thiết kế phần điện của nhà máy điện

Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp mục lục lời mở đầu chơng 1: Tính toán phụ tải cân công suất chơng 2: Đề xuất sơ đồ nối điện nhà máyđiện Phơng án I Phơng án II chơng 2: Chọn máy biến áp 1.Phơng án I 2.Phơng án II chơng 3:Tính toán ngắn mạch chọn thiết bị 1.Tính toán ngắn mạch 2.Chọn thiết bị chơng 4: Tính toán kinh tế xác định phơng án tối u Phơng án I Phơng án II chơng 5: Chọn khí cụ điện dây dẫn Thanh góp, dẫn Máy cắt, dao cách ly Cáp kháng điện cho mạch 22 KV Máy biến áp đo lờng chơng 6:Sơ đồ nối dây thiết bị tự dùng Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp lời mở đầu Điện đợc xản xuất từ nhà máy đợc truyền tải đến hộ tiêu dùng nhờ trạm biến áp Nhà máy điện trạm biến áp khâu không tể thiếu hệ thống điện Cùng với phát triển hệ thống lợng quốc gia, nớc ta hệ thống điện phát triển với nhiều nhà máy trạm biến áp với công suất lớn Việc giải đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật thiết kế, xây dựng vận hành nhà máy điện mang lại lợi ích không nhỏ kinh tế nói chung hệ thống điện nói riêng Muốn giải tốt vấn đề nêu cần có hiểu biết toàn diện, sâu sắc nhà máy điện Sau trình học tập nghiên cứu trờng, đợc thầy cô giáo giao nhiệm vụ thiết kế phần Điện nhà máy điện Do thời gian , trình độ nhiều hạn chế cố gắng với tất khả nhng chắn có nhiều thiếu sót thiết kế Vì mong đợc giúp đỡ góp ý thầy cô giáo bạn để đồ án đợc hoàn chỉnh Tôi xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy cô giáo khoa Hệ thống điệnvà đặc biệt thầy giáo Trịnh Hùng Thám tận tình giúp đỡ hoàn thành đồ án Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Chơng I Tính toán phụ tải cân công suất Để đảm bảo chất lợng điện , thời điểm công suất nhà điện phát phải hoàn toàn cân với công suất tiêu thụ kể công suất tổn thất Nh việc tính toán phụ tải cân công suất hệ thống điện điều vô quan trọng Trong thực tế , mức tiêu thụ điện phụ tải thay đổi theo thời gian, việc nắm đợc qui luật , tức tìm đợc dạng đồ thị phụ tải điều vô quan trọng ngời thiết kế vận hành nhờ có đồ thị phụ tải mà lựa chọn đợc phơng án, sơ đồ nối điện phù hợp Để đảm bảo tiêu kinh tế - kỹ thuật nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài đồ thị phụ tải cho phép chọn dung lợng máy biến áp , phân bố đợc tối u công suất giữa nhà máy điện tổ máy nhà máy điện Để chọn dung lợng tính toán tổn thất máy biến áp cần thiết lập đồ thị phụ tải ngày nhà máy Máy biến áp đợc chọn theo công suất biểu kiến , mặt khác hệ số cos cấp khác không nhiều nên cân công suất đợc tính theo công suất biểu kiến Sau tiến hành tính công suất cấp nhà máy Công thức chung để tính tính toán công suất nh sau: p% S = 100 cos Pmax ( - 1) Trong : S - Công suất biểu kiến phụ tải cấp Pmax - công suất cực đại P% - Công suất tính theo phần trăm công suất cực đại cos - hệ số công suất phụ tải Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Theo nhiệm vụ thiết kế cho nhà máy gồm tổ máy phát điện kiểu TBB150-2 có PGđm = 150 MW, cosđm = 0,85 SGđm = PGđm / cosđm = 0,85 =176,5 MVA Tổng công suất đặt nhà máy : PNMđm = 150 = 750 MW hay SNMđm = 882,5 MVA Đồ thị phụ tải nhà máy đợc xác định công thức : PNM (t ) P % SNM(t) = Với PNM(t) = PNMdm NM cos dm 100 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Kết tính đợc cho bảng 1.1 đồ thị phụ tải cho hình 1.1: Bảng 1.1 t(h) ữ8 8ữ12 12ữ16 16ữ24 P% 80 100 90 80 PNM(t)(MW) 600 750 675 600 S NM(t) (MVA) 706 882,5 794,25 706 SNM(t)(MVA) 882,5 900 794,25 800 700 706 706 600 500 400 300 200 100 12 16 24 Hình 1.1 Đồ thị phụ tải địa phơng: Trong nhiệm vụ thiết kế cho :Pđpmax = 28 MW, cos = 0,92 Đồ thị phụ tải nhà máy đợc xác định công thức : P22(t ) P % S22 (t) = Với P22 (t) = P22dm 22 cos 100 Kết tính đợc cho bảng 1.2 đồ thị phụ tải cho hình 1.2: Bảng 1.2 t(h) ữ8 8ữ12 12ữ16 16ữ24 P% 70 100 90 70 P22(t) 19,6 28 25,2 19,6 S22(t)(MVA) 21,315 30,435 27,392 21,315 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp S22 (t)(MVA) 30,435 32 28 27,392 24 21,315 21,315 20 18 16 12 8 12 16 t(h) 24 Hình 1.2 Đồ thị phụ tải trung áp 110 kV Trong nhiệm vụ thiết kế cho :P110max = 250 MW, cos = 0,8 Đồ thị phụ tải nhà máy đợc xác định công thức : P110(t ) P % S110(t) = Với P110(t) = P110dm 110 cos 100 Kết tính đợc cho bảng 1.3 đồ thị phụ tải cho hình 1.3: Bảng 1.3 t(h) ữ8 8ữ12 12ữ16 16ữ24 P% 70 100 80 70 P110(t)(MVA) 175 250 200 175 S110(t)(MVA) 218,75 312,5 250 218,75 S110(t)(MVA) 312,5 320 280 250 200 218,75 218,75 120 40 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T 12 16 24 t(h) Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Hình 1.3 Đồ thị phụ tải tự dùng: Đồ thị phụ tải tự dùng xác định theo công thức sau : sNM (t ) Std(t) = .SNMđm.(0,4 + 0,6 ) ( 1- ) sNMdm Trong Std(t) : Công suất tự dùng SNMđm : Công suất đặt toàn nhà máy SNM (t) : Công suất phát toàn nhà máy thởi điểm t : Phần trăm điện tự dùng Kết tính đợc cho bảng 1.4 đồ thị phụ tải cho hình 1.4: Bảng 1.4 t(h) ữ8 8ữ12 12ữ16 16ữ24 SNM(t)(MVA) 706 882,5 794,25 706 Std (MVA) 51,0 65,30 57,64 51,.0 Std(t)(MVA) 60 65,3 57,64 51 50 51 40 30 20 10 12 16 24 t(h) Hình 1.4 Công suất phát hệ thống Công suất phát hệ thống đợc tính theo công thức sau: S220(t) = SNM(t) - ( Std(t) + S110(t) + S22(t) ) Kết tính đợc cho bảng 1.5 đồ thị phụ tải cho hình 1.5: Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội t(h) Std(t) SNM(t) Sđp(t) ST(t) SHT(t) ữ8 51,0 706 21,315 218,75 414,93 Đồ án tốt nghiệp 8ữ12 65,3 882,5 30,435 312,5 474,27 12ữ16 57,64 794,25 27,392 250 459,22 Bảng 1.5 16ữ24 51,0 706 21,315 218,75 414,93 S220(t) (MVA) 474,27 480 420 459,22 414,93 414,93 360 300 240 180 120 60 12 16 24 t(h) Hình 1.5 Nhận xét: Theo kết tính toán đợc bảng (1-5) qua đồ thị phụ tải, ta nhận thấy: Nhà máy có đủ công suất cung cấp cho phụ tải cấp điện áp Công suất phát hệ thống lớn dự trữ quay hệ thống(400 MVA), ảnh hởng nhà máy điện hệ thống đáng kể Từ kết tính toán ta có đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy cho hình 1.6 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T Đồ án tốt nghiệp Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội SNM(t)(MVA) 900 Đồ án tốt nghiệp 882,5 794,25 800 706 700 706 SNM(t) 600 474,27 500 459,22 414,93 414,93 S220(t) 400 312,5 300 250 218,75 218,75 S110(t) 200 100 65,3 57,64 30,435 27,392 51 21,315 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T 12 51 Std(t) 21,315 16 S22(t) 24 t(h) Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Hình 1.6 Chơng:II đề xuất sơ đồ nối điện Căn vào nhiệm vụ thiết kế kết tính toán đợc phần trớc, ta tiến hành vạch số phơng án nối điện nhà máy Việc đa phơng án nối điện phải đảm bảo yêu cầu kimh tế kỹ thuật đồng thời thuận tiện cho công tác vận hành nh sửa chữa sau có tính tới nhu cầu phát triển tơng lai Trớc tiên ta có số nhận xét sau dây: Do phụ tải địa phơng đợc cung cấp với điện áp 22 kV , mà điện áp định mức máy phát 18 kV nên phụ tải địa phơng đợc cung cấp qua MBA tăng áp 18/22 kV Trong phơng án nêu sau phần cung cấp điện cho phụ tải địa phơng đợc thực giống Nh sơ đồ nối điện nhà máy có cấp điện áp 18;110;220 kV Trên sở phân tích đa số phơng án nối dây nh sau : Phơng án một: (hình 2.1)do phụ tải cực tiểu trung áp (S110nim = 218,25 ) lớn công suất định mức máy phát điện nên ghép máy phát điện máy biến áp lên góp trung áp ( G 3-T3 ) Do phụ tải cao áp lớn công suất định mức hai máy phát điện nên ghép hai máy phát điện máy biến áp lên góp cao áp ( G4-T4 G5-T5) Để cumg cấp điện thêm cho phụ tải cao trung áp dùng hai ( G1-T1 G2-T2) Phụ tải địa phơng đợc cung cấp qua máy biến áp 18/22 kV nh nói Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T 10 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp N1 220 kV T1 T5 N2 110 kV T3 T2 T4 N3 N5 N4 G5 G1 G2 G3 G4 Hình 4-15 Tơng tự nh phơng án 1đã tính ta có điện kháng tơng đối phần tử nh sau : Giá trị điện kháng mạch: X HT = 0,0067 - Hệ thống: - Đờng dây: điện kháng đờng dây X D = 0,0134 - MBA tự ngẫu ký hiệu ATDUTH 360 : XC-T1 = XC-T2 = 0,0514 XH-T1 = XH-T2 = 0,0819 - MBA hai dây quấn T3 , T4: XT3 = XT4 = 0,0525 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T 32 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp - MBA hai dây quấn T5 XT5 = 0,055 - Máy phát điện : XG = 0,0697 Sơ đồ thay nhà máy (hình 4-16) EHT XHT 0,0067 XDD 0,0134 N XT5 0,055 XC 0,0514 XC 0,0514 XH 0,0819 XH 0,0819 XG 0,0697 XG 0,0697 G5 XG 0,069 G1 G3 XT3 0,0525 XT4 0,0525 XG 0,0697 XG 0,0697 G4 G2 Hình 4-16 1.Dòng ngắn mạch N1 - Từ sơ đồ thay hình 4-16 ta đợc sơ đồ tính toán điển ngắn mạch nh hình 4-17, : X1= XHT + XD = 0,0067 + 0,0134= 0,0201 X2= X5= XC-T1 = 0,0514 X3= X6= XH-T1 = 0,0819 X8= XT3= 0,0525 X9= X10= 0,055 X4= X7= X11= X12= X13= 0,0697 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T 33 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp EHT X1 N1 X10 X5 X2 X8 X3 X13 X9 X6 X4 X11 X7 G5 G2 G1 X12 G3 G4 Hình 4-17 Dùng phép biến đổi nối tiếp song song ta đợc sơ đồ hình 4-18: X17= (X8+ X11) // (X9+ X12) = (0,0525 + 0,0697).(0,0525 + 0,0697) = 0,0611 (0,0525 + 0,0697) + (0,0525 + 0,0697) 0,0514.0,0514 X15= X2 // X5 = 0,0514 + 0,0514 = 0,0257 X16= (X3+ X4) // (X6+ X7) = (0,0153 + 0,0697).(0,0153 + 0,0697) = 0,0758 (0,0153 + 0,0697) + (0,0153 + 0,0697) X14= X10 + X13 = 0,0525 + 0,069 = 0,1297 EHT X1 N1 X15 X14 G5- G4 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T X16 G1- G2 X17 G3 34 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Hình 4-18 Tiếp tục biến đổi sơ đồ ta có hình 4-19 : X18= X15 + (X16// X17 ) = 0,0257+ EHT 0,0758.0,0611 = 0,0595 0,0758.0,0611 EHT X1 X1 N1 N1 X19 X18 X14 G5- G4 G1- G2- G3 G1- G2- G3 Hình 4-19 G4- G5 t(h) Hình 4-20 Hợp máy G1- G2- G3- G4- G5 ta có sơ đồ hình 4- 20 X19= X14// X18 = 0,1297.0,0595 = 0,0408 0,1297 + 0,0595 - Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đợc tính : XttHT = X3 S HTdm 12000 = 0,0201 = 2,412 Scb 100 Tra đờng cong tính toán máy nhiệt điện ta đợc : I* = 0,42 , * = 0,45 + Đổi sang hệ đơn vị có tên : S HTdm IHT = I* IđmHT = I* HT = * HT dmHT = 0,45 3.U cb = 0,42 12000 = 12,652 kA 3.230 12000 = 13,555 kA 3.230 - Điện kháng tính toán từ phía nhà máy điện đợc tính : XttNM = X19 S Gdm S cb = 0,0408 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T 5.176,5 = 0,36 100 35 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Tra đờng cong máy nhiệt điện ta đợc : I* = 2,85 , * = 2,1 Đổi sang hệ đơn vị có tên ta có : ' I = I* dm = * S Gdm 3.U cb = * dm = 2,1 5.176,5 3.230 = 2,85 5.176,5 3.230 = 6,314 kA = 4,652 kA Vây trị số dòng điện ngắn mạch điểm N1 : IN1 =12,652 + 6,314 = 18,966 kA N = 13,555 + 4,652 = 16,656 kA Dòng điện xung kích có trị số : i XK = K XK " = 1,8 18,966 = 48,28 kA 2.Dòng ngắn mạch N2 Để tính toán N2 ta lợi dụng kết tính toán N1nên sơ đồ tính toán nh hình 417 Điểm ngắn mạch N2 cách N1 điện kháng X15 ta có hình 421 X20=X16//X17 = Biến đổi sơ đồ 0,0758.0,0611 = 0,0338 0,0758 + 0,0611 (X1X14X15)thành X21= X1 + X14 + (X21X22) ta có hình 4- 8: X X 14 0,0201.0,1297 = 0,0201 + 0,1297 + = 0,2512 X 15 0,0257 X22 = X14 + X15 + X 14 X 15 0,1297.0,0257 = 0,1297 + 0,0257 + = 0,3212 X1 0,0201 EHT EHT X1 X15 X14 X21 N2 X20 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T G5- G4 G1- G2- G3 X22 G5- G4 N2 X20 G1- G2- G3 36 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Hình 4-21 Hình 4-22 0,3212.0,0388 Ta có sơ đồ hình 4- 23 với : X23=X22//X20 = 0,3212 + 0,0388 =0,0346 N2 EHT X21 X23 G1,2,3,4,5 Hình 4- 23 - Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đợc tính : S 12000 HTdm XttHT = X21 S = 0,2512 100 = 30,144 cb XttHT > + Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống " INHT = HT = HT = X ttHT S dm 3.U cb = 12000 = 2,0 kA 30,144 3.115 - Điện kháng tính toán từ phía nhà máy điện đợc tính : XttNM = X23 S Gdm = 0,0346 S cb 5.176,5 = 0,305 100 Tra đờng cong máy nhiệt điện ta đợc : *' = 3,3 , * = 2,15 Trong hệ đơn vị có tên ta có : ' I = I* dm = * S Gdm 3.U cb = * dm = 2,15 = 3,3 5.176,5 3.115 5.176,5 3.115 = 14,621 kA = 9,526 kA Vậy trị số dòng điện ngắn mạch điểm N2 : IN2 = 2,0 + 14,621 = 16,621 kA N = 2,0 + 9,526 = 11,526 kA Dòng điện xung kích có trị số : Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T 37 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp i XK = K XK " = 1,8 16,621 = 42,31 kA 3.Dòng ngắn mạch N3 Khi ngắn mạch thời điểm N3 nguồn cung cấp máy phát điện G3,ta có sơ đồ sau hình 4-10: N3 G3 Xtt Hình 4-24 + Dòng điện ngắn mạch lúc đợc tính : Xtt = Xd = 0,123 - Tra đờng cong tính toán máy nhiệt điện ta đợc : *' = ; * = 2,8 - Trong hệ đơn vị có tên ta tính đợc : " = *' dm = 176,5 3.18 = * dm = 2,8 = 45,29 kA 176,5 = 15,285 kA 3.18 iXk = KXK "F = 1,8 45,29 = 115,29 kA 4.Dòng ngắn mạch N4 Từ sơ đồ 4- ta có sơ đồ tính toán điểm ngắn mạch hình 4-11 EHT X1 X2 X10 X5 X3 X4 X13 G5 G1 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T X8 X9 X6 N4 X7 G2 X11 X12 G3 G4 38 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Hình 4-25 - Để tính toán N4 ta sử dụng điện kháng tơng đối tính trên, dùng biến đổi nối tiếp song song ta có sơ đồ hình 4- 25: X1 X6 N3 HT X14 X15 X13 G5 G1,3,4 Hình 4- 25 X1 = 0,0201 X13 = 0,0257 X14 = 0,1297 X6 = 0,0819 X15= (X3+ X4)// X17= (0,0819 + 0,0697).0,0611 = 0,0435 (0,0819 + 0,0697) + 0,0611 Từ sơ đồ 4-12 ghép máy phát G5, G4 với G1, G3 biến đổi sơ đồ (X13X14X15) thành X1 X16 (X16X17X18) ta có hình 4-26: X17 X6 N3 HT X18 Hình 4- 26 X16= X17= X18= G1,3,4,5 X 14 X 14 X 13 0,1297.0,0257 = =0,0168 + X 13 + X 15 0,1297 + 0,0257 + 0,0435 X 14 X 13 X 15 0,0435.0,0257 = = 0,0056 + X 13 + X 15 0,1297 + 0,0257 + 0,0435 X 14 X 14 X 15 0,1297.0,0435 = = 0,0284 + X 13 + X 15 0,1297 + 0,0257 + 0,0435 Từ sơ đồ 4-13 ta có: X19=X1+X16= 0,0201+ 0,0168 = 0,0369 X20= X17+X6= 0,0056 + 0,0819 = 0,0875 Biến đổi sơ đồ (X18X19X20) thành Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T (X21X22) ta có hình 4-27: 39 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội X19 Đồ án tốt nghiệp N3 X20 HT X21 HT X18 X22 G1,3,4,5 G1,3,2,4, N3 X20 0,0369.0,0875 G = 0,0369 + 0,0875 + = 0,2381 0,0284 G5 Hình 4-27 X 19 X 20 X 18 X20 = X19 + X20+ X21= X18 +X20 + t(h) X 18 X 20 0,0284.0,0875 = 0,0284 + 0,0875 + = 0,1832 X 19 0,0369 Điện kháng tính toán hệ thống đến điểm ngắn mạch N4 XttHT=0,2381 12000 =28,572 100 Vì XttHT > nên + Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống đợc tính S 1 12000 HT = = 13,471 kA INHT = I = I HT = X 3.U cb 28,572 3.18 ttHT + Dòng ngắn mạch tính cho phía MFĐ : Xtt = X21 S Gdm = 0,1832 S cb 4.176,5 = 1,294 100 Tra đờng cong máy nhiệt điện ta đợc : *' = 0,88 , * = 0,95 Trong hệ đơn vị có tên ta có : ' I = I* dm = * S Gdm 3.U cb = * dm = 0,95 = 0,88 4.176,5 3.18 = 19,928 kA 4.176,5 = 21,513 kA 3.18 - Trị số dòng điện ngắn mạch điểm N4 : IN4= 13,471 + 19,928 = 33,399 kA Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T 40 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp N = 13,471 + 21,513 = 34,984 kA iXk = KXK 2. " = 1,8 2.33,399 = 85,02 kA Tính dòng ngắn mạch tính cho điểm N5 "'N = "N + "N = 45,29 + 33,399 = 78,689 kA N = N + N = 15,285 + 34,984 = 50,269 kA iXk = IXKN3 + IXKN4 = 115,29 + 85,02 = 200,31 kA Bảng tổng kết dòng ngắn mạch cấp điện áp Cấp điện áp (kV) 220 Điển NM Phơng án I Phơng án II N1 I0 (kA) 20,184 I (kA) 18,650 Ixk (kA) I0 (kA) 51,380 18,966 I (kA) Ixk (kA) 18,207 48,280 110 N2 18,002 13,794 45,826 16,621 11,526 42,310 18 N3 45,290 15,285 115,290 45,290 15,285 115,29 N4 34,241 35,360 87,163 33,399 34,984 85,020 N5 79,531 50,654 202,453 78,689 50,269 200,310 B Chọn thiết bị Thấy nhà máy đợc nối với hệ thống đờng dây kép dài 70 Km, mạch máy biến áp nối với vào hệ thống 220 kV gồm hai mạch nên thiết bị phân phối cấp điện 220 kV nhà máy ta dùng hệ thống hai góp cho hai phơng án Còn góp phía110 kV, số mạch nối vào góp tơng đối lớn gồm 05 lộ Nên để có tính an toàn điện cung cấp điện liên tục nên dùng hệ thống hai góp có góp đờng vòng cho hai phơng án I II Sự liên lạc hệ thống góp dùng máy cắt nối máy cắt vòng để liên lạc hệ thống hai góp góp đờng vòng Sơ đồ thiết bị phân phối cho phơng án nh sau: Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T 41 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Phơng án I: 110 kV 220 kV KV T4 G4 T2 T1 T5 G1 G5 T3 G2 G3 Phơng án II: 110 kV 220 kV KV T2 T1 T5 G5 G1 G2 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T T4 T3 G3 G4 42 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp - Nhận xét chung: Thấy phơng án I , bên mạch 220 kV có máy cắt điện bên mạch 110 kV có máy cắt điện mạch 18 kV có máy cắt điện Thấy phơng án II, bên mạch 220 kV có máy cắt điện bên mạch 110 kV có máy cắt điện mạch 18 kV có máy cắt điện Để phục vụ cho việc tính toán chọn khí cụ điện , ta tiến hành tính dòng cỡng mạch II Tính dòng điện cỡng mạch 1.Tính dòng điện cỡng mạch cho phơng án I Các khí cụ điện dây dẫn có hai trạng thái làm việc bình thờng cỡng bức.Ưng với hai trạng thái làm việc có dòng I bt Icb Tình trạng làm việc bình thờng tình trạng mà phần tử khu vực xét bị cắt , I bt dòng lớn tình trạng Dòng làm việc bình thờng dùng để chọn tiết diện dây dẫn cáp theo điều kiện kinh tế Tình trạng làm việc cỡng tình trạng làm việc phần tử khu vực xét bị cắt, dòng cỡng cực đại thờng để chọn khí cụ điện dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài - Cấp điện áp 220 kV Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải hệ thống đợc cung cấp đờng dây kép dài 70 km.Dòng cỡng đờng dây phụ tải cực đại hệ thống SCmax = 474,27 MVA , dòng điện làm việc cỡng mạch đờng dây đợc tính với điều kiện đờng dây bị đứt : I lvcb = S C max 3.U = 474,27 3.220 = 1,245 kA +Mạch máy biến áp pha cuộn dây :dòng điện cỡng máy phát điện: I lvcb = S Gdm 3.U = 1,05.176,5 3.220 = 0,486 kA +Mạch máy biến áp tự ngẫu:khi cố máy biến áp tự ngẫu , máy biến áp tự ngẫu lại phải đa vào hệ thống lợng công suất Smax = SCmax ST4 ST5 = 474,27 165,91 165,91= 142,45 MVA Dòng điện cỡng mạch Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T 43 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội 142,45 I lvcb = 3.220 Đồ án tốt nghiệp = 0,374 kA Dòng điện cỡng lớn cấp điện áp 220 kV đợc xác định dòng điện cỡng phía đờng dây: 1,245 kA - Cấp điện áp 110 kV Cấp điện áp 110 kV có đờng dây công suất truyền tải lớn đờng dây : S max = S T max 312,5 = = 62,5 MVA 5 Vậy dòng làm việc cỡng đờng dây : I lvcb = S max 3.U = 62,5 3.110 = 0,328 kA + Mạch MBA pha cuộn dây : I lvcb = 1,05.S Gdm 3.U = 1,05.165,91 3.110 = 0,914 kA + Mạch máy biến áp tự ngẫu: Ta nhận thấy công suất lớn mà MBA phải tải sang bên trung áp cố máy phát- máy biến áp (G3 T3 ) : Smax = STmax : = 312,5 : = 156,25 MVA Dòng điện cỡng mạch I lvcb = 156,25 3.110 = 0,82 kA Ta thấy dòng điện làm việc cỡng lớn cấp điện áp 110 kV đợc xác định dòng cỡng : Ilvcb = 0,914 kA - Cấp điện áp 18 kV: Dòng điện làm việc cỡng dòng làm việc cỡng máy phát : I lvbt = S Gdm 3.U = 1,05.165,91 3.18 = 5,588 kA Vậy dòng điện cỡng phía 18 kV Ilvcb= 5,588 kA 2.Tính dòng điện cỡng mạch cho phơng án II - Cấp điện áp 220 kV + Mạch đờng dây tơng tự nh phơng án I : Ilvcb= 1,245 kA + Mạch máy biến áp pha cuộn dây :dòng điện cỡng máy phát điện: I lvcb = S Gdm 3.U = 1,05.176,5 3.220 = 0,486 kA + Mạch máy biến áp tự ngẫu:khi cố máy biến áp tự ngẫu , máy biến áp tự ngẫu lại phải đa vào hệ thống lợng công suất Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T 44 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Smax = SCmax ST5 = 474,27 165,91 = 308,36 MVA Dòng điện cỡng mạch I lvcb = 308,36 3.220 = 0,809 kA Dòng điện cỡng lớn cấp điện áp 220 kV đợc xác định dòng điện cỡng phía đờng dây: 1,245 kA - Cấp điện áp 110 kV + Mạch đờng dây tơng tự nh phơng án I : Ilvcb= 0,328 kA + Mạch MBA pha dây quấn tơng tự nh phơng án I : Ilvcb= 0,914 kA + Mạch máy biến áp tự ngẫu: Sự cố nguy hiểm mạch 110 kV máy biến áp tự ngẫu sảy cố hai MBA tự ngẫu vào lúc phụ tải trung áp cực tiểu, nghĩa lúc công suất truyền tải từ trung áp sang cao áp lớn : Smax = 2.165,91 218,75 = 113,07 MVA Dòng điện cỡng mạch I lvcb = 113,07 3.110 = 0,593 kA Ta thấy dòng điện làm việc cỡng lớn cấp điện áp 110 kV đợc xác định dòng cỡng : Ilvcb = 0,914 kA - Cấp điện áp 18 kV: Tơng tự nh phơng án I : Ilvcb= 5,588 kA Chọn máy cắt cho mạch Máy cắt điện dùng để đóng, cắt mạch có dòng phụ tải có dòng ngắn mạch Chính máy cắt điện đợc chọn theo điều kiện sau: + Điện áp định mức: UĐMMC Ulới + Dòng điện định mức: IĐMMC ILVCB Ngoài máy cắt điện đợc chọn cần phải kiểm tra ổn định nhiệt ổn định động ngắn mạch + Điều kiện kiểm tra ổn định động: ILĐĐ IXK + Điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt: INH tNH BNH Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T 45 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên máy cắt điện nói chung khả ổn định nhiệt chúng lớn đặc biệt loại có dòng điện định mức lớn 1000A Khi chúng ổn định động thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt Vì lúc không cần xét đến điều kiện ổn định nhiệt máy cắt điện Từ kết tính toán chọn đợc loại máy cắt điện mạch có thông số kỹ thuật nh sau: Chọn máy cắt cho phơng án P/ A I II Cấp Đ/A 220 110 18 220 110 18 Đại lợng tính toán ILVCB I" I XK (kA) (kA) (kA) 1,245 20,184 51,38 0,914 18,002 45,826 5,588 79,531 202,453 1,245 18,966 48,28 0,914 16,21 42,31 5,588 78,689 200,31 Sinh viên: Nguyễn Bình Hiên - K39T Loại máy cắt 3AQ1 3AP1 HGF 3AQ1 3AP1 HGF Đại lợng định mức UĐM I ICĂT ILđđ (kV) (kA) (kA) (kA) 245 40 125 145 40 100 22 12,5 80 225 245 40 125 145 40 100 22 12,5 80 225 46 [...]... cuộn dây điện áp trung : 1 Máy - Máy biến áp ba pha hai cuộn dây điện áp cao : 2 Máy - Máy biến áp tự ngẫu ba pha (18,110,220kV) : 2 máy * Phơng án hai phải dùng - Máy biến áp ba pha hai cuộn dây điện áp trung : 2 Máy - Máy biến áp tự ngẫu ba pha (18,110,220kV) : 2 máy - Máy biến áp ba pha hai cuộn dây điện áp cao : 1 Máy Chơng III Chọn máy biến áp - Tính tổn thất điện năng I Phơng án 1 1 .Máy biến... nghiệp b Khi sự cố máy G5 - T5 Khi đó hệ thống mất một lợng công suất ST5 = 165,55 MVA Lợng thiếu này còn nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống Chơng III Tính toán ngắn mạch, chọn các thiếtbị Mục đích của việc tính toán dòng điện ngắn mạch là để phục vụ cho các khí cụ điện: Máy cắt , dao cách ly và các phần tử có dòng điện chạy qua ,các thanh dẫn , cáp vì các khí cụ điện phải ổn định ,lực điện động và ổn... tốt nghiệp Để chọn các khí cụ điện cho mạch 110 kV ta chọn điểm N2 trên thanh góp 110 kV Nguồn cung cấp điểm ngắn mạch là các máy phát điện và hệ thống Chọn khí cụ điện cho máy phát điện : điểm ngắn mạch N 3 và N4 Nguồn cung cấp điểm ngắn mạch cho N4 là các máy phát điện và hệ thống trừ G 3 Nguồn cung cấp điểm ngắn mạch cho điểm N3 chỉ là máy phát điện F3 Chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng : điểm ngắn... chỉ chọn một loại máy cắt điện , và dao cách ly , nên ta chỉ tính toán ngắn mạch tại một điểm cho mỗi cấp điện áp Để xác định điểm tính toán ngắn mạch ta căn cứ vào điều kiện thực tế có thể xẩy ra sự cố nặng nề nhất Để chọn các khí cụ điện cho mạch 220 kV ta lấy điểm N1 là điểm tính toán ngắn mạch Nguồn cung cấp khi ngắn mạch tại N 1 là tất cả các máy phát điện của nhà máy và hệ thống Sinh viên:... của phơng án 1, chuyển bộ G4- T4 từ thanh góp 220 kV sang thanh góp 110 kV Phần còn lại của sơ đồ giống nh PA 1 Tuy nhiên do phụ tải cực tiểu trung áp nhỏ hơn công suất định mức của hai máy phát điện, do đó trong những giờ phụ tải trung áp cực tiểu , nếu hệ thống đòi hỏi G3 ,G4 phát công suất định mức thì hệ thống nhận đợc công suất thừa trên thanh góp 110 kV phải qua một lần biến áp nữa (qua hai máy. .. của hệ thống b Khi sự cố máy T4 (hoặc T5 ) Khi đó hệ thống mất một lợng công suất ST4 = 165,55 MVA Lợng thiếu này còn nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống III Chọn máy biến áp cho phơng án hai 1 .Máy biến áp ba pha hai cuộn dây T3 , T4 , T5: T3 ,T4 mỗi bộ bên thanh góp 110 kV đợc chọn nh sau ST3đm = ST4đm SGđm - Std = 176,5 - 10,59 = 165,91 MVA Nh vậy T3 , T4 đợc chọn nh T3 của PA I , các thông số của. .. 165,91 MVA Nh vậy T5 đợc chọn nh T5 của PA I có các thông số nh bảng 2-1 Dễ dàng thấy rằng T1 , T2 cũng đợc chọn nh T1 , T2 của PA I có các thông số nh bảng 2-3 2 Phân bố phụ tải và tính toán tổn thất công suất trong máy biến áp a Phân bố phụ tải trong máy biến áp + Phân bố phụ tải trong máy biến áp T3 , T4 , T5 : Để vận hành thuận tiện và kinh tế , đối với bộ máy phát - máy biến áp hai dây quấn cho vận... Đồ án tốt nghiệp - Điện kháng tính toán từ phía hệ thống đợc tính : S 12000 HTdm XttHT = X3 S = 0,0201 100 = 2,412 cb Tra đờng cong tính toán đối với máy nhiệt điện ta đợc : I* = 0,42 , * = 0,45 + Đổi sang hệ đơn vị có tên : S HTdm IHT = I* IđmHT = I* HT = * HT dmHT = 0,45 3.U cb = 0,42 12000 3.230 = 12,652 kA 12000 = 13,555 kA 3.230 - Điện kháng tính toán từ phía nhà máy điện đợc tính : XttNM... truyền tải của đờng dây dùng dây phân pha làm hai dây cách nhau 200 mm , mỗi dây có tiết diện 300 mm2 với dòng cho phép tổng : Icb = 2.690 = 1380 A = 1,38 kA Thông số đờng dây đã tính đến 2 sợi song song R0 = 0,048 X0 = 0,202 Giả thiết đờng dây không có bù nối tiếp (tức là không có điện dung nối tiếp với đờng dây ) Để đơn giản khi tính ngắn mạch ta bỏ qua điện dung của đờng dây và cũng bỏ qua điện trở... ST5 = 474,27 -165,55 - 165,55 = 143,17 MVA S220th vẫn còn nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống b Khi sự cố máy T1 hoặc T2 Giả thiết sự cố T1 Khi đó phía trung áp của máy T 2 phải cung cấp cho thanh góp 110 kV là ST-T2 = S110max - ST3 = 312,5 - 165,55 = 146,95 MVA Khi đó SVHT = 474,27 MVA Sdp = 30,435 MVA Từ G2 có thể đa lên hạ áp của T2 SH-T2 = S Gdm - S td - S22max = 176,5 - 6%176,5 - 30,435 = 135,475 MVA