Đề tài Tính toán phụ tải và cân bằng công suất Chọn máy phát điện

loại TÄệ có các thông số cho trong bảng 2-4. * MBA nối bộ bên cao áp: Công suất định mức của MBA nối bộ bên cao cũng được chọn theo điều kiện như MBA bộ bên trung. Tra TL2, bảng 2.6 ta chọn được MBA loại TÄệ có các thông số cho trong bảng 2-4. 2. Chọn MBA tự ngẫu liên lạc: Công suất định mức của MBA tự ngẫu được chọn như phương án I. Bảng 2-4 CCấp điện áp (kV) Loại Sđm (MVA) Điện áp cuộn dây Tổn thất công suất (kW) UN% II0% CC TT HH DP0 DPN CC-T CC-H TT-H CC-T CC-H TT-H 110 TÄệ 80 1121 _- 110,5 770 _- 3310 _- _- 110,5 _- 00,55 220 TÄệ 80 2242 _- 110,5 880 _- 3320 _- _- 111 _- 00,6 220 ATÄệTH 160 2230 1121 111 885 _380 _- _- 111 332 220 00,5 3. Kiểm tra khả năng tải của MBA khi sự cố: a. Phân bố công suất cho các MBA: Quy ước: chiều của dương công suất là chiều đi từ MF tới thanh góp đối với MBA hai cuộn dây và đi từ phía hạ tới phía cao và trung đối với MBA tự ngẫu. * MBA bộ hai dây quấn: luôn cho vận hành bằng phẳng. Dòng công suất truyền tải qua các cuộn dây của MBA: MVA * MBA tự ngẫu: - Dòng công suất qua cuộn cao : - Dòng công suất qua cuộn trung: - Dòng công suất qua cuộn hạ: Tính cho các khoảng thời gian , kết quả thu được cho trong bảng sau: Bảng 2-5 Thời gian 0-6 6-8 8-12 12-14 14-18 18-20 20-22 22-24 SC(MVA) 23,451 26,881 30,521 20,616 30,941 37,363 27,091 23,641 ST(MVA) 1,826 5,066 14,771 18,006 27,706 21,241 11,531 8,036 SH(MVA) 25,277 31,947 45,292 38,622 58,637 58,637 38,622 31,947 b. Kiểm tra quá tải của MBA trong các trường hợp sự cố: * Một trường hợp sự cố nặng nề nhất: khi phụ tải phía trung đạt cực đại Khi phụ tải phía trung đạt cực đại, theo tính toán ở chương I: MVA ;STNM=280MVA; SUF=10,7MVA; STD= 4,048MVA; SVHT = 135,58MVA + Sự cố hỏng một MBA hai cuộn dây bên trung (hỏng B1): - Điều kiện kiểm tra quá tải của MBA tự ngẫu: Trong đó: - hệ số quá tải sự cố cho phép, =1,4. Như vậy: Vậy điều kiện quá tải được thỏa mãn. *) Phân bố công suất cho các phía của MBA tự ngẫu: Công suất qua cuộn trung: =0,5.129,4=64,7MVA Công suất qua cuộn hạ: =0,5.75-0,5.10,7-0,25.4,048=31,138MVA Công suất qua cuộn cao: =31,138-64,7=-33,562MVA Ta thấy: MVA Xét tỷ số: Như vậy trong trường hợp sự cố này, đối với MBA tự ngẫu, công suất truyền từ phía hạ và phía cao sang phía trung. Cuộn trung có công suất lớn nhất không bị quá tải cho nên MBA không bị quá tải. - Công suất truyền về hệ thống bị thiếu một lượng: Sthiếu=MVA So với công suất dự trữ của hệ thống: MVA Ta thấy lượng công suất thiếu nhỏ hơn lượng công suất dự trữ. Vậy hệ thống vẫn làm việc ổn định khi sự cố xảy ra. + Sự cố hỏng một MBA liên lạc (hỏng T2) - Điều kiện kiểm tra quá tải: Thay số: 1,4.0,5.160+73,988=185,988MVA> Vậy điều kiện quá tải được thỏa mãn. - Phân bố công suất cho các cuộn dây của MBA T1: Công suất qua cuộn trung: 55,412MVA Công suất qua cuộn hạ: 63,288MVA Công suất qua cuộn cao: =7,876MVA Ta thấy: - Công suất truyền về hệ thống bị thiếu một lượng: Sthiếu = =53,986MVA So với công suất dự trữ của hệ thống: MVA Ta thấy lượng công suất thiếu nhỏ hơn lượng công suất dự trữ. Vậy hệ thống vẫn làm việc ổn định khi sự cố xảy ra. * Xét trường hợp sự cố khi phụ tải phía trung đạt cực tiểu Khi phụ tải phía trung đạt cực tiểu, theo tính toán ở chương I: MVA; STNM=210MVA; SUF=8,03MVA;STD=3.44MVA; SVHT = 120,89MVA. + Sự cố hỏng một MBA hai cuộn dây bên trung (hỏng B1): Do điều kiện quá tải của MBA đó được thỏa mãn ở trường hợp phụ tải trung áp cực đại nên không cần kiểm tra trong trường hợp phụ tải trung áp cực tiểu. - Phân bố công suất cho các phía của MBA tự ngẫu: Công suất qua cuộn trung: 38,82MVA Công suất qua cuộn hạ: 70,125MVA Công suất qua cuộn cao: =31,035MVA Ta thấy: Do cuộn hạ có công suất lớn nhất không bị quá tải nên MBA không bị quá tải. - Công suất truyền về hệ thống bị thiếu một lượng: Sthiếu = =-15,168MVA Dấu “-“ thể hiện nhà máy truyền về hệ thống lượng công suất là 15,168MVA + Sự cố hỏng một MBA liên lạc (hỏng T2) - Phân bố công suất cho các cuộn dây của MBA T1: Công suất qua cuộn trung: 3,652MVA Cụng suất qua cuộn hạ: 66,11MVA Cụng suất qua cuộn cao: =62,458MVA Ta thấy: MVA Do cuộn hạ có công suất lớn nhất không bị quá tải nên MBA không bị quá tải. - Công suất truyền về hệ thống bị thiếu một lượng: Sthiếu = =-15,556MVA Dấu “-“ thể hiện nhà máy truyền về hệ thống lượng công suất 15.556MVA. 4. Tính toán tổn thất điện năng trong MBA 1. Tính toán tổn thất điện năng trong MBA hai cuộn dõy: Do các MBA hai cuộn dây vận hành với đồ thị phụ tải bằng phẳng nên tổn thất trong các MBA được tính theo công thức: - Tổn thất điện năng trong MBA hai cuộn dây phía trung áp: như đã tính ở phương án I =2935,98 MWh - Tổn thất điện năng trong MBA hai cuộn dây phía cao áp: =3098,5 MWh 2. Tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu: Tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu của phương án 2 tính tương tự như ở phương án 1. Phân bố công suất cho máy biến áp tự ngẫu: - Tổn thất điện năng do tổn thất công suất không tải gây ra: - Tổn thất điện năng do tổn thất công suất ngắn mạch gây ra: Kết quả thu được cho trong bảng 2-6 Bảng 2-6 Thời gian 0-6 6-8 8-12 12-14 14-18 18-20 20-22 22-24 Tổng 744,6 1266 142,94 39,4 70,73 34,39 106,11 66,13 30,13 31,6 Tổng tổn thất điện năng trong MBA của phương án II: =2.1266+2935,98+3098,5 =8566,48MWh CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 4.1. PHƯƠNG ÁN I 4.1.1. Chọn điểm ngắn mạch Mục đích của việc tính toán dòng ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và dây dẫn theo tiêu chuẩn ổn định nhiệt và ổn định động. Vì vậy phải chọn điểm ngắn mạch sao cho dòng ngắn mạch qua các khí cụ điện và dây dẫn là lớn nhất. Với sơ đồ của phương án I, ta chọn các điểm ngắn mạch như sau: - Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía cao áp, chọn điểm ngắn mạch N1, nguồn cấp là các MF của NM và hệ thống. - Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía trung áp, chọn điểm ngắn mạch N2, nguồn cấp là các MF của NM và hệ thống. - Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ mạch MF, chọn điểm ngắn mạch N3 hay : + Đối với N3: nguồn cấp là hệ thống và các MF của NM, ngoại trừ MF F1. + Đối với : nguồn cấp chỉ là MF F1. Trong hai điểm ngắn mạch này, giá trị dòng ngắn mạch tại điểm nào lớn hơn sẽ được dùng để chọn khí cụ điện và dây dẫn. - Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp mạch tự dùng, phụ tải địa phương, chọn điểm ngắn mạch N4, nguồn cấp là các MF của nhà máy và hệ thống. Dễ thấy: Sơ đồ chọn điểm ngắn mạch: 3.1.2. Lập sơ đồ thay thế: 1. Chọn các đại lượng cơ bản: - Công suất cơ bản: Scb = 100MVA. - Điện áp cơ bản: + Cấp 220kV: = 230kV + Cấp 110kV: = 115kV + Cấp 10,5kV: = 10,5kV 2.Tính điện kháng của các phần tử: * Điện kháng hệ thống: 0,033 W * Máy phát điện: Với : điện kháng siêu quá độ của MF, = 0,146. Vậy: W * Đường dây: chiều dài L = 92km. Điện kháng đơn vị của dây dẫn này lấy là: x0 = 0,4 W/km. =0,0347 W * MBA: - MBA hai cuộn dây nối bộ bên trung áp: Trong đó: - điện áp ngắn mạch của MBA, cho dưới dạng phần trăm, = 10,5%. Như vậy: =0,131 W - MBA tự ngẫu: Để tính được điện kháng các cuộn dây trong MBA ta phải tính được điện áp ngắn mạch phần trăm trong từng cuộn. Do cho theo công suất định mức nên điện áp ngắn mạch phần trăm trong từng cuộn dây được tính theo công thức sau: Sau đó tính điện kháng các cuộn dây theo công thức: Thay số vào ta được: Với XT = -0,0312 < 0 và có giá trị tuyệt đối không đáng kể so với XC và XH nên để đơn giản trong tính toán có thể bỏ qua điện kháng phía trung. 3. Sơ đồ thay thế tính toán: Biến đổi sơ đồ: X1 = XHT + XD = 0,033 + 0,0347 = 0,0677 W X2 = X3 = XC = 0,0719 W X4 = X5 = XH = 0,128 W X6 = X7 = XF = 0,195 W X8 = X9 = XB + XF = 0,131 + 0,195= 0,326 W W Được sơ đồ rút gọn: 3.1.3.Tính dòng điện ngắn mạch cho từng điểm: 1. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N1: Sơ đồ: Biến đổi sơ đồ: X11 = X12 = X4 + X6 = X5 + X7 = 0,128 + 0,195= 0,323 W W Nhập hai nguồn E1, E2: W Nhập E1,2 với E3,4: W X16 = X13 + X15 = 0,03595 + 0,0811 = 0,117 W Sơ đồ rút gọn cuối cùng: - Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống quy đổi về hệ đơn vị tương đối định mức: 1,848 W Tra đường cong tính toán được: 0,543 kA ; 0,64 kA Trong hệ đơn vị cơ bản: 3,72 kA 4,385 kA - Điện kháng tính toán của nhánh NM quy đổi về hệ đơn vị tương đối định mức: = 3.51 kA > 3 => Dòng ngắn mạch nhánh hệ thống trong hệ đơn vị cơ bản được tính theo công thức: 2,145 kA - Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N1: 2,145+3,72=5,86 kA 2,145+4,385=6,53 kA - Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N1: Trong đó: kxk : là hệ số xung kích, lấy kxk = 1,8. Như vậy được: kA 2. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N2: Sơ đồ: X17 = X1 + X13 = 0,0677 + 0,03595 = 0,1072 W Sơ đồ rút gọn cuối cùng: - Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống quy đổi về hệ đơn vị tương đối định mức: 2,92656 W Tra đường cong tính toán được: 0,372 kA ; 0,34 kA Trong hệ đơn vị cơ bản: 5,098 kA 4,659 kA - Điện kháng tính toán của nhánh NM quy đổi về hệ đơn vị tương đối định mức: =2,433 W Tra đường cong tính toán đối với MF tuabin hơi được: 0,425 kA ; 0,46 kA Trong hệ đơn vị cơ bản: kA 6,928kA - Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N2: 6,4+5,098=11,498 kA 6,928+4,659=11,587 kA - Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N2: kA 3. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N3: Sơ đồ: Sơ đồ rút gọn: W Biến đổi sao sang sơ đồ tam giác thiếu: =0,362 W W Sơ đồ rút gọn cuối cùng: - Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống quy đổi về hệ đơn vị tương đối định mức: =10,86 W > 3 => Dòng ngắn mạch nhánh hệ thống trong hệ đơn vị cơ bản được tính theo công thức: 13,82 kA - Điện kháng tính toán của nhánh NM quy đổi về hệ đơn vị tương đối định mức: =11,144 kA > 3 =>14,432 kA - Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N3: 14,432+13,82=28,25 kA 14,432+13,82=28,25 kA - Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N3: kA 4. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N3’ : Sơ đồ: Xttđm Tra đường cong tính toán với MF tuabin hơi được: ; Trong hệ đơn vị cơ bản: - Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N3’: (lấy kxk = 1,9 vì ngắn mạch tại N3’ là ngắn mạch ở đầu cực MF) 5. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N4: 28,455+28,25=56,705 kA 11,011+28,25=39,261 kA - Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N4: 144,347 kA 6. Bảng kết quả tính toán ngắn mạch: Bảng 3-1 Cấp điện áp (kV) Điểm ngắn mạch I’’(0) (kA) I’’(¥) (kA) ixk (kA) 220 N1 5,86 6,53 14,9 110 N2 11,498 11,587 29,269 10,5 N3 28,25 28,25 71,9 N3’ 28,455 11,011 76,459 N4 56,705 39,261 144,347 3.2. PHƯƠNG ÁN 2 3.2.1. Chọn điểm ngắn mạch Với sơ đồ của phương án 2, ta chọn các điểm ngắn mạch tương tự như ở phương án 1: 3.2.2. Lập sơ đồ thay thế: 1. Chọn các đại lượng cơ bản: Như ở phương án 1. 2.Tính điện kháng của các phần tử: * Điện kháng các phần tử: hệ thống, đường dây, MF, MBA tự ngẫu và MBA hai dây quân bên trung hoàn toàn như phương án 1. * Điện kháng của MBA hai dây quấn bên cao áp: W 3. Sơ đồ thay thế tính toán: Biến đổi sơ đồ: X1 = XHT + XD = 0,033 + 0,0347 = 0,0677 W X2 = X3 = XC = 0,0719 W X4 = X5 = XH = 0,128 W X6 = X7 = XF = 0,195 W X8 = XB1 + XF = 0,131 + 0,195= 0,326 W X9 = XB2 + XF = 0,1375 + 0,195= 0,3325 W Được sơ đồ rút gọn: 3.2.3.Tính dòng điện ngắn mạch cho từng điểm: 1. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N1: Sơ đồ: Biến đổi sơ đồ: X10 = X11 = X4 + X6 = X5 + X7 = 0,128 + 0,195= 0,323 W W Nhập hai nguồn E1, E2: W Nhập E1,2 với E3: W X15 = X12 + X14 = 0,03595 + 0,108 = 0,144 W Nhập E1,2,3 với E4: W Sơ đồ rút gọn cuối cùng: - Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống quy đổi về hệ đơn vị tương đối định mức: W Tra đường cong tính toán được: 0,543 kA ; 0,64 kA Trong hệ đơn vị cơ bản: 3,72 kA 4,385 kA - Điện kháng tính toán của nhánh NM quy đổi về hệ đơn vị tương đối định mức: W Tra đường cong tính toán đối với MF tuabin hơi được: 0,335kA ; 0,37 kA Trong hệ đơn vị cơ bản: 2,52kA 2,786kA - Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N1: 2,52+3,72=6,24 kA 2,786+4,385=7,171 kA - Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N1: =15,884 kA 2. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N2: Sơ đồ: Biến đổi sao (X1, X9, X12) thành tam giác thiếu (X17, X18) : W 0,11W Nhập hai nguồn E1,2,3 với E4: W Sơ đồ rút gọn cuối cùng: - Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống quy đổi về hệ đơn vị tương đối định mức: 3,003W > 3 - Dòng ngắn mạch nhánh hệ thống trong hệ đơn vị cơ bản được tính theo công thức: =4,564 kA - Điện kháng tính toán của nhánh NM quy đổi về hệ đơn vị tương đối định mức: 3,3 > 3 W => =4,564 kA - Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N2: 9,128 kA 9,128 kA - Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N2: =23,236 kA 3. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N3: Sơ đồ: Sơ đồ rút gọn: W Biến đổi sao (X1, X9, X12) thành tam giác thiếu (X21, X22): =0,1145 W W Nhập hai nguồn E2,3 và E4 : W Biến đổi sao (X4, X21, X23) thành tam giác thiếu (X24, X25): =0,358 W =0,3948 W - Điện kháng tính toán của nhánh hệ thống quy đổi về hệ đơn vị tương đối định mức: 14,687 > 3 - Dòng ngắn mạch nhánh hệ thống trong hệ đơn vị cơ bản được tính theo công thức: =10,22 kA - Điện kháng tính toán của nhánh NM quy đổi về hệ đơn vị tương đối định mức: 11,547 W => =13,927 kA - Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N3: 24,147 kA 24,147 kA - Dũng ngắn mạch xung kích tại điểm N3: 61,468 kA 4. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N3’ : Sơ đồ: Theo phương án 1: - Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N3’: 5. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N4: 28,455+24,147=52,602 kA 11,011+24,147=35,158 kA - Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N4: 132,528 kA 6. Bẳng tổng kết tính toán ngắn mạch Bảng 3-2 Cấp điện áp (kV) Điểm ngắn mạch I’’(0) (kA) I’’(¥) (kA) ixk (kA) 220 N1 6,24 7,171 15,884 110 N2 9,128 9,128 23,236 10,5 N3 24,147 24,147 61,468 N3’ 28,455 11,011 76,459 N4 52,602 35,158 132,528 CHƯƠNG V SO SÁNH KINH TẾ - KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 5.1.TÍNH TOÁN DÒNG CƯỠNG BỨC 5.1.1.Phương án 1: 1.Cấp điện áp cao 220kV: * Đường dây kép về hệ thống: Phụ tải cực đại phát về hệ thống: 148,78 MVA =0,39 kA * Phía cao áp của MBA tự ngẫu T1 và T2: Công suất qua phía cao của MBA liên lạc: - Chế độ bình thường: MVA - Chế độ sự cố hỏng một MBA bên trung: MVA - Chế độ hỏng một MBA tự ngẫu: MVA; MVA kA Vậy dòng điện cưỡng bức lớn nhất phía 220kV là kA 2. Cấp 110kV: * Đường dây phụ tải trung áp:Gồm có 2 đường dây kép và 2 đường dây đơn có công suất Pmax=110MW chia đều cho các mạch, cosj = 0,85: - Đường dây đơn: =0,113kA - Đường dây kép: =0,113kA * Phía trung áp các MBA liên lạc: Công suất qua phía trung của MBA liên lạc: - Chế độ bình thường: 35,168 kA - Chế độ sự cố hỏng một MBA bên trung: 27,706 kA - Chế độ hỏng một MBA tự ngẫu: 18,57 kA; 70,336 kA 0,369 kA - Bộ MF – MBA hai dây quấn: Vậy dòng cưỡng bức ở cấp 110kV là: Icb4 = 0,413kA 3. Cấp điện áp MF: 5.1.2.Phương án 2: 1.Cấp điện áp cao 220kV: * Đường dây kép về hệ thống: =0,39 kA * Phía cao áp của MBA tự ngẫu T1 và T2: Công suất qua phía cao của MBA liên lạc: - Chế độ bình thường: MVA - Chế độ sự cố hỏng một MBA bên trung: MVA - Chế độ hỏng một MBA tự ngẫu: MVA; MVA 0,164 kA * Phía cao của MBA nối bộ 2 dây quấn: Vậy dòng điện cưỡng bức lớn nhất phía 220kV là 0,39 kA 2. Cấp 110kV: * Đường dây phụ tải trung áp: Gồm có 2 đường dây kép và 2 đường dây đơn - Đường dây đơn: =0,113kA - Đường dây kép: =0,113kA * Phía trung áp các MBA liên lạc: Công suất qua phía trung của MBA liên lạc: - Chế độ bình thường: MVA - Chế độ sự cố hỏng một MBA bên trung: MVA - Chế độ hỏng một MBA tự ngẫu: MVA; MVA 0,339 kA - Bộ MF – MBA hai dây quấn: Vậy dòng cưỡng bức ở cấp 110kV là: Icb6 = 0,4131kA 3. Cấp điện áp MF: 5.1.3. Tổng kết tính toán dòng điện cưỡng bức: Bảng 4-1 Cấp điện áp (kV) 220 110 10,5 Dòng điện cưỡng bức (kA) Phương án 1 0,39 0,413 4,33 Phương án 2 0,39 0,413 4,33 5.2. CHỌN MÁY CẮT VÀ SƠ ĐỒ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 5.2.1. Chọn máy cắt: Dựa vào cấp điện áp và dũng điện làm việc cưỡng bức của các mạch ta tiến hành chọn máy cắt cho các mạch. Để thuận tiện cho vận hành và lắp đặt ta chọn một loại máy cắt cho các mạch cung cấp điện áp. Các máy cắt được chọn theo điều kiện sau: - Điện áp định mức của máy cắt: UđmMC ³ Uđmmạng - Dòng điện định mức: IđmMC ³ Icb - Ổn định nhiệt: Trong đó: Inh – Dòng ổn địng nhiệt định mức tnh – Thời gian ổn định nhiệt định mức BN – Xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch - Ổn định động: iôđđ ³ ixk - Điều kiện cắt: dòng điện cắt định mức không lớn hơn dũng ngắn mạch ban đầu: Icđm ³ I”(0) Từ các điều kiện trên kết hợp với bảng tổng kết kết quả tính toán ngắn mạch (bảng 3-1 và 3-2) và bảng tổng kết kết quả tính toán dòng điện làm việc cưỡng bức (bảng 4-1), tra TL2 ta chọn được máy cắt cho các phương án như sau: Bảng 4-2 PA Cấp điện áp Thông số tính toán Loại máy cắt Thông số máy cắt Icb (kA) I” (kA) ixk (kA) Uđm (kV) I đm (kA) Icắt (kA) ilđđ (kA) 1 220 0,39 6,53 14,9 3AQ1 245 4 40 100 110 0,413 11,587 29,269 3AQ1 123 4 40 100 10,5 4,33 56,705 144,347 8BK40 12 5 63 160 2 220 0,39 7,171 15,884 3AQ1 245 4 40 100 110 0,413 9,128 23,236 3AQ1 123 4 40 100 10,5 4,33 52,602 132,528 8BK40 12 5 63 160 5.2.2. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối: Do nhà máy luôn phát công suất lên hệ thống và lượng công suất phát lên hệ thống tương đối lớn nên vai trò của nhà máy đối với hệ thống là quan trọng. Vì vậy mạch phân phối cấp điện áp 220kV cần có độ tin cậy cao. Mặt khác, các thiết bị (máy cắt) ở cấp điện áp 220kV lại đắt tiền nên cần tiết kiệm thiết bị. Vì những lý do đó nên ta chọn sơ đồ hai thanh góp. Đối với thanh góp 110kV, cấp điện cho 6 đường dây, phụ tải trung áp chiếm phần lớn công suất nhà máy và số mạch nối vào thanh góp này tương đối nhiều. Do đó, ta dựng hệ thống hai thanh góp có đường vũng làm sơ đồ thiết bị phân phối cho cấp điện áp 110kV của nhà máy. Sơ đồ thiết bị phân phối cho các phương án như sau: Phương án 1: Phương án 2: 5.3.TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 5.3.1.Các chỉ tiêu đánh giá Khi tính kinh tế của phương án ta chỉ xét đến vốn đầu tư và chi phía vận hành hàng năm. Thực tế cũng cần phải tính đến chi phí nhiên liệu. Chi phí này nói chung là ít khác nhau giữa các phương án nên có thể bỏ qua . Vốn đầu tư: Thực tế chênh lệch vốn đầu tư vào thiết bị giữa các phương án chủ yếu phụ thuộc vào chênh lệc vốn đầu tư của các MBA và các mạch của thiết bị phân phối chủ yếu là MC và DCL. Tuy nhiên số lượng dao cách ly hai phương án khác nhau không nhiều và giá DCL không đáng kể so với MBA và MC Vốn đầu tư của một phương án được tính như sau : V = VB + VTBPP Trong đó: VB - vốn đầu tư MBA, được tính theo công thức : Với: Vb - tiền mua MBA. KB - hệ số tính dến chi phí vân chuyển và xây lắp MBA , phụ thuộc vào công suât định mức và điện áp MBA. VTBPP - vốn đầu tư xây dựng thiết bị phân phối được tính theo công thức : Với: VTBPPi – Giá thành mỗi mạch TBPP cấp điện áp i. ni - số mạch cấp điện áp i 2. Chi phí vận hành hàng năm: Chi phí vận hành hàng năm của mỗi phương án được xác định theo công thức sau: P = Pk + Pt + Pp Trong đó: Pk - tiền khấu hao về vốn đầu tư và sửa chữa lớn, được xác định theo công thức : Với a là định mức khấu hao phần trăm, lấy a=8,4%. Pt – Chi phí do tổn thất hàng năm của thiết bị điện, xác định theo công thức : với b - Giá thành trung bình điện năng trong hệ thống điện, lấy b=600VNĐ/kWh. DA - tổn thất hàng năm trong các thiết bị điện, chủ yếu là tổn thất trong MBA. Pp – Chi phí phục vụ thiết bị (sửa chữa và bảo dưỡng định kỳ, trả lương công nhân.). Chi phí này đáng kể so với chi phí sản xuất, nó cũng ít khác nhau giữa các phương án có thể bỏ qua. 5.3.2. Tính toán cụ thể cho từng phương án 1. Phương án I : a. Vốn đầu tư cho thiết bị: * Vốn đầu tư cho MBA: Phương án I sử dụng các loại MBA với giá thành cho dưới bảng sau: Bảng 4-3 Loại MBA Số lượng (cái) Đơn giá (109VNĐ/cái) KB AÄệTH-160000/220 2 8,3 1,4 TÄệ-80000/110 2 3 1,5 * Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối theo từng cấp điện áp được cho trong bảng sau: Bảng 4-4 Cấp điện áp (KV) Loại máy căt Số lượng (cái) Đơn giá (109VNĐ/cái) Thành tiền (109VNĐ/cái) 220 3AQ1 5 1,3 6,5 110 3AQ1 12 0,8 9,6 10,5 8BK40 2 0,48 0,96 Tổng vốn đầu tư cho thiết bị phân phối : VNĐ Tổng vốn đầu tư cho phương án I : VNĐ b. Tính chi phí vận hành hàng năm - Chi phí do tổn thất điện năng Với DA = 12502,14MWh = 12,05214.103 kWh. Vậy: =7,5.VNĐ - Khấu hao vận hành hàng năm và sửa chữa lớn: VNĐ Vậy chi phí vận hành hàng năm của phương án I là: VNĐ 2. Phương án 2: a. Vốn đầu tư cho thiết bị: * Vốn đầu tư cho MBA: Phương án II sử dụng các loại MBA với giá thành cho dưới bảng sau: Bảng 4-5 Loại MBA Số lượng (cái) Đơn giá (109VNĐ/cái) KB AÄệTH-160000/220 2 8,3 1,4 TÄệ-80000/220 1 3,6 1,4 TÄệ-80000/110 1 3 1,5 Tổng vốn đầu tư mua MBA ( kể cả chi phí chuyên chở, xây lắp) của phương án II là : VNĐ * Vốn đầu tư cho thiết bị phân phôi Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối theo từng cấp điện áp được cho trong bảng sau: Bảng 4-6 Cấp điện áp (kV) Loại máy cắt Số lượng (cái) Đơn giá (109VNĐ/cái) Thành tiền (109VNĐ/cái) 220 3AQ1 6 1,3 7,8 110 3AQ1 11 0,8 8,8 10,5 8BK40 2 0,48 0,96 Tổng vốn đầu tư cho thiết bị phân phối: VNĐ Tổng vốn đầu tư cho phương án 1: VNĐ b. Tính chi phí vận hành hàng năm: Chi phớ do tổn thất điện năng: với DA = 8566,48MWh =8566,43.103 kWh. Vậy: VNĐ Khấu hao vận hành hàng năm và sửa chữa lớn: VNĐ Vậy chi phớ vận hành hàng năm của phương án II là: VNĐ 5.4.CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU. Từ các kết quả tính toán các chỉ tiêu kinh tế cho 2 phương án, lập được bảng so sánh về mặt kinh tế giữa 2 phương án: Bảng 4-7 Phương án Vốn đầu tư (109VNĐ) Chi phí vận hành hàng năm (109VNĐ) 1 49,3 11,64 2 50,43 9,367 (năm) Như vậy phương án II tỏ ra ưu thế hơn phương án I vậy ta chọn phương án II làm phương án thiết kế cho nhà máy điện được giao. CHƯƠNG VI CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 6.1. CHỌN THANH DẪN – THANH GÓP 6.1.1. Chọn thanh dẫn cứng: Để nối từ đầu cực của các MF lên phía hạ áp của MBA sử dụng hệ thống thanh dẫn cứng bằng đồng. 1. Chọn tiết diện thanh dẫn: Tiết diện của thanh dẫn cứng được chọn theo dòng điện làm việc lâu dài cho phép: = Khc.Icp ³ Icb Trong đó: - dòng điện làm việc lâu dài cho phép của thanh dẫn đó được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt thanh dẫn Icb - Dòng điện làm việc cưỡng bức của mạch MF: Icb = 4,33kA. Khc - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ. Giả thiết: nhiệt độ làm việc lâu dài cho phép của thanh dẫn bằng đồng là qcp = 70°C, nhiệt độ môi trường xung quanh là qo’ = 70°C, nhiệt độ tiêu chuẩn là qo = 25°C ta có hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ: Do vậy: Tra bảng 10.3, phụ lục 10, TL2 chọn thanh dẫn bằng đồng, có tiết diện hình máng, các thanh dẫn của 3 pha được đặt trên cùng 1 mặt phẳng nằm ngang. Các thông số như bảng dưới đây: Bảng 5-1 Kích thước (mm) Tiết diện một cực (mm2) Mômen trở kháng (cm3) Mômen quán tính (cm4) Icp cả 2 thanh (A) h b c r Một thanh Hai thanh Một thanh Hai thanh Wx-x Wy-y Wyo-yo Jx-x Jy-y Jyo-yo 125 55 6,5 10 1370 50 9,5 100 290,3 36,7 625 5500 Tiết diện hình máng của thanh dẫn cứng: 2. Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch: Điều kiện kiểm tra ổn định động là ứng suất vật liệu phải nhỏ hơn ứng suất cho phép: Mỗi thanh dẫn hình máng vuông gồm hai thanh dẫn hình chữ U ghép lại với nhau. Do đó, ứng suất trong thanh dẫn bao gồm hai thành phần: Trong đó: - ứng suất do lực điện động giữa các pha tạo ra. - ứng suất do lực điện động trong hai thanh dẫn cựng pha tác động với nhau sinh ra. Với cấp điện áp 10,5kV lấy khoảng cách giữa các pha là a = 45cm, khoảng cách giữa 2 sứ là L = 120cm. a.Xác định ứng suất do lực tác dụng giữa các pha gây ra: Ở chương IV ta đó tính được dòng ngắn mạch xung kích ở mạch MF là: ixk = 76,459 kA * Lực tác dụng lên một thanh nhịp dẫn: kG * Mômen uốn tác dụng lên một nhịp thanh dẫn: kG.cm * Ứng suất tác dụng xuất hiện trong vật liệu thanh dẫn: b. Xác định có cần thiết đặt thêm miếng đệm trung gian hay không: * Lực tác dụng lên một đơn vị dài (cm) của một nhịp thanh dẫn: kG/cm Để đảm bảo ổn định động phải có: So sánh thấy L1 > L = 120cm nên không cần đặt thêm miếng đệm mà thành dẫn đó chọn vẫn đảm bảo ổn định động khi ngắn mạch. c. Kiểm tra có xét đến dao động riêng của thanh dẫn: Tần số riêng của thanh dẫn được xác định theo công thức: Trong đó: E – mômen đàn hồi của vật liệu thanh dẫn, ECu = 1,1.106kG/cm3 Jyo-yo – mômen quán tính đối với trục yo-yo, Jyo-yo = 625cm4. S - tiết diện ngang của thanh dẫn, S = 13,70cm2 g - khối lượng riêng của vật liệu thanh dẫn, gCu = 8,93g/cm3 Vậy: Giá trị này nằm ngoài khoảng tần số cộng hưởng w = (45¸55)Hz và 2w = (90¸110)Hz. Vỡ vậy thanh dẫn đó chọn thỏa mãn điều kiện ổn định động khi xét đến dao động riêng của thanh dẫn. 6.1.2. Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng: 1. Chọn sứ đỡ: Chọn loại sứ đặt trong nhà với điều kiện: Uđm sứ ³ Uđm lưới = 10,5kV. Tra bảng 9-1, phụ lục 9, T