Đồ án Thiết kế nhà máy điện

ố quá tải cho phép. à = 2.1,4.0.5.125 = 175 > SUT max = 78,75 Vậy điều kiện trên được thỏa mãn. Phân bố công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu: =.78,75 = 39,38 MVA = 62,5 - 12,19 -15,04 = 52,65 MVA = 52,65 – 39,38 = 13,27 MVA Trong chế độ này đối với máy biến áp tự ngẫu, công suất truyền từ phía hạ lên phía trung, cao. SCH = 52,65 < = 62,5 MVA à Cuộn hạ không quá tải nên máy biến áp tự ngẫu không quá tải. Công suất thiếu: So với trạng thái làm việc bình thường, vào cùng thời điểm thì công suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng : Sthiếu = SVHT - SB1 - 2.SCC = 119,02 – 57,5 - 2.13,27 = 34,98 MVA Sthiếu < = 294 MVA à hệ thống làm việc ổn định. Như vậy khi máy biến áp bộ bị hư hỏng phụ tải các cấp điện áp không bị ảnh hưởng. Sự cố một máy biến áp liên lạc: Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố máy biến áp tự ngẫu là: trong đó : =1,4 :hệ số quá tải cho phép. à=1,4.0.5.125 + 57,5 = 145 > SUT min = 78,75 MVA Phân bố công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu: =78,75 – 57,5 = 21 MVA = 62,5 – 12,19 -15,04 = 46,55 MVA = 46,55 – 21 = 25,55 MVA Trong chế độ này đối với máy biến áp tự ngẫu, công suất truyền từ phía hạ lên phía trung, cao. 46,55 MVA < = 62,5 MVA Cuộn hạ không quá tải nên máy biến áp tự ngẫu không quá tải. Công suất thiếu: So với trạng thái làm việc bình thường, vào cùng thời điểm thì công suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng: Sthiếu = SVHT – SB1 - SCC = 119,02 – 57,5 – 25,55 = 35,97 MVA Sthiếu < = 294 MVA à hệ thống làm việc ổn định. Như vậy khi một trong hai máy biến áp bộ bị hư hỏng thì máy còn lại không bị quá tải. Phụ tải các cấp điện áp không bị ảnh hưởng. II.2.2.4/ Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp: Đối với máy biến áp hai cuộn dây B1 và B2: Do bộ máy phát điện - máy biến áp làm việc với phụ tải bằng phẳng trong suốt cả năm với Sbộ = 57,5 MVA nên tổn thất điện năng trong mỗi máy biến áp hai cuộn dây có cuộn hạ áp phân chia được tính như sau: DA = DP0.T + DPN..T Trong đó: DP0 - Tổn thất không tải của máy biến áp, kW DPN - Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, kW SBđm – Công suất định mức của máy biến áp kVA T - Thời gian làm việc trong năm ,T = 8760 h Thay số ta được : DAB2 =59.8760+245..8760 = = 2304664,07 kWh » 2304,66 MWh DAB1 =67.8760+300..8760 = = 2776092,34 kWh » 2776,09 MWh Vậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp hai dây quấn là: DAB3,4 = DAB3 + DAB4 = 2304,66 + 2776,09 = 5080,75 MWh. Đối với các biến áp tự ngẫu B1 và B2 Tổn thất điện năng được tính theo công thức DAT = DP0.8760 + 365.å[].ti Trong đó: SdmTN -Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu. DP0 - Tổn thất không tải kW là công suất tải cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm ti trong ngày. là tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cao, trung ,hạ của máy biến áp tự ngẫu: = = = 0,5(290 +-) = 145 kW = = = 0,5(290 +-) = 145 kW = = = 0,5(+ - 290)=435 kW Dựa vào bảng phân bố công suất ta tính được tổn thất trong một máy tự ngẫu như sau: Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Tổng Không tải 657 976,89 Mang tải 40,94 14,49 29,07 26,73 62,78 78,00 41,99 25,90 Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu là: DATN1,2 = 2.DATN = 2.976,89 = 1953,78 MWh Như vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phương án I là: DAII = DAB1,2 + DATN1,2 = 5080,75 + 1953,78 = 7034,53 MWh II.2.2.5/ Tính toán dòng cưỡng bức: 1./ Dòng cưỡng bức phía trung áp 220 kV Đường dây kép nối với hệ thống: Dòng làm việc cưỡng bức: Icb1 = kA Phía cao áp máy biến áp bộ B1: Dòng làm việc cưỡng bức: Icb2 = = kA Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu TN1 và TN2: Công suất truyền qua phía cao của máy biến áp liên lạc - Chế độ bình thường: Scb1 = max{SCC bt} = 30,76 MVA - Chế độ hỏng máy biến áp bộ: Scb2 = MVA; Scb3 = MVA - Chế độ hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu: Scb4 = MVA; Scb5 =MVA. Dòng làm việc cưỡng bức: Icb3 = == 0,081 kA Như vậy dòng cưỡng bức phía cao áp là : IcbCA = max{Icb1,Icb2,Icb3} = Icb1 = 0,312 kA 2./ Dòng cưỡng bức phía trung áp: Phía trung áp của máy biến áp liên lạc TN1 và TN2 : Ta có công suất truyền qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu trong các chế độ: Chế độ làm việc bình thường : Scb1 = max(STbt) = 27,5 MVA Chế độ sự cố hỏng bộ máy phát- máy biến áp bên trung áp: Scb2 = SCT UTmax = 56,25 MVA; Scb3 = SCT UTmin = 39,38 MVA Chế độ sự cố hỏng bộ máy phát điện – máy biến áp tự ngẫu : Scb4 = SCT UTmax = 55 MVA; Scb5 = SCT UTmin = 21 MVA Vậy ta có : Icb4 = = = 0,295 kA Bộ máy phát – máy biến áp bên trung: Icb5 = 1,05. = 1,05. = 0,344 kA Đường dây nối với phụ tải điện áp trung: Dòng cưỡng bức trong mạch đường dây kép; Icb3 = = 0,196 kA Như vậy dòng cưỡng bức phía trung áp là : IcbTA = max{Icb4,Icb5,Icb6} = Icb5 = 0,344 kA 3./ Dòng cưỡng bức phía điện áp máy phát: Mạch máy phát: Icb7 = 1,05. = 1,05.= 3,6 kA Như vậy dòng điện làm việc cưỡng bức phía điện áp MF là: IcbF = 3,6 kA CHƯƠNG III TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện cho nhà máy đảm bảo các tiêu chuẩn ổn định động, ổn định nhiệt khi xảy ra ngắn mạch. Dòng điện ngắn mạch dùng để tính toán, lựa chọn các khí cụ điện và đây dẫn là dòng ngắn mạch ba pha. Chọn các đại lượng cơ bản: Ta tính toán ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối cơ bản. Với các đại lượng cơ bản ta chọn như sau (cho cả hai phương án): Chọn Scb = 1000 MVA Chọn điện áp cơ bản bằng điện áp trung bình các cấp: Ucb1 = Utb1 = 10,5 kV à Ucb2 = Utb2 = 115 kV à Ucb3 = Utb3 = 230 kV à III.1/ Phương án 1: III.1.1/ Chọn điểm ngắn mạch: Việc tính toán ngắn mạch là để lựa chọn các khí cụ điện, dây dẫn… Vì vậy trong sơ đồ nối điện của nhà máy cần phải lựa chọn các điểm cụ thể đặc trưng để tính ngắn mạch phục vụ cho việc lựa chọn các thiết bị. Trong sơ đồ này, ta chọn 5 điểm để tính ngắn mạch sau: Điểm N1 : tính toán để chọn khí cụ điện cho mạch 220 kV. Nguồn cung cấp cho điểm N1 là nhà máy điện và hệ thống. Điểm N2 : tính toán để chọn khí cụ điện cho mạch 110 kV. Nguồn cung cấp cho điểm N2 là nhà máy điện và hệ thống. Điểm N3, N4 : tính toán để lựa chọn khí cụ điện cho mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu và mạch máy phát. Nguồn cung cấp cho điểm N3 là máy phát điện MF1. Nguồn cung cấp cho điểm N4 là hệ thống và các máy phát (trừ máy phát MF1). Điểm N5 : tính toán để chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng. Nguồn cung cấp cho điểm N5 là toàn bộ các máy phát và hệ thống. III.1.2/ Xác định điện kháng các phần tử: Điện kháng của hệ thống: = = 0,286 Điện kháng của đường dây kép nối với hệ thống: Do chưa chọn dây dẫn, ta lấy x0 ≈ 0,4 Ω/km. XD = = .0,4.80.= 0,302 Điện kháng của máy biến áp tự ngẫu: Điện áp ngắn mạch của các cuộn: = ==11,5 = == -0,5 ≈ 0 = == 19,5 Điện kháng: == 0,92 = 0 == 1,56 Điện kháng của máy biến áp hai dây quấn: = == 1,667 Điện kháng của máy phát: = = 2,16 III.1.3/ Tính toán ngắn mạch tại các điểm: Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch: 1./Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N1 : Sơ đồ thay thế : Gập đôi sơ đồ và biến đổi: Trong đó : X1 = XHT + XD = 0,286 + 0,302 = 0,588 X2 = (XB + XF)//(XB + XF) = X3 = X4 = X5 = (X4 // X2) + X3 = Dòng ngắn mạch phía hệ thống : kA Điện kháng tính toán của phía nhà máy quy về hệ đơn vị tương đối định mức : Tra đường cong tính toán, ta được: Dòng ngắn mạch tính toán phía nhà máy điện: kA kA Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N1: kA kA Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N2: kA 2./Tính toán dòng ngắn mạch tại N2 : Sơ đồ thay thế: Gập đôi sơ đồ và biến đổi : Trong đó: X1 = XHT + XD = 0,286 + 0,302 = 0,588 X2 = X3 = X4 = X5 = X1 + X3 = 0,588 + 0,46 = 1,048 X6 = X4 // X2 = Dòng ngắn mạch phía hệ thống : kA Điện kháng tính toán của phía nhà máy quy về hệ đơn vị tương đối định mức : Tra đường cong tính toán, ta được: Dòng ngắn mạch tính toán phía nhà máy điện: kA kA Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N2: kA kA Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N2: kA 3./ Tính toán dòng ngắn mạch tại N3 : Sơ đồ thay thế : Điện kháng tính toán của máy phát quy về hệ đơn vị tương đối định mức : Tra đường cong tính toán, ta được: Dòng ngắn mạch tính toán phía nhà máy điện: kA kA Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N3: kA 4./ Tính toán dòng ngắn mạch tại N4: Sơ đồ thay thế: Biến đổi sơ đồ: Trong đó: X1 = XHT + XD = 0,286 + 0,302 = 0,588 X2 = (XB + XF)//(XB + XF) = X3 = XH + XF = 1,56 + 2,16 = 3,72 X4 = X5 = X3 // X2 = Biến đổi Y-Δ (bỏ nhánh nỗi giữa hệ thống và EF2,3,4) : X6 = X4 + XH + = 1,048 + 1,56 + =3,91 X7 = X5 + XH + = 1,26 + 1,56 + = 4,7 Dòng ngắn mạch phía hệ thống : kA Điện kháng tính toán của phía nhà máy quy về hệ đơn vị tương đối định mức: Tra đường cong tính toán, ta được: Dòng ngắn mạch tính toán phía nhà máy điện: kA kA Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N4: kA kA Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N4: kA 5./Tính toán dòng ngắn mạch tại N5: Sơ đồ thay thế: Dễ dàng thấy rằng: IN5 = IN3 + IN4 Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N5: kA kA Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N5: kA Bảng tổng kết tính toán ngắn mạch Cấp điện áp Điểm ngắn mạch I"(0), kA I"(∞), kA ixk, kA 220 N1 6,01 5,69 15,3 110 N2 10,17 7,91 25,89 10 N3 26,12 9,28 70,11 N4 25,62 26,96 65,22 N5 51,74 36,24 135,33 III.2/ Phương án 2: III.2.1/ Chọn điểm ngắn mạch: Việc tính toán ngắn mạch là để lựa chọn các khí cụ điện, dây dẫn… Vì vậy trong sơ đồ nối điện của nhà máy cần phải lựa chọn các điểm cụ thể đặc trưng để tính ngắn mạch phục vụ cho việc lựa chọn các thiết bị. Trong sơ đồ này, ta chọn 5 điểm để tính ngắn mạch sau: Điểm N1 : tính toán để chọn khí cụ điện cho mạch 220 kV. Nguồn cung cấp cho điểm N1 là nhà máy điện và hệ thống. Điểm N2 : tính toán để chọn khí cụ điện cho mạch 110 kV. Nguồn cung cấp cho điểm N2 là nhà máy điện và hệ thống. Điểm N3, N4 : tính toán để lựa chọn khí cụ điện cho mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu và mạch máy phát. Nguồn cung cấp cho điểm N3 là máy phát điện MF1. Nguồn cung cấp cho điểm N4 là hệ thống và các máy phát (trừ máy phát MF1). Điểm N5 : tính toán để chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng. Nguồn cung cấp cho điểm N5 là toàn bộ các máy phát và hệ thống. III.2.2/ Xác định điện kháng các phần tử: Điện kháng của hệ thống: = = 0,286 Điện kháng của đường dây kép nối với hệ thống: Do chưa chọn dây dẫn, ta lấy x0 ≈ 0,4 Ω/km. XD = = .0,4.80.= 0,302 Điện kháng của máy biến áp tự ngẫu: Điện áp ngắn mạch của các cuộn: = ==11,5 = == -0,5 ≈ 0 = == 19,5 Điện kháng: == 0,92 = 0 == 1,56 Điện kháng của máy biến áp hai dây quấn phía điện áp trung: = == 1,667 Điện kháng của máy biến áp hai dây quấn phía điện áp cao: = == 2,109 = == 1,667 Điện kháng của máy phát: = = 2,16 III.2.3/ Tính toán ngắn mạch tại các điểm: Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch: 1./Tính dòng ngắn mạch tại N1: Sơ đồ thay thế: Biến đổi rút gọn sơ đồ: Trong đó: X1 = XHT + XD = 0,286 + 0,302 = 0,588 X2 = XB1 + XF = 2,109 + 2,16 = 4,269 X3 = XB2 + XF = 1,667 + 2,16 = 3,827 X4 = X5 = XH + XF = 1,56 + 2,16 = 3,72 = à X6 = 1,252 X7 = (XC//XC) + X6 = X8 = (X7 // X2) = Dòng ngắn mạch phía hệ thống : kA Điện kháng tính toán của phía nhà máy quy về hệ đơn vị tương đối định mức : Tra đường cong tính toán, ta được: Dòng ngắn mạch tính toán phía nhà máy điện: kA kA Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N1: kA kA Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N2: kA 2./ Tính toán dòng ngắn mạch tại N2: Biến đổi và rút gọn sơ đồ: Trong đó: X1 = XHT + XD = 0,286 + 0,302 = 0,588 X2 = XB1 + XF = 2,109 + 2,16 = 4,269 X3 = XB2 + XF = 1,667 + 2,16 = 3,827 X4 = X5 = XH + XF = 1,56 + 2,16 = 3,72 = à X6 = 1,252 X7 = (XC//XC) = Biến đổi Y-Δ (bỏ nhánh nỗi giữa hệ thống và EF1) : X8 = X1 + X7 + = 0,588 + 0,46 + = 1,11 X9 = X2 + X7 + = 4,269 + 0,46 + = 8,069 X10 = (X6 // X9) = Dòng ngắn mạch phía hệ thống : kA Điện kháng tính toán của phía nhà máy quy về hệ đơn vị tương đối định mức : Tra đường cong tính toán, ta được: Dòng ngắn mạch tính toán phía nhà máy điện: kA kA Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N2: kA kA Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N2: kA 3./ Tính toán dòng ngắn mạch N3: Sơ đồ thay thế : Điện kháng tính toán của máy phát quy về hệ đơn vị tương đối định mức : Tra đường cong tính toán, ta được: Dòng ngắn mạch tính toán phía nhà máy điện: kA kA Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N3: kA 4./ Tính toán dòng ngắn mạch tại N4: Sơ đồ thay thế: Biến đổi và rút gọn sơ đồ: Trong đó: X1 = XHT + XD = 0,286 + 0,302 = 0,588 X2 = XB1 + XF = 2,109 + 2,16 = 4,269 X3 = XB2 + XF = 1,667 + 2,16 = 3,827 X4 = XH + XF = 1,56 + 2,16 = 3,72 X5 = XH = 1,56 X6 = X3 // X4 = X7 = (XC//XC) = Biến đổi Y-Δ (bỏ nhánh nỗi giữa hệ thống và EF1) : X8 = X1 + X7 + = 0,588 + 0,46 + = 1,11 X9 = X2 + X7 + = 4,269 + 0,46 + = 8,069 X10 = X6 // X9 = Biến đổi Y-Δ (bỏ nhánh nỗi giữa hệ thống và EF1) : X11 = X5 + X10 + = 1,56 + 1,529 + = 5,323 X12 = X5 + X8 + = 1,56 + 1,11 + = 3,803 Dòng ngắn mạch phía hệ thống : kA Điện kháng tính toán của phía nhà máy quy về hệ đơn vị tương đối định mức: Tra đường cong tính toán, ta được: Dòng ngắn mạch tính toán phía nhà máy điện: kA kA Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N4: kA kA Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N4: kA 5./ Tính toán dòng ngắn mạch tại N5: Sơ đồ thay thế: Dễ dàng thấy rằng: IN5 = IN3 + IN4 Dòng ngắn mạch tổng hợp tại N5: kA kA Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N5: kA Bảng tổng kết kết quả tính toán ngắn mạch: Cấp điện áp Điểm ngắn mạch I"(0), kA I"(∞), kA ixk, kA 220 N1 6,38 5,68 16,25 110 N2 8,84 7,4 22,5 10 N3 26,12 9,28 70,11 N4 24,77 26,32 63,05 N5 50,89 35,6 133,61 CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU IV.1/ Chọn máy cắt: Chủng loại máy cắt điện được chọn phù hợp với nơi đặt và nhiệm vụ của nó. Thông thường các máy cắt cùng cấp điện áp được chọn cùng chủng loại với nhau. Các máy cắt điện được chọn theo những điều kiện sau: Điện áp định mức của máy cắt UMCđm phải lớn hơn hoặc bằng điện áp của mạng điện UMCđm ≥ Uđm mạng Dòng điện định mức của máy cắt IMCđm phải lớn hơn hoặc bằng dòng làm việc cưỡng bức đi qua máy cắt IMCđm ≥ Icb. Dòng ngắn mạch tính toán IN không được vượt quá dòng điện cắt định mức của máy cắt (Icđm) Icđm ≥ IN. Dòng điện ổn định động lực điện thỏa mãn Iđ.đm ≥ixk Điều kiện ổn định nhiệt Đối với những máy cắt có dòng định mức IMCđm ≥ 1000A thì khả năng ổn định nhiệt khá lớn nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt. IV.1.1/ Chọn máy cắt cho phương án 1: Phía điện áp cao 220kV: Theo kết quả tính toán: kA; kA; kA. Tra tài liệu, ta chọn các máy cắt điện dùng khí SF6 loại 3AQ1 của SIEMENS với các thông số chính cho ở bảng dưới. Phía điện áp trung 110kV: Theo kết quả tính toán trong các phần trước: kA; kA ; kA. Tra tài liệu, ta chọn các máy cắt điện dùng khí SF6 loại 3AQ1 của SIEMENS với các thông số chính cho ở bảng dưới. Phía điện áp hạ 10,5kV: Theo các kết quả tính toán trong các phần trước: kA; kA ; kA Tra tài liệu, ta chọn các máy cắt điện dùng không khí loại 8BK41 của SIEMENS với các thông số chính cho ở bảng dưới. Điểm ngắn mạch Tên mạch điện Thông số tính toán Loại máy cắt Thông số của máy cắt Uđm kV Icb kA I"(0) kA Ixk kA Uđm kV Iđm kA Icắt kA Iôđđ kA N1 Cao áp 220 0,312 6,01 15,3 3AQ1 245 4 40 100 N2 Trung áp 110 0,344 10,17 25,89 3AQ2 123 4 40 100 N3 Hạ áp 10,5 3,6 26,12 70,11 8BK41 12 12,5 80 225 IV.1.2/ Chọn máy cắt cho phương án 2: Phía điện áp cao 220kV: Theo kết quả tính toán: kA; kA; kA. Tra tài liệu, ta chọn các máy cắt điện dùng khí SF6 loại 3AQ1 của SIEMENS với các thông số chính cho ở bảng dưới. Phía điện áp trung 110kV: Theo kết quả tính toán trong các phần trước: kA; kA ; kA. Tra tài liệu, ta chọn các máy cắt điện dùng khí SF6 loại 3AQ1 của SIEMENS với các thông số chính cho ở bảng dưới. Phía điện áp hạ 10,5kV: Theo các kết quả tính toán trong các phần trước: kA; kA ; kA Tra tài liệu, ta chọn các máy cắt điện dùng không khí loại 8BK41 của SIEMENS với các thông số chính cho ở bảng dưới. Điểm ngắn mạch Tên mạch điện Thông số tính toán Loại máy cắt Thông số của máy cắt Uđm kV Icb kA I"(0) kA Ixk kA Uđm kV Iđm kA Icắt kA Iôđđ kA N1 Cao áp 220 0,312 6,38 16,25 3AQ1 245 4 40 100 N2 Trung áp 110 0,344 8,84 22,5 3AQ2 123 4 40 100 N3 Hạ áp 10,5 3,6 26,12 70,11 8BK41 12 12,5 80 225 IV.2/ Chọn dao cách ly: Tùy thuộc vào vị trí và chức năng của dao cách ly mà lựa chọn loại dao cách ly đặt trong nhà hay ngoài trời, dao cách ly có nối đất hay không. Các dao cách ly cùng cấp điện áp cũng thường được chọn cùng chủng loại. Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức UCL đm ≥ Uđm mạng Dòng điện định mức ICL đm ≥ Icb Dòng điện ổn định lực động điện thỏa mãn Iđ.đm ≥ ixk Điều kiện ổn định nhiệt Đối với những dao cách ly có dòng định mức Iđm ≥ 1000 A thì không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt. IV.2.1/ Chọn dao cách ly cho phương án 1: Phía điện áp cao 220kV: Theo kết quả tính toán: kA;kA. Tra tài liệu, ta chọn các dao cách ly quay trong mặt phẳng ngang loại SGC do hãng SCHNEIDER chế tạo với các thông số chính cho ở bảng dưới. Phía điện áp trung 110kV: Theo kết quả tính toán trong các phần trước: kA; kA. Tra tài liệu, ta chọn các dao cách ly quay trong mặt phẳng ngang loại SGCP do hãng SCHNEIDER chế tạo với các thông số chính cho ở bảng dưới. Phía điện áp hạ 10,5kV: Theo các kết quả tính toán trong các phần trước: kA; kA Tra tài liệu, ta chọn các dao cách ly đặt trong nhà loại do hãng SCHNEIDER chế tạo với các thông số chính cho ở bảng dưới. Tên mạch điện Thông số tính toán Loại dao cách ly Thông số của dao cách ly Uđm kV Icb kA Ixk kA Uđm kV Iđm kA Iôđđ kA Cao áp 220 0,312 15,3 SGC-245/1250 245 1,25 80 Trung áp 110 0,344 25,89 SGCP-123/1250 123 4 100 Hạ áp 10 3,6 65,22 PBK-10/5000 10 5 200 IV.2.2/ Chọn dao cách ly cho phương án 2: Phía điện áp cao 220kV: Theo kết quả tính toán:kA;kA. Tra tài liệu, ta chọn các dao cách ly quay trong mặt phẳng ngang loại SGC do hãng SCHNEIDER chế tạo với các thông số chính cho ở bảng dưới. Phía điện áp trung 110kV: Theo kết quả tính toán trong các phần trước: kA; kA. Tra tài liệu, ta chọn các dao cách ly quay trong mặt phẳng ngang loại SGCP do hãng SCHNEIDER chế tạo với các thông số chính cho ở bảng dưới. Phía điện áp hạ 10,5kV: Theo các kết quả tính toán trong các phần trước: kA; kA Tra tài liệu, ta chọn các dao cách ly đặt trong nhà loại do hãng SCHNEIDER chế tạo với các thông số chính cho ở bảng dưới. Tên mạch điện Thông số tính toán Loại dao cách ly Thông số của dao cách ly Uđm kV Icb kA Ixk kA Uđm kV Iđm kA Iôđđ kA Cao áp 220 0,312 16,25 SGC-245/1250 245 1,25 80 Trung áp 110 0,344 22,5 SGCP-123/1250 123 4 100 Hạ áp 10 3,6 63,05 PBK-10/5000 10 5 200 IV.3/ Chọn sơ đồ thiết bị phân phối: Phía cao áp gồm có 2 lộ đường dây về hệ thống 220kV, không có phụ tải cấp điện áp cao. Phía cao áp này ta sử dụng sơ đồ thiết bị phân phối hai hệ thống thanh góp. Phía trung áp 110kV gồm 1 đường dây kép và 4 dây đơn, tương đương với 6 lộ dây. Nhà máy được thiết kế chủ yếu cung cấp cho phụ tải cấp này nên phía này sử dụng sơ đồ thiết bị phân phối hai hệ thống thanh góp có thanh góp vòng. IV.4/ Tính toán kinh tế - kỹ thuật chọn phương án tối ưu: Để tính toán so sánh kinh tế - kỹ thuật, ta cần dựa vào 2 tiêu chí chính là vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm của mỗi phương án. Vốn đầu tư: Khi xét đến vốn đầu tư của mỗi phương án chỉ xét đến máy biến áp và máy cắt vì đây là 2 thiết bị có giá thành đắt và chiếm đa số trong tổng chi phí của phương án. Trong đó: vB: vốn đầu tư cho máy biến áp KB: hệ số tính đến chi phí vận chuyển và xây lắp máy biến áp. Hệ số này phụ thuộc vào điện áp định mức của cuộn cao áp và công suất định mức của máy biến áp. VTBPP: vốn đầu tư cho thiết bị phân phối. Chi phí vận hành hàng năm P được xác định theo công thức: Trong đó: Pk: tiền khấu hao về vốn đầu tư và sửa chữa lớn. Pk được xác định theo công thức: a (%): định mức khấu hao, ở Việt Nam lấy a = 8,4% V: vốn đầu tư cho một phương án Pt: chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong các thiết bị điện. Pt được xác định theo công thức: β: giá thành trung bình điện năng trong hệ thống điện, ta lấy β = 600 VNĐ/kWh ΔA: tổn thất điện năng hàng năm trong các thiết bị điện (kWh), chủ yếu là tổn thất trong máy biến áp. Pp: chi phí phục vụ thiết bị (sửa chữa và bảo dưỡng định kỳ, trả lương công nhân, ... ). Chi phí này không đáng kể so với chi phí sản xuất. Nó cũng ít khác nhau giữa các phương án. Do đó khi đánh giá hiệu quả các phương án có thể bỏ qua nó. IV.4.1/ Phương án 1: 1./ Vốn đầu tư cho thiết bị: Vốn đầu tư cho máy biến áp: Phương án 1 sử dụng các máy biến áp với giá thành cho ở bảng dưới: Loại máy biến áp Số lượng (cái) Đơn giá (109 VNĐ) KB ATДЦTH-125000/230 2 7,4 1,4 TPДЦ-63000/115 2 3,64 1,5 Tổng vốn đầu tư mua máy biến áp cho phương án 1 là: VB = (2.1,4.7,4 + 2.1,5.3,64).109 = 31,52.109 VNĐ Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối: Giá thành của các thiết bị phân phối cho ở bảng dưới: Cấp điện áp Kiểu máy cắt Số lượng (cái) Đơn giá (109 VNĐ) Tổng (109 VNĐ) 220 3AQ1 5 1,28 6,4 110 3AQ1 12 0,8 9,6 10,5 8BK41 2 0,48 0,96 Tổng vốn đầu tư cho thiết bị phân phối: VTBPP = (6,4 + 9,6 + 0,96).109 = 16,96.109 VNĐ Tổng vốn đầu tư cho phương án 1: V1 = VB + VTBPP = (31,52 + 16,96).109 = 48,48.109 VNĐ 2./ Tính chi phí vận hành hàng năm: Chi phí do tổn thất điện năng: Khấu hao vận hành hàng năm và sửa chữa lớn: Chi phí vận hành hàng năm: P1 = Pt +Pk = (4 + 4,07). 109 = 8,07 . 109 VNĐ IV.4.1/ Phương án 2: 1./ Vốn đầu tư cho thiết bị: Vốn đầu tư cho máy biến áp: Phương án 1 sử dụng các máy biến áp với giá thành cho ở bảng dưới: Loại máy biến áp Số lượng (cái) Đơn giá (109 VNĐ) KB ATДЦTH-125000/230 2 7,4 1,4 TДЦ-63000/242 1 4,36 1,4 TPДЦ-63000/115 1 3,64 1,5 Tổng vốn đầu tư mua máy biến áp cho phương án 1 là: VB = (2.1,4.7,4 + 1,4.4,36 + 1,5.3,64).109 = 32,22.109 VNĐ Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối: Giá thành của các thiết bị phân phối cho ở bảng dưới: Cấp điện áp Kiểu máy cắt Số lượng (cái) Đơn giá (109 VNĐ) Tổng (109 VNĐ) 220 3AQ1 6 1,28 7,68 110 3AQ1 11 0,8 8,8 10,5 8BK41 2 0,48 0,96 Tổng vốn đầu tư cho thiết bị phân phối: VTBPP = (7,68 + 8,8 + 0,96).109 = 17,44.109 VNĐ Tổng vốn đầu tư cho phương án 1: V1 = VB + VTBPP = (32,22 + 17,44).109 = 49,66.109 VNĐ 2./ Tính chi phí vận hành hàng năm: Chi phí do tổn thất điện năng: Khấu hao vận hành hàng năm và sửa chữa lớn: Chi phí vận hành hàng năm: P1 = Pt +Pk = (4,22 + 4,17).109 = 8,394.109 VNĐ IV.4.3/ Lựa chọn phương án tối ưu: Từ các kết quả tính toán các chỉ tiêu kinh tế cho 2 phương án, ta thu được bảng so sánh về kinh tế giữa 2 phương án: Phương án Vốn đầu tư 109 VNĐ Chi phí vận hành hàng năm 109 VNĐ 1 48,48 8,07 2 49,66 8,39 Ta nhận thấy phương án 1 có vốn đầu tư ít hơn, chi phí vận hành hàng năm cũng nhỏ hơn. Vì vậy, ta chọn phương án 1 là phương án tối ưu để thiết kế chi tiết. CHƯƠNG V CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN Trong chương này ta tiến hành chọn các dây dẫn và khí cụ điện như máy cắt, dao cách ly, thanh góp, thanh dẫn, sứ đỡ, các máy biến áp đo lường. Các dây dẫn và khí cụ điện được chọn theo điều kiện làm việc bình thường theo nhiệt độ cho phép trong chế độ cưỡng bức và tính toán ổn định động, ổn định nhiệt khi ngắn mạch. V.1/ Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát: V.1.1/ Chọn loại và tiết diện: Theo kết quả tính toán trong phần trên, Icb = 3,6 kA nên ta chọn loại thanh góp hình máng. Tiết diện của thanh góp được chọn theo điều kiện sau: Icp ≥ Trong đó: khc = : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường tại lắp đặt. θcp: nhiệt độ lâu dài cho phép của thanh dẫn bằng đồng, θcp = 70oC θ0: nhiệt độ môi trường xung quanh, θ0 = 35oC θ0đm: nhiệt độ tiêu chuẩn, θ0 = 25oC khc = =0,882 à Icp ≥ =4,082 kA. Tra tài liệu, ta chọn được thanh dẫn bằng đồng, hình máng có sơn. Các thanh dẫn của 3 pha đặt trên cùng 1 mặt phẳng ngang. Kích thước, mm Tiết diện một cực mm2 Mômen trở kháng Mômen quán tính, cm4 Dòng điện cho phép cả hai thanh h b c r Một thanh Hai thanh Một thanh Hai thanh Wx-x Wy-y Wy0-y0 Jx-x Jy-y Jy0-y0 100 45 6 8 1010 27 5,9 58 135 18,5 290 4300 h x c b y y0 y H×nh 6-1 AДЦ-400 AOДЦTH-267 AДЦ-400 3AF2 ~ ~ ~ ~ G4 G1 G2 H×nh 5-1 G3 h y y y b ~ c V.1.2/ Kiểm tra điều kiện ổn định động khi ngắn mạch: 1./ Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Do thanh dẫn có dòng điện cho phép Icp > 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt. 2.