Tính toán phụ tải và cân bằng công suất khi thiết kế nhà máy điện là một việc không thể thiếu được để đảm bảo kinh tế trong xây dựng và vận hành. Lượng điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằng với điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện và điện năng tổn thất. Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay đổi. Do vậy, người ta cần phải biết các đồ thị phụ tải, nhờ đó có thể chọn phương án vận hành hợp lý, chọn sơ đồ nối điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
LỜI MỞ ĐẦU Đã hai kỷ, điện trở thành dạng lượng thiết yếu nhất, phổ biến đời sống xã hội hoạt động lao động sản xuất người Xuất phát từ tầm quan trọng đó, quốc gia giới, công nghiệp điện ngành công nghiệp bản, mũi nhọn kinh tế quốc gia Đối với nước ta, công nghiệp điện Đảng Nhà nước xác định ngành cơng nghiệp mang tính tảng nhất, có nhiệm vụ quan trọng phục vụ thúc đẩy q trình cơng nghiệp hố, đại hoá đất nước Việc xây dựng nhà máy điện quan tâm mức, với hàng loạt cơng trình kỷ: NMTĐ Sơn La, NMTĐ Hồ Bình, NMTĐ Yaly, NMNĐ Phả Lại 1,2, Ninh Bình Trong chiến lược phát triển công nghiệp điện nước ta, xuất phát từ điều kiện tự nhiên đất nước, thuỷ điện chiếm vị trí quan trọng, bên cạnh phát triển hợp lý nhà máy nhiệt điện Việc phát triển nhà máy nhiệt điện thiếu, lẽ chúng bổ sung cho thuỷ điện mùa khô, phục vụ nhu cầu thực tế cục khác địa phương, đơn vị Là ngành công nghiệp thuộc sở hữu Nhà nước, cơng nghiệp điện có thay đổi to lớn với trình chuyển đổi chế Bước sang kinh tế thị trường, điện sản phẩm hàng hoá, sản xuất điện coi sản xuất hàng hoá Với thay đổi nhận thức vậy, việc xây dựng nhà máy điện khơng cịn mang tính bao cấp, mà phải đảm bảo hiệu kinh tế, tối thiểu thu hồi vốn đầu tư, tránh lãng phí đầu tư khơng hiệu Với nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp giao gồm hai nội dung : 1- Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 2- Thiết kế trạm biến áp 10/0,4kV Qua thời gian làm thiết kế tốt nghiệp, với khối lượng kiến thức học tập giúp đỡ thầy cô khoa, đặc biệt dẫn trực tiếp tận tình thầy Trương Ngọc Minh giúp đỡ em hoàn thành thiết kế Tuy nhiên thời gian khả có hạn, nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Vì em mong đóng góp ý kiến thầy cô Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên Phan Hợp Thắng Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT Tính tốn phụ tải cân công suất thiết kế nhà máy điện việc thiếu để đảm bảo kinh tế xây dựng vận hành Lượng điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ hộ dùng điện điện tổn thất Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi Do vậy, người ta cần phải biết đồ thị phụ tải, nhờ chọn phương án vận hành hợp lý, chọn sơ đồ nối điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tiêu kinh tế kỹ thuật Từ vấn đề đặt nhiệm vụ trước hết cho người thiết kế phải tiến hành công việc : chọn máy phát điện, tính tốn phụ tải cân cơng suất cách hợp lý 1.1.Chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có cơng suất 275MW, gồm máy phát điện x 55MW; Uđm = 10,5kV Chọn máy phát điện loại TBφ-552 có thơng số kỹ thuật cho bảng sau: Loại MF SFđm PFđm MVA MW TBφ-55-2 68,75 55 cosϕđm 0,8 UFđm kV 10,5 Iđm Xd’’ Xd’ Xd KA 3,462 0,123 0,182 1,452 1.2.Tính tốn phụ tải cân công suất Xuất phát từ đồ thị phụ tải ngày cấp điện áp theo phần trăm công suất tác dụng cực đại Pmax hệ số công suất cosϕ phụ tải tương ứng, ta xây dựng đồ thị phụ tải cấp điện áp tồn nhà máy theo cơng suất biểu kiến theo công thức sau : P (t ) = P (%) Pmax (1) 100 Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page S (t ) = P (t ) cos ϕ (2) Trong đó: P(t) – cơng suất tác dụng phụ tải thời điểm t S(t) – công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t cosϕ - hệ số công suất phụ tải 1.2.1 Đồ thị phụ tải điện áp máy phát (phụ tải địa phương) Phụ tải điện áp máy phát có Udm= 10 kV; PUFmax= 18 MW; cosϕ = 0,85 Theo công thức (1) (2) ta có bảng kết sau : t(h) 0–7 PUF(%) 85 PUF(t),MW 15,3 SUF(t),MVA 18 Đồ thị phụ tải địa phương : – 12 100 18 21,176 12 – 15 75 13,5 15,882 15 – 20 100 18 21,176 20 – 24 85 15,3 18 Suf (MVA) 21,176 21,176 18 18 15,882 12 15 t (h) 20 24 1.2.2 Đồ thị phụ tải trung áp Phụ tải trung áp có Udm= 110 kV; PUTmax= 100 MW; cosϕ = 0,88 Theo công thức (1) (2) ta có bảng kết sau : t(h) 0–7 Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 – 12 12 – 15 15 – 20 20 – 24 Page PUT(%) 90 PUT(t),MW 90 SUT(t),MVA 102,272 Đồ thị phụ tải trung áp : 100 100 113,636 90 90 102,272 95 95 107,954 75 75 85,227 SuT (MVA) 113,636 102,272 102,272 107,954 85,227 12 15 t (h) 20 24 1.2.3 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhà máy điện bao gồm tổ máy 55 MW có cosϕ = 0,8 nên : PNM = 55 = 275 MW SNM = 68,75 = 343,75 MVA Theo cơng thức (1) (2) ta có bảng kết sau : t(h) 0–8 – 11 PNM(%) 80 90 PNM(t),MW 220 247,5 SNM(t),MVA 275 309,375 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy : Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 11 – 14 85 233,75 292,187 14 – 20 100 275 343,75 20 – 24 85 233,75 292,187 Page Snm (MVA) 343,75 309,375 292,187 275 11 14 292,187 20 t (h) 24 1.2.4 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy Công suất tự dùng nhà máy thời điểm ngày tính theo công thức sau : S TD (t ) = α % PNM 100 cos ϕ TD S (t ) 0,4 + 0,6 NM S NM Trong đó: PNM - cơng suất tác dụng định mức nhà máy, PNM =275 MW SNM - công suất biểu kiến định mức nhà máy, SNM =343,75 MVA α% - lượng điện phần trăm tự dùng, α% = 5,5% cosϕTD - hệ số công suất phụ tải tự dùng, cosϕTD = 0,8 Kết tính toán cho bảng sau : t(h) 0–8 – 11 SNM(t),MVA 275 309,375 STD(t),MVA 16,637 17,772 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy: Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 11 – 14 292,187 17,205 14 – 20 343,75 18,906 20 – 24 292,187 17,205 Page Std (MVA) 18,906 16,637 17,772 17,205 11 14 17,205 20 24 t (h) 1.2.5 Đồ thị công suất phát hệ thống Công suất phát hệ thống thời điểm xác định theo công thức sau : SVHT(t) = SNM(t) - [SUF(t) +SUT(t) +STD(t) ] Dựa vào kết tính tốn trước ta tính cơng suất phát hệ thống nhà máy thời điểm ngày Kết tính tốn cho bảng sau: t(h) SNM(t),MVA SUF (t),MVA SUT(t),MVA STD(t),MVA SVHT(t),MVA 0-7 7-8 - 11 11 - 12 12 - 14 14 - 15 15 - 20 275 275 309,375 292,187 292,187 343,75 343,75 18 21,176 21,176 21,176 15,882 15,882 21,176 102,272 113,636 113,636 113,636 102,272 102,272 107,95 16,637 16,637 17,772 17,205 17,205 18,906 18,906 138,091 123,551 156,791 140,17 156,828 206,69 195,71 20 - 24 292,187 18 85,227 17,205 171,755 Từ bảng kết ta có đồ thị phụ tải tổng hợp : Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page S (MVA) 350 300 Snm 250 200 SVHT 150 100 SuT 50 Suf Std 11 12 1415 20 24 t (h) 1.2.6 Nhận xét * Phụ tải nhà máy phân bố không ba cấp điện áp, giá trị công suất lớn nhỏ chúng là: - Phụ tải địa phương : SUFmax= 21,176 MVA ; SUFmin= 15,882 MVA - Phụ tải trung áp : SUTmax= 113,636 MVA ; SUTmin= 85,227 MVA - Phụ tải tự dùng : STDmax= 18,906 MVA ; STDmin= 16,637 MVA - Phụ tải phát hệ thống: SVHTmax= 206,69 MVA; SVHTmin= 123,551 MVA * Vai trò nhà máy điện thiết kế hệ thống : Nhà máy điện thiết kế việc cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp tự dùng cịn phát hệ thống lượng cơng suất đáng kể (lớn lượng dự trữ công suất quay hệ thống) nên có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định động hệ thống Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP Chọn sơ đồ nối điện khâu quan trọng việc tính tốn thiết kế nhà máy điện Các phương án đề xuất phải đảm bảo cung cấp điện liên tục, tin cậy cho phụ tải, thể tính khả thi tính kinh tế 2.1 Đề xuất phương án Dựa vào kết tính tốn chương ta có số nhận xét sau: S 21,176 UFmax - Do 2.S = 2.68, 75 100 = 15, 401% < 20% Fdm → nên không cần dùng góp điện áp máy phát – Để nâng cao tính đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp 110kV ta nối máy phát + máy biến áp ba pha dây quấn vào góp 110kV - Do cấp điện áp 220kV 110kV có trung tính nối đất trực tiếp, mặt khác hệ số có lợi α = 0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạc cấp điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống - Do công suất phát hệ thống lớn dự trữ quay hệ thống nên ta phải đặt hai máy biến áp nối với điện áp 220kV - Công suất máy phát điện - máy biến áp không lớn trữ quay hệ thống nên ta dùng sơ đồ máy phát điện - máy biến áp - Do SUTmax/SUTmin= 113,636/85,227 MVA SFđm = 68,75 MVA, ta ghép từ đến máy phát điện - máy biến áp ba pha hai cuộn dây bên trung áp - Do tầm quan trọng nhà máy hệ thống nên sơ đồ nối điện việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải phải sơ đồ đơn giản, an tồn linh hoạt q trình vận hành sau Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page - Sơ đồ nối điện cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cung cấp điện an toàn, liên tục cho phụ tải cấp điện áp khác nhau, đồng thời bị cố không bị tách rời phần có điện áp khác Với nhận xét ta có phương án nối điện cho nhà máy sau: 2.1.1.Phương án HT 110 kV 220 kV F5 F1 F2 F3 F4 Nhận xét: Phương án có hai máy phát điện - máy biến áp cuộn dây nối lên góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV máy phát hai cuộn dây nối lên góp 220kV Hai máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa thiếu cho phía 110kV + Ưu điểm: Giảm tối đa số thiết bị nối vào góp điện áp cao nên giá thành rẻ, có lợi mặt kinh tế Cả hai phía điện áp cao điện áp trung có trung tính trực tiếp nối đất Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page (U ≥ 110 kV) nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc Mặt khác, chủng loại máy biến áp nên sơ đồ dễ chọn lựa thiết bị vận hành, độ tin cậy cao, cung cấp điện đảm bảo + Nhược điểm: Có phần cơng suất truyền qua hai lần biến áp làm tăng tổn thất công suất Nhưng sơ đồ sử dụng máy biến áp tự ngẫu liên lạc nên tổn thất công suất tăng không đáng kể 2.1.2.Phương án HT 110 kV 220 kV F4 F5 F1 Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 F2 F3 Page 10 Icb dịng cưỡng cáp tính sau : I cb = S pt 3.U dmH ⇒ I cp ≥ = 240 0,4 = 346,410 A I cb 346,410 = = 400,012 A K1 K 0,866.1 Tra bảng chọn loại cáp đồng lõi cách điện nhựa PVC hãng LENS sản xuất Tiết diện cáp (3x185+70)mm có Icp = 450 A 1.7.Chọn áptômát Áptômát chọn theo điều kiện sau : - Điện áp định mức : U dm ≥ U dmH = 0,4kV - Dòng điện định mức : I dm ≥ I lv max - Dòng điện cắt định mức : I cdm ≥ I N" 1.7.1.Chọn áptơmát tổng Dịng điện làm việc lớn qua áptômát tổng : Ilvmax = 346,41A Tra bảng ta chọn áptômát tổng loại NS400E có thơng số kỹ thuật sau : Loại NS400E 1.7.2.Chọn áptômát nhánh Uđm (V) 500 Iđm (A) 400 IcắtN (kA) 15 Do từ hạ áp có lộ nên dòng điện làm việc lớn qua áptômát nhánh : I lv max = 346,41 = 86,603 A Tra bảng ta chọn áptômát nhánh loại C100E có thơng số kỹ thuật sau : Loại C100E Uđm (V) 500 Iđm (A) 100 IcắtN (kA) 7,5 1.8.Chọn hạ áp Thanh hạ áp chọn theo điều kiện sau : - Dòng làm việc lâu dài cho phép : K1.K2.Icp ≥ Icb - Khả ổn định động : σcp ≥ σtt - Điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt : F ≥ I N t + Ta C Trong đó: Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 84 K1 = 0,95 với đặt nằm ngang K2 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường: K = ⇒ I cp ≥ 70 − 35 = 0,882 70 − 25 I cb 346,410 = = 413,465 A K K 0,95.0,882 Căn vào Icb ta chọn hạ áp đồng có kích thước (30x4)mm I cp = 475A 1.9.Chọn sứ đỡ Sứ đỡ chọn theo điều kiện sau : - Điện áp : Uđmsứ ≥ Umạng = 0,4 kV - Khả ổn định động : F’tt ≤ Fcp = 0,6.Fph Tra bảng chọn loại sứ O Φ- 1- 750 OBYT3 có : Uđm = kV, Fph = 750 kG, H = 72 mm 1.10.Chọn máy biến dòng Chọn BI theo điều kiện sau: UđmBI ≥ Uđmmạng = 0,4 kV Iđmsơ ≥ Icb = 346,41 A ZđmBI ≥ Zdc + Zdd hay S2đmBI ≥ Stt Vì phụ tải phía thứ cấp BI nhỏ S2đmBI khơng cần tính tốn Căn vào điều kiện ta chọn BI có thơng số sau: Uđm = 500V; Isơ/ Ithứ = 400/5A 1.11.Chọn đồng hồ đo - đồng hồ Ampemét có thang đo ÷ 400A - đồng hồ Vơnmét có thang đo ÷ 500V - công tơ hữu công pha phần tử - công tơ vô công pha phần tử 1.12.Chọn dây dẫn nối từ biến dòng đến dụng cụ đo Để đảm bảo độ bền học, ta chọn dây dẫn đồng sợi bọc nhựa PVC tiết diện 2,5mm2 trở lên Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 85 1.13.Chọn chống sét van cho phía hạ áp 0,4kV Chống sét van chọn có điện áp định mức phù hợp với điện áp định mức mạng : UđmCSV ≥ Uđmmạng = 0,4kV Dùng chống sét van Liên bang Nga chế tạo có thơng số kỹ thuật cho bảng sau : Loại PBH-0,5Y Uđm Umax Điện áp đánh Điện áp đánh thủng xung (kV) (kV) thủng f=50Hz kích tpđ=2÷ 10s 0,5 (kV) 1,3 (kV) 1,9 - 2,5 0,5 1.14.Chọn cáp đầu nhánh Cáp chọn theo điều kiện sau : - Dòng làm việc lâu dài cho phép : K1.K2.Icp ≥ Ilvmax - Điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt : F ≥ I N t + Ta C Dòng điện làm việc lớn nhánh : Ilvmax = 86,603A ⇒ I cp ≥ I lv max 86,603 = = 100,003 A K K 0,866.1 Tra bảng chọn loại cáp đồng lõi cách điện nhựa PVC hãng LENS sản xuất Tiết diện cáp (3x35+25)mm có Icp = 158 A 1.15.Chọn tủ hạ Tủ hạ tủ điện tự chế tạo, vào thiết bị chủng loại đặt tủ mà người ta chế tạo tủ hạ Ta chọn tủ SAREL chế tạo có kích thước : cao 1,8m - rộng 0,8m - sâu 0,4m Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 86 Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 87 SƠ Đ NGUY ÊN Lý TRạ M BIếN P TREO Đ ờng dâ y không 10kV AC - 35 Chèng sÐt van PBT - 10 Cầu chìtự rơi C710 - 112PB Máy biến áp hạ ¸p 250kVA - 10/0,4 C¸p PVC (3 x185 +70)mm § ồng hồ A,V Công tơhữu công Công tơvô công Máy biến dòng Tủ hạ áp A A A V kWh kVArh Aptômát tổng NS400E Thanh hạ áp (3 x 40)mm Chống sét van hạ áp PBH-0,5Y Aptômát nhánh C100E Cáp hạ áp (3x35+25)mm Phan Hp Thng HT1-K52 Page 88 CHƯƠNG TÍNH TỐN NGẮN MẠCH Tính tốn ngắn mạch để xác định trị số dòng điện ngắn mạch nhằm kiểm tra thiết bị chọn theo điều kiện cắt, điều kiện ổn định lực điện động, ổn định nhiệt CSV CC N1 MBA AT N2 AN N3 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 áptômát tổng N3 – Kiểm tra áptơmát nhánh cáp lộ phụ tải 2.1.Tính tốn ngắn mạch phía cao áp 10kV Sơ đồ thay tính ngắn mạch điểm N1 : XHT RD XD N1 Ta có : Utb = 1,05Uđm = 10,5kV Điện kháng hệ thống là: Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 89 X HT = U tb2 10,5 = = 0,303 Ω SN 364 Điện trở đường dây : RD = ro.l = 0,85.4 = 3,4 Ω Điện kháng đường dây : XD = xo.l = 0,4.4 = 1,6 Ω Vậy tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N1 là: Z Σ1 = RΣ21 + X Σ21 = 3,4 + (1,6 + 0,303) = 3,896 Ω Dòng ngắn mạch điểm N1là : I N1 = U tb 3.Z Σ1 = 10,5 3.3,896 = 1,556 kA Dịng xung kích điểm N1 : I xkN = K xk I N = 1,8 1,556 = 3,961 kA 2.2.Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp 0,4kV Sơ đồ thay tính ngắn mạch : XHT ZB ZD ZC ZAT N2 ZAN N3 Xác định giá trị phần tử sơ đồ : - Điện kháng hệ thống quy phía 0,4kV : X HT U H2 0,4 = = = 0,44 mΩ SN 364 - Tổng trở đường dây quy phía 0,4kV : 2 0,4 0,4 Z D = 3,4. + j1,6. = 5,44 + j 2,56 mΩ 10 10 - Tổng trở máy biến áp quy phía 0,4kV : ZB = PN U H2 U N %.U H2 4,1.0,4 4,5.0,4 6 10 + j 10 = 10 + j 10 = 10,496 + j 72 mΩ 2 S dmB 250 S dmB 250 - 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 = 0,091Ω/km, x0 = 0,081Ω/km Giả sử cáp có chiều dài 3m ta : ZC = 0,091.3 + j0,081.3 = 0,273 + j0,243 mΩ - Tổng trở áptômát tổng : ZAT = RAT+j XAT=(R1 + R2)+jXAT =(0,4 + 0,15)+j0,1= 0,55+j0,1 mΩ Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 90 Trong : R1 = 0,4mΩ điện trở tiếp xúc tiếp điểm áptômát R2 = 0,15mΩ, XAT = 0,1mΩ điện trở điện kháng cuộn dây áptômát - Tổng trở áptômát nhánh : ZAN =RAN+j XAN=(R1 + R2)+jXAN=(0,75 + 1,3)+j0,86 = 2,05+j0,86 mΩ * Tổng trở tính đến điểm ngắn mạch N2 : ZΣ2 = jXHT + ZD + ZB + ZC + ZAT = j0,44 + 5,44 + j2,56 + 10,496 + j72 + 0,273 + j0,243 + 0,55 + j0,1 = 16,759 + j75,343 mΩ Vậy dòng ngắn mạch điểm N2 : IN2 = UH 3.Z Σ = 0,4 0,016759 + 0,075343 = 2,992 kA Dịng xung kích điểm N2 : I xkN = K xk I N = 1,8 2,992 = 7,616 kA * Tổng trở tính đến điểm ngắn mạch N3 : ZΣ3 = ZΣ2 + ZAN = 16,759 + j75,343 + 2,05 + j0,86 = 18,809 + j76,203 mΩ Vậy dòng ngắn mạch điểm N3 : I N3 = UH 3.Z Σ = 0,4 0,018809 + 0,076203 = 2,942 kA Dịng xung kích điểm N3 : I xkN = K xk I N = 1,8 2,942 = 7,49 kA Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 91 CHƯƠNG KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐÃ LỰA CHỌN 3.1.Kiểm tra dao cách ly - Điều kiện kiểm tra ổn định động : iđđm = 40kA ≥ ixkN1 = 3,961kA - Điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt : I2nhđm tnhđm ≥ BN với BN = I2N1 (t + Ta) ⇒ BN = 1,5562 (1 + 0,05) = 2,542 kA2s < I2nhđm tnhđm = 162.10 = 2560 kA2s Như dao cách ly chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 3.2.Kiểm tra cầu chì tự rơi - Dịng điện cắt định mức : I cdm = 10kA > I N" = 1,556kA Như cầu chì chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 3.3.Kiểm tra áptômát tổng - Dòng điện cắt định mức : I cdm = 15kA > I N" = 2,992kA Như áp tô mát tổng chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 3.4.Kiểm tra áptơmát nhánh - Dịng điện cắt định mức : I cdm = 7,5kA > I N" = 2,942kA Như áp tô mát nhánh chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 3.5.Kiểm tra hạ áp - Kiểm tra điều kiện ổn định động: σcp ≥ σtt Trong : σcp = 1400 kG/cm2 với dẫn đồng Ta có : σ tt = M W M = Ftt l ( số nhịp nhỏ ) Trong đó: W mơmen chống uốn tiết diện ngang dẫn Vì dẫn nằm ngang nên : W = b.h 0,4.3 = = 0,6 cm 6 Ftt lực tính tốn tác dụng dịng điện ngắn mạch Ftt = 1,76 10-8 l i xk kG a Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 92 a khoảng cách pha lấy a = 15cm ixk dịng điện xung kích phía hạ máy biến áp (theo tính tốn phần ngắn mạch ixk = 7,616 kA) l khoảng cách sứ pha, lấy l = 70cm ⇒ Ftt = 1,76.10 −8 70 (7,616.10 ) = 4,764 kG 15 Vậy mô men uốn là: M = Ftt l 4,764.70 = = 41,685 kG.cm 8 Ứng suất tính tốn vật liệu làm dây dẫn: σ tt = M 41,685 = = 69,475 kG / cm W 0,6 Do σcp = 1400 kG/cm2 ≥ σtt = 69,475 kG/cm2 nên dẫn cho đảm bảo điều kiện ổn định động - Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: F ≥ Fnh = I N t + Ta C Trong : F tiết diện dẫn, F = 30.4 = 120mm2 C = 171 As1/2/mm2 dây dẫn đồng ⇒ Fnh = I N t + Ta C = 2992 + 0,05 = 17,929mm < F = 120mm 171 Vậy dẫn chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt 3.6.Kiểm tra sứ đỡ b/2 H' h Ftt F'tt H Kiểm tra sứ đỡ theo điều kiện ổn định động : F’tt ≤ Fcp Trong đó: Fcp = 0,6 Fph = 0,6 750 = 450 kG Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 93 Ftt' = ' H Ftt = H b 72 + F = 4,764 = 4,896 kG < F = 450kG tt cp H 72 H+ Vậy sứ chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 3.7.Kiểm tra cáp đầu máy biến áp Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt: F ≥ Fnh = I N t + Ta C Trong : F tiết diện cáp, F = 185mm C = 141 As1/2/mm2 cáp đồng ⇒ Fnh = I N t + Ta C = 2992 + 0,05 = 21,744mm < F = 185mm 141 Vậy cáp đầu máy biến áp đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt 3.8.Kiểm tra cáp đầu nhánh Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt: F ≥ Fnh = I N t + Ta C Trong : F tiết diện cáp, F = 35mm2 C = 141 As1/2/mm2 cáp đồng ⇒ Fnh = I N t + Ta C = 2942 + 0,05 = 21,381mm < F = 35mm 141 Vậy cáp đầu nhánh đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 94 CHƯƠNG TÍNH TỐN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM 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 = 0,8m Mặt trạm là: l1xl2 = (6x4)m2 Điện trở suất đất đo ρđo = 0,4.104 (Ωcm) Hệ số hiệu chỉnh theo mùa cọc nối đát là: Hệ số mùa an toàn Kmt = 1,6; Kmc = 1,4 Yêu cầu điện trở nối đất trạm có Uđm = 10kV : Rnđ ≤ Ω 4.1.Điện trở nối đất Điện trở nối đất tính theo cơng thức sau : Rt = ρ K L2 ln 2π L d h Trong : ρ = ρđo.Kmt = 0,4.104.10-2.1,6 = 64 Ωm L chu vi mạch vòng : L = (6+4).2 = 20m b 40.10 −3 = 0,02m d đường kính thanh, thép dẹt nên : d = = 2 K hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K = f (l1/l2)=f(6/4)=f(1,5)=5,81 ⇒ Rt = 64 5,81.20 ln = 6,053Ω 2.π 20 0,02.0,8 4.2.Điện trở nối đất cọc Điện trở nối đất cọc tính theo cơng thức: Rc = ρ 2l 4t + l ln + ln 2.πl d 4t − l Trong đó: ρ = ρđo.Kmc = 0,4.104.10-2.1,4 = 56 Ωm l chiều dài cọc : l = 2,5m d đường kính cọc, cọc thép góc L60x60x6 nên d = 0,95b Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 95 d = 0,95.60.10-3 = 0,057 m t= l 2,5 +h= + 0,8 = 2,05m 2 ⇒ Rc = 56 2.2,5 4.2,05 + 2,5 ln + ln = 17,073Ω 2.π 2,5 0,057 4.2,05 − 2,5 4.3.Điện trở nối đất hệ thống cọc - Gọi số cọc cần phải đóng n - Gọi khoảng cách cọc a ⇒ a = - Nếu lấy tỷ số L n a = ⇒ a = l/2 = 2,5m l L 20 Vậy số cọc cần đóng n = a = 2,5 = cọc Tra tài liệu kỹ thuật điện cao áp ta có hệ số sử dụng cọc là: ηt = 0,36; ηc = 0,56 Điện trở nối đất hệ thống cọc : Rht = Rc Rt 17,073.6,053 = = 3,107Ω Rc .η t + n.η C Rt 17,073.0,36 + 8.0,56.6,053 Ta có : Rht = 3,107Ω < Rđ = 4Ω Vậy hệ thống nối đất thiết kế cho trạm đạt yêu cầu kỹ thuật Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phần điện nhà máy điện trạm biến áp – TS Đào Quang Thạch Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp – PGS Nguyễn Hữu Khái Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp – PGS.TS Phạm Văn Hòa Ngắn mạch hệ thống điện – GS.TS Lã Văn Út Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp – Nguyễn Minh Chước Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 97 Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page 98 ...PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT Tính tốn phụ tải cân công suất thiết kế nhà máy điện việc thiếu... thất điện máy biến áp Tổn thất điện máy biến áp cuộn dây phía trung B3, B4 : Theo phương án ta có : ∆Α B = 2434440,573 kWh Tổn thất điện máy biến áp cuộn dây phía cao B5 : Do máy biến áp - máy. .. suất cách hợp lý 1.1.Chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có cơng suất 275MW, gồm máy phát điện x 55MW; Uđm = 10, 5kV Chọn máy phát điện loại TBφ-552 có thơng