Đồ Án Môn Học Thiết Kế Nmđnđ.pdf

Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ MC LC Chng I Tính tốn phụ tải cân cơng suất I.1.Chọn máy phát điện .4 I.2.Tính tốn phụ tải cấp điện áp .4 I.3.Cân cơng suất tồn nhà máy I.4.Các nhận xét Chương II Nêu phương án chọn MBA 10 II.1.Nêu phương án .10 II.2.Chọn máy biến áp cho phương án .12 II.3.Tính tổn thất điện máy biến áp 17 Chương III.So sánh kinh tế, kỹ thuật chọn phương án tối ưu 20 III.1.Chọn sơ khí cụ điện III.2.Chọn sơ đồ góp cấp điện áp máy phát 27 III.3.So sánh kinh tế-kỹ thuật chọn phương án tối ưu 29 Chương IV.Tính tốn dịng ngắn mạch .35 IV.1.Chọn dạng điểm ngắn mạch 35 IV.2.Xác định dòng điện ngắn mạch xung lượng nhiệt .36 Chương V.Chọn khí cụ điện dây dẫn 45 V.1.Chọn máy cắt điện 45 V.2.Chọn dao cách ly 46 V.3.Chọn dẫn góp 46 V.4.Chọn kháng điện cáp cho phụ tải địa phương .50 V.5.Chọn máy biến áp đo lường máy biến dòng 54 Chương VI.Sơ đồ tự dùng chọn thiết bị tự dùng 57 VI.1.Sơ đồ nối điện tự dùng 57 VI.2.Chọn máy biến áp tự dùng 57 VI.3.Chọn khí cụ điện tự dùng 58 Đồ án môn học thiÕt kÕ NM§N§ LỜI NĨI ĐẦU * * * Đất nước ta bước vào thời kỳ cơng nghiệp hố, đại hố, ngành điện giữ vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế quốc dân Trong sống điện cần cho sinh hoạt phục vụ sản xuất Với phát triển xã hội địi hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện đủ để cung cấp điện cho phụ tải Xuất phát từ thực tế sau học xong chương trình ngành phát dẫn điện em nhà trường môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung sau: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, công suất tổ 60 MW cấp điện cho phụ tải địa phương 10 kV phát vào hệ thống 110 kV Sau thời gian làm đồ án với lỗ lực thân, giúp đỡ tận tình thầy giáo khoa, bạn lớp Đặc biệt giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Nguyễn hữu Khái đến em hoàn thành đồ án Vì thời gian có hạn, với kiến thức cịn hạn chế nên đồ án em không tránh thiếu sót Vì em mong nhận góp ý bổ sung thầy giáo bạn đông nghiệp để đồ án em ngày hoàn thiện Em xin gửi tới thầy giáo hướng dẫn tồn thể thầy giáo môn lời cảm ơn chân thành nhất! Sinh viên: Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ TNH TON PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Tại mổi thời điểm điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ phụ tải kể tổn thất phụ tải.Trong thực tế điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi, việc tìm đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành Dựa vào đồ thị phụ tải ta chọn phương án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật Đồ thị phụ tải cịn cho ta chọn cơng suất máy biến áp (MBA) phân bố tối ưu công suất tổ máy với nhà máy điện với I.1 Chọn máy phát điện Theo yêu cầu thiết kế nhà máy có tổng công suất 360 MW = 180 MW Do biết số lượng công suất tổ máy ta cần ý số điểm sau : + Chọn điện áp định mức máy phát lớn dòng điện định mức , dòng ngắn mạch cấp điện áp nhỏ yêu cầu với loại khí cụ điện giảm thấp + Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành nên chọn máy phát điện loại Từ ta tra sổ tay loại máy phát sau: Chọn máy phát điện kiểu TB-60-2 có thông số bảng 1-1 sau: Bảng 1-1 Ký S P U I Điện kháng tương cos hiệu MVA MW KV KA đối Xd’’ Xd’ X d TB60-2 75 60 0,8 10,5 4,125 0,146 0,22 1,691 I.2 Tính tốn phụ tải cấp điện áp Để đảm bảo vận hành an toàn , thời điểm điện nhà máy phát điện phát phải hoàn toàn cân với lượng điện tiêu thụ ỏ hộ tiêu thụ kể tổn thất điện Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi Việc nắm quy luật biến đổi tức tìm đồ thị phụ tải điều quan trọng việc thiết kế vận hành Nhờ vào công cụ l th ph Đồ án môn học thiết kÕ NM§N§ tải mà ta lựa chọn phương án nối điện hợp lý , đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài dựa vào đồ thị phụ tải cho phép chọn công suất máy biến áp phân bố tối ưu công suất tổ máy phát điện nhà máy phân bố công suất nhà máy điện với Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P max hệ số costb phụ tải tương ứng từ ta tính phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công thức sau : St= Pt Cos ϕ TB Pt = với : p % P max 100 Trong đó: S(t) cơng suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA) cosTB hệ số công suất trung bình phụ tải P%:Cơng suất tác dụng thời điểm t tính phần trăm cơng suất cực đại Pmax : Công suất phụ tải cực đại tính bằng, MW I.2.1 Đồ thị phụ tải tồn nhà máy Nhà máy gồm tổ máy có: PGđm = 60 MW, cosđm = 0,8 S dm = PGdm cos ϕ dm = 60 =75 MVA 0,8 Tổng cơng suất đặt tồn nhà máy là: PNMđm = 3PGđm =  60 = 180 MW  SNMđm = 225 MW Từ đồ thị phụ tải nhà máy công thức: Pt St= Cos ϕ TB với : Pt = p % P max 100 Ta tính đồ thị phụ tải nhà máy theo thời gian Kết ghi bảng 1-2 đồ thị phụ tải nhà máy hình 1-1 Bảng 1-2 T(giờ) P% PNM(t) MVA SNM(t) MVA 0-7 70 126 157,5 7-12 90 162 202,5 12-14 80 144 180 14-18 100 180 225 18-24 70 126 157,5 Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ Hỡnh 1-1: th ph ti toàn nhà máy I.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy: Tự dùng max toàn nhà máy 6% công suất định mức nhà máy với cos = 0,85 xác định theo công thức sau: S td (t )=Std max ( 0,4+0,6× S(t ) ) S dm 180 =12,7 Với Stdmax = .SNM = 100 0,85 MW Trong : Std(t): Phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm t Sđm: Công suất định mức nhà máy MVA S(t): Phụ tải tổn thời điểm t theo bảng 1-2 Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) công thức ta có phụ tải tự dùng nhà máy theo thời gian bảng 1-3 đồ thị phụ tải hình 1-2 Bảng 1-3 T(h) S(t) MVA 0-7 157,5 7-12 202,5 12-14 180 14-18 225 18-24 157,5 Std (t) MVA 10,41 11,94 11,18 12,7 10,41 Đồ án môn học thiÕt kÕ NM§N§ Hình 1-2: Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy I.2.3 Phụ tải địa phương: Như nhiệm vụ thiết kế cho Pmax = 45 MW, cos = 0,85 với công thức sau: S dp ( t ) = Pdp ( t ) Pdp ( t ) = Cos ϕ TB Pdp % Pdp max 100 với: Ta có kết cho bảng 1-4 đồ thị phụ tải hình 1-3 Bảng 1-4 T(h) Pđp% Pđp(t)MW Sđp(t)MVA 0-7 60 27 31,76 7-12 100 45 52,94 12-14 90 40,5 47,6 14-18 80 36 42,35 18-24 60 27 31,76 Đồ án môn học thiết kế NM§N§ Hình 1-3: Đồ thị phụ tải địa phương I.3 Cân cơng suất tồn nhà máy xác định cơng suất phát vào hệ thống Phương trình cân cơng suất tồn nhà máy: SNM(t) = Std(t) + Sđp(t) +ST(t) +SHT(t) (ở ST(t) = 0) Ta bỏ qua tổn thất S(t) máy biến áp  SHT(t) = SNM(t) - [Std(t) + Sđp(t)] Từ ta lập kết tính tốn phụ tải cân cơng suất tồn nhà máy bảng 1-6 đồ thị phụ tải hình 1-5 Bảng 1-6 MVA t(h) SNM(t) MVA Sdp(t) MVA Std(t) MVA SHT(t) MVA 0-7 157,5 31,76 10,41 115,33 7-12 202,5 52,94 11,94 137,62 12-14 180 47,6 11,18 121,22 14-18 225 42,35 12,7 169,95 18-24 157,5 31,76 10,41 115,33 Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ Hình 1-5: Đồ thị phụ tải hệ thống I.4 Các nhận xét I.4.1 Tình trạng phụ tải cấp điện áp Công suất thừa nhà máy lớn công suất tổ máy thời điểm, ta cho tổ máy ln vạn hành với công suất định mức phát công suất hệ thống Phụ tải cấp điện áp máy phát lớn 30% công suất tổ máy nên phải sử dụng góp điện áp máy phát Ta thấy phụ tải phân bố không cấp điện áp cấp điện áp máy phát phụ tải Pmax= 45 MW, nhỏ so với công suất máy phát P = 60 MW toàn nhà máy thiết kế Phụ tải cấp điện áp trung khơng có I.4.2 Dự trữ hệ thống Ta có dự trữ hệ thống S = 105 MVA, lớn so với công suất máy phát Công suất hệ thông tương đối lớn SHT= 1200 MVA I.4.3 Điện áp Nhà máy thiết kế có hai cấp điện áp là: Cấp điện áp máy phát Uđm= 10 KV Cấp điện áp cao có Uđm= 110 KV Khơng có cp in ỏp trung Đồ án môn học thiết kÕ NM§N§ NÊU CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MBA I.5 Nêu phương án Chọn sơ đồ nối điện nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện Sơ đồ nối điện hợp lý khơng đem lại lợi ích kinh tế lớn lao mà phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Cơ sở để để xác định phương án số lượng công suất máy phát điện , công suất hệ thống điện , sơ đồ lưới phụ tải tương ứng , trình tự xây dựng nhà máy điện lưới điện Khi xây dựng phương án nối dây sơ ta có số nguyên tẵc chung sau : Ngun tắc Có hay khơng có góp điện áp máy phát Nếu SuFmax nhỏ khơng có nhiều dây cấp cho phụ tải địa phương khơng cần góp điện áp máy phát SuFmax  30% Sđm 1F Nguyên tắc Nếu có góp điện áp máy phát số lượng máy phát nối vào góp phải đảm bảo cho tổ máy lớn bị cố máy phát lại phải đảm bảo phụ tải địa phương tự dùng Nguyên tắc Nếu phía điện áp cao , trung có trung tính nối đất hệ số có lợi   0,5 nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc cấp Nguyên tắc Sử dụng số lượng máy phát – máy biến áp hai cuộn dây hai phía cao trung cho tương ứng với công suất cực đại cấp Nguyên tắc Có thể ghép chung số máy phát với máy biến áp phải đảm bảo Sbộ  Sdự phòng ht Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ Theo nhim vụ thiết kế nhà máy có tổ máy phát, công suất định mức tổ máy 60 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải hai cấp điện áp sau: Phụ tải địa phương cấp điện áp 10 kV có: Sđp max = 52,94 MVA; Sđp = 31,76 MVA Phụ tải cao áp cấp điện áp 110 kV ( hệ thống ) có: S110 max = 169,95 MVA; S110 = 115,33 MVA Cơng suất dự phịng hệ thống S dp= 105 MVA.Vậy ta ghép chung hai máy phát với máy biến áp Sbộ = 2.75 = 150 MVA > Sdp ht = 105 MVA Từ nhận xét ta đề xuất số phương án sau:  Phương án I: Hình 2-1: Sơ đồ nối điện phương án Sc 110kVv B3 B1 Sđp TD TD TD TD G2 G1 G3 Sc 110kv  Phương án II: Hình 2-2: Sơ đồ nối phương án II B1 B1 The linked image cannot be displayed The file may have been moved, renamed, or deleted Verify that the link points to the correct file and location G1 1 điện Sđp TD TD G1 B3 B3 TD G2 G3 Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ I.9 Chn dao cỏch ly Dao cách ly chọn theo điều sau:  Điện áp: Uđm  Uđm.m  Dòng điện: Iđm  Icb Iđm.m  ixk I2nhđmtnhđm  BN Dao cách ly chọn phải thõa mãn điều kiện ổn định động ổn định nhiệt Đối với dao cách ly có Iđm > 1000 A khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch Dao cách ly chọn bảng 5-2: Bảng 5-2 Cấp Đ/áp (KV) Đại lượng tính tốn Icb IN Ixk KA KA KA Loại dao cách ly 110 0,91 5,77 14,6 88 9,62 43,3 110, 224 10 Đại lượng định mức Uđm KV Iđm A Iđ.đm KA Inh/tnh SGCP-123/1250 123 1250 PBK-20/12500 20 12500 31,5 (ixk) 320 ilđ đ 80 125/4 I.10 Chọn dẫn góp Để nối từ cực máy phát lên máy biến áp ta dùng dẫn cứng, phía hạ áp ta dùng dẫn mềm I.10.1 Chọn dẫn cứng a Chọn tiết diện dẫn Như xác định phần tính tốn dịng điện cưỡng ta xác định dòng điện làm việc cưỡng mạch máy phát là: Icb = 9,623 KA Với giả thiết nhiệt độ lâu dài cho phép dẫn đồng cp = o 75 c, nhiệt độ môi trường xung quanh o= 35oc, nhiệt độ tính tốn 25oc Từ ta có hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ là: √ θ cp−θ ' = √ 75−35 = 89 75−25 Khc = θcp −θ0 Tiết diện dẫn cứng chon theo dòng điện lâu di cho phộp Đồ án môn học thiết kÕ NM§N§ Icb < Icpkhc Do đó: I cp > I cb , 623 = =10 , 8123( KA ) k hc 89 Vậy ta chọn dẫn đồng, có tiết diện hình máng hình 5-1 qt sơn có thơng số bảng 5-3 Bảng5-3 Kích thước (mm) h 225 b c 105 12,5 Mômen trở kháng cm3 Tiết diện cực (mm2) R 16 Một Wx-x 307 24880 Wy-y 66.5 Hai wyo –yo 645 Dòng điện cp hai 12500 Hình 5-1: Tiết diện hình máng sứ đỡ b Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch Đối với dẫn có dịng cho phép I cp = 12,5 kA > 1000 A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt c Kiểm tra ổn định động Lấy khoảng cách pha a = 60 cm, khoảng cách sứ L = 200 cm Xác định lực tác dụng lên nhịp dẫn l 200 F=1 ,76×10−8 × ×i2xk=1,76×10 2× ×(110 ,224 103 )2 =712 ,76 ( KG.) a 60 Mômen uốn tác dụng lên nhịp dẫn F× L 712 , 76 200 M= = =14255 ,214( KGcm) 10 10 ứng suất tác dụng xuất tiết diện dẫn Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ t= M W yo− yo = 14255,214 =22,1011 KG/cm2 645 Xác định khoảng cách miếng đệm Một cách gần coi b = h/2; khd= Lực điện động pha đơn vị dài 1cm sau: f 2=1,684 I (3) m 10−8 KG/cm h1 =1,684 ( √ 43,3.103 )2 10−8=2,807 (KG/cm) 22,5 Ta có: l2max = √ 12×W y− y ( δcp −δ t ) f Với: cp đồng là: 1400 KG/cm2 l2max = √ 12×66,5 ( 1400−22,101 ) =625,877(cm) 2,807  Vậy dẫn chọn hoàn toàn thỏa mãn điều kiện I.10.2 Chọn sứ đỡ cho dẫn cứng H F'tt =F× ' ≤0 6×F ph H Sứ chọn cần thõa mãn điều kiện: Với: F lực tương tác pha ngắn mạch H: chiều cao sứ H’: chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm dẫn, H’= H +h/2 h: chiều cao dẫn Fph: lực phá hoại cho phép sứ Vậy điều kiện sứ đỡ phải thõa mãn là: ' F×H F ph≥ H Với sứ nhà ta chọn loại 0-10-4250KBY3 có thơng số cho bảng 5-4 Bảng: 5-4 Loại sứ 0-10-4250KBY3 Uđm, KV 10 H, mm 230 Vớí dẫn chọn h = 200 mm ta cú : Fph, KG 4250 Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ ( 1078 964 230+ F ph≥ 200 ) =2580 13 KG 6×230 Vậy sứ chọn hồn tồn thõa mãn điều kiện I.10.3 Chọn dây dẫn mềm Dây dẫn mềm chọn dựa vào dòng điện làm việc lâu dài cho phép a Dây dẫn từ máy biến áp lên góp cao áp U = 110 kv Ta xác định dòng điện làm việc cưỡng dây dẫn trường hợp Icb = 0,919 kA Như nói: I cp= I cb k hc = , 919 =1 ,033 KA 89 Với Icp= 1,033 kA ta chọn loại dây ACO- 600 có Icp = 1050 A, đường kính dây dẫn 33,1 mm đặt ba đỉnh tam giác với khoảng cách hai pha D = m  Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Tiết diện nhỏ đảm bảo ổn định nhiệt cấp điện áp 110 kV F min= √ B N ≤F C Với BN: xung lượng nhiệt ngắn mạch, BN = 42,55.106 A2.s C: số phụ thuộc vào nhiệt độ dây dẫn, với dây dẫn AC có C =90 ( A √s ) mm F 42 ,55×106 √ = =72,478 mm ≤F=600 mm 90   Kiểm tra điều kiện vầng quang D U vq =84×m×r×lg ≥U dm r Tiết diện chọn phải thõa mãn điều kiện: Trong đó: m: hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn, m = 0.85 r: bán kính dây dẫn D: khoảng cách pha dây dẫn U vq =84×0.85× 3,31 700 ×lg =310,34 KV ≥110 KV 1,655 Vậy tiết diện chọn thừa iu kin vng quang Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ b Chn gúp cao áp: Thanh góp cấp 110kv chọn giống dây dẫn mềm nối từ máy biến áp đến góp cao có tiết diện AC-600 I.11 Chọn kháng điện cáp cho phụ tải địa phương I.11.1 Chọn cáp điện lực Phụ tải địa phương gồm 10 đường dây kép, hộ 4,5 MW cung cấp đường dây dài 1,5 km Với cos = 0.85 Do dòng điện làm việc bình thường qua cáp là: P dp 4,5×103 I lvbt = = =145 , 55( A ) √ 3×U dm ×cosϕ √ 3×10 5×0 85 Ta có: Icb = 2.Ilvbt = 291,1 A Từ đồ thị phụ tải địa phương Bảng 1-4 ta có thời gian sử dụng công suất cực đại sau: T max = ∑ P i×t i ×365=31, 76×7+52 , 94×5+47 ,6×2+42 , 35×4+31 , 76 365=7642, 13 h P max 45 Dùng cáp lõi nhơm mật độ dòng điện thiết kế là: Jkt = 1,2 A/mm2 Tiết diện cáp chọn theo mật độ dòng kinh tế S kt = I lvbt J kt = 145 ,55 =121 , 29( mm ) 1,2 Như ta chọn cáp pha nhơm đặt đất có tiết diện 150 mm2 có Icp = 275 A  Kiểm tra phát nóng lâu dài cáp Khi nhiệt độ đất 25oc hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ cáp là: 60−25 K 1= =0 88 60−15 Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song Lấy cáp đặt cách 300 mm K2= 0.93 Như dòng điện cho phép lâu dài cáp nhiệt độ đất 25 oc là: √ Icp’ = K1K2Icp = 0.880.93275 = 225,06 A Giả thiết cáp tải 30% Kqt  Icp’= 1,3 225,06 = 292,578 (A) > Icb = 291,1(A) Vậy cáp ó chn thừa iu kin Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ I.11.2 Chn khỏng in in kháng điện kháng đường dây chọn xuất phát từ điều kiện hạn chế dòng ngắn mạch hộ tiêu thụ điện để chọn máy cắt hợp lý, cáp có tiết diện thích hợp ổn định nhiệt a Chọn kháng điện cho máy phát G3 Dịng cơng suất lớn qua kháng dịng cưỡng máy phát G3 : 1 S td max + S df SK max = 1,05.Sđm G – ( )= 1 ( 12 ,7+ 31 ,76 ) = 1,05.75 – =58,637 (MVA) I cb= Scb max = 58 ,637 =3 ,224 KA √3×10 ,5 √ 3×U dm Do Chọn kháng kép loại PbA-10- 4000-12 có Iđmk = 4000A b, Chọn kháng điện cho phụ tải địa phương Dòng cưỡng qua kháng dòng phụ tải địa phương max, ta chọn hai kháng cho hai nhánh địa phương, dòng cưỡng dòng cố kháng : I cb= S dp max √ 3×U dm = 52 ,94 =2, 911 KA √3×10 ,5 Ta chọn loại kháng điện kép PbAC-10-23000-12 có Iđm = 3000 A Ta có sơ đồ phân bố phụ tải cho kháng hỡnh 5-1 sau: Đồ án môn học thiết kÕ NM§N§ Hình 5-1: Sơ đồ phân bố phụ tải cho kháng a Xác định Xk% Xk% chọn xuất phát từ hai điều kiện sau : Xk% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch N5 để chọn máy cắt đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp tức là: IN5  min{ Ic1đm, Inhc1} Xk% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch N6 để chọn máy cắt đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp tức là: IN6  min{ Ic2đm, Inhc2} Trong dịng điện ổn định nhiệt xác định theo công thức I nh = FC t √c F: Tiết diện cáp, CAl= 90A2s Trong nhiệm vụ thiết kế cho F2= 150 mm2, tc2= 0.7s Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ 150 90 10 I nh= √  =16 , 136 KA Ic2đm= 20KA Lập sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch hình 5-3: chọn S cb= 1000MVA ngắn mạch N’3 có dịng ngắn mạch theo tính : I’N3 = 29,818(KA) Ta có: Hình 5-3: Sơ đồ thay ngắn mạch s cb 1000 = =0 , 499 √3×U cb ×I N √3×10 ,5×110, 224 X C =X o ×l× S cb U 2cb =0 , 08×1,5× 1000 =1 ,0884 10 , 52 Dòng điện ổn định nhiệt cáp là: F1 C 150×90 I nhc1 = = =13 , KA √1 √tc1 Điện kháng tổng là: X S ∑ ¿= √3 U cb I cb nh 1000 = =3 , 41 √ 3×10 ,5×16 ,136 ¿  XK = X - XHT - XC1 = 3,41 – 0,499 – 1,0884 = 1,8226 Điện kháng XK% là: I X K %=X K × dmK =1 ,8226× =9 ,94 % I cb 54 ,986 Vậy ta chọn kháng kép loại PbAC -10-23000-12 có XK% = 12%, IđmK = 3000A I.11.3 Chọn máy cắt hợp phụ tải địa phương Để chọn máy cắt hợp phụ tải địa phương ta tính dịng ngắn mạch ti N5 XHT= 0,499 5 Đồ án môn học thiÕt kÕ NM§N§ X K= X K % I cb 12 54,986 × = × =2,1994 100 I dm 100 Điện kháng tính tốn: S ( HT +NM ) 1425 X tt =( X HT + X K )× = × ( , 499+2 ,1994 )=5 , 479>3 S cb 1000 Dòng ngắn mạch N5: } } = { {1} over {X rSub { size 8{ ital t } } } } times { {S rSub { size 8{ left ( ital HT+ ital NM right )} } } over { sqrt {3} U} } = { {1} over {5,479} } times { {1425} over { sqrt {3} times 10,5} } =13,62 \( ital kA \) } {¿ IN5 ¿ Dịng xung kích N4: } } = sqrt {2} times 1,8 times 13 ,62=34 ,66 ital KA } { ¿ ¿ i xk =√ 2×k xk ×I N ¿ Dựa vào dịng điện làm việc cưỡng cố kháng điện 2,911 kA, IN5= 13,62 kA, ixk= 34,66 kA ta chọn máy cắt khơng khí có thơng số bảng 5-6: Bảng5-6 Loại MC BM Uđm,KV 10 Iđm,A 3200 Icđm,KA 31.5 Iđ.đm,KA 80 Không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt máy cắt có dịng định mức > 1000A I.11.4 Kiểm tra kháng điện Dòng ngắn mạch N5: IN5= 13,62KA thõa mãn điều kiện Dòng ngắn mạch N6: } } = { {I rSub { size 8{ ital cb } } } over {X rSub { size 8{ ital HT} } +X rSub { size 8{K} } +X rSub { size 8{C1} } } } = { {54,986} over {0,499+2,19 4+1,08 4} } =14,52 ital KA } {¿¿ IN5 ¿ Thỏa mãn điều kiện Vậy kháng chọn thõa mãn I.12 Chọn máy biến áp đo lường máy biến dòng I.12.1 Sơ đồ nối BU BI với dụng cụ đo Sơ đồ nối BU,BI với dụng cụ đo vẽ nh hinh 5-3 Đồ án môn học thiết kÕ NM§N§ Hình5-3 : Sơ đồ nối BU,BI với dụng cụ đo I.12.2 - Chọn máy biến điện áp (BU) * Điều kiện chọn Dụng cụ phía thứ cấp công tơ nên dùng biến điện áp nối dây theo hình 2xHOM-10 - Điện áp :UđmBU = Umạng=10 kV - Công suất : Icb = 4330 A - Cấp xác: 0,5 Phụ tải biến điện áp:là tổng công suất đồng hồ đo lường nối vào mạch thứ cấp BU, loại đồng hồ đo lường ghi bảng 5-7 sau: Bảng 5-7 Tên dụng cụ mắc vào BU Vôn mét Oát mét O mét p kháng Oát mét tự ghi Tần số kế Công tơ Ctơ phản kháng Tổng Kiểu B-2 Ä-341 Ä-342/1 H-348 H-348 Ä-670 WT-672 Phụ tải AB P(W) Q(VAR) 7,2 1,8 1,8 8,3 8,3 0,66 1,62 0,66 1,62 20,4 3,24 Biến điện áp AB S2 = √ 20,42+3,24 cos ϕ= =20,7 VA 20, 20,7 =0,98 Biến điện áp BC Phụ tải BC P(W) Q(VAR 1,8 1,8 8,3 6,5 0,66 0,66 19,72 1,62 1,62 3,24 Đồ án môn häc thiÕt kÕ NM§N§ S2 = √ 19,722+3 ,24 =19,9 VA 19,72 19,9 =0,99 Vậy chọn BU loại pha HOM-10 có cơng suất định mức=50 cos ϕ= VA Chọn dây dẫn nối từ BU đến đồng hồ đo Xác định dòng dây dẫn a,b,c S ab 20,7 Ia = U ab = 100 S bc 19,9 =0,207 A Ic = U bc = 100 =0,199 A Coi Ia = Ic =0,2 A cosab= cosbc =1 => Ib = Điện áp giáng dây a b √ 3.0,2 =0,34 ρ.l U = (Ia + Ib).r = (Ia + Ib) S Giả sử khoảng cách đặt đồng hồ đo tới BU 50m dùng dây dẫn đồng hồ có  = 0,0175 mm2/m; U = 0,5% Vậy tiết diện dây dẫn là: (0, 34+0,2 ).0 , 0175.50 ( I a +I b ) ρ l 0,5 ΔU S ≥ = =0,945 mm2 Ta chọn dây dẫn ruột đồng bọc cách điện PVC có tiết diện 1,5 mm I.12.3 Chọn máy biến dòng điện (BI) * Điều kiện chọn: - Sơ đồ nối dây: Mắc hình đặt pha - Điện áp định mức UđmBI  Uđm mạng=10 kV - Dòng điện định mức sơ cấp IđmBI  Icb = 4330 - Cấp xác BI: 0,5 Phụ tải thứ cấp: Tương ứng với cấp xác, biến dịng có phụ tải định mức ZđmBI=1,2 Để đảm bảo độ xác yêu cầu, tổng phụ tải thứ cấp Z2 (kể dây dẫn) Không vượt phụ tải định mức Z2 = Zdc + Zdd  ZđmBI Trong đó: Zdc Tổng phụ tải dụng cụ đo Zdd Tổng trở dây dẫn Công suất tiêu thụ cuộn dây dụng cụ đo lường ghi bảng bảng 5-8 sau: Pha A pha C mang tải nhiều S = 26 VA Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ Bng 5-8 T T Tên dụng cụ đo Am pe mét Oát kế tác dụng Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Tổng Ký hiệu -302 Ä-341 Ä-342/1 Ä -33 Ä-670 ẩó-672 S Pha A 0,1 5 10 2,5 2,5 26,1 Phụ tải (VA) Pha B Pha C 1 5 10 2,5 2,5 5,1 22,1 26 = Zdc = I =1,04  Chọn dây dẫn đồng giả thiết chiều dài dây dẫn l = ltt = 30 m Tiết diện dây dẫn dm ltt ρ Z dm−Z ∑ dc 30.0,0175 S= = 1,2−1,04 =3,27 mm2 Chọn dây dẫn ruột đồng cách điện bng PVC cú S = 4mm2 Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ S T DNG V CHỌN THIẾT BỊ TỰ DÙNG I.13 Sơ đồ nối điện tự dùng Điện tự dùng phần điện không lớn lại giữ phần quan trọng trình vận hành nhà máy điện Điện tự dùng nhà máy điện chia làm hai phần:  phần cung cấp cho máy công tác đảm bảo lò tuabin tổ máy  phần cung cấp cho máy công tác phục vụ chung, không liên quan trực tiếp đến lò tuabin lại cần thiết cho làm việc nhà máy Ta chọn sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc kinh tế đảm bảo cung cấp điện liên tục Đối với nhà máy điện thiết kế dùng hai cấp điện áp tự dùng 6kv 0.4kv nối theo sơ đồ biến áp nối tiếp, với biến áp dự trữ lấy điện từ phía cuộn hạ phía máy phát I.14 Chọn máy biến áp tự dùng I.14.1 Chọn máy biến áp cấp Chọn máy cơng tác có cơng suất thõa mãn điều kiện sau: 1 S dmB ≥ ×S td max = ×12 ,7=4 , 2333 MVA 3 Máy biến áp dự trữ bậc không dùng thay máy biến áp công tác sửa chữa mà cung cấp cho hệ thống tự dùng q trình hoạt động dừng lị Do cơng suất cần chọn là: 1,5× ×Std max =1,5×4 , 2333=6 ,35 MVA Vậy ta chọn máy biến áp T Ä HC-1000/10.5 có thơng số bảng 6-1: Bảng:6-1 Sđm,KVA 10000 điện áp Cao Hạ 10.5 6.3 Tổn thất,KW PO PN 12.3 85 UN% 14 IO% 0.8 I.14.2 Chọn máy biến áp cấp Máy biến áp cấp cung cấp cho động 380/220V chiếu sáng Giả thiết phụ tải chiếm 10% cơng suất phụ tải cấp Khi ta chn cụng sut mi mỏy l: Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ 10 ì4 , 2333ì103 =423 KVA 100 Ta chọn loại máy biến áp TC3-630/10 có thơng số bảng 6-2: Bảng6-2 S dmB≥ Sđm,KVA 630 điện áp Cao Hạ 0.4 Tổn thất,KW PO PN 7,3 UN% 5.5 IO% 1,5 I.15 Chọn khí cụ điện tự dùng I.15.1 Chọn máy cắt phía hạ áp máy biến áp tự dùng cấp Để chọn máy cắt hợp ta tính dịng điện ngắn mạch N7 máy biến áp tự dùng cấp 1, với nguồn cung cấp HT NM Ta có sơ đồ tính ngắn mạch hình 6-1 Hình 6-1: Sơ đồ thay ngắn mạch X HT = X B= I cb ¿¿ } } } } = { {54 986} over {214 431} } =0 2613 } { ¿ ¿ I N4 ¿ UN% 100 × Scb S dmB = 14 1000 × =14 100 10 Điện kháng tính tốn: X tt =( X HT + X K )× S ( HT +NM ) 1425 = × ( ,2613+14 )=20 , 322>3 S cb 1000 Dòng ngắn mạch N7: } } = { {1} over {X rSub { size 8{ ital t } } } } times { {S rSub { size 8{ left ( ital HT+ ital NM right )} } } over { sqrt {3} times U} } = { {1} over {20,32} } times { {1425} over { sqrt {3} times 6,3} } =6, 426 ital KA } {¿ IN7 ¿ Dịng xung kích N7: } } = sqrt {2} times 1,8 times 6, 426=16,358 ital KA } { ¿ ¿ ixk =√ 2×k xk ×I N ¿ Dịng điện làm việc cưỡng I cb= S dmB 10000 =916( A ) √ 3×U √ 3×6,3 = Vậy ta chọn loại máy cắt điện dầu có thơng số bảng 6-3 sau: Bảng 6-3 Loại MC Uđm,KV Iđm,A Icm,KA I.m,KA Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ BM-10-1000-20 10 1000 20 64 I.15.2 Chọn máy cắt phía cao áp máy biến áp tự dùng cấp Ta chọn máy cắt có thơng số bảng 6-4 sau: Bảng 6-4 Loại MC M Uđm,KV 20 Iđm,A 9500 Icđm,KA 100 I.15.3 Sơ đồ tự dùng nhà máy Sơ đồ tự dùng nhà máy điện bố trí hình 6-2: Hình 6-2: Sơ đồ tự dùng tồn nhà máy Iđ.đm,KA 300