Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện

Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai LỜI MỞ ĐẦU Ngày điện tham gia vào lĩnh vực sống từ công nghiệp đến sinh hoạt Nó đóng vai trị quan trọng q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Bởi điện có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành dạng lượng khác (nhiệt, cơ, hoá, ) dễ dàng truyền tải phân phối Chính điện ứng dụng rộng rãi Điện nguồn lượng điều kiện quan trọng để phát triển đất nước Vì vây muốn phát triển kinh tế xã hội, điện phải trước bước Để làm điều này,chúng ta phải không ngừng nâng cao phát triển hệ thống điện nước nói chung phát triển nhà máy điện nói riêng Nhà máy điện phần tử vô quan trọng hệ thống điện Cùng với phát triển hệ thống điện, phát triển hệ thống lượng quốc gia phát triển nhà máy điện.Việc giải vấn đề kinh tế , kỹ thuật thiết kế nhà máy điện mang lại lợi ích khơng nhỏ kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Trong trình thiết kế, với khối lượng kiến thức học giúp đỡ Th.S PHÙNG THỊ THANH MAI giúp em hoàn thành thiết kế Nhưng kiến thức có hạn thiếu kinh nghiệm thực tế nên thiết kế khơng tránh khỏi sai sót, mong góp ý thầy khoa Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 17 tháng 12 năm 2012 Sinh viên thực NGUYỄN ĐĂNG GIANG SVTH:Nguyễn Đăng Giang Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN (đề số 23) Họ tên sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Lớp: Đ4H3 Giảng viên hướng dẫn: Phùng Thị Thanh Mai THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm tổ máy x 100 MW Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho phụ tải sau: Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax = 17 MW, cosφ = 0,84 Gồm kép x 3MW x km đơn x MW x km Biến thiên phụ tải ghi bảng (tính theo phần trăm Pmax) Tại địa phương dùng máy cắt hợp với Icắt = 21 kA tcắt = 0,7 sec cáp nhôm, vỏ PVC với thiết diện nhỏ 70 mm2 Phụ tải cấp điện áp trung 110 kV: Pmax = 160 MW, cosφ = 0,85 Gồm kép x 80 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng ( tính theo phần trăm P max) Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: Pmax = 100 MW, cosφ = 0,86 Gồm kép x 100 MW ghi bảng ( tính theo phần trăm Pmax) Nhà máy nối với hệ thống 220kV lộ đường dây, chiều dài lộ 100 km Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế): 6000 MWA Cơng suất dự phịng hệ thống 200 MVA;Cơng suất ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống =2000 MVA Tự dùng α = %, cosφ = 0,83 Cơng suất tồn nhà máy: ghi bảng (tính theo phần trăm cơng suất đặt) Bảng biến thiên công suất Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 PUF(%) 80 70 70 80 90 100 100 90 80 PUT(%) 90 80 90 90 100 90 90 90 80 PUC(%) 80 90 90 100 90 90 90 80 80 PFNM(%) 80 90 90 95 100 90 100 90 80 Nội dung tính tốn: Tính tốn cân cơng suất, chọn phương án nối dây Tính tốn chọn máy biến áp Tính tốn ngắn mạch Tính tốn kinh tế kĩ thuật, chọn phương án tối ưu Chọn khí cụ điện, dây dẫn Tính tốn tự dùng SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai CHƯƠNG TÍNH TỐN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1 Chọn máy phát điện Dựa vào công suất tổ máy theo đầu cho ứng với tổ máy có P = 100 MW nhà máy điện kiểu NĐNH ta chọn máy phát điện đồng tuabin hơi: TBΦ100-3600 Bảng 0-1: Thông số máy phát điện Tốc độ(n) Cơng Pđm Uđm Iđm x’’d x’d x2 (vịng/phút suất(Sđm) cosφdm MW kV kA Ω Ω Ω ) MVA 0,159 0,224 0,194 3600 117,5 100 10,5 0,85 6,475 3 1.2 Tính Tốn Cân Bằng Cơng Suất 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy % PFNM ( t) = SFNMđ ( t ) FNM = S *P % ( t ) = PFNM (t) Pđ n*PđmF % *P ( t ) FNM cosφ Bảng biến thiên công suất Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 PFNM(%) 80 90 90 95 100 90 100 90 80 SFNM (0 - 4) = *100 80 * = 376,5(MVA) 0,85 100 Tính tốn tương tự cho Ta có bảng sau: Giờ 0-4 SFNM(MVA) 376,4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 423,5 423,5 447,1 470,6 423,5 470,6 376,5 423,5 Vẽ đồ thị phụ tải: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng Trong đó: Std(t) : Công suất phụ tải tự dùng thời điểm t : Lượng điện phần trăm tự dung; n : Số tổ máy PđmF :Công suất tác dụng định mức tổ máy phát : Công suất phát tồn nhà máy thời điểm t Tính tốn tương tự cho khoảng thời gian khác ta có bảng sau: Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 38,19 (MVA) 40,8 40,8 42,1 43,41 40,8 43,41 40,8 38,19 Ta có đồ thị phụ tải tự dùng: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai 1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp a Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát: max PUF % SUF ( t ) = *PUF ( t) cosφUF max PUF 17 % SUF ( - 4) = *PUF *80% =16,19(MVA) ( - 4) = cosφUF 0,84 Tính tốn tương tự cho khoảng thời gian khác ta có bảng sau: Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 SUF(MVA) 16,19 14,17 14,17 16,19 18,21 20,24 20,24 20-22 22-24 18,21 16,19 Từ vẽ đồ thị cấp điện cấp điện áp máy phát: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai b.Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110 kV max PUT % SUT ( t ) = *PUT ( t) cosφUT PUmax 160 % T SUT ( - 4) = *PUT *90% =169,41(MVA) ( - 4) = cosφ 0,85 UT Ta có: Tính tốn tương tự cho Ta có bảng sau: Giờ SUT(MVA) 0-4 169,41 4-8 8-10 150,6 169,4 10-12 169,4 12-16 188,2 16-18 169,4 18-20 169,4 20-22 169,4 22-24 150,6 Từ ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110 kV : SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai c Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao 220 kV: max PUC % SUC ( t ) = *PUC ( t) cosφUC max PUC 100 % SUC ( - 4) = *PUC *80% = 93,02(MVA) ( - 4) = cosφUC 0,86 Tính tốn tương tự cho Ta có bảng sau: Giờ SUC(MVA) 0-4 93,02 4-8 104,7 8-10 10-12 12-16 104,7 116,3 104,7 16-18 104,7 18-20 20-22 22-24 104,7 93,02 93,02 Từ ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp cao 220 kV : 1.2.4 Đồ thị cân công suất phát hệ thống Theo nguyên tắc cân công suất thời điểm ( công suất phát công suất thu), không xét đến công suất tổn thất tron máy biến áp ta có SFNM (t) = SUF (t)+SUT (t)+SUC (t)+STD (t) + SVHT (t) � SVHT (t) = SFNM (t) - SUF (t) - SUT (t) -SUC (t)- STD (t) SVHT (0-4) = SFNM (0-4) - SUF (0-4) - SUT (0-4)-SUC ( 0-4) - STD (0-4) =376, 47- 16,19 - 169,41 - 93,023-38,194 = 59,653 (MVA) SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Tính tốn tương tự cho Ta có bảng sau: Bảng cân công suất tổng hợp GIỜ 0-4 4-8 8-10 10-12 423, SFNM(MVA) 376,47 423,5 447,1 STD (MVA) 38,194 40,8 40,8 42,1 14,1 SUF(MVA) 16,19 14,17 16,19 150, SUT(MVA) 169,41 169,4 169,4 104, SUC(MVA) 93,02 104,7 116,3 SVHT(MVA) 59,653 113,3 94,5 103,1 Ta có đồ thị công suất phát hệ thống sau: 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 470,6 423,5 470,6 423,5 376,5 43,41 40,8 43,41 40,8 38,19 18,21 20,24 20,24 18,21 16,19 188,2 169,4 169,4 169,4 150,6 104,7 104,7 104,7 93,02 93,02 116,1 88,43 132,9 102,1 78,47 Từ bảng cân công suất tồn nhà máy ta có đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy sau: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai 500 470.588 450 470.588 447.059 423.529 423.529 423.529 400 376.471 376.471 350 300 S (MVA) 250 200 150 100 50 0.000 0 10 12 14 16 18 20 22 24 t (h) Kết luận : Qua bảng số liệu ta thấy: SHVT(t) > thời điểm Do nhà máy phát công suất thừa hệ thống Nhận xét: - Nhà máy thiết kế có tổng công suất : SNMđm =  Sđm=n.SđmF = 4*117,5=470 (MVA) So với công suất đặt hệ thống là: 6000MVA chiếm 7,83 % - Cơng suất dự phịng hệ thống:SdtHT =200 (MVA) - Công suất phát hệ thống: Svht max= 132,9 MVA từ : 18h - 20h SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Svht min= 59,651 MVA từ : 0h - 4h Nhà máy phát công suất thừa hệ thống, công suất thừa phát lên hệ thống cực đại so với công suất đặt nhà máy chiếm: 28,24 Có Svht max < SdtHT  nhà máy làm việc ổn định với hệ thống - Phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương) có: SUFmax = 20,24 MVA từ 16h-18h 18h-20h SUFmin = 14,17 MVA từ 4h-8h 8h-10h SđmF = 117,5 MVA - Phụ tải trung áp : + SUTmax = 188,2 MVA từ 12h–16h chiếm + SUTmin= 150,6 MVA từ 4h–8h 22h-24h Tương ứng với thời điểm SUT đạt giá trị cực đại cực tiểu ta có giá trị cơng suất tương ứng: Thời Điểm SUT SFNM SVHT STD SUF Max (12-16h) 188,2 470,6 116,1 43,41 18,21 Min (22-24h) 150,6 376,5 78,47 38,19 16,19 Phụ tải cấp điện áp cao : + SUCmax = 116,3 MVA từ 10h–12h chiếm + SUCmin= 150,6 MVA từ 0h–4h; 20-22h 22h-24h * Khả phát triển nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố vị trí nhà máy, địa bàn phụ tải, nguồn nhiên liệu Riêng phần điện nhà máy hồn tồn có khả phát triển thêm số phụ tải cấp điện áp sẵn có KẾT LUẬN:Qua phân tích ta thấy nhà máy điện thiết kế đóng vai trị quan trọng hệ thống điện với nhiệm vụ khơng cung cấp đủ cho: phụ tải địa phương, phụ tải cấp điện áp trung,phụ tải cấp điện áp cao mà cung cấp cho hệ thống lúc cực đại lên đến 28,24 % 1.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN Giả sử phụ tải địa phương lấy điện từ máy phát –máy biến áp liên lạc, tổ máy lấy là: max S ĐP 20, 24 100  100  8, 61%  15% 2.S đmF 2.117,5 Vậy khơng cần góp điện áp máy phát, MPĐ nối với MBA để đưa lên cấp điện áp cao trung Phụ tải địa phương trích từ đầu cực MPĐ nối với MBA liên lạc Vì mạng điên phía cao 220kV phía trung 110kV lưới trung tính nối đất có hệ số có lợi:  UC  UT 220  110   0, UC 220 Do ta dùng máy biến áp tự ngẫu (MBATN) làm liên lạc Dựa vào bảng tổng hợp phụ tải cấp ta thấy rằng: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Icb dòng điện làm việc cưỡng Theo tính tốn phía ta có dịng điện cưỡng góp phía 220 kV : Icb(220) = 0,441 (kA) I 0, 441 I cp � cb   0,5011( kA) K hc 0,88 Do ta chọn dẫn có thơng số đây: Tiết diện chuẩn nhôm/ thép 300/24 Số liệu tính tốn Tiết diện mm2 Đường kính mm Nhơm Thép Nhôm Thép 298 204 29,2 18,5 Điện trở 20oC (Ω/km) 0,097 Dịng điện phụ tải cho phép,A ( Đặt ngồi trời) 690  Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch: Xác định xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch t BN  � i dt 2 I  I KCK  I CK Khi ngắn mạch: t t BN  � I dt  � I KCK dt  BNKCK  BNCK CK 0  - Xét thành phần xung lượng nhiệt chu kì: Vì cơng suất tổ MF lớn 50 MW, ta sử dụng phương pháp tích phân đồ thị Từ chương III, ta có sơ đồ thay ngắn mạch điểm N1 sau: X16 = 0,0767 ; X1 = 0,0878 Giả thiết thời gian tồn ngắn mạch 1giây Tại thời điểm t=0 giá trị dòng ngắn mạch giá trị dòng ngắn mạch độ, ta có: '' I HT  S 1 100 cb   2,86(kA) X 3.U cb 0, 0878 3.230 S 1 100 cb   3, 273(kA) X 16 3.U cb 0, 0767 3.230 SdmF �  0, 0878 6000  5, 268  X tt  X td Scb 100 Xét nhánh hệ thống: '' I MF  (0,1) (0,2) (0,5) (1) I CKHT  I CKHT  I CKHT  I CKHT  2,86 (kA) Xét nhánh máy phát điện: S dmF �  0, 0767 4.117,5  0,3605  X tt  X td Scb 100 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 47 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Tra đường cong tính tốn ta có: t = 0,1 ↔ I*ck = 2,3 ↔ t = 0,2 ↔ I*ck = 2,1 ↔ t = 0,5 ↔ I*ck = ↔ t = ↔ I*ck = 1,9 ↔ (0,1) * I CKMF  I CK (0,2) * I CKMF  ICK (0,5) * I CKMF  I CK (1) * I CKMF  I CK S dmF �  2,3 4.117,5  2, 7135( kA) 3.U tb 3.230 SdmF �  2,1 4.117,5  2, 4776( kA) 3.U tb 3.230 SdmF �  4.117,5  2,36(kA) 3.U tb 3.230 SdmF �  1,9 4.117,5  2, 24(kA) 3.U tb 3.230 Tổng hợp dòng ngắn mạch chu kỳ thời điểm ta có bảng đây: t (s) 0,1 0,2 0,5 2,7135 2,4776 2,36 2,24 3,273 ICKMF(kA) 2,86 2,86 2,86 2,86 2,86 ICKHT (kA) 6,133 5,5735 5,3376 5,22 5,1 ICKΣ (kA) Từ bảng ta tính xung lượng nhiệt dẫn mềm 220 kV theo phương pháp tích phân đồ thị sau: n n 2 BNCK  �I tbi ti  � I ck2 (ti 1)  I ckti  ti 1  �  6,1332  5,57352  0,1  (5,57352  5,33762 ).0,1  (5,33762  5, 222 ).0,3  (5, 222  5,12 ).0,5� � �  28, 087(kA2 s ) Xác định xung lượng nhiệt thành phần không chu kì: Với thời gian tồn ngắn mạch t =1s > 0,1s, xung lượng nhiệt thành phần không chu kì tính gần với cơng thức sau: BNKCK  I ''2 Ta  6,1332.0, 05  1,8807( kA2 s) Trong : I” giá trị hiệu dụng dịng ngắn mạch q độ thành phần chu kì điểm N1 Ta số thời gian tắt dần dịng điện ngắn mạch thành phần khơng chu kì Đối với mạng điện cao áp ta lấy Ta = 0,05s => BN =BNCK +BNKCK =28,087+1,8807=29,9677(kA.s) BN 29,9677 10  69, 2946( mm2 ) C 79 => Thanh dẫn chọn thỏa mãn yêu cầu ổn định nhiệt S  300  S  103   Kiểm tra điều kiện vầng quang: U vq �U dmHT Trong Uvq – điện áp tới hạn phát sinh vầng quang, kV Nếu pha bố trí đỉnh tam giác đối xứng, điện áp vầng quanh tính theo công thức sau: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 48 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện U vq  84.m.r.lg GVHD:Phùng Thị Thanh Mai a r Khi pha đặt mặt phẳng, Uvq pha giảm 4% U vq  0,96*84* m * r *log atb r Trong : r - bán kính dây dẫn r d 29,   14, 6(mm) 2 a- khoảng cách trục dây dẫn, cm; lấy 5m m- hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn ( dây sợi m=0,93÷0,98; dây nhiều sợi m= 0,83÷0,97) Lấy m = 0,85 Ta kiểm tra điều kiện vầng quang cho pha giữa: U vq  0, 96.84.0,85.1, 46.lg 500  253, 65( kV )  220kV 1, 46 Như dẫn chọn thỏa mãn điều kiện vầng quang 4.2 Chọn Thanh Dẫn Mềm Làm Thanh Góp Phía 110kV Điều kiện dòng điện: Icphc > Icb (1) (110) Với Icb = 0,648 (kA) I cp  I cb 0,648   0,736( kA) K hc 0,88  Do ta chọn dẫn có thơng số đây: Tiết diện, mm2 Đường kính, mm Tiết diện chuẩn Nhôm Thép Dây dẫn Lõi thép 400/22 394 22 26,6  Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch: * Xác định xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch: Icp, A 835 t BN  � i dt 2 I  I KCK  I CK Khi ngắn mạch: t t BN  � I dt  � I KCK dt  BNKCK  BNCK CK 0  - Xét thành phần xung lượng nhiệt chu kì: Từ chương III, ta có sơ đồ thay ngắn mạch điểm N2: X16 =0,0547 X15= 0,1098 Giả thiết thời gian tồn ngắn mạch 1giây SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 49 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Tại thời điểm t=0 giá trị dòng ngắn mạch giá trị dịng ngắn mạch q độ, ta có: '' I HT  S 1 100 cb   4,78(kA) X 15 3.U cb 0,1098 3.110 S 1 100 cb   9,595( kA) X 16 3.U cb 0, 0547 3.110 SdmF �  0,1098 6000  6,588  X tt  X 15 Scb 100 Xét nhánh hệ thống: Coi điểm ngắn mạch xa '' I MF  nguồn Lúc I”(t) = I” = I∞ = 4,78 (kA) Xét nhánh máy phát điện : S dmF �  0,0547 4.117,5  0, 25709  Scb 100 Tra đường cong tính tốn tính tốn tương tự với phía điện áp 220 kV ta có: t (s) 0,1 0,2 0,5 I*CKMF(t) 3,3 2,35 2,7 2,45 ICKMF (kA) 8,14 5,797 6,66 6,044 Tổng hợp dòng ngắn mạch chu kỳ thời điểm ta có bảng đây: X tt  X 16 t (s) 0,1 0,2 0,5 9,595 8,14 5,797 6,66 6,044 ICKMF (kA) ICKHT (kA) 4,78 4,78 4,78 4,78 4,78 ICKΣ (kA) 14,375 12,92 10,577 11,44 10,824 Từ bảng ta tính xung lượng nhiệt dẫn mềm 110 kV theo phương pháp tích phân đồ thị sau: n n 2 BNCK  �I tbi ti  � I ck2 (ti 1)  I ckti  ti 1  � 14,3752  12,92  0,1  (12,92  10,577 ).0,1  (10,577  11, 442 ).0,3  (11, 442  10,8242 ).0,5 �  � � 2  131, 031( kA s) + Xác định xung lượng nhiệt thành phần khơng chu kì: Với thời gian tồn ngắn mạch t =1s > 0,1s, xung lượng nhiệt thành phần khơng chu kì tính gần với công thức sau: BNKCK  I ''2 Ta  14,3752.0, 05  10,332( kA2 s) Trong : - I” giá trị hiệu dụng dòng ngắn mạch độ thành phần chu kì điểm N2 - Ta số thời gian tắt dần dòng điện ngắn mạch thành phần khơng chu kì Đối với mạng điện cao áp ta lấy Ta = 0,05s => BN =BNCK +BN,KCK =131,032+10,332 = 141,364 (kA.s) S  400  Smin  BN 141,364 103  10  150,5(mm ) C 79 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 50 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai => Thanh dẫn chọn thỏa mãn yêu cầu ổn định nhiệt  Kiểm tra điều kiện vầng quang: U vq �U dmHT Trong Uvq – điện áp tới hạn phát sinh vầng quang, kV Nếu pha bố trí đỉnh tam giác đối xứng, điện áp vầng quanh tính theo cơng thức sau: U vq  84.m.r.lg a r Khi pha đặt mặt phẳng, Uvq pha giảm 4% U vq  0,96*84* m * r *log atb r Trong : r - bán kính ngồi dây dẫn r d 29,   14, 6(mm) 2 a- khoảng cách trục dây dẫn, cm; lấy 5m m- hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn ( dây sợi m=0,93÷0,98; dây nhiều sợi m= 0,83÷0,97) Lấy m = 0,85 Ta kiểm tra điều kiện vầng quang cho pha giữa: U vq  0,96.84.0,85.1, 46.lg 500  253, 65( kV )  110kV 1, 46 Như dẫn chọn thỏa mãn điều kiện vầng quang CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG VÀ MÁY BIẾN DÒNG 5.1 Chọn Máy Biến Dòng Điện a Chọn máy biến dòng cấp điện áp 10,5 kV Sơ đồ nối dây đủ pha Điên áp định mức : UđmSC ≥ UđmL=10,5 kV Dịng điện định mức phía sơ cấp : I dmBI �I cb /1,  6, 784 /1,  5,653(kA) Phía thứ cấp có dịng định mức 5A Cấp xác 0,5 (dùng cho cơng tơ điện) Vậy từ điều kiện ta chọn BI cho mạch cấp điện áp máy phát loại: TПШ-10 có thơng số sau: Loại máy Dòng điện định Phụ tải định mức ứng với Uđm, kV biến dòng mức,A cấp xác,Ω Sơ cấp Thứ 0,5 cấp TПШ-10 20 6000 1,2 - Chọn dây dẫn nối từ biến dòng điện dụng cụ đo lường : Để đảm bảo độ xác yêu cầu ,tổng phụ tải thứ cấp Z2 (kể dây dẫn) khơng vượt phụ tải định mức : Z2 = ZΣdc +Zdd < Zđm BI Với : SC SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 (10,5) Page | 51 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Zdd – Tổng trở dây dẫn nối biến dòng điện với dụng cụ đo ; ZΣdc – Tổng phụ tải dụng cụ đo Ta có bảng phụ tải đồng hồ đo điện nối vào biến dòng điện sau : Tên đồng hồ Kí hiệu Phụ tải Pha A Pha B Ampe kế 1 Oát kế tác dụng Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi 10 Công tơ tác dụng 2,5 Công tơ phản kháng 2,5 Tổng 26 Pha C 5 10 2,5 2,5 26 Tổng trở dụng cụ mắc vào pha A ( pha C) : Z � dc  S 26   0,73() I dm Từ điều kiện tổng phụ tải thứ cấp ta có : Zdd = ZđmBI - ZΣdc ≈ rdd = 1,2 – 0,73 =0,47(Ω) Fdd � ltt rdd  Tiết diện dây dẫn cần chọn xác định theo cơng thức : Trong : - điện trở suất vật liệu làm dây dẫn; (Cu=0,0175.mm2/m; Al=0,028.mm2/m) ltt- chiều dài tính tốn; ltt=l(do BI đấu hồn tồn) Giả sử chiều dài từ biến dịng điện đến dụng cụ đo 30m; ltt=l=30m Chọn vât liệu làm dây dẫn đồng Fdd �0, 0175 30  1,117(mm ) 0, 47  Khi ta có:  Vậy chọn dây dẫn đồng có tiết diện: FCu≥4mm2 b) Chọn máy biến dòng cấp điện áp 110 220 kV: Tương tự chọn biến dòng cho cấp điện áp địa phương, với giá trị dòng cưỡng mạch điện cao ,trung áp tính tốn chương II, Ta chọn BI có thơng số sau: Loại máy biến Uđm, kV Dòng điện định Phụ tải định mức ứng với cấp dịng mức,A xác,Ω Sơ cấp Thứ cấp 0,5 TΦHPД-110M 110 500 1,2 TΦH-220-3T 220 400 5.2 Chọn Máy Biến Điện Áp a) Chọn biến điện áp cấp 10,5 kV SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 52 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai - Chọn sơ đồ đấu dây kiểu máy biến điện áp : Sơ đồ nối dây kiểu máy biến điện áp phải phù hợp với nhiệm vụ Để cấp cho cơng tơ cẩn biến điện áp pha đấu hình V /V - Điều kiện điện áp : UđmBU ≥ UđmL =10,5 kV -Cấp xác : 0,5 (dùng cho cơng tơ điện) - Công suất định mức : S2 ≤ SđmBU Để xác định tổng phụ tải dụng cụ đo S2 ta có bảng phụ tải nối vào BU sau : Phụ tải BU: Phụ tải BU: AB BC Số Phần tử Ký hiệu TT P Q P Q W VAR W VAR Vôn kế B-2 7,2 Oát kế tác dụng Д-341 1,8 1,8 Oát kế phản kháng Д-342/1 1,8 1,8 Oát kế tự ghi H-348 8,3 8,3 Tần số kế - 340 6,5 Công tơ tác dụng Д-670 0,66 1,62 0,66 1,62 Công tơ phản kháng ИT-672 0,66 1,62 0,66 1,62 Tổng 20,4 3,24 19,72 3,24 S AB  P dc  Q dc  20, 42  3, 24  20, 7(VA) � �  S2 BC  P dc  Q dc  19, 722  3, 24  19,98(VA) � �  Dây dẫn nối từ BU đến dụng cụ đo phải thỏa mãn điều kiện sau : - Tổn thất điện áp dây dẫn không vượt 0,5% (0,5 V) điện áp thứ cấp có cơng tơ 3% khơng có cơng tơ - Khi nối với dụng cụ đo điện năng: FCu≥2,5mm2; FAl≥4mm2 - Khi không nối với dụng cụ đo điện năng: FCu≥1,5mm2; FAl≥2,5mm2 S ab 20,7   0, 207( A) U ab 100 S 19,9 I b  bc   0,199( A) U bc 100 Ia  Để đơn giản giả sử : Ia =Ic = 0,2 A, cosφab =cosφbc = Như I b  3.0,  0,346( A) U  ( I a  I b ).r  ( I a  I b ). l F Điện áp giáng dây a b là: Giả sử khoảng cách từ BU đến thiết bị đo l=30m; (mạch thứ cấp có cơng tơ) Vậy tiết diện dây dẫn là: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 53 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện F �( I a  I b ). GVHD:Phùng Thị Thanh Mai l 0, 0175.30  (0,  0, 346)  0,5733( mm ) U 0,5 Để đảm bảo độ bền học ta chọn FCu=2,5mm2 b) Chọn biến điện áp cấp 110 :220kV Phụ tải phía thứ cấp BU cấp điện áp 110kV 220kV thường cuộn dây điện áp đồng hồ Vơnmét có tổng trở lớn nên cơng suất thường nhỏ nên khơng cần phải tính phụ tải phía thứ cấp Tiết diện chọn cho đảm bảo độ bền học Nhiệm vụ BU cấp điện áp kiểm tra cách điện đo lường điện áp ta chọn ba biến điện áp pha đấu Y0/Y0 Ta chọn BU có thơng số sau : Loại BU HK  110  58 HK  220  58 Cấp điện áp (kV) Điện áp định mức cuộn dây (V) 110 220 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Sơ cấp Thứ cấp 110000/ 220000/ 100/ 100/ Công suất theo cấp xác (VA) Cấp 0,5 400 400 Cấp 600 600 Công suất max (VA) 2000 2000 Page | 54 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện A A GVHD:Phùng Thị Thanh Mai A W W VAR Wh VARh a b c 2.HOM-15 A B C V f F Sơ đồ nối dụng cụ đo vào biến điện áp biến dịng điện mạch MF CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN TỰ DÙNG Sơ Đồ Cung Cấp Điện Tự Dùng Đối với nhà máy nhiệt điện với công suất, sơ đồ nối điện tự dùng tồn cấp điện áp: 6,3kV 0,4kV a) Cấp điện áp 6,3kV - Dùng để cấp điện cho động có cơng suất từ 200kW trở lên: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 55 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai - Phân đoạn theo lò (tổ MF), phân đoạn cấp từ máy biến áp riêng B5; B6; B7; B8(nếu cấp điện áp máy phát 6,3kV dùng kháng điện) Các máy biến áp lấy điện từ phân đoạn điện áp MF trường hợp nhà máy có góp điện áp máy phát lấy điện từ đầu cực máy phat trường hợp nhà máy khơng có góp điện áp máy phát - Khi sử dụng MBA dự phịng lạnh (B9), có cơng suất từ đến 1,3 lần MBA tự dùng thường, lấy từ phía hạ máy biến áp liên lạc- phía máy cắt Máy cắt phía MBA dự phịng làm việc bình thường thường mở b) Cấp điện áp 0,4kV - Dùng để cấp điện cho động công suất 200kW cho chiếu sáng - Công suất điện cấp chiếm khoảng 10% đến 15% công suất tự dùng toàn nhà máy: - MBA cấp lấy điện trực tiếp từ tự dùng 6,3kV Có phân đoạn cấp 6,3kV có nhiêu phân đoạn cấp 0,4kV.Khi cơng suất máy biến áp (B10; B11; B12; B13) là: - Khi sử dụng MBA dự phịng lạnh (B14) có cơng suất với MBA tự dùng 0,4kV, lấy điện từ góp 6,3kV MBA tự dùng dự phòng 6,3kV - Máy cắt phía MBA dự phịng làm việc bình thường thường mở - Phía 0,4kV phải trung tính trực tiếp nối đất đảm bảo an tồn có dây trung tính (đường nét đứt) để lấy điện áp pha SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 56 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện B1 B2 F1 B9 B14 GVHD:Phùng Thị Thanh Mai B4 B3 F2 F3 F4 B5 B6 B7 B8 B10 B11 B12 B13 0,4kV Chọn Máy Biến Áp a.Máy Biến Áp Cấp 6,3 kV S max 43, 41 6,3kV S dmB � td   10,8525( MVA) n max Trong : Std - cơng suất tự dùng cực đại toàn nhà máy n- số tổ máy phát Ta chọn MBA cấp 6,3 kV có thông số sau: Loại Điện áp, kV Tổn thất, kW Sđm MBA Cuộn Cuộn hạ ΔP0 ΔPN kVA cao TДHC 16000 10,5 6,3 17,8 105 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 UN% I 0% 10 0,8 Page | 57 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai MBA dự phòng B9 dùng để thay MBA B5, B6, B7,B8 máy gặp cố hay đưa sửa chữa Cơng suất MBA dự phịng chọn sau: 6,3 kV S B  (1 �1,3).SdmB  1,3.16000  20800(kVA) Ta chọn MBA dự phòng B9 có thơng số sau: Loại Điện áp, kV Tổn thất, kW Sđm UN% I 0% MBA Cuộn Cuộn hạ ΔP0 ΔPN kVA cao TДHC 25000 10,5 6,3 21 125 9,5 0,5 b MBA cấp 0,4 kV: % công suất tự dùng nhà - Công suất điện cấp chiếm khoảng 10% đến 15 máy.giả sử chọn: Std0,4 kV  (13)%.Stdmax  0,13.43, 41  5,6433( MVA) S dmB Std0,4 kV 5643,3 �   1410,825 n  Chọn số phân đoạn cấp 0,4 kV n=4 : Vậy chọn Sđm=1600 kVA Loại Điện áp, kV Tổn thất, kW Sđm UN% I 0% MBA Cuộn Cuộn hạ ΔP ΔP kVA N cao TMH 1600 10 0,4 2,8 18 5,5 1,3  Và công suất máy biến áp dự phịng lạnh B14 chọn có công suất máy biến áp B10; B11; B12; B13 CHỌN MÁY CẮT VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN Chọn theo điều kiện máy cắt Tuy nhiên cần ý: - Điều kiện dịng phải tính theo dịng cơng suất MBA dự phòng điện áp MF - Điều kiện dòng cắt dòng ổn định động phải theo dịng ngắn mạch phía MBA tự dùng cấp 6,3kV I cb  1, 05.I bt  1,05 SdmB 25  1, 05  1, 443 10,5 10,5 (kA) Điều kiện chọn máy cắt nêu: + Điều kiện áp: UđmMC≥ Ulưới=10,5kV + Điều kiện dòng: IđmMC≥Icb=1,443 (kA) (Icb- dòng cưỡng bức) + Điều kiện cắt: Icắtđm + Điều kiện ổn định động: iđđm ≥ ixk= 220,35 kA + Điều kiện ổn định nhiệt: Trong đó: Inhđm- dịng điện ổn định nhiệt định mức MC ứng với thời gian ổn định nhiệt tnh BN- xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch Điều kiện xét MC có dịng định mức 1000A Vậy ta chọn loại MC có thơng số sau: Loại MC Uđm, kV Iđm, A SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Dòng cắt định Dòng ổn định Page | 58 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai mức; kA 90 động định mức 225 8FG10 12 12500 Chọn MC tự dùng cấp 6,3kV Chọn theo điều kiện MC Tuy nhiên cần ý: - Điều kiện dịng phải tính dịng theo cơng suất MBA dự phòng điện áp 6,3kV I cb  1,05.I bt  1, 05 S dmB14 1,  1, 05  0,154( kA) 6,3 6,3 - Điều kiện dòng cắt định mức dòng ổn định động định mức phải tính theo dịng ngắn mạch phía MBA tự dùng 6,3kV N4 N7 HT XHT Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4: X HT  I cb Scb 100    0,10869 '' '' IN 3.U cb I N 3.6,3.84,31 U % S 10.100 X B  N cb   0, 625 100 S dm 100.16  XΣ1 = XHT + XB5 = 0,10869+0,625 = 0,73369 I N"   X �1 I cb  100  12, 49(kA) 0, 73369 3.6,3 ''  I xkN  2.K xk I  2.1,8.12, 49  31, 79( kA)  Dịng điện cưỡng tính theo cơng suất MBA dự phịng B14 là: I cb  1, 05.I bt  1, 05 SdmB14 1,  1,05  0,154( kA) 6,3 6,3  Chọn MC cho mạng tự dùng 0,4kV tương tự giống với mạng khác , ta có thơng số MC cần chọn bảng đây: Loại MC Dòng cắt định Dòng ổn định Uđm, kV Iđm, A mức; kA động định mức 8BM20 7,2 1250 25 63 Chọn Áp tô mát cấp 0,4 kV: N4 N7 HT XHT Ta có điện trở điện kháng MBA B10 tính tốn sau: Loại Điện áp, kV Tổn thất, kW Sđm UN% MBA Cuộn Cuộn hạ ΔP0 ΔPN kVA cao TMH 1600 10 0,4 2,8 18 5,5 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 I 0% 1,3 Page | 59 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai PN U dm 18.0, 42 6 RB  10  10  1,125( m) Sdm 16002 U X% U dm 5,5.0, 42 XB  10  10  5,5( m) S dmB 1600 Với UX xác định theo công thức: U X  U N2 %  U R2 %  5,52  (7, 03.10 4 )  5, 499% Trong P 18.103 U R  N2 100  100  7, 03.10 4 10 S dmB 10 1600 Ta có tổng trở ngắn mạch tính đến N8 là: Z8  RB2  X B  1,1252  5,52  5, 61( m) Vì áp tơ mát đặt sau MBA 0,4 kV nên dòng điện làm việc lớn qua áp tô mát xác định theo dòng làm việc định mức MBA : (0,4 kV ) S dmB 1600  2309( A) 3.U dm 3.0, U 400 IN    41,165( A) 3.Z 3.5, 61 I tt max   Chọn áp tô mát theo điều kiện sau: UđmA≥ UđmLĐ =0,4 kV IđmA ≥ Ilv max = 2309 (A) IcđmA ≥ IN = 41,165 (A) Căn vào điều kiện chọn aptomat kết tính ngắn mạch ta chọn aptomat hãng MelinGerin loại M16 có thơng số sau (Tra Bảng 3.8 [Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV - Tác giả Ngô Hồng Quang]) Bảng 0-3: Thông số áptômát Loại áptômát AE2500-SS Uđm(V) 690 Iđm(A) 2500 Icđm (kA) 65 * Nhận xét chương: Nhà máy thiết kế có tổ máy 100 MW khơng có góp điện áp máy phát, nên đồ án sử dụng sơ đồ tự dùng gồm phân đoạn góp 6,3kV phân đoạn góp 0,4kV Và chọn thiết bị điện ứng với phân đoạn góp như: MBA tự dùng cấp 6,3, MBA tự dùng cấp 0,4, máy cắt đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật để nhà máy vận hành cách tối ưu TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 60 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai PGS.TS Phạm Văn Hòa, Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2007 TS Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hòa Phần điện nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2007 PGS.TS Phạm Văn Hòa Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2006 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 61