Đồ án 2 thiết kế trạm thủy điện thiết kế phần điện trong trạm biến áp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN  ĐỒ ÁN MÔN HỌC SVTH : 1/ 2/ LỚP : GVHD : NGUYỄN TUẤN ĐẠT MSSV: 1682010374 NGUYỄN KIM NGÂN MSSV: 1682010384 D11H11B Ths TRỊNH NGUYỄN 6ẾT TÂM Cần Thơ, Tháng 11 năm 2017 MỤC LỤC Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 3/73 Chương CHỌN MÁY PHÁT VÀ PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 1.1 LỰA CHỌN MÁY PHÁT Yêu cầu đồ án Thiết kế phần điện nhà máy Thủy điện có cơng suất 700MW, gồm có tổ máy × 175MW; 15,75kV; cosϕ = 0,85 Tra sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” Phụ lục 2.2, trang 210 211 ta chọn máy phát thủy điện có thơng số sau: Loại máy phát: BC 1260/235-60T Sđm (MVA) Pđm (MW ) 206 175 cosϕ Uđm (KV) nđm (V/ph ) 0,85 15,7 100 Điện kháng hệ tương đối x”d x’d xd 0,22 0,33 1,02 Smax = 1.2 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 1.2.1 Các số liệu phụ tải đồ án a Phụ tải cấp điện áp Stt Phụ tải Pmax (MW) cosϕ Đường dây Điện áp phân phối 22kV Điện áp cao 110kV Điện áp cao 220kV 180 220 200 0,85 0,80 0,85 12 Pmax cos ϕ 211,8 275,0 235,3 Đồ thị phụ tải: GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 4/73 P* P* GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 5/73 P* P* b Tự dùng nhà máy Tự dùng nhà máy điện xác định theo công thức:  ∑ St ÷ Std = α∑ Smp  0,4 + 0,6  ∑ Smp ÷  Trong đó: : Hệ số tự dùng Với nhà máy thủy điện  = 0,5 ÷ 2% Chọn  = 1% Pmp: Tổng cơng suất đặt tổ máy phát n×P × 175 ∑ Smp = cos ϕmp = 0,85 = 823,5 (MVA) Pt: Tổng công suất phát thời điểm Dựa vào đồ thị phụ tải nguồn ta có: • Mùa mưa: Smp = St => Std = 1%Smp = 100 (823,5) = 8,24 (MVA) • Mùa khô: Thời gian Công suất 0-3 3-6 GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm 6–9 – 12 12 – 15 15 – 18 18 – 21 21 – 24 SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 6/73 ΣPt ΣPmp 0,7 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 Std (MW) 6,8 6,8 6,8 6,8 7,2 7,2 7,2 7,2 1.2.2 Cân công suất nhà máy điện hệ thống (Mùa khô) Thời gian Công suất Nguồn(∑Sng) Tải 22kV Tải 110kV Tải 220kV Tự dùng ∑Stải Scbcs=(∑Sng-∑Stải) 0-3 (giờ) 3-6 (giờ) - 9 - 12 12 - 15 15 - 18 18 - 21 21 - 24 (giờ) (giờ) (giờ) (giờ) (giờ) (giờ) 576,5 127,1 192,5 117,6 6,8 444,0 132,5 576,5 127,1 192,5 188,2 6,8 514,5 61,9 576,5 169,4 247,5 188,2 6,8 611,9 -35,4 576,5 211,8 247,5 235,3 6,8 701,3 -124,8 658,8 148,2 275,0 235,3 7,2 665,8 -7,0 658,8 190,6 275,0 235,3 7,2 708,1 -49,3 658,8 190,6 192,5 164,7 7,2 555,0 103,8 658,8 127,1 192,5 117,6 7,2 444,5 214,4 1.2.3 Cân công suất nhà máy điện hệ thống (Mùa mưa) Thời gian Công suất Nguồn(∑Sng) Tải 22kV Tải 110kV Tải 220kV Tự dùng ∑Stải Scb=(∑Sng-∑Stải) 0-3 (giờ) 823,5 127,1 192,5 117,6 8,2 445,4 378,1 3-6 (giờ) 823,5 127,1 192,5 188,2 8,2 516,0 307,5 - 9 - 12 12 - 15 15 - 18 18 - 21 21 - 24 (giờ) (giờ) (giờ) (giờ) (giờ) (giờ) 823,5 823,5 823,5 823,5 823,5 823,5 169,4 211,8 148,2 190,6 190,6 127,1 247,5 247,5 275,0 275,0 192,5 192,5 188,2 235,3 235,3 235,3 164,7 117,6 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 613,4 702,8 666,8 709,1 556,0 445,4 210,1 120,7 156,8 114,4 267,5 378,1 * Nhận xét: Dựa vào đồ thị phụ tải cân công suất nhà máy điện hệ thống mùa khô mùa mưa ta nhận thấy: • Nhà máy thừa điện vào mùa mưa thiếu điện vào mùa khơ • Lượng cơng suất dư thừa lớn 378,1 MVA vào thời điểm – 21 – 24 mùa mưa • Lượng cơng suất thiếu nhiều -124,9 MVA vào thời điểm – 12 mùa khô Từ nhận xét trên, phương án thiết kế phù hợp cân tải cho phù hợp vào mùa khơ, khuyến khích tải sử dụng theo ca Tăng cường bố trí thời gian sản xuất khách hàng sang khác, tránh cao điểm GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm Trang 7/73 SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 8/73 Chương CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN Các yêu cầu lựa chọn sơ đồ nối điện cho nhà máy điện: 1/ Có tính khả thi tức chọn thiết bị chính: Máy biến áp, máy cắt điện… có khả thi cơng, xây lắp, vận hành 2/ Đảm bảo liên hệ chặt chẻ cấp điện áp đặc biệt với hệ thống bình thường cưỡng 3/ Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai lần biến áp không cần thiết 4/ Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích bé tốt 5/ Có khả phát triển tương lai gần, không cần thay đổi cấu trúc chọn Như phân tích Chương I, ta có phương án thiết kế sơ đồ nối điện cho nhà máy điện sau: 2.1 PHƯƠNG ÁN GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 9/73 2.2 PHƯƠNG ÁN 2.3 PHƯƠNG ÁN GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 10/73 Chương TÍNH TỐN CƠNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP 3.1 PHƯƠNG ÁN 3.1.1 Chọn máy biến áp hai cuộn dây cho máy phát Điều kiện chọn SMBA SMF; Với S MF = 175 = 206 ( MVA ) 0,85 a Máy biến áp cuộn dây nối vào 220kV: T1 Tra phụ lục 3, trang 236 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn: Số lượng: 01 máy - T1 Thông số máy biến áp: T1 Điện áp (kV) UN ∆P0 ∆PN Sđm I Giá tiền Nước Kiểu Hạ (%) (%) (kW) (kW) (10 Rúp) (MVA) Cao SX TДЦҐ 200 242 15,75 11 0,4 130 660 253 Nga b Máy biến áp cuộn dây nối vào 110kV: T2; T3; T4 Tra phụ lục 3, trang 234 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn: Số lượng: 03 máy - T2 ; T3 T4 Thông số máy biến áp: T2 ; T3 T4 Điện áp (KV) ∆P0 ∆PN Sđm UN I Giá tiền Nước Kiểu Hạ (MVA) Cao (%) (%) (kW) (kW) (10 Rúp) SX TДЦҐ 200 121 15,75 GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm 10,5 0,5 140 700 222 Nga SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 59/73 Chương TÍNH TỐN KINH TẾ - LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH SƠ ĐỒ TỰ DÙNG - SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN Ở CÁC CẤP ĐIỆN ÁP CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG Mục đích tính tốn kinh tế: Sau tính tốn kinh tế ta chọn phương án tối ưu cho nhà máy để tiện tính tốn lựa chọn thiết bị điện cho nhà máy, sơ đồ tự dùng cung cấp điện cho phần chiếu sáng động 6.1 TÍNH TỐN KINH TẾ Một phương án thiết bị điện gọi kinh tế chi phí tính tốn C thấp nhất: C = ađm*V + P + Y Với: • V: Vốn đầu tư phương án • ađm: Hệ số định mức hiệu kinh tế (Đối với tính tốn lượng ta lấy ađm = 0,15) • P: Phí tổn vận hành hàng năm • Y: Thiệt hại điện 6.1.1 Vốn đầu tư phương án (V) Vốn đầu tư phương án tính gần cách tính vốn đầu tư thiết bị chính, bao gồm: vốn đầu tư máy biến áp (VB) vốn đầu tư thiết bị phân phối (VTBPP) Chi phí để xây dựng thiết bị phân phối dựa vào số mạch thiết bị phân phối cấp điện áp tương ứng, chủ yếu máy cắt định Như vốn đầu tư phương án sau: V = VB + VTBPP Với:  VB = VMBA * kB • VMBA: Tiền mua máy biến áp • kB: Hệ số có tính đến chi phí vận chuyển xây lắp máy biến áp (Hệ số phụ thuộc vào điện áp cuộn cao công suất máy biến áp) o Cuộn cao MBA 220kV (Sđm> 160 MVA): kB = 1,3 o Cuộn cao MBA 110kV (Sđm> 32 MVA): kB = 1,5  VTBPP = n1*VTBPP1 +n2*VTBPP2 … • n1, n2: số mạch thiết bị phân phối ứng với cấp điện áp 220, 110kV • VTBPP1, VTBPP2: giá thành mạch thiết bị phân phối tương ứng với cấp điện áp 220, 110, 22 kV 6.1.2 Phí tổn vận hành hàng năm (P) Phí tổn vận hành năm tính bằng: GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 60/73 P = PB + PV + Pp Trong đó:  PB = b*DAB • b: Giá tiền MWh tổn thất (b = 80USD/MWh ~ 400 Rup/MWh) • DAB: Tổn thất điện MBA năm  PV = (a%/100) * V: tiền khấu hao hàng năm vốn đầu tư sửa chữa lớn • a: Hệ số khấu hao hàng năm tính % (tra bảng 9.2) • V: Vốn đầu tư phương án • PP: Chi phí phục vụ thiết bị hàng năm Thơng thường chi phí phương án nên so sánh hiệu kinh tế bỏ qua 6.1.3 Chi phí bồi thường thiệt hại điện (Y) Việc tính tốn xác suất thiệt hại điện khó khăn nên tính tốn phương án khơng xét đến thành phần 6.2 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN - CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 6.2.1 Chi phí tính tốn phương án a Vốn đầu tư (V) Thiết bị MBA cuộn dây 220 kV MBA cuộn dây 110 kV MBA cuộn dây 22 kV MBA tự ngẫu Máy cắt 220kV Máy cắt 110kV Máy cắt 22kV Kiểu Sđm / Iđm Số VB (MVA/A) lượng (×103 Rúp) TДЦҐ 200 TДЦҐ 200 TДЦҐ 180 ATдHTH 125 ЯЗ220– 1.250 11–74 FXT-11 2.000 BBҐ-20 11.200 Tổng cộng KB Vốn đầu tư V (×103 Rúp) 328.900 999.000 544.000 413.400 2 253.000 222.000 170.000 159.000 1,3 1,5 1,6 1,3 64.000 576.000 13 14 16.500 30.500 1 214.500 427.000 3.502.800 Hệ số a Chi phí PV (×103 Rúp) 8,4 9,4 9,4 21.252 62.604 31.960 b Chi phí vận hành hàng năm (P) P = PB + PV  Phí tổn tổn thất điện qua máy biến áp: PB = b×DAB = 400 × 44.401,75 = 17.769.700 (Rúp)  Chi phí bảo quản thiết bị khấu hao vốn đầu tư: Thiết bị MBA cuộn dây 220 kV MBA cuộn dây 110 kV MBA cuộn dây 22 kV Kiểu TДЦҐ TДЦҐ TДЦҐ GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm Sđm / Iđm (MVA/A) Số lượng 200 200 180 VB (×103 Rúp) 253.000 222.000 170.000 SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV MBA tự ngẫu Máy cắt 220kV Máy cắt 110kV Máy cắt 22kV Trang 61/73 ATдHTH 125 ЯЗ220– 1.250 11–74 FXT-11 2.000 BBҐ-20 11.200 Tổng cộng 159.000 8,8 27.984 64.000 8,4 48.384 13 14 16.500 30.500 9,4 9,4 20.163 40.138 252.485 c Tổng chi phí tính tốn (C) C1 = ađm*V + P = ađm*V + PB + PV C1 = 0,15 × 3.502.800 + 17.769.700 + 252.485 = 18.538.605 (Rúp) 6.2.2 Chi phí tính tốn phương án a Vốn đầu tư (V) Thiết bị MBA cuộn dây 220 kV MBA cuộn dây 110 kV MBA tự ngẫu Máy cắt 220kV Máy cắt 110kV Máy cắt 22kV Kiểu Sđm / Iđm (MVA/A) TДЦҐ 200 TДЦҐ 200 ATдHTH 160 ЯЗ220– 1.250 11–74 B1-123 2.500 BBҐ-20 11.200 Tổng cộng Số lượng KB Vốn đầu tư V (×103 Rúp) 253.000 1,3 222.000 1,5 150.000 1,3 328.900 999.000 390.000 VB (×103 Rúp) 64.000 576.000 11 14 16.500 30.500 1 181.500 427.000 2.902.400 b Chi phí vận hành hàng năm (P) P = PB + PV  Phí tổn tổn thất điện qua máy biến áp: PB = b×DAB = 400 × 34.221,55 = 13.688.620 (Rúp)  Chi phí bảo quản thiết bị khấu hao vốn đầu tư: Thiết bị Kiểu Sđm / Iđm Số (MVA/A) lượng VB (×103 Rúp) MBA cuộn dây 220 kV TДЦҐ 200 253.000 MBA cuộn dây 110 kV TДЦҐ 200 222.000 MBA tự ngẫu ATдHTH 160 150.000 Máy cắt 220kV ЯЗ220– 11–74 1.250 64.000 Máy cắt 110kV B1-123 2.500 11 16.500 GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm KB Vốn đầu tư V (×103 Rúp) 0,08 0,09 0,09 0,08 0,09 SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân 21.252 62.604 28.200 48.384 17.061 Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Máy cắt 22kV BBҐ-20 Trang 62/73 11.200 14 0,09 30.500 40.138 Tổng cộng 217.639 c Tổng chi phí tính tốn (C) C2 = ađm×V + P = ađm×V + PB + PV C2 = 0,15 × 2.902.400 + 13.688.620 + 217.639 = 14.321.619 (Rúp) 6.2.3 Chi phí tính tốn phương án a Vốn đầu tư (V) Thiết bị Kiểu Sđm / Iđm (MVA/A) Số lượng VB (×103 Rúp) MBA cuộn dây 220 kV TДЦҐ 200 253.000 MBA cuộn dây 110 kV TДЦҐ 200 222.000 MBA tự ngẫu ATдHTH 90 159.000 1.250 10 64.000 1.250 10 16.500 11.200 14 30.500 Máy cắt 220kV Máy cắt 110kV Máy cắt 22kV ЯЗ220– 11–74 ЯЗ11023 BBҐ-20 Vốn đầu tư V (×10 Rúp) KB 0,08 0,09 0,09 0,08 0,09 0,09 Tổng cộng 657.800 666.000 413.400 640.000 165.000 427.000 2.969.200 b Chi phí vận hành hàng năm (P) P = PB + PV  Phí tổn tổn thất điện qua máy biến áp: PB = b×DAB = 400 × 42.572,7 = 17.029.080 (Rúp)  Chi phí bảo quản thiết bị khấu hao vốn đầu tư: Thiết bị Kiểu Sđm / Iđm Số (MVA/A) lượng MBA cuộn dây 220 kV TДЦҐ 200 MBA cuộn dây 110 kV TДЦҐ 200 MBA tự ngẫu ATдHTH 90 Máy cắt 220kV ЯЗ220– 11–74 1.250 10 GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm VB (×103 Rúp) 253.00 222.00 159.00 64.000 KB 0,08 0,09 0,09 0,08 Vốn đầu tư V (×103 Rúp) 42.504 41.736 29.892 53.760 SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 63/73 Máy cắt 110kV ЯЗ11023 1.250 10 16.500 Máy cắt 22kV BBҐ-20 11.200 14 30.500 0,09 0,09 Tổng cộng 15.510 40.138 223.540 c Tổng chi phí tính tốn (C) C3 = ađm×V + P = ađm×V + PB + PV C3= 0,15 × 2.969.200 + 17.029.080 + 223.540 = 17.698.000 (Rúp) 6.2.4 So sánh chi phí tính tốn phương án Phương án 1: C1 = 18.538.605 (Rúp) Phương án 2: C2 = 14.321.619 (Rúp) Phương án 3: C3 = 17.698.000 (Rúp)  Ta nhận thấy phương án có tổng chi phí tính toán C thấp, nên ta chọn phương án phương án thiết kế nhà máy điện 6.3 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN  Ta chọn hệ thống sơ đồ góp sơ đồ phát triển tự nhiên sơ đồ góp khắc phục số nhược điểm sơ đồ hệ thống 01 góp: • 01 góp trở thành góp chính, góp lại làm góp phụ, hai góp có 01 máy cắt liên lạc (máy cắt nối) • Khi góp bị cố sửa chữa, toàn phụ tải chuyển sang làm việc với góp thứ 2, phải điện thời gian ngắn (thời gian thao tác chuyển tải) • Có thể vận hành riêng lẻ góp  Thơng thường vận hành song song hai góp, máy cắt liên lạc đóng vai trò máy cắt phân đoạn để làm tăng khả linh hoạt vận hành Ở trạm biến áp 220kV từ sơ đồ hệ thống 02 góp đặt thêm góp vòng Máy cắt vòng góp vòng có nhiệm vụ tương tự sơ đồ 01 góp có góp vòng Ở máy cắt vòng máy cắt liên lạc có nhiệm vụ  Ở trạm biến áp 110kV, 22kV để tăng độ tin cậy cung cấp điện ta chọn hệ thống hai góp 6.4 SƠ ĐỒ TỰ DÙNG TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Điện tự dùng nhà máy có cấp điện áp sau: • 6kV dùng cho động lớn PđmĐC ≥ 200 kW • 0,4kV dùng cho động nhỏ dùng cho chiếu sáng • 3kV dùng nhà máy có tổ máy cơng suất nhỏ • 6kV dùng cho nhà máy có tổ máy cơng suất lớn SđmF ≥ 50 MVA GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 64/73 6.4.1 Chọn công suất máy biến áp tự dùng Đồ án thiết kế nhà máy thủy điện có cơng suất tương đối lớn, 175 MW tổ máy nên lượng điện tự dùng lớn Std-tổng = 0,005 × Smax = 0,005 × 823,5 = 4,12 (MVA) 4,12 = 1,03 ( MVA ) => Std-1 tổmáy = Ta thấy công suất tự dùng tổ máy lớn, nên ta chọn điện áp tự dùng cấp điện áp 6kV Tra phụ lục 3, trang 228 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn MBA tự dùng có thơng số sau: Tổn thất Sđm UN iN Điện áp (kV) Kiểu Rúp (kW) (MVA) (%) (%) Cao Hạ ∆P0 ∆PN TM 1,6 0,4 5,5 1,3 3,3 16,5 4.150  Kiểm tra điều kiện MBA tự dùng: SđmB= 1,6 (MVA) > Std max = 1,32 (MVA)  Kiểm tra khả tự mở máy động điện theo biểu thức: (1,05 − U )η ×cos j ×S ×100 ∑ PđmDC = U × dK tb (x % +tb U dm%) d kdtb k N Trong đó: • Ud : điện áp góp tự dùng thời gian tự mở máy động cơ, trung bình lấy 70% • Kkdtb: tỉ số mở máy tổng động cơ, lấy 4,8 • cosϕtb: hệ số cơng suất trung bình, lấy 0,8 • ηtb: hiệu suất trung bình động cơ, ηtb = 0,9 • un%: điện áp ngắn mạch máy biến áp • xk%: điện kháng % kháng điện nối tiếp, xk% = ∑ PđmDC = (1,05 − 70 0 ) × 0,9 × 0,8 × 1,6 × 100 = 2,18 70 0 × 4,8 × ( + 5,5) => ∑ PđmDC = 2,18 ( MVA ) PđmB = S đmB × cos ϕ = 1,6 × 0,8 = 1,28 ( MVA ) ( MVA ) }⇒ PđmB < ∑ PđmDC => Điều có nghĩa khơng có khả tự mở máy tất động cơ, lúc điện áp góp nhỏ 0,7 Uđm  Cách giải quyết: • Tăng công suất MBA chọn: không đạt điều kiện • Cắt bớt số động không cần thiết, sau động tự mở máy xong, động lại đóng dần động cắt GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 65/73 6.4.2 Chọn cơng suất máy biến áp tự dùng dự phòng Chọn máy biến áp tự dùng dự phòng có cơng suất 1,5 lần máy biến áp tự dùng Tra phụ lục 3, trang 228 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn MBA tự dùng có thơng số sau: Sđm Điện áp (kV) UN iN Tổn thất (kW) Kiểu Rúp Cao Hạ ∆PN (MVA) (%) (%) ∆P0 TM 2,5 0,4 6,5 3,84 17 5.800 GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 66/73 Chương LỰA CHỌN THANH DẪN – THANH GĨP MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP – MÁY BIẾN DỊNG ĐIỆN 7.1 CHỌN THANH DẪN Thanh dẫn dùng để nối từ máy phát đến máy biến áp Dòng điện cưỡng cực đại tính theo cơng thức: Ι CB max = S MP × U đm = 206 × 15,75 = 7,55 (kA) = 7.550 ( A) Tra phụ lục 8.13, trang 304 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn dẫn đồng tiết diện hình máng có sơn Kích thước (mm) Tiết diện Dòng điện 2) cực (mm cho phép (A) h b c r 200 90 10 14 3.435 9.900 7.1.1 Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép Điều kiện: ICP×K1×K2×K3 ≥ ICBmax • Icp: dòng điện cho phép nhiệt độ cho phép 70 0C nhiệt độ môi trường xung quanh 250C • K1: Hệ số hiệu chỉnh theo mơi trường xung quanh (40OC) K1 = 0,82 • K2: Hệ số hiệu chỉnh song song (chỉ có 01 thanh) K2 = • K3: Hệ số hiệu chỉnh cách đặt dây dẫn (đặt thẳng đứng) K3 = ⇒ ICP = 9.900 × 0,82 × × = 8.118 (A) > ICBmax = 7.550 (A) ⇒ Thỏa điều kiện 7.1.2 Kiểm tra điều kiện ổn định lực điện động Điều kiện: σtt ≤ σcp  σcp= σCP CU = 1.400 (kg/cm2): ứng suất cho phép vật liệu dẫn  σtt: ứng suất tính tốn ngắn mạch xác định: GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 67/73 l 120 Ftt = 1,76 × 10− × × ixk2 = 1,76 × 10− × × (23,65.103 ) = 236,3 (kg ) a 50 o  a: khoảng cách pha (a = 50cm)  l : khoảng cách sứ đỡ dẫn (l = 120cm) F × l 236,3 × 120 Μ = tt = = 2.836 (kg.cm) 10 10 o o o W = 0,17 × h × b = 0,17 × 20 × 92 = 275,4 (kg cm) σ tt = M 2.836 = = 10,3 (kg / cm ) W 275,4 ⇒ σtt = 10,3 < σcp = 1.400 ⇒ Thỏa điều kiện 7.2 CHỌN THANH GĨP 7.2.1 Thanh góp điện áp 220kV  Dòng điện cưỡng cực đại tính theo cơng thức: Ι CB max = S cbcs × U đm = 378,1 × 220 = 0,992 ( KA) = 992 ( A) Tra phụ lục 8.10, trang 302 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn dẫn đồng tiết diện tròn đặc đường kính 28mm - Dòng điện cho phép: Icp = 1.325 (A)  Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép: iu kin: ICP ìK1ìK2ìK3 ICBmax Icp: dũng in cho phép nhiệt độ cho phép 70 0C nhiệt độ mơi trường xung quanh 250C • K1: Hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh (400C) K1 = 0,82 • K2: Hệ số hiệu chỉnh song song (chỉ có 01 thanh) K2 = • K3: Hệ số hiệu chỉnh cách đặt dẫn (nằm ngang) K3 = 0,95 ⇒ ICP = 1.325 × 0,82 × × 0,95 = 1.032 (A) > ICBmax = 992 (A) ⇒Thỏa điều kiện 7.2.2 Thanh góp điện áp 110kV  Dòng điện cưỡng cực đại tính theo công thức: Ι CB max = S max 110 275 = = 1,443 ( KA) = 1.440 ( A) × U đm × 110 Tra phụ lục 8.10, trang 302 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn dẫn đồng tiết diện tròn đặc đường kính 38mm - Dòng điện cho phép: Icp = 1.960 (A)  Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép: Điều kin: ICPìK1ìK2ìK3 ICBmax Icp: dũng in cho phộp nhiệt độ cho phép 70 0C nhiệt độ môi trường xung quanh 250C GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 68/73 • K1: Hệ số hiệu chỉnh theo mơi trường xung quanh (400C) K1 = 0,82 • K2: Hệ số hiệu chỉnh song song (chỉ có 01 thanh) K2 = • K3: Hệ số hiệu chỉnh cách đặt dẫn (nằm ngang) K3 = 0,95 ⇒ ICP = 1.960 × 0,82 × × 0,95 = 1.527 (A) > I CBmax = 1.440 (A) ⇒Thỏa điều kiện 7.2.3 Thanh góp điện áp 22kV  Dòng điện cưỡng cực đại tính theo cơng thức: Ι CB max = S max 22 211,8 = = 5,558 ( KA) = 5.558 ( A) × U đm × 22 Tra phụ lục 8.13, trang 304 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn dẫn đồng tiết diện hình máng có sơn Kích thước (mm) Tiết diện Dòng điện 2) cực (mm cho phép (A) h b c r 175 80 12 2.440 8.550 a Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép Điều kiện: ICP×K1×K2×K3 ≥ ICBmax • Icp: dòng điện cho phép nhiệt độ cho phép 70 0C nhiệt độ môi trường xung quanh 250C • K1: Hệ số hiệu chỉnh theo mơi trường xung quanh (40OC) K1 = 0,82 • K2: Hệ số hiệu chỉnh song song (chỉ có 01 thanh) K2 = • K3: Hệ số hiệu chỉnh cách đặt dây dẫn (nằm ngang) K3 = 0,95 ⇒ ICP = 8.550 × 0,82 ×1 × 0,95 = 6.661 (A) > ICBmax = 5.558 (A) ⇒Thỏa điều kiện b Kiểm tra điều kiện ổn định lực điện động Điều kiện: σtt ≤ σcp  σcp= σCP CU = 1.400 (kg/cm2): ứng suất cho phép vật liệu dẫn  σtt: ứng suất tính tốn ngắn mạch xác định: GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 69/73 l 120 Ftt = 1,76 × 10− × × ixk2 = 1,76 × 10− × × (34,75.103 ) = 212,5 (kg ) a 50 o  a: khoảng cách pha (a = 50cm)  l : khoảng cách sứ đỡ dẫn (l = 120cm) F × l 212,5 × 120 Μ = tt = = 2.550 ( kg cm) 10 10 o o o ⇒ W = 0,17 × h × b = 0,17 × 17,5 × = 190,4 (cm ) σ tt = M 2.550 = = 13,4 (kg / cm ) W 190,4 σtt = 13,4 < σcp = 1.400 ⇒ Thỏa điều kiện 7.3 CHỌN DÂY DẪN 7.3.1 Dây dẫn từ MBA tự ngẫu đến góp 220kV  Dòng điện cưỡng cực đại tính theo công thức: Ι CB max = S CTN max × U đm = 298,4 × 220 = 0,783 ( KA) = 783 ( A) Tra phụ lục 8.12, trang 303 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn dây AC 600/72 - Dòng điện cho phép Icp = 1.050 (A)  Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép: iu kin: ICPìK1ìK2ìK3 ICBmax Icp: Dũng in cho phép nhiệt độ cho phép 700C nhiệt độ mơi trường xung quanh 250C • K1: Hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh (40OC) K1 = 0,82 • K2: Hệ số hiệu chỉnh song song (chỉ có 01 dây) K2 = • K3: Hệ số hiệu chỉnh cách đặt dây dẫn (nằm ngang) K3 = 0,95 ⇒ ICP = 1.050 × 0,82 × × 0,95 = 818 (A) > ICBmax = 783 (A) ⇒ Thỏa điều kiện 7.3.2 Dây dẫn từ MBA tự ngẫu đến góp 110kV  Dòng điện cưỡng cực đại tính theo cơng thức: Ι CB max = STTN max 425,5 = = 2,233 ( KA) = 2.233 ( A) × U đm × 110 Tra phụ lục 8.10, trang 302 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn dẫn đồng ống tiết diện tròn đường kính trong/ngồi 93/100mm2 - Dòng điện cho phép: Icp = 3.060 (A)  Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phộp: iu kin: ICPìK1ìK2ìK3 ICBmax Icp: Dũng điện cho phép nhiệt độ cho phép 700C nhiệt độ mơi trường xung quanh 250C • K1: Hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh (400C) K1 = 0,82 GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án mơn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 70/73 • K2: Hệ số hiệu chỉnh song song (chỉ có 01 thanh) K2 = • K3: Hệ số hiệu chỉnh cách đặt dẫn (nằm ngang) K3 = 0,95 ⇒ ICP = 3.060 × 0,82 × × 0,95 = 2.384 (A) > ICBmax = 2.233 (A) ⇒Thỏa điều kiện 7.3.3 Dây dẫn từ MBA cuộn dây đến góp 220kV  Dòng điện cưỡng cực đại tính theo cơng thức: Ι CB max = SΜΡ 206 = = 0,541 ( KA) = 541 ( A) × U đm × 220 Tra phụ lục 8.12, trang 303 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn dây AC 400/22 - Dòng điện cho phép Icp = 835 (A)  Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép: iu kin: ICPìK1ìK2ìK3 ICBmax Icp: Dũng in cho phép nhiệt độ cho phép 700C nhiệt độ mơi trường xung quanh 250C • K1: Hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh (40OC) K1 = 0,82 • K2: Hệ số hiệu chỉnh song song (chỉ có 01 dây) K2 = • K3: Hệ số hiệu chỉnh cách đặt dây dẫn (nằm ngang) K3 = 0,95 ⇒ ICP = 835 × 0,82 × × 0,95 = 651 (A) > ICBmax = 541 (A) ⇒ Thỏa điều kiện 7.3.4 Dây dẫn từ MBA cuộn dây đến góp 110kV  Dòng điện cưỡng cực đại tính theo cơng thức: Ι CB max = S MP × U đm = 206 × 110 = 1,081 ( KA) = 1.081 ( A) Tra phụ lục 8.10, trang 302 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn dẫn đồng tiết diện tròn đặc đường kính 30mm - Dòng điện cho phép: Icp = 1.450 (A)  Kiểm tra điều kiện dòng in cho phộp: iu kin: ICPìK1ìK2ìK3 ICBmax 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 (400C) K1 = 0,82 • K2: Hệ số hiệu chỉnh song song (chỉ có 01 thanh) K2 = • K3: Hệ số hiệu chỉnh cách đặt dẫn (nằm ngang) K3 = 0,95 ⇒ ICP = 1.450 × 0,82 × × 0,95 = 1.130 (A) > ICBmax = 1.081 (A) ⇒Thỏa điều kiện 7.3.5 Dây dẫn từ cuộn hạ MBA tự ngẫu đến góp 22kV  Dòng điện cưỡng cực đại tính theo cơng thức: Ι CB max = S max 22 211,8 = = 5,558 ( KA) = 5.558 ( A) × U đm × 22 GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 71/73 Tra phụ lục 8.13, trang 304 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn dẫn đồng tiết diện hình máng có sơn Kích thước (mm) Tiết diện Dòng điện 2) cực (mm cho phép (A) h b c r 175 80 12 2.440 8.550 a Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép Điều kiện: ICP×K1×K2×K3 ≥ ICBmax • Icp: Dòng điện cho phép nhiệt độ cho phép 700C nhiệt độ môi trường xung quanh 250C • K1: Hệ số hiệu chỉnh theo mơi trường xung quanh (400C) K1 = 0,82 • K2: Hệ số hiệu chỉnh song song (chỉ có 01 thanh) K2 = • K3: Hệ số hiệu chỉnh cách đặt dây dẫn (nằm ngang) K3 = 0,95 ⇒ ICP = 8.550 × 0,82 ×1 × 0,95 = 6.661 (A) > ICBmax = 5.558 (A) ⇒Thỏa điều kiện b Kiểm tra điều kiện ổn định lực điện động Điều kiện: σtt ≤ σcp  σcp= σCP CU = 1.400 (kg/cm2): ứng suất cho phép vật liệu dẫn  σtt: ứng suất tính tốn ngắn mạch xác định: l 120 Ftt = 1,76 × 10− × × ixk2 = 1,76 × 10− × × (34,75.103 ) = 212,5 (kg ) a 50 o  a: khoảng cách pha (a = 50cm)  l : khoảng cách sứ đỡ dẫn (l = 120cm) F × l 212,5 × 120 Μ = tt = = 2.550 ( kg cm) 10 10 o o o W = 0,17 × h × b = 0,17 × 17,5 × = 190,4 (cm ) σ tt = M 2.550 = = 13,4 (kg / cm ) W 190,4 GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV ⇒ Trang 72/73 σtt = 13,4 < σcp = 1.400 ⇒ Thỏa điều kiện 7.4 CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (BU)  Máy biến điện áp chọn theo yêu cầu sau: • Cấp xác: Theo dụng cụ có yêu cầu cao • Về điện áp: UđmBU = UHT Trong đó: UđmBU: Điện áp định mức máy biến điện áp UHT : Điện áp định mức nơi đặt biến điện áp • Về cơng suất: Tổng phụ tải nối vào BU nhỏ công suất định mức (SđmBU) ∑ S ≤ S đmBU (Trong đó: ∑ S tổng phụ tải BU (VA) gồm tổng công suất tác dụng P công suất phản kháng Q) ΣS2 = (ΣPdcd ) + (ΣQdcd ) Trong đó: ΣS2 : Tổng phụ tải biến điện áp (VA) ΣPdcd : Tổng công suất tác dụng dụng cụ đo ΣQdcd : Tổng công suất phản kháng dụng cụ đo  Stt BẢNG PHỤ TẢI CÁC DỤNG CỤ ĐO CỦA BU (Phụ lục 12) Dụng cụ đo Kiểu Công suất tiêu thụ (VA) Volt metter Э377 Volt metter tự ghi H344 10 Watt metter Д305 1,5 Watt metter tự ghi H348 10 Watt metter phản kháng Д335 1,5 Cosφ metter Д375 Tần số kế Д362 0,7 Công tơ tác dụng И680 Công tơ phản kháng И676 35,7 ∑ S2 Tra phụ lục 6.1 6.2, trang 286-288 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn máy biến điện áp sau: Thông số máy biến điện áp 22 kV 110 kV 220 kV Kiểu Uđm (kV) Uđm sơ cấp (V) Uđm thứ cấp (V) Cấp xác C.suất ứng với cấp xác Đơn giá (Rúp) 3HOM-24-69Y1 24 HKФ-110 110 HKФ-220 220 24.000 / 110.000 / 220.000 / 100 / 100 / 100 / 0,5 75 250 0,5 400 850 0,5 400 1.850 GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân Đồ án môn học: Thiết kế mạng điện 110kV Trang 73/73  Lựa chọn dây dẫn từ BU đến dụng cụ đo theo hai yêu cầu: • Tổn thất điện áp dây dẫn không lớn 0,5% điện áp định mức thứ cấp • Thỏa điều kiện độ bền như: FCu ≥ 1,5mm2 FAl ≥ 2,5mm2 ρ l ≤ 0,5%U đm thucap F ∑ S2 ρ.l ρ.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, l khoảng cách từ BU đến đồng hồ đo 50 mét Điện trở suất vật liệu dây dẫn đồng: ρCu = 0, 0188Ω.mm / m F≥ 35,7 0,0188 × 50 × = 0,224 (mm ) 100 0,5 × => Tra phụ lục 8.7, trang 299 sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn, ta chọn dây dẫn cho tất dụng cụ đo nối tới BU dây dẫn đồng có tiết diện mm2 7.5 CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (BI)  Máy biến dòng điện chọn theo điều kiện sau: • Điện áp: UđmBI < UHT • Dòng điện: IđmBI < Icbmax • Phụ tải: Z2đmBI < Z2 • Cấp xác: Phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo Stt BẢNG PHỤ TẢI CÁC DỤNG CỤ ĐO CỦA BI (Phụ lục 12) Dụng cụ đo Kiểu Công suất tiêu thụ (VA) Ampe metter Э377 0,1 Ampe metter tự ghi H344 10 Watt metter Д305 0,5 Watt metter tự ghi H348 10 Watt metter phản kháng Д335 0,5 Công tơ tác dụng И680 2,5 Công tơ phản kháng И676 2,5 ∑S2 GVHD: ThS Trịnh Nguyễn Viết Tâm 26,1 SVTH1: Nguyễn Tuấn Đạt SVTH2: Nguyễn Kim Ngân ... - 12 12 - 15 15 - 18 18 - 21 21 - 24 Công suất giờ giờ giờ giờ 28 8,4 28 8,4 28 8,4 28 8,4 329 ,6 329 ,6 329 ,6 329 ,6 2Smf 6,8 6,8 6,8 6,8 7 ,2 7 ,2 7 ,2 7 ,2 Std 28 1,6 28 1,6 28 1,6 28 1,6 322 ,4 322 ,4 322 ,4... 6,8 7 ,2 7 ,2 7 ,2 7 ,2 Std 28 1,6 28 1,6 28 1,6 28 1,6 322 ,4 322 ,4 322 ,4 322 ,4 Si = 2Smf - Std Si Ti 23 7.895,7 23 7.895,7 23 7.895,7 23 7.895,7 311. 825 ,3 311. 825 ,3 311. 825 ,3 311. 825 ,3 ∑ S T i i 2. 198.883,8... 1 92, 5 24 7,5 24 7,5 27 5 27 5 1 92, 5 127 , SH = S 22 127 ,1 169,4 21 1,8 148 ,2 190,6 190,6 425 , ST 425 ,5 370,5 370,5 343,0 343,0 425 ,5 29 8, SC 29 8,4 20 1,1 158,7 194,8 1 52, 4 23 4,9 21 - 24 618 1 92, 5 127 ,1