THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN (4x60MW)

• 22 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN Khoa Kỹ thuật Công nghệ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên Lớp THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Nhà máy gồm 4 tổ máy, công suất mỗi máy là 60 MW Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải điện áp máy phát, 110kV và phát công suất thừa vào hệ thống 220 kV 1 Phụ tải điện áp máy phát Pmax = 12 MW; cos( = 0,86 Gồm 4 đường dây kép ( 3MW ( 2 km Biến thiên phụ tải theo thời gian t(giờ) 0 (7 7(12.

-1Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN Khoa Kỹ thuật & Công nghệ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: …………… Lớp ……… THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Nhà máy gồm tổ máy, công suất máy 60 MW Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải điện áp máy phát, 110kV phát công suất thừa vào hệ thống 220 kV Phụ tải điện áp máy phát:: Pmax = 12 MW; cos = 0,86 Gồm đường dây kép  3MW  km Biến thiên phụ tải theo thời gian : t(giờ) 7 712 12  14 14  20 20  24 P/Pmax(%) 60 90 80 95 60 Phụ tải điện áp 110 kV: Pmax = 90 MW, cos = 0,85 Gồm đường dây kép30MW50km Biến thiên phụ tải theo thời gian : t(giờ) 8 812 12  16 16  20 20  24 P/Pmax(%) 70 90 90 90 70 Phụ tải toàn nhà máy : Phụ tải nhà máy: tự dùng 6%, cos=0,8 Biến thiên phụ tải theo thời gian : t(giờ) 6 612 12  16 16  20 20  24 P/Pmax(%) 70 90 80 100 70 Hệ thống : -2Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Tổng công suất hệ thống 2000 MVA, dự trữ quay hệ thống 100MVA Nhà máy nối với hệ thống đường dây kép dài 80 km Điện kháng tính đến hệ thống Xđm = 1,5 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ - Tính tốn phụ tải cân công suất - Chọn sơ đồ nối điện nhà máy - Tính tốn ngắn mạch - So sánh kinh tế-kỹ thuật chọn phương án tối ưu - Tính chọn khí cụ điện phần có dịng điện chạy qua - Tính chọn sơ đồ thiết bị tự dùng BẢN VẼ vẽ A0 - Đồ thị phụ tải tổng hợp - Sơ đồ phương án - Sơ đồ tính tốn ngắn mạch - Sơ đồ nối điện kể tự dùng - Sơ đồ thiết bị phân phối trời Ngày giao đồ án tốt nghiệp: Ngày hoàn thành đồ án tốt nghiệp: Cán hướng dẫn: TS HUỲNH ĐỨC HOÀN -3Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện MỤC LỤC NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP .1 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU……………………………………………………… CHƯƠNG TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1.1 Chọn máy phát điện .7 1.2 Tính tốn cân cơng suất 1.2.1 Phụ tải điện áp máy phát .9 1.2.2 Phụ tải trung áp 10 1.2.3 Phụ tải toàn nhà máy 11 1.2.4 Phụ tải tự dùng 12 1.2.5 Cân cơng suất tồn nhà máy xác định công suất phát vào hệ thống .13 1.2.6 Nhận xét chung 15 CHƯƠNG CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY 2.1 Chọn phương án nối dây 17 2.1.1 Phương án 17 2.1.2 Phương án 18 2.1.3 Phương án 19 2.2 Kết luận chọn sơ phương án tối ưu 20 2.3 Chọn máy biến áp cho phương án phân phối công suất cho máy biến áp 20 2.3.1 Chọn công suất máy biến áp .20 2.3.1.1 Phương án 21 2.3.1.2 Phương án 22 2.3.2 Phân phối công suất cho máy biến áp cuộn dây máy biến áp 23 2.3.2.1 Phương án 23 2.3.2.2 Phương án 24 2.3.3 Kiểm tra khả mang tải máy biến áp 25 2.3.3.1.Phương án 25 2.3.3.2.Phương án 28 2.4.Tính tổn thất điện máy biến áp .30 2.4.1.Phương án 30 2.4.2 Phương án .32 -4Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện CHƯƠNG XÁC ĐỊNH DÒNG LÀM VIỆC CƯỠNG BỨC VÀ TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 3.1.Xác định dịng làm việc cưỡng 35 3.1.1.Tính dịng cưỡng cho phương án .35 3.1.2.Tính dịng điện cưỡng cho phương án .36 3.2.Tính tốn dòng điện ngắn mạch 37 3.2.1.Phương án .37 3.2.1.1.Chọn đại lượng 37 3.2.1.2 Chọn điểm ngắn mạch tính tốn .38 3.2.1.3.Tính điện kháng phần tử hệ đơn vị tương đối 39 3.2.1.4.Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch .40 3.2.2.Phương án .47 3.2.2.1.Chọn điểm ngắn mạch tính tốn 47 3.2.2.2.Tính dịng ngắn mạch điểm ngắn mạch tính tốn 49 CHƯƠNG TÍNH TỐN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 4.1.Chọn máy cắt cho mạch 58 4.2.Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 59 4.2.1.Phương án .59 4.2.2.Phương án 60 4.3.Tính tốn kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu 61 4.3.1.Vốn đầu tư phương án 61 4.3.2 Phí tổn vận hành hàng năm 62 4.3.3.Tính chi tiết phương án 62 4.3.3.1.Phương án 62 4.3.3.2.Phương án -5Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 64 4.4.So sánh chọn phương án tối ưu 65 CHƯƠNG CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN TỬ CĨ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA 5.1 Chọn dao cách ly 66 5.2.Chọn dẫn góp 67 5.2.1.Chọn dẫn, góp mềm 67 5.2.1.1.Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch 69 5.2.1.2.Kiểm tra điều kiện vầng quang 74 5.2.2.Chọn dẫn cứng 76 5.2.2.1.Chọn tiết diện dẫn cứng 76 5.2.2.2.Kiểm tra ổn định động 77 5.3.Chọn sứ đỡ cách điện 79 5.3.1.Kiểm tra ổn định động 79 5.4.Chọn biến điện áp biến dòng điện 80 5.4.1.Cấp điện áp 220kV 81 -6Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 5.4.2.Cấp điện áp 110kV 81 5.5.Mạch máy phát 82 5.6.Chọn cáp, kháng máy cắt hợp cho phụ tải địa phương 85 5.6.1.Chọn cáp 85 5.6.2.Chọn máy cắt điện 87 5.6.3.Chọn kháng điện 88 5.7.Chọn chống sét van cho góp 92 5.8.Chọn chống sét van cho máy biến áp 93 5.8.1.Chống sét van cho máy biến áp tự ngẫu 93 5.8.2.Chống sét van cho máy biến áp hai cuộn dây 93 CHƯƠNG CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG 6.1.Chọn máy biến áp cấp 95 6.1.1.Máy biến áp công tác 95 6.1.2.Chọn máy biến áp dự trữ 96 -7Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 6.2.Chọn máy biến áp cấp hai 96 6.3.Chọn máy cắt 97 6.3.1.Chọn máy cắt cho mạch tự dùng cấp điện áp 10,5kV 97 6.3.2.Chọn dao cách ly 98 6.3.3.Chọn máy cắt cho mạch tự dùng cấp điện áp 6kV 98 6.4.Chọn áptơmát cho tự dùng cho góp 0,4kV 99 Tài liệu tham khảo .102 CHƯƠNG TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT -8Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Để thực tốt nhiệm vụ thiết kế, cần phải nắm vững số liệu cho xác định yêu cầu kĩ thuật địi hỏi q trình thiết kế Việc tính toán, xác định phụ tải cấp điện áp lượng công suất nhà máy thiết kế trao đổi với hệ thống điện quan trọng, sở giúp xây dựng bảng phân phối cân cơng suất tồn nhà máy Từ rút điều kiện để chọn phương án nối điện toàn nhà máy tối ưu với thực tế yêu cầu thiết kế 1.1.Chọn máy phát điện: Cùng với phát triển hệ thống lượng quốc gia, nước ta ngày xây dựng thêm nhiều nhà máy điện trạm biến áp có cơng suất lớn, phần thiếu hệ thống lượng Thiết bị quan trọng nhà máy điện máy phát điện, máy phát điện biến đổi thành điện tạo thành nguồn cung cấp cho hệ thống Ngoài ra, máy phát điện có khả điều chỉnh cơng suất ;do giữ vai trị quan trọng việc đảm bảo chất lượng điện (điều chỉnh điện áp tần số hệ thống điện ) Trong trình thiết kế, chọn số lượng công suất máy phát điện (MPĐ) cần ý điểm sau: -MPĐ có cơng suất lớn hiệu suất làm việc lớn nên lượng tiêu hao nhiên liệu để sản xuất đơn vị điện chi phí vận hành hàng năm nhỏ Nhưng mặt cung cấp điện địi hỏi : S đmF  S dt S đmF _là công suất định mức máy phát điện S dt _là công suất dự trữ hệ thống - Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành ta chọn MPĐ loại - Chọn điện áp định mức phát (U đmF ) :càng lớn dịng điện làm việc dịng điện ngắn mạch nhỏ nên dễ chọn thiết bị Trong nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện với tổ máy ,công suất tổ máy 60MW Ta chọn MPĐ đồng tuabin TB  -60-2 với thông số cho bảng 1.1 (TL1_tr100) -9Đồ án tốt nghiệp Loại MPĐ TB  -60-2 Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện S P U (MVA) (MW) (KV) 75 60 10,5 I (KA) Cos  X’’ d X’ d Xd 4,125 0,8 0,146 0,22 1,691 Bảng 1.1.Thơng số MPĐ 1.2.Tính tốn cân cơng suất: - Tại thời điểm điện công suất sản suất công suất phụ tải - Đối với người vận hành đồ thị phụ tải dùng để sản xuất, sửa chữa thay thiết bị - Đối với người thiết kế dựa vào phụ tải cấp điện áp để chọn sơ đồ thiết kế nhà máy điện trạm biến áp Tiến hành tính tốn kinh tế kỹ thuật để chọn phương án tối ưu - Cân công suất tác dụng công suất phản kháng: + Tiến hành tính tốn chọn thiết bị + Hệ số công suất Cosφ phụ tải không khác nhiều Để đơn giản ta tính tốn phụ tải, cân công suất theo công suất biểu kiến + Mỗi cấp điện áp cho P max , Cos  (là hệ số cơng suất trung bình phụ tải), cho P%(t) công suất thời điểm t P (t ) P%(t) = P 100% max  P(t) = P%(t ) P max 100  S(t) = P(t) Cos Trong đó: P(t): cơng suất tác dụng phụ tải thời điểm t S(t): công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t Cos  : hệ số công suất phụ tải 1.2.1.Phụ tải điện áp máy phát: SUF Ta có:  U đm = 10,5 (kV) -10Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện  P max = 12 (MW)  Cos  = 0,86 Áp dụng công thức ta có: PUF (t) = P %(t ) P max 100 SUF(t) = PUF (t ) Cos Sau tính tốn kết ghi vào bảng sau: t(h) CS PUF% PUF (t) (MW) SUF(t) (MVA) 0-7 7-12 12-14 14-20 20-24 60 90 80 95 60 7,2 10,8 9,6 11,4 7,2 8,37 12,56 11,16 13,26 8,37 Bảng 1.2: Bảng tính tốn phụ tải điện áp máy phát S(MVA) 13,26 12,56 11,1 8,3 8,37 12 14 20 t(h) -88Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Chọn máy cắt loại 8BJ50 SIEMENS có thơng số cho bảng sau: ( TL1- Tr 236 ) Loại MC Uđm, kV 8BJ50 17,5 Iđm Iđm Nhánh, Icắt đm, kA , A A 2000 1250 20 Bảng 5.8: Thông số máy cắt Ilđd, kA 50 5.6.3 Chọn kháng điện: Kháng điện chọn sơ sau: UđmK ≥ Uđm mạng = 10 kV IđmK ≥ Icb Xác định dòng làm việc cưỡng qua kháng Từ sơ đồ cung cấp điện phụ tải địa phương ta có cơng suất qua kháng lúc bình thường lúc cố kháng sau: N4 ~ K1 171 ,7 K2 171 ,7 ~ N6 -89Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Dòng cưỡng qua kháng giả thiết cố kháng điện Lúc cơng suất qua kháng cịn lại là: Pmax 12 Icb = 3.U cos = = 0,767 kA 3.10,5.0,86 dm Ta chọn kháng đơn dây nhôm: PbA-10-1000: Uđm = 10 (KV); Iđm = 1000 (A) ( TL1- Tr265) Cáp lưới điện phân phối có tiết diện nhỏ S = 50 mm2 lõi nhôm theo yêu cầu thiết kế -Xác định điện kháng : Xk% kháng điện: Điện kháng kháng điện đường dây dùng cho phụ tải địa phương chọn cho đảm bảo hạn chế dòng ngắn mạch nhỏ hay dòng cắt máy cắt đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện chọn * Sơ đồ thay thế: -90- XC2 N N XC1 XHT XK Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện N Đồ án tốt nghiệp Khi lập sơ đồ thay cho tính ngắn mạch chọn S cb=100 MVA ngắn mạch N-4 có: I" =59,275 kA N-4 - Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4 là: I S 100 cb cb XHT = I" = 3.U I"  3.10,5.59, 275 = 0,093 N4 cb N4 - Điện kháng cáp 1( kép, 3MW ×2km) là: l Scb 100  0, 073 XC1 = x o = 0, 08 2 U cb 10,52 - Dòng ổn định nhiệt cáp S1 : InhS1 = S1.C t1 Trong đó: S1: Tiết diện cáp 1, S1 = 70 mm2 C: Phụ thuộc vật liệu cáp ( nhôm C = 90 ) t1: Thời gian cắt máy cắt t1 = t2 + ∆t = 0,3 + 0,2 = 0,5s 70.90 InhS1 = = 8909 A = 8,909 kA 0,5 - Dòng ổn định nhiệt cáp S2 : S2 C 50.90 = = 8215 A = 8,215 kA t2 0,3 InhS2 = Ta có min{InhS2; Icắt2} = min{8,215;20} = 8,215kA Vậy: - Điện kháng tổng tính đến điểm N-6 là: Icb X = I - Ta có : nhS2 = Scb 100  = 0,67 kA 3.U cb I nhS2 3.10,5.8, 215 -91Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện X = XHT + XK + XC1 - Điện kháng kháng điện : XK = X - XHT - XC1 = 0,67 – 0,093 – 0,073 = 0,504 Vậy : I dmK XK% = Xk I 100 = 0,504 5,5 100 = 9,16 cb * Ta chọn loại kháng điện đơn dây đồng : PbA-10-1000-8: UđmK =10 (KV) : IđmK = 1000 (A) : XK% = % Dòng điện ổn định động : 29 (KA) Tổn thất định mức pha : 10,2 (KW) - Tính tốn kiểm tra lại kháng điện chọn : * Tính toán kiểm tra lại kháng chọn điểm ngắn mạch N5 : Icb 5,5  0,44 XK = XK% I = 0,08 dmK - Dòng điện ngắn mạch N5 : Icb 5,5  10,32 (KA) I’’N5 = X +X = 0, 093  0, 44 HT K Ta thấy: ICđm = 20 KA ≥ I’’N5 = 10,32 kA InhS1 = 9,012 KA ≤ I’’N5 = 10,32 kA Kháng điện chọn không đảm bảo điều kiện hạn chế dòng ngắn mạch tai điểm N5 Chọn loại kháng điện đơn dây đồng : PbA-10-1000-10: UđmK =10 (KV) : IđmK = 1000 (A) : XK% = 10 % Dòng điện ổn định động : 23,5 (KA) Tổn thất định mức pha : 11,5 (KW) - Điện kháng kháng vừa chọn là: Icb 5, = 0,1  0,55 XK = XK% IdmK - Dòng điện ngắn mạch N5 : -92Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện I’’N5 = Icb 5,5 =  8,55 (KA) X HT +X K 0, 093  0,55 Ta thấy: ICđm = 20 KA ≥ I’’N5 = 8,55 kA InhS1 = 9,012 KA ≥ I’’N5 = 8,55 kA Như kháng điện chọn thoả mãn điều kiện hạn chế dòng ngắn mạch điểm N5 * Tính tốn kiểm tra lại kháng chọn điểm ngắn mạch N6: - Dòng điện ngắn mạch N6 là: 5,5 Icb  6,997 KA I’’N6 = X +X +X = 0, 093  0,55  0,145 HT K C1 ICđm = 20 (KA) ; InhS2 = 8,215 (KA)  thỏa mãn điều kiện: I’’N6  (ICđm ; Inh S2 ) - Kiểm tra ổn định động kháng điện: - Dòng ổn định động: 23,5 (KA) - Kiểm tra ổn định động: ixk = kxk I’’N6 = 1,8 6,997 = 17,81 KA < 23,5 KA Vậy kháng điện chọn đảm bảo điều kiện ổn định động 5.7 Chọn chống sét van cho góp: Mục đích chọn chống sét van góp 220kV 110kV ngăn chặn điện áp truyền vào trạm biến áp gây cố phá hoại cách điện trạm mà gây nên phóng điện cách điện đường dây Trên góp 220kV ta chọn chống sét van loại PBC-220 có điện áp định mức Uđm = 220kV đặt ba pha Trên góp 110kV ta chọn chống sét van loại PBC-110 có điện áp định mức Uđm = 110kV đặt ba pha * Sơ đồ đấu nối chống sét van góp 220kV,110kV SHT 220kV 5.8 Chọn chống sét van cho máy biến áp: PBC-220 ST 110kV PBC-110 -93Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 5.8.1 Chống sét van cho máy biến áp tự ngẫu: Các máy biến áp tự ngẫu có liên hệ điện cuộn cao trung áp nên sóng điện áp truyền từ cao sang trung ngược lại Vì đầu cao áp trung áp máy biến áp tự ngẫu ta phải đặt chống sét van Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu ta chọn loại chống sét van loại PBC-220 có điện áp định mức Uđm = 220kV,đặt ba pha Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu ta chọn loại chống sét van loại PBC-110 có điện áp định mức Uđm = 110kV, đặt ba pha PBC-220 PBC-110 5.8.2 Chống sét van cho máy biến áp hai dây quấn: * Đối với máy biến áp hai cuôn dây phía điện áp 110kV: Như trên, góp 110kV đặt chống sét van đơi có dịng sét có biên độ lớn truyền vào trạm Điện áp dư lại truyền tới cuộn dây máy biến áp, điện áp phá hỏng cách điện cuộn dây đặc biệt phần cách điện gần trung tính trung tình cách điện Vậy trung tính máy biến áp hai cuộn dây cần bố trí chống sét van Tuy nhiên, điện cảm cuộn dây máy biến áp , biên độ dịng sét tới điểm trung tính giảm phần Do đó, chống sét van đặt trung tính chọn có điện áp định mức giảm cấp Phía cao 110kV chọn chống sét van PBC110 Phía trung tính máy biến áp chọn PBC-35 PBC-35 -94Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện N5 CHƯƠNG CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện có vai trị quan trọng q trình vận hành nhà máy điện Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện chia thành hai phần khác nhau: Một phần cung cấp cho máy công tác đảm bảo làm việc lò tuabin tổ máy -95Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Phần cung cấp cho máy công tác phục vụ chung không liên quan trực tiếp đến lò tuabin, nhiên cần thiết cho làm việc nhà máy Trong nhà máy nhiệt điện, điện tự dùng sử dụng hai cấp điện áp 6kV 0,4kV Ở cấp điện áp 6kV ta dùng phân đoạn để cung cấp điện, phân đoạn giảm cấp qua máy biến áp 10,5/6 kV Cấp điện áp 0,4 kV cung cấp qua máy biến áp 6/0,4kV Để dự trữ cho cấp 6kV ta dùng máy biến áp nối với cuộn hạ máy biến áp tự ngẫu phía máy cắt máy phát- máy biến áp Dự trữ cho cấp 0,4kV ta dùng máy biến áp nối với góp dự trữ 6kV 6.1 Chọn máy biến áp cấp một: 6.1.1 Máy biến áp công tác: Máy biến áp cấp có nhiệm vụ nhận điện từ đầu cực máy phát cung cấp cho phụ tải tự dùng kV, lại cung cấp tiếp cho phụ tải tự dùng cấp 0,4 kV Từ đó, cơng suất chúng cần phải chọn phù hợp với phụ tải cực đại động cấp điện áp 6kV tổng công suất máy biến áp cấp hai nối tiếp với Ta dùng bốn máy biến áp cơng tác có cơng suất: SđmT ≥ 1 Stdmax = 18.103 = 4500 kVA 4 Vậy ta chọn máy biến áp loại TMHC có Sđm = 6300 kVA có thông số cho bảng sau: ( TL1- Tr 140) Loại Sđm , (kVA) 6300 Điện áp , kV Tổn thất, kW ΔPN Cuộn cao Cuộn hạ ΔPo TMHC 10,5 6,3 8,0 46,5 Bảng 6.1: Thông số máy biến áp công tác 6.1.2 Máy biến áp dự trữ: UN% Io% 8,0 0,9 -96Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Máy biến áp dự trữ có nhiệm vụ dự phòng cho máy biến áp cấp để cung cấp cho hệ thống tự dùng q trình dừng khởi động lị cơng suất phải lớn máy biến áp công tác Máy biến áp dự trữ chọn công suất 1,5lần công suất máy biến áp công tác: SdmTdt = 1,5 1 Stdmax = 1,5 .18.103 = 6750 kVA 4 Vậy ta chọn máy biến áp TДHC có Sđm = 10000 kVA có thơng số cho bảng sau: ( TL1 – Tr140 ) Loại Sđm , (kVA) 10000 Điện áp , kV Tổn thất, kW UN% Io% ΔPN Cuộn cao Cuộn hạ ΔPo TДHC 10,5 6,3 12,3 85 14 0,8 Bảng 6.2: Thông số máy biến áp dự trữ 6.2 Chọn máy biến áp cấp hai: Máy biến áp cấp hai dùng để cung cấp cho động 380/220 V chiếu sáng Công suất máy biến áp phổ biến 630kVA hay 1000kVA, máy biến áp công suất lớn ta khơng mong muốn lúc dịng ngắn mạch phía thứ cấp lớn giá thành thiết bị tăng lên nhiều Giả thiết phụ tải chiếm 10-15% cơng suất phụ tải cấp Khi ta chọn công suất máy: SđmT2 ≥ 15 4500 = 675 kVA 100 Vậy ta chọn máy biến áp loại TM-1000/6 có thơng số cho bảng sau: ( TL2- Tr209) Loại TM1000/6 Sđm , (kVA) 1000 Điện áp , kV Cuộn cao Cuộn hạ 6,3 0,4 Tổn thất, kW ΔPo ΔPN 2,3 12,2 Bảng 6.3: Thông số máy biến áp cấp hai UN% Io% 1,5 -97Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Nhà máy thiết kế đặt máy công tác cấp ta đặt máy biến áp cấp hai dự trữ cho máy công tác, công suất chọn máy công tác, thông số cho bảng 6.3 6.3.Chọn máy cắt: 6.3.1 Chọn máy cắt cho mạch tự dùng cấp điện áp 10,5kV: Các máy cắt cấp 10,5 kV chọn giống nhau, ta xét điểm ngắn mạch N4, tính chương III I''N4 = 58,007 kA ; ixk = 147,662 kA Dịng điện làm việc bình thường qua máy cắt: Ilvbt = Stdmax 18 = = 0,247 kA 3.U dm 3.10,5 Chọn dòng cưỡng dòng làm việc bình thường: Icb = Ilvbt = 0,247 kA Chọn máy cắt theo điều kiện sau: + Điện áp : UđmMC ≥ Umạng + Dòng điện : IđmMC ≥ Icb + Điều kiện cắt : ICđm ≥ I''N4 + Điều kiện ổn định động : ildd ≥ ixk + Điều kiện ổn định nhiệt : I2nh t nh ≥ BN Từ ta chọn máy cắt khơng khí loại 8BK40 SIEMENS chế tạo có thơng số cho bảng sau: ( TL1- Tr 236 ) Loại máy cắt 8BK40 Uđm, kV Iđm , A ICđm, kA Ildd , kA 12 5000 63 160 Bảng 6.4 Do máy cắt chọn có Iđm = 5000A > 1000A nên khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt 6.3.2 Chọn dao cách ly: Dao cách ly chọn theo điều kiện sau: + Điện áp : UđmDCL ≥ Uđm + Dòng điện : IdmDCL ≥ Icb + Ổn định nhiệt : I2nh tnh ≥ BN -98Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện + Ổn định lực động điện : ildd ≥ Ixk Tương tự ta có Icb = 0,247 kA , ixk = 147,662 kA Chọn dao cách ly loại PBK-20/5000 có thơng số sau: (TL1Tr243 ) + UdmDCL = 20 kV + IdmDCL = kA + Ildd = 200 kA Do dao cách ly chọn có dịng điện định mức lớn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt 6.3.3 Chọn máy cắt cho mạch tự dùng cấp điện áp kV: Để chọn máy cắt ta tính dịng ngắn mạch ba pha N5 máy biến áp tự dùng cấp với nguồn cung cấp hệ thống phía gồm hệ thống nhà máy điện thiết kế Chọn Scb = 1000 MVA Ucb = Utbđm Điện kháng hệ thống tính đến trước máy biến áp tự dùng cấp một: XHT = Scb = 3.U cb I''N4 1000 = 0,948 3.10,5.58, 007 Điện kháng máy biến áp tự dùng cấp một: + Máy biến áp công tác: XB1 = 1000 U N % Scb S = 100 6,3 = 12,698 100 dmB + Máy biến áp dự trữ: XB2 = U N % Scb 14 1000 S = = 14 100 100 10 dmB Ta chọn XB = min[XB1,XB2] = [12,698; 14] để ngắn mạch N5 ta có tình trạng nặng nề cho việc chọn máy cắt XB = XB1 = 12,698 Điện kháng tính tốn: SHT Xtt = ( XHT + XB) S = (0,948 +12,698) cb 2000 = 27,292 1000 -99Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Do Xtt > nên ta có dịng điện ngắn mạch siêu độ N5: I''N5 = S 2000 HT = = 6,716 kA X tt 3.U cb 27, 292 3.6,3 Dịng điện xung kích: ixkN5 = Kxk I''N5 = 1,8.6,716 = 17,096 kA Coi dòng điện làm việc cưỡng dòng điện làm việc mạch dự trữ khởi động dừng lò: Icb = Sdmdt 10000 = = 962,25 A 3.U dm 3.6 Từ giá trị tính kết hợp với điều kiện chọn máy cắt Ta chọn máy cắt khơng khí loại 8BJ50 SIEMENS sản xuất có thơng số cho bảng sau: (TL1- Tr236) Loại máy cắt Uđm, kV Iđm , A ICđm, kA 8BJ50 7,2 3150 40 Bảng 6.5: Thông số máy cắt cấp 6kV 6.4 Chọn áptômát cho tự dùng cho góp 0,4kV: Áptơmát chọn theo điều kiện sau: UđmA ≥ UđmLD IđmA ≥ Itt ICđmA ≥ IN Dòng điện định mức máy biến áp cấp hai: IđmBA = Ildd , kA 100 SdmB 1000 = = 1443,376 A 3.U dmBA 3.0, Vậy ta chọn áptômát loại CM1600N Merlin Gerin chế tạo có thơng số cho bảng sau: (TL3 – Tr 155) Loại CM1600N Uđm ( V ) Iđm (A) ICđm (kA) 690 1600 80 Bảng 6.6: Thông số áptômát * Kiểm tra điều kiện cắt dòng điện ngắn mạch: Với lưới hạ áp ngắn mạch xa nguồn nên: IN = Ick = I∞ = I’’ -100Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Để tính ngắn mạch hạ áp, cho phép lấy kết gần cách cho trạm biến áp phân phối nguồn, tổng trở ngắn mạch cần tính từ tổng trở biến áp đến điểm cần tính ngắn mạch Do ta có sơ đồ tính tốn ngắn mạch: ZBA H ZC ZA N Tổng trở biến áp quy phía hạ áp: ZBA = B1 2 ΔPN U dmBA U N %.U dmBA 10 +j 104 = SdmBA SdmBA 12, 2.0, 42 8.0, 10  j 104 = B = 1,952 + j12,8 mΩ B4 B 1000 1000 Chọn cáp nối máy biến áp áptômát loại cáp đồng PVC (3x120+70) có chiều dài 10m (TL3- Tr378) Tổng trở đoạn cáp đồng: Zc = (0,253.0,01+ 0,443.0,01).103= Ω Tổng trở áptômát: PBKZA = RA + jXA = (R CD + Rtx) + jXA = 20/5000 F F2 = (0,09+0,1) +Fj0,088 F1 = 0,19 + 4j0,088 mΩ 8BK40 Trị số dịng ngắn mạch góp 0,4kV: TДHCU tb 10000 TMHCInm = (R +R +R ) +(X +X +X ) BA C A BA C A 6300 = 400 (1,952   0,19)  (12,8  0, 008) = 15,2kA 8BJ50 Ta thấy dịng ngắn mạch tính tốn Inm = 15,2kA < IcđmA= 80kA nên áptômát chọn đạt yêu cầu kV TM-1000/6 TM1000/6 CM1600N 0,4 kV -101Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Hình 6: Sơ đồ tự dùng nhà máy Tài liệu tham khảo: TL1: PGS.Nguyễn Hữu Khái Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp (phần điện) Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 TL2:Nguyễn Văn Đạm Mạng Lưới Điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 TL3: Nguyễn Công Hiền Nguyễn Mạnh Hoạch Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp thị nhà cao tầng Nhà xuất khoa học kỹ thuật -102Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện TL4: PGS.TS Lã Văn Út Ngắn mạch hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật ,2002 ... bao gồm tất máy phát điện nhà máy thiết kế hệ thống Dựa vào kết tính tốn biến đổi sơ đồ diểm N ta rút gọn cho điểm ngắn mạch N2 -43Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện EHT X1... tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Cấp điện áp 110kV, ta chọn điểm ngắn mạch N góp 110kV, nguồn cung cấp hệ thống nhà máy Cấp điện áp 10,5kV: Nhằm chọn khí cụ điện mạch máy phát cần... bao gồm tất máy phát điện nhà máy thiết kế hệ thống EHT XHT N1 X 220 B XD 220kV XC XC XH X110 B XH XF E1 110kV XF E2 E3 XF E4 -50Đồ án tốt nghiệp Đặt Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện X1 =