Đồ án tốt nghiệp tính toán chọn máy biến áp

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY Điện tiêu thụ hộ tiêu thụ điện luôn thay đổi theo thời gian Do người ta phải dùng phương pháp thống kê dự báo lập nên đồ thị phụ tải từ lựa chọn phương thức vận hành, chọn sơ đồ nối điện hợp lý đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tiêu kinh tế kỹ thuật Người thiết kế vào đồ thị phụ tải để xác định công suất dòng điện qua thiết bị để tiến hành lựa chọn thiết bị, khí cụ điện, sơ đồ nối điện hợp lý 1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN Nhà máy điện gồm máy phát, công suất máy 50 MW , tra phụ lục trang 113 sách “Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp”-PGS.TS.Phạm Văn Hoà, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2007 Chọn máy phát điện loại TBФ-50-3600 CHLB Nga chế tạo, tham số máy phát tổng hợp bảng sau Bảng 1.1 chọn máy phát điện Các thông số chế độ định mức Loại máy phát TBΦ-503600 n, v/p h 300 S, MVA P, MW 62,5 50 U, kV Cos Iđm, φ kA 10, 0,8 5,7 Điện kháng tương đối Xd” Xd’ Xd 0,13 36 0,17 86 1,40 36 1.2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1.2.1 Tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát (10.5 kV) Phụ tải cấp điện áp máy phát: P PUFmax= MW; cosφ= 0,86 → SUFmax= UF max   10, 47 MVA cos  0.86 Áp dụng công thức: P%(t ) P (t )  Pmax , MW 100 P(t ) S (t )  , MVA cos  Trong đó: Pmax : công suất tác dụng phụ tải chế độ phụ tải cực đại, MW P(t) : công suất tác dụng phụ tải thời điểm t, MW GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy S(t) : công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t, MVA cosφ : hệ số công suất phụ tải Sẽ tính công suất phụ tải khoảng thời gian khác ngày Bảng 1.2 phụ tải cấp điện áp máy phát Thời gian, 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 (h) Công P (%) 90 90 90 100 100 90 100 100 suất P (MW) 8,1 8,1 8,1 9 9 8,1 S (MVA) 9,42 9,42 9,42 10,47 10,47 10,47 10,47 9,42 Từ vẽ biểu đồ phụ tải: Hình 1.1 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát 1.2.2 Tính toán phụ tải cấp điện áp trung (110 kV) Phụ tải cấp điện áp trung: P 60  71, 43 MVA PUTmax= 60 MW, cosφ= 0.84 → SUTmax= UT max  cos  0.84 Tính toán tương tự với cấp điện áp máy phát Các số liệu tính toán cho bảng sau Bảng 1.3 Công suất phụ tải cấp điện áp trung Thời gian, 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 (h) Công P (%) 90 80 80 90 90 90 100 90 suất P (MW) 54 48 48 54 54 60 54 54 S (MVA) 64,29 57,14 57,14 64,29 64,29 71,43 64,29 64,29 Từ vẽ biểu đồ phụ tải: GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy Hình 1.2 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 1.2.3 Tính toán phụ tải cấp điện áp trung (220 kV) Phụ tải cấp điện áp trung: PUCmax= 70 MW, cosφ= 0.84 Tính toán tương tự với cấp điện áp máy phát Các số liệu tính toán cho bảng sau Bảng 1.3 Công suất phụ tải cấp điện áp cao Thời gian 0-5 5-8 (h) Công P (%) 90 90 suất P (MW) 63 63 S (MVA) 75 75 Từ vẽ biểu đồ phụ tải: GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng 8-11 80 56 66,7 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 95 95 95 66,5 66,5 66,5 79,17 79,17 79,17 95 66,5 79,17 90 63 75 SVTH:Lương Văn Huy Hình 1.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao áp 1.2.4 Tính toán công suất phát nhà máy điện Nhà máy gồm máy phát, máy có công suất định mức PFđm = 50 MW Công suất đặt toàn nhà máy là: PNMmax =  50= 200 MW Công suất phát Nhà máy điện tính theo công thức: P% PNM max , MW 100 P (t ) , MVA S NM (t )  NM Cos PNM (t )  PNMmax = 200 MW;Cos = 0.8( bảng trang 1) SNMmax= PNM max cos   200  250 MVA 0.8 Theo bảng biến thiên phụ tải , ta tính công suất nhà máy biến thiên theo thời điểm, Bảng 1.4 công suất toàn nhà máy Thời gian 0-5 5-8 8-11 (h) Công P (%) 90 80 80 suất P (MW) 180 160 160 S (MVA) 225 200 200 Từ vẽ biểu đồ phụ tải: GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 80 160 200 100 200 250 100 200 250 100 200 250 90 180 225 SVTH:Lương Văn Huy Hình 1.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao áp 1.2.5 Tính toán công suất tự dùng nhà máy Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải tự dùng nhà máy chiếm 7% điện phát nhà máy Như lượng tự dùng nhà máy thời điểm ngày: Std(t) = Trong :  % n.Pdmf 100 cos td  S (t )    0.4  0.6  NM  S NM     - số phấn trăm lượng điện tự dùng ,  =7% Costd = 0.82  Std(t) : công suất tự dùng nhà máy thời điểm t, MVA  SNM(t) : công suất nhà máy phát thời điểm t, MVA Bảng 1.5 Công suất tự dùng nhà máy Thời gian, (h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 Stnm (MVA) 225 200 200 200 250 250 250 225 Std(MVA) 16,05 15,02 15,02 15,02 17,07 17,07 17,07 16,05 Từ vẽ biểu đồ phụ tải: GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy Hình 1.5 Đồ thị phụ tải tự dùng 1.2.6 Công suất phát hệ thống điện Công suất nhà máy phát hệ thống thời điểm (t) đươcj tính theo công thức SVHT(t) = SNM(t) – [Std(t) + SUF(t) + SUT(t) + SUC] Trong đó: SVHT(t) – Công suất nhà máy phát hệ thống thời điểm t, MVA Sau tính công suất phát hệ thống, lập bảng cân công suất toàn nhà máy Bảng 1.6 Bảng cân công suất toàn nhà máy Thời gian, (h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 Stnm, (MVA) 225 200 200 200 250 250 250 225 Suf, (MVA) 9,42 9,42 9,42 10,47 10,47 10,47 10,47 9,42 Sut, (MVA) 64,29 57,14 57,14 64,29 64,29 71,43 64,29 64,29 Suc, (MVA) 75 75 66,67 79,17 79,17 79,17 79,17 75 Std(MVA) 16,05 15,02 15,02 15,02 17,07 17,07 17,07 16,05 Svht(MVA) 60,25 43,41 51,75 31,06 79,01 71,87 79,01 60,25 Stgc(MVA) 135,25 118,41 118,41 110,22 158,18 151,03 158,18 135,25 GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy Hình 1.6 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy 1.3 LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Đây khâu quan trọng thiết kế nhà máy Các phương án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải, đồng thời thể tính khả thi có hiệu kinh tế cao Theo kết tính toán phần 1.2 GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy Phụ tải địa phương : SUFmax = 10,47 MVA SUFmin = 9,42 MVA Phụ tải trung áp : STmax = 71,43 MVA STmin = 57,14 MVA Phụ tải tự dùng : STdmax = 17,07 MVA STdmin = 15,02 MVA Phụ tải phát vào hệ thống : SVHTmax = 79,01 MVA SVHTmin = 31,06 MVA Tỉ lệ phần trăm công suất phụ tải địa phương so với công suất định mức máy phát 10, 47 *100 = 8,4 % < 15 % 2* 62,5 phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ 15% công suất nhà máy điện, nên không dùng góp điện áp máy phát Phụ tải tự dùng lấy từ đầu cực máy phát  Uc  Ut 220  110   0,5 Ut 220 Do cấp điện 220kV 110kV có trung tính nối đất trực tiếp, mặt khác hệ số có lợi  = 0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạc cấp điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống ST max / ST  71, 43 / 57,14 mà SđmF = 62,5 MVA, ghép đến máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây bên trung áp Với nhận xét ta có phương án nối điện cho nhà máy sau: 1.3.1 phương án Phương án I, phía cao áp góp 220kV bố trí máy biến áp gồm máy biến áp tự ngẫu máy biến pha dây quấn Phía trung áp góp 110kV nối với GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy máy phát điện - máy biến áp ba pha hai dây quấn F4-B4 Để cung cấp điện thêm cho phụ tải để liên lạc ba cấp điện áp dùng hai máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu (F2-B2 F3-B3) Ưu điểm phương án: lượng công suất truyền tảigiữa bên cao bên trung bé, đặc biệt chế độ phụ tải Stmin, tổn thất công suất MBA nhỏ, sơ đồ đảm bảo cung cấp điện liên tục đơn giản vận hành Nhược điểm : máy phát – máy biến áp khác loại gây khó khăn lắp đặt vận hành bảo dưỡng sửa chữa Hình 1.7 sơ đồ nối điện phương án 1.3.2 phương án Phía cao áp 220kV sử dụng MF-MBA máy biến áp tự ngẫu để làm máy biến áp liên lạc cung cấp điện cho phụ tải địa phương Phía trung áp 110kV sử dụng 2bộ MF-MBA Phương án sử dụng nhiều MBA gây tốn vốn đầu tư, gây tổn thất công suất MBA lớn GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy HT 220kV B1 TD F1 B2 TD B3 F2 B4 TD+ĐP 110kV B5 B6 TD TD F3 F4 Hình 1.8 sơ đồ nối điện phương án 1.3.3 phương án Phương án có hai máy phát điện - máy biến áp cuộn dây nối lên góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV Hai máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa thiếu cho phía 110kV Ưu điểm: Số lượng chủng loại máy biến áp ít, máy biến áp 110kV có giá thành hạ giá máy biến áp 220kV Vận hành đơn giản, linh hoạt đảm bảo cung cấp điện liên tục Nhược điểm: Tổn thất công suất lớn STmin GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 10 Loại máy cắt Uđm (kV) Iđm (A) ICđm (kA) Ilđđ BMII-11-1000- 11 1000 20 64 20T -Kiểm tra kháng xảy ngắn mạch cáp 1: ' InhC1  I 'NC = 7,86(kA) InhC1 = 9,013 > 7,86(kA)  Cáp đạt yêu cầu -Kiểm tra kháng xảy ngắn mạch cáp 2: I ''N = X HT I cb 54,99   5,99(kA)  X K  X C1 1,13  2,177  5,87 Dòng điện xung kích NC2 ixk= Kxk.I C'' = 1,8 5,99=15,25(kA) I N''  5, 99kA  I cdm  20kA I N''  5, 99kA  I nhC  7,53kA  Cáp đạt yêu cầu 5.4 CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG 5.4 Chọn máy biến dòng điện Máy biến dòng điện chọn theo điều kiện sau: - Điện áp: U dm BI  U mg - Dòng điện: I dm BI  I lvcb - Phụ tải: Z dm.BI  Z 2tt - Ổn định động: 2.kldd I1dm  ixk - Ổn định nhiệt:  knh I1dm  tnh  BN - Cấp xác: phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo Mạch máy phát Chọn biến dòng điện đặt ba pha mắc hình Chọn biến dòng điện kiểu dẫn TШЛ-20-1 có: U dm BI  20kV I dm.SC  6000 A Cấp xác: chọn cấp xác 0,5 cấp điện cho công tơ Với cấp xác biến dòng điện có phụ tải định mức 1,2Ω Công suất tiêu thụ cuộn dây dòng đồng hồ đo lường cho bảng sau: GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 91 Bảng 5.7 dụng cụ đo lường Công suất tiêu thụ, VA TT Tên dụng cụ đo Loại Pha A Pha B Pha C Ampe-mét Э - 378 0,1 Oát-mét tác dụng Д - 335 5 Oát- mét phản kháng Д - 335 5 Oát-mét tự ghi H - 348 10 10 Công tơ tác dụng И - 675 2,5 2,5 Công tơ phản kháng И – 673M 2,5 2,5 26 26 Tổng Pha A pha C mang nhiều tải S = 26 VA Tổng trở dụng cụ đo lường mắc vào pha A là: Z dc  S 26   1, 04 I dm Chọn dây đồng giả sử chiều dài từ biến dòng điện đến đồng hồ đo l = 60m Vì máy biến dòng nối theo hình đủ nên ta có ltt = l = 60m Tiết diện dây dẫn là: S ltt Cu 60.0, 0175   6,54mm Z dm  Z dc 1,  1, 04 Theo yêu cầu độ bền cơ, chọn dây dẫn đồng có tiết diện 10mm2 Biến dòng điện kiểu không cần kiểm tra ổn định động định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát Biến dòng chọn không cần kiểm tra ổn định nhiệt có dòng định mức sơ cấp 1000A 2.Cấp điện áp 110kV Máy biến dòng điện dùng cho bảo vệ rơle đo lường chọn là: TH-110M Điều kiện chọn: Điện áp định mức: Uđm = 110kV GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 92 Dòng điện sơ cấp định mức: ISCđm =600A >Icb = 375 A Dòng điện thứ cấp định mức: ITCđm = 5A Cấp xác: 0,5 Phụ tải định mức ứng với cấp xác 0,5 là: 1,2 Bội số ổn định động Kđ = 150 Điền kiện ổn định dộng: ilđđ = Kđ.ISCđm = 150.0,6 = 127,28kA > ixk = 24,5 kA 3.cấp điện áp 220kV Máy biến dòng điện dùng cho bảo vệ rơle đo lường chọn là: TH-230-3T Điều kiện chọn: Dòng điện sơ cấp định mức: ISCđm = 600A >Icb = 283 A Dòng điện thứ cấp định mức: ITCđm = 5A Cấp xác:0,5 Phụ tải định mức ứng với cấp xác 0,5 2 Bội số ổn định động Kđ = 54 Điền kiện ổn định dộng: ilđđ = Kđ.ISCđm = 54.0,6= 45,82kA > ixk = 13,1 kA 5.4 Chọn máy biến điện áp Máy biến điện áp chọn theo điều kiện sau: - Điện áp: U dm BU  U mg - Công suất định mức: Sdm.BU  Stt - Cấp xác: phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo 1, cấp điện áp máy phát Sơ đồ nối dây kiểu máy: Dụng cụ phía thứ cấp công tơ nên dùng hai biến điện áp pha nối dây theo kiểu V/V 2xHOM-15 Điện áp định mức: Biến điện áp có Uđm.SC = 15kV Cấp xác: Chọn biến điện áp có cấp xác 0,5 cấp điện cho công tơ Công suất định mức: Phụ tải biến điện áp tương ứng bảng sau: bảng 5.9 dụng cụ đo lường GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 93 Phụ tải pha AB TT Tên dụng cụ đo Phụ tải pha BC Loại W VAr W VAr Vôn-mét Э-378 - - - Oát-mét tác dụng Д-335 1,5 - 1,5 - Oát-mét phản kháng Д-335 1,5 - 1,5 - Oát-mét tự ghi H-348 10 - 10 - Tần số kế Д-371 - - - Công tơ tác dụng И -675 1,14 2,57 1,14 2,57 Công tơ phản kháng И-673M 1,14 2,57 1,14 2,57 17,28 5,14 18,28 5,14 Tổng Phụ tải biến điện áp AB: S AB  17, 282  5,142  18, 03VA cos   17, 28  0,96 18, 03 Phụ tải biến điện áp BC: S BC  18, 282  5,142  18,99VA cos   18, 28  0,96 18,99 Vậy chọn hai máy biến điện áp pha HOM-15, có công suất định mức 50VA Chọn dây dẫn nối từ biến điện áp đến đồng hồ đo Xác định dòng dây dẫn a, b, c: IA  S ab 18, 03   0,18 A U ab 100 IC  Sbc 18,99   0,19 A U bc 100 Để đơn giản coi I a  I c  0, A cos ab  cos bc  , dòng I b  3.0,  0,34 A Điện áp giáng dây a b:      l U   I a  I b  r   I a  I b      S Chọn dây dẫn đồng giả sử chiều dài từ biến điện áp đến đồng hồ đo l = 60m GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 94 Để đơn giản bỏ qua góc lệch pha I a & I b Vì có công tơ, nên U  0,5% tiết diện dây dẫn là: S  I a  Ib  Cu l   0,  0,34  0, 0175.60  1,134mm2 U 0,5 Theo yêu cầu độ bền cơ, chọn dây dẫn đồng có tiết diện 1,5mm 2 Cấp điện áp 110kV Ở cấp điện áp 110kV để kiểm tra cách điện, cung cấp cho bảo vệ rơle, tự động hoá … ta chọn biến áp pha HK - 110- 57 Điện áp định mức sơ cấp: USCđm = 110 Điện áp định mức thứ cấp: UTCđm = (kV) 110 (kV) Cuộn thứ cấp phụ: 100V Cấp xác: 0,5 SđmBU = 400VA Cấp điện áp 220kV Ở cấp điện áp 220kV để kiểm tra cách điện, cung cấp cho bảo vệ rơle, tự động hoá … ta chọn biến áp pha HK - 220- 58 Điện áp định mức sơ cấp: USCđm = 220 Điện áp định mức thứ cấp: UTCđm = (kV) 110 (kV) Cuộn thứ cấp phụ: 100V Cấp xác: 0,5 SđmBU = 400VA Sơ đồ nối thiết bị đo vào BU, BI GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 95 A A A W W Wh VARh VAR a b c 2.HOM-15 A B C V f F Hình 5.5 Sơ đồ nối thiết bị đo vào BU, BI 5.5 CHỌN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT 5.5.1 Chọn chống sét van cho góp Trên góp 220kV ta chọn chống sét van loại PBC-220 có điện áp định mức Uđm= 220kV đặt pha Hình 5.6 chống sét van Trên góp 110kV ta chọn chống sét van loại PBC-110 có điện áp định mức Uđm= 110kV đặt pha GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 96 Hình 5.7 chống sét van 5.5.1 Chọn chống sét van cho máy biến áp tự ngẫu Các máy biến áp tự ngẫu có liên hệ với điện cao áp trung áp nên tình trạng điện áp truyền từ cao sang trung ngược lại Vì đầu cao áp trung áp ta phải đặt chống sét van Phía cao áp MBATN chọn loại PBC 220 Phía trung áp MBATN chọn loại PBC 110 Hình 5.8 chống sét cho máy biến áp tự ngẫu 5.5.1 Chọn chống sét van cho máy biến áp hai dây quấn GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 97 Mặc dù góp 110kV đặt chống sét van có dòng sét lớn truyền vào trạm , chống sét van góp phóng điện Điện áp dư truyền tới cuộn dây MBA , điện áp phá hỏng cuộn dây Vì Vậy trung tính MBA hai cuộn dây cần bố trí chống sét van nhiên điện cảm cuộn dây MBA biên độ dòng sét tới trung tính giảm phần chống sét van đặt trung tính chọn có điện áp định mức giảm cấp phía cao 110kV chọn loại PBC 110, phía trung tính MBA chọn PBC 35 Hình 5.9 chống sét van cho máy biến áp dây quấn KẾT LUẬN CHƯƠNG Trên sở dòng điện ngắn mạch, dòng xung kích, dòng điện cưỡng tính chương 3, ta lựa chọn thiết bị điện nhà máy, kiểm tra lại điều kiện ổn định nhiệt, ổn định động, đảm bảo cho thiết bị hoạt động ổn định lâu dài điều kiện làm việc bình thường cố GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 98 CHƯƠNG CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG Để sản xuất nhà máy điện phải tiêu thụ phần điện để cấu tự dùng đảm bảo cho máy phát điện làm việc Trong nhà máy nhiệt điện, điện tự dùng chiếm tỷ lệ lớn (7% lượng điện phát ra) chủ yếu cho khâu chuẩn bị nhiên liệu, vận chuyển nhiên liệu vào lò đốt, đưa nước vào nồi hơi, bơm nước tuần hoàn, bơm ngưng tụ, quạt gió, quạt khói, thắp sáng, điều khiển Từ ta thấy điện tự dùng giữ vai trò quan trọng Nó định trực tiếp đến làm việc bình thường nhà máy Vì sơ đồ tự dùng nhà máy phải có độ tin cậy tương đối cao Do nhà máy góp điện áp máy phát nên điện tự dùng cho tổ máy lấy từ đầu cực máy phát qua máy biến áp giảm áp Trong nhà máy nhiệt điện thiết kế, điện tự dùng sử dụng hai cấp điện áp 6,3kV 0,4kV Cấp tự dùng riêng 6,3kV chiếm tỷ lệ lớn cung cấp cho động công suất lớn, đảm bảo làm việc lò hơivà tuabin tổ máy Cấp tự dùng chung 0,4 kV cung cấp cho động công suất nhỏ thắp sáng Mỗi tổ máy liên quan đến lò lò cung cấp từ phân đoạn để cung cấp điện tự dùng cho tổ máy cần dùng phân đoạn, phân đoạn cung cấp máy biến áp hạ áp 10,5/6,3kV Với cấp 0,4 kVcó thể không thiết phải phân đoạn theo số lò Để dự trữ cho cấp 6,3 kV dùng máy biến áp dự trữ nối với cuộn hạ máy biến áp tự ngẫu (phía máy cắt đầu cực) Dự trữ cho cấp 0,4kV dùng máy biến áp nối với góp dự trữ 6,3kV 6.1 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TỰ DÙNG GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 99 B1 B3 B2 F1 F2 B4 F4 F3 TДHC-1010,5/6,3 TMHC-6,310,5/6,3 6,3kV TM-6306,3/0,4 0,4kV Hình 6.1 sơ đồ nối điện tự dùng 6.2 CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CHO TỰ DÙNG 6.2.1 chọn máy biến áp bậc 10,5/6,3kV Máy biến áp bậc chọn theo công suất tự dùng cực đại: S B.dm   S F dm S B1.dm  S B 2.dm  S B 3.dm  S B 4.dm  7%.62,5  4,375MVA Ta chọn máy biến áp bậc một: bảng 6.1 máy biến áp tự dùng Loại MBA Sđm MVA GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng ĐA cuộn dây, kV C H Tổn thất, kW P0 PN UN% I0% SVTH:Lương Văn Huy 100 TMHC 6,3 10,5 6,3 8,0 46,5 0,9 UN% I0% 14 0,8 Máy biến áp dự phòng dùng chung chọn sau: SBTDDP = 1,5 Stdmax = 1,5 4,375 = 6,56 MVA Tra bảng ta chọn máy biến áp bảng 6.2 máy biến áp dự phòng Loại MBA Sđm MVA TДHC 10 ĐA cuộn dây, kV C H 10,5 6,3 Tổn thất, kW P0 PN 12,3 85 6.2.2 chọn máy biến áp bậc 2: 6,3/0,4kV Nguồn cung cấp tự dùng 0,4 kV lấy từ phân đoạn 6,3 xuống Thông thường công suất tự dùng cấp điện áp 0,4kV chiếm khoảng (10-15)% công suất tự dùng toàn nhà máy Giả sử nhà máy thiết kế phụ tải cấp 0,4kV chiếm khoảng 10% công suất tự dùng tổng nhà máy ta tiến hành chọn máy biến áp theo điêù kiện sau: Máy biến áp bậc hai chọn theo điều kiện: S B.dm  (10  15)%. S F dm S B dm  10%.7%.62,5  0, 44MVA  440kVA Ta chọn máy biến áp bậc hai: Bảng 6.3 chọn máy biến áp bậc Loại MBA Sđm KVA TM 630 ĐA cuộn dây, kV C H 6,3 0,4 Tổn thất, kW P0 PN 7,3 UN% I0% 5,5 1,5 6.2.3 chọn máy cắt hợp 6,3kV Để chọn máy cắt cho mạch 6,3 cần xác định dòng ngắn mạch sau máy biến áp tự dùng bậc Tính giá trị điện kháng: chọn Scb = 1000MVA; Ucb = 6,3 kV XB = U NB % S cb 100 S dmB GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 101 Vậy: X B = 14 1000  14 100 10 Ta có sơ đồ thay Hình 6.2 X HT = I cb 1000   1,88 '' IN 3.6,3.48, 75 Điện kháng tính toán: X tt = X HT + X B = 14+ 1,88= 15,88 Vì Xtt =15,88 >3 nên ta dùng công thức tính trực tiếp để tính dòng ngắn mạch N7: I’’N7 = I cb 1000   5, 77 kA X tt 3.6,3.15,88 Dòng xung kích N7: ixk = Kxk I’’N7 = 1,8.5,77 = 14,69 (kA) Dòng điện làm việc cưỡng bức: Ilvcb = S dmBDP 3.U cb  10  0,916(kA) 3.6,3 Căn vào số liệu tính toán ta chọn máy cắt BM-10-1000-20 có thông số kỹ thuật bảng 6.5 sau: Bảng 6.5 Uđm , kV Iđm , A ICđm , kA Ilđđ, kA 10 1000 20 52 6.2.4 chọn máy cắt cấp 10,5kV Máy cắt điện hạ áp chọn theo điều kiện sau : theo điểm ngắn mạch N4 - Loại máy cắt điện: máy cắt không khí - Điện áp: U dmMC  U mg  10,5kV - Dòng điện: I dmMC  I cb  0,575kA GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 102 - Ổn định lực động điện: ildd  ixkN 4  104, 09kA - Điều kiện cắt: I Cdm  I N" 4  48, 75kA Căn vào điều kiện ta chọn máy cắt MГГ-11-3500-100T3 Bảng 6.6 chọn máy cắt 10,5kV Uđm , kV Iđm , A ICđm , kA Ilđđ, kA 11 5600 63 170 6.2.5 chọn Aptomat cho mạch tự dùng Aptomat chọn theo điều kiện Uđm > Uđml Iđm > Ilvmax Icắtđm > I N'' Theo sơ đồ tự dùng nhà máy ta có IđmAptomat = Iđm BATD cấp = 630  909,3 A 3.0, Để chọn dòng cắt định mức Aptomat cho mạch 0,4kV cần xác định dòng ngắn mạch sau máy biến áp tự dùng bậc Tổng trở máy biến áp: Z B (0,4)  RB  jX B  = 2 PN U dm U (%).U dm 106  j N 104 S dm S dm 7,3.0, 42 5,5.0, 42 10  j 104  2,94  j14(m) 630 630  Z B  2,942  142  14,3m Dòng ngắn mạch N8: I N''  U tb 3.Z B  0, 103  16,14 kA 3.14,3 Dòng điện làm việc cưỡng bức: Ilvcb = S dmB 3.U cb  GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng 0,63  0,903(kA) 3.0, SVTH:Lương Văn Huy 103 Ta chọn Aptômat có ký hiệu M12 MeTlin Gerin chế tạo có thông số kỹ thuật sau: Điểm ngắn mạch N8 Thông số Uđm (kV) 0,4 tính toán I’’N8 (kA) 16,14 Icb (A) 903 Thông số Aptômat Loại máy Apatôma t M16 Uđm (V) 690 IN (kV) 40 Iđm (A) 1250 KẾT LUẬN CHƯƠNG - Nhà máy nhiệt điện có cấp tự dùng 6,3kV, 0,4kV Trong cấp tự dùng 6,3kV chiếm phần lớn Dựa vào bảng công suất phụ tải nhà máy, ta thiết kế phần tự dùng nhà máy bao gồm góp 6,3kV gồm phân đoạn, phân đoạn cung cấp máy biến áp bậc TMHC 6,3 MVA bình thường phân đoạn làm việc riêng rẽ với Máy biến áp dự phìng lấy điện từ phía hạ áp MBATN - góp 0,4kV phân đoạn để hạn chế dòng ngắn mạch nâng cao độ tin cậy cung cấp điện góp 0,4kV cung cấp điện máy biến áp TM 630KVA GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp – PGS.TS Phạm Văn Hoà- Th.s Phạm Ngọc Hùng Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2007 Ngắn mạch hệ thống điện-PGS.TS.Phạm Văn Hoà Nhà xuất giáo dục-2000 GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 105 [...]... CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP A PHƯƠNG ÁN 1 2-1a Chọn máy biến áp -Chọn máy biến áp cho bộ máy phát – máy biến áp 2 dây quấn Công suất MBA 2 dây quấn được chọn theo điều kiện Chọn MBA 2 cuộn dây B1, B4 Máy biến áp hai dây quấn B1, B4 được chọn theo điều kiện: S B1dm  S B 4 dm  S Fdm Các máy phát F1 và F4 có công suất phát định mức: S F 1dm  S F 4 dm  S Fdm  62,5MVA Do đó ta có thể chọn được... điện áp cao 242kV, điện áp hạ 10,5kV Chọn máy biến áp 2 dây quấn B4 là loại TДЦ , công suất 80MVA, điện áp cao 121kV, điện áp hạ 10,5kV Chọn máy biến áp tự ngẫu B2, B3 là loại ATДЦTH, công suất 125MVA, điện áp cao 230kV, điện áp trung 121kV, điện áp hạ 11kV Qua kiểm tra điều kiện quá tải trong các trường hợp sự cố, các máy biến áp đều thỏa mãn Tính toán tổn thất trong các máy biến áp A1  6663MWh Tính. .. P0 PN 70 310 UN% I0% 10,5 0,55 - Chọn máy biến áp tự ngẫu: Chọn MBA tự ngẫu B1, B2 Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 được chọn theo điều kiện: GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 25 S B1dm  S B 2 dm  S B1dm  S B 2 dm  1  S F 1dm 1 0,5 62,5  125MVA Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu ba pha cho mỗi máy biến áp B1, B2 Bảng 2.7 chọn máy biến áp B1 Loại MBA Sđm MVA ATДЦ TH 125... sơ đồ nối điện phương án 3 1.3.4 phương án 4 Ta dùng 2 bộ máy phát – máy biến áp 2 dây quấn phát công suất lên thanh góp cao áp 220kV, dùng 2 bộ máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, làm nhiệm vụ truyền tải công suất cho thanh góp trung áp 110kV Ưu điểm : số lượng và chủng loại máy biến áp ít, vận hành linh hoạt đơn giản Nhược điểm: giá thành máy biến áp 220kV cao hơn giá máy biến áp 110kV,... Phương án 2 Chọn máy biến áp 2 dây quấn B3, B4 là loại TДЦ , công suất 80MVA, điện áp cao 121kV, điện áp hạ 10,5kV GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 35 Chọn máy biến áp tự ngẫu B2, B3 là loại ATДЦTH, công suất 125MVA, điện áp cao 230kV, điện áp trung 121kV, điện áp hạ 11kV Qua kiểm tra điều kiện quá tải trong các trường hợp sự cố, các máy biến áp đều thỏa mãn Tính toán tổn thất trong các máy biến. .. áp Chọn máy biến áp cho bộ máy phát – máy biến áp 2 dây quấn Công suất MBA 2 dây quấn được chọn theo điều kiện Chọn MBA 2 cuộn dây B3, B4 Máy biến áp hai dây quấn B3, B4 được chọn theo điều kiện: S B 3dm  S B 4 dm  S Fdm Các máy phát F3 và F4 có công suất phát định mức: S F 3 dm  S F 4 dm  S Fdm  62,5MVA Do đó ta có thể chọn được MBA B3, B4 có các thông số kĩ thuật: Bảng 2.6 chọn máy biến áp B3... Đường dây đơn cho phụ tải cao áp 220kV Pmax 70 I cb(2)    0, 219 kA 3U cos 3.220.0,84 Cuộn cao áp máy biến áp liên lạc trong chế độ bình thường S max 49,97 I cb(3) bt  CC   0,13 kA 3U 3.220 Cuộn cao áp máy biến áp liên lạc khi có sự cố máy biến áp bộ bên trung áp S scbo 17, 28 I cb(3) scbo  CC   0, 45kA 3U 3.220 Cuộn cao áp máy biến áp liên lạc khi có sự cố máy biến áp liên lạc tại thời điểm... được chọn theo điều kiện: 1 S B 2 dm  S B 3dm  S F 2 dm  S B 2 dm  S B 3dm  1 0,5 62,5  125MVA Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu ba pha cho mỗi máy biến áp B2, B3: Bảng 2.3 chọn máy biến áp B2 Loại MBA Sđm MVA ATДЦ TH 125 ĐA cuộn dây, kV C T H P0 230 121 11 75 Tổn thất, kW PN C-T C-H UN% T-H 290 145 145 C-T C-H T-H I0 % 11 31 19 0,6 2-1a.1 kiểm tra quá tải của các máy biến áp. .. Văn Huy 30 Hình 2.6 sự cố hỏng máy biến áp tự ngẫu khi UTmin 2-1b.2 tính phân bố công suất cho máy biến áp Đối với máy biến áp hai cuộn dây B3 và B4 Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây, ta cho phát hết công suất từ 0 - 24h lên thanh góp, tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng Khi đó công suất tải qua mỗi máy biến áp bằng: 1 1 Sbô  S F dm  Stdmax... Bảng 3.1 chọn máy biến áp B1 Loại MBA TДЦ Sđm MVA 80 ĐA cuộn dây, kV C H 242 10,5 Tổn thất, kW P0 PN 80 320 UN% I0% 11 0,6 MBA B4 có các thông số kĩ thuật: Bảng 3.2 chọn máy biến áp B4 GVHD: Th.s Phạm Ngọc Hùng SVTH:Lương Văn Huy 14 Loại MBA Sđm MVA TДЦ 80 ĐA cuộn dây, kV C H 121 Tổn thất, kW P0 PN 70 310 10,5 UN% I0% 10,5 0,55 - Chọn máy biến áp tự ngẫu: Chọn MBA tự ngẫu B2, B3 Máy biến áp tự ngẫu ... 2: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP A PHƯƠNG ÁN 2-1a Chọn máy biến áp -Chọn máy biến áp cho máy phát – máy biến áp dây quấn Công suất MBA dây quấn chọn theo điều kiện Chọn MBA cuộn dây B1, B4 Máy biến. .. đến máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây bên trung áp Với nhận xét ta có phương án nối điện cho nhà máy sau: 1.3.1 phương án Phương án I, phía cao áp góp 220kV bố trí máy biến áp gồm máy biến. .. - Chọn máy biến áp tự ngẫu: Chọn MBA tự ngẫu B2, B3 Máy biến áp tự ngẫu B2, B3 chọn theo điều kiện: S B dm  S B 3dm  S F dm  S B dm  S B 3dm  0,5 62,5  125MVA Từ kết tính toán ta chọn máy