ĐỒ án tốt NGHIỆP kỹ sư KHOA THỦY điện PHẦN 3

Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 phần III Chọn thiết bị 3.1 Khái quát chung Sau xác định đợc thông số trạm thuỷ điện ta tiến hành chọn thiết bị cho TTĐ Thiết bị số tổ máy trạm thuỷ điện phải đợc lựa chọn cho kinh tế Đây vấn đề quan trọng việc tính toán thiết kế NMTĐ, ảnh hởng tới: kích thớc, quy mô công trình, kết cấu công trình , ảnh hởng trực tiếp đến vốn đầu t vào TTĐ Chọn số tổ máy chọn thiết bị cho NMTĐ hai công việc liên quan chặt chẽ với nhau, vấn đề chọn số tổ máy, phải dựa vào điều kiện kinh tế điều kiện kỹ thuật Do đó, chọn ta phải giả thiết nhiều phơng án tính toán, so sánh để chọn phơng án có lợi nhất: cung cấp điện an toàn, vốn đầu t nhỏ, chi phí vận hành nhỏ, tức đảm bảo yêu cầu kỹ thuật có lợi kinh tế Vì vậy, chọn số tổ máy (Z) ta cần quan tâm đến yếu tố sau: Công suất tổ máy phải nhỏ công suất dự trữ cố hệ thống Có nh tổ máy bị hỏng, công suất chung đảm bảo: NHTdtsc = (10 ữ 12) % PmaxHT Về mặt lợng, vùng làm việc turbin phơng án đợc chọn phải nằm vùng có hiệu suất cao Về mặt quản lý vận hành: Số tổ máy dễ quản lý vận hành số tổ máy nhiều Vốn đầu t vào thiết bị xây dựng công trình Nếu số tổ máy công suất lớn, vốn đầu t vào nhà máy nhỏ, kích thớc nhà máy nhỏ, tăng tiến độ thi công Về vận chuyển lắp ráp: Kích thớc trọng lợng thiết bị lớn gây khó khăn cho trình vận chuyển Việc chọn thiết bị phải phù hợp với tình hình thực tế: phơng tiện giao thông, đờng xá, cầu cống Hiện nay, nớc ta thiết bị phải nhập từ nớc nên chọn số tổ máy cho thiết bị có sẵn bảng tra, phải đặt chế tạo loại thiết bị tốn kém, làm tăng vốn đầu t Về cung cấp điện: Để đảm bảo an toàn cung cấp điện nên chọn số tổ máy nhiều TTĐ có tỷ trọng lớn hệ thống điện cố tổ máy ảnh hởng lớn đến an toàn cung cấp điện hệ thống Nếu chọn số tổ máy dẫn đến việc cung cấp điện không an toàn.Vì tổ máy đảm nhận phần phụ tải lớn gặp cố dẫn đến tổn thất lớn cho hộ dùng điện - Căn vào điều kiện địa hình khả vận chuyển đến công trình ta kiến nghị xét phơng án số tổ máy: NMTĐ với tổ máy NMTĐ với tổ máy - Công suất định mức tổ máy (Ntm) cho phơng án: N tm = N lm Z Trong đó: Nlm : công suất lắp máy nhà máy thuỷ điện Z : số tổ máy - Công suất định mức Turbin (Ntb): N tb = N tm mf - Trang 25 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 Trong đó: Ntm : công suất tổ máy mf : hiệu suất máy phát, mf = (0,95 ữ 0,98), chọn mf = 0,954 Phơng án tổ máy tổ máy Ntm (MW) 4,2 2,8 Ntb (MW) 4,4 2,94 - Chọn kiểu Turbin: Căn vào phạm vi thay đổi cột nớc , công suất định mức Tra biểu đồ phạm vi sử dụng kiểu Turbin tài liệu "Chọn Thiết Bị Cho Nhà Máy", ta chọn đợc kiểu Turbin PO82 cho phơng án 3.2 Tính toán so chọn phơng án 3.2.1 Xác định thông số Turbin - Xác định đờng kính BXCT (D1) đợc xác định theo công thức: D1tt = N tb 9,81. T Q 1' H tt H tt Trong : Ntb : công suất Turbin T : Hiệu suất Turbin T = (0,88 ữ 0,9), chọn sơ T = 0,89 Q1 : Lu lợng quy dẫn lấy điểm tính toán đờng hạn chế công suất 5% đờng đặc tính tổng hợp Turbin PO82 ( Tra từ nIM) Ta có số vòng quay quy dẫn điểm tính toán: ( Tuarbin tâm trục) nIM = nIMO + (2ữ5) (v/ph) Tra đờng ĐTTHC, ta đợc: nIMO = 65 (v/ph) _số vòng quay quy dẫn tối u Turbin mẫu nIM = 65 + = 69 (v/ph) Với nIM tra tiếp đờng hạn chế công suất 5% đợc Q1 : Q1 = 0,86 (m3/s) Thay vào D1, ta có: Phơng án tổ máy tổ máy D1tt (m) 0,96 0,78 Chọn D1t/c (m) 1,0 0,84 ứng với D1t/c ta có kích thớc sau: Kích thớc D0=(1,16ữ1,2)D1 Z0 Z1 b0=0,2D1 D2=1,025D1 Da=1,7D1 Db=1,42D1 1 D1=1,0 m 1,2 m 0,2 m 1,025 m 1,7 m 1,42 m 1 D1=0,84m 1,0 m 0,86 m 1,428 m 1.193 m 0,17 m - Số vòng quay đồng n Turbin: - Trang 26 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 n= n1' T H tt D1 Trong : Htt : Cột nớc tính toán D1 : Đờng kính bánh xe công tác n1To : Số vòng quay quy dẫn tính toán Turbin thực ' + n1T' = n1M n'1 = n'1 ' n1M ( T max 1) M max Trong đó: n'1 : Độ hiệu chỉnh số vòng quay quy dẫn Turbin thực mẫu ' n1M : Số vòng quay quy dẫn tối u Turbin mẫu n 1Mo = 65 (v/ph) T max , M max : hiệu suất lớn Turbin mẫu thực Tra đờng ĐTTHC Turbin PO82 đợc hiệu suất M max = 91,2% Hiệu suất Turbin thực max: T max = 1- (1- M max ) D1M D1T (khi H < 150 (m)) D1M, D1T - Đờng kính BXCT Turbin mẫu thực: D1M = 0,46 (m) Từ công thức tính toán ta có đợc số liệu bảng sau: Chọn n (v/ph) Phơng án T max n'1 n1T' tổ máy 0,925 0,45 69,45 601 600 tổ máy 0,922 0,36 69,36 714 750 ntt (v/ph) - Kiểm tra lại điểm tính toán Số vòng quay quy dẫn điểm tính toán Turbin thực: n1Ttt = n.D1 H tt Số vòng quay quy dẫn mẫu: n1Mtt = n1Ttt - n 1' Lu lợng quy dẫn điểm tính toán : Q1tt = N tb 9,81. tt D12 H tt H tt - Trang 27 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 Để kiểm tra việc chọn D1 n có xác không ta tính giá trị n1max, n1min Khi cột nớc TTĐ dao động từ Hmax đến Hmin Đờng n1min ứng với cột nớc Hmax = 80,18 (m) : n1Mmin = n.D - n 1' H max Đờng n1max ứng với cột nớc Hmin = 74,9 (m): n1Mmax = n.D - n 1' H Ta có bảng tính toán sau: n1Mtt Phơng án n1Ttt (v/ph) (v/ph) tổ máy 69,3 68,9 tổ máy 72,8 72,4 Q1tt (m3/s)) 0,75 0,71 Q1M Hmax (m3/s) 0,68 0,64 n1Mmin n1Mmax 66,6 70,0 68,9 72,4 Đa điểm tính toán Q1tt nằm khoảng trị số (Q1minữ Q1max) = (0,4ữ0,8) (m3/s) tra bảng 1-4 Tài liệu chọn thiết bị TTĐ Đa lên đờng ĐTTHC, ta thấy cột nớc dao động từ Hmin ữHmax Vùng làm việc Turbin giới hạn hai đờng n1max, n1min nằm vùng có hiệu suất cao Phơng án tổ máy: hiệu suất nằm vùng hiệu suất >91% Phơng án tổ máy: hiệu suất nằm vùng hiệu suất 90% ữ 91% Vậy ta chọn: D1 = 1,0 (m), n = 600 (v/ph) cho phơng án tổ máy hợp lý D1 = 0,84 (m), n = 750 (v/ph) cho phơng án tổ máy hợp lý 3.2.2 Xác định chiều cao hút Hs Trong trình Turbin làm việc bề mặt BXCT xuất vết rỗ Hiện tợng xảy tợng khí thực Để Turbin làm việc không sinh khí thực hạn chế tợng khí thực đòi hỏi độ cao hút : Hs [ H s ] Độ cao hút Hs khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt nớc hạ lu đến điểm có áp lực nhỏ Với Turbin tâm trục điểm nằm đáy cánh hớng nớc Hs = 10 - - ( M + ).H 900 Trong đó: - : cao trình nhà máy thuỷ điện so với mặt biển, sơ lấy mực nớc hạ lu hl = 275,5 (m) -H cột nớc làm việc Turbin: H = Htt = 74,9 m - M : hệ số khí thực Turbin mẫu, tra đờng ĐTTHC điểm tính toán đợc M = 0,09 - Trang 28 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 - độ điều chỉnh khí thực tra hình (7- 4)giáo trình Turbin thuỷ lực, ứng với Htt = 74,9 (m) đợc = 0,019 H s = 10 275,5 (0,09 + 0,019) ì 74,9 = 1,53 (m) 900 3.2.3 Xác định cao trình lắp máy lm Cao trình lắp máy cao trình đặt trung tâm cánh hớng nớc, đồng thời làm cao trình chuẩn sở cho việc xác định cao trình khác nhà máy tính khối lợng đào đắp thi công công trình Với Turbin tâm trục lm đợc tính theo công thức: lm = Zhlmin + Hs + bo Trong đó: bo chiều cao cánh hớng nớc Hs = 1,53 (m); Zhlmin = 275,5 (m) Phơn án b0=0,2D1 ( m ) lm ( m ) tổ máy 0.2 277,13 tổ máy 0,17 277,11 Nhng cao trình lắp máy ảnh hởng đến cao trình miệng ống hút phần nhà máy nên ta cần phải hạ cao trình lắp máy xuống Sơ ta chọn cao trình lắp máy là: lm = 276,3 m 3.2.4 Chọn máy phát điện Căn vào số vòng quay công suất định mức để chọn kiểu máy phát Dựa vào bảng tra thiết bị có sẵn để tra máy phát nhiên, ta không chọn đợc máy phát có sẵn phù hợp với yêu cầu Ta phải tiến hành thiết kế sơ kích thớc máy phát - Công suất toàn phần định mức Smf : Smf = Nmf cos Trong đó: + Nmf: Công suất máy phát + cos :hệ số công suất tác dụng, cos =0,8 tơng ứng hệ số phụ thuộc k = 1,08 - Công suất tính toán S0 : S0 = k Smf - Điện áp máy phát chọn thiết kế Do Nmf < 15 MW nên Umf= 6,3 KV - Công suất cực máy phát: - Trang 29 - Đồ án tốt nghiệp S* = Thuỷ điện Iapuch3 S mf 2p Trong đó: 2p: số cực máy phát, phụ thuộc vào số vòng quay đồng n= 600 v/ph ứng với 2p = 10 n= 750 v/ph ứng với 2p = - Chiều dài cung tròn vành bố trí cực rôto: = A S* Trong đó: A, , R, y : hệ số phụ thuộc vào chế độ làm mát máy phát, Tra bảng 1-2_Giáo trình Công Trình Trạm Thủy Điện, làm mát không khí: A=0,529 ; = 0,246; R= 18,8 ; y= 0,18 - Đờng kính rôto máy phát: * Di= p Khi sửa chữa Turbin ta cần phải tháo dỡ stator máy phát, nên đờng kính roto không phụ thuộc vào giếng turbin Ta có bảng tính toán sau: Phơng án Smf (MVA) Tổ máy 5,25 Tổ máy 3,50 - Chiều cao lõi thép từ: la = S0 (MVA) S* (MVA) 5,67 3,78 0,525 0,4375 (m) 0.4514554 0.4316545 Di (m) 1,40 1,36 30C A S n0 Di2 Trong đó: CA= R S *y la tìm đợc thỏa mãn la/ = 1,5 ữ 4, la lấy theo giá trị tiêu chuẩn (trang 226_Giáo trình Công Trình Trạm Thủy Điện) Căn vào tỷ số Di/la, tốc độ quay n ta chọn kiểu máy phát Máy phát kiểu treo đợc sử dụng Di/la4 : Phơng án CA la ( m ) Chọn la ( cm ) Di/la n (v/ph) Kiểu máy phát Tổ máy 21.11 0,85 1,75 600 Kiểu treo 80 Tổ máy 21.82 0,57 1,7 750 3.2.5 Sơ xác định vốn đầu t vào NMTĐ Vốn đầu t vào NMTĐ đợc tính theo đơn vị tiền tệ Việt Nam đồng (VNĐ) Vốn đầu t gồm: Vốn đầu t vào turbin: - Trang 30 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 Trọng lợng turbin sơ theo bảng 1-2_ Tài liệu chọn thiết bị TTĐ, phụ thuộc vào đờng kính bánh xe công tác Sơ chọn 1kg thép thành phẩm kthép =40.000 (VNĐ/kg) Vốn đầu t vào turbin NMTĐ: KTB = GTB.kthép.Z (Z: số tổ máy) Vốn đầu t vào máy phát: Trọng lợng máy phát theo công thức kinh nghiệm ta có nh sau: GMF = .Di.la (=48ữ58, chọn = 54) Sơ chọn 1kg thép thành phẩm kthép =40.000 VNĐ Vốn đầu t vào máy phát NMTĐ: Kmf = Gmf.kthép.Z Giá thành bêtông cốt thép xây dựng NMTĐ.Khối lợng bêtông cốt thép tính sơ theo công thức kinh nghiệm Liên Xô, khối lợng bêtông toàn nhà máy (kể gian lắp ráp sửa chữa): W= 222.D 11, H 0tt, ( Z + 1) Giá thành bêtông sơ lấy kbt= 1.500.000 (VNĐ/m3) Vốn đầu t vào BTCT: KBT = W.kbt Tổng số vốn đầu t vào NMTĐ: K= KTB+Kmf+KBT Bảng tính toán vốn đầu t cho phơng án: Tổ máy Tên thiết bị Tur bin Máy phát BTCT Tổ máy Tur bin Máy phát BTCT Phơng án Giá thành Khối lợng ( VNĐ ) 40.000 (VNĐ/kg) 22 (Tấn) 40.000 (VNĐ/kg) 60 (Tấn) 1.500.000 (VNĐ/m3) 3743 (m3) Tổng vốn đầu t vào NMTĐ 40.000 (VNĐ/kg) 17 (Tấn) 40.000 (VNĐ/kg) 59 (Tấn) 1.500.000 (VNĐ/m3) 3711 (m3) Tổng vốn đầu t vào NMTĐ 3.2.6 Phân tích chọn số tổ máy Cách thức để chọn phơng án có lý sau: Khi chọn số tổ máy lớn có u điểm sau: + Độ an toàn cung cấp điện cao + Khả sử dụng tối đa nguồn nớc Qnim nhỏ - Trang 31 - Số lợng 2 3 Thành tiền 109 ( VNĐ ) 1,76 4,84 5,62 7,60 2,04 7,05 5,57 14,66 Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 + Có thể sửa chữa tổ máy mà không làm ảnh hởng tới thiếu hụt lợng hệ thống + Do số tổ máy lớn dẫn đến đờng kính bánh xe công tác nhỏ, thuận lợi cho việc vận chuyển, không phụ thuộc lớn tới đờng giao thông Nhợc điểm: + Số tổ máy lớn giá thành thiết bị trạm thuỷ điện lớn + Công tác bê tông khó khăn Khi chọn số tổ máy nhỏ có u điểm sau: + Giá thành thiết bị cho toàn nhà máy thấp + Công tác bê tông đơn giản có nhiều tổ máy Nhợc điểm: + Độ an toàn cung cấp điện cho hệ thống thấp + Khó khăn bố trí sửa chữa tổ máy + Do bánh xe công tác có đờng kính lớn nên khó khăn việc vận chuyển, ảnh hởng lớn đến tình hình giao thông Sau tính toán sơ kích thớc giá thành thiết bị vật liệu xây dựng ta thấy: o Về Kỹ thuật - Phơng án 2tổ máy (PA1) phơng án tổ máy (PA2) hoạt động điểm tính toán nằm vùng hiệu suất cao ( 90% ), nằm đờng hạn chế công suất 5%, đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật - Trong phơng án máy phát chế tạo sẵn cần phải tiến hành thiết kế máy phát xác đồng với turbin - Điện TĐ Iapuch3 sản xuất chủ yếu cung cấp cho khu vực Tỉnh Gia Lai lợng điện cung cấp không nhiều nên NMTĐ gặp cố không ảnh hởng nhiều đến hệ thống điện Quốc Gia Do phơng án so sánh số tổ máy để đánh giá độ an toàn cung cấp điện không hợp lý - Do kích thớc thiết bị không lớn nên việc vận chuyển diễn dễ dàng không phụ thuộc lớn tới đờng giao thông - Phơng án tổ máy so với tổ máy việc bố trí thiết bị phụ phức tạp nh : hệ thống điện , hệ thống nớc kỹ thuật, hệ thống dầu, hệ thống tháo nớc việc vận hành hệ thống thiết bị phức tạp o Về kinh tế - Để đánh giá lợi ích kinh tế cần phải dựa vào vốn đầu t chi phí vận hành hàng năm TTĐ, nhng tài liệu thu thập cha đầy đủ nên phạm vi đồ án thiết kế sơ nên ta xét đến vốn đầu t ban đầu vào thiết bị giá thành phần bê tông nhà máy cho phơng án Căn vào kết tính toán giá thành cho phơng án bảng ta thấy KPA1 < KPA2, phần vốn chênh lệch phơng án tơng đối lớn Trong trình vận hành chi phí vận hành cho phơng án tổ máy lớn phơng án tổ máy Do chọn số tổ máy cho trạm thuỷ điện Iapuch3 tổ máy hợp lý để tiếp tục tính toán phần sau 3.3 kích thớc máy phát (ứng với phơng án tổ máy): 3.3.1 Stato: - Đờng kính lõi thép: Da = Di + 0,5 = 1,4 + 0,5 = 1,9 (m) - Trang 32 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 - Chiều cao máy phát: hst = la + 0,75 = 0,8 + 0,75 = 1,55 (m) - Đờng kính máy phát: Dst = (0,92+0,0016 no)Di = (0,92 + 0,0016 ì 600) ì 1,4 = 2,63 (m) 3.3.2 Giá chữ thập trên: - Chiều cao: h1 = (0,2 ữ 0,25)Di = 0,28 ữ 0,35 ( m ) Chọn h1= 0,30 m - Đờng kính: D1 = Dst = 2,63 m 3.3.3 Giá chữ thập dới: - Chiều cao: h2 = (0,1 ữ 0,12)Dg = (0,1 ữ 0,12) ì 1,2= 0,12 ữ 0.14 Chọn h2 =0,12 m - Đờng kính: D2 = Dg + 0,4 = 1,2 + 0,4 = 1,6 m - Khoảng cách: a = 0,2 m - Khoảng cách trục: c = 0,8 m 3.3.4 ổ trục chặn: - Chiều cao: h3 = (0,2 ữ 0,25)Di = 0,28 ữ 0,35 ( m ) Chọn h3 = 0,3 m - Đờng kính: D3 = (0,4ữ0,5).Di = 0,56 ữ 0,7 m Chọn D3 =0,6 m 3.3.5 Chóp máy phát: - Chiều cao: ho = 0,3 m - Đờng kính: = (0,2ữ0,25).Di = 0,28 ữ 0,35 ( m ) Chọn d0 =0,3 m 3.3.6 Hố máy phát: - Chiều dày làm mát: t = 0,30 m - Khoảng cách lại: b = 0,45 m - Đờng kính: Chọn Dh = Dst + 2t + 2b = 4,13 (m) 3.3.7 Máy kích từ: - Đờng kính: - Trang 33 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 Dkt = (0,35 ữ 0,45).Di = 0,49 ữ 0,63 (m) Chọn Dkt= 0,55 (m) - Chiều cao máy kích từ: hkt =(0,4 ữ 1,2)la = 0,32 ữ 0,96 (m) Chọn hkt = 0,4 m 3.3.8 Đờng kính trục Tuabin : dv = (12ữ14) N MF = (12ữ14) n 4200 = 23 ữ 27 (cm) 600 Để dễ dàng gia công, chọn d= 30 (cm) 3.4 Buồng xoắn turbin 3.4.1 Khái niệm Buồng xoắn Tuabin phần nối liền công trình dẫn nớc nhà máy thuỷ điện với Tuabin, buồng Tuabin đợc dùng để dẫn nớc từ đờng dẫn đờng ống áp lực đến Tuabin hình thành dòng chảy vòng cửa vào phận hớng nớc , sau dẫn dòng nớc từ đờng ống áp lực vào BXCT Tuabin Buồng xoắn phận dẫn toàn lu lợng nớc vào BXCT Tuabin chịu toàn áp lực nớc trớc Tuabin Phân bố lợng nớc chảy vào cấu hớng nớc để đảm bảo lực tác dụng lên cấu hớng nớc xung quanh BXCT Tuabin nhau, tức lực tác dụng lệch tâm Kích thớc hình dạng buồng xoắn ảnh hởng tới tổn thất lợng buồng xoắn phần qua nớc Mặt khác kích thớc buồng xoắn định kích thớc khối Tuabin kích thớc phần dới nớc nhà máy Vì kích thớc hình dạng buồng xoắn ảnh hởng tới tổn thất thuỷ lực, đến bố trí thiết bị nh máy điều tốc gian lắp máy mà ảnh hởng trực tiếp đến giá thành nhà máy 3.4.2 Chọn kiểu buồng xoắn: Tuỳ theo cột nớc, công suất trạm thuỷ điện mà chọn kiểu buồng xoắn Dựa vào phạm vi sử dụng buồng turbin (hình 2-1, tài liệu chọn thiết bị TTĐ) ứng với trạm thuỷ điện Iapuch3, tra đợc buồng xoắn kim loại tiết diện tròn Trị số góc bao max tối u cột nớc tơng ứng, ta chọn góc bao max=2700ữ3450, lấy max=3450 Tính toán thuỷ lực buồng xoắn dựa vào nguyên tắc momen tốc độ số Vu.R = const Việc tính toán cho ta kích thớc chủ yếu tiết diện buồng xoắn hiệu suất dòng chảy buồng xoắn đạt giá trị lớn Phơng pháp giả thiết lu lợng Qi chảy qua tiết diện i buồng xoắn có bán kính Ri, đợc xác định theo giả thiết : Dòng chảy phân bố chu vi cánh hớng nớc, điều có nghĩa thành phần vận tốc Vr= const điểm vòng quanh cánh hớng nớc Vận tốc vòng Vu điểm buồng xoắn theo quy luật: Vu.r=const - Lu lợng cửa vào: Qcv = Q T max 360 QT = QI'.D12 H tt = 0,74 ì 1,02 ì 74,9 = 6,4 (m3/s) - Trang 34 - Đồ án tốt nghiệp Qcv = Thuỷ điện Iapuch3 6,4 ì 345 = 6,14 (m3/s) 360 - Vận tốc dòng chảy cửa vào buồng xoắn: Vcv = k.x H tt Trong đó: kx hệ số kinh nghiêm xét đến tổn thất thủy lực kích thớc kinh tế buồng xoắn kx = 0,8 ữ 1,1, sơ chọn kx =1,0 Vcv = ì 74,9 = 8,65 (m/s) - Tiết diện cửa vào buồng xoắn: Q cv 6,52 = = 0,71 (m2) Vcv 8,63 Fcv= - Bán kính tiết diện vào buồng xoắn : Fcv = cv= 0,71 = 0,475 (m) Xác định kích thớc buồng xoắn: - Bán kính tiết diện tròn ứng góc bao i đợc tính theo công thức: i = i + C 2.ra i C Trong đó: ra: bán kính vòng bệ = Da 1,9 = = 0,95 (m) 2 c: hệ số xác định theo công thức: C= = max (ra + cv ) (ra + 2. cv ) 345 (0,95 + 0,475) 0,95 ì (0,95 + ì 0,475) = 4233 Bán kính tiết diện tròn buồng xoắn ứng với góc bất kỳ: ri= + Kết tính toán ghi thành bảng sau: T T i C 20 40 60 75 80 100 120 140 0,0047 0,0094 0,0142 0,0177 0,0189 0,0236 0,0283 0,0331 o 2.ra C 0,0090 0,0180 0,0269 0,0337 0,0359 0,0449 0,0539 0,0628 2.ra C 0,095 0,134 0,164 0,183 0,189 0,212 0,232 0,251 - Trang 35 - i i ri (m) 0,099 0,143 0,178 0,201 0,208 0,235 0,260 0,284 0,199 0,287 0,357 0,402 0,417 0,471 0,521 0,568 0,950 1,149 1,237 1,307 1,352 1,367 1,421 1,471 1,518 Đồ án tốt nghiệp 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 160 165 180 200 220 240 255 260 280 300 320 340 345 Thuỷ điện Iapuch3 0,0378 0,0390 0,0425 0,0472 0,0520 0,0567 0,0602 0,0614 0,0661 0,0709 0,0756 0,0803 0,0815 0,0718 0,0741 0,0808 0,0898 0,0987 0,1077 0,1145 0,1167 0,1257 0,1347 0,1436 0,1526 0,1549 0,268 0,272 0,284 0,300 0,314 0,328 0,338 0,342 0,355 0,367 0,379 0,391 0,394 0,306 0,311 0,327 0,347 0,366 0,385 0,399 0,403 0,421 0,438 0,455 0,471 0,475 0,612 0,622 0,654 0,694 0,732 0,770 0,797 0,806 0,841 0,876 0,909 0,942 0,950 1,562 1,572 1,604 1,644 1,682 1,720 1,747 1,756 1,791 1,826 1,859 1,892 1,900 Từ bảng ta vẽ đợc nh sau: Buồng xoắn tuốcbin 3.5 Thiết bị thoát nớc (ống hút) 3.5.1 Công dụng ống hút ống hút Tuabin phản kích có tác dụng sau: + Dẫn dòng nớc sau khỏi BXCT hạ lu với tổn thất lợng nhỏ + Lợi dụng đợc cột nớc từ cửa BXCT mực nớc hạ lu (Hs) + Thu hồi phần cột nớc (động dòng chảy) cửa ống hút 3.5.2 Chọn ống hút Với loại Tuabin PO82, buồng xoắn chọn, ta vào bảng 6-3 6-5 giáo trình TBTL Ta chọn loại ống hút 4H khuỷu 4H cho bảng dới đây: Kiểu ống D1 h L B5 D4 h4 h6 Lk hs hút 4H 1,0 2,5 4,5 2,74 1,352 1,352 0,67 1,75 1,31 (m) Kiểu khuỷu Số 4H (m) D4 h4 B4 Lk h6 a R6 a1 R7 a2 R8 1,352 1,352 2,74 1,75 0,67 0,487 1,16 1,478 0,875 0,107 0,782 - Trang 36 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 3.6 thiết bị điều chỉnh Tuabin 3.6.1 Nhiệm vụ thiết bị điều chỉnh Tuabin Trong trình vận hành TTĐ, để đảm bảo yêu cầu dòng điện không đổi f= p.n = const 30 Trong đó: là: f: tần số dòng điện, nớc ta f =50 Hz, sai số cho phép 2% Để p: số đôi cực máy phát, p =5 n: số vòng quay máy phát, n phải đảm bảo không đổi Theo học phơng trình học đặc trng cho chuyển động quay tổ máy J d = Mđ - Mc dt Trong đó: J: Mômen quán tính phận quay tổ máy : Tốc độ góc roto tổ máy Mđ: Mômen lực chuyển động roto tổ máy Mc: Mômen cản chuyển động quay tổ máy d Muốn cho n=const tốc độ góc số ( = const) tức = 0, dt cần trì cân Mômen lực chuyển động mômen lực cản chuyển động ( Mđ = Mc ) Mômem cản phụ thuộc phụ tải máy phát điện N MF, Mômen chuyển động Mđ định công suất Turbin NTB Mđ = đổi N TB ..Q.H = Nh Mđ =Mc NTB= NMF để đảm bảo tốc độ quay tổ máy không Trong trình vận hành TTĐ, nhu cầu phụ tải (P) luôn thay đổi, dự báo trớc đợc Nếu biện pháp để thay đổi công suất cho phù hợp với phụ tải kịp thời xảy trờng hợp thay đổi tần số giới hạn cho phép Tại thời điểm tức thời = const, = const, H = const dẫn đến muốn thay đổi Nt phải thay đổi lu lợng Q vào BXCT Tuabin Để thay đổi Q Tuabin tâm trục ngời ta thờng thay đổi cánh hớng nớc ( thay đổi độ mở a0) 3.6.2 Động tiếp lực Với tuabin tâm trục ta tiến hành chọn động tiếp lực để quay cánh hớng nớc Để quay đợc cánh hớng nớc động tiếp lực phải tạo đợc mômen kéo đủ lớn để thắng mômen thuỷ lực tác dụng lên tất cánh hớng nớc, mômen ma sát ổ trục cánh hớng nớc, khớp kéo để làm kín cánh hớng nớc đóng - Chọn đờng kính động tiếp lực d H(đờng kính xilanh máy tiếp lực) - Trang 37 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 dH = D1 H max b o Trong đó: D1: đờng kính BXCT, D1=1,0 m b o chiều cao tơng đối cánh hớng nớc bo = bo = 0,2 D1 : Hệ số phụ thuộc số cánh hớng nớc Zo, tra bảng trang 158_GT turbin thủy lực, ta có Zo=16 = 0,034 Vậy dH= 0,034 ì 1,0 ì 80,2 ì 0,2 = 0,136 (m) Chọn theo đuờng kính tiêu chuẩn dH = 200 mm - Tính độ dịch chuyển lớn động tiếp lực (SHmax): SHmax = (1,4 ữ 1,6).aomax Trong aomax độ mở cánh hớng nớc lớn tuabin thực aomax = aoM D o Z oM D oM Z o aoM: Độ mở cánh hớng nớc tuabin mô hình Từ điểm tính toán đờng đặc tính tổng hợp ta có aoM=32mm = 0,032 m Do, DoM đờng kính vòng tròn qua trung tâm cánh hớng nớc tuabin thực tuabin mẫu DoM=0,565 m, Do= 1,2 m Zo, ZoM: số cánh hớng nớc tuabin thực tuabin mẫu ZoM=Zo=16 1,2 ì 16 aomax= 0,032 ì 0,565 ì 16 = 0,068 (m) SHmax= 1,5 ì 0,068= 0,102 ( m ) - Thể tích động tiếp lực (VH) VH = ZH.dH2.H.SHmax Trong đó: ZH: số pitton động tiếp lực, chọn ZH = H: hệ số co hẹp có cần pitton chiếm chỗ xi lanh, H=(0,7ữ1), chọn H = 0,9 Thay vào ta đợc: VH = ì ì 0,22 ì 0,9 ì 0,102 = 0,0058 (m3) - Tính lực tác dụng lớn động máy tiếp lực (PH) PH = PO .ZH.dH2.H - Trang 38 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 Trong đó: PO: áp lực làm việc lớn dầu có áp, P O=25 ữ 40 at Chọn PO=35at = 3433 (KN/m20 PH = 3433 ì ì ì 0,22 ì 0,9 = 194 (KN) 3.6.3 Chọn thiết bị điều tốc Máy điều tốc đợc chọn máy điều tốc điện thủy lực có phận nhạy cảm truyền lực điện, cấu chấp hành dầu có áp Máy điều tốc trung bình lớn đợc xác định theo kích thớc đờng kính van trợt máy điều tốc.Máy điều tốc tự động có khả công tác nhỏ đợc xác định theo khả công tác A A= (3 ữ 4) N TB H =1456 ữ 1941 Do A nằm khoảng 25KGm ữ 2500 KGm nên máy điều tốc đợc chọn máy điều tốc loại nhỏ Ta chọn máy điều tốc Nga có sẵn PC-3000 Vớí PC3000 có sẵn thùng dầu áp lực phù hợp cho turbin 3.7 Phần điện nhà máy 3.7.1 sơ đồ đấu điện 3.7.1.1 Khái niệm: Sơ đồ đấu điện vẽ mà thiết bị điện nh máy biến áp, dao cách ly, máy cắt,đợc vẽ theo ký hiệu nối với theo yêu cầu thiết kế Sơ đồ đấu điện phải đảm bảo yêu cầu: Đảm bảo cung cấp điện liên tục thỏa đáng cho hộ dùng điện, có khả điều chỉnh thiết bị có cố Phải đảm bảo linh hoạt: Thích ứng với chế độ phụ tải thờng xuyên thay đổi Phải đảm bảo an toàn cho ngời thiết bị nhà máy Chi phí đầu t vào thiết bị chi phí vận hành nhỏ Thủy điện Iapuch nằm địa bàn xã Ia O, huyện Ch Prông tỉnh Gia Lai, lới điện có khu vực xung quanh công trình đợc cung cấp chủ yếu từ đờng dây 371 trạm trung gian 35/15kV Trà Bá (F7) phần hỗ trợ nhà máy thủy điện nhỏ khu vực, lới điện 35kV khu vực đợc phân bố theo hình tia với chiều dài tổng cộng vào khoảng 50km Căn vào thông số kỹ thuật lới điện khu vực, mức công suất nhà máy kiến nghị đấu nối nhà máy vào lới điện 35kV khu vực vị trí cột số 83 đờng dây 35kV thủy điện Ia Đrăng Các thông số ban đầu để chọn phơng án sơ đồ: - Công suất lắp máy: 8,4 MW - Công suất máy phát điện: 5250 KVA - Số tổ máy: tổ - Cấp điện áp máy phát: 6,3 KV - Cấp điện áp phụ tải: 35 KV 3.7.1.2 Các phơng án thiết kế: Trên sở phân tích số liệu để đa phơng án có thể, sau phân tích mặt kinh tế kỹ thuật để chọn phơng án tối u, ta đa phơng án để so sánh lựa chọn phơng án tối u - Trang 39 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 Sơ đồ đấu bộ: Hệ thống Dao cách ly 35 KV Máy cắt Máy Biến áp B2 Máy Biến áp B1 Điện tự dùng 6,3 KV Máy phát Máy phát Điện tự dùng + Đặc điểm: Mỗi tổ máy đấu trực tiếp với máy biến thế, máy biến đấu với đờng dây cao Điện tự dùng lấy từ đầu máy phát + u điểm: -Việc đóng ngắt, chuyển mạch điện diễn dễ dàng - Khi tổ máy bị cố không ảnh hởng đến khả cung cấp điện tổ máy lại Đảm bảo an toàn cung cấp điện + Nhợc điểm: - Do thiết bị độc lập nên số lợng thiết bị nhiều dẫn đến vốn đầu t tăng - Khi MBA tổ bị cố tổ máy ngừng làm việc Sơ đồ đấu mở rộng: Hệ thống 35 KV Máy cắt Máy Biến áp Dao cách ly Máy phát Điện tự dùng 6,3 KV Máy phát + Đặc điểm: Hai tổ máy đấu với máy biến thế, máy biến đấu với đờng dây cao Điện tự dùng lấy từ đầu máy phát + u điểm: Số lợng thiết bị điện giảm dẫn đến vốn đầu t giảm xuống + Nhợc điểm: Khi MBA tổ bị hỏng toàn số tổ máy ngừng làm việc Kém an toàn cung cấp điện Sơ đồ hệ thống góp: - Trang 40 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 Hệ thống 35 KV Dao cách ly Máy cắt Máy Biến áp B2 Máy Biến áp B1 Điện tự dùng Máy phát 6,3 KV Máy phát + Đặc điểm: tất máy phát điện đấu vào góp điện áp máy phát, MBA đợc đấu với góp thứ hai đa điện vào hệ thống + u điểm: Đảm bảo cung cấp điện an toàn liên tục + Nhợc điểm: - Việc vận hành thiết bị điện phức tạp - Có khả đoản mạch lớn - MBA chọn thuộc loại lớn nên MBA có khả chạy non tải làm tổn thất nhiều điện Trong phơng án đấu điện sơ đồ đấu mở rộng không hợp lý Vì phơng án thờng dùng cho nhà máy TĐ lớn, số tổ máy làm việc hệ thống lớn Nếu ta áp dụng cho NMTĐ Iapuch3 độ an toàn cung cấp điện không cao Nếu MBA TTĐ bị cố tổ máy phải ngừng làm việc Vì sơ đồ đấu mở rộng không đợc xem xét Sơ đồ hệ thống góp bảo đảm an toàn cung cấp điện nhng MBA chọn phải lớn đảm bảo trờng hợp MBA bị cố MBA lại làm việc tải cố Nh MBA lớn chi phí đầu t lớn, làm việc độc lập MBA có công suất lớn nên khả làm việc non tải cao Khi MBA làm việc non tải làm tổn thất điện lớn Mà công suất điện nhà máy không lớn nên việc bảo đảm cung cấp điện không đặt yêu cầu cao Vì ta chọn sơ đồ đấu để tiếp tục nghiên cứu phần sau để chọn lựa thiết bị điện cho phù hợp 3.7.2 Chọn máy biến áp 3.7.2.1 Khái niệm Máy biến áp (MBA): MBA thiết bị để biến đổi điện áp từ cấp sang cấp khác phục vụ truyền tải phân phối điện tần số MBA thiết bị thay đổi điện áp theo yêu cầu phụ tải TTĐ đợc thiết kế với công suất đầu máy phát 6,3 KV, cần biến đổi sang cấp điện áp cao 35 KV, nên MBA đợc chọn MBA pha dây quấn, điện áp cao 35KV, điện áp hạ 6,3 KV, công suất định mức hệ thống Sđm HT =300 MVA Công suất định mức MBA phải lớn công suất máy phát 3.7.2.2 Chọn MBA Công suất định mức yêu cầu MBA: yc S MBA = S S td Z Trong đó: - Trang 41 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 Z: Số MBA, Z= S : công suất định mức nhà máy S = S dm MF = 10500 (KVA) Std: công suất tự dùng NMTĐ Std = (0,2%ữ1%).S , Lấy Std =100 KVA yc S MBA = 10500 100 =5200 (KVA) Dựa vào bảng tra thiết bị ta chọn số MBA chế tạo sẵn Nga để lựa chọn so sánh: MBA TM 5600/35/6,3: Sđm= 5600 KVA, Ucao= 35KV, Uhạ= 6,3 KV Kích thớc: l= 4,3 m, b=3,76 m, h=4,0 m ; trọng lợng ; 19,2 Tấn o MBA TM 7500/35/6,3: Sđm= 7500 KVA, Ucao= 35KV, Uhạ= 6,3 KV, UN%= 7,5% Kích thớc: l= 5,05m, b=3,74 m, h=4,19m; trọng lợng ; 22,5 Tấn Ngoài máy biến áp nâng tải lên lới điện ta sơ chọn máy biến áp hạ để cung cấp điện tự dùng cho nhà máy Theo kinh nghiệm công suất máy biến tự dùng (0,1 ữ 3)% Stm Do nhà máy nhỏ nên điện nên công suất tự dùng là: Std= 2% Stm = 0,02 ì 5250 = 105 (KVA) Máy biến áp đợc chọn Việt Nam chế tạo 100/6/0,4 KV, với thông số sau: Sđm= 100 KVA, Ucao= 6,3 KV, Uhạ= 0,4 KV 3.7.2.3 Hiệu chỉnh Máy Biến áp Do môi trờng chế tạo máy biến áp Nga khác với môi trờng sử dụng máy biến áp Việt Nam nên ta phải hiệu chỉnh Máy biến áp phù hợp với điều kiện sử dụng Việt Nam: o Hiệu chỉnh công suất theo ttrung bình Việt Nam : t TB _ Nga t TB _ VN + 100 = Sđm Sđm Trong đó: tTB_VN : nhiệt độ trung bình TTĐ Iapuch 3, tTB_VN= 21,8o C tTB_Nga : nhiệt độ trung bình Nga, tTB_Nga= 5o C Hiệu chỉnh công suất theo tlớnnhất Việt Nam : t max_ Nga t max_ VN + 100 Sđm = Sđm Trong đó: tmax_VN: nhiệt độ lớn TTĐ Iapuch 3, tmax_VN= 36o C tmax_Nga: nhiệt độ lớn Nga, tmax_Nga= 35o C Bảng tính toán hiệu chỉnh cho phơng án: - Trang 42 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 Sđm Sđm Sđm (KVA) (KVA) (KVA) TM 5600/35 5600 4659 4613 TM 7500/35 7500 6240 6178 Nh khả làm việc MBA TM 5600/35 không phù hợp, công suất MBA nhỏ công suất yêu cầu đặt (trong điều kiện khí hậu nớc ta) Ta không sử dụng MBA TM5600/35/6,3, tiếp tục xem xét MBA TM 7500/35/6,3 3.7.3 Chọn máy cắt dao cách ly 3.7.3.1 Tính ngắn mạch Kiểu MBA Công suất máy phát: Sđm F1= Sđm F2= 5,25 MVA Điện kháng siêu độ máy phát: Xd1= Xd2= 0,146 Công suất hệ thống: Sđm HT= 300 MVA Điện kháng tơng đối định mức hệ thống: X*HT= 0,5 Công suất máy biến áp: Sđm MBA= 6,225 MVA Chọn đại lợng bản: Scb= 100 (MVA), Ucb=Utb=Uđm Tính toán ngắn mạch cho điểm N1: Hệ thống MC DCL N1 35 KV DCL DCL MC MC MBA MBA MC DCL DCL DCL N2 DCL MC MC MBA Điện tự dùng MBA Điện tự dùng 6,3 KV Máy phát MC Máy phát o Sơ đồ thay điểm ngắn mạch N1 HT Hệ thống 0,167 N1 MBA MBA N1 1,205 1,205 2,781 Máy phát Máy phát - Trang 43 - 2,781 F1 F2 Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 o Xác định giá trị điện kháng tơng đối phần tử + Điện kháng hệ thống: X1= X*HT S cb 100 = 0,5 ì = 0,167 S dmHT 300 + Điện kháng máy biến áp: X2= X3= UN% S cb S dmMBA = 7,5% ì 100 = 1,205 6,225 + Điện kháng máy phát: X4= X5= Xđ1 S cb 100 = 0,146 ì =2,781 S dmF 5,25 + Xác định điện kháng tổng hợp: X6= X7= X2 + X4= 1,205 + 2,781= 3,986 X8 = X6 // X7 = X X = 1,993 X6 + X7 X9 = X1 // X8 = X 1.X = 0,154 = X X1 + X8 HT HT 0,167 0,167 N1 3,986 3,986 1,993 F2 F1 N1 37 KV F1,F2 - Xác định dòng điện ngắn mạch siêu độ:( I ) I '' MF = ' I 'HT = S 1 100 I cb = cb = ì = 0,78( KA ) X8 X 3U cb 1,993 ì 37 1 100 I cb = ì = 9,34( KA ) X1 0,167 ì 37 I = IMF + IHT = 0,78 + 9,34 = 10,12 (KA) - Xác định dòng điện ngắn mạch ổn định chu kỳ:( I ) + Xác định dòng điện ngắn mạch ổn định chu kỳ MF gây X*ttMF = X8 ì S dm MF S cb = 1,993 ì Do máy phát điện có cuộn cảm nên: X*ttMF = X*ttMF + 0,07 = 0,28 - Trang 44 - (5,25 + 5,25) = 0,21 100 Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 I* MF =f(X*ttMF, ) = 3,2 I MF = I* IđmMF =3,2 ì (5,25 + 5,25) ì 37 = 0,52(KA) + Xác định dòng điện ngắn mạch ổn định chu kỳ hệ thống gây S dmHT 300 X*tt HT = X1 S = 0,167 ì = 0,50 100 cb I* HT =f(X*tt HT, ) = 2,35 I HT = I* HT Iđm HT =2,35 ì 300 ì 37 = 11 (KA) Vậy dòng điện ngắn mạch ổn định chu kỳ là: I = I MF + I HT = 0,52 + 11 = 11,52 (KA) - Dòng điện ngắn mạch xung kích: Ixk= I.Kxk = 10,12 ì 1,8 ì = 25,76 (KA) (Kxk: hệ số xung kích, lới điện có U>1000V Kxk=1,8) - Xác định xung nhiệt dòng ngắn mạch BN= BNCK + BNKCK +Tính BNCK: I" 10,12 = I = 11,52 = 0,88 Thời gian ngắn mạch t=0,2 (s) Tra hình 5_1 (GT Nhà máy điện trạm biến áp) có: t = 0,18 (s) BNCK= I t = 11,522 ì 0,18= 23,88 (KA2.s) + Tính BNKCK: BNKCK= I2 Ta = 10,122 ì 0,05= 5,12 (KA2.s) BN = 23,88 + 5,12 = 29 (KA2.s) Tính toán ngắn mạch cho điểm N2: o Sơ đồ thay điểm ngắn mạch N2 Hệ thống HT 0,167 MBA MBA N2 Máy phát 1,205 1,205 N2 2,781 Máy phát 2,781 F1 F2 o Xác định giá trị điện kháng tơng đối phần tử + Điện kháng hệ thống: - Trang 45 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 X1= X*HT S cb 100 = 0,5 ì = 0,167 S dmHT 300 + Điện kháng máy biến áp: X2= X3= UN% S cb = 7,5% ì S dmMBA 100 = 1,205 6,225 + Điện kháng máy phát: S cb 100 = 0,146 ì =2,781 S dmF 5,25 X4= X5= Xđ1 + Xác định điện kháng tổng hợp: X6= X3 + X5= 1,205 + 2,781= 3,986 X= X6 // X1= X X 3,986 ì 0,167 = 0,16 = X + X 3,986 + 0,167 XN = X + X2 = 0,16 + 1,205 = 1,365 C1= X 0,160 = 0,958 = X 0,167 X7 = X N 1,365 = 1,424 = C1 0,958 ; C2= ; X8 = X 0,160 = 0,04 = X 3,986 HT HT 1,424 0,167 1,205 X N 1,365 = 34,125 = C2 0,04 3,986 N2 6,3 KV 34,125 N2 2,781 2,781 F2 F1 F1 F2 - Xác định dòng điện ngắn mạch siêu độ:( I ) I F'' = 1 100 I cb = ì = 3,29( KA) X4 2,781 ì 6,3 I F'' = 1 100 I cb = ì = 0,27( KA) X8 34,125 ì 6,3 '' I HT = 1 100 I cb = ì = 6,44( KA) X7 1,424 ì 6,3 I = I F1 + I F2 + IHT = 3,29 + 0,27 + 6,44 = 10 (KA) - Xác định dòng điện ngắn mạch ổn định chu kỳ:( I ) + Xác định dòng điện ngắn mạch ổn định chu kỳ MF F1 gây S dmF 5,25 X*tt F1 = X4 S = 2,781 ì = 0,15 100 cb Do máy phát điện có cuộn cảm nên: - Trang 46 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 X*tt F1 = X*tt F1 + 0,07 = 0,15 + 0,07 = 0,22 I* F1 =f(X*tt F1, ) = 3,6 I F1 = I* F1 Iđm F1 =3,6 ì 5,25 ì 6,3 = 1,73 (KA) + Xác định dòng điện ngắn mạch ổn định chu kỳ MF F2 gây S dmF 5,25 X*tt F2 = X8 S = 34,125 ì = 1,79 100 cb Do máy phát điện có cuộn cảm nên: X*tt F2 = X*tt F2 + 0,07 = 1,79 + 0,07 = 1,86 I* F2 =f(X*tt F2, ) = 0,63 I F2 = I* F2 Iđm F1 =0,63 ì 5,25 ì 6,3 = 0,3 (KA) +, Xác định dòng điện ngắn mạch ổn định chu kỳ hệ thống gây S 300 dmHT X*tt HT = X7 S = 1,424 ì = 4,27 100 cb I* HT =f(X*tt HT, ) = 0,2 I HT = I* Iđm HT =0,2 ì 300 ì 6,3 = 5,5 (KA) Vậy dòng điện ngắn mạch ổn định chu kỳ là: I = I F1 + I F2 + I HT = 1,73 +0,3+5,5 = 7,53 (KA) - Dòng điện ngắn mạch xung kích: Ixk= I.Kxk = 10 ì 1,8 ì = 25,46 (KA) (Kxk: hệ số xung kích, lới điện có U>1000V Kxk=1,8) - Xác định xung nhiệt dòng ngắn mạch BN= BNCK + BNKCK +Tính BNCK: I" 10 = I = 7,53 = 1,33 Thời gian ngắn mạch t=0,2 (s) Tra hình 5_1 (GT Nhà máy điện trạm biến áp) có: t = 0,3 (s) BNCK= I t = 7,532 ì 0,3= 17 (KA2.s) + Tính BNKCK: BNKCK= I2 Ta = 102 ì 0,05= (KA2.s) BN = 17 + = 22 (KA2.s) Xác định dòng cỡng qua thiết bị: - Dòng điện cỡng qua máy phát điện: Icb= 1,05.IđmMF IđmMF= S dmMF 3U dmMF = 5,250 ì 6,3 = 0,49 (KA) - Trang 47 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 Icb= 1,05 ì 0,49 = 0,52 (KA) - Dòng điện cỡng qua máy biến áp: + Đối với MBA chính: Dòng điện cỡng phía cuộn dây sơ cấp MBA là: I1= 1,05 IđmMF= 1,05 ì 0,49 = 0,52 (KA) Dòng điện cỡng phía cuộn dây thứ cấp MBA là: Do MBA loại TM- 7500/6,3/35 nên: Kba= U I 6,3 = = = 0,18 U I 35 I2 = Kba.I1= 0,18 ì 0,49= 0,088 (KA) + Đối với MBA tự dùng ta có dòng cỡng phía sơ cấp là: Icb= 1,05 S td 3.U MF = 1,05 ì 0,1 ì 6,3 = 0,010 (KA) 3.7.3.2 Lựa chọn thiết bị máy cắt điện dao cách ly Nguyên tắc chọn: Uđm MC Uđm L Iđm MC Icb Icđm I (Chỉ áp dụng với máy cắt) Kiểm tra ổn định lực động điện: Iôđđ IXK Kiểm tra ổn định nhiệt: I2nh.tnh BN - Chọn máy cắt, dao cách ly cho mạch máy phát mạch hạ áp MBA chính, qua tính toán ngắn mạch điều kiện chọn MCĐ có thông số nh sau: Loại máy cắt dầu BM-10: Uđm= 10 KV ; Iđm= 630 A ; Icđm= 20 KA ; Iôđđ= 52 Ka ; I2nh.tnh=1600 KA2.s Loại dao cách ly PB: Uđm= 6,3 KV ; Iđm= 630 A ; Iôđđ= 60 KA ; I2nh.tnh=1600 KA s - Chọn máy cắt, dao cách ly cho mạch cao áp MBA chính: Loại máy cắt dầu BMK-35B: U đm= 35 KV ; Iđm= 1000 A ; Icđm= 16 KA ; Iôđđ= 45 Ka ; I2nh.tnh=1089KA2.s Loại dao cách ly PH(3):Uđm= 35 KV ; Iđm= 630 A ; Iôđđ= 64 KA ; I2nh.tnh=1600 KA2.s - Chọn máy cắt, dao cách ly cho mạch tự dùng: Loại máy cắt dầu BM-10: Uđm= 10 KV ; Iđm= 600 A ; Icđm= 20 KA ; Iôđđ= 52 Ka ; I2nh.tnh=2000 KA2.s Loại dao cách ly PB: Uđm= 6,3 KV ; Iđm= 400 A ; Iôđđ= 50 KA ; I2nh.tnh=1000 KA s 3.8 Chọn cầu trục - Trang 48 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 Yêu cầu việc chọn cầu trục phải cẩu đợc nhng thiết bị cần cẩu có trọng lợng lớn nhà máy Vì cần xét đến tổ hợp thiết bị để xác định trọng lợng lớn cần cẩu: Trọng lợng Rôto trục : G1= Grôto + Gtrục 30 Tấn Trọng lợng Bánh xe công tác trục Tuốcbin: G2= GBXCT + Gtrục 28 Tấn Trọng lợng máy biến áp: G3= 23 Tấn Ta nhận thấy trọng lợng lớn mà cầu trục cần cẩu 30 Tấn Vì tra bảng thiết bị nhà máy Thuỷ điện ta chọn loại cầu trục có thông số: + Tải trọng nâng: 30+5 Tấn + Nhịp cầu trục: LK= 10,5 ữ 28,5 m + Chiều cao nâng: Móc chính: 12 m, móc phụ 14 m + Kích thớc * Lt= 2,5 m * H= 2,75 m * B1=0,30 m * B = 6,3 m + Kích thớc định vị móc nâng: * l1= 1,6 m * l2= 1,91 m * l3= 2,56 m * l4= 0,95 m * h1= - 0,3 m * h= 0,4 m + Trọng lợng: * Cầu trục: 42 ữ 62Tấn * Xe con: 12 Tấn - Trang 49 - ... 0,1167 0,1257 0, 134 7 0,1 436 0,1526 0,1549 0,268 0,272 0,284 0 ,30 0 0 ,31 4 0 ,32 8 0 ,33 8 0 ,34 2 0 ,35 5 0 ,36 7 0 ,37 9 0 ,39 1 0 ,39 4 0 ,30 6 0 ,31 1 0 ,32 7 0 ,34 7 0 ,36 6 0 ,38 5 0 ,39 9 0,4 03 0,421 0, 438 0,455 0,471 0,475... - Trang 43 - 2,781 F1 F2 Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 o Xác định giá trị điện kháng tơng đối phần tử + Điện kháng hệ thống: X1= X*HT S cb 100 = 0,5 ì = 0,167 S dmHT 30 0 + Điện kháng máy... phơng án để so sánh lựa chọn phơng án tối u - Trang 39 - Đồ án tốt nghiệp Thuỷ điện Iapuch3 Sơ đồ đấu bộ: Hệ thống Dao cách ly 35 KV Máy cắt Máy Biến áp B2 Máy Biến áp B1 Điện tự dùng 6 ,3 KV