Tính toán kinh tế kỹ thuật trong thiết kế xây dựng nhà máy điện

Tính toán kinh tế kỹ thuật trong thiết kế xây dựng nhà máy điện

thiết kế môn học nhà máy điện lời nói đầu Ngày nay, điện đợc sử dụng rộng rÃi lĩnh vực đời sống Điện đợc sản xuất từ nhà máy điện để cung cấp cho hộ tiêu thụ Để đáp ứng nhu cầu phụ tải, cần phải xây dựng thêm nhiều nhà máy điện Do việc nghiên cứu tính toán kinh tế kĩ thuật thiết kế xây dựng nhà máy điện công việc cần thiết Xuất phát từ nhu cầu thực tế, với kiến thức chuyên ngành đà đợc học, em đà đợc giao thực Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện với nhiệm vụ thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 180 MW Trong trình thiết kế, với tận tình giúp đỡ thày giáo môn bạn lớp với nỗ lực thân em đà hoàn thành đợc đồ án Tuy nhiên, trình độ chuyên môn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi có thiếu sót Em mong nhận đợc góp ý thầy cô giáo bạn để đồ án đợc hoàn thiện Em xin chân thành cám ơn thầy Bộ môn Hệ thống điện, đặc biệt PGS.TS Nguyến Hữu Khái đà giúp em hoàn thành thiết kế đồ án môn học Hà nội, tháng 11 năm 2004 Sinh viên Đào Quang Ngọc nguyễn tiến quỳnh -1- lớp htđ - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện mục lục lời nói đầu môc lôc ch¬ng i .4 chọn máy phát điện Tính toán phụ tải cân công suất 2.1 phơ t¶i cấp điện áp máy phát 10,5 Kv .5 2.2 phụ tải cấp điện áp trung 35kv 2.3 công suất phát nhà máy 2.4 phơ t¶i tù dïng nhà máy .8 2.5 công suất phát hệ thống Mét sè nhËn xÐt chung 10 Ch¬ng II 11 I Đề xuất phơng án .12 1.1 Phơng án 12 1.2 Phơng án 13 .13 1.3 Phơng án 13 1.4 Ph¬ng ¸n 14 II tÝnh to¸n chän m¸y biÕn ¸p cho c¸c ph¬ng ¸n .15 Phơng án .15 1.1 Chän M¸y BiÕn ¸p 15 NhËn xÐt : 16 1.2 Ph©n Bè Công Suất Cho Các MBA 16 1.3 Kiểm Tra Quá Tải Các MBA 17 1.4 TÝnh Tæn Thất Điện Năng 18 1.5 Tính Dòng Điện Cỡng Bức Của Các Mạch 19 Phơng án .21 21 2.1 Chän m¸y biÕn ¸p 21 NhËn xÐt : 22 2.2 Ph©n Bố Công Suất Cho Các MBA 22 2.3 Kiểm Tra Quá Tải Của Các MBA 23 2.4 TÝnh Tổn Thất Điện Năng 24 2.5 Tính Dòng Điện Cỡng Bức Của Các Mạch 26 Chơng III 28 I phơng án 28 Xác định điểm ngắn mạch tính toán .28 xác định điện kháng phần tử .29 3.2 Ngắn mạch N-2 32 3.3 Ngắn Mạch Tại N-3 34 ngun tiÕn qnh -2- líp ht® - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện 3.4 Ngắn m¹ch t¹i N-3’ 35 3.5 Ngắn Mạch Tại N-4 37 Chän Máy Cắt Điện 37 II phơng án 38 Xác định điểm ngắn mạch tính toán .38 xác định điện kháng phần tử 38 xác định dòng ngắn mạch .38 3.1 Ngắn mạch N-1 38 3.2 Ngắn mạch N-2 41 3.3 Ngắn Mạch Tại N-3 43 3.4 Ngắn mạch N-3 44 3.5 Ngắn Mạch Tại N-4 46 Chọn Máy Cắt Điện 47 Ch¬ng IV 47 I pHƯƠNG áN 49 Tính Vốn Đầu T Của Thiết Bị 49 1.1 Vốn Đầu T Mua M¸y BiÕn ¸p 49 1.2 Vốn Đầu T Xây Dựng Các Mạch Thiết Bị Phân Phối .50 Tính Phí Tổn Vận Hành Hàng Năm 50 Chi Phí Tính Toán Của Phơng ¸n .50 II pHƯƠNG áN .50 Tính Vốn Đầu T Của ThiÕt BÞ 50 1.1 Vốn Đầu T Mua Máy Biến áp 51 1.2 Vốn Đầu T Xây Dựng Các Mạch Thiết Bị Phân Phối .52 Tính Phí Tổn Vận Hành Hàng Năm 52 Chi Phí Tính Toán Của Phơng án .52 III so s¸nh kinh tÕ - kỹ thuật chọn phơng án tối u .52 KÕt Ln VỊ TÝnh To¸n Kinh TÕ 52 So Sánh Về Mặt Kỹ Thuật 53 KÕt luËn 53 Ch¬ng V 53 Chän d©y dÉn Phụ tải cấp điện áp máy phát 53 1.1 Đờng Dây Kép 54 1.2 §êng Dây Đơn 55 Chän dÉn, gãp .56 2.1 Chän Thanh DÉn Cøng .56 2.2 Chọn Dây Dẫn Và Thanh Góp Mềm PhÝa Cao ¸p 58 Chän sø ®ì dÉn cøng .60 Chọn máy cắt điện 61 Chän dao c¸ch ly .61 Chọn kháng Điện phụ tải cấp điện áp máy phát .62 Chọn máy biến dòng Điện 63 7.1 Cấp Điện áp M¸y Ph¸t .64 7.2 Cấp Điện áp 35kV & 110kV 65 nguyÔn tiÕn quúnh -3- lớp htđ - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện Chọn máy biến điện áp 66 8.1 Cấp Điện áp Máy Phát .66 8.2 Cấp Điện áp Cao Và Trung 67 Ch¬ng VI 67 sơ đồ cung cấp ®iÖn tù dïng 68 chän m¸y biÕn ¸p bËc mét 68 chän máy biến áp dự trữ 69 chän m¸y biÕn ¸p công tác bậc hai 69 Chọn máy cắt Mạch tự dùng 69 4.1 Chän MC - 69 4.2 Chän MC - 70 tài liệu tham khảo 70 chơng i tính toán phụ tải cân công suất Chọn máy phát điện Cân công suất tác dụng hệ thống điện cần thiết đảm bảo cho hệ thống làm việc ổn định, tin cậy đảm bảo chất lợng điện Công nguyễn tiến quỳnh -4- lớp htđ - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện suất nhà máy điện phát phải cân với công suất yêu cầu phụ tải Trong thực tế lợng điện thay đổi ngời ta phải dùng phơng pháp thống kê dự báo lập nên đồ thị phụ tải, nhờ định phơng pháp vận hành tối u, chọn sơ đồ nối điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có công suất 180MW, gồm máy phát điện x 60MW, cos = 0,8 , Uđm = 10,5kV Chọn máy phát điện loại TB 60 có thông số : bảng 1.1 SFđm PFđm MVA 75 MW 60 cosϕ®m 0,8 UF®m I®m kV 10,5 KA 4,125 Xd’’ Xd Xd 0,146 0,22 1,691 Tính toán phụ tải cân công suất Xuất phát từ đồ thị phụ tải ngày cấp điện áp theo phần trăm công suất tác dụng cực đại Pmax hệ số công suất cos phụ tải tơng ứng, ta xây dựng đợc đồ thị phụ tải cấp điện áp toàn nhà máy theo công suất biểu kiến 2.1 phụ tải cấp điện áp máy phát 10,5 Kv Phụ tải cấp điện áp máy phát có PUFmax= 16 MW, cosϕ = 0,85 Suy ra: P 16 SUF max = UF max = = 18,82 MW cosϕ 0,85 Phô tải cấp điện áp máy phát bao gồm: đờng dây kép x 2,5MW x2km đờng dây đơn x 1,5MW x 2km Từ đồ thị phụ tải tính theo %Pmax, ta tính đợc nhu cầu công suất thời điểm ngày: PUF ( t ) = p( t ).PUF max S UF ( t ) = p( t ).S UF max Kết tính toán cho ta bảng cân công suất cấp điện áp máy phát : bảng 1.2 nguyễn tiến quỳnh -5- lớp htđ - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện Thêi gian, h C«ng suÊt p, % PUF , MW SUF , MVA - 12 12 - 16 16 – 24 70 11,2 13,177 100 16 18,824 70 11,2 13,177 Đồ thị phụ tải điện áp máy phát: Hình 1.1 2.2 phụ tải cấp điện áp trung 35kv Phụ tải cấp điện áp trung có PUTmax= 100MW, cos = 0,85 Suy ra: P 100 SUT max = UT max = = 117,647MW cos UT 0,85 Phụ tải cấp điện áp trung bao gồm đờng dây kép x 30MW đờng dây đơn x 10MW Từ đồ thị phụ tải tính theo %Pmax, ta tính đợc nhu cầu công suất thời điểm ngày: PUT ( t ) = p( t ).PUT max S UT ( t ) = p( t ).S UT max KÕt qu¶ tÝnh toán cho ta bảng cân công suất cấp điện ¸p m¸y ph¸t : b¶ng 1.3 ngun tiÕn qnh -6- lớp htđ - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện Thời gian, h - 16 20 - 24 70 70 82,353 C«ng suÊt p, % PUT , MW SUT , MVA 16 - 20 100 100 117,647 70 70 82,353 Đồ thị phụ tải điện áp trung Hình 1.2 2.3 công suất phát nhà máy Nhiệm vụ thiết kế đà cho nhà máy gồm tổ máy phát nhiệt điện có : PF = 60 MW, cos = 0,8 Do công suất biểu kiến tổ máy : P 60 SF = F = = 75MVA cos 0,8 Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: PNM = 3.PF = 3.60 = 180 MW SNM = 3.SF = 3.75 = 225MVA Từ biểu đồ phát công suất nhà máy, ta tính đợc công suất phát nhà máy thời điểm ngày: PNM ( t ) = p( t ).PNM S NM ( t ) = p( t ).S NM Kết tính toán cho ta bảng cân công suất phát nhà máy: nguyễn tiến qnh -7- líp ht® - F - K45 thiÕt kÕ môn học nhà máy điện bảng 1.4 Thời gian, h – 24 C«ng suÊt p, % PNM , MW SNM , MVA 100 180 225 Đồ thị phát công suất nhà máy: Hình 1.3 2.4 phụ tải tự dùng nhà máy Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải tự dùng nhà máy chiếm 8% điện phát nhà máy Nh lợng tự dùng nhà máy thời điểm ngày: S (t)  STD = α.S NM  0,4 + 0,6 NM   S NM    đó: SNM : công suất đặt nhà máy, SNM = 225MVA : tự dùng nhà máy, = 8% Kết tính toán cho ta bảng cân công suất tự dùng nhà máy: bảng 1.5 nguyễn tiÕn qnh -8- líp ht® - F - K45 thiÕt kế môn học nhà máy điện Thời gian, h – 24 C«ng suÊt SNM , MVA STD , MVA 225 18 Đồ thị phụ tải tự dùng: Hình 1.4 2.5 công suất phát hệ thống Nhà máy phát công suất lên hệ thống qua lộ đờng dây 110kV, chiều dài lộ 60km Công suất phát hệ thống đợc xác định biểu thức: SVHT = SNM ( t ) − ( SUF + SUT + STD ) Dựa vào kết tính toán trớc ta tính đợc công suất phát hệ thống nhà máy thời điểm ngày Kết tÝnh ë b¶ng 1.6 b¶ng 1.6 Thêi gian, h SNM , MVA SUF , MVA - 12 12 - 16 16 - 20 20 – 24 225 225 225 225 13,177 18,824 13,177 13,177 nguyÔn tiÕn quúnh -9- lớp htđ - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện SUT , MVA STD , MVA SVHT , MVA 82,353 82,353 117,647 82,353 18 18 18 18 111,47 105,823 76,176 111,47 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy: SNM SUT SVHT STD SUF Hình 1.5 Mét sè nhËn xÐt chung  VÒ tÝnh chÊt phụ tải cấp điện áp: Ta thấy phụ tải phân bố không cấp điện áp: PUF max = 16MW PUT max = 100 MW PUF / 16 / 100 = 100 = 13,3% PF.dm 60 Phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ 15% công suất tổ máy Nhà máy phụ tải cấp điện áp cao Nhà máy có đủ khả cung cấp cho phụ tải cấp điện áp Về vai trò nhà máy hệ thống: Công suất đặt nhà máy: x 60MW Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế): SHT = 900MVA Dự trữ công suất hệ thống : SDT = 90MVA ngun tiÕn qnh - 10 - líp ht® - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện Các tiêu kinh tế cần xét vốn đầu t ban đầu phí tổn vận hành hàng năm Vốn đầu t thiết bị V = VB + VTBPP ®ã : - VB : vốn đầu t máy biến áp, đợc xác định theo biểu thức: VB = v B k B đây: vB : tiỊn mua m¸y biÕn ¸p kB : hƯ số tính đến chi phí vận chuyển xây lắp máy biến áp - VTBPP : vốn đầu t xây dựng mạch thiết bị phân phối: VTBPP = n1 vTBPP1 + n2.vTBPP2 + : n1, n2, : số mạch thiết bị phân phối ứng với cấp điện áp U1, U2, vTPP1, vTBPP2, : giá thành mạch thiết bị phân phối tơng ứng với cấp điện áp U1, U2, Phí tổn vận hành hàng năm Phí tổn vận hành hàng năm phơng án đợc xác định: P = Pk + Pp + Pt đó: Pk : tiền khấu hao hàng năm vốn đầu t sửa chữa lớn: Pk = a.V 100 đây: V : vốn đầu t phơng án a : định mức khấu hao, % Pp : chi phí phục vụ thiết bị (sửa chữa thờng xuyên tiền lơng công nhân) Chi phí tạo nên phần không đáng kể so với tổng chi phí sản xuất, mặt khác khác phơng án so sánh Do vậy, bỏ qua nã tÝnh to¸n kinh tÕ - kü thuËt chọn phơng án tối u Pt : chi phí tổn thất điện hàng năm thiết bị điện: Pt = .A đây: : giá thành trung bình điện hệ thống điện A : tổn thất điện hàng năm thiết bị Ta lần lợt tính toán cho phơng án nguyễn tiÕn qnh - 48 - líp ht® - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện I pHƯƠNG áN 1 Tính Vốn Đầu T Của Thiết Bị Chọn sơ đồ hệ thống góp cấp điện áp cao trung Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện vận hành bình thờng nh cố hay sửa chữa thiết bị, ta chọn sơ đồ hệ thống hai góp TGI TGII MCN B2 B1 F1  B3 B4 F3 F2 F4 Vèn đầu t mua thiết bị phơng án: 1 V1 = VB + VTBPP VB = k B v B 1.1 Vốn Đầu T Mua Máy Biến áp Phơng án sử dụng hai máy biến áp dây quấn máy biến áp hai dây quấn Cụ thể: Hai máy biến áp dây quấn TTH - 80MVA - 115kV, máy có giá là: v B1 = 114 * 103 * 40 * 103 = 4.56 * 10 D vµ hƯ sè tÝnh đến chi phí vận chuyển lắp đặt máy biến ¸p lµ: k B1 = 1,  Mét m¸y biến áp hai dây quấn T - 80MVA 38.5kV, máy có giá là: v B3 = 73.66 * 103 * 40 * 103 = 2.95 * 109 D hệ số tính đến chi phí vận chuyển lắp đặt máy biến áp là: k B3 = 1, Vậy vốn đầu t mua máy biến áp là: ngun tiÕn qnh - 49 - líp ht® - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện VB = * k B1 * v B1 + * k B3 * v B3 VB = * 1.5 * 4.56 * 10 + * 1.6 * 2.95 * 10 = 18.4 * 10 D 1.2 Vốn Đầu T Xây Dựng Các Mạch Thiết Bị Phân Phối Phơng án có mạch máy cắt cao áp 110 kV, mạch máy cắt phía trung áp 35 kV mạch máy cắt phía hạ áp 10.5 kV Cụ thể: Ba mạch máy cắt cao áp 110 kV, mạch trị gi¸: v110 kV = 31 * 103 * 40 * 103 = 1.24 * 109 D TBPP  Bèn m¹ch máy cắt trung áp 35 kV, mạch trị giá: v35 kV = 22 * 103 * 40 * 103 = 0.88 * 10 D TBPP  Hai m¹ch máy cắt hạ áp 10.5 kV, mạch trị giá: v10.5 kV = 15 * 103 * 40 * 103 = 0.60 * 10 D TBPP Do ®ã vèn đầu t xây dựng thiết bị phân phối: VTBPP = * 1.24 * 10 + * 0.88 * 10 + * 0.60 * 10 = 7.944 * 10 D Vậy vốn đầu t phơng án 1: V1 = 18.40 * 10 + 7.94 * 10 = 26.34 * 10 D Tính Phí Tổn Vận Hành Hàng Năm Phí tổn vận hành hàng năm phơng án đợc xác định: P1 = Pk + Pt1 đó: Tiền khấu hao hàng năm vốn đầu t sửa chữa lớn: a V1 9.4 * 26.34 * 10 Pk = = = 2.48 * 109 D/năm 100 100 Chi phí tổn thất hàng năm thiết bị điện: Pt1 = β∆A1 = 600 * 7258 * 103 = 4.36 * 109 D/năm Vậy phí tổn vận hành hàng năm phơng án 1: P1 = 2.48 * 10 + 4.36 * 10 = 6.84 * 10 D/năm Chi Phí Tính Toán Của Phơng án Chi phí tính toán phơng án 1: Z1 = 6.84 * 10 + 0.125 * 26.34 * 10 = 10.19 * 10 D/năm II pHƯƠNG áN Tính Vốn Đầu T Của Thiết Bị Chọn sơ đồ hệ thống góp cấp điện áp cao trung ngun tiÕn qnh - 50 - líp ht® - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện vận hành bình thờng nh cố hay sửa chữa thiết bị, ta chọn sơ đồ hệ thống hai gãp TGI TGII MCN F3  B2 B1 B3 F1 F2 B4 F4 Vốn đầu t mua thiết bị phơng án: 2 V2 = VB + VTBPP VB = k B v B 1.1 Vèn Đầu T Mua Máy Biến áp Phơng án sử dụng hai máy biến áp dây quấn máy biến áp hai dây quấn Cụ thể: Hai máy biến áp dây quấn TTH - 80MVA - 115kV, máy có giá là: v B1 = 114 * 103 * 40 * 103 = 4.56 * 10 D hệ số tính đến chi phí vận chuyển lắp đặt máy biến áp là: k B1 = 1, Một máy biến áp hai dây quấn TPH - 80MVA - 115kV có giá là: v B3 = 104 * 103 * 40 * 103 = 4.16 * 109 D hệ số tính đến chi phí vận chuyển lắp đặt máy biến áp là: k B3 = 1, Vậy vốn đầu t mua máy biến áp là: VB = * k B1 * v B1 + k B3 * v B3 VB = * 1.5 * 4.56 * 10 + * 4.16 * 1.6 * 10 = 20.34 * 10 D nguyÔn tiÕn quúnh - 51 - líp ht® - F - K45 thiÕt kÕ môn học nhà máy điện 1.2 Vốn Đầu T Xây Dựng Các Mạch Thiết Bị Phân Phối Phơng án có mạch máy cắt cao áp 110 kV, mạch máy cắt phía trung áp 35 kV mạch máy cắt phía hạ áp 10.5 kV Cụ thể: Bốn mạch máy cắt cao áp 110 kV, mạch trị giá: v110 kV = 31 * 103 * 40 * 103 = 1.24 * 109 D TBPP  Ba mạch máy cắt trung áp 35 kV, mạch trị giá: v35 kV = 22 * 103 * 40 * 103 = 0.88 * 10 D TBPP  Hai mạch máy cắt hạ áp 10.5 kV, mạch trị giá: v10.5 kV = 15 * 103 * 40 * 103 = 0.60 * 10 D TBPP Do vốn đầu t xây dựng thiết bị phân phối: VTBPP = * 1.24 * 109 + * 0.88 * 10 + * 0.60 * 10 = 8.80 * 10 D VËy vèn đầu t phơng án 2: V2 = 8.80 * 10 + 20.34 * 10 = 29.14 * 10 D TÝnh PhÝ Tỉn VËn Hµnh Hµng Năm Phí tổn vận hành hàng năm phơng án đợc xác định: P2 = Pk2 + Pt2 đó: Tiền khấu hao hàng năm vốn đầu t sửa chữa lớn: a V2 9.4 * 29.14 * 10 Pk2 = = = 2.74 * 109 D/năm 100 100 Chi phí tổn thất hàng năm thiết bị điện: Pt2 = A = 600 * 7087 * 103 = 4.25 * 109 D/năm Vậy phí tổn vận hành hàng năm phơng án 2: P2 = 2.74 * 10 + 4.25 * 109 = 6.99 * 10 D/năm Chi Phí Tính Toán Của Phơng án Chi phí tính toán phơng án: Z2 = 6.99 * 10 + 0.125 * 29.14 * 10 = 10.64 * 10 D/năm III so sánh kinh tế - kỹ thuật chọn ph ơng án tối u Kết Luận Về Tính Toán Kinh Tế Qua kết tính toán kinh tế ta nhận thấy phơng án có vốn đầu t phí tổn vận hành hàng năm bé phơng án nên phơng án phơng án tốt mặt kinh tế Tổng kết tính toán kinh tế phơng án bảng 3.1 ngun tiÕn qnh - 52 - líp ht® - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện Phơng án Vốn đầu t V, 109 VND 26.34 29.14 Phí tổn vận hành hàng năm P, 109 VND/năm 6.84 6.99 Chi phí tính toán hàng năm Z, 109 VND/năm 10.19 10.64 Kết luận Tốt So Sánh Về Mặt Kỹ Thuật Về mặt kỹ thuật, độ tin cậy cung cấp điện hai phơng án nh Kết luận Từ so sánh kinh tế - kỹ thuật, ta định chọn phơng án phơng án thiết kế Chơng V Lựa chọn dây dẫn khí cụ điện Trong chơng ta tiến hành chọn dây dẫn khí cụ điện nh máy cắt, dao cách ly, góp, dẫn, sứ đỡ, máy biến áp đo lờng Các dây dẫn khí cụ điện đợc chọn theo điều kiện làm việc bình thờng đợc kiểm tra điều kiện ổn định Chọn dây dẫn Phụ tải cấp điện áp máy phát Dây dẫn đợc chọn theo mật độ dßng kinh tÕ: S kt = I bt J kt đó: I bt : dòng điện làm việc tính toán mạch điện, A J kt : mật độ dòng kinh tế Kiểm tra theo điều kiện phát nóng lâu dài: I 'cp = k k I cp I bt Kiểm tra điều kiện phát nóng lµm viƯc cìng bøc ngun tiÕn qnh - 53 - lớp htđ - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện I " cp =qt k k I cp k Dự định dùng cáp XLPE lõi đồng đai thép, vỏ bọc PVC 1.1 Đờng Dây KÐp Ta cã: Pddkep Sddkep 1 2, 5.103 I bt = = = = 80, 86 kA 3U 3U cos ϕ 10, 5.0, 85 Thêi gian sư dơng c«ng st cùc ®¹i: Tmax = 365 ΣSi t i Smax Tmax = 365 13, 177.12 + 18, 824.4 + 13, 177.8 = 6570 h 18, 824 Với cáp đồng cách điện PVC Tmax = 6570 h , tra bảng ta cã mËt ®é kinh tÕ: J kt = 2,7A / mm VËy tiÕt diƯn kinh tÕ cđa c¸p: 80, 86 Skt = = 29, 95mm 2, Chän c¸p XLPE cã tiÕt diƯn 35 mm2 øng víi Icp = 150 A → XLPE (3x35)  KiÓm tra theo điều kiện phát nóng lâu dài: I 'cp = k k I cp ≥ I bt ®ã: k : hƯ sè hiƯu chØnh theo môi trờng đặt cáp: k1 = cp cp − θ0 dm = 60 − 25 = 0,88 60 − 15 k : hÖ sè hiÖu chØnh theo số lợng cáp khoảng cách cáp đặt rÃnh Với đờng cáp kép khoảng cách ánh sáng cáp 200 mm, tra b¶ng ta cã: k = 0,92 VËy: I'cp = 0, 88.0, 92.150 = 121, 44 A > I bt = 80, 86 A Nh cáp đà chọn thoả mÃn điều kiện phát nóng lâu dài Kiểm tra điều kiện phát nóng làm việc cỡng Điều kiƯn: ngun tiÕn qnh - 54 - líp ht® - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện I " cp =qt k k I cp k đó: k qt : hệ số tải cho phÐp chÕ ®é cìng bøc, k qt =1,3 I cb : dòng điện làm việc cỡng cố đờng cáp, Icb = Ibt = 2.80, 86 = 161, 72 A I" = 1, 3.0, 88.0, 92.150 = 157, 87A < Icb = 161, 72 A cp Nh ta phải tăng tiết diện cáp chọn lên 50mm2 có Icp = 180 A Khi đó: I" = 1, 3.0, 88.0, 92.180 = 189, 45A > Icb = 161, 72 A cp Tóm lại với đờng dây kép ta chọn cáp lõi đồng 2XLPE (3x50) 1.2 Đờng Dây Đơn Ta có: Sdddon Pdddon 1, 5.103 I bt = = = = 97, 03A 3U 3U cos ϕ 10, 5.0, 85 Thêi gian sư dơng c«ng suất cực đại: Tmax = 365 Si t i Smax Tmax = 6570 h Với cáp đồng cách điện b»ng cao su vµ Tmax = 6570 h , tra bảng ta có mật độ kinh tế: J kt = 2,7A / mm VËy tiÕt diƯn kinh tÕ cđa c¸p: 97, 03 Skt = = 35, 94 mm 2, Chän c¸p XLPE cã tiÕt diƯn 50mm2 øng víi Icp = 180 A  KiĨm tra theo ®iỊu kiện phát nóng lâu dài: I 'cp = k k I cp ≥ I bt ®ã: k : hệ số hiệu chỉnh theo môi trờng đặt c¸p: k1 = θcp − θ0 θcp − θ0 dm = 60 − 25 = 0,88 60 − 15 k : hệ số hiệu chỉnh theo số lợng cáp khoảng cách cáp đặt rÃnh Với đờng cáp đơn ta có: k = VËy: ngun tiÕn qnh - 55 - líp ht® - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện I'cp = 0, 88.1.180 = 158, A > I bt = 97, 03A Nh cáp đà chọn thoả mÃn điều kiện phát nóng lâu dài Tóm lại với đờng dây đơn ta chọn cáp lõi đồng tiết diện 50mm2 Chän dÉn, gãp Thanh dÉn cøng dùng để nối từ đầu cực máy phát điện đến cuộn hạ áp máy biến áp tự ngẫu máy biến áp hai cuộn dây Dây dẫn mềm dùng để nối điện từ máy biến áp lên góp cao trung áp, chọn dẫn mềm làm góp cao trung áp 2.1 Chọn Thanh Dẫn Cứng Chọn dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phÐp: I 'cp = k hc I cp ≥ I cb ®ã: k hc : hƯ sè hiƯu chỉnh theo nhiệt độ môi trờng nơi đặt dẫn, k hc = θcp − θ0 θcp − θ0 dm Nhiệt độ môi trờng xung quanh nơi đặt dẫn là: = 42 o C Nhiệt độ cho phép lâu dài dẫn là: cp = 70 o C k hc = V× cã Icb = 4330 A nªn: 70 − 42 = 0,79 70 − 25 4330 = 5481A 0, 79 VËy chän dÉn nh«m cã thiết diện hình máng với thông số: Icp b¶ng 5.1 KÝch thíc, mm h b c r 125 55 6,5 10 ngun tiÕn qnh TiÕt diƯn mét cùc, mm2 1370 Mômen trở kháng, Mômen quán tính, cm cm4 Mét Hai Mét Hai thanh Wx-x Wy-y W Jx-x Jy-y Jy0-y0 y0-y0 50 9,5 100 290,3 36,7 625 - 56 - Icp c¶ hai thanh, A 5500 lớp htđ - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện y Y y X X y b Y h y h1 Khoảng cách hai pha a = 60cm Độ dài nhịp l = 120cm Kiểm tra ổn định nhiệt Thanh dẫn có dòng định mức lớn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt Kiểm tra ổn định động Điều kiện kiểm tra ổn định động: tt cp dẫn nhôm: Cu cp = 1400kG / cm Lùc tÝnh to¸n: l Ftt = 1, 76.10 −8 .i2 xk a 120 Ftt = 1, 76.10 −8 ( 88, 522.103 ) = 275, 8kG 60 M«men uèn: F l 275, 8.120 M = tt = = 3310 kG.cm 10 10 øng suÊt tÝnh to¸n: M 3310 σ tt = = = 33, 10 kG / cm Wy 0− y 100 X¸c định khoảng cách hai miếng đệm l1: 1 f = 0, 51.10 −8 I2 = 0, 51.10 −8 ( 88, 522.103 ) = 3, 20 kG / cm xk h 12, ( ) 12.9, ( 1400 − 33, 10 ) = 220, 8cm f2 3, 20 Vậy ta không cần đặt thêm miếng đệm cho nhịp - Khi xét đến dao động: Tần số dao động riêng dẫn: l1 = 12 Wy− y σ cp − σ nguyÔn tiÕn qnh = - 57 - líp ht® - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện r = 3,56 E.J y 0−y 10 l2 S. đó: E : môđul đàn hồi vật liÖu dÉn, E Cu = 1, 1.10 kg / cm J : mômen quán tính trôc y0- y0, J y 0−y = 625cm S : thiÕt diƯn ngang cđa dÉn, S =1370 mm =13,7cm : khối lợng riêng vËt liÖu dÉn, γ Cu = 8, 93g / cm VËy: 3, 56 1, 1.625.10 ωr = = 0, 414 Hz 1202 2.13, 7.8, 93 Gi¸ trị nằm khoảng 45 - 55Hz 90 - 100Hz Vậy dẫn đà chọn đợc thoả mÃn ®iỊu kiƯn ỉn ®Þnh ®éng xÐt ®Õn dao ®éng thang dẫn 2.2 Chọn Dây Dẫn Và Thanh Góp Mềm Phía Cao áp Tiết diện dây dẫn góp mềm đợc chọn theo điều kiện sau: - Theo dòng điện cho phép lúc làm việc cỡng bức: I 'cp = k hc I cp ≥ I cb - Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch: N θN.cp hay S≥ BN C - KiĨm tra ®iỊu kiƯn vầng quang: U vq U dm.mg Dây dẫn góp mềm phía 110kV đợc chọn nh sau: Theo điều kiện cho phép lúc làm việc cỡng I 'cp = k hc I cp ≥ I cb ®ã: k hc : hƯ sè hiƯu chØnh theo m«i trêng dÉn: k hc = θcp − θ0 θcp − θ0 dm = 70 − 25 = 0,79 70 15 Dòng cỡng đà tính phần 3.4 ch¬ng ta cã: Icb = 0, 585kA VËy: I 585 Icp ≥ cb = = 740, 5A k hc 0, 79 Do ®ã ta chän gãp mỊm loại (dây nhôm lõi thép): Tiết diện chuẩn 400/22 TiÕt diƯn, mm Nh«m ThÐp 394,0 22 ngun tiÕn qnh §êng kÝnh, mm D©y dÉn Lâi thÐp 26,6 - 58 - bảng 5.2 Icp, A 835 lớp htđ - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch N ≤ θN.cp hay S≥ BN C víi: C : h»ng số, với dây ACO C = 79As1 / mm BN : xung lợng dòng ngắn mạch, A2s B N = B N.ck + B N.kck Gi¶ thiÕt thời gian tồn ngắn mạch 1s i Xác định xung lợng nhiệt thành phần không chu kì B N.kck Với thời gian ngắn mạch t =1s > 0,1s , xung lợng nhiệt thành phần không chu kì đợc tính gần theo công thức: BN kck = I"2 Ta đây: - I " : dòng ngắn mạch thành phần siêu độ thành phần chu kì, ta đà tính đợc chơng III, I" = I" −1 = 6, 539kA N - Ta : số thời gian tơng đơng lới điện Với líi cao ¸p cã thĨ lÊy Ta = 0,05s Vậy xung lợng nhiệt thành phần không chu kì: B N kck = ( 6, 539.103 ) 0, 05 = 2, 138.10 A 2s ii Xác định xung lợng nhiệt thành phần chu kỳ B N.ck Để xác định xung lợng nhiệt thành phần chu kỳ B N.ck , ta sử dụng phơng pháp thời gian tơng ®¬ng: B N.ck = I ∞.Ttd ®ã: - Dòng ngắn mạch thành phần chu kì đà tính đợc ë ch¬ng III, N −1 I∞ = I∞ = 5, 828kA - Thời gian tác dụng nhiệt tơng đơng xác định theo đờng cong I" 6, 539 Ttd = f ( t , ) = = = 1, 122 I∞ 5, 828 Tra ®êng cong xác định thời gian tác dụng nhiệt tơng đơng øng víi β = 1, 122 vµ t = 1s ta đợc Ttd = 0, 9s Vậy xung lợng nhiệt thành phần chu kì: B N ck = ( 5, 828.103 ) 0, = 30, 569.10 A 2s Do đó, xung lợng nhiệt dòng ngắn mạch: BN = 30, 569.10 + 2, 138.106 = 32, 707.10 A 2s Suy tiÕt diÖn dây dẫn đảm bảo ổn định nhiệt: nguyễn tiến quỳnh - 59 - líp ht® - F - K45 thiÕt kế môn học nhà máy điện BN 32, 707.10 Smin = = = 72, 392 mm C 79 Ta thấy tiết diện dây đà chọn S = 400 mm > Smin nên dây dẫn đà chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt Kiểm tra điều kiện vầng quang: U vq U dm.mg đó: U vq = 84.m.r lg a tb r m : hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn, m = 0,93 r : bán kính d©y dÉn, r = 26, 6mm = 2, 66cm a : khoảng cách trục dây dẫn, a = m = 400cm 400 U vq = 84.0, 93.2, 66.lg = 452, 42 kV 2, 66 mµ: U dm.mg = 110%.110 = 121kV suy ra: U vq > U dm.mg Nh dẫn đà chọn thoả mÃn điều kiện vầng quang Chọn sứ đỡ dẫn cứng Sứ đỡ dẫn cứng đợc chọn theo điều kiện sau: Loại sứ : chọn theo vị trí đặt Điện áp : U dms U dm.mg =10,5kV ' Kiểm tra ổn định động: Ftt Fcp = 0,6Fph đây: ' Ftt : lực động điện đặt lên đầu sứ ngắn mạch pha, Ftt' = Ftt F1 Fcp H +h/2 H H: chiỊu cao cđa sø h’: chiỊu cao dÉn Ftt: lực động điện tác động lên dẫn ngắn mạch pha Chọn sứ đỡ loại O P 10 750 II Y3 có thông số kỹ thuật: bảng 5.4 Loại sứ OP-10-750-II-Y3 nguyễn tiến quỳnh Điện áp , kV Định Duy trì trạng mức thái khô 10 47 - 60 - Lực phá ho¹i nhá nhÊt n tÝnh, kG 750 ChiỊu cao , mm 190 líp ht® - F - K45 thiÕt kế môn học nhà máy điện Kiểm tra ổn ®Þnh ®éng Ta cã: Fcp = 0, Fph = 0, 6.750 = 450 kG Ftt = 275, 8kG h = 125mm H = 190mm Do ®ã: 125 ' = 366, 52 kG ≤ F = 450kG Ftt = 275, cp 190 Vậy sứ đà chọn hoàn toàn thoả mÃn điều kiện ổn định động 190 + Chọn máy cắt điện Máy cắt điện đà đợc chọn chơng III: Thông số tính toán Điểm ngắn mạch Tên mạch điện Uđm kV Icb A I kA N1 110kV 110 0.58 6.539 N2 35kV N3’ 10.5kV Th«ng số định mức ixk kA Loại MC điện Uđm kV Idm kA Ic¾t kA ildd kA 16.646 3AQ1 123 40 100 35 1.299 23.833 60.669 BKQ20 36 2.5 31 80 10 4.330 32.772 12 63 160 88.52 8BK40 Các máy cắt điện đà chọn có dòng điện định mức lớn 1000 A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt Chọn dao cách ly Dao cách ly đợc chọn theo điều kiện sau : - Điện áp: U dmMC U mg - Dòng điện: I dmMC I cb - ổn định nhiệt: I nh t nh B N - ổn định lực động điện: i ldd i xk Ta có bảng tổng hợp chọn dao cách ly: Thông số tính toán nguyễn tiến quỳnh - 61 - Loại DCL bảng5.6 Thông số định mức lớp htđ - F - K45 thiết kế môn học nhà máy điện Điểm ngắn mạch Tên mạch điện Uđm kV Icb kA ixk kA N1 110kV 110 0.585 16.646 N2 35kV 35 1.299 60.669 N3’ 10.5kV 10.5 4.330 88.522 U®m kV SGCPT123/1250 SGCPT35/2000 PBK20/12500 Idm kA ildd kA 123 1.25 80 35 84 20 12,5 320 Các dao cách ly đà chọn có dòng điện định mức lớn 1000 A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt Chọn kháng Điện phụ tải cấp điện áp máy phát Kháng điện đợc chọn theo yêu cầu sau: i Điện áp: U dm.K U mg ii Dòng điện: I dm.K I cb iii Điện kháng x K % : xuất phát từ điều kiện hạn chế dòng ngắn mạch N4 K1 F1 F2 K2 đường đơn 2km x 50mm2 đường đơn 2km x 50mm2 BM-10 tc = 0,6s Kháng điện phụ tải cấp điện áp máy phát đợc chọn nh sau: Điện áp: U K.dm = U F.dm = 10,5kV nguyÔn tiÕn quúnh N6 - 62 - líp ht® - F - K45 ... máy Nhà máy phụ tải cấp điện áp cao Nhà máy có đủ khả cung cấp cho phụ tải cấp điện áp Về vai trò nhà máy hệ thống: Công suất đặt nhà máy: x 60MW Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế) :... thể đợc tính khả thi tính kinh tế I Đề xuất ph ơng án Từ kết tính toán chơng I ta có số nhận xét sau: Đây nhà máy nhiệt điện, phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ 15% công suất nhà máy điện, nên... cấp điện liên tục; an toàn cho phụ tải thoả mÃn yêu cầu kỹ thuật Do ta giữ lại phơng án phơng án để tính toán kinh tế kỹ thuật nhằm chọn đợc sơ đồ nối điện tối u cho nhà máy điện II tính toán