Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 93 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Nội dung
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Xuân Phương Lớp: Đ5H4 Nghành: Hệ Thống Điện Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Nhất Tùng PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Thiết kế phần điện cho nhà máy thủy điện gồm 04 tổ máy, công suất tổ máy P dmF = 120MW Hệ số tự dùng αT D = 0,8%, cosφT D = 0,82 Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải hạ áp, trung áp, cao áp phát hệ thống Phụ tải địa phƣơng (11kV) P max = 16MW, cosφ = 0,87 Gồm kép công suất 6MW, dài 2km đơn công suất 2MW, dài 1km Biến thiên phụ tải ghi bảng Tại địa phương dùng máy cắt hợp có dòng điện định mức Icat = 21kA tcat = 0,7s cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ 70mm2 Phụ tải cấp điện áp trung UT (110kV) P max = 160MW, cosφ = 0,86 Gồm kép công suất 80MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Phụ tải cấp điện áp cao UC (220kV) P max = 180MW, cosφ = 0,85 Gồm kép công suất 140MW đơn công suất 40MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Nhà máy liên lạc với hệ thống điện đƣờng dây kép 220kV dài 50km Hệ thống có cơng suất (khơng kể nhà máy thiết kế) SdmHT = 6000MVA, điện kháng ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống X* HT = 0,85, cơng suất dự phòng hệ thống SdtHT = 180MVA Cơng suất tồn nhà máy t(h) P%DP (t) P%UT (t) P%UC(t) 0÷5 70 70 90 5÷8 85 80 90 8÷11 80 90 90 11÷14 85 100 80 14÷17 85 80 80 17÷20 100 90 90 20÷22 90 80 100 22÷24 70 70 90 Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp toàn nhà máy SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO HẠ ÁP, CÔNG SUẤT 500kVA, BAO GỒM LỘ XUẤT TUYẾN ĐẦU RA SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN CHƢƠNG I TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY Tính tốn phụ tải cân cơng suất phần quan trọng thiết kế nhà máy điện Nó định tính sai tồn q trình tính tốn sở để thành lập phương án nối dây cho đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tiêu kinh tế - kỹ thuật Nội dung chương nhằm giải vấn đề kể 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN Khi thiết kế phần điện nhà máy điện người ta tính trước số lượng công suất máy phát, ta cần chọn loại máy phát tương ứng theo đề cho trước Ở ta cần chọn máy phát đồng tua bin cho nhà máy Thủy Điện gồm 04 tổ máy, công suất tổ máy P dmF = 120MW Máy chọn từ Phụ lục - Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp (PGS TS Phạm Văn Hòa) Với thơng số ghi bảng sau: Loại máy phát CB-795/230-32T Sdm (MVA) 134 P dm (MW) 120 Udm (kV) 11 ndm (v/ph) 187,5 cosφ Xd” Xd’ 0,895 0,18 0,29 Bảng 1.1 Bảng thơng số máy phát điện 1.2 TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT Cơng suất phụ tải cấp thời điểm xác định dựa bảng biến thiên công suất ngày dạng phần trăm P%(t) phụ tải cấp điện áp theo công thức sau: S(t) Trong đó: P%(t) Pmax 100.cos (1.1) S(t) - công suất phụ tải cấp thời điểm t P%(t) - phần trăm công suất phụ tải cấp thời điểm t P max - công suất phụ tải lớn cấp cosφ - hệ số công suất ứng với cấp 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có P max = 480MW công suất nhà máy mang tải phẳng suốt 24h/ngày, cosφ = cosφF = 0,895 Áp dụng cơng thức (1.1) ta có: STNM SVTH: Nguyễn Xn Phương 480 536(MVA) 0,895 Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN STNM (MVA) 600 536 500 400 300 200 100 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Hình 1.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng Công suất tự dùng nhà máy thủy điện chiếm (khoảng 1% coi khơng đổi) ta xác định công suất tự dùng nhà máy theo công thức sau: STD TD Pmax 100.cos TD Trong đó: αT D = 0,8%, cosφT D = 0,82, P max = 4.120 = 480MW Thay vào công thức ta được: STD 0,8 480 4,68(MVA) 100.0,82 STD (MVA) 4,68 2 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Hình 1.2 Đồ thị phụ tải tự dùng SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN 1.2.3 Đồ thị phụ tải địa phƣơng 11kV Phụ tải địa phương có P max = 16MW, cosφ = 0,87 Áp dụng công thức (1.1) cho khoảng thời gian từ 0÷5h ta có: 05 SDP P%DP 70 Pmax 16 12,87(MVA) 100.cos 100.0,87 05 Tính tương tự ta có bảng sau: t(h) P% (DPt ) 0÷5 70 5÷8 85 8÷11 80 11÷14 85 14÷17 85 17÷20 100 20÷22 90 22÷24 70 S(tDP) (MVA) 12,87 15,63 14,71 15,63 15,63 18,39 16,55 12,87 Bảng 1.2 Biến thiên công suất phụ tải địa phương theo thời gian SDP (MVA) 18,39 20 16,55 15,63 15,63 14,71 15 12,87 12,87 10 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Hình 1.3 Đồ thị phụ tải địa phương 1.2.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110kV Phụ tải cấp điện áp trung có P max = 160MW, cosφ = 0,86 Áp dụng công thức (1.1) cho khoảng thời gian từ 0÷5h ta có: 05 SUT P%UT 70 Pmax 160 130,23(MVA) 100.cos 100.0,86 05 Tính tương tự ta có bảng sau: 0÷5 70 t(h) t) P% (UT t) S(UT (MVA) 5÷8 80 8÷11 90 11÷14 100 14÷17 80 17÷20 90 20÷22 80 22÷24 70 130,23 148,84 167,44 186,05 148,84 167,44 148,84 130,23 Bảng 1.3 Biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp trung theo thời gian SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN SUT (MVA) 200 186,05 167,44 167,44 148,84 150 148,84 130,23 130,23 118,14 100 50 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Hình 1.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 1.2.5 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao 220kV Phụ tải cấp điện áp cao có P max = 180MW, cosφ = 0,85 Áp dụng công thức (1.1) cho khoảng thời gian từ 0÷5h ta có: 05 SUC P%UC 90 Pmax 180 190,59(MVA) 100.cos 100.0,85 05 SUC (MVA) 250 211,76 190,59 200 190,59 190,59 169,41 150 100 50 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Hình 1.5 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao Tính tương tự ta có bảng sau: SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN 0÷5 90 t(h) t) P% (UC t) S(UC (MVA) 5÷8 90 8÷11 90 11÷14 80 14÷17 80 17÷20 90 20÷22 100 22÷24 90 190,59 190,59 190,59 169,41 169,41 190,59 211,76 190,59 Bảng 1.4 Biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp cao theo thời gian 1.2.6 Đồ thị công suất phát hệ thống Theo nguyên tắc cân công suất thời điểm (công suất phát công suất thu) không xét đến tổn thất máy biến áp ta có: ) STNM S(tVHT S(tDP) S(tUT) S(tUC) STD Suy ra: ) S(tVHT STNM S(tDP) S(tUT) S(tUC) STD Trong đó: t) S(VHT - cơng suất phát hệ thống thời điểm t STNM - công suất phát tồn nhà máy S(tDP) - cơng suất phụ tải địa phương thời điểm t t) S(UT - công suất phụ tải cấp điện áp trung thời điểm t t) S(UC - công suất phụ tải cấp điện áp cao thời điểm t STD - công suất tự dùng nhà máy Áp dụng công thức tính SVHT cho khoảng thời gian từ 0÷5h ta có: SVHT STNM SDP SUT SUC STD 05 05 05 05 SVHT 536 12,87 130, 23 190,59 4,68 05 SVHT 197,63(MVA) 05 Tính tương tự ta có bảng sau: t(h) STNM (MVA) STD (MVA) 0÷5 5÷8 8÷11 11÷14 14÷17 536 4,68 17÷20 20÷22 22÷24 S(tDP) (MVA) 12,87 15,63 14,71 15,63 18,39 16,55 12,87 15,63 S (t) UT (MVA) 130,23 148,84 167,44 186,05 148,84 167,44 118,84 130,23 S (t) UC (MVA) 190,59 190,59 190,59 169,41 169,41 190,59 211,76 190,59 t) S(VHT (MVA) 197,63 176,26 158,58 160,23 197,44 154,9 187,17 197,63 Bảng 1.5 Bảng công suất phát hệ thống theo thời gian SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN S (MVA) STNM 550 536 500 SVHT 381,1 400 377,42 359,14 375,77 338,37 351,83 338,56 300 SUC 206,36 200 190,51 186,83 147,78 169,15 169,15 147,78 SUT 100 20,31 15,63 17,55 12,87 14,71 10 23,07 21,23 STD 16,55 17,55 12,87 SDP 20,31 15,63 19,39 12 14 16 18 20 22 24 t (h) Hình 1.6 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy 1.2.7 Tổng kết tính tốn cân cơng suất Từ tính tốn ta có bảng tổng hợp số liệu sau: Phụ tải max SDP (MVA) 18,39 12,87 SUT (MVA) 186,05 130,23 SUC (MVA) 211,76 169,41 ST D (MVA) ST NM (MVA) 4,68 536 SVHT (MVA) 197,63 154,9 Bảng 1.6 Giá trị công suất max, cấp theo thời gian 1.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƢƠNG ÁN NỐI ĐIỆN 1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất phƣơng án nối điện Việc đề xuất phương án nối dây thực với nguyên tắc sau: • Ta có: SVTH: Nguyễn Xn Phương Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN Smax 18,39 DP 100 100 6,68% 15% 2.SdmF 2.134 Do phụ tải địa phương có cơng suất nhỏ nên khơng cần góp cấp điện áp máy phát, mà chúng cấp điện trực tiếp từ đầu cực máy phát, phía máy cắt máy biến áp liên lạc • Do cấp điện áp 220kV 110kV có trung tính nối đất trực tiếp, hệ số có lợi UC UT 220 110 0,5 nên ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc UC 220 cấp để giảm tổn thất điện • Ta có: Smax UT 186,05(MVA),SUT 130, 23(MVA),SdmF 134(MVA) Ta xét: Smax Smin 130, 23 186,05 UT 1,39; UT 0,97 SdmF 134 SdmF 134 Vậy ta ghép đến máy phát - máy biến áp cuộn dây ghép thẳng lên góp điện áp trung • Lại có: SdmF = 134(MVA), SdtHT = 180(MVA) ≈ 1,34.SdmF nên ta ghép máy phát với máy biến áp 1.3.2 Đề xuất phƣơng án nối điện Phƣơng án 1: Phương án nối máy phát - máy biến áp hai cuộn dây vào góp 110kV, máy phát - máy biến áp hai cuộn dây vào góp 220kV, dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc cấp điện áp, phụ tải địa phương cấp điện từ đầu cực hai máy phát nối với máy biến áp tự ngẫu, điện tự dùng lấy từ đầu cực máy phát 220 kV B1 B2 F1 110 kV B3 F2 SUT SUC HT B4 F3 F4 Ƣu điểm: SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN • Sơ đồ đơn giản linh hoạt vận hành Nhƣợc điểm: • Phương án có số lượng máy biến áp bốn, có ba chủng loại khác nên vận hành phức tạp • Số lượng máy biến áp phía cao lớn nên mặt kinh tế tốn phương án có số máy biến áp phía cao nhỏ Phƣơng án 2: Phương án nối hai máy phát - máy biến áp hai cuộn dây vào góp 110kV, dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc cấp điện áp, phụ tải địa phương cấp điện từ đầu cực hai máy phát nối với máy biến áp tự ngẫu, điện tự dùng lấy từ đầu cực máy phát SUC SUT HT 220 kV B1 B2 F1 110 kV B3 F2 B4 F3 F4 Ƣu điểm: • Vận hành đơn giản phương án chủng loại thiết bị điện • Giảm vốn đầu tư thiết bị bên điện áp cao phương án Nhƣợc điểm: • Ta có: 2.SdmF = 2.134 = 268(MVA) > SUT max = 186,05(MVA) ln có phần cơng suất truyền qua hai lần máy biến áp làm tăng tổn thất công suất Phƣơng án 3: Phương án nối hai máy phát - máy biến áp hai cuộn dây vào góp 110kV, hai máy phát - máy biến áp hai cuộn dây vào góp 220kV, dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc cấp điện áp, phía hạ máy biến áp tự ngẫu cung cấp cho tải địa phương, điện tự dùng lấy từ đầu cực máy phát SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 10 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN CHƢƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 1.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP Trạm treo có cơng suất 500(kVA) Cơng suất máy biến áp thỏa mãn: SdmB Spt 500(kVA) Do ta chọn máy biến áp ba pha hai cuộn dây công suất 500(kVA) điện áp 22/0,4 kV ABB chế tạo (Phụ lục bảng 2.2 – Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp) Các thông số máy biến áp sau: Công suất Điện áp ∆P ∆P N (kVA) (kV) (W) (W) 500 22/0,4 530 3450 UN% Kích thước, mm Trọng lượng (Dài-rộng-cao) (kg) 1290-780-1450 885 Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật máy biến áp 1.2 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP Chú thích: 01 - Máy biến áp 02 - Cầu chì tự rơi 03 - Chống sét van 04 - Cầu dao phụ tải 05 - Sứ cách điện 06 - Thanh dẫn đồng 07 - Tủ hạ 10 - Ghế sửa chữa 08 - Cáp hạ lộ tổng 11 - Thang trèo 09 - Giàn thao tác 12 - Tay truyền động 13 - Ống dẫn cáp hạ áp SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 79 100 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN 1500 1500 750 750 1500 7 1 12000 2800 12 10 3200 13 1400 11 2600 B-B Hình 1.1 Sơ đồ nối điện trạm biến áp treo 22/0,4kV SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 80 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN CHƢƠNG II CHỌN CÁC THIẾT BỊ, KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP VÀ HẠ ÁP 2.1 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP Các thiết bị điện cao áp chọn theo điều kiện sau: • UdmtbC ≥ Udmmang = 22(kV) • IdmtbC ≥ Ilvcb • IđmB = SdmB 500 = 13,12(A) = Ilvmax 3.U dmC 3.22 Dòng điện cưỡng phía cao áp máy biến áp xác định theo điều kiện tải bình thường máy biến áp với hệ số tải kqt = 1,4 là: Ilvcb k qt Ilv max 1, 4.13,12 18,37 A Với dòng điện nhỏ, chiều dài đường dây từ trạm đến phụ tải không dài nên chọn tiết diện theo điều kiện nhỏ Vậy chọn tiết diện cho đường dây cao áp 120mm2, chọn dây AC-120 2.1.1 Chọn dao cách ly (DCL) Dùng để đóng cắt điện cho đường dây trạm biến áp không tải, cần sửa chữa đường dây, máy biến áp, cầu dao cách ly có nhiệm vụ cách ly phận sửa chữa mạng điện để bảo vệ an toàn Điều kiện chọn dao cách ly: • Điều kiện điện áp: UdmDCL Uluoi 22(kV) • Điều kiện dòng điện: IdmDCL Ilvcb 18,37(A) Ta chọn cầu dao phụ tải ABB chế tạo (Bảng 2.29-STLC TCTBĐ)có thơng số sau: Loại UdmDCL IdmDCL INmax (kV) (A) (kA) 24 400 40 NPS 24 B1/A1_A4 IN (kA) 1s 3s 16 10 Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật cầu dao phụ tải 2.1.2 Chọn cầu chì tự rơi (CCTR) Cơng dụng: dùng để đóng cắt khơng tải cho trạm biến áp vừa làm nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch bảo vệ tải Điều kiện chọn cầu chì tự rơi( CCTR): SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 81 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN • Điều kiện điện áp: UdmCCTR Uluoi 22(kV) • Điều kiện dòng điện: IdmCCTR Ilvcb 18,37(A) Ta chọn cầu chì tự rơi SIEMENS chế tạo (Bảng 2.21-STLC TCTBĐ) có thơng số sau : Loại Ulvmax IdmCCT R IN Khối lượng (kV) (A) (kA) (kg) 24 20 40 3,8 3GD1-404-4B Bảng 1.3 Thơng số cầu chì tự rơi 2.1.3 Chọn sứ cao Điều kiện chọn sứ cao thế: UdmS Udmmang = 22kV Kiểm tra ổn định động: F’tt ≤ Fcp= 0,6.Fph Ta chọn sứ cao áp Liên Xơ chế tạo có thơng số sau: Udm (kV) 35 Kiểu 0WH-35-2000 F (kg) 2000 Updkho (kV) 120 Upduot (kV) 80 Trọng lượng (kg) 44,6 Bảng 1.4 Thông số sứ cao 2.1.4 Chọn chống sét van (CSV) Công dụng: bảo vệ chống sét lan truyền từ đường dây vào trạm biến áp Điều kiện: UdmCSV Udmmang = 22kV Chọn chống sét van SIEMENS chế tạo có thơng số kỹ thuật cho bảng sau: Loại Vật liệu 3EG4 Cacbua Silic Udm Idm (kV) (kA) 24 Vật liệu vỏ Sứ Bảng 1.5 Thông số chống sét van 2.1.5 Chọn dẫn đồng hình tròn xuống MBA Chọn tiết diện dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: 0,866.Icp Ilvcb = 18,37(A) Ở ta chọn dẫn đồng đặc tiết diện tròn với đường kính 7(mm); Icp = 195(A) có sơn để phân biệt pha 2.2 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 82 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN Các thiết bị hạ áp đặt ngăn hạ áp Ngăn hạ áp thực chất tủ phân phối có đầy đủ thiết bị đóng cắt đo đếm điện năng, làm nhiệm vụ phân phối điện cho phụ tải Dòng điện định mức phía hạ áp là: Ilvmax = SdmB 500 721,688(A) 3.Udm 3.0, Dòng cưỡng phía hạ áp: Icb k qt SdmB 3.UdmH 1, 4.500 1010,363(A) 3.0, Khi chọn thiết bị điện hạ áp ta dựa vào điều kiện sau: Udm ≥ Udmmang = 0,4(kV) Idmtb ≥ Ilvmax = 721,688(A) 2.2.1 Chọn cáp từ máy biến áp sang tủ phân phối Do chiều dài cáp ngắn, nên ta chọn cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép Ta có điều kiện: k1.k Icp Ilv max 721,688(A) Với: k1 - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt k1 65 35 0,866 65 25 k2 - hệ số hiệu chỉnh số cáp đặt song song Cáp đơn k2 = Vậy: Icp Ilv max 721,688 833,358(A) k1.k 0,866.1 Chọn cáp đồng hạ áp lõi cách điện PVC hãng LENS chế tạo có thông số sau: F (mm2) r0 (Ω/km) 1x630 0,0469 Icp (A) Trong nhà Ngồi trời 662 899 Bảng 1.6 Thơng số cáp hạ áp 2.2.2 Chọn aptomat tổng Điều kiện chọn aptomat tổng: Điều kiện điện áp: UdmA Uluoi 0,4(kV) Điều kiện dòng điện: IdmA Ilv max 721,688(A) ; ICdmA IN SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 83 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN Loại SA1003G Udm IdmA (V) (A) 600 1000 Số cực Kích thước IN (kA) Cao Rộng Sâu 35 400 210 105 Bảng 1.7 Thông số aptomat tổng 2.2.3 Chọn aptomat nhánh Giả thiết từ cao áp có ba lộ cung cấp cho phụ tải ta coi công suất lộ nên aptomat nhánh chọn theo điều kiện sau: • UdmA Udmmạng = 0,4kV • IdmA 721,688 Ilvmax = = 240,56(A) 3 • ICdmA IN Vậy chọn aptomat nhánh Nhật chế tạo có thơng số ghi bảng sau: Loại SA403-H Udm IdmA (V) (A) 600 250 Số cực Kích thước IN (kA) Cao Rộng Sâu 25 257 185 103 Bảng 1.7 Thông số aptomat nhánh 2.2.4 Chọn hạ áp Chọn tiết diện dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: Icp Icb = 1010,363(A) Chọn đồng tiết diện chữ nhật có sơn màu để phân biệt pha, thơng số cho bảng sau: Kích thước F M Icp (mm) (mm2) (kg/m) (A) 60x6 480 3,204 1125 Bảng 1.8 Thông số hạ áp 2.2.5 Chọn máy biến dòng BI Máy biến dòng điện chọn theo điều kiện sau : • Điện áp định mức : UdmBI Udmmạng = 0,4 (kV) • Dòng điện định mức sơ cấp : IdmBI Icb= 1010,363(A) • Cấp xác BI chọn phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo • Chọn máy biến dòng cơng ty thiết bị đo điện chế tạo có thơng số kỹ thuật sau: SVTH: Nguyễn Xn Phương Trang 84 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN Loại BD19 Udm Idm (kV) (A) 0,5 1000 Dung lượng Số cuộn thứ cấp (VA) Cấp xác 15 0,5 Bảng 1.9 Thơng số máy biến dòng BI 2.2.6 Chọn sứ đỡ Ta chọn sứ OΦ-1-1250YT3 Liên Xơ chế tạo có thơng số sau: Loại Udm Updkho Fph Chiều cao (kV) (kV) (kg) (mm) 11 250 62 OΦ-1-1250YT3 Bảng 2.0 Thông số sứ đỡ 2.2.7 Chọn thiết bị đo đếm điện Để đảm bảo độ bền học, ta chọn dây dẫn nối từ biến dòng đến dụng cụ đo dây dẫn đồng sợi bọc nhựa PVC tiết diện 2,5mm2 trở lên vỏ bọc có màu tương ứng với màu quy ước pha: Công suất tiêu thụ Đơn Tên đồng hồ vị (VA) Cấp Loại xác Cuộn điện Cuộn dòng áp điện Ampe - mét A 378 1,5 Vôn - mét V 378 1,5 Công tơ tác dụng Wh MV3E4 1,5 0,5 Công tơ phản kháng VAh MV3E4 1,5 0,5 0,1 Bảng 2.1 Thông số thiết bị đo đếm điện 2.2.8 Chọn cáp đầu nhánh Cáp chọn theo điều kiện sau: Dòng làm việc lâu dài cho phép: k1.k2.Icp Với: Ilvmax = 721,688/3 = 240,56(A) k1 - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt k1 65 45 0,71 65 25 k2 - hệ số hiệu chỉnh số cáp đặt song song ( n=3), lấy k2 = 0,9 SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 85 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN Vậy: Icp Ilv max 240,56 376, 46 A 3.K1.K 0,71.0,9 Chọn cáp đồng hạ áp lõi, trung tính cách điện PVC hãng LENS chế tạo có thông số sau: F r0 (mm2 ) (Ω/km) (3x240)+(1x70) 0,125/0,320 Icp (A) Trong nhà Ngoài trời 388 409 Bảng 2.2 Thông số cáp hạ áp 2.2.9 Chọn tủ phân phối hạ áp Sử dụng loại tủ sơn tĩnh điện: Tủ gồm hai ngăn lắp cột cạnh máy biến áp Trong lắp đặt hệ thống đếm điện Ngăn đếm: Gồm TI 600/5A, đồng hồ công tơ tác dụng pha 380/220-5A công tơ phản kháng pha 380/220 V -5A Ngăn phân phối đo lường bảo vệ gồm có: TI- 600/5A, Ampemet 0 600 A, vôn mét 0450, lắp 01 Aptômát tổng 600A 03 Aptômát nhánh 200A Nhật Chọn tủ phân phối 0,4kV có kích thước cao 1,2m - rộng 0,8m – dày 0,6m (Lưu ý: Hai bên mặt trước thành tủ nên bố trí khe thơng gió để làm mát) SVTH: Nguyễn Xn Phương Trang 86 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN CHƢƠNG III TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 3.1 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH Tính tốn ngắn mạch để xác định trị số dòng điện ngắn mạch nhằm kiểm tra thiết bị chọn Vì yêu cầu tính dòng ngắn mạch để kiểm tra khí cụ điện chọn nên ta chọn điểm ngắn mạch hình vẽ CDPT CCTR N1 MBA AT N2 AN N3 Hình 3.1 Vị trí điểm ngắn mạch Chọn điểm ngắn mạch: Để kiểm tra thiết bị phía cao áp ta chọn điểm ngắn mạch N1 Để kiểm tra thiết bị điện phía hạ áp 0,4kV ta chọn điểm ngắn mạch: N2 – Kiểm tra cáp hạ lộ tổng áptômát tổng N3 – Kiểm tra áptômát nhánh cáp lộ phụ tải Giả thiết ngắn mạch xảy dạng ngắn mạch pha đối xứng coi nguồn có cơng suất vơ lớn Vì trạm biến áp coi xa nguồn, nên tính tốn ngắn mạch ta xem: IN = I " = I SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 87 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN Điện kháng hệ thống tính gần qua cơng suất ngắn mạch máy cắt đầu nguồn: SN = 300 MVA Đường dây 22kV không cấp điện cho trạm biến áp sử dụng dây dẫn loại AC-120 có chiều dài 10km Dây AC-120 có r = 0,25 (Ω/km) ; x0 = 0,377 (Ω/km) Điện trở đường dây : RD = ro.l = 0,25.10 = 2,5 Điện kháng đường dây : XD = xo l = 0,377.10 = 3,77 3.2 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHÍA CAO ÁP 22kV Sơ đồ thay tính ngắn mạch điểm N1 : XHT ZD N1 Ta có : Utb = 1,05Uđm = 23,1kV Điện kháng hệ thống là: X HT U 2tb 23,12 1,778 () SN 300 Tổng trở đường dây 22kV cấp điện cho TBA: ZD = 2,5 + j 3,77 Vậy tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N1 là: Z1 R 21 X21 2,52 (1,778 3,77)2 6,085( ) Dòng ngắn mạch điểm N1là : I N1 Dòng điện xung kích là: ixk1 = 1,8 3.3 U tb 23,1 2,192 (kA) 3.Z1 3.6,085 IN1 = 1,8 2,192 = 5,579 (kA) TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHÍA HẠ ÁP 0,4kV Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp, ta coi MBA hạ áp nguồn (vì nối với hệ thống có cơng suất vơ lớn), điện áp phía hạ áp khơng thay đổi xảy ngắn mạch, ta có: IN = I " = I Sơ đồ thay sau : ZB ZC ZAT N2 ZTC ZAN N3 Tính dòng ngắn mạch điểm N2: Tổng trở máy biến áp: SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 88 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN 2 PN U dm 106 U N %.U dm 104 ZB j Sdm Sdm 3, 45.0, 10 4.0, 42.104 j 2, 21 j.12,8(m) 5002 500 Tổng trở cáp nối từ máy biến áp tủ hạ áp: ZC = RC + j XC Cáp nối từ máy biến áp tủ hạ áp có: r0 = 0,07(m/m), x0 = 0,06(m/m) Giả sử cáp có chiều dài 3m ta : ZC = 0,07.3 + j0,6.3 = 0,21 + j.0,18 (m) Tổng trở aptomat là: ZAT = 0,12 + j.0,094 (m) Do ta có tổng trở tính tới điểm N2: ZΣ2 = ZB + ZC + ZAT = 2,21 + j.12,8 + 0,21 + j0,18 + 0,12 + j.0,094 = 2,21 + j.12,89(Ω) Do dòng điện ngắn mạch điểm N2: IN2 = Udm 500 22,07(kA) Z 3 (2,212 12,892 ) Dòng điện xung kích tính tốn điểm ngắn mạch N2: ixk2 = 2.kxk IN 2.1,8.22, 07 56,189(kA) Tính dòng ngắn mạch điểm N3: Ta có tổng trở hạ áp kich thước 60x6mm LT C = 0,6m ; r = 0,08 m/m ; x0 = 0,18 m/m ZT C = ( 0,08 + j0,18 ).0,6 = 0,048 + j0,108 m Tổng trở aptomat nhánh là: ZAN = 0,36 + j0,28 m Do ta có tổng trở tính tới điểm N3: ZΣ3 = ZΣ2 + ZT C + ZAN = 2,21 + j12,89 + 0,048 + j0,108 + 0,36 + j0,28 = 2,618 + j13,278(Ω) Do dòng điện ngắn mạch điểm N3: IN3 = Udm 500 21,33(kA) Z 3 (2,6182 13, 2782 ) Dòng điện xung kích tính tốn điểm ngắn mạch N3: ixk3 = 3.4 2.kxk IN 2.1,8.21,33 54,306(kA) KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ ĐÃ CHỌN Kiểm tra cầu dao phụ tải NPS 24 B1/A1_A4-24kV : + UđmCD = 24(kV) ≥ Udm mang = 22(kV) + IđmCD = 400 (A) ≥ Ilvcb = 13,12(A) SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 89 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN + IđmN-3s = 10(kA) ≥ IN1 = 2,192 (kA) + IđmCắt = 40(kA) ≥ IN1 = 2,192( kA ) thoả mãn điều kiện Kiểm tra cầu chì tự rơi 3GD1-404-4B-24kV : + UđmCC = 24(kV) > Uđm mạng = 22(kV) + IđmCC = 20 (A) > ICb = 13,12(A) + IđmCắt = 40(kA) > IN1 = 2,192(kA) thoả mãn điều kiện Kiểm tra sứ đỡ cao áp 0WH-35-2000: + UdmSứ = 35(kV) > Udm mạng = 22(kV ) + Ftt FCP Trong đó: + FCP = 0,6 FPh = 0,6 2000 = 1200 + Ftt = 1,76 10 -8 l i xk1 a Với cấp điện áp 635kV thì: l = 80 200 cm ; a = 30 100 cm Ta chọn: l = 120 cm ; a = 60 cm Ftt = 1,76 10 -8 120 5,579.103 = 1,095kg 60 Ta thấy: FCP = 1200 kG > Ftt =1,095kg thỏa mãn Kiểm tra hạ áp : Kiểm tra 0,4kV theo điều kiện ổn định động: = M CP W Trong đó: + M : Là mơ men uốn tính tốn + W : Là mơ men chống uốn dẫn Ta có: M = Ftt L L L = 1,76 10 -8 .i xkN2 (kg/cm) 10 a 10 Với: L = 50 cm : Là khoảng cách sứ đỡ a = 15 cm : Là khoảng cách pha SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 90 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN ixkN2 = 56189(A) M = 1,76 10 -8 W = 50 50 56189 = 1389,17(kg.cm) 15 10 b.h 0,6.62 = 3,6(cm3) 6 = 1389,17 M = = 385,88(kg/cm2) 3,6 W Mà hạ áp đồng 60 6mm, có: CP = 1400 (kg/cm2) = M = 385,88 (kg/cm2 ) < CP = 1400 (kg/cm2 ) W Thỏa mãn Kiểm tra Aptomat tổng SA1003-G: + UđmA = 600V > Uđm mạng + IđmA = 1000A Itt = 721,688A + ICđmA = 35kA IN2 = 22,07kA Thỏa mãn Kiểm tra Aptomat nhánh SA403-H: + UdmA = 600V > Uđm mạng + IđmA = 250A Itt /3 = 240,56A + ICđmA = 25kA IN3 = 21,33kA Thỏa mãn SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 91 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN CHƢƠNG IV TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP Hệ thống nối đất kết cấu thép góc L60x60x6mm dài l = 2,5m chúng nối với thép dẹt 40x4mm tạo thành mạch vòng nối đất xung quanh trạm biến áp Các cọc đóng sâu chơn sâu h = 0,8m Mặt trạm là: l1 x l2 = (6 x 4)m2 Điện trở suất đất đo = 0,4.10 (cm) Hệ số hiệu chỉnh theo mùa cọc nối đất là: Hệ số mùa an toàn Kmt = 1,6; Kmc = 1,4 Yêu cầu điện trở nối đất trạm có Uđm = 22kV : Rnđ 4.1 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA THANH Điện trở nối đất tính theo cơng thức sau : Rt Trong đó: K.L2 ln 2.L d.h = đo.Kmt = 0,4.10 4.10 -2.1,6 = 64 m L - chu vi mạch vòng : L = (6+4).2 = 20m d - đường kính thanh, thép dẹt nên : b 40.103 d 0,02(m) 2 K hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K = f (l1/l2 )=f(6/4)=f(1,5)=5,81 Rt 4.2 64 5,81.202 ln 6,053 2..20 0,02.0,8 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA CỌC Điện trở nối đất cọc tính theo cơng thức: Rc Trong đó: 2l 4t l ln ln 2.l d 4t l = đo.Kmc = 0,4.10 4.10 -2.1,4 = 56 m l - chiều dài cọc : l = 2,5m d - đường kính cọc, cọc thép góc L(60x60x6) nên d = 0,95b d = 0,95.60.10 -3 = 0,057 m t SVTH: Nguyễn Xuân Phương l h 2,5 0,8 2,05m Trang 92 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN Rc 4.3 56 2.2,5 4.2,05 2,5 ln ln 17,073Ω 2.π.2,5 0,057 4.2,05 2,5 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA HỆ THỐNG THANH CỌC Mặt bố trí tiếp địa: 1.Cọc Thanh thép 4m 2,5m 0,7m 0,8m 3m 6m Hình 4.1 Sơ đồ hệ thống nối đất Tra tài liệu kỹ thuật điện cao áp ta có hệ số sử dụng cọc là: t = 0,36; c = 0,56 SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 93 ... mạch gồm kép cấp điện cho phụ tải phía trung Như ta chọn sơ đồ TBPP cho phía điện áp trung sơ đồ TBPP hai hệ thống góp Ta có sơ đồ TBPP cho phương án sau: SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 27 LUẬN... mạch gồm kép cấp điện cho phụ tải phía trung Như ta chọn sơ đồ TBPP cho phía điện áp trung sơ đồ TBPP hai hệ thống góp Ta có sơ đồ TBPP cho phương án sau: SVTH: Nguyễn Xuân Phương Trang 28 LUẬN... đường dây: • Hệ thống: mạch cấp cho hệ thống • Phụ tải: mạch cấp điện cho phụ tải phía cao áp Như ta chọn sơ đồ TBPP cho phía điện áp cao sơ đồ hai hệ thống góp có góp vòng Cấp điện áp trung