thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa LỜI MỞ ĐẦU Ngày điện thứ thiết yếu tham gia vào lĩnh vực sống từ công nghiệp đến sinh hoạt.Điện đóng vai trò quan trọng trình công nghiệp hóa, đại hóa đất nước Chính điện ứng dụng rộng rãi Điện nguồn lượng điều kiện quan trọng để phát triển đất nước Vì muốn phát triển kinh tế xã hội, điện phải trước bước Nhằm thoả mãn nhu cầu điện giai đoạn trước mắt mà dự kiến cho phát triển tương lai Điều đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất sinh hoạt Và để làm điều phải không ngừng nâng cao phát triển hệ thống điện nước nói chung phát triển nhà máy điện nói riêng.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 Trong trình thiết kế, với khối lượng kiến thức học giúp đỡ thầy Phạm Văn Hòa giúp em hoàn thành thiết kế Nhưng kiến thức có hạn thiếu kinh nghiệm thực tế nên thiết kế không tránh khỏi sai sót, mong góp ý thầy cô khoa Em xin chân thành cảm ơn Hà nội,ngày 20tháng năm 2011 Sinh viên thực Nguyễn Thị Thự An Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI,CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY Tính toán phụ tải cân công suất thiết kế nhà máy điện việc thiếu để đảm bảo kinh tế xây dựng vận hành Lượng điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ hộ dùng điện điện tổn thất Trong thực tế,lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi.Do vậy,cần phải biết đồ thị phụ tải,nhờ chọn phương án vận hành hợp lý,chọn sơ đồ nối điện phù hợp,đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tiêu kinh tế kĩ thuật Từ vấn đề đặt nhiệm vụ trước hết cho người thiết kế phải tiến hành công việc:chọn máy phát điện,tính toán phụ tải cân công suất,chọn phương án nối dây cách hợp lý 1-1.Chọn máy phát điện Khi thiết kế phần điện nhà máy điện người ta định trước số lượng công suất máy phát,vậy cần chọn loại máy phát tương ứng.MF điện đồng tuabin nhà máy nhiệt điện hay máy phát thủy điện nhà máy thủy điện Đối với đồ án thiết kế này,ta có: Nhà máy điện kiểu:nhiệt điện ngưng gồm tổ máy,công suất máy 100MW Chọn máy phát điện đồng tua bin Bảng 1-1.Thông số kĩ thuật máy phát điện Loại MF TBΦ Sđm, MVA 117,5 Pđm MW 100 Uđm, kV 10,5 nđm, v/ph 3000 cos Xd” Xd’ X2 0,85 0,183 0,263 0,223 1-2.Tính toán cân công suất 1-2-1.Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Đồ thị phụ tải toàn nhà máy xác định theo công thức sau: S tnm (t ) = Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B P %(t ) S đm ∑ 100 (1) Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ Trong đó: S tnm (t ) P %(t ) S đm ∑ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa - công suất phát toàn nhà máy thời điểm t - phần trăm công suất phát toàn nhà máy thời điểm t - tổng công suất biểu kiến định mức nhà máy S đm ∑ = n.S đmF Ở đây: S đmF - công suất định mức tổ MF n - số tổ máy S đmF = 3.117,5 = 352,5( MVA) Thay số ta có: Tính công suất phát nhà máy thời điểm t1 = 0÷4 Thay vào (1): S tnm (t1 ) = 80 352,5 = 282 ( MVA) 100 Tính tương tự cho thời điểm khác,ta có bảng sau: Bảng 1-2-1.Công suất phát toàn nhà máy Giờ P%(t) Stnm(t) 0÷ 4÷ 6÷ 80 80 80 282 282 282 8÷1 80 282 10÷12 12÷14 90 317,2 90 317,2 14÷1 100 352,5 16÷1 100 352,5 18÷2 100 352,5 20÷22 22÷24 90 317,2 S;MVA Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B Khoa : Hệ thống điện 90 317,25 Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa 10 14 20 24 Giờ Hình 1.1.Đồ thị phụ tải ngày toàn nhà máy 1-2-2.Đồ thị phụ tải tự dùng Công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố(dạng nhiên liệu,loại tuabin,công suất phát nhà máy,…)và chiếm khoảng 5% đến 10% tổng công suất phát.Công suất tự dùng gồm thành phần: thành phần thứ (chiếm khoảng 40%) không phụ thuộc vào công suất phát nhà máy,phần lại (chiếm khoảng 60%) phụ thuộc vào công suất phát nhà máy.Một cách gần xác định phụ tải tự dùng nhà máy nhiệt điện theo công thức sau: S TD ( t ) = α % n ⋅ PđmF ⋅ 100 cos ϕ TD  S (t)  0,4 + 0,6 ⋅ tnm n ⋅ S đmF     Trong đó: STD(t) – phụ tải tự dùng thời điểm t α% - lượng điện phần trăm tự dùng cosφTD – hệ số công suất phụ tải tự dùng n – số tổ MF PđmF, SđmF – công suất tác dụng công suất biểu kiến định mức tổ MF Stnm(t) – công suất phát toàn nhà máy thời điểm t Công suất tự dùng nhà máy thời điểm t1 =0 ÷ Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Thay vào công thức ta có: S TD ( t1 ) = 3.100  282  ⋅  0,4 + 0,6 ⋅  = 22,27( MVA) 100 0,83  3.117,5  Tính tương tự cho thời điểm khác ta có bảng sau: Bảng 1-2-2:Công suất tự dùng nhà máy Giờ 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 Stnm(t) 282 282 282 282 STD(t) 22,2 22.2 22.2 22.2 317,2 23,78 317,2 23,78 14÷1 352,5 16÷1 352,5 18÷2 352,5 20÷22 22÷24 25,30 25,30 25,30 23,78 STD;MVA 10 Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 14 20 24 Giờ Khoa : Hệ thống điện 317,2 23,78 317,25 Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Hình 1.2.Đồ thị phụ tải ngày tự dùng 1-2-3.Đồ thị phụ tải cấp điện áp a,Đồ thị phụ tải cấp địa phương Công suất phụ tải cấp thời điểm xác định theo công thức sau: S(t ) = Pmax P %( t ) ⋅ cos ϕ 100 Trong đó: S(t) – công suất phụ tải thời điểm t Pmax – công suất max phụ tải cosφ – hệ số công suất P%(t) – phần trăm công suất phụ tải thời điểm t Công suất phụ tải cấp địa phương thời điểm t1=0÷4 là: S ĐP ( t ) = 34 80 ⋅ = 32( MVA) 0,85 100 Tính tương tự cho thời điểm khác ta có bảng sau: Bảng 1-2-3: Công suất phụ tải cấp địa phương Giờ P%(t) SĐP(t) 0÷ 80 32 4÷ 80 32 6÷ 80 32 8÷1 70 28 10÷1 70 28 12÷1 80 32 14÷1 90 36 16÷1 100 40 18÷2 90 36 20÷2 90 36 SĐP,MVA Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B Khoa : Hệ thống điện 22÷24 80 32 Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa 12 14 16 18 22 24 Giờ Hình 1.3.Đồ thị phụ tải ngày cấp địa phương b,Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao Công suất phụ tải cấp điện áp cao là: SUC ( t ) = 100 90 ⋅ = 100( MVA) 0,90 100 Tính tương tự cho thời điểm khác ta có bảng sau: Bảng 1-2-4: Công suất phụ tải cấp điện áp cao Giờ 0÷ 4÷ P%(t) 90 90 SUC(t) 100 100 6÷8 8÷10 80 88,8 80 88,8 10÷1 90 100 12÷1 90 100 14÷1 90 100 16÷1 90 100 18÷20 100 111,1 SUC;MVA Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B Khoa : Hệ thống điện 20÷2 90 100 22÷24 80 88,89 Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa 10 18 20 22 24 Giờ Hình 1.4.Đồ thị phụ tải ngày cấp điện áp cao 1-2-4.Đồ thị công suất phát hệ thống Theo nguyên tắc:cân công suất thời điểm (công suất phát công suất thu),không xét đến công suất tổn thất máy biến áp ta có: Stnm(t)0 + SVHT(t) + SĐP(t) + SUT(t) + SUC(t) + STD(t) = Hay: SVHT(t) = Stnm(t) – [ SĐP(t) + SUT(t) + SUC(t) + STD(t) ] Trong đó: SVHT(t) – công suất phát hệ thống thời điểm t Stnm(t) – công suất phát toàn nhà máy thời điểm t SĐP(t) – công suất phụ tải địa phương thời điểm t SUT(t) – công suất phụ tải cấp điện áp trung thời điểm t [SUT(t)=0] SCT(t) – công suất phụ tải cấp điện áp cao thời điểm t STD(t) – công suất phụ tải tự dùng Công suất phát hệ thống thời điểm t1 = 0÷4 là: SVHT(t1) = 282-(32+0+100+22,27) = 127,73(MVA) STGC(t1) = 127,73+100 = 227,73(MVA) Tính tương tự cho thời điểm khác ta có bảng sau: Bảng 1-2-5: Công suất phát hệ thống Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Giờ 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 Stnm(t) 282 282 282 282 SUC(t) 100 100 88,89 88,89 317,2 100 317,2 100 SĐP(t) STD(t) SVHT(t) 32 22,27 127,7 227,7 32 22.27 127,7 227,7 32 22.27 138,8 227,7 28 22.27 142,8 231,7 28 23,78 165,4 265,4 32 23,78 161,4 261,4 STGC(t) 14÷1 352,5 16÷1 352,5 100 100 36 25,30 191,2 40 25,30 187,2 291,2 287,2 18÷20 20÷22 22÷24 352,5 111,1 36 25,30 180,0 291,2 SVHT;MVA 24 Giờ Hình 1.5.Đồ thị phụ tải ngày hệ thống Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B Khoa : Hệ thống điện 317,2 100 317,25 36 23,78 157,4 257,4 32 23,78 172,58 88,89 261,47 Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa STGC;MVA Hình 1.6.Đồ thị phụ tải ngày góp cao 1-3.Chọn phương án nối dây Theo kết tính toán ta có: Phụ tải địa phương cấp điện áp 10,5kV: SĐPmax = 40MVA SĐPmin = 28MVA Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: SUCmax = 111,11MVA SUCmin = 88,89MVA Phụ tải phát hệ thống: SVHTmax = 191,2MVA SVHTmin = 127,73MVA Phụ tải phía góp cao: STGCmax = 291,2MVA STGCmin = 227,73MVA Phụ tải tự dùng: STDmax = 25,3MVA STDmin = 22,27MVA Căn vào nguyên tắc sau để lựa chọn phương án: Nguyên tắc 1: Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 10 Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa 5-3-1.Điều kiện dòng điện:dòng điện cho phép hiệu chỉnh phải lớn dòng điện làm việc cưỡng ICB I cbmax ≤ I cp' = k1 I cp K1 = Trong : I cbmax = S Tbmax ⇒ I cp ≥ 3.U 70 − θ xq 70 − θ ch 160 = 3.230 = 70 − 35 = 0,88 70 − 25 = 0,402( kA) I cbmax 0,402 = = 0,456( kA) k1 0,88 Với điều kiện dòng cho phép 500A ta chọn góp mềm bảng sau: Tiết diện,mm2 nhôm thép Tiết diện chuẩn nhôm/thép 300/39 301 39 Đường kính,mm Dây dẫn Lõi thép 24 Icp,A 690 5-3-2.Kiểm tra điều kiện vầng quang U vq ≥ U đmHT Trong đó: Uvq – điện áp tới hạn phát sinh vầng quang,kV Nếu dây dẫn ba pha bố trí đỉnh tam giác giá trị điện áp vầng quang xác định theo công thức sau: U vq = 84 m.r lg a r Ở : r – bán kính dây dẫn,cm.r =1,2cm a – khoảng cách trục dây dẫn,cm.Với loại dây chọn, a = 500cm m – hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn (m=0,85) U vq = 84 0,85 1,2 lg 500 = 224,46( kV ) > U đm = 220( kV ) 1,2 Vậy dây dẫn chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất vầng quang Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 54 Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa (phía cao áp ta không xét ổn định nhiệt) 5-4.Chọn cáp kháng điện đường dây 5-4-1.Chọn cáp: Hệ thống cáp cho phụ tải địa phương gồm có hai đoạn - Đoạn cáp – từ nhà máy sau kháng đường dây đến trạm địa phương,có máy cắt đầu đường dây MC1 - Đoạn cáp – từ trạm địa phương đến hộ tiêu thụ mà đầu đường dây MC2 Thông thường cho trước loại tiết diện tối thiểu cáp 2,cũng loại Icắt , tcắt MC2.Vậy thết kế phải tiến hành tính toán chọn cáp MC1 Chọn cáp sau: a,Cáp đơn: Pmax = 34MW,cosφ = 0,85 - Chọn loại cáp:chọn loại cáp nhôm,vỏ PVC, cách điện giấy tẩm dầu nhựa thông chất dẻo không chảy, vỏ chì hay nhôm,đặt đất - Chọn tiết diện cáp theo mật độ dòng điện I bt Pmax 10 F≥ = J kt cos ϕ 3.U luoi J kt Trong : Ulưới – điện áp định mức lưới,kV Jkt – mật độ dòng điện,phụ thuộc vào loại cáp thời gian sử dụng công suất cực đại.Jkt = 1,4 F≥ 3.10 0,85 3.10,5.1,4 ( = 138,62 mm ) Tra bảng chọn cáp có thông số sau: F = 150mm2 , Uđm = 10kV , Icp = 275(A) - Kiểm tra theo điều kiện phát nóng bình thường K K I cp ≥ I bt Trong đó: K2 – hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song,K2 =0,92 K1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 55 Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ K1 = θ cpbt − θ xq θ cpbt − θ ch = GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa 70 o − 42o = 0,789 70 o − 25 o ⇒ K K I cp = 0,789 0,92.275 = 199,569( A) ≥ I bt = 3.10 0,85 3.10,5 = 194,067( A) Vậy cáp chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng bình thường b,Cáp kép : -Chọn loại cáp : cáp nhôm,bọc PVC, cách điện giấy tẩm dầu nhựa thông chất dẻo không chảy, vỏ chì hay nhôm,đặt đất -Chọn tiết diện cáp theo mật độ dòng điện: F≥ I bt Pmax 10 2.10 = = = 46,207( mm ) J kt cos ϕ 3.U luoi J kt 2.0,85 3.10,5.1,4 Tra bảng chọn cáp có thông số sau F = 95mm2 , Uđm = 10,5kV , Icp = 205(A) -Kiểm tra theo điều kiện phát nóng bình thường ⇒ K K I cp = 0,789 0,92.205 = 148,805 ( A) ≥ I bt = 2.10 2.0,85 3.10,5 = 64,689 ( A) Vậy cáp chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng bình thường -Kiểm tra phát nóng làm việc cưỡng : cáp kép xét cố lộ,lộ lại phải mang tải với khả tải mà đảm bảo tải dòng điện.Khi cần thỏa man điều kiện sau: ⇒ K qtsc K K I cpbt = 1,3.0,789 0,92.205 = 193,447( A) ≥ I cb = 2.I bt = 2.64,689 = 129,378( A) Vậy cáp chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng làm việc cưỡng 5-4-2.Chọn kháng điện đường dây *)Dòng cưỡng qua kháng Với sơ đồ nhà máy điện có góp I cbK = Dòng điện cưỡng qua kháng: Công suất tác dụng qua kháng: Tình Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B Kháng I 56 max{ PSCi } 3.U đm cos ϕ Kháng II Kháng III Khoa : Hệ thống điện GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Bình thường Sự cố kháng I (kháng ngoài) Sự cố kháng II (kháng giữa) 11 MC2 MC1 XC1T Đồ án môn học NMĐ 17 3.10,5.0,85 11 11 10 = 1099,715( A) XC1T Dòng cưỡng qua kháng là: *) Tính toán chọn điện kháng Điện kháng đường dây dùng cho phụ tải địa phương chọn cho đảm bảo hạn chế dòng ngắn mạch nhỏ hay dòng cắt định mức máy cắt đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện chọn Các điểm ngắn mạch sơ đồ: -Điểm N6 : Điểm ngắn mạch nơi đấu kháng điện(điểm ngắn mạch phục vụ chọn tự dùng phụ tải địa phương -Điểm N7 : Điểm ngắn mạch sau MC1 đầu đường dây cáp 1,phục vụ cho chọn MC1 kiểm tra ổn định nhiệt cho cáp ngắn mạch -Điểm N8 : Điểm ngắn mạch sau MC2 đầu đường dây cáp 2,phục vụ cho chọn MC2 kiểm tra ổn định nhiệt cho cáp ngắn mạch - Sơ đồ thay để chọn XK % N4 XK N7 N8 I cbK = 14 17 Chọn Scb = 100 MVA, Ucb=10,5 ngắn mạch N4 có =94,968kA S cb = 3.U cb 100 3.10,5 Icb = = 5,499 kA Điện kháng hệ thống tính dến điểm ngắn mạch N4: I cb 5,499 = = 0,058 I N 94,968 XHT = Điện kháng cáp là: xo l S cb 100 = 0,074.3 = 0,201 U cb 10,5 XC1 = Dòng ổn định nhiệt cáp F1: Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 57 Khoa : Hệ thống điện XHT IN4 Đồ án môn học NMĐ F1 C t c1 GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa = 150.90 = 13500( A) = 13,5( kA) InhC1= Với C = 90; Hệ số cáp nhôm tc1: thời gian cắt máy cắt Dòng điện ổn định nhiệt cáp F2: F2 C t c2 = 95.95 0,7 InhC2= = 10787A = 10,787 kA; tc2: thời gian cắt máy cắt Điện kháng tổng tính đến điểm N7 : I cb I nhC1 = 5,499 = 0,407 13,5 X∑ = XHT+XK = - Điện kháng kháng điện là: XK = X∑ – XHT = 0,407 – 0,058 = 0,349 ⇒ XK% = Xk I dmK I cb 100 = 0,349 X K %.U dmK XKΩ= Chọn kháng điện 100 3.I đmK Loại kháng Uđm kV PbA–10 – 150010 10 = Iđm A 150 1,5 5,499 9,52.10,5 100 3.1,5 100= 9,52 % = 0,385 ( Ω ) XKđm Ω ∆P1pha kW Iđđ kA Inh kA 0,39 15 31 27 - Kiểm tra kháng chọn : Tính toán kiểm tra lại kháng chọn điểm ngắn mạch N8: Dòng điện ngắn mạch N8: I N'' = X HT I cb 5,499 = = 9,044( kA) + X K + X C1 0,058 + 0,349 + 0,201 Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 58 Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa I N'' Vậy kháng chọn thỏa mãn điều kiện: < IcatMC2 ; 5-5.Chọn máy biến áp đo lường 5-5-1.Máy biến dòng điện: * Chọn biến dòng điện cho cấp điện áp máy phát: 1.Chọn sơ đồ nối dây kiểu máy A A A W VAR W I N'' < InhC2 Wh VARh a b c 2.HOM-15 A B C V f F - Điện áp định mức SC dmBI ≥ U Udmluoi = 10,5 (kV) - Dòng điện định mức sơ cấp SC dmBI ≥ I Icb = 6,784 (kA) - Cấp xác: 0,5 Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 59 Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Từ điều kiện ta chọn loại BI sau: Dòng điện định Phụ tải định mức Cấp mức (A) ứng với cấp xác hay kí Loại BI Uđm xác 0,5 hiệu cuộn thứ Sơ cấp Thứ cấp (KV) cấp (Ω) TШЛ6T 8000 0,5 1,2 Cấp xác 0,5: Z2đm =1,2 (Ω) - Chọn dây dẫn nối máy biến dòng điện dụng cụ đo lường Để đảm bảo độ xác yêu cầu, tổng phụ tải thứ cấp Z (kể dây dẫn) không vượt phụ tải định mức ∑ dc ≤ Z2 = Z + Zdd ZdmBI Trong đó: Zdd: Tổng trở dây dẫn nối biến dòng với dụng cụ đo Z ∑ dc : Tổng phụ tải dụng cụ đo Để xác định Z ∑ dc ta lập bảng phụ tải dụng cụ đo sau: Phụ tải (VA) STT Tên dụng cụ Ký hiệu Pha A Pha B Pha C Ampe kế Э-302 1 Oát kế tác dụng Д-341 5 Oát kế phản kháng Д-33 5 Oát kế tự ghi Д-342/1 10 10 Công tơ tác dụng Д-670 2,5 2,5 Công tơ phản kháng ИT-672 2,5 2,5 Tổng cộng 26 12 26 Phụ tải pha: - Pha A: SA = 26 (VA) - Pha B: SB = 12 (VA) - Pha C: Sc = 26 (VA) Phụ tải pha A pha C lớn : 26 (VA) Tổng trở dụng cụ đo mắc vào pha A hay pha C : Z∑dc = S 26 = 2 I dm =1,04 (Ω) Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 60 Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Ta có : Zdd = ZđmBI - Z∑dc ≈ rdd =1,2 – 1,04 =0,16(Ω) Để đảm bảo độ xác yêu cầu : ≤ Z2 = Z∑dc + Zdd ZdmBI ≥ ⇒ ZdmBI - Z∑dc Zdd Lấy l = ltt = 50 m (BI theo sơ đồ hình hoàn toàn) Tiết diện dây dẫn : ρ ltt ≥ Z dd ρ l tt Z dm − Z = ∑ dc 0,0175.50 1,2 − 1,04 F = = 5,47 mm2 Ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện mm2 làm dây dẫn rừ BI tới dụng cụ đo Máy biến dòng không cần kiểm tra ổn định nhiệt có dòng điện sơ cấp lớn 1000 (A) Máy biến dòng không cần kiểm tra ổn định động định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát * Chọn máy biến dòng điện cho cấp điện áp 220 KV Chọn theo điều kiện : - Điện áp định mức SC dmBI ≥ U Udmluoi - Dòng điện định mức sơ cấp SC dmBI ≥ I Icb Với cấp điện áp 220 kV có: Icb = 0,262 (KA) Ta chọn BI có thông số sau: Loại BI TΦH-220-3T Dòng điện định mức (A) Uđm (KV) Sơ cấp Thứ cấp 220 300 Cấp Phụ tải định mức xác hay kí ứng với cấp hiệu cuộn thứ xác 0,5 cấp (Ω) 0,5 1,2 5.6.2 Chọn máy biến điện áp Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 61 Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa * Chọn BU cho cấp điện áp 10,5 KV: - Chọn sơ đồ nối dây kiểu biến điện áp Dụng cụ phía thứ cấp công tơ nên dùng hai máy biến điện áp nối dây theo Y/Y - Điện áp định mức SC dmBI ≥ U Udmluoi = 10,5 (kV) - Cấp xác: 0,5 - Công suất định mức Tổng phụ tải nối vào biến điện áp S phải bé hay công suất định mức biến điện áp với cấp xác chọn 0,5: ≤ S2 SdmBU Phụ tải BU cần phải phân bố cho hai biến điện áp sau: Phụ tải pha AB Phụ tải pha BC Tên đồng hồ Kiểu P (W) Q (VAR) P (W) Q (VAR) Vôn kế B-2 7,2 Oát kế 341 1,8 1,8 Oát kế phản kháng 342/1 1,8 1,8 Oát kế tự ghi - 33 8,3 8,3 Tần số kế - 340 6,5 Công tơ - 670 0,66 1,62 0,66 1,62 Công tơ phản kháng WT-672 0,66 1,62 0,66 1,62 Tổng 20,4 3,24 19,72 3,24 Biến điện áp pha AB: P2 + Q2 ∑ dc ∑ dc S2AB = Biến điện áp BC: = P2 + Q2 ∑ dc ∑ dc 20,4 + 3,242 19,72 + 3,24 S2BC = = Ta chọn BU có thông số sau: = 20,655 VA = 19,984 VA Điện áp định mức (V) Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 62 Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ Loại BU HOM-10 Cấp điện áp (KV) 10,5 GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Cuộn sơ cấp Cuộn thứ cấp Công suất định mức (VA) ứng với cấp xác 0,5 10000 100 75 Công suất cực đại (VA) 640 - Chọn dây dẫn nối từ máy biến điện áp đến dụng cụ đo theo hai điều kiện sau: + Tổn thất điện áp dây dẫn không lớn 0,5% điện áp định mức thứ cấp + Theo điều kiện độ bền học: tiết diện nhỏ dây đồng 2,5 mm2, dây nhôm mm2 Xác định dòng dây dẫn a, b, c Ia = S ab 20,655 = U ab 100 = 0,206 A Sbc 19,984 = U bc 100 Ic = =0,199 A Coi Ia = Ic = 0,2 A cos ϕab = cos ϕbc = Như vậy: Ib = 0,2 = 0,34 A Điện áp giáng dây a b: ρ.l S ∆U = (Ia + Ib).r = (Ia + Ib) Lấy l=ltt = 50 m dùng dây dẫn đồng có ρ = 0,0175 Ω.mm2/m Vì có công tơ nên ∆U = 0,5.Vậy tiết diện dây dẫn là: ≥ (I a + I b ).ρ.l (0,2 + 0,34).0,0175.50 = ∆U 0,5 S = 0,945 mm2 Theo yêu cầu độ bền học ta chọn dây dẫn có tiết diện: 2,5 (mm2) * Chọn BU cho cấp điện áp 220 KV Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 63 Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Phụ tải thứ cấp BU phía 220 KV thường cuộn dây điện áp đồng hồ có tổng trở lớn, công suất nhỏ nên không cần tính toán phụ tải Ta chọn theo điều kiện: - Điện áp định mức SC dmBI ≥ U Udmluoi Nhiệm vụ kiểm tra cách điện đo điện áp nên ta chọn đồng hồ có thông số sau: Cấp Điện áp định mức (V) Công Công suất định mức điện suất Cuộn sơ Cuộn thứ (VA) ứng với cấp Loại BU áp cực đại cấp cấp chính xác 0,5 (KV) (VA) 3 220 400 2000 HKΦ-220-58 150000 100 CHƯƠNG VI Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 64 Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 6-1.Chọn sơ đồ tự dùng (bản vẽ khổ A3) 6-2.Chọn thiết bị điện khí cụ điện cho sơ đồ tự dùng Chọn máy biến áp Chọn máy biến áp tự dùng cấp I.(cấp 6,3kV) Các máy có nhiệm vụ nhận điện từ 10,5 kV cung cấp cho phụ tải tự dùng cấp điện áp KV lại cung cấp cho phụ tải điện cấp điện áp 380/220V S , kV đmB Trong : S tdmax 25,3 ≥ = = 8,433( MVA) n S tdmax - công suất tự dùng cực đại toàn nhà máy n - số tổ MF Tra bảng chọn loại máy biến áp TMHC-6300/10,5 có thông số sau: Loại TДHC SđmB Điện áp (KV) (KVA) Cuộn cao Cuộn hạ 10000 10,5 6,3 Tổn thất (KW) ∆ Po ∆ PN 12,3 85 UN% 14 Io% 0,8 Máy biến áp dự phòng: chọn phù hợp với mực đích chúng: máy biến áp dự phòng phục vụ thay máy biến áp công tác sửa chữa Công suất máy biến áp dự phòng n Sđmdt ≥ 1,1 .Stdmax = 1,1 .25,3= 9,277 MVA ⇒ Chọn máy biến áp : TДHC-10000/10,5 Chọn máy biến áp tự dùng cấp II Các máy biến áp tự dùng cấp hai để cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp 380/220 V chiều sáng Công suất loại phụ tải thường nhỏ nên công suất máy biến áp thường đựơc chọn loại máy có công suất từ 630-1000 KVA Loại lớn thường giá thành lớn dòng ngắn mạch phía 380 (V) lớn Công suất máy biến áp tự dùng cấp hai lựa chọn sau: Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 65 Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ S đmB2 ≥ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa 0, kV 1 S td = (10 − 15) % S tdmax = 0,1 .25,3 = 0,843( MVA) n n Vậy ta chọn loại máy TC3-1000/10 có thông số sau : Loại MBA SđmB (KVA) TCM -1000/10 1000 Điện áp (KV) Tổn thất (KW) Cuộn Cuộn hạ ∆ Po ∆ PN cao 6,3 0,4 1,75 13 UN% Io% 1,5 6.3 Chọn máy cắt khí cụ điện Máy cắt phía cao áp MBA tự dùng Chọn máy cắt tương tự với máy cắt cấp điện áp 10 KV lựa chọn chương Chọn loại máy cắt 8BK20 Cấp điện áp (KV) 10 Đại lượng tính toán Icb (kA) 6,784 Đại lượng định mức Loại máy cắt IN Ixk (kA) (kA) 59,113 150,477 MГ-109000/1800 Uđm (kV) 10 Iđm (kA) Icắtt m (kA) 90 Máy cắt hạ áp tự dùng Để chọn mát cắt điện trường hợp ta tính dòng ngắn mạch góp phân đoạn (KV) điểm N7 để chọn máy cắt: Scb =100 MVA ; Ucb = 10,5 kV Điện kháng hệ thống : X HT = S cb 3.U cb I N = 100 3.6,3.59,113 = 0,155 Điện kháng máy biến áp tự dùng cấp I: U N % S cb 14 100 = = 2,222 100 S dmB1 100 6,3 XB1 = Điện kháng tổng tính đến điểm ngắn mạch : Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 66 Khoa : Hệ thống điện Ildđ (kA) 175 EHT XHT GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Đồ án môn học NMĐ X∑ = 0,155+ 2,222 =2,377 Dòng điện ngắn mạch N7: I N'' I = cb = X∑ S cb 3.U cb X ∑ 100 = 3.6,3.2,377 N4 = 3,855 ( kA) XB1 Dòng điện xung kích N7: 2 ixk = kxk .I’’N7 = 1,8 .3,855 = 9,813 (KA) Dòng điện làm việc cưỡng : 36+ j20 S dmB 3.U cb = 10 3.6,3 N7 = 0,916( kA) Icb = Căn vào điều kiện chọn máy biến áp giá trị dòng ngắn mạch, dòng xung kích, dòng cưỡng vừa tính ta chọn máy cắt đặt nhà loại máy cắt dầu có thông số sau: Iđm Icđm iIdd inh/tnh (A) (KA) (KA) (kA/s) 1000 20 64 20/8 BM∏-10-1000-20 MỤC LỤC Chương I Tính toán phụ tải,chọn sơ đồ nối dây .2 1-1.Chọn máy phát điện 1-2.Tính toán cân băng công suất 1-3.Chọn phương án nối dây Chương II Tính toán chọn máy biến áp .10 A.Phương án I 10 2-1a.Chọn máy biến áp 10 2-2a.Tính toán tổn thất điện máy biến áp 13 2-3a.Chọn kháng phân đoạn……………………………………………… 14 2-4a.Tính toán dòng cưỡng bức……………………………………………15 B.Phương án II 16 2-1b.Chọn máy biến áp 16 2-2b.Tính toán tổn thất điện máy biến áp 17 2-3b.Chọn kháng phân đoạn……………………………………………….18 2-4b.Tính toán dòng cưỡng bức………………………………………… 18 Loại MC Uđm (KV) 10 Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 67 Khoa : Hệ thống điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Chương III Tính toán kinh tế - kĩ thuật,chọn phương án tối ưu…… 20 3-1.Dòng điện cưỡng bức………………………………………………… 20 3-2.Chọn sơ máy cắt dao cách ly…………………………………….22 3-3.Chọn sơ đồ thiết bị phân phối………………………………………….23 3-4.Tính toán kinh tế - kĩ thuật,chọn phương án tối ưu……………………24 Chương IV Tính toán ngắn mạch………………………………………27 4-1.Chọn điểm ngắn mạch…………………………………………………27 4-2.Lập sơ đồ thay thế…………………………………………………… 28 4-3.Tính toán ngắn mạch theo điểm……………………………………… 30 Chương V Chọn khí cụ điện dây dẫn……………………………….42 5-1.Chọn máy cắt dao cách ly………………………………………… 42 5-2.Chọn cứng đầu cực máy phát……………………………………43 5-3.Chọn góp mềm………………………………………………… 47 5-4.Chọn cáp kháng điện đường dây……………………………………48 5-5.Chọn máy biến áp đo lường……………………………………………52 Chương VI Tính toán tự dùng………………………………………….59 6-1.Chọn sơ đồ tự dùng…………………………………………………….59 6-2.Chọn thiết bị điện khí cụ điện cho tự dùng…………………… 59 BẢN VẼ : Sơ đồ nối điện chính, tự dùng (khổ A3) TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN: PGS-TS Phạm Văn Hòa,ThS Phạm Ngọc Hùng; Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp,NXB KH&KT 2007 Nguyễn Thị Thự An-Lớp Đ2H5B 68 Khoa : Hệ thống điện