Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay với tốc độ phát triển của khoa học kĩ thuật nhằm mục đích đẩy mạnh công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Bên cạnh những ngành công nghiệp khác thì nghành công nghiệp năng lượng của những năm gần đây cũng đạt được những thành tựu đáng kể , đáp ứng được nhu cầu của đất nước. Cùng với sự phát triển của hệ thống năng lượng quốc gia. Ở nước ta, nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Do vậy, việc xây dựng thêm các nhà máy điện là điều cần thiết để đáp ứng nhu cầu của phụ tải.Việc quan tâm quyết định đúng đắn về vấn đề kinh tế kĩ thuật trong việc thiết kế, xây dựng và vận hành nhà máy điện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với hệ thống kinh tế quốc doanh. Do đó, việc tìm hiểu nắm vững công việc thiết kế nhà máy điện, để đảm bảo được độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng, an toàn và kinh tế là yêu cầu quan trọng đối với người kỹ sư điện . Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của em là Thiết kế phần điện trong nhà máy điện”.Với những kiến thức đã được học ở trường, cùng sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô trong khoa, đặc biệt là thầy Phạm Văn Kiên đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp. Vì thời gian và kiến thức có hạn, đồ án không tránh khỏi những sai sót kính mong thầy cô giáo góp ý, chỉ bảo để em nắm vững kiến thức trước khi ra trường. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo.
LỜI NÓI ĐẦU Ngày với tốc độ phát triển khoa học kĩ thuật nhằm mục đích đẩy mạnh cơng nghiệp hố đại hố đất nước Bên cạnh ngành cơng nghiệp khác nghành cơng nghiệp lượng năm gần đạt thành tựu đáng kể , đáp ứng nhu cầu đất nước Cùng với phát triển hệ thống lượng quốc gia Ở nước ta, nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Do vậy, việc xây dựng thêm nhà máy điện điều cần thiết để đáp ứng nhu cầu phụ tải.Việc quan tâm định đắn vấn đề kinh tế- kĩ thuật việc thiết kế, xây dựng vận hành nhà máy điện mang lại lợi ích khơng nhỏ hệ thống kinh tế quốc doanh Do đó, việc tìm hiểu nắm vững cơng việc thiết kế nhà máy điện, để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng, an toàn kinh tế yêu cầu quan trọng người kỹ sư điện Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp em Thiết kế phần điện nhà máy điện”.Với kiến thức học trường, hướng dẫn tận tình thầy khoa, đặc biệt thầy Phạm Văn Kiên đến em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp Vì thời gian kiến thức có hạn, đồ án khơng tránh khỏi sai sót kính mong thầy giáo góp ý, bảo để em nắm vững kiến thức trước trường Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Đà Nẵng, ngày 11 tháng 05 năm 2011 Sinh viên: Nguyễn Văn Hoan MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Nhiệm vụ đồ án CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 1.1 Chọn máy phát điện 1.2 Tính tốn cân cơng suất 1.2.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát 1.2.2 Phụ tải cấp điện áp trung 1.2.3 Phụ tải cấp điện áp cao 1.2.4 Công suất tự dùng nhà máy 1.2.5 Cơng suất dự trữ tồn hệ thống 1.2.6 Bảng tổng hợp phân bố cơng suất tồn nhà máy 1.3 Vạch sơ đồ nối điện 1.3.1 Phương án 1.3.2 Phương án 1.3.3 Phương án 11 1.3.4 Phương án 12 1.3.5 Phương án 13 1.3.6 Kết luận 14 CHƯƠNG 2: CHỌN MÁY BIẾN ÁP, TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN 15 2.1 Chọn máy biến áp 15 2.1.1 Các yêu cầu 15 2.1.2 Chọn máy biến áp cho phương án 15 2.1.3 Chọn máy biến áp cho phương án 17 2.2 Tính tổn thất điện máy biến áp 20 2.2.1 Tính tổn thất điện máy biến áp cho phương án 20 2.2.2 Tính tổn thất điện máy biến áp cho phương án 21 2.3 Chọn kháng điện phân đoạn 23 2.3.1 Chọn kháng điện phân đoạn cho phương án 24 2.3.2 Chọn kháng điện phân đoạn cho phương án 28 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 31 3.1 Giới thiệu chung 31 3.2 Tính tốn ngắn mạch cho phương án 31 3.2.1 Sơ đồ tính tốn điểm ngắn mạch 31 3.2.2 Tính tốn thơng số sơ đồ thay 34 3.2.3 Tính tốn điểm ngắn mạch 36 3.3 Tính tốn ngắn mạch cho phương án 58 3.3.1 Sơ đồ tính tốn điểm ngắn mạch 58 3.3.2 Tính tốn thơng số sơ đồ thay 60 3.3.3 Tính toán điểm ngắn mạch 62 3.4 Bảng kết tính toán ngắn mạch 83 3.5 Tính xung lượng nhiệt 84 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN 86 4.1 Chọn sơ đồ nối điện 86 4.1.1 Cấp điện áp 220 kV 86 4.1.2 Cấp điện áp 110 kV 86 4.1.3 Cấp điện áp 10,5 kV 86 4.1.4 Sơ đồ nối điện 87 4.2 Chọn máy cắt dao cách ly 87 4.2.1 Điều kiện chọn kiểm tra máy cắt 87 4.2.2 Điều kiện chọn kiểm tra dao cách ly 87 4.2.3 Chọn máy cắt dao cách ly cho phương án 90 4.2.4 Chọn máy cắt dao cách ly cho phương án 91 4.3 Tính tốn so sánh kinh tế 96 4.3.1 Tính vốn đầu tư phương án 96 4.3.2 Phí tổn vận hành hàng năm phương án 98 4.3.3 Chi phí vận hành 98 CHƯƠNG 5.: TÍNH CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN TỬ CĨ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA 100 5.1 Giới thiệu chung 101 5.2 Sơ đồ tính tốn 102 5.3 Kiểm tra khí cụ điện chọn 102 5.3.1 KIểm tra máy cắt điện, dao cách ly 102 5.3.2 Kiểm tra kháng điện phân đoạn 102 5.4 Chọn góp, dẫn, cáp điện lực 102 5.4.1 Các mạch phía cao áp 108 5.4.2 Các mạch phía trung áp 114 5.4.3 Các mạch cấp điện áp máy phát 130 5.5 Chọn sứ 130 5.5.1 Chọn sứ treo cho mạch cao áp 130 5.5.2 Chọn sứ treo cho mạch trung áp 130 5.5.3 Chọn sứ đỡ cho dẫn cứng 134 5.5.4 Chọn sứ xuyên tường 134 5.6 Chọn kháng điện đường dây 134 5.6.1 Sơ đồ phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát 134 5.6.2 Xác định XK% 135 5.6.3 Kiểm tra ổn định nhiệt cho cáp dây dân phụ tải cấp điện áp máy phát 140 5.6.4 Chọn máy cắt sau kháng điện đường dây 143 5.6.5 Chọn dao cách ly trước kháng điện đường dây 144 5.7 Chọn cuộn dập hồ quang cho mạng địa phương 10,5 kV 144 5.8 Chọn máy biến dòng, máy biến điện áp 145 5.8.1 Chọn máy biến dòng 145 5.8.2 Chọn máy biến điện áp 147 5.8.3 Sơ đồ nối dụng cụ đo vào máy biến dòng máy biến điện áp 148 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MẠCH TỰ DÙNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN 150 6.1 Giới thiệu chung 150 6.2 Sơ đồ nối điện tự dùng nhà máy 150 6.3 Chọn số lượng công suất máy biến áp tự dùng 152 6.3.1 Máy biến áp tự dùng làm việc bậc 152 6.3.2 Máy biến áp tự dùng dự trữ bậc 152 6.3.3 Máy biến áp tự dùng làm việc bậc 153 6.3.4 Máy biến áp tự dùng dự trữ bậc 153 6.4 Chọn khí cụ điện phần tử có dịng điện chạy qua mạch tự dùng 154 6.4.1 Tính tốn điểm ngắn mạch 154 6.4.2 Chọn máy cắt, dao cách ly 157 6.4.3 Chọn cáp cho mạch tự dùng 162 6.4.4 Chọn góp cho mạch tự dùng 164 6.4.5 Chọn sứ đỡ cho góp mạch tự dùng 167 6.5 Kiểm tra khả tự khởi động động 168 6.5.1 Kiểm tra khả tự khởi động động góp 6, kV 169 6.5.2 Kiểm tra khả tự khởi động động góp 0,4 kV 169 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO TLTK [1]: Sách thiết kế Nhà máy điện trạm biến áp, PGS Nguyễn Hữu Khái, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2006 TLTK [2]: Tài liệu môn Hệ thống điện – Khoa điện, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng TLTK [3]: Giáo trình cao áp, Võ Viết Đạn, Đại học Bách khoa Hà Nội, 1972 TLTK [4]: Sách thiết kế Nhà máy điện trạm biến áp, PGS Nguyễn Hữu Khái, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 1999 TLTK [5]: Sổ tay tra cứu lựa chọn thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV, Liên Xô cũ Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy điện GVHD: Ths Phạm Văn Kiên CHƯƠNG TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 1.1 Chọn máy phát điện Nhiệm vụ thiết kế: Thiêt kế phần điện nhà máy điện kiểu: NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI, Công suất: 120 MW, gồm có: tổ máy 30 MW Việc chọn số lượng công suất máy phát điện cần ý điểm sau đây: - Máy phát có cơng suất lớn vốn đầu tư , tiêu hao nhiên liệu để sản xuất đơn vị điện chi phí vận hành hàng năm nhỏ Nhưng mặt cung cấp điện địi hỏi công suất máy phát lớn không dự trữ quay hệ thống - Để thuận tiện việc xây dựng vận hành sau nên chọn máy phát loại - Chọn điện áp định mức máy phát lớn dịng định mức dòng ngắn mạch cấp điện áp nhỏ dễ dàng chọn khí cụ điện Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy ta cần thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng nên chọn máy phát kiểu tua bin Với cơng suất tổ máy có nên ta chọn việc chọn máy phát có cơng suất tương ứng chọn máy phát có cơng suất loại Ta chọn cấp điện áp máy phát 10,5 kV cấp điện áp thơng dụng Tra sách tài liệu tham khảo ( TLTK[1] ), ta chọn máy phát điện theo bảng 1.1 Bảng 1.1 Thông số định mức Loại MF TBC-30 n Sđm Pđm v/p MVA MW 3000 37,5 30 cos 0,8 Điện Kháng tương đối Uđm Iđm kV kA 10,5 X"d 2,065 0,153 X'd Xd 0,26 2,648 Như cơng suất đặt tồn nhà máy là: SNM = x 37,5 = 150 MVA SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy điện GVHD: Ths Phạm Văn Kiên 1.2 Tính tốn cân cơng suất Việc tính tốn cân cơng suất nhà máy điện giúp ta xây dựng đồ thị phụ tải tổng cho nhà máy Từ đồ thị phụ tải tổng nhà máy điện, ta định lượng cơng suất cần tải cho phụ tải cấp điện áp thời điểm đề xuất phương án nối dây hợp lý cho nhà máy Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải sau: 1.2.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát (10,5 kV) Công suất cực đại PUFmax= 40 MW Hệ số cosUF = 0,85 Đồ thị phụ tải hình H:1.1: Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát tính theo cơng thức sau: SUF ( t ) P% PUF max cos UF (1.1) Trong đó: P 100 + SUF(t) công suất phụ tải cấp điện áp 80 máy phát thời điểm t + P% phần trăm công suất phụ tải 60 40 cấp điện áp máy phát theo thời gian + PUFmax, cosUF công suất cực đại hệ số công suất phụ tải cấp điện áp máy phát 20 Áp dụng công thức (1.1) kết hợp với 12 16 20 24 Hình 1.1 t(h) hình 1.1, ta có bảng phân bố công suất phụ tải cấp điện áp máy phát bảng 1.2: Bảng 1.2 t (h) 0÷4 4÷8 8÷16 16÷18 18÷22 22÷24 SUF (t), MVA 42,35 37,65 47,06 37,65 32,94 42,35 SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy điện GVHD: Ths Phạm Văn Kiên 1.2.2 Phụ tải cấp điện áp trung (110 kV) P Công suất cực đại PUTmax= 50MW Hệ số cosUT = 0,8 100 Đồ thị phụ tải hình H:1.2: 80 Cơng suất phụ tải cấp điện áp trung 60 tính theo cơng thức sau: P SUT ( t ) P% UT max cos UT 40 (1.2) 20 Trong đó: + SUT(t) công suất phụ tải cấp điện áp 12 16 20 24 Hình 1.2 t(h) trung thời điểm t + P% phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp trung theo thời gian + PUTmax, cosUT công suất cực đại hệ số công suất phụ tải cấp điện áp trung Áp dụng cơng thức (1.2) kết hợp với (H:1.2), ta có bảng phân bố công suất phụ tải cấp điện áp trung bảng 1.3: Bảng 1.3 t (h) 0÷8 8÷16 16÷20 20÷22 22÷24 SUT (t), MVA 50 62,5 56,25 50 43,75 1.2.3 Phụ tải cấp điện áp cao (220 kV) P% Công suất cực đại PUCmax= 20 MW 100 Hệ số cosUC = 0,8 80 Đồ thị phụ tải hình H:1.3: Công suất phụ tải cấp điện áp cao 40 tính theo cơng thức sau: SUC ( t ) P% PUC max cos UC 60 20 (1.3) 12 16 20 24 t(h) Hình 1.3 SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy điện GVHD: Ths Phạm Văn Kiên Trong đó: + SUC(t) cơng suất phụ tải cấp điện áp cao thời điểm t + P% phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp cao theo thời gian + PUCmax, cosUC công suất cực đại hệ số công suất phụ tải cấp điện áp cao Áp dụng công thức (1.3) kết hợp với (H:1.3), ta có bảng phân bố cơng suất phụ tải cấp điện áp cao bảng 1.4: Bảng 1.4 t (h) 0÷4 4÷12 12÷16 16÷24 SUC (t), MVA 22,5 25 20 17,5 1.2.4 Công suất tự dùng nhà máy Phụ tải tự dùng nhà máy xác định theo công thức sau: S (t ) Std ( t ) .S NM 0,4 0,6 F S NM (1.4) Trong đó: + Std(t) cơng suất tự dùng nhà máy thời điểm t + α hệ số tự dùng cho nhà máy, α = 6% + SF(t) công suất phát nhà máy thời điểm t + SNM cơng suất đặt tồn nhà máy, SNM = 150 MVA Vì nhà máy phát ln hết công suất nên công suất phát nhà thời điểm t là: SF (t) = SNM = 150 MVA Áp dụng cơng thức (1.4) ta có cơng st tự dùng nhà máy thời điểm t cực đại: 150 S td (t ) S td max 6% 150 0,4 0,6 9( MVA ) 150 1.2.5 Cơng suất dự trữ tồn hệ thống Cơng suất dự trữ toàn hệ thống xác định theo cônh thức sau: SDTTHT = Sdt.SHT + SđmF - SUFmax - SUTmax - SUCmax - Stdmax = 5.2000 + 150 – 47,06 – 62,5 - 25 - = 106,44 (MVA) SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên 6.4.1.2 Điểm ngắn mạch N11 Mục đích: Dùng để chọn kiểm tra khí cụ điện phần tử có dịng điện chạy qua mạch hạ áp máy biến áp tự dùng dự trữ bậc Sơ đồ thay ngắn mạch N11 N7 N7 H UH B7 XH N11 XB7 Hình 6.3 - Điện kháng hệ thống tính đến N7 là: XH = I cb10,5 I " N7 5,499 = 0,093 58,869 - Điện kháng máy biến áp B7 là: XB7 = U N % S cb 6,5 100 = 1,625 100 S dmB 100 - Điện kháng tổng: X = XH + XB7 = 0,093 + 1,625 = 1,718 - Dòng điện siêu độ N11: I "N 11 = I cb 6,3 X Scb 3.U cb 6,3 X = 100 3.6,3.1,718 = 5,334 (kA) - Dịng điện ngắn mạch xung kích: ixkN11 = Kxk I"N11 = 1,8 5,334 = 13,578 (kA) - Xung lượng nhiệt tính toán: BN11 = (I"N11)2 (tc + TKCK) = 13,5782 (1 + 0,05) = 29,874 (kA2.s) SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 155 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên 6.4.1.3 Điểm ngắn mạch N12 Mục đích: Dùng để chọn kiểm tra khí cụ điện phần tử có dịng điện chạy qua mạch hạ áp máy biến áp tự dùng làm việc bậc 2 Sơ đồ thay ngắn mạch N12 H N12 B3 UH B8 XH XB3 XB8 Hình 6.4 - Điện kháng hệ thống: I cb10,5 XHT = I " N7 5,499 = 0,093 58,869 - Điện kháng máy biến áp B8 là: XB8 = U N % S cb 5,5 100 = 13,75 100 S dmB 100 0,4 - Điện kháng tổng: X = XH + XB3 + B8 = 0,093 + 2,2 + 13,75 = 16,043 - Dòng điện siêu độ N12: I "N 12 = I cb 0, X S cb 3.U cb0, X = 100 3.0,4.16,043 = 8,997 (kA) - Dịng điện ngắn mạch xung kích: ixkN12 = Kxk I"N12 = 1,8 8,997 = 22,903 (kA) - Xung lượng nhiệt tính toán: BN12 = (I"N12)2 (tc + TKCK) = 8,9972 (1 + 0,05) = 84,499 (kA2.s) 6.4.1.4 Điểm ngắn mạch N13 Mục đích: Dùng để chọn kiểm tra khí cụ điện phần tử có dịng điện chạy qua mạch hạ áp máy biến áp tự dùng dự trữ bậc SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 156 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên Sơ đồ thay ngắn mạch N13 H N13 B7 B12 Hình 6.5 UH XH X7 XB1 - Điện kháng hệ thống: I cb10,5 XHT = I " N7 5,499 = 0,093 58,869 - Điện kháng máy biến áp B12 là: U N % S cb 5,5 100 = 8,73 100 S dmB12 100 0,63 XB12 = - Điện kháng tổng: X = XH + XB7 + B12 = 0,093 + 1,625 + 8,73 = 10,448 - Dòng điện siêu độ N13: I "N 13 = I cb 0, X S cb 3.U cb0, X = 100 3.0,4.10,448 = 13,815 (kA) - Dịng điện ngắn mạch xung kích: ixkN13 = Kxk I"N13 = 1,8 13,815 = 35,167 (kA) - Xung lượng nhiệt tính toán: BN13 = (I"N13)2 (tc + TKCK) = 13,8152 (1 + 0,05) = 200,396 (kA2.s) 6.4.2 Chọn máy cắt, dao cách ly 6.4.2.1 Điều kiện chọn kiểm tra Điều kiện chọn kiểm tra máy cắt dao cách ly giống trình bày chương 6.4.2.2 Phía cao áp máy biến áp tự dùng bậc - Dòng điện làm việc cưỡng bức: I cblv = lv S đmBi 3.U HT 2,5 3.10,5 = 0,137 (kA) SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 157 Đồ án tốt nghiệp I cbdt = GVHD: Ths Phạm Văn Kiên dt S đmBi 3.U HT 3.10,5 = 0,22 (kA) - Ta có: I”N7 = 58,859 kA; ixkN7 = 159,014 kA; IxkN7 = 95,944 kA Tra TLTK[1], ta chọn máy cắt dao cách ly có thơng số sau: Bảng 6.3: Thông số máy cắt chọn Loại máy cắt Uđm (kV) Iđm (A) Icđm (kA) iođđ (kA) Inh/tnh MГ - 10 - 5000/1800 10 5000 105 300 70/10 Bảng 6.4: Thông số dao cách ly chọn Loại dao cách ly Uđm (kV) Iđm (A) Iođđ (kA) Inh (kA) tnh PB-10/1000 10 1000 120 40 - Kiểm tra ổn định đông: + Máy cắt: iodd = 300 kA > ixkN7 = 159,014 kA Vậy, điều kiện thỏa mãn + Dao cách ly: Iođđ = 120 kA > IxkN7 = 95,944 kA Vậy, điều kiện thỏa mãn - Kiểm tra ổn định nhiệt: + Máy cắt: ta chọn máy cắt có Iđm > 1000 A nên khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt + Dao cách ly: Ta có: (Inh)2.tnh = 402 = 6400 (kA2.s) > BN7 = 383,37 kA2.s Vậy, điều kiện ổn định nhiệt thỏa mãn 6.4.2.3 Phía hạ áp máy biến áp tự dùng làm việc bậc - Dòng điện làm việc cưỡng bức: I cblv = lv S đmBi 3.U HT 2,5 3.6,3 = 0,229 (kA) - Ta có: I”N10 = 3,997 kA; ixkN10 = 10,175 kA Tra TLTK [1], ta chọn máy cắt có thơng số sau: Bảng 6.5 Loại máy cắt Uđm (kV) Iđm (A) Icđm (kA) iođđ (kA) Inh/tnh BM -10-630-20 10 630 20 64 20/8 SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 158 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên - Kiểm tra ổn định đông: + Máy cắt: iodd = 64 kA > ixkN10 = 10,175 kA Vậy, điều kiện thỏa mãn - Kiểm tra ổn định nhiệt: Ta có: (Inh)2.tnh = 202 = 3200 (kA2.s) > BN10 = 16,775 kA2.s Vậy, điều kiện ổn định nhiệt thỏa mãn 6.4.2.4 Phía hạ áp máy biến áp tự dùng dự trữ bậc - Dòng điện làm việc cưỡng bức: I cbdt = dt S đmBi 3.U HT 3.6,3 = 0,367 (kA) - Ta có: I”N11 = 5,334 kA; ixkN11 = 13,578 kA IxkN11 = I N" 11 2.( K xk 1) 5,334 2.(1,8 1) 8,054 (kA) Tra TLTK[1], ta chọn máy cắt dao cách ly có thơng số sau: Bảng 6.6: Thơng số máy cắt chọn Loại máy cắt Uđm (kV) Iđm (A) Icđm (kA) iođđ (kA) Inh/tnh BM -10-630-20 10 630 20 64 20/8 Bảng 6.7: Thông số dao cách ly chọn Loại dao cách ly Uđm (kV) Iđm (A) Iođđ (kA) Inh (kA) tnh PB-6/400 400 50 16 - Kiểm tra ổn định đông: + Máy cắt: iodd = 64 kA > ixkN11 = 13,578 kA Vậy, điều kiện thỏa mãn + Dao cách ly: Iođđ = 50 kA > IxkN11 = 8,504 kA Vậy, điều kiện thỏa mãn - Kiểm tra ổn định nhiệt: + Máy cắt: Ta có:(Inh)2.tnh = 202 = 3200 (kA2.s) > BN11 = 29,874 kA2.s Vậy, điều kiện ổn định nhiệt thỏa mãn + Dao cách ly: Ta có: (Inh)2.tnh = 162 = 1024 (kA2.s) > BN11 = 29,874 kA2.s Vậy, điều kiện ổn định nhiệt thỏa mãn SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 159 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên 6.4.2.5 Phía cao áp máy biến áp tự dùng làm việc bậc - Dòng điện làm việc cưỡng bức: I lv cb = lv S đmBi 3.U HT 0,4 3.6,3 = 0,0367 (kA) - Ta có: I”N10 = 3,997 kA; ixkN10 = 10,175 kA Tra TLTK[1], ta chọn máy cắt có thơng số sau: Bảng 6.8 Loại máy cắt Uđm (kV) Iđm (A) Icđm (kA) iođđ (kA) Inh/tnh BM -10-630-20 10 630 20 64 20/8 - Kiểm tra ổn định đông: + Máy cắt: iodd = 64 kA > ixkN10 = 10,175 kA Vậy, điều kiện thỏa mãn - Kiểm tra ổn định nhiệt: Ta có: (Inh)2.tnh = 202 = 3200 (kA2.s) > BN10 = 16,775 kA2.s Vậy, điều kiện ổn định nhiệt thỏa mãn 6.4.2.6 Phía cao áp máy biến áp tự dùng dự trữ bậc - Dòng điện làm việc cưỡng bức: I dt cb = dt S đmBi 3.U HT 0,63 3.6,3 = 0,0577 (kA) - Ta có: I”N11 = 5,334 kA; ixkN11 = 13,578 kA Tra TLTK[1], ta chọn máy cắt có thơng số sau: Bảng 6.9 Loại máy cắt Uđm (kV) Iđm (A) Icđm (kA) iođđ (kA) Inh/tnh BM -10-630-20 10 630 20 64 20/8 - Kiểm tra ổn định đông: + Máy cắt: iodd = 64 kA > ixkN11 = 13,578 kA Vậy, điều kiện thỏa mãn - Kiểm tra ổn định nhiệt: Ta có:(Inh)2.tnh = 202 = 3200 (kA2.s) > BN11 = 29,874 kA2.s Vậy, điều kiện ổn định nhiệt thỏa mãn SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 160 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên 6.4.2.7 Phía hạ áp máy biến áp tự dùng làm việc bậc - Dòng điện làm việc cưỡng bức: I lv cb = lv S đmBi 3.U HT 0,4 = 0,577 (kA) 3.0,4 - Ta có: I”N12 = 8,997 kA; ixkN12 = 22,903 kA Tra TLTK[5], ta chọn aptomat có thơng số sau: Bảng 6.10 Loại Uđm (kV) Iđm (A) Icđm (kA) tc (s) AB-10 400 1000 42 0,06 - Kiểm tra ổn định nhiệt: Vì Iđm = 1000 A nên khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt 6.4.2.8 Phía hạ áp máy biến áp tự dùng dự trữ bậc - Dòng điện làm việc cưỡng bức: I dt cb = dt S đmBi 3.U HT 0,63 3.0,4 = 0,91 (kA) - Ta có: I”N13 = 13,815 kA; ixkN13 = 35,167 kA IxkN13 = I N" 13 2.( K xk 1) 13,815 2.(1,8 1) 20,86 (kA) Tra TLTK[5], ta chọn aptomat có thơng số sau: Bảng 6.10 Loại Uđm (kV) Iđm (A) Icđm (kA) tc (s) AB-10 400 1000 42 0,06 Tra TLTK[1], ta chọn dao cách ly có thơng số sau: Bảng 6.11 Loại dao cách ly Uđm (kV) Iđm (A) Iođđ (kA) Inh (kA) tnh PB-6/400 1000 120 40 - Kiểm tra ổn định nhiệt: Vì aptomat dao cách ly chọn có Iđm 1000 A nên khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 161 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên 6.4.3 Chọn cáp cho mạch tự dùng 6.4.3.1 Điều kiện chọn - Điện áp: Uđm Umạng - Dòng điện: Icp Icb - Kiểm tra ổn định nhiệt: Schọn Smin = BN C 6.4.3.2 Phía cao áp máy biến áp tự dùng bậc Ta có: I cblv = 0,137 kA = 137 A I cbdt = 0,22 kA = 220 A Ta chọn cáp cho hạ áp máy biến áp tự dùng làm việc dự trữ bậc loại Ta chọn cáp có Icp I cbdt = 220 A Tra TLTK[1], ta chọn cáp đồng lõi, cách điện giấy tẩm nhựa thông chất dẻo không cháy, vỏ chì, có tiết diện 150 mm2, Icp = 270 A Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Smin = BN C 383,73 10 138,93 ( mm2) < Schọn = 150 mm2 141 Vậy, cáp chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt 6.4.3.3 Phía hạ áp máy biến áp tự dùng bậc Ta có: I cblv = 0,229 kA = 229 A I cbdt = 0,367 kA = 367 A Ta chọn cáp cho hạ áp máy biến áp tự dùng làm việc dự trữ bậc loại Ta chọn cáp có Icp I cbdt = 367 A Tra TLTK[1], ta chọn cáp đồng lõi, cách điện giấy tẩm nhựa thông chất dẻo không cháy, vỏ chì, có tiết diện 240 mm2, Icp = 375 A SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 162 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Smin = B N 11 C 29,874 10 38,764 ( mm2) < Schọn = 240 mm2 141 Vậy, cáp chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt 6.4.3.4 Phía cao áp máy biến áp tự dùng bậc Ta có: I cblv = 0,0367 kA = 36,7 A I cbdt = 0,0577 kA = 57,7 A Ta chọn cáp cho hạ áp máy biến áp tự dùng làm việc dự trữ bậc loại Ta chọn cáp có Icp I cbdt = 57,7 A Tra TLTK[1], ta chọn cáp đồng lõi, cách điện giấy tẩm nhựa thông chất dẻo không cháy, vỏ chì, có tiết diện 50 mm2, Icp = 145 A Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Smin = B N 11 C 29,874 10 38,764 ( mm2) < Schọn = 50 mm2 141 Vậy, cáp chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt 6.4.3.5 Phía hạ áp máy biến áp tự dùng bậc Ta có: I cblv = 0,557 kA = 557 A I cbdt = 0,91 kA = 910 A Ta chọn cáp cho hạ áp máy biến áp tự dùng làm việc dự trữ bậc loại Ta chọn cáp có Icp I cbdt = 910 A Tra TLTK[5], ta chọn sợi cáp đồng lõi + dây trung tính, cách điện PVC LENS chế tạo, có tiết diện x 240 + 95, Icp = 2x 501 = 1002 A Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Smin = B N 13 C 200,396 10 100,398 ( mm2) < Schọn = 2x 240 = 480 mm2 141 Vậy, cáp chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 163 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên 6.4.4 Chọn góp cho mạch tự dùng 6.4.4.1 Chọn góp cấp 6,3 kV Chọn góp làm việc dự trữ cấp 6,3 kV giống Ta chọn góp theo điều kiện phát nóng cho phép Icp Icb = I cbdt = 0,367 kA = 367 A Vậy, ta chọn dẫn cứng đồng tiết diện hình chữ nhật có thơng số sau: Bảng 6.12 Kích thước dẫn Tiết diện Trọng lượng Icp mm mm2 kG/m A 30 120 1,066 475 - Kiểm tra ổn định động: Điều kiện kiểm tra: cp tt + Lực điện động pha sinh ra: F = 1,8 10-2 Với: l (i xk3 )2 a (kG) (6.1) i xk( 3) dịng ngắn mạch xung kích điểm N11 l: chiều dài nhịp, chọn l = 100 cm a: khoảng cách dẫn, chọn a = 30 cm Ftt = 1,8 10-2 100 13,5782 = 11,062 (kG) 30 + Mô men chống uốn tác dụng lên dẫn số nhịp lớn M= F l 11,062.100 = 110,62 (kG.cm) 10 10 + Mô men chống uốn dẫn W = Wx-x = h b 2.0,4 = 0,6 (cm3) 6 - Ứng suất tính tốn vật liệu dẫn: SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 164 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên tt = M 110,62 184,367 (kG/cm2) Wx - x 0,6 a a Hình 6.6 Ta thấy, tt = 184,367 kG/cm2 < cp = 1400 kG/cm2 Vậy, dẫn đảm bảo ổn định động ngắn mạch - Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động: Tần số dao động riêng dẫn: fr = 3,56 E.J 10 S l2 Trong đó: J= b h 0,4 3.3 = 0,016 (cm4) 12 12 Cu = 8,93 (G/cm3) S = 30 x =120 (mm2) = 1,2 (cm2) ECu = 1,1.106 (KG/cm2) fr = 3,56 1,1.10 6.0,016.10 = 14,427 (Hz) 1,2.8,93 100 Giá trị nằm khoảng (4555) Hz (90110) Hz Vậy dẫn đảm bảo ổn định động có xét đến dao động riêng 6.4.4.2 Chọn góp cấp 0,4 kV Chọn góp làm việc dự trữ cấp 0,4 kV giống Ta chọn góp theo điều kiện phát nóng cho phép Icp Icb = I cbdt = 0,91 kA = 910 A Vậy, ta chọn dẫn cứng đồng tiết diện hình chữ nhật có thơng số bảng 6.12 SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 165 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên Bảng 6.13 Kích thước dẫn Tiết diện Trọng lượng Icp mm mm2 kG/m A 50 300 2,670 955 - Kiểm tra ổn định động: Điều kiện kiểm tra: cp tt + Lực điện động pha sinh ra: F = 1,8 10-2 Với: l (i xk3 )2 a (kG) (6.1) i xk( 3) dòng ngắn mạch xung kích điểm N13 l: chiều dài nhịp, chọn l = 100 cm a: khoảng cách dẫn, chọn a = 30 cm Ftt = 1,8 10-2 100 35,1672 = 74,203 (kG) 30 + Mô men chống uốn tác dụng lên dẫn số nhịp lớn M= F l 74,203.100 = 742,03 (kG.cm) 10 10 + Mô men chống uốn dẫn W = Wx-x = h b 2.0,6 = 2,5 (cm3) 6 - Ứng suất tính tốn vật liệu dẫn: tt = M 742,03 296,812 (kG/cm ) Wx - x 2,5 Ta thấy, tt = 296,812 kG/cm2 < cp = 1400 kG/cm2 Vậy, dẫn đảm bảo ổn định động ngắn mạch - Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động: Tần số dao động riêng dẫn: fr = 3,56 E.J 10 S l2 SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 166 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên Trong đó: b h 0,6 3.5 J= = 0,09 (cm4) 12 12 Cu = 8,93 (G/cm3) S = 50 x =300 (mm2) = (cm2) ECu = 1,1.106 (KG/cm2) fr = 3,56 1,1.10 6.0,09.10 = 21,641 (Hz) 3.8,93 100 Giá trị nằm khoảng (4555) Hz (90110) Hz Vậy dẫn đảm bảo ổn định động có xét đến dao động riêng 6.4.5 Chọn sứ đỡ cho góp mạch tự dùng 6.4.5.1 Chọn sứ đỡ cho góp cấp 6,3 kV Ta có: F = 11,062 kG h = 30 mm Chọn loại sứ có thơng số bảng 6.13 Bảng 6.14 Điện áp, KV Loại sứ Định mức -6-375Y3 H' Ftt = F = F H Duy trì trạng thái khơ 36 Fph Chiều cao KG mm 375 100 h 30 100 = 11,062 12,721 (kG) H 100 H Fcp = 0,6 Fph = 0,6 375 = 225 (kG) > Ftt thỏa mãn yêu cầu ổn định động 6.4.5.2 Chọn sứ đỡ cho góp cấp 0,4 kV Ta có: F = 74,203 kG h = 50 mm SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 167 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên Chọn loại sứ có thơng số bảng 6.14 Bảng 6.15 Điện áp, KV Loại sứ Định mức -1-250YT3 ' Ftt = F H = F H Duy trì trạng thái khơ 11 Fph Chiều cao KG mm 250 62 h 50 62 = 74,203 104,123 (kG) H 62 H Fcp = 0,6 Fph = 0,6 250 = 150 (kG) > Ftt thỏa mãn yêu cầu ổn định động 6.5 Kiểm tra khả tự khởi động động Việc giảm áp góp cấp điện áp máy phát ngắn mạch hay nguyên nhân khác làm giản tốc độ quay dẫn đến động ngừng làm việc Các động công tác khâu quan trọng không cho phép ngừng hoạt động Vì để động tự khởi động lại, biện pháp kỹ thuật nhằm đảm bảo cho động làm việc tự khởi động lại điều kiện quan trọng là: Pđm ≥ Ptdmax Trong đó: Pđm : tổng cơng suất động tự mở máy Pđm = 105 U d % tb cos tb 100.S dmB U d %.I KD X K % U N % Với: Ud% : điện áp tự dùng thời gian động tự mở máy, lấy Ud% =(6570)% tb: hiệu suất trung bình động cơ, lấy tb = 0,880,92 costb : hệ số cơng suất trung bình động costb = 0,80,85 SBđm : công suất định mức máy biến áp nối vào góp IKĐ : trị số tương đối dịng điện mở máy tổng tất động cơ, lấy IKĐ = 4,8 SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 168 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Văn Kiên XK% : điện kháng phần trăm kháng điện phân đoạn, ta đặt máy biến áp tự dùng XK% = UN% : Điện áp ngắn mạch máy biến áp tự dùng Vậy: Pđm = 105 65.0,9.0,85.100.SdmB 65.4,8.U N % = 9,808.Sdm UN % 6.5.1 Kiểm tra khả tự khởi động động góp 0,6 KV Pđm = 9,808 6,3 = 4,458 (MW) 5,5 Ptdmax (6,3kV) = Stdmax (6,3KV) costd = 0,06 37,5 0,8 = 1,8 (MW) Ta thấy: Pđm > Ptd nên tất động tự khởi động 6.5.2 Kiểm tra khả tự khởi động động góp 0,6 KV Pđm = 9,808.0,4 = 0,713 (MW) 5,5 Ptdmax(0,4KV) = 15% Ptdmax (6,3KV) = 15% 1,8 = 0,27 (MW) Ta thấy: Pđm > Ptd Nên tất động tự khởi động SVTH: Nguyễn Văn Hoan _ Lớp 06D6 Trang 169 ... nghiệp: Thiết kế nhà máy điện GVHD: Ths Phạm Văn Kiên CHƯƠNG TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 1.1 Chọn máy phát điện Nhiệm vụ thiết kế: Thiêt kế phần điện nhà máy điện kiểu: NHIỆT ĐIỆN... nghiệp: Thiết kế nhà máy điện GVHD: Ths Phạm Văn Kiên 1.3 Vạch sơ đồ nối điện Chọn sơ đồ nối điện nhà máy khâu quan trọng q trình tính tốn thiết kế nhà máy điện Vì cần nghiên cứu kỹ nhiệm vụ thiết kế, ... cấp điện áp nhỏ dễ dàng chọn khí cụ điện Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy ta cần thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng nên chọn máy phát kiểu tua bin Với công suất tổ máy có nên ta chọn việc chọn máy