Đồ án môn học "Thiết kế nhà máy điện"

Đồ án môn học Đề tài: Thiết kế Nhà máy điện - - LỜI NÓI ĐẦU Năng lượng, theo cách nhìn tổng quát rộng lớn, vô tận Tuy nhiên, nguồn lượng mà người khai thác phổ biến ngày trở nên khan trở thành vấn đề cấp bách tồn Thế giới Đó để có lượng hữu ích dùng hộ tiêu thụ, lượng sơ cấp cần phải trải qua nhiều công đoạn khai thác, chế biến, vận chuyển, phân phối,… Các cơng đoạn địi hỏi nhiều chi phí tài chính, kỹ thuật ràng buộc xã hội khác Hiệu suất biến đổi từ nguồn lượng sơ cấp đến lượng cuối nói chung cịn thấp.Vì đề việc lựa chọn thực phương pháp biến đổi từ nguồn lượng sơ cấp đến lượng cuối để đạt hiệu kinh tế cao nhu cầu nhiệm vụ người Điện dạng lượng không tái tạo Hệ thống điện phần Hệ thống lượng nói chung, bao gồm từ nhà máy điện, mạng điện, đến hộ tiêu thụ điện, nhà máy điện có nhiệm vụ biến đổi dạng lượng sơ cấp như: than, dầu, khí đốt, thủy năng, lượng Mặt trời,… thành điện Hiện nước ta lượng điện sản xuất hàng năm nhà máy nhiệt điện khơng cịn chiếm tỷ trọng lớn năm 80 Thế kỷ trước Tuy nhiên, với mạnh nguồn nhiên liệu nước ta, tính chất phủ phụ tải đáy nhà máy nhiệt điện… việc đại hóa xây nhà máy nhiệt điện nhu cầu lớn giai đoạn phát triển Vì vậy, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện tính tốn chế độ vận hành tối ưu nhà máy điện không nhiệm vụ mà củng cố toàn diện mặt kiến thức sinh viên ngành Hệ thống điện trước xâm nhập vào thực tế công việc Với yêu cầu vậy, Đồ án mơn học Thiết kế Nhà máy điện hồn thành gồm thuyết minh kèm theo vẽ phần nhà máy nhiệt điện phần chuyên đề Bản thuyết minh gồm chương trình bày tồn q trình từ chọn máy phát điện, tính tốn cơng suất phụ tải cấp điện áp, cân công suất toàn nhà máy, đề xuất phương án nối điện, tính tốn kinh tế- kỹ thuật, so sánh để chọn phương án tối ưu đến chọn khí cụ điện cho phương án lựa chọn Phần có kèm theo vẽ A1 Trong trình thực đồ án, xin chân thành cảm ơn GS.TS Lã Văn Út, PGS Nguyễn Hữu Khái thầy cô môn Hệ thống điện hướng dẫn cách tận tình để em hồn thành đồ án Hà nội, ngày 19, tháng 9, năm 2005 Sinh viên: - - Đỗ Hồng Anh MỤC LỤC Chương I Tính tốn phụ tải cân cơng suất 1.1 Chọn máy phát điện 1.2 Tính tốn phụ tải cân công suất Trang 3 Chương II Lựa chọn sơ đồ nối điện nhà máy 2.1 Đề xuất phương án 2.2 Chọn máy biến áp cho phương án 2.3 Kiểm tra khả mang tải máy biến áp 2.4 Tính tổn thất điện máy biến áp 2.5 Tính dịng điện làm việc cưỡng mạch 10 10 15 18 25 29 Chương III Tính dòng điện ngắn mạch 3.1 Chọn đại lượng 3.2 Tính dịng điện ngắn mạch cho phương án 3.3 Tính dịng điện ngắn mạch cho phương án 39 39 39 55 Chương IV So sánh kinh tế- kỹ thuật phương án, lựa chọn phương án tối ưu 4.1 Chọn máy cắt điện 4.2 Tính tốn kinh tế, chọn phương án tối ưu 71 71 77 Chương V Lựa chọn khí cụ điện dây dẫn 5.1 Chọn dẫn, góp 5.2 Chọn máy cắt, dao cách ly 5.3 Chọn máy biến điện áp máy biến dòng điện 5.4 Chọn thiết bị cho phụ tải địa phương 85 85 93 94 100 Chương VI Chọn sơ đồ thiết bị tự dùng 6.1 Chọn máy biến áp tự dùng cấp I 6.2 Chọn máy biến áp dự trữ cấp I 6.3 Chọn máy biến áp tự dùng cấp II 6.4 Chọn máy biến áp dự trữ cấp II 6.5 Chọn máy cắt phía mạch tự dùng cấp 10 kV 6.6 Chọn máy cắt phía mạch 6.3 kV 6.7 Chọn ap-to-mat cho phụ tải tự dùng cấp 0.4 kV 106 106 107 108 108 108 109 109 - - CHƯƠNG I TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT Điện tiêu thụ hộ tiêu thụ điện luôn thay đổi theo thời gian Do người ta phải dùng phương pháp thống kê dự báo lập nên đồ thị phụ tải từ lựa chọn phương thức vận hành, chọn sơ đồ nối điện hợp lý đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tiêu kinh tế kỹ thuật Người thiết kế vào đồ thị phụ tải để xác định cơng suất dịng điện qua thiết bị để tiến hành lựa chọn thiết bị, khí cụ điện, sơ đồ nối điện hợp lý 1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN Nhà máy điện gồm máy phát, công suất máy 50 MW, hệ số công suất cosφ= 0.8 Công suất biểu kiến định mức máy là: SđmF= PđmF 50 = = 62.5 cos ϕ 0.8 MVA Chọn máy phát điện tua-bin loại, điện áp định mức 10.5 kV.Tra Phụ lục II, trang 99, sách “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp”(Nguyễn Hữu Khái, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2004) Chọn máy phát điện loại TBФ-50-3600 CHLB Nga chế tạo, tham số máy phát tổng hợp bảng sau Bảng 1.1 Các tham số máy phát điện Các thơng số chế độ định mức Loại máy phát TBФ-50-3600 Điện kháng tương đối n, v/ph S, MVA P, MW U, kV cosφ Iđm, kA Xd” Xd’ Xd 3000 62.5 50 10.5 0.8 5.73 0.1336 0.1786 1.4036 1.2 TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT 1.2.1 Tính tốn phụ tải cấp điện áp máy phát (10.5 kV) Phụ tải cấp điện áp máy phát: PUFmax= 17.6 MW; cosφ= 0.8 → SUFmax= Áp dụng công thức: - - P max 17.6 UF = = 22 cos ϕ 0.8 MVA P (t ) = S (t ) = P %(t ) Pmax , 100 P (t ) cos ϕ MW , MVA Trong đó: Pmax : cơng suất tác dụng phụ tải chế độ phụ tải cực đại, MW P(t) : công suất tác dụng phụ tải thời điểm t, MW S(t) : công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t, MVA cosφ : hệ số công suất phụ tải Sẽ tính cơng suất phụ tải khoảng thời gian khác ngày Bảng 1.2 Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát Thời gian, (h) 0-6 6-10 10-14 Công P, (%) 70 80 100 suất P, (MW) 12.32 14.08 17.6 S, (MVA) 15.4 17.6 22 14-18 85 14.96 18.7 18-24 65 11.44 14.3 Từ vẽ biểu đồ phụ tải Hình 1.1 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát 1.2.2 Tính tốn phụ tải cấp điện áp trung (110 kV) Phụ tải cấp điện áp trung: P max UT 85 PUTmax= 85 MW, cosφ= 0.8 → SUTmax= cos ϕ = 0.8 = 106.25 MVA Tính tốn tương tự với cấp điện áp máy phát Các số liệu tính tốn cho bảng sau Bảng 1.3 Công suất phụ tải cấp điện áp trung Thời gian, (h) 0-4 4-10 - - 10-14 14-18 18-24 Công suất P, (%) P, (MW) S, (MVA) 80 68 85 90 76.5 95.625 80 68 85 100 85 106.25 75 63.75 79.6875 Hình 1.2 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 1.2.3 Tính tốn cơng suất phát nhà máy điện Nhà máy gồm máy phát, máy có công suất định mức PFđm = 50 MW Công suất đặt tồn nhà máy là: PNMmax = × 50= 200 MW Công suất phát Nhà máy điện tính theo cơng thức: P% PNM max , MW 100 P (t ) S NM (t ) = NM , MVA Cosϕ PNM (t ) = PNMmax = 200 MW;Cosϕ = 0.8 ; SNMmax= PNM max 200 = = 250 MVA cos ϕ 0.8 Tõ b¶ng sè liƯu biÕn thiên phụ tải toàn nhà máy, áp dụng công thức tính cho khoảng thời gian ta có bảng biến thiên công suất phát nhà máy Bng 1.4 Công suất phát nhà máy Thời gian, (h) Công suất P, (%) P, (MW) S, (MVA) 0-8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24 70 85 95 100 75 140 175 170 212.5 190 237.5 200 250 150 187.5 - - Hình 1.3 Đồ thị phụ tải tồn nhà máy 1.2.4 Tính tốn cơng suất tự dùng nhà máy §iƯn tự dùng nhà máy nhiệt điện thiết kế chiếm 8% công suất định mức nhà máy Phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm đợc xác định theo công thức sau: Std(t) = S NM ×  0.4 + 0.6 ×  Trong : S NM (t )  ÷ S NM  • α - số phấn trăm lượng điện tự dùng , α =8% Cosϕtd = 0.8 • Std(t) : cơng suất tự dùng nhà máy thời điểm t, MVA • SNM(t) : cơng suất nhà máy phát ti thi im t, MVA 0.4 - lợng phụ tải tự dùng không phụ thuộc công suất phát 0.6 - lợng phụ tải tự dùng phụ thuộc công suất phát Từ số liệu công suất phát nhà máy áp dụng công thức(1.4) ta có bảng biến thiên công suất tự dùng đồ thị phụ tải tự dùng Bảng 1.5 Công suất tự dùng nhà máy Công suất Thời gian, (h) SNM(t) , (%) 0-8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24 SNM(t) , (MVA) 70 175 85 212.5 95 237.5 100 250 75 187.5 Std(t) , (MVA) 16.4 18.2 19.4 20 17 - - Hình 1.4 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy 1.2.5 Công suất phỏt v h thng in Công suất nhà máy phát hệ thống thời điểm t đợc tính theo c«ng thøc: SVHT(t) = SNM(t) – [Std(t) + SUF(t) + SUT(t)] Trong đó: SVHT(t) – Cơng suất nhà máy phát hệ thống thời điểm t, MVA Sau tính cơng suất phát hệ thống, lập bảng cân cơng suất tồn nhà máy Bảng 1.5 Bảng cân cơng suất tồn nhà máy Thời gian, (h) 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SNM(t), (MVA) SUF(t), (MVA) SUT(t), (MVA) Std(t), (MVA) SVHT(t), ( MVA) 175 15.4 85 16.4 58.2 175 15.4 95.625 16.4 47.575 175 17.6 95.625 16.4 45.375 212.5 17.6 95.625 18.2 81.075 212.5 22 85 18.2 87.3 237.5 22 85 19.4 111.1 250 18.7 106.25 20 105.05 250 14.3 79.6875 20 136.0125 187.5 14.3 79.6875 17 76.5125 - - S (t) S (t) S (t) S (t) S (t) Hình 1.5 Đồ thị phụ tải tồn nhà máy NHẬN XÉT: • Phụ tải cấp điện áp maý phát tự dùng nhỏ (S UFmax=22 MVA, SUFmin=14.3 MVA), phụ tải cấp điện áp trung lớn (S UTmax=106.25 MVA,SUTmin=79.6875 MVA), nhiên nhà máy đáp ứng đủ công suất yêu cầu Phụ tải cấp điện áp máy phát điện áp trung phụ tải loại 1, cung cấp điện đường dây kép • Cơng suất hệ thống (khơng kể nhà máy thiết kế) 2400 MVA, dự trữ công suất hệ thống 15% tức 360 MVA, giá trị lớn công suất cực đại mà nhà máy phát hệ thống S VHTmax=136.0125 MVA nên trường hợp cố hỏng vàitổ máy phát hệ thống cung cấp đủ cho phụ tải nhà máy Công suất phát nhà - - máy vào hệ thống tương đối nhỏ so với tổng công suất tồn hệ thống ⇒ nhà máy chạy vận hành khơng có khả điều chỉnh chất lượng điện cho hệ thống • Khả mở rộng phát triển nhà máy không cao.Ta tiếp tục trì vận hành tiêu kinh tế – kĩ thuật tương lai để đáp ứng phần nhu cầu điện địa phương phát lên hệ thống - 10 - Vì phụ tải biến điện áp dụng cụ đo lường nên ta chọn máy biến điện áp kiểu HOM – 10 có thơng số sau: - Điện áp định mức cuộn sơ cấp: USdm = 10500 V - Điện áp định mức cuộn thứ cấp: UTdm = 100 V - Công suất định mức: S = 75 VA - Công suất định mức cực đại: S = 640 VA - Cấp xác: 0.5 Để chọn dây dẫn nối từ biến điện áp đến đồng hồ ta xác định dòng pha A, B, C sau: S 28.9 S 28.21 AB = 0.289 A IA = U = 100 AB BC = 0.282 A IC = U = 100 BC Để đơn giản tính tốn coi: IA = IB Khi ta có: IB = IA = ≈ 0.289 A, cosϕAB = cosϕBC ≈ × 0.289 = 0.5 A Điện áp giáng dây A B là: ∆ U = ( I A + I B )r = ( I A + I B ) ρ ×l F Để đơn giản bỏ qua góc lệch pha I A IB, mặt khác ta lấy khoảng cách từ BU đến đồng hồ đo 50 m Theo điều kiện ∆ U% < 5% ta có: (IA + IB) ρ ×l ≤ 5% F Hay thiết diện dây dẫn phải thoả mãn: F≥ ( I A + I B ) ρ × l (0.289 + 0.5) × 0.0175 × 50 = = 1.381 mm2 0.5 0.5 Để đảm bảo độ bền ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện F = 1.5 mm2 5.3.2.Chọn máy biến dòng điện Cấp điện áp 220 110 kV kV Chọn BI theo điều kiện: - 97 - UđmBI ≥ Uđmlưới IđmBI ≥ Icb 110 Với cấp điện áp 110kV có: I cb = 0.344(kA) 220 Với cấp điện áp 220kV có: I cb = 0.357(kA) Vậy chọn loại BI có thơng số sau: Loại BI Uđm (kV) Bội số ổn định động Iđm (A) Bội số ổn định nhiệt Sơ cấp TΦH-110M TΦH-220-3T 110 220 75 75 60/1 60/1 1000 600 Cấp xác Thứ cấp 5 Phụ tải (Ω) Ildd (kA) 0.5 0.5 0.8 145 54 Cấp điện áp máy phát Biến dòng điện đặt pha, mắc hình Máy biến dịng điện chọn cần thỗ mãn điều kiện sau: -Cấp xác : Vì phụ tải BI có cơng tơ nên cấp xác chọn 0.5 -Điện áp định mức : UBI.đm ≥ Umạng.đm = 10 kV -Dòng điện định mức : ISC.đm ≥ Icb = 3.61 kA -Phụ tải thứ cấp định mức ZBI.đm : Để đảm bảo độ xác yêu cầu, tổng phụ tải thứ cấp Z2 không vượt phụ tải định mức: Z2 = ZΣdc + Zdd ≤ ZBIđm Trong : ZΣdc : Tổng phụ tải dụng cụ đo Zdd : Tổng trở dây dẫn nối biến dịng điện với dụng cụ đo Ngồi cần phải thoã mãn điều kiện ổn định động ổn định nhiệt có ngắn mạch Ta chọn biến dịng kiểu TΠIII - 10 có thơng số sau: - Điện áp định mức : UBIđm=10 kV - Dòng điện sơ cấp định mức : ISCđm = 4000 A - Dòng điện thứ cấp định mức : ITCđm = A - Cấp xác : 0.5 - 98 - - Phụ tải định mức : Z2BIđm = 1.2 Ω - Từ điều kiện Z2 = ZΣdc + Zdd ≤ ZBIđm , ta suy : Zdd ≤ ZBIđm - ZΣdc ρ × ltt ≤ ZBIđm - ZΣdc F Hay ρ × ltt F ≥ Z −Z BIdm Σdc Trong : F : Tiết diện dẫn từ BI đến dụng cụ đo lường ρ : Điện trở suất vật liệu dây dẫn ltt : Chiều dài tính tốn dây dẫn từ BI đến dụng cụ đo lường Công suất tiêu thụ cuộn dây đồng hồ đo lườngcho bảng sau Số TT Phần tử Loại Ampemét Oát kế tác dụng Oát kế tác dụng tự ghi Oát kế phản kháng Oát kế phản kháng tự ghi Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Tổng ∃ - 378 ? - 335 H - 348 ? - 335 H - 318 ? - 675 ? - 673M Pha A 0.1 0.5 10 0.5 10 2.5 2.5 26.1 Phụ tải Pha B 0.1 2.5 2.6 Pha C 0.1 0.5 10 0.5 10 2.5 2.5 26.1 Tổng phụ tải pha : SA = SC = 26.1 VA ; SB = 2.6 VA Phụ tải lớn : Smax = SA = SC = 26.1 VA Tổng trở dụng cụ đo lường mắc vào pha A (hay pha C) : S 26.1 S = = 1.044 Ω ZdcΣ = I2 TC.dm Ta chọn dây dẫn đồng có ρcu = 0.0175 (Ωmm2/m) giả sử chiều dài từ biến dòng điện đến dụng cụ đo : l = 30m Vì sơ đồ đủ nên ta có l tt = l = 30m Tiết diện dây dẫn chọn theo công thức sau : - 99 - F≥ ρcu × l Z BIdm − Z dc = ∑ 0.0175 × 30 = 3.365 mm2 1.2 − 1.044 Căn vào điều kiện ta chọn dây dẫn đồng với tiết diện F = mm2 Biến dòng điện kiểu khơng cần kiểm tra ổn định động định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát Biến dịng điện chọn khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt có dịng sơ cấp định mức 1000 A Ta có sơ đồ nối dây thiết bị đo: 5.4.CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG Phụ tải địa phương cung cấp đường cáp chôn đất Tiết diện cáp chọn theo tiêu kinh tế Cáp chọn phải có điện áp định mức phù hợp với điện áp định mức mạng điện, phải thoả mãn điều kiện phát nóng lúc bình thường lúc cố, thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt ngắn mạch 5.4.1.Chọn cáp Phụ tải cấp điện áp 10.5 kV gồm Hai đường dây cáp kép: P = 3.8 MW; Cosϕ = 0.8 - 100 - P 3.8 ⇒ S = Cosϕ = 0.8 = 4.75 MVA Năm đường dây cáp đơn: P = MW; Cosϕ = 0.8 ⇒ S = 2.5 MVA Tiết diện cáp chọn theo mật độ dòng điện kinh tế Jkt I lvbt Scáp = J kt Trong đó: Ilvbt : dịng điện làm việc bình thường Chọn tiết diện cáp đơn  Chọn cáp Phụ tải địa phương dùng cáp đồng Các đường dây đơn có cơng suất S = 2.5 MVA Vậy dịmg điện làm việc bình thường : Ilvbt = 2.5 = 0.137 kA= 137 A ×10.5 Từ đồ thị phụ tải địa phương ta tính thời gian sử dụng cơng suất cực đại là: 24 Tmax = ∑ PT i i S max 365 = 365 15.4 × + 17.6 × + 22 × + 18.7 × + 14.3 × 22 Tmax = 6825.5 (h) Tra bảng với Tmax = 6825.5 (h) ứng với cáp lõi đồng có cách điện giấy tẩm dầu đặt đất ta có: Jkt = A/mm2 Scáp = 137 = 68.5 mm2 Tra bảng chọn loại cáp lõi đồng cách điện giấy tẩm dầu nhựa thông chất dẻo khơng cháy, vỏ chì đặt đất nhiệt độ đất 150C có: S = 70 mm2; Uđm = 10 kV; Icp = 215 A  Kiểm tra cáp chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài Điều kiện là: K1K2Icp ≥ Ilvbt Trong đó: K1 : hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ nơi đặt cáp K1 = θ cp − θ 0' θ cp − θ θcp: nhiệt độ phát nóng cho phép cáp θcp = 600C θ’0: nhiệt độ thực tế nơi đặt cáp = 250C - 101 - θ0: nhiệt độ tính tốn tiêu chuẩn 150C K1 = 60 − 25 60 − 15 = 0.88 K2: hệ số điều chỉnh theo số cáp đặt song song với cáp đơn có K2 = Thay số vào ta có 088 × × 215 = 189.2 > Ilvbt = 137 A Vậy cáp chọn đảm bảo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép Chọn tiết diện cáp kép Công suất đường dây cáp kép S = 4.75 MVA  Chọn tiết diện cáp kép theo dòng điện cưỡng Dòng điện làm việc cưỡng qua cáp là: Icb = S 4.75 = = 0.261 kA= 261 A 3U × 10.5 Tiết diện cáp chọn là: Icb 261 = J kt = 130.5 mm2 Scáp = Tra bảng chọn loại cáp ba pha lõi đồng cách điện giấy tẩm dầu nhựa thông chất dẻo không cháy vỏ chì đặt đất Uđm = 10 kV ; S = 150 mm2 ; Icp =270 A  Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài Điều kiện kiểm tra : Icb ≤ KQTSC × ICP Trong : KQTSC : Hệ số tải cố, với cáp đồng đặt đất lấy KQTSC=1.35 Icb = S 4.75 = = 0.261 kA= 261 A 3U × 10.5 × ICP= 1.35 × 270= 346.5 A > Icb= KQTSC ⇒ I”CPSC = I”CP × KQTSC = 194,613 > 2.ILVmax = 194,069 Icb = S 3U = x 0,1266 = 0,2532 KA Vậy cáp chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 5.4.2.Chọn máy cắt đầu đường dây MC1 Các máy cắt đầu đường dây chọn loại Dịng cưỡng qua máy cắt tính toán cho đường dây kép đường dây bị cố - 102 - Icb = S 4.75 = = 0.261 kA 3U ì 10.5 Để chọn máy cắt phía 10.5 kV ta dựa vào kết tính toán ngắn mạch điểm ngắn mạch N4 : IN4(0) = 25.775 kA ; ixk = 65.612 kA Theo thiết kế trạm địa phương lắp đặt loại máy cắt BMΠ-10 có dịng cắt Icđm = 20 kA Tra bảng chọn loại máy cắt BMΠ-10-1000-20K có thơng số: Uđm = 10 kV; Iđm = 1000 kháng điện; Icắt đm = 20 kA Vấn đề phải chọn kháng điện để hạn chế dòng ngắn mạch có cố ngắn mạch đường dây phụ tải địa phương để dòng ngắn mạch không vượt trị số Icắt đm = 20 kA 5.4.3 Chọn kháng điện Kháng chọn theo điều kiện: Uđm K ≥ Umạng = 10 kV Iđm K ≥ Icb Theo nhiệm vụ thiết kế, phụ tải địa phương gồm đường dây kép × 3.8 MW × km đường dây đơn × MW × km Điện lấy từ góp 10 kV.Ta sử dụng kháng giống K1, K2, K3 để hạn chế dịng ngắn mạch đến mức đặt máy cắt BMΠ-10-1000-20K cáp lưới điện phân phối có tiết diện nhỏ 70 mm2 theo yêu cầu đầu - 103 - K1 ~ MF1 K2 ~ MF2 K3 10 kV ~ MF3 Phân bố cơng suất qua kháng bình thường tình cố sau: Cơng suất qua kháng K1 K2 K3 Chế độ Bình thường 7.33 7.33 7.33 Sự cố K1 11 11 Sự cố K2 11 11 Dòng cưỡng qua kháng chọn theo kháng có phụ tải lớn nhất: 11×103 = 604.8 A Icb = ×10.5 Tra phụ lục chọn kháng điện đơn bê tơng có cuộn dây nhơm loại PbA-10-7504 có IđmK=750A Xác định XK%: Để tính giá trị ta giả thiết ngắn mạch đường dây, điểm N7 Chọn Scb= 100 MVA, Ucb= 10.5 kV Nh đà tính chơng 4, ta tính đợc dòng ngắn mạch điểm N6 " I N = 56.181 kA Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N6 là: X HT = Scb 100 = = 0.098 " × U cb × I N ×10.5 × 56.181 Dòng ổn định nhiệt cáp là: - 104 - InhS1 = S C1 t1 S1: tiÕt diƯn c¸p = 70 mm2 C1: hƯ sè víi c¸p ®ång C = 141 AS1/2/S Tc: thêi gian c¾t cđa máy cắt tC = 0.6 sec Thay số InhS1 = 70 ì 141 0,6 = 12.742 kA Phải chọn đợc kháng có XK% cho hạn chế đợc dòng ngắn mạch nhỏ hay dòng cắt định mức máy cắt đà chọn đồng thời đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện đà chọn nghĩa là: IN7 (Icđm InhS) IN7 (20 kA 12.742 kA ) Vậy cần chọn kháng có XK% cho ngắn mạch N7 ,IN7 12.742 kA Từ sơ đồ thay tính toán ngắn mạch ta có: - Khi ngắn mạch N7 I cb X = I '' N7 Icb = Scb 100 = = 5.499 kA 3U ì 10.5 IN7 đợc chọn dòng ổn định nhiệt cáp: IN7 = 12.742 kA Thay sè vµo ta cã: X∑ = 5.499 = 0.432 12.742 Mặt khác X = XHT + XK XK =XΣ - XHT XK = 0.432- 0,098 = 0.334 I dmK 0.75 XK% = XK I 100 = 0.334 100 = 4.56% 5.499 cb Vậy ta chọn kháng đơn bê tông dây nhôm loại PbA-10-750-4 cú XK% = 8% 3.Tính toán kiểm tra lại kháng đà chọn ngắn mạch N7 Điện kháng tơng đối kháng điện đà chän lµ: I cb 5.499 XK = XK% I = 0.08 = 0.587 0.75 dm Dòng ngắn mạch N7 lµ - 105 - I 5.499 cb I’’N7 = X + X = 0.098 + 0.587 = 8.028 kA HT K Thoả mÃn điều kiện: IN7 = 8.028 kA< Ic®m = 40 KA I’’N7 = 8.028 kA< InhS = 12.742 KA Vậy kháng đà chọn đạt yêu cầu CHƯƠNG VI - 106 - CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG Điều kiện tự dùng phần điện tiêu thụ nhà máy điện giữ vai trị quan trọng định trực tiếp đến trình làm việc nhà máy - Thành phần máy công tác hệ thống tự dùng nhà máy điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố loại nhiên liệu công suất tổ máy nhà máy nói chung - Các máy cơng tác động điện tương ứng nhà máy nhiệt điện chia thành hai phần - Những máy công tác đảm bảo làm việc lò tuốc bin cá tổ máy - Những máy phục vụ chung không liên quan trực tiếp đến lò tuốc bin lại cần cho làm việc nhà máy Trong nhà máy nhiệt điện phần lớn phụ tải hệ thống tự dùng động điện có cơng suất từ 200 kW trở lên Các động làm việc kinh tế với cấp điện áp kV Các động công suất nhỏ thiết bị tiêu thụ điện khác nối vào điện áp 380/220 V Do phân bố phụ tải lưới điện áp kV lưới điện áp 380/220 V sơ đồ cung cấp điện hợp lý máy biến áp nối tiếp nghĩa tất công suất biến đổi từ điện áp máy phát điện 10.5 kV đến điện áp lưới hệ thống KV Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cách hợp lý phân đoạn hệ thống tự dùng phù hợp với sơ đồ nhiệt điện nhà máy Trong sơ đồ dùng máy biến áp cấp có điện áp 10/6 kV Một máy biến áp dự trữ có cơng suất nối vào mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu liên lạc - Cấp tự dùng 380/220 (V) bố trí máy biến áp 6/0.4 kV máy biến áp dự trữ 6.1.CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP I Các máy biến áp Btd1, Btd2, Btd3, Btd4 máy biến áp cấp I, chúng có nhiệm vụ nhận điện từ góp 10.5 KV từ đầu cực máy phát cung cấp cho phụ tải tự dùng cấp điện áp kV Còn lại cung cấp tiếp cho phụ tải cấp điện áp 0.4 kV Từ cơng suất chúng cần phải chọn phù hợp với phụ tải cực đại động cấp điện áp KV tổng công suất máy biến áp cấp II nối tiếp với SBđm ≥ α S Fdm = Std max n Trong đó, α - % lượng điện tự dùng α = 8% n- số tổ máy, n= - 107 - Stdmax = 20 MVA → SBđm ≥ 20 = MVA Hình 6.1 Sơ đồ sơ nối điện tự dùng nhà máy Tra bảng chọn loại máy biến áp: Sđm, KVA TMHC-6300/10.5 6300 Uđm, kV Uđm, kV Cao Loại ∆PN, kW UN% I0% 46.5 0.9 Hạ 10.5 ∆P0, kW 6.3 6.2.CHỌN MÁY BIẾN ÁP DỰ TRỮ CẤP I Công suất máy biến áp trữ cấp I chọn phù hợp với chức Thơng thường, xét đến trường hợp khởi động lại máy phát máy biến áp dự trữ cấp I chọn theo điều kiện: SBđm ≥ 1.5 α S Fdm = 1.5 Std max n - 108 - Như vậy: SBđm ≥ 1.5 × 8% × 62.5= 7.5 MVA Tra bảng chọn máy biến áp: Uđm, kV TMHC-10000/10.5 6.3 ∆P0, kW ∆PN, kW UN% I0% 12.3 85 14 0.8 Hạ 10.5 10000 Uđm, kV Cao Sđm, kVA Loại 6.3.CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP II Các máy biến áp tự dùng cấp II: Btd5, Btd6, Btd7, Btd8, dùng để cung cấp cho phụ tải cấp điện áp 380/220 V chiếu sáng Công suất loại phụ tải thường nhỏ nên công suất máy biến áp thường chọn loại có cơng suất từ 630-1000 KVA, loại lớn thường không chấp nhận giá thành lớn dịng ngắn mạch phía thứ cấp lớn Cơng suất máy biến áp tự dùng cấp II chọn sau: SBđm ≥ (10 ữ 15)% SBm(cpI) SBm 22 ì 1000 15 × 100 = 825 kVA Tra bảng chọn loại máy biến áp TM-1000 có thơng số chính: Sđm, kVA Uđm, cao, kV Uđm, hạ, kV ∆P0, kW ∆PN, kW UN% I0% 1000 6.3 0.4 6.4.CHỌN MÁY BIẾN ÁP DỰ TRỮ CẤP II Máy biến áp dự trữ cấp II chọn hoàn toàn giống với máy biến áp tự dùng cấp II 6.5.CHỌN MÁY CẮT PHÍA MẠCH TỰ DÙNG CẤP 10 kV Theo kết tính tốn ngắn mạch điểm N6 chương III, có kết quả: I”(0)= 56.181 kA, ixk = 143.013 kA Tra phụ lục chọn máy cắt chân không loại 3AH* hãng SIEMENS có thơng số bảng sau: Loại Uđm, kV Iđm, kA Icđm, kA 3AH* 12 63 - 109 - 6.6.CHỌN MÁY CẮT PHÍA MẠCH 6.3 kV XHT EHT XB2 N9 N6 Tính tốn dịng ngắn mạch góp phân đoạn kV để chọn máy cắt Theo kết tính ngắn mạch chương III ta có: I’’N6 = 56.181 kA Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N6 là: I cb 100 = 0.098 ×10.5 × 56.181 XHTΣ = I '' = N6 Điện kháng máy biến áp cấp U % S 100 n cb XB1 = 100 × S = 100 × 6.3 = 1.27 dmB ⇒XΣ = XHTΣ + XB1 = 0.098 + 1.27 = 1.368 Dòng ngắn mạch siêu độ thành phần chu kỳ N9 N’’N9 = I cb I ∑ = 100 = 6.7 kA × 6.3 × 1.368 Căn vào dịng ngắn mạch N9 ta chọn loại máy cắt 8DA-10 có thông số kỹ thuật: Loại máy cắt Uđm, kV Iđm, A Icđm, kA Ilđđ, kA Inh/tnh 8DA-10 12 3150 40 52 20/4 6.7.CHỌN AP-TO-MAT CHO PHỤ TẢI TỰ DÙNG CẤP 0.4 kV Ap-to-mat chọn theo điều kiện: Uđm ≥ Uđm mạng = 0.4 kV Iđm ≥ I lvmax I cắt đm ≥ I’’N Iđm.Ap-to-mat =IđmB.Tự dùngcấp = 1000 = 1433.4 A × 0.4 Để chọn dịng cắt định mức ap-to- mat ta tính dịng ngắn mạch 0.4 kV, điểm N8 - 110 - Lúc coi MBA tự dùng cấp II nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch Sơ đồ thay thế: N8 6,3KV RB ∆PN U dm ZB = RB + jXB = 106 Sdm XB 0,4KV U N %U dm +j 104 S dm × 0.42 × 0.42 10 + J 10 = 2.4+ j8 ZB = 10002 1000 ZB = 2.42 + 82 = 8.35 (mΩ) -Dòng ngắn mạch N8 là: U 400 TB I”N8= 3.Z = × 8.35 = 27.7 kA B Căn vào điều kiện chọn ap-to-mat kết tính ngắn mạch, chọn ap-to-mat loại M12 hãng Merlin Gerin chế tạo có thơng số bảng sau: Loại M12 Uđm,V 690 Iđm, A Số cực IcắtN , kA 1250 3-4 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Khái, Thiết kế Nhà máy điện Trạm biến áp, NXB Khoa học kỹ thuật, 2004 - 111 - ... chung máy phát với máy biến áp cuộn dây - 12 - Từ nhận xét vạch phương án nối điện cho nhà máy thiết kế: 2.1.1 Phương án HTĐ Hình 2.1 Sơ đồ nối điện phương án1 Trong phương án dùng máy phát - máy. .. - - Hình 1.3 Đồ thị phụ tải tồn nhà máy 1.2.4 Tính tốn cơng suất tự dùng nh mỏy Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện thiết kế chiếm 8% công suất định mức nhà máy Phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm... yêu cầu vậy, Đồ án môn học Thiết kế Nhà máy điện hoàn thành gồm thuyết minh kèm theo vẽ phần nhà máy nhiệt điện phần chuyên đề Bản thuyết minh gồm chương trình bày tồn q trình từ chọn máy phát điện,