Đồ án Nhà máy điện và Trạm BA

ệc tin cậy, không có tình trạng MBA bị quá tải. B.4. Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp: Tương tự như đã trình bày với phương án I. Ta có: + Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp pha hai cuộn dây trong một năm. ΔA2cd = ΔP0 x T + ΔPN. â B ®m S xT S ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ + Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu: ΔAtn=ΔP0.T+ ( ) ( ) ( )â â âNC Ci i NT Ti i NH Hi iâ ®mB 365 x P . S .t P . S .t P . S .t S ⎡ ⎤Σ Δ Σ + Δ Σ + Δ Σ⎣ ⎦ Dựa vào bảng thông số máy biến áp và bảng phân phối công suất ta tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp như sau: B.4.1. Máy biến áp ba pha 2 dây quấn cuộn B4, B5: + Máy biến áp B4, B5 loại Tдц 80 - 121/10,5 có các thông số kỹ thuật sau: ΔP0 = 100 KW ΔPN = 400 KW * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 39 T = 8760 giờ. + Các máy này luôn cho làm việc với công suất truyền tải qua nó là: SB = 70,814 MVA trong cả năm. 2 B4 B5 2 70,814 A A 8760. 0,1 0,4. 80 ⎡ ⎤Δ = Δ = +⎢ ⎥⎣ ⎦ = 1405,69 MWh. B.4.2. Máy biến áp ba pha hai cuộn dây B3: + Máy biến áp B3 loại тдц 80-121/10,5, có các thông số kỹ thuật sau: ΔP0 = 115 KW ΔPN = 380 KW T = 8760 giờ. + Các máy này luôn cho làm việc với công suất truyền tải qua nó là: SB = 70,814 MVA trong cả năm. 2 B3 2 70,814 A 8760. 0,115 0,38. 80 ⎡ ⎤Δ = +⎢ ⎥⎣ ⎦ = 1391,642 MWh. ΣΔBbộ = 2. 1391,642 + 1405,69 = 4188,974 MWh B.4.3. Máy biến áp ba pha hai cuộn dây B1, B2: + Máy biến áp B1, B3 chọn loại AтдцTH 160-242/12/10,5 có các thông số kỹ thuật sau: ΔP0 = 120 KW = 0,12MW ΔPNC-T = 520 KW = 0,52 MW ΔPNC-H = ΔPNT-H = α. ΔPNC-T = 0,5. 520 = 260 KW Ta có: NC 2 2 260 260 P 0,5. 520 0,5 0,5 ⎡ ⎤Δ = + −⎢ ⎥⎣ ⎦ = 260 KW = 0,26MW * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 40 NT 2 2 260 260 P 0,5. 520 0,5 0,5 ⎡ ⎤Δ = + −⎢ ⎥⎣ ⎦ = 260 KW = 0,26MW NH 2 2 260 260 P 0,5. 520 520 0,5 0,5 ⎡ ⎤Δ = + − −⎢ ⎥⎣ ⎦ = 780 KW = 0,78MW Căn cứ bảng phân bố công suất các cuộn dây B1, B2ta có: ΔPNC. Σ 2Ci iS .t = 0,26 . [91,0352 . 6 + 106,1782. 2 +106,2532. 4 + + 14,4132. 2 + 124,3682 . 4 + 124,3862. 2 + 92,1912. 4] = 0,26. 275221,605 = 71557,671 MW ΔPNT. Σ 2Ti iS .t = 0,26 . [-34,0672 . 6 + (-34,067)2. 2 + (-28,574)2. 4 + + (-10,424)2. 2 + (-22,539)2 . 4 + (-22,539)2. 2 + (-34,607)2. 4] = 5547,43 MW ΔPNH. Σ 2Hi iS .t = 0,78 . [56,4282 . 6 + 71,5712. 2 + 77,6792. 4 + 113,9392. 2 + 101,8292 . 4 + 101,8292. 2 + 57,8842. 4] = 0,78. 154928,279 = 120844,052. → [ ]TN 2365A 0,12.8760 . 71557,617 5547,43 120884,052160Δ = + + + = 2081,217 MWh. + Tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu ΣΔATN = 2. 2081,127 MWh = 4162,542 MWh. Như vậy tổng tổn thất điện năng trong một năm trong các máy biến áp là: ΔAΣ = ΣΔAbộ + ΣΔATN = 4188,974 + 4162,542 = 8351,516 MWh B.5. Tính toán dòng điện cưỡng bức trong các mạch: B.5.1. Mạch cao áp 220KV: B.5.1.a. Phía hệ thống * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 41 Nhà máy được nối với hệ thống bằng một đường dây kép, nên dòng cưỡng bức tương ứng với dòng điện làm việc ở chế độ đường dây kép bị sự cố đứt một mạch vào thời điểm công suất phát lên hệ thống là SHTmax: SHTmax = 110,695.103 = 110,695.103 KVA. Dòng cưỡng bức trong mạch: HT max CbhÖ thèng ®m S I 3.U = = 3110,695.10 3.230 = 278,198 A B.5.1.b. Phía các phụ tải cao áp: Các phụ tải cao áp được cấp điện bằng hai đường dây kép nên dòng cưỡng bức tương ứng với dòng điện làm việc ở chế độ một đường dây kép bị sự cố, đường dây kép còn lại cung cấp cho phụ tải với công suất SUCmax: SUCmax = 151,163 MVA = 231,625.103 KVA Dòng cưỡng bức trong mạch: UC maxCBUC ®m S1 I . 2 3.U = = 3151,163.10 3.230 = 580,95 A B.5.1.c. Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu liên lạc: Dòng cưỡng bức được xét khi hỏng một máy biến áp liên lạc giả sử B1, máy B2 còn lại làm việc ở chế độ sự cố với công suất cuộn cao áp (đã tính ở phần B.3.2) là: ΣSCSC = Sthừa + SF2 =69,218 + 63,714 = 132,932 MVA CSC CbøcCTN ®m S I 3.U Σ= = 3132,932.10 3.230 = 334,083 A B.5.1.d. Phía bộ máy phát - máy biến áp 2 dây quấn F3 - B3: * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 42 + Dòng cưỡng bức tương ứng với dòng phía cao áp các máy biến áp B3 ở chế độ các máy phát F3 làm việc ở chế độ quá tải. cbøcI =1,05. IđmF = 1,05. dmF dm S 3U =1,05. 375.10 3.230 = 197,914A. So sánh giá trị dòng cưỡng bức ở các phia, ta chọn giá trị dòng điện cưỡng bức ở mạch cao áp 220KV là: Icbức220 = IcbứcCTN = 334,083 A B.5.2. Mạch Trung áp 110KV B.5.2.a. Phía đường dây phụ tỉ 110KV: + Các phụ tải được cấp điện bằng 2 đường dây kép mỗi đường có công suất: 30 cos 0,87 PS ϕ= = =34,482MA và 2 đường dây đơn mỗi đường có công suất: 25 0,87 S = =28,736MVA + Dòng cưỡng bức lớn nhất là dòng làm việc ở chế độ dây kép bị đứt một mạch vào thời điểm phụ tải lớn nhất. 3 cbøc 34,482.10 I 3.110 = =181,198A B.5.2.b. Phía trung áp máy biến áp liên lạc; + Dòng cưỡng bức tương ứng dòng làm việc ở chế độ sự cố một máy, máy còn lại có nhiệm vụ truyền tải công suất từ thanh góp 110KV về hệ thống là lớn nhất. Sthừamax = STmax = 69,218 MVA * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 43 3 th−a max cb ®m S 69,218.10 I 3.U 3.110 = = = 363,73A B.5.2.c. Phía các bộ máy phát - máy biến áp 2 dây quấn B4, B5 + Dòng cưỡng bức trong tương ứng với dòng phía cao áp các máy B4, B5 ở chế độ các máy phát F4, F5 làm việc ở chế độ quá tải. 3 ®mF cbøc ®mF ®m S 75.10 I 1,05.I 1,05 1,05. 3.U 3.110 = = = = 413,820A So sánh các dòng điện cưỡng bức ở các phía đã tính, ta chọn dòng điện cưỡng bức lớn nhất ở mạch 110KV là: Icbức110 = 413,820A B.5.3. Đối với mạch hạ áp 10,5KV: + Dòng cưỡng bức trong mạch tương ứng dòng làm việc khi các máy phát làm việc ở chế độ quá tải. 3 ®mF cbøc110 ®mF ®m S 75.10 I 1,05.I 1,05. 3.U 3.10,5 = = = = 4335,260A * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 44 CHƯƠNG III TÍN TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH CHO CÁC PHƯƠNG ÁN Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và dây dẫn của nhà máy đảm bảo các chỉ tiêu ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Khi chọn sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện cần chọn một chế độ làm việc nặng nề nhất nhưng phải phù hợp với điều kiện làm việc thực thế. Dòng điện tính toán ngắn mạch để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch 3 pha. 3.1. Tính toán ngắn mạch cho phương án I: 3.1.1. Chọn các điểm ngắn mạch: Chọn điểm ngắn mạch N1: Để chọn khí cụ điện phía 220KV có nguồn cung cấp là các máy phát của nhà máy điện và hệ thống. Chọn điểm ngắn mạch N2: Để chọn khí cụ điện cho mạch 110KV có nguồn cung cấp là các máy phát của nhà máy điện và hệ thống thông qua máy biến áp tự ngẫu liên lạc. Chọn điểm ngắn mạch N3 và N3' để chọn khí cụ điện cho mạch hạ áp của máy biến áp liên lạc và máy phát. Với N3 thì coi như F2 nghỉ, nguồn cung cấp là các máy điện khác và hệ thống. Với điểm N3' thì nguồn chỉ kể thành phần do F2 cung cấp. Ta cần so sánh 2 giá trị dòng ngắn mạch IN3 và IN3' chỉ chọn dòng giá trị lớn hơn. Điểm ngắn mạch N4 để chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng, nguồn cung cấp là các máy phát và hệ thống. Thực ra có thể lấy IN4 = IN3 + IN3' * Sơ đồ chọn các điểm ngắn mạch, xem hình 3.1.1. * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 45 ∼ F5 B4 ∼ F1 ∼ F2 B1 B2 ∼ F4 B5 HT SUF 110KV N1 N2 ∼ F3 B3 N3 N3' N4 Hình 3.1.1. Sơ đồ chọn điểm ngắn mạch 3.1.2. Chọn các điểm đại lượng cơ bản: Scb = 60MVA Ucb = Utb = 10,5KV; 115KV; 230KV Ta có: cbcb cb S I 3.U = nên cb220 60I 3.230 = = 0,150KA. * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 46 cb110 60 I 3.115 = = 0,301KA cb10,5 60 I 3.10,5 = = 3,303KA 3.1.2. Tính điện kháng các phần tử trong hệ tương đối cơ bản và thành lập sơ đồ thay thế: 3.1.3.a. Tính điện kháng các phần tử + Điện kháng của hệ thống [X1] *HTX =1,2; SHT = 3500 MVA * cb1 HT HT HT S 60 X X X . 1,2. S 3500 = = = = 0,02 + Đường dây kép từ hệ thống về thanh góp 220KV [X2]. L = 130 Km; X0 = 0,4Ω/Km cb2 D 0 2 1 S 1 60 X X X L. .0,4.130. 2 2 2 230 = = = = 0,048 + Điện kháng của máy biến áp tự ngẫu B2, B3. Các đại lượng đã cho theo cơ sở định mức của máy biến áp SđmB = 160MVA. UNC-T = 11%; UNC-H = 32%; UNT-H = 20% - Điện kháng cuộn cao áp: [X3]; [X4] ( ) cbCb1 CB2 NC T% NC H NT H ®mB 1 S X X . U U % U % . 200 S− − − = = + − ( )1 60. 11 32 20 . 200 160 = + − = 0,028 - Điện kháng cuộn trung áp: [X5]; [X4] * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 47 ( ) cbTB1 TB2 NC T NC H NT H ®mB 1 S X X . U % U % U % . 200 S− − − = = + − ( )1 60. 11 32 20 . 200 160 = − + = 0,0001 ≈ 0 - Điện kháng cuộn trung áp: [X7]; [X8] ( ) cbCB1 CB2 NC T NC H NT H ®mB S1 X X . U % U % U % . 200 S− − − = = − + − ( )1 60. 11 32 20 . 200 160 = − + + = 0,0492 + Điện kháng của máy biến áp hai cuộn dây B3, B4, B5: [X9]; [X10]; [X11] N cbB3 B4 5 ®mB U % S 11,5 60 X X B . . 100 S 100 80 = = = = =0,0504 + Điện kháng của máy phát F1- F5: [X12]; [X13]; [X14];[X15]; [X16] " cbF1 F2 F3 F4 F5 d ®mB S 60 X X X X X X . 0,132. S 75 = = = = = = =0,146 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 48 3.1.3.b. Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch Sơ đồ thay thế điện kháng toàn nhà máy. Hình 3.1.2. Sơ đồ thay điện kháng toàn mạng HT 1X 0,02 2X 0,048 4X 0,028 9X 0,0504 10X 0,0504 11X 0,0504 14X 0,416 15X 0,416 16X 0,416 7X 0,049 8X 0,049 19X 0,149 12X 0,149 6X 0 6X 0 3X 0,028 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 49 3.1.4.Tính toán ngắn mạch theo điểm đã chọn 3.1.4.1.Tính dòng ngắn mạch tại N1 trên thanh góp 220KV: Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch tại N1. Hình 3.1.3. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch tại điểm N1. HT 1X 0,02 2X 0,048 3X 0,028 4X 0,028 9X 0,0504 10X 0,0504 11X 0,0504 14X 0,416 15X 0,416 16X 0,416 7X 0,049 8X 0,049 19X 0,149 12X 0,149 N1 E2 E3 E4 E5E1 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 50 3.1.4.2. Biến đổi sơ đồ và các điện kháng tương đương: Điểm ngắn mạch N1 có tính đối (hình 3.1.3) ta được sơ đồ biến đổi tương đương ở hình 3.1.4. với các điện kháng tương đương. X17 = X1+ X2 = 0,02 + 0,048 = 0,068 18 3 4 0,028 X X // X 2 = = = 0,014 ( ) ( )19 7 12 8 13 0,049 0,146X X X // X X 2 += + + = = 0,0975 Hình 3.1.4 HT 17X 0,068 18X 0,014 19X 0,0975 N1 20X 0,065 HT 17X 0,068 18X 0,014 21X 0,039 E1, E2 E3, E4, E5 E1, 2, 3, 4, 5 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 51 Từ sơ đồ hình 3.1.4 ta nhập các nguồn E1, E2, E3, E4, E5 lại ta được sơ đồ biến đổi tương đương như hình 3.1.5 với điện kháng biến đổi tương đương. 21 19 20 0,0975.0,065 X X // X 0,0975 0,065 = = + = 0,039 Từ sơ đồ hình 3.1.5 biến đổi tiếp tục ta được sơ đồ rút gọn hình 3.1.6 Hình 3.1.6 X17 = 0,068 X22 = X18 + X21 = 0,014 + 0,039 = 0,053 - Đối với nhánh hệ thống + Điện kháng tính toán: HTttHT 17 cb S 4500 X X . 0,068. S 60 = = = 3,96 > 3. Xác định dòng ngắn mạch bằng phương pháp đường cong tính toán các máy phát có tự đồng điều chỉnh kích từ. Tra đường cong tính toán ta được bội số của thành phần chu kỳ của dòng ngắn mạch (vì >3 ta không tra được) + Dòng ngắn mạch phía hệ thống cung cấp. IN1HT(O) = HT ttHT tb S1 1 3500 . . 2,32kA X 3,963.U 3.220 = = 17X 0,068 22 X 0,053 EHT E1, 2, 3, 4, 5 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 52 IN1HT(∞) = HT ttHT tb S1 1 3500 . . 2,32kA X 3,963.U 3.220 = = * Đối với nhánh máy phát: + Điện kháng tính toán: XttMF = X22 . ®mF cb S 5x75 0,053. S 60 Σ = = 0,33 Tra đường cong tính toán: *CKMF(O)I = 2,4. ICKMF(∞) = 2,0. + Dòng ngắn mạch phía nhà máy cung cấp: * ®mFN1MF(O) CKMF(O) cb S 5.75 X X . 2,4. 3.U 3.220 Σ= = = 2,362 kA. * ®mFNMF( ) CKMF( ) S 5.75 X X . 2. 3.220 3.220 ∞ ∞ Σ= = = 1,97 kA. IΣN1(O) = IN1HT(O) + IN1MF(O) = 2,32 + 2,362 = 4,682 kA IΣN1(∞) = IN1HT(∞) + IN1MF(∞) = 2,32 + 1,97 = 4,29 kA Dòng ngắn mạch xung kích. iXKN1 = 2 . KXK. IΣN1(O) = 2 . 1,8 . 4,682 = 14, 579 kA. * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 53 3.1.4.2. Tính dòng ngắn mạch tại N2 trên thanh góp 110kV. Sơ đồ thay thế điện kháng tính ngắn mạch tại N2. Hình 3.17. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch tại điểm N2 3.1.4.2.a. Biến đổi sơ đồ và các điện kháng tương đương. Theo kết quả tính toán và biến đổi sơ đồ ứng với điểm ngắn mạch N1 ta có sơ đồ rút gọn với điểm N2 như hình 3.1.8 và hình 3.1.9. X23 = X17 + X18 = 0,068 + 0,014 = 0,082 X24 = X19 // X20 = 0,0975.0,065 0,0975 0,065+ = 0,039 HT 1X 0,02 2X 0,048 3X 0,028 4X 0,028 9X 0,0504 10X 0,0504 11X 0,0504 14X 0,416 15X 0,416 16X 0,416 7X 0,049 8X 0,049 13X 0,146 12X 0,146 N1 N2 E1 E2 E3 E4 E5 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 54 3.1.4.2.b. Tính toán dòng ngắn mạch và dòng xung kích tại t = 0; t = ∞. * Đối với nhánh hệ thống: + Điện kháng tính toán. XttHT = X23 . HT cb S 3500 0,082. 4,78 S 60 = = . Vì XttHT > 3 nên ta tính dòng ngắn mạch theo phương pháp trực tiếp đơn giản: IN2HT(O) = IN2HT(∞) = cb110 23 1 1 .I .0,301 3,67kA X 0,082 = = HT 17X 0,068 18X 0,014 19X 0,0975 N2 20X 0,065 HT 23X 0, 082 24X 0,039 Hình 3.1.8 Hình 3.1.9 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 55 * Đối với nhánh máy phát: + Điện kháng tính toán. XttMF = X24 . ®mF cb S 5x75 0,039. S 60 Σ = = 0,243 Tra đường cong tính toán ta có: *CKMF(O)I = 3,5 . ICKMF(∞) = 2,3. * ®mFN1MF(O) CKMF(O) cb S 5.75 X X . 3,5. 3.U 3.115 Σ= = 6,597 kA. * ®mFNMF( ) CKMF( ) S 5.75 X X . 2,3. 3.220 3.115 ∞ ∞ Σ= = = 4,34 kA. * Dòng ngắn mạch tổng tại N2: IΣN2(O) = IN2HT(O) + IN2MF(O) = 3,67 + 6,579 = 10,267 kA IΣN2(∞) = IN2HT(∞) + IN2MF(∞) = 3,67 + 3,43 = 8,01 kA * Dòng ngắn mạch xung kích. iXKN2 = 2 . KXK. IΣN2(O) = 2 . 1,8 . 10,267 = 25,872 kA. * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 56 3.1.4.3. Tính dòng ngắn mạch tại N. Sơ đồ thay thế điện kháng. Tính ngắn mạch tại N3. Hình 3.1.10. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch tại điểm N3 HT 1X 0,02 2X 0,048 3X 0,028 4X 0,028 9X 0,05 10X 0,05 11X 0,05 14X 0,416 15X 0,416 16X 0,416 7X 0,049 8X 0,049 12X 0,146 N3 E1 E3 E4 E5 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 57 3.1.4.3.a. Biến đổi sơ đồ và các điện kháng tương đương. Khi ngắn mạch tại N3, ta không xét đến F2 tham gia cấp công suất ngắn mạch. Từ 3.1.10 ta biến đổi sơ đồ thành hình 3.1.11 và hình 3.1.12. Các giá trị điện kháng tương đương ở các sơ đồ hình 3.1.11 và hình 3.1.12: X25 = X7 + X12 = 0,049 + 0,014 = 0,195 X26 = X25 // X20 = 0,195.0,065 0,195 0,065+ = 0,048 Ta tiếp tục biến đổi sao - Tam giác thiếu sơ đồ hình 3.1.12 thành hình 3.1.13: Hình 3.1.1.3 HT 17X 0,068 18X 0,014 8X 0,049 20X 0,065 HT 23X 0, 082 8X 0,049 Hình 3.1.11 Hình 3.1.12 25X 0,195 N3 26X 0,048 N1,3,4,5 27X 28 X EHT N3 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 58 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 59 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 60 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 61 + Điện kháng tính toán. XttHT = X"d = 0,132 < 3. Tính dòng ngắn mạch theo phương pháp họ đường cong tính toán: + Tra đường cong tính toán ta có: *CKMF2(O)I 5,4= và *CKMF2( )I ∞ = 2,6. + Dòng ngắn mạch do F2 cung cấp: IN3'MF2(O) = I*CKMF2(O) = ®mF2 cb S 75 5,4. 22,29kA 3.U 3x10,5 = = IN3'MF2(∞) = I*CKMF2(∞) = ®mF2 cb S 75 2,6. 10,734kA 3.U 3x10,5 = = Dòng ngắt mạch xung kích: iXKN3' = 2 . KXK. IN3'MF2(O) = 2 . 1,9 . 22,296 = 59,307 kA. 3.1.4.5. Tính dòng ngắn mạch tại N4: IΣN4(O) = IΣN3(O) + IΣN3'(O) = 33,789 + 22,29 = 56,079 kA IΣN4(∞) = IΣN3(∞) + IΣN3'(∞) = 35,396 + 10,734 = 46,67 kA * Dòng điện xung kích. iXKN4 = 2 . KXK. IΣN4(O) = 2 . 1,8 . 56,085 = 141,334 kA. 3.1.5. Bảng kết quả tính toán ngắn mạch cho phương án I: Điểm ngắn mạch Điện áp (kV) Dòng điện kA IΣN(O) IΣN(∞) iXK N1 230 4,682 4,29 14,579 N2 115 10,267 8,01 25,872 N3 10,5 33,789 35,936 85,148 N3' 10,5 22,29 10,734 59,037 N4 10,5 56,079 46,67 141,334 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 62 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 63 3.2.3. Tính điện kháng các phần tử trong hệ tương đối cơ bản và thành lập sơ đồ thay thế. 3.1.3.a. Tính điện kháng các phần tử: + Điện kháng của hệ thống: [X1]: *HT HTX 1,2; S 3500MVA= = * cbHT HT HT S 60 X X . 1,2. 0,02 S 3500 = = = + Đường dây kép từ hệ thống về thanh góp 220kV: [X2]: L = 130Km; X0 = 0,4 ohm/Km. XD = cb0 2 2 cb S1 1 60 .X .L. .0,4.130. 0,048 2 2U 230 = = + Điện kháng của máy biến áp tự ngẫu B2; B3: - Điện kháng cuộn cao áp: [X3]; [X4]: XCB1 = XCB2 = 1 60 .(11 32 20). 0,028 200 160 + − = . - Điện kháng cuộn trung áp [X5]; [X6]: XTB1 = XTB2 = 1 60 .(11 32 20). 0,0001 0 200 160 − + = ≈ . - Điện kháng cuộn hạ áp [X7]; [X8]. XCB1 = XCB2 = 1 60 .( 11 32 20). 0,0492 200 160 − + + = . - Điện kháng của máy biến áp hai cuộn dây B3: [X9]: XB3 = N cb ®mB U % S 11,5 60 . . 0,0528 100 S 100 80 = = - Điện kháng của máy biến áp hai cuộn dây B4, B5: [X10]; [X11]: * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 64 XB4 = XB5 = N cb ®mB U % S 10,5 60 . . 0,0504 100 S 100 80 = = * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 65 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 66 3.2.4. Tính toán ngắn mạch theo điểm đã chọn; 3.2.4.1. Tính dòng ngắn mạch tại N1 trên thanh góp 220kV: Sơ đồ thay thế điện kháng tính ngắn mạch tại N1. Hình 3.2.3. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch tại điểm N1 HT 1X 0,02 2X 0,048 3X 0,028 4X 0,028 9X 0,05 10X 0,05 11X 0,05 14X 0,416 15X 0,416 16X 0,416 7X 0,049 8X 0,049 19X 0,149 12X 0,149 N1 E3 E1 E2 E4 E5 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 67 3.2.4.1.a. Biến đổi sơ đồ và các điện kháng tương đương: X17 = X1 + X2 = 0,02 + 0,048 = 0,068 X18 = X3 // X4 = 0,028 2 = 0,014 X19 = (X7 + X12)// (X8 + X13) = 0,049 0,146 0,0975 2 + = X20 = (X10 + X15)// (X11 + X16) = 0,05 0,146 0,098 2 + = X21 = X9 + X14 = 0,05 + 0,146 = 0,196. X22 = (X19 // X21) + X18 = 0,097.0,196 0,014 0,079 0,097 0,196 ⎛ ⎞ + =⎜ ⎟+⎝ ⎠ . HT 17X 0,068 18X 0,014 19X 0,097 N1 20X 0,098 HT 21X 0,039 E1 E4 21X 0,196 E2 22X 0,079 E5 E3 Hình 3.2.5 Hình 3.2.4 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 68 Từ sơ đồ 3.2.5 ta nhập các nguồn E1, E2, E4, E5 lại ta được sơ đồ biến đổi rút gọn tương đương như hình 3.2.6. với điện kháng biến đổi tương đương: X23 = X21 // X22 = 0,196.0,097 0,196 0,097+ = 0,062. Hình 3.2.6. 3.2.4.1.b. Tính toán dòng ngắn mạch và dòng xung kích tại t = 0; t = ∞; * Đối với hệ thống: + Điện kháng tính toán: XttHT = X17 . HT cb S 3500 0,068. 3,96 S 60 = = . Xác định dòng ngắn mạch bằng phương pháp đường cong tính toán các máy phát sử dụng TDK. Tra đường cong tính toán ta được bội số của thành phần chu kỳ của dòng ngắn mạch (không tra được). + Dòng ngắn mạch phía hệ thống cung cấp: IN1HT(O) = CKHT(O) 1 1 3500 3500 . 3,96 1575,68X 3.230 = = = 2,22 kA. 17X 0,065 23 X 0,062 EHT N1 E1,2,3,4,5 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 69 IN1HT(∞) = HT ttHT tb S1 1 3500 . X 3,963.U 3.230 = = = 2,22 kA. * Đối với nhánh máy phát: + Điện kháng tính toán: XttmF = X23 . ®mF cb S 5.75 0,062. S 60 Σ = = 0,387. Tra đường cong tính toán ta có: *CKMF(O)I 2,8= và *CKMF( )I ∞ = 2,12 + Dòng ngắn mạch phía nhà máy cung cấp: IN1MF(O) = I*CKMF2(O) = ®mF2 cb S 5x75 2,8. 2,639kA 3.U 3.230 = = IN1MF(∞) = ®mF2 cb S 5.75 2,12. 2,126kA 3.U 3.230 = = Dòng ngắn mạch tổng tại N1: IΣN1(O) = IN1HT(O) + IN1MF(O) = 2,903 + 2,639 = 5,542 kA IΣN1(∞) = IN1HT(∞) + IN1MF'(∞) = 2,22 + 2,126 = 5,206 kA * Dòng điện ngắn xung kích. iXKN1= 2 . KXK. IΣN1(O) = 2 . 1,8 . 5,542 = 7,257 kA. * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 70 * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 71 X24 = X19// X20 = 0,097.0,098 0,097 0,098+ = 0,049. Từ sơ đồ hình 3.2.9 ta tiến hành biến đổi sao (X17, X18, X21). - Tam giác thiếu (X25, X26) như sơ đồ hình 3.2.10. với các điện kháng. X25 = X17 + X18 = 17 18 21 X X 0,068 0,014 0,068 0,014 0,086 X 0,196 + += + + = X26 = X21 + X18 = 21 18 17 X X 0,196 0,014 0,196 0,014 0,054 X 0,068 + += + + = HT 17X 0,068 18X 0,014 19X 0,097 N2 20X 0,098 HT 21X 0,196 E1,E2 E3 21X 0,196 E3 24X 0,049 E1,2,4,5 E2,E5 Hình 3.2.9 Hình 3.2.8 17X 0,068 18X 0,014 N2 25X 0,086 XEHT * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 72 Hình 3.2.10 3.2.4.2.b. Tính toán dòng ngắn mạch và dòng xung kích tại t = 0; t = ∞ * Đối với nhánh hệ thống: + Điện kháng tính toán: XttHT = X25 . HT cb S 3500 0,084. S 60 = = 4,9. Vì XttHT > 3 nên ta tính dòng ngắn mạch theo phương pháp trực tiếp đơn giản. IN2HT(O) = IN2HT(∞) = cb110 25 1 1 .I X 0,084 = . 0,301 = 3,583 kA * Đối với máy phát F2: + Điện kháng tính toán: XttMF3 = X26 . ®MF3 cb S 75 0,251. S 60 = = 0,314 Tra đường cong tính toán ta có: *CKMF3(O)I 2,51= và *CKMF3( )I ∞ = 2,02 + Dòng ngắn mạch do F3 cung cấp: IN2MF3(O) = 3 ®MF* CKMF3(O) cb S 75 I 2,51.. 3.U 3.115 = = 0,946 kA. * ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "Nhà máy điện và Trạm BA" - Chương V Nguyễn Văn Phòng - Trường Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38 73 IN2MF3(∞) = 3 ®MF* CKMF3( ) cb S 75 I 2,02. 3.U 3.115 ∞ = = 0,761 kA. * Đối với nhánh máy phát còn lại: + Điện kháng tính toán: XttmF = X24 . ®mF cb S 4.75 0,049. S 60 Σ = = 0,245 Tra đường cong tính toán ta có: *CKMF(O)I 3,5= và *CKMF( )I ∞ = 2,3 + Dòng ngắn mạch phía nhà máy cung cấp: IN2MF(O) = I