thiết kế nhà máy thuỷ điện

Trang 1

CHUONG 1

Chọn sơ đồ nối điện của nhà máy điện Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong quátrình thiết kế nhà máy điện Các phơng án vạch ra cần đảm bảo khả năng cung cấpđiện liên tục cho các hộ tiêu thụ và phải khác nhau về cách ghép nối với máy biến áp,về số lợng và dung lợng của máy biến áp

Dựa vào các nhiệm vụ và các thông số trong đồ án để tiến hành xác định và lựa chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy.

1.1.Chọn số l ợng và công suất của máy phát điện.Trong đồ án này, với nhiệm vụ thiết kế là: Thiết kế phần điện trong nhà máyđiện, kiểu: Thủy điện, với tổng công suất đặt: PNM = 320 MW, gồm 4 tổ máy cócông suất 80 MW Toàn bộ công suất nhà máy phát ra đợc cung cấp cho các phụ tải ởcác cấp điện áp và toàn bộ công suất thừa đợc phát về hệ thống.

Cho nên ta chỉ cần lựa chọn loại máy phát điện sao cho phù hợp Vì thế ở đồ ánnày ta lựa chọn loại máy phát điện sau: Kiểu CB -1070/145-40, có các thông số nhbảng sau:

(Bảng 1.1)LoạiSdmPdmcosdmUdmIdmđiện kháng tơngđối

CB-1070/145-40100800,813,84,190,220,341,1Vậy công suất đặt của toàn nhà máy điện là: SNM = 4 x100 = 400 (MVA).

1.2.Tính toán phụ tải và cân bằng công suất.Cân bằng công suất trong nhà máy điện nhằm giúp ta xây dựng đợc đồ thị phụtải tổng của toàn nhà máy điện, ngoài phần phụ tải của các hộ tiêu thụ ở các cấpđiện áp còn phần phụ tải tự dùng của nhà máy điện và phần phát về hệ thống Dớiđây ta sẽ tính toán các phụ tải nói trên.

1.2.1.Tính toán phụ tải cấp điện áp MF (13,8KV).Công suất cực đại: PMax = 22 ( MW),Cosdm = 0,85.Ta có: SuF(t)= P(t) SMax = P(t).

Trong đó: SuF (t): Công suất phụ tải tiêu thụ theo thời gian.

P(t): Phần trăm theo đồ thị phụ tải.Từ đó ta xác định đợc phụ tải tiêu thụ của các hộ tiêu thụ ở cấp điện áp MF theotừng ngày nh bảng sau:

Trang 2

Đồ thị phụ tải:

(Hình 1.2): Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung.Ta có: SuT(t)= P(t) SMax = P(t).

Trong đó: SuT (t): Công suất phụ tải tiêu thụ theo thời gian.

P(t): Phần trăm theo đồ thị phụ tải.Từ đó ta xác định đợc phụ tải tiêu thụ của các hộ tiêu thụ ở cấp điện áp MF theotừng ngày nh bảng sau:

(Bảng 1.3)

SuT(MVA)65,88294,11875,29494,11875,29494,11865,8821.2.3.Tính toán phụ tải cấp điện áp cao (220KV).

Công suất cực đại: PMax = 160 ( MW), Cosdm = 0,85.Ta có: SuC(t)= P(t) SMax = P(t).

Trong đó: SuC(t): Công suất phụ tải tiêu thụ theo thời gian.

P(t): Phần trăm theo đồ thị phụ tải.Đồ thị phụ tải:

(Hình 1.3): Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao Từ đó ta xác định đợc phụ tải tiêu thụ của các hộ tiêu thụ ở cấp điệnáp MF theo từng ngày nh bảng sau:

(Bảng 1.4)

SuC(MVA)150,588188,235150,588188,235131,7651.2.4.Tính toán phụ tải tự dùng.

Công suất tự dùng của nhà máy điện phụ thuộc vào loại nhà máy điện và côngsuất nhà máy điện phát ra Gần đúng có thể tính theo công thức sau:

Std(t) = Trong đó:Std(t): Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t

St: Công suất do nhà máy điện phát ra tại thời điểm t.: Số phần trăm lợng điện tự dùng, ở đây = 2.Vì nhà máy điện phát hết công suất cho nên St = SNM do đó ta có

Std(t) = SNM = 0,02 400 = 8(MVA).1.2.5.Dự trữ của hệ thống & Công suất thừa phát về hệ thống.

 Công suất thừa của nhà máy điện đợc phát toàn bộ về hệ thống và đợc

tính bằng công thức:

Sth = SNM - Std -SuF(t) -SuT(t) -SuC(t)

Trang 3

Dựa vào các bảng (1.2); (1.3); (1.4) ta xây dựng đợc bảng cân bằng công suấtcủa toàn nhà máy điện nh sau:

 Tỉ lệ phụ tải Max các cấp điện áp.

-Cấp điện áp cao: (UC = 220kV)

SuCMax = = 100 = 47,06- Cấp điện áp trung: (UT = 110kV)

SuTMax = = 100 = 23,53 -Cấp điện áp MF: (UF = 13,8kV)

SuFMax = = 100 = 6,47Khi phụ tải các cấp điện áp cực đại thì công suất nhà máy điện phát ra sẽ thừa:

Sth% Min = (100 - SuCMax - SuTMax - SuFMax - Std)

= (100 - 47,06 - 23,53 - 6,47 - 2) = 20,94%Khi phụ tải các cấp điện áp cực tiểu thì công suất nhà máy điện phát ra sẽ thừa:

Trang 4

Đồ thị phụ tải tổng của nhà máy điện (Hình 1.4)

 Nh ợc điểm: Nhợc điểm của phơng án này là MBATN có công suất lớn nênlàm tăng vốn đâu t Ngoài ra vì các MBA nối bộ chủ yếu nối về bên điện ápcao do đó tốn kém cách điện, dẫn đến không kinh tế

S(MVA)

6090150390

330300270240210180

StdSUFSUT

SUCS

Trang 5

Hình 1.51.3.2. ơng án 2.Ph

Khắc phục lại phơng án 2 là ta nối một MBA về phía 110kV, khi đó vốn đầu t sẽgiảm đi vì MBA 110kV sẽ rẻ hơn MBA 220kV.

 Ưu điểm: Đảm bảo khả năng liên lạc giữa các cấp điện áp và khả năng cungcấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp Sơ đồ đảm bảo khả năng vậnhành linh hoạt Đảm bảo cung cấp cho phụ tải cấp điện áp trung.

 Nh ợc điểm: Nhợc điểm của phơng án này là MBATN có công suất lớn nênlàm tăng vốn đâu t Tuy nhiên so với phơng án 1 thì phơng án này sẽ rẻ hơn.Nhng với phơng án này thì biện pháp bảo vệ rơle sẽ phức tạp hơn Do đó nếunh có thể thì có thể chọn một phơng án khác thay thế cho phơng án này Ta có sơ đồ nối điện nh hình 1.6

1.3.3. ơng án 3.Ph

 Ưu điểm : Đảm bảo khả năng liên lạc giữa các cấp điện áp và khả năng cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp Đảm bảo cung cấp cho phụ tải cấp điện áp trung.

 Nh ợc điểm : Nhợc điểm của phơng án này là nhiều MBATN cho nên làm tăngvốn đầu t, tốn kém cách điện, tốn diện tích lắp đặt Bởi vì nhà máy điện chung ta thiết kế không có giới hạn về diện tích lắp đặt cho nên ta có thể chọn phơng án này, miễn sao đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

F1B1

B6B5

B4B3

Hình 1.8

 Ưu điểm: Đảm bảo khả năng liên lạc giữa các cấp điện áp và khả năngcung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp Đảm bảo cung cấp cho phụtải cấp điện áp trung.

 Nh ợc điểm: Nhợc điểm của phơng án này là nhiều MBATN cho nên làmtăng vốn đầu t, tốn kém cách điện, tốn diện tích lắp đặt Phong án nàycũng có nhợc điểm hơn phơng án 3 là có một MBA cấp 220kV nên vốn đầut sẽ cao hơn.

Ta có sơ đồ nối điện nh hình 1.81.4.Đánh giá các ph ơng án

Các phơng án đề ra ở trên đều có những u nhợc điểm riêng, nhng các phơng ánđề ra ở trên đều đáp ứng đợc nhu cầu cung cấp điện và khả năng liên lạc giữa cáccấp điện áp.

Trang 6

 Phơng án 1 vì có nhiều MBA nối bên cao áp cho nên co vốn đầu t cao, nhng

đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp cao và dễ dàng liên lạc với hệthống.

 Phơng án 2 thì vận hành linh hoạt hơn phơng án 1 nhng vì MBA có công

Kết luận:

Vậy ta chọn hai phơng án là phơng án 2 và phơng án 3 làm 2 phơng án đểtính toán trong đồ án này.

Bắt đầu từ đây ta gọi hai phơng án này là phơng án 1 và phơng án 2.Hai phơng án này có sơ đồ nối điện nh sau:

B3

B1

Hình 1.9Phơng án 2:

F2B2

F1B1

Hình 1.10

CHUONG 2chọn Máy biến áp.MBA là một thiết bị rất quan trọng trong nhà máy điện vì thế việc chọn lựacũng nh việc bảo trì MBA là khá quan trọng, với lại MBA là thiết bị có vốn đầu t lớntrong nhà máy điện vì thế ngời ta mong muốn chọn đợc MBA có công suất nhỏ đểgiảm giá thành đầu t Hiện nay công nghệ chế tạo MBA có thể chế tạo đợc khánhiều loại MBA có công suất từ nhỏ cho tới rất lớn, đạt yêu cầu cho mọi cấp điện áp.Muốn chọn đợc MBA hợp ly thì trớc hết ta cần phải có đợc một phơng án tốt, cónghĩa là phải đảm bảo về các yêu cầu kỹ thuật cũng nh các yêu cầu về kinh tế.2.1.Chọn MBA cho ph ơng án 1

2.1.1.Sơ đồ.Ta có sơ đồ của phơng án 1 nh sau:

B3

B1

Hình 2.1

Trang 7

2.1.2.Chọn MBA nối bộ b1 và b4.Đối với MBA nối bộ, điều kiện chọn MBA nh sau:

SBộ SMFTrong đó:SBộ: Công suất của MBA nối bộ.

SMF: Công suất của máy phát điện.Trong đồ án này các MFD đều có cùng công suất cho nên các MBA nối bộ bên phía điện áp cao và phía điện áp trung ta chọn cùng công suất, ta chọn loại MBA sau: Loại TAΓ-125 Số liệu của MBA nh trong bảng sau:

(Bảng 2.1)KiểuSdmUCUHPoPNUN%IO%Giá 103

- Điều kiện chọn máy biến áp B1, B2.

Trong đó: kcl : Là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu

Theo tài liệu "Thiết Kế Nhà Máy Điện và Trạm Biến áp" của ĐHBK Hà Nội ta chọn

đợc máy biến áp với các thông số sau: ( Bảng 2.2)

LoạiMBA(MVA)SđmCấp điện áp(kV)kWPo(kW)PNUN%Io%10Giá3

(Rup)

TAT240242 121 13,

8460 500 300 370 13,5 12,5 18,8 3115,5.2.1.4.Kiểm tra quá tải bình th ờng.

Vì khi ta chọn công suất ta có SđmTN > STT nên không cần kiểm tra chế độnày.

2.1.5.Kiểm tra quá tải sự cố.Ta xét trờng hợp hỏng máy biến áp tự ngẫu B2 (hoặc B3) Trờng hợp này vì có bộB4 nên phía trung không không bị thiếu công suất do đó không cần kiểm tra.Khi hỏng MBA B4, 2 MBATN có công suất đủ lớn nên không gây ra quá tải.2.2.Chọn MBA cho ph ơng án 2

2.2.1.Sơ đồ.Ta có sơ đồ của phơng án 2 nh sau: ( Hình 2.2)

2.2.2.Chọn MBA nối bộ b1, B2, B3 và b4.Đối với MBA nối bộ, điều kiện chọn MBA nh sau:

SBộ SMFTrong đó:SBộ:Công suất của MBA nối bộ.

SMF:Công suất của máy phát điện.Tơng tự nh phơng án 1, các MFD đều có cùng công suất cho nên các MBA nối bộ bên phía điện áp cao và phía điện áp trung ta chọn cùng công suất, ta chọn loại MBA sau: Loại TAΓ 125 (Bảng2.3)

103Rup

2.2.3.Chọn MBA liên lạc B5 và B6.- Với 2 máy biến áp này đều liên hệ từ cấp điện áp máy phát lên cao áp và trung,nhng chỉ có nhiệm vụ liên lạc và dự trữ nên ở đây chúng đợc vận hành song songdo đó chúng ta chọn theo điều kiện nh sau:

- Điều kiện chọn máy biến áp B5, B6.

Trong đó: kcl : Là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu.

Trang 8

Hình 2.2Theo tài liệu "Thiết Kế Nhà Máy Điện và Trạm Biến áp" của ĐHBK Hà Nội ta chọnđợc máy biến áp với các thông số sau:

( Bảng 2.4)Loại

MBA(MVA)SđmCấp điện áp(kV)kWPo(kW)PNUN%Io%10Giá3

(Rup)

ATAT120242 121 13,

8250 380 220 240 11,5537,2 23,5 2902.2.4.Kiểm tra quá tải bình th ờng.

Vì khi ta chọn công suất ta có SđmTN > SuTMax nên không cần kiểm tra chế độnày.

2.2.5.Kiểm tra quá tải sự cố.Ta xét trờng hợp hỏng máy biến áp tự ngẫu B5 (hoặc B6).Trờng hợp này phụtải cấp điện áp trung vẫn đủ do vậy không cần kiểm tra.

Khi hỏng MBA B4, do 2 MBATN có công suất đủ lớn nên không gây ra quá tải, màtrong phơng án này vì 2 MBATN chỉ có nhiệm vụ chủ yếu là liên lạc do đó khi sự cốthì 2 MBATN này vẫn đảm bảo cung cấp công suất cho phụ tải cấp điện áp trung.

CHUONG 3.TíNH TổN THấT ĐIệN NĂNG trong MBA.3.1.Tổn thất điện năng trong Máy Biến áp.

- Tổn thất điện năng trong MBA có hai thành phần :

 Tổn thất sắt: là tổn thất không tải, không phụ thuộc vào tải. Tổn thất đồng : là tổn thất phụ thuộc vào tải Khi phụ tải bằng công suất định

mức của MBA thì tổn thất đồng bằng tổn thất ngắn mạch.3.1.1.Đối với MBATN

Công thức tính tổn thất điện năng trong MBATN với đồ thị phụ tải hình bậc thang :

Trong đó: t : Thời gian vận hành hàng năm của MBATN.

Có t = 8760 (h)

P0 : Tổn thất không tải của MBATN.

PN : Tổn thất ngắn mạch trong MBATN.Sđm B : Công suất định mức của MBATN.SCi, STi, SHi : Là công suất qua các cuộn cao, trung, hạ tại các thời điểm.3.1.2.Đối với MBA 3 pha 2 cuộn dây.

Các Máy biến áp này đợc nối bộ với máy phát để cung cấp điện áp lên phíatrung áp nên ta xem đồ thị phát của nhà máy là bằng phẳng và công suất qua MBAbằng công suất của máy phát nên ta có:

Trong đó: t: Thời gian vận hành hàng năm củaMBA.

Có t = 8760 (h) P0 : Tổn thất không tải của MBA B1

và B4.

P0B1 = 100 (KW) P0B4 = 115 (KW).

Trang 9

PN : Tổn thất ngắn mạch trongMBA B1 và B4.

PNB1 = 400 (KW) PNB1 = 380 (KW) Sdm : Công suất MBA B1 và B4.

SB1 = SF1 = 125 (MVA) SB4 = SF4 = 125 (MVA) SBi: Phụ tải qua MBA trong thờigian ti.

3.2.Ph ơng án I.3.2.1.Máy biến áp B1 và B4.Từ đồ thị phụ tải, ta có bảng số liệu sau:Vì là các MBA nối bộ với MF nên kết hợp với đồ thị phụ tải cấp điện áp MF và cấp điện áp cao, trung (giả sử trong điều kiện làm việc bình thờng).

Với MBA B1, thay vào ta đợc:

( Bảng 3.1)t(h)0  44  88  1212  1616  2020  24

SB1(MVA)94,9793,02994,38393,02994,38394,97Do đó tổn thất trong MBA B1 là:

Với MBA B4, thay vào ta đợc: (Bảng 3.2)t(h)0

44  66  88 1212 1414 161618182020222224SuF/44,53 6,4716,4715,1176,4716,4715,1175,11

Trang 10

3.2.2.Tổn thất trong hai máy biến áp tự ngẫu B2, B3.

Công suất truyền qua cuộn hạ: SH = SdmF- Std/4-SuF/4Công suất truyền qua cuộn trung: ST = SuT-SB4

Công suất truyền qua cuộn cao: SC = SH-ST

Do công suất qua cuộn hạ nh với MBA B1 và B4 nên ta lấy nguyên giá trị nh haiMBA kia.

Kết hợp với đồ thị phụ tải ta có bảng sau: ( Bảng 3.3)T(h

)044668812121414161618182020222224SH

94,9793,02993,02994,38393,02993,02994,38394,38394,9794,97SuT65,88

294,11875,29475,29494,11875,29475,294494,11894,118 65,882ST-

34,118-5,882

24,706

24,706-5,882

24,706

24,706-5,882-5,882

34,118SC129,0

-8898,911117,735119,08998,911117,735119,089100,265100,852129,088Vậy tổn thất điện năng trong MBA B2 và B3 là:

Có :

Thay số vào ta đợc:

- Tổn thất điện năng trong 24 giờ.

Vậy tổn thất điện năng trong các MBA trong một ngày là:

A=AB1+AB2+AB3+AB4

= 7,931+2 15,766+7,843= 47,306(MWh)Vậy tổn thất điện năng trong các MBA trong một năm là:

A=(AB1+AB2+AB3+AB4).365 = (47,306).365= 17266,69 (MWh)3.3.Ph ơng án II.

Tơng tự nh phơng án I, ta có đợc tổn thất trong các MBA B1, B2, B3, B4 nh sau: Vìlà các MBA nối bộ với MF nên kết hợp với đồ thị phụ tải cấp điện áp MF và cấp điệnáp cao, trung (giả sử trong điều kiện làm việc bình thờng).

Trang 11

Với MBA B1, B2, B3 thay vào ta đợc:

Với MBA B4, thay vào ta đợc:

(Bảng 3.5)t(h)0 

44  66  8812 1214 14 1616181820 20222224SuF/44,536,471 6,471 5,117 6,4716,47

Tổn thất trên MBATN B5, B6 là: Vì các MBATN này chỉ làm nhiện vụ liên lạc vàdự trữ cho phụ tải cấp điện áp MF cho nên có thể coi nh cuộn hạ MBATN làm việckhông tải Do đó tổn thất công suất trong các MBATN này nh sau:

1212 1414 161618182020222224SB4

94,9793,02993,02994,38393,02993,02994,38394,38394,9794,97SuT65,88

294,11875,29475,29494,11875,29475,294494,11894,11865,882SiT29,08

8-1,08917,73519,089-1,08917,73519,08860,2650,85229,088

Trang 12

Vậy tổn thất điện năng trong các MBA trong một ngày là:

Vậy tổn thất điện năng trong các MBA trong một năm là:

Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng và thờng xảy ra trong hệ thốngđiện Vì vậy các phần tử trong hệ thống điện cần phải đợc tính toán và lựa chọnsao cho không những làm việc tốt nhất trong điều kiện làm việc bình thờng màcòn có thể chịu dựng đợc trạng thái sự cố trong giới hạn quy định cho phép.

- Điểm ngắn mạch tính toán đợc chọn trên sơ đồ tơng ứng với tình trạng vậnhành là nguy hiểm và có dòng ngắn mạch là lớn nhất nhng phải phù hợp với thực tế.

- Ta tiến hành tính toán các đại luợng cơ bản, chọn vị trí điểm ngắn mạchvà tính toán dòng ngắn mạch cụ thể cho từng phơng án nh sau:

4.2.Quá trình tiến hành tính toán.4.2.1.Các giả thiết cơ bản.Các phần tử đợc thay thế bằng các điện kháng; Bỏ qua điện dung trong quá trình tính toán ngắn mạch; Coi dạng ngắn mạch xảy ra là ngắn mạch 3 pha đối xứng.

4.2.2.Điện kháng các phần tử trong nhà máy điện.+ MFD:

+ MBA:

+ HT:

+ Đờng dây: (Đờng dây đơn)

Trang 13

+ Đờng dây: (Đờng dây kép)

+ Thờng trong tính toán ngắn mạch, chúng ta tính trong hệ đơn vị tơng đối

để quá trình tính sẽ đơn giản hơn.4.3.Tính toán ngắn mạch cho ph ơng án 1.Điểm ngắn mạch tính toán đợc chọn sao cho khi ngắn mạch xảy ra thì dòng điệnđi qua nó là lớn nhất Do đó với phơng án 1 ta có các điểm ngắn mạch sau:

Nguồn cung cấp cho điểm N1 là toàn bộ hệ thống và các máy phát trongnhà máy điện.

Điểm N2: Chọn khí cụ điện phía 110kV

Điểm N3:Chọn khí cụ điện phía 13,8kV

Điểm N4:Chọn khí cụ điện phía 13,8kV

Điểm N5:Chọn khí cụ điện phía 13,8kV Nguồn cung cấp cho điểm N5 là toànbộ hệ thống và các máy phát trong nhà máy điện.

Sơ đồ phơng án một và các điểm ngắn mạch cho nh hình: (Hình 4.1)4.3.1. Sơ đồ thay thế và các đại l ợng tính toán.

4.3.1.1. Các đại l ợng cơ bản.- Chọn các đại lợng cơ bản nh sau cho phơng án I:

Chọn Scb = 100 MVA

Ucb13,8 = 13,8 KV;  Icb13,8 = 4,184 KA;Ucb110 = 115 KV; Icb110 = 0,502 KA;Ucb220 = 230 KV; Icb220 = 0,251 KA;Giá trị các đại lợng tính toán

- Máy phát.

-Điện kháng của MBA B1 :

- Cuộn hạ MBA tự ngẫu :

Trang 14

- Cuộn trung MBA tự ngẫu:

-Cuộn cao MBA tự ngẫu

- Điện kháng của đờng dây liên lạc:

-Điện kháng hệ thống 4.3.1.2. Sơ đồ thay thế :

4.3.2.1. Điểm Ngắn mạch N1.a) Sơ đồ thay thế tính toán:Ta nhận thấy sơ đồ đối xứng với điểm ngắn mạch nên biến đổi sơ đồ ta có:

Trang 15

X130,045

E3

E4

E2

X30,22

X40,220,22

X2

0,054

X10

X90,054

X10,22

X120,002

X50,088

0,102X70,084X8

X60,102

N10,002

0,331X16 E4

X170,001

0,161X15

N1

EH

Hình 4.3Vì X15 song song với X16 nên ta có đợc điện kháng thay thế của X15,X16,X17 nh sau:

Vì X20 song song với X18 nên ta có đợc điện kháng thay thế của X20, X18 nh sau:

Sau khi biến đổi sơ đồ ta có đợc sơ đồ nh sau:

 Điện kháng tính toán nhánh máy phát:

xtt=

 Giả thiết các máy phát điện đều có TDK, tra theo đờng cong tính toán có đợc:

I’’= Ick(t=0) =3,8

I0,2= Ick(t=0,2) =3,38I= Ick(t=) =3,1

 Dòng ngắn mạch 3 pha do hệ thống cung cấp là: Dòng ngắn mạch 3 pha do nhà máy điện cung cấp:

 Dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm ngắn mạch N1.

Trang 16

 Dòng ngắn mạch xung kích:

4.3.2.2. Điểm Ngắn mạch N2.a) Sơ đồ thay thế tính toán:Ta nhận thấy sơ đồ đối xứng với điểm ngắn mạch nên biến đổi sơ đồ ta có:

X22= X23= X4+X8= 0,22+0,084 =0,304Biến đổi Y(X18,X19,X17) sang (X24,X25,X26), có đợc:

Có thể bỏ qua ảnh hởng của điện kháng X26 vì ảnh ởng của nó đến điểm ngắn mạch nhỏ.

h-Có điện kháng X25 song song với điện kháng X15 nên:

EH

N2

X220,0270,001X17

E2,3

X150,1610,308X18

EH

E1

X190,056

E4

X110,002

N20,102X6 X8

0,084 X7

0,1020,088

X5

0,002X12

0,22X1

E10,054

0,054

X20,220,22X4

Có thể bỏ qua ảnh hởng của điện kháng X30

vì ảnh hởng của nó đến điểm ngắn mạch nhỏ.Có điện kháng X29 song song với điện kháng X23 nên:

Sau khi biến đổi sơ đồ ta có đợc sơ đồ nh sau: (Hình 4.6)b)Tính toán dòng ngắn mạch.

Trang 17

xtt=

I’’= Ick(t=0) =2,45

I0,2= Ick(t=0,2) =2,35I= Ick(t=) =2,4

 Dòng ngắn mạch 3 pha do hệ thống cung cấp là:

X240,057

0,057X22

0,115X310,098

X19= X13+ X14= 0,045+0,011 =0,056X23= X4+ X8= 0,22+0,084 =0,304Tiếp tục tính toán ta có:

X32=X2+X6= 0,22+0,102=0,322 (Hình 4.7)

Biến đổi (X32,X23,X9) sang Y(X33,X34,X35), có đợc:

Đến đây ta có sơ đồ: (Hình 4.7)

X36= X34+X10= 0,024+0,054= 0,078X37=X33+ X11=0,026+ 0,002= 0,028 Biến đổi Y(X35,X36,X37) sang (X38,X39,X40), có đợc:

Trang 18

Vì X18 song song với X38 nên ta có:

Biến đổi Y(X19,X41,X42) sang (X43,X44,X45), có đợc:

Có thể bỏ qua ảnh hởng của điện kháng X45 vì ảnhhởng của nó đến điểm ngắn mạch nhỏ.

X46= Đến đây biến đổi sơ đồ ta có sơ đồ:( Hình 4.9)Biến đổi Y(X7,X43,X46) sang (X47,X48,X49), có đợc:

Có thể bỏ qua ảnh hởng của điện kháng X49 vì ảnhhởng của nó đến điểm ngắn mạch nhỏ

X50=

N3

X70,1020,054

0,054

X320,322

0,22

X3

X110,0020,002X12

EH

0,304

X23

X190,056X18

0,308

E1

X140,011

X13

X10,22

X120,002

X50,0880,002

X40,220,22

X2

0,054

X10

X90,054

E1

0,102

X70,084X8

X6

Hình 4.7Đến đây biến đổi sơ đồ ta có sơ đồ:

Trang 19

E1,2,4X43

0,059

X70,102

X500,143X47

Hình 4.9b) Tính toán dòng ngắn mạch.

xtt=

I’’= Ick(t=0) =1,82

I0,2= Ick(t=0,2) =1,88I= Ick(t=) =2,18

 Dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm ngắn mạch N3

Trang 20

4.3.2.4. Điểm Ngắn mạch N4.a) Sơ đồ thay thế tính toán:Với điểm N4 để cho quá trình tính toán đợc nhanh ta sẽ lấy kết quả của điểm ngắnmạch N1, do đó ta có đợc sơ đồ thay thế nh sau:

EH

X10,220,088X5

0,109X20

EH

E1,2,3

X190,056

E1

X110,002

X5

0,002

X120,22

X1

E10,054X9 X10

0,054

X20,220,22X4

Có thể bỏ qua ảnh hởng của điện kháng X53 vì ảnh ởng của nó đến điểm ngắn mạch nhỏ.

h-Đến đây ta có sơ đồ: (Hình 4.10)

X54= X52 song song X1= Sau khi biến đổi sơ đồ ta có đợc sơ đồ nh sau:

0,138X54

X510,198

N4

E1,2,3,4

EH

xtt=

I’’= Ick(t=0) =1,84

I0,2= Ick(t=0,2) =1,85I= Ick(t=) =2,20

Trang 21

 Dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm ngắn mạch N3.

4.3.2.5. Điểm Ngắn mạch N5.a) Sơ đồ thay thế tính toán:Với điểm N5 để cho quá trình tính toán đợc nhanh ta sẽ lấy kết quả của điểm ngắnmạch N2, do đó ta có đợc sơ đồ thay thế nh sau: (Hình 4.12)

X55=X8+X22=0,084+0,057=0,141 Biến đổi Y(X55,X24,X27) sang (X56,X57,X58), có đợc:

Có điện kháng X57 song song với điện kháng X4 nên:

X220,057

X140,011

X130,045

E3

E4

E2

X30,22

X40,22

0,054

X10

X90,054

E1

X10,22

X120,002

X50,088

0,102

X7

X60,1020,002

X11

xtt=

I’’= Ick(t=0) =1,5

I0,2= Ick(t=0,2) =1,52I= Ick(t=) =1,8

Trang 22

0,22X4

N5

E 1,2,3

X570,513

EH

E 4

Hình 4.13Qua các tính toán ở trên ta có đợc kết quả tính toán ngắn mạch của các điểmngắn mạch, từ đó ta có bảng tổng kết kết quả tính toán ngắn mạch nh sau:

Bảng tổng kết ngắn mạch cho phơng án 1: ( Bảng 5.1)Chọn TBD

Điểm N1:Chọn khí cụ điện phía 220kV.

Điểm N2:Chọn khí cụ điện phía 110kV.

Trang 23

Điểm N4:Chọn khí cụ điện phía 13,8kV.

Điểm N5:Chọn khí cụ điện phía 13,8kV.

4.4.1.Sơ đồ thay thế và các đại l ợng tính toán.4.4.1.1. Các đại l ợng cơ bản.

- Tơng tự ta cung chọn các đại lợng cơ bản cho phong án 2 nh sau:

Chọn Scb = 100 MVA

Ucb13,8 = 13,8 KV;  Icb13,8 = 4,184 KA;Ucb110 = 115 KV; Icb110 = 0,502 KA;Ucb220 = 230 KV; Icb220 = 0,251 KA;Giá trị các đại lợng tính toán

- Máy phát.

-Điện kháng của MBA B1,B2,B3 :

- Cuộn hạ MBA tự ngẫu :

- Cuộn trung MBA tự ngẫu:

Cuộn

Trang 24

cao MBA tự ngẫu.

- Điện kháng của đờng dây liên lạc:

- Điện kháng hệ thống

4.4.1.2. Sơ đồ thay thế : Sơ đồ thay thế nh hình dới: Nhận thấy sơ đồ có sự đối xứng với các điểm ngắn mạch cho nên ta biến đổi sơ đồ về dạng nh hình bên.

160,0110,04515

0,16313

0,1379

0,2210,0885

0,2220,0886 0,0887

0,223

0,16314

0,08480,224

0,1371011

0,0890,08912

5

N4

XX

XXX

XX

XN

X

0,05617 0,154X18

210,082X

220,069X

70,088X 3

0,22X

80,084X 4

0,22X

200,045X

5

N

N4

N21

X17=X15+X16=0,045+0,011=0,056

4.4.2.Tính toán ngắn mạch.4.4.2.1. Điểm Ngắn mạch N1.a) Sơ đồ thay thế tính toán:Ta nhận thấy điện kháng X22 ít ảnh hởng đến điểm ngắn mạch cho nên ta cóthể bỏ qua ảnh hỏng của nó đến điểm ngắn mạch, do đó biến đổi sơ đồ ta có:

X23=X7+ X3=0,088+0,22=0,308X24=X4+ X8=0,084+0,22=0,304X25=X23+X21+X20=0,304+0,082+0,055=0,441Vì X25 song song với X18 cho nên ta có:

Trang 25

đến đây ta đợc sơ đồ nh hình dới:Vì X25 song song với X22 cho nên ta có:

EH

E1,2,3,4

N10,056X17

X270,083

xtt=

I’’= Ick(t=0) =3,82

I0,2= Ick(t=0,2) =3,4I= Ick(t=) =3,3

dới đây:Nhận thấy điện kháng X18 song song với X23 nên cóđợc:

X29=X20+X21=0,045+0,082=0,127 Biến đổi Y(X17,X28,X29) sang (X30,X31,X32) có đợc:

Trang 26

Vì ảnh hởng của điện kháng này đến điểm ngắnmạch nhỏ cho nên có thể bỏ qua ảnh hởng của nó đến điểm ngắn mạch.

Nhận thấy X31 song song với điện kháng X24 nên có đợc:

xtt=

I’’= Ick(t=0) =1,5

I0,2= Ick(t=0,2) =1,3I= Ick(t=) =1,6

4.4.2.3. Điểm Ngắn mạch N3.a) Sơ đồ thay thế tính toán:Ta nhận thấy điện kháng X22 ít ảnh hởng đến điểm ngắn mạch cho nên ta có thểbỏ qua ảnh hỏng của nó đến điểm ngắn mạch Theo nh tính toán đối với điểmngắn mạch N1, N2 ta có đợc sơ đồ thay thế nh hình dới đây:

Nhận thấy điện kháng X18 song song với X25 nên có đợc:

Biến đổi Y(X17,X34,X7) sang (X35,X36,X37) có đợc:

Hình 4.15

Định dạng
Số trang	52
Dung lượng	1,72 MB