(Đồ án) đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện công suất 6 x 50 mw chuyên đề tìm hiểu công tác thử nghiệm điện áp một chiều tăng cao và đo điện trở cách điện của cáp 24 kv

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ��� ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT x 50 MW Chun đề: Tìm hiểu cơng tác thử nghiệm điện áp chiều tăng cao đo điện trở cách điện cáp 24 kV Giảng viên hƣớng dẫn: TS VŨ HOÀNG GIANG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THÀNH LONG Mã sinh viên: 18810110015 Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử Chuyên ngành: Hệ thống điện Lớp: D13H1 Khóa: 2018 - 2023 Hà Nội, tháng 01 năm 2023 h TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN I Thông tin chung Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: Vũ Hồng Giang Đơn vị cơng tác: Khoa Kỹ thuật điện, Trƣờng Đại học Điện lực Học hàm, học vị: TS Họ tên sinh viên: Nguyễn Thành Long Ngày sinh: 18/08/2000 Mã sinh viên: 18810110015 Lớp: D13H1 Tên đề tài: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện cơng suất x 50 MW Chun đề: Tìm hiểu công tác thử nghiệm điện áp chiều tăng cao đo điện trở cách điện cáp 24 kV II Nhận xét đồ án tốt nghiệp 2.1 Nhận xét hình thức: Đồ án đƣợc trình bày theo quy định, gồm có: phần gồm có chƣơng phần gồm có chƣơng; ngồi có danh mục, mục lục phụ lục Đồ án trình bày cẩn thận, đẹp 2.2 Mục tiêu nội dung: Đồ án đáp ứng đƣợc mục tiêu với đầy đủ nội dung theo đề giao 2.3 Kết đạt đƣợc: Đầy đủ tin cậy 2.4 Kết luận kiến nghị: Kết đồ án xây dựng đƣợc sơ đồ nối điện tự dùng nhà máy điện x 50 MW; tính tốn lựa chọn sơ đồ thông số phần tử đáp ứng đƣợc yêu cầu kinh tế, kỹ thuật Các tìm hiểu, tính tốn lựa chọn thực có ý nghĩa thực tế cơng tác thiết kế, vận hành bảo dƣỡng phần tử phần điện nhà máy điện trạm biến áp; công tác thí nghiệm cáp điện lực thực tế III Nhận xét tinh thần thái độ làm việc sinh viên Sinh viên thể đƣợc chăm chỉ, cố gắng nỗ lực trình thực nhiệm vụ đƣợc giao; có ý thức tốt tiếp thu, góp ý ngƣời hƣớng dẫn thực chỉnh sửa; có thái độ làm việc tích cực đảm bảo tiến độ theo kế hoạch IV Đề nghị h Đƣợc báo cáo: Không đƣợc báo cáo:   Hà Nội, ngày tháng 01 năm 2023 Giảng viên hƣớng dẫn TS VŨ HOÀNG GIANG h TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN I Thông tin chung Họ tên ngƣời phản biện: Đơn vị công tác: Học hàm, học vị: Họ tên sinh viên:……………………………Ngày sinh: Mã sinh viên:…………………………………… Lớp: Tên đề tài: II Nhận xét đồ án tốt nghiệp 2.1 Nhận xét hình thức: (kết cấu, phƣơng pháp trình bày) 2.2 Mục tiêu nội dung: (cơ sở lý luận, tính thực tiễn, khả ứng dụng) 2.3 Kết đạt đƣợc: 2.4 Kết luận kiến nghị: (các hướng nghiên cứu đề tài tiếp tục phát triển cao hơn) III Nhận xét tinh thần thái độ làm việc sinh viên ………………………………………………………………………………………… IV Đề nghị Đƣợc báo cáo: Không đƣợc báo cáo:   Hà Nội, ngày….tháng…năm 20… Giáo viên phản biện h PHIẾU NHIỆM VỤ (các TRANG ĐỀ BÀI Đà GIAO (bản in ký), đóng kẹp thay cho trang này) h LỜI CẢM ƠN Đất nƣớc ta bƣớc vào thời kì cơng nghiệp hóa, đại hóa, ngành điện giữ vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế đất nƣớc Trong sống đại, điện cần cho sống sinh hoạt phục vụ sản xuất Nền kinh tế phát triển nhu cầu điện tăng lên Nhiệm vụ đặt cho ngành điện phải đáp ứng kịp thời nhu cầu điện ngày tăng Vì việc xây dựng mở rộng thêm nhà máy điện, trạm biến áp đƣờng dây tải điện thiếu quốc gia Việc giải đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật thiết kế nhà máy điện trạm biến áp, … mang lại lợi ích khơng nhỏ kinh tế quốc dân nói chung nhƣ hệ thống điện nói riêng Xuất phát từ nhu cầu thực tế kiến thức chuyên ngành đƣợc học, em lựa chọn thực Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện với nội dung sau: Thiết kế: Phần điện cho nhà máy nhiệt điện công suất x 50 MW Chuyên đề: Tìm hiểu cơng tác thử nghiệm điện áp chiều tăng cao đo điện trở cách điện cáp 24 kV Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô khoa Kỹ thuật điên, Trƣờng Đại Điện Lực trình học tập cung cấp cho em kiến thức quý báu để em làm đồ Đặc biệt thầy VŨ HOÀNG GIANG dành thời gian quý báu, tận tình hƣớng dẫn em thực hoàn thành đồ án thời hạn SINH VIÊN THỰC HIỆN NGUYỄN THÀNH LONG h MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 10 CHƢƠNG TÍNH TỐN CƠNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN NỐI ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 1.1 Chọn máy phát điện 1.2 Tính tốn cân cơng suất 1.2.1 Cơng suất tồn nhà máy .1 1.2.2 Công suất phụ tải tự dùng 1.2.3 Công suất phụ tải cấp điện áp 1.2.4 Phân bố cơng suất hình vẽ 1.3 Đề xuất phƣơng án nối điện 1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất phƣơng án nối điện 1.3.2 Đề xuất phƣơng án nối điện CHƢƠNG TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 10 2.1 Phƣơng án 10 2.1.1 Phân bố công suất MBA 10 2.1.2 Chọn loại công suất định mức máy biến áp 11 2.1.3 Kiểm tra điều kiện tải MBA 13 2.1.4 Tính tốn tổn thất điện máy biến áp 16 2.2 Phƣơng án 19 2.2.1 Phân bố công suất MBA 19 2.2.2 Chọn loại công suất định mức máy biến áp 20 2.2.3 Kiểm tra MBA bị cố 22 2.2.4 Tính tốn tổn thất điện máy biến áp 26 CHƢƠNG TỐI ƢU 3.1 TÍNH TỐN KINH TẾ - KỸ THUẬT, CHỌN PHƢƠNG ÁN 29 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 29 3.1.1 Phƣơng án 29 3.1.2 Phƣơng án 30 h 3.2 Tính tốn kinh tế - kỹ thuật Lựa chọn phƣơng án tối ƣu 31 3.2.1 Tổng quan chung 31 3.2.2 Chi phí vận hành hàng năm 32 3.2.3 Tính tốn cụ thể cho phƣơng án .33 3.3 Chọn phƣơng án tối ƣu 35 CHƢƠNG TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 36 4.1 Tính tốn ngắn mạch .36 CHƢƠNG CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 38 5.1 Dòng điện làm việc dòng điện cƣỡng 38 5.1.1 Cấp điện áp 220kV 38 5.1.2 Cấp điện áp 110kV 39 5.1.3 Cấp điện áp 10kV .40 5.2 Chọn máy cắt dao cách ly 41 5.2.1 Chọn máy cắt 41 5.2.2 Chọn dao cách ly 42 5.3 Chọn thay dẫn cứng đầu cực máy phát 43 5.3.1 Chọn góp cứng .43 5.3.2 Chọn sứ đỡ góp cứng 46 5.4 Chọn dây dẫn, góp mềm phía điện áp cao trung 47 5.4.1 Chọn tiết diện dây dẫn góp mềm .48 5.4.2 Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch .48 5.4.3 Kiểm tra điều kiện vầng quang 52 5.5 Chọn cáp kháng điện đƣờng dây 54 5.5.1 Chọn cáp 54 5.5.2 Chọn kháng điện .57 5.6 Chọn máy biến áp đo lƣờng 61 5.6.1 Chọn BU 61 5.6.2 Chọn máy biến dòng BI 63 5.7 Chọn chống sét van (CSV) 66 5.7.1 Chọn chống sét van cho góp 66 h 5.7.2 Chọn chống sét van cho MBA 66 CHƢƠNG TÍNH TỐN ĐIỆN TỰ DÙNG 68 6.1 Sơ đồ cung cấp điện tự dùng 68 6.1.1 Cấp điện áp 6,3 kV 68 6.1.2 Cấp điện áp 0,4 kV 69 6.2 Chọn máy biến áp 69 6.2.1 MBA cấp 6,3 kV 69 6.2.2 MBA cấp 0,4 kV 70 6.3 Chọn máy cắt khí cụ điện 70 6.3.1 Chọn MC tự dùng cấp điện áp MPĐ 70 6.3.2 Chọn MC tự dùng cấp 6,3 kV 71 6.4 Chọn Aptomat khí cụ phía hạ áp 0,4kV 72 CHƢƠNG CHUYÊN ĐỀ TÌM HIỂU CƠNG TÁC THỬ NGHIỆM ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU TĂNG CAO VÀ ĐO ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN CỦA CÁP 24kV 74 7.1 Giới thiệu chung máy biến áp 74 7.1.1 Khái niệm máy biến áp .74 7.1.2 Thông số cáp 80 7.2 Tìm hiểu thiết bị cơng tác thí nghiệm 80 7.2.1 Thiết bị Kyoritsu KEW 3125A/3025A dùng để đo điện trở cách điện 80 7.2.2 Thiết bị HVTS 50/70 dùng để thử điện áp chiều tăng cao cáp 24kV 82 7.3 Thí nghiệm đo điện trở cách điện cáp 24kV sử dụng máy Kyoritsu KEW 3125A/3025A 84 7.3.1 Mục đích 84 7.3.2 Phƣơng pháp đo 84 7.3.3 Trình tự đo 85 7.3.4 Đánh giá kết .86 7.4 50/70 Thử nghiệm điện áp chiều tăng cao cáp 24kV thiết bị HVTS 87 7.4.1 Mục đích 87 h 7.4.2 Phƣơng pháp đo 87 7.4.3 Trình tự đo 87 7.4.4 Đánh giá kết qủa .90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 PHỤ LỤC: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHƢƠNG ÁN 95 h 97 U NC % Scb X  100 SdmB C B U NT % Scb X  100 SdmB T B X BH  U NH % Scb 100 SdmB Với: U NC %,U NT %,U NH % điện áp ngắn mạch cấp điện áp cao, trung, hạ đƣợc tính nhƣ sau: U NC %  (U NCT %  U NCH %  U NTH %) U NT %  (U NCT %  U NTH %  U NCH %) U NH %  (U NCH %  U NTH %  U NCT %) Với: U NCT %,U NCH %,U NTH % điện áp ngắn mạch cao – trung, trung – hạ, cao – hạ Lập sơ đồ thay Sơ đồ thay tồn nhà máy cho tính tốn ngắn mạch đƣợc lập hệ đơn vị tƣơng đối Điện kháng tƣơng đối hệ thống đƣợc xác định công thức sau: * X HT  X HT Scb 100  0, 44  0,008 S dmHT 5300 Điện kháng đƣờng dây kép: S 1 100 X d  x0 L cb2  0, 4.105  0,04 U tb 2302 Điện kháng máy biến áp cuộn dây: - Phía 220kV, UN% = 12% X T1  X T  - U N % Scb 12 100   0,19 100 S dmB 100 63 Phía 110kV, UN% = 10,5% h 98 XT  XT  U N % Scb 10,5 100   0,167 100 SdmB 100 63 Máy phát điện: X F  X F  X F  X F  X F  X F  X d" Scb 100  0,1336  0, 214 S dmF 62,5 Điện kháng máy biến áp tự ngẫu AT1 AT2: 1 U NC %  (U NCT %  U NCH %  U NTH %)  (11  31  19)  11,5 2 1 U NT %  (U NCT %  U NTH %  U NCH %)  (11  19  31)  0,5 2 1 U NH %  (U NCH %  U NTH %  U NCT %)  (31  19  11)  19,5 2 U C % Scb 11,5 100 XC  N   0,092 100 S dmB 100 125 XH  U NH % Scb 19,5 100   0,156 100 S dmB 100 125 U NT %  0,5%  0, X T  Tính tốn ngắn mạch cho phƣơng án a) Tính dịng ngắn mạch điểm N1 h 99 Sơ đồ thay tính tốn cho điểm ngắn mạch N1 Biến đổi sơ đồ tƣơng đƣơng ta đƣợc: Từ hình trên, ta có: h 100 X  ( X HT ntX d )  X HT  X d  0,008  0,04  0,05 X  X  ( X T 1ntX F )  X T  X F  0,19  0, 214  0, X  X  ( X H ntX F )  X H  X F  0,156  0, 214  0,37 X  X  ( X T ntX F )  X T  X F  0,168  0, 214  0,38 Ta có sơ đồ thay sau biến đổi: h 101 X8  ( X ∥ X3)  X X 0, 4.0,   0, X  X 0,  0, X C 0,092   0,046 2 1 1 1 1         X 10 X X X X 0,37 0,37 0,38 0,38 X9  X 10  0,09 X11  ( X ntX10 )  X  X10  0,046  0,09  0,14 h 102 X 12  ( X ∥ X 11 )  X X 11 0, 2.0,14   0,08 X  X 11 0,  0,14 Cuối ta đƣợc sơ đồ thay dạng đơn giản là: Sơ đồ thay dạng đơn giản điểm ngắn mạch N1 Dòng ngắn mạch siêu độ điểm N1: E E  S  100  I N" 1( KA)   123456  HT  cb     8,27( KA)  X X 0,08 0,05 U 3.230     12 cb Dịng ngắn mạch xung kích điểm N1: ixkN1  2.1,8.8,27  21,05( KA) b) Tính dịng ngắn mạch điểm N2 h 103 Sơ đồ thay tính tốn cho điểm ngắn mạch N2 Biến đổi sơ đồ tƣơng đƣơng ta đƣợc: h 104 Biến đổi tƣơng tự điểm N1 ta có sơ đồ thay thế: h 105 Biến đổi – tam giác thiếu đoạn (X1, X8, X9) ta đƣợc: X 11  X  X  X 8.X 0, 2.0,046  0,  0,046   0, 44 X1 0,008 X 12  X  X  X X 0,008.0,046  0,008  0,046   0,1 X8 0, Sơ đồ thay thế: Ghép E12 với E3456: X 13  ( X 10 ∥ X 11 )  0, 44.0,09  0,077 0, 44  0,09 Cuối ta đƣợc sơ đồ thay đơn giản là: Sơ đồ thay dạng đơn giản điểm ngắn mạch N2 Dòng ngắn mạch siêu độ điểm N2: E E  S  100  I N" 2( KA)   123456  HT  cb     11,28( KA)  X X 0,077 0,1 U 3.115   12   13 cb Dịng ngắn mạch xung kích điểm N2: ixkN  2.1,8.8,02  28,7( KA) c) Tính dịng ngắn mạch điểm N3 h 106 Sơ đồ thay tính tốn điểm ngắn mạch N3 Biến đổi sơ đồ tƣơng đƣơng ta đƣợc: Ta có sơ đồ thay sau biến đổi: h 107 X C 0,092   0,046 2 1 1 1       X 10 X X X 0,38 0,38 0,37 X9  X 10  0,126 Biến đổi – tam giác thiếu đoạn (X1, X8, X7) ta đƣợc: X 11  X  X  X 8.X 0, 2.0,046  0,  0,046   0, 44 X1 0,05 X 12  X  X  X X 0,05.0,046  0,05  0,046   0,1 X8 0, Sơ đồ thay thế: h 108 X 13  ( X 11 ∥ X 10 )  X 11 X 10 0, 44.0,125   0,1 X 11  X 10 0, 44  0,125 Ta đƣợc sơ đồ thay sau: Biến đổi – tam giác thiếu đoạn (XH, X12, X13) ta đƣợc: X 14  X 13  X H  X 13 X H 0,1.0,156  0,1  0,156   0, X 12 0,1 X 15  X 12  X H  X 12 X H 0,1.0,156  0,1  0,156   0, 43 X 13 0,1 Cuối ta đƣợc sơ đồ thay dạng đơn giản là: Sơ đồ thay dạng đơn giản điểm ngắn mạch N3 Dòng ngắn mạch siêu độ điểm N3: E E  S  100  I N" 3( KA)   12456  HT  cb     26,61( KA) X15  3.U cb  0,4 0,43  3.10,5  X14 Dòng ngắn mạch xung kích điểm N3: ixkN  2.1,8.26,61  67,74( KA) h 109 d) Tính dịng ngắn mạch điểm N3’ Sơ đồ thay dạng đơn giản điểm ngắn mạch N3’ Dòng ngắn mạch siêu độ điểm N3’: I N" 3'( KA)  E3 S 100 cb   25,72( KA) X F 3.U cb 0, 214 3.10,5 Dòng điện xung kích N3’: ixkN 3'  2.1,8.25,72  65,48( KA) e) Tính dịng ngắn mạch điểm N4 Điểm ngắn mạch N4 với nguồn cung cấp máy phát hệ thống Nhìn vào sơ đồ điểm ngắn mạch ta thấy đƣợc dịng điện ngắn mạch điểm N4 nhƣ sau: I N" 4( KA)  I N" 3'  I N"  26,61  25,72  52,34( KA) Dịng ngắn mạch xung kích điểm N4: ixkN  2.1,8.52,34  133,22( KA) Vậy ta có bảng kết tính dịng ngắn mạch điểm nhƣ sau: Dòng ngắn mạch điểm Điểm ngắn mạch I’’(kA) ixk(kA) N1 8,27 21,05 N2 11,29 28,7 h 110 N3 26,61 67,74 N3’ 25,72 65,48 N4 52,34 133,22 Dòng ngắn mạch N3’ lớn dòng ngắn mạch N3 nên ta chọn dòng ngắn mạch N3’ để phục vụ tính tốn chọn khí cụ điện dây dẫn h 111 h