Đồ án môn học nhà máy điện

Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Nhiệm vụ THIẾT KẾ MÔN HỌC PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Họ tên sinh viên:Nguyễn Tiến Hùng Lớp : Đ1H2 Ngành : Hệ Thống Điện Cán hướng dẫn : PGS-TS Phạm Văn Hòa Chương 1:TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1 Chọn máy phát điện Dựa vào công suất tổ máy theo đầu ứng với công suất tổ máy P= 50MW ta chọn máy phát điện đồng tuabin :TB Φ − 50 − 3600 Các thông số máy phát điện Tốc độ (n) Công suất(Sđm) (vòng /phút) 3000 MVa 62,5 Pđm Uđm MW 50 kV 10,5 Cos α đm Iđm 0,8 kA 5,73 1.2 Tính toán cân công suất 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Để vẽ đồ thi phụ tải toàn nhà máy ta cần xác định công suất toàn nhà máy thời điểm.Công suất xác định theo công thức sau: S tnm ( t ) = P%( t ) S đmΣ (1) 100 Trong : tnm S (t):Công suất phát toàn nhà máy thời điểm t ; MVa P%(t) :Phần trăm công suất phát toàn nhà máy thời điểm t S đmΣ : Tổng công suất biểu kiến định mức toàn nhà máy ; MVa SđmΣ = n.SđmF = n PđmF (2) cos ϕ F đmF S :Công suất định mức tổ máy máy phát ; MVa SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa n : Số tổ máy cosϕF : Hệ số công suất định mức máy phát PđmF : Công suất tác dụng tổ máy phát;MW S tnm ( t ) = Thay (2) vào (1) ta : P%( t ) n.PđmF 100 cos ϕ đmF Theo đầu thay số vào công thức ta có: t = (0 − 4) => S tnm (0 − 4) = 80.4.50 = 200(MVa ) 100.0,8 t = (4 − 6) => S tnm (4 − 6) = 80.4.50 = 200(MVa ) 100.0,8 Các kết lại tính tương tự ta có bảng sau: Giờ 0-4 4-6 6-8 8-10 Ptnm% 80 80 80 80 Stnm(t) 200 200 200 200 10-12 90 225 12-14 14-16 90 100 225 250 16-18 100 250 18-20 100 250 20-22 90 225 22-24 90 225 Căn vào số liệu ta có đồ thị công suất phụ tải toàn nhà máy : Stnm(t) ; MVa 250 225 200 150 100 50 10 12 14 16 18 20 22 24 t;h 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa 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% - 10%) tổng công suất phát.Công suất tự dùng gồm hai 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 S TD ( t ) = S (t) cos ϕ đmF S tnm ( t ) α % n.PđmF α % n.PđmF (0,4 + 0,6 tnm ) = (0,4 + 0,6 )(3) 100 cos ϕ TD n.S đmF 100 cos ϕ TD n.PđmF Trong đó: TD S (t) : Công suất phụ tải tự dùng thời điểm t α% : Lượng điện phần trăm tự dùng n : Số tổ máy PđmF;SđmF :Công suất tác dụng biểu kiến định mức tổ máy phát Stnm(t) : Công suất phát toàn nhà máy thời điểm t Theo đầu thay số vào công thức (3) ta có: t = (0 − 4) => STD (0 − 4) = 8.4.50 0,6.0,8.200 (0,4 + ) = 16,964(MVa ) 100.0,83 4.50 t = (4 − 6) => STD (4 − 6) = 8.4.50 0,6.0,8.200 (0,4 + ) = 16,964(MVa ) 100.0,83 4.50 Các kết lại tính tương tự ta có bảng sau: Giờ Stnm STD(t) 0-4 200 16,96 4-6 200 16,96 6-8 200 16,96 8-10 200 16,96 10-12 225 18,12 12-14 225 18,12 14-16 250 19,28 16-18 250 19,28 18-20 250 19,28 20-22 225 18,12 22-24 225 18,12 Căn vào số liệu ta có đồ thị công suất phụ tải tự dùng : SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa STD(t) ; MVa 20 19,277 18,120 16,964 18,120 10 10 12 14 16 18 20 22 24 t;h 1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện khác Công suất phụ tải cấp thời điểm xác định theo công thức sau: Si ( t ) = P%( t ) Pi max (4) 100 cos ϕ i Trong : S(t) : Công suất phụ tải thời điểm t imax P : Công suất cực đại phụ tải cosϕi : Hệ số công suất P%(t) : Phần trăm công suất phụ tải thời điểm t Theo đàu ta có: + Phụ tải địa phương : t = (0 − 4) => SĐP (0 − 4) = 23.80 = 21,647(MVa ) 100.0,85 t = (4 − 6) => SĐP (4 − 6) = 23.80 = 21,647(MVa ) 100.0,85 Tương tự ta có kêt bảng sau: SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ Giờ PĐP% SĐP(t) 0-4 80 21,65 4-6 80 21,65 GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa 6-8 80 21,65 8-10 70 18,94 10-12 70 18,94 12-14 80 21,64 14-16 90 24,35 16-18 100 27,06 18-20 90 24,35 20-22 90 24,35 22-24 80 21,65 Căn vào số liệu ta có đồ thị công suất phụ tải địa phương : SÐP(t) , MVa 27,059 24,353 21,647 18,941 10 10 12 14 16 18 20 22 24 t;h + Phụ tải cấp điện cao áp 220 kV : t = (0 − 4) => S UC (0 − 4) = 90.90 = 94,186(MVa ) 100.0,86 t = (4 − 6) => S UC (4 − 6) = 90.90 = 94,186(MVa ) 100.0,86 Tương tự ta có kêt bảng sau: Giờ PUC% SUC(t) 0-4 90 94,19 4-6 90 94,19 6-8 80 83,72 8-10 80 83,72 10-12 90 94,19 12-14 90 94,19 14-16 90 94,19 16-18 90 94,19 18-20 100 104,65 20-22 90 94,19 22-24 80 83,72 Căn vào số liệu ta có đồ thị công suất phụ tải cấp điện cao áp : SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa SUC(t) ; MVa 104,651 94,186 83,721 45 10 12 14 16 18 20 22 24 t;h 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: Hay : Stnm(t) – SVHT(t) – SĐP(t) - SUC(t) – STD(t) = (5) SVHT(t) = Stnm(t) - SĐP(t) - SUC(t) - STD(t) Trong : 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 SUC(t) : Công suất phụ tải cấp điện áp trung thời điểm t STD(t) : Công suất phụ tải tự dùng thời điểm t Thay số vào công thức (5) ta : t = (0 - 4) => SVHT(0 – 4) = 200 – 16,96 – 21,65 – 94,19 = 67,20 (MVa) t = (4 - 6) => SVHT(4 – 6) = 200 – 16,96 – 21,65 – 94,19 = 67,20 (MVa) Tính toán tương tự ta có kết công suất phát hệ thống bảng sau: Giờ Stnm(t) SĐP(t) SUC(t) STD(t) SVHT(t) 0-4 200 21,65 94,19 16,96 67,20 4-6 200 21,65 94,19 16,96 67,20 6-8 200 21,65 83,72 16,96 77,67 8-10 200 18,94 83,72 16,96 80,37 10-12 225 18,94 94,19 18,12 93,75 12-14 225 21,64 94,19 18,12 91,05 14-16 250 24,35 94,19 19,28 112,18 16-18 250 27,06 94,19 19,28 109,48 18-20 250 24,35 104,65 19,28 101,72 20-22 225 24,35 94,19 18,12 88,34 22-24 225 21,65 83,72 18,12 101,51 Căn vào số liệu ta có đồ thị công suất phụ tải phát hệ thống : SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa SVHT(t) ; MVa 112,18109,48 101,72 101,51 88,34 93,75 91,05 90 77,67 80,37 67,20 45 10 12 14 16 18 20 22 24 t;h 1.2.5 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ S(t) GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa ; MVa 250 225 225 200 104,651 94,186 94,186 83,721 83,721 112,184 109,478 101,512 67,203 45 21,647 16,96 24,353 18,941 27,059 18,12 10 24,353 19,28 12 14 16 21,647 18,12 18 20 22 24 t ; h 1.3 Đề xuất phương án nối điện 1.2.6 Cơ sở chung để đề xuất phương án nối điện Dựa vào nguyên tắc để phân tích từ đưa phương án nối điện Giả thiết phụ tải địa phương trích điện từ đầu cực hai tổ MF ta có: S max 27,059 ĐP 100% = 100% = 21,647% > 15% 2.SđmF 2.62,5 = > Dùng góp điện áp MF ( NT1 ) Khi có góp điện áp MF phải chọn số lượng tổ MF ghép lên góp cho tổ chúng nghỉ không làm việc tổ máy lại phải đảm bảo công suất cho phụ tải địa phương phụ tải tự dùng cho tổ MF Ta có: S ĐP max S max + td n < SđmF n n1:Số tổ máy ghép vào góp điện áp máy phát 27,059 + 19,277 19,277 n < 62,5 => n < 35,441 =>n < 7,35 4 SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa => Chọn ghép ; tổ máy phát lên góp.(NT2) Do đầu có hai cấp điện áp (không có phụ tải phía trung) => dùng MBA hai cuộn dây làm MBA liên lạc (NT3) 1.2.7 Đề xuất phương án nối điện Với số liệu tính toán phụ tải cấp, vào nguyên tắc phân tích em xin đề xuât hai phương án nối điện cho nhà máy sau: Phương án A: HTÐ B1 F1 B2 B3 F2 F3 F4 Phương án B: SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa HTÐ B3 B1 F1 B2 F2 SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 B4 F4 F3 10 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa h y y0 y r x x h c y y0 y b Kiểm tra ổn định động xảy ngắn mạch σ1 1.Xác định Tính lực điện động : f1 = 1,02.( 2.k xk I '' 10 ) 2l −8 10 a Trong :a1-Khoảng cách pha ; Chọn a1=90 cm l1- Chiều dài nhịp dẫn ; Chọn l1=110 cm I’’-Dòng điện ngắn mạch cấp 10,5 kV ;I’’=44,11 kA Thay số vào ta có : f1 = 1,02.( 2.1,8.44,11.103 ) Tính mômen uốn : M1 Xác định ứng suất : σ1 = = 2.110 −8 10 =471,542 (kG) 60 f1 l1 471,542.110 =5186,962 (kG.cm) = 10 10 M1 5186,962 = =89,43 (kG/cm2) Wy 0− y 58 Theo điều kiện: σ1 +σ2 ≤ σcp Ta có σ2 ≤ σcp - σ1 Mặt khác SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 58 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ σ2 = GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa M2 F2 l12 = Wyo− yo 12.Wyo− yo ≤ σcp - σ1 Trong đồi với dẫn đồng : σ cp =1400 kG/cm2 => Khoảng cách lớn hai miếng đệm: l2max = Với f2 = 0,51.i2xk 12.Wy − y (σ cp − σ ) f2 –8 10 = 0,51.( 1,8.44,11.10 ) 10 −8 = 7,144(kG/cm) h Thay số vào tính ta được: l2max = 12.5,9.(1400 − 89,43) = 113,96(cm) > l1 = 110 (cm) 7,144 Vậy ta không cần đệm trung gian mà cần đệm sứ 5.4.3 Kiểm tra độ ổn định có xét đến dao động riêng Khi xét đến dao động riêng dẫn điều kiện dể ổn định cho dẫn dao động riêng dẫn nằm giới hạn 45-55Hz 90-110Hz để tránh cộng hưởng tần số, tần số riêng dao động dẫn xác định theo công thức: 3,65 E.J yo− yo 10 fR = l S.γ Trong :- l: chiều dài dẫn hai sứ (l = 110 cm) - E: mô đun đàn hồi vật liệu (ECU = 1,1.106 KG/cm2) - J yo− yo : mômên quán tính ( J yo− yo = 290 cm4) - S: tiết diện dẫn 2.10,1 = 20,2 cm2 - γ: khối lượng riêng vật liệu (γcu = 8,93 g/cm3) 3,65 1,1.10 6.290.10 fR = =401,145 (Hz) 110 20,2.8,93 Tần số thoả mãn yêu cầu nên thoả mãn điều kiện ổn định xét dến dao động riêng SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 59 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa 5.4.5 Chọn sứ đỡ Ftt Sứ đỡ chọn theo điều kiện: a Loại sứ h b Điện áp : Uđm S ≥ UdmHT c Kiểm tra ổn định động: H' F’tt ≤ Fcp = 0,6.Fph H Trong đó: Fcp : lực cho phép tác dụng lên đầu sứ (KG) Fph : lực phá hoại định mức sứ (KG) F’tt: Lực động điện đặt lên đầu sứ ngắn mạch ba pha: F’tt = Ftt H1 H H: Chiều cao sứ H’: Chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện dẫn Chọn loai sứ dặt nhà có thông số sau: Loại sứ Điện áp định mức (KV) Điện áp trì trạng thái khô (kV) Lực phá hoại nhỏ Fph (KG) Chiều cao H (mm) OΦ-10-375Y3 10,5 47 375 190 Với chiều cao dẫn chọn 125 mm H’ = H + h /2 = 190 + 125/2 = 252,5 (mm) Suy ra: F’tt = Ftt 252,5 H' = 162,598 = 216,085 (KG) H 190 Fcp = 0,6.Fph = 0,6.375 = 225 (KG) > 216,085 (KG) = F’tt Vậy sứ chọn thoả mãn điều kiện ổn định động 5.5 Chọn góp, dẫn mềm Ta chọn góp mềm phía cao 220 kV Tiết diện góp mềm chọn theo điều kiện sau: 5.5.1 Điều kiện dòng điện: SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 60 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa I cphieuchinh = Icp.khc ≥ Icb => Icp ≥ I cb 0,39 = = 0,443 (KA) k hc 0,88 Với dòng cho phép 445A ta chọn dây nhôm lõi thép có thông số sau: Tiết diện chuẩn Tiết diện nhôm Đường kính lõi thép Dòng cho phép Nhôm/thép (mm2) (mm) (A) 150/19 148 5,5 445 5.5.2 Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch BN S ≥ Smin = C Trong đó: S: Tiết diện dẫn mềm, mm2 BN: Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch, A2.s C: Hệ số, C = 79 A2s (đối với nhôm) - Tính xung lượng nhiệt BN = BN-CK + BN-KCK Xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ xác định theo phương pháp giải tích đồ thị (giả thiết thời gian tồn ngắn mạch (s)) Theo kết tính toán : (Ngắn mạch điểm N1) Điện kháng tính toán phía nhà máy phía hệ thống là: X tt12 = X 12 S HT 2000 = 0,097 = 1,94 Scb 100 X tt 20 = X 20 4.SdmF 4.62,5 = 0,107 = 0,267 Scb 100 Tra họ đường cong tính toán máy phát tua bin có TĐK thời điểm t=0: I12* (0) = 0,51 I *20 (0) = 3,6 ; Dòng điện tính toán: I tt12 = S HT 2000 = = 5,02 (kA) 3.U cb 3.230 SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 61 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa 4.SdmF 4.62,5 = = 0,628 (kA) 3.U cb 3.230 I tt 20 = Tính dòng I’’ I(0) '' = I tt12 I12* (0) + I tt 20 I *20 (0) =5,02.0,51+0,628.3,6= 4,821(kA) Tra bảng cho thời điểm t=0,1s; t=0,2s; t=0,5s; t=1s tính toán tương tự ta có bảng sau: t (s) 0,1 0,2 0,5 * 0,51 0,48 0,47 0,46 0,45 I 20 (t) * 3,6 2,65 2,45 2,3 IN (kA) 4,821 4,294 4,024 3,848 3,703 I 12 (t) I 02 + I 02,1 4,8212 + 4,294 = 2 = 20,84 (kA2); I 02,1 + I 02, 4,294 + 4,024 = 2 = 17,316 (kA2) I tb1 = I tb2 = I2tb3 = I 02, + I 02, = 4,024 + 3,8482 I 02, + I12 3,848 + 3,703 2 I tb4 = = 2 = 15,5 (kA2); = 14,26 (kA2) Với ∆t = 0,1; 0,1; 0,3; 0,5 Từ ta có : BN-CK = ∑ I TBi ∆t i = 0,1.20,84 + 0,1.17,316 + 0,3.15,5 + 0,5.14,26 = 15,596 (kA2.s) Khi ta túnh gần xung nhiệt lượng thành phần dòng điện ngắn mạch không chu kỳ: BN-KCK = I 'N' τ = 4,9342.0,05 = 1,217 (kA2.s) Vậy xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch N1 là: BN = BN-CK + BN-KCK = 15,596 + 1,217 = 16,813 (KA2.s) SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 62 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Tiết diện dây dẫn nhỏ đảm bảo ổn định nhiệt cấp điện áp 220 KV: Smin = BN 16,813 103 = 51,903mm2 = C 79 Dây dẫn chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt 5.5.3 Kiểm tra điều kiện vầng quang Điều kiện :Uvq ≥ Uđm Trong Uvq điện áp tới hạn để phát sinh vầng quang Nếu dây dẫn ba pha bố trí ba đỉnh tam giác điện áp vầng quang tính sau: Uvq = 84.m.r.lg a (kV) r Trong m: hệ số xét đến độ nhẵn bề mặt (m = 0,85) r: bán kính dây dẫn (cm) a: khoảng cách pha dây dẫn Với loại dây chọn : r = 1,2 (cm) ; a = 500 (cm), ta có: Uvq = 84.m.r.lg 500 a = 84.0,85.1,2.lg = 224,46 (kV) > Uđm=220 (kV) r 1,2 Dây ACO- 150/19 thoả mãn điều kiện vầng quang 5.6 Chọn máy biến áp đo lường 5.6.1 Máy biến dòng điện BI * Chọn biến dòng điện cho cấp điện áp máy phát: Máy biến dòng điện dùng để đo điện năng, chọn theo điều kiện sau: - Chọn sơ đồ nối dây kiểu máy SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 63 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa A A W A VARh Wh VAR W a b c 2.HOM-15 A B C V f F - Điện áp định mức U dmBI ≥ Udmluoi = 10,5 (kV) SC - Dòng điện định mức sơ cấp I dmBI ≥ Icb = 3,608 (kA) SC - Cấp xác: 0,5 Từ điều kiện ta chọn loại BI sau: Loại BI (KV) Sơ cấp Thứ cấp Cấp xác hay kí hiệu cuộn thứ cấp 10 4000 0,5 Uđm TPШ-10 Dòng điện định mức (A) Phụ tải định mức ứng với cấp 1,2 xác 0,5 (Ω) 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 Z2 = Z ∑ dc + Zdd ≤ ZdmBI Trong đó: Zdd: Tổng trở dây dẫn nối biến dòng với dụng cụ đo SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 64 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Z ∑ dc : Tổng phụ tải dụng cụ đo Để xác định Z ∑ dc ta lập bảng phụ tải dụng cụ đo sau: STT Tên dụng cụ Phụ tải (VA) 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 26 12 26 Tổng cộng 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 = =1,04 (Ω) I dm 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.l tt 0,0175.50 ρ.l tt = F≥ = = 5,47 mm2 Z − Z , − , 04 Z dd dm ∑ dc 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) SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 65 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa 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 U dmBI ≥ Udmluoi SC - Dòng điện định mức sơ cấp I dmBI ≥ Icb SC Với cấp điện áp 220 kV có: Icb = 0,274 (KA) Ta chọn BI có thông số sau: Loại BI (KV) Sơ cấp Thứ cấp Cấp xác hay kí hiệu cuộn thứ cấp 220 300 0,5 Uđm TΦH-220-3T Dòng điện định mức (A) Phụ tải định mức ứng với cấp 1,2 xác 0,5 (Ω) 5.6.2 Chọn máy biến điện áp * 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 U dmBI ≥ Udmluoi = 10,5 (kV) SC - 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: Tên đồng hồ Kiểu Phụ tải pha AB P (W) SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 Q (VAR) 66 Phụ tải pha BC P (W) Q (VAR) Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Vôn kế B-2 7,2 - - - Oát kế 341 1,8 - 1,8 - 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 WT-672 0,66 1,62 0,66 1,62 20,4 3,24 19,72 3,24 Oát kế phản kháng Công tơ phản kháng Tổng Biến điện áp pha AB: S2AB = P2 + Q2 ∑ dc ∑ dc = 20,4 + 3,24 = 20,655 VA Biến điện áp BC: S2BC = P2 + Q2 ∑ dc ∑ dc = 19,72 + 3,24 = 19,984 VA Ta chọn BU có thông số sau: Cấp điện áp HOM-10 10,5 Điện áp định mức (V) Cuộn sơ cấp Cuộn thứ cấp 10000 100 Công suất định mức (VA) ứng với cấp Công suất cực 75 640 - 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 mm 2, dây nhôm mm2 Xác định dòng dây dẫn a, b, c Ia = Sab 20,655 = = 0,206 A U ab 100 Ic = S bc 19,984 = =0,199 A U bc 100 SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 67 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Coi Ia = Ic = 0,2 A cos ϕab = cos ϕbc = Như vậy: Ib = 0,2 = 0,34 A Điện áp giáng dây a b: ∆U = (Ia + Ib).r = (Ia + Ib) ρ.l S 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: S≥ (I a + I b ).ρ.l (0,2 + 0,34).0,0175.50 = = 0,945 mm2 ∆U 0,5 Theo yêu cầu độ bền học ta chọn dây dẫn có tiết diện: 2,5 (mm2) * Chọn BU cho cấp điện áp 220 KV 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 U dmBI ≥ Udmluoi SC Nhiệm vụ kiểm tra cách điện đo điện áp nên ta chọn đồng hồ có thông số sau: Cấp điện áp Điện áp định mức (V) Cuộn sơ cấp Cuộn thứ cấp Công suất định mức (VA) ứng với cấp Công suất HKΦ-110-57 110 66000 100 400 2000 HKΦ-220-58 220 150000 100 400 2000 SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 68 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa CHƯƠNG TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 6.1 Sơ đồ cung cấp điện tự dùng B3 B1 B2 F1 F2 B7 F4 F3 B4 B5 B6 6,3 kV B11 B8 B9 B10 0,4 kV 6.2 Chọn máy biến áp tự dùng Chọn máy biến áp tự dùng cấp I 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 Công suất máy biến áp công tác bậc xác định sau: SBđm ≥ ∑ P1 K1 +∑S2.K2 η1 cos ϕ1 - Trong đó: SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 69 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa + ∑P1: Tổng công suất tính toán máy công tác tới động KV nối vào phân đoạn xét (KW) + ∑S2: Tổng công suất định mức máy biến áp bậc hai nối vào phân đoạn xét + K1: hệ số đồng thời có tính đến không đầy tải máy công tác động KV + η1 vµ cosϕ1: hiệu suất hệ số công suất động KV Tỷ số: K1 thường lấy 0,9 η1 cos ϕ1 Hệ số đồng thời K2 lấy gần 0,9 Nên ta có : SBđm ≥ (∑P1 + ∑S2).0,9 Trong phạm vi thiết kế ta chọn công suất máy biến áp tự dùng cấp I theo công suất tự dùng cực đại toàn nhà máy : Stdmax = 19,277MVA Vậy công suất máy biến áp tự dùng cấp I : SđmB ≥ ⇒ SđmB ≥ Stdmax n 19,277= 4,819 MVA Tra bảng chọn loại máy biến áp TMHC-6300/10,5 có thông số sau: Điện áp (KV) Tổn thất (KW) Loại SđmB (KVA) Cuộn cao Cuộn hạ ∆ Po ∆ PN UN% Io% TMHC 6300 10,5 6,3 8,0 46,5 8,0 0,9 Máy biến áp dự trữ: chọn phù hợp với mực đích chúng: máy biến áp dự trữ phục vụ thay máy biến áp công tác sửa chữa Công suất máy biến áp dự trữ: Sđmdt ≥ 1,5 1 Stdmax = 1,5 .19,277= 7,229 MVA n ⇒ 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 SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 70 Khoa : Hệ Thống Điện Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa giá thành lớn dòng ngắn mạch phía 380 (V) lớn Công suất máy biến áp tự dùng cấp hai lựa chọn sau: SđmB ≥ (10 ÷ 20)% Stdmax = (10 ÷ 20)%.SđmB1 n SđmB ≥ 10% SđmB1 = 0,1.4,819 = 0,481 MVA Vậy ta chọn loại máy TC3-500/10 có thông số sau : Loại MBA SđmB (KVA) TC3 -500/10 Điện áp (KV) Tổn thất (KW) Cuộn cao Cuộn hạ ∆ Po ∆ PN 6,3 0,4 630 UN% Io% 4,5 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 Đại lượng tính toán Icb IN Ixk (KV) (kA) (kA) 10 3,608 18,42 Đại lượng định mức Uđm (kV) (kA) Loại máy cắt 51,6 8BK20 12 Iđm (kA) Icắtt m Ildđ (kA) (kA) 50 125 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 = Scb 100 = = 0,497 3.U cb I N 3.6,3.18,42 Điện kháng máy biến áp tự dùng cấp I: XB1 = U N % S cb 100 = = 1,27 100 S dmB1 100 6,3 EHT XHT Điện kháng tổng tính đến điểm ngắn mạch : X∑ = 0,497+ 1,27 =1,767 N4 SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 71 Khoa : Hệ Thống Điện XB1 N7 Đồ án môn học NMĐ GVHD : PGS-TS Phạm Văn Hòa Dòng điện ngắn mạch N7: I 'N' = I cb Scb 100 = = = 5,186(kA) X∑ 3.U cb X ∑ 3.6,3.1,767 Dòng điện xung kích N7: ixk = kxk I’’N7 = 1,8 5,186 = 13,201 (KA) Dòng điện làm việc cưỡng : 36+j2 Icb = SdmB 6,3 = = 0,577 kA 3.U cb 3.6,3 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: Loại MC BM∏-10-1000-20 Uđm Iđm Icđm iIdd inh/tnh (KV) (A) (KA) (KA) (kA/s) 10 1000 20 64 20/8 SVTH : Nguyễn Tiến Hùng –Lớp Đ1-H2 72 Khoa : Hệ Thống Điện