Đồ án Hệ thống điện Phạm văn nam

GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN Nhiệm vụ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên :Phạm Văn Nam Lớp : Đ5H1 Ngành : Hệ thống điện Cán hướng dẫn : Th.S Phạm Ngọc Hùng THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ TRẠM HỢP BỘ 22/0,4kV PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Nhà máy điển kiểu : NĐNH gồm tổ máy x60 MW Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho phụ tải sau đây: 1.Phụ tải cấp điện áp máy phát : Pmax = 12 MW ; COS  = 0,83 Gồm képx3MWx3Km đơn x 1,5 MW x Km Biến thiên phụ tải ghi bảng Tại địa phương dùng máy cắt hợp với Icắt=21 KA tcắt =0,7 sec cáp nhôm,vỏ PVC với thiết diện nhỏ 70 mm2 2.Phụ tải cấp điện áp máy trung 110 kV : Pmax = 70 MW; COS  =0,84 Gồm képx40MW đơn x 30 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng 3.Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV : Pmax = 70 MW; COS  =0,84 Gồm đơn x 70 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Nhà máy nối với hệ thống 220 kV đường dây kép dài 90 Km Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế) : 3000 MVA; Công suất dự phòng hệ thống : 100 MVA ; Điện kháng ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống XHT*=0,85 Tự dùng :=8%; COS  =0,82 Cơng suất phát tồn nhà máy ghi bảng Bảng biến thiên công suất Giờ 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 S UF 90 90 90 100 100 100 100 90 S UT 90 80 80 90 90 100 90 90 STNM 90 80 80 80 100 100 100 90 SUC 90 90 80 95 95 95 95 90 SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM HỢP BỘ 22/0,4kV NỘI DUNG TÍNH TỐN : Phần I : 1.Tính tốn cân công suất, chọn phuơng án nối dây Tính tốn chọn máy biến áp Tính tốn kinh tế -kỹ thuật, chọn phuơng án tối ưu Tính tốn ngắn mạch Chọn khí cụ điện dây dẫn Tính tốn tự dùng Phần II: 1.Xác định phụ tải tính tốn 2.Sơ đồ điện chọn thiết bị-khí cụ điện 3.Tính tốn nối đất BẢN VẼ : Bản đồ thị phụ tải tổng hợp Sơ đồ phương án Sơ đồ nối điện ,kể tự dùng Sơ đồ thiết bị phân phối trời Sơ đồ nối điện trạm hạ áp Sơ đồ thiết bị phân phối trạm hạ áp : 16 tháng 10 năm 2014 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 10 tháng 01 năm 2015 Ngày giao nhiệm vụ Trưởng khoa Giáo viên hướng dẫn TS TRẦN THANH SƠN ThS PHẠM NGỌC HÙNG SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện CHƯƠNG 1:TÍNH TỐN PHỤ TẢI,CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY Trong thiết kế vận hành nhà máy điện, việc tính tốn phụ tải đảm bảo cân công suất phụ tải quan trọng Công việc đảm bảo cho ổn định hệ thống điện chất lượng điện Quyết định phương thức huy động nguồn vận hành tổ máy phải xác, hợp lý kỹ thuật kinh tế Dưới ta tiến hành tính tốn phụ tải đề xuất phương án nối dây cho nhà máy nhiệt điện mà ta thiết kế 1.1.Chọn máy phát điện Do yêu cầu thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có tổng cơng suất 240 MW gồm có tổ máy tổ máy có công suất 60 MW, để đơn giản cho việc tính tốn vận hành ta chọn máy phát điện loại Dự vào tài liệu “Thiết kế Phần điện nhà máy điện trạm biến áp” – PGS.TS Phạm Văn Hòa (chủ biên) ThS Phạm Ngọc Hùng – Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội 2007 Tra phụ lục bảng 1.1 trang 113 Ta chọn máy phát nhiệt điện loại TB- -60-2 có cơng suất 75 MVA có thơng số sau: Bảng 1.1: Các thông số máy phát Loại MPĐ TB -60-2 Sđm, Pđm, MVA MW 75 60 cos 0,8 Uđm kV 10,5 Điện kháng tương Iđm,kA nđm,v/ph đối xd'' 4,125 3000 xd' xd 0,146 0,22 1,691 - Công suất máy phát lớn ta chọn: SđmF = 75 MVA Công suất dự trữ quay hệ thống: Sdtq= 100 MVA  Sdtq = 100 MVA > SđmF = 75MVA Vậy máy phát ta chọn thỏa mãn điều kiện công suất máy phát điện lớn không lớn dự trữ quay hệ thống 1.2 Tính tốn cân cơng suất Trong nhiệm vụ thiết kế thường cho công suất cực đại, hệ số công suất cos φ biểu đồ biến thiên hàng ngày công suất dạng phần trăm P%(t) phụ tải cấp điện áp biểu đồ biến thiên cơng suất phát tồn nhà máy Do ta dựa SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện vào số liệu để xây dựng đồ thị cơng suất phát tồn nhà máy, đồ thị phụ tải tự dùng, đồ thị cấp điện áp công suất phát hệ thống sau 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Đồ thị phụ tải toàn nhà máy xác định theo công thức sau: STNM (t ) P %(t )  Pdat  TNM cos  F Trong đó: STNM(t): cơng suất phát tồn nhà máy thời điểm t PFNM%(t): phần trăm cơng suất phát tồn nhà máy thời điểm t cosφF: hệ số công suất định mức máy phát; cosφF = 0,8 Pđặt: công suất tác dụng định mức toàn nhà máy Pđặt = n.PđmF = 4.60 = 240 MW n: số tổ máy PđmF: công suất tác dụng định mức tổ máy phát Theo bảng số liệu Bảng 1.1 ta có: Pđm =60 MW , n =4 Sđm = 75 MVA, Cos =0,8 (t ) Sử dụng công thức: PTNM  PTNM %(t )  Pdat 90  240 (05)  216 (MW)  PTNM %(t )  Pdat  Ta có: PTNM 100 %(t )  Pdat (t ) P Sử dụng công thức: STNM  TNM cos  F 90  240 (05) PTNM %(t )  Pdat    270 (MVA) Ta có: STNM cos  F 100  0,8 Ta có kết tính tốn bảng sau: Bảng 1.2: Cơng suất phát tồn nhà máy thời điểm t Giờ STNM% PTNM(t),MV STNM(t),MVA 0-5 90 216 270 5-8 8-11 80 192 240 SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 80 192 240 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 80 192 240 100 240 300 100 240 300 100 240 300 90 216 270 Trang GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện 1.2.2.Đồ thị phụ tải tự dùng Công suất tự dung nhà máy Nhiệt điện phụ thuộc nhiều vào yếu tố ( dạng nguyên liệu, loại tuabin, công suất phát nhà máy,… ) Công suất điện tự dùng nhà máy thủy điện nhỏ chiếm 0,5% tới 10% tổng công suất phát nhà máy nên coi cơng suất điện tự dùng khơng đổi tính theo cơng thức : (t ) STD   %  n  PdmF  S (t)    0,4  0,6  tnm  100  cosTD  n.SdmF  Trong đó: S(t)TD : phụ tải tự dùng α%: lượng điện phần trăm tự dùng cosφTD: hệ số công suất phụ tải tự dùng PđmF: công suất tác dụng tổ máy Ta có thời gian từ 0-5 h: (t ) STD   %  n  PdmF  S (t )  ( t )   60  270    0,4  0,6  tnm  STD    0,4  0,6    22,01( MVA) 100  cosTD  n.SdmF  100  0,82  4.75  Ta có kết tính toán bảng sau: Bảng 1.3:Biến thiên phụ tải thời điểm t Giờ 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 STNM% STNM(t),MVA 90 270 80 240 80 240 80 240 100 300 100 300 100 300 90 270 STD(t),MVA 22.01 20.605 20.605 20.605 23.415 23.415 23.415 22.01 1.2.3.Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát ( phụ tải địa phương ) Theo nhiệm vụ thiết kế ta có: Pmax = 12 MW ; cos = 0,83 Gồm : lộ kép x MW x 4km lộ đơn x 1,5 MW x 4km Công suất phụ tải cấp điện áp nhà máy thời điểm xác định theo công thức sau: P SUf (t )  max  PUf %(t ) cos  SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện Ta có thời gian từ 0-5 h: SUf(t )  SUf (t )  Pmax 12  PUf %(t )   90  13,012 (MVA) cos 0,83  100 Tính tốn cho thời điểm ta có bảng kết sau: Bảng 1.3: Công suất phụ tải địa phương Giờ SUf% PUf(t),MW SUf(t),MVA 05 90 10.8 13.012 58 90 10.8 13.012 11 90 10.8 13.012 11 14 100 12 14.458 14 17 100 12 14.458 17 20 100 12 14.458 20 22 100 12 14.458 22 24 90 10.8 13.012 1.2.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110kV Pmax = 70MW, cosφ = 0,84 Gồm lộ kép x 40 MW lộ đơn x 30MW Biến thiên phụ tải ghi bảng (tính theo phần trăm Pmax) Công suất phụ tải cấp điện áp Trung thời điểm xác định theo công thức sau: SUT (t )  Pmax  PUT %(t ) cos  Ta tính thời gian từ tới h SUT (0  5)  Pmax 70  PUT %(0  5)   90  75 (MVA) cos  0,84 100 Tính tốn cho thời điểm ta có bảng kết sau: Bảng1.4: Biến thiên phụ tải cấp điện áp Trung theo thời gian Giờ SUT(t),% PUT(t),MVA SUT(t),MVA 05 90 63 75 58 80 56 66.667 11 80 56 66.667 11 14 90 63 75 14 17 90 63 75 17 20 100 70 83.333 20 22 90 63 75 22 24 90 63 75 1.2.5 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao 220 kV Pmax = 70MW, cosφ = 0,84 Gồm lộ đơn x 70 MW Công suất phụ tải cấp điện áp cao thời điểm xác định theo công thức sau: SUC (t )  Pmax  P %(t ) cos UC SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện Ta tính thời gian từ tới 5h ta có SUC (0  5)  Pmax 70  PUC %(0  5)   90  75 (MVA) cos 100.0,84 Tính tốn cho thời điểm ta có bảng kết sau: Bảng1.5: Biến thiên phụ tải cấp điện áp cao theo thời gian Giờ S uc% Puc,MVA Suc,MVA 90 63 75 90 63 75 11 80 56 66.667 11 14 95 66.5 79.167 14 17 95 66.5 79.167 17 20 95 66.5 79.167 20 22 95 66.5 79.167 22 24 90 63 75 1.2.6 Đồ thị công suất phát hệ thống Do nhà máy thiết kế có nhiệm vụ ngồi nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải phía trung áp, cao áp phụ tải địa phương lượng lại cung cấp hệ thống, ta có cơng thức sau : SVHT(t) = STNM(t) – [ SUF(t) + SUC(t) + SUT(t) + STD(t) ] Trong :       SVHT(t) : Công suất phát hệ thống thời điểm t, (MVA) STNM (t) : Cơng suất phát tồn nhà máy thời điểm t, (MVA) SUF (t) : Công suất phụ tải địa phương thời điểm t, (MVA) STD(t) : Công suất tự dùng nhà máy thời điểm t, (MVA) SUC(t) : Cơng suất phía cao áp thời điểm t, (MVA) SUT(t) : Cơng suất phía trung áp thời điểm t, (MVA) Áp dụng công thức dựa vào tính tốn ta có bảng số liệu tính : Ta tính khoảng thời gian từ tới : SVHT(t) = STNM(t) – [ SUF(t) + SUC(t) + SUT(t) + STD(t) ] SVHT(0-5) = 270 –(13,01+ 75 + 75 + 22,01)=84,976 (MVA) Bảng1.6: Biến thiên công suất phát hệ thống theo thời gian Giờ 5 8 11 Svht(t),MVA 84.976 64.716 73.049 SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 11 14 50.77 14 17 17 20 107.96 99.627 20 22 22 24 107.96 84.976 Trang GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện *Ta có bảng tổng kết sau: Bảng 1.7 Bảng tổng hợp phụ tải cấp Giờ 5 8 11 11 14 14 17 17 20 20 22 22 24 STNM(t),MVA 270 240 240 240 300 300 300 270 STD(t),MVA 22.012 20.605 20.605 20.605 23.415 23.415 23.415 22.012 SUf(t),MVA 13.012 13.012 13.012 14.458 14.458 14.458 14.458 13.012 SUT(t),MVA S uc,MVA Svht(t),MVA 75 75 84.976 66.667 75 64.716 66.667 66.667 73.049 75 79.167 50.77 75 79.167 107.96 83.333 79.167 99.627 75 79.167 107.96 75 75 84.976 Từ bảng cân cơng suất tồn nhà máy ta có đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy sau: SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện Hình 1.1 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 10 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện Sơ đồ nguyên lý ngăn trung hình 1.1 LBS 630 A LBS 200 A CC 40 A U Cáp 24 kV Cấp đến U Cấp MBA 1000 kVA Hình 1.1 Sơ đồ sợi ngăn trung Máy biến áp Dung lượng máy biến chọn theo u cầu cung cấp điện tính tốn, xác định cấp điểm đấu Theo yêu cầu đầu bài, ta chọn máy biến áp ba pha hai cuộn dây công suất 1000 kVA điện áp 22/0,4 kV Liên doanh chế tạo máy biến ABB chế tạo Các thông số MBA sau : Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật MBA Công suất kVA 1000 Điện áp kV 22/0,4 P0 W 1750 PN W 13000 UN % Kích thước, mm Dài-rộng-cao 1765-1065-1900 Trọng lượng kg 2910 Thiết bị hạ áp 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 SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 92 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện a Chọn áptơmát Phía hạ áp dùng áptômát tổng sau MBA áptômát nhánh cho lộ phụ tải - áptômát tổng chọn theo điều kiện tải bình thường MBA, điều kiện chọn kiểm tra sau :  UđmA  Uđm m  IđmA  I lvmax  IcđmA  IN Dòng điện làm việc lớn qua A MBA bị tải xác định theo công thức : I lv max  k qt  SB  U Hdm  1,3  1000  1876 A  0, => Chọn áptơmát có dòng điện định mức 2000 A Vậy ta chọn áptơmát tổng loại M20 có cực Merlin Gerin chế tạo Các thông số sau : UđmA = 690 V IđmA = 2000 A IcđmA = 55 kA - Các áptômát nhánh thường chọn theo công suất phụ tải nhánh Ilv max  k qt  Spt  U Hdm  1,3  872,327  1636,824 A  0,4 Vậy ta chọn áptômát tổng loại M20 có cực Merlin Gerin chế tạo Các thông số sau : UđmA = 690 V IđmA = 2000 A IcđmA = 55 kA b Chọn dẫn Trạm biến áp hợp sử dụng dẫn đồng để nối MBA với thiết bị đóng cắt làm hạ áp Các dẫn chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng lâu dài cho phép (k1k2Icp  Ilvmax), sau kiểm tra khả ổn định động, khả ổn định nhiệt SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 93 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện - Đối với dẫn nối MBA thiết bị đặt đứng, khoảng cách trung bình hình học pha 20cm, khoảng cách hai sứ đỡ 60cm Tiết diện chọn sau : k1k2Icp  Ilvmax => I cp  Ilv max 1876   1876 A k1  k 1.1 Trong : k1 = với dẫn đặt đứng k2 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường Nhiệt độ môi trường xung quanh dẫn 250 C nhiệt độ chuẩn chế tạo dẫn nên k2 =  Chọn dẫn đồng hình chữ nhật kích thước 80x10 (mmxmm) có Icp=1900A, khối lượng 7,1kg/m, r0 = 0,025 m/m, x0 = 0,145 m/m - Đối với hạ áp, đặt nằm ngang, khoảng cách trung bình hình học pha 20cm, khoảng cách hai sứ đỡ 60cm Tiết diện chọn sau : k1k2Icp  Ilvmax => Icp  I lv max 1876   1974,6 A k1.k 0,95.1 Với dẫn đặt nằm ngang k1=0,95  Chọn hình chữ nhật, kích thước 100x10(mmxmm), có Icp=2310A, khối lượng 8,9kg/m, r0 = 0,02 m/m, x0 = 0,09 m/m Tính tốn dòng ngắn mạch hạ áp kiểm tra áptômát dẫn Sơ đồ thay thế: MBA TD ZB ZTD AT ZAT N1 N1 TC ZTC AN ZAN N2 N2 Hình 3.1 Sơ đồ tính tốn ngắn mạch Dòng ngắn mạch N1 để kiểm tra áptơmát tổng, N2 để kiểm tra áptômát nhánh Tổng trở MBA xác định theo công thức: SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 94 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện PN  U 2dm U N %  U 2dm ZB = RB + j XB =  10  j  10 Sdm Sdm = 13  0,4 1000  10  j  0,4 1000  10  2,08  j8, m Do tổng trở dẫn, cái, áptômát tổng, áptômát nhánh nhỏ so với tổng trở MBA nên ta bỏ qua Khi coi dòng ngắn mạch hai điểm N1ư N2 Dòng điện ngắn mạch tính theo cơng thức: IN  U 400   28 kA 3Z  2,082  82 Dòng điện ngắn mạch xung kích : ixk =  1,8  I N   1,8  28  71,12 kA  Kiểm tra áptômát ta thấy chúng thoả mãn điều kiện ngắn mạch: Icđm > IN  Kiểm tra ổn định động dẫn sau : Lực tác dụng dòng điện ngắn mạch lên dẫn : l 60 Ftt  1,76  10 2   i 2xk  1,76  10 2   71,12  267,06 kG a 20 Trong : l: khoảng cách sứ pha, 60cm a: khoảng cách pha, 20cm Mơmen uốn tính toán : M Ftt  l 267,06  60   1602,4 kGm 10 10 Ứng suất tính tốn :  tt  M W + Đối với dẫn đặt đứng ta có : h  b   1,3 cm3 6 1602,4  1232,6 kG/cm2 < cp = 1400 kG/cm2 =>  tt  1,3 W= + Đối với đặt nằm ngang ta có : b  h 1.10 W=   16,67 cm3 6 SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 95 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng =>  tt  Thiết kế phần điện nhà máy điện 1602,4  96,14 kG/cm2 < cp = 1400 kG/cm2 16,67 Vậy dẫn chọn thoả mãn điều kiện ổn định động dòng điện ngắn mạch  Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dẫn F    I N  t qd   28  0,5  118,794 mm2 Với: : Hệ số nhiệt Với dẫn đồng  =6 tqd =0,5s : Thời gian cắt ngắn mạch So sánh với tiết diện dẫn chọn thấy thoả mãn c Chọn thiết bị đo lường Các thiết bị đo đếm bao gồm :  công tơ hữu công (kWh) pha loại 230/400V- 5A- 50Hz cấp xác  công tơ vô công (kVArh) pha loại 230/400V-5A- 50Hz cấp xác  đồng hồ Ampe có dòng điện định mức 5A, dải đo từ 0-2000A  đồng hồ Vol có thang đo 0-500V  Cơng tắc chuyển mạch Vol loại vị trí  cầu chì 5A bảo vệ cho mạch đo đếm  đèn báo pha  chống sét van pha  biến dòng pha Tất đồng hồ công tơ nhà máy thiết bị đo Trần Nguyên Hãn chế tạo  Chống sét van pha hãng Cooper (Mỹ) chế tạo  Biến dòng pha loại 4MA74 Siemens chế tạo có thơng số sau: Bảng 3.1 Thơng số máy biến dòng điện Uđm, kV U chịu đựng tần số công nghiệp 1’,kV U chịu đựng xung 1,2/50 s, kV I1đm, A I2đm, A Iôđ nhiệt 1s, kA Iôđ động, kA Trọng lượng, kG SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 24 50 125 2000 80 120 25 Trang 96 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện SƠ ÐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM BIẾN ÁP 1 Cáp 22 kV loại XLPE 3x95mm 2.Dao cắt phụ tải cầu chì cao áp loại 3GD1 408-4B SIEMENS MBA 1000 KVA - 22 /0,4kV Cáp 0,4 kV vỏ PVC LENS chế tạo ba đồng hồ ampe đồng hồ vol sáu biến dòng điện 1pha loại 4MA74 A A V A kWh kVArh công tơ hữu công công tơ vô công 10 áptômát tổng M20-2000A 10 11 0,4 kV 11 12 bốn áptômát nhánh loại SA603-G 500A 13 ba chống sét van 12 13 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp d Chọn cáp liên lạc Trong trạm có hai hệ thống cáp: + Cáp 24kV dùng sợi đơn dùng để đấu nối từ thiết bị trung áp sang cực vào MBA Chọn loại cáp đồng, tiết diện cáp trung áp chọn theo điều kiện kinh tế sau: Fkt  I max 34,11   11 mm2 jkt 3,1 Với jkt : mật độ dòng điện kinh tế Cáp đồng jkt = 3,1 A/mm2 Theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch: SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 97 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện F   I N t qd  6.16 0,5  67,882 mm2 : Hệ số nhiệt độ, với đồng  = IN : Dòng điện ngắn mạch phía trung áp, lấy theo dòng cắt ngắn mạch dao cắt phụ tải  Chọn cáp tiết diện 95 mm2 cách điện XLPE có đai thép, vỏ PVC hãng Alcatel chế tạo Thông số kỹ thuật cáp sau: Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật cáp cao áp F mm2 r0 /km L0 mH/km C0 F/km Icp A 95 0,247 0,38 0,21 356 + Cáp hạ 1kV sợi đơn dùng để đấu nối từ đầu MBA đến đầu vào khoang phân phối hạ áp Chọn cáp đồng, tiết diện cáp chọn theo điều kiện phát nóng: k1k2Icp  Itt = I lv max Trong : k1: Hệ số kể đến môi trường đặt cáp, k1 =1 k2: Hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặt rãnh k2=1  Icp  Itt = 424,214 A  Chọn đường cáp có tiết diện đường 240 mm2 lõi cách điện PVC hãng Lens chế tạo, có thơng số sau : Bảng 3.3 Thông số cáp hạ áp F mm2 240 d lõi mm 17,9 d vỏ mm 25,1 d vỏ max mm 28,25 M kg/km 2433 r0 /km 0,0754 Icp A 501 Kiểm tra lại cáp theo điều kiện kết hợp với áptômát : Icp=501 A  IkdnhietA 1, 25.I dmA 1,25.500    416,667A 1,5 1,5 1,5 Cáp chọn thoả mãn e Chọn kích thước trạm biến áp hợp Kích thước trạm dùng tủ RMU, 24kV, loại 8DJ10, cách điện SF6, 630A, 16 kA hãng Siemens sản xuất: 3000x1700x2200 (mmxmmxmm) Kết cấu trạm sau :  Khung bao che: SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 98 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện + Khung trạm khung chịu lực, chế tạo bàng thép dầy 2,5mm dập định hình liên kết hàn cho khoang, khoang ngăn cách vách ngăn phẳng làm thép dầy 2mm, kết cấu hàn ghép bulông liên kết khoang + Bao che ngồi trạm thơng gió chế tạo thép 2mm dập định hình ghép dọc với tạo thành khe thơng gió tự nhiên rộng (7-10)mm hàn thành Cấu tạo khe thơng gió vừa đảm bảo nước mưa khơng lọt vào phía trong, khơng thể dùng que chọc vào Tổng diện tích thơng gió đủ để giữ cho nhiệt độ trạm đạt mức cho phép + Nóc trạm chế tạo thép dày 2mm có cấu tạo khung chịu lực Nắp trạm lắp chụp lên khung trạm, khung trạm có khe thơng gió tạo thành hệ thống gió đối lưu khe mái khe bao che xung quanh trạm + Mái che, thơng gió cánh cửa trạm tạo nên tổng thể cho trạm thoả mãn tiêu chuẩn bảo vệ IP43 chống xâm nhập bên xâm nhập nước + Đế trạm làm thép dày 2,5mm, dập hình chữ C, cao 100mm, kết cấu hàn, kích thước đế thu vào so với đáy khung trạm chiều 10mm + Trạm cho phép tháo lắp dễ dàng tiện cho việc đưa MBA và khỏi trạm lắp ráp, thay bảo dưỡng + Cơ cấu thao tác : Bố trí tay thao tác trước cầu dao, phía cánh cửa bảo vệ bên thuận tiện cho thao tác quan sát trạng thái cầu dao  Cửa trạm: + Trạm có lắp cửa riêng cho khoang chiếu sáng cục cho trạm thực công tắc hành trình Mỗi cửa lắp cơng tắc hành trình cho phép tự bật sáng cửa mở cắt đóng + Cửa trạm vừa có chức bảo vệ trạm vừa làm nhiệm vụ che chắn bên cho cấu thao tác Cửa liên kết với khung lề cho phép góc mở 900, vật liệu chế tạo làm thép dày 2mm SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 99 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện 2200 f Thiết kế cách lắp đặt 3000 1700 Hình 3.3 Hình chiếu đứng, hình chiếu cạnh TBA hợp 300 NGÃN TRUNG THẾ (RMU) 170 MÁY BIẾN ÁP NGÃN HẠ THẾ Cắt Cắt Hình 3.4 Hình chiếu TBA hợp V Tính tốn nối đất 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 chôn sâu h = 0,8 m Mặt trạm là: l1xl2 = 5x2,5 m2 Điện trở suất đất đo đo = 0,4.104 .cm Hệ số hiệu chỉnh theo mùa cọc nối đát là: SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 100 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện Hệ số mùa an toàn Kmt = 1,6; Kmc = 1,4 Yêu cầu điện trở nối đất trạm có Uđm = 24 kV : Rnđ   1.Điện trở nối đất Điện trở nối đất tính theo cơng thức sau : Rt   K.L2 ln 2 L d.h Trong :  = đo.Kmt = 0,4.104.10-2.1,6 = 64 m L chu vi mạch vòng : L = (5+2,5).2 = 15 m b 40.103  0,02 m d đường kính thanh, thép dẹt nên : d   2 K hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K = f (l1/l2)=f(5/2,5)=f(2) = 6,42 64 6,42.152  Rt  ln  7,752  2. 15 0,02.0,8 Điện trở nối đất cọc Điện trở nối đất cọc tính theo cơng thức: Rc    2l 4t  l  ln  ln 2. l  d 4t  l  Trong đó:  = đo.Kmc = 0,4.104.10-2.1,4 = 56 m l chiều dài cọc : l = 2,5m d đường kính cọc, cọc thép góc L60x60x6 nên d = 0,95b d = 0,95.60.10-3 = 0,057 m l 2,5 h  0,8  2,05 m 2 56  2.2,5 4.2,05  2,5   Rc  ln  ln  17,073  2. 2,5  0,057 4.2,05  2,5  t Điện trở nối đất hệ thống cọc - Gọi số cọc cần phải đóng n - Gọi khoảng cách cọc a  a = L n a =  a =2,5 m l L 15 Vậy số cọc cần đóng n =  = cọc a 2,5 - Nếu lấy tỷ số Tra tài liệu kỹ thuật điện cao áp ta có hệ số sử dụng cọc là: t = 0,4; c = 0,65 SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 101 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện Điện trở nối đất hệ thống cọc: R ht  R c.R t 17,073.7,752   3,571  R c  t  n.C R t 17,073.0,4  6.0,65.7,752 Ta có : Rht = 3,571  < Rđ =  Vậy hệ thống nối đất thiết kế cho trạm đạt yêu cầu kỹ thuật l=2,5 m 2,5 m TBA h=0,8 m 1 5m 1.Cọc Thanh nối a = 2,5 m Hình 3.1 Mặt bằng, mặt cắt hệ thống nối đất TBA hợp SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 102 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện MỤC LỤC PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG 1:TÍNH TỐN PHỤ TẢI,CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 1.1.Chọn máy phát điện 1.2 Tính tốn cân cơng suất 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.2.Đồ thị phụ tải tự dùng 1.2.3.Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát ( phụ tải địa phương ) 1.2.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110kV 1.2.5 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao 220 kV 1.2.6 Đồ thị công suất phát hệ thống 1.3 Đề xuất phương án nối dây 11 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 17 2.1 Phương án 17 2.1.1 Phân bố công suất cấp điện áp cho MBA 17 2.1.2 Chọn loại công suất định mức MBA 19 2.1.3 Kiểm tra máy biến áp bị cố 20 2.1.4 Tính tốn tổn thất điện máy biến áp 25 2.2 Phương án 27 2.2.1 Phân bố công suất cấp điện áp cho MBA 28 2.2.2 Chọn loại công suất định mức MBA 29 2.2.3 Kiểm tra máy biến áp bị cố 31 2.2.4 Tính tốn tổn thất điện máy biến áp 35 SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 103 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện 3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 38 3.1.1 Phương án I 38 3.1.2 Phương án II 39 3.2 Tính tốn kinh tế - kỹ thuật 40 3.2.1 Phương án I 40 3.2.2 Phương án II 41 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN DỊNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 43 4.1 Chọn điểm ngắn mạch 43 4.2 Lập sơ đồ thay tính tốn dòng ngắn mạch điểm chọn 45 4.2.1 Tính tốn ngắn mạch điểm N1 45 4.2.2 Tính tốn ngắn mạch điểm N2 47 4.2.3 Tính tốn ngắn mạch điểm N3 49 4.2.4 Tính tốn ngắn mạch điểm N3’ 51 4.2.5 Tính tốn ngắn mạch điểm N4 51 CHƯƠNG 5: CHỌN KHÍ CỤ VÀ DÂY DẪN 52 5.1 Tính tốn dòng điện làm việc bình thường dòng diện cưỡng cấp điện áp 52 5.1.1 Mạch phía hệ thống 220 kV 52 5.1.2 Mạch phía 110 kV 53 5.1.3 Mạch phía 10,5 kV 54 5.2 Chọn máy cắt dao cách ly 55 5.3 Chọn dẫn cứng đầu cực máy phát 56 5.4 Chọn sứ đỡ 58 5.5 Chọn dẫn mềm 59 5.6 Chọn cáp kháng điện đường dây 66 SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 104 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện 5.6.1 Chọn cáp 66 5.7 Chọn máy biến áp đo lường 74 5.7 Chọn máy biến điện áp 74 5.7.2 Chọn máy biến dòng điện 77 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN ĐIỆN TỰ DÙNG 81 6.1 Sơ đồ nối điện tự dùng 81 6.2 Chọn máy biến áp tự dùng cấp điện áp 6,3 kV 82 6.3 Chọn máy biến áp tự dùng cấp điện áp 0,4 kV 83 6.4 Chọn khí cụ điện tự dùng 84 6.4.1 Chọn máy cắt hợp mạch tự dùng 10,5 kV 84 6.4.2 Chọn máy cắt hợp mạch tự dùng 6,3 kV 84 6.4.3 Chọn aptomat cho phụ tải tự dùng cấp 0,4 kV 85 PHẦN II 88 CHUYÊN ĐỀ: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP HỢP BỘ 88 I Giới thiệu chung trạm biến áp hợp 89 II Yêu cầu thiết kế 89 III Khảo sát phụ tải 89 Tính tốn công suất cho hộ 89 Tính tốn cơng suất cấp cho tầng( 10 hộ) 90 Tính tốn cơng suất cấp cho tòa nhà chung cư ( 16 tầng) 90 IV Chọn sơ đồ nguyên lý tính toán lựa chọn thiết bị 90 Thiết bị trung 90 Máy biến áp 92 Thiết bị hạ áp 92 V Tính tốn nối đất 100 SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 105 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện 1.Điện trở nối đất 101 Điện trở nối đất cọc 101 Điện trở nối đất hệ thống cọc 101 SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 106 ... ThS PHẠM NGỌC HÙNG SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang GVHD:Th.S Phạm. .. (MWh) 2.2 Phương án Hình 2.1.B Sơ đồ nối điện phương án II SVTH: Phạm Văn Nam –Đ5H1 Trang 27 GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện 2.2.1 Phân bố công suất cấp điện áp cho MBA... GVHD:Th.S Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện vào số liệu để xây dựng đồ thị cơng suất phát tồn nhà máy, đồ thị phụ tải tự dùng, đồ thị cấp điện áp công suất phát hệ thống sau 1.2.1 Đồ thị