dây dẫn pha giữa khi ba pha nằm trên mặt phẳng ngang:

Uvq = 0,94.84.0,85.1,2.lg(500/1,2) = 211 kV > Uđm = 110 kV.thoả mãn điều kiện vầng quang.

Tóm lại: dây dẫn mềm, thanh góp mềm phía 220kV chọn dây AC-400/22, dây dẫn mềm, thanh góp mềm phía 110kV chọn dây AC-300/39 thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt và phát sinh vầng quang.

5.4-CHỌN CÁP, MÁY CẮT HỢP BỘ VÀ KHÁNG PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG: 5.4.1-Chọn tiết diện của cáp đường dây phụ tải địa phương.Theo yêu cầu thiết kế phụ tải địa phương cấp điện áp là 10kV có Pmax=16,2 MW, cos = 0,8 bao gồm 3kép3.4MW4km và 5đơn1,2MW3km.

Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện mật độ dòng kinh tế :

SINH VIÊN :

78


Skt=

I bt

J kt

-dòng điện làm việc bình thường của đường cáp kép:

Ibt=

3,4 . 103

2.√3.10 .0,8=122 ,687 (A )

-dòng điện làm việc bình thường của đường cáp đơn:

Ibt=

1,2 .103

.√3 . 10 .0,8=86 , 602( A )

thời gian sử dụng công suất cực đại trong năm:

T max=365.∑ S i. t i

Smax

=365.65. 6+80.4+90 . 4+100 . 4+70.6100

=

=6898,5 hdo đó đối với cáp điện lực cách điện bằng giấy tẩm dầu lõi nhôm có Jkt=1,2(A/mm2).

--tiết diện cáp kinh tế của đường dây kép:

Skt=

122 ,6871,2

=102 ,24 mm2

-tiết diện cáp kinh tế của đường dây đơn:

Skt=

86 , 6021,2

=72,168 mm2

Tra bảng ta chọn cáp của đường cáp kép có S = 120 mm2, tương ứng với Icp=185A, tiết diện của cáp đường dây đơn có S = 95 mm2 ứng với Icp=155A.

Kiểm tra điều kiện phát nóng bình thường:Icp = K1.K2.Icp Ibt

K1-hệ số hiệu chỉnh theo môi trường đặt cáp.K2-hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song.Đặt cáp trong đất nhiệt độ 15OC, nhiệt độ phát nóng của ruột cáp 10kV cho phép là 60OC, nhiệt độ tiêu chuẩn là 25OC, khoảng cách giữa 2 cáp đặt song song là 200mm. Do đó:

SINH VIÊN :

79


K 1=√60−2560−15

=0 , 88

Đối với dây cáp đơn K2=1, Icp’ =0,88.1.155 = 136,4A > 86,602A.Đối với dây cáp kép K2=0,92, Icp’ =0,88.0,92.185 = 149,776A > 122,687A.

Kiểm tra phát nóng khi làm việc cưỡng bức của đường dây cáp kép:Ta có Ibt/Icp’ = 122,687/149,776 = 0,82 > 0,8Do đó lấy Kqt = 1Ta thấy Icb = 2.Ibt = 2.122,687= 245,374 A> Kqt.Icp’ = 1.149,776 = 149,776 ANên phải chọn lại cáp képchọn cáp kép có S = 185 mm2, tương ứng với Icp = 235 Akhi đó Icp’ = 0,88.0,92.235 = 190,256 AIbt/Icp’ = 122,687/190,256 = 0,64 < 0,8 nên lấy Kqt = 1,3Kqt.Icp’ = 1,3.190,256 = 247,33 A >Icb =245,374 AVậy chọn cáp đơn có S =95 mm2, cáp kép có S =185 mm2 là đảm bảo điều kiện kỹ thuật5.4.2.Chọn kháng điện phụ tải địa phương:

1)Xác định xk của kháng:

Kháng điện được chọn nh sau:

1.UđmK=10(kV).

2.Xác định dòng cưỡng bức qua kháng Icb:

Icb được xác định khi mét trong hai kháng điện ngừng làm việc .

Icb=

SF max

√3 .U F ®m =

20 , 25

√3 .10 ,5 =1,113 kA

Chọn kháng điện đơn dây nhôm PbA-10-1500 có IđmK=1500(A).

3.Xác định xK.

xk được chọn xuất phát từ hai bộ điều kiện:

a) xk phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch tại N5 để chọn MC1 và đảm bảo điều

kiện ổn định nhiệt cho cáp 1 ,tức là:

SINH VIÊN :

80

N5E®t N6 N7

Xht XC1 XC2Xk


IN6(Icắt1đm,InhS1)

b) xk phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch tại N6 để chọn MC2 và đảm bảo điều

kiện ổn định nhiệt cho cáp 2 ,tức là:

IN7(Icắt2đm,InhS2)

Trong đó dòng ổn định nhiệt được xác định theo công thức sau:

InhS2=

70 .141

√0,6 =12,742(kA).

Theo đầu bài thì ta đã chọn được máy cắt điện BMΠ-10 với Icắt = 20 kA ,thời

gian cắt tcắt = 0,6 sec, tiết diện cáp đồng Smin = 70 mm2=, ở đây 2 máy cắt 1 và 2

được chọn nh nhau.

Khi lập sơ đồ thay thế cho tính toán ngắn mạch đã chọn Scb=100 MVA và ngắn

mạch tại N5 có IN5”=56,656 kA.

Vậy xHT=

Scb

√3 .U cb . IN 5

} } } } } } { ¿¿¿¿¿¿

=

100

√3 .10 ,5 .56 ,656 =0,097

xc1=xo.l.

Scb

Ucb2 =0,08.3.

100

10 , 52=0,217.

Tại đầu đường cáp phía nhà máy thời gian cắt lớn hơn 1 cấp nên:

t1=t2+t =0,6+0,2 = 0,8 sec.

InhS1=

95 . 141

√0,8 =14,97 kA.

SINH VIÊN :

81


X=

I cb

I nh min =

100

√3 .10 ,5 .12 ,742 =0,43 . Trong đó thì Inh min = MIN (Inhs1, Inhs2)

Xk= X-XHT-XC1=0,43-0,097-0,217=0,116

Xk=Xk.

I ® mK

I cb =0,116.

1,5 . 100100

√3 10 ,5 = 3,16 .

Vậy ta chọn kháng đơn PbA-10-1500-6 ; có Xk = 6 , IđmK=1500A.

2).Kiểm tra kháng điện:

Dòng ngắn mạch tại N7:

IN7”=

I cb

X HT+X K+XC 1

=

100

√310 , 50 , 097+0 ,06+0 ,217 = 14,702 kA < 20 kA

Vậy kháng đã chọn đạt yêu cầu.

5.4. CHỌN MÁY BIẾN DÒNG VÀ BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG.

5.4.1.CẤP ĐIỆN ÁP 220KV:

1.chọn biến điện áp:

Để kiểm tra cách điện và cung cấp cho bảo vệ rơle ta chọn biến điện áp kiểu

HK mét pha nối dây theo sơ đồ Yo/Yo/ hở : 3x HK-220-58.

Uđm=

220

√3 kV/

100

√3 V/100V

Cấp chính xác:1.

SđmBU=600 VA.

2.Chọn biến dòng điện:

Máy biến dòng điện dùng cho bảo vệ rơ le và đo lường được chọn là:

SINH VIÊN :

82


TH-220-3T.Dòng điện định mức:Iscđm/Itcđm=1200/5 ACấp chính :0,5 ứng với phụ tải định mức 2.Điều kiện ổn định động:ilđđ=108kA>ixk=17,626 kA.Ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt với máy biến dòng có dòng điện sơ cấp lớn hơn 1000 A.

5.4.2.CẤP ĐIỆN ÁP 110KV:

1.chọn biến điện áp:

Để kiểm tra cách điện và cung cấp cho bảo vệ rơle ta chọn biến điện áp kiểu

HK mét pha nối dây theo sơ đồ Yo/Yo/ hở : 3x HK-110-57.

Uđm=

110

√3 kV/

100

√3 V/100V

Cấp chính xác:1.

SđmBU=600 VA.

2.chọn biến dòng điện:

Máy biến dòng điện dùng cho bảo vệ rơ le và đo lường được chọn là:TH-110M.Dòng điện định mức:Iscđm/Itcđm=1500/5 ACấp chính : 0,5 ứng với phụ tải định mức 0,8 .Bội số ổn định động Kđ=75.Điều kiện ổn định động:

ilđđ=√2 .Kđ.Iscđm=√2 .75.1,5=159,1 kA>ixk= 30,882 kA.Ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt với máy biến dòng có dòng điện sơ cấp lớn hơn 1000 A.5.4.3.MẠCH MÁY PHÁT: 1.CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP :Dụng cụ phía thứ cấp dùng công tơ nên ta dùng 2 biến điện áp một pha nối kiểu V/V:2 x HOM-10.UđmSC=11000V.Cấp chính xác: 0,5 ứng với Sđm = 75 VA.Phụ tải của biến điện áp được phân bố đồng đều theo cách bố trí đồng hồ phía thứ cấp như bảng sau:

SINH VIÊN :

83


SèTT Phần tử Loại

Phụ tải BU:AB Phụ tải BU:BC

P(W) Q(VAR) Q(W) Q(VAR)

1 Vôn kế B -2 7,2 - - -

2 Oát kế 341 1,8 - 1,8 -

3 Oát kế PK 342/1 1,8 - 1,8 -

4 Oát kế tự ghi Д - 33 8,3 - 8,3 -

5 Tần số kế Д - 340 - - 6,5 -

6 Công tơ H - 670 0,66 1,62 0,66 1,62

7 Công tơ PK WT - 672 0,66 1,62 0,66 1,62

8 Tổng 20,4 3,24 19,72 3,24

+SAB = √20 , 42 + 3 , 242= 20,7 (VA)

Cos =

20 , 420 , 7 = 0,98

+SBC = √19 ,722 + 3 ,242= 19,9 (VA)

Cos =

19 , 7219 , 9 = 0,99

Vậy ta chọn 2 máy biến điện áp loại HOM-10 có công suất định mức mỗi cái

ứng với cấp chính xác 0,5 là 75 VA.

* Chọn dây dẫn từ BU đến các đồng hồ đo :

- Ta chọn theo các điều kiệ sau :

+ Tổn thất điện áp trên dây dẫn không được lớn hơn 0,5% điện áp định

mức thứ cấp.

+ Theo điều kiện độ bền cơ học, tiết diện dây nhỏ nhất đối với dân dẫn

đồng là 1,5mm2 và dây nhôm là 2,5mm2.

SINH VIÊN :

84


+ Trước hết ta cần xác định dòng trong các dây dẫn a, b, c theo các công

thức sau :

Ia =

Ssb

Uab

=20 ,7100 = 0,207(A)

Ic =

Sbc

Ubc

=19 ,9100 = 0,199 (A)

- Để đơn giản ta coi : Ia = Ic = 0,2 (A) và cosab = Cosbc = 1. Ta có :

Ib = √3 I a=√3 . 0,2 = 0,34 (A)

- Điện áp giáng trong dây a, b là :

U = (Ia + Ib)r = (I + I)

ρ . lF

- Để đơn giản ta bá qua góc bên pha giữa Ia và Ib, mặt khác ta lấy

khoảng cách từ BU đến các đồng hồ đo điện là 60m. Vì theo điều kiện thì U%

5% nên ta có :

(Ia + Ib) .

ρ . lF 5%

F

( I a + Ib )ρ .l

0,5=(0 , 34 + 0,2 ) . 0 , 0175 . 60

0,5 1,134 (mm2)

Chọn dây đồng có F = 1,5mm2 là thoả mãn.

2. CHỌN MÁY BIẾN ÁP DÒNG ĐIỆN (BI) :

Biến dòng điện được đặt trên cả 3 pha, mắc hình sao.Ta chọn biến dòng điện

kiểu thanh dẫn loại TщЛ-20-1 có:

UđmBU=20kV.

IđmSC/IđmTC=8000/5A

SINH VIÊN :

85


Cấp chính xác 0,5;có phụ tải định mức 1,2..Công suất tiêu thụ của các cuộn

dây của các đồng hồ đo lường cho trong bảng sau:

SèTT

Phần tử LoạiPhụ tải (VA)

Pha A Pha B Pha C

1. Ampemét - 302 1 1 1

2. Oát kế TD Д - 341 5 0 5

3. Oát kế PK Д - 342/1 5 0 5

4. Oát kế tự ghi Д - 33 10 0 10

5. Công tơ TD H - 670 2,5 0 2,5

6. Công tơ PK HT - 672 2,5 5 2,5

7. Tổng 26 6 26

- Tổng phụ tải của các pha :

SA = SC = 26 (VA) ; SB = 6 (VA)

Phụ tải lớn nhất là :

Smax = SA = SC = 26 (A)

- Tổng trở các dụng cụ đo lường mắc vào pha A (hay pha C) là :

Zdc =

S

I dmTC2

=26

52 = 1,04 ()

- Ta chọn dây dẫn bằng đồng và giả sử chiều dài từ biến dòng điện đến

các dụng cụ đo là : l = 30m. Vì sơ đồ là sao đủ nên ta có ltt = l = 30m.

- Tiết diện của dây dẫn được chọn theo công thức sau :

Với cu = 0,0175 (mm2/m)

SINH VIÊN :

86


F

ρcu .ltt

Zdm−.Zdc

=0 ,0175 . 301,2 − 1 ,04 = 3,27 (mm2)

Chọn dây dẫn bằng đồng với tiết diện S = 4 mm2 để đảm bảo được cả

độ bền cơ học cho dây dẫn.

CHƯƠNG VI

CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG

Điện tự dùng trong nhà máy điện đóng vai trò quan trọng, quyết định trực tiếp đến quá trình sản xuất điện năng. Đối với nhà máy nhiệt điện điện tự dùng chiếm khoảng (5 – 8%) lượng điện năng sản xuất của toàn nhà máy, còn đối với nhà máy thuỷ điện điện tự dùng chiếm Ýt hơn tối đa là 2% so với lượng điện năng sản xuất của toàn nhà máy.

Phụ tải của hệ thống tự dùng thường là các động cơ điện, đối với nhà máy nhiệt điện thì các động cơ có công suất từ 200 kW trở lên được dùng ở cấp điện áp 6,3kV, tuy nhiên đối với các động cơ có công suất nhỏ hơn và chiếu sáng lại dùng với cấp điện áp 380/220V. Do tính chất phân bố phụ tải nh vậy nên giữa sơ đồ 6,3kV và 380/220V ta dùng sơ đồ nối tiếp, nghĩa là tất cả công suất được trực tiếp biến đổi từ cấp 10kV xuống 6,3kV sau đó được biến đổi từ 6,3kV xuống 380V.

SINH VIÊN :

87


` Hơn nữa, trong nhà máy nhiệt điện thì 1 lò – 1 tổ máy thường làm việc độc lập nên cấp 6,3kV có một phân đoạn riêng được cấp bằng 1 máy biến áp , lấy điện từ đầu cực máy phát hoặc từ thanh góp điện áp máy phát. Như vậy ở sơ đồ này ta dùng 4 máy biến áp cấp 1 (10/6,3kV) và một máy biến áp dự trữ có cùng công suất (bình thường máy biến áp này không làm việc).Tương tù nh vậy ở cấp 380/220V ta cũng bố trí 4 máy biến áp (6,3/0,4kV) và một máy biến áp dự phòng, phía 0,4kV có dây nguội.

1.CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP 1(10/6.3KV):

Công suất của máy biến áp tự dùng được chọn dựa trên điều kiện:

SINH VIÊN :

88


SB .SFđm

α : phần trăm điện tự dùng α = 0,08 SFđm = 75(MW) suy ra SB ¿ 6 (MW)

Tra bảng ta chọn loại máy biến áp có các thông số:

LoạiSđm

(kVA)UC

đm

(kV)UH

đm

(kV)P0

(kW)PN

(kW)UN% I0%

TM 6300 10 6,3 7,65 46,5 6,5 0,8

Chọn máy biến áp dự trữ cho cấp 10/6,3 kVSdtB1 1,5. .SFđm = 1,5.0,08.75 = 9 MVA

Ta chọn máy biến áp có các thông số sau:

LoạiSđm

(kVA)UC

đm

(kV)UH

đm

(kV)P0

(kW)PN

(kW)UN% I0%

T ДHC 10000 10,5 6,3 12,3 85 14 0,8

2. CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP 0.4KV: Các máy biến áp tự dùng cấp 0.4kV dùng để cung cấp cho các phụ tải

cấp điện áp 380/220V và chiếu sáng nên công suất máy thường được chọn nhỏ hơn 1000kVA. Thông thường:

SdmB≥(8−15 )% .α . SFdm

=> chọn: SdmB≥15 %. 0 ,08 .75=0,9 MVA

Tra bảng ta chọn loại máy biến áp có các thông số:

LoạiSđm

(kVA)UC

đm

(kV)UH

đm

(kV)P0

(kW)PN

(kW)UN% I0%

TC3 1000 6,3 0,4 1,55 9 5 1,3

3. CHỌN MÁY CẮT PHÍA 6.3 KV:Như đã tính ở chương II, dòng ngắn mạch siêu quá độ tại điểm N5 có giá trị:

I N 5'' =56 ,656 kA

⇒ X HT=I cb

I N 5''

=100

√3 .10 , 5 .56 ,656=0 , 097

Điện kháng của máy biến áp:

X B=U N %

100.

Scb

SdmB

= 6,5100

.1006,3

=1 , 032

=> Xtđ = XHT + XB = 0,097 + 1,032 = 1,129Vậy dòng siêu quá độ thành phần chu kỳ tại N9 :

SINH VIÊN :

89


I N 9'' =

I cb

X td

=100√3 .6,3 .1 ,129

=8 ,117 kA

Căn cứ vào dòng ngắn mạch tại N9 ta chọn được loại máy cắt sau:Loại: 8DA-10 máy cắt không khí của siemensUđm: 12 kVIcắtđm : 40 kA

4. CHỌN ÁPTOMÁT CHO PHỤ TẢI TỰ DÙNG CẤP 0.4KV:Aptomat được chọn theo điều kiện:

Uđm Uđmmạng = 0,4kVIdm Ilvmax

Icắtdm IN’’.

Dòng định mức qua aptomat:

IdmA = IdmB(0,4) =

1000

√3 .0,4=1443 , 4 kA

Để chọn dòng cắt định mức của aptomat ta tính ngắn mạch tại điểm N8

trên thanh cái 0,4kV, nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là máy biến áp cấp 0,4kV:

ZB=RB+ jX B=ΔPN .U dm

2

Sdm2

.106+ jU N %.Udm

2

Sdm

. 104

ZB=9 .0,42

10002.106+ j

5 .0,42

1000.104=1 ,44+ j8

|ZB|=√1 ,442+82=8 ,13 mDòng ngắn mạch tại N8 là:

I N 8'' =

UTB

√3 Z B

=400√3. 8 , 13

=28 , 4 kA

Căn cứ vào điều kiện chọn áptomát và kết quả tính ngắn mạch ta chọn aptomat của hãng MelinGerin loại M12 có các thông số sau:

Loại Udm(V) Idm(A) Số cực Icắtdm (kA)

M12 690 1250 3-4 40

SINH VIÊN :

90


SINH VIÊN :

91

Documents

Lời nói đầu