Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp

nhà máy điện Lời nói đầu * ******* * Trong giai đoạn đất nớc ta bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá, đại hoá, ngành điện giữ vai trò quan trọng việc phát triển đất nớc Trong sống điện cần cho sinh hoạt phục vụ sản xuất Với phát triển xã hội đòi hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện để đáp ứng cho nhu cầu tiêu thụ điện , tạo điều kiện cho phát triển đất nớc Xuất phát từ thực tế sau học xong môn học Nhà máy điện dới hớng dẫn tận tình thầy giáo TS.Phạm Văn Hoà ,em hoàn thành nhiệm vụ thiét kế môn học nhà máy điện Em xin chân thành cám ơn dạy tận tình thầy Bộ môn quà trình thiết kế môn học qua giúp cho em nhiều kinh nhiệm để chuẩn bị cho trình tốt nghiệp tới Sinh viên thực Phạm Trung Thanh Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang nhà máy điện Chơng I Tính toán phụ tải cân công suất Tại thời điểm điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ phụ tải kể tổn thất phụ tải.Trong thực tế điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi, việc tìm đợc đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành Dựa vào đồ thị phụ tải ta chọn đợc phơng án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật Đồ thị phụ tải cho ta chọn công suất máy biến áp (MBA) phân bố tối u công suất tổ máy với nhà máy điện với I.1 Chọn máy phát điện Nhà máy thiết kế có tổng công suất 4ì60 MW = 240MW Do biết số lợng công suất tổ máy ta cần ý số điểm sau + Chọn điện áp định mức máy phát lớn dòng điện định mức , dòng ngắn mạch cấp điện áp nhỏ yêu cầu với loại khí cụ điện giảm thấp + Để thuận tiện cho việc xây dựng nh vận hành nên chọn máy phát điện loại Từ tra sổ tay đợc đợc loại máy phát sau: + Chọn máy phát điện kiểu TB-60-2 có thông số nh bảng 1-1 sau: Bảng 1-1 S P Ký hiệu MVA MW TB-60-2 75 60 cos 0,8 U I KV KA 10,5 4,125 Điện kháng tơng tơng đối Xd Xd Xd 0,146 0,217 1,66 Tính toán phụ tải cấp điện áp Để đảm bảo vận hành an toàn , thời điểm điện nhà máy phát điện phát phải hoàn toàn cân với lợng điện tiêu thụ ỏ hộ tiêu thụ kể tổn thất điện Trong thực tế lợng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi Việc nắm đợc quy luật biến đổi tức tìm đợc đồ thị phụ tải điều quan trọng việc thiết kế vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta lựa chọn đợc phơng án nối điện hợp lý , đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài dựa vào đồ thị phụ tải cho phép chọn công suất máy biến áp phân bố tối u công suất tổ máy phát điện nhà máy phân bố công suất nhà máy điện với Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P max hệ số costb phụ tải tơng ứng từ ta tính đợc phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến theo công thức sau : I.2 Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang nhà máy điện Pt CosTB p%.Pmax 100 Trong đó: S(t) công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t cosTB hệ số công suất trung bình phụ tải P% : Phần trăm công suất cực đại St = với : Pt = Pmax : Công suất phụ tải cực đại I.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhà máy gồm tổ máy có: PFđm = 60 MW, cosđm = 0,8 S dm = PFdm 60 = = 75MVA cos dm 0,8 Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: PNMđm = 4ìPFđm = ì 60 = 240 MW SNMđm = 300 MW Phụ tải nhà máy công thức: S tnm (t ) = P %(t ) PFdm 100 cos Ta đợc ghi bảng 1-2 đồ thị phụ tải nhà máy hình 1-1 Bảng 1-2 sTNM(t) 300 225 240 225 T(h) 24 Hình 1-1:Đồ thị phụ tải toàn nhà máy I.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy: Tự dùng max toàn nhà máy 7% công suất định mức nhà máy với cos = 0,8 đợc xác định theo công thức sau: S td (t ) = % PdmF S (t ) (0,4 + 0,6 ì tnm ) 100 cos S F dm Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang nhà máy điện Trong : Std(t) : Phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm t SFđm : Công suất định mức nhà máy MVA SNM(t) : Phụ tải thời điểm t theo bảng 1-2 Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) phụ tải tự dùng nhà máy theo thời gian nh bảng 1-3 đồ thị phụ tải hình 1-2 Bảng 1-3 Std(t) 17.85 21 18.48 17.85 T(h) 24 Hình 1-2: Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy I.2.3 Phụ tải điện áp máy phát Máy phát có Pmax = 18 MW, cos = 0,85 P%(t ).PMax SUF ( t ) = 100.Cos Ta có kết bảng 1-4 đồ thị phụ tải hình 1-3 Bảng 1-4 Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang nhà máy điện Suf(t) 21.176 18 12.706 12.706 T(h) 24 Hình 1-3: Đồ thị phụ tải điện áp máy phát I.2.4 Phụ tải điện áp trung Cấp điện áp (35KV) có Pmax = 120 MW, cos = 0,85 P%(t ).PMax SUT ( t ) = 100.Cos Ta có kết bảng 1-5 đồ thị phụ tải hình 1- Bảng 1-5 Sut 141,17 120 91,76 91,76 t(h) Hình 1-4: Đồ thị phụ tải điện áp trung I.3 Cân công suất toàn nhà máy - công suất phát vào hệ thống Phơng trình cân công suất toàn nhà máy: STNM(t) = Std(t) + SUF(t) +SUT(t) +SVHT(t) SVHT(t) = STNM(t) - [Std(t) + SUF(t) + SUT(t)] Từ ta lập đợc kết tính toán phụ tải cân công suất toàn nhà máy nh bảng 1-6 đồ thị phụ tải hình 1-5 Bảng 1-6 Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang nhà máy điện SVHT 119,8 102,7 102,7 80,3 74,4 t(h) Hình 1-5: Đồ thị phụ tải hệ thống I.4 Nhận xét I.4.1 Dự trữ hệ thống Ta có dự trữ quay hệ thống S = 100 MVA, lớn so với công suất máy phát Công suất hệ thống SHT= 1000 MVA I.4.2 Điện áp Nhà máy thiết kế có hai cấp điện áp là: Cấp điện áp máy phát Uđm= 10 KV Cấp điện áp trung có Uđm= 35KV Phát công suất lên hệ thống cấp điện áp 110 KV Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang nhà máy điện Chơng II Nêu phơng án chọn MBA II.1 Nêu phơng án Chọn sơ đồ nối điện nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện Sơ đồ nối điện hợp lý đem lại lợi ích kinh tế lớn mà phải đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật Cơ sở để để xác định phơng án số lợng công suất máy phát điện , công suất hệ thống điện , sơ đồ lới phụ tải tơng ứng , trình tự xây dựng nhà máy điện lới điện Chọn phơng án nối dây sơ theo số nguyên tẵc sau : +) Nếu SuFmax (15ữ23)% SđmF không cần góp điện áp máy phát +) Nếu có góp điện áp máy phát số lợng máy phát nối vào góp phải đảm bảo cho tổ máy lớn bị cố máy phát lại phải đảm bảo phụ tải địa phơng tự dùng +) Nếu phía điện áp cao , trung có trung tính nối đất hệ số có lợi 0,5 nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc cấp +) Sử dụng số lợng máy phát máy biến áp hai cuộn dây hai phía cao trung cho tơng ứng với công suất cực đại cấp Nếu cấp điện áp 35 kV điều kiện ghép bên trung phải STmin Sbộtrung STmin +) Có thể ghép chung số máy phát với máy biến áp nhng phải đảm bảo Sbộ Sdự phòng ht +) Nếu phụ tải UT nhỏ không thiết dùng MBA cuộn dây ,TN liên lạc mà coi trạm địa phơng đợc lấy điện từ góp cao từ đầu cực máy phát Nhà máy có tổ máy phát, công suất định mức tổ máy 60 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải Vì (15% - 23%)SdmF = (15% - 23%).75 = (11,25 17,25) Nên UUFMax = 21.176 >(11,25 17,25) Cần góp phía hạ áp Dự trữ quay hệ thống Sdp= 100 MVA.Ta ghép chung hai máy phát với máy biến áp Sbộ = 2.75 = 150 MVA > Sdp ht = 100 MVA Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang nhà máy điện Từ nhận xét ta đề xuất số phơng án nh sau: Phơng án I: SVHT F1 ST max F4 F3 F2 Hình 2-1: Sơ đồ nối điện phơng án Phơng án II: SVHT F2 F3 ST max F4 F1 Hình 2-2: Sơ đồ nối điện phơng án II II.2.Chọn máy biến áp cho phơng án II.1.1.Chọn công suất máy biến áp Máy biến áp (mba) thiết bị quan trọng hệ thống điện.Tổng công suất máy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất máy phát điện Chọn mba nhà máy điện loại , số lợng , công suất định mức hệ số biến áp MBA đợc chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn điều kiện bình thờng xảy cố nặng nề Nguyên tắc chung để chọn mba trớc tiên chọn SđmB lớn công suất cực đại qua biến áp điều kiện làm việc bình thờng , sau kiểm tra lại điều kiện cố có kể đến hệ số tải mba Xác định công Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang nhà máy điện suất thiếu hệ thống phải nhỏ dự trữ quay hệ thống Ta lần lợt chọn mba cho phơng án Giả thiết máy biến áp đợc chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môi trờng nơi lắp đặt nhà máy điện Do không cần hiệu chỉnh công suất định mức chúng theo nhiệt độ Phơng án I: Máy biến áp B1 B2 (MBA bộ) Máy biến áp B1, B2 đợc chọn máy biến áp hai cuộn dây với điều kiện: SđmB SđmF - S tdMax 21 = 75 = 69.75 ( MVA) n (n- số máy phát) Vậy ta chọn loại máy biến áp có thông số nh bảng 2-1 sau: Bảng 2-1 MBA Sđm MVA UCđm (KV) UHđm (KV) BI(T) 75 35 10,5 B2(T) 75 110 10,5 PO (KW) 135 165 PN (KW) 400 400 UN% IO% 8.5 2.5 10.5 MBA cuộn dây cấp điện áp 110/35/10 Kv S max Thua n1 Min n1 max = S dmF SUF + STD = 2.75 12.706 + 21 = 63.397( MVA) n (n1- số máy phát nối vào thanhg góp máy phát) max S dmB S Thua = 63,937 ( MVA) Chọn máy TTH có S = 75(MVA) Giá 70.103.40.103 Đồng Bảng 2-2 Sđm MVA UCđm (KV) UTđm (KV) UHđm (KV) 75 121 38.5 15.75 PO (KW) 210 PNCH (KW) 450 IO% UN % (CT) UN % (CH) UN % (TH) 11.5 21 Vơí MBA 3cuộn dây PNC = PNT = PNH = PNCH Kiểm tra cố +) Hỏng bên trung 2kscqt SdmLL STMax 2.1,4.75 =210 141.176 +)MBALL- phân bố công suất Max SCT = ST S dmll 141,176 = 70.59 75 max sTD S H 60.75 68.2 S = S S CH dmF UF n S = S S S 60.75 70.59 = 9.84 21.176 CH CT H CC Công suất thiếu SThiếu = (SVHT +SUC) -(Sbộ +SCC) = 119,824 -69,75 +9,84 =59,914(MVA) SThiếu Sdự trữ HT = 100 (MVA) Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang nhà máy điện Phơng án II: Máy biến áp B1 B2 (MBA bộ) Máy biến áp B1, B2 đợc chọn máy biến áp hai cuộn dây với điều kiện: SđmB SđmF - S tdMax 21 = 75 = 69.75 ( MVA) n Vậy ta chọn loại máy biến áp có thông số nh bảng 2-3 sau: Bảng 2-3 MBA Sđm MVA UCđm (KV) UHđm (KV) BI(T) 75 35 10,5 B2(T) 75 35 10,5 PO (KW) 135 135 PN (KW) 400 400 U N% IO% 8.5 2.5 8.5 2.5 MBA liên lạc - góp n1 Min n1 max max SThua = S dmF SUF + STD = 2.75 12.706 + 21 = 63.397( MVA) n (n1- số máy phát nối vào thanhg góp máy phát) max S dmB S Thua = 63,397 Chọn máy TTH có S = 75(MVA) Giá 70.103.40.103 Đồng Bảng 2-4 Sđm MVA UCđm (KV) UTđm (KV) UHđm (KV) PO (KW) PNCH (KW) IO% UN % (CT) 75 121 38.5 15.75 210 450 11.5 UN % (CH ) 21 UN % (TH) Với MBA 3cuộn dây PNC = PNT = PNH = PNCH Kiểm tra cố +) Hỏng bên trung 2kscqt SdmTN STMax -Sbộ 2.1,4.75 =210 141.176 -69,75 =71.426 +)MBALL - phân bố công suất Max SCT = ST Sbo S dmll 141,176 69,75 = 0.838 75 max 1 sTD S H 60,75 68.2 S = S S CH dmF UF 2 n S = S S S 60,75 0.838 = 59,912 CH CT H CC Công suất thiếu SThiếu = (SVHT + SUC) -(Sbộ+ SCC) = 119,824 -69,75 59,912 = -9,838(MVA) SThiếu Sdự trữ HT = 100 (MVA) Tính tổn thất điện máy biến áp Phân bố công suất cho MBA +)Sơ đồ (máy phát - mba) cho mang tải phẳng thừa thiếu lại MBA liên lạc đảm nhận Phân bố công suất máy BALL +)Phơng án I SCT = 12(SUT(t) - SBộ) Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 10 nhà máy điện Bảng 5-2 Cấp Đ/áp (KV) Đại lợng tính toán Icb KA IN KA Ixk KA 110 0,629 7,88 19,8 35 2,33 24,43 10 5,77 27,83 II.2 Đại lợng định mức Loại dao cách ly Uđm KV Iđm A Ildd KA Inh/tnh KA/s PH-110/1000 110 1000 80 15/10 62,15 PH-35/3200Y 35 3200 128 50/4 70,85 PBK-20/7000 20 7000 250 75/10 Chọn dẫn góp Để nối điện từ cực máy phát lên máy biến áp ta dùng dẫn cứng, phía hạ áp ta dùng dẫn mềm II.2.1 Chọn dẫn cứng a Chọn tiết diện dẫn Nh xác định phần tính toán dòng điện cỡng ta có dòng điện làm việc cỡng mạch máy phát là: Icb = 5,77 KA Giả thiết nhiệt độ lâu dài cho phép dẫn đồng cp = 75oc, nhiệt độ môi trờng xung quanh o= 35oc, nhiệt độ tính toán 25 oc Từ ta có hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ là: Khc = cp ' cp = 75 35 = 0.89 75 25 Tiết diện dẫn cứng đợc chon theo dòng điện lâu dài cho phép I 5,77 cb Icb < Icp ì Khc I cp > k = 0.89 = 6,48( KA.) hc Chọn dẫn đồng tiết diện hình máng quét sơn Bảng5-3 Kích thớc (mm) Tiết diện cực (mm2) h b c R 150 65 10 Mômen trở kháng cm Một 2ì1785 Wx-x 74 Hai Wy-y wyo yo 14,7 167 Dòng điện cp hai 7000 Tiết diện dẫn hình máng sứ đỡ : Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 33 nhà máy điện Hình 5-1: Tiết diện hình máng sứ đỡ b Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch Đối với dẫn có dòng cho phép Icp = 5770 A > 1000 A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt c Kiểm tra ổn định động Lấy khoảng cách pha a = 60 cm, sứ L = 200 cm Xác định lực tính toán tác dụng lên dẫn chiều dài khoảng vợt l 200 Ftt = 1,76 ì 10 ì ì i xk2 = 1,76 ì 10 ì ì (70,85.10 ) = 294 ,5( KG.) a 60 Mômen uốn tác dụng lên nhịp dẫn F ì L 294,5.200 M= = = 5890 ( KGcm ) 10 10 ứng suất tác dụng xuất tiết diện dẫn M 5890 t = = = 35,27 ( KG / cm ) W yo yo 167 Xác định khoảng cách miếng đệm Lực điện động pha đơn vị dài 1cm nh sau: f = 1,684.I (3) N 10 (KG/cm) h1 = 1,684.( 27,83.10 ) Khoảng cách lớn là: l max = 10 = 1,738(KG/cm) 15 12 ì W y y ( cp t ) f2 Với: cp đồng là: 1400 KG/cm l max = 12 ì 14,7(1400 35,27 ) = 372,18(cm) 1,738 Vậy dẫn chọn hoàn toàn thỏa mãn điều kiện Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 34 nhà máy điện II.2.2 Chọn sứ đỡ cho dẫn cứng ' H Sứ đợc chọn cần thõa mãn điều kiện: F = Ftt ì 0.6 ì F ph H Với: Ftt lực tính toán khoảng vợt dẫn H: chiều cao sứ H: chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm dẫn, H= H +h/2 h: chiều cao dẫn Fph: lực phá hoại định mức sứ Vậy điều kiện sứ đỡ phải thõa mãn là: ' tt Ftt ì H ' F ph 0.6 H Với sứ nhà chọn loại 0P-10-3000Y3 có thông số sau Bảng 5- Loại sứ 0P-10-3000Y3 Uđm( KV) 10 H( mm) 150 Fph (KG) 3000 Vớí dẫn chọn h = 150 mm ta có : 150 294,5 150 + F ph = 3000 = 736,25 ( KG ) 0.6 ì 150 Vậy sứ chọn hoàn toàn thỏa mãn điều kiện II.2.3 Chọn dây dẫn mềm Dây dẫn mềm đợc chọn dựa vào dòng điện làm việc lâu dài cho phép a Dây dẫn từ máy biến áp lên góp cao áp U = 110KV Dòng điện làm việc lâu dài cho phép (Icb = 0,629 kA) I 0,629 I cp = cb = = 0,707 KA k hc 0,89 Với Icp= 0,707 KA ta chọn loại dây ACO- 400 có Icp = 825 A, đờng kính dây dẫn 33,1 mm đặt ba đỉnh tam giác với khoảng cách hai pha D = m Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Tiết diện nhỏ đảm bảo ổn định nhiệt cấp điện áp 110 KV Fmin = BN C F Với BN: xung lợng nhiệt ngắn mạch, BN = 37,23.10 6A2s C: số phụ thuộc vào nhiệt độ dây dẫn với dây dẫn ACO có C =90 ( A s2 ) mm Fmin = 37,23 ì 10 = 63,08 (mm ) F = 600 mm 90 Kiểm tra điều kiện vầng quang Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 35 nhà máy điện Tiết diện chọn phải thõa mãn điều kiện: U vq = 84 ì m ì r ì lg D U dm r Trong đó: m: hệ số xét đến độ không nhẵn bề mặt dây dẫn, m = 0,85 r: bán kính dây dẫn D: khoảng cách pha dây dẫn ba pha đặt đỉnh tam giác 3,31 700 U vq = 84 ì 0,85 ì ì lg = 310,34 KV 110 KV 3,31 2 Vậy tiết diện chọn thõa mãn điều kiện vầng quang b Chọn góp cao áp: Thanh góp cấp 110kv đợc chọn giống nh dây dẫn mềm nối từ máy biến áp đến góp cao có tiết diện ACO-600 Chọn kháng điện cáp cho phụ tải địa phơng II.2.4 Chọn cáp điện lực Phụ tải địa phơng gồm đờng dây kép, hộ 1,5 MW cung cấp đờng dây dài 1,5 km Với cos = 0.85 Do dòng điện làm việc bình thờng qua cáp là: Pdp 1,5 ì 10 I lvbt = = = 97,03 ( KA) ì U dm ì cos ì 10.5 ì 0.85 Ta có: Icb = 2.Ilvbt = 194,06 A Từ đồ thị phụ tải địa phơng ta có thời gian sử dụng công suất cực đại nh sau: Tmax = P ìt i Pmax i ì 365 = 10,8.8 + 18.4 + 16,2.6 + 14,4.6 365 = 6935 (h) 18 Dùng cáp lõi nhôm có mật độ dòng điện là: Jkt = 1,2 A/mm2 Tiết diện cáp đợc chọn theo mật độ dòng kinh tế S kt = I lvbt 97,03 = = 80,86(mm ) J kt 1,2 Nh ta chọn cáp pha nhôm đặt đất có tiết diện 120 mm2 có Icp = 210 A Kiểm tra phát nóng lâu dài cáp Khi nhiệt độ đất 25oc hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ cáp K1 = 60 25 = 0,88 60 15 Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song Cáp đặt cách 300 mm K2= 0,93 Dòng điện cho phép lâu dài cáp nhiệt độ đất 25oc là: Icp = K1ìK2ìIcp = 0,88ì0,93ì210 = 171,86 A Giả thiết cáp tải 30% Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 36 nhà máy điện Kqt ì Icp= 1,3ì 171,86 = 223,4 (A) > Icb = 194,06(A) Vậy cáp chọn thõa mãn điều kiện II.2.5 Chọn kháng điện Điện kháng điện kháng đờng dây đợc chọn xuất phát từ điều kiện hạn chế dòng ngắn mạch hộ tiêu thụ điện để chọn đợc máy cắt hợp lý, cáp có tiết diện thích hợp ổn định nhiệt a,Theo chơng I Iđã chọn đợc kháng phân đoạn phát là: PA-10-2500-12 có: Iđm=2500A ;xk%=12%;iôdđ =45,5 KA; iôdn =33 KA b, Chọn kháng điện cho phụ tải địa phơng Dòng cỡng qua kháng dòng phụ tải địa phơng max, ta chọn hai kháng cho hai nhánh địa phơng, dòng cỡng dòng cố kháng : S dp max 21,18 I cb = = = 1,16KA ì U dm ì 10,5 Ta chọn loại kháng điện kép PbAC-10-2ì2000-10 có Iđm = 2000 A Ta có sơ đồ phân bố phụ tải cho kháng nh hình 5-1 sau: K1 K2 MC1 N1 34đơnkép 34 đơnkép C1 MC2 tc =0,2s Icdm =20KA N2 C2 Hình 5-1: Sơ đồ phân bố phụ tải cho kháng a Xác định Xk% Xk% đợc chọn theo hai điều kiện sau : Xk% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch N để chọn máy cắt đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp tức là: IN7 min{ Ic1đm, Inhc1} Xk% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch N để chọn máy cắt đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp tức là: IN8 min{ Ic2đm, Inhc2} Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 37 nhà máy điện Trong dòng điện ổn định nhiệt đợc xác định theo công thức FC I nh = F: Tiết diện cáp, CAl= 90A2s tc Chọn F2= 150 mm , tc2= 0,7 s I nh 150.90.103 = = 16,14 KA 0,7 Ic2đm= 20 KA Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch hình 5-2: chọn S cb= 1000MVA ngắn mạch N6 có dòng ngắn mạch theo tính : IN6 = 45,89 (KA) XHT Ta có: XC1 XK N4 N5 XC2 N6 Hình 5-2: Sơ đồ thay ngắn mạch s cb 1000 X HT = = = 1,2 ì U cb ì I N ì 10,5 ì 45,89 S cb 1000 = , 08 ì , ì = 1,08 U cb2 10,5 Dòng điện ổn định nhiệt cáp là: X C1 = X o ì l ì I nhc1 F1C 150 ì 90.103 = = = 13,5 KA tc1 Điện kháng tổng là: X = S cb 1000 = = 3,4 3.U cb I nh ì 10,5 ì 16,14 XK = X - XHT - XC1 = 3,4 1,2 1,08 = 1,12 Điện kháng XK% là: I X K % = X K ì dmK 100% = 1,12 ì 100% = % 1000 I cb 3.10,5 Chọn kháng kép loại PbAC-10-2ì2000-6 có Iđm = 2000 A ,XK% = % II.2.6 Chọn máy cắt hợp phụ tải máy phát Để chọn máy cắt hợp phụ tải địa phơng ta tính dòng ngắn mạch N7 XHT= 1,2 1000 XK = X K % I cb 10 ì = ì 100 I dm 100 3.10,5 = 2,75 Điện kháng tính toán: Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 38 nhà máy điện X tt = ( X HT + X K ) ì S ( HT + NM ) S cb = (1,2 + 2,75) ì 1240 = 4,9 > 1000 Dòng ngắn mạch N7: S ( HT + NM ) 1240 I N" = ì = ì = 13,91(kA) X tt 4,9 ì 10,5 3U Dòng xung kích N7: i xk = ì k xk ì I N" = ì 1,8 ì 13,91 = 35,42 KA Dựa vào dòng điện làm việc cỡng cố kháng điện 1,16 kA IN7= 17,91 kA, ixk= 35,42 kA ta chọn máy cắt không khí có thông số nh bảng 5-6: Bảng5-5 Loại MC M-10-750 Uđm(KV) 10 Iđm(A) 3000 Icđm(KA) Iđđm(KA) 43,3 120 Máy cắt có dòng định mức > 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt máy cắt II.3 Chọn máy biến áp đo lờng máy biến dòng II.3.1 Sơ đồ nối BU BI với dụng cụ đo Sơ đồ nối BU,BI với dụng cụ đo nh sau: Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 39 F HOM-10 A B C TWA A V A A f W WAR W Wh VAR h abc nhà máy điện II.3.2 - Chọn máy biến điện áp (BU) * Điều kiện chọn Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 40 nhà máy điện Dụng cụ phía thứ cấp công tơ nên dùng máy biến điện áp nối dây theo hình 2xHOM-10 - Điện áp :UđmBU = Umạng=10 kV - Dòng điện : Icb = 2783 A Phụ tải biến điện áp:là tổng công suất đồng hồ đo lờng nối vào mạch thứ cấp BU, loại đồng hồ đo lờng ghi bảng 5-7 sau: Bảng 5-7 Dụng cụ mắc vào BU Kiểu Vôn mét Oát mét tác dụng Oát mét phản kháng Oát mét tự ghi Tần số kế Công tơ Ctơ phản kháng B-2 -341 -342/1 H-348 H-348 -670 WT-672 Phụ tải AB P(W) Q(VAR) 7,2 1,8 1,8 8,3 8,3 0,66 1,62 0,66 1,62 Tổng 20,4 Biến điện áp AB 3,24 1,8 1,8 8,3 6,5 0,66 0,66 1,62 1,62 19,72 3,24 S2 = 20,42 + 3,242 =20,7 VA cos = Biến điện áp BC Phụ tải BC P(W) Q(VAR 20,4 =0,98 20,7 S2 = 19,722 + 3,242 =19,9 VA cos = 19,72 =0,99 19,9 Vậy chọn BU loại pha HOM-10 có công suất định mức=50 VA/1BU Chọn dây dẫn nối từ BU đến đồng hồ đo Xác định dòng dây dẫn a,b,c Ia = S ab 20,7 = =0,207 A U ab 100 Ic = Sbc 19,9 = =0,199 A U bc 100 Coi Ia = Ic =0,2 A cosab= cosbc =1 => Ib = 3.0,2 =0,34 Điện áp giáng dây a b U = (Ia + Ib).r = (Ia + Ib) l S Giả sử khoảng cách đặt đồng hồ đo tới BU 50m dùng dây dẫn đồng hồ có = 0,0175 mm2/m; U = 0,5% Vậy tiết diện dây dẫn là: S ( I a + I b ). l (0,34 + 0,2).0,0175.50 = =0,945 mm2 0,5 U Ta chọn dây dẫn ruột đồng bọc cách điện PVC tiết diện 1,5 mm2 II.3.3 Chọn máy biến dòng điện (BI) * Điều kiện chọn: Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 41 nhà máy điện - Sơ đồ nối dây: Mắc hình đặt pha - Điện áp định mức UđmBI Uđm mạng=10 kV - Dòng điện định mức sơ cấp IđmBI Icb = 4330 Phụ tải thứ cấp: Tơng ứng với cấp xác, biến dòng có phụ tải định mức ZđmBI=1,2 Để đảm bảo độ xác yêu cầu, tổng phụ tải thứ cấp Z (kể dây dẫn) Không đợc vợt phụ tải định mức: Z2 = Zdc + Zdd ZđmBI Trong đó: Zdc Tổng phụ tải dụng cụ đo Zdd Tổng trở dây dẫn Công suất tiêu thụ cuộn dây dụng cụ đo lờng Pha A pha C mang tải nhiều S = 26 VA Bảng 5-8 Tên dụng cụ đo Am pe mét Oát kế tác dụng Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Ký hiệu -302 -341 -342/1 -33 -670 -672 Pha A 0,1 5 10 2,5 2,5 26,1 Tổng Zdc = S I dm = Phụ tải (VA) Pha B Pha C 1 5 10 2,5 2,5 5,1 22,1 26 =1,04 52 Chọn dây dẫn đồng giả thiết chiều dài dây dẫn l = ltt = 30 m Tiết diện dây dẫn ltt 30.0,0175 S = Z Z = =3,27 mm2 dm , , 04 dc Chọn dây dẫn ruột đồng cách điện PVC có S = 4mm2 Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 42 nhà máy điện CHƯƠNG vi Sơ đồ tự dùng chọn thiết bị tự dùng II.4 Sơ đồ nối điện tự dùng Điện tự dùng phần điện không lớn nhng lại giữ phần quan trọng trình vận hành nhà máy điện Điện tự dùng nhà máy điện chia làm hai phần: Cung cấp cho máy công tác đảm bảo tuabin tổ máy Cung cấp cho máy công tác phục vụ chung, không liên quan trực tiếp đến lò tuabin nhng lại cần thiết cho làm việc nhà máy Chọn sơ đồ tự dùng theo kinh tế đảm bảo cung cấp điện liên tục Đối với nhà máy điện thiết kế dùng hai cấp điện áp tự dùng 6kv 0.4kv nối theo sơ đồ biến áp nối tiếp, với biến áp dự trữ lấy điện từ phía cuộn hạ MBA phía máy phát II.5 Chọn máy biến áp tự dùng II.5.1 Chọn máy biến áp cấp Chọn máy công tác có công suất thõa mãn điều kiện sau: S dmB1 1 ì S td max = ì 21 = 5,25 MVA 4 Máy biến áp dự trữ bậc không dùng thay máy biến áp công tác sửa chữa mà cung cấp cho hệ thống tự dùng trình hoạt động dừng lò Do công suất cần chọn là: 1,5 ì ì Std max = 1,5 ì 5,25 = 7,875 MVA Vậy ta chọn máy biến áp T HC-1000/10,5 có thông số bảng 6-1: Bảng: 6-1 Sđm,KVA 10000 điện áp Cao 10,5 Hạ 6,3 Tổn thất,KW PO 12,3 PN 85 UN% 14 IO% 0,8 II.5.2 Chọn máy biến áp cấp Máy biến áp cấp cung cấp cho động 380/220V chiếu sáng Giả thiết phụ tải chiếm 10% công suất phụ tải cấp Khi ta chọn công suất máy là: 10 S dmB ì 5,25 ì 10 = 525 KVA 100 Ta chọn loại máy biến áp TC3-630/10 có thông số nh bảng 6-2: Bảng 6-2 Sđm,KVA 630 điện áp Cao Hạ 0.4 Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Tổn thất,KW PO PN 7,3 UN% 5.5 IO% 1,5 Trang 43 nhà máy điện II.6 Chọn khí cụ điện tự dùng II.6.1 Chọn máy cắt phía hạ áp máy biến áp tự dùng cấp Để chọn máy cắt hợp ta tính dòng điện ngắn mạch N dới máy biến áp tự dùng cấp 1, với nguồn cung cấp HT NM Ta có sơ đồ tính ngắn mạch nh hình 6-1 XB XHT N6 N7 Hình 6-1: Sơ đồ thay ngắn mạch 1000 X HT = XB = 10,5 = 1,1 45,98 I cb = I N" U N % S cb 14 1000 ì = ì = 14 100 S dmB 100 10 Điện kháng tính toán: X tt = ( X HT + X K ) ì S ( HT + NM ) S cb = 1300 ì (1,1 + 14) = 19,63 > 1000 Dòng ngắn mạch N7: S ( HT + NM ) 1300 I N" = ì = ì = 6,07 KA X tt ì U 19,63 ì 6,3 Dòng xung kích N7: i xk = ì k xk ì I N" = ì1,8 ì 6,07 = 15,45 KA S dmB 10000 = 916 ( A) 3ìU ì 6,3 Vậy ta chọn loại máy cắt điện dầu có thông số nh bảng 6-3 sau: Bảng 6-3 Dòng điện làm việc cỡng I cb = Loại MC BM -10-1000-20 Uđm,KV 10 = Iđm,A 1000 Icđm,KA 20 Iđ.đm,KA 64 II.6.2 Chọn máy cắt phía cao áp máy biến áp tự dùng cấp Ta chọn máy cắt có thông số bảng 6-4 sau: Bảng 6-4 Loại MC M Uđm,KV 20 Iđm,A 9500 Icđm,KA 100 Iđ.đm,KA 300 III.3.3.Chọn Aptoamt phía áp 0,4KV Aptomat có thông số sau :Uđm= 400V Iđm = 1000 3.0,4 = 1443,4 A Dòng ngắn mạch điểm N8 : XHT =1,1+14 = 15,1 Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 44 nhà máy điện XB = U N % S cb 5,5 1000 ì = ì = 87,3 100 S dmB 100 0,63 Điện kháng tính toán: X tt = ( X HT + X K ) ì S ( HT + NM ) S cb = 1300 ì ( 15,1 + 87,3) = 133,2 > 1000 Dòng ngắn mạch N8: S ( HT + NM ) 1300 I N" = ì = ì = 14,08KA X tt ì U 133,2 ì 0,4 Dòng xung kích N8: i xk = ì k xk ì I N" = ì 1,8 ì 14,08 = 35,84 KA III.3.4 Chọn máy biến áp a.Dự phòng 6,3KV S BAdp = (1 ữ 1,6) S dmB = (1 ữ 1,6) ì 10 = (10 ữ 16) MVA Sử dụng máy biến áp dự phòng Chọn máy THC_16 MVA b.Máy biên áp 0,4KV Chọn máy biến áp có công suất100 KVA với số máy n: (10 ữ 15 0 ) 21 = (2,1 ữ 3,15) n = 1000 Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 45 nhà máy điện MBA dụ phòng 6,3 KV 6,3 /0,4KV 0,4 KV Sơ đồ điện tự dùng nhà máy Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 46 nhà máy điện SO ? N? I I?N NH MY NHI?T I?N L? kộp L? kộp BVSLTG BV uũng dõy BV ph? o lu?ng BVSLTG BV uũng dõy BV ph? du?ng dõy 110KV 35 KV BV so l?ch TG BV so l?ch MBA BV ph? o lu?ng BV I0 BV so l?ch MBA BV so l?ch TG 35Kv BV I0 BV so l?ch TG BV mỏy c?t BV so l?ch TG D? phũng Ch?ng ch?m d?t pha BV quỏ dũng o lu?ng BV so l?ch MF MF MF BV so l?ch MF-MBA BV I BV so l?ch MF-MBA BV I BV so l?ch MF BV so l?ch MF M AX MF kộp + 3don MAX MF BV so l?ch MF-MBA BV I MAX BV so l?ch MF D? phũng 6Kv 6Kv 0,4Kv D? phũng 0,4Kv GV HD NGUY?N H? U KHI SINH VIấN PH? M TRUNG THANH L? P C-HTI ? I H? C BCH KHOA H N? I Sinh viên:Phạm Trung Thanh Lớp: HTĐI -Đại Học Bách Khoa Hà Nội SO ? N? I I?N NH MY NHI?T I?N Trang 47