đồ án thiết kế nhà máy thủy điện

Đồ án thiết kế nhà máy điện MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện Đồ án thiết kế nhà máy điện 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: Sdm Pdm (MVA) (MW) 66,7 60 Cos ϕ 0,9 Udm Idm (kV) (kA) 11 3,5 Xd” 0,14 2) Tính toán phụ tải điện áp máy phát Pmax = MW ; cosϕ = 0,85 → S ma = Pma = cos ϕ 0,85 = 8,24 MVA Bảng biến thiên phụ tải khoảng thời gian 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) 6,59 6,59 6,59 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 → S ma = Pma 70 = cos ϕ 0,88 = 79,55 MVA Bảng biến thiên phụ tải khoảng thời gian 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 71,59 79,55 71,59 71,59 63,64 63,64 S(MVA) 71,59 71,59 63,64 63,64 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 P% 90 90 90 100 100 90 90 80 80 80 80 P(M W) 90 90 90 100 100 90 90 80 80 80 80 112,4 101,1 101,1 89,9 89,9 89,9 89,9 S(MVA) 101,1 101,1 101,1 112,4 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 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 ) = Pnm 240 = = 266,67 MVA cos ϕ nm 0,9 6) 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: Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện Đồ án thiết kế nhà máy điện Σ 1,2 300 α 00 Pnm ⋅ S td ( t ) = ⋅ = = 4,39 MVA 100 0,82 100 cos ϕ td 7) Tính công suất phát hệ thống Svht = Snm – ( Suf + Sut + Suc + Std ) a) Trong mùa mưa Snm 333,3 333,3 333,3 333,3 333,3 333,3 333,3 333,3 333,3 333,3 333,33 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 101,1 101,1 101,1 112,3 112,3 101,1 101,1 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 4,39 157,5 147,18 139,2 149,64 140,86 159,2 160,05 168,01 168,83 Sht 149,64 149,64 b) Trong mùa khô Snm 266,6 266,6 266,6 266,6 266,6 266,6 266,6 266,6 266,6 266,6 266,67 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 101,1 101,1 101,1 112,3 112,3 101,1 101,1 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 82,97 82,97 90,93 80,52 72,56 82,97 74,20 92,56 93,39 101,34 102,16 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 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 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 * 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 : Snm(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 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện Đồ án thiết kế nhà máy điện 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 Sđmmf = 66,7 MVA → 4,12 ⋅ 100% = 6,18% < 15% → Không cần góp máy phát 66,7 2) Lưới phía cao (220kV) lưới phía trung (110kV) lưới trung tính trực tiếp nối đất Uc − UT 220 − 110 α = = = 0,5 Uc 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 10 Đồ án thiết kế nhà máy điện CHƯƠNG : CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN 1) Chọn góp, dẫn cứng mạch máy phát điện Chon ( 5) Vì I cb = 3,851 kA ∈( 3000 A ÷ 8000 A ) nên ta chọn dẫn cứng dạng hình máng h y y0 b x x c y h y0 Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép I’cp = khc Icp ≥ Icb Với khc hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ Chọn dẫn cứng nhôm tiết diện hình máng có sơn có thông số Kích thước mm h b c 125 55 6,5 Tiết diện cực mm2 1370 Momen trở kháng cm2 Một Hai Wx-x Wy-y Wy0-y0 50 9,5 100 Dòng điện cho phép hai thanh, A 4640 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 49 Đồ án thiết kế nhà máy điện Khc = θ cp − θ θ cp − θ 0dm = 70 − 35 = 0,88 70 − 25 → I’cp = khc Icp = 0,88 4640 = 4083,2 A > Icb =3851 A • Kiểm tra điều kiện ổn định động  Tính lực động điện  Lực tính toán tác dụng lên dẫn pha chiều dài khoảng vượt −2 l Ftt1 = 1,76 ⋅10 ⋅ ⋅ i xk a Trong l1 : khoảng cách sứ ; l1 = 80 ÷ 200 cm a : khoảng cách pha ; a = 20 ÷ 100 cm ixk : dòng điện xung kích ngắn mạch pha, kA − 100 ⋅ 76,062 = 203,65 kG → Ftt1 = 1,76 ⋅ 10 ⋅ 50 F ⋅l 203,65 ⋅100 Momen uốn : M1 = tt1 = = 2036,5 kG.cm 10 10 Ứng suất lực tác dụng pha gây M1 2036,5 σ1 = = = 20,365 kG/cm2 Wy0- y0 100 Trong Wy0-y0 : Momen chống uốn  Lực tính toán tác dụng lên dẫn pha a x −2 ftt2 = 0,254 ⋅ 10 ⋅ x ⋅ i xk b Trong b : bề dày dẫn ; cm ixk : dòng điện xung kích ngắn mạch pha, kA −2 ⋅ 76,062 = 2,67 kg/cm → ftt2 = 0,254 ⋅ 10 ⋅ 5,5 F ⋅l f ⋅ l2 Momen uốn tác động lên dẫn : M2 = tt 2 = tt 2 12 12 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 50 Đồ án thiết kế nhà máy điện Ứng suất vật liệu dẫn : σ2 = M2 Wy - y 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 (σ cp − σ1 ) ⋅ 12 ⋅ Wy- y → l2 ≤ l2max = f tt2 Trong σcp : ứng suất cho phép nhôm = 700 kg/cm (700 − 20,365) ⋅12 ⋅ 9,5 = 170,35 cm 2,67 Vì l1 = 100 cm < 170,35 cm nên không cần đệm trung gian → l2 = l1 = 100 cm f ⋅ l2 2,67 ⋅ 100 Momen uốn : M2 = tt 2 = = 2225 kG.cm 12 12 M2 2225 σ2 = = = 234,21 kG/cm2 Wy - y 9,5 → l2 ≤ l2max = = 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 Loại sứ Điện áp định mức kV Lực phá hoại nhỏ uốn tính, kG Chiều cao , H mm OΦP-20-750Y3 20 750 160 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 51 Đồ án thiết kế nhà máy điện Kiểm tra ổn định động sứ : H+h Ftt' = Ftt ⋅ ≤ 0,6 ⋅ Fptphahoai H Trong H : chiều cao sứ ; cm h : chiều cao dẫn ; cm H+h 16 + 12,5 = 203,65 ⋅ = 283,2 kG H 16 0,6.Fptpháhoại = 0,6 750 = 450 kG ' Ta có Ftt = Ftt1 ⋅ ' → Ftt ≤ 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 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 Nhôm thép Dây dẫn Lõi 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 a Uvq = 84 m r.lg 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 atb = a a : khoảng cách pha = 500 cm (với U = 220 kV ) 500 a 2,4 → Uvq = 84 m r.lg tb = 84 0,96 .lg = 253,51 kV 2,4 2 r Ulươí = Uđm 1,1 = 220 1,1 = 242 kV → Uvq ≥ Ulươí ( thoả mãn ) Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 52 Đồ án thiết kế nhà máy điện 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 θ cp − θ Khc = θ cp − θ 0dm = 70 − 35 = 0,88 70 − 25 → Chọn dây AC có thông số Tiết diện chuẩn Al / thép 240/32 Tiết diện mm2 Đường kính mm Nhôm thép Dây dẫn Lõi thép 244 31,7 21,6 7,2 Điện trở Ω / km Icp A 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 a Uvq = 84 m r.lg 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 atb = a a : khoảng cách pha = 300 cm (với U = 110 kV ) 300 a 2,16 → Uvq = 84 m r.lg tb = 84 0,96 .lg = 212,82 kV 2,16 2 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 Y 0/Y0/∠ có thông số Loại máy HK Φ–220–5 Cấp điện áp kV 220 Điện áp định mức, V Cuộn sơ cấp Cuộn thứ cấp Cuộn thứ cấp phụ 220000/ 100/ 100 400 Cấp xác BU 0,5 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 53 Đồ án thiết kế nhà máy điện • Cấp điện áp 110 kV Chọn máy biến điện áp pha kiểu HK Φ–110–58 nối dây theo sơ đồ Y 0/Y0/∠ có thông số Loại máy Cấp điện áp kV HK Φ–110–5 110 Điện áp định mức, V Cuộn thứ Cuộn thứ Cuộn sơ cấp cấp cấp phụ 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 Thứ tự Tên đồng hồ Ký hiệu Vôn kế Tần số kế Oát kế tác dụng Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Tổng cộng 3B2 Д 344 Д 341 Д 342/1 Д 33 ИT ИTP Phụ tải ab P(W) Q(Var) 7,2 1,8 1,8 8,3 0,66 0,66 20,42 1,62 1,62 3,24 Phụ tải ab P(W) Q(Var) 6,5 1,8 1,8 8,3 0,66 0,66 19,72 1,62 1,62 3,24 Phụ tải biến điện áp ab Sab = Pab + Q ab = cos ϕ ab = 20,42 + 3,24 = 20,68 VA 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 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 54 Đồ án thiết kế nhà máy điện 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 Cấp điện áp kV Loại máy HOM -10 10 Điện áp định mức, V Cuộn sơ cấp Cuộn thứ cấp 10500 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 → Ia = = = 0,2068 A U ab 100 S bc 19,98 → Ic = = = 0,1998 A U bc 100 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 ρ ⋅l ∆U = ( I a + I b ) ⋅ Cu ≤ ∆Ucp = 0,5 F Chọn dây đồng có ρCu = 0,0175 Ω.mm2/m F : Tiết diện dây , mm2 ρ Cu ⋅ l 0,0175 ⋅ 60 → F ≥ ( Ia + Ib ) ⋅ = ( 0,2 + 0,346) ⋅ = 1,147 mm2 ∆U cp 0,5 Để đảm bảo độ bền ta chọn dẫn đồng có bọc cách điện có tiết diện Fdd = 1,5 mm2 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 55 Đồ án thiết kế nhà máy điện 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 • 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 Loại máy TΦH–220–3T Uđm kV 220 Iđm, A Sơ cấp Thứ cấp 1200 0,5 50 108 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 Loại máy TΦH–110M Uđm kV 110 Iđm, A Sơ cấp Thứ cấp 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 56 Đồ án thiết kế nhà máy điện Iđm, A Loại máy Uđm kV Sơ cấp Thứ cấp TШΛ–20-1 20 8000 Cấp xác Phụ tải định mức, Ω 0,5 1,2 Các dụng cụ đo lường nối vào BI Thứ tự Tên dụng cụ Ký hiệu Ampe kế 3-302 Oát kế tác dụng Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Tổng cộng Д 341 Д 342/1 Д 33 Д-670 ИT-672 Phụ tải (VA) A B C 1 5 10 2,5 2,5 26 5 10 2,5 2,5 26 Pha A pha C BI mang tải nhiều Smax = 26 VA 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 S max 26 ZdcΣ = = = 1,04 Ω I dmtc → 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 = Fdd ρ Cu ⋅ l 0,0175 ⋅ 50 → Fdd = ≥ =5,47mm2 R dd 0,16 → Chọn dây đồng có bọc cách điện có F=6mm2  Kiểm tra ổn định động BI 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 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 57 Đồ án thiết kế nhà máy điện 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 Cấp điện áp,kV Icbmax,kA 220 110 0,443 0,418 10,5 3,851 Loại máy cắt UđmMC,kV IđmMC,kA Icắtdm,kA iđđm,kA 3AQ1 3AQ1-FE 245 123 4,000 3,150 40 31,5 100 80 8BK41 12 12,500 80 225 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 U,kV Icbmax,kA 220 110 0,443 0,418 10,5 3,851 Ixk,kA Loại cách ly UđmCL,kV IđmCL,kA iđđm,kA 18,786 PЛHД-220П/1000 27,289 PЛHД-110/1000 220 110 1 80 80 76,062 PBK-20/5000 20 200 6)Chọn kháng đường dây Kháng chọn phải thoã mãn điều kiện : a) UđmK ≥ Uđmlưới = 10,5 kV b) IđmK ≥ Icbmax MC cáp Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 58 Đồ án thiết kế nhà máy điện • 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 Loại kháng Uđm kV Iđm A XKđm Ω ∆P1pha kW Iđđ kA Inh kA PbA–10 – 600 - 10 600 0,29 3,22 43,8 35 c) XK% ≤ X cp K% • Ngắn mạch N I "N = ⋅ I cb x ht S cb 1 → x ht = " ⋅ I cb = " ⋅ IN ⋅ U tb I4 100 ⋅ = = 5,249 = 0,0981 53,53 ⋅ 11 53,53 Chọn sơ cáp nhôm, vỏ PVC có tiết diện tối thiểu Fmin = 70 mm2 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 59 Đồ án thiết kế nhà máy điện • 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 S cap ⋅ C 70 ⋅ 90 → Inhiệt cáp = = = 7530 A = 7,53 kA 0,7 t cat IcắtMC = 21 kA { } " → I N ≤ I catMC , I nhietcap = min{ 21;7,53} =7,53 kA I "N = ⋅ I cb x ht + x k I cb 5,249 tt − 0,0981 = 0,599 → x k = " − x ht ≥ 7,53 I N5 → xk % = xk ⋅ I dmK 0,6 ⋅ 100 ≥ 0,599 ⋅ ⋅ 100 = 6,847 % I cb 5,249 → 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 = Tmax = Pmax ⋅ cos ϕ ⋅ U dm = 1,5 ⋅ 10 3 ⋅ 0,85 ⋅ 10,5 = 97,03 A ΣS i ⋅ ∆t i S max Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 60 Đồ án thiết kế nhà máy điện = ⋅ 80 + ⋅ (80 + 80 + 70 + 70 + 80 + 90 + 100 + 90 + 90 + 80) ⋅ 365 = 7227 h 100 Tmax = 7227 h dây cáp chọn cáp nhôm, vỏ PVC, tra bảng J = 1,2 97,03 I → Scáp ≥ lv max = = 80,86 mm2 1,2 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 Inhiệt cáp = Inhiệt cáp = S cap ⋅ C t cat S cap ⋅ C t cat = ≥ I "N 95 ⋅ 90 0,7 = 10,22 kA I cb 5,249 = 8⋅ = 0,7 I dmK ⋅ 100 0,6 ⋅ 100 1 = ⋅ I cb = ⋅ 5,249 = 6,58 kA x ht + x k 0,0981 + 0,7 xk = xk % ⋅ I "N5 " → 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 T max loại cáp, A/mm2 Pmax ⋅ 10 Ilvmax = = = 64,69 A ⋅ ⋅ cos ϕ ⋅ U dm ⋅ ⋅ 0,85 ⋅ 10,5 Icb = Ilvmax = 64,69 = 129,38 A Tmax = 7227 h dây cáp chọn cáp nhôm, vỏ PVC, tra bảng J = 1,2 Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 61 Đồ án thiết kế nhà máy điện → Scáp ≥ 64,69 I lv max = = 53,91 mm2 , J → Chọn cáp có thiết diện tối thiểu 70 mm2 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 S cap ⋅ C Inhiệt cáp = ≥ I "N t cat Inhiệt cáp = S cap ⋅ C t cat = 70 ⋅ 90 0,7 = 7530 A = 7,53 kA I cb 5,249 = 8⋅ = 0,7 I dmK ⋅ 100 0,6 ⋅ 100 1 = ⋅ I cb = ⋅ 5,249 = 6,58 kA x ht + x k 0,0981 + 0,7 xk = xk % ⋅ I "N5 " → 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 136,266 PBK-20/5000 UđmCL,kV IđmCL,kA iđđm,kA 20 200 CHƯƠNG 6: CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG Trường đại học Bách Khoa – HN Khoa điện - Bộ môn hệ thống điện 62 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 max SđmB ≥ ⋅ S td = ⋅ 4,39 = 0,878 MVA = 878 kVA n SđmB ≤ 1000 kVA → Chọn MBA TMC có SđmB = 1000 kVA có thông số Loại MBA Sđm ( MVA) TMC 1000 UC ( kV) UH ( kV) 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 63