Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy nhiệt điện

ta có: ICK1(0) = ICK1(0,1) = ICK1(0,2) = Icb . = 4,9 (kA) - Nhánh phía nhà máy. Xtt2 = X19 = = 0,25 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK2(0) = 4,1; I*CK2(0,1) = 3,5; I*CK2(0,2) = 2,8 Đổi sang đơn vị có tên: ICK2 = I*CK2. I*CK2 . = 1,255.I*CK2 ICK2(0) = 4,1.1,255 = 5,14 (kA) ICK2(0,1) = 3,5.1,255 = 4,39 (kA) ICK2(0,2) = 2,8.1,255 = 3,51 (kA) Vậy dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch N2 là: IN2 = ICK1 + ICK2 IN2(0) = 4,9 + 5,14 = 10,04 (kA) IN2(0,1) = 4,9 + 4,39 = 9,29 (kA) IN2(0,2) = 4,9 + 3,51 = 8,41 (kA) c- Dòng xung kích khi xảy ra ngắn mạch tại N2 là: iXK = 1,8..10,04 = 25,5 (kA) C- Tính toán ngắn mạch tại điểm N3 Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3 là các máy phát điện và hệ thống, trong đó máy biến áp B1 nghỉ làm việc. Sơ đồ như sau: X17 = X1 + X3 = 0,045 + 0,114 = 0,16 Biến Y (X17, X16, X5) đ é (X19, X18) X18 = X17 + X5 + = 0,16 + 0,195 + = 0,518 X19 = X16 + X5 + = 0,1915 + 0,195 + = 0,62. X20 = X19 // X8 = = = 0,16 Ta được sơ đồ rút gọn: Biến Y (X18, X6, X20) đ é (X21, X22) X21 = X6 + X20 + = 0,275 + 0,16 + = 0,52 X22 = X6 + X18 + = 0,275 + 0,518 + = 1,683 Sơ đồ rút gọn như sau: b. Tính dòng ngắn mạch tại N3: - Nhánh phía hệ thống: Xtt1 = X22 . = 1,683. = 75,74 >3 Nên ICK1(0) = ICK1(Ơ) = . = 3,267 (kA) - Nhánh phía máy phát 2,3,4 (E2,3,4) Xtt2 = X21. = 0,975 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK2(0) = 1,03 Đổi sang hệ đơn vị có tên được: I*CK2(0) 1,03. = 10,62 (kA) - Nhánh máy phát F1 (E1) ta có: Xtt3 = X”d = 0,135 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK3(0) = 7,5 Đổi sang hệ đơn vị có tên ta được: ICK3(0) = 7,5 . = 25,77 (kA) Vậy dòng ngắn mạch tại điểm N3 là: I”N3 = 3,27 + 10,62 + 25,77 = 39,66 (kA) c. Dòng xung kích khi sảy ra ngắn mạch tại N3 là: iXK = 1,8 .39,66 = 100,96 (kA) D. Tính toán ngắn mạch tại điểm N4: Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch tại N4 bao gồm hệ thống và các máy phát, trong đó máy phát F1 và máy biến áp B1 nghỉ làm việc.a. Lập và rút gọn sơ đồ ta có sơ đồ như sau: X17 = X1 + X3 = 0,16 X18 = X17 = + X5 + = 0,518 X19 = X16 + X5 + = 0,62 X20 = X19 // X8 = 0,16 Ta được sơ đồ rút gọn: Biến đổi sơ đồ tiếp: X21 = X6 + X18 + = 0,275 + 0,518 + = 1,683 X22 = X6 + X20 + = 0,275 + 0,16 + = 0,52 Ta được sơ đồ rút gọn: b. Tính ngắn mạch tại N4: - Nhánh hệ thống: Xtt1 = X21. = 75,74 >3 Nên: Itt1 = XCK1(Ơ) = = 3,267 (kA) - Nhánh máy phát: Itt2 = X22 = = 0,975 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK2(0) = 1,03 Đổi sng hệ đơn vị có tên ta được: ICK2(0) = 1,03. = 10,62 (kA) Vậy dòng ngắn mạch tại N4 là: I’N4 = 3,267 + 10,62 = 13,887 (kA) IXK = 1,8. .13,887 = 35,345 (kA) E. Tính toán ngắn mạch tại N5: Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch tại N5 là máy phát F1 ta có sơ đồ thay thế: Tính dòng ngắn mạch tại I'''N5: Xtt = X''d = 0,135 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK(0) = 7,5 đổi sang hệ đơn vị có tên ta có: I''N5 = 7,5 . = 25,77 (kA) Dòng xung kích khi xảy ra ngắn mạch tại N5: iXK = 1,9..25,77 = 69,2 (kA) KXK = 1,9 vì ngắn mạch ở đầu cực máy phát điện. F: Tính dòng ngắn mạch tại điểm N'5, nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N'5 là hệ thống và nhà máy, trừ máy phát F1 nghỉ. Lập sơ đồ thay thế và rút gọn ta có sơ đồ sau: Biến đổi tiếp: X17 = X1 + (X2 // X3) = X1 + = 0,045 + = 0,1025 Biến D (X4, X5, X6) đ Y (X19, X20, X18) X18 = = 0,0806 X19 = = 0,0572 X20 = = X18 = 0,0806 X21 = X18 + X8 = 0,0806 + 0,216 = 0,2966 Ta có sơ đồ thay thế: Nhập nguồn E2 với nguồn E34, biến đổi D (16,19,21) thành Y (22,23,24) X22 = = 0,031 X23 = = 0,02 X24 = = 0,104 X25 = X23 + X17 = 0,02 + 0,1025 = 0,1225 X26 = X22 + X20 = 0,031 + 0,0806 = 0,1116 Ta được sơ đồ như sau: Biến Y (X24, X25, X26) đ é ( X27, X28) X27 = X25 + X26 + = 0,1225 + 0.1116 + = 0,365 X28 = X26 + X24 + = 0,31 Sơ đồ rút gọn như hình vẽ: b. Tính dòng ngắn mạch I''N5': - Nhánh phía hệ thống: Xtt1 = X27. = 16,43 >3 Ta có: ICK1(0) = ICK(Ơ) = = 15,06 (kA) - Nhánh nhà máy phát: Xtt2 = X28 .  = 0,58 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK2(0) = 1,7 Đổi sang hệ đơn vị có tên: I*CK2(0) = 1,7 . = 17,5 (kA) Vậy dòng ngắn mạch tại điểm N5': I''N5 = 15,06 + 17,5 = 32,56 (kA) c. Dòng xung kích khi ngắn mạch tại N5': I*CK2(0) = 1,8. .32,56 = 82,88 (kA) So sánh dòng ngắn mạch tại điểm N5 và N5' ta thấy: I''N5 = 32,56 KA > I''N5 = 25,77 (kA) Nên ta lấy dòng I''N5' để chọn khí cụ điện cho máy phát điện. G/ Tính toán ngắn mạch tại điểm N6: Dòng ngắn mạch tại điểm N6 được tính: I''N6 = I''N5 + I''N5' I''N6 = 25,77 + 32,56 = 58,33 (kA) Dòng xung kích khi ngắn mạch tại N6: iXK = 1,8.58,33 = 148,48 (kA) H. Bảng kết quả tính toán ngắn mạch phương án 2: Cấp điện áp (KV) Điểm ngắn mạch I''N (kA) iXK (kA) 220 N1 7,24 18,4 110 N2 10,04 25,5 10,5 N3 39,66 100,96 10,5 N4 13,887 35,345 10,5 N5 25,77 69,2 10,5 N5' 32,56 82,88 10,5 N6 58,33 148,48 II. Tính toán ngắn mạch cho phương án 3: 1. Chọn các điểm tính toán ngắn mạch: Các điểm chọn để tính toán ngắn mạch tương tự như phương án 2, ta có các điểm tính ngắn mạch như sơ đồ trên: 2. Chọn các đại lượng cơ bản: Như phương án 2: Scb = 100 MVA; Ucb = Utb; Icb = 3. Tính điện kháng các phần tử: Tương tự như phương án 2: X1 = 0,045 - Điện kháng máy biến áp 2 cuộn dây: (B3) X11 = XB = 0,167 - Điện kháng của máy biến áp liên lạc B1 và B2: Máy biến áp đã chọn có: SđmB = 160; UNC-H = 32% UNC-T = 11%; UNT-H = 20% Ta có điện kháng các cuộn dây là: XC = . (UNC-T + UNC-H – UNT-H) . = (11 + 32 – 20) . = 0,0719 = X2 = X3 XT = ( UNC-T + UNT-H – UNC-H ). = ( 11 + 20 – 32 ). = - 0,003 Ta coi XT trên sơ đồ thay thế xấp xỉ bằng không. XH = (UC-H + UT-H – UNC-T) . = (32 + 20 – 11) = 0,128 = X4 = X5 Điện kháng của kháng điện phân đoạn: Với XK% = 12%; IKđm = 4000A = 4 KA Ta có: XK = = 0,165 = X6 = X7 Điện kháng máy phát: Tương tự ở phương án 2 ta có: XF = 0,216 = X8 = X9 = X10 = X12 A. Tính toán ngắn mạch tại N1: a. Lập và biến đổi sơ đồ thay thế khi ngắn mạch tại N1: Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N1 bao gồm hệ thống và toàn bộ nhà máy. Ta có sơ đồ thay thế như sau: Ta nhận thấy các nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch tại N1 hoàn toàn đối xứng, do vậy ta có thể biến đồ thay thế trên như sau: X13 = X2 // X3 = = 0,036 X14 = X4 // X5 = = 0,064 X15 = X6 // X7 = = 0,0825 X16 = X8 // X10 = = 0,108 X17 = X11 + X12 = 0,383 Biến đổi tiếp ta có: X18 = X9 + X15 = 0,216 + 0,0825 = 0,2985 X19 = X18 // X16 = = 0,0793 X20 = x19 + X14 = 0,0793 + 0,064 = 0,1433 X21 = x20 // X17 = = 0,1043 X22 = X21 + X13= = 0,1043 + 0,36 = 0,1403 Ta được sơ đồ rút gọn như sau: b – Tính dòng ngắn mạch IN1: Tại các thời điểm: t = 0; t = 0,1s; t = 0,2s: - Nhánh phía hệ thống: Xtt1 = X1. = 2,025 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK(0) = 0,63; I*CK1(0,1) = 0,61; I*CK(0,2) = 0,59 Đổi sang hệ đơn vị có tên: ICK1 = I*CK1. = 11,31.I*CK1 ICK1(0) = 0,63.11,31 = 7,13 (kA) ICK1(0,1) = 0,61.11,31 = 6,90 (kA) ICK1(0,2) = 0,59.11,31 = 6,67 (kA) - Nhánh phía nhà máy: Xtt2 = X22 . = 0,35 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK2(0) = 2,88; I*CK2(0,1) = 2,45; I*CK2(0,2) = 2,25 Đổi sang hệ đơn vị có tên: ICK1 = I*CK2 . = 0,62.I*CK2 ICK2(0) = 0,62.2,88 = 1,785 (kA) ICK2(0,1) = 0,62.2,45 = 1,52 (kA) ICK2(0,2) = 0,62.2,25 = 1,395 (kA) Vậy dòng ngắn mạch tại điểm N1 là: IN1 = ICK1 + ICK2 IN1(0) = 7,13 + 1,785 = 8,92 (kA) IN1(0,1) = 6,9 + 1,52 = 8,42 (kA) IN1(0,2) = 6,67 + 1,395 = 8,07 (kA) c. Dòng xung kích khi ngắn mạch tại N1: IXK = 1,8. .8,92 = 22,70 (kA) B. Tính toán điểm ngắn mạch tại điểm N2: a. Lập và rút gọn sơ đồ thay thế: Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch tại N2 là toàn bộ hệ thống và nhà máy. Vận dụng tính đối xứng của sơ đồ thay thế và kết quả biến đổi sơ đồ tính ngắn mạch tại điểm N1, ta có sơ đồ tính ngắn mạch tại N2 như hình vẽ sau: Biến đổi tiếp ta có: X21 = X1 + x13 = 0,081 X22 = X20 // X17 = = 0,1043 Ta được sơ đồ rút gọn như sau: b. Tính dòng ngắn mạch tại N2: Tại các thời điểm t = 0; t = 0,1s; t = 0,2s. - Nhánh phía hệ thống: Xtt1 = X21 . = 3,65 Vì Xtt > 3 nên tính ngay dòng ngắn mạch: I*(0) = I*(Ơ) = = 6,197 (kA) - Nhánh nhà máy phát: Xtt2 = X22= . = 0,26 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK2(0) = 3,9; I*CK2(0,1)3,2; I*CK2(0,2) = 2,88 Đổi sang hệ đơn vị có tên: ICK2(0) = 3,9. = 4,89 (kA) ICK2(0,1) = 3,2. = 4 (kA) ICK2(0,2) = 2,88. = 3,61 (kA) Vậy dòng ngắn mạch tại N2 là: IN2(0) = 6,197 + 4,89 (kA) = 11,087 (kA) IN2(0,1) = 6,197 + 4 (kA) = 10,197 (kA) IN2(0,2) = 6,197 + 3,61 (kA) = 9,807 (kA) c – Dòng xung kích khi ngắn mạch tại N2: iXK = 1,8..11,087 = 28,22 (kA) C – Tính toán ngắn mạch tại điểm N3: a. Lập và rút gọn sơ đồ thay thế: Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch tại N3 là toàn bộ hệ thống và nhà máy, trong đó máy biến áp B1 nghỉ làm việc. Ta có sơ đồ thay thế, biến đổi tiếp ta có: X18 = X1 + X3 = 0,045 + 0,0719 = 0,117 Biến đổi Y(17;18;5) thành é (19;20) X19 = X5 + X17 + = 0,128 + 0,383 + = 0,93 X20 = X5 + X18+ = 0,128 + 0,117 + = 0,284 X21 = X19 // X10 = = 0,175 Biến đổi tiếp ta được sơ đồ sau: Biến đổi Y (20;21;7) thành é (22;23) X23 = X20 + X7 + = 0,284 + 0,165 + = 0,716 X23 = X7 + X21 + = 0,165 + 0,175 + = 0,442 X24 = 23 // X9 = = 0,145 Biến đổi Y (22;24;6) thành é (25,26) X25 = X6 + X24 + = 0,343 X26 = X6 + X22 + = 1,695 Biến đổi tiếp ta được sơ đồ rút gọn như sau: b. Tính dòng ngắn mạch tại N3: - Nhánh phía hệ thống: Xtt1 = X26. = 76,28 >3 Nên: ICK1(0) = ICK1(Ơ) = =3,24 (kA) - Nhánh phía các máy phát 2,3,4 ta có: Xtt2 = X25. = 0,643 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK2(0) = 1,54 Đổi sang hệ đơn vị có tên: ICK2(0) = I*CK2(0). = 15,87 (kA) - Nhánh máy phát F1 ta có: Xtt3 = Xd’’ = 0,135 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK3(0) = 7,5. = 25,77 (kA) Vậy dòng ngắn mạch siêu quá độ thành phần chu kỳ tại điểm N3 là: I’’N3(0) = 3,24 + 15,87 + 25,77 = 44,88 (kA) C. Dòng xung kích khi ngắn mạch tại N3 là: IXK = 1,8. .44,88 = 114,24 (kA) D - Tính toán ngắn mạch tại điểm N4: a. Lập và rút gọn sơ đồ thay thế: Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch tại N4 là hệ thống và các máy phát điện của nhà máy. Trong đó máy phát F1 và máy biến áp liên lạc B1 nghỉ làm việc. Vận dụng kết quả rút gọn sơ đồ khi tính ngắn mạch tại điểm N3 ta có sơ đồ thay thế tính điểm ngắn mạch tại N4: 1/ Tính dòng ngắn mạch tại I’’N4: - Nhánh phía hệ thống: Xtt = 1,695. = 76,28 >3 Nên: ICK1(0) = ICK1(Ơ) = = 3,24 (kA) - Nhánh nhà máy phát: Xtt2 = X25. = 0,64 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK2(0) = 1,54 Đổi sang hệ đơn vị có tên: ICK2(0) = I*CK2(0). = 15,87 (kA) Vậy dòng ngắn mạch tại N4 là: I’’N4(0) = 3,24 + 15,87 = 19,11 (kA) C. Dòng xung kích tại N4 là: IXK = 1,8. .19,11 = 48,64 (kA) E. Tính toán ngắn mạch tại N5: Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch tại N5 là máy phát F1 do vậy ta có sơ đồ thay thế như sau: Ta có: Xtt = X8 . = 0,135 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK(0) = 7,5 I’’N5 = 7,5. = 25,77kA. Dòng xung kích ngắn mạch tại N5 là: IXK = 1,9. .25,77 = 69,20(kA) F- Tính ngắn mạch tại N5’: a.Lập và rút gọn sơ đồ thay thế: Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch tại N5’ là hệ thống và nhà máy, trừ máy phát F1 nghỉ ta có sơ đồ thay thế: Biến đổi và rút gọn sơ đồ: X18 = (X2 // X3) + X1 = X1 + = 0,081 Biến đổi: D (7; 9; 10) thành Y (19; 20; 21) X19 = = 0,06 X20 = = 0,078 X21 = = X19 = 0,06 X22 = X19 +X6 = 0,06 + 0,165 = 0,225 X23 = X21 + X5 = 0,06 + 0,128 = 0,188 Biến đổi: D (4; 22; 23) thành Y (24; 25; 26) X24 = = 0,073 X25 = = 0,0455 X26 = = 0,053 X27 = X20 + X24 = 0,156 Ta có sơ đồ sau: Biến đổi D ( 17; 25; 27) thành Y (28; 29; 30) X28 = = 0,0121 X29 = = 0,0298 X30 = = 0,1022 X31 = X26 + X28 = 0,053 + 0,0121 = 0,0651 X32 = X18 + X29 = 0,081 + 0,0298 = 0,1108 Ta biến đổi Y (30; 31; 32) thành é (33; 34) X33 = X31 + X32 + = 0,0651 + 0,1108 + = 0,245 X34 = X31 + X30 + = 0,0651 + 0,1022 + = 0,227 Ta được sơ đồ rút gọn: b. Tính dòng ngắn mạch I’’N5: - Nhánh phía hệ thống: Xtt1 = X33 - = 11,03 >3 Ta có: ICK1(0) = ICK1(Ơ) = = 22,44 (kA) - Nhánh phía nhà máy phát: Xtt2 = X34 . = 0,426 Tra đường cong tính toán ta được: I*CK2(0) = 2,35 Đổi sang hệ đơn vị có tên: ICK2(0) = 2,35. = 24,2 (kA) Vậy dòng ngắn mạch I’’N5’ là: I’’N5’ = 22,44 + 24,2 = 46,64 (kA) c. Dòng xung kích khi ngắn mạch tại N5’ là: iXK = 1,8. .46,64 = 118,7 (kA) So sánh giữa dòng ngắn mạch tại N5 và N5’ ta thấy: I’’N5’ = 46,64 kA > I’’N5 = 25,77 kA Nên ta dùng dòng I’’N5’ để chọn khí cụ điện mạch máy phát. G. Tính toán ngắn mạch tại điểm N6: I’’N6 = I’’N5 + I’’N5’ = 25,77 + 46,64 = 72,41 (kA) Dòng xung kích tại điểm ngắn mạch N6: IXK = 1,8. .72,41 = 184,3 (kA) Bảng tổng kết tính toán dòng ngắn mạch phương án 3: Cấp điện áp (KV) Điểm ngắn mạch I’’N (kA) IXK (kA) 220 N1 8,92 22,70 110 N2 11,087 28,22 10,5 N3 44,88 114,24 10,5 N4 19,11 48,64 10,5 N5 25,77 69,2 10,5 N5’ 46,64 118,7 10,5 N6 72,41 184,3 Chương V Tính toán kinh tế - kỹ thuật 1/ Chọn sơ đồ nối điện chính cho các phương án: - Trong nhà máy điện, các thiết bị điện và khí cụ điện được nối lại với nhau thành sơ đồ điện. Yêu cầu chung của sơ đồ nối điện là: Làm việc đảm bảo, tin cậy, cấu tạo đơn giản, vận hành linh hoạt, kinh tế và đảm bảo an toàn cho người vận hành. Tính đảm bảo của sơ đồ phụ tải thuộc vào vai trò quan trọng của hộ tiêu thụ điện. Ví dụ: Hộ tiêu thụ điện loại 1 phải được cung cấp bằng 2 đường dây lấy từ 2 nguồn độc lập. Mỗi nguồn phải cung cấp đủ công suất khi nguồn kia nghỉ làm việc. Tính linh hoạt của sơ đồ được thể hiện bởi khả năng thích ứng với nhiều trạng thái vận hành khác nhau. Kinh tế của sơ đồ được giải quyết bằng hình thức của các hệ thống thanh góp, số lượng khí cụ điện dùng cho sơ đồ. Ngoài ra cách bố trí thiết bị trong sơ đồ phải đảm bảo an toàn cho người vận hành. Căn cứ vào nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở cấp điện áp. Căn cứ vào vai trò của nhà máy đang thiết kế đối với hệ thống. Sơ đồ nối điện của các phương án được chọn theo sơ đồ: * Phía cao áp 220 KV: Dùng hệ thống hai thanh góp có máy cắt nối. * Phía 110 KV: Dùng hệ thống hai thanh góp đường vòng. * Phía hạ áp 10,5 KV: Dùng hệ thống thanh góp có máy cắt phân đoạn và kháng điện phân đoạn. II. Chọn máy cắt điện cho các phương án: Máy cắt điện dùng để đóng cắt mạch điện với dòng điện phụ tải khi làm việc bình thường và với dòng ngắn mạch khi có sự cố xảy ra. Vì để đảm bảo an toàn, các máy cắt được chọn theo điều kiện sau: - Điện áp định mức: UđmMC ³ Uđmmạng - Dòng điện định mức: IđmMC ³ Icb (Icb là dòng điện làm việc cưỡng bức của mạch điện) - Dòng điện cắt định mức: ICđm ³ I''N. (I''N là dòng ngắn mạch siêu quá độ thành phần chu kỳ) Ngoài ra, sau khi chọn các máy cắt còn được kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Điều kiện kiểm tra là: - Điều kiện ổn định động : ILĐĐ ³ iXK (iXK là dòng xung kích ngắn mạch) - Điều kiện ổn định nhiệt: I2nh.tnh ³ BN (BN là xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch) Các máy cắt có IđmMC ³ 1000A thì không cần kiểm tra ổn định nhiệt. Căn cứ vào kết quả tính toán ở chương "Tính toán ngắn mạch" ta chọn được các lpại máy cắt có các thông số kỹ thuật sau: Cấp đ/áp (kV) Đại lượng tính toán Loại máy cắt SF – 6 Đại lượng định mức Icb I’’ (kA) IXK (kA) Uđm (kA) Iđm (kA) ICđm (kA) ilđđ (kA) II 220 0,23 7,24 18,4 3AQ1-245/1000 245 1000 40 100 110 0,42 10,04 25,5 3AQ1-123/3150 123 3150 31,5 80 10,5 3,85 39,66 100,96 8FG - 10 12 12500 80 225 III 220 0,23 8,92 22,70 3AQ1-245/1000 245 1000 40 100 110 0,42 11,087 28,22 3AQ1-123/3150 123 3150 31,5 80 10,5 6,16 44,88 114,24 8FG - 10 12 12.500 80 225 Nhận xét: Các máy cắt chọn đều có IđmMC³ 1000A do vậy không cần phải kểm tra ổn định nhiệt. - Phương án II: Phía cao áp 220 KV có 5 máy cắt. Phía 110 KV có 9 máy cắt Phía 10,5 KV có 5 máy cắt - Phương án III: Phía cao áp 220 KV có 5 máy cắt. Phía 110 KV có 8 máy cắt Phía 10,5 KV có 7 máy cắt Các máy cắt của 2 phương án ở cùng cấp điện áp được chọn cùng loại, chỉ khác nhau về số lượng. III/ So sánh giữa các chỉ tiêu kinh tế là một vấn đề không thể thiếu được trong công việc đánh giá tính ưu việt giữa các phương án. Để tính toán chỉ tiêu kinh tế của một phương án ta cần phải tính vốn đầu tư ban đầu để mua sắm thiết bị và phí tổn vận hành hàng năm để chi phí cho bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế và vận hành thiết bị. Các tính toán trên chỉ xét đến các phần tử khác nhau trong các phương án. 1. Tính vốn đầu tư của thiết bị: Chỉ tính toán tiền mua thiết bị, vận chuyển và lắp đặt các thiết bị chính như: Máy biến áp, máy cắt và kháng điện phân đoạn. Một cách gần đúng có thể chỉ tính vốn đầu tư cho máy biến áp và các thiết bị phân phối. Tiền chi phí xây dựng các thiết bị phân phối thì dựa vào số mạch của thiết bị phân phối ở các cấp điện áp tương ứng, chủ yếu do máy cắt quyết định như vậy, vốn đầu tư của một phương án được tính như sau: V = VB + VTBPP Trong đó: VB: là vốn đầu tư cho máy biến áp, được tính: VB = VB.KB Với: VB: là tiền mua máy biến áp. KB: là hệ số có tính đến chuyên chở và lắp đặt máy biến áp. Hệ số này phụ thuộc vào điện áp định mức của cuộn dây cao áp và công suất định mức của máy biến áp. VTBPP = n1. VTBPP1 + n2.VTBPP2 + n3. VTBPP3 + .....+ với n1; n2;n3 ...........là số mạch của thiết bị phân phối ứng với các cấp điện áp U1; U2; U3......trong sơ đồ nói điện đã chọn VTBPP1; VTBPP2; VTBPP3; ......là giá thành mỗi mạch của thiết bị phân phối tương ứng với cấp điện áp U1; U2; U3;.......bao gồm cả tiền mua, chuyên chở và lắp đặt. 2. Phí tổn vận hành hàng năm: Phí tổn vận hành hàng năm của mỗi phương án được xác định theo biểu thức: P = PK + Pp + Pt Trong đó: PK là khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sửa chữa lớn. PK = V : Vốn đầu tư của 1 phương án a : Định mức khấu hao phần trăm - PP : Chi phí phục vụ thiết bị (sửa chữa thường xuyên và tiền lương công nhân). Chi phí này nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố và chiếm một phần không đáng kể so với tổng chi phí sản xuất nên có thể bỏ qua. - - Pt : Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong các thiết bị điện. Pt = b.DA b : Giá thành 1 KWh điện năng DA : Tổn thất điện năng của phương án Sau đây ta tính toán chỉ tiêu kinh tế cho từng phương án: A. Tính TOáN KINH Tế CHO PHƯƠNG áN ii a. Vốn đầu tư của máy biến áp: * Vốn đầu tư mua máy biến áp : - Hai máy biến áp tự ngẫu ba pha loại ATДЦTH - 100 - 242/121/10,5 có giá thành là : 10.300.106 đồng VN/chiếc; kB = 1,4. - Hai máy biến áp ba pha 2 dây quấn loại TДЦ-63- 121/10,5 có giá thành là : 6.900. 106 đ/chiếc, kB = 1,5. Vậy tổng vốn đầu tư cho máy biến áp là: ị VB = (2 . 10.300.1,4. + 2.6900.1,5 )106 = 49.540. 106 (đồng) b. Tính vốn đầu tư cho thiết bị phân phối : Từ sơ đồ nối điện chính của các phương án ta thấy: Sơ đồ nối điện chính của cả hai phương án trên cơ bản giống nhau về số lượng máy cắt điẹn. Do đó khi tính toán vốn đầu tư cho thiết bị phân phối ta chỉ tính đến giá thành của các mạch máy cắt điện ở các cấp điện áp. - Cấp điện áp 220 KV: Gồm 5 máy cắt điện SF-6 loại 3AQ1 - 245/1000. Gía một máy cắt là 3000.106 đồng. - Cấp điện áp 110kV gồm ; 9 mạch máy cắt SF-6 loại 3AQ1 - 123/3150 có giá thành mỗi mạch là : 2270.106 (đồng) - Cấp điện áp 10,5kV gồm 5 mạch máy cắt loại 8FG-10 giá thành mỗi mạch là : 465.106 đồng. ị VTBPP = (5 x 3000 + 9. 2270 + 5. 465).106 = 37.755.106 (đồng) Vậy tổng đầu tư cho thiết bị phân phối là : V = VB + VTBPP = (49540 + 37,755) . 106 = 87295.106 (đồng) Tính phí tổn vận hành hàng năm : - Khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sửa chữa lớn : PK = .(aB.VB + aTB.VTBPP) Chọn: aB = 8,1% : aTB = 6,4% ta có: PK = (8,1.49540 + 6,4.36755). 106 = 6429,06.106 (đồng) - Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong các thiết bị điện : Pt = b.DAII; trong đó: b = 800đ/KWh DAII = 6546,6 MWh = 6546,6.103 KWh Pt = 800x6546,6. 103 =5237,28.106đồng - Phí tổn vận hành hàng năm của phương án II là: P = PT + PK = (6429,06 + 5237,28). 106 = 11.666,34. 106 đồng II. Tính toán kinh tế cho phương án III. 1. Tính toán vốn đầu tư cho thiết bị : a Vốn đầu tư cho máy biến áp : - Hai máy biến áp tự ngẫu ba pha loại ATДЦTH - 160 - 242/121/10,5 có giá thành là : 11.300.106 (đồng/chiếc); kB = 1,4. - 1 máy biến áp 3 pha hai dây quấn loại TДЦ- 63 - 121/10,5 có giá là : 6900.106 (đ/c), KB = 1,5. - Tổng vốn đầu tư cho máy biến áp là: ị VB = (11.300. 2.1,4 + 6900.1,5).106 = 41.990.106(đồng) b. Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối : Tương tự như phương án II tính cho mạch máy cắt điện ở cấp điện áp: - Cấp điện áp 220kV : Gồm 5 mạch máy cắt SF-6 loại 3AQ1 - 245/1000 giá thành là : 3000. 106 (đồng/mạch). - Cấp điện áp 110kV gồm : 8 mạch máy cắt SF-6 loại 3AQ1 - 123/3150 có giá thành mỗi mạch 2270.106 (đồng/mạch). - Cấp điện áp 10,5kV gồm : 7 mạch máy cắt không khí loại 8FG - 10 giá thành là : 465.106 (đồng/mạch) Vậy tổng vốn đầu tư cho thiết bị phân phối là: ị VTBPP = (5 . 3000 + 8. 2270 + 7. 465).106 = 36415 .106(đồng) 2. Tính phí tổn vận hành hàng năm : - Khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sửa chữa lớn : PK = (aB .VB + aTB . VTBPP) - Chọn: aB = (8,1%. 41990 + 6,4 . 36415) 106 = 5731,75.106 - Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong các thiết bị điện : Pt = b.DAIII; trong đó: b= 800đ/KWh DAIII = 5361,5.106 (KWh) - Vậy phí tổn vận hành hàng năm của phương án III là: P = PK + Pt = (5731,75 + 4289,2). 106 = 10.020,95 . 106 (đồng) Vốn đầu tư của phương án III là: VP = VB + VTBPP = (41990 + 36415).106 = 78405.106 Từ các tính toán trên ta có bảng kết quả như sau: Phương án V (đồng) P (đồng) II 87295.106 11.666,34106 III 78405.106 10020,95.106 Nhận xét chung Từ các kết quả tính toán trên ta nhận thấy phương án III có vốn đầu tư nhỏ hơn phương án II, phí tổn vận hành hàng năm cũng nhỏ hơn của phương án II nên về mặt kinh tế phương án III ưu việt hơn phương án II. Tuy nhiên để chọn ra phương án hợp lý nhất dùng cho thiết kế nhà máy cần phải so sánh một cách tổng thể cả về kinh tế và kỹ thuật. Về mặt kinh tế ta đã chọn được sự ưu việt như trên, về mặt kỹ thuật: Tuy nhiên cả hai phương án đều đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải lúc làm việc bình thường cũng như sự cố. Song ở phương án II có sơ đồ nối điện kồng kềnh sử dụng nhiều máy biến áp nên các thiết bị ngoài trời tăng theo dẫn đến xác xuất sự cố lớn, diện tích trạm biến áp và nhà máy lớn. Bên cạnh đó sự liên hệ về phần nhiệt giữa các lò và máy phát không thuận tiện, việc mở rộng các phụ tải ở cấp điện áp máy phát hạn chế hơn so với phương án III. Như vậy ta chọn phương án III là phương án tối ưu, dùng để thiết kế nhà máy. Chương VI Chọn khí cụ điện và dây dẫn - Trong quá trình làm việc, khí cụ điện và dây dẫn điện thường bị phát nóng. Nguyên nhân chủ yếu là do: - Tác dụng nhiệt của dòng phụ tải lâu dài. - Tác dụng nhiệt của dòng ngắn mạch ngắn hạn. Nếu nhiệt độ tăng quá cao có thể làm cho chúng bị hư hỏng nhất là ở những chỗ tiếp xúc hoặc giảm thời gian làm việc. Vì vậy đối với khí cụ điện và dây dẫn điện cần phải qui định nhiệt độ cho phép, đồng thời khi chọn chúng cần phải tính toán sao cho trong quá trình vận hành bình thường cũng như khi có ngắn mạch. Nhiệt độ của chúng không được vượt quá giá trị trị cho phép. Trong nhà máy điện, các thiết bị chính như: Máy biến áp, máy phát điện, máy bù cùng với các khí cụ điện như máy cắt, dao cách ly, kháng điện, được nối với nhau bằng thanh dẫn mềm và thanh dẫn cứng. - Thanh góp và thanh dẫn có hai loại chính: Thanh dẫn mềm và thanh dẫn cứng. - Thanh dẫn mềm được chọn dùng làm thanh góp cho các thiết bị ngoài trời và thường được dùng là dây AC. - Thánh dẫn cứng có thể bằng đồng hoặc nhôm và thường được dùng để nối từ đầu cực máy phát điện đến gian máy và dùng làm thanh góp ở cấp điện áp máy phát. 1/ Chọng máy cắt điện: Máy cắt điện được chọn theo các điều kiện sau: + Loại máy cắt: Trên cùng một cấp điện áp, ta chọn cùng một loại máy cắt. + Điện áp định mức của máy cắt: UđmMC ³ Uđmmạng. + Dòng điện định mức của máy cắt: IđmMC ³ Icb ( Icb là dòng cưỡng bức của mạch đặt máy cắt) + Điều kiện cắt: Icắt đm ³ I''N + Kiểm tra ổn định nhiệt: I2nh.tnh ³ BN ( BN: là xung lượng nhiệt do dòng ngắn mạch sinh ra) + Kiểm tra ổn định động: ilđđ ³ iXK. .1,8.I'' ở chương 5 ta đã chọn được máy cắt cho phương án 3 thoả mãn điều kiện trên. 2. Chọn dao cách ly: Dao cách ly được chọn phải thoả mãn các điều kiện sau: - Loại dao cách ly: Trên cùng một cấp điện áp ta chọn cùng loại dao cách ly. + Điện áp định mức: Chọn phù hợp với điện áp lưới UđmDCL ³ Uđmmạng + Dòng điện định mức: IđmDCL ³ Icb + Kiểm tra ổn định nhiệt: I2nh.tnh ³ BN + Kiểm tra ổn định động: ilđđDCL ³ iXK Từ các kết quả tính toán dòng điện cưỡng bức (Icb) và dòng ngắn mạch (I''N) ta chọn được loại máy cắt điện và dao cách ly như sau: Cấp đ/áp (KV) Icb (kA) I'' (kA) iXK (kA) Loại máy cắt điện SF-6 Uđm (kA) Iđm (kA) ICđm ilđđ (kA) 220 0,23 8,92 22,7 3AQ1-245/1000 245 1000 40 100 110 0,42 11,087 28,22 3AQ1-123/3150 123 3150 31,5 80 10,5 6,16 44,88 114,24 8FG-10 12 12500 80 225 Dao cách ly có các thông số sau: Cấp đ/áp (KV) Icb (kA) I'' (kA) iXK (kA) Loại dao cách l