THÔNG TIN TÀI LIỆU
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN **************** Trang CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ************************* NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên: Nguyễn Quang Việt Hệ : Chính quy Lớp: Đ4H2 Ngành học: Hệ thống điện ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện ngưng có công suất đặt 300MW gồm tổ máy, công suất tổ máy 60MW Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho phụ tải sau: Phụ tải địa phương, 10,5kV: Pmax = 8MW; cosφ = 0,86; Gồm lộ kép x 2,5 MW x km lộ đơn x 1,5 MW x km Biến thiên phụ tải theo thời gian bảng Tại địa phương dùng máy cắt hợp với Icắt = 20kA; tcắt = 0,7sec; cáp nhôm vỏ PVC với tiết diện nhỏ 70mm2 Phụ tải cấp điện áp trung, 110kV: Pmax = 120MW; cosφ = 0,85 Gồm lộ kép x 50 MW lộ đơn x 20MW Biến thiên phụ tải theo thời gian bảng Phụ tải cấp điện áp cao, 220kV: Pmax = 60MW; cosφ = 0,87 Gồm lộ kép x 60 MW Biến thiên phụ tải theo thời gian bảng Nhà máy nối với hệ thống 220kV đường dây kép dài 60km Công suất hệ thống (Không kể công suất nhà máy thiết kế) 3000MVA Dự trữ quay hệ thống 150MVA Điện kháng ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống x*HT = 0,5 Phụ tải tự dùng: α td = 8%; cosφ = 0,85 Biến thiên công suất phát toàn nhà máy cho bảng sau: GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang Bảng biến thiên công suất theo thời gian tính theo phần trăm t(h) 0÷5 5÷8 8÷11 11÷13 13÷17 17÷21 21÷24 Pđp% 60 70 90 80 90 100 80 PUT% 80 80 100 80 80 90 70 PUC% 60 80 90 80 90 100 80 PNM% 70 80 100 80 90 100 80 YÊU CẦU: Tính toán cân công suất, chọn phương án nối dây Tính toán chọn máy biến áp Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu Tính toán ngắn mạch Chọn khí cụ điện dây dẫn Tính toán tự dùng Bản vẽ: Bản vẽ phụ tải tổng hợp toàn nhà máy Kết tính toán kinh tế kỹ thuật phương án Sơ đồ nối điện kể tự dùng Sơ đồ thiết bị phân phối PHẦN CHUYÊN ĐỀ: Ngày giao: Ngày hoàn thành: GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN XÁC NHẬN CỦA KHOA Ths.Ma Thị Thương Huyền GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang LỜI NÓI ĐẦU ******* Điện nguồn lượng điều kiện quan trọng để phát triển đất nước Vì vây muốn phát triển kinh tế xã hội, điện phải trước bước Để làm điều này,chúng ta phải không ngừng nâng cao phát triển hệ thống điện nước nói chung phát triển nhà máy điện nói riêng Nhà máy điện phần tử vô quan trọng hệ thống điện địa hình nước ta đồi núi sông ngòi nhiều nên xây dựng nhà máy thủy điện nhà máy thủy điện đem lại nhiều lợi ích kinh tế kĩ thuật nhiên, xây dựng nhà máy thủy điện cần vốn đầu tư lớn thời gian kéo dài Do để theo kịp tốc độ phát triển kinh tế đáp ứng nhu cầu trước mắt điện cần phải xây dựng nhà máy nhiệt điện có vốn đầu tư thời gian xây dựng nhanh Việc giải vấn đề kinh tế , kỹ thuật thiết kế nhà máy điện mang lại lợi ích không nhỏ kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Trong bối cảnh thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện tính toán chế độ vận hành tối ưu không nhiệm vụ mà củng cố toàn diện mặt kiến thức sinh viên ngành hệ thống điện trước tiếp cận với thực tế Sau kết thúc bốn năm học ngành hệ thống điện, em giao nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp gồm phần: Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Phần 2: Thiết kế trạm biến áp Về sơ lược em hiểu biết sâu kiến thức phần điện nhà máy nhiệt điện hiểu biết phần thiết kế vận hành trạm biến áp Và trang bị kiến thức hữu ích cho công việc em sau trường Hà nội, ngày tháng năm 2014 Sinh viên thực Nguyễn Quang Việt GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang LỜI CẢM ƠN ******* Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa hệ thống điện đặc biệt cô Th.S Ma Thị Thương Huyền hướng dẫn em nhiệt tình trang bị cho em lượng kiến thức sâu rộng môn phần điện nhà máy điện trạm biến áp để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện mảng đề tài lớn đặc trưng nghành điện nói chung khoa hệ thống điện nói riêng đòi hỏi nhiều trình độ chuyên môn, trình thiết kế đồ án tránh khỏi thiếu sót em mong nhận góp ý thầy cô khoa Một lần em xin chân thành cảm ơn bầy tỏ lòng biết ơn thầy cô tận tình giảng dạy giúp đỡ em năm học vừa qua GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang MỤC LỤC PHẦN 1: NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1 Chọn máy phát điện 1.2Tính toán cân công suất 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng 1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp 1.2.3.1 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát 1.2.3.2 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 1.2.3.3 Đồ thị phụ tải phía cao áp 1.2.4 Đồ thị công suất phát hệ thống 1.3 Đề xuất phương án nối dây CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 11 A Phương án 1: 11 2.1.A Phân bố công suất cấp điện áp MBA 11 2.1.1 MBA hai cuộn dây sơ đồ MF-MBA hai cuộn dây 12 2.1.2 MBA liên lạc 12 2,2.A Chọn loại công suất định mức MBA 12 2.2.1 MBA hai cuộn dây sơ đồ MF-MBA hai cuộn dây 12 2.2.2 Chọn máy biến áp liên lạc : 13 2.2.3 kiểm tra điều kiện tải 13 2.3.A )Tính toán tổn thất máy biến áp 17 B.phương án 18 2.1.B Phân bố công suất cấp điện áp MBA 18 2.1.1 MBA hai cuộn dây sơ đồ MF-MBA hai cuộn dây 18 2.1.2 MBA liên lạc 19 2.2.B Chọn loại công suất định mức MBA 19 2.2.1 MBA hai cuộn dây sơ đồ MF-MBA hai cuộn dây 19 2.2.2 Chọn máy biến áp liên lạc : 19 2.2.3 kiểm tra điều kiện tải 20 2.3.B Tính toán tổn thất máy biến áp 22 C TỔNG KẾT CHƯƠNG 24 PHƯƠNG ÁN 24 PHƯƠNG ÁN 24 CHƯƠNG III :TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 25 A phương án 25 3.1.A Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 25 3.2.A Tính toán kinh tế kỹ thuật, chọn phương án tối ưu 26 3.2.1 Vốn đầu tư 26 B.phương án 27 3.2.2 Tính phí tổn vận hành hàng năm 28 Phương án 28 Phương án 28 3.3.3.Lựa chọn phương án tối ưu 28 GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 30 4.1 Xác định điện kháng phần tử 30 CHƯƠNG V:CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 38 5.1 Dòng điện làm việc dòng điện cưỡng 38 5.1.1 Mạch phía 220 kV 38 5.1.2 Mạch phía 110 kV 39 5.1.3 Mạch phía 10,5 kV 40 5.2 chọn máy cắt điện 41 5.3.Chọn dao cách ly 42 5.4.Chọn dẫn cứng cho mạch máy phát điện 42 5.4.1.Chọn tiết diện dẫn cứng cho mạch máy phát 42 5.4.2.Kiểm tra ổn định động 44 5.4.3 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng 44 5.5.Chọn sứ đỡ dẫn cứng mạch máy phát điện 45 5.5.1.Điều kiện chọn sứ ( đặt nhà ) 45 5.6 Chọn dẫn mềm dây dẫn cho phía điện áp cao trung 46 5.6.1.Chọn dẫn mềm làm góp cấp điện áp 220kV 47 5.6.2 Chọn ghóp mềm phía trung áp (110KV) 49 5.7.Chọn máy biến áp đo lường 51 5.7.1.Chọn máy biến điện áp (BU) 51 5.7.2.Chọn máy biến dòng điện (BI) 54 5.8.Chọn cáp kháng điện cho phụ tải địa phương 56 5.8.1 Chọn cáp 57 5.8.1.1 Chọn cáp đơn 57 5.8.2 Chọn kháng điện đường dây 60 5.9 Chọn chống sét van 63 5.9.1 Chọn chống sét van cho góp 63 5.9.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp 64 CHƯƠNG VI: SƠ ĐỒ TỰ DÙNG VÀ MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG 65 6.1 Chọn sơ đồ tự dùng 65 6.1 Chọn biến áp tự dùng 66 6.1.1 Chọn biến áp tự dùng cấp (10/6,3) 66 6.1.2.Chọn máy biến áp tự dùng cấp(6,3/0,4) 67 6.2.Chọn máy cắt 67 6.2.1.Chọn máy cắt phía cao áp MBA tự dùng cấp 10/6,3 67 6.2.2.Chọn máy cắt phía hạ áp MBA tự dùng cấp 10/6,3 67 6.3.Chọn aptomat cho mạch tự dùng 68 PHẦN 70 CHUYÊN ĐỀ: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 22/0,4Kv 70 CHƯƠNG 1: 70 CHỌN KIỂU TRẠM BIẾN ÁP 70 1.1 Yêu cầu thiết kế 70 1.2 Giới thiệu chung trạm biến áp hợp 70 CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN 71 THIẾT BỊ ĐIỆN 71 2.1 Thiết bị trung 71 GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 2.2 Máy biến áp 72 2.3 Thiết bị hạ áp 73 2.3.1 Chọn áptômát 73 2.3.2 Chọn dẫn 74 2.3.3 Chọn thiết bị đo lường 76 3.4 Chọn cáp liên lạc 77 3.5 Chọn kích thước trạm biến áp hợp 78 3.6 Thiết kế cách lắp đặt 79 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 81 DANH MỤC CÁC HÌNH PHẦN 1: THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN Hình 1.2: Phương án Hình 1.3: Phương án Hình 1.4: Phương án Hình 1.4 phương án Hình 2.1: Phương án 11 Hình 2.2:Đồ thị phân bố công suất cố hỏng MBA B4 phương án 14 Hình 2.3: Đồ thị phân bố công suất cố hỏng MBALL B3 phương án 15 Hình 2.3 Đồ thị phân bố công suất cố hỏng MBALL B3 phương án 16 Hình 2.5: Phương án 18 HÌnh 2.6: Đồ thị phân bố công suất cố hỏng MBA B5 phương án 21 Hình 2.7 Đồ thị phân bố công suất cố hỏng MBA B3 phương án 22 Hình 3.1 sơ đồ thiết bị phân phối phương án 25 Hình 3.2 sơ đồ thiết bị phân phối phương án 27 Hình 4.1 sơ đồ phân bố điểm ngắn mạch 31 Hình 4.2: sơ đồ biến đổi điểm ngắn mạch N1 33 Hình 4.3 sơ đồ biến đổi ngắn mạch điểm N2 34 Hình 4.4 sơ đồ biến đổi ngắn mạch điểm N3 36 Hình 5.1 Hình vẽ mặt cắt dẫn hình máng 43 Hình 5.2 mặt cắt sứ dẫn mạch máy phát 45 Hình 5.3 sơ đồ nối dụng cụ đo 52 Hình 5.4 sơ đồ phụ tải địa phương kháng điện 57 Hình 5.5 Sơ đồ thay để chọn XK% 61 Hình 5.6 Sơ đồ bố trí chống sét van cho MBA tự ngẫu MBA hai dây quấn 64 Hình 6.1 sơ đồ nối điện tự dùng 66 Hình 6.2 Sơ đồ thay tính toán ngắn mạch 69 CHUYÊN ĐỀ: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 22/0,4kV 70 Hình 2.1 Sơ đồ sợi ngăn trung 72 Hình 2.2 Sơ đồ tính toán ngắn mạch 74 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 77 Hình 2.4 Hình chiếu đứng hình chiếu cạnh TBA hợp 79 Hình 2.5 Hình chiếu TBA hợp 80 Hình 3.1 Mặt mặt cắt hệ thống nối đất TBA hợp 82 DANH MỤC CÁC BẢNG GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 10 Bảng1.1 thông số kỹ thuật máy phát điện Bảng1.2 công suất phụ tải toàn nhà máy Bảng1.3 công suất phụ tải tự dùng nhà máy Bảng1.4 công suất phụ tải cấp điện áp máy phát Error! Bookmark not defined Bảng1.5 Công suất phụ tải cấp điện áp phía trung Bảng1.6 Công suất phụ tải cấp điện áp phía cao Bảng1.7 công suất phát hệ thống Bảng 2.1 phân bố công suất thời điểm MBALL(phương án I) 12 bảng 2.2 thông số kỹ thuật MBA cuộn dây 110kV 12 bảng 2.3 thông số kỹ thuật MBA cuộn dây 220kV 13 Bảng 2.4 thông số kỹ thuật MBA TN 13 Bảng 2.5 Bảng tính toán tổn thất điện phương án 17 Bảng 2.6 phân bố công suất thời điểm MBALL(phương án 2) 19 Bảng 2.7 thông số kỹ thuật MBA cuộn dây phía 110KV 19 Bảng 2.8 thông số kỹ thuật MBA cuộn dây phía 220KV 19 Bảng 2.9 thông số kỹ thuật MBA TN 20 Bảng 2.10 Bảng tính toán tổn thất điện phương án 23 Bảng 2.11 Bảng tổng kết phương án 24 Bảng 2.12 Bảng tổng kết phương án 24 Bảng 3.1 – bảng số liệu vốn đầu tư máy biến áp 26 Bảng 3.2 Kết tính toáncác tiêu kinh tế - kỹ thuật 29 Bảng 4.1 – kết tính toán ngắn mạch 37 Bảng 5.1 Bảng tổng kết tính toán dòng điện cưỡng 41 Bảng 5.2 bảng kết tính toán thông số máy cắt 41 Bảng 5.3 – bảng kết tính toán thông số Dao cách ly 42 Bảng 5.4 – bảng thông số dẫn cho mạch máy phát điện 43 Bảng 5.5 – bảng thông số góp cấp điện áp 220kV(tra bảng 10.12) 47 bảng 5.6 kết tính dòng ngắn mạch siêu độ thời điểm 48 Bảng 5.7 thông số tiết diện dẫn 49 Bảng 5.8 bảng thông số chọn góp cấp điện áp 110kV 50 bảng 5.9 kết tính dòng ngắn mạch siêu độ thời điểm 50 Bảng 5.10 – bảng phân bố đồng hồ điện cho hai BU 52 Bảng5.11 thông số chọn máy biến điện áp đo lường cấp 10,5kV 53 Bảng 5.12 – bảng thông số chọn máy biến điện áp đo lường cấp 110kV 220kV 54 Bảng 5.13 – bảng thông số dụng cụ đo lường 10,5kV 55 Bảng 5.14 thông số chọn máy biến dòng điện cấp 110kV 220kV 56 Bảng 5.15 – bảng thông số kháng điện chọn 61 Bảng 5.16 Bảng thông số kỹ thuật MC1 63 Bảng 6.1 thông số máy biến áp tự dùng cấp 10,5/6,3 67 Bảng 6.2 thông số máy biến áp tự dùng cấp 6,3/0,4 67 Bảng 6.3 thông số kỹ thuật máy cắt 8BM20 68 Bảng 6.4 thông số kỹ thuật aptomat 68 CHUYÊN ĐỀ: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 22/0,4kV 70 Bảng 2.1 thông số cầu chì cao áp loại 3GD1 408-4B 72 Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật MBA 72 Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật Aptomat nhánh 73 GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 70 PHẦN CHUYÊN ĐỀ: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 22/0,4kV CHƯƠNG 1: CHỌN KIỂU TRẠM BIẾN ÁP 1.1 Yêu cầu thiết kế Thiết kế TBA 22/0,4KV cho bệnh viện công suất phụ tải bệnh viện 753,46 kVA Vậy ta chọn trạm biến áp hợp có công suất 1000 kVA, điện áp 22/0,4kV trạm có lộ cấp điện cho khu vực 1.2 Giới thiệu chung trạm biến áp hợp Trạm biến áp hợp gọi trạm biến áp di động, đơn vị phân phối cuối hệ thống tuyền tải phân phối điện trung áp, hạ áp Trong đó, tất phần tử trạm chế tạo, lắp đặt sẵn đặt container kín có ngăn chia thành khoang: Khoang trung : Chứa thiết bị trung Khoang máy biến : Chứa máy biến có điện áp 22/0,4kV Khoang hạ : Chứa thiết bị phân phối có điện áp 0,4kV Côngtainơ chế tạo đặc biệt chịu thời tiết, chịu va đập học Nóc có mái che mưa nắng, đáy làm bê tông đặc biệt chịu ẩm ướt, có khả chống thấm cao Các khoang bố trí linh hoạt vị trí lẫn kích thước để thích ứng với vị trí đặt khác Người đặt hàng cần gửi cho nhà chế tạo sơ đồ nguyên lý trạm yêu cầu kỹ thuật chi tiết nhận trạm trọn ý Trạm biến áp hợp chế tạo sẵn, an toàn, chắn, gọn nhẹ, thiết bị cao áp cách điện khí SF6 không cần bảo trì, dễ lắp đặt phù hợp với khu đô thị có diện tích đất đai chật hẹp, yêu cầu cao mỹ quan nên sử dụng ngày rộng rãi GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 71 CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 2.1 Thiết bị trung - Phía trung dùng sơ đồ mạch đầu vào đầu ra, lắp tủ RING MAIN UNIT (RMU) cách điện khí SF6 hãng SIEMENS chế tạo, chứa cầu dao phụ tải mạch vào cầu dao phụ tải mạch máy biến áp có cầu chì bảo vệ cho máy biến áp (Sơ đồ nguyên lý Hình 1.1) Các thông số kỹ thuật tủ RMU: Điện áp định mức : 24 kV Điện áp sử dụng : 22 kV Điện áp chịu tần số công nghiệp : 50kV Điện áp chịu xung sét : 125kV Dòng điện định mức : 630A Dòng điện định mức lộ vào : 630A Dòng điện định mức lộ cấp cho MBA: 200A Dòng điện ngắn mạch định mức : 16 kA/1s Các cầu dao phụ tải vào có tác dụng đóng cắt tay có điện lắp đặt sẵn tủ RMU nên ta chọn lại - Chọn cầu chì bảo vệ cho MBA: Cầu chì chọn theo điều kiện sau : Điện áp định mức, kV Uđm.cc Uđm.m Dòng điện định mức, A Iđm.cc Icb Dòng điện cắt định mức, kA Iđm.cắt IN Dòng điện cưỡng phía sơ cấp MBA xác định theo điều kiện tải bình thường MBA với hệ số tải kqt = 1,3 I k qt SB 3U 1,3 1000 34,11 A 22 Trong : + SB : Công suất MBA - 1000 kVA +U : Điện áp định mức phía sơ cấp MBA - 22kV => Chọn cầu chì có dòng điện định mức 40A Do đoạn cáp nối tủ RMU máy biến áp ngắn, tổng trở cáp nhỏ không đáng kể nên ta bỏ qua kiểm tra điều kiện ngắn mạch cầu chì theo dòng cắt ngắn mạch cầu dao phụ tải Dùng cầu chì cao áp SIEMENS loại 3GD1 408-4B, có thông số sau (Tra Bảng 2.21 [ Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV - Tác giả Ngô Hồng Quang]) GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Bảng 2.1 thông số cầu chì cao áp loại 3GD1 408-4B Uđm Iđm Chiều dài Đường kính Khối lượng kV A mm mm kg 24 40 442 69 3,8 Trang 72 Icắt N kA 31,5 Icắt N A 315 Tổn hao công suất, W 52 Sơ đồ nguyên lý ngăn trung hình 1.1 LBS 630 A LBS 200 A CC 40 A U Cáp 24 kV Cấp đến U Cấp MBA 1000 kVA Cấp đến Hình 2.1 Sơ đồ sợi ngăn trung 2.2 Máy biến áp Dung lượng máy biến chọn theo yêu cầu cung cấp điện tính toán, xác định cấp điểm đấu Theo yêu cầu đầu bài, ta chọn máy biến áp ba pha hai cuộn dây công suất 1000 kVA điện áp 22/0,4 kV Công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo Các thông số MBA sau (Tra Bảng 1.6 [Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV - Tác giả Ngô Hồng Quang]) Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật MBA Công suất Điện áp P0 PN kVA kV W W 1000 22/0,4 1720 11000 GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN UN % Kích thước, mm Dài-Rộng-Cao 2210-1410-2420 Trọng lượng kg 4820 SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 73 2.3 Thiết bị hạ áp Các thiết bị hạ áp đặt ngăn hạ áp Ngăn hạ áp thực chất tủ phân phối có đầy đủ thiết bị đóng cắt đo đếm điện năng, làm nhiệm vụ phân phối điện cho phụ tải 2.3.1 Chọn áptômát Phía hạ áp dùng áptômát tổng sau MBA áptômát nhánh cho lộ phụ tải - Áptômát tổng chọn theo điều kiện tải bình thường MBA, điều kiện chọn kiểm tra sau : + UđmA Uđm m + IđmA I lvmax + IcđmA IN Dòng điện làm việc lớn qua Áptômát MBA bị tải xác định theo công thức : Ilv max k qt SB UHdm 1,3 1000 1876 A 0,4 => Chọn áptômát có dòng điện định mức 2000 A Vậy ta chọn áptômát tổng loại M20 có cực Merlin Gerin chế tạo Các thông số sau (Tra Bảng 3.8 [Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV - Tác giả Ngô Hồng Quang]) Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật Aptomat tổng Loại Số cực Uđm (V) Iđm (A) INmax (kA) M20 3,4 690 2000 55 - Các áptômát nhánh thường chọn theo công suất phụ tải nhánh I lv max S pnhánh t 3.U Hdm 226,08 326,32( A) 3.0,4 Vậy ta chọn Aptomat có dòng điện định mức 400A loại NS400N Merlin Gerin chế tạo Các thông số sau (Tra Bảng 3.5 [Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV - Tác giả Ngô Hồng Quang]) Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật Aptomat nhánh Loại Số cực Uđm (V) NS400N 3,4 400 GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN Iđm (A) INmax (kA) 400 45 SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 74 2.3.2 Chọn dẫn Trạm biến áp hợp sử dụng dẫn đồng để nối MBA với thiết bị đóng cắt làm hạ áp Các dẫn chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng lâu dài cho phép (k1k2Icp Ilvmax), sau kiểm tra khả ổn định động, khả ổn định nhiệt - Đối với dẫn nối MBA thiết bị đặt đứng, khoảng cách trung bình hình học pha 20cm, khoảng cách hai sứ đỡ 60cm Tiết diện chọn sau : k1k2Icp Ilvmax => Icp Ilv max 1876 1876 A k1 k 1.1 Trong : k1 = với dẫn đặt đứng k2 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường Nhiệt độ môi trường xung quanh dẫn 250 C nhiệt độ chuẩn chế tạo dẫn nên k2 = Chọn dẫn đồng hình chữ nhật kích thước 80x10 (mmxmm) có Icp=1900A, khối lượng 7,1kg/m, r0 = 0,025 m/m, x0 = 0,145 m/m - Đối với hạ áp, đặt nằm ngang, khoảng cách trung bình hình học pha 20cm, khoảng cách hai sứ đỡ 60cm Tiết diện chọn sau : k1k2Icp Ilvmax => Icp Ilvmax 1876 1974,6 A k1.k 0,95.1 Với dẫn đặt nằm ngang k1=0,95 Chọn hình chữ nhật, kích thước 100x10(mmxmm), có Icp=2310A, khối lượng 8,9kg/m, r0 = 0,02 m/m, x0 = 0,09 m/m.( Tra Bảng 10.1 [Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp - Tác giả Phạm Văn Hòa, Phạm Ngọc Hùng]) Tính toán dòng ngắn mạch hạ áp kiểm tra áptômát dẫn: Sơ đồ thay thế: AN N2 MBA TD AT N1 TC AN AN ZB Z TD Z AT N1 ZTC Z AN N2 Hình 2.2 Sơ đồ tính toán ngắn mạch GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 75 Dòng ngắn mạch N1 để kiểm tra áptômát tổng, N2 để kiểm tra áptômát nhánh Tổng trở MBA xác định theo công thức: P U U % U dm 104 ZB = RB + j XB = N dm 10 j N S2 S dm dm 11 0,42 0,42 10 j 104 1,76 j9,6(m) 1000 1000 Do tổng trở dẫn, cái, áptômát tổng, áptômát nhánh nhỏ so với tổng trở MBA nên ta bỏ qua Khi coi dòng ngắn mạch hai điểm N1ư N2 Dòng điện ngắn mạch tính theo công thức: U 400 IN 23,662 (kA) 3Z 1,762 9,62 Dòng điện ngắn mạch xung kích : x=1,76 ; r=9,6 tra đường cong tính toán kxk=1,7 = ixk = 1,8 I N 1,7 23,662 56,89 (kA) Kiểm tra áptômát ta thấy chúng thoả mãn điều kiện ngắn mạch: Icđm > IN Kiểm tra ổn định động dẫn sau : Lực tác dụng dòng điện ngắn mạch lên dẫn : l 60 Ftt 1,76 102 ixk2 1,76 102 60, 2332 191,561 (kG) a 20 Trong : l: khoảng cách sứ pha, 60cm a: khoảng cách pha, 20cm Mômen uốn tính toán : F l 191,561 60 M tt 1149,368 (kGm) 10 10 Ứng suất tính toán : M tt W + Đối với dẫn đặt đứng ta có : W= h b 8.1 1,3 cm3 => tt 1149,368 884,130 kG/cm2 < cp = 1400 kG/cm2 1,3 GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 76 + Đối với đặt nằm ngang ta có : b h2 1.102 16,67 cm3 6 1149,368 68,948 kG/cm2 < cp = 1400 kG/cm2 => tt 16, 67 W= Vậy dẫn chọn thoả mãn điều kiện ổn định động dòng điện ngắn mạch Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dẫn F IN t qd 23,662 0,7 118,782 ( mm2) Với: : Hệ số nhiệt Với dẫn đồng =6 tqd =0,7s : Thời gian cắt ngắn mạch So sánh với tiết diện dẫn chọn thấy thoả mãn 2.3.3 Chọn thiết bị đo lường Các thiết bị đo đếm bao gồm: công tơ hữu công (kWh) pha loại 230/400V- 5A- 50Hz cấp xác công tơ vô công (kVArh) pha loại 230/400V-5A- 50Hz cấp xác đồng hồ Ampe có dòng điện định mức 5A, dải đo từ 0-2000A đồng hồ Vol có thang đo 0-500V Công tắc chuyển mạch Vol loại vị trí cầu chì 5A bảo vệ cho mạch đo đếm đèn báo pha chống sét van pha biến dòng pha Chống sét van pha hãng Cooper (Mỹ) chế tạo Biến dòng pha loại 4MA74 Siemens chế tạo có thông số sau: Bảng 2.5 thông số máy biến dòng điện Uđm, kV U chịu đựng tần số công nghiệp 1’,kV U chịu đựng xung 1,2/50 s, kV I1đm, A I2đm, A Iôđ nhiệt 1s, kA Iôđ động, kA Trọng lượng, kG GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN 24 50 125 2000 80 120 25 SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 77 SƠ ÐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM BIẾN ÁP 1 cáp 22kV loại XLPE 3x95mm2 dao cắt phụ tải cầu chì cao áp loại 3GD1 408-4B SIEMENS MBA 1000kVA – 22/0,4 kV Cáp 0,4 kV vỏ PVC LENS chế tạo MBA Ba đồng hồ ampe A A A V kWh kVArh Đồng hồ vol Sáu biến dòng điện pha loại 4MA74 Công tơ hữu công Công tơ vô công 10 Aptomat tổng M20-2000A 11 Thanh 0,4 kV 12 Bốn áptômát nhánh loại NS400N 13 Chống sét van 14 Cáp hạ áp PVC tiết diện 240mm2 10 11 13 12 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 2.4 Chọn cáp liên lạc Trong trạm có hai hệ thống cáp: + Cáp 24kV dùng sợi đơn dùng để đấu nối từ thiết bị trung áp sang cực vào MBA Chọn loại cáp đồng, tiết diện cáp trung áp chọn theo điều kiện kinh tế sau: I 34,11 Fkt max 11 mm jkt 3,1 Với jkt : mật độ dòng điện kinh tế Cáp đồng jkt = 3,1 A/mm2 Theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch: GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA F I N t qd Trang 78 6.16 0,7 80,319 (mm2) : Hệ số nhiệt độ, với đồng = IN : Dòng điện ngắn mạch phía trung áp, lấy theo dòng cắt ngắn mạch dao cắt phụ tải Chọn cáp tiết diện 95 mm2 cách điện XLPE có đai thép, vỏ PVC hãng Alcatel chế tạo Thông số kỹ thuật cáp sau (Bảng 4.41 [ Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV - Tác giả Ngô Hồng Quang]) Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật cáp cao áp F r0 L0 C0 Icp mm mH/km A /km F/km 95 0,247 0,38 0,21 356 + Cáp hạ 1kV sợi đơn dùng để đấu nối từ đầu MBA đến đầu vào khoang phân phối hạ áp Chọn cáp đồng, tiết diện cáp chọn theo điều kiện phát nóng: k1k2Icp Itt = I lv max Trong : k1: Hệ số kể đến môi trường đặt cáp, k1 =1 k2: Hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặt rãnh k2=1 Icp Itt = 326,32 A Chọn đường cáp có tiết diện đường 240 mm2 lõi cách điện PVC hãng Lens chế tạo, có thông số sau (Bảng 4.23 [Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV - Tác giả Ngô Hồng Quang]) Bảng 2.7 Bảng thông số kỹ thuật cáp r0 F d lõi d vỏ d vỏ max M Icp mm mm mm mm kg/km A /km 240 17,9 25,1 28,25 2433 0,0754 501 Kiểm tra lại cáp theo điều kiện kết hợp với áptômát : I 1,25.I đmA 1,25.400 333,33( A) Icp=501 A > kdnhietA 1,5 1,5 1,5 Cáp chọn thoả mãn 2.5 Chọn kích thước trạm biến áp hợp Kích thước trạm dùng tủ RMU, 24kV, loại 8DJ10, cách điện SF6, 630A, 16 kA hãng Siemens sản xuất: 3000x1700x2200 (mmxmmxmm) Kết cấu trạm sau : Khung bao che: + Khung trạm khung chịu lực, chế tạo bàng thép dầy 2,5mm dập định hình liên kết hàn cho khoang, khoang ngăn cách vách ngăn phẳng làm thép dầy 2mm, kết cấu hàn ghép bulông liên kết khoang + Bao che trạm thông gió chế tạo thép 2mm dập định hình ghép dọc với tạo thành khe thông gió tự nhiên rộng (7GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 79 10)mm hàn thành Cấu tạo khe thông gió vừa đảm bảo nước mưa không lọt vào phía trong, dùng que chọc vào Tổng diện tích thông gió đủ để giữ cho nhiệt độ trạm đạt mức cho phép + Nóc trạm chế tạo thép dày 2mm có cấu tạo khung chịu lực Nắp trạm lắp chụp lên khung trạm, khung trạm có khe thông gió tạo thành hệ thống gió đối lưu khe mái khe bao che xung quanh trạm + Mái che, thông gió cánh cửa trạm tạo nên tổng thể cho trạm thoả mãn tiêu chuẩn bảo vệ IP43 chống xâm nhập bên xâm nhập nước + Đế trạm làm thép dày 2,5mm, dập hình chữ C, cao 100mm, kết cấu hàn, kích thước đế thu vào so với đáy khung trạm chiều 10mm + Trạm cho phép tháo lắp dễ dàng tiện cho việc đưa MBA và khỏi trạm lắp ráp, thay bảo dưỡng + Cơ cấu thao tác : Bố trí tay thao tác trước cầu dao, phía cánh cửa bảo vệ bên thuận tiện cho thao tác quan sát trạng thái cầu dao Cửa trạm: + Trạm có lắp cửa riêng cho khoang chiếu sáng cục cho trạm thực công tắc hành trình Mỗi cửa lắp công tắc hành trình cho phép tự bật sáng cửa mở cắt đóng + Cửa trạm vừa có chức bảo vệ trạm vừa làm nhiệm vụ che chắn bên cho cấu thao tác Cửa liên kết với khung lề cho phép góc mở 90 0, vật liệu chế tạo làm thép dày 2mm 2200 2.6 Thiết kế cách lắp đặt 3000 1700 Hình 2.4 Hình chiếu đứng hình chiếu cạnh TBA hợp GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 80 3000 NGĂN TRUNG THẾ (RMU) 1700 MÁY BIẾN ÁP NGĂN HẠ THẾ Cắt Cắt Hình 2.5 Hình chiếu TBA hợp GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 81 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP Hệ thống nối đất kết cấu thép góc L: 60 x 60 x (mm) dài l = 2,5m chúng nối với thép dẹt 40 x (mm) tạo thành mạch vòng nối đất xung quanh trạm biến áp Các cọc đóng sâu chôn sâu h = 0,8 m Mặt trạm là: l1 x l2 = 5x2,5 (m2) Điện trở suất đất đo d o 0,4.10 (.cm) Hệ số hiệu chỉnh theo mùa cọc nối đất là: Hệ số mùa an toàn Kmt = 1,6; Kmc = 1,4 Yêu cầu điện trở nối đất trạm có Udm = 24 kV : Rnđ Điện trở nối đất thanh: Điện trở nối đất tính theo công thức: K L2 Rt ln 2. L d h Trong đó: d o K mt 0,4.10 4.10 2.1,6 64(m) L – chu vi mạch vòng: L = (5+2,5).2 = 15 (m) d – đường kính thanh, thép dẹt nên d b 40.10 3 0,02(m) 2 K – hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K = f (l1/l2)=f(5/2,5)=f(2) = 6,42 64 6,42.152 Rt ln 7,752() 2. 15 0,02.0,8 Điện trở nối đất cọc: Điện trở nối đất cọc tính theo công thức: Rc 2.l 4t l ln ln 2. l d 4t l Trong đó: d o K mc 0,4.10 4.10 2.1,4 56(m) l – chiều dài cọc: l = 2,5m d – đường kính cọc, cọc thép góc L: 60x60x6 nên d = 0,95b GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 82 d = 0,95.60.10-3 = 0,057 (m) t l 2,5 h 0,8 2,05(m) 2 Rc 56 2.2,5 4.2,05 2,5 ln ln 17,073() 2. 2,5 0,057 4.2,05 2,5 Điện trở nối đất hệ thống cọc: Gọi số cọc cần phải đóng n Gọi khoảng cách cọc a a L n a a = 2,5 (m) l L 15 (cọc) Vậy số cọc cần đóng n a 2,5 Nếu lấy tỷ số Tra tài liệu kỹ thuật điện cao áp ta có hệ số sử dụng cọc là: t 0,4; c 0,65 Điện trở nối đất hệ thống cọc: Rht Rc Rt 17,073.7,752 3,571() Rc t n.c Rt 17,073.0,4 6.0,65.7,752 Ta thấy Rht = 3,571 (Ω) < Rđ = (Ω) Vậy hệ thống nối đất thiết kế cho trạm đạt yêu cầu kỹ thuật l=2,5 m 2,5 m TBA h=0,8 m 1 5m a = 2,5 m Hình 3.1 Mặt mặt cắt hệ thống nối đất TBA hợp GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 83 KẾT LUẬN CHUNG Theo đề tài thiết kế đồ án thiết kế dựa nhiều môn chuyên nghành hệ thống điện, bật môn: nhà máy điện, ổn định hệ thống điện, rơ le, cao áp Và đồ án gồm phần chính: Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy Nhiệt Điện Phần 2: thiết kế trạm 22/0,4kV cho bệnh viện Trong phần thiết kế gồm chương: Chương 1: Chọn máy phát điện, phân tích đồ thị phụ tải đề xuất phương án nối dây Chương 2: Chọn kiểm tra máy biến áp Chương 3: Tính toán dòng điện ngắn mạch Chương 4: Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án tối ưu Chương 5: Chọn khí cụ điện dây dẫn Chương 6: Chọn sơ đồ tự dùng máy biến áp tự dùng Trong phần thiết kế gồm chương: Chương 1: Chọn kiểu máy biến áp Chương 2: Sơ đồ nguyên lý tính toán lựa chọn thiết bị điện Chương 2: Tính toán nối đất cho trạm biến áp GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Tác giả: TS ĐÀO QUANG THẠCH (Chủ biên), TS PHẠM VĂN HÒA NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT – 2004 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Tác giả: PGS-TS PHẠM VĂN HÒA (Chủ biên), ThS PHẠM NGỌC HÙNG NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT – 2007 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Tác giả: NGUYỄN HỮU KHÁI NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT – 2005 NGẮN MẠCH VÀ ĐỨT DÂY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Tác giả: PGS-TS PHẠM VĂN HÒA NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT – 2007 SỔ TAY LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN (Từ 0,4-500 KV) Tác giả: NGÔ HỒNG QUANG NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT – 2006 THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN Tác giả: NGÔ HỒNG QUANG-VŨ VĂN TẨM NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT – 1997 GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT ... việc em sau trường Hà nội, ngày tháng năm 2014 Sinh viên thực Nguyễn Quang Việt GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang... HƯỚNG DẪN XÁC NHẬN CỦA KHOA Ths.Ma Thị Thương Huyền GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang LỜI NÓI ĐẦU ******* Điện... thầy cô tận tình giảng dạy giúp đỡ em năm học vừa qua GVHD: TH.S MA THỊ THƯƠNG HUYỀN SVTH: NGUYỄN QUANG VIỆT Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phần điện nhà máy điện TBA Trang NHẬN XÉT (Của giảng viên
Ngày đăng: 29/01/2016, 16:40
Xem thêm: D4H2-Nguyen Quang Viet