Ngày nay với tốc độ phát triển của khoa học kỹ thuật nhằm mục đích đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Bên cạnh những ngành công nghiệp khác thì ngành công nghiệp năng lượng của những năm gần đây cũng đạt được những thành tựu đáng kể, đáp ứng được nhu cầu của đất nước. Cùng với sự phát triển của hệ thống năng lượng quốc gia, ở nước ta nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Hiện nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, dẫn đến phụ tải điện ngày càng phát triển. Do vậy việc xây dựng thêm các nhà máy điện là điều cần thiết để đáp ứng nhu cầu của phụ tải. Việc quan tâm quyết định đúng đắn vấn đề kinh tế kỹ thuật trong việc thiết kế, xây dựng và vận hành nhà máy điện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với hệ thống kinh tế quốc dân. Do đó việc tìm hiểu nắm vững công việc thiết kế nhà máy điện, để đảm bảo được độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện, an toàn và kinh tế là yêu cầu quan trọng đối với người kỹ sư điện. Nhiệm vụ đồ án thiết kế của em là thiết kế nhà máy thủy điện. Với những kiến thức thu nhận được qua các năm học tập và sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS. TS.Huỳnh Đức Hoàn, đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp của mình Vì thời gian và kiến thức có hạn, nên đồ án của em không tránh khỏi những sai sót. Em kính mong các thầy cô góp ý, chỉ bảo để em nắm vững kiến thức trước khi ra trường. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn cùng tất cả các thầy cô giáo đã truyền thụ kiến thức cho em để cho em có điều kiện hoàn thành nhiệm vụ thiết kế.
Chọnmáy phátđiện
Nhiệm vụ thiết kế sơ bộ phần điện cho Nhà máy Thủy Điện bao gồm 5 tổ máy, mỗi tổ có công suất 56MW Khi lựa chọn số lượng và công suất máy phát, cần chú ý đến các yếu tố quan trọng liên quan đến hiệu suất và khả năng vận hành của hệ thống.
Máy phát điện có công suất lớn đòi hỏi vốn đầu tư cao, nhưng lại giúp giảm tiêu hao nhiên liệu cho mỗi đơn vị điện năng sản xuất và tiết kiệm chi phí vận hành hàng năm Tuy nhiên, cần lưu ý rằng công suất tối đa của máy phát không được vượt quá mức dự trữ quay về của hệ thống điện.
- Để thuận tiện trong việc xây dựng cũng như vận hành về sau nên chọnmáyphát cùngloại.
- Chọn điện áp định mức củamáy phát lớn thì dòng định mức và dòng ngắnmạchởcấp điệnápnàysẽnhỏ,do đódễdàngchọnkhícụđiện hơn.
Với công suất của các tổ máy đã có nên ta chỉ việc chọn máy phát có công suấttươngứngmỗitổlà:56MW.
Tachọncấpđiệnáp máy phátlà10,5kVvìcấpđiệnáp này thôngdụng.
Bảng1.1 Thôngsốcủamáy phátđiện Loạimáy phát thủyđiện Sđm(M
Tính toáncânbằngcôngsuất
Phụtảiđịaphương: S đp
MW Cos=0,86Áp dụngcôngthứctrênta có:
Bảng1.2 Bảngtínhtoán phụtảiđiện áp máyphát t(h)
Phụtảitrungáp: S T
Phụtảicủa toànnhà máy
Phụtải tựdùng
Theo nhiệm vụ thiết kế, hệ số phụ tải tự dùng của nhà máy được xác định là α = 1,7% công suất định mức, với cosφtdđm = 0,85, tương đương với hệ số công suất định mức của nhà máy và được coi là hằng số trong công thức tính toán.
Cânbằngcôngsuấttoànnhà máyvà xácđịnhcôngsuấtphátvào hệ thống5 1.2.6 Nhận xétchung
Điện năng do nhà máy sản xuất ra được chia thành ba phần: một phần được sử dụng cho nhu cầu nội bộ, một phần cung cấp cho phụ tải điện áp máy phát, và phần còn lại được phát vào hệ thống điện với điện áp trung áp 110kV.
Nhưvậy côngsuấtphátvề hệthốngđược xác địnhnhưsau:
S HT (t) Đ ồá nt ốt ng hi
Th iết kế ph ần đi ện củ a nh à m áy th ủy
Từcác bảngsố liệu đãtính ta cóđồthịphụtảitổnghợp:
Std(t)+Sđp(t)+St(t) Snm(t)Hình1.1 Đồthị phụtải t
=6 , 9 8 MVA Có4phụtảiquantrọng(2đườngdâyképx3MWvà2đườngdâycápđơnx2,5MW).
STmax 114,94MVASTmin h,97M V A Có5phụtảiquantrọng(2đườngdâyképx30MWvà2đườngdâycápđơnx25 MW).
Từ đồ thị phụ tải tổng hợp ta nhận thấy rằng nhà máy luôn cung cấp đủ côngsuất chocácphụtải vàphátcôngsuấtthừalênlưới.
Do cấp điện áp 220kV và 110kV có trung tính được nối đất trực tiếp, nên việc sử dụng máy biến áp tự ngẫu để kết nối giữa cấp điện áp máy phát, cấp điện áp trung và cấp điện áp cao là cần thiết Phương pháp này không chỉ đảm bảo hiệu suất kỹ thuật mà còn mang lại tính kinh tế cao hơn.
CHỌNSƠ ĐỒ NỐIĐIỆN CHÍNH CỦANHÀMÁY
Chọnphươngánnốidây
Chọn sơ đồ nối điện chính cho nhà máy điện là bước quan trọng trong thiết kế, nhằm đáp ứng nhu cầu cung cấp điện cho các hộ phụ tải Các phương án được đề xuất cần đảm bảo yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật của nhà máy.
- Với cấp điện áp trung là 110kV và công suất truyền tải lên hệ thống luôn lớnhơn dựtrữquaycủahệthống,tadùnghai máybiến ápliên lạclại tựngẫu.
- Có thể ghép bộ máy phát - máy biến áp vào thanh góp 110 kV vì phụ tải cựctiểu cấp nàylớnhơncôngsuất địnhmứccủamộtmáyphát.
Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ, có thể lấy rẽ nhánh từ các bộ máy phát-máy biến áp để cung cấp điện Tuy nhiên, công suất lấy rẽ nhánh không được vượt quá 15% công suất của bộ máy phát.
- Không nối bộ hai máy phát với một máy biến áp vì công suất của một bộ nhưvậy sẽlớnhơndự trữquaycủahệthống
• Sơđồnốiđiệnchínhcủanhàmáygồmcó3cấpđiệnáplà10,5kV,110kV,220kV nên để liên lạc giữa các cấp điện áp ta sử dụng máy biến áp tựngẫuvì trungtính củalưới trungápvàcaoápcùngnối đấttrựctiếp.
• Vì công suất phát lên hệ thống của nhà máy rất lớn so với công suất dự trữquaycủahệthốngnêntasử dụnghaimáybiếnápliênlạc.
UT0kV; STmax/STmin4,94/ 68,97MVA
UH=UMF,5kV;SHmax/SHmin,63/6,98MVA
S Cmin 5S MF (S Tmax S Hmax )566(114,9411,63)203,43MVA aS Cmin
11,17 66 a:số máy phátlênMBAtrực tiếpvề cao áp b: số máy phátlên TBPPhạ áp của MBAliênlạc cS Tmin S MF
66 c:số máy phátlênMBAtrực tiếp về trungáp
- Vì UT=110kVnênta sử dụngMBAtựngẫu thaychoMBA3 cuộn dâyTừkết quảđãtính đượcta nêuramột sốsơđồcấu trúcnhưsau:
Bảng2.1Các sơđồcấutrúc cóthểsửdụngtrongnhàmáythủy điện
- Dùng5máy biếnáptựngẫuliênlạc giữacáccấp điệnáp.
- Đảmbảoyêucầucungcấpđiện,độtincậycũngnhưsựliênlạcgiữacác cấpđiện ápvới nhauvàgiữanhàmáy với hệthống.
- ítchủngloại MBAcho nêndễdàngtrongquá trình vậnhành.
- Khi sự cố một MBA tự ngẫu, không những mất công suấ mátphát nối vào nó, mà việc truyền tải công suất thừa hoặc thiếu phíađiệnáptrungsẽbịhạnchế.
- Số lượng MBA tự ngẫu hơi nhiều làm cho dòng điện ngắn mạch cũngrấtlớn.
- Nhiều hơn 2 MBA tự ngẫu nên sơ đồ thiết bị phân phối sẽ rấtphứctạp.
- 1máy phát - máy biếnápnốibộ B5-F5 bêntrungáp.
- Dùng4máy biếnáptựngẫuliênlạc giữacáccấp điệnáp.
- Đảmbảoyêucầucungcấpđiện,độtincậycũngnhưsựliênlạcgiữacác cấpđiện ápvới nhauvàgiữanhàmáy với hệthống.
- ítchủngloại MBAcho nêndễdàngtrongquá trình vậnhành.
- Số lượng MBA bằng số lượng nguồn nên vận hành nhà máy linh hoạt,kinh tế.
- Khi sự cố một MBA tự ngẫu, không những mất công suấ mátphát nối vào nó, mà việc truyền tải công suất thừa hoặc thiếu phíađiệnáptrungsẽbịhạnchế.
- Số lượng MBA tự ngẫu hơi nhiều làm cho dòng điện ngắn mạch cũnglớn.
- Nhiều hơn 2 MBA tự ngẫu nên sơ đồ thiết bị phân phối sẽ rấtphứctạp.
- 1máy phát - máy biếnáp nốibộB1-F1 bên caoáp.
- Dùng4máy biếnáptựngẫuliênlạc giữacáccấp điệnáp.
- Đảmbảoyêucầucungcấpđiện,độtincậycũngnhưsựliênlạcgiữacác cấpđiện ápvới nhauvàgiữanhàmáy với hệthống.
- ítchủngloại MBAcho nêndễdàngtrongquá trình vậnhành.
- Số lượng MBA bằng số lượng nguồn nên vận hành nhà máy linh hoạt,kinh tế.
- Khi sự cố một MBA tự ngẫu, không những mất công suấ mátphát nối vào nó, mà việc truyền tải công suất thừa hoặc thiếu phíađiệnáptrungsẽbịhạnchế.
- Số lượng MBA tự ngẫu hơi nhiều làm cho dòng điện ngắn mạch cũnglớn.
- Nhiều hơn 2 MBA tự ngẫu nên sơ đồ thiết bị phân phối sẽ rấtphứctạp.
- 2máy phát -máy biếnáp nốibộ B1-F1,B5-F5bên caoápvà trungáp.
- Dùng3 máy biếnáptựngẫuliênlạc giữa cáccấp điệnáp.
- Dunglượngmáy biến áp nhỏnên chọnkhícụđiệnhạngnhẹ.
- Dùng3 máy biếnáp tựngẫuđể liênlạc giữa các cấp điệnáp.
- 3máy phátlênTBPP hạ áp củaMBAliênlạc
- Đảmbảoyêucầucungcấpđiện,độtincậycũngnhưsựliênlạcgiữacác cấpđiện ápvới nhauvàgiữanhàmáy với hệthống.
- ít chủng loại MBA cho nên dễ dàng trong quá trình vận hành.Nhượcđiểm:
- Khi sự cố một MBA tự ngẫu, không những mất công suấ mátphát nối vào nó, mà việc truyền tải công suất thừa hoặc thiếu phíađiệnáptrungsẽbịhạnchế.
- Số lượng MBA tự ngẫu hơi nhiều làm cho dòng điện ngắn mạch cũnglớn.
- Có2bộ MF-MBAbêncao ápnênđắt tiềnhơn.
- Sơđồdùng3 bộmáyphát– máybiếnápnốibộF1- B1vàF2-B2vàF5-B5nối vàothanh góp220kVvà110kV;
- Dùng2máy biếnáptựngẫuliênlạc giữacáccấp điệnáp.
Hình2.6SơđồnốiđiệnPhươngán6 Ưuđiểm: áp.thố ng.
- Có2bộ MF-MBAbên cao ápnên đắttiềnhơn.
- Khi sự cố một MBA tự ngẫu, không những mất công suấ mátphát nối vào nó, mà việc truyền tải công suất thừa hoặc thiếu phíađiệnáptrungsẽbịhạnchế.
- Dùng2máy biếnáptựngẫuliênlạc giữacáccấp điệnáp.
- Đảmbảoyêucầucungcấpđiện,độtincậycũngnhưsựliênlạcgiữacác cấpđiện áp với nhauvàgiữanhàmáy với hệthống.
- Khi sự cố một MBA tự ngẫu, không những mất công suấ mátphát nối vào nó, mà việc truyền tải công suất thừa hoặc thiếu phíađiệnáptrungsẽbịhạnchế.
Kếtluậnvà chọn sơphươngán bộtốiưu
Qua phân tích ưu,nhược điểm của từng phương án,t a n h ậ n t h ấ y
P h ư ơ n g á n 4 và Phương án 6 đảm bảo về mặt kỹ thuật và có nhiều ưu điểm hơn những phương áncòn lại nên ta chọn Phươngán 4 và Phươngán6để tính toánchocác phầntiếptheo.
Chọnmáy biếnáp cho cácphươngán,phân phốicôngsuấtcác máy biếnáp
Máy biến áp là thiết bị quan trọng trong nhà máy điện, chiếm tỷ lệ lớn trong tổng vốn đầu tư Việc lựa chọn số lượng và công suất định mức của máy biến áp là rất cần thiết để đảm bảo cung cấp điện đủ cho phụ tải trong mọi tình huống, bao gồm cả khi có sự cố Công suất máy biến áp cần được xác định dựa trên khả năng đáp ứng nhu cầu điện năng, và chế độ làm việc của nó phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường Tuy nhiên, máy biến áp có thể được đặt hàng theo điều kiện khí hậu tại nơi lắp đặt, do đó không cần điều chỉnh theo nhiệt độ cụ thể.
+ Chọn máy biến áp bộ B1 (phía 220kV): máy biến áp B1 được chọn theo điềukiện sau:
S đmB1 S đmF 66MVA Vậy ta chọnmáy biến áp TДЦ có Sđm= 80 MVA có thông số sau:Tra
[TL2- Tr.88],ta chọnđượcMBA3pha2cuộn dâycấp220kV.
MVA Điện áp cuộn dây kV
+Bộmáyphát–máy biếnáphaicuộndây (phía thanhgóp110kV)
S đmB5 S đmF 66MVA Vậytachọn máybiếnápTДЦcó Sđm=80có thôngsốsau:
Tra[TL2-Tr.87], tachọnđượcMBA3pha2cuộndâycấp110kV.Bảng2.3Thôngs ố máy biếnáphai cuộndây Loại
S(MV A) Điện áp cuộn dây ∆P(kW)
S đp mF1 :làcôngsuấtđịnhmứccủamáyphátF1. α:hệsốcó lợicủa máy biếnáp tựngẫu Nhưvậy,côngsuấtcủa máybiếnápliênlạcB1vàB2là:
S đmB3 S đmB2 132(MVA) Vậy ta chọn máy biến áp ATДHTH có thông số sau: Tra [TL2-
Tr.89]Bảng2.4Thôngsố máybiến áptựngẫu
A Điện áp cuộn dây kV
+ChọnmáybiếnápbộB1,B2(phía220kV):máybiếnápB1đượcchọntheođiều kiệnsau:
SđmB1=SđmB2≥ SđmFfMVA Vậy ta chọnmáy biến áp TДЦ có Sđm= 80 MVA có thông số sau:Tra
[TL2-Tr.88], ta chọn được MBA 3 pha 2 cuộn dây cấp 220kVBảng2.5 Thôngsố máy biến áphai cuộndâyphía 220kV
MVA Điện áp cuộn dây kV
SđmB5≥ SđmFf MVA Vậy ta chọn máy biến áp TДЦ có Sđm MVA có thông số sau:Tra[TL2 - Tr.87],tachọnđược MBA3pha 2cuộn dâycấp 110kV.
Bảng2.6Thôngsốmáybiếnáphaicuộn dâyphía 110kV Loại
S(MV A) Điện áp cuộn dây ∆P(kW)
+Chọnmáybiếnáptựngẫu:Tươngtựphươngán2máybiếnáptựngẫuB3,B4 đượcchọntheođiều kiệnsau:
S đp mF2 :làcôngsuấtđịnhmứccủamáyphátF2 α:hệ sốcó lợicủamáy biếnáptựngẫu
S đmB1 S đmB2 132(MVA) Vậytachọn máybiếnáp ATДHTHcóthôngsốsau (Tra[TL2-Tr.89).
MV A Điện áp cuộn dâykV
- S C(t) ,ST(t),SH(t):côngsuấtbiểukiếnquacuộncao,trung,hạcủamộtmáybiếnáptự ngẫuởthờiđiểmt.
- S HT (t),ST(t):côngsuấtbiểukiếnvề hệthống,phụtảibên trungở thờiđiểmt.
- S bC ,SbT:côngsuấtbiểukiếnphíacaoap,phíatrungápcủamáybiếnáphaicuộ ndây.
2.3.2.1 Phươngán4: Ở phương án này có 2 bộ máy biến áp hai cuộn dây trong đó có 1 bộ trực tiếpnối vàothanh góp 110kV,còn1 bộnốitrựctiếp vàothanh góp 220kV. Để kinh tếvàvận hành thuận tiện cho 2 bộ máy phát–m á y b i ế n á p h a i c u ộ n dây (F1-B1, F5-B5) làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng Do đó công suất mỗi máyB1,B5là:
Bảng2.8Bảngphânbốcôngsuất qua MBAtựngẫu t(h) CS
(MVA) Đ ồá nt ốt ng hi
Th iết kế ph ần đi ện củ a nh à m áy th ủy
SVTH: Đồ án tốtnghiệp Thiếtkếphầnđiệncủanhà máythủyđiện
Máy biến áp hai cuộn dây là một giải pháp hiệu quả, bao gồm hai bộ máy biến áp kết nối trực tiếp với thanh góp 110kV và một bộ nối trực tiếp với thanh góp 220kV Thiết kế này giúp tối ưu hóa chi phí và đảm bảo vận hành thuận tiện cho ba bộ máy phát (F1-B1, F2-B2, F5-B5) trong điều kiện đồ thị phụ tải ổn định Công suất mỗi máy biến áp B1, B2 và B5 được tính toán để đáp ứng yêu cầu này.
+Cuộn cao: SC(t) =1(SHT(t) –2SbC)
2 +Cuộn hạ: SH(t) =SC(t)+ST(t)
Ta có bảngphân bốcôngsuấtcho ởbảng: t(h) CS
Bảng2.9 Phân phốicôngsuất MBAtự ngẫu
19,92 19,92 19,63 19,63 42,3 42,3 34,07 34,07 59,65 35,23 35,23 35,81 35,81 28,16 Đ ồá nt ốt ng hi
Th iết kế ph ần đi ện củ a nh à m áy th ủy
SđmB1=SđmB5MVA>(SđmF– S tdmax ) = 64,88MVA
16hcácmáy biếnáptựngẫuB2,B 3, B4làmviệcvớihạ áp cựcđại.Khiđó,cuộn nốitiếp cótảilớnnhấtvà tacó:
SHmax= 61,39 MVAVB=90.103.40000=3,6.109(đồng) Hệsốcótínhđến tiền chuyên chởvàxây lắp là KB=1,4
+01 máy biến áp 3 pha 2 dây quấn: TдцTH –r–80/121
Côngsuấtcủamộtmáy là80MVAcấpđiệnáp 110kVcó giátrị:
V110B=80.103Rúp=>VB=80.103.40000=3,2.109(đồng)Hệsốcó tínhđến tiềnchuyênchởvà xâylắplà KB=1,5
Vậy vốnđầutưchomáy biếnápcủa Phươngán6 là:
+Bênphía220kVgồm6máycắt, giámỗimáycắtlà75.10 3 USD +Bênphía110kVgồm4máycắt, giámỗimáycắtlà45.10 3 USD +Bênphía10,5kVgồm2máycắt,giámỗimáycắtlà20.10 3 USD
P tt2 .A700.9771,43.10 3 = 6,84.10 9 (đồng) Phítổn vận hànhhàngnămcủaPhươngán6:
Chi phí tínhtoáncủaPhương án6 là:
Sosánh chọnphươngán tốiưu
Phươngán Vốn đầu tư(x10 9 )VNĐ
Về mặt kinh tế, Phương án 6 có vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp hơn so với Phương án 4 Trong khi đó, Phương án 4 sử dụng 3 MBA tự ngẫu, điều này gây khó khăn trong việc bảo dưỡng và lắp đặt, dẫn đến chi phí cao hơn cho Phương án 4.
Cả hai phương án đều đảm bảo cung cấp điện đầy đủ cho các phụ tải trong chế độ bình thường và sự cố, đồng thời đảm bảo an toàn cho người vận hành và thiết bị Tuy nhiên, Phương án 4 có ba MBA tự ngẫu, làm cho sơ đồ thiết bị phân phối phức tạp hơn, gây khó khăn trong việc vận hành và bảo dưỡng.
Qua những nhận xét trên ta chọn Phương án 6 là phương án tối ưu làm phươngánthiếtkếnhàmáyđiện.
Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là xác định dòng điện lớn nhất có thể xảy ra khi có sự cố nguy hiểm, từ đó lựa chọn thiết bị đảm bảo an toàn Để đạt được yêu cầu này, cần phải chọn điểm ngắn mạch phù hợp cho quá trình tính toán.
Chọn cácđại lượngcơbản
I cb S cb +Dòngđiệncơbản cấp10kV:
Chọnđiểmngắnmạch tínhtoán
− Nguồn cung cấp gồm tất cả máy phát của nhà máy và hệ thống.Cấp điệnáp110kV:
− Nguồn cung cấp gồm tất cả máy phát của nhà máy và hệ thống.Cấp điệnáp10,5kV:
Chọnđ i ể m ngắnm ạ c h t í n h t o á n l à N 3 v à N 3 ’ , s a u đ ó s o s á n h 2 g i á t r ị dòngđiện ngắnmạchtrên,lấytrịsốlớn hơnđểchọn khícụđiện.
− Nguồncung cấpchođiểmN3gồmcácmáyphátđiệnvàhệthống trừmáyphátF3.Nguồncungcấpcho điểmngắnmạchN3’ chỉ riêngmáyphátF1.
− Tác dụng: dùng để chọn và kiểm tra các khí cụ điện mạch tự dùng và mạchđườngdâyphụtảicấp điệnápmáyphát.
Sơ đồ tính toán ngắn mạch được áp dụng khi tất cả các máy phát và hệ thống đang hoạt động Tại điểm N3, chỉ có máy phát F3 hoạt động, trong khi tại điểm N3’, máy phát F3 ngừng hoạt động và các máy phát còn lại tiếp tục làm việc bình thường.
Tínhđiệnkhángcácphần tửtronghệđơnvịtươngđối
- Điệnkhángđườngdây nốivới hệ thống:Chọn điệnkhángcó x 0 0,4/km
Tínhdòngngắn mạchtạicác điểmngắnmạch tính toán
Nguồncungcấpbao gồmtấtcảcác máyphátđiệncủa nhàmáy thiếtkếvà hệthống.
Hình4.3 Sơđồthaythếtínhngắnmạch điểmN1. Đặt: X 1 X HT X D 0,290,40,69
X 6 X 7 X F X H 3,182,916,09 XX 110 X1,313,184,49 Ngắnmạch tại điểmN1c ó t í n h c h ấ tđốixứngnên ta có:
Trađườngcongtínhtoán Hình 3.8 [TL2-Tr.37]ta có:
I N1 I HT I NM 3,732,36,03kA DòngđiệnxungkíchtạiN1: i xkN1
Nguồncungcấpbaogồmtấtcả cácmáy phátcủanhà máy thiếtkếvà hệthống.
Hình4.6 Sơđồthaythếtínhngắnmạch điểmN2. DựavàokếtquảtínhtoánvàbiếnđổisơđồcủadiểmN1tarútgọnchođiểmngắnm ạchN2.
1000 0,43 Trađườngcongtính toán Hình 3.8[ T L 2 -Tr.37]ta có:
I N2 I HT I NM 3,644,357,99kA Dòngđiệnxung kíchtại N2:
X F 1,313,184,49 Ngắnmạch tại điểmN1c ó t í n h c h ấ tđốixứngnên ta có:
Hình4.10 Sơđồthaythếtínhngắn mạch điểmN3. bằng:
Hình4.11 Sơđồthaythếtínhngắn mạch điểmN3. BiếnđổiY(X1,X9,X10)thànhsơđồtamgiáchở(X11,X12)bỏquanhánhcân
Hình4.12 Sơđồthaythếtínhngắn mạch điểmN3. BiếnđổiY(X13,X12,X6)thànhsơđồtamgiáchở(X14,X15)bỏquanhánhcân
2,12 1000 Tra đườngcongtínhtoán Hình 3.8[TL2- Tr.37]ta có:
I NM (0)0,46; I NM ()0,19Dòngđiệnngắnmạch phíanhàmáy cungcấp:
Hình4.14 Sơđồthaythếtínhngắn mạch điểmN3’. Điệnkhángtínhtoán:
Dòngđ iệnxun gkícht ạiN3 ’: i xkN3'
Nhằmchọnkhícụ điệnmạch tự dùngvàmạchphụ tảiđiệnápmáyphát.Nguồncungcấpgồmhệ thống và tất cảcác máy phát của nhàmáy điệnthiết kế nêntacó:
2.1,8.I '' 2.1,8.30,1776,8kA Bảng4.1Kết quảtínhtoánngắn mạch Dòngđiện Điểmngắnmạch I’’(kA) I∞(kA) Ixk(kA)
Trong quá trình làm việc khí cụ điện và dây dẫn thường bị phát nóng và có thểbịbiếndạng.Nguyênnhânchủyếudo:
- Tác dụngnhiệt của dòngphụtảilâu dài.
- Tác dụngnhiệt và lựcđộngđiện của dòngngắnmạch.
Nhiệt độ cao có thể gây hư hỏng cho khí cụ điện và dây dẫn, đặc biệt là ở các điểm tiếp xúc, làm giảm tuổi thọ cách điện Do đó, cần quy định nhiệt độ cho phép cho các thiết bị này Khi lựa chọn, cần tính toán để đảm bảo chúng hoạt động ổn định cả trong chế độ bình thường và khi xảy ra sự cố.
Chọnmáy cắtvà dao cách ly
Dao cách ly dùng để ngắt mạch với dòng không tải Dao cách ly được chọn theođiều kiệnsau:
- Ổnđịnh nhiệt : I2nh.tnh≥ BN
Từđótacóbả ng chọnmáycắ tvàda ocá chly nhưsau:[TL2-
CấpĐiệ náp,kV Đạilượngtính toán
Bảng5.2 Thôngsố dao cáchly Cấp Điện áp,kV Đạilượngtính toán
Chọnthanhdẫnvàthanhgóp
Trong nhà máy điện và trạm điện, các thiết bị chính như máy phát, máy biến áp và máy bù được kết nối với nhau thông qua các khí cụ điện như máy cắt điện, dao cách ly và kháng điện Các kết nối này được thực hiện bằng thanh dẫn, thanh góp và cáp điện lực, trong đó thanh dẫn và thanh góp được chia thành hai loại chính: thanh dẫn cứng và thanh dẫn mềm.
Thanh dẫn cứng, thường được làm từ đồng hoặc nhôm, có vai trò quan trọng trong việc kết nối đầu cực của máy phát đến gian máy Nó được sử dụng làm thanh góp cho điện áp máy phát, với mức điện áp từ 6-10,5kV tại các trạm biến áp Ngoài ra, thanh dẫn cứng còn đảm nhiệm kết nối giữa thiết bị phân phối và máy biến áp tự dùng.
Tùy theo dòng tải, thanh dẫn có cấu tạo khác nhau Dòng tải nhỏ thường sử dụng thanh dẫn hình chữ nhật, trong khi dòng điện lớn hơn thường dùng thanh dẫn ghép từ hai hoặc ba thanh dẫn hình chữ nhật đơn trên một pha Đối với dòng điện trên 3000A, thanh dẫn hình máng được sử dụng để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng gần, đồng thời tăng khả năng làm mát Khi dòng điện lớn, thanh dẫn cứng hình ống là lựa chọn thích hợp.
Thanh dẫn mềm dùng để làm thanhg ó p , t h a n h d ẫ n c h o t h i ế t b ị n g o à i t r ờ i đ i ệ n áp35kVtrởlên.Khidùngmộtsợidâykhôngđủtảidòngcầnthiếtphảidùng chùmcác dây dẫn mềm Chùm dây bao gồm nhiều dây phân bố đều và kẹp chặt trên vòngkimloạithườngcódạngvòngtròn.
Thanh dẫn và thanh góp của ba pha được bố trí nằm ngang, thẳng đứng hay baphatrêncácđỉnhtamgiác.
Dây dẫn được sử dụng để kết nối cuộn cao, cuộn trung của máy biến áp với thanh góp 220kV và 110kV tương ứng Thanh góp ở các cấp điện áp này được chọn là thanh góp mềm Tiết diện dây dẫn được lựa chọn dựa trên điều kiện nhiệt độ cho phép trong chế độ làm việc lâu dài.
Nhiệt độđịnh mứccủamôitrườngtính toán đãquy định đm 25C
Coinhiệtđộcủamôitrườngxungquanhkhidâydẫnlàmviệcđód òngđiện chophéplàm việclâudài cần hiệu chỉnhtheo nhiệt độ:
Hệ sốhiệuchỉnh theo nhiệtđộđượctính: Điềukiệnchọnlà:
Tacó: Ilvcb=0,52 kA,Khc=0,882 nên: I c p 0 , 5
Bảng5.3Thôngsốcủadâynhômlõi thép. Điện áp,k
Tiết diện , mm 2 Đườngkính, mm Icp,A
Nhôm thép Dây dẫn Lõithép
Tiếtdiện nhỏnhất để dâydẫnổn địnhnhiệt là:
BNCK:Xunglượngnhiệtcủadòngngắnmạch thànhphần chu kỳ.
Cóthể tí nh gầnđúng xunglượngnhiệtcủathànhphầndòng điệnngắnmạch kh ôngchukỳ:
TừsơđồthaythếtínhtoánngắnmạchtạiđiểmN1,N2c ủ aphươngántốiưutatính ragiá trịdòngđiện ngắn mạch tại N1,N2t h e othời gian nhưsau: a TạiđiểmN 1
(kA) Với SHT=2500MVA và Uđm=230kV
Ta được dòng điện ngắn mạch phía hệ thống cung cấp tại các thời điểm:I (0)HT =4,27kA
I(0,2)HT= 3,64 kAI(0,5)HT= 3,89 kAI(1)HT=3,83 kA
'' (1 ) 2,65 +Dòngđiện ngắnmạch phíanhàmáy cungcấptính theocôngthức:
Với SNM=5.6630MVA và Uđm=230kV
Ta được dòng điện ngắn mạch phía nhà máy cung cấp tại các thời điểm:I (0)NM =2,24kA
Ta được kếtquả: I(0)N1 =6,51 kAI(0,1)N1=6 , 0 7 kAI(0,2)N1 5,84kAI(0,5)N1=6
Bảng5.4Giá trịngắnmạch tạicácthờiđiểm T(s) dòngđiện 0 0,1 0,2 0,5 1
- Tiết diện dâydẫn nhỏnhấtđảmbảoổn địnhnhiệtởcáccấpđiện áp: +Cấpđiệnáp 220kV:
Mà tiết diện dây chọn Schọn= 240 mm2> 88,72 mm2Vậydây AC–240/39đảmbảođiềukiện ổnđịnhnhiệt. b TạiđiểmN 2 :
Theo kết quả tính toán ngắn mạch chương 4 ta có:Điệnkhángtính toán củanhánhhệthống:
XttHT=3,5 +Vì XttHT>3 nênta ápdụngcôngthức:
Với SHT=2500MVA vàUđm=115kV
Ta được dòng điện ngắn mạch phía hệ thống cung cấp tại các thời điểm:I (0)HT =I(0,1)HT=I(0,2)HT=I(0,5)HT=I(1)HT= 3,64kA Điệnkhángtínhtoáncủa phíanhà máy:
(1 ) 2,41 +Dòngđiện ngắnmạch phíanhàmáy cungcấptính theocôngthức:
Với SNM=5.6630MVA vàUđm=115kV
Ta được dòng điện ngắn mạch phía hệ nhà máy cung cấp tại các thời điểm:I (0)NM =4,09kA
I(0,1)NM= 4,09 kAI(0,2)NM= 3,91 kAI(0,5)NM= 3,94 kAI(1)NM=3,99kA
*Dòngđiện ngắnmạch tổngtạiN2t ạ icác thờiđiểmtínhtheo côngthức:
Bảng5.5Giá trịngắnmạch tạicácthờiđiểm T(s) dòngđiện 0 0,1 0,2 0,5 1
Mà tiết diện dây chọn Schọn= 150 mm2> 114,48 mm2Vậydây AC-150/19đảmbảođiềukiện ổnđịnhnhiệt.
5.2.1.2 Kiểmtra điềukiện vầngquang Điềukiệnđểkhôngphátsinhvầngquangnếudâydẫnđượcbốtrítrênbađỉnhcủata mgiácđều:
U vq 84.m.r.lga t bU r đ m m: Hệ số xù xì bề mặt dây dẫn với dây AC lấy m 0,85r: Bánkính ngoàicủadâydẫn (cm) atb:Khoảngcáchtrungbìnhhình học giữa cácdây dẫn(cm)
Uvq:Điệnáptớihạnđểphátsinhhồquang(kV),khibaphabốtrítrênmặt phẳngnằmngangthìlấygiảm4%.
Cấpđiệnáp220kV:Chọncách bốtrí dâydẫn nằmngang
DâydẫnAC-240/39cód=2,16cm,lấya P0cm(Điều14Quytrìnhan toan điện): rd2,16
2 2 atb=1,26.a=1,26.500 c0(cm) Điệnápvần gquangtớihạ ncủa dây dẫ n pha g i ữ a k h i bố t r í ba pha tr ên m ặ t phẳng nằmngang:
2 2 atb=1,26.a=1,26.500 c0(cm) Điệnápvần gquangtớihạ ncủa dây dẫ n pha g i ữ a k h i bố t r í ba pha tr ên m ặ t phẳng nằmngang:
I Điệnápvần gquangtớihạ ncủa dây dẫ n pha g i ữ a k h i bố t r í ba pha tr ên m ặ t phẳng nằmngang:
Thông số của dây dẫn đã chọn cho ở bảng sau: [TL2 -
Tr.130]Bảng5.6Thôngsố củadâydẫnđãchọn Điện áp,k
Tiếtdiện, mm 2 Đườngkính, mm Icp,
Nhôm Thép Dây A dẫn Lõithép
Thanhdẫncứng thườngdùngđểnốitừđầucựcmáyphátđiệnlênmáybiếnáp,đoạn từthiết bịphânphối cấp điệnápmáyphátđến máybiến áptựdùng.
DoIcp>3000Anêntachọnthanhdẫnđồngtiếtdiệnhìnhmángcósơnthôngsốcủath anhdẫn[TL2-Tr.125].
Tiết diện một cực mm 2
Jyo-yo h b c r Wx-x Wy-y Jx-x Jy-y
Hình5.1 Thanh dẫncứng ThanhdẫnđãchọncóIcp>1000A nêntakhôngcầnkiểmtraổnđịnhnhiệtkhingắnmạch. 5.2.2.2 Kiểm tra ổn định độngĐiều kiệnkiểmtra: δtt≤δcp00kG/cm2 Xácđịnhlựctínhtoán:lấykhoảngcáchgiữacácphalà60(cm),giữahaisứđỡlà
Khiđ ó l ự c đ ộ n g điệnc ự c đ ạ i t í n h t o á n t á c d ụ n g lê nt h a n h d ẫ n p h a g i ữ a k h i n gắnmạchbaphatrênchiều dài khoảngvượt đượcxácđịnh theo biểu thức:
Trongđó: tt 1,76.10. a.i xk (kG) ixk:dòngđiệnxungkích ixk 2.1,8.I'' N3 2.1,8.14,93 38,01 (kA)
Vậy: a:khoảngcách giữa cácpha l:khoảngcách giữahaisứliềnnhaucủa mộtpha
Wyo- yo:momentchốnguốncủathanhdẫnđốivớitrụcthẳnggócphươnguốn(khith anhdẫnđãđượchàn).
Vậyδtt=6 , 1 kG / c m 2< δcp=1 4 0 0 k G / c m 2.T h a n h d ẫ n đ ã c h ọ n đ ả mb ả o đ i ề u kiệnổnđịnhđộng.
Vậy: b:chiều dàithanh dẫn. khd:hệ sốhìnhdáng,khd=1
Tathấy Lcmax=483,41 (cm)>Lcp=120 (cm)nênta khôngcầnđặt thêmmiếng đệm. tt
Chọnsứđỡcách điện
Sứ đỡ thanh dẫn đầu cực máy phát được chọn theo điều kiện sau:Loại sứ Điệnáp:Uđmsứ≥Uđmmạng
Hình5.2 Sơ đồchọnsứ Theođiềukiệntrêntachọnloạisứđặttrongnhàloại:OΦP-20-P-20- 750Y3vớicácthôngsốsau:[TL2-Tr.113]
+Cấpđiệnáp: UđmS=20kV +Lực pháhoại:Fph=750 kG +Chiều cao:H0 mm +Chiềucao thanh dẫn:h5mm
Ftt=50,86 (KG) H:Chiềucao sứ,H0mm h: chiều cao thanh dẫn, h= 125 mmNêntacó:
'= 70,73(kG) ixk=19,68kA.
Takhông cầnkiểm traổnđịnhnhiệtvớimáybiếndòng códòng điệnđịnhmứcsơcấplớnhơn1000A.
*ĐểkiểmtracáchđiệnvàcungcấpchobảovệrơletachọnbiếnđiệnápkiểuHK mộtphanốidâytheosơđồYo/Yo/3xHK-110-57[TL2-Tr.118].
+Cấp chính xác: 1 +SđmBU`0VA.
Máybiếnđiệnáp được chọnphảithỏa mãn điềukiệnsau:
S2đmBU≥S2vớiS2Phụtảicủabiếnđiệnápđượcphânbốđồngđềuchohaibiếnđiệnáptheocáchbốtrí đồnghồphíathứcấpnhưsau:Tra[TL2-Tr.146,Tr.147].
Vậytachọnbiếnđiệnáploại3HOM-15có thôngsố sau: Điện áp sơ: 15750/ 3 V ; Điện áp cuộn thứ 1: 100/ 3 V Điệnápcuộn thứ2: 100/3V ; Cấp chính xác:
- Chọn dâydẫnnối từbiếnđiện áp trênđồnghồ:
0,199(A) 100 ĐểđơngiảntrongtínhtoáncoiIa= I c= 0 , 2 1vàcoiC o sabCosbc1
Trị số điệnáp giángtrên dây dẫnpha avà b:
Vậyta chọndây đồngcótiếtdiện S=1,5mm 2 đểđảmbảo độ bền cơ.
Biếndòngđiệnđặttrêncảbapha,mắchìnhsao.TachọnbiếndòngđiệnkiểuTШ Λ-20-1 có:[TL2-Tr.115].
IđmSC/IđmTC00/5ACấp chính xác 0,5 ở phụ tải định mức 1,2ΩBảngdụngcụđonối vàoBIởbảngdưới:
Bảng5.9 Phụ tảicủa máy biếndòngđiện
Tên đồnghồ Kýhiệu Phụtải(VA)
Pha A và C mang tải nhiều nhất S = 26
Giả sử chiều dài dây dẫn từ máy biến dòng đến dụng cụ đo là l 50m.Do baphacùngbiến dòngnênchiều dài tính toánl tt= l Pm.
Ta chọndây dẫnđồngcó tiếtdiệnS=6mm 2
Máy biến dòng điện kiểu TШΛ-20-1 có sơ cấp là thanh dẫn, đóng vai trò quyết định trong việc ổn định động của thiết bị Vì vậy, không cần thiết phải kiểm tra ổn định động của máy biến dòng điện này.
Khi kiểm tra ổn định nhiệt trong trường hợp ngắn mạch, do dòng điện định mức sơ cấp của máy biến dòng lớn hơn 1000A, nên không cần thiết phải thực hiện kiểm tra ổn định nhiệt cho máy biến dòng điện.
Phụ tải điện áp 6 kV gồm: 2 đường dây kép x3MW, 2 đường dây cáp đơnx2,5MWcócosφ=0,86.
Lựa chọn cáp và khí cụ điện cho thiết bị phân phối cần dựa trên mật độ dòng điện kinh tế trong chế độ làm việc bình thường và nhiệt độ cho phép trong chế độ cưỡng bức Đồng thời, cần tính toán ổn định động và ổn định nhiệt khi xảy ra sự cố ngắn mạch Tiết diện kinh tế của dây dẫn được xác định dựa trên chi phí hàng năm thấp nhất theo dòng điện tải định mức của mạch điện.
S I lvbt , mm 2 Trongđó: cáp J kt
Ilvbt: Dòng điện làm việc tính toán của mạch điện,
+X á c đ ị n h Jkt:Từ đồt h ị phụt ả i điệnápm á y p h á t ta t í n h th ời gians ử dụngcôngs uấtcựcđại:
6570(h) 11,63 Đối với cáp bọc giấy cách điện và dây dẫn bọc cao su cách điện, lõi đồng cóJ kt= 2,0A/mm2[TL2-Bảng5.3-Tr.45].
Chọncápcó Scáp=95mm2, cóIcp=265A [TL2-Tr.126]
CP 0 a Kiểmtracáptheođiềukiện phátnóng lâu dài:
Với: k: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độk 1
CP: Nhiệtđộlàmviệc lâudàicho phép; CP ` 0 C
k 1 0,88 k2:hệ số hiệuchỉnhtheosố cáp đặtsongsong, đốivớicáp kép k2=0,9 Vậy:
'= 0,88.0,9.265 9,88A I lvbt=100,7A.Cápđãchọnthỏamãn điềukiện phátnónglâudài. b Kiểmtracáptheođiềukiện phátnóngkhi làmviệccưỡng bức:
Theo quy trình thiết bị điện, các cáp cách điện bằng giấy tẩm dầu điện áp không quá 10kV có thể chịu đựng dòng điện tối đa 80% dòng điện cho phép trong điều kiện làm việc bình thường Khi xảy ra sự cố, cho phép quá tải lên đến 30% nhưng không được kéo dài quá 5 ngày đêm.
Dòngđiệnlàmviệc cưỡngbứckhisựcốđứt1dây của cáp kép:
I lvcb 2.I lvbt 2.100,7201,4A Điềukiệnkiểmtracáp là: k qt k 1 k 2 I cp I lvcb Trongđó: k: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độk 1
CP: Nhiệtđộlàmviệc lâudàicho phép; CP ` 0 C
Vậy: k2: hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song , đối với cáp kép k2= 0,9kqt: Hệsốquátải chophéptrongchếđộcưỡngbức,kqt=1,3
Cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng khi làm việc cưỡng bức.Kết luận: Cápđãchọnđảmbảoyêucầukỹthuật.
+Cáp đơn códòngđiệnlàmviệcbình thường là:
+X á c đ ị n h Jkt:Từ đ ồt h ị ph ụt ải điệ n ápm á y p h á t ta t í n h th ời gians ử dụngcôngs uấtcựcđại:
6570(h) 11,63 Đối với cáp bọc giấy cách điện và dây dẫn bọc cao su cách điện, lõi đồng cóJ kt= 2,0A/mm2.[TL2-Bảng5.3-Tr.45].
ChọncápcóScáp=95mm2, có Icp=265A [TL2 - Tr126]
Với: k: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độk 1
CP: Nhiệtđộlàmviệc lâudàicho phép; CP ` 0 C
k 1 0,88 k2:hệ số hiệu chỉnhtheosố cápđặtsongsong,đốivới cáp đơnk2=0,9 Vậy:
- Các máy biếnáp địa phươngđược chọntheođiềukiệnquá tải:
B1,B2 k qt Trongđó:kqt:làhệ số quátảicho phép của máy biếnáp kqt=1,4.
Từnhữngđiềukiệntrêntachọnmáybiếnáp địaphươnglàloạimáybiếnápbaphahaicuộn dâyloạiTДHC,cócácthôngsố:[TL2-Tr.83]
Bảng5.10Thôngsốmáy biếnáp địa phương
-Điềukiệnổnđịnhnhiệt:I 2 t B 5.5.3.1 Chọnmáycắtphía 10,5kV. nh nh N
Từ những điều kiện trên ta chọn máy cắt hợp bộ loại 8BK41, có các thông sốchoởbảng5.11.[TL2-Tr.99]
Bảng5.11Thôngsố máycắt. Điểmngắn mạch
5.5.3.2 Chọnmáycắtsaumáybiếnápđịaphương. Để chọn máy cắt sau máy biến áp địa phương ta tính dòng ngắn mạch tại điểmN 5 sau máy biến áp địa phương Nguồn cung cấp là toàn hệ thống và các máy phát củanhà máy Để đơn giản trong tính toán ngắn mạch ta có thể gộp chung hệ thống và toànbộnhàmáy.
30,17kA.Khi đó ta cóthểtính đượcđiệnkhángtươngđối cơbảntạiN4:
Hình 5 6 Sơ đồ thay thế điểm ngắn mạch
Dòngđiệnc ư ỡ n g bứ c t ạ i N5làd ò n g q ua m á y b i ế n á p t r o n g tr ườ ng hợ p m ộ t máybiếnáplàmviệc:
Căncứvào sốliệu tính toánởtrên tachọnmáycắt cócác thôngsốkỹ thuật choởbảng5.8.[TL2-Tr100]
F1:tiếtdiệncáp.Cápđồngtiếtdiện95mm2 C:hằngsốổnđịnhnhiệtcủacápđồng,CCU1As1/2/ mm2tC1:Thờigiancắtcủa máy cắt ởđầuđườngdây,thờigiannày lớn hơn một cấp so với máy cắt ở cuối đường dâyt C1= tC2+t=0,5+0,5=1s
Vậycáp đã chọnđảmbảoổnđịnhnhiệtkhi cóngắnmạch tạiN5
5.5.4.2Kiểmtraổn địnhnhiệt của cáptrạmcuốiđườngdây phụtảiđịaphương.
F2:tiếtdiệncáp Cápđồngtiếtdiện95mm2,cóx0=0,193/m C:hằngsốổn địnhnhiệt c ủacáp đồ ng, CCU1As1/2/mm2 Dođó: I nhC2 95.141
Vậycáp đã chọnđảmbảo ổnđịnhnhiệtkhicóngắnmạch tạiN6
Kết luận chung :Vậy các thiếtbịđã chọn thõamãncác yêucầuđềra.
Chọn chốngsétvanchothanhgóp
Chống sét van được lắp đặt trên các thanh góp 220kV và 110kV nhằm ngăn chặn quá điện áp xâm nhập vào trạm biến áp Việc này giúp bảo vệ cách điện trong trạm khỏi sự cố phá hoại và giảm thiểu nguy cơ phóng điện trên cách điện đường dây.
Trên thanh góp 220kV ta chọn chống sét van loại PBC-220 có điện áp định mứcU đm= 220kVđặt trêncảbapha.
Trên thanh góp 110kV ta chọn chống sét van loại PBC-110 có điện áp định mứcU đm= 110kVđặt trêncảbapha.
* Sơ đồđấu nốichống sét vanởthanhgóp220kV,110kV.
Chọn chốngsétvanchomáybiếnáp
Máy biến áp tự ngẫu có mối liên hệ điện giữa cuộn cao áp và trung áp, cho phép sóng quá điện áp truyền từ cuộn này sang cuộn kia Do đó, cần phải lắp đặt các chống sét van ở đầu ra của máy biến áp tự ngẫu để bảo vệ hệ thống khỏi các hiện tượng quá điện áp.
Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu ta tra [TL4 - Tr.383] chọn loại chống sétvanloại PBC-220 cóđiện ápđịnh mứcU đm= 220kV,đặt trêncảbapha.
Phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu ta tra [TL4 - Tr.383] chọn loại chống sétvanloại PBC-110 cóđiện ápđịnh mứcU đm= 110kV,đặt trêncảbapha.
Trên thanh góp 110kV, việc lắp đặt chống sét van là cần thiết để bảo vệ trạm khỏi những dòng sét có biên độ lớn Điện áp dư còn lại có thể gây hư hỏng cách điện của cuộn dây máy biến áp, đặc biệt là ở phần gần trung tính Do đó, tại trung tính của máy biến áp hai cuộn dây, cần bố trí một chống sét van Tuy nhiên, do điện cảm của cuộn dây, biên độ dòng sét khi tới trung tính sẽ giảm, vì vậy chống sét van tại đây cần có điện áp định mức thấp hơn một cấp Đối với phía 110kV, chọn chống sét van PBC-110, trong khi phía trung tính của máy biến áp chọn PBC-35.
CHƯƠNG6: CHỌNSƠĐỒ VÀ THIẾTBỊTỰ DÙNG
Điện tự dùng của nhà máy thủy điện chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng công suất của nhà máy Hệ thống điện tự dùng chủ yếu phục vụ cho các hoạt động như cấp nước, nén khí, làm mát máy biến áp, máy phát điện, thông gió, thắp sáng và điều khiển tín hiệu Các phụ tải tự dùng được chia thành hai loại.
Phụ tải quan trọng là những cơ cấu mà khi ngừng hoạt động sẽ ảnh hưởng đến quá trình làm việc bình thường của nhà máy Những phụ tải này cần được cung cấp điện một cách liên tục và đáng tin cậy để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
Phụ tải không quan trọng: là những cơ cấu có thể cho phép mất điện trongnhữngkhoảngthờigiannhấtđịnh.
Nguồncungcấpchođiệntựdùngởđâylàcácmáyphátđiệnvàmộtphầnlấytừ hệ thống Để cung cấp cho hệ thống điều khiển, bảo vệ rơle, liên lạc,…ta dùngnguồnmộtchiềuvàacquy.
Một máy phát ghép với một máy biến áp hạ từ 10,5/6 kV và máy biến áp tựdùnghạtừ6/0,4kV.Điện lấyngaytừcựcmáyphát.
Dự phòng nóng cho nhau thông qua Aptomat phía hạ áp khi một máy biến áp bịsự cốcácmáybiến ápcònlại sẽtăngcôngsuất thay thếMBAbịsự cố.
Phía cao áp của MBA tự dùng ta dùng máy cắt và dao cách ly (vì là MBA trongnhà,thườngbảo quảnrất tốtnênhầunhưkhôngbaogiờcósự cố).
Phía hạ áp của MBA tự dùng là Aptomat, máy cắt và dao cách ly phục vụ sửachữa380/220,do đó phảinối đất đểantoànvàcódâytrungtính đểlấyđiện áppha.
Chọn máybiếnáptự dùng
Cácmáynàycónhiệmvụnhậnđiệntừthanhcái10,5kVcungcấpchophụtảitự dùngcấp điện áp6 kV cònlại cungcấp tiếp cho phụtải cấp điện áp380/220 V.
+P1:Tổngcôngsuấttínhtoán củacácmáycôngtáctớiđộngcơ6kVnốivàophânđoạnxét(KW) xét.
+1vàcos1:hiệusuấtvà hệ số côngsuấtcủađộngcơ6 kV.
Hệ sốđồngthời K2c ũ n glấy gần đúngbằng0,9.Nêntacó:
Trong phạm vithiếtkếtachọn công suất củamáybiến áp tự dùng cấp I theocôngsuấttựdùngcựcđạicủatoànnhàmáy:S tdmax= 5,6 MVA
Vậycôngsuất máy biến áptựdùngcấp Ilà:S đmB
Tra[TL2- Tr.82] chọnloạimáy biếnáp TMcócác thôngsố sau:
(kVA) Điệnáp,kV Tổnthất, kW
UN% Io% Cuộncao Cuộnhạ ΔtP o ΔtP N
Máy biến áp tự dùng cấp hai được sử dụng để cung cấp điện cho các phụ tải với điện áp 380/220 V và chiếu sáng Thông thường, công suất của các phụ tải này nhỏ, do đó máy biến áp thường có công suất từ 630-1000 kVA Các loại máy biến áp lớn hơn thường không được chấp nhận do chi phí cao và dòng ngắn mạch ở mức 380 V lớn Công suất của máy biến áp tự dùng cấp hai được lựa chọn dựa trên các yếu tố này.
Vậy,tra [TL1- Tr.228] tachọnloạimáy biếnáp TC3-160/10có các thôngsố sau:
Bảng6.2.Thôngsố máy biến áptựdùngcấpII.
KVA) Điệnáp(kV) Tổnthất(kW)
UN% Io% Cuộncao Cuộnhạ Po PN
Máybiếnápdựtrữchọncôngsuấtbằn g1,5lầncôngsuấtmáyb iế nápcông tác:
(kVA) Điệnáp,kV Tổnthất, kW
UN% Io% Cuộncao Cuộnhạ ΔtP o ΔtP N
Chọn máycắt
Chọntương tựnhưvớimáycắtcủacấpđiệnáp10,5kVđãđượclựachọntrongchương III.Tứclàloại máycắt8FG10.
Máy cắthạ ápMBAtựdùng: Đểchọnmáycắtđiệntrongtrườnghợpnàytatínhdòngngắnmạchtạithanhgópphânđoạn 6(kV)điểmN7đ ểchọnmáycắt:
- Điện kháng tổng tính đến điểm ngắn mạch:X=1,82+34,386,2
Căn cứ vào các điều kiện chọn máy biến áp và các giá trị dòng ngắn mạch, dòngxungkích,dòngcưỡngbứcvừatínhđượctachọnmáycắtđặttrongnhà:loạimáycắtít dầu,tra[TL2-Tr.95]cócácthôngsốsau:
Chọn daocáchly
Dòngđiệnlàm việc bìnhthườngqua dao cáchly:
+Ổn định nhiệt: I2nh.tnh≥BN
+Ổn định lực độngđiện: ildd≥Ixk
Chọndao cách lyloại PBK-20/5000có các thôngsố nhưsau:[TL2- Tr.105]
+Ildd 0kADod a o c á c h l y c h ọ n c ó d ò n g đ i ệ n đ ị n h m ứ c l ớ n h ơ n 1 0 0 0 A n ê n k h ô n g cần ki ểmtraổnđịnhnhiệt.
Chọn aptomatchotự dùngchothanh góp0,4 kV
Áptômát được chọn theo điều kiện:U đm Uđmmạng=0,4kV
0,4kV,nguồncungcấp cho điểmngắnmạch nàymáy biến áp cấp 2 (0,4kA).
Hình 6 2 Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch điểm
Loại Uđm(V) Iđm(A) ICđm(kA)
PHỤLỤCCÁC BẢNVẼ SƠĐỒ TOÀNNHÀMÁY VÀ SƠĐỒ TỰ DÙNG
Đồthịphụtảitổnghợp
Std(t)+Sđp(t)+St(t) Snm(t) Hình 1.Đồthịthờigian phụ tải tổnghợp t(h)