Thiết kế Đồ án môn học Nhà máy điện và trạm biến áp

thống. Tuy nhiên với mạch máy phát điện cần tính toán hai điểm ngắn mạch là N3 và N3’. Điểm ngắn mạch N3 có nguồn cung cấp là toàn bộ các máy phát ( trừ máy phát G2) và hệ thống. Điểm ngắn mạch N3’ có nguồn cung cấp chỉ có máy phát G2. So sánh trị số của dòng điện ngắn mạch tại hai điểm này và chọn khí cụ điện theo dòng điện có trị số lớn hơn. Để chọn thiết bị cho mạch tự dùng ta có điểm ngắn mạch tính toán N4. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N4 gồm toàn bộ các máy phát và hệ thống điện. Dòng ngắn mạch tại N4 có thể xác định theo dòng ngắnmạch tại N3 và N3’. 4.2.1.1.Sơ đồ thay thế ( Hình 4-2 ) HT XHT N1 XT220 XG XC XH XC XH XG XT110 XG XG G4 G1 G2 G3 XD N2 N3 N3’ N4 Hình 4-2 4.2.1.2.Tính toán ngắn mạch Điểm ngắn mạch N1 Từ sơ đồ thay thế hình 4-2 ta có sơ đồ tính toán điểm nhắn mạch N1 như hình 4-3 HT X1 N1 X3 X4 X2 X5 G4 G12 G3 Hình 4-3 Đặt các điện kháng như sau: X1 = XHT + XD = 0.025 + 0.0359 = 0.0609 X2 = XT220 + XG = 0.1375 + 0.216 = 0.3535 X3 = XC = *0.1438 = 0.0719 X4 = (XG + XH) = *(0.216 + 0.2438) = 0.2299 X5 = XT110 + XG = 0.1313 + 0.216 = 0.3473 Ghép G12 vào G3 rồi sau đó mắc nối tiếp với X3 được sơ đồ như hình 4-4 : HT X1 N1 X2 G4 X6 G123 Hình 4-4 X6 = ( X4 // X5 ) + X3 X6 = + X3 X6 = + 0.0719 = 0.21 G123 = Ghép máy phát G1, G2, G3, G4 và G5 được sơ đồ như hình 5-6 như sau: X7 X1 G1234 HT N1 Hình 4-5 X7 = = 0.132 Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch là : XttHT = X1. = 1.34 Tra đường cong tính toán ta được : = 0.746 ; = 0.78 Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được : I” = 4.12 (KA) I∞ = 4.308 (KA) Điện kháng tính toán từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch N1 là : XttNM = X7* = 0.33 Tra đường cong tính toán ta được : = 3.03 ; = 2.2 Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được : I” = 1.9 (KA) I∞ = 1.381 (KA) Như vậy trị số dòng điện ngắn mạch tổng tại điểm N1 là: Dòng ngắn mạch siêu quá độ: = 4.12 + 1.9 = 6.02 (KA) Dòng ngắn mạch duy trì: I∞N1 = 4.308 + 1.381 = 5.689 (KA) Dòng điện xung kích: ixkN1 = *Kxk* = *1.8*6.02 = 15.324 (KA) Điểm ngắn mạch N2 Để tính toán điểm ngắn mạch tại N2 ta có thể lợi dụng kết quả tính toán, biến đổi sơ đồ ở một số bước của điểm ngắn mạch N1. Tương tự sơ đồ hình 4-3 ta có hình 4-6: HT X1 N2 X3 X4 X2 G4 G12 X5 G3 Hình 4-6 Ghép song song nguồn G1, G2, G3 được sơ đồ như hình 4-7. HT X1 X2 G4 X3 G123 X8 Hình 4-7 X8 = == 0.138 Biến đổi sơ đồ sao X1, X2 và X3 về sơ đồ tam giác thiếu X9, X10 do điện kháng giữa các nguồn HT và G4 không ảnh hưởng tới trị số dòng ngắn mạch, nên trong tính toán có thể bỏ qua --> ta có: X9 = X1 + X3 + = 0.0609 + 0.0719 + = 0.1452 X10 = X2 + X3 + = 0.3535 + 0.0719 + = 0.8428 X9 X8 Sơ đồ trở thành hình 4-8 : X9 G1234 X11 HT N2 Hình 4-9 HT N2 G123 X10 G4 Hình 4-8 Biến đổi sơ đồ hình 4-8 thành sơ đồ hình 4-9 như sau : X11 = = 0.1186 Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch N2 là : XttHT = X9* = 3.1944 Vì XttHT > 3 nên áp dụng công thức tính : Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được: I” = I∞ 3.457 (KA) Điện kháng tính toán từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch N2 là : XttNM = X11* = 0.2965 Tra đường cong tính toán ta được : = 3.373 ; = 2.28 Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được : I” = = 4.233 (KA) I∞ = 2.862 (KA) Trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N2 là: Dòng ngắn mạch siêu quá độ: = 3.457 + 4.233 = 7.69 (KA) Dòng ngắn mạch duy trì: I∞N2 = 3.457 + 2.862 = 6.319 (KA) Dòng điện xung kích: ixkN2 = *Kxk* = *1.8*7.69 = 19.576 (KA) Điểm ngắn mạch N3 Từ sơ đồ hình 4-2 , ta có sơ đồ tính toán điểm ngắn mạch N3 như hình 4-10 HT X1 N3 XT220 XG XC XH XC XH XG XT110 XG G4 G1 G3 Hình 4-10 Lúc này chỉ có 3 máy phát làm việc nên tổng công suất phát là : SSGđm = 3*Sđm = 3*62.5 = 187.5 (MVA) X1 XH HT N3 X2 G4 X3 X12 G13 Hình 4-11 Để tính dòng ngắn mạch tại điểm N3 ta sử dụng các giá trị điện kháng tương đối đã tính ở phần trên và dùng các biến đổi nối tiếp và song song từ đó ta có sơ đồ như hình 4-11 như sau: Với : X13 = XH + XG = 0.2438 + 0.216 = 0.4598 X12 = = 0.1979 Biến đổi sơ đồ sao X1,X2,X3 thành sơ đồ tam giác X9, X10, trong đó điện kháng giữa HT và G4 không ảnh hưởng đến giá trị dòng ngắn mạch nên có thể bỏ qua, do đó ta có: N3 HT X10 G4 X9 X12 G13 Hình 4-12 XH X9 = X1 + X3 + = 0.0609 + 0.0719 + = 0.1452 X10 = X2 + X3 + = 0.3535 + 0.0719 + = 0.8428 Ghép song song nguồn G4 và G13 ta có : X14 = = = 0.16 X9 HT XH G134 X14 N3 X15 X16 Hình 4-13 Biến đổi sơ đồ sao X9, X14, XH thành sơ đồ tam giác thiếu X15, X16 ta được sơ đồ như hình 4-14: X15 G134 X16 HT N3 Hình 4-14 X15 = X9 + XH + = 0.1452 + 0.2438 + = 0.61 X16 = X14 + XH + = 0.16 + 0.2438 + = 0.672 Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch N3 là : XttHT = X15* = 13.42 Vì XttHT > 3 nên áp dụng công thức tính : Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được: I” = I∞ 9.012 (KA) Điện kháng tính toán từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch N3 là : XttNM = X16* = 1.26 Tra đường cong tính toán ta được : = 0.794 ; = 0.82 Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được : I” = 8.186 (KA) I∞ = 8.454 (KA) Như vậy trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N3 là: Dòng ngắn mạch siêu quá độ: = 9.012 + 8.186 = 17.198 (KA) Dòng ngắn mạch duy trì: I∞N3 = 9.012 + 8.454 = 17.466 (KA) Dòng điện xung kích: ixkN3 = *Kxk*=*1.8*17.198 = 43.779 (KA) Điểm ngắn mạch N3’ Điểm ngắn mạch N3’ chính là ngắn mạch đầu cực máy phát điện G2 nên nguồn cung cấp chỉ gồm có một máy phát G2 và có sơ đồ thay thế như hình 4-15 XG G2 N3 Hình 4-15 Điện kháng tính toán: XttG2 = XG* = 0.135 Tra đường cong tính toán ta được : = 7.407 ; = 2.74 Đổi ra hệ đơn vị có tên ta có : I” = 25.455 (KA) I∞ = 9.416 (KA) Dòng điện xung kích : ixkN3’ = *Kxk* = *1.9*25.455 = 68.398 (KA) (Ngắn mạch đầu cực lấy kxk =1.9) Điểm ngắn mạch N4 Từ sơ đồ thay thế hình 4-2 ta thấy : IN4 = IN3 + IN3' từ đó ta có : Dòng ngắn mạch siêu quá độ : I"N4 = I"N3 + I"N3' = 17.198 + 25.455 = 42.653 KA Dòng ngắn mạch duy trì : IƠN4 = IƠN3 + IƠN3' = 17.466 + 9.416 = 26.882 KA Dòng điện xung kích : ixkN4 = ixkN3 + ixkN3’ = 43.779 + 68.398 = 112.177 KA Kết quả tính toán ngắn mạch : Bảng 4-1 Cấp điện áp ( KV ) Điểm ngắn mạch I" (KA) IƠ (KA) ixk (KA) 220 N1 6.02 5.689 15.324 110 N2 7.69 6.319 19.576 10.5 N3 17.198 17.466 43.779 N3’ 25.455 9.416 68.398 N4 42.653 26.882 112.177 4.2.2.Phương án 2: Sơ đồ nối điện ( Hình 4-16). 220KV ~ HT ~ ~ N1 110KV N3’ N3 N4 N2 G3 G2 G1 ~ G4 T4 T1 T2 T3 Hình 4-16 Để chọn khí cụ điện cho mạch 220kV, ta chọn diểm ngắn mạch N1 với nguồn cung cấp là toàn bộ hệ thống và các máy phát điện. Đối với mạch 110kV, điểm ngắn mạch tính toán là N2 với nguồn cung cấp gồm toàn bộ các máy phát và hệ thống. Tuy nhiên với mạch máy phát điện cần tính toán hai điểm ngắn mạch là N3 và N3’. Điểm ngắn mạch N3 có nguồn cung cấp là toàn bộ các máy phát ( trừ máy phát G2) và hệ thống. Điểm ngắn mạch N3’ có nguồn cung cấp chỉ có máy phát G2. So sánh trị số của dòng điện ngắn mạch tại hai điểm này và chọn khí cụ điện theo dòng điện có trị số lớn hơn. Để chọn thiết bị cho mạch tự dùng ta có điểm ngắn mạch tính toán N4. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N4 gồm toàn bộ các máy phát và hệ thống điện. Dòng ngắn mạch tại N4 có thể xác định theo dòng ngắnmạch tại N3 và N3’. 4.2.2.1.Sơ đồ thay thế ( Hình 4-17 ) XHT N1 XT220 XC XH XC XH XG XT110 XG XG XG G4 G1 G2 G3 XD N2 N3 N3’ N4 HT Hình 4-17 4.2.2.2.Tính toán ngắn mạch Điểm ngắn mạch N1 Từ sơ đồ thay thế hình 4-17 ta có sơ đồ tính toán điểm nhắn mạch N1 như hình 4-18 HT X1 N1 X2 X3 X4 G12 G34 Hình 4-18 Đặt các điện kháng như sau: X1 = XHT + XD = 0.025 + 0.0359 = 0.0609 X2 = XC = *0.1438 = 0.0719 X3 = (XG + XH) = *(0.216 + 0.2438) = 0.2299 X4 = (XT110 + XG) = (0.1313 + 0.216) = 0.1737 Ghép G12 vào G34 rồi sau đó mắc nối tiếp với X2 được sơ đồ như hình 4-19 : X5 = ( X3 // X4 ) + X2 X5 = + X2 X5 = + 0.0719 = 0.171 G1234 = X5 X1 G1234 HT N1 Hình 4-19 Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch là : XttHT = X1. = 1.34 Tra đường cong tính toán ta được : = 0.746 ; = 0.78 Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được : I” = 4.12 (KA) I∞ = 4.308 (KA) Điện kháng tính toán từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch N1 là : XttNM = X5* = 0.4275 Tra đường cong tính toán ta được : = 2.34 ; = 2 Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được : I” = 1.468 (KA) I∞ = 1.255 (KA) Như vậy trị số dòng điện ngắn mạch tổng tại điểm N1 là: Dòng ngắn mạch siêu quá độ: = 4.12 + 1.468 = 5.588 (KA) Dòng ngắn mạch duy trì: I∞N1 = 4.308 + 1.255 = 5.563 (KA) Dòng điện xung kích: ixkN1 = *Kxk* = *1.8*5.588 = 14.225 (KA) Điểm ngắn mạch N2 Để tính toán điểm ngắn mạch tại N2 ta có thể lợi dụng kết quả tính toán, biến đổi sơ đồ ở một số bước của điểm ngắn mạch N1. Tương tự sơ đồ hình 4-18 ta có hình 4-20 : HT X1 N2 X2 X3 G12 X4 G34 Hình 4-20 Ghép song song nguồn G12, G34 và ghép nối tiếp X1,X2 được sơ đồ như hình 4-21. X6 = X1 + X2 = 0.0609 + 0.0719 = 0.1328 X7 == = 0.099 X6 G1234 X7 HT N2 Hình 4-21 Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch N2 là : XttHT = X6* = 2.922 Tra đường cong tính toán ta được : = 0.342 ; = 0.352 Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được : I” = 3.777 (KA) I∞ = 3.888 (KA) Điện kháng tính toán từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch N2 là : XttNM = X7* = 0.248 Tra đường cong tính toán ta được : = 4.03 ; = 2.42 Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được : I” = = 5.058 (KA) I∞ = 3.037 (KA) Trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N2 là: Dòng ngắn mạch siêu quá độ: = 3.777 + 5.058 = 8.835 (KA) Dòng ngắn mạch duy trì: I∞N2 = 3.888 + 3.037 = 6.925 (KA) Dòng điện xung kích: ixkN2 = *Kxk* = *1.8*8.835 = 22.49 (KA) Điểm ngắn mạch N3 HT X1 N3 XC XH XC XH XG XT110 XG XT110 XG G4 G1 G3 Hình 4-22 Từ sơ đồ hình 4-17 , ta có sơ đồ tính toán điểm ngắn mạch N3 như hình 4-22 Lúc này chỉ có 3 máy phát làm việc nên tổng công suất phát là : SSGđm = 3*Sđm = 3*62.5 = 187.5 (MVA) Để tính dòng ngắn mạch tại điểm N3 ta sử dụng các giá trị điện kháng tương đối đã tính ở phần trên và dùng các biến đổi nối tiếp và song song từ đó ta có sơ đồ như hình 4-23 như sau: N3 HT X8 G1 X6 X4 G34 Hình 4-23 XH Với : X8 = XH + XG = 0.2438 + 0.216 = 0.4598 X6 = X1 + X2 = 0.1328 X4 = 0.1737 Ghép song song nguồn G1 và G34 ta có : X9 = = = 0.126 X6 HT XH G134 X9 N3 X10 X11 Hình 4-24 Biến đổi sơ đồ sao X6, X9, XH thành sơ đồ tam giác thiếu X10, X11 ta được sơ đồ như hình 4-25: X10 G134 X11 HT N3 Hình 4-25 X10 = X6 + XH + = 0.1328 + 0.2438 + = 0.634 X11 = X9 + XH + = 0.126 + 0.2438 + = 0.401 Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đến điểm ngắn mạch N3 là : XttHT = X10* = 13.948 Vì XttHT > 3 nên áp dụng công thức tính : Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được: I” = I∞ 8.673 (KA) Điện kháng tính toán từ phía nhà máy đến điểm ngắn mạch N3 là : XttNM = X11* = 0.752 Tra đường cong tính toán ta được : = 1.33 ; = 1.37 Đổi ra hệ đơn vị có tên ta được : I” = 13.712 (KA) I∞ = 14.124 (KA) Như vậy trị số dòng điện ngắn mạch tại điểm N3 là: Dòng ngắn mạch siêu quá độ: = 8.673 + 13.712 = 22.385 (KA) Dòng ngắn mạch duy trì: I∞N3 = 8.673 + 14.124 = 22.797 (KA) Dòng điện xung kích: ixkN3 = *Kxk*=*1.8*22.385 = 56.983 (KA) Điểm ngắn mạch N3’ Giống như ở phương án 1 nên ta có dòng ngắn mạch ở điểm N3’ như sau : I” = 25.447 (KA) I∞ = 8.885 (KA) Dòng điện xung kích : ixkN3’ = 68.376 (KA) Điểm ngắn mạch N4 Từ sơ đồ thay thế hình 4-17 ta thấy : IN4 = IN3 + IN3' từ đó ta có : Dòng ngắn mạch siêu quá độ : I"N4 = I"N3 + I"N3' = 22.385 + 25.447 = 47.832 KA Dòng ngắn mạch duy trì : IƠN4 = IƠN3 + IƠN3' = 22.797 + 8.885 = 31.682 KA Dòng điện xung kích : ixkN4 = ixkN3 + ixkN3’ = 56.983 + 68.376 = 125.359 KA Kết quả tính toán ngắn mạch : Bảng 4-2 Cấp điện áp ( KV ) Điểm ngắn mạch I" (KA) IƠ (KA) ixk (KA) 220 N1 5.588 5.563 14.225 110 N2 8.835 6.925 22.49 10.5 N3 22.385 22.797 56.983 N3’ 25.447 8.885 68.376 N4 47.832 31.682 125.359 Chương 5 Tính toán chỉ tiêu kinh tế kinh tế- kỹ thuật chọn phương án tối ưu 5.1.Tính toán chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật và chọn phương án tối ưu Chọn máy cắt điện: Các máy cắt khí SF6 với ưu điểm gọn nhẹ, làm việc tin cậy nên được sử dụng khá phổ biến. Tuy nhiên các máy cắt loại này có nhược điểm là giá thành cao, việc thay thế sửa chữa còn bị phụ thuộc nhiều vào nhà sản xuất. Với nhà máy thiết kế đều dùng các máy cắt khí SF6 ở cả ba cấp điện áp. Ta chọn bộ máy cắt theo điều kiện sau: UđmMC ³ Uđmlưới IđmMC ³ Icbmax Icắtđm ³ I” ildd ³ ixk Dựa vào kết quả tính toán ngắn mạch và các điều kiện trên ta có thể chọn được máy cắt như sau : Bảng 5-1 Phương án Cấp điện áp (kV) Dòng Ilvcb (kA) I”(kA) ixk (kA) Loại MC Đại lượng định mức Uđm (kV) Iđm (kA) Icắt (kA) Ildd (kA) 1 220 0.254 6.02 15.324 3AQ1 245 4 40 100 110 0.442 7.69 19.576 3AQ1 123 4 40 100 10.5 3.608 25.447 68.376 8DA10 12 3.15 40 110 2 230 0.254 5.588 14.225 3AQ1 245 4 40 100 110 0.442 8.835 22.49 3AQ1 123 4 40 100 10.5 3.608 25.447 68.376 8DA10 12 3.15 40 110 Mục đích của tính toán kinh tế kỹ thuật là đánh giá các phương án về mặt kinh tế từ đó lựa chọn phương án tối ưu đảm bảo các điều kiện kỹ thuật các chỉ tiêu kinh tế cao. Thực tế vốn đầu tư phụ thuộc vốn đầu tư các mạch của thiết bị phân phối mà vốn đầu tư cho thiết bị phân phối chủ yếu là máy cắt. Vì thế để tính toán vốn đầu tư cho thiết bị phân phối trước hết ta chọn máy cắt cho từng phương án. Vốn đầu tư : V = VB + VTBPP Trong đó : VB là vốn đầu tư cho máy biến áp được xác định theo công thức VB = VBi *KBi Với : VBi là tiền mua máy biến áp thứ i. KBi là tính đến tiền chuyên chở lắp đặt máy biến áp thứ i ( hệ số này phụ thuộc vào công suất và điện áp định mức ). VTBPP là vốn đầu tư xây dựng thiết bị phân phối tính theo công thức: VTBPP = ( nc*vc + nt*vt + nh*vh ) Với : nc, nt, nh là số mạch phía cao, trung và hạ áp vc, vt, vh là giá mỗi mạch phía cao, trung và hạ áp. Chi phí vận hành hàng năm : P = PKH + PΔA Trong đó : PKH là chi phí khấu hao vốn đầu tư tính theo biểu thức PKH = V = *V PΔA là chi phí tổn thất điện năng tính theo công thức PΔA = b*ΔA = 600*ΔA Từ đó ta tính cụ thể cho từng phương án như sau: 5.1.1.Phương án 1 5.1.1.1.Tính vốn đầu tư T4 220KV ~ G4 ~ T2 G2 ~ T1 G1 ~ T3 G3 110KV Hình 5-1 áp dụng công thức tính vốn đầu tư : V = VB + VTBPP VB là tổng số vốn đầu tư cho máy biến áp gồm : Hai máy biến áp tự ngẫu ATDЦTH-125 giá 185*103 R/máy, với KB = 1.4 Một máy biến áp 3 pha 2 dây quấn TDЦ kiểu TDЦ-80/242 giá mỗi máy là 90*103 R/máy, với KB = 1.4 Một máy biến áp 3 pha 2 dây quấn kiểu TDЦ-80/121 giá mỗi máy là 100*103 R/máy, với KB = 1.5 Với giá quy đổi ra tiền Việt Nam đồng : 1 R = 40000 VNĐ ị VB = 2*1.4*185*103 + 1.4*90*103 + 1.5*100*103 = 794*103 (R) Hay VB = 794*103 *40000 = 31.76*109 (VNĐ) VTBPP là vốn đầu tư cho thiết bị phân phối tính theo công thức: VTBPP = S( nC *vC + nT * vT + nH *vH ) nC là số mạch máy cắt kiểu 3AQ1 phía cao áp : nc = 6 mạch. vC là giá tiền đầu tư cho một mạch phía cao áp : vc = 75*103*15000 = 1.125*109 (VNĐ) nT là số mạch phía trung áp : nt = 8 mạch. vT là giá tiền đầu tư cho một mạch phía trung áp : vt = 45*103*15000 = 0.675*109 (VNĐ) nH là số mạch phía hạ áp : nh = 2 mạch. vH là giá tiền đầu tư cho một mạch phía hạ áp : vh = 30*103*15000 = 0.45*109 (VNĐ) Vậy tổng số tiền đầu tư cho thiết bị phân phố VTBPP = ( 6*1.125 + 8*0.675 + 2*0.45 )*109 = 13.05*109 (VNĐ) Như vậy tổng vốn đầu tư là : V = 31*109 + 13.05*109 = 44.05*109 (VNĐ) 5.1.1.2.Tính chi phí vận hàng hàng năm. áp dụng công thức : P = PKH + P∆A Trong đó : PKH = *V = * 44.05*109 = 3.7002*109 (VNĐ) P∆A = 600*∆A = 600*6331.73*103 = 3.799*109 (VNĐ) Vậy : P = 3.7002*109 + 3.799*109 = 7.4992*109 (VNĐ) Chi phí tính toán hàng năm : C = ađm*V + P Với ađm = 0.15 C = 0.15*44.05*109 + 7.4992*109 = 14.1067*109 (VNĐ) 5.1.1.Phương án 2 T1 220KV 110KV ~ T2 G2 ~ G1 ~ T4 G4 ~ T3 G3 Hình 5-2 5.1.1.1.Tính vốn đầu tư : Làm tương tự phương án 1 ta được : Vốn đầu tư cho máy biến áp gồm có 2 máy biến áp tự ngẫu ATDЦTH-125 và 2 máy biến áp 3 pha 2 dây quấn, do đó : VB = 2*1.4*185*103 + 2*1.5*100*103 = 818*103 (R) Hay VB = 818*103 *40000 = 32.72*109 (VNĐ) Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối gồm có : Phía cao áp (220KV) có 5 mạch Phía trung áp (110KV) có 9 mạch Phía hạ áp (10.5KV) có 2 mạch Vậy : VTBPP = ( 5*1.125 + 9*0.675 + 2*0.45 )*109 = 12.6*109 (VNĐ) Như vậy vốn đầu tư cho phương án 2 là: V = 32.72*109 + 12.6*109 = 45.32*109 (VNĐ) 5.1.1.2.Tính chi phí vận hành hàng năm : Tính tương tự phương án 1 ta có PKH = *V = * 45.32*109 = 3.807*109 (VNĐ) P∆A = 600*∆A = 600*6311.96*103 = 3.787*109 (VNĐ) Vậy : P = 3.807*109 + 3.787*109 = 7.594*109 (VNĐ) Chi phí tính toán hàng năm : C = ađm*V + P Với ađm = 0.15 C = 0.15*45.32*109 + 7.594*109 = 14.392*109 (VNĐ) Từ đó ta có bảng so sánh sau : Bảng 5-2 Chi phí Phương án án V ( 109 VNĐ ) P ( 109 VNĐ ) C ( 109 VNĐ ) 1 44.05 7.4992 14.1067 2 45.32 7.594 14.392 Vì phương án 1 có hàm chi phí tính toán Cmin nên phương án 1 là phương án tối ưu ta chọn phương án 1 là phương án nối điện của nhà máy thiết kế Chương 6 Chọn thiết bị và dây dẫn 6.1.Chọn máy cắt và dao cách ly 6.1.1.Chọn máy cắt điện 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 sự cố. Vì vậy để đảm bảo an toàn cho lưới điện máy cắt được chọn theo các điều kiện sau : Điện áp định mức : UđmMC ³ Uđmlưới Dòng diện định mức : IđmMC ³ Ilvcb Dòng điện cắt định mức : Icắt đm ³ I” ; I” là dòng điện ngắn mạch siêu quá độ thành phần chu kì. Ngoài ra các máy cắt chọn phải được kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Điều kiện kiểm tra là : Điều kiện ổn định động : ildd ³ ixk ( ixk là dòng điện ngắn mạch xung kích ) Điều kiện ổn định nhiệt : Inh2*tnh ³ BN ( BN xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch ) Chú ý : Đối với những máy cắt có Iđm ³ 1000A thì không cần kiểm tra ổn định nhiệt. Từ đó ta có bảng các thông số của máy cắt được chọn như sau : Bảng 6-1 Phương án Cấp điện áp (kV) Dòng Ilvcb (kA) I”(kA) ixk (kA) Loại MC Đại lượng định mức Uđm (kV) Iđm (kA) Icắt (kA) Ildd (kA) 1 220 0.254 6.02 15.324 3AQ1 245 4 40 100 110 0.442 7.69 19.576 3AQ1 123 4 40 100 10.5 3.608 25.447 68.376 8DA10 12 3.15 40 110 6.1.2. Chọn dao cách ly. Dao cách ly được chọn theo điều kiện: - Điện áp : UDCLđm ³ Uđm - Dòng điện : IDCLđm ³ Ilvcb - Điều kiện ổn định động: ildd ³ ixk - ổn định nhiệt : Inh2*tnh ³ BN (dao cách ly có Iđm > 1000A nên không phải kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt) Do đó chọn dao cách ly có thông số kỹ thuật như sau: Bảng 6-2 Cấp điện áp (kV) Đại lượng tính toán Kiểu Dao cách ly Đại lượng định mức Ilvcb (kA) I” (kA) ixk (kA) UDCLđm (kV) IDCLđm (kA) ilđđ (kA) 220 0.254 6.02 15.324 PHД -220T/600 220 0.8 80 110 0.442 7.69 19.576 PHД-110/630 110 0.63 80 10.5 3.608 25.447 68.376 PBK-10/4000 10 4 200 6.2.Chọn thanh dẫn, thanh góp 6.2.1.Chọn thanh dẫn cứng Thanh dẫn cứng dùng để nối từ máy phát tới cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu và máy biến áp ba pha hai cuộn dây. Tiết diện của thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài. 6.2.1.1.Chọn tiết diện thanh dẫn Giả thiết nhiệt độ lâu dài cho phép của thanh dẫn bằng đồng là qcp = 70oC, nhiệt độ môi trường xung quanh là q0 = 35oC và nhiệt độ tính toán định mức là qđm = 250C. Từ đó ta có hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ là : Tiết diện của thanh dẫn cứng được chọn theo dòng điện lâu dài cho phép : Ilvcb Ê Icp*Khc Do đó ta có : Icp ³ = 4.1 kA Như vậy ta chọn thanh dẫn cứng bằng đồng, có tiết diện hình máng như hình 6-1, quét sơn và có các thông số như ở bảng 6-3: Bảng 6-3 Kích thước (mm) Tiết diện 1cực mm2 Mô men trở kháng (cm3) Mô men quán tính (cm4) Icp cả 2 thanh (A) h b c r 1 thanh 2 thanh 1 thanh 2 thanh Wxx Wyy Wyoyo Jxx Jyy Jyoyo 100 45 6 8 1010 27 5.9 58 135 18.5 290 4300 h y y y0 x x b h c Hình 6-1 y y y0 6.2.1.2.Kiểm tra ổn định nhiệt khi nhắn mạch: Thanh dẫn đã chọn có dòng điện cho phép Icp > 1000 A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch. 6.2.1.3.Kiểm tra ổn định động. ở điện áp 10.5kV lấy khoảng cách giữa các pha là a = 50 cm, khoảng cách giữa hai sứ đỡ là l = 180 cm. Tính ứng suất giữa các pha: Lực tính toán tác dụng lên thanh dẫn pha giữa trên chiều dài khoảng vượt là: F1 = 1.76*10-8**ixk2 *khd kG (khd = 1) = 1.76*10-8**(68.376*103)2 = 296.23 kG Mô men uốn tác dụng lên chiều dài nhịp : M1 = = = 5332.14 kG.cm Và ứng suất do lực động điện giữa các pha là : s1 = = = 91.93 kG/cm2 với Wy0y0 = 58 cm3 là mô men chống uốn của tiết diện ngang thanh dẫn. Xác định khoảng cách giữa các miếng đệm : Lực tác dụng lên 1 cm chiều dài thanh dẫn do dòng ngắn mạch trong cùng pha gây ra: f2 = 0.51*10-2**ixk2 kG/cm = 0.51*10-2* *68.3762 = 2.384 kG/cm ứng suất do dòng điện trong cùng pha gây ra : s2 = = kG/cm2 Điều kiện ổn định động của thanh dẫn khi không xét đến dao động là : scpCu ³ s1 + s2 hay s2 Ê scpCu - s1 đ l2 Ê Với thanh dẫn đồng scpCu = 1400 kG/cm2. Vậy khoảng cách lớn nhất giữa các miếng đệm mà thanh dẫn đảm bảo ổn định động là : l2max = = 197 cm Giá trị này lớn hơn khoảng cách của khoảng vượt l = 180cm. Do đó chỉ cần đặt miếng đệm tại hai đầu sứ mà thanh dẫn vẫn đảm bảo ổn định động. 6.2.1.4.Chọn sứ đỡ thanh dẫn cứng. Sứ đỡ thanh dẫn cứng được chọn theo điều kiện sau: Loại sứ: Sứ đặt trong nhà. Điện áp: USđm ³ Uđm = 10kV Điều kiện ổn định động. Giả sử ta chọn sứ OF-10-750Y3 có: Uđm = 10kV ; Fphcp = 750kG ; hS = 120 mm Kiểm tra ổn định động Sứ được chọn cần thoả mãn điều kiện : F’tt Ê 0.6*Fphcp Trong đó: Fphcp- Lực phá hoại cho phép của sứ. F’tt- Lực động điện đặt trên đầu sứ khi có ngắn mạch. F’tt = f1 Với : f1 – Lực động điện tác động lên thanh dẫn khi có ngắn mạch hs – Chiều cao của sứ h’ – Chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện thanh dẫn Thanh dẫn đã chọn có chiều cao h = 100 mm. Do đó: h’= hs + 0.5*h = 120 + 0.5*100 = 170 mm. Lực phá hoại tính toán của sứ : kG < 0.6*Fphcp = 0.6*750 = 450 kG Điều kiện ổn định động thoả mãn,vậy sứ đã chọn hoàn toàn thoả mãn : h’ = (120 + 50)mm Thanh dẫn Sứ F1 Ftt Hình 6-2 h=120mm 6.2.2.Chọn thanh dẫn mềm Thanh dẫn mềm được dùng để nối từ đầu cực phía cao, phía trung của máy biến áp tự ngẫu và cuộn cao của máy biến áp hai cuộn dây lên các thanh góp 220kV và 110kV. Tiết diện của thanh góp và thanh dẫn mềm được chọn theo điều kiện nhiệt độ lâu dài cho phép. Khi đó dòng điện cho phép đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ là: ³ Ilvcb/khc Trong đó : là dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ tại nơi lắp đặt. Ilvcb : dòng điện làm việc cưỡng bức. khc: Hệ số hiệu chỉnh, khc = 0.88 Các thanh dẫn mềm này treo ngoài trời, có độ ổn định nhiệt tương đối lớn nên ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch. 6.2.2.1.Chọn tiết diện. Từ kết quả tính toán dòng điện làm việc cưỡng bức ở chương3 tính được dòng cho phép (đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ) của các cấp điện áp. Mạch điện áp 220kV: Dòng làm việc cưỡng bức của dây dẫn trong mạch này là: Ilvcb = 0.254 kA Ta phải chọn thanh dẫn có : Icp ³ = 0.289 kA Ta chọn dây nhôm lõi thép AC-300 (để đảm bảo điều kiện vầng quang nên ta chọn vượt cấp) có Icp = 690 A D = 24 mm Mạch điện áp 110 kV: Dòng điện làm việc cưỡng bức của mạch: Ilvcb = 0.442 kA Ta phải chọn dây dẫn có : Icp ³ = 0.5 kA Như vậy chọn dây AC-185 với các thông số Icp = 510 A. D = 18.9 mm 6.2.2.2.Kiểm tra điều kiện vầng quang Kiểm tra điều kiện vầng quang theo công thức : Uvq ³ Uđm với Uvq = 84*m*r*lg() kV Trong đó: Uvq: là điện áp tới hạn để phát sinh vầng quang m : là hệ số có xét đến độ xù xì của bề mặt dây dẫn, lấy m = 0.87 a : là khoảng cách giữa các pha của dây dẫn, lấy a =500 cm (với cấp 220kV) và a = 400 cm (với cấp 110kV) r : là bán kính ngoài của dây dẫn. Điện áp 220 kV: Uvq = 84*0.87*1.2*lg= 229.74 kV > Uđm = 220kV Vậy dây dẫn dã chọn thoả mãn diều kiện vầng quang. Điện áp 110 kV: Uvq = 84*0.87*0.945*lg= 188.1kV > Uđm = 110kV Như vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện vầng quang. 6.2.2.3.Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Xung lượng nhiệt khi ngắn mạch đựơc xác định theo biểu thức BN = A2s Một cách gần đúng ta lấy It là giá trị hiệu dụng tức thời của dòng ngắn mạch It2 = Ickt2 + ikckt2 ICKt : Giá trị hiệu dụng tức thời dòng ngắn mạch thành phần chu kỳ iKCKt : Giá trị