Đang tải... (xem toàn văn)
Chào các bạn, đồ án tốt nghiệp của mình còn có một số vấn đề sai sót gồm một số lỗi chính tả mong các bạn thông cảm.Hiện có toàn bộ đồ án của mình ở dạng PDF dành cho những ai có nhu cầu tham khảo. Gồm: các bản vẽ, bộ bìa, lời cảm ơn ,... đầy đủ cho một bộ đồ án tốt nghiệp.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO LỜI NÓI ĐẦU Với tính ưu việt dễ dàng chuyển thành dạng lượng khác (cơ năng, nhiệt năng, quang năng, hóa năng…), điện sử dụng rộng rãi trở nên thiếu đời sống sản xuất Đặc biệt thời đại công nghiệp với phát triển nhanh chóng phụ tải kèm theo đòi hỏi phải phát triền thêm nguồn điện Do điều kiện thuận lợi đặc điểm đòa lý đòa hình nước ta, việc xây dựng nhà máy thủy điện xu hướng phát triển nguồn điện ưu tiên bậc Trong luận văn em xin trình bày : Thiết kế nhà máy thủy điện công suất 5x55MW Do hạn chế kiến thức với tài liệu tham khảo có giới hạn nên nhiêu thiếu sót, mong quý thầy cô hướng dẫn thêm THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT& ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY I II III Lựa chọn máy phát Tính toán cân công suất Đề xuất phương án nối dây CHƯƠNG II 15 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP 15 I II Phương án 15 Phương án 22 CHƯƠNG III 31 TÍNH TOÁN KINH TẾ KĨ THUẬT & CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 31 I II III Chọn sơ đồ thiết bò phân phối 31 Cơ sở tính toán 31 Tính toán 33 CHƯƠNG IV 37 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 37 I II Chọn điểm ngắn mạch 38 Tính toán ngắn mạch 38 CHƯƠNG V 46 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 46 I II III IV V VI VII Dòng cưỡng 46 Chọn máy cắt dao cách ly 48 Chọn cáp điện lực kháng điện đường dây 50 Chọn góp, dẫn 54 Chọn sứ đỡ 60 Chọn máy biến điện áp (BU) máy biến dòng điện (BI) 61 Chọn chống sét van 65 CHƯƠNG VIII 67 TỰ DÙNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN 67 I II III Lựa chọn sơ đồ tự dùng 67 Chọn công suất MBA tự dùng 68 Chọn khí cụ điện tự dùng 68 THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO PHẦN II : THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 70 CHƯƠNG I 70 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 71 I II Khảo sát phụ tải 71 Tính toán phụ tải 71 CHƯƠNG II 74 SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN 74 VÀ CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN 74 I II III IV Sơ đồ cấp điện 74 Lựa chọn phần tử hệ thống cấp điện 76 Tính toán ngắn mạch 80 Kiểm tra lựa chọn 82 CHƯƠNG III 85 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT 85 PHỤ LỤC 88 CÁC BẢN VẼ MINH HỌA TRONG ĐỀ TÀI 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Trong thiết kế vận hành nhà máy điện, việc tính toán phụ tải đảm bảo cân công suất phụ tải quan trọng Công việc đảm bảo cho ổn đònh hệ thống điện chất lượng điện Quyết đònh phương thức huy động nguồn vận hành tổ máy phải xác, hợp lý kỹ thuật kinh tế I LỰA CHỌN MÁY PHÁT Công suất yêu cầu nhà máy 55 MW, gồm 05 tổ máy, tra sổ tay kỹ thuật chọn máy phát loại CB-808/130-40Yɥ Các thông số kỹ thuật máy sau: Bảng 1.1 Bảng thông số máy phát Loại máy phát CB-808/130-40Yɥ Sđm (MVA) Pđm (MW) cosđm 64,7 55 0,85 m (kV) Iđm (kA) Điện kháng tương đối xd xd xd 10,5 3,56 0,22 0,35 0,93 II TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT : Các công thức sử dụng : Đồ thò công suất phát toàn nhà máy : Phụ tải toàn nhà máy xác đònh theo công thức sau : STNM PTNM %(t) Pdat cos F Trong : STNM (t) - Công suất phát biểu kiến toàn nhà máy thời điểm t P%(t) - Phần trăm công suất phụ tải thời điểm t CosF - Hệ số công suất đònh mức toàn nhà máy pdat n.PdmF - Công suất tác dụng đònh mức toàn nhà máy n PđmF - Số tổ máy phát - Công suất tác dụng đònh mức tổ máy phát THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO Đồ thò phụ tải tự dùng : Công suất tự dùng cho nhà máy thủy điện coi không đổi theo thời gian xác đònh theo công thức : STD % n.PđmF 100 cos TD Trong : - Phụ tải tự dùng STD - Lượng điện phần trăm tự dùng % CosTD - Hệ số công suất phụ tải tự dùng n PđmF - Số tổ máy phát - Công suất tác dụng tổ máy phát Đồ thò phụ tải cấp điện áp : Công suất phụ tải cấp thời điểm xác đònh theo công thức sau : S(t) Pmax P%(t) cos Trong : S(t) - Công suất phụ tải thời điểm t Pmax - Công suất max phụ tải cos - Hệ số công suất P%(t) - Phần trăm công suất phụ tải thời điểm t Đồ thò 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 : SVHT (t) Stnm (t) [SUf (t) SUT (t) SUC (t) STD (t)] Trong : - Công suất phụ tải thời điểm t S(t) SVHT (t) - Công suất phát hệ thống thời điểm t Stnm (t) - Công suất phát toàn nhà máy thời điểm t STD (t) - Công suất tự dùng thời điểm t THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO SUC (t),SUT (t),SUF (t) - Công suất phụ tải cấp điện áp cao , trung , hạ (máy phát) thời điểm t Tính toán cân công suất : a Đồ thò công suất phát toàn nhà máy : Pdat 275MW,cos 0,85 Công suất phụ tải từ – (h) là: S05 275 90 291,177MW 0,85 100 Bảng 1.2 Bảng biến thiên công suất phát toàn nhà máy t(h) 0÷5 5÷8 8÷12 12÷14 14÷18 18÷20 20÷24 P%TNM 90 90 90 90 95 100 90 PTNM 247,5 247,5 247,5 247,5 261,25 275 247,5 STNM 291,177 291,177 291,177 291,177 307,353 325,23 291,177 b Đồ thò phụ tải tự dùng : STD 0,8.5.55 2,75MVA 100.0,8 c Đồ thò phụ tải cấp điện áp : Đối với cấp điện áp 10,5 kV: PMax 8MW,cos 0,85 Công suất phụ tải từ – (h) là: S05 80 7,53MW 0,85 100 Bảng 1.3 Bảng biến thiên phụ tải hạ áp t(h) 0÷5 5÷8 8÷12 12÷14 14÷18 18÷20 20÷24 P%UF 80 90 90 80 90 100 80 PUF 6,4 7,2 7,2 6,4 7,2 6,4 SUF 7,53 8,471 8,471 7,53 8,471 9,412 7,53 THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO Đối với cấp điện áp 110 kV: PMax 100MW,cos 0,83 Công suất phụ tải từ – (h) là: S05 100 80 96,386MW 0,83 100 Bảng 1.4 Bảng biến thiên phụ tải trungï áp t(h) 0÷5 5÷8 8÷12 12÷14 14÷18 18÷20 20÷24 P%UT 80 90 90 90 100 100 90 PUT 80 90 90 90 100 100 90 SUT 96,386 108,434 108,434 108,434 120,482 120,482 108,434 Đối với cấp điện áp 220 kV: PMax 60MW,cos 0,84 Công suất phụ tải từ – (h) là: S05 60 90 64,286MW 0,84 100 Bảng 1.5 Bảng biến thiên phụ tải cao áp t(h) 0÷5 5÷8 8÷12 12÷14 14÷18 18÷20 20÷24 P%UC 90 80 90 90 90 100 90 PUC 54 48 54 54 54 60 54 SUC 64,286 57,143 64,286 64,286 64,286 71,429 64,286 d Đồ thò công suất phát hệ thống : Công suất phụ tải từ – (h) là: SVHT (t) 291,177 [7,53 96,386 64,286 2,75] 120,225MVA 5 Bảng 1.6 Bảng biến thiên công suất phát hệ thống t(h) 0÷5 5÷8 8÷12 12÷14 14÷18 18÷20 20÷24 STNM 291,177 291,177 291,177 291,177 307,353 325,23 291,177 STD 2,75 SUF 7,53 8,471 8,471 7,53 8,471 9,412 7,53 SUT 96,386 108,434 108,434 108,434 120,482 120,482 108,434 SUC 64,286 57,143 64,286 64,286 64,286 71,429 64,286 SVHT 120,225 114,379 107,236 108,177 111,364 119,457 108,177 THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO e Cân công suất phụ tải cấp : Bảng 1.7 Bảng cân công suất toàn nhà máy t(h) 0÷5 5÷8 8÷12 12÷14 STD 14÷18 18÷20 20÷24 2,75 SUF 7,53 8,471 8,471 7,53 8,471 9,412 7,53 SUT 96,386 108,434 108,434 108,434 120,482 120,482 108,434 SUC 64,286 57,143 64,286 64,286 64,286 71,429 64,286 SVHT 120,225 114,379 107,236 108,177 111,364 119,457 108,177 STNM 291,177 291,177 291,177 291,177 307,353 325,23 291,177 Đồ thò phụ tải toàn nhà máy S(MVA) 325,23 300 291,177 291,177 S VHT S UC 204,073 200 170,952 S UT 132,644 S 106,666 UF 100 S TD 10,28 10,28 12,162 10,28 t (h) 12 14 18 20 24 Hình 1.1 Đồ thò phụ tải toàn nhà máy THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO Nhận xét chung : Đồ thò phụ tải cấp điện áp tương đối nhấp nhô Tuy nhiên mức chênh lệch công suất cực đại công suất cực tiểu không lớn lắm, điều thuận lợi cho việc tính toán lựa chọn công suất MBA Nhà máy gồm có tổ máy có công suất tổ 55 MW Thiết kếù công suất đặt 323,5 MVA so với công suất đặt hệ thống 4000 MVA chiếm 8,09% Nhà máy thiết kế có phụ tải cấp điện áp sau : Cấp điện áp máy phát 10,5kV (7,53 MVA ~ 9,412 MVA) chiếm 2,33 % ~ 2,91 % Cấp điện áp trung 110kV (96,386 MVA ~ 120,482 MVA) chiếm 29,795 % ~ 37,243 % Cấp điện áp cao 220kV (57,143 MVA ~ 71,429 MVA) chiếm 17,66 % ~ 22,08 % Trong điều kiện làm việc bình thường, nhà máy đảm bảo phát công suất vào hệ thống cung cấp đầy đủ liên tục cho phụ tải mà không cần nhận công suất từ hệ thống ( SVHT : 108,177 MVA ~ 120,225 MVA chiếm 33,44 % ~ 37,164 % ) Như hệ thống điện, nhà máy có tầm quan trọng lớn góp phần làm tăng sản lượng điện lưới quốc gia, thuận lợi cho vấn đề phát triển thêm phụ tải tương lai III ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY : Cơ sở lựa chọn phương án : Chọn sơ đồ nối điện nhà máy điện khâu quan trọng trình thiết kế Nó đònh toàn giá thành đầu tư, chi phí vận hành khả vận hành ổn đònh nhà máy Các phương án đưa phải đảm bảo cung cấp điện liên tục, đầy đủ cho phụ tải, kinh phí đầu tư xây dựng chi phí vận hành phải mức tối thiểu, điều quan trọng phải có tính khả thi Do để chọn phương án tối ưu nguyên tắc sau phải thỏa mãn Ngun tắc 01: Có hay khơng góp điện áp máy phát ? Giả sử phụ tải đòa phương lấy điện từ máy phát – máy biến áp liên lạc SMax Uf 9, 412(MVA) Ta có : SdmF 64,7(MVA) SMax 9,412 Uf Nên : 100% 100% 7,27% 15% 2.SdmF 2.64,7 Thỏa mãn THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO Kết luận : Không cần góp điện áp máy phát Ngun tắc 02: Chọn máy biến áp liên lạc Xét điều kiện : Hệ số có lợi : UC U T 220 110 0,5 UC 220 Lưới điện phía trung phía cao lưới có trung tính trực tiếp nối đất Kết luận : Dùng MBA tự ngẫu điều chỉnh tải làm việc Ngun tắc 03: Chọn số lượng MF-MBA 02 cuộn dây Ta có : Smax 120,482 UT 64,7 SdmF 96,386 SUT S 64,7 dmF Mà MBA liên lạc tự ngẫu nên ta ghép từ đến MF-MBA cuộn dây lên góp điện áp phía trung Ngun tắc 04: Có nên dùng MBA ba cấp điện áp làm liên lạc? Các MF-MBA hai cuộn hai phía điện áp săp xếp tương ứng công suất phụ tải chúng, hai MBA tự ngẫu liên lạc không nối trực tiếp với MF điện Các phụ tải đòa phương lấy điện trực tiếp phía hạ MBA liên lạc Kết luận : Theo nguyên tắc ta có phương án Các phương án đề xuất : Trên sở yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi phân tích trên, phương án đề xuất sau: THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 10 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO 10 2 6 12 11 Hình 2.2 Sơ đồ đấu dây trạm biến áp treo 10/0,4 kV Mục Nội dung Mục Nội dung MBA pha Sứ đỡ Cầu dao phụ tải Đường dây không Chống sét van cao áp Dây chằng đối lực Cầu chì tự rơi 10 Sứ ống hạ áp Cáp tổng hạ áp 11 Dây nối đất Tủ phân phối 12 Cọc nối đất THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 75 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO II LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN Chọn MBA : Tổng công suất cần cung cấp cho khu tập thể 154,89 kVA Tuy nhiên, chủ đầu tư dự đònh xây thêm khu nhà năm tới Dự kiến tăng khoảng 40 % công suất, tổng công suất cần cung cấp cho khu tập thể 216,846 kVA Chọn máy biến áp Việt Nam liên doanh ABB sản xuất có công suất 250 kVA Bảng 2.1 Thông số MBA cho trạm biến áp Loại Sđm (kVA) Điện áp (KV) 250 10/0,4 ABB (Tra bảng 4.1 phụ lục (1) ) Tổn thất (kW) Po Pn 0,64 4,1 UN% Chọn cầu dao phụ tải : Dòng cưỡng tải MBA : I cb 1,3 SđmB 3.U 1,3 250 10,5 17,87 A Nội dung Điều kiện chọn Điện áp đònh mức, kV mCD m mạng = 10 kV Dòng điện đònh mức, A IđmCD Icb = 17,87 A Bảng 2.2 Thông số cầu dao phụ tải EME-LBS 001 m, kV Iđm, A INmax, kA 12 630 16 Cầu dao phụ tải EME sản xuất Việt Nam Chống sét van : Bảng 2.3 Thông số chống sét van PBT-10 m, kV 10 Điện áp cho Điện áp đánh phép lớn thủng tần Umax (kV) số 50Hz (kV) 12,7 26 Điện áp đánh thủng xung kích thời gian phóng điện từ đến 10 s (kV) Trọng lượng 50 kg Chống sét van Liên bang Nga chế tạo THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 76 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO Chọn cầu chì tự rơi : Tính toán chọn tương tự cầu dao phụ tải : Nội dung Điều kiện chọn Điện áp đònh mức, kV mCC m mạng = 10 kV Dòng điện đònh mức, A IđmCC Icb = 17,87 A Bảng 2.4 Thông số cầu chì tự rơi C710 112PB m, kV Iđm, A IN, kA Trọng lượng 15 100 10 7,88 kg Cầu chì tự rơi hãng CHANGE Mỹ chế tạo Chọn cáp từ MBA sang tủ phân phối ( m ) hay cáp tổng hạ áp : Cáp chọn theo điều kiện phát nóng cho phép : k1.k2.Icp ≥ IttH Trong : rãnh k1 = – Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường k2 = – Hệ số hiệu chỉnh có kể đến số lượng cáp chung Icp – Dòng điện cho phép IttH – Dòng điện tính toán phía hạ áp I ttH IđmB SđmB m 250 0,4 360,8 A Bảng 2.5 Thông số cáp từ MBA sang tủ phân phối CCV F, mm2 d, mm Ro 20C ( max ) Icp, A 185 49,98 0,0991 367 Cáp hạ áp hai lõi đồng cách điện PVC hãng CADIVI Việt Nam chế tạo Tủ phân phối : CHỌN tủ sắt chế tạo loại treo cột ABB sản xuất theo đơn đặt hàng chi tiết, cao 1,2 m – rộng 0,8 m – dày 0,3 m chứa AT; AN THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 77 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO Chọn Aptomat tổng : Nội dung Điều kiện chọn Điện áp đònh mức, kV mA m mạng = 400 V Dòng điện đònh mức, A IđmA IttH = 360,5 A Bảng 2.6 Thông số Aptomat tổng NS400E m, V Iđm, A IN, kA Số cực 500 400 15 Aptomat Nga chế tạo Thanh hạ áp (Cu) : Điều kiện phát nóng: Icp I ttH 360,8 409,1 A 0,882 0,882 Bảng 2.7 Thông số hạ áp Kích thước mm Tiết diện thanh, mm2 Trọng lượng kg Icp, A 30x4 120 1,066 475 Aptomat nhánh : Từ có lộ có I ATN 360,5 120,167 A Nội dung Điều kiện chọn Điện áp đònh mức, kV mA m mạng = 400 V Dòng điện đònh mức, A IđmA IATN = 120,167 A Bảng 2.8 Thông số Aptomat nhánh NS225E m, V Iđm, A IN, kA Số cực 500 200 12 Aptomat hãng MERLIN GERIN Pháp chế tạo 10 Máy biến dòng : Nội dung Điều kiện chọn Điện áp đònh mức, kV mBI m mạng = 400 V Dòng điện đònh mức, A IđmBI IttH = 360,5 A THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 78 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO Bảng 2.9 Thông số máy biến dòng Iđm, A BD7 Sơ cấp Thứ cấp Dung lượng VA 250 10 Số vòng dây sơ cấp Cấp Đường kính Trọng lượng mm kg xác 0,5 38 1,35 Do công ty Thiết bò đo điện Việt Nam chế tạo 11 Chọn dây dẫn mềm nối từ biến dòng đến dụng cụ đo : Để đảm bảo độ bền học ta chọn loại dây đồng sợi bọc nhựa PVC tiết diện từ 2,5mm2 trở lên Dây dẫn mềm Việt Nam sản xuất 12 Chống sét van hạ : Bảng 2.10 Thông số chống sét van hạthế PBH0,5Y1 m, kV Điện áp cho Điện áp đánh phép lớn thủng tần Umax (kV) số 50Hz (kV) 0,5 0,5 Điện áp đánh thủng xung kích thời gian phóng điện từ đến 10 s (kV) Trọng lượng 3,5 – 4,5 2,5 Chống sét van Liên bang Nga chế tạo 13 Thiết bò đo đếm điện : Bảng 2.11 Thông số thiết bò đo đếm điện Công suất tiêu thụ, VA Tên đồng hồ Ký hiệu Loại Cấp xác Ampe-mét A 378 1,5 Vôn-mét V 378 1,5 Công tơ hữu công kWh 2,5 Công tơ vô công kVarh 2,5 Cuộn áp Cuộn dòng 0,1 14 Sứ hạ : Nội dung Điều kiện chọn Điện áp đònh mức, kV ms m mạng = 400 V Dòng điện đònh mức, A Iđms IttH = 360,5 A THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 79 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO Bảng 2.12 Thông số Sứ hạthế Oɸ-1-375 m, kV Uphá hoại, kV Fphá hoại kg 11 375 Chiều cao Khối lượng mm kg 65 0,7 Sứ cách điện hạ áp Nga chế tạo III TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH : N3 N1 N2 MBA AT CCTR AN N1 XHT N2 XD1 ZB ZD2 ZAT N3 ZTG ZAN Hình 2.3 Sơ đồ tính toán ngắn mạch Tính toán ngắn mạch N1: Theo số liệu, chi nhánh điện cung cấp, từ trạm BATG huyện đến điểm đầu MBA dài km, dây AC 70, máy cắt đầu nguồn có Scắt = 250 MVA Liên Xô (cũ) Utb 1,05.m 1,05.10 10,5kV XHT U2tb 10,52 0,441 SC 250 ZD1 r01.l1 J.x01.l1 0,43.6 J.0,324.6 2,58 J.1,944 Coi ngắn mạch xa nên IN I I Vậy, I N1 Utb ZN 10,5 3.(2,582 (0,11 1,944)2 1,73 kA Ixk1 1,8 2.1,87 4,04 kA THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 80 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO Tính toán ngắn mạch N2 : Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp, ta coi MBA nguồn, điện áp phía hạ áp không thay đổi xảy ngắn mạch.Do : IN I" I ZB R B jXB PN m S2đm 106 j UN %.m 104 m Sđm 4,1.0,42 4.0,42 10 j 104 250 250 10,496 + j.25,6 m ZD2 RD2 0,0991.5.103 0,5 m ZAT RAT j.XAT 0,35 j.0,1 m (Tra bảng PL18,19) + IAT 400A Rtx 0,2 m ; + cuộn bảo vệ quádòng : RCD 0,2 m , XCD 0,1 m Z2 ZB ZD2 ZAT 11,346 j.25,7 m Vậy, I N2 m 3.Z 400 3.(11,3462 25,72 ) 8,22 kA Ixk2 1,8 2.8,22 20,925 kA Tính toán ngắn mạch N3 : ZAN RAN j.XAN 0,68 j.0,36 m (Tra bảng PL18,19) + IAT 200A Rtx 0,4 m ; + cuộn bảo vệ quádòng : RCD 0,28 m , XCD 0,36 m ZTG RTG j.XTG 0,167 j.0,163 m (Tra bảng PL29) Z3 ZB ZD2 ZAT ZTG ZAN 12,193 j.26,223 m Vậy, I N3 m 3.Z3 400 3.(12,1932 26,2232 ) 7,99 kA Ixk3 1,8 2.8,22 20,339 kA THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 81 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO IV KIỂM TRA CÁC LỰA CHỌN : Kiểm tra lựa chọn cầu dao phụ tải : Kiểm tra theo điều kiện: Ổn đònh động Ổn đònh nhiệt Tuy nhiên để thuận tiện cho việc lựa chọn thiết bò, nhà sản xuất tính đưa điều kiện sau: Bảng 2.13 Kiểm tra lựa chọn cầu dao phụ tải Nội dung Điều kiện kiểm tra Dòng điện ngắn mạch, kA INmax IN1 = 1,73 kA Thỏa mãn Kiểm tra lựa chọn cầu chì tự rơi : Bảng 2.14 Kiểm tra lựa chọn cầu chì tự rơi Nội dung Điều kiện kiểm tra Suất cắt đònh mức, MVA SN (dmc) 3.m IN (dmc) IcđmCC IN1 = 1,73 kA Thỏa mãn Kiểm tra lựa chọn hạ áp (Cu) : Khi có ngắn mạch xảy ra, dòng điện ngắn mạch chạy qua làm cho chòu lực lớn, rung động làm cho bò uốn cong sinh phá hoại sứ đỡ Kiểm tra ổn đònh động: tt CP Trong đó: CP - ứng suất cho phép vật liệu ( đồng : CPCU 1400 kG/cm2 ) Xác đònh tt : ( a – khoảng cách pha; l – khoảng cách sứ đỡ ) Ftt 1,76.102 Ftt 1,76.102 Mtt l1 I , với a xk a = 14 cm; l = 60 cm 60 20,925 33,027 kG 14 Ftt l 33,027.60 198,162 kG.cm 10 10 THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 82 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO Với: W tt b.h2 4.101.(30.101 )2 0,6 cm3 , với b = 4mm; h = 30mm 6 Mtt 198,162 330,27 kG / cm < CP W 0,6 Thỏa mãn Điều kiện ổn đònh nhiệt: F Ftt .I t qd Trong đó: - hệ số ổn đònh nhiệt, với đồng lấy Ftt - tiết diện tính toán nhỏ đảm bảo điều kiện ổn đònh nhiệt t qd - thời gian độ Lấy thời gian cắt ngắn mạch, t qd 0,5s Vậy, Ftt 6.8,22 0,5 34,875mm2 F 4.30 120mm2 Ftt Thỏa mãn Kiểm tra lựa chọn sứ đỡ hạ áp : Đặc trưng độ bền sứ lực phá hoại cho phép tác động lên đầu sứ Fcp, nhà chế tạo sẵn Sứ chọn đảm bảo độ bền cơ, cần thỏa mãn điều kiện sau : F 'tt 0,6.FCP Trong đó: 0,6 - hệ số kể đến dự trữ độ bền sứ F 'tt - lực tính toán lớn tác dụng lên đầu sứ ngắn mạch pha Xác đònh F 'tt : 1 Hs h b Hs h 2 F 'tt Ftt Ftt Hs Hs Trong đó: Hs - chiều cao sứ, Hs = 65mm h - chiều cao góp, h = 30mm b - bề dày miếng kẹp phái góp, b nhỏ bỏ qua F 'tt 33,027 25 39,378 kG F 375 kG CP 65 65 Thỏa mãn THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 83 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO Kiểm tra lựa chọn cáp tổng hạ áp : Điều kiện ổn đònh nhiệt: Fchọn .IN2 t 34,875mm2 Trong đó: t - thời gian cắt ngắn mạch, t 0,5s Thỏa mãn Fchọn 185mm2 Ftt Điều kiện tổn thất điện áp : Vì cáp ngắn Thỏa mãn Kiểm tra lựa chọn Aptomat tổng : Bảng 2.15 Kiểm tra lựa chọn Aptomat tổng Nội dung Điều kiện chọn Dòng điện cắt đònh mức, kA Icđm IN2 = 8,22 kA Thỏa mãn Kiểm tra lựa chọn Aptomat nhánh : Bảng 2.16 Kiểm tra lựa chọn Aptomat nhánh Nội dung Điều kiện chọn Dòng điện cắt đònh mức, kA Icđm IN3 = 7,99 kA Thỏa mãn Kiểm tra lựa chọn máy biến dòng điện : Vì phụ tải thứ cấp BI nhỏ nên không cần xét điều kiện ZđmBI Zdc Zdd Thỏa mãn THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 84 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO CHƯƠNG III TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT Hệ thống nối đất trạm biến áp có chức năng: Nối đất làm việc, nối đất an toàn, nối đất chống sét Hệ thống nối đất tạo thành cọc sét hình L 60 60 dài 2,5m nối với sắt dẹt 40 mm tạo thành mạch vòng nối đất bao quanh TBA Các cọc đóng sâu mặt đất 0,7m, thép dẹt hàn chặt với cọc độ sâu 0,8m Với trạm biến áp hạ áp với công suất không 320 kVA thường có Rd 4 , đường dây cao áp 6kV phải nối đât tất cột điện, cột đường dây hạ áp nối đất theo quy đònh Các tủ điện, hòm công tơ phải thực nối đất để đảm bảo cho người quản lý vận hành Khu tập thể quy hoạch nhà máy, điện trở suất có 0 0,4.102 m Hệ số điều chỉnh theo mùa cọc là: Hệ số mùa an toàn: K mt 1,6 K mc 1,4 5m 2,5 m 2,5 m Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống nối đất trạm biến áp Mặt trạm : 2,5 m ; mặt vòng nối đất chôn bên tường trạm có chu vi 2,5 5 15 m Tính điện trở nối đất : CÔNG THỨC : d h l Rt k.L2 ln 2..L h.d Trong đó: L – Tổng chiều dài tất thanh, lấy chu vi trạm L = 15m THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 85 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO – Điện trở suất đất, 0 Kmt 0,4.102.1,6 64 m h – Độ sâu, h = 0,8 m d – Đường kính thanh, d b 40.103 = 0,02 m 2 k – hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất ( l1 Tra tài liệu kỹ thuật cao áp k = 6,42) l2 2,5 Ta có : 64 6,42.152 Rt ln 7,752 2..15 0,8.0,02 Tính điện trở nối đất cọc : CÔNG THỨC : h Rc t 2.l 4.t l ln ln 2..l d 4.t l Trong đó: l – Chiều dài cọc, l = 2,5 m h – Độ sâu, h = 0,7 m l t h l 2,5 0,7 1,95 m 2 d – đường kính cọc, d 0,95.b 0,95.60.103 0,057 m d – Điện trở suất đất, 0 Kmc 0,4.102.1,4 56 m Ta có : Rc 56 2.2,5 4.1,95 2,5 ln ln 17,135 2..2,5 0,057 4.1,95 2,5 Tính điện trở nối đất hệ thống cọc - : R HT R c R t 17,135.7,298 3,72 R d R c t n.R t c 17,135.0,4 6.7,298.0,62 Thỏa mãn Trong đó: n – số cọc, n =6 THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 86 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO c , t – hệ số sử dụng cọc a ( Tra tài liệu kỹ thuật cao áp t = 0,4; c = 0,62 ) l Với: a – khoảng cách cọc, a = 2,5 m l – chiều dài cọc, l = 2,5 cm Do phương án nối đất vạch đạt yêu cầu kỹ thuật - - THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 87 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO PHỤ LỤC CÁC BẢN VẼ MINH HỌA TRONG ĐỀ TÀI THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 88 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Chủ Biên: PGS.TS Phạm Văn Hòa ThS Phạm Ngọc Hùng NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC & KỸ THUẬT, Hà Nội 2007 GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN Tác giả: TS Ngô Hồng Quang NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC, 2009 KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP Tác giả: Trần Văn Tớp NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC & KỸ THUẬT, Hà Nội 2007 BẢO VỆ CÁC HỆ THỐNG ĐIỆN Tác giả: GS.VS Trần Đình Long NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT, Hà Nội 2008 SỔ TAY LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ 0,4 ĐẾN 500kV Tác giả: TS Ngô Hồng Quang NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC & KỸ THUẬT, Hà Nội 2002 MỘT SỐ TRANG WEB CUNG CẤP THÔNG TIN THIẾT BỊ END THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trang 89 SVTH: LÊ NGUYỄN THÀNH TRUNG ... áp 110kV nhiều Nhược điểm : Khi phụ tải bên trung cực tiểu cho MF-MBA bên trung làm việc đònh mức có phần công suất từ bên trung truyền qua cuộn trung MBA tự ngẫu phát lên hệ thống gây tổn thất... PNH tổn thất công suất ngắn mạch cuộn cao, trung, hạ CT CH TH PN , PN , PN tổn thất công suất ngắn mạch cao - trung, cao - hạ, trung - hạ hệ số có lợi MBA tự ngẫu ... PNH tổn thất công suất ngắn mạch cuộn cao, trung, hạ CT CH TH PN , PN , PN tổn thất công suất ngắn mạch cao - trung, cao - hạ, trung - hạ hệ số có lợi MBA tự ngẫu