THIẾT KẾ MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Đồ án thiết kế nhà máy điện MỤC LỤC CHƯƠNG : THIẾT KẾ MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 1) Chọn Máy phát điện Theo phụ lục2 trang 99 tra máy phát điện CB – 505/190 – 16T có thông số sau: 2) Sdm Pdm (MVA) (MW) 66,7 60 Cos ϕ 0,9 Udm Idm (kV) (kA) 11 3,5 Xd” 0,14 Tính toán phụ tải điện áp máy phát Pmax = MW ; cosϕ = 0,85 P ma → S ma = cos ϕ = 0,85 = 8,24 MVA Bảng biến thiên phụ tải khoảng thời gian 8÷1 16÷1 t 0÷4 4÷6 6÷8 10÷12 12÷14 14÷16 CS 18÷2 20÷22 22÷24 P% 80 80 80 70 70 80 90 100 90 90 80 P(M W) 5,6 5,6 5,6 4,9 4,9 5,6 6,3 6,3 6,3 5,6 S(MVA) 6,5 6,5 6,5 5,76 5,76 6,59 7,41 8,24 7,41 7,41 6,59 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện Đồ án thiết kế nhà máy điện 3) Tính toán phụ tải cấp điện áp trung 110kV Pmax = 70 MW ; cosϕ = 0,88 P 70 ma → S ma = cos ϕ = 0,88 = 79,55 MVA Bảng biến thiên phụ tải khoảng thời gian t 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 14÷16 CS 16÷1 18÷2 20÷22 22÷24 P% 90 90 80 80 90 90 100 90 90 80 80 P(M W) 63 63 56 56 63 63 70 63 63 56 56 71,59 79,55 71,59 71,59 63,64 63,64 S(MVA) 71,59 71,59 63,64 63,64 71,59 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện Đồ án thiết kế nhà máy điện 4) Tính toán phụ tải cấp điện áp cao 220kV Pmax = 100 MW ; cosϕ = 0,89 → S max = Pmax cos ϕ = 100 0,89 = 112,36 MVA Bảng biến thiên phụ tải khoảng thời gian 16÷1 18÷2 90 80 80 80 80 90 90 80 80 80 80 101,1 101,1 89,9 89,9 89,9 89,9 t CS 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 14÷16 P% 90 90 90 100 100 90 P(M W) 90 90 90 100 100 S(MVA) 101,1 101,1 101,1 112,4 112,4 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 20÷22 22÷24 Đồ án thiết kế nhà máy điện 5) Tính công suất phát nhà máy điện tổ máy x 60 MW → Công suất tổng : Pnm = x 60 = 300 MW Trong mùa mưa ( 180 ngày ) phát 100% công suất → Tổng công suất phát toàn nhà máy mùa mưa Pnm(mưa) = 300 M W S nm ( m ) = Pnm 300 = = 333,33 MVA cos ϕ nm 0,9 Trong mùa khô ( 185 ngày ) phát 80% công suất → Tổng công suất phát toàn nhà máy mùa khô Pnm(khô) = 300 x 80% = 240 M W S nm ( kh ) = 6) Pnm 240 = = 266,67 MVA cos ϕ nm 0,9 Tính công suất tự dùng nhà máy điện Vì nhà máy thuỷ điện điện tự dùng chủ yếu phục vụ cho phần chung nhà máy, liên quan đến công suất phát tổ máy, phần nhỏ cho tổ máy nên công suất tự dùng nhà máy thuỷ điện tính theo công thức: S td ( t ) = 7) 1,2 300 α 00 PΣ ⋅ ⋅ nm = = 4,39 MVA 100 0,82 100 cos ϕ td Tính công suất phát hệ thống Svht = Snm – ( Suf + Sut + Suc + Std ) Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện Đồ án thiết kế nhà máy điện a) Trong mùa mưa t cs 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 14÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 Snm 333,33 333,33 333,33 333,33 333,33 333,33 333,33 333,33 333,33 333,33 333,33 Suf 6,59 6,59 6,59 5,76 5,76 6,59 7,41 8,24 7,41 7,41 6,59 Sut 71,59 71,59 63,64 63,64 71,59 71,59 79,55 71,59 71,59 63,64 63,64 Suc 101,12 101,12 101,12 112,36 112,36 101,12 101,12 89,89 89,89 89,89 89,89 Std 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 Sht 149,64 149,64 157,59 147,18 139,23 149,64 140,86 159,23 160,05 168,01 168,83 b)Trong mùa khô t cs 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 14÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 Snm 266,67 266,67 266,67 266,67 266,67 266,67 266,67 266,67 266,67 266,67 266,67 Suf 6,59 6,59 6,59 5,76 5,76 6,59 7,41 8,24 7,41 7,41 6,59 Sut 71,59 71,59 63,64 63,64 71,59 71,59 79,55 71,59 71,59 63,64 63,64 Suc 101,12 101,12 101,12 112,36 112,36 101,12 101,12 89,89 89,89 89,89 89,89 4,39 4,39 Std 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 Sht 82,97 82,97 90,93 80,52 72,56 82,97 74,20 92,56 93,39 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 101,34 102,16 Đồ án thiết kế nhà máy điện Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện Đồ án thiết kế nhà máy điện Nhận xét : * Phụ tải cấp điện áp máy phát : - Phụ tải cực đại : Sufmax = 8,24 MVA - Phụ tải cực tiểu : Sufmin = 5,76 MVA Phụ tải cấp điện áp máy phát gồm lộ kép phụ tải cấp lộ đơn phụ tải cấp * Phụ tải cấp điện áp trung : - Phụ tải cực đại : Sutmax = 79,55 MVA - Phụ tải cực tiểu : Sutmin = 63,64 MVA Phụ tải cấp điện áp trung gồm lộ kép phụ tải cấp Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện Đồ án thiết kế nhà máy điện * Phụ tải cấp điện áp cao : - Phụ tải cực đại : Sucmax = 112,36 MVA - Phụ tải cực tiểu : Sucmin = 89,39 MVA Phụ tải cấp điện áp cao gồm lộ kép phụ tải cấp * Công suất phát hệ thống : - Công suất cực đại : Sht mưamax = 168,83 MVA , Sht khô max = 102,16 MVA - Công suất cực tiểu : Sht mưamin = 139,23 MVA , Sht khô min= 72,56 MVA * Công suất phát toàn nhà máy - Công suất phát toàn nhà máy mùa mưa : S nm(mưa) = 333,33 MVA - Công suất phát toàn nhà máy mùa khô : Snm(kh) = 266,67 MVA Như công suất phát lớn toàn nhà máy chiếm khoảng 333,33 ⋅ 100% = 10% công suất hệ thống ( bao gồm nhà máy) 333,33 + 3000 Như vai trò nhà máy hệ thống lớn CHƯƠNG : LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY I Đề xuất phương án 1) Sufmax = 8,24 MVA Giả sử phụ tải lấy điện đầu cực máy phát → S max uf = 8,24 = 4,12 MVA Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện Đồ án thiết kế nhà máy điện Sđmmf = 66,7 MVA 4,12 → 66,7 ⋅ 100% = 6,18% < 15% → Không cần góp máy phát 2) Lưới phía cao (220kV) lưới phía trung (110kV) lưới trung tính trực tiếp nối đất α = Uc − UT Uc = 220 − 110 = 0,5 220 → sử dụng máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc 3) Sutmax = 79,55 MVA Sutmin = 63,64 MVA Sđmmf = 66,7 MVA → ghép 1-2 MF-MBA cuộn dây lên góp 110 kV 4) STGcaomax = ( Suc + Sht )max = 112,36 + 147,18 = 259,54 MVA STGcaomin = ( Suc + Sht )min = 101,12 + 140,86 = 241,99 MVA Sđmmf = 66,7 MVA → ghép 3-4 MF cấp điện cho góp 220 kV • Vậy ta có phương án nối dây kV kV Phu ong án Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện Đồ án thiết kế nhà máy điện kV kV Phu o ng án kV kV Sdp Phu o ng án 5) Ưu nhược điểm phương án * Phương án 1: - Ưu điểm : • Số lượng MBA máy cắt cao áp • MBA tự ngẫu vừa làm nhiệm vụ liên lạc hai cấp điện áp cao trung vừa làm nhiệm vụ tải công suất máy phát tương ứng lên hai cấp điện áp cao trung Công suát MFĐ – MBA hai dây quấn nối với phía trung áp lớn phụ tải cực tiểu cấp điện áp • • Tổn thất công suất tổn thất điện MBA Khi phụ tải trung cao áp thay đổi, xảy phân bố lại Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 10 Đồ án thiết kế nhà máy điện Momen uốn : M1 = Ftt1 ⋅ l1 203,65 ⋅100 = = 2036,5 kG.cm 10 10 Ứng suất lực tác dụng pha gây M1 2036,5 σ1 = W = = 20,365 kG/cm2 100 y0- y0 Trong Wy0-y0 : Momen chống uốn  Lực tính toán tác dụng lên dẫn pha a x x b −2 ftt2 = 0,254 ⋅ 10 ⋅ ⋅ i xk Trong b : bề dày dẫn ; cm ixk : dòng điện xung kích ngắn mạch pha, kA −2 → ftt2 = 0,254 ⋅ 10 ⋅ 5,5 ⋅ 76,062 = 2,67 kg/cm Ftt ⋅ l f ⋅ l2 = tt 2 12 12 M2 : σ2 = W y- y Momen uốn tác động lên dẫn : M = Ứng suất vật liệu dẫn Trong l2 : chiều dài đoạn dẫn miếng đệm liên tiếp ; cm Wy-y : Momen chống uốn Điều kiện ổn định động dẫn σ = σ1 + σ2 ≤ σcp → l2 ≤ l2max = (σ cp − σ1 ) ⋅ 12 ⋅ Wy- y f tt2 Trong σcp : ứng suất cho phép nhôm = 700 kg/cm Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 53 Đồ án thiết kế nhà máy điện (700 − 20,365) ⋅12 ⋅ 9,5 = 170,35 cm 2,67 → l2 ≤ l2max = = Vì l1 = 100 cm < 170,35 cm nên không cần đệm trung gian → l2 = l1 = 100 cm f tt ⋅ l 22 2,67 ⋅ 100 = = 2225 kG.cm 12 12 2225 = 9,5 = 234,21 kG/cm2 Momen uốn : M2 = M2 σ2 = W y- y σ = σ1 + σ2 = 20,365 + 234,21 = 254,58 ≤ σcp = 700 2) Chọn sứ đỡ dẫn h Ftt Ftt ' H Chọn sứ có thông số Điện áp định Loại sứ mức kV OΦP-2020 750Y3 Kiểm tra ổn định động sứ : Ftt' = Ftt ⋅ Lực phá hoại nhỏ uốn tính, kG Chiều cao , H mm 750 160 H+h ≤ 0,6 ⋅ Fptphahoai H Trong H : chiều cao sứ ; cm h : chiều cao dẫn ; cm Ta có Ftt' = Ftt1 ⋅ H+h 16 + 12,5 = 203,65 ⋅ = 283,2 kG H 16 0,6.Fptpháhoại = 0,6 750 = 450 kG ≤ 0,6 ⋅ Fptphahoai thoả mãn → 3) Chọn dẫn ( góp) mềm cấp điện áp cao trung a) Cấp điện áp cao 220 kV • Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép I”cp = khc Icp ≥ Icb Ftt' Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 54 Đồ án thiết kế nhà máy điện Với khc hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ Khc = θ cp − θ θ cp − θ 0dm = 70 − 35 = 0,88 70 − 25 → Chọn dây AC có thông số Tiết diện chuẩn Al / thép 300/39 Tiết diện mm2 Đường kính mm Dây Lõi dẫn thép Nhôm thép 301 38 24 Điện trở Ω / km Icp A 0,096 690 I”cp = khc Icp = 0,88 690 = 607,2 A > Icb = 443 A • Kiểm tra điều kiện chống phát sinh vầng quang Uvq ≥ Ulươí Uvq = 84 m r.lg a tb , kV r Trong m : hệ số xù xì Với dây AC m = 0,96 r : bán kính dây dẫn, cm atb : khoảng cách trung bình hình học trục dây dẫn, cm V ới pha đặt đỉnh tam giác a tb = a a : khoảng cách pha = 500 cm (với U = 220 kV ) → Uvq = 84 m r.lg 500 a tb 2,4 = 84 0,96 .lg 2,4 = 253,51 kV r Ulươí = Uđm 1,1 = 220 1,1 = 242 kV → Uvq ≥ Ulươí ( thoả mãn ) b) Cấp điện áp cao 110 kV • Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép I”cp = khc Icp ≥ Icb Với khc hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ Khc = θ cp − θ θ cp − θ 0dm = 70 − 35 = 0,88 70 − 25 → Chọn dây AC có thông số Tiết diện Tiết diện Đường kính chuẩn mm mm Điện trở Icp A Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 55 Đồ án thiết kế nhà máy điện Al / thép 240/32 Nhôm thép 244 31,7 Dây dẫn Lõi thép Ω / km 21,6 7,2 0,118 610 I”cp = khc Icp = 0,88 610 = 536,8 A > Icb = 418 A • Kiểm tra điều kiện chống phát sinh vầng quang Uvq ≥ Ulươí Uvq = 84 m r.lg a tb , kV r Trong m : hệ số xù xì Với dây AC m = 0,96 r : bán kính dây dẫn, cm atb : khoảng cách trung bình hình học trục dây dẫn, cm V ới pha đặt đỉnh tam giác a tb = a a : khoảng cách pha = 300 cm (với U = 110 kV ) → Uvq = 84 m r.lg 300 a tb 2,16 = 84 0,96 .lg 2,16 = 212,82 kV r Ulươí = Uđm 1,1 = 110 1,1 = 121 kV → Uvq ≥ Ulươí ( thoả mãn ) 4) Chọn BU, BI a) Chọn BU • Cấp điện áp 220 kV Chọn máy biến điện áp pha kiểu HK Φ–220–58 nối dây theo sơ đồ Y0/Y0/∠ có thông số Loại máy Cấp điện áp kV Điện áp định mức, V Công Cuộn thứ Cuộn sơ Cuộn thứ suất định cấp cấp cấp phụ mức VA HK Φ– 220 220000/ 100/ 100 400 220–5 Cấp xác BU 0,5 • Cấp điện áp 110 kV Chọn máy biến điện áp pha kiểu HK Φ–110–58 nối dây theo sơ đồ Y0/Y0/∠ có thông số Loại máy Cấp điện áp kV Điện áp định mức, V Công Cuộn thứ Cuộn sơ Cuộn thứ suất định cấp cấp cấp phụ mức VA Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 56 Đồ án thiết kế nhà máy điện HK Φ–110– 110 110000/ 100/ 100/3 400 Cấp xác BU 0,5 • Cấp điện áp 10,5 kV Vì phụ tải máy biến điện áp dụng cụ đo lường nên dùng hai máy biến điện áp pha nối dây kiểu V/V nối vào đầu cực để lấy điện áp dây AB BC Các dụng cụ đo lường sử dụng qua máy biến điện áp cho bảng sau Phụ tải ab Phụ tải ab Thứ tự Tên đồng hồ Ký hiệu P(W) Q(Var) P(W) Q(Var) Vôn kế 3B2 7,2 Tần số kế Д 344 6,5 Oát kế tác dụng Д 341 1,8 1,8 Oát kế phản Д 342/1 1,8 1,8 kháng Oát kế tự ghi Д 33 8,3 8,3 Công tơ tác dụng ИT 0,66 1,62 0,66 1,62 Công tơ phản ИTP 0,66 1,62 0,66 1,62 kháng 20,4 19,7 Tổng cộng 3,24 3,24 2 Phụ tải biến điện áp ab Sab = Pab + Q ab = 20,42 + 3,24 = 20,68 VA cos ϕ ab = Pab 20,42 = = 0,99 S ab 20,68 Phụ tải biến điện áp bc Sbc = Pbc + Q bc = 19,72 + 3,24 = 19,98VA cos ϕ bc = Pbc 19,72 = = 0,99 S bc 19,98 Máy biến điện áp chọn phải thoả mãn điều kiện Sdc = ( ΣPdc ) + ( ΣQ dc ) ≤ Sđm → Phải chọn máy có Sđm ≥ 20,68 VA VÌ phụ tải máy biến điện áp dụng cụ đo lường nên ta dùng máy biến điện áp pha nối dây kiểu V/V kiểu HOM - 10 có thông số Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 57 Đồ án thiết kế nhà máy điện Loại máy Cấp điện áp kV HOM -10 10 Điện áp định mức, V Cuộn sơ Cuộn thứ cấp cấp 10500 Công suất định mức VA 100 75  Máy biến điện áp vừa chọn phải thoả mãn UBUđmsc ≥ Uđmlưới UBUđmsc = Uđmlưới = 10,5 kV (tm)  Cấp xác BU 0,5  Chọn dây dẫn nối từ BU đến dụng cụ đo Xuất phát từ điều kiện tổn thất điện áp cho phép ∆U ≤ ∆Ucp (Vì có công tơ mạch thứ cấp nên ∆Ucp = 0,5%) Giả sử độ dài từ BU đến dụng cụ đo lường l = 60m Dòng điện pha a, b, c với giả thiết cosϕab = cosϕbc = S ab 20,68 S bc 19,98 → Ia = U = = 0,2068 A 100 ab → Ic = U = = 0,1998 A 100 bc Để đơn giản ta coi Ia = Ib = 0,2 A ⋅ ⋅ ⋅ Ib = Ic + Ia → Ib = Ia = 0,2 = 0,346 A Trị số điện áp giáng dây dẫn pha a b ∆U = ( I a + I b ) ⋅ ρ Cu ⋅ l ≤ ∆Ucp = 0,5 F Chọn dây đồng có ρCu = 0,0175 Ω.mm2/m F : Tiết diện dây , mm2 ρ Cu → F ≥ ( I a + I b ) ⋅ ∆U ⋅l cp = ( 0,2 + 0,346) ⋅ 0,0175 ⋅ 60 = 1,147 mm2 0,5 Để đảm bảo độ bền ta chọn dẫn đồng có bọc cách điện có tiết diện Fdd = 1,5 mm2 b) Chọn BI Các máy biến dòng điện kèm với mạch máy cắt có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ Rơle Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 58 Đồ án thiết kế nhà máy điện • Cấp điện áp 220 kV BI chọn phải thoả mãn điều kiện sau  UđmBI ≥ Uđmlưới  IđmscBI ≥ Icb  Thoả mãn điều kiện ổn định động ổn định nhiệt → Ta chọn BI có thông số sau Iđm, A Cấp Phụ tải Uđm Loại máy định mức, Thứ kV Sơ cấp xác Ω cấp TΦH–220–3T 220 1200 0,5 50 I1đđ kA 108 UđmBI ≥ Uđmlưới = 220 kV IđmscBI = 1200 A ≥ Icb = 443 A Iđmsc = 1200 A > 1000 A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Ổn định động I1đđ = 108 kA > Ixk = 18,786 kA • Cấp điện áp 110 kV → Ta chọn BI có thông số sau Iđm, A Cấp Phụ tải Uđm Loại máy định mức, Thứ kV Sơ cấp xác Ω cấp kđđm TΦH–110M 110 1500 0,5 20 75 UđmBI ≥ Uđmlưới = 110 kV IđmscBI = 1500 A ≥ Icb = 418 A Iđmsc = 1500 A > 1000 A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Ổn định động I1đđ = ⋅ kđđm I1đm = ⋅ 75 1500 = 159,1 kA > Ixk = 18,786 kA • Cấp điện áp 10,5 kV Các BI đặt pha nối theo sơ đồ Vì công tơ đặt sau BI có cấp xác 0,5 nên BI chọn có cấp xác 0,5 BI chọn theo điều kiện  UđmBI ≥ Uđmlưới = 10,5 kV  IđmscBI ≥ Icb = 3851 A →Ta chọn BI có thông số Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 59 Đồ án thiết kế nhà máy điện Iđm, A Uđm Loại máy Thứ kV Sơ cấp cấp TШΛ–20-1 20 8000 Các dụng cụ đo lường nối vào BI Thứ tự Tên dụng cụ Ampe kế Cấp xác Phụ tải định mức, Ω 0,5 1,2 Ký hiệu 3-302 Phụ tải (VA) A B C 1 Oát kế tác dụng Д 341 Oát kế phản Д 342/1 kháng Oát kế tự ghi Д 33 10 Công tơ tác dụng Д-670 2,5 Công tơ phản ИT-672 2,5 kháng Tổng cộng 26 Pha A pha C BI mang tải nhiều Smax = 26 VA 5 10 2,5 2,5 26 Chọn dây dẫn nối từ BI đến dụng cụ đo  Giả sử khoảng cách từ BI đến dụng đo lường l = 50m Để sai số BI không vượt giá trị cho phép phụ tải thứ cấp BI không vượt phụ tải định mức → Z2 ≤ Z2đm = 1,2 Ω Z2 = ZdcΣ+ Zdd Trong ZdcΣ : Tổng trở dụng cụ đo nối vào phía thứ cấp BI ZdcΣ = S max I dmtc = 26 52 = 1,04 Ω → Zdd = Z2 - ZdcΣ ≤ Z2đm - ZdcΣ =1,2–1,04=0,16 Ω Do điện kháng dây dẫn nhỏ nên coi Rdd = Zdd ≤ 0,16 Ω ρ Cu ⋅ l Rdd = F dd ρ Cu ⋅ l → Fdd = R dd ≥ 0,0175 ⋅ 50 =5,47mm2 0,16 → Chọn dây đồng có bọc cách điện có F=6mm2  Kiểm tra ổn định động BI Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 60 Đồ án thiết kế nhà máy điện Máy BI vừa chọn có sơ cấp dẫn thiết bị phân phối nên ổn định định ổn định động dẫn mạch máy phát Do không cần kiểm tra ổn định động BI Kiểm tra ổn định nhiệt BI ngắn mạch  Iđmsc = 8000 A > 1000 A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt 5) Chọn máy cắt dao cách ly a) Máy cắt chọn giống chọn sơ 220 110 0,443 0,418 Loại máy cắt 3AQ1 3AQ1-FE 10,5 3,851 8BK41 Cấp điện áp,kV Icbmax,kA 245 123 IđmMC,k A 4,000 3,150 12 12,500 UđmMC,kV b) Chọn dao cách ly Dao cách ly chọn phải thoả mãn điều kiện UdmCL ≥ Udmlưới  IdmCL ≥ Icbmax  iđđm ≥ ixk  I2nhđm tnh ≥ BN ( xét IdmCL < 1000 A)  Dựa vào điều kiện ta chọn cách ly Cấp UđmCL,k Icbmax,kA Ixk,kA Loại cách ly U,kV V 18,78 PЛHД220 0,443 220 220П/1000 27,28 110 0,418 PЛHД-110/1000 110 76,06 10,5 3,851 PBK-20/5000 20 6)Chọn kháng đường dây Kháng chọn phải thoã mãn điều kiện : a) UđmK ≥ Uđmlưới = 10,5 kV b)IđmK ≥ Icbmax Icắtdm,kA iđđm,kA 40 31,5 100 80 80 225 IđmCL,kA iđđm,kA 80 80 200 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 61 Đồ án thiết kế nhà máy điện MC cáp • Tính Icbmax qua kháng Vì phụ tải cáp nên ta dùng kháng điện để hạn chế dòng ngắn mạch Phụ tải sau kháng lấy điện từ đầu cực MF máy cắt Phía nguồn dùng cách ly không dùng MC cố ngắn mạch kháng có ngắn mạch khắc phục cố rẻ Mỗi kháng hình thành phân đoạn, có MC liên lạc phân đoạn góp Mỗi đường dây có MC riêng , đồng thời có MC chung dự phòng Phụ tải địa phương cấp điện áp máy phát gồm có: kép x MW x km đơn x 1,5 MW x km Các phụ tải phân bố hình vẽ → I cb = max Pdp ⋅ U dm ⋅ cos ϕ = ⋅ 10,5 ⋅ 0,85 = 0,453 kA → Từ điều kiện a b ta chọn kháng điện đơn cuộn dây nhôm có thông số Uđm Iđm XKđm ∆P1pha Iđđ Inh Loại kháng kV A Ω kA kA kW PbA–10 – 600 10 600 0,29 3,22 43,8 35 c) XK% ≤ X cp K% Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 62 Đồ án thiết kế nhà máy điện • Ngắn mạch N ⋅ I cb x ht S cb 1 → x ht = I " ⋅ I cb = " ⋅ ⋅ U I4 N tb 100 = 53,53 ⋅ = 53,53 5,249 = 0,0981 ⋅ 11 I "N = Chọn sơ cáp nhôm, vỏ PVC có tiết diện tối thiểu F = 70 mm2 Ngắn mạch N5 • Kháng chọn phải hạn chế dòng ngắn mạch không lớn dòng cắt định mức MC đồng thời đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp sau kháng { I "N ≤ I catMC , I nhietcap Inhiệt cáp = } S cap ⋅ C t cat Trong Scáp : Tiết diện cáp, mm2 C : Hệ số, Với cáp nhôm C = 90 tcắt : thời gian cắt dòng ngắn mạch, s Inhiệt cáp : A → Inhiệt cáp = S cap ⋅ C t cat = 70 ⋅ 90 0,7 = 7530 A = 7,53 kA IcắtMC = 21 kA " → I N ≤ min{I catMC , I nhietcap } = min{ 21;7,53} =7,53 kA ⋅ I cb x ht + x k I cb 5,249 tt → x k = " − x ht ≥ 7,53 − 0,0981 = 0,599 I N5 I "N = Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 63 Đồ án thiết kế nhà máy điện I 0,6 dmK → x k % = x k ⋅ I ⋅ 100 ≥ 0,599 ⋅ 5,249 ⋅ 100 = 6,847 % cb → Chọn xK% = 8% 6) Chọn cáp Cáp đơn  Chọn thiết diện • Chọn theo mật độ dòng kinh tế : Scáp ≥ I lv max J Trong Scáp : tiết diện cáp, mm2 J : Mật độ dòng kinh tế, phụ thuộc vào Tmax loại cáp, A/mm2 Ilvmax = Icb = Pmax ⋅ cos ϕ ⋅ U dm = 1,5 ⋅ 10 3 ⋅ 0,85 ⋅ 10,5 = 97,03 A ΣS i ⋅ ∆t i S max ⋅ 80 + ⋅ (80 + 80 + 70 + 70 + 80 + 90 + 100 + 90 + 90 + 80) ⋅ 365 = 7227 = 100 Tmax = h Tmax = 7227 h dây cáp chọn cáp nhôm, vỏ PVC, tra bảng J = 1,2 → Scáp ≥ 97,03 I lv max = 1,2 = 80,86 mm2 J → Chọn cáp có thiết diện 95 mm2 c ó dòng làm việc cho phép Icp = 205 A  Kiểm tra ổn định nhiệt lúc bình thường K1 K2 Icp ≥ Ilvmax Trong K1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ = 0,88 K2 : hệ số hiệu chỉnh theo chế độ đặt cáp song song = 0,91 → K1 K2 Icp = 0,88 0,91 205 =164,164 A > Ilvmax = 97,03 A (thoã mãn)  Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 64 Đồ án thiết kế nhà máy điện Inhiệt cáp = Inhiệt cáp = S cap ⋅ C S cap ⋅ C t cat = 95 ⋅ 90 ≥ I "N = 10,22 kA 0,7 t cat I cb 5,249 xk = xk % ⋅ 8⋅ = = 0,7 I dmK ⋅ 100 0,6 ⋅ 100 1 I "N5 = ⋅ I cb = ⋅ 5,249 = 6,58 kA x ht + x k 0,0981 + 0,7 → Inhiệt cáp = 10,22 kA > I "N = 6,58 kA (thoã mãn) • Cáp kép  Chọn thiết diện Chọn theo mật độ dòng kinh tế : Scáp ≥ I lv max J Trong Scáp : tiết diện cáp, mm2 J : Mật độ dòng kinh tế, phụ thuộc vào Tmax loại cáp, A/mm2 Ilvmax = Pmax ⋅ ⋅ cos ϕ ⋅ U dm = ⋅ 10 ⋅ ⋅ 0,85 ⋅ 10,5 = 64,69 A Icb = Ilvmax = 64,69 = 129,38 A Tmax = 7227 h dây cáp chọn cáp nhôm, vỏ PVC, tra bảng J = 1,2 → Scáp ≥ 64,69 I lv max = 1,2 = 53,91 mm2 J → Chọn cáp có thiết diện tối thiểu 70 mm c ó dòng làm việc cho phép Icp = 165 A  Kiểm tra ổn định nhiệt lúc bình thường cố dây K sc qt K1 K2 Icp ≥ Icb Trong K1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ = 0,88 K2 : hệ số hiệu chỉnh theo chế độ đặt cáp song song = 0,91 K sc qt = 1,3 sc → K qt K1 K2 Icp =1,3 0,88 0,91 165 =171,77 A > Icb = 129,38 A (thoã mãn)  Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 65 Đồ án thiết kế nhà máy điện Inhiệt cáp = Inhiệt cáp = S cap ⋅ C S cap ⋅ C t cat = 70 ⋅ 90 ≥ I "N = 7530 A = 7,53 kA 0,7 t cat I cb 5,249 xk = xk % ⋅ 8⋅ = = 0,7 I dmK ⋅ 100 0,6 ⋅ 100 1 I "N5 = ⋅ I cb = ⋅ 5,249 = 6,58 kA x ht + x k 0,0981 + 0,7 → Inhiệt cáp = 7,53 kA > I "N = 6,58 kA (thoã mãn) • Chọn dao cách ly cho nhánh phụ tải địa phương Dựa vào điều kiện chọn DCL ta chọn DCL có thông số Cấp U,kV Icbmax,kA 10,5 3,851 Ixk,kA Loại cách ly 136,26 PBK-20/5000 UđmCL,k V 20 IđmCL,kA iđđm,kA 200 CHƯƠNG 6: CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 66 Đồ án thiết kế nhà máy điện Chọn sơ đồ tự dùng Nhà máy có tổ máy với công suất tổ 60MW nên thuộc loại nhà máy công suất nhỏ , tự dùng chung riêng cần cấp điện áp 0,4 kV Sơ đồ điện tự dùng nhà máy • B1 B2 B3 B4 B5 0,4 kV  Phụ tải cấp 0,4 kV dùng chung góp  Dự phòng nóng  Phía máy phát cần cách ly không cần Máy cắt công suất nhỏ, khô , cố • Chọn máy biến áp cho tự dùng SđmB ≥ max ⋅ S td = ⋅ 4,39 = 0,878 MVA = 878 kVA n SđmB ≤ 1000 kVA → Chọn MBA TMC có SđmB = 1000 kVA có thông số Loại Sđm UC UH MBA ( MVA) ( kV) ( kV) TMC 1000 10,5 0,4  Kiểm tra khả tải cố max K sc = 4390 MVA qt ⋅ ( n − 1) ⋅ SdmB = 1,4 ( 5-1) 1000 = 5600 kVA ≥ S td → MBA chọn thoã mãn Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 67