Đồ án Thiết kế phần điện trong nhà máy điện

.288 -39.613 -39.613 -16.938 -16.938 -54.100 16.238 16.238 Công suất đi từ phía cuộn cao và cuộn hạ về phía cuộn trung, cuộn trung mang tải lớn nhất. Ta có Stt = a.SđmTN = 125 MVA Sch = SCH + a.SCC = 71.35 MVA Như vậy Sch < Stt + Công suất thiếu Sthiếu = Svề HT - SCC – Sbộ = 16.563 MVA Bảng2. 2.4 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SthiÕu 3.831 -24.619 -0.406 110.931 107.781 16.563 51.731 3.306 3. Tính tổn thất điện năng: Phân bố công suất: Phân bố công suất trên bộ máy phát – máy biến áp phía trung:Sbộ = Sđmf – 1/n Std Bảng2. 3.1 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 STD 29.750 29.750 30.800 30.800 35.000 31.850 31.850 29.750 Sbộ 117.563 117.563 117.300 117.300 116.250 117.038 117.038 117.563 Trên MBA tự ngẫu liên lạc: Bảng2. 3.2 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Sc 68.738 40.288 39.894 51.231 49.656 32.256 67.425 68.213 St 42.000 68.875 69.006 55.569 56.094 75.856 42.263 42.000 Sh 110.738 109.163 108.900 106.800 105.750 108.113 109.688 110.213 Trên bộ máy phát – máy biến áp phía cao: Sbộ = Sbộtrung Tính tổn thất điện năng: Đối với bộ máy phát – máy biến áp: Công thức tính: DAbộ = DP0.t + DPN..t Bộ máy phát – máy biến áp có DP0 = 100 kW, DPN = 400 kW ta tính giống như phương án 1. Đối với bộ máy phát – máy biến áp có DP0 = 115 kW, DPN = 380 kW cũng từ công thức trên ta có bảng sau (tính trong 1 ngày) Bảng2.3.3 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4 Sbộ = 117.563 117.563 117.300 117.300 116.250 117.038 117.038 117.563 DA = 2.707 0.902 0.899 0.899 0.887 1.793 0.896 1.805 Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc: DAbộ = DP0.t + Với máy biến áp tự ngẫu như đã chọn ở phần trước ta có DP0 =120 kW DPNCT = 520 kW => DPNC = DPNT = DPNH =1/2 DPNCH =260 kW Bảng2.3.4 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4 DA= 1.188 0.392 0.392 0.382 0.380 0.788 0.393 0.789 Tổng tổn thất điện năng trong năm: DA = 11331,404 MWh Ch­¬ng 3 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH I)Tính toán các điện kháng trong hệ đơn vi tương đối: Chọn hệ cơ bản với các đại lượng như sau: Scb = 100 MVA Ucb = Utb các cấp: Trong đó: Cấp 220 kV: Utb220 = 230 kV Cấp 110 kV: Utb110 = 115,5 kV Cấp 10,5 kV: Utb10,5 = 11 kV 1.1)Điện kháng hệ thống. Điện kháng hệ thống trong hệ tương đối cơ bản được tính như sau: 1.2)Tính điện kháng đường dây 220 kV. Dây dẫn nối từ thanh góp cao áp về hệ thống được chọn là loại dây có: Xdây = 0,4 W/km Điện kháng đường dây 220 kV trong hệ tương đối cơ bản: 1.3)Điện kháng máy phát. Trong khi tính ngắn mạch, điện kháng của máy phát được thay thế bằng điện kháng siêu quá độ. Với máy phát TBF-120-2 Có thông số Sđm= 125MVA, cosj=0,8, Iđm= 6,875kA, Uđm= 10,5 kV Xd” = 0,192 và SFđm = 125 MVA ta tính được điện kháng tương đối trong hệ cơ bản : 1.4)Điện kháng máy biến áp 2 cuôn dây. Với MBA loại TДЦ 125 - 121/10,5 ta có: UN% = 10,5% SBđm = 125 MVA Do đó: 1.5)Điện kháng máy biến áp tự ngẫu. Trước hết tính điện kháng ngắn mạch từng cuộn dây: Với MBA tự ngẫu 3 pha loại: ATДЦTH 250 ta có UN.C-T = 11% ; UN.C-H = 32% ; UN.T-H = 20% Từ đó tính được: =0 Điện kháng tương đối định mức các cuộn dây MBA tự ngẫu: II)Tính toán ngắn mạch. Việc lựa chọn điểm ngắn mạch tính toán dựa theo yêu cầu lựa chọn thiết bị điện. Thông thường ở cùng cấp điện áp cao hoặc siêu cao ta chọn thiết bị giống nhau, vì vậy với mỗi cấp điện áp ta xét một điểm ngắn mạch có dòng ngắn mạch lớn nhất để chọn các thiết bị cho cấp điện áp đó. A. PHƯƠNG ÁN 1 N1 N2 N3 N3’ N4 Hình 3.1.1 Với các khí cụ điện cao áp ta xét điểm ngắn mạch N1 trên thanh góp cao áp. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là toàn bộ các máy phát và hệ thống. Với các thiết bị trung áp ta xét điểm ngắn mạch N2 trên thanh góp trung áp của nhà máy với nguồn cấp là hệ thống và toàn bộ các máy phát của nhà máy. Với mỗi mạch máy phát ta xét điểm ngắn mạch N3 với nguồn cấp là các máy phát còn lại và hệ thống; điểm ngắn mạch N3’ với nguồn cấp chỉ là máy phát bị ngắn mạch Đối với mạch tự dùng và phụ tải địa phương xét điểm ngắn mạch N4 với nguồn cung cấp là toàn bộ nhà máy và hệ thống. a)Tính ngắn mạch cho điểm N1. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch EHT X1 X2 N1 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 E1 E2 E3 E4 Hình 3.1.2 Các thông số có các trị số như sau: X1 = XHT = 0,023 X2 = XD = 0,036 X3 = X6 = XC = 0,046 X4 = X7 = XH = 0,082 X5 = X8 = X10 = X12 = XF = 0,154 X9 = X11 = XB = 0,84 Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn: EHT X13 X3 X14 X6 X15 X16 X17 E1 E2 E3 E4 N1 Hình 3.1.3 X13 = X1 + X2 = 0,049 X15 = X14 = X4 + X5 = 0,236 X17 = X16 = X9 + X10 = 0,238 Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau: EHT X13 X18 X19 X20 N1 E12 E34 Hình 3.1.4 Trong đó: Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng: E1234 X21 X13 EHT N1 Hình 3.1.5 Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ hệ thống và từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: IHT*(0) = 0,64 INM*(0) = 2,4 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng điện ngắn mạch tại N1 có trị số: IN1(0) = IHT(0) + INM(0) = 5.14 + 3.01 = 8.15 kA Tính tương tự ta có: IN1(0,1) = 7.44 kA IN1(0,2) = 7.21 kA IN1(0,5) = 6.94kA IN1(1) = 6.918 kA Dòng ngắn mạch xung kích tại N1: ixkN1 = Ö2 .kxk.IN1(0) = Ö2.1,8.8.15 = 20,75 kA b)Tính ngắn mạch cho điểm N2. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch N2 EHT X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 E1 E2 E3 E4 Hình 3.1.6 Các thông số có các trị số như sau: X1 = XHT = 0,023 X2 = XD = 0,036 X3 = X6 = XC = 0,046 X4 = X7 = XH = 0,082 X5 = X8 = X10 = X12 = XF = 0,154 X9 = X11 = XB = 0,084 Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn EHT X13 X3 X14 X6 X15 X16 X17 E1 E2 E3 E4 N2 Hình 3.1.7 X13 = X1 + X2 = 0,059 X14 = X4 + X5 = 0,236 X15 = X7 + X8 = 0,236 X16 = X9 + X10 = 0,238 X17 = X11 + X12 = 0,238 Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau: N2 EHT X13 X18 X19 X20 E12 E34 Hình 3.1.8 Trong đó: Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng: X22 E1234 X21 EHT N2 Hình 3.1.9 X22 = X13 + X18 = 0,059 + 0,023 = 0,082 Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: IHT*(0) = 0,38 INM*(0) = 3.4 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng điện ngắn mạch tại N2 có trị số: IN2(0) = IHT(0) + INM(0) = 6.08+8.49=14.57 kA Tính tương tự ta có: IN2(0,1) = 13.01kA IN2(0,5) = 11.76 kA IN2(1) = 11.577 kA Dòng ngắn mạch xung kích tại N2: IxkN2 = .kxk.IN2(0) = .1,8.14,57 = 37.09 kA c)Tính ngắn mạch cho điểm N3. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch EHT X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 E1 E2 E3 E4 N3 Hình 3.1.10 Các thông số có các trị số như sau: X1 = XHT = 0,023 X2 = XD = 0,036 X3 = X6 = XC = 0,046 X4 = X7 = XH = 0,082 X5 = X8 = X10 = X12 = XF = 0,154 X9 = X11 = XB = 0,084 Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn EHT X13 X3 X4 X6 X15 X16 X17 E1 E2 E3 E4 N3 Hình 3.1.11 X13 = X1 + X2 = 0,023 + 0,036 = 0,059 X15 = X7 + X8 = 0,082 + 0,154 = 0,236 X16 = X9 + X10 = 0,084 + 0,154 = 0,238 X17 = X11 + X12 = 0,084 + 0,154 = 0,238 N3 EHT X13 X18 X15 X20 E2 E34 Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau: Hình 3.1.12 Trong đó : Tiếp tục biến đổi: EHT X21 N3 E234 X4 X22 Hình 3.1.13 X21 = X13 + X18 = 0,059 + 0,023 = 0,082 Biến đổi sao tam giác thiếu ta được X24 E234 X23 EHT N3 Hình 3.1.14 Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Vì XHTtt > 3 nên ta có: IHT*(¥) = IHT*(0) = 1 / XHTtt = 1 / 7.68= 0,13 Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: INM*(0) = 1,07 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng điện ngắn mạch tại N3 có trị số: IN3(0) = IHT(0) + INM(0) = 21.83+28,08= 49,91 kA Dòng ngắn mạch xung kích tại N3: IxkN3 = .kxk.IN3(0) = .1,8.49,91 = 127,05 kA d)Tính ngắn mạch cho điểm N3’. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch E1 X5 N3’ Hình 3.1.15 Trong đó: X5 = XF = 0,154 Điện kháng tính toán từ nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: INM*(0) = IN3’*(0) = 5.4 INM*(¥) = IN3’*(¥) = 2,55 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng ngắn mạch xung kích tại N3’: IxkN3’ = .kxk.IN3’(0) = .1,8.35,42 =90.16 kA e)Tính ngắn mạch cho điểm N4. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch: EHT X1 X2 N1 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 E1 E2 E3 E4 N4 Hình 3.1.16 Dễ dàng nhận thấy dòng ngắn mạch tại N4 chính bằng tổng dòng điện ngắn mạch tại N3 và N3’ : IN4(0) = IN3(0) + IN3’(0) = 43,48 + 35,42 = 78,9 kA ixkN4 = 127,05 + 90,16 = 217,21 kA B. PHƯƠNG ÁN 2: N1 N2 N4 N3’ N3 Hình 3.2.1 Với các khí cụ điện cao áp ta xét điểm ngắn mạch N1 trên thanh góp cao áp. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là toàn bộ các máy phát và hệ thống. Với các thiết bị trung áp ta xét điểm ngắn mạch N2 trên thanh góp trung áp của nhà máy với nguồn cấp là hệ thống và toàn bộ các máy phát của nhà máy. Với mỗi mạch máy phát ta xét điểm ngắn mạch N3 với nguồn cấp là các máy phát còn lại và hệ thống; điểm ngắn mạch N3’ với nguồn cấp chỉ là máy phát bị ngắn mạch Đối với mạch tự dùng và phụ tải địa phương xét điểm ngắn mạch N4 với nguồn cung cấp là toàn bộ nhà máy và hệ thống. E4 a)Tính ngắn mạch cho điểm N1. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch X6 X7 X10 EHT X1 X2 N1 X8 X3 X4 X5 E1 E2 X9 X11 E3 X12 E4 Hình 3.2.2 Các thông số có các trị số như sau: X1 = XHT = 0,023 X2 = XD = 0,036 X3 = X6 = XC = 0,046 X4 = X7 = XH = 0,082 X5 = X8 = X11 = X12 = XF = 0,154 X9 = XBC =0.088 X10 = XBT = 0,084 Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn: EHT X13 X6 X15 X17 X3 X14 E1 E2 X16 E3 E4 N1 Hình 3.2.3 X13 = X1 + X2 = 0,049 X15 = X14 = X4 + X5 = 0,236 X16 = X9 + X11 = 0,242 X17 = X10 + X12 = 0,238 EHT X13 X18 X19 N1 E12 X17 E4 X16 E3 Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau: Hình 3.2.4 Trong đó: EHT X13 X21 N1 E124 X16 E3 EHT X13 X18 X20 N1 E124 X16 E3 Hình 3.2.5 Hình 3.2.6 Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng: E1234 X22 X13 EHT N1 Hình 3.2.7 Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ hệ thống và từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: IHT*(0) = 0,64 INM*(0) = 2,7 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng điện ngắn mạch tại N1 có trị số: IN1(0) = IHT(0) + INM(0) = 5,141 + 3,389 = 8.53 kA Tính tương tự ta có: IN1(0,1) = 7,867 kA IN1(0,2) = 7,345 kA IN1(0,5) = 7,37kA IN1(1) = 7,428 kA Dòng ngắn mạch xung kích tại N1: ixkN1 = Ö2 .kxk.IN1(0) = Ö2.1,8.8,53 = 21,714 kA b)Tính ngắn mạch cho điểm N2. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạchX6 X7 X10 EHT X1 X2 N2 X8 X3 X4 X5 E1 E2 X9 X11 E3 X12 E4 Hình 3.2.8 Các thông số có các trị số như sau: X1 = XHT = 0,023 X2 = XD = 0,036 X3 = X6 = XC = 0,046 X4 = X7 = XH = 0,082 X5 = X8 = X11 = X12 = XF = 0,154 X9 = XBC = 0,088 X11 = XBT = 0,084 Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơnEHT X13 X6 X15 X3 X14 E1 E2 X16 E3 X17 E4 N2 Hình 3.2.9 X13 = X1 + X2 = 0,059 X14 = X4 + X5 = 0,236 X15 = X7 + X8 = 0,236 X16 = X9 + X11 = 0,242 X17 = X10 + X12 = 0,238 N2 EHT X20 X19 E12 X17 E4 X21 E3 N2 EHT X13 X18 X19 E12 X17 E4 X16 E3 Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau: Hình 3.2.10 Hình 3.2.11 Trong đó: Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng: N2 EHT X22 E124 X20 Hình 3.2.12 Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Vì XHTtt =8,768>3 do đó ta có IHT*(¥) = IHT*(0) = 1 / XHTtt = 1 / 8,768= 0,114 Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: INM*(0) = 3.5 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng điện ngắn mạch tại N2 có trị số: IN2(0) = IHT(0) + INM(0) = 1,82+8.75=10,57 kA Tính tương tự ta có: IN2(0,1) = 7,75kA IN2(0,2) = 7,37kA IN2(0,5) = 7,02 kA IN2(1) = 6,772 kA Dòng ngắn mạch xung kích tại N2: IxkN2 = .kxk.IN2(0) = .1,8.10,57= 26,92 kA c)Tính ngắn mạch cho điểm N3. EHT X1 X2 X3 X4 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 E2 E3 E4 N3 Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch Hình 3.2.13 Các thông số có các trị số như sau: X1 = XHT = 0,023 X2 = XD = 0,036 X3 = X6 = XC = 0,046 X4 = X7 = XH = 0,082 X5 = X8 = X10 = X12 = XF = 0,154 X9 = XBC = 0,088 X11 = XBT = 0,084 Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn EHT X13 X3 X4 X6 X14 X15 X16 E2 E3 E4 N3 Hình 3.2.14 X13 = X1 + X2 = 0,023 + 0,036 = 0,059 X14 = X7 + X8 = 0,082 + 0,154 = 0,236 X15 = X9 + X10 = 0,088 + 0,154 = 0,242 X16 = X11 + X12 = 0,084 + 0,154 = 0,238 N3 EHT X13 X18 X17 X15 E3 E24 X4 Ghép song song các nhánh và biến đổi sao tam giác thiếu ta thu được sơ đồ sau: Hình 3.2.15 Trong đó : EHT X19 X20 N3 E3 X4 E24 X17 Tiếp tục biến đổi: Hình 3.2.16 X21 EHT X19 N3 E234 X4 Hình 3.2.17 Biến đổi sao tam giác thiếu ta được X23 E234 X22 EHT N3 Hình 3.2.18 Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Vì XHTtt > 3 nên ta có: IHT*(¥) = IHT*(0) = 1 / XHTtt = 1 / 8,032= 0,125 Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: INM*(0) = 1,04 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng điện ngắn mạch tại N3 có trị số: IN3(0) = IHT(0) + INM(0) = 21.83+21.65=48,204 kA Dòng ngắn mạch xung kích tại N3: IxkN3 = .kxk.IN3(0) = .1,8.48,204= 122,707 kA d)Tính ngắn mạch cho điểm N3’. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch E1 X5 Hình 3.2.19 Trong đó: X5 = XF = 0,154 Điện kháng tính toán từ nhà máy đến điểm ngắn mạch được tính như sau: Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được dòng điện ngắn mạch từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối định mức: INM*(0) = IN3’*(0) = 5.4 ; INM*(¥) = IN3’*(¥) = 2,55 Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số: Dòng ngắn mạch xung kích tại N3’: IxkN3’ = .kxk.IN3’(0) = .1,8.35,42 =90.16 kA e)Tính ngắn mạch cho điểm N4. EHT X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 E1 E2 E3 E4 N4 Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch: Hình 3.2.20 Dễ dàng nhận thấy dòng ngắn mạch tại N4 chính bằng tổng dòng điện ngắn mạch tại N3 và N3’ : IN4(0) = IN3(0) + IN3’(0) = 43,48 + 35,42 = 78,9 kA ixkN4 = 110,68 + 90,16 = 200,84 kA Ch­¬ng 4: TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU Tính toán dòng cưỡng bức: Phương án I: Phía cao: Dòng về hệ thống: Icb = =0,54 kA Máy biến áp tự ngẫu liên lạc: Bảng 4.1 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Bt 108.08 106.51 106.24 117.58 116.531 98.738 133.906 134.431 Icb bt 0.27 0.27 0.27 0.30 0.293 0.248 0.336 0.337 Sự cố bộ 41.21 39.63 39.37 50.71 49.66 31.86 67.03 67.56 Icb bộ 0.10 0.10 0.10 0.13 0.125 0.080 0.168 0.170 Sự cố ll 81.10 77.95 77.69 100.36 99.31 62.94 133.28 133.80 Icb ll 0.20 0.20 0.20 0.25 0.249 0.158 0.335 0.336 Icb = 0,337 kA Phía trung áp: Đường dây: + Đối với đường dây kép: Icb = + Đối với đường dây đơn: Icb = Bộ máy phát – máy biến áp: Icb = 1,05.. Máy biến áp tự ngẫu liên lạc: Bảng 4.2 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Bt 2.66 2.66 2.66 -10.78 -10.78 9.38 -24.22 -24.22 Icb bt 0.01 0.01 0.01 -0.05 -0.051 0.045 -0.116 -0.116 Sự cố bộ 69.53 69.53 69.53 56.09 56.09 76.25 42.66 42.66 Icb bộ 0.33 0.33 0.33 0.27 0.268 0.364 0.204 0.204 Sự cố ll 22.81 22.81 22.81 -4.06 -4.06 36.25 -30.94 -30.94 Icb ll 0.11 0.11 0.11 -0.02 -0.019 0.173 -0.148 -0.148 Icb = 0,364kA Phía hạ áp: Icb = 1,05. Phương án II: Phía cao: Dòng về hệ thống: Icb = =0,54 kA Bộ máy phát – máy biến áp: Icb = 1,05. Máy biến áp tự ngẫu liên lạc: Bảng 4.3 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Bt 68.738 40.288 39.894 51.231 49.656 32.256 67.425 68.213 Icb bt 0.173 0.101 0.100 0.129 0.125 0.081 0.169 0.171 Sự cố bộ 8.644 -19.806 -19.806 -8.469 -8.469 -27.050 8.119 8.119 Icb bộ 0.022 -0.050 -0.050 -0.021 -0.021 -0.068 0.020 0.020 Sự cố ll 17.288 -39.613 -39.613 -16.938 -16.938 -54.100 16.238 16.238 Icb ll 0.043 -0.099 -0.099 -0.043 -0.043 -0.136 0.041 0.041 Icb = 0,173 kA Phía trung áp: Đường dây: + Đối với đường dây kép: Icb = + Đối với đường dây đơn: Icb = Bộ máy phát – máy biến áp: Icb = 1,05.. Máy biến áp tự ngẫu liên lạc: Bảng 4.4 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 Bt 42.000 68.875 69.006 55.569 56.094 75.856 42.263 42.000 Icb bt 0.200 0.329 0.329 0.265 0.268 0.362 0.202 0.200 Sự cố bộ 100.781 127.656 127.656 114.219 114.219 134.375 100.781 100.781 Icb bộ 0.481 0.609 0.609 0.545 0.545 0.641 0.481 0.481 Sự cố ll 85.313 139.063 139.063 112.188 112.188 152.500 85.313 85.313 Icb ll 0.407 0.664 0.664 0.535 0.535 0.728 0.407 0.407 => Icb = 0,728 kA Phía hạ áp: Icb = 1,05. Chọn máy cắt sơ bộ: Điều kiện chọn máy cắt: UđmMC ³ Ulưới IđmMC ³ ICB Phương án I: Ta chän ®­îc c¸c MC theo b¶ng sau: B¶ng 4.5 §iÓm ng¾n m¹ch Th«ng sè tÝnh to¸n Lo¹i MC Th«ng sè ®Þnh møc U®m (kV) Icb (kA) I” (kA) ixk (kA) U®m (kV) I®m (kA) Ic¾t (kA) il®® (kA) N1 220 0.54 8.153 20.755 3AQ1 245 4 40 100 N2 110 0.6 14.91 37.945 3AQ1-FE 123 3,15 31,5 80 N3 10 6.87 49.950 127.151 8BK40 12 5 63 160 N4 10 6.87 112.93 287.462 MΓ-10-5000/1800 10 5 105 300 Kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt ®èi víi c¸c m¸y c¾t v× chóng cã dßng ®iÖn dÞnh møc lín h¬n 1000A. Dßng I®m vµ dßng Ic®m kh«ng lín nªn chän m¸y c¾t dÔ dµng. Ta ®Òu dïng m¸y c¾t kh«ng khÝ vµ SF6. 2).Ph­¬ng ¸n 2: Ta chän ®­îc c¸c MC theo b¶ng sau: B¶ng 4.6 §iÓm ng¾n m¹ch Th«ng sè tÝnh to¸n Lo¹i MC Th«ng sè ®Þnh møc U®m (kV) Icb (kA) I” (kA) ixk (kA) U®m (kV) I®m (kA) Ic¾t (kA) il®® (kA) N1 220 0.54 8.53 21.7 3AQ1 245 4 40 100 N2 110 0.6 10.57 26.91 3AQ1-FE 123 3,15 31,5 80 N3 10 6.87 48.2 122.7 8BK41 12 12,5 80 225 N4 10 6.87 111.18 283 MΓ-10-5000/1800 10 5 105 300 Kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt v× c¸c m¸y c¾t ®Òu cã dßng ®iÖn dÞnh møc lín h¬n 1000A. Do dßng lµm viÖc c­ìng bøc cña m¹ch tù dïng lín nªn chän khÝ cô ®iÖn nÆng nÒ. Ta ph¶ichän m¸y c¾t Ýt dÇu lo¹i MΓ-10-5000/1800. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối: Phương án I: Để có thể tính được chỉ tiêu kinh tế các phương án, trước hết ta chọn sơ đồ các thiết bị phân phối. Vì nhà máy có công suất lớn, vai trò đối với hệ thống quan trọng nên với cấp điện áp 220 kV ta có thể chọn sơ đồ tứ giác . Đối với thanh góp 110 kV, số mạch lớn cung cấp cho các hộ quan trọng nên ta dùng hệ thống 2 thanh góp có thanh góp vòng. Sơ đồ thiết bị phân phối như sau: Hình 4.1 2).Ph­¬ng ¸n 2: Để có thể tính được chỉ tiêu kinh tế các phương án, trước hết ta chọn sơ đồ các thiết bị phân phối. Vì nhà máy có công suất lớn, vai trò đối với hệ thống quan trọng nên với cấp điện áp 220 kV ta có thể chọn sơ đồ 2 thanh góp có thanh góp vòng. Đối với thanh góp 110 kV, số mạch lớn cung cấp cho các hộ quan trọng nên ta dùng hệ thống 2 thanh góp có thanh góp vòng. Sơ đồ thiết bị phân phối như sau: Hình 4.2 IV.Tính toán Kinh tế - Kỹ thuật chọn phương án tối ưu: Phương án I: Vốn đầu tư: V = VB + VTBPP Trong đó: VB = Ski. VBi VBi – Giá máy biến áp thứ i ki – Hệ số chuyên chở lắp đặt, chọn k = 1,3 VTBPP = Sni. VMCi n – Số mạch cấp điện áp i VMCi – Giá máy cắt i. Đối với cấp điện áp cao : VMCcao = 80.103 USD Đối với cấp điện áp trung: VMCtrung = 80.103 USD Đối với cấp điện áp hạ: VMC hạ = 80.103 USD B¶ng 4.7 Thiết bị Loại Đơn giá, 103 USD/máy Số lượng Hệ số Tổng tiền, 103 USD MBA ΑTДЦΤН־250 1700 2 1,3 4420 ΤДЦ-125 850 2 1,3 1700 Máy cắt 3AQ1 80 4 1 320 3AQ1 – FE 50 12 1 600 Tổng vốn đầu tư V = 7040 Chi phí vận hành hằng năm: P = Pvh + PDA . Trong đó: Pvh = 8%.V = 0,08.7200 = 576.103 PDA = c. DA = 0,03.DA = 0,03. 11742.274.103 = 352,268.103 USD P = 928,268.103 USD Phương án II: Tính toán tương tự ta có B¶ng 4.8 Thiết bị Loại Đơn giá, 103 US D/máy Số lượng Hệ số Tổng tiền, 103 US D MBA ΑTДЦΤН־250 1700 2 1,3 4420 ΤДЦ-125 900 1 1,3 1170 ΤДЦ-125 850 1 1,3 1105 Máy cắt 3AQ1 80 7 1 560 3AQ1 – FE 50 11 1 550 Tổng vốn đầu tư: V= 7805 Chi phí vận hành hằng năm: P = Pvh + PDA . Trong đó: Pvh = 8%.V = 0,08.7805 = 624,4.103 PDA = c. DA = 0,03.DA = 0,03. 11331,404.103 = 339,94.103 USD => P = 964.342.103 USD So sánh 2 phương án ta thấy: V1 Phương án I là phương án tối ưu. Chương 5 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN I)Cấp điện áp 220 kV. 1.1)Chọn thanh góp 220 kV. Thanh góp 220 kV được chọn là loại thanh dẫn mềm và được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài, theo đó dòng điện cho phép của thanh góp đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ phải lớn hơn dòng điện cưỡng bức của thanh góp: Trong đó: Icp : dòng điện cho phép làm việc lâu dài của thanh góp. Icb : dòng điện cưỡng bức của thanh góp. khc: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc. qcp : nhiệt độ cho phép của vật liệu làm thanh góp (lấy qcp = 700C) q0 : nhiệt độ môi trường làm việc tiêu chuẩn theo nhà sản xuất q0’ : nhiệt độ môi trường làm việc thực tế. (thường qo’ = 350C) Ta chọn thanh góp 220 kV là thanh dẫn có nhiệt độ môi trường của nhà sản xuất là 250C. Ta có: Dòng cưỡng bức của thanh góp 220 kV: Điều kiện chọn thanh góp 220 kV: Vậy ta chọn thanh góp 220 kV là loại dây ACO – 400có Icp = 825 kA , đường kính dây 27,2 mm đặt trên mặt phẳng nằm ngang với khoảng cách các pha D = 4 m. Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Trong đó: BN : xung lượng nhiệt khi ngắn mạch. C : hằng số phụ thuộc nhiệt độ dây dẫn, dây AC có Từ chương 3 ta đã tính được các dòng ngắn mạch: IN1(0) = 8,153 kA IN1(0,1) = 7.578 kA IN1(0,5) = 7,182kA IN1(1) = 7,239kA Như vậy xung lượng nhiệt ngắn mạch: = 52.106 A2.s Ta có: Như vậy loại thanh đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt. Kiểm tra điều kiện vầng quang: Tiết diện đã chọn phải thoả mãn điều kiện: Trong đó m : hệ số xét đến độ xù xì của bề mặt dây, m = 0,85 r : bán kính ngoài của thanh dẫn (cm) D : khoảng cách giữa các pha của dây (cm) Ta tính được: Vậy thanh góp đã chọn thoả mãn điều kiện vầng quang 1.2)Chọn dây dẫn từ MBA tự ngẫu lên thanh góp 220 kV. Dây dẫn mềm nối từ MBA tự ngẫu lên thanh góp 220 kV được chọn giống thanh dẫn mềm 220 kV có tiết diện ACO – 400. 1.3)Chọn máy cắt và dao cách ly. a)Máy cắt Dựa vào cấp điện áp và dòng điện làm việc cưỡng bức đã xác định ở chương2, kết hợp với các giá trị dòng ngắn mạch đã tính ở chương 3, ta chọn máy cắt theo bảng sau: Loại máy cắt UMCđm, kV IMCđm\Icb, kA ICđm\IN(0), kA iđđm\ixk, kA 3AQ1 245 4\0,54 40\8,49 100\21,6 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Loại máy cắt này có: Inh = 40 kA và tnh = 3 s Þ Inh2.tnh = 402.3 = 4800 kA2.s > BN = 51 kA2.s Điều kiện ổn định nhiệt được thoả mãn. b)Dao cách ly Dao cách ly được chọn theo điều kiện điện áp và dòng điện định mức: UDCLđm ≥ UMĐđm = 220 kV IDCLđm ≥ Icb = 0,54 kA Kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt: iđđm ≥ ixk = 21,6 kA I2nhđm.tnhđm ≥ BN = 51.106 A2.s Ta chọn dao cách ly 220 kV loại PЛHD – 220П/600 Loại dao cách ly UCLđm, kV IDCLđm\Icb, kA iđđm\ixk, kA Inh\tnh PЛHD – 220П/600 220 0,6\0,54 60\21,6 12\10 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Inh2.tnh = 122.10 = 1440 kA2.s > BN = 51 kA2.s Điều kiện ổn định nhiệt được thoả mãn. 1.4)Chọn máy biến điện áp, biến dòng điện. a)Máy biến điện áp (BU) Máy biến điện áp 220 kV được dùng để lấy các tín hiệu điện áp, phục vụ