Tính toán phụ tải và cân bằng công suất

y biến ỏp liờn lạc là : 7400.106VNĐ 2.2.2.Phương ỏn II Trong phương ỏn II, mỏy biến ỏp B4 chọn giống mỏy biến ỏp B3 và B4 trong phương ỏn I, mỏy biến ỏp liờn lạc B2 và B3 cũng chọn giống như phương ỏn trờn, Chỉ cú mỏy biến ỏp B1 cú cấp điện ỏp cao là 220kV chọn cú cụng suất giống như cỏc mỏy biến ỏp bộ phớa 110kV, tra phụ lục ta chọn mỏy biến ỏp TдЦ 80 – 242/10,5 cú thụng số trong bảng sau: Bảng 2.3 Sdm (MVA) UCdm (kV) UHdm (kV) DP0 (kW) DPN (kW) UN% I0% Giỏ 106VNĐ 80 242 10,5 80 320 11 0,6 3600 2.3. Phõn bố cụng suất cho cỏc mỏy biến ỏp 2.3.1.Phương ỏn I a.Đối với mỏy biến ỏp hai dõy quấn SBmax = SFdm – STDmax = 68,75 – 20,24 = 63,69MVA < SdmB = 80MVA Mỏy biến ỏp hai cuộn dõy do làm việc với tải bằng phẳng nờn khụng cú khả năng bị quỏ tải. b. Đối với mỏy biến ỏp tự ngẫu Cụng suất qua cỏc cuộn dõy : phớa cao, phớa trung, phớa hạ được tớnh như sau Phớa cao SC = SHT Phớa trung ST = ( SUT -SSBT) Phớa hạ SH = SC + ST Trong đú SSBT là tổng cụng suất truyền qua cỏc mỏy biến ỏp phớa trung SSBT = 2SdmF - STDmax Từ cỏc cụng thức trờn và cỏc bảng số liệu của cỏc cấp phụ tải ta cú bảng số liệu phõn bố cụng suất của cỏc cuộn dõy mỏy biến ỏp tự ngẫu :Bảng 2.4 0 – 7 7 – 8 8 – 14 14 – 20 20 – 24 SC(MVA) 57,51 60,135 57,785 63,29 40,63 ST(MVA) -27,06 -16,595 -16,595 -11,365 -24,445 SH(MVA) 30,45 43,54 41,19 51,925 16,185 Dấu “- “ thể hiện cụng suất đi từ phớa trung lờn phớa cao 2.3.2.Phương ỏn II Cỏc mỏy biến ỏp hai dõy quấn cú cụng suất truyền qua khụng đổi giống như ở phương ỏn 1. Ta chỉ xột phõn bố cụng suất của cỏc cuộn dõy mỏy biến ỏp tự ngẫu. Với sơ đồ của phương ỏn này, cụng suất phõn bố ở cỏc cuộn dõy của mỏy biến ỏp tự ngẫu được tớnh như sau : Phớa cao SC = (SHT – SB1) Trong đú SB1 = SFdm - STDmax Phớa trung ST = ( SUT – SB4 ) SB4 = SFdm - STDmax Phớa hạ SH = SC + ST Từ cỏc cụng thức trờn và cỏc bảng số liệu của cỏc cấp phụ tải ta cú bảng số liệu phõn bố cụng suất của cỏc cuộn dõy mỏy biến ỏp tự ngẫu : Bảng 2.5 0 – 7 7 – 8 8 – 14 14 – 20 20 – 24 SC(MVA) 25,665 28,29 25,94 31,445 8,785 ST(MVA) 4,785 15,25 15,25 20,48 7,4 SH(MVA) 30,45 43,54 41,19 51,925 16,185 2.4.Kiểm tra khả năng quỏ tải sự cố Trong đồ ỏn mụn học này ta chỉ xột khi phụ tải điện ỏp trung cực đại 2.4.1.Phương ỏn I + Sự cố hỏng một mỏy biến ỏp hai dõy quấn phớa trung ỏp (B4) Trong cỏc trường hợp sự cố cỏc mỏy biến ỏp cũn lại được phộp quỏ tải 40%, Trong sơ đồ này, cỏc mỏy biến ỏp tự ngẫu phải thoả món điều kiện : 2.ksc.a.SdmTN + SB3 SUTmax (1) ksc là hệ số quỏ tải sự cố ksc = 1,4 SB3 = Sbộ = SFdm - STDmax = 68,75 - .20,24 = 63,69(MVA) 2ksc.a.SdmTN + SB3 = 2.1,4.0,5.125 + 63,69= 238,69(MVA) SUTmax = 104,65 Như vậy điều kiện (1) được thoả món. +Phõn bố cụng suất cỏc cuộn dõy mỏy biến ỏp tự ngẫu : SCT = (SUTmax – SB3) = (104,65– 63,69) = 20,48(MVA) SCH = SdmF - SUF - STDmax = 68,75 - .23,53 - 20,24 =36,745 (MVA) SCC = SCH – SCT = 36,745 – 20,48 = 16,275(MVA) +Cụng suất thiếu về hệ thống : Sthiếu = SHT – 2SCC = 126,58 – 2.16,275 = 94,04(MVA) Cụng suất dự phũng của hệ thống Sdp = 100MVA Như vậy Sthiếu < Sdp. Vậy cỏc mỏy biến ỏp thoả món điều kiện quỏ tải khi cú sự cố hỏng mỏy biến ỏp bộ phớa trung + Sự cố hỏng một mỏy biến ỏp tự ngẫu liờn lạc (B1) Trong trường hợp này mỏy biến ỏp tự ngẫu phải thoả món điều kiện : ksc.a.SdmTN + SB3 + SB4 SUTmax (2) Trong đú SB3 = SB4 = Sbộ = 63,69 (MVA) ksc.a.SdmTN + SB3 + SB4 = 1,4.0,5.125 + 2.63,69 = 214,88 (MVA) Như vậy điều kiện (2) được thoả món. Phõn bố cụng suõt cỏc phớa mỏy biến ỏp tự ngẫu B2 SCT = SUTmax – 2.Sbộ = 104,65 – 2.63,69 = - 22,73 (MVA) Như vậy cụng suất phớa trung vẫn truyền lờn phớa cao. SCH= SdmF – SUF - STDmax = 68,75 – 23,53 - .20,24 = 40,16 (MVA) SCC= SCH - SCT = 40,16 – (- 22,73) = 62,89 (MVA) Cụng suất thiếu về hệ thống Sthiếu = SHT – SCC = 126,58 - 62,89= 63,69 (MVA) Như vậy Sthiếu < Sdp. Vậy cỏc mỏy biến ỏp thoả món sự cố khi hỏng một mỏy biến ỏp tự ngẫu liờn lạc. 2.4.2.Phương ỏn II + Sự cố hỏng mỏy biến ỏp hai dõy quấn phớa trung (B4) Mỏy biến ỏp tự ngẫu phải thoả món cỏc điều kiện : 2ksc.a.SdmTN SUTmax (3) 2ksc.a.SdmTN = 2.1,4.0,5.125 = 175 (MVA) Như vậy điều kiện (3) được thoả món. Phõn bố cụng suất trong cỏc cuộn dõy mỏy biến ỏp tự ngẫu. Cũng như trờn ta cú SB1 = Sbộ = 63,69(MVA) SCT = SUTmax = .104,65 = 52,325(MVA) SCH = SdmF - SUF - STDmax = 68,75 - 23,53 - 20,24 = 40,16(MVA) SCC = SCH – SCT = 40,16– 52,325= -12,165(MVA) +Cụng suất thiếu về hệ thống : Sthiếu = SHT – (Sbộ + 2SCC) = 126,58 – (63,69 + 2.(-12,165)) = 87,22(MVA) Như vậy Sthiếu < Sdp. Vậy cỏc mỏy biến ỏp thoả món điều kiện sự cố hỏng mỏy biến ỏp hai cuộn dõy phớa điện ỏp trung. + Sự cố hỏng một mỏy biến ỏp tự ngẫu liờn lạc (B3) Mỏy biến ỏp tự ngẫu cũn lại phải thoả món điều kiện : ksc.a.SdmTN + Sbộ SUTmax (4) ksc.a.SdmTN + Sbộ = 1,4.0,5.125 + 63,69 = 238,69(MVA) Như vậy điều kiện (4)được thoả món Phõn bố cụng suất cỏc phớa của mỏy biến ỏp tự ngẫu B2 SCT = SUTmax - Sbộ = 104,65 – 63,69 = 40,96(MVA) SCH = SdmF – SUF - STDmax = 68,75 – 23,53 - .20,24 = 35,1(MVA) SCC = SCH – SCT =- 40,96+35,1= -5,86(MVA) +Cụng suất thiếu về hệ thống : Sthiếu = SHT – (Sbộ + SCC) = 126,58 – (63,69 + (-5,86)) = 68,75(MVA) Như vậy Sthiếu < Sdp. Vậy cỏc mỏy biến ỏp lựa chọn thoả món cỏc điều kiện khi quỏ tải trong trường hợp hỏng một mỏy biến ỏp tự ngẫu liờn lạc. Túm lại tất cả cỏc mỏy biến ỏp đó lựa chọn đều thoả món cỏc điều kiện kỹ thuật 2.5.Tớnh tổn thất điện năng trong cỏc mỏy biến ỏp. 2.5.1.Phương ỏn I + Tổn thất điện năng trong cỏc mỏy biến ỏp hai dõy quấn phớa trung Trong đú n là số mỏy biến ỏp hai cuộn dõy phớa trung( n=2) DP0 là tổn thất cụng suất khi khụng tải DPN là tổn thất cụng suất khi ngắn mạch T là thời gian tổn thất điện năng, T = 8760h (1năm) SB cụng suất truyền tải qua n mỏy biến ỏp SB = 2.63,69 = 137,28(MVA) SdmB cụng suất định mức mỏy biến ỏp DA2dq = 2.70.8760 + .310..8760 = 5224654kWh + Tổn thất điện năng trong cỏc mỏy biến ỏp tự ngẫu : n là số mỏy biến ỏp tự ngẫu vận hành song song. SiC, SiT, SiH tương ứng là cỏc cụng suất truyền qua cỏc cuộn dõy cao, trung, hạ của n mỏy biến ỏp tự ngẫu. ti là khoảng thời gian mỏy biến ỏp truyền tải tương ứng cỏc cụng suất SiC, SiT, SiH trong ngày. DP0 là tổn thất cụng suất lỳc khụng tải. DPNC, DPNT, DPNH là tổn thất cụng suất của cỏc cuộn dõy cao, trung, hạ lỳc ngắn mạch. Trong đú số liệu về mỏy biến ỏp cú PNCT = 290kW DPNCH = DPNTH =0,5DPNCT = 0,5.290 = 145kW Ta cú bảng quan hệ giữa ti, SiC, SiT, SiH và Ai Trong đú Ai = Bảng 2.6 ti(h) 7 1 6 6 4 SiC(MVA) 57,51 60,135 57,785 63,29 40,63 SiT(MVA) -27,06 -16,595 -16,595 -11,365 -24,445 SiH(MVA) 30,45 43,54 41,19 51,925 16,185 Ai(kWh) 80867,3 16222,67 88450,11 124209,3 20555 SAi = 330304(kWh) DATN = 2.75.8760 + 330304 = 1644304(kWh) DAS = DA2dq + DATN = 5224654 + 1644304 = 6868958(kWh) 2.5.2.Phương ỏn II Tổn thất trong mỏy biến ỏp hai dõy quấn phớa 110kV Trong đú SB là cụng suất truyền qua mỏy biến ỏp đú DA2dq110 = 70.8760 + 310..8760 = 1721259 (kWh) Tổn thất trong mỏy biến ỏp hai dõy quấn phớa 220kV DA2dq220 = 80.8760 + 320..8760 = 2477510 (kWh) Tổn thất trong mỏy biến ỏp tự ngẫu cú cụng thức hoàn toàn giống như trong phương ỏn I, đồng thời do chọn cựng loại mỏy biến ỏp nờn cú cựng DPNC, DPNT, DPNH, DP0, Chỉ khỏc phõn bố cụng suất trong cỏc cuộn dõy là khỏc nhau. Tương tự như phương ỏn I ta cũng cú bảng quan hệ giữa ti, SiC, SiT, SiH và Ai Bảng 2.7 ti(h) 7 1 6 6 4 SiC(MVA) 25,665 28,29 25,94 31,445 8,785 SiT(MVA) 4,785 15,25 15,25 20,48 7,4 SiH(MVA) 30,45 43,54 41,19 51,925 16,185 Ai(kWh) 1443,963 294,9574 1674,225 2110,564 438,5747 SAi = 5962.285(kWh) DATN = 2x75x8760 + 5962.285 = 1319962(kWh) DAS = DA2dq110 + DA2dq220 + DATN = 1721259 + 2477510 + 1319962 = 5518731(kWh) 2.6. Tớnh dũng điện cưỡng bức của cỏc mạch. 2.6.1. Phương ỏn I (Hỡnh 2.1) a.Cấp điện ỏp về hệ thống 220kV + Mạch đường dõy nối với hệ thống : Phụ tải cực đại SHTmax = 126,58MVA. Dũng điện sự cố trờn mạch đường dõy nối về hệ thống được tớnh trong trường hợp đứt một lộ đường dõy, khi đú : + Mạch mỏy biến ỏp tự ngẫu Khi làm việc bỡnh thường dũng điện cưỡng bức của mạch này là : Khi sự cố một mỏy biến ỏp tự ngẫu thỡ dũng điện cưỡng bức của mạch là : Khi sự cố một mỏy biến ỏp bộ phớa trung, dũng điện cưỡng bức của mạch là : Dũng điện cưỡng bức lớn nhất ứng với cấp điện ỏp 220kV của phương ỏn I là Icb220 = 0,332kA b.Cấp điện ỏp trung 110kV + Mạch đường dõy : Phụ tải cấp điện ỏp trung được cấp điện bởi 2 đường dõy kộp, mỗi đường dõy cú cụng suất là 45MW, cosj = 0,86. Dũng điện cưỡng bức được tớnh khi cú sự cố đứt một lộ đường dõy của đường dõy kộp nào đú. Dũng làm việc cưỡng bức là : + Mạch mỏy biến ỏp ba pha hai cuộn dõy : + Mạch mỏy biến ỏp tự ngẫu : Khi làm việc bỡnh thường, dũng cưỡng bức của mạch này là : Khi sự cố bộ bờn trung thỡ dũng cưỡng bức của mạch là : Khi sự cố một mỏy biến ỏp tự ngẫu thỡ dũng cưỡng bức của mạch là : Vậy dũng cưỡng bức lớn nhất của mạch cấp điện ỏp trung là Icb = 0,379(kA) c.Cấp điện ỏp mỏy phỏt 10kV. Dũng điện cưỡng bức của mạch này chớnh là dũng điện làm việc cưỡng bức của mỏy phỏt điện ta cú : 2.6.2. Phương ỏn II (Hỡnh 1.2) a.Cấp điện ỏp 220kV + Mạch đường dõy : giống như trong phương ỏn I ta cú Icb = 0,332kA. + Mạch mỏy biến ỏp tự ngẫu : Khi làm việc bỡnh thường dũng điờn cưỡng bức của mạch là : Khi sự cố bộ bờn trung thỡ dũng điện cưỡng bức của mạch là : Khi sự cố một mỏy biến ỏp tự ngẫu thỡ dũng điện cưỡng bức là : + Mạch mỏy biến ỏp ba pha hai cuộn dõy : Vậy dũng điện cưỡng bức lớn nhõt ở cấp điện ỏp 220kV trong phương ỏn này là Icb220 = 0,332kA b.Cấp điện ỏp 110kV. + Mạch đường dõy giống như phương ỏn I ta cú Icb = 0,275(kA) + Mạch mỏy biến ỏp ba pha hai cuộn dõy cũng như trờn Icb = 0,379kA + Mạch mỏy biến ỏp tự ngẫu : Khi làm việc bỡnh thường dũng điờn cưỡng bức của mạch là : Khi sự cố bộ bờn trung thỡ dũng điện cưỡng bức là : Khi sự cố một mỏy biến ỏp tự ngẫu thỡ dũng điện cưỡng bức là : Vậy dũng điện cưỡng bức lớn nhất của cấp điện ỏp trung trong phương ỏn II là Icb110 = 0,379kA c.Cấp điện ỏp mỏy phỏt. Cũng giống như phương ỏn I dũng cưỡng bức cấp điện ỏp mỏy phỏt là IcbF=3,969(kA) Bảng kết quả tớnh dũng điện cưỡng bức của cỏc mạch : Bảng 2.8 220kV 110kV 10kV Phương ỏn I 0,332 0,379 3,969 Phương ỏn II 0,332 0,379 3,969 CHƯƠNG III TÍNH TOÁN DềNG ĐIỆN NGẮN MẠCH Tớnh toỏn dũng điện ngắn mạch để chọn khớ cụ điện và cỏc thiết bị điện theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt khi cú dũng điện ngắn mạch chạy qua. Ở đõy ta chỉ tớnh dũng điện cú trị số lớn nhất, đú là dũng ngắn mạch 3 pha. Để đơn giản cho tớnh toỏn ta tớnh ngắn mạch theo đơn vị tương đối cơ bản. Chọn cụng suất cơ bản Scb = 100MVA Chọn điện ỏp cơ bản là điện ỏp trung bỡnh cỏc cấp (10,5kV ; 115kV ; 230kV tương ứng với cỏc cấp điờn ỏp). Theo đề bài ta cú SdmHT = 1800MVA ; x*d = 1,9 3.1. Chọn điểm ngắn mạch. Trong cỏc phương ỏn ta tớnh ngắn mạch tại cỏc điểm N1, N2, N3, N4, N5 Phương ỏn I : hỡnh 3.1 Phương ỏn II : Hỡnh 3.2 3.2. Tớnh toỏn ngắn mạch. 3.2.1.Phương ỏn I + Điểm ngắn mạch N1 cú Ucb = 230kV Sơ đồ thay thế : X1 = XHT = X*HT. = X2 = Xd = X0.L. = X3 = X4 = XC = = X5 = X6 = XT = = X7 = X8 = XH = = X9 = X10 = X11 = X12 = X13 = X14 = XF = Xd”. Vỡ sơ đồ đối xứng qua điểm ngắn mạch nờn sử dụng phương phỏp gập hỡnh để biến đổi sơ đồ thay thế trờn về sơ đồ sau: X16 = X1 + X2 = 1.105 + 0.0567 = 1.2537 X17 =X7 + X11 = 0.1789+0.156= 0.3369 X18 =X9 + X13 =0.1789+0.1313=0.3102 Tiếp tục biến đổi sơ đồ ta cú sơ đồ đơn giản sau : X19=X16=1.2537 X20 = X18//X17 + X3 = Đưa về đơn vị tương đối định mức : >3 Khi đú với hệ thống ta cú Tra đường cong tớnh toỏn ta cú : Đưa về đơn vị cú tờn ta cú : Như vậy, trị số dũng điện ngắn mạch tại điểm N1 là : +Dũng ngắn mạch siờu quỏ độ : +Dũng ngắn mạch duy trỡ : +Dũng điện xung kớch : Trong đú kxk = 1,8 là hệ số xung kớch. +Điểm ngắn mạch N2 cú Ucb = 115kV Tương tự như điểm ngắn mạch N1 ta cú sơ đồ thay thế tớnh ngắn mạch với cỏc điện khỏng ở đơn vị tương đối cơ bản. Tương tự, bằng phương phỏp gập hỡnh ta cú sơ đồ rỳt gọn như sau với cỏc điện khỏng giống như trờn: Sơ đồ thay thế đơn giản nhất : X19 = X16 = 1,2537 X20 = X17//X18 = Đưa về đơn vị tương đối định mức : Từ trờn ta cú Tra đường cong tớnh toỏn ta cú : Đưa về đơn vị cú tờn ta cú : Như vậy, trị số dũng điện ngắn mạch tại điểm N2 là : +Dũng ngắn mạch siờu quỏ độ : +Dũng ngắn mạch duy trỡ : +Dũng điện xung kớch : Trong đú kxk = 1,8 là hệ số xung kớch. + Đểm ngắn mạch N4 chỉ được cấp nguồn bởi F1 cú Ucb = 10,5kV. Sơ đồ thay thế Đưa điện khỏng XF về dạng tương đối định mức : Tra đường cong tớnh toỏn ta cú : Đưa về đơn vị cú tờn ta cú : Dũng điện xung kớch + Điểm ngắn mạch N3, mỏy phỏt F1 khụng tham gia cú Ucb = 10,5kV Với cỏc điện khỏng khụng thay đổi như trờn ta cú sơ đồ thay thế Biến đổi tương đương sơ đồ ta cú : Biến đổi sao X7, X18, X19 thành tam giỏc thiếu X20, X21 : Đưa về đơn vị tương đối định mức : Vỡ phớa hệ thống cú XttHT > 3 nờn ỏp dụng cụng thức tớnh : Đối với phớa nhà mỏy, tra đường cong tớnh toỏn ta cú : Đưa về đơn vị cú tờn ta cú : Như vậy, trị số dũng điện ngắn mạch tại điểm N3 là : +Dũng ngắn mạch siờu quỏ độ : +Dũng ngắn mạch duy trỡ : +Dũng điện xung kớch : Trong đú kxk = 1,8 là hệ số xung kớch. +Mạch tự dựng : Dũng điện xung kớch mạch tự dựng : Bảng kết quả tớnh toỏn ngắn mạch phương ỏn 1 : Bảng 3.1 N1 N2 N3 N4 N5 I”(kA) 4.3529 6.6521 19.8968 28.35 48.2468 (kA) 11.0806 6.3069 17.6288 17.01 34.6388 Ixk(kA) 5,791 06.9334 50.6489 72.17 122.8163 3.2.2.Phương ỏn II + Điểm ngắn mạch N1 cú Ucb = 230kV Sơ đồ thay thế và kết quả tớnh toỏn cỏc điện khỏng ở đơn vị tương đối cơ bản: Tham khảo cỏc thụng số tớnh toỏn ở trong phương ỏn I (trong phương ỏn II cỏc giỏ trị của khỏng vẫn khụng thay đổi ) Biến đổi sơ đồ ta cú sơ đồ thay thế đơn giản sau : Cuối cựng ta cú sơ đồ đơn giản sau Đưa về đơn vị tương đối định mức : Tra đường cong tớnh toỏn ta cú : (vỡ khỏng tớnh toỏn hệ thống lớn hơn 3) Đưa về đơn vị cú tờn ta cú : Như vậy, trị số dũng điện ngắn mạch tại điểm N1 là : +Dũng ngắn mạch siờu quỏ độ : +Dũng ngắn mạch duy trỡ : +Dũng điện xung kớch : Trong đú kxk = 1,8 là hệ số xung kớch. + Điểm ngắn mạch N2 cú Ucb = 115kV. Sơ đồ thay thế và cỏc điện khỏng giống với sơ đồ khi tớnh ngắn mạch tại điểm N1 chỉ khỏc là điểm ngắn mạch thay đổi : Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản : Cỏc điện khỏng thay thế ở sơ đồ trờn tớnh tương tự như trong trường hợp tớnh ngắn mạch ở điểm N1 Biến đổi sao X15, X16, X19 thành tam giỏc thiếu X20, X21 và ghộp song song X17 và X18 thành X22 ta cú : Đưa về đơn vị tương đối định mức : Tra đường cong tớnh toỏn ta cú : Đưa về đơn vị cú tờn ta cú : Như vậy, trị số dũng điện ngắn mạch tại điểm N2 là : Dũng ngắn mạch siờu quỏ độ Dũng ngắn mạch duy trỡ Dũng điện xung kớch + Điểm ngắn mạch N4 cú trị số dũng ngắn mạch giống như trong phương ỏn I Dũng điện xung kớch + Điểm ngắn mạch N3 Sơ đồ thay thế : Biến đổi sơ đồ Đưa về đơn vị tương đối định mức : Vỡ điện khỏng tớnh toỏn phớa hệ thống và cỏc mỏy phỏt đều lớn hơn 3 nờn ỏp dụng cụng thức tớnh : Đổi sang đơn vị cú tờn ta cú Như vậy, trị số dũng điện ngắn mạch tại điểm N3 là : Dũng ngắn mạch siờu quỏ độ Dũng ngắn mạch duy trỡ Dũng điện xung kớch Mạch tự dựng : Dũng điện xung kớch mạch điện tự dựng : Bảng kết quả tớnh ngắn mạch phương ỏn II : Bảng 3.2 N1 N2 N3 N4 N5 I”(kA) 3,6674 5,8839 3,795 28,35 32,145 (kA) 2,6319 4,5033 3,795 17,01 20,808 Ixk(kA) 9,3375 14,9778 9,66 72,17 81,827 CHƯƠNG IV SO SÁNH KINH TẾ - KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 4.1. Chọn sơ đồ thiết bị phõn phối Phớa 220kV chọn sơ đồ hệ thống hai thanh gúp Phớa 110kV do chỉ cú 2 lộ đường dõy nối vào thanh gúp điện ỏp trung nờn cũng chọn sơ đồ hệ thụng hai thanh gúp. 4.1.1.Phương ỏn I Sơ đồ nối điện : Hỡnh 4.1 +Lựa chọn mỏy cắt : Chọn loại mỏy cắt SF6 cho cỏc cấp điện ỏp 220kV và 110 kV, chọn mỏy cắt khụng khớ cho mạch mỏy phỏt điện. Dựa vào kết quả tớnh dũng điện cưỡng bức trong bảng 2.8 và kết quả tớnh ngắn mạch trong bảng 3.1 ta chọn mỏy cắt theo cỏc điều kiện sau : Điện ỏp định mức UđmMC Uđmlưới Dũng điện định mức IđmMC Icb Dũng cắt định mức ICđm I” Điều kiện ổn định động Iụđđ Ixk Điều kiện ổn định nhiệt I2nh.tnh BN Chọn mỏy cắt điện SF6 của hóng SIEMENS. Thụng số mỏy cắt chọn như sau: Bảng 3.3 Phớa Uđm (kV Thụng số tớnh toỏn Loại mỏy cắt Thụng số định mức Icb (kA) I” (kA) IƠ (kA) Ixk (kA) UđmMC (kV) IđmMC (kA) ICđm (kA) Iụđđ (kA) Cao 220 0,332 4,359 4,249 11,08 3AQ1 245 4 40 100 Trung 110 0,379 6,6521 6,307 16,933 3AQ1 123 4 40 100 Hạ 10 3,969 28,35 17,01 72,17 8FG10 15 12,5 80 225 Cỏc mỏy cắt cú Iđm > 1000A nờn khụng cần kiểm tra điều kiện quỏ ổn định nhiệt khi ngắn mạch. 4.1.2. Phương ỏn II Sơ đồ nối điện Hỡnh 2.2 Chọn mỏy cắt với cỏc điều kiện như phương ỏn I Tương tự ta cũng cú bảng số liệu mỏy cắt cho phương ỏn II : Bảng 3.3 Phớa Uđm (kV Thụng số tớnh toỏn Loại mỏy cắt Thụng số định mức Icb (kA) I” (kA) IƠ (kA) Ixk (kA) UđmMC (kV) IđmMC (kA) ICđm (kA) Iụđđ (kA) Cao 220 0,332 3,667 2,632 9,336 3AQ1 245 4 40 100 Trung 110 0,379 5,884 4,503 14,978 3AQ1 123 4 40 100 Hạ 10 3,969 28,35 17,01 72,17 8FG10 15 12,5 80 225 Cỏc mỏy cắt cú Iđm > 1000A nờn khụng cần kiểm tra điều kiện quỏ ổn định nhiệt khi ngắn mạch. 4.2. Phương phỏp so sỏnh kinh tế. Một phương ỏn được coi là tối ưu nếu nú cú chi phớ tớnh toỏn thấp nhất. Chi phớ tớnh toỏn của phương ỏn : Z = P + ađm.V Z : Hàm chi phớ tớnh toỏn của phương ỏn (đồng) P : Phớ tổn vận hành hàng năm (đồng/năm) V : Vốn đầu tư của phương ỏn (đồng) ađm : Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiờu chuẩn ađm = 0,125 + Vốn đầu tư Do cỏc phương ỏn giống nhau về mỏy phỏt điện, khụng cú khỏng phõn đoạn. Do đú vốn đầu tư được tớnh là tiền mua, vận chuyển, xõy lắp cỏc mỏy biến ỏp và thiết bị phõn phối ở đõy là mỏy cắt. Vốn đầu tư mua mỏy biến ỏp : VB = kB.vB Trong đú : kB : hệ số tớnh đến tiền chuyờn chở và xõy lắp mỏy biến ỏp từ cụng suất mỏy biến ỏp và điện ỏp cuộn cao tra bảng được kB. vB : tiền mua mỏy biến ỏp Vốn đầu tư mua thiết bị phõn phối (TBPP) VTBPP = n1.vTBPP1 + n2.vTBPP2 + … + nn.vTBPPn Trong đú : n1, n2…., nn số mạch ứng với cấp điện ỏp U1, U2…., Un vTBPP1, vTBPP2,,,,,vTBPPn giỏ tiền 1 mạch TBPP ứng với cấp điện ỏp U1, U2,…, Un. Vốn đầu tư : V = VB + VTBPP + Tổn thất vận hành hàng năm. P = Pk + Pt + Pp Khấu hao hao mũn và sửa chữa lớn a là hệ số khấu hao (tra bảng) Pt = b.DA tiền tổn thất điện năng DA tổn thất điện năng (kWh) b tiền tổn thất điện năng của 1kWh (đ/kWh), b = 500 đ/kWh Pp tiền chi phớ để sửa chữa thường xuyờn và tiền lương của cụng nhõn viờn (rất nhỏ, trong tớnh toỏn so sỏnh thỡ bỏ qua). 4.3.Tớnh chi phớ tớnh toỏn 4.3.1.Phương ỏn I + Vốn đầu tư mua mỏy biến ỏp. Mỏy biến ỏp tự ngẫu ATдЦTH 125 – 232/121/11 giỏ 7400.106VNĐ, kB = 1,3 Mỏy biến ỏp hai dõy quấn TдЦ 80 – 121/10,5 giỏ 2560.106VNĐ, kB = 1,5 VB1 = 2.1,3.7400,106 + 2.1,5.2560,106 = 26920.106VNĐ + Vốn đầu tư mua thiết bị phõn phối. Vốn đầu tư cho thiết bị phõn phối chu yếu là vốn đầu tư cho mỏy cắt nờn trong tớnh toỏn so sỏnh kinh tế ta chỉ tớnh vốn đầu tư cho mỏy cắt. Từ sơ đồ nối điện và thiết bị phõn phối Hỡnh 4.1 ta chỉ so sỏnh giỏ ở những thiết bị khỏc nhau : Cú 3 mỏy cắt ở cấp điện ỏp 220kV, giỏ mỗi mỏy cắt là 1200.106VNĐ Cú 5 mỏy cắt ở cấp điện ỏp 110kV, giỏ mỗi mỏy cắt là 700.106VNĐ Cú 2 mỏy cắt ở cấp điện ỏp 10,5kV, giỏ mỗi mỏy cắt là 500.106VNĐ V1TBPP = 3.1200.106 + 5.700.106 + 2.500.106 = 8100.106VNĐ +Vốn đầu tư tổng : V1 = VB1 + V1TBPP = 26920.106 + 8100.106 = 35020.106VNĐ + Phớ tổn vận hành hàng năm Khấu hao về hao mũn và sửa chữa lớn với khấu hao định mức a = 6,6 Chi phớ tổn thất điện năng : Pt1 = b.DA1 = 500.6868958 = 3434,49.106VNĐ Phớ tổn vận hành hàng năm : P1 = Pk1 + Pt1 = 2311,32.106 + 3434,49.106 = 5745,81.106VNĐ Chi phớ tớnh toỏn của phương ỏn 1 : Z1 = P1 + ađm.V1 = 5745,81.106 + 35020.106 = 40765,81.106VNĐ 4.3.2.Phương ỏn II + Vốn đầu tư mua mỏy biến ỏp. Mỏy biến ỏp tự ngẫu ATдЦTH 125 – 232/121/11 giỏ 7400,106VNĐ, kB = 1,3. Mỏy biến ỏp hai dõy quấn TдЦ 80 – 242/10,5 giỏ 3600,106VNĐ, kB = 1,3. Mỏy biến ỏp hai dõy quấn TдЦ 80 – 121/10,5 giỏ 2560,106VNĐ, kB = 1,5. VB2 = 2,1,3,7400,106 + 1,3,3600,106 + 1,5,2560,106 = 27760.106VNĐ + Vốn đầu tư mua thiết bị phõn phối. Vốn đầu tư cho thiết bị phõn phối chu yếu là vốn đầu tư cho mỏy cắt nờn trong tớnh toỏn so sỏnh kinh tế ta chỉ tớnh vốn đầu tư cho mỏy cắt. Từ sơ đồ nối điện và thiết bị phõn phối Hỡnh 4.2 ta thấy : Cú 4 mỏy cắt ở cấp điện ỏp 220kV, giỏ mỗi mỏy cắt là 1200.106VNĐ Cú 4 mỏy cắt ở cấp điện ỏp 110kV, giỏ mỗi mỏy cắt là 700.106VNĐ Cú 2 mỏy cắt ở cấp điện ỏp 10,5kV, giỏ mỗi mỏy cắt là 500.106VNĐ V2TBPP = 4.1200.106 + 4.700.106 + 2.500.106 = 7700.106VNĐ +Vốn đầu tư tổng : V2 = VB2 + V2TBPP = 27760.106 + 7700.106 = 35460.106VNĐ + Phớ tổn vận hành hàng năm. Khấu hao về hao mũn và sửa chữa lớn với khấu hao định mức a = 6,6 Chi phớ tổn thất điện năng : Pt2 = b.DA2 = 500.5518731 = 2759,36.106VNĐ Phớ tổn vận hành hàng năm : P2 = Pk2 + Pt2 = 2340,36. 106 + 2759,36.106 = 5099,72.106VNĐ Chi phớ tớnh toỏn của phương ỏn 1 : Z2 = P2 + ađm .V2 = 5099,72. 106 + 35460. 106 = 40559,72.106VNĐ Từ kết quả tớnh toỏn trờn ta thấy Z2 < Z1. Vậy phương ỏn tối ưu là phương ỏn 2CHƯƠNG V CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN 5.1. Chọn thanh dẫn cứng, thanh dẫn mềm, thanh gúp 5.1.1. Chọn thanh dẫn cứng đầu cực mỏy phỏt. Thanh dẫn cứng dựng để nối từ đầu cực mỏy phỏt đến cuộn hạ của mỏy biến ỏp tự ngẫu và mỏy biến ỏp ba pha hai cuộn dõy. + Chọn tiết diện thanh dẫn Thanh dẫn cứng được lựa chọn theo điều kiện phỏt núng cho phộp : I’cp = khc.Icp Icb Icb dũng điện làm việc cưỡng bức lớn nhất của mạch mỏy phỏt Icb = 3,969(kA) = 3969(A) hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ: khc Giả thiết nhiệt độ lõu dài cho phộp của thanh dẫn bằng đồng là qcp = 70oC, nhiệt độ mụi trường xung quanh q0 = 35oC, nhiệt độ tớnh toỏn định mức q0đm = 25oC. Từ đú hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ là : Do đú tiết diện thanh dẫn cứng được lựa chọn theo cụng thức : Tra trong phụ lục thiết kế nhà mỏy điện và trạm biến ỏp (tr_283) ta cú Bảng 5.1 Kớch thước mm Tiết diện một cực mm2 Mụ men trở khỏng cm3 Mụ men quỏn tớnh cm4 Dũng điện cho phộp hai thanh h b c r Một thanh Hai thanh Wyoyo Một thanh Hai thanh Jyoyo Wxx Wyy Jxx Jyy 125 55 6,5 10 1370 50 9,5 100 290,3 36,7 625 5500 Hỡnh 5.1 Hỡnh dạng của thanh dẫn hỡnh mỏng Do thanh dẫn cú dũng cho phộp Icp > 1000A nờn khụng cẫn phải kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch. 5.1.2.Kiểm tra điều kiện ổn định động của thanh dẫn. + Lực động điện : Trong đú : l : khoảng cỏch giữa 2 sứ đỡ liền nhau cấp điện ỏp 10,5kV :l = 120cm a : khoảng cỏch giữa cỏc pha cấp điện ỏp 10,5kV :a = 50cm ixk : dũng điện ngắn mạch xung kớch ba pha cấp điện ỏp mỏy phỏt. ixk = 72,17kA = 72170(A) + Mụ men uốn M : + Ứng suất tớnh toỏn trong vật liệu thanh dẫn stt : Trong đú W là mụ men chụng uốn của thanh dẫn đối với trục thằng gúc với phương của lực tỏc dụng, W = 100cm3 Ứng suất cho phộp của thanh dẫn đồng là scp = 1400kG/cm2 Ta thấy stt = 26,40(kG/cm2 ) < scp = 1400(kG/cm2 ) Vậy thanh dẫn lựa chọn thỏa món điều kiện kỹ thuật. + Chọn sứ đỡ thanh dẫn cứng. Hỡnh 5.3 Sứ đỡ thanh dẫn Sứ đỡ được chọn theo cỏc điều kiện sau : Loại sứ : Chọn loại sứ đặt trong nhà Điện ỏp : Uđms Uđmmg Chọn sứ OF-10-2000KBY3 cú cỏc thụng số sau : Bảng 5.2 Điện ỏp kV Lực phỏ hoại nhỏ nhất khi uốn tớnh kG Chiều cao mm Định mức Duy trỡ ở trạng thỏi khụ 10 47 2000 235 Kiểm tra ổn định động : Độ bền của sứ được xỏc định theo lực tớnh toỏn trờn đầu sứ : Điều kiện độ bền của sứ là : Fcp : lực cho phộp tỏc dụng lờn trờn đầu sứ ( kG) Fph : lực phỏ hoại định mức của sứ Fph = 2000kG Ta thấy F’tt = 278,51kG < Fcp = 0,6.2000 = 1200kG Vậy điều kiện ổn định động của sứ được thỏa món. 5.1.3. Chọn thanh thanh gúp ở cấp điện ỏp trung và cao Thanh dẫn mềm ở cấp điện ỏp trung và cao được lựa chọn theo điều kiện phỏt núng và cú kiểm tra chống phỏt sinh vầng quang. a.Cấp điện ỏp trung 110kV Tiết diện nhỏ nhất của thanh dẫn điện ỏp 110 kV là Smin 70mm2 + Thanh dẫn mềm được lựa chọn theo điều kiện : I’cp = khc.Icp Icb Icb dũng điện làm việc cưỡng bức lớn nhất của mạch phớa trung Icb = 0,379kA = 379A Do đú tiết diện thanh dẫn mềm được lựa chọn theo cụng thức : Chọn dõy dẫn AC cú cỏc đặc tớnh cơ bản cho trong bảng sau : Bảng 5.3 Tiết diện chuẩn Nhụm/thộp Số liệu tớnh toỏn của dõy Dũng điện phụ tải cho phộp A Tiết diện mm2 Đường kớnh mm Điện trở 1 chiều ở 20oC, W/km Đặt ngoài trời Đặt trong nhà Nhụm Thộp Dõy dẫn Lừi thộp 185/24 187 24,2 18,9 6,3