• Yêu cầu thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện có công suất 440MW gồm có 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 110MW. • Nhà máy cung cấp điện cho các phụ tải: điện áp phân phối 10,5KV; điện áp cao 110kV, hệ thống điện tự dùng và kết nối hệ thống cao áp 220kV theo các sơ đồ phân bố công suất như sau:
Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -o0o - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LẠI MINH HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN 22-220KV NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN Hướng dẫn: NGUYỄN DỨC HƯNG GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Tp.Hồ Chí Minh, tháng 4/2010 GVHD: NGUYỄN ĐỨC HÖNG Trang SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Cơng Suất MBA Chương 1: PHÂN TÍCH PHỤ TẢI – ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP PHÂN TÍCH PHỤ TẢI : 1.1 Khái Niệm Phụ Tải Điện: Phụ tải điện thiết bị hay tập hợp khu vực gồm nhiều thiết bị sử dụng điện để biến đổi thành dạng lượng khác như: quang năng, nhiệt năng, Phụ tải điện biểu diễn dạng tổng quát sau: S = P + jQ Khi thiết kế cung cấp điện cho phụ tải điện cần ý: Phụ tải loại 1: Khu công nghiệp quan trọng, thành phố lớn, khu vực ngoại giao, công sở quan trọng, hầm mỏ, bệnh viện, hầm giao thông dài… cần phải đảm bảo giữ điện ưu tiên, liên tục (24/24 ngày) Do đó, cần phải có hai nguồn riêng biệt phải có nguồn dự phòng nóng Nói cách khác nặng kỹ thuật, tính ổn định, đảm bảo yếu tố kinh tế (vốn đầu tư) cao Phụ tải loại 2: Khu cơng nghiệp nhỏ, địa phương, khu vực sinh hoạt đông dân phức tạp Nói chung quan trọng khơng phụ tải loại 1, thiết kế cân nhắc yếu tố kỹ thuật với vốn đầu tư Nếu không làm tăng vốn đầu tư nhiều khơng phức tạp, khó khăn nên thiết kế hai nguồn cung cấp để linh hoạt chuyển tải có cố điện nguồn Phụ tải loại 3: Chủ yếu khu vực dân cư thiết kế cần nguồn cung cấp điện đủ 1.2 Phân Tích Phụ Tải: 1.2.1 Chọn máy phát điện (MPĐ): Để thiết kế nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) có tổng cơng suất 440MW (4x110MW), ta tra bảng phụ lục 2.1 “thiết kế nhà máy điện trạm biến ápphần điện” chọn máy phát điện tuabin kiểu TBф-140-2EY3 có thơng số sau: Các thông số định mức: Pđm = 110 MW Sđm = 137,5 MVA Uđm = 10,5 kV Iđm = 7,56 kA Cosφđm = 0,8 nđm = 3000 vòng/phút GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I 1.2.2 Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Thông số điện kháng (hệ tương đối): xd’ = 0,189 xd’’ = 0,271 xd = 2,04 x2 = 0,23 x0 = 0,106 Phân tích phụ tải: Yêu cầu thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện có cơng suất 440MW gồm có tổ máy, tổ máy có cơng suất 110MW Nhà máy cung cấp điện cho phụ tải: điện áp phân phối 10,5KV; điện áp cao 110kV, hệ thống điện tự dùng kết nối hệ thống cao áp 220kV theo sơ đồ phân bố công suất sau: + Cấp điện áp phân phối 10,5kV có cơng suất: Pmax = 30(MW) Cosφ = 0,8 Đồ thị phụ tải 1,0 PHỤ TẢI ĐIỆN ÁP PHÂN PHỐI P* 0,8 0,6 0,4 0,2 t,h 12 15 18 21 24 Hình + Cấp điện áp phân phối 110kV có cơng suất: Pmax = 85(MW) Cosφ = 0,8 Đồ thị phụ tải 1,0P* PHỤ TẢI ĐIỆN ÁP 110kV 0,8 0,6 0,4 0,2 GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang t,h 12 15 18 21 24 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Cơng Suất MBA Hình Cấp điện áp phân phối 220kV có cơng suất: Pmax = 210(MW) Cosφ = 0,85 Đồ thị phụ tải 1,0P* PHỤ TẢI ĐIỆN ÁP 220kV 0,8 0,6 0,4 0,2 t,h 12 15 18 21 24 Hình + Đồ thị phụ tải nhà máy: 1,0 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NHÀ MÁY P* mùa khô 0,8 0,6 mùa mưa 0,4 0,2 t,h 12 15 18 21 24 Hình + Nhà máy nối với hệ thống có cấp điện áp 220kV thơng qua đường dây có thơng số sau: - Chiều dài : - Công suất ngắn mạch: 120 km WN = 5500 MVA + Công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yết tố khác (dạng nhiên liệu, áp lực ban đầu, loại tuabin công suất chúng, loại truyền động máy bơm cung cấp ) chiếm khoảng 8% ÷ 12% tổng điện phát Trong đồ án thiết kế với loại tuabin công suất sử dụng nhiên liệu than đá nên ta chọn cơng suất tự GVHD: NGUYỄN ĐỨC HÖNG Trang SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA dùng 10% tổng điện phát (số phần trăm tự dùng α = 10%) tính tốn sau: Ptd Pimp i 1 1.3 Cân Bằng Công Suất Giữa Nhà Máy Điện Và Hệ Thống : Mục đích: Việc cân công suất hệ thống điện quan trọng giúp xác định mối tương quan công suất nhà máy hệ thống điện Sau cân biết nhà máy có đủ khả cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp vào mùa khô mùa mưa hay không? Nếu phụ tải sử dụng không hết lượng công suất mà nhà máy phát lượng cơng suất thừa phát lên hệ thống Nếu nhà máy không cung cấp đủ lượng công suất cho phụ tải lượng cơng suất thiếu nhận từ hệ thống để bù vào Trong cân công suất nhà máy điện hệ thống lượng cơng suất thừ mang dấu dương (+) Trong cân công suất nhà máy điện hệ thống lượng cơng suất thiếu mang dấu âm (-) Các cơng thức tham gia tính toán: Pmax: Đề tài cho trước (MW) S max Pmax MVA cos Qmax Pmax tg S max sin MVAR 1.3.1 Bảng cân công suất nhà máy với hệ thống- mùa khơ: STT Thời gian 0÷3 3÷6 6÷9 9÷12 12÷15 15÷18 18÷21 21÷24 550 550 550 106, 25 148, 63,7 148, Nguồn, tải (MVA) Nguồn phát (SNMĐ) 550 550 550 550 550 Tải 110kV (S110) 63,7 85 Tải 220kV (S220) 98,8 106, 25 148, 106, 25 247 247 Tải phân phối (Spp) 18,7 63,7 148, 26,2 30 30 22,5 30 37,5 18,75 Tải tự dùng (Std) 44 44 44 44 44 44 44 44 Tải tổng (Stổng ) Công suất cân (Scbcs ) 225, 324, 282, 23 267, 77 328, 45 221, 55 427, 25 122, 75 398, 151, 328, 45 256, 55 293, 45 256, 55 225, 324, GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 63,75 98,8 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Đồ thị phụ tải: ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CBCS NHÀ MÁY- MÙA KHÔ Sp 550S 450 400 350 300 Scbcs 250 200 Spt 150 100 50 t,h 12 15 18 21 24 SP: Công suất nguồn phát Scbcs: Công suất cân hệ thống Spt: Công suất tải tổng Nhận xét: Sau tính tốn cân cơng suất nhà máy điện với hệ thống vào mùa khô ta nhận thấy giá trị công suất thời điểm khoảng thời gian (0÷3giờ; 3÷6giờ; 6÷9giờ; 9÷12giờ; 12÷15giờ; 15÷18giờ; 18÷21giờ; 21÷24giờ) theo đồ thị phân bố cơng suất mang giá trị dương (+) Vì vậy, ta kết luận nhà máy thừa điện cung cấp cho tổng phụ tải yêu cầu mùa khô Nghĩa là: Trong mùa khô ngồi việc cung cấp điện cho phụ tải theo yêu cầu đặt nhà máy phát điện lên hệ thống Lượng công suất thừa nhiều 324,7 MVA vào thời điểm 21÷24giờ 0÷3giờ (gấp 2,36 lần công suất 01 tổ máy phát) Lượng công suất thừa 122,75 MVA vào thời điểm 9÷12 (gấp 0,9 lần công suất 01 tổ máy phát) GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I 1.3.2 Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Bảng cân công suất nhà máy với hệ thống- mùa mưa: STT 0÷3 3÷6 6÷9 9÷12 12÷15 15÷18 18÷21 21÷24 440 440 440 106, 25 148, 63,7 148, 63,7 Thời gian Nguồn,phát tải (MVA) Nguồn (SNMĐ) 385 385 385 440 440 Tải 110kV (S110) 63,7 85 Tải 220kV (S220) 98,8 106, 25 148, 106, 26 247 247 Tải phân phối (Spp) 30 30 22,5 30 37,5 Tải tự dùng (Std) Tải tổng (Stổng) Công suất cân (Scbcs) 33,4 328, 45 56,7 38,7 427, 25 12,7 38,7 398, 63,7 148, 26,2 33,4 282, 23 102, 77 38,7 328, 45 111, 55 38,7 293, 45 146, 55 18,7 33,4 225, 159, 41,5 98,8 18,7 38,7 225, 214, Đồ thị phụ tải: ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CBCS NHÀ MÁY – MÙA MƯA 500 450 Sp 400 350 S 300 250 Spt 200 Scbcs 150 100 50 t,h 12 15 18 21 24 SP: Công uất nguồn phát Scbcs: Công suất cân hệ thống Spt: Cơng suất tải tổng GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Cơng Suất MBA Nhận xét: Sau tính tốn cân công nhà máy điện với hệ thống vào mùa mưa ta nhận thấy giá trị công suất thời điểm khoảng thời gian (0÷3giờ; 3÷6giờ; 6÷9giờ; 9÷12giờ; 15÷18giờ; 18÷21giờ; 21÷24giờ) theo đồ thị phân bố cơng suất mang giá trị dương (+).12÷15giờ đồ thị phân bố công suất mang giá trị âm (-) Vì vậy, ta kết luận nhà máy đủ điện cung cấp cho tổng phụ tải yêu cầu mùa mưa, có thời điểm thiếu điện cung cấp cho phụ tải Nghĩa là: Trong mùa mưa việc cung cấp điện cho phụ tải theo yêu cầu đặt nhà máy phát điện lên hệ thống, có khoảng thời gian phải nhận điện từ hệ thống để bù vào lượng nhỏ điện thiếu hụt Lượng công suất thừa nhiều 214,7MVA vào thời điểm 21÷24giờ (gấp 1,56 lần cơng suất 01 tổ máy phát) ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ : 2.1 Cơ Sở Chọn Phương Án: Dựa vào bảng cân công suất lập, đồ thị phụ tải cân công suất nhận xét tổng quan trình bày chương yêu cầu cung cấp điện theo đề cương để đề xuất phương án nối điện nhà máy nhiệt điện cần thiết kế Sơ đồ nối điện nhà máy nhiệt điện sau thiết kế phải đảm bảo độ tin cậy, đơn giản, vận hành linh hoạt, kinh tế việc đảm bảo an toàn cho người thiết bị tham gia vận hành Ta có phương án cụ thể sau: 2.2 Sơ Đồ Các Phương Án: 2.2.1 Phương án 1: Sc=247MVA H T T P T1 S110=106,25MV A UT = 110KV KV Uc = 220KV KVKV T3 T2 T4 UH = 10,5 KV S =37,5M P 10,5 P GVHD: NGUYỄN S1 VA ĐỨC HƯNG Trang P P S2 P P P P S3 SVTH: LẠI S4 MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA 2.2.2 Phương án 2: H T T P Sc=247MVA S110=106,25MV A UT = 110KV KV Uc = 220KV KVKV T1 T3 T2 UH = 10,5 KV 2.2.3 P P S P P S S10,5=37,5M VA Phương án 3: Sc=247MVA T4 P P S2 H T T P T6 Uc = 220KV KVKV P P S3 S110=106,25MV A UT = 110KV KV T3 T5 T1 T2 UH = 10,5 KV P P S S10,5=37,5M VA GVHD: NGUYEÃN ĐỨC HƯNG Trang 10 P P S3 P P S P P S SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA 5.3 Máy biến áp tự dùng dự phòng: Phụ thuộc vào sơ đồ tự dùng MBA tự dùng dự phòng chọn theo nguyên tắc: Nếu tất MBA tự dùng cung cấp điện khởi động máy phát điện MBA tự dùng dự phòng cần chọn MBA Nếu MBA có nhiệm vụ cung cấp để khởi động máy phát MBA tự dùng dự phòng cần chọn 1,5 lần cơng suất MBA Nếu MBA làm việc dự phòng cho MBA chọn tổng công suất tự dùng nghĩa ta xét đến MBA đủ khả cung cấp toàn tự dùng a) Máy biến áp tự dùng dự phòng bậc (cấp điện áp 6kV): Chọn MBA tự dùng dự phòng(lấy từ góp 110kV) lần cơng suất MBA Sdm S max td = 25,88 MVA Tra phụ lục trang 236 sách thiết kế NM & TBA tác giả Huỳnh Nhơn Sđm Điện áp (kV) (MVA) Cao Hạ Kiểu TMH-Y1 b) 80 15,7 6,3 UN (%) 10 I0 Tổn thất (kW) (%) P0 PN USD 0,45 75.000 58 200 Máy biến áp tự dùng dự phòng bậc (cấp điện áp 0,4kV): Sử dụng để cung cấp cho động nhỏ thắp sáng nên thường chọn MBA có cơng suất định mức S dmB 1000 kVA Tra phụ lục trang 235 sách thiết kế NM & TBA tác giả Huỳnh Nhơn Kiểu TM Sđm Điện áp (kV) (MVA) Cao Hạ 1,6 15,7 0,4 GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 50 UN (%) I0 Tổn thất (kW) (%) P0 PN Rúp 6,5 1,3 12,2 2,9 18 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Chương 5: LỰA CHỌN THANH DẪN, THANH GÓP, SỨ CÁCH ĐIỆN, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP, MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN V.1 LỰA CHỌN THANH DẪN: Thanh dẫn dùng để nối từ đầu cực máy phát đến máy biến áp nhà máy điện tính tốn sau: Dòng điện cưỡng cực đại: I cb, max S mf 3U đm 258,3 9,49kA 3.15,75 Tra bảng phụ lục 8.13 trang 313 sách Huỳnh Nhơn chọn dẫn đồng tiết diện hình máng có sơn, có thơng số sau: - Dòng điện cho phép : Icp = 12500A - Tiết diện cực 4880mm2 : Có thơng số sau: h = 225mm b = 105mm c = 12,5mm r = 16mm Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép: Icp.K1.K2 ≥ Icb,max =12500.0,93.0,82=9532,5>Icb,max, thỏa điều kiện Trong đó: K1: hệ số hiệu chỉnh theo mơi trường xung quanh ( K1 = 0,82; nhiệt độ t = 40oC ) K2: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc dẫn song song (K2 = 0,93) Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Schon �Smin BN C Trong đó: C: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dẫn (CCu = 171) S BN 9532,52.0,2 24,93 mm2 C 171 Ta thấy: Schon =4880mm2 Smin = 24,93mm2, thỏa điều kiện GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 51 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Kiểm tra điều kiện ổn định động (cơ): - Theo điều kiện ổn định lực động điện: tt cp Trong đó: cp cpCu 1400 Kg / cm : ứng suất cho phép vật liệu dẫn tt : ứng suất tính tốn ngắn mạch Ftt 1, 76 �108 l ixk : a lực điện động l = 120cm: khoảng cách sứ đỡ dẫn a = 500cm: khoảng cách pha l 120 Ftt 1,76.10 .ixk2 1,76.10 .(158.103 ) 1054,5 KG a 500 - Moment uốn M tác động lên dẫn: M Ftt l 1054,5.120 12653,75 KG.cm 10 10 M M 12653,15 30 KG / cm 2 W 0,17.hb 0,17.22,5.10,52 2 Vậy, tt 30 KG / cm cpCu 1400 KG / cm , thỏa yêu cầu V.2 LỰA CHỌN THANH GÓP: 2.1 Thanh góp 15kV: Dòng cưỡng cực đại : Với I cb max S max 15 KV 101,25 3,7 KA 3.U dm 3.15 Tra bảng phụ lục 8.9 sách Huỳnh Nhơn chọn nhoâm hình chữ nhật có sơn thanh: - Dòng điện cho phép : Icp = 1625A - Tiết diện sợi 800mm2 : dẫn đồng- Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép: Icp.K1.K2.K3 ≥ Icb,max Icp.K1.K2.K3=1625.1.0,82.2,9=3,96kA>Icb,max, thỏa điều kiện Icp: dòng điện cho phép nhiệt độ cho phép 700C nhiệt độ môi trường xung quanh 250C K1: hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh, chọn K1 = 0,82 400C K2: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc số day song song, chọn K2 = K3: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào ghép vật liệu dẫn, tra bảng 10.7 trang 101 sách Huỳnh Nhơn chọn K3 = 2,9 GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 52 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Cơng Suất MBA 2.2 Thanh góp 110kV: Dòng điện cưỡng cực đại: I cb max S T max 110 kv 411,76 2,16 KA 3.U dm 3.110 Tra bảng phụ lục 8.12 trang 312 sách Huỳnh Nhơn chọn chùm dây nhôm lõi thép (4 sợi): 4xAC- 700 có: - Dòng điện cho phép : Icp = 1220A - Tiết diện sợi 687mm2 : Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép: Icp.K1.K2.K3 ≥ Icb,max Icp.K1.K2.K3=1220.0,93.0,82.2,9=2,9kA>Icb,max, thỏa điều kiện Icp: dòng điện cho phép nhiệt độ cho phép 700C nhiệt độ môi trường xung quanh 250C K1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ mơi trường xung quanh, chọn K1 = 0,82 400C K2: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc số dây dẫn song song, chọn K2 =0,93 K3: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào ghép vật liệu dẫn, tra bảng 10.7 trang 101 sách Huỳnh Nhơn chọn K3 = 2,9 2.4 Thanh góp 220kV: Dòng điện cưỡng cực đại: I cb max S max cbcs 3.U dm 492 1,29 KA 3.220 Tra bảng phụ lục 8.12 trang 312 sách Huỳnh Nhơn chọn chùm dây nhôm lõi thép (3 sợi): 3xAC- 300 có: - Dòng điện cho phép : Icp = 835A - Tiết diện sợi 394mm2 : Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép: Icp.K1.K2.K3 ≥ Icb,max Icp.K1.K2.K3=835.0,93.0,82.2,4=1,53kA>Icb,max, thỏa điều kiện Icp: dòng điện cho phép nhiệt độ cho phép 700C nhiệt độ môi trường xung quanh 250C K1: hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh, chọn K1 = K2: hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh, chọn K2 = 0,82 400C K3: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào ghép vật liệu dẫn, tra bảng 10.7 trang 123 sách Huỳnh Nhơn chọn K3 = 2,4 Kiểm tra điều kiện vầng quang: GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 53 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA U vq �U HT vàU vq 21, � �rtd �m1 �m2 �ln s kV rtd Trong đó: Uvp: điện áp phát sinh vầng quang (kV) m1: hệ số nhẵn bề mặt dây dẫn (m1 = 0,8 ÷ 0,9), chọn m1= 0,8 m2: hệ số ảnh hưởng thời tiết, thời tiết tốt chọn m2 = : mật độ tương đối khơng khí (ở điều kiện bình thường chọn = 1) s: khoảng cách trung bình dây dẫn (s = 1,26.400 = 504cm) r0: bán kính tự thân dây dẫn ( r0 a: khoảng cách trục dây dẫn chùm (chọn a = 40cm) rtđ: bán kính tương đương chùm dây dẫn: S 400 11,29mm 1,129cm) 3,14 rtđ r0 �a 1,129 �40 6, 720cm � U vp 21, �� 6, 72 �0,8 �� ln 504 492, 069kV 6, 720 Ta thấy, Uvp = 492,69 > UHT = 220kV, thỏa điều kiện vầng quang V.3 LỰA CHỌN DÂY DẪN: Dây dẫn cho hộ tiêu thụ xa chọn theo điều kiện Theo mật độ kinh tế dòng điện S kt I bt max j kt Trong đó: Ibtmax: dòng điện bình thường cựu đại Jkt: mật độ kinh tế dòng điện phụ thuộc vào vật liệu thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax năm, xác định theo bảng 10.8 trang 125 sách Huỳnh Nhơn Kiểm tra theo điều kiện cho phép lâu dài I cp K K K I cp max Trong đó: K1: hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh (t = 40oC) Chọn K1 = 0,8 K2: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc số dây dẫn song song (K2 = 0,93) GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 54 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Theo điều kiện vầng quang U vq 84m.r lg a U HT (KV) r Trong đó: Uvq: tính theo điều kiện điện áp dây m: hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn (m = 0,93 ÷ 0,98) r: bán kính ngồi dây dẫn a: khoảng cách trục dây dẫn 3.1 Chọn dây dẫn từ MBA tự ngẫu đến góp 220kV: Dòng điện cưỡng cực đại: I cb max SC 627 1,6 KA 3.U dm 3.220 Tra bảng phụ lục 8.9 sách Huỳnh Nhơn chọn Thanh dẫn nhôm tiết diện chữ nhật thanh: - Dòng điện cho phép : Icp = 1630A - Tiết diện sợi 480mm2 - chọn K 1, ( tra bảng [10.7] trang 101 ) : Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép: Icp.K1.K2.K3 ≥ Icb,max Icp.K1.K2.K3=1630.0,93.0,82.1,7=2,1kA>Icb,max, thỏa điều kiện - Kieåm tra điều kiện ổn đònh nhiệt: IN = 1600 KA BN 16002.0,2 13,2 mm C 88 = 480 mm2 > 13,2 mm2 S Vaäy Schon 3.2 Chọn dây dẫn cho hệ thống 220 kV: Dòng điện cưỡng cực đại: I cb max Scbcs, max 3.U dm 492 1,3 KA 3.220 Tra bảng phụ lục 8.9 sách Huỳnh Nhơn chọn dẫn nhôm tiết diện chữ nhật - Dòng điện cho phép : Icp = 1350A - Tiết diện sợi 360mm2 - chọn K 1, ( tra bảng [10.7] trang 101 ) : Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép: Icp.K1.K2.K3 ≥ Icb,max GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 55 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Cơng Suất MBA Icp.K1.K2.K3=1350.0,93.0,82.1,7=1,8kA>Icb,max, thỏa điều kiện - Kiểm tra điều kiện ổn đònh nhiệt: IN = 1350 KA BN 13502.0,2 6,86 mm C 88 = 360 mm2 > 6,86 mm2 S Vaäy Schon 3.3 Chọn dây dẫn từ MBA đến góp 110kV: I cb max S MBA,max 3.U dm 250 1,3 KA 3.110 Tra bảng phụ lục 8.9 sách Huỳnh Nhơn chọn chọn dẫn nhôm tiết diện chữ nhật - Dòng điện cho phép : Icp = 1350A - Tiết diện sợi 360mm2 - chọn K 1, ( tra bảng [10.7] trang 101 ) : Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép: Icp.K1.K2.K3 ≥ Icb,max Icp.K1.K2.K3=1350.0,93.0,82.1,7=1,8kA>Icb,max, thỏa điều kiện - Kiểm tra điều kiện ổn đònh nhiệt: IN = 1350 KA BN 13502.0,2 6,86 mm C 88 = 360 mm2 > 6,86 mm2 S Vaäy Schon V.4 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (BU): Máy biến điện áp chọn theo điều kiện sau: Về điện áp: Uđm.BU = UTH Trong đó: Uđm.BU: điện áp định mức máy biến điện áp UHT: điện áp định mức nơi đặt máy: Cấp xác: Phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo Về công suất: Tổng phụ tải nối vào BU (∑S2) phải nhỏ công suất định mức BU (Sđm,BU) tương ứng với cấp xác (∑S2 ≤ Sđm,BU) S (Pdc ) (Qdc ) Trong đó: S2: tổng phụ tải BU tính VA Pdc: tổng công suất tác dụng dụng cụ đo GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 56 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Qdc: - tổng công suất phản kháng dụng cụ đo Chọn dây dẫn từ BU đến dụng cụ đo thõa hai điều kiện: + Tổn thất điện áp ∆U đường dây không lớn 0,5% điện áp thứ cấp + Thỏa mãn điều kiện độ bền BẢNG PHỤ TẢI CÁC DỤNG CỤ ĐO CỦA BU (theo phụ lục 12) STT DỤNG CỤ ĐO KIỂU CÔNG SUẤT TIÊU THỤ (VA) Vol- mét Э377 2 Vol- mét tự ghi H344 10 Oát- mét Д305 1,5 Oát- mét tự ghi H348 10 Oát- mét phản kháng Д335 1,5 Cosφ- mét Д375 Tấn số kế Д362 0,7 Công tơ tác dụng И680 Công tơ phản kháng И676 ∑S2: 35,7 Chọn máy biến điện áp tra theo phụ lục trang 295 sách Huỳnh Nhơn 4.1 Máy biến điện áp cấp 15kV: Kiểu : 3HOM-15-63Y2 Sđm,giớihạn : 640VA Uđm : 15kV Uđm,sơcấp : 1500/ V Uđm,thứcấp : 100/ V Cấp xác : 0,5 Cơng suất ứng với cấp xác : 75VA Đơn giá : 140rúp 4.2 Máy biến điện áp cấp 110kV: Kiểu : HKФ-110 Uđm : 110kV U1đm : 110/ kV U2đm : 100/ V Cấp xác : 0,5 GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 57 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Công suất ứng với cấp xác : 400VA Đơn giá : 850USD 4.3 Máy biến điện áp cấp 220kV: Kiểu : HKФ-220 Uđm : 220kV U1đm : 220/ kV U2đm : 100/ V Cấp xác : 0,5 Cơng suất ứng với cấp xác : 400VA Đơn giá : 1850USD 4.4 Chọn dây dẫn nối từ máy biến điện áp đến dụng cụ đo: Chọn dây dẫn theo yêu cầu sau: Tổn thất điện áp (ΔU) đường dây dẫn không lớn 0,5% điện áp định mức thứ cấp Thỏa điều kiện độ bến như: FCu ≥ 1,5mm2 FAl ≥ 2,5mm2 l. 0,5% Dđm,thucap F Ta có: S l. l F I 0,5%U đm ,thucap U đm,thucap 0,5%U đm,thucap U I R I Bỏ qua góc lệch pha, lấy khoảng cách từ BU đến đồng hồ đo 50m Điện trở suất vật liệu dây dẫn đồng ρCu = 0,0188Ω.mm2/m, đó: 35,7 50.0,0188 F 0,224mm 100 0,5 Vậy chọn dây dẫn cho tất dụng cụ đo nối tới BU loại dây dẫn đồng có tiết diện chuẩn 4mm (tra theo phụ lục 8.7 trang 308 Huỳnh Nhơn) V.5 LỰA CHỌN MÁY BIẾN DỊNG ĐIỆN (BI): Máy biến dòng điện chọn theo điều kiện sau: GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 58 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Về điện áp: Uđm.BI ≥ UTH Về dòng điện: Iđm.BI ≥ Icb,max Phụ tải: Z2đmBT ≥ Z2∑ ≈ R2∑ Cấp xác: Phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo BẢNG PHỤ TẢI CÁC DỤNG CỤ ĐO CỦA BI (theo phụ lục 12) STT DỤNG CỤ ĐO KIỂU CÔNG SUẤT TIÊU THỤ (VA) Ampe- mét Э377 0,1 Ampe- mét tự ghi H344 10 Oát- mét Д305 0,5 Oát- mét tự ghi H348 10 Oát- mét phản kháng Д335 0,5 Công tơ tác dụng И680 2,5 Công tơ phản kháng И676 2,5 ∑S2: 26,1 Chọn máy biến điện áp tra theo phụ lục trang 289 sách Huỳnh Nhơn Z dc S 26,1 1,044 I2 5.1 Máy biến đòng điện dầu cực máy phát điện: I cb max S mf 3.U dm 258,3 9,47 KA 3.15 Kiểu : TП20 Uđm : 20kV Iđm,sơcấp : 12000A Iđm,thứcấp : 5A Ildd : 100kA Inh/tnh Cấp xác cuộn dây : 0,2/10P Phụ tải định mức : 0,5Ω Cấp xác tương ứng : 1,2 Bội số giới hạn cuộn bảo vệ : : 160/3kA/sec 5.2 Máy biến dòng điện cấp 10,5kV (phía phụ tải): GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 59 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA S 101,25 I cb max max,15 kv 0,26 KA 15 3.U dm 15 3.15 Kiểu : TΠ0-20 Uđm : 20kV Iđm,sơcấp : 400A Iđm,thứcấp : 5A Ildd : 120kA Inh/tnh Cấp xác cuộn dây : 10P/10P Phụ tải định mức : 0,5Ω Cấp xác tương ứng : 0,6 Bội số giới hạn cuộn bảo vệ : 13 : 16/3kA/sec 5.3 Máy biến dòng điện cấp 110kV (phía phụ tải): I cb max ST ,max 3.U dm 411,76 0,43 KA 3.110 Kiểu : Tф3M110B - I Uđm : 110kV Iđm,sơcấp : 600A Iđm,thứcấp : 5A Ildd : 126kA Inh/tnh Cấp xác cuộn dây : 0,5/10P Phụ tải định mức : 0,5Ω Cấp xác tương ứng : 0,8 Bội số giới hạn cuộn bảo vệ : 30 : 26/3kA/sec 5.4 Máy biến dòng điện cấp 110kV (phía đường dây): I cb max ST ,max 3.U dm 411,76 2,16 KA 3.110 Kiểu : TфPM300B Uđm : 330kV Iđm,sơcấp : 1500-3000A GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 60 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Iđm,thứcấp : 1A Ildd : 160kA Inh/tnh Cấp xác cuộn dây : 10P/10P Phụ tải định mức : 0,5Ω Cấp xác tương ứng : 30 Bội số giới hạn cuộn bảo vệ : 20 : 63/1kA/sec 5.5 Máy biến dòng điện cấp 220kV: I cb max S cbcs ,max 3.U dm 492 1,3 KA 3.220 Kiểu : Tф3M220B - II Uđm : 220kV Iđm,sơcấp : 1500A Iđm,thứcấp : 5A Ildd : 100kA Inh/tnh Cấp xác cuộn dây : 10P/10P Phụ tải định mức : 1,2Ω Cấp xác tương ứng : 0,5 Bội số giới hạn cuộn bảo vệ : 16 : 39,2/3kA/sec 5.6 Chọn dây dẫn nối từ máy biến dòng điện đến dụng cụ đo: Chọn dây dẫn theo yêu cầu sau: Tổng trở thứ cấp máy biến dòng điện bao gồm tổng trở dụng cụ đo nối tiếp (Z2∑dc) tổng trở dây dẫn (Zdd) nối từ nơi đặt BI đến dụng cụ đo Z2đmBI ≥ Z2∑ = ∑Z2dc + Rdd Để thỏa mãn điều kiện sử dụng loại dây dẫn có tiết diện cho tất dụng cụ đo, ta chọn dây dẫn theo dụng cụ đo có phụ tải thấp Chọn tiết diện dây dẫn cho: F l l 50 0,0188 1,001mm Rdd Z đmBI Z dc 1,983 1,044 Lấy khoảng cách từ BI đến đồng hồ đo 50m Điện trở suất vật liệu dây dẫn đồng ρCu = 0,0188Ω.mm2/m GVHD: NGUYEÃN ĐỨC HƯNG Trang 61 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Vậy chọn dây dẫn cho tất dụng cụ đo nối tới BI loại dây dẫn đồng có tiết diện chuẩn 4mm (tra theo phụ lục 8.7 trang 299 Huỳnh Nhơn) V.6 LỰA CHỌN CHỐNG SÉT VAN: Tra phụ lục 10 trang 324 tác giả Huỳnh Nhơn ta chọn van chống sét cấp đòên áp sau : Kiểu PBMГ-220MY Uphóng điện (KV) m (KV) Ko lơnù Ko bé hơn 220 340 390 PBMГ-110MY 110 170 195 PBM-15Y1 15 35 43 Chương 6: TỔNG KẾT, THUYẾT MINH VI.1.TÓM TẮT NỘI DUNG Đà THỰC HIỆN BẰNG BẢNG MỤC LỤC : CHƯƠNG Chương NỘI DUNG TRANG Phân tích phụ tải, cân cơng suất nhà máy Đề xuất phương án thiết kế Lựa chọn cơng suất máy biến áp Tính tốn tổn thất công suất, tổn thất lượng máy biền áp 15 Tính tốn ngắn mạch 21 Lựa chọn máy cắt, dao cách ly 35 Chương Tính tốn kinh tế, lựa chọn sơ đồ nối điện chính, sơ đồ tự dùng, chọn máy biến áp tự dùng 44 Chương Lựa chọn dẫn, góp, sứ cách điện, máy biến điện áp, máy biến dòng điện 51 Chương Tổng kết, thuyết minh 68 Chương Chương VI.2.THỐNG KÊ THIẾT BỊ Đà CHỌN: STT TÊN THIẾT BỊ, THÔNG SỐ KÝ HIỆU Máy phát điện: 258,3MVA; cosφ = 0,85; 15kV TBB-220-2EY3 MBA tự ngẫu: 360MVA; 230/121/15 АTДHТН-360230/121/15 MBA 110kV: 250VA; 121/15kV ONAF-250-121/15 Máy cắt 220kV: 2000A ЯЭ220-40 : 2000 GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 62 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA Máy cắt 110kV: 2500A B1-123 : 2500 Máy cắt 20kV: 6300A MГY - 20 : 6300 Máy cắt đầu cực máy phát 15KV: MГM- 20 : 11200 11200A PHД-220 : 2000 Dao cách ly 220kV: 2000A Dao cách ly 110kV: 2000A 10 Dao cách ly 20kV: 6300A PВP-20 : 6300 11 Dao cách ly đầu cực máy phát 15kV: 12500A PВP-20 : 12500 12 MBA tự dùng cấp 1: 80MVA; 15,7/6,3kV TMH-Y1:15,7/6,3 13 MBA tự dùng dự phòng cấp 1: 80MVA; 15,7/6,3kV TMH-Y1:15,7/6,3 14 MBA tự dùng cấp 2: 1,6MVA; 15,7/0,4kV TM: 1,6 – 15,7/0,4 15 Máy biến điện áp 220kV: 16 Máy biến điện áp 110kV: 17 Máy biến điện áp 15kV: 18 Máy biến dòng điện 220kV: 1500/5A; 0,5 19 Máy biến dòng điện(phía phụ tải)110kV: Tф3PM330-300 : 3000/5 3000/1A; 0,5 20 Máybiến dòng điện(đường dây)110kV:600/5A; Tф3M110B-III : 600/5 0,5 21 Máy biến dòng điện 20kV: 400/5A; 0,6 22 Máy biến dòng điện 20kV: 12000/5A; 0,5 (đầu cực TП20 : 12000/5 máy phát) 23 Thanh góp 220kV: 3AC-300; 3x850A; 3x394mm2 AC-3x394 : 3x835 24 Thanh góp 110kV: 4AC-700; 4x1200A; 4x687mm2 AC-4x700 : 5x1220A 25 Thanh góp 15kV: AC-800; 4x1625A; 4x800mm2 AC-4x800 : 4x1625A 26 Thanh dẫn đầu cực máy phát15kV: M-4880; 12500A M-4880 : 12500A 27 Chống sét 220kV PBMГ-220MY 28 Chống sét 110kV PBMГ-110MY 29 Chống sét 10,5kV PBM-15Y1 PHД-110 : 2000 220 110 kV kV 1500 kV 100 100 V HKФ-220 V HKФ-110 100 V 3HOM – 15 - 63Y2 Tф3M220B-II : 1500/5 TП020 : 400/5 VI.3.TÀI LIỆU THAM KHẢO: STT TÊN TÀI LIỆU TÁC GIẢ Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp - phần điện Huỳnh Nhơn GVHD: NGUYEÃN ĐỨC HƯNG Trang 63 SVTH: LẠI MINH HỌC Chương I Phân Tích Phụ Tải – Đề Xuất Phương Án – Lựa Chọn Công Suất MBA (NXB ĐHQG TP.HCM - năm 2004) Hướng dẫn thiết kế trạm biến áp (NXB Khoa Học Hoàng Hữu Thận Kỹ Thuật - năm 2004) Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp - phần điện Nguyễn Hữu Khái (NXB Khoa Học Kỹ Thuật - năm 2005) GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Trang 64 SVTH: LẠI MINH HỌC ... Nhà máy cung cấp điện cho phụ tải: điện áp phân phối 10,5KV; điện áp cao 110kV, hệ thống điện tự dùng kết nối hệ thống cao áp 220 kV theo sơ đồ phân bố công suất sau: + Cấp điện áp phân phối... đồ án thiết kế ta dùng máy biến áp tự ngẫu để kết giàn lên 220 kV để liên kết hệ thống 3.2 Chọn Máy Biến Áp Thiết Kế Cho Phương Án 1: Dựa vào thông số kỹ thuật máy phát điện chọn mục (điện áp đầu... án nối điện nhà máy nhiệt điện cần thiết kế Sơ đồ nối điện nhà máy nhiệt điện sau thiết kế phải đảm bảo độ tin cậy, đơn giản, vận hành linh hoạt, kinh tế việc đảm bảo an toàn cho người thiết bị