Đối với hệ thống điện thì tại mỗi thời điểm điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằng với điện năng tiêu thụ của phụ tải có kể cả các tổn thất của hệ thống. Trong thực tế điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi, vì vậy việc tìm được đồ thị phụ tải là rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành.
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN,TÍNH TỐN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1.1.Chọn máy phát điện 1.2.Tính tốn phụ tải cân công suất 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy 1.2.4 Đồ thị phụ tải điện áp trung áp 1.2.5 Đồ thị phụ tải cao áp 1.2.5 Đồ thị công suất phát hệ thống 10 1.3.Nhận xét 11 1.3.1 Phụ tải địa phương 11 1.3.2 Hệ thống 11 CHƯƠNG 12 XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP .12 2.1 Đề xuất phương án 12 2.2 Tính tốn chọn máy biến áp 18 2.2.1.Phương án 18 2.2.2.Phương án 27 CHƯƠNG III 30 TÍNH TỐN DỊNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 30 3.1 Mục đích 30 3.2 Tính tốn ngắn mạch .30 3.2.1 Xác định thơng số 30 3.2.2 Tính tốn ngắn mạch phương án 30 3.2.3 Tính tốn ngắn mạch phương án 30 CHƯƠNG IV 30 TÍNH TỐN CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 30 4.1 Chọn máy cắt điện 30 4.1.1 Phương án 30 4.1.2 Phương án 30 4.2 Chọn sơ đồ góp 30 4.2.1 Phương án 30 4.2.2 Phương án 30 4.3 Tính tốn tiêu kinh tế .30 4.3.1 Các tiêu đánh giá 30 4.4 Tính tốn cụ thể cho phương án 30 4.4.1 Phương án 30 4.4.2 Phương án 30 4.5 Lựa chọn phương án tối ưu 30 CHƯƠNG V 30 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ THANH DẪN 30 5.1 Chọn dẫn cứng .30 5.1.1 Chọn dẫn tiết diện dẫn 30 5.1.2 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt30 5.1.3 Kiểm tra điều kiện ổn định động30 5.1.4 Chọn sứ đỡ cho dẫn cứng 30 5.2 Lựa chọn góp dẫn mềm 30 5.2.1 Thanh góp phía 220 kV 30 5.2.2 Thanh góp phía 110 kV 30 5.3 Lựa chọn dao cách ly .30 5.4 Chọn máy biến điện áp(BU) máy biến dòng điện(BI) .30 5.4.1 Chọn máy biến điện áp(BU) 30 5.4.2 Lựa chọn máy biến dòng điện 30 5.5 Chọn cáp kháng điện 30 5.5.1 Chọn cáp cho phụ tải địa phương 5.5.2 Chọn kháng điện 30 30 5.6 Chọn chống sét van 30 5.5.1 Chọn chống sét van cho góp 30 5.5.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp 30 CHƯƠNG 30 TÍNH TỐN ĐIỆN TỰ DÙNG 30 6.1 Sơ đồ điện tự dùng 30 6.2 Chọn máy biến điện áp tự dùng .30 6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng cấp I 30 6.2.2 Chọn máy biến áp tự dùng cấp II 30 6.3 Chọn máy cắt máy biến áp tự dùng cấp I 30 6.3.1 Máy cắt phía cao áp 30 6.3.2 Máy cắt phía hạ áp 30 6.4 Chọn áptơmát 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO .30 LỜI MỞ ĐẦU Trong thập niên gần đây, Đảng Nhà nước ta có xách xây dựng kinh tế theo xu hướng công nghiệp hóa, đại hóa, phát triển kinh tế tồn diện Bên cạnh phát triển mạnh mẽ ngành cơng nghiệp, ngành lượng có bước tiến vượt bậc, xứng đáng ngành mũi nhọn then chốt kinh tế quốc dân Ngành công nghiệp điện đạt thành tựu đáng kể với cơng trình kỷ như: Đường dây Bắc – Nam, nhà máy thủy điện Hịa Bình, Sơn La, nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Ninh Bình… Nhà máy thủy điện đem lại lợi ích to lớn kinh tế kỹ thuật Tuy nhiên để xây dựng nhà máy thủy điện cần có vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng lâu dài để đuổi kịp tốc độ phát triển kinh tế, đáp ứng nhu cầu điện ta phải xây dựng nhà máy nhiệt điện cần vốn đầu tư ít, thời gian xây dựng nhanh… Việc giải đắn vấn đề kinh tế kỹ thuật đem lại lợi ích khơng nhỏ cho kinh tế nước nhà Với điều kiện việc thiết kế nhà máy nhiệt điện, tính tốn chế độ vận hành tối ưu hệ thống điện không nhiệm vụ mà cịn củng cố tồn diện mặt kiến thức sinh viên… Với yêu cầu đồ án thiết kế tốt nghiệp em gồm phần thiết kế nhà máy điện phần chuyên đề Trong trình làm đồ án em xin chân thành cảm ơn thầy TS Trương Ngọc Minh thầy cô môn tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hồn thành đồ án Tuy nhiên thời gian có hạn nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Vì em mong đóng góp ý kiến thầy cô Em xin chân thành cám ơn! Hưng Yên, ngày 20 tháng 09 năm 2014 Sinh viên Trần Thế Anh CHƯƠNG CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN,TÍNH TỐN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CƠNG SUẤT Đối với hệ thống điện thời điểm điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ phụ tải có kể tổn thất hệ thống Trong thực tế điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi, việc tìm đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành Dựa vào đồ thị phụ tải ta chọn phương án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế kĩ thuật Đồ thị phụ tải cịn giúp ta chọn cơng suất máy biến áp (MBA ) phân bố tối ưu công suât tổ máy với nhà máy điện với 1.1.Chọn máy phát điện Nhà máy nhiệt điện thiết kế gồm tổ máy có tổng cơng suất 5×100 MW = 500MW Ta cần ý số điểm sau chọn máy phát: + Chọn điện áp định mức máy phát lớn dịng điện định mức, dịng ngắn mạch cấp điện áp nhỏ u cầu khí cụ điện giảm thấp + Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành nên chọn máy phát điện loại.Từ tra sổ tay ta chọn máy phát điện đồng tua bin kiểu TB-100-2 có thơng số cho bảng sau: Loại máy phát TB-100-2 Thông số định mức n S P U v/ph MVA MW kV 3000 117,65 100 10,5 Điện kháng tương đối cos 0,85 I kA 6,475 X’’d X’d Xd 0,183 0,263 1,79 Bảng 1.1:Thơng số máy phát 1.2.Tính tốn phụ tải cân cơng suất Để đảm bảo vận hành an toàn, thời điểm điện nhà máy phát phải hoàn toàn cân với lượng điện tiêu thụ hộ tiêu thụ kể tổn thất điện Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi.Việc nắm quy luật biến đổi tức tìm đồ thị phụ tải điều quan trọng việc thiết kế vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta lựa chọn phương án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế kĩ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngồi dựa vào đồ thị phụ tải cịn cho phép chọn công suất máy biến áp, khí cụ điện, dây dẫn phân bố tối ưu công suất tổ máy phát điện nhà máy phân bố công suất nhà máy khác Để đơn giản ta tính tốn gần theo cơng suất biểu kiến hệ số công suất phụ tải khác không nhiều Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp xây dựng dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P max hệ số cosφtb phụ tải tương ứng Từ ta tính phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến công thức sau: S(t) = Pt = Pt cosφ tb (1.1) P(t) %.Pmax (1.2) 100 Trong đó: S(t) : cơng suất biểu kiến phụ tải thời điểm t Cosφtb : hệ số cơng suất trung bình phụ tải P(t)% : Cơng suất phụ tải tính theo phần trăm công suất cực đại thời điểm t Pmax : Công suất phụ tải cực đại 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhà máy điện gồm tổ máy, tổ máy có cơng suất 100MW nên: Tổng công suất đặt nhà máy : PNM = 5x100 = 500 MW SNM = 588,24 MVA Theo công thức (1.1) (1.2) ta có bảng sau: t,h 0-6 6-12 12-18 18-20 20-24 PNM% 80 85 90 100 75 PNM(t),MW 400 425 450 500 375 SNM(t),MVA 470,59 500 529,41 588,24 441,18 Bảng 1.2:Biến thiên phụ tải hàng ngày nhà máy Đồ thị phụ tải toàn nhà máy: Hình 1.1:Đồ thị phụ tải nhà máy 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy Tự dùng cực đại tồn nhà máy 7,4 % cơng suất định mức nhà máy với cosφ td = 0,8 Phụ tải tự dùng nhà máy nhiệt điện xác định theo công thức sau: Std (t)= P α × nmmax 100 Cos φ td � S (t) � 0,4+0,6 nm � � � Snm max � � � (1.3) Trong : Pnmmax : Cơng suất tác dụng điện cực đại nhà máy Snmmax : Công suất tồn nhà máy Snm(t) α% : Cơng suất nhà máy phát thời điểm t : Số phần trăm lượng điện tự dùng, α=7,4% cos td : Hệ số công suất tự dùng, cos td=0,85 Theo công thức (1.3) ta bảng sau: t(h) 0-6 6-12 12-18 18-20 20-24 SNM(t),MVA 470,59 500 529,41 588,24 441,18 STD(t),MVA 38,31 39,61 40,92 43,53 37 Bảng 1.3:Biến thiên phụ tải hàng ngày phụ tải tự dùng Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy: Hình 1.2:Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy 1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát(phụ tải địa phương) Phụ tải điện áp máy phát có U dm = 10kV; PUFmax = 16 MW; cos = 0,86 Theo công thức (1.1) (1.2) ta có bảng kết sau : t(h) 0-8 8-12 12-16 16-20 20-24 PUF% 70 80 100 90 80 PUF(t),MW 11,2 12,8 16 14,4 12,8 SUF(t),MVA 13,02 14,88 18,6 16,74 14,88 Bảng 1.4:Biến thiên phụ tải hàng ngày phụ tải địa phương Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát(Phụ tải địa phương): Hình 1.3:Đồ thị phụ tải địa phương 1.2.4 Đồ thị phụ tải điện áp trung áp Phụ tải trung áp có U dm = 110 kV; PUTmax = 140 MW; cos = 0,89 Theo công thức: P(t) = P(%) Pmax 100 S(t) = P(t) cosφ ta có bảng kết sau: t(h) 0-8 8-10 10-18 18-20 20-24 PUT % 80 90 100 95 80 PUT (t),MW 112 126 140 133 112 SUT (t),MVA 125,84 141,57 157,3 149,44 125,84 Bảng 1.5 Biến thiên phụ tải hàng ngày phụ tải điện áp trung áp Đồ thị phụ tải điện áp trung: Hình 1.4:Đồ thị phụ tải điện áp trung 1.2.5 Đồ thị phụ tải cao áp Phụ tải trung áp có U dm = 220 kV; PUTmax = 180 MW; cos = 0,87 Theo công thức: P(t) = P(%) Pmax 100 S(t) = P(t) cosφ ta có bảng kết sau: t(h) 0-8 8-10 10-16 16-18 18-24 PCA % 75 85 90 100 80 PCA (t),MW 135 153 162 180 144 SCA (t),MVA 155,17 175,86 186,21 206,9 165,52 Bảng 1.6 Biến thiên phụ tải hàng ngày phụ tải cao áp Đồ thị phụ tải cao áp: Hình 1.5:Đồ thị phụ tải điện áp trung 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)+SCA(t)] Dựa vào kết tính tốn trước ta tính công suất phát hệ thống nhà máy thời điểm ngày Kết tính tốn cho bảng sau: t(h) 0-6 6-8 8-10 10-12 SNM (t) 470,59 500 500 500 SUF (t) 13,02 13,02 14,88 14,88 18,6 16,74 16,74 SUT (t) 125,84 125,84 141,57 157,3 157,3 157,3 149,44 125,84 STD (t) 38,31 39,61 40,92 40,92 43,53 SCA (t) 155,17 155,17 175,86 186,21 186,21 206,9 165,52 165,52 SVHT (t) 138,25 166,36 128,08 39,61 39,61 102 12-16 16-18 18-20 20-24 529,41 529,41 588,24 441,18 126,38 107,55 213,01 14,88 37 97,94 Bảng 1.7 Biến thiên phụ tải hàng ngày phụ tải tổng hợp toàn nhà máy 10 Ta chọn BI cho cấp điện áp máy phát 10 kV loại : TШЛ-20-1 có thơng số sau: Loại BI TШЛ-20-1 Uđm, V Dòng điện định mức, A 20 Sơ cấp Thứ cấp Cấp xác hay ký hiệu cuộn thứ cấp 8000 P Phụ tải định mức ứng với cấp xác, 0,5 1,2 Bảng 5.12: Thơng số BI Cấp xác 0,5 : Z2đm =1,2 () Chọn dây dẫn nối từ BI đến đồng hồ đo Lấy l = ltt = 50 m (BI theo sơ đồ hình hồn tồn) Tổng trở dụng cụ đo mắc vào pha A hay pha C là: ZΣdc = S 26 = =0,406(Ω) Idm Để đảm bảo độ xác, yêu cầu tổng phụ tải phía thứ cấp Z (cả dây dẫn) không vượt phụ tải định mức BI: Z2 = Zdc + Zdd Z2đm Z2đm - Zdc Zdd = .l tt S Từ suy tiết diện dây dẫn: l tt S� Z2dm Z �dc 0,0175.50 1,102 mm 1, 0, 406 Ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện mm2 làm dây dẫn từ BI tới dụng cụ đo Máy biến dịng khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt vì: có dịng định mức sơ cấp lớn 1000 A Máy biến dịng khơng cần kiểm tra ổn định động vì: định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát 5.4.2.2 Chọn BI cho cấp 110kV,220kV Chọn theo điều kiện: + Điện áp : UđmBI Uđm mạng + Dòng điện :IđmBI Ilvcb Với cấp điện áp 110 KV có: Icb = 0,649 kA Với cấp điện áp 220 KV có: Icb = 0,56 kA Ta chọn BI có thơng số sau: 81 Uđm Dòng điện định mức, A Loại BI kV Sơ cấp Thứ cấp Cấp xác hay ký hiệu cuộn thứ cấp Phụ tải định mức ứng với cấp xác, 0,5 Bội số ổn định động kA Iôđđ THД -110M 110 800 P 1,2 110 - TH-220-3T 220 600 0,5 1,2 - 54 Bảng 6.13: Thông số BI phía 110 kV 220 kV Kiểm tra ổn định động : Kôdd.IđmSC ixk + Loại BI: THД-110M có Kơdđ =110; IđmSC =0,8 kA Ta có : Kôdd.IđmSC = 110.0,8 = 124,45 > ixk = 38,981kA thỏa mãn điều kiện ổn định động + Loại BI: TH-220-3T có Iơđđ =54 kA > ixk = 20,538 kA thỏa mãn điều kiện ổn định động 5.5 Chọn cáp kháng điện 5.5.1 Chọn cáp cho phụ tải địa phương Phụ tải địa phương gồm đường dây cáp kép có: P = MW, L = km; đường dây cáp đơn có: P = 4MW, L = km, hệ số công suất cosφ = 0,86 Tiết diện cáp chọn theo điều kiện Jkt, xác định biểu thức: F �Fkt = I bt ; mm2 J kt Thời gian sử dụng công suất cực đại phụ tải địa phương: 24 Tmax = 365.�SHTi t i i=0 SHTmax = 365.(13,02.8+14,88.4+18,6.4+16,74.4+14,88.4) =7154 h 18,6 Với Tmax > 5000h sử dụng cáp cách điện giấy tẩm dầu lõi đồng ta có: Jkt = 2,0 A/mm2 5.5.1.1 Chọn tiết diện đường dây đơn Dịng điện làm việc bình thường: I bt = Pmax 103 4.103 = =268,54(A) 3.U dm cosφ 3.10.0,86 82 F �Fkt = I bt 268,54 = =134,27 mm2 J kt Vậy tiết diện đường dây đơn F = 150 mm2, với Icp =355 A Kiểm tra điều kiện làm việc bình thường cáp: Cần thỏa mãn điều kiện : I’cp Ibt I’cp = k1.k2.Icp +k1: hệ số hiệu chỉnh theo môi trường đặt cáp +k2: hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song Với cáp 10 kV : Khoảng cách hai cáp đặt song song 100 mm +Nhiệt độ phát nóng cho phép là: θcp = 60 0C +Nhiệt độ thực tế nơi đặt cáp: θ xq =25 C +Nhiệt độ tính tốn tiêu chuẩn: θch =15 0C k1 = qcp - qxq qcp - qch = 60 - 25 = 0,88 60 - 15 +k2 = cáp đơn ' Vậy Icp =0,88.1.355=312,4 A > Ibt Do dây dẫn chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng 5.5.1.2 Chọn tiết diện đường dây kép Dịng điện làm việc bình thường: I bt = Pmax 103 3.U dm cosφ F �Fkt = = 4.103 =134,27(A) 3.10.0,86 I bt 134,27 = =67,14 mm J kt Vậy tiết diện đường dây kép F = 70 mm2, với Icp = 215 A Kiểm tra điều kiện làm việc bình thường cáp: Cần thỏa mãn điều kiện : I’cp Ibt I’cp = k1.k2.Icp Với cáp 10 kV : Khoảng cách hai cáp đặt song song 100 mm +Nhiệt độ phát nóng cho phép là: θcp = 60 0C +Nhiệt độ thực tế nơi đặt cáp: θ xq =25 C +Nhiệt độ tính tốn tiêu chuẩn: θch =15 0C k1 = θ cp -θ xq θ cp -θ ch = 60-25 =0,88 60-15 +k2 = 0,9 cáp kép 83 ' Vậy Icp =0,88.0,9.215=170,28 A > Ibt Do dây dẫn chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng bình thường Kiểm tra điều kiện làm việc cưỡng cáp: Khi cố lộ, lộ lại phải mang tải với khả tải mà đẩm bảo tải dịng điện Điều kiện: K SC qt k1.k2.Icp Icb K SC qt 1,3 điều kiện làm việc bình thường, dịng điện qua chúng khơng vượt q 80% dịng cho phép hiệu chỉnh thời gian tải không ngày Ta có: I bt 134,27 = =78,85% % < 80% K SC qt = 1,3 I'cp 170,28 ' Có Icp =1,3.0,88.0,9.215=221,36 A > Icb = 2.134,27 = 268,54 A Vậy dây dẫn chọn không thỏa mãn.Ta phải tăng tiết diện cáp lên: F = 95 mm2, với Icp = 265 A +Kiểm tra điều kiện làm việc bình thường cáp: I'cp =0,88.0,9.265=209,88 A > Ibt Do dây dẫn chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng bình thường +Kiểm tra điều kiện làm việc cưỡng cáp: Ta có: I bt 134,27 = =63,97% % < 80% K SC ' qt = 1,3 Icp 209,88 ' Có Icp =1,3.0,88.0,9.265=272,84 A > Icb = 2.134,27 = 268,54 A Vậy dây dẫn chọn thỏa mãn 5.5.2 Chọn kháng điện Kháng điện đường dây chọn theo điều kiện sau: +UđmK ≥ UđmL +IđmK ≥ IKCB +Điện kháng Xk% chọn theo điều kiện ổn định nhiệt cho cáp ngắn mạch theo điều kiện dòng cắt máy cắt đặt đầu đường dây 84 5.5.2.1 Tính tốn dịng cưỡng Dòng cưỡng qua kháng phụ tải địa phương lớn cố kháng điện: 85 IcbK = Pđfmax 16 = =1,07 kA 3U đmcosφ 3.10.0,86 Vậy ta chọn kháng điện đơn theo điều kiện dòng áp loại: PbA – 1500 có: +Uđm = 10 kV +IđmK = 1500 A Tại trạm địa phương đặt máy cắt hợp có dịng cắt là: Iđm = 20 kA, thời gian cắt là: tc = 0,4 s Thời gian cắt MC1 là: t1 =tc + Δt = 0,4 + 0,3 = 0,7 s Trạm cuối phụ tải địa phương dùng cáp đồng tiết diện bé là: Smin = 50 mm2 5.5.2.2 Chọn XK% Điện kháng kháng điện đường dây dùng cho phụ tải địa phương chọn cho đảm bảo hạn chế dòng ngắn mạch nhỏ hay dòng cắt định mức máy cắt đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện chọn Để thiết bị phân phối đỡ cồng kềnh thường dùng kháng cho số đường dây Trong điều kiện làm việc bình thường, dịng qua kháng dịng qua phụ tải, tổn thất điện áp khơng lớn Vì mà điện kháng phải chọn khơng q % với kháng đơn không 16 % với kháng kép Để chọn XK% ta thành lập sơ đồ thay tính ngắn mạch sau: Các điểm ngắn mạch sơ đồ: +Điểm N4: điểm ngắn mạch nơi đấu kháng điện (điểm ngắn mạch phục vụ chọn tự dùng phụ tải địa phương) +Điểm N5: điểm ngắn mạch sau máy cắt đầu đường dây cáp 1, phục vụ cho chọn máy cắt ổn định nhiệt cho cáp ngắn mạch +Điểm N6: điểm ngắn mạch sau máy cắt đầu đường dây cáp dùng để phục vụ cho việc chọn máy cắt kiểm tra ổn định nhiệt cho cáp ngắn mạch Trong đó: XHT: Điện kháng hệ thống tính đến điểm đấu kháng điện I10cb 10,997 X HT = '' = =0,132 I N4 83,107 +XK%: điện kháng kháng điện (cần tìm) +XC1: điện kháng đoạn cáp điện Sau kháng điện có đường cáp đơn (F = 150 mm 2) đường cáp kép (F = 95 mm2) Vậy ta chọn tiết diện F = 95 mm2 để tính ngắn mạch X C1 =x l Scb 200 =0,083.4 =0,602 U tb 10,52 86 +XC2: điện kháng đoạn cáp a.Ngắn mạch N6 Dòng ngắn mạch N6 phải thỏa mãn điều kiện: �I N6 �IcatMC1 � �I N6 �I nhCap1 Dòng ổn định nhiệt cáp là: I nhCap1 = F.C t cat Với dây cáp đồng có F = 85 mm2 C = 141 Ta có: I nhCap1 = F.C 95.141 = =16010(A)=16,01(kA) t cat 0,7 I N6 �20(kA) � Vậy: � → IN6 ≤ 16,01 (kA) I N6 �16,01(kA) � I10 10,997 cb = =0,687 Ta có: X = Icp1 16,01 Vậy X K �X -X HT =0,687-0,132=0,555 (1) b.Ngắn mạch N7 Cáp cáp đồng có Smin = 50 mm2 Dòng ổn định nhiệt cáp I nhCap2 = F.C 50.141 = =12871(A)=12,871(kA) t cat 0,3 Dòng cắt máy cắt IcắtMC2 = 20 kA Do vậy: Icp2 = 12,871 kA Ta có: X� I10 10,997 cb = =0,854 Icp2 12,871 X K �X �-X HT -XC1 =0,854-0,132-0,602=0,12 (2) Từ (1) (2) ta có: XK ≥ 0,555 Vậy : X K % �X K IdmK 1,5 100=0,555 .100=7,57% 10 I cb 10,997 Do ta chọn loại kháng điện đơn: PbA -10-1500-8 có thông số sau: UđmK = 10 kV; IđmK = 1,5 kA; XK% = 8%; Iôđđ = 41,5 kA,∆P=12,6 kW/1 pha,Iôđn=33 kA 87 5.5.2.3 Kiểm tra ổn định động Điều kiện kiểm tra ổn định động: iôđđ ≥ ixk Ta có: X K =X K % I"N6 = I10 10,997 cb =0,08 =0,587 IdmK 1,5 I10 10,997 cb = =15,295 (kA) X HT +X K 0,132+0,587 Dịng điện xung kích: i xk =k xk 2.I N =1,91× 2.15,295=41,31 (kA) < iôđđ = 41,5 (kA) Vậy điều kiện ổn định động thỏa mãn 5.6 Chọn chống sét van Chống sét van thiết bị ghép song song với thiết bị điện để bảo vệ chống điện áp khí Khi xuất q điện áp, phóng điện trước làm giảm trị số điện áp đặt cách điện thiết bị hết điện áp tự động dập hồ quang xoay chiều, phục hồi trạng thái làm việc bình thường 5.5.1 Chọn chống sét van cho góp Trên góp 220 kV 110 kV đặt chống sét van với nhiệm vụ quan trọng chống điện áp truyền từ đường dây vào trạm Vì chống sét van chọn theo điện áp định mức mạng lưới điện Trên góp 110 kV ta chọn chống sét van loại PBC- 110 có U đm =110 kV, đặt ba pha 5.5.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp + Chống sét van cho máy tự ngẫu : Các máy biến áp tụ ngẫu có liên hệ điện cao trung áp nên sóng điện áp truyền từ cao áp sang trung áp ngược lại Vì ,ở đầu cao áp trung áp máy biến áp tự ngẫu ta phải đặt chống sét van • Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu ta chọn chống sét van loại PBC-220 có U đm =220 kV, đặt ba pha • Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu ta chọn chống sét van loại PBC-110 có U đm =110 kV, đặt ba pha + Chống sét van cho máy biến áp hai cuộn dây : Mặc dù góp 220 kV có đặt chống sét van đơi có đường sắt có biên độ lớn truyền vào trạm, chống sét van phóng điện 88 Điện áp dư cịn lại truyền tới cuộn dây máy biến áp lớn phá hỏng cách điện cuộn dây,đặc biệt phần cách điện gần trung tính trung tính cách điện Vì trung tính máy biến áp hai cuộn dây cần bố trí chống sét van Tuy nhiên điện cảm cuộn dây máy biến áp biên độ đường sét tới điểm trung tính giảm phần, chống sét van đặt trung tính chọn có điện áp định mức giảm cấp Ta chọn chống sét van loại PBC-110 có U đm =110 kV 89 CHƯƠNG TÍNH TỐN ĐIỆN TỰ DÙNG 6.1 Sơ đồ điện tự dùng Điện tự dùng phần điện không lớn lại giữ phần quan trọng trình vận hành nhà máy điện, đảm bảo hoạt động nhà máy: chuẩn bị nhiên liệu, vận chuyển nhiên liệu, bơm nước tuần hồn, quạt gió, thắp sáng, điều khiển, tín hiệu liên lạc Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện chia làm hai phần: +Một phần cung cấp cho máy công tác đảm bảo làm việc lò tua bin tổ máy +Phần cung cấp cho máy công tác phục vụ chung không liên quan trực tiếp đến lò tuabin lại cần thiết cho làm việc nhà máy Ta chọn sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc kinh tế đảm bảo cung cấp điện liên tục, nhà máy điện thiết kế ta dùng hai cấp điện áp tự dùng: kVvà 0,4 kV 6.2 Chọn máy biến điện áp tự dùng 6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng cấp I Các máy có nhiệm vụ nhận điện từ đầu cực máy phát 10,5 kV cung cấp cho phụ tải tự dùng cấp điện áp 6,3 kV phần lại cung cấp tiếp cho phụ tải cấp điện áp 0,4 kV Công suất định mức máy biến áp tự dùng cấp chọn sau : S SαS = đmF tdmax đmB1 � n Trong : hệ số % tự dùng n số máy phát nhà máy Stdmax 43,53 SđmB1 = =8,706 MVA n Ta chọn máy biến áp loại TДHC-10000 có thơng số sau : Loại máy biến áp UđmC kV UđmH kV SđmB kVA P0 kW PN kW UN% I0% TДHC-10000 10,5 6,3 10000 12,3 85 14 0,8 Bảng 6.1: Thông số máy biến áp tự dùng cấp I Máy biến áp dự trữ: Máy biến áp dự trữ chọn phù hợp với mục đích chúng: +Máy biến áp dự trữ phục vụ để thay máy biến áp cơng tác sửa chữa chọn cơng suất định mức cơng suất định mức máy biến áp công tác 90 +Máy biến áp dự trữ không phục vụ để thay máy biến áp cơng tác sửa chữa mà cịn để cung cấp cho hệ thống tự dùng trình dừng khởi động (thường 50%) nhà máy điện nối theo sơ đồ Công suất MBA dự trữ chọn lớn cấp so với công suất định mức máy biến áp công tác Công suất máy biến áp dự trữ chọn sau : S 43,53 SđmBdt �1,5 tdmax =1,5 =13,059 MVA n Ta chọn máy biến áp dự trữ loại TдHC 16000 có thơng số sau: Loại máy biến áp UđmC kV UđmH kV SđmB kVA P0 kW PN kW UN% I0% TДHC-16000 10,5 6,3 16000 17,8 105 10 0,75 Bảng 6.2: Thơng số máy biến áp dự phịng cấp I 6.2.2 Chọn máy biến áp tự dùng cấp II Các máy biến áp tự dùng cấp II dùng để cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp 0,4 kV chiếu sáng Công suất máy biến áp tự dùng cấp II chọn sau: SđmB2 �(10÷15)% Stdmax 43,53 =(10÷15)% =(870÷1305) kVA n Vậy ta chọn loại máy biến áp TMH-1600 có thơng số sau : Điện áp, kV Tổn thất, kW Loại máy biến SđmB kVA áp Cuộn cao Cuộn hạ Po PN TMH-1600 1600 0,4 UN% Bảng 6.3: Thông số máy biến áp tự dùng cấp II 6.3 Chọn máy cắt máy biến áp tự dùng cấp I 6.3.1 Máy cắt phía cao áp Chọn máy cắt MΓ-10-5000/1800 Đại lượng tính tốn Cấp điện áp, Icb I”N ixk kV kA kA kA 10,5 - 83,107 217,393 Loại máy cắt MΓ-10-5000/1800 Đại lượng định mức Uđm kV Iđm kA Icắt đm kA iôđđ kA 10 105 300 Bảng 6.4: Thơng số máy cắt phía điện áp cao MBA tự dùng 6.3.2 Máy cắt phía hạ áp Để chọn máy cắt điện trường hợp ta tính dịng ngắn mạch góp phân đoạn 6,3 kV (điểm N6) Ta có sơ đồ thay tính toán ngắn mạch sau: XHT XB1 N5 91 6,3kV N6 Máy cắt chọn theo điều kiện sau: +UđmMC Uđm.mg +IđmMC Icb +I2nh tnh BN +iôđđ ixk +Icđm I”N6 Trong chương ngắn mạch ta tính dịng ngắn mạch để chọn khí cụ điện mạch tự dùng : IN4 = 83,107 kA X HT I(10) 10,997 = cb1 = = 0,132 I N4 83,107 Điện kháng máy biến áp tự dùng cấp : U % S 14 200 X B1 = N cb = = 2,8 100 SđmB1 100 10 � X = X HT + X B1 = 0,132 + 2,8 = 2,932 Vậy dòng ngắn mạch điểm N6 : " N6 I I(6,3) Scb = cb = = XΣ 3U tbΣ.X 200 = 6, 251kA 3.6,3.2,932 Dịng xung kích điểm ngắn mạch N6 : i xkN6 = 1,8 6,251= 15,912 kA Ta chọn máy cắt 8BM20 có thơng số kỹ thuật sau : Loại máy cắt Uđm, kV Iđm, A Icđm, kA iôđđ, kA 8BM20 7,2 1250 25 63 Bảng 6.5: Thông số máy cắt mạch hạ áp Máy cắt chọn có : Iđm = 1250 A > 1000 A iôđđ = 63kA > ixk = 15,912 kA Do không cần kiểm tra ổn định động ổn định nhiệt 6.4 Chọn áptơmát Để chọn áptơmát ta tính dịng ngắn mạch góp phân đoạn 0,4kV (điểm N7) Ta có sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch sau : 0,4kV XHT XB1 XB2 N5 N6 Áptômát chọn theo điều kiện sau : +Điện áp định mức : U đm �0,4kV 92 N7 +Dòng điện định mức : I đm �Imax +Dòng điện cắt định mức : Icđm �I"N7 Trong : +Imax dịng điện lớn phía 0,4kV I max = SđmB2 1600 = =2309,4A 3.U đm 3.0,4 +IN7 dịng ngắn mạch góp phân đoạn 0,4kV Điện kháng máy biến áp tự dùng cấp : U % S 200 X B2 = N cb = = 6,25 100 SđmB2 100 1,6 � X = X HT + X B1 + X B2 = 0,132 + 2,8 +6,25 = 9,182 Vậy dòng ngắn mạch điểm N7 : Scb 200 I"N7 = = = 31,611kA 3U tbΣ.X 3.0,4.9,182 Ta chọn áptơmát C801N có thơng số kỹ thuật sau : Loại áptômát Uđm, V Iđm, A Icđm, kA C801N 690 1500 40 Bảng 6.6: Thông số aptomat 93 Sơ đồ tự dùng nhà máy điện 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Khái - Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp – NXB KHKT 2006 Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hòa - Phần điện nhà máy điện trạm biến áp – NXB KHKT - 2007 Lã Văn Út - Ngắn mạch hệ thống điện – NXB KHKT - 2006 Lã Văn Út - Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện – NXB KHKT - 2006 Nguyễn Văn Đạm – Thiết kế mạng hệ thống điện – NXB KHKT – 2006 Ngô Hồng Quang - Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV – 500kV – NXB KHKT - 2007 95 ... động30 5.1.4 Chọn sứ đỡ cho dẫn cứng 30 5.2 Lựa chọn góp dẫn mềm 30 5.2.1 Thanh góp phía 220 kV 30 5.2.2 Thanh góp phía 110 kV 30 5.3 Lựa chọn dao cách ly .30 5.4 Chọn máy biến... đầu tư lớn, thời gian xây dựng lâu dài để đuổi kịp tốc độ phát triển kinh tế, đáp ứng nhu cầu điện ta phải xây dựng nhà máy nhiệt điện cần vốn đầu tư ít, thời gian xây dựng nhanh… Việc giải đắn... Nguyễn Văn Đạm, trang 143) ta có Jkt = A/mm2 Tiết diện đường dây nối nhà máy với hệ thống chọn sau: Ilvbt 0,28×103 F �Fkt = = = 280 A J kt Tra bảng thông số đường dây không (Bảng 2, trang 331 – Lưới