Đồ án môn học Nhà Máy Điện Thiết kế phần điện trong nhà máy thủy điện có công suất 5 x100 MW

Đồ án môn học Nhà Máy Điện LỜI NÓI ĐẦU Nghành điện nói riêng nghành lượng nói chung đóng vai trò quan trọng trình công nghiệp hóa đại hóa đất nước Nhà máy điện phần tử vô quan trọng hệ thống điện Cùng với phát triển hệ thống điện, phát triển hệ thống lượng quốc gia phát triển nhà máy điện Việc giải vấn đề kinh tế kỹ thuật thiết kế nhà máy điện mang lại lợi ích không nhỏ kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Thiết kế phần điện nhà máy thủy điện có công suất x100 MW, cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp phát, phụ tải trung áp 100 kv, phụ tải cao ap 220kv, công suất phát lên hệ thống 220 kv Trong trình thiết kế, với khối lượng kiến thức học giúp đỡ thầy Phạm Ngọc Hùng giúp đỡ em hoàn thành thiết kê Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 12 tháng 01 năm 2010 Sinh viên Nguyễn Hồng Linh Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT – CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Chất lượng điện yêu cầu quan trọng phụ tải Để đảm bảo chất lượng điện thời điểm, điện nhà máy phát điện phát phái hoàn toàn cân với lượng điện tiêu thụ Vì điện có khả tích lũy nên việc cân công suất hệ thống điện quan trọng, thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi việc nắm quy luật biến thiên cuar đồ thị phụ tải điều quan trọng việc thiết kế vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta lựa chọn phương án nối dây 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 suât máy biến áp phân bố công suất nhà máy điện với Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy thủy điện có tổng công suất đặt 500 MW gồm có máy phát điện kiểu thủy điện cung cấp cho phụ tải cấp : phụ tải địa phương, 110 kV nối với hệ thống cấp điện áp 220 kV Ta chọn máy phát điện loại CB-1130/140-48TC có thông số sau: Loại máy Sđm MF MVA CB117,7 1130/14048TC Pđm MW 100 Uđm kV 13,8 Iđm kA 4,92 Cosφ 0.85 Nđm V/Ph 125 Xd’’ Xd’ Xd 0.21 0.26 0.91 Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng ( Pmax ) hệ số ( Cosφtb ) phụ tải tương ứng từ ta tinh phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công thức sau: P S = max P % t Cosϕ tb Trong : St : công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t tính ( MVA) P% : công suất tác dụng thời điểm tính % công suất cực đại Pmax : công suất phụ tải cực đại tính ( MW) Cosφtb : hệ số công suất trung bình phụ tải 1.1 Cấp điện áp máy phát ( 22kV) Phụ tải dịa phương nhà máy có điện áp 22kV, công suất cực đại Pmax=14 MW, Cosφtb=0,85 : Gồm kép x 5MW x km đơn x 4MW x 4km Để xác định đồ Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện thị phụ tải địa phương phải vào biến thiên phụ tải hàng ngày cho nhờ công thức P UF max P % S = UF(t ) Cosϕ tb VD : t = ( – ) ta có P%(0-5) = 90 ta có : S ( − 5) = UF 14.90% = 14,823 ( MVA) 0,85.100 Tính tương tự cho thời điểm ta số liệu theo bảng sau : t( giờ) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 PUF(%) 90 90 90 100 100 100 100 SUF(t) 14,823 14,823 14,823 16,47 16,47 16,47 16,47 ( MVA) 22-24 90 14,823 Từ bảng kết ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát hình vẽ : 1.2 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung ( 110kV) : Nhiệm vụ thiết kế cho P110max= 240 MW Cosφtb=0,87 , gồm kép x 70 MW đơn x 50 MW Để xác định đồ thị phụ tải phía trung áp phải vào biến thiên phụ tải hàng ngày cho nhờ công thức : Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện P (t ) UF m ax S = p% T C os ϕ (t ) tb Kết tính toán theo thời điểm t cho bảng 1-2 dồ thị phụ tải phía trung áp hình : t( giờ) PT(%) STmax ( MVA) 0-5 5-8 90 80 248,276 220,7 8-11 80 220,7 11-14 14-17 17-20 90 90 100 248,276 248,276 275,86 20-22 22-24 90 90 248,276 248,276 1.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao ( 220kV) Nhiệm vụ thiết kế cho Pmax=100 MW , Cosφtb=0,89, gồm kép x 100 MW Để xác định đồ thị phụ tải phía cao áp phải vào biến thiên phụ tải hàng ngày nhờ công thức : S (t ) = UC P UC (t ) max p % Cosϕ tb Vd : t = – h ta có P% = 90% ta tính : 100.90 S (t ) = = 101,12 UC 0,89.100 Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện Ta tính tương tự cho thời điểm kết ghi bảng sau : t( giờ) PT(%) SUC ( MVA) 0-5 90 101,12 5-8 80 89.89 8-11 80 89,89 Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 11-14 90 101,12 14-17 90 101,12 17-20 100 112,36 20-22 90 101,12 22-24 90 101,12 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện 1.4 Phụ tải tự dùng toàn nhà máy : Trong việ thiết kế nhà máy thủy điện tự dùng nhà máy gồm hai phần Mục đích để phục vụ cung cấp nước làm mát cho máy phát, máy biến áp, thông thoáng nhà máy, thắp sáng, nhiên lượng điện tự dùng biến thiên không đáng kể theo thời gian nên ta coi số ta có : S =S = const TD Td max α %.n.P dmF = 1.5.100 = 6, 024 ( MVA ) S = TD 100.Cosϕ 100.0,83 td 1.5 Công suất hệ thống Do nhà máy thiết kế có nhiệm vụ nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải phía trang áp, cao áp phụ tải địa phương lượng lại cung cấp hệ thống, ta có công thức sau : SVHT(t) = SNM(t) – [ SUF(t) + SUT(t) + STD(t) + SUC(t) ] Áp dụng công thức dựa vào tính toán ta có bảng số liệu tính : t(giờ) – 5–8 – 11 11 – 14 SVHT 100,55 139,363 139,363 98,91 (khô) SVHT 218,257 257,363 257,363 216,61 (mưa) Ta có bảng tổng kết số liệu sau : T ( ) SUF SUT SUC STD SNM Khô Mưa SVHT Khô Mưa STGCA Khô Mưa 0-5 14,823 248,276 101,12 6,024 470,8 588,5 100,557 218,257 201,667 319,377 5-8 14.823 220,7 89,89 6,024 470,8 588,5 139,363 257,363 229,253 347,253 8-11 14,823 220,7 89,89 6,024 470,8 588,5 139,363 257,363 229,253 347,253 Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 14 – 17 98,91 17 – 20 60,086 20 – 22 98,91 22 – 24 100,557 216,61 177,786 216,61 218,257 11-14 16,47 248,276 101,12 6,024 470,8 588,5 98,91 216,61 200,03 317,73 14-17 16,47 248,276 101,12 6,024 470,8 588,5 98,91 216,61 200,03 317,73 17-20 16,47 275,86 112,36 6,024 470,8 588,5 60,086 177,786 172,446 290,146 20-22 16,47 248,276 101,12 6,024 470,8 588,5 98,91 216,61 200,03 317,73 Trường Đại Học Điện Lực 22-24 14,823 248,276 101,12 6,024 470,8 588,5 100,557 218,257 201,667 319,377 Đồ án môn học Nhà Máy Điện Đồ thị phụ tải toàn nhà máy : Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện II : Lựa chọn phương án nối điện Chọn sơ đồ nối điện nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện Sơ đồ nối điện hợp lí đem lại lợi ích kinh tế lớn lao mà đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Trong thiết bị điện nhà máy trạm biến áp khí cụ điện nối lại với thành sơ đồ điện, yêu cầu sơ đồ điện làm đảm bảo độ tin cậy, cấu tạo đơn giản, vận hành linh hoạt, kinh tế an toàn cho người chọn sơ đồ nối điện khâu quan trọng trình thiết kế Với nhà máy điện ta thiết kế , dựa vào nhận xét ta thấy công suất phụ tải điện áp máy phát cực đại : S max = 16, 47 ( MVA ) UF S Max DP 100 = 16, 47 100 = 7% ≤ 15% 2.S 2.117, dmF Do ta không dùng góp điện áp máy phát, phụ tải điện áp máy phát lấy trực tiếp từ đầu cực máy phát Dựa nhận xét ta thấy lưới trung áp ( UT = 110 kV) cao áp ( UC = 220 kV ) có trung tính trực tiếp nối đất, đồng thời hệ số có lợi α = 0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc cấp điện áp max = 275,86 MVA = 220, MVA ( ) SUT ( ) Từ đồ thị phụ tải ta thấy phía trung áp SUT mà SđmF = 117,7 ( MVA ) nên ta ghép đến máy phát điện biến áp cuộn dây phía trung áp Từ nhận xét ta đề xuất số phương án sau : 2.1 Phương án I Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện Nhận xét : Trong phương án ta dùng hai máy biến áp phát phía trung áp Còn dùng ba máy phát để cung cấp điện cho 220kV, có máy phát F1 với máy biến áp cuộn dây B1 để phát điện lên 220kV B2, B3 dùng để liên lạc cấp điện áp với Ưu điểm : Ta thấy góp trung áp 100kv có hai máy phát F4, F5, máy biến áp B4, B5 cấp lên với Sđm = 2.117,7 = 235,4 ( MVA ) phụ tải S max = 275,86 ( MVA ) mà S = 220, ( MVA ) Như lượng công suất thừa chuyển UT UT sang thang góp cao làm cho phía cao tải đến công suất hạ trung tải đến công suất tính toán Dung lượng máy biến áp nhỏ Đảm bảo kinh tế, kỹ thuật, cung cấp điện liên tục, vận hành đơn giản Nhược điểm : gây tổn hao công suất lớn Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện 2.2 Phương án II Nhận xét : phương án ta dùng hai máy biến áp B1, B2 máy phát điện F1, F2 làm việc song song với cung cấp lên góp cao áp 220 kV hai cặp F3, F4 máy biến áp B3, B4 làm việc song song, hai máy biến áp tự ngẫu B3, B4 làm nhiệm vụ liên lạc cấp điện áp với Ưu điểm : lượng công suất truyền tải qua cuộn trung nhỏ nên tổn thất công suất nhỏ Nhược điểm : giá thành thiết bị cao không kinh tế Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 10 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện Khi xảy ngắn mạch N6 , máy cắt MC2 phải thoả mãn điều kiện cắt cáp S1 phải thoả mãn ổn định nhiệt, tức là: I "N ≤ Icát.đm.MC2 I "N ≤ INS1 Trong INS1 dòng ổn định nhiệt cáp S1 Trị số dòng ổn định nhiệt cáp xác định theo công thức : I NS = S.C t Trong : S : Tiết diện lõi cáp (mm2) C : Hệ số, cáp đồng có CCu = 141 A2/s t : Thời gian cắt ngắn mạch áp dụng công thức ta tính : I NS = S1.CCu 70.141 = = 8344 A = 8,344 kA t1 1, Từ kết tính toán ta thấy : IN6 (0) = 7,8 kA < Icát.đm.MC2 = 21 kA IN6 (0) = 7,8 kA < INS1 = 6,344 Vậy máy cắt MC2 cáp S1 thoã mãn điều kiện nêu b Kiểm tra điều kiện cắt máy cắt MC3 ổn định nhiệt cáp S2 Khi xảy ngắn mạch N7, máy cắt MC3 phải thoả mãn điều kiện cắt cáp S2 phải thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt, tức là: I "N ≤ Icát.đm.MC3 I "N ≤ INS2 Ta tiến hành tính toán ngắn mạch N7 Theo sơ đồ tính toán ngắn mạch N5 ta có sơ đồ thay đẳng trị để tính toán ngắn mạch N7 Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 82 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện N7 XS1 XΣ HT,F1,2,3,4,5 Với XS1 điện kháng cáp S1, xác định sau: X S1 = X l S cb U 2cb Trong đó: X0 : Điện kháng đơn vị cáp, tiết diện cáp 70 mm2 X0 = 0,08 Ω /km l : Chiều dài cáp, l = km Ta tính : XS1 = 0,08 × 100 = 0,066 222 Biến đổi sơ đồ hình - ta hình – N7 X17 HT,G1,2,3,4,5 Hình Với -9 X17 = XΣ+ XS1 = 0,972 + 0,066 = 1,038 SΣđm = SHTđm + SNMđm = 3500 + 588,235 = 4088,235 MVA Điện kháng tính toán S dm 4088,235 = 42,4 > Xtt = X17 ∑ = 1,038 Scb 100 Khi ta có S∑dm 4088,235 = = 2,53 kA IN7(0) = IN7( ∞ ) = X tt 3U tb 42,4 × 22 Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 83 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện Dòng điện ngắn mạch xung kích ixk = Kxk.IN7(0) = 1,8 2,53 = 6,44 kA Dòng ổn định cáp S2 là: I NS = S2 CCu t2 = 70.141 = 11796 A = 11,796 kA 0, Từ kết tính toán ta thấy: IN7(0) = 2,53 kA < Icát.đm.MC2 = 21 kA IN7(0) = 2,53 kA < INS2 = 11,796 kA Vậy máy cắt MC3 cáp S2 thoã mãn điều kiện nêu 4./ Chọn kháng đường dây Mục đích việc chọn kháng đường dây tăng điện kháng tổng , hạn chế dòng ngắn mạch chọn khí cụ điện sau kháng với yêu cầu thấp Do phía phụ tải địa phương ta dùng máy biến áp trước cáp nên không cần phải có kháng đường dây 5.5 Chọn BU BI Các máy biến áp đo lường sử dụng cho mục đích đo lường , nối với thiết bị đo lường , bảo vệ chúng nối với thiết bị bảo vệ Máy biến áp đo lường có hai loại máy biến điện áp máy biến dòng điện Việc chọn máy biến điện áp máy biến dòng điện phụ thuộc vào tải theo điện áp định mức cấp 1./ Cấp điện áp cao trung 220 kV 110 kV a./ Máy biến điện áp cấp điện áp máy biến áp đo lường dùng để kiểm tra cách điện , cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle đo lường Thường dùng ba máy biến điện áp pha kiểu HKΦ –220/110 nối dây theo sơ đồ Yo / Yo/ Từ ta chọn loại biến điện áp sau Công suất Cấp điện Smax Điện áp định mức V Loại VA áp KV VA Cuộn sơ Cuộn thứ Cuộn thứ 0,5 cấp cấp cấp phụ 110 100/3 400 600 2000 11000/ 100/ HKΦ-110220 100 400 600 2000 58 22000/ 100/ Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 84 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện HKΦ-22058 b./ Máy biến dòng điện Các máy biến dòng điện kèm với mạch máy cắt có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle Điều kiện chọn sơ : Uđm ≥ Utt ; Iđm ≥ Icb Từ ta chọn loại máy biến dòng với thông số sau + Điện áp định mức UTIđm ≥ UGđm =13,8 kV + Dòng điện định mức sơ ITIđm ≥ Ilvcb = 5,1704 kA + Cấp xác Do phụ tải công tơ có cấp xac 0,5 nên ta chọn loại biến dòng có cấp xác 0,5 ⇒Vậy chọn máy biến dòng điện kiểu TШ Π -20-1 có thông số kĩ thuật sau: Uđm = 20 kV , Iđmsc = 6000 A , Iđmtc = A , phụ tải định mức Zđm = 1,2 Ω Cấp xác 0,5 ; bội số ổn định nhiệt tnh = 20/4 Máy biến dòng chọn có dòng điện sơ cấp định mức lớn 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt 2./ Cấp điện áp máy phát 13,8 kV a./ Máy biến điện áp mạch máy phát điện biến điện áp biến dòng điện cung cấp cho dụng cụ đo lường bảo vệ tuỳ theo phụ tải nối vào Theo quy định , bắt buộc mạch máy phát phải có phần tử đo lường sau: ampe kế, vôn kế, tần số kế, cosϕ kế, oát kế tác dụng, oát kế phản kháng, oát kế tác dụng tự ghi, công tơ tác dụng, công tơ phản kháng Các điều kiện chọn máy biến điện áp + Sơ đồ nối dây kiểu biến điện áp Vì phụ tải biến điện áp dụng cụ đo lường nên dùng hai biến điện áp pha loại HOM nối dây kiểu V/V nối vào đầu cực để lấy điện áp dây AB BC + Điện áp Điện áp biến điện áp Uđm phải phù hợp với điện áp máy phát Ta có điện áp máy phát UF = 13,8 kv nên ta chọn máy biến điện áp loại 3HOM-15 + Cấp xác Ta chọn cấp xác 0,5 phụ tải công tơ + Công suất định mức Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 85 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện Tổng phụ tải nối vào biến điện áp S2 phải nhỏ hay công suất định mức biến điện áp với cấp xác tưong ứng 0,5 Phụ tải máy biến áp gồm Thứ Tự Tên đồng hồ Ký hiệu Phụ tải AB Phụ tải BC P(W) P(W) Vôn kế Э2 Tần số kế Д -340 Oát kế tác dụng Д 341 1,8 1,8 Oát kế phản kháng Д 342/1 1,8 1,8 Oát kế tự ghi Д-33 8,3 8,3 Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Q(Var) Q(Var) 7,2 6,5 И 670 И 672 Tổng cộng 0,66 1,62 0,66 1,62 0,66 1,62 0,66 1,62 20,40 3,24 19,72 3,24 Máy biến điện áp chọn phải thoả mãn điều kiện sau : Sdc ≤ STUđm với Sdc = (∑ Pdc )2 + (∑ Q dc )2 Phụ tải biến điện áp AB SAB = 20,4 + 3,24 = 20,7 VA cosϕ = P 20,4 = = 0,98 S 20,7 Phụ tải biến điện áp BC SBC = 19,72 + 3,24 = 19,9 VA P 19,72 = 0,99 cosϕ = = S 19,9 ⇒ Ta chọn máy biến điện áp kiểu pha HOM-15 có công suất định mức Sđm= 75 VA Loại Cấp điện Điện áp định mức V áp KV Cuộn sơ Cuộn Cuộn cấp thứ cấp thứ cấp Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 86 Công suất định mức ứng với cấp Smax VA Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện 3HOM - 15 15 13800/ 100/ phụ 100/3 75 640 + Chọn dây dẫn nối từ biến điện áp đến dụng cụ đo : Giả sử độ dài từ máy biến điện áp đến đồng hồ đo lường l = 60 m Dòng điện pha a, b, c : S ab 20,7 = = 0,207 A Ia = U ab 100 Ic = S bc 19,9 = =0,199 A U bc 100 Để đơn giản tính toán coi Ia = Ic= 0,2 A coi cosϕab = cosϕbc = Khi Ib = Ia = 0,34 A Trị số điện áp giáng dây dẫn pha a b ,bỏ qua góc lệch pha giũa Ia Ib ρ l ∆U = (Ia + Ib) Cu ρCu = 0,0175 Ω F với l : khoảng cách từ biến áp đến đồng hồ ta lấy l = 60 m Vì mạch điện có công tơ nên phải có tổn thất điện áp ∆U ≤ 0,5 % Vậy tiết diện dây dẫn là: I + Ib 0,2 + 0,34 ρ Cu l = 0,0175.60 = 1,134 mm2 Fdd = a ∆U 0,5 Nhưng để đảm bảo độ bền thiết diện tối thiểu đồng 1,5 mm2 ta chọn dây dẫn đồng có bọc cách điện có tiết diện là: Fdd = 1,5 mm2 b./ máy biến dòng điện Các điều kiện chọn máy biến dòng điện : + Sơ đồ nối dây kiểu máy Sơ đồ nỗi dây có đủ ba pha nối theo hình Kiểu biến dòng loại để nhà + Điện áp định mức UTIđm ≥ UGđm =13,8 kV + Dòng điện định mức sơ ITIđm ≥ Ilvcb = 5,1704 kA + Cấp xác Do phụ tải công tơ có cấp xác 0,5 nên ta chọn loại biến dòng có cấp xác 0,5 Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 87 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện sau: ⇒Vậy chọn máy biến dòng điện kiểu TШ Π -20-1 có thông số kĩ thuật Uđm = 20 kV , Iđmsc = 6000 A , Iđmtc = A , phụ tải định mức Zđm = 1,2 Ω Cấp xác 0,5 ; bội số ổn định nhiệt tnh = 20/4 + Phụ tải thứ cấp Để đảm bảo độ xác yêu cầu , tổng phụ tải thứ cấp Z2 biến dòng (kể dây dẫn ) không vượt phụ tải đinh mức Z2 = Z∑đc + Zdd ≤ ZđmTI Với Z∑đd : tổng phụ tải dụng cụ đo Zđd : tổng trở dây dẫn nối biến dòng điện với dụng cụ đo Công suất tiêu thụ cuộn dây dòng đồng hồ đo lường cho bảng sau Thứ tự Tên dụng cụ Kí hiệu Ampe mét Oát kế tác dụng Oát kế tự ghi Oát kế phản kháng Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Tổng cộng Э-302 Д-341 Д-342/1 Д-33 Д-670 ИT-672 Phụ tải (VA) Pha A Pha B Pha C 1 5 5 10 10 2,5 2,5 2,5 2,5 26 26 Pha A C biến dòng mang tải nhiều Smax =26 VA Tổng trở dụng cụ đo mắc vào pha là: S max 26 Z∑đd = = = 1,04 Ω I tdm Để thoả mãn cấp xác 0,5 máy biến dòng điện ta cần chọn dây dẫn đến dụng cụ đo lường có độ lớn vừa đủ Khoảng cách từ máy biến dòng điện đến dụng cụ đo lường l = 60 m Trong trương hợp có biến dòng ba pha độ dài tính toán ltt = l =60 m Chọn dây dẫn đồng có tiết diện thoả mãn: l.ρ Fdd ≥ Z 60.0,0175 Cu = = 5,47 mm2 −Z 1,2 − 1,04 dm ∑dc Kết hợp điều kiện độ bền ta chọn dây dẫn đồng có bọc cách điện có tiết diện F = mm2 + Kiểm tra ổn định động máy biến dòng điện Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 88 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện Máy biến dòng kiểu TШ Π -20-1 có sơ cấp dẫn thết bị phân phối nên ổn định động định ổn định động dẫn mạch máy phát Do không cần kiểm tra ổn định động máy biến dòng điện + Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch: Vì dòng định mức sơ cấp máy biến dòng điện lớn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt Sơ đồ nối BU BI dụng cụ đo A BC W A A A W VAr VARh Wh TШ 20-1 3HOM - 15 a b c f V G Chương VI TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 6.1 Chọn sơ đồ tự dùng Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 89 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện Các nhà máy điện tiêu thụ phần điện sản xuất cho cấu tự dùng để phục vụ cho nhu cầu nhà máy Trong nhà máy thủy điện , điện tự dùng chiếm tỷ lệ nhỏ khoản 1% lượng điện nhà máy , để phục vụ việc cung cấp nước ,làm mát máy phát , máy biến áp , thông thoáng nhà máy , thắp sáng, điều khiển Các cấu tự dùng chia làm ba loại tuỳ vào mức độ quan trọng Loại gồm cấu tự dùng quan trọng máy kích thích máy phát điện , bơm dầu hệ thống điều chỉnh , máy nén khí , tín hiệu liên lạc … loại không cho phép điện phút Loại hai quan trọng cho phép điện không ba phút gồm có phận làm mát máy điện , làm nước làm mát , làm mát máy biến áp , thắp sáng gian máy , gian lò Loại ba gồm phận vận chuyển than , lọc dầu , thắp sáng công cộng có yêu cầu thấp mức độ tin cậy Yêu cầu hệ thống điện tự dùng độ tin cậy cao đảm bảo tiêu kinh tế Đối với nhà máy thủy điện thiết kế ta dùng cấp điện áp 0,4 KV Bao gồm tự dùng riêng tự dùng chung Nguồn cung cấp điện tự dùng máy phát điện nhà máy hệ thống Lượng điện tự dùng nhà máy thủy điện nhỏ so với nhà máy nhiệt điện công suất.Theo đề thiết kế nhà máy thủy điện có tổ máy, công suất tổ máy SđmF = 100 MVA nên nhà máy thủy điện công suất trung bình, sơ đồ điện tự dùng nhà máy thiết kế có đặc điểm sau: - Mỗi tổ máy phát có MBA tự dùng riêng (B6, B7, B8, B9,B10).Công suất tổ máy chọn khoảng 250 kVA đến 560 kVA tùy thuộc vào công suất tổ MF, điện áp hạ từ điện áp MF xuống 0,4 kV - Các MBA tự dùng riêng làm việc theo chế độ dự phòng nhờ MBA tự dùng chung - Tự dùng chung cấp điện từ hai MBA điện áp MF xuống 0,4 kV,đấu điện từ phía hạ MBA liên lạc nhà máy- phía MC (B11,B12).Phía điện áp MF sử dụng MC,còn phía hạ áp sử dụng aptômat- có aptômat phân đoạn thường mở bình thường.Hai MBA tự dùng chung làm việc theo chế độ dự phòng nóng Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 90 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện - Hai MBA tự dùng chung dự phòng nóng cho mà làm dự phòng cho MBA tự dùng riêng thông qua aptômat thường mở lúc bình thường TN1 TN2 G1 T1 G2 T2 G3 G4 Sơ đồ nối điện tự dùng nhà máy 6.2 Chọn thiết bị điện khí cụ điện cho tự dùng 1./ Chọn máy biến áp tự dùng riêng cấp 0,4 kV Công suất tự dùng lớn nhà máy Stdmax = α.SNMđm = 0,01.588,5 = 5,885 MVA Trong nhà máy thuỷ điện công suất trung bình , lưới điện tự dùng có cấp điện áp 0,4 kV Trong chia tự dùng chung cho toàn nhà máy phần tự dùng riêng cho tổ máy Thông thường máy biến áp cho phần tự dùng riêng không lớn 250 kVA Để đơn giản ta chọn công suất máy biến áp phần tự dùng riêng 250 kVA Ta chọn máy biến áp loại TM 250 – 13,8/0,4 có thông số sau : Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 91 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện Loại TM Sđm kVA 250 UCdm kV 13,8 UHdm kV 0,4 ∆P0 kW 0,7 ∆PN kW 4,1 Un% I0% 4,5 2./ Chọn máy biến áp tự dùng chung cấp 0,4 kV Ta có tổng công suất tự dùng riêng Stdriêng =5.SBA = 5.250 = 1250 kVA = 1,25 MVA Vậy phần công suất cho tự dùng chung lại Stdchung = Stdmax - Stdriêng = 5,885 – 1,25 = 4,635 MVA Tự dùng chung cấp điện qua hai máy biến áp điều kiện chọn máy biến áp trường hợp Stdchung 4, 635 SBA ≥ = = 3,311 MVA K qt 1, Ta chọn đựơc loại máy biến áp TM 4000 –13,8/0,4 có thông số sau Loại Sđm UCdm UHdm Un% I0% ∆P0 ∆PN kVA kV kV kW kW TM 4000 13,8 0,4 3,9 23,5 6,5 1,1 Chọn khí cụ điện tự dùng a, Chọn máy cắt trước máy biến áp tự dùng - Điện áp định mức máy cắt : Uđm ≥ Uđm mạng - Dòng điện định mức máy cắt : Iđm ≥ Icb - Dòng điện cắt định mức máy cắt : Icắt đm ≥ I” Trong : Icb dòng cưỡng mạch đặt máy cắt I’’ dòng ngắn mạch siêu độ thành phần chu kỳ Ngoài máy cắt chọn phải kiểm tra điều kiện ổn định động ổn định nhiệt ngắn mạch : - Kiểm tra điều kiện ổn định động : iđđm ≥ ixk ( ixk dòng xung kích ngắn mạch ) - Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt : I2nhđm tnhđm ≥ BN (BN xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch ) Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 92 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện Đối với máy cắt có Iđm ≥ 1000A không cần kiểm tra ổn định nhiệt Căn vào kết tính dòng cưỡng dòng ngắn mạch ta tiến hành chọn máy cắt bảng sau : Uđmmạng, kV 13,8 Các đại lượng tính toán I” ixk kA kA 54,429 141,464 Loại máy cắt Các đại lượng định mức Uđm Iđm Icắt Iđđm kV kA kA kA 15 12,5 80 225 8BK41 b, Chọn dao cách ly phía hạ áp 0,4kV Dao cách ly dùng để ngắt mạch với dòng không tải Chúng chọn theo điều kiện sau : - Điện áp định mức dao cách ly : UđmCL ≥ Uđm mạng - Dòng điện định mức dao cách ly : IđmCL ≥ Icb - Điều kiện kiểm tra ổn định động : iđđm ≥ ixk ( ixk dòng xung kích ngắn mạch ) - Điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt : I2nhđm tnhđm ≥ BN (BN xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch ) Đối với dao cách ly có Iđm ≥ 1000A không cần kiểm tra ổn định nhiệt Dòng cưỡng hỏng máy biến áp tự dùng: td S đmB I cb = kqtsc = 1, = 8kA 3.U td 3.0, Tra bảng 4.1 sách thiết kế phần điện nhà máy điện ta chọn dao cách ly có thông số lỹ thuật sau: Loại DCL PBP-20/8000 Uđm, kV 20 Iđm, kA Idđ, kA 300 Inh, kA 12 tnh, s MỤC LỤC Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 93 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT – CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU I.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1.1 Cấp điện áp máy phát ( 22kV) 1.2 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung ( 110kV) 1.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao ( 220kV) 1.4 Phụ tải tự dùng toàn nhà máy 1.5 Công suất hệ thống II : Lựa chọn phương án nối điện 2.1 Phương án I 2.2 Phương án II 2.3 Phương án CHƯƠNG II : CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG A Phương án I I Phân bố công suất cho máy biến áp làm việc bình thường II Chọn công suất cho máy biến áp III Kiểm tra tải máy biến áp IV Tính toán tổn thất máy biến áp V Tính toán dòng điện cưỡng B Phương án II I.Phân bố công suất cho máy biến áp làm việc bình thường II Chọn công suất cho máy biến áp III Kiểm tra tải máy biến áp IV Tính toán tổn thất máy biến áp V Tính toán dòng điện cưỡng Chương III : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH A Phương án I I Chọn điểm ngắn mạch II Tính toán dòng ngắn mạch theo điểm B Phương án II I.Chọn điểm ngắn mạch II Tính toán dòng ngắn mạch theo điểm CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 94 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện I.Chọn máy cắt điện dao cách ly II Tính toán kinh tế kỹ thuật - chọn phương án tối ưu CHƯƠNG 5:CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 5.1 Chọn MCĐ DCL 5.2 Chọn góp cứng đầu cực máy phát điện 5.3 Chọn dây dẫn mềm 5.4.Chọn thiết bị cho phụ tải địa phương 5.5 Chọn BU BI Chương VI TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 6.1 Chọn sơ đồ tự dùng 6.2 Chọn thiết bị điện khí cụ điện cho tự dùng Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 95 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn học Nhà Máy Điện TÀI LIỆU THAM KHẢO THẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP PGS.TS.PHẠM VĂN HÒA - THS.PHẠM NGỌC HÙNG NGẮN MẠCH VÀ ĐỨT DÂY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN PGS.TS PHẠM VĂN HÒA Sinh Viên : Nguyễn Hồng Linh – D1H1 96 Trường Đại Học Điện Lực