HƯỚNG DẪN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Sinh viên thực hiện NGUYỄN VIẾT HOÀNG TÙNG Mã sinh viên 1781210034 Giáo viên hướng dẫn MA THỊ THƯƠNG HUYỀN Ngành CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ Chuyên ngành HỆ THỐNG ĐIỆN Lớp D12H CLC Hà Nội, tháng 3 năm 2021 LỜI NÓI ĐẦU Ngành điện nói riêng và ngành năng lượng nói chung đóng góp một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Sinh viên thực Mã sinh viên Giáo viên hướng dẫn Ngành Chuyên ngành Lớp : NGUYỄN VIẾT HOÀNG TÙNG : 1781210034 : MA THỊ THƯƠNG HUYỀN : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ : HỆ THỐNG ĐIỆN :D12H_CLC Hà Nội, tháng năm 2021 LỜI NĨI ĐẦU Ngành điện nói riêng và ngành lượng nói chung đóng góp vai trị hết sức quan trọng quá trình cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước Nhà máy điện là phần tử vô quan trọng hệ thống điện Cùng với phát triển hệ thống điện, phát triển hệ thống lượng quốc gia là phát triển các nhà máy điện Việc giải quyết đắn vấn đề kinh tế kĩ thuật thiết kế nhà máy điện mang lại lợi ích không nhỏ kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Đờ án gờm chương: Chương 1: Tính toán cân công suất,đề xuất các phương án nối dây Chương 2: Lựa chọn máy biến áp, tính toán chi tiết cho từng phương án Chương 3: Tính toán kinh tế - kỹ thuật, lựa chọn phương án tối ưu Chương 4: Tính toán ngắn mạch cho phương án tối ưu Chương 5: Chọn khí cụ điện và dây dẫn Chương 6: Tính toán điện tự dùng Là sinh viên theo học ngành hệ thống điện việc làm đờ án thiết kế phần điện nhà máy điện giúp em biết cách thiết kế kĩ thuật, tối ưu kinh tế bài toán thiết kế phần điện nhà máy điện cụ thể, hướng dẫn sinh viên biết cách đưa phương án nối điện kĩ thuật, biết phân tích, biết so sánh chọn phương án tối ưu và biết lựa chọn khí cụ điện phù hợp Với đồ án thiết kế phần điện nhà máy điện phần nào giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau này Trong thời gian làm bài, với cố gắng thân, đồng thời với giúp đỡ các thầy cô giáo môn hệ thống điện và đặc biệt với giúp tận tình giáo , em hoàn thành đờ án mơn học Dù cố gắng đờ án khó tránh khỏi sai sót Em mong nhận đánh giá, nhận xét, góp ý các thầy để đồ án kiến thức thân em hoàn thiện MỤC LỤ MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU ii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .vi CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN CƠNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 1 Chọn máy phát điện 1.2 Tính toán cân công suất 1.2 Công suất phát toàn nhà máy 1.2 Công suất phụ tải tự dùng .1 1.23 Công suất phụ tải các cấp điệp áp 1.24 Công suất phát hệ thống .2 1.3 Đề xuất các phương án nối điện 1.3 Cơ sở chungđể đề xuất phương án nối điện 1.32 Đề xuất các phương án nối điện CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 2.1 Phương án .8 2.1 Phân bố công suất MBA 2.1 Chọn loại và công suất định mức máy biến áp 2.13 Kiểm tra điều kiện quá tải MBA .10 2.14 Tính toán tổn thất điện máy biến áp 13 Phương án .14 2.1 Phân bố công suất MBA 14 Chọn loại và công suất định mức máy biến áp .15 2.3 Kiểm tra điều kiện quá tải MBA .16 2.4 Tính toán tổn thất điện máy biến áp 18 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN KINH TẾ- KĨ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 20 3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 20 3.1 Phương án 20 3.2 Tính toán kinh tế kĩ thuật, chọn phương án tối ưu 23 3.21 Phương án 23 3.2 Phương án 24 Lựa chọn phương án tối ưu .25 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 27 4.1 Chọn điểm ngắn mạch .27 1.2 Tính tốn ngắn mạch .29 4.2 Kết tính toán ngắn mạch 35 CHƯƠNG V: CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 36 5.1 Dòng điện làm việc và dòng điện cưỡng bức: 36 5.1.1 Cấp điện áp cao 220kV: .36 5.1.2 Cấp điện áp trung 110kV: .37 5.1.3 Cấp điện áp máy phát 10,5kV: .38 5.2 Chọn máy cắt và dao cách ly: .38 5.2.1 Chọn máy cắt: 38 5.2.2 Chọn dao cách ly: 39 5.3 Chọn dẫn cứng đầu cực máy phát: 40 5.3.1 Chọn loại và tiết diện góp cứng: 40 5.3.2 Kiểm tra ổn định động ngắn mạch: 41 1.1.1 5.3.3 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng 43 5.3.4 Chọn sứ đỡ: 43 5.4 Chọn góp,thanh dẫn mềm: 45 5.4.1 Chọn tiết diện: 45 5.4.2 Kiểm tra ổn định nhiệt có ngắn mạch : 45 5.5 Chọn cáp và kháng điện đường dây: 50 5.5.1 Chọn cáp cho phụ tải địa phương: 50 5.5.2 Chọn kháng điện đường dây cho phụ tải địa phương: 52 5.6 Chọn máy biến áp đo lường: .57 5.6.1 Chọn máy biến áp BU: 57 5.7 Chọn chống sét van (CSV): 63 5.7.1 Chọn chống sét van cho góp: .63 5.7.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp: 63 6.1 Chọn sơ đồ tự dùng: 65 Các cấp điện áp tự dùng 65 6.2 Chọn các thiết bị điện và khí cụ điện cho tự dùng: 66 6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng riêng: 66 6.2.3 Chọn máy cắt và khí cụ điện: 66 Chọn MC và DCL 66 Chọn aptomat và cầu dao 67 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DCL MF MBA MBATN MC TBPP Dao cách ly Máy phát Máy biến áp Máy biến áp tự ngẫu Máy cắt Thiết bị phân phối DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU PdmTNM PTNM(t) PTNM% SdmTNM STNM(t) PdmF, SdmF STD(t) cosφ TD n Spt(t) Pmax cosφ P%(t) PUG % PUT% PUC % SUG SUT SUC SVHT(t) STNM(t) SUG(t) SUT(t) SUC(t) STD(t) S∑C(t) MF MBA TG HT DP MC DCL STDmax công suất tác dụng phát định mức toàn nhà máy (MW) công suất tác dụng toàn nhà máy tại thời điểm t (MW) phần trăm công suất tác dụng toàn nhà máy (%) công suất biểu kiến phát định mức toàn nhà máy (MVA) công suất biểu kiến phát toàn nhà máy tại thời điểm t (MVA) công suất tác dụng định mức máy phát (MW) công suất biểu kiến định mức tổ MF phụ tải tự dùng tại thời điểm t lượng điện phần trăm tự dùng ( = %) hệ số công suất phụ tải tự dùng (cosφTD = 0,81) số tổ máy phát (n=4) công suất phụ tải tại thời điểm t công suất cực đại phụ tải hệ số công suất phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t phần trăm công suất tác dụng cấp điện áp máy phát phần trăm công suất tác dụng cấp điện áp trung phần trăm công suất tác dụng cấp điện áp cao công suất biểu kiến cấp điện áp máy phát công suất biểu kiến cấp điện áp trung công suất biểu kiến cấp điện áp cao công suất phát hệ thống tại thời điểm t, (MVA) công suất phát toàn nhà máy tại thời điểm t, (MVA) công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t, (MVA) công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t, (MVA) công suất phụ tải cấp điện áp cao tại thời điểm t, (MVA) công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t, (MVA) tổng công suất phát lên góp điện áp cao tại thời điểm t máy phát máy biến áp góp hệ thống dự phịng máy cắt dao cách ly cơng suất tự dùng cực đại Sbo SCC(t) SCT(t), SCH(t) SdmB SdmTN kqtsc α ∆P0 ∆PN ∆t PNT H công suất công suất cuộn cao MBA tại thời điểm t công suất cuộn trung MBA tại thời điểm t công suất cuộn hạ MBA tại thời điểm t công suất định mức máy biến áp công suất định mức máy biến áp tự ngẫu hệ số quá tải cố hệ số có lợi, α = 0,5 tổn thất công suất ngắn mạch MBA tổn thất công suất ngắn mạch MBA khoảng thời gian có sơng suất Sbo tổn thất cơng suất ngắn mạch cuộn cao tổn thất công suất ngắn mạch cuộn trung tổn thất công suất ngắn mạch cuộn hạ tổn thất công suất ngắn mạch cao-trung tổn thất công suất ngắn mạch cao-hạ tổn thất công suất ngắn mạch trung-hạ SiC công suất cuộn cao tương ứng với khoảng thời gian t i SiT công suất cuộn trung tương ứng với khoảng thời gian t i SiH công suất cuộn hạ tương ứng với khoảng thời gian t i dịng điện khơng tải phần trăm điện áp ngắn mạch phần trăm vốn đầu tư MBA tiền mua MBA hệ số tính đến vận chuyển và xây lắp MBA vốn đầu tư xây thiết bị phân phối số mạch cấp điện áp i giá thành mạch TBPP cấp điện áp i hệ số tiêu chuẩn, lấy atc=8,4% vốn đầu tư tổng tổn thất điện máy biến áp giá thành trung bình điện năng.Lấy β = 1,2.103 (Đ/kWh) 60.103 (VNĐ) công suất điện áp điện áp trung bình tiết diện dẫn PNC PNT PNH PNC T PNC H I0% UN% VB Vb KB VTBPP ni vTBPPi atc V ΔA β Rúp Scb Ucb Utb S BN BNck BNkck C Icp khc θ cp θ0 θdm I ''N i xk I N Udm Idm Tmax cp Jkt UdmSC Udmmạng xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch (A2.s) xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch thành phần chu kỳ xung lượng nhiệt dịng ngắn mạch thành phần khơng chu kỳ số phụ thuộc vào nhiệt độ dây dẫn (A.s1/2/mm2) dịng điện cho phép góp nhiệt độ tiêu chuẩn hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ θ nhiệt độ cho phép vật liệu làm góp, lấy cp = 700 C nhiệt độ mơi trường xung quanh, lấy θ = 350C; nhiệt độ định mức ( nhiệt độ tiêu chuẩn), lấy θdm = 250C dòng ngắn mạch siêu quá độ dòng ngắn mạch xung kích dịng ngắn mạch trì điện áp định mức dịng điện định mức thời gian sử dụng cơng suất cực đại ứng suất cho phép mật độ dòng điện kinh tế phụ thuộc vào loại cáp và Tmax điện áp sơ cấp định mức điện áp mạng điện định mức DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Bảngcủa tổ máy phát Bảng 1.2: Bảng biến thiên công suất nhà máy ngày Bảng 1.3: Bảng biến thiên phụ tải tự dùng nhà máy Bảng 1.4: Bảng phụ tải cấp điện áp máy phát Bảng 1.5: Bảng phụ tải cấp điện áp trung áp .2 Bảng 1.6: Bảng phụ tải cấp điện áp cao áp Bảng 1.7: Bảng tổng hợp phụ tải các cấp điện áp Bảng 2.1: Phân bố công suất cho các cuộn dây MBA tự ngẫu .9 Bảng 2.2: Phân bố lại công suất cho các cuộn dây MBA tự ngẫu 10 Bảng 2.3: Bảng thông số máy biến áp cuộn dây .10 Bảng 2.4: Thông số máy biến áp tự ngẫu (AT1, AT2) 10 Bảng 2.5: Phân bố công suất cho các cuộn dây MBA tự ngẫu 16 Bảng 2.6: Phân bố lại công suất cho các cuộn dây MBA tự ngẫu 16 Bảng 2.7: Bảng thông số máy biến áp cuộn dây .16 Bảng 2.8: Thông số máy biến áp tự ngẫu (AT2, AT3) 17 Bảng 3.1: Vốn đầu tư phương án 25 Bảng 3.2: Vốn đầu tư phương án 26 Bảng 3.3: Tổng hợp vốn đầu tư và chi phí vận hành phương án .27 Bảng 4.1: Các điểm ngắn mạch 28 Bảng 4.2: Bảng tổng hợp giá trị dòng ngắn mạch tại các điểm 29 Bảng 5.1: Bảng tổng kết dòng làm việc lớn các cấp điện áp 32 Bảng 5.2: Thông số máy cắt .32 Bảng 5.3: Thông số dao cách ly 33 Bảng 5.4: Thơng số góp cứng đầu cực máy phát 34 Bảng 5.5: Thông số dây dẫn và góp mềm cấp điện áp 220 kV và 110 kV 37 Bảng 5.6: Thông số máy cắt MC1 .46 Bảng 5.7: Phân bố các đồng hờ điện phía thứ cấp cho BU 47 Bảng 5.8: Thông số BU chọn cho cấp điện áp 10 kV 48 Bảng 5.9: Thông số BU cấp điện áp 110 kV và 220 kV .49 Bảng 5.10: Thông số BI cấp điện áp 10 kV .49 Bảng 5.11: Phụ tải đồng hồ cấp điện áp 10 kV 50 Bảng 5.12: Thông số BI cấp điện áp 110 kV và 220 kV 51 Bảng 5.13: Thông số CSV 52 Bảng 6.1: Thông số máy biến áp tự dùng cấp 6kV và 0,4kV .55 Bảng 6.2: Thơng số máy cắt phía tự dùng 56 Bảng 6.3: Thơng số dao cách ly phía tự dùng 56 Bảng 6.4: Thông số aptomat 57 Bảng 6.5: Thông số cầu dao hạ áp .58 - Với cấp điện áp 220 kV : Kiểm tra với dây dẫn có tiết diện chuẩn 240 mm2 : r 21,6 500 10,8(mm) 1, 08(cm) U vq 84.0,93.1,08.lg 224,9( kV ) 1, 08 Như Uvq > Uđm = 220 kV nên dây dẫn chọn thỏa mãn điều kiện vầng quang - Với cấp điện áp 110 kV : Kiểm tra với dây dẫn có tiết diện chuẩn 150 mm2 : r 16,8 300 8, 4(mm) 0,84(cm) U vq 84.0,93.0,84.lg 167,52( kV ) 0,84 Như Uvq > Uđm = 110 kV nên dây dẫn chọn thỏa mãn điều kiện vầng quang 5.5 Chọn máy biến áp đo lường: 5.5.1 Chọn máy biến áp BU: a) Cấp điện áp 220 kV và 110 kV: Ở cấp điện áp này các máy biến áp đo lường dùng để kiểm tra cách điện ,cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơ le và đo lường.Thường dùng ba máy biến điện áp pha kiểu HK1 pha nối dây theo sơ đồ Y o / Yo/ Tra bảng 6.1 – Phụ lục SGT ta chọn máy biến điện áp có các thông số sau: Bảng 5.9 Thông số máy biến điện áp cấp 220kV và 110kV Loại BU Cấp điện Điện áp định mức (kV) áp (kV) Cuộn sơ HK-220-58 220 cấp 150 cấp 0,1 HK-110-58 110 66 0,1 Cuộn thứ Cuộn thứ Công suất VA 0,5 VA cấp phụ 0,1 400 600 2000 0,1/3 400 600 2000 b) Cấp điện áp 10,5 kV: Phụ tải biến điện áo phân bố đồng theo cách bố trí đờng hờ phía thứ cấp có cơng suất đồng hồ đo lường cho bảng sau: Bảng 5.10 Bảng phụ tải máy biến áp 52 Phụ tải AB Phụ tải BC Thứ tự Tên đồng hồ Ký hiệu Vôn kế Э2 Tần số kế Д -340 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 Д-33 8,3 8,3 Công tơ tác dụng И 670 0,66 1,62 0,66 1,62 Công tơ phản kháng И 672 0,66 1,62 0,66 1,62 20,42 3,24 19,72 3,24 Tổng cộng P(W) P(W) Q(Var) 7,2 6,5 - Máy biến điện áp chọn phải thoả mãn điều kiện sau với -Phụ tải máy biến điện áp AB: -Phụ tải biến điện áp BC: Chọn máy biến điện áp pha HOM có cơng suất định mức 53 Q(Var) Bảng 5.11 Bảng thông số máy biến điện áp cấp 10,5kV Cấp điện Loại áp,kV 3HOM-15 15 Điện áp định mức kV Cuộn Cuộn Cuộn sơ cấp 10 thứ 0,1 thứ 0,1 Công suất định mức ứng với cấp VA chính75 xác VA 640 Chọn dây dẫn nối từ biến điện áp đến dụng cụ đo Ta chọn theo các điều kiện sau: Tổn thất điện áp dây dẫn không lớn 0,5% điện áp định mức thứ cấp Để đảm bảo độ bền tiết diện dây dẫn khơng nhỏ trị số sau: - Khi nối với dụng cụ đo điện : FCu ≥ 2,5mm2 ; FAl ≥ 4mm2 - Khi không nối với dụng cụ đo điện : FCu ≥ 1,5mm2 ; FAl≥2,5mm2 Giả sử độ dài từ máy biến điện áp đến các đồng hồ đo lường là l = 60 m, dòng điện các pha a, b, c : Để đơn giản tính toán coi và coi cos Khi đó:Ib= Trị số điện áp giáng dây dẫn pha a và b bằng(bỏ qua góc lệch pha ): Với: l - khoảng cách từ biến áp đến các đờng hờ ta lấy l = 60 m Vì mạch điện có cơng tơ nên phải có tổn thất điện áp Vậy tiết diện dây dẫn là : Nhưng để đảm bảo độ bền thiết diện tối thiểu đờng là 1,5.Vậy ta chọn dây dẫn đờng có bọc cách điện có tiết diện là 5.5.2 Chọn máy biến dịng BI: Cấp điện áp 220KV: 54 Chọn BI theo điều kiện sau: -Điện áp định mức sơ cấp: -Dòng điện định mức sơ cấp: -Dịng điện định mức phía thứ cấp : 5A -Cấp xác 0,5 Tra bảng phụ lục 5.1- SGT ta chọn BI có các thơng số sau: Loại BI kV Bội số ổn định động 22 75 (kA ) 48 Bội số ổn định nhiệt Sơ cấp 60/1 1200 Thứ cấp Cấp xác 0,5 - Máy biến dịng loại này khơng cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt có dịng định mức sơ cấp lớn 1000 (A) - Kiểm tra điều kiện ổn định động theo công thức: Thỏa mãn điều kiện ổn định động Cấp điện áp 110kV: Chọn BI theo điều kiện: -Điện áp định mức sơ cấp: -Dòng điện định mức sơ cấp: -Dòng điện định mức phía thứ cấp : 5A -Cấp xác 0,5 Bảng 5.13 Thông số BI cấp điện áp 110 kV Loại BI T kV Bội số ổn định động Idd (kA ) Bội số ổn định nhiệt 110 75 145 60/1 55 Iđm (A) Sơ cấp Thứ cấp 1500 Cấp xác 0,5 - Máy biến dịng loại này không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt có dịng định mức sơ cấp lớn 1000 (A) - Kiểm tra điều kiện ổn định động theo công thức: Thỏa mãn điều kiện ổn định động 3.Cấp điện áp 10,5kV - Chọn sơ đồ nối dây : Đặt pha, mắc hình -Điện áp định mức: -Dòng điện định mức sơ cấp: ≥ Icb =3,736 (kA) -Cấp xác: phụ tải là cơng tơ điện có cấp xác 0,5 nên ta chọn loại biến dịng có cấp xác là 0,5 Tra bảng 5.1 – Phụ lục SGT, chọn BI có thơng số sau : Bảng 5.14 Thơng số BI cấp điện áp 10,5 kV Thơng số tính toán Udm, kV Icb, kA 10,5 3,736 Loại BI TШЛ20-1 Thông số định mức Idm, A Udm, kV Sơ cấp 20 6000 Thứ cấp Phụ Cấp tải định xác mức, Ω 0,5 Phụ tải thứ cấp: công suất tiêu thụ các cuộn dây dịng các đờng hờ đo lường bảng sau: 56 1,2 Bảng 5.15 Bảng cơng suất tiêu thụ các cuộn dây dịng Thứ tự Tên dụng cụ Ký hiệu Ampe mét Oát kế tác dụng Oát kế tự ghi Oát kế phản kháng Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Э-302 Д-341 Д-342/1 Д-33 Д-670 ИT672 Phụ tải (VA) Pha A Pha B 1 5 10 2,5 Pha C 5 10 2,5 2,5 2,5 26 26 Tổng cộng BI có phụ tải định mức ZđmBI = 1,2 Ω Để đảm bảo độ xác yêu cầu, tổng phụ tải thứ cấp Z2 khơng vượt quá phụ tải định mức : Z2 = ZƩdc + Zdd ≤ ZđmBI Trong : Zdd – Tổng trở dây dẫn nối biến dòng điện với dụng cụ đo, Ω ZƩdc – Tổng phụ tải các dụng cụ đo, Ω Tổng trở các dụng cụ đo lường mắc vào pha A (hay C) : ZƩdc = = = 1,04 Ω => Zdd ≤ ZđmBI - ZƩdc = 1,2 – 1,04 = 0,16 Ω ≈ rdd Tiết diện dây dẫn : Fdd ≥ ρ , mm2 Trong : ρ – Điện trở suất vật liệu dây dẫn, ρCu = 0,0175 Ω mm2/m ltt – Chiều dài tính toán, chọn chiều dài tính toán từ thứ cấp BI đến các dụng cụ đo là l = 30m và BI đấu hoàn toàn nên ltt = l = 30 m => Fdd ≥ 0,0175 = 3,281 mm2 => Chọn Fdd = mm2 Vì = 6000 A > 1000 A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt BI chọn không cần kiểm tra điều kiện ổn định động qút định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát 57 Hình 5.7 Sơ đờ nối các dụng cụ đo vào biến điện áp và biến dòng điện mạch MFĐ 5.6 Chọn chống sét van (CSV): 5.6.1 Chọn chống sét van cho góp: Trên các góp 220 kV và 110 kV đặt các chống sét van với nhiệm vụ quan trọng là chống quá điện áp truyền từ đường dây vào trạm Các chống sét van này chọn theo điện áp định mức mạng Trên góp 220 kV ta chọn chống sét van loại PBC - 220 có điện áp định mức Uđm = 220 kV đặt pha Trên góp 110kV ta chọn chống sét van loại PBC - 110 có điện áp định mức Uđm = 110kV, đặt pha 5.6.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp: a) Chống sét van cho MBA tự ngẫu: Các MBA TN có liên hệ điện cao áp và trung áp nên sóng điện áp truyền từ cao sang trung ngược lại Vì các đầu cao áp và trung áp MBA tự ngẫu ta phải đặt các chống sét van Phía cao áp MBA TN ta chọn chống sét van loại PBC-220 có điện áp định mức Uđm = 220kV, đặt pha Phía trung MBA TN ta chọn chống sét van loại PBC - 110 có điện áp định mức Uđm = 110kV, đặt pha b) Chống sét van đặt trung tính MBA hai dây quấn: 58 Mặc dù góp 110 kV đặt chống sét van đơi có dịng sét có biên độ lớn truyền vào trạm, các chống sét van phóng điện Điện áp cịn dư lại truyền tới cuộn dây MBA lớn phá hỏng cách điện cuộn dây, đặc biệt là phần cách điện gần trung tính nếu trung tính cách điện Vì tại trung tính MBA hai cuộn dây cần bố trí chống sét van Tuy nhiên, điện cảm cuộn dây MBA, biên độ dòng sét tới điểm trung tính giảm phần Do chống sét van đặt trung tính chọn có điện áp định mức giảm cấp Phía trung tính MBA chọn chống sét van loại PBC - 35 59 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN ĐIỆN TỰ DÙNG 6.1 Chọn sơ đồ tự dùng: Để sản xuất điện thi các nhà máy điện cần tiêu thụ lượng điện định cho các cấu tự dùng đảm bảo cho phát điện nhà máy Đối với các nhà máy nhiệt điện, điện tự đùng để chuẩn bị nhiệt lưu, vận chuyển nhiên liệu, đưa nước vào nồi hơi…và các hệ thống điều khiển thông tin Điện áp tự dùng nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố dạng nhiên liệu, áp lực ban đầu, loại và công suất các tua bin: lượng điện tự dùng này chiếm 5-10% tổng điện sản xuất nhà máy Trong nhà máy phát điện, ng̀n điện tự dùng lấy theo cách khác nhau: - Dùng MBA lấy điện từ TG liên lạc phía cao; - Dùng các ng̀n tự dùng riêng( điện phát cung cấp cho TG tự dùng nhà máy điện); - Dùng các ng̀n dự phịng cung cấp điện cho các trường hợp cố Các cấp điện áp tự dùng - Điện tự dùng dùng cấp 0,4; kV - Đối với nhà máy điện có cơng suất nhỏ với điện áp đầu cực máy phát là kV, người ta thường dùng cấp điện áp tự dùng là 0,4 kV - Đối với các nhà máy cơng suất lớn và trung bình cấp kV và 0,4 kV Sơ đồ nối điện tự dùng nhà máy sau: AT2 AT1 T2 T1 903 ~ ~ 941 TD91 641 6kV TD61 S1 942 TD92 S2 943 TD93 T3 904 ~ ~ ~ S3 S4 S5 944 947 TD94 TD97 647 642 643 644 TD62 TD63 TD64 0,4kV Hình 6.1 Sơ đờ nối điện tự dùng 60 TD67 945 TD95 645 TD65 6.2 Chọn thiết bị điện khí cụ điện cho tự dùng: 6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng riêng: a) + Chọn MBA tự dùng cấp kV max Lấy số liệu từ chương ta có: STD 20,93MVA Ta chọn máy biến áp tự dùng theo điều kiện: S 6,3kV dmB max STD 20,93 4,18 n (MVA) Vậy ta chọn máy biến áp loại TMHC- 6300 – 10,5/6,3 b) + Chọn máy biến áp tự dùng cấp 0,4 kV Thực tế vận hành cho thấy công suất tự dùng cấp 0,4 kV chiếm khoảng 1015% cơng suất tự dùng toàn nhà máy Do cơng suất tự dùng lúc này là: 0,4 kV max STD 0,1.STD 0,1.20,93 2,09( MVA) Giả thiết dùng máy biến áp có STD=630(kVA) số lượng máy biến áp tự dùng cần thiết là: n 0,4 kV STD 2, 09 3,32 630 630 ta dùng máy biến áp công tác Như ta chọn máy biến áp TC3C-630/10.Tra Bảng 2.3, phụ lục 2, tài liệu [ CITATION PGS07 \l 1033 ], ta có: Loại MBA SdmB Điện áp (kV) ΔP0 ΔPN UN% I0% (MVA) UC UH (kW) (kW) TMHC 6,3 10,5 6,3 46,5 0,9 TC3C630/10 0,63 6,3 0,4 8,5 8,0 6.2.3 Chọn máy cắt khí cụ điện: Chọn MC DCL Các điều kiện chọn máy cắt: + Điện áp: UdmMC ≥ Udm; + Dòng điện: IdmMC ≥ Icb; + Ổn định lực điện động: ildd ≥ ixk; + Điều kiện cắt: IcắtMC ≥ I’’; 61 + Ổn định nhiệt: I nh t nh B N (chỉ xét máy cắt có Idm 1000A) Các điều kiện chọn dao cách ly: + Điện áp định mức: UdmCL> Uđm; + Dòng điện định mức: IdmCL > Icb; + Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Inh> BN; + Kiểm tra điều kiện ổn định động: Iôđđ> ixk; Tra bảng phụ lục 3.5 SGT ta chọn loại máy cắt có các thơng số sau: Bảng 6.3: Thơng số máy cắt tự dùng Uđm (kV) 10,5 Thông số tính toán Icb I”N (kA) (kA) 4,330 51,390 Ixk (kA) 130,817 Loại MC 8KB40 Thông số định mức Uđm Iđm Icắt Iđ.đm (kV) (kA) (kA) (kA) 12 80 200 Tra bảng phụ lục 4.1 SGT ta chọn loại dao cách ly có các thơng số sau: Uđm (kV) 10,5 Thơng số tính toán Icb Ixk (kA) (kA) 4,330 Loại DCL PBK20/5000 130,817 Thông số định mức Uđm Iđm Iđ.đm (kV) (kA) (kA) 20 200 Bảng 6.4: Thông số dao cách ly tự dùng Dao cách ly chọn có dịng định mức lớn 1000A và lớn I cb nên ta không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Chọn aptomat cầu dao a, Tính ngắn mạch - Chọn điểm ngắn mạch N7 (phía sau Btd) Coi ng̀n cấp cho điểm ngắn mạch N7 là ng̀n có cơng suất vơ lớn (X=0) Ta có sơ đờ thay thế: EHT RBtd XBtd N7 Hình 6.15: Sơ đờ điểm ngắn mạch N7 - Chọn Scb=100MVA, Ucb=0,4kV 62 - Tổng trở máy biến áp Btd: Z Btd 2 PN U dm U N %.U dm RB jX B 10 j 10 SdmB S dmB 8,5.0, 42 8.0, 42 10 j 104 1,36 j12,8(m ) 10002 1000 2 Vậy Z B 1,36 12,8 12,87(m) - Dòng ngắn mạch siêu quá độ tại điểm N7: I N'' U tb 0, 4.103 = =17,94 (kA) 3.Z B 3.12,87 - Dịng điện xung kích tại N7: X B 12,8 9,41 R 1,36 Ta có: B =>Tra đờ thị hình 4.43[ CITATION PGS09 \n \l 1033 ], ta được: kxk =1,8 '' Vậy ixkN 2.k xk I N 2.1,8.17,94 45, 67 ( kA) - Ta coi dòng làm việc cưỡng dòng làm việc mạch tự dùng chung : S dmBtd 103 I cb 1443,37 ( A) 3.U dm 3.0, Chọn aptomat - Điều kiện chọn áptomat: + Uđm ≥ Uđm.mạng = 0,4 (kV); + Iđm ≥Icb = 1,44(kA); + Ic.đm ≥I”N =17,94 (kA) Dựa vào bảng 3.8tài liệu [ CITATION Ngô02 \l 1033 ]như ta chọn áptomat có thơng số cho Bảng 6.4: c) Bảng 6.16: Thông số aptomat Loại Uđm (V) Iđm (A) IN (kA) M15 690 4200 40 Ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt cho aptomat aptomat có Iđm> 1000A Chọn cầu dao hạ áp - Điều kiện chọn: UdmCD ≥ Udm= 0,4 (kV); IdmCD≥Icb = 1,44(kA); 63 Iôđđ ≥ ixk = 17,94 (kA) Dựa vào bảng 2.39 tài liệu [ CITATION Ngô02 \l 1033 ] ta chọn cầu dao có thơng số Bảng 6.5: 64 Bảng 6.17: Thông số cầu dao hạ áp Loại CD UdmCD (V) IdmCD (A) INmax (kA) INS1600 690 4200 75 Ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt cầu dao chọn có Idm> 1000A 65 Tài liệu tham khảo PGS.TS Phạm Văn Hòa.Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp Hà Nội : Nhà xuất khoa học và kỹ thuật, 2007 PGS.TS Phạm Văn Hòa.Sách ngắn mạch đứt dây hệ thống điện Hà Nội : Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2009 Ngô Hồng Quang.Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV Hà Nội : Nhà xuất khoa học và kỹ thuật, 2002 TS Phạm Văn Hòa, TS Đào Quang Thạch.Phần điện nhà máy điện trạm biến áp Hà Nội : Nhà xuất khoa học và kỹ thuật, 2006 CHƯƠNG 1: 66 ... thống bù đủ công suất thiếu Hệ thống làm việc ổn định 2.1.4 Tính toán tổn thất điện máy biến áp a) Tính tốn tổn thất điện sơ đồ MF- MBA cuộn dây Tổn thất điện năngtrong sơ đồ MF- MBA cuộn dây... thuật, chọn phương án tối ưu CHƯƠNG 3: 21 Chương 3: Tính tốn kinh tế- kĩ thuật, chọn phương án tối ưu CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN KINH TẾ- KĨ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 4.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối... sở ta đề xuất phương án nối điện sau: 1.3.2 Đề xuất phương án nối điện Từ các nguyên tắc ta đưa các phương án sau: a) Phương án Hình 1.2: Sơ đồ nối điện phương án Đặc điểm: nối hai