CHƯƠNG DỊNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TỐN Dàn I Các tình trạng làm việc khí cụ điện dây dẫn Khái niệm Máy biến áp lực Đường dây tải điện Máy phát điện máy bù đồng Máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây trọn Thanh góp II Ví dụ Ví dụ III Tóm tắt ơn tập Mục tiêu Xác định tình trạng làm việc khí cụ điện dây dẫn Hiểu rõ làm việc bình thường làm việc cưỡng lưới điện Xác định dòng điện làm việc lớn qua trang thiết bị điện Xác định dòng định mức cho trang thiết bị có dòng điện làm việc lớn qua Làm quen với việc danh trang thiết bị nhà máy điện trạm biến áp Hình thành thói quen kiểm tra, kiểm sốt dòng điện chạy qua trang thiết bị nhà máy điện, trạm biến áp lưới điện để xét tình trạng làm việc trang thiết bị cho vận hành hợp lý Hình – Dòng điện định mức trang thiết bị điện xác định từ dòng điện làm việc tính tốn 41 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA DỊNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TỐN I CÁC TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN I.1 Khái niệm: Các khí cụ điện dây dẫn có hai tình trạng làm việc Bình thường ứng với dòng điện bình thường Ibt Cưỡng ứng với dòng điện cưỡng Icb Tình trạng làm việc bình thường tình trạng mà khơng có phần tử khu vực xét bị cắt Dòng làm việc bình thường dòng điện lớn tình trạng Dòng làm việc bình thường dùng để chọn tiết diện dây dẫn cáp theo điều kiện kinh tế Tình trạng làm việc cưỡng tình trạng làm việc phần tử khu vực xét bị cắt Dòng cưỡng thường lớn dòng bình thường Dòng cưỡng dùng để chọn khí cụ điện dây dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài I.2 Máy phát điện máy bù đồng Dòng bình thường xác định dòng định mức Ibt = IđmF Dòng cưỡng xác định theo tải dây phần tĩnh Icb = 1,05 IđmF IđmF : dòng định mức máy phát I.3 Máy biến áp lực Khi trạm có máy biến áp Dòng bình thường xác định theo phụ tải cực đại Khơng có tình trạng cưỡng Khi trạm có nhiều máy biến áp làm việc song song Dòng bình thường xác định tất máy biến áp làm viêc với phụ tải chung cực đại Dòng cưỡng xác định máy biến áp bị cắt cố vào lúc phụ tải cực đại I.4 Máy phát điện – Máy biến áp cuộn dây trọn Dòng điện bình thường cưỡng xác định trường hợp (I.2) I.5 Đường dây tải điện Đối với đường dây tải điện đơn Dòng bình thường xác định theo phụ tải cực đại Dòng cưỡng khơng có Đối với đường dây tải điện kép Dòng bình thường xác định theo nửa phụ tải cực đại Dòng cưỡng xác định theo phụ tải cực đại (gấp dòng bình thường) I.6 Thanh góp Dòng điện góp tùy thuộc vào cách bố trí cơng suất mạch nối vào góp Đối với góp máy phát dòng định mức máy phát máy biến áp lớn nối vào góp 42 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA DỊNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TỐN Đối với góp cao nhà máy điện góp 10 kV trạm hạ áp lấy dòng điện định mức máy biến áp lớn Đối với trạm biến áp trung gian, cần xét đến công suất chạy qua góp từ trạm đến trạm không qua máy biến áp trạm II VÍ DỤ Trạm biến áp trung gian có hai máy biến áp đấu song song Các máy biến áp có chống sét van (LA) để chống sóng điện áp khí lan truyền vào trạm biến áp Máy biến áp tự ngẫu (phía thứ cấp) có tổ đấu dây YNyna0 – d11, công suất định mức Sđm = 40MVA ; điện áp Uđm = 110/22-15 kV ; hệ số tải cho phép cố máy biến áp ksc = 1,4 ; công suất tự dùng Stự dùng = 5% SB Phía U = 110kV hệ thống góp, có phân đoạn máy cắt Thiết bị phân phối loại ngồi trời Có hai lộ vào phân bố hai phân đoạn góp Có bốn phát tuyến (2 hoạt động dự phòng) để kết vòng với trạm biến áp trung gian khác cấp Phía U = 22 kV hệ thống hai góp, thiết bị phân phối loại tủ Có sáu phát tuyến gồm: phát tuyến kép (Stải = 20MVA/phát tuyến) phát tuyến đơn, nối vào hai góp (Stải =10MVA/phát tuyến) Hai máy biến áp tự dùng: bố trí hai góp Chế độ làm việc hệ thống góp 22kV làm việc song song Phía U = 15 kV hệ thống góp có phân đoạn máy cắt, thiết bị phân phối loại tủ Có bốn phát tuyến gồm: phát tuyến đơn (Stải = MVA/phát tuyến) Các lộ vào - - liên lạc - vòng - trạm biến áp bố trí máy cắt, dao cách ly, máy biến áp đo lường, … phù hợp: điện áp, chức năng, a) Vẽ sơ đồ nối dây danh thiết bị trạm biến áp b) Tính dòng bình thường dòng cưỡng máy cắt trạm biến áp? BÀI GIẢI Tính dòng bình thường dòng cưỡng máy cắt trạm biến áp Phía 110kV: Máy cắt 131 & 132 I(bt131) SN1 3U 40 110 0,21 (kA) I(131) cb 1,4 SN1 3U 1,4 * 40 110 0,29 (kA) (112) I(112) I(131) 0,21 (kA) xét Icb lộ vào 110kV Máy cắt 112 : Ibt (kA) vaø cb bt (112) (131) I cb 0,5 * Icb 0,145 (kA) I (112) 0,21 (kA) bị hư xét Icb 1MBA bị hư cb Phía 22kV: Đối với máy cắt 431 432 (STải gồm công suất phụ tải tự dùng) I(bt431) Staûi 3U 32 22 0,84 (kA) I(431) cb 1,4 SB 3U 1,4 * 40 22 1,47 (kA) 43 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TỐN Đối với máy cắt 475 476 I(bt475) S taûi 10 S taûi 3U Đối với máy cắt 477 478 I(bt477) 10 22 0,26 (kA) Không có dòng cưỡng Std 5% * 40 0,052 (kA) 3U 22 Đối với máy cắt 412 I(412) (kA) bt (Xét Icb 1MBA bị hư tổng tải phía 22kV lớn * 10 I(475) cb 3U 22 Đối với máy cắt 471 ; 472 ; 473 ; 474 I(bt471) S taûi 0,26 (kA) 22 0,52 (kA) 1,4 Std 1,4 * 0,1 0,073 (kA) 3U 22 I(477) cb 3U I(412) 0,5 * I(431) 0,735 (kA) cb cb C11 C12 tổng tải cho phép 1MBA) 112-1 131-1 Hình – Sơ đồ nối điện trạm biến áp ví dụ 112 TU 11 112-2 132-2 TU 12 131 132 131-3 132-3 T1 T2 CSV 82 TU 42 TU 81 831 832 431 432 412 TU 82 C41 C42 812 C81 871 TU 41 C82 873 872 874 471 441 473 475 474 476 472 TD1 442 TD2 Đ1 Đ3 Đ5 Đ6 Đ4 Đ2 Lộ kép 44 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA DỊNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TỐN Phía 15kV: Đối với máy cắt 831 832 I(bt831) Staûi 3U 10 0,38 (kA) 15 I(831) cb Staûi * 10 0,79 (kA) 3U 15 Đối với máy cắt 871 ; 872 ; 873 ; 874 I(bt871) S taûi 3U 15 0,19 (kA) Không có dòng cưỡng Đối với máy cắt 812 xét Icb lộ vào góp 15kV bị hư tổng tải phía 15kV nhỏ tổng tải cho phép 1MBA (812) Ibt (kA) vaø I(812) I(831) 0,38 (kA) cb bt III VÍ DỤ Cho sơ đồ hình vẽ : SD1 = 600 kVA SD2 = 800 kVA SD3 = 1000 kVA SD4 = 1200 kVA SN1 = SN2 = 1600 kVA Điện áp trạm UT = 22 kV Kqt = 1,4 a) Tính dòng bình thường Ibt dòng cưỡng Icb cho phần tử sơ đồ (thanh góp, máy cắt, ……) b) Lập danh điều hành thiết bị lập trình tự thao tác trạm, sửa chữa máy cắt nguồn N1 với yêu cầu phụ tải không bị điện máy cắt phân đoạn đóng BÀI GIẢI Tính dòng bình thường Ibt dòng cưỡng Icb SD1 3U S I(bt2) D2 3U S I(bt3) D3 3U S I(bt4) D4 3U I(bt1) 600 15,75 22 800 21,00 22 1000 26,24 22 1200 31,50 22 (A) Khoâng có dòng cưỡng (A) Không có dòng cưỡng (A) Không có dòng cưỡng (A) Không có dòng cưỡng Dòng bình thường Ibt dòng cưỡng Icb (5) ; (5’) ; (6) ; (7) ; (9) ; (10) tương tự Vì góp tính theo mạch có cơng suất lớn gắn vào máy cắt vòng (9) thay cho máy cắt có dòng định mức lớn mạch, sửa chữa máy cắt Nên chĩ cần tính cho (5) I(bt5) SN1 1600 41,99 (A) 3U 22 I(5) cb k sc SN1 1,4 * 1600 58,78 (A) 3U 22 (5) Chọn dòng định mức (5) ; (5’) ; (6) ; (7) ; (9) ; (10) theo dòng cưỡng (5) : Icb Dòng bình thường Ibt qua máy cắt phân đoạn (8) SPĐ = ½ {(SD2 + SD4) – (SD1 + SD3)} = ½{(1200 + 800) – (1000 + 600)} = 200 (kVA) Dòng cưỡng Icb qua máy cắt phân đoạn (8) lớn máy cắt (7) cắt SSC = ksc x SđmBA – (SD1 + SD3) = 1,4 x 1600 – (600 + 1000) = 640 (kVA) 45 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TỐN SPĐ 200 Ssc 640 7,35 (A) I(5) 23,51 (A) cb 3U 22 3U 22 Chọn dòng định mức (8) theo dòng cưỡng (8) I(bt8 ) D3 D1 D2 D4 (10) (9) (2) (3) (1) (5) (4) (5’) (8) (7) (6) N1 N2 Hình – : Sơ đồ nối điện trạm biến áp ví dụ IV TĨM TẮT VÀ ƠN TẬP TĨM TẮT Các khí cụ điện dây dẫn có hai tình trạng làm việc * Bình thường ứng với dòng điện bình thường Ibt * Cưỡng ứng với dòng điện cưỡng Icb Dòng làm việc bình thường Ibt dùng để chọn tiết diện dây dẫn cáp theo điều kiện kinh tế Dòng cưỡng thường Icb dùng để chọn khí cụ điện dây dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài Dòng cưỡng thường lớn dòng bình thường Cơng thức I S 3U Trong phần khó tìm S 46 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA DỊNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TỐN CÂU HỎI ƠN TẬP Dòng điện làm việc trang thiết bị điện xác định ứng với lúc: phụ tải cực tiểu – phụ tải cực đại – phụ tải cao điểm – phụ tải thấp điểm Các công thức cách xác định dòng điện làm việc lớn qua trang thiết bị nhà máy điện trạm biến áp Trường hợp trạm biến áp vận hành: bình thường ; cưỡng ; cố (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Cho bảng số liệu phụ tải máy biến áp T2 TBA trung gian sau: t (h) 01 10 11 P (MW) 8,2 7,8 7,8 7,7 9,5 10,9 11,5 9,5 10,4 10,9 10,9 Q (MVAr) 0,4 0,2 0,1 0,0 0,6 1,4 2,2 0,0 0,8 1,0 1,1 18 19 20 21 22 23 24 12 13 14 15 16 17 9,9 9,0 8,9 8,7 9,7 11,9 11,0 10,2 13,2 12,8 11,8 10,5 9,7 0,6 0,1 0,2 0,3 0,3 0,8 0,8 4,9 4,1 3,0 1,4 0,7 1,8 a Xác định S costb MBA T2? C41 b Vẽ đồ thị phụ tải P ; Q ; S MBA C42 412 c Xác định Ilvmax qua MBA Iđm cho máy cắt phía sơ thứ cấp MBA Biết UđmBA = 110/22kV 431 432 d Giả sử SđmMBA = 25MVA Iđm cho máy cắt phía sơ thứ cấp MBA thay đổi nào? * Cho sơ đồ hình vẽ, tính Ibt Icb cho phần tử (thanh góp, máy cắt, áptomát) Biết SđmBA = 1,5 MVA Utrung = 22 kV Uhạ = 0,4 kV Công suất lộ kép Skép = 1,6 MVA Công suất lộ đơn SA4 = 0,6 MVA Công suất lộ đơn SA6 = 0,8 MVA A1 * Xác định dòng điện định mức áptomát: A1 – A3 – A4 – A5 – A6 lập bảng để so sánh Áptômát … Ibt (A) Icb (A) A2 A3 A4 A5 A6 Iđm (A) Lộ kép 47 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA DỊNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TỐN Hình – : Bảo dưỡng trang thiết bị trạm biến áp trung gian 48 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TỐN ... góp máy phát dòng định mức máy phát máy biến áp lớn nối vào góp 42 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA DỊNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TỐN Đối với góp cao nhà máy điện góp 10 kV trạm hạ áp lấy dòng điện định mức máy. .. dùng để chọn khí cụ điện dây dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài Dòng cưỡng thường lớn dòng bình thường Cơng thức I S 3U Trong phần khó tìm S 46 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA DỊNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH... Lộ kép 44 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA DỊNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TỐN Phía 15kV: Đối với máy cắt 831 832 I(bt831) Staûi 3U 10 0,38 (kA) 15 I(831) cb Staûi * 10 0,79 (kA) 3U 15 Đối với máy cắt 871