LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: Tính toán phụ tải và cân bằng công su
CHƯƠNG 2: Đề xuất sơ đồ nối điện chính của nhà máyđiện
1. Phương án I
2. Phương án I
CHƯƠNG 2: Chọn máy biến áp
1.Phương án I
2.Phương án II
CHƯƠNG 3:Tính toán ngắn mạch và chọn các thiết bị
1.Tính toán ngắn mạch
2.Chọn thiết bị
CHƯƠNG 4: Tính toán kinh tế và xác định phương án tối ưu
1. Phương án I
2. Phương án II
CHƯƠNG 5: Chọn khí cụ điện và dây dẫn
1. Thanh góp, thanh dẫn
2. Máy cắt, dao cách ly
3. Cáp và kháng điện cho mạch 22 KV
4. Máy biến áp đo lường
CHƯƠNG 6:Sơ đồ nối dây và thiết bị tự dùng
55 trang |
Chia sẻ: huong.duong | Lượt xem: 1547 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Đề xuất sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
đề xuất sơ đồ nối điện chính
Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và kết quả tính toán được ở phần trước, ta tiến hành vạch một số phương án nối điện của nhà máy. Việc đưa ra các phương án nối điện phải đảm bảo các yêu cầu kimh tế kỹ thuật đồng thời thuận tiện cho công tác vận hành cũng như sửa chữa sau này có tính tới nhu cầu phát triển trong tương lai.
Trước tiên ta có một số nhận xét sau dây:
Do phụ tải địa phương được cung cấp với điện áp 22 kV , mà điện áp định mức máy phát bằng 18 kV nên phụ tải địa phương được cung cấp qua 2 MBA tăng áp 18/22 kV. Trong các phương án nêu sau đây phần cung cấp điện cho phụ tải địa phương được thực hiện giống nhau . Như vậy sơ đồ nối điện chính của nhà máy sẽ có 3 cấp điện áp chính là 18;110;220 kV.
Trên cơ sở phân tích trên có thể đưa ra một số phương án nối dây như sau :
Phương án một: (hình 2.1)do phụ tải cực tiểu trung áp (S110nim = 218,25 ) lớn hơn công suất định mức của một máy phát điện nên ghép một bộ máy phát điện máy biến áp lên thanh góp trung áp ( bộ G3-T3 ) . Do phụ tải cao áp cũng lớn hơn công suất định mức của hai máy phát điện nên ghép hai bộ máy phát điện máy biến áp lên thanh góp cao áp ( G4-T4 và G5-T5). Để cumg cấp điện thêm cho phụ tải cao và trung áp dùng hai bộ ( G1-T1 và G2-T2). Phụ tải địa phương được cung cấp qua 2 máy biến áp 18/22 kV như đã nói trên .
T4
T2
G3
T3
220 kV
110 kV
T1
G4
G1
G2
G5
T5
18/22 kV
Phụ tải địa phương
22 kV
S220max = 474,2 MVA
S220min = 414,43 MVA
S110max = 312,5 MVA
S110min = 218,75 MVA
Hình 2.1
Phương án hai : (hình 2.2 ) Để giảm vốn đầu tư của phương án 1, chuyển bộ
G4- T4 từ thanh góp 220 kV sang thanh góp 110 kV. Phần còn lại của sơ đồ giống như PA 1. Tuy nhiên do phụ tải cực tiểu trung áp nhỏ hơn công suất định mức của hai máy phát điện, do đó trong những giờ phụ tải trung áp cực tiểu , nếu hệ thống đòi hỏi G3 ,G4 phát công suất định mức thì hệ thống nhận được công suất thừa trên thanh góp 110 kV phải qua một lần biến áp nữa (qua hai máy biến áp tự ngẫu T1 , T2 ).Truyền tải như vậy làm cho tổn thất trong cuộn dây nối tiếp của nó tăng lên nhưng tổn thất trong cuộn dây chung lại giảm xuống .
110 kV
18/22 kV
Phụ tải địa phương
T2
G3
T3
220 kV
T5
T1
G5
G1
G2
G4
T4
22 kV
S220max =474,27 MVA
S220min =414,43 MVA
S110max =312,5 MVA
S110min =218,75 MVA
Nhận xét chung : Nhận xét sơ bộ ưu điểm của từng phương án .
Phương án một . phải dùng
- Máy biến áp ba pha hai cuộn dây điện áp trung : 1 Máy
- Máy biến áp ba pha hai cuộn dây điện áp cao : 2 Máy
- Máy biến áp tự ngẫu ba pha (18,110,220kV) : 2 máy
* Phương án hai phải dùng
- Máy biến áp ba pha hai cuộn dây điện áp trung : 2 Máy
- Máy biến áp tự ngẫu ba pha (18,110,220kV) : 2 máy
- Máy biến áp ba pha hai cuộn dây điện áp cao : 1 Máy
Chương III
Chọn máy biến áp - Tính tổn thất điện năng
I. Phương án 1
1.Máy biến áp ba pha hai cuộn dây:T3 , T4 , T5
Theo điều kiện hợp bộ sau:
ST3đm = ST4đm = ST5đm ³ SGđm = 176,5 MVA
Từ đó chọn MBA T4,T5 (220 kV) có các thông số như bảng 2.1:
Bảng 2.1
Loại máy
Sđm
(MVA)
Ucđm
(kV)
Uhđm
(kV)
DP0
(kW)
DPN
(kW)
UN%
IN%
Giá
(103USD)
TдЦ-200
200
242
18
170
580
11
0,45
181
Từ đó chọn MBA T3 (110 kV) có các thông số như bảng 2.2 :
Bảng 2.2
Loại máy
Sđm
(MVA)
Ucđm
(kV)
Uhđm
(kV)
DP0
(kW)
DPN
(kW)
UN%
IN%
Giá
(103USD)
TдЦ-200
200
121
18
140
550
10,5
0,5
170
2. Máy biến áp tự ngẫu T1 và T2 :
T1 và T2 được chọn theo điều kiện sau:
ST1đm = ST2đm=
a : hệ số có lợi , ở đây
Từ đó chọn máy bến áp tự ngẫu ba pha ATдЦTH-360 có thông số như bảng 2.3
Bảng 2.3
Sdm
UCđm
U Tđm
U Hđm
DP0
DPN ( kW)
UN%
IN%
Giá
(MVA)
(kV)
(kV)
(kV)
(kW)
C-T
C-H
T-H
C-T
C-H
T-H
(103USD)
360
242
121
18
550
900
500
560
13
24
12
1,2
185
3. Phân bố phụ tải và tính toán tổn thất công suất trong máy biến áp
a. Phân bố phụ tải.
+ Máy biến áp T3,T4,T5 : được phát đồ thị phụ tải bằng phẳng như sau:
ST3 =ST4 = ST5 = SGđm - Std = 176,5 - 10,59 = 165,91 MVA
+ Máy biến áp tự ngẫu T1,T2:
Khi đó phụ tải các phía của MBA tự ngẫu T1,T2 như sau :
- Phía cao áp : SC-T1,T2 = (S220(t)- ST4 - ST5 )
- Phía trung áp : ST-T1,T2 = (S110(t)- ST3 )
- Phía hạ áp : SH-T1,T2 = SC-T1,T2 + ST-T1,T2
Từ các công thức trên tính được kết quả như bảnh 2.4:
Bảng 2.4
t(h)
0 á8
8á12
12á16
16á24
ST3 =ST4 = ST5
165,91
165,91
165,91
165,91
SC-T1,T2
41,56
71,22
63,70
41,56
ST-T1,T2
26,42
73,30
42,05
26,42
SH-T1,T2
67,98
144,52
105,74
67,98
Qua trên thấy rằng MBA tự ngẫu làm việc theo chế độ tải từ hạ lên cao và trung áp . Khi đó cuộn hạ có tải lớn nhất . Từ bảng trên thấy rằng
SH-T1,T2max = 144,52 MVA
Do SH-T1,T2max < ST1,T2tt = 0,5 ST1,T2đm = 0,5.360 = 180 MVA
Nên T1, T2 không bị quá tải.
b.Tính toán tổn thất trong MBA
+ Tổn thất điện năng trong một MBA ba pha 2 dây quấn T3 ,T4và T5 .
được xác định theo công thức :
Với máy biến áp T4 ,T5:
Với máy biến áp T3:
+Tổn thất trong máy biến áp tự ngẫu T1, T2,
Được xác định theo công thức :
Trong đó :
PKT : tổn thất không tải
SiC , SiT , SiH : công suất tải phía cuộn cao , trung và hạ của MBA ba cuộn dây tương.
DPN-C , DPN-T , DPN-H :Tổn thất công suất ngắn mạch trong các cuộn dây cao,trung , hạ của MBA ba cuộn dây tương đương như sau.
= 330 kW
= 570 kW
= 1670 kW
Thay vào công thức trên tính cho một máy biến áp ta như sau:
DAT1,T2 = 550.8760 + . [ 330.(41,562.8 + 71,222.4 + 63,72.4 +41,562.8) ]+ 570.(26,422.8 + 73,32.4 + 42,052.4 + 26,422.8 ) + 1670.(67,982.8 + 144,522.4 + 105,742.4 + 67,982.8)] = 5 892 424,4 kWh
Vậy tổng tổn thất điện năng ở phương án một là:
DAI = 2.4985568,8 + 2.5892424,4 + 4529144,8 = 26 285 130,4 kWh
4. Kiểm tra tình trạng làm việc của các máy biến áp khi sự cố
Coi rằng sự cố nghiêm trọng nhất là xảy ra vào thời gian phụ tải trung áp cực đại S110max = 312,5 MVA (vào 8-12 giờ ). Tương đương với thời gian đó ;
S220 = S220max = 474,27 MVA
S22 = S22max = 30,435 MVA
a. Sự cố bộ G3-T3 :
Khi đó mỗi máy biến áp tự ngẫu T1 và T2 phải tải lên phía trung áp như sau :
ST-T1,T2 = S110max: 2 = 312,5 :2 = 156,25 MVA
Từ phía hạ áp của mỗi MBA T1 và T2 có thể đưa lên
SH-T1,T2 = SGđm - Std - (S22max: 2)
= 176,5 - 6%176,5 - (30,435 : 2 ) = 156,693 MVA
Như vậy qua T1,T2 phía 220 kV nhận được
SC-T1,T2 = SH-T1,T2 - ST-T1,T2 = 156,435 - 156,25 ~ 0
Qua trên thấy rằng với sự cố này MBA tự ngẫu T1 và T2 làm việc theo chế độ tải từ hạ áp lên trung áp .
Do SH-T1,T2= 156,693< ST1,T2tt = 180 MVA nên T1, T2 không bị quá tải.
Với sự cố này phía hệ thống còn thiếu
S220th= S220max - ST4 - ST5 = 474,27 -165,55 - 165,55 = 143,17 MVA
S220th vẫn còn nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống.
b. Khi sự cố máy T1 hoặc T2
Giả thiết sự cố T1. Khi đó phía trung áp của máy T2 phải cung cấp cho thanh góp 110 kV là
ST-T2 = S110max - ST3 = 312,5 - 165,55 = 146,95 MVA
Khi đó SVHT = 474,27 MVA
Sdp = 30,435 MVA
Từ G2 có thể đưa lên hạ áp của T2
SH-T2 = S Gdm - S td - S22max = 176,5 - 6%176,5 - 30,435 = 135,475 MVA
Trong khi đó phía 220 kV nhận được qua T2
SC-T2 = SH-T2 - ST-T2 = 135,475 - 146,95 = -11,475 MVA
Điều đó có nghĩa là để đảm bảo cho phụ tải cực đại trung áp khi sự cố T1thì T2 phải tải từ thanh góp 220 kV sang thanh góp 110 kV là 11,475 MVA .
Qua trên thấy rằng khi sự cố T1 thì T2 làm việc theo chế độ tải từ hạ và cao áp sang trung áp. Khi đó cuộn chung có tải lớn nhất và xác định bởi công thức sau:
Sch = αSCđT + SHđT
Trong đó SCđT = - SC-T2 = 11,475 MVA
ShđT = SH-T2 = 135,475 MVA
Thay vào được :
Sch = 0,5.11,475 + 135,475 = 141,212 MVA
Do Sch = 141,212 MVA < Schđm =180 MVA nên T2 không bị quá tải.
Qua trên thấy rằng với sự cố này phía 220 kV còn thiếu
S220th = S220th - ST4 - ST5 - SC-T2
= 474,27 - 165,55 -165,55 -11,475 = 154,645 MVA
Lượng thiếu này còn nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống .
b. Khi sự cố máy T4 (hoặc T5 )
Khi đó hệ thống mất một lượng công suất ST4 = 165,55 MVA .
Lượng thiếu này còn nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống .
III. Chọn máy biến áp cho phương án hai
1.Máy biến áp ba pha hai cuộn dây T3 , T4 , T5:
T3 ,T4 mỗi bộ bên thanh góp 110 kV được chọn như sau
ST3đm = ST4đm ³ SGđm - Std = 176,5 - 10,59 = 165,91 MVA
Như vậy T3 , T4 được chọn như T3 của PA I , các thông số của nó như bảng 2-2.
MBA T5 được nối bộ bên thanh góp 220 kV được chọn theo điều kiện
ST5đm ³ SGđm - Std = 176,5 - 10,59 = 165,91 MVA
Như vậy T5 được chọn như T5 của PA I có các thông số như bảng 2-1.
Dễ dàng thấy rằng T1 , T2 cũng được chọn như T1 , T2 của PA I có các thông số như bảng 2-3.
2 . Phân bố phụ tải và tính toán tổn thất công suất trong máy biến áp
a. Phân bố phụ tải trong máy biến áp.
+. Phân bố phụ tải trong máy biến áp T3 , T4 , T5 :
Để vận hành thuận tiện và kinh tế , đối với bộ máy phát - máy biến áp hai dây quấn cho vận hành với :
ST3 = ST4 = ST5 = SGđm - Std = 176,5 - 10,59 = 165,91 MVA
+. Phụ tải các phía của MBA tự ngẫu T1 , T2 như sau:
Phía cao áp SC-T1,T2 = (S220(t) - ST5 ):2
Phía trung áp ST-T1,T2 = (S110(t) - ST3 - ST4):2
Phía hạ áp SH-T1,T2 = SC-T1,T2+ ST-T1,T2
Từ các công thức trên tính được kết quả như bảnh 2.4:
Bảng 2.4
t(h)
0 á8
8á12
12á16
16á24
ST3 =ST4 = ST5
165,91
165,91
165,91
165,91
SC-T1,T2
124,51
154,18
146,65
124,51
ST-T1,T2
-56,54
-9,66
-40,91
-56,54
SH-T1,T2
67,98
144,52
105,74
67,98
Qua trên thấy rằng MBA tự ngẫu làm việc theo chế độ tải từ hạ và trung lên cao áp . Khi đó cuộn hạ có tải lớn nhất . Từ bảng trên thấy rằng
SH-T1,T2max = 144,52 MVA
Do SH-T1,T2max < ST1,T2tt = 0,5 ST1,T2đm = 0,5.360 = 180 MVA
Nên T1, T2 không bị quá tải.
b.Tính toán tổn thất trong MBA
+ Tổn thất điện năng trong một MBA ba pha 2 dây quấn T3 ,T4và T5 .
được xác định theo công thức :
Với máy biến áp T5:
Với máy biến áp T3, T4:
+Tổn thất trong máy biến áp tự ngẫu T1, T2,
Được xác định theo công thức :
Trong đó :
PKT : tổn thất không tải
SiC , SiT , SiH : công suất tải phía cuộn cao , trung và hạ của MBA ba cuộn dây tương.
DPN-C , DPN-T , DPN-H :Tổn thất công suất ngắn mạch trong các cuộn dây cao,trung , hạ của MBA ba cuộn dây tương đương như sau.
= 330 kW
= 570 kW
= 1670 kW
Thay vào công thức trên tính cho một máy biến áp ta như sau:
DAT1,T2 = 550.8760 + . { 330.(124,512.8 + 154,182.4 + 146,652.4 +124,512.8) ]+ 570.[(-56,54)2.8 + (-9,66)2.4 + (-40,91)2.4 + (-56,54)2.8 ] + 1670.(67,982.8 + 144,522.4 + 105,742.4 + 67,982.8)} = 6 261 329,8 kWh
Vậy tổng tổn thất điện năng ở phương án một là:
DAII = 4985568,8 + 2.6261329,8 + 2.4529144,8 = 26 566 518 kWh
3. Kiểm tra sự cố
cùng với sự cố nghiêm trọng xảy ra vào thời gian phụ tải trung áp cực đại
S110max = 312,5 MVA (vào 8-12 giờ ). Tương đương với thời gian đó ;
S220 = S220max = 474,27 MVA
S22 = S22max = 30,435 MVA
a. Sự cố bộ G3-T3 (hoặc G4-T4):
Khi đó mỗi máy biến áp tự ngẫu T1 và T2 phải tải lên phía trung áp như sau :
ST-T1,T2 = (S110max - ST4 ): 2 = (312,5 - 165,91):2 = 73,295 MVA
Khi đó từ G1,G2 có thể đưa lên hạ áp của mỗi máy T1,T2 như sau :
SH-T1,T2 = S Gdm - S td - (S22max:2)=176,5 – 6%176,5-(30,345:2)
= 156,693 MVA
Khi đó qua phía 220 kV nhận được qua mỗi máy T1,T2
SC-T1,T2 = SH-T1,T2 - ST-T1,T2 = 156,435 – 73,475 = 83,218 MVA
Như vậy hệ thống còn thiếu
S220th= S220max - ST5 - 2S C-T1,T2 = 474,27 -165,55 – 2.83,218 = 142,28 MVA
S220th vẫn còn nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống.
Qua trên thấy rằng với sự cố mày MBA tự ngẫu T1,T2 vẫn làm việc theo chế đọ truyền tải từ hạ lên cao và trung áp và không bị quá tải .
b. Khi sự cố máy T1 hoặc T2
Giả thiết sự cố T1. Khi đó phía trung áp của máy T2 phải cung cấp cho thanh góp 110 kV là
ST-T2 = S110max - ST3 - ST3= 312,5 - 165,55 –165,55 = -18,5 MVA
Như vậy có nghĩa là T1,T2 không phải cung cấp cho thanh góp 110 kV , từ thanh góp này còn thừa 18,5 MVA có thể cung cấp cho phía 220 kV.
Từ G2 có thể đưa lên hạ áp của T2
SH-T2 = S Gdm - S td - S22max = 176,5 - 6%176,5 - 30,435 = 135,475 MVA
Trong khi đó phía 220 kV nhận được qua T2
SC-T2 = SH-T2 - ST-T2 = 135,475 – (-18,5 ) = 153,975 MVA
Khi đó hệ thống bị thiếu
S220th = S220th - ST5 - SC-T2
= 474,27 - 165,55 – 153,975 = 143,17 MVA
Lượng thiếu này còn nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống .
b. Khi sự cố máy G5 - T5 .
Khi đó hệ thống mất một lượng công suất ST5 = 165,55 MVA .
Lượng thiếu này còn nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống .
Chương III
Tính toán ngắn mạch, chọn các thiếtbị
Mục đích của việc tính toán dòng điện ngắn mạch là để phục vụ cho 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 .
Khi tính toán ngắn mạch ta sử dụng phương pháp đường cong tính toán .
Để tính toán ngắn mạch ta chọn các đại lượng cơ bản như sau :
Scb = 100 MVA
Ucb1 = Utb1 = 230 kV
Ucb2 = Utb2 = 115 kV
Ucb3 = Utb3 = 18 kV
Từ đó ta xác định :
Icb =
I. phương án I (hình 4-1)
Chọn điểm ngắn mạch :
Sơ đồ xác định điểm ngắn mạch được cho trên hình vẽ , mạch điện áp 110 kV và 220 kV thường chỉ chọn một loại máy cắt điện , và dao cách ly , nên ta chỉ tính toán ngắn mạch tại 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 xẩy ra sự cố nặng nề nhất .
Để chọn các khí cụ điện cho mạch 220 kV ta lấy điểm N1 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 110 kV ta chọn điểm N2 trên thanh góp 110 kV . Nguồn cung cấp điểm ngắn mạch là các máy phát điện và hệ thống
Chọn khí cụ điện cho máy phát điện : điểm ngắn mạch N3 và N4 .Nguồn cung cấp điểm ngắn mạch cho N4 là các máy phát điện và hệ thống trừ G3 . Nguồn cung cấp điểm ngắn mạch cho điểm N3 chỉ là máy phát điện F3.
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
T2
G3
T1
220 kV
T3
T5
G5
G1
G2
110 kV
N1
N2
N3
N4
N5
T4
G4
Hình 4-1
Giá trị điện kháng trong mạch:
Hệ thống:
Đường dây: điện kháng 2 đường dây
Đường dây kép có SCmax = 474,27 MVA do đó :
và Icb = 2.Ibt = 2.0,622 = 1,244 kA
Để dự trữ ,tránh vầng quang và tăng khả năng truyền tải của đường dây dùng dây phân pha làm hai dây cách nhau 200 mm , mỗi dây có tiết diện 300 mm2 với dòng cho phép tổng :
Icb = 2.690 = 1380 A = 1,38 kA
Thông số đường dây đã tính đến 2 sợi song song
R0 = 0,048
X0 = 0,202
Giả thiết đường dây không có bù nối tiếp (tức là không có điện dung nối tiếp với đường dây ). Để đơn giản khi tính ngắn mạch ta bỏ qua điện dung của đường dây và cũng bỏ qua điện trở chỉ kể ddấn điện kháng. Ngoài ra đường dây 220 kV có chiều dài 70 km nên sơ dồ thay thế là sơ đồ có thông số tập trung.
Điện kháng đường dây với các thông số đã nêu trên:
MBA tự ngẫu ký hiệu ATDUTH –360 :
UN(C-T) = 13 UN(C-H) = 24 UN(T-H) = 12
Từ đó ta có
MBA hai dây quấn (T3): có Sđm = 200 MVA ; UN% = 10,5
MBA hai dây quấn (T4 ,T5): có Sđm = 200 MVA ; UN% = 11
Máy phát điện : có X”d = 0,123
Sơ đồ thay thế của nhà máy (hình 4-2)
EHT
XHT
0,0067
G 5
G 2
G 1
N1
XDD
0,0134
XT3
0,0525
XG
0,0697
XC
0,0514
XT5
0,055
XC
0,0514
XH
0,0819
XH
0,0819
XG
0,0697
XG
0,0697
XG
0,0697
G3
G 4
XT4
0,055
XG
0,0697
Hình 4-2
1.Dòng ngắn mạch tại N1 .
Từ sơ đồ thay thế hình 4-2 ta được sơ đồ tính toán điển ngắn mạch như hình 4-3, trong đó :
X1= XHT + XD = 0,0067 + 0,0134= 0,0201
X2= X5= XC-T1 = 0,0514
X3= X6= XH-T1 = 0,0819
X8= XT3= 0,0525
X9= X10= 0,055
X4= X7= X11= X12= X13= 0,0697
EHT
X1
X2
X3
X5
X6
X7
X4
G2
G1
N1
X11
X8
G3
X12
X9
G4
X13
X10
G5
Hình 4-3
Dùng phép biến đổi nối tiếp và song song ta được sơ đồ hình 4-4:
X14= (X9+ X12) // (X10+ X13) =
X15= X2 // X5 =
X16= (X3+ X4) // (X6+ X7) =
EHT
X1
X15
X16
G1- G2
N1
X17
G3
X14
G5- G4
X17= X8 + X10 = 0,0525 + 0,0697= 0,1222
Hình 4-4
Tiếp tục biến đổi sơ đồ ta có hình 4-5 :
EHT
X1
X19
G1- G2- G3
N1
EHT
X1
X18
G1- G2- G3
N1
X14
G5- G4
X18= X15 + (X16// X17 ) = 0,0257+ = 0,0725
Hình 4-5 Hình 4-6
Hợp nhất các máy G1- G2- G3- G4- G5 ta có sơ đồ hình 4- 6
X19= X14// X18 =
Căn cứ vào biểu thức :
Xtt = .
Trong đó :
Sđm : Là tổng công suất các nguồn cung cấp cho điểm ngăn mạch
Scb : Công suất cơ bản
: Điện kháng tổng tương đối cơ bản của các mạch điện tính từ nguồn cung cấp tới điểm ngắn mạch .
- Điện kháng tính toán từ phía hệ thống được tính :
XttHT = X3 .
Tra đường cong tính toán đối với máy nhiệt điện ta được :
I’* = 0,42 , = 0,45
+ Đổi sang hệ đơn vị có tên :
I”HT = I*’ . IđmHT = I*’ .
- Điện kháng tính toán từ phía nhà máy điện được tính :
XttNM = X19 .
Tra đường cong đối với máy nhiệt điện ta được :
I’* = 3,4 , = 2,3
Đổi sang hệ đơn vị có tên ta có :
I” = I*”.
Vây trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N1 là :
I”N1 =12,652 + 7,532 = 20,184 kA
= 13,555 + 5,095 = 18,65 kA
Dòng điện xung kích có trị số là :
KXK – là hệ số xung kích , lấy KXK = 1,8
2.Dòng ngắn mạch tại N2 .
Để tính toán N2 ta lợi dụng kết quả tính toán N1nên sơ đồ tính toán như hình 4- 4. Điểm ngắn mạch N2 chỉ cách N1 bởi một điện kháng X15 do đó ta có hình 4-7
X20=X16//X17 == 0,0468
Biến đổi sơ đồ (X1X14X15)thành (X21X22) ta có hình 4- 8:
X21= X1 + X14 +
X22 = X14 + X15 +
EHT
X21
X20
G1- G2- G3
N2
X22
G5- G4
EHT
X1
X15
X20
G1- G2- G3
N2
X14
G5- G4
Hình 4-7 Hình 4-8
X21
X23
G1,2,3,4,5
EHT
N2
Ta có sơ đồ hình 4- 9 với : X23=X22//X20 ==0,0366
Hình 4- 9
- Điện kháng tính toán từ phía hệ thống được tính :
XttHT = X21 .
XttHT > 3
+ Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống
INHT =
- Điện kháng tính toán từ phía nhà máy điện được tính :
XttNM = X23 .
Tra đường cong đối với máy nhiệt điện ta được :
,
Trong hệ đơn vị có tên ta có :
I” = I*”.
Vậy trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N2 là :
I”N2 = 3,824 + 14,178 = 18,002 kA
= 3,824 + 9,969 = 13,793 kA
Dòng điện xung kích có trị số là :
3.Dòng ngắn mạch tại N3.
Khi ngắn mạch tại thời điểm N3 thì nguồn cung cấp chỉ là máy phát điện G3,ta có sơ đồ sau hình 4-10:
Xtt
N3
G3
Hình 4-10
+ Dòng điện ngắn mạch lúc này được tính :
Xtt = Xd” = 0,123
Tra đường cong tính toán đối với máy nhiệt điện ta được :
= 8 ; = 2,8
Trong hệ đơn vị có tên ta tính được :
= .= 8. = 45,29 kA
= .= 2,8.= 15,285 kA
iXk = KXK..= 1,8 ..45,29 = 115,29 kA
4.Dòng ngắn mạch tại N4.
Từ sơ đồ 4- 3 ta có sơ đồ tính toán điểm ngắn mạch hình 4-11 .
EHT
X1
X2
X3
X5
X6
X7
X4
G2
G1
N4
X11
X8
G3
X12
X9
G4
X13
X10
G5
Hình 4-11
X6
X13
HT
X15
G4,5
X14
X1
N3
G1,3
- Để tính toán N4 ta sử dụng các điện kháng tương đối đã tính ở trên, dùng các biến đổi nối tiếp và song song ta có sơ đồ hình 4- 12:
Hình 4- 12
X1 = 0,0201 X13 = 0,0257
X14 = 0,0624 X6 = 0,0758
X15= (X3+ X4)// (X8+ X11)== 0,0425
Từ sơ đồ 4-12 ghép các máy phát G5, G4 với G1, G3 và
biến đổi sơ đồ (X13X14X15) thành (X16X17X18) ta có hình 4-13:
X6
X18
HT
X17
G1,3,4,5
X16
X1
N3
Hình 4- 13
X16= =0,0124
X17== 0,0084
X18== 0,0203
Từ sơ đồ 4-13 ta có:
X19=X1+X16= 0,0201+ 0,0124 = 0,0325
X20= X17+X6= 0,0084+ 0,0758 = 0,0842
X20
X18
HT
G1,3,4,5
X19
N3
X22
HT
X21
Biến đổi sơ đồ (X18X19X20) thành (X21X22) ta có hình 4-14:
N3
G1,3,2,4,5
Hình 4-14
X21 = X19 + X20+
X22= X18 +X20 +
Điện kháng tính toán của hệ thống đến điểm ngắn mạch N4
XttHT=0,252.=30,24 Vì XttHT > 3 nên
+ Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống được tính
INHT = I” = I
+ Dòng ngắn mạch tính cho phía MFĐ là :
Xtt = X21 .
Tra đường cong đối với máy nhiệt điện ta được :
,
Trong hệ đơn vị có tên ta có :
I” = I*”.
- Trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N4 là :
IN4”= 12,728 + 21,513 = 34,241 kA
= 12,728 + 22,645 = 35,36 kA
iXk = KXK .
5. Tính dòng ngắn mạch tính cho điểm N5
iXk = IXKN3 + IXKN4 = 115,29 + 87,163 = 202,453 kA
II.Phương án 2.
Sơ đồ xác định điểm ngắn mạch tương tự phương án 1,ta có sơ đồ như hình 4-15 :
T2
G3
T1
220 kV
T3
T5
G5
G1
G2
110 kV
N1
N2
N3
N4
N5
T4
G4
Hình 4-15
Tương tự như phương án 1đã tính ta có điện kháng tương đối của các phần tử như sau :
Giá trị điện kháng trong mạch:
Hệ thống:
Đường dây: điện kháng 2 đường dây
- MBA tự ngẫu ký hiệu ATDUTH –360 :
XC-T1 = XC-T2 = 0,0514
XH-T1 = XH-T2 = 0,0819
- MBA hai dây quấn T3 , T4:
XT3 = XT4 = 0,0525
- MBA hai dây quấn T5
XT5 = 0,055
- Máy phát điện :
XG = 0,0697
Sơ đồ thay thế của nhà máy (hình 4-16)
EHT
XHT
0,0067
G 5
G 2
G 1
N1
XDD
0,0134
XT3
0,0525
XG
0,0697
XC
0,0514
XT5
0,055
XC
0,0514
XH
0,0819
XH
0,0819
XG
0,0697
XG
0,0697
XG
0,0697
G3
G 4
XT4
0,0525
XG
0,0697
Hình 4-16
1.Dòng ngắn mạch tại N1 .
Từ sơ đồ thay thế hình 4-16 ta được sơ đồ tính toán điển ngắn mạch như hình 4-17, trong đó :
X1= XHT + XD = 0,0067 + 0,0134= 0,0201
X2= X5= XC-T1 = 0,0514
X3= X6= XH-T1 = 0,0819
X8= XT3= 0,0525
X9= X10= 0,055
X4= X7= X11= X12= X13= 0,0697
EHT
X1
X2
X3
X5
X6
X7
X4
N1
X11
X8
G3
X12
X9
G4
X13
X10
G5
G1
G2
Hình 4-17
Dùng phép biến đổi nối tiếp và song song ta được sơ đồ hình 4-18:
X17= (X8+ X11) // (X9+ X12) =
X15= X2 // X5 =
X16= (X3+ X4) // (X6+ X7) =
EHT
X1
X15
X16
G1- G2
N1
X17
G3
X14
G5- G4
X14= X10 + X13 = 0,0525 + 0,069 = 0,1297
Hình 4-18
Tiếp tục biến đổi sơ đồ ta có hình 4-19 :
EHT
X1
X19
G1- G2- G3
N1
G4- G5
t(h)
EHT
X1
X18
G1- G2- G3
N1
X14
G5- G4
X18= X15 + (X16// X17 ) = 0,0257+ = 0,0595
Hình 4-19 Hình 4-20
Hợp nhất các máy G1- G2- G3- G4- G5 ta có sơ đồ hình 4- 20
X19= X14// X18 =
- Điện kháng tính toán từ phía hệ thống được tính :
XttHT = X3 .
Tra đường cong tính toán đối với máy nhiệt điện ta được :
I’* = 0,42 , = 0,45
+ Đổi sang hệ đơn vị có tên :
I”HT = I*’ . IđmHT = I*’ .
- Điện kháng tính toán từ phía nhà máy điện được tính :
XttNM = X19 .
Tra đường cong đối với máy nhiệt điện ta được :
I’* = 2,85 , = 2,1
Đổi sang hệ đơn vị có tên ta có :
I” = I*”.
Vây trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N1 là :
I”N1 =12,652 + 6,314 = 18,966 kA
= 13,555 + 4,652 = 16,656 kA
Dòng điện xung kích có trị số là :
2.Dòng ngắn mạch tại N2 .
Để tính toán N2 ta lợi dụng kết quả tính toán N1nên sơ đồ tính toán như hình 4- 17. Điểm ngắn mạch N2 chỉ cách N1 bởi một điện kháng X15 do đó ta có hình 4-21
X20=X16//X17 == 0,0338
Biến đổi sơ đồ (X1X14X15)thành (X21X22) ta có hình 4- 8:
X21= X1 + X14 +
EHT
X21
X20
G1- G2- G3
N2
X22
G5- G4
EHT
X1
X15
X20
G1- G2- G3
N2
X14
G5- G4
X22 = X14 + X15 +
Hình 4-21 Hình 4-22
X21
X23
G1,2,3,4,5
EHT
N2
Ta có sơ đồ hình 4- 23 với : X23=X22//X20 ==0,0346
Hình 4- 23
- Điện kháng tính toán từ phía hệ thống được tính :
XttHT = X21 .
XttHT > 3
+ Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống
INHT =
- Điện kháng tính toán từ phía nhà máy điện được tính :
XttNM = X23 .
Tra đường cong đối với máy nhiệt điện ta được :
,
Trong hệ đơn vị có tên ta có :
I” = I*”.
Vậy trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N2 là :
I”N2 = 2,0 + 14,621 = 16,621 kA
= 2,0 + 9,526 = 11,526 kA
Dòng điện xung kích có trị số là :
3.Dòng ngắn mạch tại N3.
Xtt
N3
G3
Khi ngắn mạch tại thời điểm N3 thì nguồn cung cấp chỉ là máy phát điện G3,ta có sơ đồ sau hình 4-10:
Hình 4-24
+ Dòng điện ngắn mạch lúc này được tính :
Xtt = Xd” = 0,123
Tra đường cong tính toán đối với máy nhiệt điện ta được :
= 8 ; = 2,8
Trong hệ đơn vị có tên ta tính được :
= .= 8. = 45,29 kA
= .= 2,8.= 15,285 kA
iXk = KXK..= 1,8 ..45,29 = 115,29 kA
4.Dòng ngắn mạch tại N4.
Từ sơ đồ 4- 3 ta có sơ đồ tính toán điểm ngắn mạch hình 4-11 .
EHT
X1
X2
X3
X5
X6
X7
X4
G2
G1
N4
X11
X8
G3
X12
X9
G4
X13
X10
G5
Hình 4-25
X6
X13
HT
X15
G5
X14
X1
N3
G1,3,4
- Để tính toán N4 ta sử dụng các điện kháng tương đối đã tính ở trên, dùng các biến đổi nối tiếp và song song ta có sơ đồ hình 4- 25:
Hình 4- 25
X1 = 0,0201 X13 = 0,0257
X14 = 0,1297 X6 = 0,0819
X15= (X3+ X4)// X17== 0,0435
Từ sơ đồ 4-12 ghép các máy phát G5, G4 với G1, G3 và
biến đổi sơ đồ (X13X14X15) thành (X16X17X18) ta có hình 4-26:
X6
X18
HT
X17
G1,3,4,5
X16
X1
N3
Hình 4- 26
X16= =0,0168
X17== 0,0056
X18== 0,0284
Từ sơ đồ 4-13 ta có:
X19=X1+X16= 0,0201+ 0,0168 = 0,0369
X20= X17+X6= 0,0056 + 0,0819 = 0,0875
Biến đổi sơ đồ (X18X19X20) thành (X21X22) ta có hình 4-27:
X21
X20
X18
HT
G1,3,4,5
X19
N3
X22
HT
G1,3,2,4,5
N3
X20
G4- G5
t(h)
Hình 4-27
X20 = X19 + X20+
X21= X18 +X20 +
Điện kháng tính toán của hệ thống đến điểm ngắn mạch N4
XttHT=0,2381.=28,572 Vì XttHT > 3 nên
+ Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống được tính
INHT = I” = I
+ Dòng ngắn mạch tính cho phía MFĐ là :
Xtt = X21 .
Tra đường cong đối với máy nhiệt điện ta được :
,
Trong hệ đơn vị có tên ta có :
I” = I*”.
- Trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N4 là :
IN4”= 13
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- DA0342.DOC