Thiết kế môn học nhà máy điện

Lời nói đầu Ngày với phát triển chung kinh tế quốc dân, nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực giao thông, nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt tăng lên đặc biệt phát triển ngày nhiều xí nghiệp công nghiệp với nhu cầu sử dụng điện lớn Do vậy, đẩy nhanh việc xây dựng nhà máy điện cần thiết Thiết kế nhà máy điện nối chung với hệ thống vấn đề quan trọng, nâng cao tính đảm bảo cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ chúng hỗ trợ cố nhà máy Đồng thời tăng thêm tính ổn định hệ thống hạn chế số lợng máy phát dự trữ so với vận hành độc lập Quá trình thiết kế môn học củng cố lại kiến thức đợc học mà giúp đỡ em có thêm hiểu biết xác đầy đủ hệ thống điện nói chung nh nhà máy nhiệt điện nói riêng Qua đây, em bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo PGS Nguyễn Hữu Khái trực tiếp hớng dẫn em, thầy cô giáo, cán môn giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế - Chơng I - Tính toán phụ tải - cân công suất Tại mổi 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 1.1 Chọn máy phát điện Theo yêu cầu thiết kế nhà máy có tổng công suất 5ì63 MW = 315 MW Do biết số lợng 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 ta tra sổ tay đợc loại máy phát sau kiểuTB-63-2 có thông số nh bảng 1-1 sau: Bảng 1-1 Sđm P (MVA) 78,75 Điện kháng tơng tơng đối đmức Uđm Iđm n (MW) cos (kV) (kA) (v/ph) Xd Xd Xd 63 0,8 10,5 4,33 3000 0,153 0,244 2,199 1.2 Tính toán phụ tải cấp điện áp Để đảm bảo vận hành an toàn, thời điểm điện nhà máy 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 công cụ 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 nhờ công thức sau : St = Pt CosTB với : Pt = P % * Pmax 100 Trong đó: S(t) _ công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA) costb _ hệ số công suất trung bình phụ tải P% _ công suất tác dụng thời điểm t tính phần trăm công suất max Pmax _ công suất phụ tải cực đại , MW I.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhà máy gồm tổ máy có: PFđm = 63 MW, cosđm = 0,8 S Fdm = PFdm 63 = = 78,75MVA cos dm 0,8 Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: Pmax = 4ìPFđm = ì 63 = 315 MW SNMđm = 393,75 MW Từ đồ thị phụ tải nhà máy công thức: St = Pt cos TB với : Pt = P %.Pmax 100 Ta tính đợc đồ thị phụ tải nhà máy theo thời gian Kết ghi bảng 1-2 Bảng 1-2 0-8 75 236.25 295.31 Giờ P% PNM(t) SNM(t) 8-14 90 283.5 354.38 14-20 100 315 393.75 20-24 80 252 315 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 8% công suất định mức nhà máy với cos = 0,8 đợc xác định theo công thức sau: Std ( t ) = Std max (0,4 + 0,6 ì Với Stdmax = .SNM = S( t ) ) Sdm 315 = 29,65 MW 100 0,85 Trong : Std(t): Phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm t Sđm: Công suất định mức nhà máy MVA S(t): Phụ tải tổng thời điểm t theo bảng 1-2 Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) công thức ta có phụ tải tự dùng nhà máy theo thời gian nh bảng 1-3 Bảng 1-3 Giờ S(t) Std(t) 0-8 8-14 14-20 20-24 295.31 25.20 354.38 27.87 393.75 29.65 315 26.09 I.2.3 Phụ tải địa phơng Nh nhiệm vụ thiết kế cho Pmax = 24 MW, cos = 0,87 với công thức sau: Pdp ( t ) P %.Pdp max với: Pdp ( t ) = dp S dp ( t ) = cos TB 100 Ta có kết cho bảng 1-4 đồ thị phụ tải hình 1-3 Bảng 1-4 Giờ P% PUF(t) SUF(t) 0-7 70 16.8 19.31 7-14 100 24 27.59 14-20 90 21.6 24.83 20-24 80 19.2 22.07 I.2.4 Phụ tải cấp 110kV Các số liệu ban đầu: Uđm = 110kV ; Pmax = 140MW ; cos = 0,86 Từ bảng biến thiên phụ tải trung áp ta tính đợc công suất phụ tải theo thời gian ngày nh bảng 1.5 cách áp dụng công thức: P (t ) P %(t ) P (t ) = x Pmax S (t ) = 100 cos Bảng 1-5 Giờ P% PUT(t) SUT(t) 0-8 8-14 14-20 20-24 70 85 100 75 98 119 140 105 113.95 138.37 162.79 122.09 1.2.5 Phát vào hệ thống Phơng trình cân công suất toàn nhà máy: SNM(t) = Std(t) + Sđp(t) +ST(t) +SHT(t) Ta bỏ qua tổn thất S(t) máy biến áp SHT(t) = SNM(t) - [Std(t) + Sđp(t) + ST(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 Bảng 1-6 Giờ SNM STD SUF SUT SHT 0-7 295.31 25.20 19.31 113.95 136.85 7-8 295.31 25.20 27.59 113.95 128.57 8-14 354.38 27.87 27.59 138.37 160.55 14-20 393.75 29.65 24.83 162.79 176.48 20-24 315 26.09 22.07 122.09 144.75 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy: 1.3 nhận xét - Công suất thừa nhà máy lớn công suất tổ máy thời điểm, ta cho tổ máy vận hành với công suất định mức phát công suất hệ thống max SUF 27,59 *100 = *100 = 17,52 % > 15 % 2S dmF 2.78,75 Phải sử dụng góp điện áp máy phát để đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải địa phơng đợc an toàn, liên tục Số lợng máy phát ghép vào góp điện áp máy phát cho tổ máy bị cố tổ máy lại đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải tự dùng phụ tải địa phơng Nh ta phải ghép hai tổ máy phát vào góp điện áp máy phát Để nâng cao tính đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp 110kV ta nối máy phát + máy biến áp ba pha hai dây quấn vào góp 110kV Nhà máy thiết kế việc cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp tự dùng phát hệ thống lợng công suất đáng kể SHTmax = 169,19MVA SHTmin = 82,83MVA đợc truyền tải đờng dây kép dài 80km Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế) 1900MVA dự trữ quay hệ thống 95MVA Từ nhận xét ta thấy nhà máy cần thiết kế việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp có ý nghĩa quan trọng toàn hệ thống, lợng công suất phát hệ thống lớn nên có ảnh hởng trực tiếp tới độ ổn định hệ thống Vì trình đề xuất phơng án nối dây cần ý tới tầm quan trọng nhà máy với hệ thống - Chơng II - Các phơng án nối điện chọn máy biến áp 2.1 Xây dựng phơng án nối dây Căn vào bảng cân công suất toàn nhà máy nhận xét Chơng I, ta đề yêu cầu phơng án nối điện nhà máy cần thiết kế nh sau: Sơ đồ nối điện cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cung cấp điện an toàn, liên tục cho phụ tải cấp điện áp khác nhau, đồng thời bị cố không bị tách rời phần có điện áp khác Do tầm quan trọng nhà máy hệ thống nên sơ đồ nối điện việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải phải sơ đồ đơn giản, an toàn linh hoạt trình vận hành sau Phơng án Đặc điểm Dùng hai máy biến áp tự ngẫu ba pha liên lạc ba cấp điện áp Máy biến áp ba pha hai dây quấn 110/10,5kV nối với máy phát để cấp điện cho phụ tải 110kV Máy phát F1 F2 đợc nối vào góp điện áp máy phát Phụ tải cấp điện áp 10,5kV đợc lấy từ góp Nhận xét Phơng án đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp Phụ tải 10,5kV đợc cung cấp hai máy phát cố máy đợc cung cấp điện đầy đủ liên tục máy phát lại Phụ tải 110kV đợc cung cấp ba máy phát + máy biến áp công suất hai cuộn trung áp hai máy biến áp liên lạc Sơ đồ nối điện đơn giản, công suất hai máy biến áp tự ngẫu có dung lợng nhỏ Phơng án Đặc điểm Ghép ba tổ máy phát vào góp điện áp máy phát, dùng hai máy biến áp tự ngẫu ba pha làm máy biến áp liên lạc ba cấp điện áp Nhận xét Phơng án đảm bảo cung cấp điện Số lợng máy biến áp phơng án song chúng lại có công suất lớn Sơ đồ nối dây đơn giản Phơng án Đặc điểm Ghép máy phát + máy biến áp (F1 + B1) lên góp điện áp 220kV Các máy phát F2 F3 đợc nối vào góp điện áp máy phát, máy biến áp tự ngẫu ba pha làm nhiệm vụ liên lạc ba cấp điện áp Nhận xét Phơng án đảm bảo cung cấp điện cho cấp điện áp Số lợng máy biến áp công suất lớn nhiều Giá thành máy biến áp lớn Sơ đánh giá phơng án Qua phân tích sơ tong phơng án ta nhận thấy phơng án có vốn đầu t lớn ta loại bỏ phơng án giữ lại phơng án để tính toán, so sánh kỹ thuật kinh tế 2.2 chọn máy biến áp cho phơng án 2.2.1 Chọn máy biến áp cho phơng án Sơ đồ nối điện: Chọn máy biến áp nối Công suất máy biến áp B3 , B4, B5 đợc chọn theo điều kiện sau: SđmB SđmF 1/4STDmax = 78,75 1/5*29,65 = 72,82 MVA Ta chọn máy biến áp ba pha hai dây quấn ký hiệu TPH-80 có số liệu nh bảng 2.1: Bảng 2.1 Sđm Điện áp cuộn dây Tổn thất , kW U N% I o% 10 Vậy dây dẫn chọn đảm bảo điều kiện phát nóng lâu dài a Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch Tơng tự nh điện áp phía 110 kV, ta có : I " ( ) = 13,406 kA I (20 ) = 179,72 kA I " ( 0,1) = 12,445 kA I (20,1) = 154,88 kA I " ( 0, ) = 10,373 kA I (20, 2) = 107,6 kA I " ( 0,5) = 9,882 kA I (20,5) = 96,654 kA Các giá trị trung bình bình phơng dòng ngắn mạch : [ I ( ) + I (20,1) I tb2 = I tb2 = [ ] = ( 179,72 + 154,88 ] ( 154,88 + 107,6 I ( 0,1) + I (20, 2) = 2 I tb2 = [ ] ) (107,6 + 96,654 I ( 0, ) + I (20,5) = 2 ) = 167,3 kA2 = 131,24 kA2 ) = 102,13 kA2 Vậy xung lợng nhiệt dòng ngắn mạch thành phần chu kỳ : BNCK = (167,3 + 131,24 ).106 0,1+102,13.106.0,3 = 60,493.106, A2s BNKCK = I2 Ta = 13,4062 106 0,05 = 8,986 106 , A2s Xung lợng nhiệt dòng ngắn mạch 110 kV : BN = BNCK + BBKCK = 60,493 106 + 8,986 106 = 69,479 106 , A2s Để đảm bảo ổn định nhiệt dây dẫn chọn có tiết diện nhỏ S BN C = = 69,497 10 88 = 94,72 mm Ta thấy Schọn = 600 mm2 > Smin = 94,72 mm2 Vậy dây dẫn chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt b Kiểm tra điều kiện phát sinh vầng quang U vq = 84 0,87 1,66 lg 400 = 288,96 kV 1,66 73 Trên thực tế góp 110 kV đợc bố trí mặt phẳng nằm ngang Uvq pha phải giảm 4% Ta có : Uvq = 288,96 0,96 = 277,4 kV > Uđmmạng = 110 kV Nh dây dẫn chọn AC 600 đảm bảo tiêu chuẩn không phát sinh vầng quang làm việc chế độ bình thờng 5.4 Chọn máy biến áp đo lờng I Chọn máy biến điện áp 1) Chọn BU cho cấp điện áp máy phát 10,5kV BU đợc chọn dựa vào điều kiện sau : Sơ đồ nối dây kiểu biến điện áp phải phù hợp với nhiệm vụ Để cấp điện cho công tơ ta cần biến điện áp pha nối V/V Điều kiện điện áp : UđmSC Uđmmạng = 10,5 kV Cấp xác BU : cấp điện cho công tơ nên chọn BU có CCX 0,5 Công suất định mức : tổng phụ tải nối vào BU (S 2) phải nhỏ công suất định mức BU với cấp điện áp chọn :SđmBU S2 (S2- tổng phụ tải dụng cụ đo lờng nối vào BU không tính tổng trở dây dẫn ) Ta phải phân bố đồng hồ điện phía thứ cấp đồng cho hai BU tơng ứng nh bảng sau : Tên đồng hồ Vôn kế Oát kế Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi Tần số kế Công tơ Công tơ phản kháng Tổng cộng Bảng 5.2 tải BU pha AB Ký hiệu Phụ W (P) VAR(Q) B-2 7,2 341 1,8 342/1 1,8 - 33 8,3 - 340 - 670 0,66 1,62 WT-672 0,66 1,62 20,4 3,24 Biến điện áp AB có : S = Phụ tải BU pha BC W (P) VAR(Q) 1,8 1,8 8,3 6,5 0,66 1,62 0,66 1,62 19,72 3,24 20,4 + 3,24 = 20,7 VA 74 cos = 20,4/20,7 = 0,98 Biến điện áp BC có : S = 19,72 + 3,24 = 19,9 VA cos = 19,72/19,9 = 0,99 Ta chọn BU cho cấp điện áp 10,5 kV có thông số : Bảng 5.3 Kiểu BU Cấp điện áp (kV) HOM-10 10 Điện áp định mức (V) Cuộn thứ Cuộn sơ cấp cấp 10000/ 100/ Công suất định mức (VA) Cấp 0,5 Cấp 75 150 Chọn dây dẫn nối BU dụng cụ đo lờng : tiết diện dây dẫn đợc chọn cho tổn thất điện áp không vợt 0,5% điện áp định mức thứ cấp có công tơ Theo điều kiện độ bền tiết diện tối thiểu dây dẫn 1,5 mm dây đồng 2,5 mm2 dây nhôm Tính dòng điện dây dẫn : Ia = S ab U ab = 20,7 100 = 0,207 A Ic = S bc U bc = 19,9 100 = 0,199 A Để đơn giản ta coi Ia = Ic = 0,2 A cosab = cosbc = Nh dòng điện Ib = Ia = 0,2 = 0,34 A Điện áp giáng pha a pha b : U = ( I a + I b ) r = ( l I a + I b ) S Giả sử khoảng cách l từ dụng cụ đo đến BU 50 m, bỏ qua góc lệch pha I a I b Vì mạch có công tơ nên U = 0,5% tiết diện dây dẫn phải chọn : S Ia + Ib 0,34 + 0,2 l = 0,0175 50 = 0,945 mm U 0,5 Theo tiêu chuẩn độ bền học ta lấy dây dẫn dây đồng có tiết diện S = 1,5mm2 2) Chọn BU cho cấp điện áp 110kV 220kV 75 Phụ tải thứ cấp BU phía 110kV 220kV thờng cuộn dây điện áp đồng hồ vôn mét có tổng trở tơng đối lớn nên công suất thờng nhỏ không cần tính phụ tải thứ cấp Tiết diện dây dẫn thờng chọn cho đảm bảo độ bền học.Nhiệm vụ BU cấp điện áp kiểm tra cách điện đo lờng điện áp ta chọn ba biến điện áp pha đấu Y/Y/ Ta chọn BU có thông số sau : Bảng 5.4 Loại BU HK 110 58 HK 220 58 Điện áp định Cấp mức cuộn dây (V) điện áp (kV) Sơ cấp Thứ cấp 110 220 66000/ 100/ 150000/ 100/ Công suất theo cấp xác (VA) Cấp Cấp 0,5 400 600 Công suất max (VA) 400 2000 600 2000 II Chọn máy biến dòng điện (BI) Máy biến dòng điện đợc chọn theo điều kiện sau ; Sơ đồ nối dây kiểu máy : sơ đồ nối dây tuỳ thuộc vào nhiệm vụ máy biến dòng điện Kiểu biến dòng điện phụ thuộc vào vị trí đặt Điện áp định mức : UđmSC Uđmmạng Dòng điện định mức sơ cấp : IđmSC Icb Cấp xác BI chọn phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo Phụ tải thứ cấp BI chọn tơng ứng với cấp xác BI có phụ tải định mức Z đmBI Để đảm bảo độ xác yêu cầu tổng phụ tải thứ cấp (Z 2) kể tổng trở dây dẫn không đợc vợt ZđmBI Z2 = Zdc + Zdd ZđmBI Trong : Zdc tổng phụ tải dụng cụ đo Zdd tổng trở dây dẫn nối từ BI đến dụng cụ đo a) Chọn biến dòng cho cấp điện áp máy phát 10,5kV 76 Từ sơ đồ nối dây dụng cụ đo lờng BI ta xác định đợc phụ tải thứ cấp BI pha nh sau : Bảng 5.5 STT Tên dụng cụ Kiểu BI đo lờng Phụ tải thứ cấp (VA) A b c Am pe mét 302 1 Oát kế tác dụng 341 Oát kế tự ghi 33 10 10 Oát kế phản kháng 324/1 5 Công tơ tác dụng 670 2,5 2,5 Công tơ phản kháng T 672 2,5 2,5 26 26 Tổng cộng Điện áp định mức BI : UđmSC Uđmmạng = 10,5 kV Dòng điện định mức sơ cấp : IđmSC Icb = 2,283 kA Cấp xác : 0,5 ( mạch thứ cấp có công tơ ) Vậy từ điều kiện ta chọn BI cho cấp điện áp máy phát loại : T104000 có thông số : Uđm = 10,5 kV ; IđmSC = 5000A ; IđmTC = 5A Với cấp xác 0,5 ta có ZđmBI = 1,2 Chọn dây dẫn nối từ BI đến dụng cụ đo Giả thiết khoảng cách từ BI đến dụng cụ đo 30m Vì biến dòng mắc pha nên chiều dài tính toán : ltt = l = 30m Tổng trở dụng cụ đo lờng mắc vào pha a ( pha c ) : Z dc = S max I dmTC = 26 = 1,04 52 Để đảm bảo độ xác tổng phụ tải thứ cấp (Z 2) kể tổng trở dây dẫn không đợc vợt ZđmBI 77 Vậy Z dd S = Z2 = Zdc + Zdd ZđmBI = 1,2 .l = Z dmBI Z dc rdd = = 1,2 1,04 = 0,16 S .l rdd = 30 0,0175 = 3,28 mm 0,16 Vậy ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện S = 4mm2 o Máy biến dòng chọn không cần phải kiểm tra ổn định động định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát o Ta có IđmSC = 4000A > 1000A BI chọn không cần kiểm tra ổn định nhiệt b) Chọn biến dòng cho cấp điện áp 110kV 220kV BI chọn theo điều kiện : Điện áp định mức BI : UđmSC Uđmmạng Dòng điện định mức sơ cấp : IđmSC Icb Với cấp điện áp 110kV ta có Icb = 434A Với cấp điện áp 220kV ta có Icb = 463 A Ta chọn BI có thông số nh bảng sau : Bảng 5.6 Thông số Bội tính toán Loại BI Uđm số ổn kV định Uđm Icb (kV) (A) 110 434 TH110M 110 110 220 463 TH220-3T 220 75 5.5 động Bội số Iđm (A) ổn định Cấp Phụ tải xác () Sơ Thứ cấp cấp 43,3/3 600 0,5 1,2 60/1 600 0,5 1,2 nhiệt ilđđ (kA) 145 20,4540,8 Chọn cáp kháng điện cho phụ tải địa phơng 78 I Chọn cáp Theo yêu cầu thiết kế phụ tải cấp điện áp 10,5kV bao gồm : - đờng dây cáp kép có P = 4MW ; cos = 0,87; S = 4,6 MVA Chọn tiết diện cáp kép Mỗi đờng dây cáp kép có S = 4,6 MVA Ta tính dòng điện làm việc bình thờng nh sau: I lvbt S = U dm = 4,6 = 0,126 kA 10,5 24 Tmax = 365 Pi ti PUF max = 365 ( 16,8 + 24 + 21,6 + 19,2.4 24 ) = 7482,5 h Tra bảng với cáp lõi nhôm Tmax = 7182,5 h ta có Jkt = 2A/mm2 S cap = I lvbt J kt = 0,126 103 = 63 mm Tra bảng chọn cáp ba lõi nhôm có cách điện giấy tẩm dầu,nhựa thông chất dẻo không cháy, vỏ chì, đặt đất (nhiệt độ đất tođ = 15oC ) ta đợc: Scáp = 95mm2 ; Uđm = 10,5 kV ; Icp = 205 A Kiểm tra cáp chọn theo điều kiện phát nóng bình thờng Điều kiện : K1 K2 Icp K1 = 0,88 K2 = 0,9 Ilvbt Thay vào điều kiện ta đợc : 0,88 0,9 205 = 162,36 A > Ilvbt = 126 A Nh cáp chọn đảm bảo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép Kiểm tra phát nóng làm việc cỡng Điều kiện làm việc cáp kép hỏng hai đờng dây đờng lại phải tải hết công suất : 79 I cb = S U dm 4,6 10,5 = = 0,192 kA Theo quy trình thiết bị điện cáp có cách điện giấy tẩm dầu, điện áp không 10,5 kV điều kiện làm việc bình thờng dòng điện qua chúng không vợt 80% dòng điện cho phép hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trờng đặt cáp cố cho phép tải 30% thời gian không năm ngày đêm Ta có điều kiện kiểm tra nh sau : 1,3 K1 K2 Icp 1,3 0,88 0,9 205 = 211,068 > Icb Icb = 192 A Vậy cáp chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật II Chọn kháng điện Đờng dây kép đợc cấp điện từ ba phân đoạn góp điện áp máy phát 1) Chọn máy cắt đầu đờng dây Các máy cắt đầu đờng dây đợc chọn loại Dòng cỡng (Icb) qua máy cắt đợc tính toán cho đờng dây kép mạch bị cố Ta có: I cb = S max U dm = 4,6 10,5 = 0,192 kA Ta chọn loại máy cắt: 8DA-10 có thông số: Uđm = 12kV 2) ; Iđm = 3,15kA ; Icđm = 40kA Chọn kháng điện đầu đờng dây phụ tải địa phơng Mục đích việc chọn kháng điện nhằm hạn chế dòng ngắn mạch hộ tiêu thụ đến mức đặt đợc máy cắt điện có dòng cắt định mức: Icđm = 21kA; thời gian cắt tc = 0,7s cáp lới điện phân phối có tiết diện nhỏ là: S = 70mm2 lõi nhôm theo yêu cầu thiết kế Kháng điện đợc chọn sơ nh sau: UđmK Uđmmạng = 10,5kV ; IđmK Icb Công suất qua kháng bình thờng tính cố: Bảng 5.7 Công suất (MW) Kháng Kháng Kháng Kháng 80 Tình Bình thờng 3 3 Kháng cố 3 Kháng cố 3 Kháng cố 3 Kháng cố 3 Vậy dòng cỡng đợc chọn theo kháng có phụ tải lớn là: P I cb = = = 0,38 kA cos U dm 0,87 10,5 Chọn kháng đơn: PbA-10-400 có IđmK = 400A Xác định điện kháng Xk% kháng điện Ta có sơ đồ thay nh hình vẽ: Trong chơng tính ngắn mạch ta tính dòng ngắn mạch điểm N sơ đồ là: IN3 = 44,233kA với Scb = 100MVA Điện kháng hệ thống tính đến 10,5kV là: I 100 X HT = "cb = = 0,124 I N3 10,5 44,233 81 Điện kháng cáp là: X C1 = X HT L S cb 100 = , 124 , = 0,169 U tb2 10,5 Cáp có tiết diện SC1 = 150mm2 lõi nhôm ta có dòng ổn định nhiệt cáp là: S C 150 85 I nhS = = = 15239,165 A t1 0,7 với C phụ thuộc vật liệu cáp; t1 thời gian cắt máy cắt t1 = t2 + t = 0,5 + 0,2 = 0,7s Dòng ổn định nhiệt cáp hai là: I nhS = X = S2 C = t2 I cba I nh = 50 85 0,5 = 6010,41 A 100 10,5 6,01 = 0,915 Mặt khác ta có: X = X HT + X C1 + X K Suy : X K = X Vậy X HT X C1 = 0,915 0,124 0,169 = 0,622 X K % = 100 X K I dmK 0,4 = 100 0,622 = 4,52 % I cb 5,5 Ta chọn kháng điện đơn có cuộn dây nhôm: PbA-10-400-6 có : IđmK = 400A; xK%= 6% Kiểm tra kháng điện chọn Điện kháng dạng tơng đối kháng chọn là: I 5,5 X K = X K % cb = 0,06 = 0,825 I dmK 0,4 Khi ngắn mạch điểm N1 sơ đồ ta có dòng ngắn mạch là: I cb 5,5 I N1 = = = 5,8 kA X HT + X K 0,124 + 0,825 Nh kháng điện chọn hạn chế dòng ngắn mạch N1 thoả mãn điều kiện: 82 IN1 = 5,8kA < ICđm1 = 21kA IN1 = 5,8kA < InhS1 = 15,239kA Dòng ngắn mạch điểm N2 là: I cb 5,5 IN2 = = = 4,919 kA X HT + X K + X C1 0,124 + 0,825 + 0,169 Nh kháng chọn hạn chế dòng ngắn mạch N2 thoả mãn điều kiện: IN2 = 4,919 kA < ICđm1 = 21kA IN1 = 4,919 kA < InhS2 = 6,01kA Vậy kháng điện chọn đạt yêu cầu kỹ thuật - Chơng vi - Chọn sơ đồ thiết bị tự dùng 6.1 Chọn máy biến áp công tác bậc Các máy biến áp B11, B12, B13 sơ đồ máy biến áp bậc Công suất định mức cần phù hợp với phụ tải cấp điện áp 6,3kV công suất máy biến áp bậc hai nối với SđmB1 ( P1 + S2 ) Kdt Trong : P1 _ tổng công suất tính toán máy công tác động 6kV nối với phân đoạn xét S2 _ tổng công suất định mức MBA bậc hai nối vào phân đoạn xét Kdt _ hệ số không đồng thời đầy tải phụ tải tự dùng Vì cha biết cụ thể loại động điện công suất chúng ta chọn công suất định mức máy biến áp bậc theo công suất tự dùng cực đại toàn nhà máy : STDmax = 29,65 MVA Vậy công suất máy biến áp tự dùng bậc đợc chọn : 83 SđmB1 STdmax / = 29,65 / = 7,4125 MVA Tra tài liệu chọn máy biến áp ba pha hai dây quấn loại TMHC 6300/10,5 có thông số nh sau : Bảng 6.1 Loại MBA THC-10000/10,5 UđmC UđmH (kV) (kV) 10,5 6,3 P0 SđmB PN (kVA) (kW) (kW) 10000 12,3 85 U N% I0% 14 0,8 6.2 Chọn máy biến áp dự trữ cấp Nhiệm vụ máy biến áp dự trữ không dùng để thay máy biến áp công tác sửa chữa mà để cung cấp cho hệ thống tự dùng trình dừng khởi động Công suất cần thiết để dừng tổ máy khởi động tổ máy khác chiếm khoảng 50% công suất cần thiết cho làm việc bình thờng khối lúc đầy tải Bởi công suất máy biến áp dự trữ đợc chọn lớn cấp so với công suất máy biến áp công tác Tra tài liệu chọn MBA pha dây quấn loại THC 10000/10,5 có thông số sau : Bảng 6.2 Loại MBA THC 10000/10,5 UđmC UđmH SđmB P0 PN (kV) (kV) (kVA) (kW) (kW) 10,5 6,3 10000 12,3 85 UN% I0% 14 0,8 6.3 Chọn máy biến áp công tác bậc hai Máy biến áp cấp hai dùng để cung cấp điện cho động 380/220V chiếu sáng Các loại phụ tải thờng có công suất không lớn máy biến áp đợc chọn loại có công suất từ 450 ữ 1000kVA Loại máy biến áp lớn đợc sử dụng giá thành cao, dòng ngắn mạch phía 380V lớn Công suất máy biến áp dự trữ cấp hai đợc chọn nh sau : 84 SđmB2 ( 10 ữ 15 )% SđmB1 Hay : 15 22,17 = 831,375 KVA 100 S dmB Tra tài liệu chọn MBA pha dây quấn loại TC3 1000/10 có thông số sau: Bảng 6.3 UđmC UđmH SđmB P0 (kV) (kV) (kVA) (kW) 0,4 1000 Loại MBA TC3 1000/10 UN% I0% 5,5 1,5 Máy biến áp dự trữ cấp hai đợc chọn lớn cấp so với máy biến áp công tác bậc hai Tra tài liệu chọn máy biến áp ba pha hai dây quấn loại TC3 1250/10 có thông số nh sau: Bảng 6.4 Loại MBA TC3 1600/10 UđmC UđmH SđmB P0 (kV) (kV) (kVA) (kW) 0,4 1250 4,2 UN% 5,5 I0% 1,5 6.4 Chọn máy cắt điện cấp điện áp 6,3kV Ta có sơ đồ thay tính toán ngắn mạch nh sau: Trong chơng ngắn mạch ta tính đợc dòng ngắn mạch để chọn khí cụ điện mạch tự dùng : IN6 = IN5 + IN5 = 40,269 kA Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N6 : I cb1 5,5 X HT = = = 0,137 IN6 40,269 Điện kháng máy biến áp bậc : 85 X B1 = X UN % S cb 5,5 100 = = 0,55 100 S dmB1 100 10 = X HT + X B1 = 0,137 + 0,55 = 0,687 Vậy dòng ngắn mạch điểm N7 : I Scb 100 I "N7 = cb = = = 13,3 kA X 3.U cb X 3.6,3.0,687 Dòng xung kích điểm ngắn mạch N7 : i xk = 1,8 13,3 = 33,86 kA Ta chọn máy cắt 8BM20 có thông số kỹ thuật nh sau : Bảng 6.5 Loại MC Uđm(kV) Iđm(A) Icđm (kA) ilđđ (kA) Inh/tnh (kA/s) 8BM20 7,2 1250 25 63 20/4 Máy cắt chọn có : Iđm = 1250A > 1000A ilđđ = 63kA > ixk = 33,86kA Do không cần kiểm tra ổn định động ổn định nhiệt 86 mục lục Lời nói đầu - Chơng I - .1 Tính toán phụ tải - cân công suất - Chơng II - .7 Các phơng án nối điện chọn máy biến áp - Chơng Iii - 29 Tính toán ngắn mạch 29 - Chơng Iv 56 So sánh kinh tế - kỹ thuật .56 lựa chọn phơng án tối u 56 - Chơng v - .65 Chọn khí cụ điện phần có dòng điện chạy qua 65 Tổng cộng 77 Vậy cáp chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 80 - Chơng vi - 83 Chọn sơ đồ thiết bị tự dùng 83 87