Đồ án Hệ thống điện Trịnh ngọc nghĩa

Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL Lời nói đầu Nhu cầu l-ợng nói chung, nhu cầu l-ợng điện nói riêng ngày gia tăng cách mạnh mẽ tất n-ớc giới Việc sử dụng nguồn l-ợng có, qui hoạch phát triển nguồn l-ợng mới, có l-ợng điện cách hợp lý, đảm bảo nhu cầu an ninh l-ợng mà vấn đề mang nhiều ý nghĩa kinh tế, trị xã hội, xuất phát từ thực tế sau học xong ch-ơng trình ngành hệ thống điện Em đ-ợc giao nhiệm vụ thiÕt kÕ gåm néi dung sau: PhÇn I: ThiÕt kÕ phần điện nhà máy nhiệt điện ng-ng hơi, gồm tổ máy, công suất tổ 110MW cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát, phụ tải trung áp 110kV, phụ tải cao áp 220kV phát vào hệ thống 220kV Phần II: Tính toán ổn định cho nhà máy Em xin đ-ợc trân thành cảm ơn: Các thầy giáo, cô giáo môn Hệ thống điện - Khoa H thng điện - Tr-ờng Đại học in lc , trang bị kiến thức cho em trình học Đặc biệt cảm ơn thầy giáo: Th.S Phạm Ngc Hựng Đã nhiệt tình h-ớng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thiết kế đồ án Tuy nhiên thời gian khả có hạn, tập đồ án không tránh khỏi thiếu sót Kính mong Thầy, Cô giáo hội đồng dẫn giúp đỡ Em xin trân trọng cảm ơn ! Sinh viên Trnh Ngc Ngha Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL tr-ờng đại học IN LC khoa điện-bộ môn hệ thống điện Nhiệm vụ Thiết kế tốt nghiệp PHầN I THIếT Kế phần ĐIệN TRONG NHà MáY ĐIệN Nhà máy điện kiểu : NĐNH gồm tổ máy 110 MW Nhà máy có nhiệm cụ cấp điện cho phụ tải sau : Phụ tải cấp điện ¸p m¸y ph¸t :Pmax =18 MW ; cos  =0,83 Gồm 2kép 3MW 3KM đơn 1,5MW 3KM Biến thiên phụ tải ghi bảng Tại địa ph-ơng dùng máy cắt hợp với Icắt=21 KA tcắt=0,7sec cáp nhôm , vỏ PVC với tiết diện nhỏ 70 mm2 Phụ tải cấp điện áp trung110 KV : Pmax=160 MW ; cos =0,84 Gồm kép 80MW và2 đơn 50MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Phụ tải cấp điên áp cao 220 KV: Pmax=100MW ; cos  =0,84 Gåm kÐp  100MW BiÕn thiên phụ tải ghi bảng: Nhà máy nối với hệ thống 220KV đ-ờng dây kép dài 120 Km Công suất hệ thống ( không kể nhà máy thiết kế) : 6000 MVA; Công suất dự phòng hệ thống 200MVA; Công suất ngắn mạch tính đến gãp phÝa hÖ thèng SN=3000 MVA Tù dïng :  = 7%; cos  =0,82 C«ng suÊt phát toàn nhà máy ghi bảng: Bảng biến thiên công suất Giờ 05 58 811 1114 1417 1720 2022 2224 S UF 90 90 90 100 100 100 100 90 S UT 90 80 80 90 90 100 90 90 S UC 90 90 80 95 95 95 95 90 S UTNM 90 80 80 80 100 100 100 90 Phần ii tính toán ổn định cho nhà máy Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL Mục lục Phần I thiết kế phần điện nhà máy điện Ch-ơng Tính toán phụ tải , chọn sơ đồ nối dây 1-1 Chọn máy phát điện 1-2 Tính toán phụ tải cân công suất 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.2 Đồ thị phụ tải cấp 110kV 1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát 1.2.4 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy 1.2.5 Đồ thị phụ tải cấp 220kV 1.2.6 Công suất phát vào hệ thống 1-3 Chọn ph-ơng án nối dây 1.3.1 Ph-ơng án I 1.3.2 Ph-ơng án II 1.3.3 Ph-ơng án III Ch-ơng Tính toán chọn máy biến áp A Ph-ơng án I 2-1.a Chọn máy biến áp 2.1.1.a Phân bố công suất cho máy biến áp 2.1.2.a Kiểm tra tải sù cè c¸c m¸y biÕn ¸p 2-2.a TÝnh to¸n tỉn thất điện máy biến áp *B Ph-ơng án II 2-1.b Chọn máy biến áp 2.1.1.b Phân bố công st cho c¸c m¸y biÕn ¸p 2.1.2.b KiĨm tra qu¸ tải cố máy biến áp 2-2.b Tính toán tổn thất điện máy biến áp 2-3.b Tính toán dòng c-ỡng Ch-ơng Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn ph-ơngán tối -u 3-1 Chọn máy cắt cho mạch 3-2 Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang Tr-ờng ĐHL Đồ án tốt nghiệp 3.2.1 Sơ đồ thiết bị phân phối ph-ơng án I 3.2.2 Sơ đồ thiết bị phân phối ph-ơng án II 3-3 Tính toán kinh tế -kỹ thuật 3.3.1 Các tiêu kinh tế ph-ơng án I 3.3.2 Các tiêu kinh tế ph-ơng án II 3-4 So sánh tiêu kinh tế -kỹ thuật chọn ph-ơng án tối -.u Ch-ơng Tính toán ngắn mạch 4-1 Chọn điểm ngắn mạch 4-2 Lập sơ đồ thay 4-3 Tính toán dòng ngắn mạch theo điểm 4.3.1 Điểm ngắn mạch N1 4.3.2 Điểm ngắn mạch N2 4.3.3 Điểm ngắn mạch N3 4.3.4 Điểm ngắn mạch N3 4.3.5 Điểm ngắn mạch N4 Ch-ơng Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn ph-ơngán tối -u 5-1 Tính toán dòng c-ỡng 5-2 Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối 5-3 Tính toán kinh tế -kỹ thuật Ch-ơng Chọn khí cụ điện dây dẫn 6-1 Chọn cứng đầu cực máy phát 6-2 Chọn góp mềm phía điện áp cao điện áp trung 6-3 Chọn máy cắt điện 6-4 Chọn dao cách ly 6-5 Chọn cáp kháng đ-ờng dây cho phụ tải cấp điện áp máy phát 6-6 Chọn chống sét van cho cấp điện áp 6-7 Chọn máy biến dòng điện máy biến điện áp đo l-ờng cho cấp 6-8 Sơ đồ nối dây thiết bị đo Ch-ơng Chọn sơ đồ thiết bị tự dùng 7-1 Sơ đồ tự dùng 7-2 Chọn thiết bị điện khí cụ điện cho tù dïng 7.2.1 Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng 7.2.2 Chọn máy cắt điện cấp 6,3kV 7.2.3 Tính toán ngắn mạch chọn Aptomat Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL Phần ii TNH TON N NH Phần I Phần điện nhà máy nhiệt điện Ch-ơng I Tính toán phụ tải - chọn sơ đồ nối dây 1.1 Chọn máy phát điện Trong nhà máy điện, máy phát biến đổi thành điện Ngoài với khả điều chỉnh đ-ợc công suất Máy phát điện giữ vai trò quan trọng việc đảm bảo chất l-ợng điện Dùa vµo nhiƯm vơ thiÕt kÕ vµ sè liƯu ban đầu nhà máy nhiệt điện ng-ng gồm tổ máy, tổ máy có công suất định mức : P = 110 MW, ta cã thĨ chän m¸y phát điện có ký hiệu là: TB - 120 -2T3 Các thông số kỹ máy phát đ-ợc cho b¶ng 1-1 sau: B¶ng 1- S (MVA) 129,412 P (MW) 110 n (V/p) 3000 U (kV) 10,5 Co 0,85 IdmStato (A) 7760 IdmRoto (A) 1830 Xd’’ Xd ' Xd 0,190 0,278 1,91 1.2 Tính toán phụ tải cân công suất Để đảm bảo chất l-ợng điện thời điểm công suất nhà máy điện phát phải hoàn toàn cân với công suất tiêu thụ (kể tổn thất công suất mạng điện) Nh- việc tính toán phụ tải cân công suất hệ thống điện vô quan trọng Trong thực tế mức độ tiêu thụ điện phụ tải lại thay đổi theo thời gian Do việc nắm vững quy luật tức là: tìm đ-ợc dạng đồ thị phụ tải điều quan trọng với ng-ời thiết kế ng-ời vận hành, nhờ có đồ thị phụ tải mà lựa chọn đ-ợc ph-ơng án, sơ đồ nối điện phù hợp để đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài đồ thị phụ tải cho phép chọn Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL dung l-ợng máy biến áp, phân bố đ-ợc công suất tối -u nhà máy điện tổ máy nhà máy điện Để chọn dung l-ợng tính toán tổn thất máy biến áp, cần thiết lập sơ đồ phụ tải ngày nhà máy Máy biến áp đ-ợc chọn theo công suất biểu kiến mặt khác hệ số Cos cấp điện áp khác không nhiều nên cân công suất tính toán công suất cấp điện áp nhà máy thiết kế Công thức chung để tính to¸n thiÕt kÕ nh- sau: S= P% Pmax 100.Cos (1-1) Trong đó: S : Công suất biểu kiến phụ tải cấp điện áp Pmax: Công suất tác dụng cực đại P % : Công suất tính theo % công suất cực đại Cos : Hệ số công suất phụ tải SC HT ST Máy biến áp F ~ SUF STD Sơ đồ chung nhà máy điện Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL 1.2.1.Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Phụ tải nhà máy theo thời gian đ-ợc xác định theo c«ng thøc (1-1) Víi : PNMmax = 440 (MW) Cos = 0,85 => SNMmax = 440 Pmax = =517,647 (MVA) 0,85 Cos Kết tính toán ghi bảng 1-2: B¶ng 1-2 Thêi gian t(h) 05 514 1422 2224 STNM% 90 80 100 90 STNM(t)(MVA) 465,882 414,118 517,647 465,882 Ta có đồ thị phụ tải sau: S(MVA) 517,647 465,882 414,118 465,882 14 22 24 t(h) H×nh 1-1: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.2 Đồ thị phụ tải trung áp 110 kV Đồ thị phụ tải trung áp 110kV đ-ợc xác định t-ơng tự nh- trªn Víi : PTmax = 150 (MW) Cos = 0,84 Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng §HĐL => S T = max Pmax 150 = 178,571 (MVA) Cos 0,84 Kết tính toán đ-ợc ghi ë b¶ng 1-3 B¶ng 1-3 Thêi gian t(h) 05 511 1117 1720 2024 ST% 90 80 90 100 90 ST(t)(MVA) 160,714 142,857 160,714 178,571 160,714 Ta có đồ thị phụ t¶i sau: S(MVA) 178,571 160,714 142,857 160,714 11 160,714 17 20 24 t(h) Hình 1-2: Đồ thị phụ tải ngày đêm bên trung áp 1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát Với :U UFđm = 10,5 kV Pmax = 20 (MW) Cos = 0,83 Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng §HĐL => S UF = 24,096 (MVA) max KÕt qu¶ tính toán đ-ợc ghi bảng 1-4: Bảng 1-4 Thời gian t(h) 011 1122 2224 SUF% 90 100 90 SUF(t)(MVA) 21,686 24,096 21,686 Ta có đồ thị phụ tải sau: S(MVA) 24,096 21,686 21,686 11 22 24 t(h) 1.2.4 Đồ thị phụ tải tự dùng Đồ thị phụ tải tự dùng đ-ợc xác định theo công thức sau: S (t) TD (t ) p NM S NM  = (0,4  0,6 ) (1-2) S NM 100 CosTD Trong đó: STD(t): phụ tải tự dùng thời điểm t PNM = 440 MW công suất tác dụng nhà máy SNM(t): Công suất nhà máy phát thời điểm t SNM: Công suất đạt toàn nhà máy SNM = 517,647MVA : Số phần trăm l-ợng điện tù dïng ( = 7%) CosTD =0,82 KÕt qu¶ tÝnh toán đ-ợc ghi bảng 1-5 : Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL Bảng 1-5 Thêi gian t(h) 05 514 1422 2224 SNM(t)(MVA) 465,882 414,118 517,647 465,882 STD(t)(MVA) 35,307 33,054 37,561 35,307 Ta cã ®å thị phụ tải nh- sau: S(MVA) 37,561 35,307 33,054 35,507 14 22 24 t(h) Hình 1- Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy 1.2.5 Đồ thị phụ tải cao áp 220 kV Với : PCmax =100 MW Cos = 0,84 => SCmax = Pmax 100 119,047 (MVA) Cos 0,84 Kết tính toán đ-ợc ghi bảng 1-6: Bảng 1-6 Thời gian t(h) 08 811 1122 2224 S C% 90 80 95 90 SC(t)(MVA) 107,142 95,238 113,095 107,142 Trịnh Ngọc Nghĩa-Đ5H2 Trang 10 Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL Ta đ-ợc sơ đồ: Z36 U=1 Z35 Zb E’ Z34 Z37 BiÕn ®ỉi: Z b Z 35  j14,813.(0,949  j.0,224)   0,949  j0,224 Z b  Z 35  j14,813  0,949  j.0,224 Z Z (2,2004  j1,529).(0,915  j.0,995)  34 37   1,047  j0,595 Z 34  Z 37 2,2004  j1,529  0,915  j.0,995 Z 38  Z b // Z 35  Z 39  Z 34 // Z 37 Cuèi cïng ta ®-ỵc: U=1 Z36 I01 I0 E’ I1 Z39 Z38 Tính suất điện động lập đ-ờng đặc tính công suất Ph-ơng trình đặc tính công suất nhà máy đ-ợc tính theo công thức PT E '2 sin  Z I 11 11  E '.U sin 12 Z12I 2.3.1 Xác định sức điện ®éng E ‘ Tõ s¬ ®å rót gän ta cã: I  S HT U HT Mµ: S HT  PHT  jQHT PHT  S HT 159,248 sos HT  0,9  1,433 S cb 100 QHT  PHT tg HT  1,433.0,6197  0,888 VËy I o  I1  PHT  jQHT 1,433  j 0,888   1,433  j 0,888 U Ht U HT   0,998  j 0,236 Z38 0,949  j 0,224 I o1  I o  I1  1,433  j 0,888  0,998  j 0,236  2,462  j1,129 E ' U HT I 01.Z36   2,462  j1,1290,016  j.0,197  = 1,262+ j 0,467 = 1,346  20,30o Trịnh Ngọc Nghĩa-Đ5H2 Trang 94 Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL 1.3.2 Xác định tổng trở riêng, tổng trở t-ơng hỗ hệ thống nhà máy - Tổng trở riêng: Z 36 Z 38 0,016  j 0,197 1,047  j 0,595  Z 36  Z 38 0,016  j 0,197   1,047  j 0,595 Z11I   0,015  j 0,194 Z11I  0,015  j 0,194  0,1302  83,61o => 11  90o  83,61o  6,39o - Tổng trở t-ơng hỗ hệ thống nhà máy ( UHT E') Z12I Z 36  0,0015  j.0,146  0,146  89,41o => 12 900 89,41o 0,590 1.3.3 Ph-ơng trình đặc tÝnh c«ng suÊt PI  PI  E '2 sin  11 I 11 Z  E '.U sin   12  Z12I    1,3462 1,346.1 sin 6,39o  sin   0,59o 0,130 0,146   1,547  9,198.sin   0,59o   PImax  1,547  9,198  10,745 khi:   90,59o     P   20,30o  1,547  9,198.sin 20,30o 0,98o 4,590 Vậy ta có đặc tính ổn định tĩnh nh- sau: _ _ _ _ _ _ _ 4,590 _ _ 1,547 _ _ 10,745 20,30o 90,59o 30o Trịnh Ngọc Nghĩa-Đ5H2 60o 90o 120o o 150o 180o Trang 95 Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL Xác định hệ số dự trữ Độ dự trữ ổn định PImax Po 10,745 4,590 Kdt  100  100  134,100% Po 4,590 Nh- với độ dự trữ nhà máy đảm bảo ổn định tĩnh Ch-ơng II Tính toán ổn định động 2.1 Lập đặc tính công suất cho chế độ 2.1.1 Tr-ớc xảy ngắn mạch Trong phần tính toán ổn định tĩnh ta có đặc tính công suất tr-ớc xảy ngắn mạch PI 1,547  9,198.sin   0,590  PImax  10,745 Công suất trục máy ứng với o = 20,300 Po = 4,590 2.1.2 Trong xảy ngắn mạch (N3) 2.1.2.a.Sơ đồ thay NM N(3) HT Z Sơ đồ tính toán xác định đặc tính công suất nhà máy ngắn mạch pha nhhình với Z tổng trở ngắn mạch pha đối xứng tổng trở ngắn mạch Z = Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang 96 Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng §HĐL E’ Z28 Z26 Z27 Z15 N(3) 2.1.2.b BiÕn ®ỉi sơ đồ Z15 = j 0,029 Z26 = 0,704 + j 0,455 Z27 = -0,0006 + j 0,093 Z28 = 6,983 + j 5,044 BiÕn ®ỉi (Z 26 ; Z 27 ; Z 28 ) thµnh Y(Z29; Z30; Z31) Z 29  Z 26.Z 27 (0,704  j 0,455).(0,0006  j 0,093)  Z 26  Z 27  Z 28 0,704  j 0,455  0,0006  j 0,093  6,983  j5,044  0,0004  j 0,0082 Z30  Z 27.Z 28 (0,0006  j 0,093).(6,983  j5,044)  Z 26  Z 27  Z 28 0,704  j 0,455  0,0006  j 0,093  6,983  j5,044  0,639  j 0,4104 Z31  Z 26.Z 28 (0,704  j 0,455).(6,983  j5,044)  Z 26  Z 27  Z 28 0,704  j 0,455  0,0006  j 0,093  6,983  j5,044 0,0003 j 0,084 Ta đ-ợc sơ đồ sau: Z15 Z29 Z31 E’ Z30 Trịnh Ngọc Nghĩa-Đ5H2 Trang 97 Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL Biến đổi tiếp: Z 32  Z 29  Z15  0,0004  j 0,0082 j 0,029 0,0004 j0,0372 Ta đ-ợc sơ đồ : Z31 Z32 E Z30 Ztd Z31  Z30 // Z32  Z31   0,0003  j 0,084  Z30.Z32  0,004  j 0,2175 Z30  Z32 (0,639  j 0,4104).(0,0004  j0,0372) 0,639  j 0,4104  0,0004  j0,0372  0,002  j 0,123 2.1.2.c Ph-ơng trình đặc tính Tổng trở riêng: II Z 11  Z td  0,002  j 0,123  0,1235  89,07o => 11II  90 89,07 o 0,93o Ph-ơng trình đặc tính công st tr-êng hỵp sù cè: PII  E' .sin  Z11II II 11    1,346 sin 0,93o  0,238 0,124 2.1.3 Sau x¶y ngắn mạch (N 3) 2.1.3.a Sơ đồ thay Sau xảy ngắn mạch đ-ờng dây nối nhà máy với hệ thống bộ.Vì tổng trở tăng lên gấp đôi Sơ đồ tính toán chặt chẽ sau xảy ngắn mạch nhhình vẽ d-ới với thông số tính toán sau: 2.1.3.b Biến đổi sơ đồ: Sau xảy ngắn mạch đ-ờng dây nối nhà máy với hệ thống Vì tổng trở đ-ờng dây tăng lên gấp đôi U=1 Zb Trịnh Ngọc Nghĩa-Đ5H2 Z’12 Z30 Z33 E’ Z34 Trang 98 Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL Trong : Z12'  Z D  0,0295  j 0,098 Zb   j14,813 Z 30  0,003  j 0,121 Z34  2,2004  j1,529 Z 33  0,328 j0,194 ' ' ' Biến đổi Y(Z12,Z33,Z30) thành (Z 35 ; Z 36 ; Z 37 ) ' Z 35  Z12'  Z 33  Z12 Z 33 Z 30  0,0295  j 0,098  0,328  j0,194  (0,0295  j 0,098).(0,328  j0,194)  0,003  j 0,121  1,029  j0,471 ' Z 36  Z12'  Z 30  Z12' Z 30 Z 33  0,0295  j 0,098  0,003  j 0,121  (0,0295  j 0,098).(0,003  j 0,121) 0,328  j0,194  0,004  j 0,218 ' Z 37  Z 33  Z 30  Z 33 Z 30 Z12'  0,328  j0,194  0,003  j 0,121  (0,003  j 0,121).(0,328  j0,194) 0,0295  j 0,098 0,982 j0,909 Ta đ-ợc sơ đồ sau: Z36’ U=1 Zb Z’35 E’ Z’37 Z34 ' ' Biến đổi: Z b // Z 35 Z 34 // Z 37 ta đ-ợc: ' ' Z 38 Z b // Z 35  ' ' Z 39  Z 34 // Z 37  Trịnh Ngọc Nghĩa-Đ5H2 ' Z b Z 35  j14,813.(1,029  j0,471)   1,048  j 0,466 ' Zb  Z 35  j14,813  1,029  j0,471 Z 34 Z 3' (2,2004  j1,529).(0,008  j0,201)   0,454  j 0,402 ' 2,2004  j1,529  0,008  j0,201 Z 34 Z 37 Trang 99 Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL Cuối ta đ-ợc sơ đồ: I01 Z36 U=1 E I0 I1 Z39 Z38 2.1.3.c Ph-ơng trình đặc tính công suất - Tổng trở riêng ' ' Z11III  Z 36 // Z 39  ' ' Z 36 Z 39 0,008  j 0,2010,454  j 0,402  ' ' Z 36  Z 39 0,008  j0,201  0,454  j 0,402  0,0335  j 0,173  0,176  79,05o => 12  90 79,05 10,950 -Tổng trở t-ơng hỗ ' Z12III  Z36  0,004  j 0,218  0,218  88,950 => 12  90  88,950  1,05 * Vậy ph-ơng trình đặc tính công suất sau cắt ngắn mạch PIII E '2 sin Z III 11 11  E '.U sin   12  Z12III    1,346 1,346.1 PIII  sin 10,950  sin   1,050 0,176 0,218  PIII  1,951  6,187.sin   1,050  2.2 Xác định góc cắt giới hạn 2.2.1 Xác định miền cắt giới hạn Do hạn chế vận hành sau cố, công suất cân trục máy phát là: P0 = PIII 4,590 1,951  6,187 sin   1,050     sin   1,05  0,374     n  21,94  1,050  22,99 0   m  180  22,99 157,010 Vậy miền cắt giới hạn n m Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang 100 Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL 2.2.2 Tính góc cắt giới hạn Từ ph-ơng trình đặc tính công suất chế độ làm việc ban đầu tr-ớc lúc xảy ngắn mạch ngắn mạch sau xảy ngắn mạch là: PI 1,547 9,198 sin  0,59 PII  0,238  const   PIII  1,547  6,187 sin   1,050  P0 = 4,5901 công suất trục máy phát với = 20,300 ta vẽ đ-ợc đ-ờng cong đặc tính công suất P() : P PI PIII  P0    PII = 0,2379  cgh = 78,86 Trong ®ã:  gh = 157,01 PI: Đặc tính công suất tr-ớc ngắn mạch PII: Đặc tính công suất ngắn mạch PIII: Đặc tính công suất sau ngắn mạch Góc cắt giới hạn góc đảm bảo cân diện tích tăng tốc diện tích hãm tốc Ftt=Fht Tất góc đ-ợc tính đơn vị Radial Đổi góc đơn vị Radial 20,300 20,300  180  gh  157,010  157,010 Trịnh Ngọc Nghĩa-Đ5H2  0,354( Rad )  180  2,719( Rad ) Trang 101 Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng §HĐL 12III  1,050  1,050  180  0,018( Rad ) Từ đồ thị đặc tính công suất P( ) ta tính đ-ợc cgh Ftt ( P0  P max II )d  , 354  cgh  (5,091  0,298).d  4,793 cgh  1,697 , 354 , 719 Fht  (2,590  6,692.Sin(  0,038)  5,091d cgh   2,503(2,719   cgh )  6,692 Cos(2,719  0,038)  Cos( cgh  0,038)   6,799  2,503 cgh  5,995  6,692Cos( cgh  0,038)  0,804  2,500 cgh  5,995  6,692Cos( cgh  0,038)  0,804  2,500 cgh  6,692Cos( cgh  0,038) Thay: Ftt = Fht ta cã 4,793 cgh  1,697  0,804  2,500 cgh  6,692Cos( cgh  0,038) 2,292 ccgh  1,613  6,692.Cos( cgh  0,038)   cgh  0,704  2,919Cos( cgh  0,038) Ta tính đ-ợc: cgh 1,376( Rad ) 78,860 VËy:  cgh  78,86   gh  155,880 Điều hoàn toàn phù hợp với điều kiện ổn định động cắt ngắn mạch thời điểm tạo nên Ftt=Fht Khi nhà máy làm việc ổn định với chế độ 2-3 Xác định thời gian cắt giới hạn Để xác định thời gian cắt ngắn mạch giới hạn ta cần phải giải ph-ơng trình mô tả chuyển động rô to náy phát trình độ Ph-ơng trình có dạng nh- sau: d 2 t  Tj   P0  Pc t  dt Trong ®ã T j : H»ng số quán tính Rô to t : Góc lệch sức điện động máy phát với mét trơc chun ®éng víi tèc ®é ®ång bé P0 : Công suất tua bin máy phát điện Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang 102 Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL Pc t : Công suất điện máy phát điện Trong công thức tất đại l-ợng dạng t-ơng đối Hằng số T j đ-ợc xác định theo công thức sau: Tj  2,74.GD n n F 10 6.S cb Trong : n: Số vòng quay rô to máy phát điện Đối với máy phát tua bin n =3000 vòng/phút nF: Số tổ máy nhà máy, nF=4 G: Trọng l-ợng Rô to D: Đ-ờng kính Rô to GD2: Đ-ợc tra sổ tay kỹ thuật điện Đối với máy phát TB - 120 ta tra đ-ợc GD2 = 13 T.m2 Tj 2,74.13.3000 12,823 106.100 Ta giải ph-ơng trình vi phân ph-ơng pháp phân đoạn liên tiếp Chọn  t  0,03(Sec) HÖ sè gia tèc: K  360 f 360.50.0,032 t   1,263 Tj 12,823 *Phân đoạn 1: t1 t t   0,03  0,03(Sec) P0  P0  PII  4,590  0,224  4,352   K P0 4,352  1,263  2,75 2 Góc cuối phân đoạn : 1    1  20,300  2,750 23,050 *Phân đoạn t t1  t  0,03  0,03  0,06 (Sec) PI  Po  4,352  const   1  K PI  2,75  1,263.4,352  7,250 Gãc cuối phân đoạn :      23,050  7,250 30,30 Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang 103 Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL *Phân đoạn t t  t  0,06  0,03  0,9(sec) PII  P0  4,352  const     K  II  7,25  1,263.4,352  12,750 Góc cuối phân đoạn là:      30,033  12,75 43,050 *Phân đoạn t t  t  0,9  0,03  0,12(sec) PIII  P0  4,3519  const     k.piii  12,75  1,263.4,358  18,240 Gãc cuối phân đoạn     43,05  18,24  61,29 *Phân đoạn t t t  0,03  0,12  0,15(Sec) p4  p0  4,3519  const     K P4  18,24  1,263.4,352 = 41,97 Góc cuối phân đoạn là:      61,29  41,97 103,26 Ta có bảng kết sau: Phân ®o¹n t (sec) 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 20,300 23,050 30,30 43,050 61,290 103,260 (o) Vẽ đồ thị theo t ta đ-ợc đồ thị nh- hình vẽ sau: Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang 104 Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL 1100 1000 900 78,860 800 700 600 500 400 300 200 20,300 tcgh =0,135(Sec) 10 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 t(Sec) Từ đồ thị ta thấy ứng với: cgh 78,860 ta đ-ợc: tcgh = 0,135 (Sec) Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang 105 Tr-ờng ĐHL Đồ án tèt nghiÖp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Trịnh Ngọc Nghĩa-Đ5H2 Trang 106 Tr-êng §HĐL §å ¸n tèt nghiÖp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Trịnh Ngọc Nghĩa-Đ5H2 Trang 107 Tr-êng §HĐL Trnh Ngc Ngha-5H2 Đồ án tốt nghiệp Trang 108 .. .Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL tr-ờng đại học IN LC khoa điện- bộ môn hệ thống điện Nhiệm vụ Thiết kế tốt nghiệp PHầN I THIếT Kế phần ĐIệN TRONG NHà MáY ĐIệN Nhà máy điện kiểu : NĐNH... nối với hệ thống 220KV đ-ờng dây kép dài 120 Km Công suất hệ thống ( không kể nhà máy thiết kế) : 6000 MVA; Công suất dự phòng hệ thống 200MVA; Công suất ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống SN=3000... toán ổn định cho nhà máy Trnh Ngc Ngha-5H2 Trang Đồ án tốt nghiệp Tr-ờng ĐHL Mục lục Phần I thiết kế phần điện nhà máy điện Ch-ơng Tính toán phụ tải , chọn sơ đồ nối dây 1-1 Chọn máy phát điện