Đồ án tốt nghiệp nguyễn văn linh

Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền LỜI NÓI ĐẦU Năng lƣợng, theo cách nhìn tổng qt rộng lớn, vơ tận Tuy nhiên, nguồn lƣợng mà ngƣời khai thác phổ biến trở nên khan trở thành vấn đề lớn giới Đó để có lƣợng dùng hộ tiêu thụ, lƣợng sơ cấp phải trải qua nhiều công đoạn nhƣ: khai thác, chế biến, vận chuyển phân phối Các công đoạn đòi hỏi nhiểu chi phí tài chính, kỹ thuật ràng buộc xã hội Hiệu suất công đoạn kể từ nguồn lƣợng sơ cấp đến lƣợng cuối nói chung thấp Vì vậy, đề lựa chọn thực phƣơng pháp biến đổi lƣợng từ nguồn lƣợng sơ cấp đến lƣợng cuối để đạt hiệu kinh tế cao nhu cầu nhiệm vụ ngƣời Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện tính tốn chế độ vận hành tối ƣu nhà máy điện không nhiệm vụ mà củng cố toàn diện mặt kiên thức sinh viên khoa hệ thống điện trƣớc thâm nhập vào thực tế Với yêu cầu nhƣ vậy, đồ án mơn học đƣợc hồn thành gồm: thuyết minh kèm theo vẽ nhà máy nhiệt điện Sau kết thúc bốn năm học ngành hệ thống điện, em đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp gồm phần: Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy Nhiệt Điện Phần 2: Thiết kế trạm hạ áp 22/0,4 kV – công suất 240 kVA Về sơ lƣợc em hiểu biết đƣợc sâu kiến thức phần điện nhà máy nhiệt điện Đó trang bị kiến thức hữu ích cho công việc em sau trƣờng Hà nội, ngày 08 tháng 01 năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Văn Linh SVTH: Nguyễn Văn Linh Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa hệ thống điện đặc biệt cô giáo Th.s Nguyễn Thị Thu Hiền hƣớng dẫn em nhiệt tình trang bị cho em lƣợng kiến thức sâu rộng môn nhà máy điện để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện mảng đề tài lớn đặc trƣng ngành điện nói chung khoa hệ thống điện nói riêng đòi hỏi nhiều trình độ chun mơn, q trình thiết kế em có giúp đỡ phối hợp tốt với bạn bè nhóm đồ án Một lần em xin chân thành cảm ơn bầy tỏ lòng biết ơn thầy tận tình giảng dạy giúp đỡ em năm học vừa qua SVTH: Nguyễn Văn Linh Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ….… SVTH: Nguyễn Văn Linh Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN SVTH: Nguyễn Văn Linh Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN PHẦN THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƢƠNG I TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT,CHỌN PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 1.2 TÍNH TỐN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1.2.1 Cơng suất phát tồn nhà máy 1.2.2 Công suất phụ tải tự dùng 1.2.3 Công suất phụ tải cấp điện áp 1.2.4 Công suất phát hệ thống 1.3 ĐỂ XUẤT CÁC PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY 1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất phƣơng án nối dây 1.3.2 Đề xuất phƣơng án nối dây CHƢƠNG II TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 12 A.PHƢƠNG ÁN 12 2.1.A CHỌN MÁY BIẾN ÁP 12 I PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP 12 II.CHỌN LOẠI VÀ CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIẾN ÁP 13 III Kiểm tra tải MBA 14 2.2.A.TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 17 B.PHƢƠNG ÁN 19 2.1.B CHỌN MÁY BIẾN ÁP 19 I PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP 19 II.CHỌN LOẠI VÀ CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIẾN ÁP 20 III Kiểm tra tải MBA 22 2.2.A.TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 24 CHƢƠNG III TÍNH TỐN KINH TẾ -KỸ THUẬT CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU 27 3.1 CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI 27 I PHƢƠNG ÁN 1: Hình 3.1 27 II PHƢƠNG ÁN 2: Hình 3.2 27 3.2 TÍNH TỐN KINH TẾ - KỸ THUẬT, CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU 28 I LÝ THUYẾT CHUNG 28 II TÍNH CHO CÁC PHƢƠNG ÁN 30 CHƢƠNG IV TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 33 4.1 CHỌN ĐIỂM NGẮN MẠCH 33 4.2 LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ 34 SVTH: Nguyễn Văn Linh Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền I Chọn đại lƣợng 34 II Tính điện kháng phần tử 34 4.3 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM 37 CHƢƠNG V CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 43 5.1 DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC VÀ DÒNG ĐIỆN CƢỠNG BỨC 43 Cấp điện áp cao 220 kV 43 Cấp điện áp trung 110 kV 43 Cấp điện áp máy phát 10,5 kV 44 5.2 CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY 45 Chọn máy cắt điện 45 Chọn dao cách ly 46 5.3 CHỌN THANH CỨNG ĐẦU CỰC MÁY PHÁT 47 Chọn loại tiết diện góp cứng 47 Kiểm tra ổn định động ngắn mạch 48 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng 49 Chọn sứ đỡ 49 5.4 CHỌN THANH GÓP, THANH DẪN MỀM 51 Chọn tiết diện 51 2.Kiểm tra ổn định nhiệt 52 Kiểm tra điều kiện vầng quang 52 5.5 CHỌN CÁP VÀ KHÁNG ĐIỆN ĐƢỜNG 56 Chọn cáp cho phụ tải địa phƣơng 56 Chọn kháng điện đƣờng dây cho phụ tải địa phƣơng 58 5.6 CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƢỜNG 63 Chọn máy biến áp BU 63 Chọn máy biến dòng BI 65 5.7 Chọn chống sét van (CSV) 67 CHƢƠNG VI: TÍNH TỐN ĐIỆN TỰ DÙNG 69 6.1 SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN TỰ DÙNG 69 6.2 CHỌN MÁY BIẾN ÁP 70 6.3 CHỌN MÁY CẮT VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN 72 PHẦN II : THIẾT KẾ TRẠM HẠ ÁP CUNG CẤP CHO MỘT KHU DÂN CƢ NÔNG THÔN TỔNG CÔNG SUẤT ĐẶT 120 KW – 10/0,4kV 75 CHƢƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 76 1.1.Xác định phụ tải tính tốn 76 1.2.Chọn máy biến áp 76 1.3.Chọn kiểu trạm biến áp 76 CHƢƠNG II SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ CHỌN CÁC THIẾT BỊ KHÍ CỤ ĐIỆN 77 2.1 Sơ đồ nối điện 77 SVTH: Nguyễn Văn Linh Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền 2.1.1.Sơ đồ nối điện 77 2.1.2.Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp treo 160-10/0,4kV: 77 2.1.3.Sơ đồ đấu dây trạm biến áp treo 10/0,4 kV 78 2.2 Chọn thiết bị điện cao áp 79 2.2.1.Chọn dây dẫn từ đƣờng trục vào trạm 79 2.2.2 Chọn cầu dao phụ tải 79 2.2.3.Chọn cầu chì tự rơi 80 2.2.4.Chống sét van 80 2.2.5.Chọn sứ cao 81 2.2.6.Chọn dẫn xuống máy biến áp 81 2.3 Chọn thiết bị điện hạ áp 82 2.3.1.Chọn cáp từ máy biến áp sang tủ phân phối 82 2.3.2.Chọn tủ phân phối 82 2.3.3.Thanh hạ áp 83 2.3.4.Chọn Áptomát tổng 83 2.3.5.Chọn Aptomat nhánh 83 2.3.6.Chọn máy biến dòng 84 2.3.7.Chọn chống sét van hạ 84 2.3.8.Chọn thiết bị đo đếm điện 85 2.3.9.Chọn sứ hạ 85 2.3.10 Chọn cáp đầu nhánh 85 2.4 Tính ngắn mạch: 87 CHƢƠNG III TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 95 3.1 Tính tốn nối đất cho trạm biến áp: 95 KẾT LUẬN CHUNG 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 SVTH: Nguyễn Văn Linh Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật máy phát điện loại TB  -63-2 Bảng 1.2:Cơng suất phát tồn nhà máy thời điểm Bảng 1.3: Công suất tự dùng nhà máy thời điểm Bảng 1.4 Công suất phụ tải địa phƣơng thời điểm Bảng 1.5 Công suất phụ tải điện áp trung thời điểm Bảng 1.6 Công suất phụ tải điện áp cao thời điểm Bảng 1.7.Bảng tổng hợp phụ tải cấp điện áp Bảng 2.1 Bảng phân bố công suất cho MBA liên lạc 13 Bảng 2.2 Thông số kĩ thuật máy biến áp B3,B4 14 Bảng 2.3 Thông số kĩ thuật máy biến áp tự ngẫu 14 Bảng 2.4 Bảng phân bố công suất cho MBA liên lạc 20 Bảng 2.5 Thông số kĩ thuật máy biến áp B3,B4 21 Bảng 2.6 Thông số kĩ thuật máy biến áp tự ngẫu 22 Bảng 3.1.Bảng tổng kết kinh tế hai phƣơng án 32 Bảng 4.1 Bảng tổng kết tính tốn ngắn mạch 42 Bảng 5.1.Bảng tổng kết dòng cƣỡng 45 Bảng 5.2 Thông số loại máy cắt 46 Bảng 5.3 Thông số loại dao cách ly 46 Bảng 5.4.Thông số dẫn hình máng 47 Bảng 5.5.Bảng thông số sứ 51 Bảng 5.6 Bảng thơng số góp mềm 52 Bảng 5.7 Bảng tính ngắn mạch N1 thời điểm 53 Bảng 5.8 Bảng tính tốn ngắn mạch N2 thời điểm 54 Bảng 5.9 Bảng tổng hợp tính tốn ngắn mạch thời điểm 54 Bảng 5.11 Bảng thông số kháng điện 60 Bảng 5.12: Thông số máy cắt cho đƣờng dây phụ tải địa phƣơng 62 Bảng 5.13 Thông số máy biến điện áp cấp 220kV 110kV 63 Bảng 5.14.Bảng phụ tải máy biến áp 63 Bảng 5.15.Bảng thông số máy biến điện áp cấp 10,5kV 64 Bảng 5.16.Bảng thông số máy biến dòng cấp 220kV 110kV 65 Bảng 5.17.Bảng công suất tiêu thụ cuộn dây dòng 66 Bảng 6.1 Thông số máy biến áp tự dùng cấp 6,3 kV 71 Bảng 6.2 Bảng thơng số máy biến áp dự phòng 71 Bảng 6.3 Bảng thông số máy biến áp tự dùng cấp 0,4 kV 71 Bảng 6.4 Bảng thông số máy cắt tự dùng cấp điện áp máy phát 72 Bảng 6.5 Bảng thông số máy cắt tự dùng cấp 6,3kV 73 Bảng 6.6 Bảng thông số áp tô mát M12 74 Bảng 1.1.Bảng thông số máy biến áp 76 Bảng 2.1 Thông số cầu dao phụ tải 80 SVTH: Nguyễn Văn Linh Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền Bảng 2.2 Thơng số cầu chì tự rơi 80 Bảng 2.3 Thông số chống sét van 80 Bảng 2.4 Thông số sứ cao 81 Bảng 2.5.Thông số dẫn 82 Bảng 2.6.Thông số cáp chọn 82 Bảng 2.7 Thông số hạ áp 83 Bảng 2.8 Thông số Aptomat tổng 83 Bảng 2.9 Thông số Aptomat nhánh 84 Bảng 2.10 Thông số máy biến dòng điện 84 Bảng 2.11 Thông số chống sét van 84 Bảng 2.12 Thông số thiết bị đo đếm điện 85 Bảng 2.13 Thông số sứ hạ 85 Bảng 2.14 Thông số cáp chọn 86 SVTH: Nguyễn Văn Linh Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy Hình 1.2 Sơ đồ dây phƣơng án Hình 1.3 Sơ đồ nối điện phƣơng án Hình 1.4 Sơ đồ dây phƣơng án 10 Hình 1.5 Sơ đồ dây phƣơng án 11 Hình 2.A.Sơ đồ dây phƣơng án 12 Hình 2.1 Phân bố cơng suất MBATN cố 15 Hình 2.2 Phân bố cơng suất MBATN cố 16 Hình 2.3 Phân bố công suất MBATN cố 17 Hình 2.B Sơ đồ dây phƣơng án 19 Hình 2.4 Phân bố công suất MBATN cố 22 Hình 2.5 Phân bố công suất MBATN cố 24 Hình 3.1.Sơ đồ thiết bị phân phối phƣơng án 27 Hình 3.2 Sơ đồ thiết bị phân phối phƣơng án 28 Hình 4.1.Sơ đồ điểm tính ngắn mạch 33 Hình 4.2 Sơ đồ thay tồn nhà máy 37 Hình 5.1.Hình dạng dẫn cứng hình máng 47 Hình 5.2.Sơ đồ chọn sứ 50 Hình 5.3 Sơ đồ phụ tải địa phƣơng 59 Hình 5.4:Sơ đồ thay để chọn XK% 60 Hình 5.5 Sơ đồ nối dụng cụ đo vào biến điện áp biến dòng điện mạch MPĐ 67 Hình 6.1 Sơ đồ nối điện tự dung nhà máy nhiệt điện 69 Hình 2.1.Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 77 Hình 2.4 Sơ đồ điểm tính toán ngắn mạch 87 Hình 2.5 Mặt bố trí tiếp địa 95 SVTH: Nguyễn Văn Linh Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền 2.3.8.Chọn thiết bị đo đếm điện Tra theo phụ lục sách thiết kế nhà máy điện trạm biến áp ta chọn đƣợc thiết bị đo đếm điện có thơng số kỹ thuật cho bảng sau: Tên đồng hồ ký hiệu Loại Cấp xác Cơng suất tiêu thụ(VA) Cuộn áp Cuộn dòng Ampe-mét A  378 1,5 Vôn-mét V 378 1,5 Wh MV3 E4 1,5 0,5 VAh MV3 E4 R 1,5 0,5 Công tơ hữu công Công tơ vô công 0,1 Bảng 2.12 Thông số thiết bị đo đếm điện 2.3.9.Chọn sứ hạ Điều kiện chọn sứ hạ áp: Điện áp định mức (kV): Uđm.s ≥ Uđm.m Dòng điện định mức (A): Iđm.s≥ IttH Tra PL 2.27 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện ta chọn sứ  -1-375 Nga chế tạo có thơng số sau: Loại Udm (kV)  -1-375 Uphá hoại (kV) 11 F phá hoại (kg) 375 Khối lƣợng (kg) 0,7 Chiều cao (mm) 65 Bảng 2.13 Thông số sứ hạ 2.3.10 Chọn cáp đầu nhánh Cáp đƣợc chọn theo điều kiện sau : - Dòng làm việc lâu dài cho phép : K1.K2.Icp 1 Ilvmax = 454,663 =113,466 A 4 Trong : K1 – hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ,ứng với môi trƣờng đặt cáp K1  65  45  0,710 65  25 K2 – hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ,kể đến số lƣợng cáp chung rãnh ( n=3) lấy K2 = 0,9 113, 466  Icp   177,881 (A) 0,71.0,9 Chọn cáp đồng hạ áp lõi + trung tính cách điện PVC, hãng LENS chế tạo có thơng số sau: SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 85 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền Tra bảng 4.23 –Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV - Ngơ Hồng Quang ta chọn cáp có thơng số sau ICP(A) F(mm2) r0 (/km) Trong nhà Ngoài trời 3G50 0,378 206 192 Bảng 2.14 Thông số cáp chọn SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM BIẾN ÁP TREO 315 kVA – 22/0,4 kV SAU KHI CHỌN THIẾT BỊ Đƣờng dây không 22 kV 22 kV Cầu dao phụ tải 22kV Cầu chì tự rơi 22kV C730-211PB Chống sét van PBC-35 Thanh dẫn tròn Φ8 MBA ABB 315kVA-22/0,4kV Cáp tổng 4G70 Máy biến dòng TKM-0,5 Cơng tơ hữu cơng 380/220-5A Cơng tơ vô công 380/220 V -5A Đồng hồ Ampemet Vônmet Aptomat tổng SA603-H Thanh 0,4 kV Aptomat nhánh SA403-H Chống sét van PBH-0,5Y1 Cáp xuất tuyến 0,4kV Tủ phân phối(1,2x0,8x0,6 m) kWh kVAr h A A A V 0,4 kV Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp treo sau chọn thiết bị SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 86 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền 2.4 Tính ngắn mạch: Tính tốn ngắn mạch để xác định trị số dòng điện ngắn mạch nhằm kiểm tra thiết bị chọn - Giả thiết ngắn mạch Xảy ngắn mạch pha đối xứng ta coi : I” = I  - Thời gian tồn ngắn mạch thời gian bảo vệ Rơle Máy cắt I”: Dòng điện siêu độ I  : Giá trị tức thời dòng điện ngắn mạch chế độ xác lập Ixk : Trị số tức thời dòng điện xung kích Ixb : Giá trị hiệu dụng lớn dòng ngắn mạch Các bƣớc tiến hành tính ngắn mạch: Tính ngắn mạch hai điểm theo sơ đồ sau: CDPT CCTR N1 MBA AT N2 AN N3 Hình 2.4 Sơ đồ điểm tính tốn ngắn mạch SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 87 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền 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 , N3: N2 – Kiểm tra cáp hạ lộ tổng áptômát tổng N3 – Kiểm tra áptômát nhánh cáp lộ phụ tải Điện kháng hệ thống đƣợc tính gần qua cơng suất ngắn mạch máy cắt đầu nguồn: SN = 300 (MVA) Đƣờng dây 22kV không cấp điện cho trạm biến áp sử dụng dây dẫn loại AC-120 có chiều dài 7km Dây AC-120 có r0 = 0,25 (Ω/km) ; x0 = 0,377 (Ω/km) Điện trở đƣờng dây : RD = ro.l = 0,25.7 = 1,75 () Điện kháng đƣờng dây : XD = xo.l = 0,377.7 = 2,639 () Tính ngắn mạch mạch phía cao áp 22(kV)(điểm N1): Ta tính ngắn mạch pha đối xứng nguồn đƣợc coi có cơng suất vơ lớn trạm biến áp xa nguồn tính tốn ngắn mạch ta xem: IN= I” = I  Sơ đồ thay : Điện kháng hệ thống : Utb = 1,05.Udm = 1,05.22 = 23,1 (kV) XHT = Udm 222   1,613() SN 300 Ta giả thiết : trạm biến áp phân phối cần thiết kế đƣợc cấp điện từ trạm trung gian cách khoảng km Điện trở điện kháng dây dẫn dây AC-70 Ta có: r0 = 0,46 (Ω/km) & x0 = 0,44 (Ω/km) & L = (km) SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 88 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền RD1 = r0.L = 0,46.7 = 3,22 (Ω) XD1 = x0.L = 0,44.7 = 3,08 (Ω) Tổng trở từ hệ thống đến đầu điểm N1: ZΣ1 = RD1 +j(XHT + XD1) = 3,22+j(3,08+1,613) = 3,22 + j4,693 (Ω) Dòng điện ngắn mạch pha: IN1 = U tb 23,1   2,343(kA) Z1 3 (3,222  4,6932 ) Dòng điện xung kích : Ixk1 = k xk 2.I N1 = 1,8 2.2,343 = 5,965(kA) Tính tốn ngắn mạch điểm N 2: Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp , ta coi MBA nguồn , điện áp phía hạ áp không thay đổi xảy ngắn mạch Do ta có: IN = I” = I  Sơ đồ thay thế: Tổng trở Máy Biến Áp: 2 Pn U dm 106 U n %.U dm 104 ZB  j Sdm Sdm 5,75.0,4 10 4.0,4 104  j  5,75  j16(m) 4002 400 Cáp nối từ máy biến áp đến tủ phân phối dài m , ta có: ZD2 = RD2 = 0,268.5.10-3 = 1,34 (mΩ) Tổng trở Aptomát tổng: ZAT = RAT +j XAT = 0,15+j0,1 (mΩ) Do ta có tổng trở: ZΣ2 = ZB + ZD2 + ZAT = 5,75  j16 +1,34+ 0,15+j0,1=7,24+j16,1 (mΩ) Do dòng điện ngắn mạch pha: SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 89 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện IN2 = GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền Udm 400   13,082(kA) Z 3 (7,242  16,12 ) Dòng điện xung kích tính tốn: Ixk2 = 2.k xk I N2  2.1,8.13,082  33,302(kA) Tính toán ngắn mạch điểm N 3: ZΣ3 = ZB + ZD2 + ZAT +ZTG+ZAN= 5,75  j16 +1,34+ 0,15+j0,1+0,268+j0,179+1,3+j0,86= 8,808 +j17,139 (mΩ) Do dòng điện ngắn mạch pha: IN3 = Udm 400   12,188(kA) 2 Z 3 (8,08  17,139 ) Dòng điện xung kích tính tốn: Ixk3 = 2.k xk I N3  2.1,8.12,188  31,027(kA) Kiểm tra khí cụ điện: +) Kiểm tra khí cụ điện cao áp: Kiểm tra cầu dao phụ tải 3CJ1561 - 24kV : Điều kiện kiểm tra: + UđmCD = 24kV  Uđm mang = 22(kV ) + IđmCD = 630 A > Icb =10,747(A ) + IđmN1-3s = 20kA > IN = 2,343( kA) + Iđm = 50kA > IN1 = 2,343 (kA) thoả mãn điều kiện Kiểm tra cầu chì tự rơi: Idm cắt ≥ IN1 Sđmcắt ≥SN1 Theo nhƣ tính tốn ta có : IN1 = 2,343( kA) Idmcắt = (kA) SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 90 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền S N  3.U dm I N  3.22.2,343  89, 280( MVA) Sdmc  3.U dm I dmc  3.22.8  304,841( MVA) Do cầu chì tự rơi chọn thỗ mãn ( đạt u cầu) Kiểm tra sứ đỡ cao áp OɸP-24750Y3 : Điều kiện kiểm tra: + UđmSứ =24kV  Uđm mạng = 22(kV ) + Ftt FCP Trong đó: + FCP = 0,6 FPh = 0,6 750 = 450( kG) l a + Ftt = 1,76 10-8 .i xk1 Với cấp điện áp  35kV thì: l = 80  200 cm ; a = 30  100 cm Ta chọn: l = 120 cm ; a = 60 cm  Ftt= 1,76 10-8 120  2,343.103  = 0,193 kG 60 Ta thấy: FCP = 450 kG > Ftt = 0,193 kG Đạt yêu cầu +)Kiểm tra khí cụ điện hạ áp: Thanh hạ áp: - Kiểm tra ổn định lực điện động: Khi có ngắn mạch xảy , dòng điện ngắn mạch chạy qua làm cho chịu lực lớn, rung động làm cho bị uốn cong sinh phá hoại sứ đỡ Do ta phải kiểm tra theo điều kiện sau:  tt   cp Ta có ứng suất tcho phép góp  cp = 1400 kg/cm2 Ứng suất tính tốn đƣợc tính theo biểu thức sau :  tt  M W Trong : SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 91 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền M-momen uốn tính tốn(kG/cm) W-momen chống uốn góp đặt thẳng đứng (cm3) Ta có : Ftt l 1,76.102.l ixk M  ; 10 10.a b.h W= Trong : L = 60 cm : Khoảng cách sứ đỡ a = 14 cm : Khoảng cách pha Ixk = 33,302 kA: Dòng xung kích điểm ngắn mạch N2 Với b=3 mm; h= 25 mm Thay vào ta có: 60 60 33,302  15, 075( kG.cm) 14 10 1 1 3.10 (25.10 ) W  0,3125( cm3 ) M  1, 76.102 Nên :  tt  M 15,075   46,890(kG / cm )  cp W 0,3125 Do đảm bảo ổn định lực điện động - Kiểm tra ổn định nhiệt: Kiểm tra ổn định nhiệt dựa vào điều kiện sau: F  Ftt   I  tqd Trong :  - hệ số ổn định nhiệt, với đồng lấy  =6 Ftt - tiết diện tính toán nhỏ đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt tqd - thời gian độ, lấy thời gian cắt ngắn mạch, tqd =0,5s Vậy ta có: Ftt  6.4,68 0,5  19,86 mm2 Fcp =3.25=75 mm2 ≥ Ftt Vậy góp cho thỏa mãn điều kiện ổn định động ổn định nhiệt SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 92 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền Sứ đỡ hạ áp: Đặc trƣng cho độ bền sứ lực phá hoại cho phép tác động lên đầu sứ Fcp, đƣợc nhà chế tạo cho sẵn Sứ đƣợc chọn đảm bảo độ bền cơ, cần thỏa mãn điều kiện: Ftt,  0, 6.Fcp Trong : 0,6- hệ số kể đến dự trữ độ bền sứ Ftt, -lực tính toán lớn tác động llên đầu sứ ngắn mạch pha 1 Hs  h  b Hs  h 2 Ftt,  Ftt  Hs Hs Trong đó: Hs-chiều cao sứ, Hs=65mm h- chiều cao góp, h=25mm b- bề dày miếng kẹp phía dƣới góp, b nhỏ bỏ qua Ftt- lực điện động tác động lên góp ngắn mạch pha Ftt  1, 76.102 Ftt,  Ftt l 60 ixk  1, 76.102 .33,3022  83, 652(kG) a 14 Hs  h / 65  25 /  83, 652  125, 478( kG) Hs 65 Vậy Fcp=375kG > F‟tt=125,478 kG Sứ chọn thỏa mãn yêu cầu Kiểm tra cáp tổng hạ áp: Cáp chọn phải thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch, tức tiết diện cáp đƣợc chọn phải thỏa mãn điều kiện: F   I N t Trong đó:  -Hệ số nhiệt độ, với cáp đồng  =6 t-Thời gian cắt ngắn mạch, lấy thời gian tồn ngắn mạch t=0,5s Tiết diện tính tốn nhỏ đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt bằng: Ftt  6.4,68 0,5  19,86 mm2 Cáp chọn có F=70 mm2>Fttmin SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 93 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền Không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cáp ngắn Vậy cáp tổng chọn đạt yêu cầu Kiểm tra cáp nhánh hạ áp Điều kiện: Inh capnhanh  I‟‟N3 - Dòng ổn định nhiệt cho cáp: I nhCap  Trong đó: F C 150.70   14,849 (kA)  I N3  12,188( kA) tcat 0,5 tcat: thời gian cắt máy cắt,lấy =0,5s Vậy cáp chọn thoả mãn yêu cầu Kiểm tra Aptomat tổng: Điều kiện kiểm tra: + UđmA =600 (V) > Uđm mạng + IđmA =600 (A)  Itt = 454,663 (A) + ICđmA = 85 (kA) IN2 = 10,747(kA) Đạt yêu cầu Kiểm tra Aptomat nhánh: Điều kiện kiểm tra: + UđmA =600 (V) > Uđm mạng + IđmA = 200 (A)  Itt = 113,666(A) + IcđmA = 85 (kA) IN3 = 31,027 (kA) Aptomat chọn đạt yêu cầu Kiểm tra máy biến dòng điện: Phụ tải thứ cấp BI gồm có: Ampe mét: 0,1 VA,Công tơ vô công: 2,5 VA,Tổng phụ tải: 5,1 VA Tiết diện dây dẫn từ BI tới đồng hồ đo đƣợc chọn theo điều kiện : F ltt  Z dmBI   Z dc  Đạt yêu cầu SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 94 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền CHƢƠNG III TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 3.1 Tính tốn nối đất cho trạm biến áp: Trong trạm biến áp nối đất an tồn nối đất làm việc thƣờng đƣợc nối chung với Điện trở nối đất toàn trạm biến áp hạ áp với công suất không 320 kVA thƣờng có Rd ≤ Ω Căn vào điện trở suất đất đất  =0,4.104 Ω.cm & mặt trạm có đủ điều kiện đóng cọc tiếp đất ta chọn phƣơng án nối đất trạm, sau tính tốn điện trở nối đất phƣơng án chọn Nếu trƣờng hợp Rtt = Ω phƣơng án nối đất đạt yêu cầu Rtt ≥ Ω , ta phải sử lý cách đóng cọc điện trở nối đát đạt u cầu Mặt bố trí tiếp địa: Hình 2.5 Mặt bố trí tiếp địa Dự kiến phƣơng án nối đất: - Ta sử dụng mạch vòng gồm cọc đƣợc nối với - Cọc sử dụng loại cọc sắt góc L60x60x6 - Thanh ta dùng sắt dẹt 40x4 Dự kiến phƣơng án nối đất nhƣ hình vẽ Xét độ ẩm đất , độ ẩm đất thƣờng có dao động phụ thuộc vào mùa mƣa mùa khơ , ta xác định điện trở nối đất theo mùa  d =  dtmùa SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 95 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền Tra bảng phụ lục ta có : kmùa khơ = 0,4; kmùa mƣa = 1,6 Điện trở nối đất Hệ thống đƣợc tính theo cơng thức sau: R HT  R c R t R c t  n.R t c Trong đó: Rc : Điện trở cọc Rt : Điện trở n : Số cọc  t;  c: Hệ số sử dụng cọc 3.2 Tính điện trở nối đất cọc: Cọc nối đất có điện trở đƣợc tính theo công thức sau: Rc   2.L 4.t  L (ln  ln ) 2. L d 4.t  L Trong : L: Chiều dài cọc L = 250 cm t = h+ L/2 = 250/2+80 = 205 cm d: Đƣờng kính cọc d= 0,95.b = 0,95.6 =5,7 (cm) Thay số vào ta có : 0,4.104.1,4 2.250 4.205  250 Rc  (ln  ln )  17,08() 2.3,14.250 5,7 4.205  250 3.3 Tính tốn điện trở nối đất : Điện trở nối đất đƣợc tính theo biểu thức sau : Rt   k.L2 ln 2. L h.d Trong : L : Chiều dài (L =250cm) h: Độ sâu (h=80 cm) d: Đƣờng kính d=b/2=4/2=2 (cm) k = 5,81 SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 96 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền Tra bảng ta có :  t = 0,45 ;  c = 0,8 Do Điện trở nối đất đƣợc tính : 0,4.104 2502.5,81 Rt  ln  31,5() 2.3,14.250 80.2 Điện trở nối đất toàn trạm : R HT  R c R t 17,08.31,5   3,38() R c t  n.R t c 17,08.0,45  6.31,5.0,8 Vậy ta có RHT =3,38(Ω) < Rd = 4(Ω) Do phƣơng án nối đất vạch đạt yêu cầu kỹ thuật SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 97 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền KẾT LUẬN CHUNG Theo đề tài thiết kế đồ án đƣợc thiết kế dựa nhiều môn chuyên nghành hệ thống điện, bật mơn: nhà máy điện, sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện, cao áp Và đồ án gồm phần chính: Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy Nhiệt Điện Phần 2: Thiết kế trạm hạ áp  Trong phần đƣợc thiết kế gồm chƣơng: - Chƣơng 1: Tính tốn cân công suất chọn phƣơng án nối dây - Chƣơng 2: Tính tốn chọn máy biến áp - Chƣơng 3: Tính tốn kinh tế kỹ thuật chọn phƣơng án tối ƣu - Chƣơng 4: Tính tốn ngắn mạch - Chƣơng 5: Chọn khí cụ điện dây dẫn - Chƣơng 6: Tính tốn điện tự dùng  Trong phần đƣợc thiết kế gồm chƣơng: - Chƣơng 1: Xác định phụ tải tính tốn chọn máy biến áp - Chƣơng 2: Sơ đồ nguyên lý chọn thiết bị khí cụ điện - Chƣơng 3: Tính tốn nối đất cho trạm biến áp SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 98 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Phạm Văn Hòa, Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2007 TS Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hòa Phần điện nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2007 PGS.TS Phạm Văn Hòa Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2006 Ngô Hồng Quang Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện Hoàng Hữu Thận Hƣớng dẫn thiết kế trạm biến áp SVTH:Nguyễn Văn Linh Page 99 ... thiên cơng suất phát tồn nhà máy: SVTH :Nguyễn Văn Linh Page Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền Thời gian 0-6 6-8 8-1 2 1 2-1 4 1 4-1 8 1 8-2 0 2 0-2 2 PFNM(%) 80 90 95 100 90 100... trí tiếp địa 95 SVTH: Nguyễn Văn Linh Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền PHẦN THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SVTH :Nguyễn Văn Linh Page Đồ Án Tốt Nghiệp... Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền Tính tƣơng tự cho khoảng thời điểm lại, ta có bảng biến thiên công suất sau: t(h) 0-6 6-8 8-1 2 1 2-1 4 1 4-1 8 1 8-2 0 2 0-2 2 2 2-2 4 SNM(MVA) 400 450 475