thiết kế nhà máy điện thuỷ điện có tổng công suất đặt là 400 mw gồm có 4 máy phát điện kiểu thủy điện cung cấp cho phụ tải ở 3 cấp điện áp máy phát, 110 kv và nối với hệ thống ở cấp điện áp 220 kv

Chơng I tính toán phụ tảI cân công suất Chất lợng điện yêu cầu quan trọng phụ tải Để đảm bảo chất lợng điện thời điểm , điện nhà máy phát điện phát phải hoàn toàn cân với lợng điện tiêu thụ ỏ hộ tiêu thụ kể tổn thất điện Vì điện có khả tích luỹ nên việc cân công suất hệ thống điện quan trọng Trong thực tế lợng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi Việc nắm đợc quy luật biến đổi tức tìm đợc đồ thị phụ tải điều quan trọng việc thiết kế vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta lựa chọn đợc phơng án nối điện hợp lý , đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài dựa vào đồ thị phụ tải cho phép chọn công suất máy biến áp phân bố tối u công suất tổ máy phát điện nhà máy phân bố công suất nhà máy điện với Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện thuỷ điện có tổng công suất đặt 400 MW gồm có máy phát điện kiểu thủy điện cung cấp cho phụ tải cấp điện áp máy phát, 110 KV nối với hệ thống cấp điện áp 220 KV Ta chọn máy phát điện loại CB-1500/170-96 có thông số sau: SFđm PFđm UFđm IFđm Xd Xd Xd cosđm (MVA) (MW) (KA) (KA) 117,647 100 0,85 13,8 4,92 0,21 0,29 0,65 Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng (P max) hệ số (costb) phụ tải tơng ứng từ ta tính đợc phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công thức sau: S Trong : S(t) (t ) = P %.Pmax 100 cos tb : Công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t tính (MVA) P% : Công suất tác dụng thời điểm t tính phần trăm công suất cực đại Pmax : Công suất phụ tải cực đại tính (MW) costb :Hệ số công suất trung bình phụ tải 1-1.Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhiệm vụ thiết kế cho nhà máy gồm tổ máy phát thủy điện có : PFđm = 100 MW , costbđm = 0,85 Do công suất biểu kiến tổ máy : S Fdm = PFdm 100 = = 117 ,647 MVA cosdm 0,85 Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: PNMđm = 4PFđm = 4.100= 400 MW hay SNMđm = 4SFđm= 4.117,647 = 470,588 MVA Từ đồ thị phụ tải nhà máy điện tính đợc công suất phát nhà máy thời điểm là: S NM ( t ) = PNM ( t ) PNM ( t ) = với cos dm PNM % PNMdm 100 Kết tính toán cho bảng 1-1 đồ thị vẽ hình 1-1: Bảng 1-1 t (giờ) ữ 5ữ8 ữ11 11ữ14 14ữ17 17ữ 20 20ữ 22 22ữ24 (MVA) 90 PNM(% SNM80 100 100 100 100 100 80 ) 500 SNM(t) 376,47 423,53 470,59 470,59 470,59 470,59 470,59 470,59 376,47 (MVA) 423,53 400 376,47 376,47 300 200 100 t (h) 0 11 Hình 1-1 14 17 20 22 24 1-2.Phụ tải tự dùng nhà máy Theo nhiệm vụ thiết kế hệ số phụ tải tự dùng nhà máy =0,9% công suất định mức nhà máy với costddm = 0,85 tức hệ số công suất định mức nhà máy đợc coi số với công thức : Std(t)=.SNM = 0,009.470,588 = 4,235 (MVA) 1-3.Đồ thị phụ tải địa phơng cấp điện áp UF ( 13,8 KV ) Phụ tải địa phơng nhà máy có diện áp 13,8 KV, công suất cực đại P Ufmax = 14 MW , costb = 0,85 : bao gồm kép*4 MW*3 Km đơn*3MW*3 Km.Để xác định đồ thị phụ tải địa phơng phải vào biến thiên phụ tải hàng ngày cho nhờ công thức : SUf(MVA) 100 S Uf ( t ) = PUf ( t ) cos tb với PUf ( t ) = PUf % PUf max 100 Kết tính đợc theo thời điểm t cho bảng 1-3 đồ thị phụ tải địa 80 phơng cho hình 1-3 Bảng60 1-3 t (giờ) ữ PUf(%) 4070 SUf(t) (MVA) 5ữ8 80 11,53 11ữ14 90 14ữ17 90 17ữ 20 20ữ 22 100 90 22ữ24 80 13,176 14,823 14,823 14,823 16,470 14,823 13,176 20 11,53 0 ữ11 90 14,823 13,176 16,470 13,176 11 Hình 1-3 14 17 20 22 24 t (h) 1-4.Đồ thị phụ tải trung áp (110 KV) Nhiệm vụ thiết kế cho P110max = 280 MW costb = 0,82 :gồm kép*80 MW đơn*50 MW Để xác định đồ thị phụ tải phía trung áp phải vào biến thiên phụ tải hàng ngày cho nhờ công thức : ST ( t ) = P110 ( t ) cos tb với P110 ( t ) = P% P110 max 100 Kết tính đợc theo thời điểm t cho bảng 1-4 đồ thị phụ tải phía trung áp cho hình 1-4 ST(MVA) 500 Bảng 1-4 t (giờ) ữ PT(%) 40080 5ữ8 90 ữ11 90 11ữ14 90 14ữ17 90 17ữ 20 20ữ 22 90 100 22ữ24 80 341,46341,46 273,17 ST(t) 273,17 307,32 307,32 307,32 307,32 307,32 (MVA) 307,32 300 273,17 273,17 200 100 t (h) 0 11 Hình 1-4 14 17 20 22 24 1-5.Đồ thị phụ tải hệ thống (220 KV) Toàn công suất thừa nhà máy đợc phát lên hệ thống qua đờng dây kép dài 150 Km Tổng công suất hệ thống S HT=2800 MVA với điện kháng định mức XHT=1,13 Dự trữ quay hệ thống S dtHT=200 MVA Nh phơng trình cân công suất toàn nhà máy là: SNM(t) = SUf(t) + ST(t) + SVHT(t) + St d(t) Từ phơng trình ta có phụ tải hệ thống theo thời gian là: SVHT(t) = SNM(t) - {SUf(t) + ST(t) + St d(t)} Từ ta lập đợc bảng tính toán phụ tải cân công suất toàn nhà máy nh bảng 1-5 đồ thị phụ tải hình 1-5 Bảng 1-5 t (giờ) ữ 5ữ8 ữ11 11ữ14 14ữ17 17ữ 20 20ữ 22 22ữ24 SNM(t) 376,47 423,53 470,59 470,59 470,59 470,59 470,59 376,47 S (MVA) VHT Std(t) 4,235 4,235 4,235 4,235 SUf(t) 11,529 13,176 14,823 14,823 14,823 16,47 14,823 13,176 ST(t) 273,17 307,32 307,32 307,32 307,32 307,32 341,46 273,17 250 200 SVHT(t) 87,535 (MVA) 4,235 4,235 98,8 4,235 144,21 144,21 144,21 142,57 150 144,21 4,235 110,1 85,89 142,57 110,1 100 98,8 85,89 87,535 50 t (h) 0 11 Hình 1-5 14 17 20 22 24 1-6 Nhận xét chung Phụ tải nhà máy phân bố không ba cấp điện áp giá trị công suất cực đại có trị số là: SUfmax = 16,47 MVA STmax = 341,46 MVA SVHTmax = 144,21 MVA Tổng công suất định mức hệ thống 2800 MVA, dự trữ quay hệ thống SdtHT = 200 MVA Giá trị lớn trị số công suất cực đại mà nhà máy phát lên hệ thống SVHTmax = 144,21 MVA Phụ tải điện áp trung chiếm phần lớn công suất nhà máy việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải quan trọng Từ kết tính toán ta xây dựng đợc đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy nh sau: SNM(MVA) 500 470,59 423,53 400 376,47 341,463 376,47 307,32 300 273,17 273,17 200 144,21 100 0 87,535 98,8 11,53 13,176 142,57 110,1 85,89 11 16,47 14,823 14,823 14 17 20 22 24 t (h) Chơng II lựa chọn phơng án nối điện Chọn sơ đồ nối điện nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện Sơ đồ nối điện hợp lý đem lại lợi ích kinh tế lớn lao mà đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có tổ máy phát, công suất định mức tổ máy 100 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ba cấp điện áp sau: Phụ tải địa phơng cấp điện áp Uf có: SUfmax = 16,47 MVA SUfmin = 11,53 MVA Phụ tải trung áp cấp điện áp 110 KV có: STmax = 341,46 MVA STmin = 273,17 MVA Phụ tải hệ thống cấp điện áp 220 KV có: SVHTmax = 144,21 MVA SVHTmin = 85,89 MVA Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải địa phơng phía điện áp máy phát đợc cấp đờng cáp kép mà điện áp đầu cực máy phát 13,8 KV Công suất đợc lấy từ đầu cực hai máy phát nối với tự ngẫu máy cung cấp cho nửa phụ tải địa phơng Trong trờng hợp máy bị cố máy lại với khả tải cung cấp điện cho toàn phụ tải địa phơng Nhà máy có ba cấp điện áp 13,8 KV; 110KV; 220KV, lới 110KV 220KV lới có trung tính trực tiếp nối đất để liên lạc ba cấp điện áp ta dùng máy biến áp tự ngẫu Từ nhận xét ta đề xuất số phơng án nh sau: 2-1 Phơng án I (Hình 2-1) HT ST 220 KV 110 KV B4 F4 B1 F1 B3 B2 F2 F3 Hình 2-1 Do phụ tải cao trung áp lớn nhiều so với công suất định mức máy phát nên góp 110 KV 220 KV đợc nối với máy phát điện - máy biến áp ba pha hai dây quấn lần lợt F3-B3 F4-B4 Để cung cấp điện thêm cho phụ tải nh để liên lạc ba cấp điện áp dùng hai máy phát điện -máy biến áp tự ngẫu (F1-B1 F2-B2) Phụ tải địa phơng Uf đợc cung cấp diện qua hai máy biến áp nối với hai cực máy phát điện F1,F2 Ưu điểm phơng án bố trí nguồn tải cân đối Tuy nhiên phải dùng đến ba loại máy biến áp Ngoài S VHTmin = 85,89MVA < SFđm = 117,647MVA nên cho F4-B4 làm việc định mức phía trung áp nhận đợc lợng phải qua hai lần biến áp (vì phụ tải trung áp lớn), lần thứ qua B4, lần thứ hai qua B1 B2 2-2 Phơng án II(Hình 2-2) HT St 110 KV 220 KV b1 f1 b2 f2 b3 f3 b4 f4 Hìnhán2-2 Để khắc phục nhợc điểm phơng I, chuyển F4-B4 từ góp 220 KV sang phía 110KV Phần lại phơng án II giống nh phơng án I Nhận xét : - Độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo, giảm đợc vốn đầu t nối cấp điện áp thấp thiết bị rẻ tiền - Phần công suất thừa bên trung đợc truyền qua máy biến áp tự ngẫu đa lên hệ thống (vì tổng công suất bên trung lớn phụ tải cực đại bên trung) - Ưu điểm phơng án dùng hai loại máy biến áp Ngoài STmin = 273,17MVA > 2SFđm =2.117,647 =235,3MVA nên nối với góp 110KV luôn làm việc chế độ định mức 2-3 Phơng án III(Hình 2-3) HT B1 B2 ST B3 B5 B4 SUF B6 Nhận xét : - Số lợng máy biến áp nhiều đòi hỏi vốn đầu t lớn, đồng thời trình vận hành xác suất cố máy biến áp tăng, tổn thất công suất lớn - Khi cố bên trung máy biến áp tự ngẫu chịu tải qua cuộn dây chung lớn so với công suất Tóm lại: Qua phân tích ta để lại phơng án I phơng án II để tính toán, so sánh cụ thể kinh tế kỹ thuật nhằm chọn đợc sơ đồ nối điện tối u cho nhà máy điện Chơng III Chọn máy biến áp tính tổn thất điện 3-1.Chọn máy biến áp - phân phối công suất cho máy biến áp 10 Kiểm tra ổn định động: Sứ đợc chọn cần thoả mãn điều kiện : Ftt 0.6 Fph đó: Fph- Lực phá hoại cho phép sứ Ftt- Lực động điện đặt đầu sứ có ngắn mạch Ftt = Ftt H' Hs Với : Ftt Lực động điện tác động lên dẫn có ngắn mạch Hs Chiều cao sứ H Chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện dẫn Thanh dẫn chọn có chiều cao h = 150 mm Do đó: H= Hs + 0,5.h =315 + 0,5.150 = 390 mm Lực phá hoại tính toán sứ : Ftt = Ftt H' 390 = 757,1 = 1613,5 kG 0,6H s 0,6.315 Lực nhỏ lực phá hoại cho phép sứ Vậy sứ chọn hoàn toàn thoả mãn Thanh dẫn F1 Ftt H'=390 Hs=315 mm Sứ Hình 6-2 Chọn dây dẫn mềm Thanh dẫn mềm đợc dùng để từ đầu cực phía cao, phía trung máy biến áp tự ngẫu cuộn cao máy biến áp hai cuộn dây lên góp 220 kV 110 kV Tiết diện góp dẫn mềm đợc chọn theo điều kiện nhiệt độ lâu dài cho phép Khi dòng điện cho phép hiệu chỉnh theo nhiệt độ là: Ihccp Ilvcb/Khc Trong : Ihccp dòng điện làm việc lâu dài cho phép dây dẫn đợc hiệu chỉnh theo nhiệt độ nơi lắp đặt 45 Ilvcb : dòng điện làm việc cỡng Khc: Hệ số hiệu chỉnh,Khc = 0,837 Các dây dẫn mềm treo trời, có độ ổn định nhiệt tơng đối lớn nên ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch a) Chọn tiết diện Từ kết tính toán dòng điện làm việc cỡng chơng trớc tính đợc dòng cho phép (đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ) cấp điện áp Mạch điện áp 220 kV: - Dòng làm việc cỡng dây dẫn mạch là: Ilvcb = 0,3785 kA Ta phải chọn dây dẫn có : Icp I lvcb 0,3785 = = 0,4522 kA K hc 0,837 Nh ta chọn loại dây dẫn AC-400 có S =400 mm2 Icp = 835 A Mạch điện áp 110 kV: Dòng điện làm việc cỡng mạch: Ilvcb = 0,6484 kA Ta phải chọn dây dẫn có : Icp I lvcb 0,6484 = = 0,775 kA K hc 0,837 Nh chọn dây AC-400 có tiết diện S = 400 mm2, Icp =0,835 kA b) Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch BN C BN : Xung lợng nhiệt dòng điện ngắn mạch ( A2.s ) C : Hằng số phụ thuộc vào vật liệu dây dẫn ( A s ) mm Với dây dẫn AC có C = 70 A s mm Tính xung lợng nhiệt : BN = BNck + BNkck Giả thiết thời gian tồn ngắn mạch 0.5 sec Khi tính gần xung lợng nhiệt thành phần dòng điện ngắn mạch không chu kỳ: BNkck1 = IN12.Ta = ( 5,55.103 )2 0,05 = 1,54.106 A2.s BNkck2 = IN22.Ta = ( 13,18.103 )2 0,05 = 8,68.106 A2.s Thành phần xung lợng nhiệt thành phần dòng điện ngắn mạch chu kỳ đợc xác định theo phơng pháp giải tích đồ thị : Tiết diện nhỏ để dây dẫn ổn định nhiệt : Smin = 46 n BNCK = I 2tbi t i i =1 Từ sơ đồ thay tính toán ngắn mạch điểm N1 N2 ( đa hai biến đổi ) phơng án tối u ( phơng án 2) ta tính đợc giá trị dòng điện ngắn mạch N1 N2 theo thời gian nh sau : t ( sec ) Dòng điện IN1 ( kA ) IN2 ( kA ) Điểm N1: 0,1 5,55 5,81 13,18 12,45 0,2 0,5 5,55 11,98 5,59 11,74 2 I 02 + I 0,1 = 5,55 + 5,81 = 32,31 kA2 2 2 2 I +I I2tb2 = 0,1 0,2 = 5,81 + 5,55 = 32,31 kA2 2 2 2 I 0,2 + I 0,5 5,55 + , 59 I tb3 = = = 31,04 kA2 2 I2tb1 = Từ : BNck1 = 32,31.0,1 + 32,31.0,1 + 31,04.0,3 = 15,77 kA 2.s = 15,77.106 A2.s Vậy xung lợng nhiệt dòng ngắn mạch điểm N1 : BN1 = BNck1 + BNkck1 = 1,54.106 + 15,77.106 = 17,31.106 A2.s Điểm N2: 2 I 02 + I 0,1 = 13,16 + 12,45 = 164,14 kA2 2 2 I 0,1 + I 0,2 12,45 + 11,98 2 I tb2 = = = 149,29 kA2 2 2 2 I +I I2tb3 = 0,2 0,5 = 11,98 + 11,74 = 140,7 kA2 2 Từ đó: BNck1 = 164,14.0,1 + 149,29.0,1 + 140,7.0,3= 73,56 kA2.s= 73,56.106 A2.s I2tb1 = Vậy xung lợng nhiệt dòng ngắn mạch điểm N2 : BN2 = BNck2 + BNkck2 = 8,68.106 + 73,56.106 = 82,24.106 A2.s Tiết diện dây dẫn nhỏ đảm bảo ổn định nhiệt cấp điện áp 220 kV 110 kV : 47 Smin1 = B N1 = C 17,31.10 = 59,4 mm2 70 B N2 82,24.10 Smin2 = = = 129,55 mm2 70 C Vậy dây dẫn góp mềm chọn đảm bảo ổn định nhiệt c) Kiểm tra điều kiện vầng quang Kiểm tra điều kiện vầng quang theo công thức : Uvq Uđm với Uvq = 84.m.Rdt.lg( a ) kV R dt Trong đó: Uvq điện áp tới hạn để phát sinh vầng quang m hệ số có xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn, lấy m = 0,87 a khoảng cách pha dây dẫn, lấy a =500 cm (với cấp 220 kV) a =300 cm (với cấp 110 kV) R bán kính dây dẫn Điện áp 220 kV: Dây AC- 400 có : Icp = 835 A, d = 26,6 mm đặt mặt phẳng nằm ngang Khoảng cách pha a = 500 cm Khoảng cách trung bình hình học atb = 1,26.a = 630 cm 6300 = 260 kV > Uđm = 220 kV 13,3 Nh dây dẫn chọn thoả mãn điều kiện vầng quang Tơng tự điện áp 110 kV ta thấy thoả mãn Uvq = 84.0,87.1,33.lg 6-2.Chọn cáp kháng đờng dây 1.Chọn cáp cho phụ tải 13,8 KV - Phụ tải cấp điện áp 13,8 KV có Pmax =14 MW gồm : + đờng dây cáp kép P = MW * km , Cos = 0,85 P = 4,7MVA S= = Cos 0,85 + đờng dây cáp đơn P = MVA *3 km , Cos = 0,85 P = 3,53MVA S= = Cos 0,85 - Tiết diện cáp đợc chọn theo tiêu chuẩn mật độ dòng điện kinh tế Jkt 48 I lvbt với Ilvbt : Dòng điện làm việc bình thờng J kt Chọn tiết diện cáp đơn: Các đờng cáp đơn có S = 3,53 MVA nên dòng điện làm việc bình thờng là: 3,53 = 0,148KA Ilvbt = 3.13,8 Từ đồ thị phụ tải địa phơng ta tính thời gian sử dụng công suất cực đại: Tmax= = Scáp = 24 P T 9,8.5 + 11,2.3 + 3.12,6.3 + 12,6.2 + 14.3 + 11,2.2 = 6329,3h Smax 41,86 Tra bảng có Tmax = 6329,3 h ta chọn cáp cách điện giấy có Jkt = 2A/mm2 148 Tiết diện cáp trờng hợp : Scáp = = 74 mm2 Tra bảng chọn loại cáp ba lõi đồng nhôm cách điện giấy tẩm dầu nhựa thông chất dẻo không cháy, vỏ chì S = 95 mm2 ; Uđm = 13,8 KV ; Icp = 265 A - Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài K1.K2.Icp Ilvbt K1 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ 70 35 K1 = = 0,837 70 20 K2 : Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, với cáp đơn có K2=1 0,837.1.265 = 221,8 A > Ilvbt = 148 A Vậy cáp chọn thoả mãn điều kiện phát nóng lâu dài cho phép i i 365 = 365 Chọn tiết diện cáp kép có S= 4,7 MVA Dòng điện làm việc bình thờng qua cáp : S 4,7 = = 0,098KA Ilvbt = 3.U dm 3.13,8 Có Jkt = 2A/mm2 I 98 Tiết diện cáp đợc chọn : Scáp = lvbt = = 49mm J kt Tra bảng chọn loại cáp ba pha lõi đồng cách điện giấy tẩm dầu nhựa thông chất dẻo không cháy vỏ chì đặt đất ,ta chọn cáp có Uđm = 13,8 KV S = 70 mm2 , Icp = 215A 49 Tơng tự nh ta kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài Kqt.K1.K2.Icp Icb = 2.Ilvbt K1 = 0,837 ; K2 = 0,9 ( Với cáp đặt song song ) ; Kqt = 1,3 1,3.0,837.0,9.215 = 210 A > 196 A = 2.Ilvbt Vậy điều kiện phát nóng lâu dài thoả mãn Kết luận : Cáp chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 2.Chọn kháng đờng dây Đơn MVA Kép MVA Đơn MVA * Xác định dòng cỡng qua kháng: Dòng cỡng qua kháng đợc giả thiết cố kháng điện Lúc công suất qua kháng lại là: Squa K = S- S đơn = 16,47 - 3,53 = 12,94 MVA Ta có: Công suất qua kháng MVA Bình thờng Sự cố kháng Sự cố kháng Kháng Kháng 8,235 12,94 8,235 12,94 Dòng cỡng qua kháng là: S 12,94 = 0,541KA IcbK = max K = 3.U dm 3.13,8 Tra bảng ta chọn kháng dơn PbA-10-600-10 có dòng điện IđmK = 600A Xác định XK% kháng EHT XHT N4 XK MC1 XC1 N5 MC2 N6 50 Trong chơng tính ngắn mạch ta tính đợc dòng ngắn mạch điểm N4 IN4 = 80,77 KA Vậy điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4 là: I 5,186 = 0,0642 XHT = "cb = I N 80,77 sec Điện kháng cáp là: XC1 = X0.l Scb 100 = 0,08.3 = 0,218 U tb 10,5 Dòng ổn định nhiệt cáp : InhC1 = S1: Tiết diện cáp 70 mm2 C1: Hệ số cáp nhôm C1 = 90 As1/2/s t1 : Thời gian cắt máy cắt : InhC1 = S1 C1 t1 tcắt MC1 = tcắt MC2 + t = 0,7 + 0,3 = 70.90 = 6300A S C 70.90 = 7529,9A = t2 0,7 Ta phải chọn đợc kháng có XK% cho hạn chế đợc dòng ngắn mạch nhỏ hay dòng cắt định mức máy cắt chọn đồng thời đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện chọn: IN5 ( ICđm1, InhC1 ) IN6 ( ICđm2, InhC2 ) Chọn máy cắt đầu đờng dây MC1: Các máy cắt đầu đờng dây đợc chọn loại Dòng cỡng qua máy cắt đợc tính toán cho đờng dây kép đờng dây bị cố S 4,7 = 0,197KA Icb = = 3.U dm 3.13,8 Tra bảng chọn máy cắt 8DA10 có: Uđm = 15KV Iđm = 2500 A Icắt đm = 40 KA Mục đích việc chọn kháng điện đờng dây để hạn chế dòng ngắn mạch hộ tiêu thụ tới mức đặt đợc máy cắt 8DA10 cáp lới điện phân phối có tiết diện nhỏ 70 mm2 theo yêu cầu đầu IN5 ( 40KA; 6,3KA ) IN6 ( 20KA; 7,529KA ) Vậy ta chọn kháng có XK% cho ngắn mạch N6 có dòng ngắn mạch Dòng ổn định nhiệt cáp : InhC2 = 51 IN6 7,529 KA Khi ngắn mạch N6 điện kháng tính đến điểm ngắn mạch là: I 5,186 X = cb = = 0,6888 I "N 7,529 Mà ta có X = XHT + XK + XC1 XK = X - XHT XC1 = 0,6888 0,0642 0,218 = 0,4066 I dmK 1000 100 = 0,4066 .100 = 7,84% I cb 5186 Vậy ta chọn kháng đơn dây nhôm PbA-10-600-10 XK% = 10% ; Iđm = 600A ; Uđm= 13,8 KV Nên XK% = XK Kiểm tra kháng vừa chọn Điện kháng tơng đối kháng điện vừa chọn I 5,186 = 0,864 XK = XK% cb = 0,1 I dm 0,6 Dòng ngắn mạch N5 I cb 5,186 = = 5,59KA Thoả mãn điều kiện: IN5 = X HT + X K 0,0642 + 0,864 IN5 Icắt đm1= 40 KA IN5 InhC1 = 6,3 KA Dòng ngắn mạch N6 I cb 5,186 = = 4,6KA IN6 = X HT + X K + X C1 0,0642 + 0,218 + 0,864 Thoả mãn điều kiện: IN6 < ICắt đm2= 20 KA IN6 < InhS2 = 7,529 KA Kết luận: Vậy kháng chọn đảm bảo yêu cầu 6-3.Chọn máy biến điện áp máy biến dòng điện Việc chọn máy biến điện áp máy biến dòng điện phụ thuộc vào tải Điện áp định mức chúng phải phù hợp với điện áp định mức mạng Cấp điện áp 220 kV a) Máy biến điện áp: Để kiểm tra cách điện cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle, đo lờng đặt máy biến điện áp góp 220 kV Thờng chọn máy biến điện 52 áp pha kiểu HK -220 - 58Y1 nối dây theo sơ đồ Yo/Yo// có thông số sau: Điện áp sơ cấp: Usđm = 150000/ V; Điện áp thứ cấp 1: Ut1đm = 100/ V Điện áp thứ cấp 2: Ut2đm = 100/3 V ; Cấp xác: 0,5 Công suất định mức: STUđm = 400 VA b) Máy biến dòng điện Các máy biến dòng điện đợc kèm với mạch máy cắt có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle Với mục đích dó chọn máy biến điện kiểu TH - 220-3T có thông số sau: Dòng điện sơ cấp: Isđm =1200 A ; Cấp xác : 0,5 ; Dòng điện thứ cấp: Itđm = A Phụ tải định mức: Dòng điện ổn định động : ildd = 108 kA Máy biến dòng chọn có dòng điện sơ cấp định mức lớn 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Cấp điện áp 110 kV a) Máy biến điện áp: Để kiểm tra cách điện cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle, đo lờng đặt máy biến điện áp góp 110 kV Thờng chọn máy biến điện áp pha kiểu HK -110 57,Y1 nối dây theo sơ đồ Yo/Yo// có thông số sau: Điện áp sơ cấp: Usđm = 66000/ V ; Điện áp thứ cấp 1: Ut1đm = 100/ V Điện áp thứ cấp 2: Ut2đm = 100/3 V ; Cấp xác: 0,5 Công suất định mức: STUđm = 400 VA b) Máy biến dòng điện Các máy biến dòng điện đợc kèm với mạch máy cắt có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu cho hệ thống bảo vệ rơle Với mục đích dó chọn máy biến điện kiểu TH-110M có thông số sau: Dòng điện sơ cấp: Isđm =2000 A ; Dòng điện thứ cấp: Itđm = A Cấp xác : 0,5 ; Phụ tải định mức: 0,8 Dòng điện ổn định động : ildd = 108 kA 53 Máy biến dòng chọn có dòng điện sơ cấp định mức lớn 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Cấp điện áp máy phát 15,75 kV Mạch máy phát điện biến điện áp biến dòng điện nhằm cung cấp cho cácdụng cụ đo lờng Theo quy định bắt buộc mạch máy phát phải có phần tử đo lờng sau: ampe kế, vôn kế, tần số kế, cos kế, oát kế tác dụng, oát kế phản kháng, oát kế tác dụng tự ghi, công tơ tác dụng, công tơ phản kháng Các dụng cụ đo đợc mắc nh hình 6-3 Sơ đồ nối dụng cụ đo vào BU BI A A A W VA R W Wh a b c 2.HOM15 G VA Rh V f a) Chọn máy biến điện áp Hình 6-3 Máy biến điện áp đợc chọn phải thoả mãn điều kiện sau : Sdc STUđm với Sdc = ( Pdc ) + ( Q dc ) Vì phụ tải biến điện áp dụng cụ đo lờng nên dùng hai biến điện áp pha nối dây kiểu V/V đợc nối vào đầu cực để lấy điện áp dây AB BC 54 Các dụng cụ đo lờng sử dụng qua máy biến điện áp đợc ghi bảng 6-5 Bảng 6-5 Thứ Tự Tên đồng hồ Ký hiệu Phụ tải ab P(W) Vôn kế 7,2 B2 Phụ tải bc Q(Var ) P(W) Q(Var) Tần số kế 344 Oát kế tác dụng 341 1,8 1,8 Oát kế phản kháng 342/1 1,8 1,8 33 8,3 8,3 Oát kế tự ghi \\ Công tơ tác dụng T 0,66 0,66 1,62 Công tơ phản kháng TP 0,66 1,62 0,66 1,62 20,40 3,24 19,72 3,24 Tổng cộng 6,5 Phụ tải biến điện áp ab: cosab = Pab 20,4 = = 0,98 Sab 20,7 Sbc = 19,72 + 3,24 = 19,9 VA ; cosbc = Pbc 19,72 = = 0,99 Sbc 19,9 Sab = 20,4 + 3,24 = 20,7 VA ; Phụ tải biến điện áp bc: Vì phụ tải máy biến điện áp dụng cụ đo lờng nên ta chọn máy biến điện áp kiểu pha HOM-15 có thông số sau : Điện áp sơ: 15750 / V ; Điện áp cuộn thứ 1: 100/ V Điện áp cuộn thứ 2: 100/3 V ; Cấp xác : 0,5 Phụ tải định mức: Sđm = 75 VA * Chọn dây dẫn nối từ biến điện áp đến dụng cụ đo : Giả sử độ dài từ máy biến điện áp đến đồng hồ đo lờng l = 60 m Dòng điện pha a, b, c : Ia = Sab 20,7 = = 0,207 A ; U ab 100 Ic = Sbc 19,9 = = 0,199 A U bc 100 55 Để đơn giản tính toán coi Ia = Ic= 0,2 A coi cosab = cosbc = Khi Ib = Ia = 0,34 A Trị số điện áp giáng dây dẫn pha a b: U = (Ia + Ib) Cu l lấy Cu = 0,0175 F Vì mạch điện có công tơ nên U 0,5 % Vậy tiết diện dây dẫn là: Ia + Ib 0,2 + 0,34 Cu l = 0,0175.60 = 1,134 mm2 U 0,5 Để đảm bảo độ bền ta chọn dây dẫn đồng có bọc cách điện có tiết diện Fdd = là: Fdd = 1,5 mm2 b) Chọn máy biến dòng điện Các biến dòng đợc đặt ba pha đợc nối theo sơ đồ Vì công tơ có cấp xác 0,5 nên máy biến dòng đợc chọn phải có cấp xác Ngoài phải đảm bảo điều kiện sau: Điện áp định mức: UTIđm UFđm =13,8 kV Dòng điện định mức sơ: ITIđm Ilvcb = 5,186 kA Vậy chọn máy biến dòng điện kiểu T -20-1 có thông số kĩ thuật nh sau: Uđm = 20 kV , Isđm = 10000 A , Itđm = A , phụ tải định mức Zđm = 1,2 , cấp xác 0,5 Bảng dụng cụ đo lờng nối vào TI đợc ghi bảng 6-6: Bảng 6-6 Thứ Tên dụng cụ Kí hiệu Phụ tải (VA) tự A B C Am pe kế -302 1 Oát kế tác dụng -341 5 Oát kế tự ghi 33 10 10 Oát kế phản kháng -342/1 5 56 Công tơ tác dụng 670 2,5 Công tơ phản kháng T-672 2,5 2,5 26 26 Tổng cộng 2,5 Pha a c biến dòng mang tải nhiều Smax =26 VA Tổng trở dụng cụ đo mắc vào pha là: Zđd = Smax 26 = = 1,04 I 2tdm Để thoả mãn cấp xác 0,5 máy biến dòng điện ta cần chọn dây dẫn đến dụng cụ đo lờng có đủ độ lớn cần thiết Giả sử khoảng cách từ máy biến dòng điện đến dụng cụ đo lờng l = 50 m Chọn dây dẫn đồng có tiết diện thoả mãn: Fdd l. Cu 50.0,0175 = = 5,47 mm2 Z dm Z dc 1,2 1,04 Theo điều kiện độ bền ta chọn dây dẫn đồng có bọc cách điện có tiết diện F = mm2 Kiểm tra ổn định động máy biến dòng điện: Máy biến dòng kiểu T-20-1 có sơ cấp dẫn thết bị phân phối nên ổn định động định ổn định động dẫn mạch máy phát Do không cần kiểm tra ổn định động máy biến dòng điện Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch: Vì dòng định mức sơ cấp máy biến dòng điện lớn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt Vậy máy biến dòng điện chọn hoàn toàn thoả mãn yêu cầu 57 Chơng VII Chọn sơ đồ thiết bị tự dùng Lợng điện tự dùng nhà máy thuỷ điện nhỏ so với nhà máy nhiệt điện công suất Mặt khác theo đề thiết kế nhà máy thuỷ điện có công suất trung bình ( [ 1000 MVA ) nên sơ đồ tự dùng nhà máy thiết kế có đặc điểm sau : - Một máy phát hay nhóm máy phát ghép chung MBA, có MBA tự dùng hạ từ 13,8/0,4 KV Điện lấy từ cực máy phát - Dự phòng nóng cho thông qua Aptomát phía hạ áp Khi MBA bị cố, máy lại tăng công suất thay MBA bị cố - Phía cao MBA tự dùngkhông cần dùng máy cắt mà cần dùng cách ly (vì MBA nhà, thờng bảo quản tốt nên hầu nh cố sảy ra) - Phía hạ MBA tự dùng Aptômát dao cách ly phục vụ sửa chữa 380/220V ,do phải nối đất để an toàn có dây trung tính để lấy điện áp pha Chọn máy biến áp tự dùng Máy biến áp tự dùng đợc chọn theo điều kiện sau: Smax 4,235 SdmB td = = 1,06MVA (n-1).SđmB.Kqtsc Smaxtd n ta chọn MBA tự dùng TM-1,6 có thông số nh sau : Loại TM Sđm (MVA) UCđm (kV) UHđm (kV) P0 PN (kW) (kW) 1,6 13,8 0,4 2,8 16,5 Un% I0% 5,5 1,3 58 Ta có sơ đồ tự dùng thuỷ điện nh sau: B1 B2 F1 B3 F2 B4 F3 F4 TM-1,6 0,4 KV 59 ... 13, 176 ST(t) 2 73, 17 30 7 ,32 30 7 ,32 30 7 ,32 30 7 ,32 30 7 ,32 34 1 ,46 2 73, 17 250 200 SVHT(t) 87, 535 (MVA) 4, 235 4, 235 98,8 4, 235 144 ,21 144 ,21 144 ,21 142 ,57 150 144 ,21 4, 235 110, 1 85,89 142 ,57 110, 1 100 98,8... 11ữ 14 14 17 17ữ 20 20ữ 22 22ữ 24 SNM(t) 37 6 ,47 42 3, 53 47 0,59 47 0,59 47 0,59 47 0,59 47 0,59 37 6 ,47 S (MVA) VHT Std(t) 4, 235 4, 235 4, 235 4, 235 SUf(t) 11,529 13, 176 14, 8 23 14, 8 23 14, 8 23 16 ,47 14, 8 23 13, 176... cung cấp điện cho phụ tải ba cấp điện áp sau: Phụ tải địa phơng cấp điện áp Uf có: SUfmax = 16 ,47 MVA SUfmin = 11, 53 MVA Phụ tải trung áp cấp điện áp 110 KV có: STmax = 34 1 ,46 MVA STmin = 2 73, 17