Chương I. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 3
1.1. Chọn mỏy phỏt điện 3
1.2. Tớnh toỏn phụ tải và cõn bằng cụng suất 3
Chương II. Lựa chọn sơ đồ nối điện của nhà máy 10
2.1. Đề xuất cỏc phương ỏn 10
2.2. Chọn mỏy biến ỏp cho cỏc phương ỏn 15
2.3. Kiểm tra khả năng mang tải của cỏc mỏy biến ỏp 18
2.4. Tớnh tổn thất điện năng trong cỏc mỏy biến ỏp 25
2.5. Tớnh dũng điện làm việc cưỡng bức của cỏc mạch 29
Chương III. Tính dũng điện ngắn mạch 39
3.1. Chọn cỏc đại lượng cơ bản 39
3.2. Tớnh cỏc dũng điện ngắn mạch cho phương ỏn 1 39
3.3. Tớnh cỏc dũng điện ngắn mạch cho phương ỏn 2 55
Chương IV. So sánh kinh tế- kỹ thuật các phương án, lựa chọn
phương án tối ưu 71
4.1. Chọn máy cắt điện 71
4.2. Tớnh toỏn kinh tế, chọn phương ỏn tối ưu 77
Chương V. Lựa chọn khí cụ điện và dây dẫn 85
5.1. Chọn thanh dẫn, thanh gúp 85
5.2. Chọn mỏy cắt, dao cỏch ly 93
5.3. Chọn mỏy biến điện ỏp và mỏy biến dũng điện 94
5.4. Chọn cỏc thiết bị cho phụ tải địa phương 100
Chương VI. Chọn sơ đồ và thiết bị tự dùng 106
6.1. Chọn mỏy biến ỏp tự dựng cấp I 106
6.2. Chọn mỏy biến ỏp dự trữ cấp I 107
6.3. Chọn mỏy biến ỏp tự dựng cấp II 108
6.4. Chọn mỏy biến ỏp dự trữ cấp II 108
6.5. Chọn mỏy cắt phớa mạch tự dựng cấp 10 kV 108
6.6. Chọn mỏy cắt phớa mạch 6.3 kV 109
6.7. Chọn ap-to-mat cho phụ tải tự dựng cấp 0.4 kV 109
128 trang |
Chia sẻ: huong.duong | Lượt xem: 1444 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu So sánh kinh tế - Kỹ thuật các phương án, lựa chọn phương án tối ưu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ớa cao của mỏy biến ỏp liờn lạc:
- Chế độ thường: SCmax = 24.375 MVA
- Chế độ sự cố hỏng mỏy biến ỏp bộ: SCcb = 16.275 MVA
- Chế độ sự cố hỏng 1 mỏy biến ỏp tự ngẫu: SCcb = 63.25 MVA
Icb2 = = = 0.166 kA
Vậy dũng cưỡng bức phớa cao ỏp là Icb220 = max{Icb1, Icb2} = max{0.357, 0.166}
= 0.357 kA.
Các mạch cấp điện áp 110 kV
Đường dõy phụ tải trung ỏp:
Gồm 1 dõy kộp và 4 dõy đơn, trong tớnh toỏn coi tương đương 6 dõy đơn.
PUTmax = 85 MW ; cosj = 0.8 ; SUTmax= 106.25 MVA
Ibt = = = 0.093 kA
Icb3 = 2Ibt = 20.093 = 0.186 kA
Bộ mỏy phỏt điện - mỏy biến ỏp hai dõy quấn:
Icb5 = = 0.344 kA
Phớa trung ỏp cỏc mỏy biến ỏp liờn lạc TN1 và TN2:
- Chế độ thường: SCTmax = 19.00625 MVA
- Chế độ sự cố hỏng mỏy biến ỏp bộ: STcb = 53.125 MVA.
- Chế độ sự cố hỏng một mỏy biến ỏp liờn lạc: STcb = 48.75 MVA
Icb4 = = = 0.279 kA
Vậy dũng cưỡng bức ở cấp điện ỏp trung ỏp lấy là Icb110 = max{Icb3, Icb4, Icb5}
= max{0.186, 0.279, 0.344}= 0.344 kA.
Cỏc mạch cấp điện ỏp 10 kV
Mạch hạ ỏp mỏy biến ỏp liờn lạc:
Icb7 = KqtSC.a = 1.4 0.5 = 8.798 kA
Mạch mỏy phỏt:
Icb6 = 1.05 = 1.05 = 3.61 (kA)
Mạch qua cỏc khỏng phõn đoạn:
Dũng cưỡng bức qua khỏng phõn đoạn Icb8 được xột theo 2 trường hợp
Trường hợp 1: Khi sự cố hỏng 1 mỏy biến ỏp liờn lạc (TN1 hoặc TN2)
Cụng suất truyền tải qua mỏy biến ỏp tự ngẫu:
SquaTN = KqtSC.a. STNđm = 1.40.5160 = 112 MVA
Cụng suất qua khỏng:
SquaK = SquaTN + Std +-SFđm=
= 112+ 20+- 62.5= 61.875 MVA
Trường hợp 2: Khi sự cố một mỏy phỏt (MF1 hoặc MF3)
Cụng suất truyền tải qua mỏy biến ỏp tự ngẫu:
SquaTN = (2SFđm -Std - SUF )= (262.5- 20-22)= 46.5 MVA
Cụng suất qua khỏng:
SquaK = SquaTN-= 46.5-= 39.125 MVA
Vậy dũng cưỡng bức qua khỏng được xột khi sự cố mỏy biến ỏpTN1 (hoặc TN2)
Icb8 = = 3.57 kA
Chọn khỏng điện phõn đoạn
Chọn khỏng điện phõn đoạn theo điều kiện sau:
UKđm ³ Umạng = 10 kV.
IKđm ³ IcbK = 3.57 kA.
Tra sổ tay “Lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0.4 đến 500 kV” (Ngụ Hồng Quang, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2002), bảng7.7, trang 368, chọn khỏng điện bờ tụng cú cuộn dõy bằng nhụm loại PБA -10-4000-10.
Cỏc thụng số kỹ thuật của khỏng điện này:
Uđm =10 kV.
IKđm = 4 kA.
XK% = 10%
Từ cỏc tớnh toỏn cụ thể ở trờn, lập bảng tớnh dũng điện cưỡng bức cho cỏc phương ỏn.
Bảng 2.8. Dũng điện cưỡng bức đi qua cỏc mạch điện của phương ỏn 2.
Dũng cưỡng bức
, kA
, kA
, kA
, kA
, kA
Phương ỏn 1
0.353
0.344
4.81
3.61
2.32
Phương ỏn 2
0.357
0.344
8.798
3.61
3.57
: dũng cưỡng bức cấp điện ỏp cao (220 kV)
: dũng cưỡng bức cấp điện ỏp trung (110 kV)
: dũng cưỡng bức qua phớa hạ ỏp mỏy biến ỏp liờn lạc(10.5 kV).
: dũng cưỡng bức qua mỏy phỏt (10.5 kV).
: dũng cưỡng bức qua khỏng (10.5 kV).
CHƯƠNG III
TÍNH DềNG ĐIỆN NGẮN MẠCH
Mục đớch của việc tớnh toỏn ngắn mạch là để chọn cỏc khớ cụ điện của nhà mỏy đảm bảo cỏc tiờu chuẩn ổn định động, ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Dũng điện ngắn mạch dựng để tớnh toỏn, lựa chọn cỏc khớ cụ điện và dõy dẫn là dũng ngắn mạch ba pha.
3.1. CHỌN CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN
Để thuận tiện cho việc tớnh toỏn ta dựng phương phỏp gần đỳng với đơn vị tương đối cơ bản.
Chọn cỏc đại lượng cơ bản:
Scb = 100 MVA
Ucb = Utb cỏc cấp điện ỏp.
Cụ thể: đối với cấp điện ỏp mỏy phỏt (10 kV) là Ucb = U= 10.5 kV
đối với cấp điện ỏp trung (110 kV) là Ucb = U = 115 kV
đối với cấp điện ỏp cao (220 kV) là Ucb = U = 230 kV
Dũng điện cơ bản ở cấp điện ỏp 10 kV
I = = 5.499 kA
Dũng điện cơ bản cấp điện ỏp 110 kV
I = = 0.502 kA
Dũng điện cơ bản cấp điện ỏp 220 kV
I = = 0.251 kA
3.2. TÍNH CÁC DềNG NGẮN MẠCH CHO PHƯƠNG ÁN 1
3.2.1. Chọn cỏc điểm tớnh toỏn ngắn mạch
Như đó đề cập ở trờn, việc tớnh toỏn cỏc dũng ngắn mạch là để lựa chọn cỏc khớ cụ điện, dõy dẫn...Vỡ vậy trong sơ đồ nối điện của nhà mỏy cần phải lựa chọn cỏc điểm cụ thể để tớnh dũng ngắn mạch phục vụ cho lựa chọn cỏc thiết bị điện mà dũng ngắn mạch đi qua.Trong sơ đồ này phải chọn 7 điểm để tớnh ngắn mạch.
Điểm N1: Chọn khớ cụ điện cho mạch 220 kV. Nguồn cung cấp là nhà mỏy điện và hệ thống.
Điểm N2: Chọn khớ cụ điện cho mạch 110 kV. Nguồn cung cấp là nhà mỏy điện và hệ thống.
Điểm N3: Chọn mỏy cắt điện cho mạch hạ ỏp mỏy biến ỏp tự ngẫu. Nguồn cung cấp là nhà mỏy và hệ thống khi mỏy biến ỏp tự ngẫu TN1 nghỉ.
Điểm N4: Chọn mỏy cắt điện cho mạch mỏy phỏt. Nguồn cung cấp là mỏy phỏt điện F1.
Điểm N4’: Chọn mỏy cắt điện cho mạch mỏy phỏt, nguồn cung cấp là toàn bộ nhà mỏy và hệ thống trừ mỏy phỏt MF1.
Điểm N5: Chọn khớ cụ điện cho mạch phõn đoạn điện ỏp 10 kV. Nguồn cung cấp là nhà mỏy điện và hệ thống điện khi mỏy biến ỏp tự ngẫu TN1 và mỏy phỏt MF1 nghỉ.
Điểm N6: Chọn khớ cụ điện cho mạch tự dựng
IN6 = IN4 + IN4’
3.2.2. Tớnh điện khỏng cỏc phần tử trong hệ đơn vị tương đối cơ bản
Điện khỏng của hệ thống là:
XHT = XHTđm = 0.0283
Điện khỏng của đường dõy kộp nối với hệ thống:
Đường dõy nối nhà mỏy với hệ thống là đường dõy quan trọng nhất, điện khỏng của dõy dẫn này lấy là x0 ≈ 0.4 Ω/km.
XD = x0.L = *0.486 = 0.0325
Điện khỏng của mỗi mỏy phỏt điện:
XF = X’’d = 0.1336 = 0.2138
Điện khỏng của khỏng điện:
XK = = 0.1833
Điện khỏng của mỏy biến ỏp hai dõy quấn:
XB = = 0.1313
Điện khỏng của mỏy biến ỏp tự ngẫu TN1, TN2
Điện khỏng cuộn cao:
XC = (UN(C-T) + UN(C-H) – UN(T-H) )
= (11 + 32 - 20) = 0.092
Điện khỏng cuộn hạ:
XH = (UN(C-H) + UN(T-H) - UN(C-T) )
= (20 + 32 - 11) = 0.164
Điện khỏng cuộn trung:
XT = (UN(C-T) + UN(T-H) - UN(C-H) )
= (11 + 20 - 32) = - 0.004 < 0
Vỡ XT = - 0,004 < 0 và cú giỏ trị tuyệt đối khụng đỏng kể so với XC và XH ị để đơn giản trong tớnh toỏn cú thể bỏ qua điện khỏng cuộn trung.
3.2.3. Lập sơ đồ thay thế tớnh ngắn mạch
Sơ đồ thay thế tổng quỏt để tớnh ngắn mạch như hỡnh dưới đõy.
X1 = XHT + XD = 0.0283+0.0325 = 0.0608
X2 = X3 = XC = 0.092
X4 = X5 = XH = 0.164
X6 = XK = 0.1833
X7 = X8 = XB = 0.1313
X9 = X10 = X11 = X12 = XF = 0.2138
X13 = (X7 + X11) // (X8 + X12 ) =
= 0.1726
Sơ đồ rỳt gọn.
Tớnh dũng ngắn mạch tại N1.
Ngắn mạch tại N1 , sơ đồ cú tớnh chất đối xứng nờn dũng ngắn mạch khụng đi qua khỏng điện. Vậy trong sơ đồ thay thế tớnh ngắn mạch tại N1 cú thể bỏ qua khỏng điện.
X14 = X2 // X3 = = 0.046
X15 = X4 // X5 = = 0.082
X16 = X9 // X10 = = 0.1069
Sơ đồ rỳt gọn
Ghộp cỏc nguồn E1,2 và E3,4:
X17 = X15 + X16 = 0.082 + 0.1069 = 0.1889
X18 = X17 // X13 = = 0.0902
X19 = X18 + X14 = 0.0902 + 0.046 = 0.1362
Sơ đồ rỳt gọn cuối cựng:
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh hệ thống quy đổi về hệ tương đối định mức:
XttHT.đm = X1 = 0.0608 = 1.4603
Tra đường cong tớnh toỏn được : K(0) = 0.685 ; K (Ơ) = 0.75
Dũng ngắn mạch nhỏnh hệ thống:
I”HT(0) = K(0) = 0.685 = 4.127 kA
I”HT(Ơ) = K (Ơ) = 0.75 = 4.518 kA
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh nhà mỏy quy đổi về hệ tương đối định mức:
XttNM.đm= X19 = 0.1362 = 0.3405
Tra đường cong tớnh toỏn được: K(0) = 2.95 ; K (Ơ) = 2.15
Dũng ngắn mạch nhỏnh nhà mỏy
I”NM(0) = K(0) = 2.95 = 1.851 kA
I”NM(Ơ) = K(Ơ ) = 2.15 = 1.349 kA
Dũng ngắn mạch tổng hợp tại N1 là:
I”N1(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 4.127 + 1.851= 5.978 kA
I”N1(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 4.518 + 1.349 = 5.868 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N1 là:
ixk = KxkI”N1(0)
Trong đú:
Kxk : hệ số xung kớch, lấy Kxk= 1.8
ixk= 1.85.978 = 15.218 kA
Tớnh dũng ngắn mạch tại điểm N2
Theo kết quả tớnh toỏn và biến đổi sơ đồ của điểm ngắn mạch N1 ta cú sơ đồ rỳt gọn cho điểm ngắn mạch N2
X20 = X1 + X14 = 0.0608 + 0.046 = 0.1068
Ghộp cỏc nguồn E1,2 và E3,4 :
X21 = X13 // X17 = = 0.0902
Sơ đồ rỳt gọn cuối cựng:
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh hệ thống quy về hệ tương đối định mức:
XttHT.đm = X20 = 0.1608 = 3.8592
Do XttHT.đm = 3.8592 > 3 nờn điểm ngắn mạch được coi là xa nguồn và dũng ngắn mạch nhỏnh hệ thống được tớnh theo cụng thức:
I”HT(0) = I”HT(Ơ) =
= = 3.122 kA
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh nhà mỏy
XttNM.đm= X21 = 0.0902 = 0.2255
Tra đường cong tớnh toỏn ta được: K0 = 4.6; KƠ = 2.45
-Dũng ngắn mạch nhỏnh nhà mỏy
I”NM(0) = K(0) = 4.6 = 5.774 kA
I”NM(Ơ) = K(Ơ ) = 2.45 = 3.075 kA
Dũng ngắn mạch tổng hợp tại N2 là:
I”N2(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 3.122 + 5.774 = 8.896 kA
I”N2(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 3.122 + 3.075 = 6.197 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N2 là:
ixk = Kxk I”N2(0) = 1.88.896 = 22.645 kA
Tớnh dũng ngắn mạch tại điểm N3
Nguồn cung cấp là nhà mỏy và hệ thống khi mỏy biến ỏp tự ngẫu TN1 nghỉ.
Sơ đồ thay thế
X22 = X1 + X3 = 0.0608+ 0.092= 0.1528
Sơ đồ sau khi đó biến đổi:
Biến đổi Y( X22, X5, X13) sang D thiếu (X23, X24)
X23 = X22 + X5 + = 0.1528 + 0.164 + = 0.4621
X24 = X5 + X13 + = 0.164 + 0.1726 + = 0.5217
Sơ đồ rỳt gọn:
Ghộp E2 vào E3,4:
X25 = X10 // X24 = = = 0.1517
Biến đổi Y( X25, X23, X6) sang D thiếu (X26, X27):
X26 = X6 + X23 +
= 0.1833 + 0.4621 + = 1.204
X27 = X6 + X25 +
= 0.1833 + 1.204 + = 0.3951
Ghộp E1 vào E2,3,4
X28 = X9 // X27 = = = 0.1387
Ta cú sơ đồ rỳt gọn sau cựng:
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh hệ thống
XttHT.đm = X26 = 1.204* = 28.896
Do XttHT.đm = 28.896 > 3 nờn được coi là ngắn mạch xa nguồn và dũng ngắn mạch nhỏnh hệ thống được tớnh theo cụng thức:
I”HT(0) = I”HT(Ơ) = = = 4.567 kA
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh nhà mỏy
XttNM.đm= X28 = 0.1387 = 0.3468
Tra đường cong tớnh toỏn được: K(0)= 2.85 ;K(Ơ )= 2.17
Dũng ngắn mạch nhỏnh nhà mỏy
I”NM(0) = K(0) = 2.85 = 39.177 kA
I”NM(Ơ) = = K(Ơ ) = 2.17 = 29.83 kA
Dũng ngắn mạch tổng hợp tại N3 là:
I”N3(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 4.567+ 39.177 = 43.744 kA
I”N3(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 4.567+ 29.83 = 34.397 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N3 là:
ixk = KxkI”N3(0) =*1.8*43.744 = 111.355 kA
Tớnh dũng ngắn mạch tại N4
Vỡ nguồn cung cấp chỉ cú mỏy phỏt F1 nờn sơ đồ thay thế:
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh nhà mỏy
XttNM.đm= X9 = 0.2138 = 0.1336
Tra đường cong tớnh toỏn được: K(0) = 7.5 ; K(Ơ) = 2.7
Dũng ngắn mạch tại N4
I”NM(0) = K(0) = 7.5 = 25.775 kA
I”NM(Ơ) = = K(Ơ ) = 2.7 = 9.279 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N4 là:
ixk = KxkI”N4(0) =*1.8*25.775 =65.612 kA
Tớnh dũng ngắn mạch tại điểm N4’
Từ sơ đồ trờn, rỳt gọn
X29 = X1 + X2 // X3 = X1 +
= 0.0608 + = 0.1068
Biến đổi D(X4, X5, X6) thành sao Y (X30, X31, X32)
X30 = = 0.0526
X31 = = 0.0588
X32 = = 0.0588
Sơ đồ rỳt gọn
X33 = X32 + X10 = 0.0588+ 0.2138 = 0.2726
Biến đổi sao Y (X29, X30, X13) thành D thiếu (X34, X35)
X34 = X29 + X30 +
= 0.1068 + 0.0526 + = 0.192
X35 = X30 + X13 +
= 0.0526 + 0.1726 + = 0.3101
Ghộp E2 vào E3,4:
X36 = X33 // X35 = = 0.1451
Sơ đồ cũn lại
Biến đổi sao Y (X31, X34, X36) thành D thiếu (X37, X38)
X37 = X31 + X34 +
= 0.0588 + 0.192 + = 0.3286
X38 = X31 + X36 +
= 0.0588 + 0.1451+ = 0.2483
Sơ đồ rỳt gọn cuối cựng:
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh hệ thống
XttHT.đm = X37 = 0.3286* = 7.8864
Do XttHT.đm = 7.8864 > 3 nờn dũng ngắn mạch nhỏnh hệ thống được tớnh theo cụng thức:
I”HT(0) = I”HT(Ơ) = = * = 16.733 kA
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh nhà mỏy
XttNM.đm= X38 = 0.2483 = 0.8208
Tra đường cong tớnh toỏn được: K(0)= 1.21 ; K(Ơ )= 1.32
Dũng ngắn mạch nhỏnh nhà mỏy
I”NM(0) = K(0) = 1.21 = 12.475 kA
I”NM(Ơ) = = K(Ơ ) = 1.32 = 13.609 kA
Dũng ngắn mạch tổng hợp tại N4’ là:
I”N4’(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 16.733 + 12.475 = 29.208 kA
I”N4’(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 16.733 + 13.609 = 30.342 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N4’ là:
ixk = KxkI”N4’(0) =*1.8*29.208 = 74.352 kA
Tớnh dũng ngắn mạch tại điểm N5
Nguồn cung cấp là nhà mỏy điện và hệ thống điện khi mỏy biến ỏp tự ngẫu TN1 và mỏy phỏt MF1 nghỉ.
Dựa vào kết quả tớnh toỏn và biến đổi sơ đồ tớnh cho điểm ngắn mạch N3 bỏ đi mỏy phỏt MF1, được sơ đồ:
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh hệ thống
XttHT.đm = X26 = 1.204* = 28.896
Do XttHT.đm = 28.896 > 3 nờn dũng ngắn mạch nhỏnh hệ thống được tớnh theo cụng thức:
I”HT(0) = I”HT(Ơ) = = * = 4.567 kA
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh nhà mỏy
XttNM.đm= X27 = 0.3951 = 0.9878
Tra đường cong tớnh toỏn được: K(0)= 1 ;K(Ơ )= 1.15
Dũng ngắn mạch nhỏnh nhà mỏy
I”NM(0) = K(0) = 1 = 10.31 kA
I”NM(Ơ) = = K(Ơ ) = 1.15 = 11.856 kA
Dũng ngắn mạch tổng hợp tại N5 là:
I”N5(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 4.567 + 10.31 = 14.877 kA
I”N5(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 4.567 + 11.856 = 16.423 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N5 là:
ixk = KxkI”N5(0) =*1.8*14.877 = 37.87 kA
Tớnh toỏn điểm ngắn mạch N6
I’’N6(0) = I’’N4(0) + I’’N4’(0) = 25.775 + 29.208 = 54.983 kA
I’’N6(Ơ) = I’’N4(Ơ) + I’’N4’(Ơ) = 9.279 + 30.342 = 39.621 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N6 là:
ixk = KxkI”N3(0) =*1.8*54.983 = 139.964 kA
Kết quả tớnh toỏn ngắn mạch của phương ỏn 1 được tổng hợp trong bảng dưới đõy:
Bảng 2.6. Tớnh toỏn ngắn mạch cho phương ỏn 1.
Cấp điện ỏp, kV
Điểm ngắn mạch
I”(0), kA
I”(Ơ) , kA
ixk , kA
220
N1
6.189
5.868
15.754
110
N2
8.896
6.197
22.645
10
N3
43.744
34.397
111.355
N4
25.775
9.279
65.612
N4’
29.208
30.342
74.352
N5
14.877
16.423
37.87
N6
54.983
39.621
139.964
Qua cỏc số liệu đó tớnh toỏn được trong bảng trờn ta thấy, dũng điện ngắn mạch lớn nhất đi qua đầu cực mỏy phỏt là I”F = max{I”N4; I”N4’ }= I”N4’= 29.208 kA .
3.3. TÍNH CÁC DềNG NGẮN MẠCH CHO PHƯƠNG ÁN 2
3.3.1. Chọn cỏc điểm tớnh toỏn ngắn mạch
Trong sơ đồ này phải chọn 7 điểm để tớnh ngắn mạch.
Điểm N1: Chọn khớ cụ điện cho mạch 220 kV. Nguồn cung cấp là nhà mỏy điện và hệ thống.
Điểm N2: Chọn khớ cụ điện cho mạch 110 kV. Nguồn cung cấp là nhà mỏy điện và hệ thống.
Điểm N3: Chọn mỏy cắt điện cho mạch hạ ỏp mỏy biến ỏp tự ngẫu. Nguồn cung cấp là nhà mỏy và hệ thống khi mỏy biến ỏp tự ngẫu TN1 nghỉ.
Điểm N4: Chọn mỏy cắt điện cho mạch mỏy phỏt. Nguồn cung cấp là mỏy phỏt điện F1.
Điểm N4’: Chọn mỏy cắt điện cho mạch mỏy phỏt, nguồn cung cấp là toàn bộ nhà mỏy và hệ thống trừ mỏy phỏt MF1.
Điểm N5: Chọn khớ cụ điện cho mạch phõn đoạn điện ỏp 10 kV. Nguồn cung cấp là nhà mỏy điện và hệ thống điện khi mỏy biến ỏp tự ngẫu TN1 và mỏy phỏt MF1 nghỉ.
Điểm N6: Chọn khớ cụ điện cho mạch tự dựng
IN6 = IN4 + IN4’
3.3.2. Tớnh điện khỏng cỏc phần tử trong hệ đơn vị tương đối cơ bản
Điện khỏng của hệ thống:
XHT = XHTđm = 0.0283
Điện khỏng của đường dõy kộp nối với hệ thống:
Đường dõy nối nhà mỏy với hệ thống là đường dõy quan trọng nhất, điện khỏng của dõy dẫn này lấy là x0 ≈ 0.4 Ω/km.
XD = x0.L = *0.4*86 = 0.0325
Điện khỏng của mỏy phỏt điện:
XF = X’’d = 0.1336 = 0.2138
Điện khỏng của khỏng điện:
XK = = 0.1375
Điện khỏng của mỏy biến ỏp hai dõy quấn:
XB = = 0.1313
Điện khỏng của mỏy biến ỏp tự ngẫu TN1, TN2
Điện khỏng cuộn cao:
XC = (UN(C-T) + UN(C-H) – UN(T-H) )
= (11 + 32 - 20) = 0.0719
Điện khỏng cuộn hạ:
XH = (UN(C-H) + UN(T-H) - UN(C-T) )
= (20 + 32 - 11) = 0.1281
Điện khỏng cuộn trung:
XT = (UN(C-T) + UN(T-H) - UN(C-H) )
= (11 + 20 - 32) = - 0.003 < 0
Vỡ XT = - 0.003 < 0 và cú giỏ trị tuyệt đối khụng đỏng kể so với XC và XH ị để đơn giản trong tớnh toỏn cú thể bỏ qua điện khỏng cuộn trung.
3.2.3. Lập sơ đồ thay thế tớnh ngắn mạch
Sơ đồ thay thế tổng quỏt để tớnh ngắn mạch như hỡnh dưới đõy.
X1 = XHT + XD = 0.0283+0.0325 = 0.0608
X2 = X3 = XC = 0.0719
X4 = X5 = XH = 0.1281
X6 = X7 = XK = 0.1375
X8 = XB = 0.1312
X9 = X10 = X11 = X12 = XF = 0.2138
Tớnh dũng ngắn mạch tại N1.
Vỡ ngắn mạch tại điểm N1 sơ đồ cú tớnh chất đối xứng nờn dũng ngắn mạch khụng đi qua khỏng điện. Vậy trong sơ đồ thay thế tớnh ngắn mạch tại N1cú thể bỏ qua khỏng điện.
X13 = X2 // X3 = = 0.036
X14 = X4 // X5 = = 0.0641
X15 = X6 // X7 = = 0.0688
X16 = X9 // X11 = = 0.1069
X17 = X8 + X12 = 0.1312+ 0.2138 = 0.3451
Sơ đồ rỳt gọn
Ghộp cỏc nguồn E1,3 và E2 được:
X18 = X15 + X10 = 0.0688 + 0.2138 = 0.2826
X19 = X16 // X18 = = 0.0776
X20 = X14 + X19 = 0.0641 + 0.0776 = 0.1416
Ghộp cỏc nguồn E1,2,3 và E4 ta cú:
X21 = X20 // X17 = = 0.1004
X22 = X21 + X13 = 0.1004 + 0.036 = 0.1364
Sơ đồ rỳt gọn cuối cựng:
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh hệ thống quy đổi về hệ tương đối định mức:
XttHT.đm = X1 = 0.0608 = 1.4603
Tra đường cong tớnh toỏn được : K(0) = 0.685 ; K (Ơ) = 0.75
Dũng ngắn mạch nhỏnh hệ thống:
I”HT(0) = K(0) = 0.685 = 4.127 kA
I”HT(Ơ) = K (Ơ) = 0.75 = 4.518 kA
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh nhà mỏy quy đổi về hệ tương đối định mức:
XttNM.đm= X19 = 0.1364 = 0.341
Tra đường cong tớnh toỏn ta được: K(0) = 2.9 ; K (Ơ) = 2.17
Dũng ngắn mạch nhỏnh nhà mỏy
I”NM(0) = K(0) = 2.9 = 1.82 kA
I”NM(Ơ) = K(Ơ ) = 2.17 = 1.362 kA
Dũng ngắn mạch tổng hợp tại N1 là:
I”N1(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 4.127 + 1.82 = 5.947 kA
I”N1(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 4.518 + 1.362 = 5.88 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N1 là:
ixk = KxkI”N1(0) = *1.8*5.947 = 15.138 kA
Tớnh dũng ngắn mạch tại điểm N2
Theo kết quả tớnh toỏn và biến đổi sơ đồ của điểm N1 ta được sơ đồ rỳt gọn cho điểm N2
X23 = X1 + X13 = 0.0608 + 0.036 = 0.0968
Ghộp cỏc nguồn E1,3 và E2:
X24 = X15 + X10 = 0.1069+ 0.2138= 0.2826
X25 = X16 // X24 = = 0.0776
X26 = X25 + X14 = 0.0776 + 0.0641 = 0.1416
Ghộp cỏc nguồn E1,2,3 và E4 ta cú:
X27 = X17 // X26 = = 0.1004
Sơ đồ rỳt gọn
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh hệ thống quy về hệ tương đối định mức:
XttHT.đm = X23 = 0.0968 = 2.3232
Tra đường cong tớnh toỏn được : K(0) = 0.42 ; K (Ơ) = 0.445
Dũng ngắn mạch nhỏnh hệ thống:
I”HT(0) = K(0) = 0.42 = 5.061 kA
I”HT(Ơ) = K (Ơ) = 0.445 = 5.362 kA
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh nhà mỏy
XttNM.đm= X27 = 0.1004 = 0.251
Tra đường cong tớnh toỏn ta được: K0 = 2.97; KƠ = 2.37
-Dũng ngắn mạch nhỏnh nhà mỏy
I”NM(0) = K(0) = 2.97 = 3.728 kA
I”NM(Ơ) = K(Ơ ) = 2.37 = 2.975 kA
Dũng ngắn mạch tổng hợp tại N2 là:
I”N2(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 5.061 + 3.728 = 8.788 kA
I”N2(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 5.362 + 2.975 = 8.336 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N2 là:
ixk = Kxk I”N2(0) = *1.8*8.788 = 22.371 kA
Tớnh dũng ngắn mạch tại điểm N3
Biến đổi sơ đồ:
X28 = X1 + X3 = 0.0608 + 0.0719 = 0.1327
X29 = X8 + X12 = 0.1313 + 0.2138 = 0.3451
Nhập E2 và E3 rồi biến đổi D ( X10, X7, X11) sang Y (X30, X31, X32 ) ta cú:
X30 = = 0.052
X31 = = 0.052
X32 = = 0.0809
Sơ đồ rỳt gọn
Biến đổi tiếp:
X33 = X5 + X31 = 0.1281 + 0.052 = 0.1801
X34 = X6 + X30 = 0.1375+ 0.052 = 0.1895
Biến đổi Y( X28, X29, X33) thành D thiếu (X35, X36) ta cú:
X35 = X28 + X33 +
= 0.1327 + 0.1801 + = 0.3822
X36 = X29 + X33 +
= 0.3451 + 0.1801 + = 0.9935
Sơ đồ cũn lại:
X37 = X32 // X36 = = = 0.0748
Biến đổi Y( X34, X35, X37) thành D thiếu (X38, X39) ta cú:
X38 = X34 + X35 +
= 0.1895+ 0.3822 + = 1.54
X39 = X34 + X37 +
= 0.1895 + 0.0748 + = 0.3014
Ghộp cỏc nguồn E1 và E2,3,4:
X40 = X39 // X9 = = = 0.1251
Sơ đồ rỳt gọn cuối cựng
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh hệ thống
XttHT.đm = X38 = 1.54* = 36.26
Do XttHT.đm = 36.26 > 3 nờn dũng ngắn mạch nhỏnh hệ thống được tớnh theo cụng thức:
I”HT(0) = I”HT(Ơ) = = =3.639 kA
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh nhà mỏy:
XttNM.đm= X40 = 0.1251 = 0.3123
Tra đường cong tớnh toỏn được: K(0)= 3.2 ;K(Ơ )= 2.23
Dũng ngắn mạch nhỏnh nhà mỏy:
I”NM(0) = K(0) = 3.2 = 3.639 kA
I”NM(Ơ) = = K(Ơ ) = 2.23 = 30.655 kA
Dũng ngắn mạch tổng hợp tại N3 là:
I”N3(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 3.639 + 35.741 = 47.627 kA
I”N3(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 3.639 + 30.655 = 34.293 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N3 là:
ixk = KxkI”N3(0) =*1.8*47.627 = 121.24 kA
Tớnh dũng ngắn mạch tại N4
Với nguồn cung cấp chỉ có máy phát MF1, ta đã có kết quả tính toán như ở phương án 1
Dũng ngắn mạch tổng hợp tại N4 là:
I”N4(0) = 25.775 kA
I”N4(Ơ) = 9.279 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N4 là:
ixk = 65.612 kA
Tớnh dũng ngắn mạch tại điểm N4’
Áp dụng cỏc kết quả tớnh toỏn và biến đổi trờn, nhập E2 và E3 rồi biến đổi D ( X10, X7, X11) sang Y (X30, X31, X32 ) ta đó cú:
X30 = X31 = 0.052
X32 = 0.0809
Biến đổi tiếp: X40’ = X6 + X30 = 0.1375+ 0.052 = 0.1895
X41 = X5 + X31 = 0.1281 + 0.052 = 0.1801
X42 = X1 + X2 // X3 = X1 + = 0.0608 + = 0.0968
Vậy sơ đồ cũn lại:
Biến đổi D(X4, X40’, X41) thành Y(X43, X44, X45)
X43 = = 0.0488
X44 = = 0.0464
X45==0.0686 X46 = X45 + X32 = 0.0686 + 0.0809 = 0.1495
Sơ đồ rỳt gọn:
Biến đổi sao Y(X42, X17, X44) thành D thiếu (X47, X48)
X47 = X42 + X44 +
= 0.0968 + 0.0464 + = 0.1562
X48 = X44 + X17 +
= 0.0464 + 0.3451+ = 0.5567
X49 = X46 // X48 = = 0.1178
Sơ đồ cũn lại:
Biến đổi Y(X43, X47, X49) thành D thiếu (X50, X51):
X50 = X43 + X47 +
= 0.0488 + 0.1562 + = 0.2696
X51 = X43 + X49 +
= 0.0488 + 0.1178 + = 0.2034
Sơ đồ rỳt gọn cuối cựng:
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh hệ thống:
XttHT.đm = X50 = 0.2696* = 6.4584
Do XttHT.đm = 7.8864 > 3 nờn dũng ngắn mạch nhỏnh hệ thống được tớnh theo cụng thức:
I”HT(0) = I”HT(Ơ) = = * = 20.433 kA
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh nhà mỏy:
XttNM.đm= X51 = 0.2034 = 0.5083
Tra đường cong tớnh toỏn được: K(0)= 1.96 ; K(Ơ )= 1.8.
Dũng ngắn mạch nhỏnh nhà mỏy:
I”NM(0) = K(0) = 1.96 = 20.207 kA
I”NM(Ơ) = = K(Ơ ) = 1.8 = 18.558 kA
Dũng ngắn mạch tổng hợp tại N4’ là:
I”N4’(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 20.433 + 20.207 = 40.64 kA
I”N4’(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 20.433 + 18.558 = 38.991 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N4’ là:
ixk = KxkI”N4’(0) =*1.8*40.64 = 103.454 kA
Tớnh dũng ngắn mạch tại điểm N5
Nguồn cung cấp là nhà mỏy điện và hệ thống điện khi mỏy biến ỏp tự ngẫu TN1 và mỏy phỏt MF1 nghỉ.
Dựa vào kết quả tớnh toỏn và biến đổi sơ đồ tớnh cho điểm ngắn mạch N3 bỏ đi mỏy phỏt MF1, được sơ đồ:
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh hệ thống
XttHT.đm = X38 = 1.54* = 36.26
Do XttHT.đm = 36.2664> 3 nờn dũng ngắn mạch nhỏnh hệ thống được tớnh theo cụng thức:
I”HT(0) = I”HT(Ơ) = = = 3.639 kA
- Điện khỏng tớnh toỏn của nhỏnh nhà mỏy
XttNM.đm= X39 = 0.3014 = 0.7808
Tra đường cong tớnh toỏn được: K(0)= 1.26 ;K(Ơ )= 1.37
Dũng ngắn mạch nhỏnh nhà mỏy
I”NM(0) = K(0) = 1.26 = 12.99 kA
I”NM(Ơ) = = K(Ơ ) = 1.37 = 14.124 kA
Dũng ngắn mạch tổng hợp tại N3 là:
I”N5(0) = I”HT(0) + I”NM(0) = 3.639 + 12.99 = 16.629 kA
I”N5(Ơ) = I”HT(Ơ) + I”NM(Ơ) = 3.639 + 14.124 = 17.763 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N5 là:
ixk = KxkI”N3(0) =*1.8*16.629 = 42.331 kA
Tớnh toỏn điểm ngắn mạch N6
I’’N6(0) = I’’N4(0) + I’’N4’(0) = 25.775 + 40.64 = 56.181 kA
I’’N6(Ơ) = I’’N4(Ơ) + I’’N4’(Ơ) = 9.279 + 31.127 = 40.406 kA
Dũng ngắn mạch xung kớch tại điểm N6 là:
ixk = KxkI”N3(0) =*1.8*56.181 = 143.013 kA
Bảng 3.7. Tớnh toỏn ngắn mạch cho phương ỏn 2
Cấp điện ỏp, kV
Điểm ngắn mạch
I”(0), kA
I”(Ơ) , kA
ixk , kA
220
N1
5.947
5.88
15.138
110
N2
8.788
8.336
22.371
10
N3
47.627
34.293
121.24
N4
25.775
9.279
65.612
N4’
40.64
38.991
103.454
N5
16.629
17.763
42.331
N6
56.181
40.406
143.013
Qua cỏc số liệu đó tớnh toỏn được trong bảng trờn ta thấy, dũng điện ngắn mạch lớn nhất đi qua đầu cực mỏy phỏt là I”F = max{I”N4; I”N4’ }= I”N4’= 40.64 kA .CHƯƠNG IV
SO SÁNH KINH TẾ - KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
Mục đớch của chương này là so sỏnh đỏnh giỏ cỏc phương ỏn về mặt kinh tế, kỹ thuật từ đú lựa chọn phương ỏn tối ưu đảm bảo cỏc điờự kiện kỹ thuật, cỏc chỉ tiờu kinh tế cao. Thực tế, chờnh lệch vốn đầu tư vào thiết bị giữa cỏc phương ỏn chủ yếu phụ thuộc chờnh lệch vốn đầu tư vào cỏc mỏy biến ỏp và cỏc mạch của thiết bị phõn phối mà vốn đầu tư cho thiết bị phõn phối chủ yếu là mỏy cắt điện và dao cỏch ly. Nhưng do số lượng dao cỏch ly của 2 phương ỏn khỏc nhau khụng nhiều và giỏ dao cỏch ly là khụng đỏng kể so với mỏy biến ỏp và mỏy cắt điện. Vỡ thế để tớnh toỏn vốn đầu tư cho thiết bị phõn phối trước hết ta chọn mỏy cắt điện cho từng phương ỏn.
4.1. CHỌN MÁY CẮT ĐIỆN.
Chủng loại mỏy cắt điện được chọn phự hợp với nơi đặt và nhiệm vụ của nú. Thụng thường cỏc mỏy cắt cựng cấp điện ỏp được chọn cựng chủng loại. Cỏc mỏy cắt điện được chọn theo những điều kiện sau:
Điện ỏp định mức của mỏy cắt UđmMC phải lớn hơn hoặc bằng điện ỏp của mạng điện
UđmMC ≥ Uđm.lưới
Dũng điện định mức của mỏy cắt IđmMC phải lớn hơn hoặc bằng dũng điện làm việc cưỡng bức đi qua mỏy cắt Icb
IđmMC ≥ Icb
Dũng ngắn mạch tớnh toỏn IN khụng được vượt quỏ dũng điện cắt định mức của mỏy cắt Icđm
Icđm ≥ IN
Dũng điện ổn định lực động điện:
Iđ.đm ≥ ixk
Ngoài ra cỏc mỏy cắt được chọn cần thoả món điều kiện về ổn định nhiệt. Tuy nhiờn cỏc mỏy cắt núi chung khả năng ổn định nhiệt khỏ lớn, đặc biệt với những loại mỏy cắt cú dũng điện định mức lớn hơn 1000A. Khi đú khụng cần xột đến điều kiện ổn định nhiệt của mỏy cắt.
4.1.1. Phương ỏn 1
Phớa điện ỏp cao (220 kV)
Trong phương ỏn này cần phải chọn 5 mỏy cắt ở cấp điện ỏp 220 kV: 2 mỏy cho đường dõy kộp nối nhà mỏy với hệ thống, 2 mỏy cho phớa cao của mỏy biến ỏp liờn lạc, 1 mỏy cắt liờn lạc giữa 2 thanh gúp 220 kV .
Từ kết quả tớnh toỏn dũng điện cưỡng bức (cho ở bảng 2.7, trang 40) và dũng ngắn mạch phớa cao ỏp (bảng 3.1, trang ):
= 0.353 kA; = 6.189 kA; ixk = 15.754 kA
Tra sỏch “Thiết kế Nhà mỏy điện và Trạm biến ỏp” (Nguyễn Hữu Khỏi, NX
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- DA0292.DOC