Đồ án tốt nghiệp, thiết kế nhà máy nhiệt điện (kèm theo bản vẽ)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BM HTĐ – KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP oOo Họ tên sinh viên Lớp Ngày nhận : NGUYỄN TIẾN VŨ : 10Đ3 : ……/… /200… Ngày hoàn thành: ……/… /200… Thiết kế phần điện nhà máy điện kiểu: NHIỆT ĐIỆN Công suất: 240 MW Gồm có: tổ máy x 60 MW Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải sau: I PHỤ TẢI Ở CẤP ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT: - Công suất cực đại Pmax = 70 MW, hệ số công suất cos= 0,8 - Đồ thị phụ tải hình: hình - Số liệu đường dây: đường dây kép x 15 MW dài 18 km đường dây đơn x MW dài 10km II PHỤ TẢI CẤP ĐIỆN ÁP TRUNG: 110 KV - Công suất cực đại Pmax = 120 MW, hệ số cơng suất cos= 0,8 - Đồ thị phụ tải hình: hình Số liệu đường dây: đường dây kép x 40 MW đường dây đơn x 20 MW III NHÀ MÁY ĐỰƠC NỐI VỚI HỆ THỐNG IV TỰ DÙNG: V GHI CHÚ: 220 KV % , cos= 0,8 Trạm địa phương dùng máy cắt có dịng Ic = 20KA Nhà máy phát hết công suất Nội dung phần thuyết minh tính tốn: I Thuyết minh: 1.Tính tốn cân cơng suất, chọn sơ đồ nối điện Chọn máy biến áp, tính tổn thất điện máy biến áp, chọn kháng điện phân đoạn (nếu có) Tính tốn ngắn mạch Tính tốn so sánh kinh tế phương án Tính chọn khí cụ điện phần có dịng điện chạy qua Tính tốn mạch tự dùng II Các vẽ: Các vẽ sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt thiết bị phân phối nhà trời Các vẽ thực giấy Ao, thuyết minh đánh máy đóng tập khổ A4 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ThS PHẠM VĂN KIÊN MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT, CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN: .3 1.2 TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT: 1.2.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát (10,5 kV): 1.2.2 Phụ tải cấp điện áp trung (110 kV): .4 1.2.3 Công suất tự dùng nhà máy: .5 1.2.4 Công suất dự trữ quay hệ thống nối với phía cao áp: 1.2.5 Bảng tổng hợp phân bố cơng suất tồn nhà máy: .6 1.3 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TÍNH TỐN: 1.3.1 Phương án I: 1.3.2 Phương án II: .10 1.3.3 Phương án III: 11 1.3.4 Phương án IV: 12 1.3.5 Nhận xét chung: 13 CHƯƠNG 2: CHỌN MÁY BIẾN ÁP, TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP ….14 2.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP: 14 2.1.1 Chọn máy biến áp cho phương án I: 14 2.1.2 Chọn máy biến áp cho phương án 2: 16 2.2 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP: .18 2.2.1 PHƯƠNG ÁN 1: .19 2.2.2 PHƯƠNG ÁN II: 20 2.2.3 CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN CHO PHƯƠNG ÁN I: 22 2.2.4 CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN CHO PHƯƠNG ÁN II: .26 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH .29 3.1 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH CHO PHƯƠNG ÁN I: 29 3.1.1 Sơ đồ thay nhà máy điện điểm ngắn mạch tính tốn: 29 3.1.2 Tính tốn thông số sơ đồ thay thế: 31 3.1.3 Tính tốn dịng ngắn mạch: .33 3.1.4 Xác định xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch: 50 3.2 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH CHO PHƯƠNG ÁN II: .51 3.2.1 Sơ đồ thay nhà máy điện điểm ngắn mạch tính tốn: 51 3.2.2 Tính tốn thơng số sơ đồ thay thế: 53 3.2.3 Xác định xung nhiệt lượng dòng ngắn mạch: 69 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN 71 4.1 DỊNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TỐN: 71 4.1.1 Tính dịng điện làm việc cưỡng cho phương án I: 71 4.1.2 Tính dịng điện cưỡng cho phương án II: 72 4.1.3 Chọn sơ máy cắt dao cách ly: 74 4.1.4 Chọn sơ đồ nối điện chính: 78 4.2 SO SÁNH KINH TẾ KỸ THUẬT -CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU: 81 4.2.1 Phương pháp đánh giá hiệu phương án: 81 4.2.2 Tính tốn chi phí vận hành năm (P): 84 4.2.3 Thiệt hại ngừng cung cấp điện: .85 4.2.4 So sánh kinh tế -kỹ thuật hai phương án: 85 CHƯƠNG 5: CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN CĨ DỊNG ĐIỆN CHẠY QUA SƠ ĐỒ TÍNH TỐN 86 5.1 KIỂM TRA MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY: 86 5.1.1 Kiểm tra máy cắt: 86 5.1.2 Kiểm tra dao cách ly: 86 5.2 KIỂM TRA KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN: 87 5.3 CHỌN THANH GÓP -THANH DẪN - SỨ - CÁP ĐIỆN LỰC: .87 5.3.1 Chọn phần cho mạch phía cao áp 220KV: 87 5.3.2 Chọn phần cho mạch phía trung áp 110KV: 90 5.3.3 Chọn phần cho mạch phía 10,5KV: .91 5.3.4 Thanh dẫn từ góp cấp điện áp máy phát đến hạ áp máy biến áp: .97 5.3.5 Chọn cáp cho phụ tải địa phương: .99 5.4 CHỌN SỨ: 101 5.4.1 Chọn sứ đỡ cho dẫn cứng: .101 5.4.2 Chọn sứ xuyên tường: .103 5.5 CHỌN KHÁNG ĐIỆN ĐƯỜNG DÂY: 103 5.5.1 Bảng phân bố lại công suất qua kháng điện lúc bình thường cố .104 5.5.2 Kiểm tra kháng điện chọn: 105 5.5.3 Kiểm tra điều kiện tạo điện áp dư góp ngắn mạch sau máy cắt đường dây: 106 5.5.4 Kiểm tra ổn định động: 106 5.5.5 Kiểm tra ổn định nhiệt: 107 5.5.6 Kiểm tra ổn định nhiệt cho cáp phụ tải cấp điện áp máy phát 10,5 kv: 107 5.5.7 Chọn máy cắt sau kháng điện đường dây: .108 5.6 CHỌN CUỘN DẬP HỒ QUANG: 109 5.6.1 Điều kiện chọn: .109 5.6.2 Chọn cuộn dập hồ quang cho mạng cấp điện áp máy phát 10,5 kV: 109 5.7 CHỌN MÁY BIẾN DÒNG VÀ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP: 110 5.7.1 Chọn máy biến dòng điện : 110 5.7.2 Chọn máy biến điện áp BU: .111 CHƯƠNG 6: TÍNH CHỌN SƠ ĐỒ TỰ DÙNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN 115 6.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG LÀM VIỆC-TỰ DÙNG DỰ TRỮ : 117 6.1.1 Chọn máy biến áp tự dùng bậc 1: 117 6.1.2 Chọn máy biến tự dùng bậc (6,3/0,4 kV): .117 6.2 CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY: .118 6.2.1 Chọn máy cắt dao cách ly MBA tự dung bậc 1: 118 6.2.2 Chọn máy cắt dao cách ly MBA tự dùng bậc 2: 122 6.3 CHỌN CÁP CHO MẠCH TỰ DÙNG: 122 6.3.1 Chọn cáp cho mạch phía cao áp tự dùng làm 1: 122 6.3.2 Chọn cáp cho mạch hạ áp máy biến áp tự dùng 1: 123 6.3.3 Chọn cáp cho mạch cao áp máy biến áp tự dùng bậc 2: 124 6.3.4 Chọn cáp cho mạch hạ áp máy biến áp tự dùng bậc 2: 124 6.4 CHỌN THANH GÓP : 126 6.4.1 Chọn góp cho cấp điện áp 6,3 KV: 126 6.4.2 Chọn sứ đỡ cho góp 6,3 KV : 128 6.4.3 Chọn góp cấp điện áp 0,4 KV: .128 6.5 CHỌN APTOMAT: 129 6.6 KIỂM TRA KHẢ NĂNG TỰ KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ : 130 6.1.1.1 Các động góp 6,3KV 130 6.1.1.2 Các động góp 0,4 kV 130 CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT, CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN: Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế phần điện nhà máy điện kiểu: NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI, Công suất: 240 MW, gồm có: tổ máy 60 MW Việc chọn số lượng công suất máy phát điện cần ý điểm sau đây: - Máy phát có cơng suất lớn vốn đầu tư lớn, tiêu hao nhiên liệu để sản xuất đơn vị điện chi phí vận hành hàng năm nhỏ Nhưng mặt cung cấp điện địi hỏi cơng 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 dịng 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 công 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 thông dụng TLTK [1]“Phụ lục II.trang 99, ta chọn máy phát điện theo bảng 1.1 Bảng 1.1 Thông số định mức Điện Kháng tương đối Loại MF N Sđm Pđm Uđm Iđm cos X"d X' d Xd v/p MVA MW kV kA TBФ-60-2 3000 75 60 0,8 10,5 4,125 0,146 0,22 1,691 Như công suất đặt toàn nhà máy là: SNM = 75 = 300 (MVA) 1.2 TÍNH TỐN CÂN BẰNG 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 cho phụ tải sau: 1.2.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát (10,5 kV): Công suất cực đại PUFmax= 70 MW Hệ số cosUF = 0,8 Đồ thị phụ tải hình H:1.1: Cơng suất phụ tải cấp điện áp máy phát tính theo công thức sau: P (1.1) SUF (t)  P% UF max cos UF Trong đó: SUF(t) cơng suất phụ tải cấp điện áp máy phát thời điểm t P% phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp máy phát theo thời gian PUFmax, cosUF công suất cực đại hệ số công suất phụ tải cấp điện áp máy phát Áp dụng công thức (1.1) kết hợp với (H: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÷24 P% 70 80 100 80 70 SUF (t), MVA 61,25 70 87,5 70 61,25 1.2.2 Phụ tải cấp điện áp trung (110 kV): Công suất cực đại PUTmax= 120 MW Hệ số cosUT = 0,8 Đồ thị phụ tải hình H:1.2: Cơng suất phụ tải cấp điện áp trung tính theo cơng thức sau: P (1.2) SUT (t)  P% UT max cos UT Trong đó: SUT(t) công suất phụ tải cấp điện áp trung thời điểm t P% phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp trung theo thời gian PUTmax, cosUT công suất cực đại hệ số công suất phụ tải cấp điện áp trung Áp dụng công thức (1.2) kết hợp với (H:1.2), ta có bảng phân bố cơng suất phụ tải cấp điện áp trung bảng 1.3: Bảng 1.3 t (h) P% SUF (t), MVA 0÷4 80 120 4÷16 100 150 16÷20 90 135 20÷24 80 120 1.2.3 Công suất tự dùng nhà máy: Phụ tải tự dùng nhà máy xác định theo công thức sau: (1.4) � S (t) � Std (t)  .SNM � 0,  0,6 F � SNM � � Trong đó: Std(t) cơng suất tự dùng nhà máy thời điểm t  hệ số tự dùng cho nhà máy,  = 5% SF(t) công suất phát nhà máy thời điểm t SNM cơng suất đặt tồn nhà máy, SNM = 300 MVA Vì nhà máy phát ln hết cơng suất nên công suất phát nhà thời điểm t là: SF (t) = SNM = 300 MVA Áp dụng cơng thức (1.4) ta có cơng suất tự dùng nhà máy thời điểm t cực đại: 300 � � Std (t)  Std max  5%.300 � 0,  0,6 � 15(MVA) 300 � � 1.2.4 Công suất dự trữ quay hệ thống nối với phía cao áp: Cơng suất dự trữ quay hệ thống xác định theo công thức sau: SdtHT  SdtHT  SdtNM � Trong đó: SdtHT  Sdt1 %.SHT1  Sdt %.SHT  8%.1000  7% SdtNM  SNM  �Spt 1200  178,82(MVA) 0,85  SNM  (SUF max  SUT max  Std max ) SdtHT  300  (87,5  150  15)  47,5(MVA)  SdtHT  SdtNM �  178,82  47,5  226,32(MVA) 1.2.5 Bảng tổng hợp phân bố cơng suất tồn nhà máy: Nhà máy ta liên hệ với hệ thống phát hết công suất Với phụ tải Tiến động theo thời gian nhà máy hệ thống có liên hệ với lượng công suất xác định sau: (1.5) Sth = SNM - [SUF (t)+ SUT (t) + Std (t) ] = SNM - S∑ (t) Qua tính tốn trên, ta lập bảng số liệu cân cơng suất tồn nhà máy theo thời gian ngày bảng 1.5 Bảng 1.5 t (h) 0÷4 4÷8 8÷16 16÷18 18÷20 20÷24 SUF(t) 60 70 90 90 100 100 SUT(t) 105 120 120 150 150 120 Std (t) 15 15 15 15 15 15 S∑(t) 180 205 225 255 265 235 SNM(t) 300 300 300 300 300 300 Sthmax 120 95 75 45 35 65 Từ bảng 1.5, ta thấy điều kiện làm việc bình thường nhà máy điện phát đủ cơng suất cho phụ tải cấp điện áp cịn thừa lượng cơng suất đưa lên hệ thống tất thời điểm ngày Do nhà máy có khả phát triển phụ tải cấp điện áp Đồ thị phụ tải tổng nhà máy hình H:1.4 sau: 1.3 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TÍNH TỐN: 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, nắm vững số liệu ban đầu Dựa vào bảng 1.5 nhận xét tổng quát, ta tiến hành đề xuất phương án nối dây Các phương án đưa phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải, phải khác cách ghép nối máy biến áp với cấp ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN MBA bậc Số lượng LV DT LV DT 4 Bảng 6-1 Điện áp Tổn thất Sđm (KV) (KV) (KVA) Cao Hạ P P N 4000 10 6,3 5,45 33,5 6300 10 6,3 7,65 46,5 1000 0,4 7,3 1600 0,4 11,2 Loại TM TM TC3-1000/10 TM UN% I0% 6,5 6,5 5,5 5,5 0,9 0,8 1,5 1,5 1.18 CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY: 1.18.1 Chọn máy cắt dao cách ly MBA tự dung bậc 1: 1.18.1.1 Chọn máy cắt (MC) dao cách ly phía cao áp MBA tự dùng làm việc bậc : Điều kiện chọn: UđmC  Umạng IđmC  Ilvcb Iôđđ  ixk Std1max 15   0, 206  KA  3.10,5 3.10,5 Với Std1max=15 (MVA) tự dùng lớn toàn nhà máy ICAcblv1  Theo kết tính ngắn mạch Chương III ta có : I''oN  107,797  KA  , I''�N7  74,394  KA  , ixk  278,833  KA  Ta chọn máy cắt dao cách ly có thơng số Bảng 6-2 Bảng 6-2 Loại Kiểu Máy cắt M  -10-5000/1800 Dao cách ly PBK-20/8000 -Điều kiện kiểm tra: Icdm i odd U ñm I ñm I nh / t nh (KV) 10 20 (KA) (KA) (KA) (KA) 105 300 70/10 300 112/4 +Kiểm tra độ ổn định nhiệt : Khơng cần kiểm tra Iđm >1000(A) +Kiểm tra độ ổn định động : Không cần kiểm tra iơđđ > ixk +Kiểm tra điều kiện cắt máy cắt: Khơng cần kiểm tra ICđm> I"0N7 1.18.1.2 Chọn máy cắt dao cách ly phía cao áp máy biến áp tự dùng dự trữ bậc 1: Stddt1 5,625   0,309  KA  3.U dmF 3.10,5 Theo kết tính tốn ngắn mạch Chương III, ta có : Điều kiện tự chọn: SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ ICAcbdt1  LỚP : 10D3 117 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN I''oN3  69,295  KA  , I''�N3  50,735  KA  , i xk  180,821 KA  ; Ta chọn máy cách ly dao cách ly có thông số Bảng 6-3 Bảng 6-3 Loại Kiểu Máy cắt Dao cách ly M  -10-5000/1800 PBK-20/6000 U dm Idm Icdm i odd (KV) 10 20 (KA) (KA) (KA) (KA) 105 300 70/10 250 75/10 I nh / t nh Máy cách ly dao cách ly chọn có thơng số đảm bảo điều kiện ổn định động , ổn định nhiệt nên không cần kiểm tra 1.18.1.3 Chọn máy cắt dao cách ly phía hạ áp MBA tự dùng làm việc bậc 1: -Tính dịng IN N9 : Giả sử ta bỏ qua R mà tính X, ta có : HT HT N7 XHT B5 N7 XB5 HT X N9 N9 N9 +Với N7 điểm ngắn mạch tính toán mạch tự dùng +Điện kháng hệ thống : XH  Icb 5,499   0,051 I''oN7 107,797 +Điện kháng máy biến áp tự dùng làm việc bậc 1: X B5  U N %.Scb 6,5.100   1,625 100.SdmB 100.4 +Điện kháng tổng : X �  X H  X B5  0,051  1,625  1,676 +Dòng điện siêu độ N9 : SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 118 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN I ''oN9  Icb6,3kv Scb 100    5, 468  KA  X� 3.U dm X 3.6,3.1,676 i ''xk  2.K xk I''oN9  2.1,8.5, 468  13,919  KA  -Chọn máy cắt dao cách ly cho mạch hạ áp máy biến áp tự dùng bậc 1: I HAcblv1  Std max  0, 25  KA  3.6,3 Vậy chọn máy cắt dao cách ly có thơng số sau: Bảng 6-4 Loại Kiểu Máy cắt Dao cách ly B-10-630-20 PB-6/400 U dm Idm Icdm i odd I nh / t nh (KV) 10 (KA) 0,63 0,4 (KA) 20 (KA) 64 50 (KA) 20/8 16/4 Kiểm tra ổn định nhiệt cho dao cách ly: BN   I''oN9   t  Ta    5, 468   0,12  0,05   5,08  KA.S2  2 BNDCL  I2 t nh  162.4  1026  KA.S2  Vì BNDCL > BN nên dao cách ly chọn đảm bảo ổn định nhiệt 1.18.1.4 Chọn máy cắt dao cách ly phía hạ áp MBA tự dùng dự trữ bậc 1: -Tính dịng IN N10 : Giả sử bỏ qua R mà tính X ta có: HT HT HT N3 XHT X N3 B TDDT N10 XB N10 N10 SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ Hình 6-3 LỚP : 10D3 119 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN + Điện kháng hệ thống tính đến N3: Với N3: Là điểm ngắn mạch tính toán hạ ấp máy biến áp tự ngẫu tính Chương III XH  Icb 5,499   0,079 I0 N3 69,295 + Điện kháng máy biến áp tự dùng dự trữ bậc 1: XB  U N %.Scb 6,5.100   1,032 100.SdmBtddt1 100.6,3 + Điện kháng tổng tính đến N10: X  X H  X B  0,079  1,032  1,1 + Dòng siêu độ N10 : I ''oN10  Icb6,3KV Scb 100    8,331 KA  X 3.U dm 6,3.X 3.6,3.1,1 i XKN10  2.K.I''oN10  2.1,8.8,331  21, 207(KA) -Chọn máy cắt dao cách ly cho phía hạ áp máy biến áp tự dùng dự trữ bậc 1: I HAcbdt1  Stddt1 5,625   0,515  KA  3.U dm6,3KV 3.6,3 Vậy ta chọn máy cắt dao cách ly có thơng số sau : Bảng 6-5 Loại Kiểu Máy cắt Dao cách ly BM-6/1000 PB-6/600 U dm Idm Icdm i odd I nh / t nh (KV) 6 (KA) 0,6 (KA) 17,5 (KA) 45 60 (KA) 12/10 14/10 - Kiểm tra ổn định nhiệt cho dao cách ly: BN10   I ''oN10   t  Ta    8,331  0,12  0,05   11,799(KA S) 2 Ta thấy BNDCL = 1024(KA2.S) > BN = 11,799 (KA2.S) nên DCL chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 120 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN 1.18.2 Chọn máy cắt dao cách ly MBA tự dùng bậc 2: 1.18.2.1 Chọn máy cắt dao cách ly phía cao áp máy biến áp tự dùng làm việc bậc -Tính dịng cưỡng bức: ICAcblv2  Std1 0,5625   0,05  KA   50  A  3.U dm6,3 3.6,3 -Từ kết tính tốn phần chọn khí cụ điện phía hạ áp MBA tự dùng làm việc bậc ta có � I� N9  5, 468(KA) I”XK = 13,919(KA) Qua kết tính tốn ta chọn máy cắt dao cách ly cho mạch cao áp máy biến áp tự dùng làm việc bậc sau: Bảng 6-6 Loại Kiểu Máy cắt Dao cách ly BM-6/1000 PB-6/400 U dm Idm Icdm i odd I nh / t nh (KV) 6 (KA) 0,4 (KA) 17,5 (KA) 45 50 (KA) 12/10 16/4 1.18.2.2 Chọn dao cắt dao cách ly phía cao áp máy biến áp tự dùng dự trữ bậc Tính dịng cưỡng bức: (Cũng tương tự Bảng 6-6) ICAcbdt2 =1,5.Icblv2 =1,5 0,05 = 0,075 (KA) 1.19 CHỌN CÁP CHO MẠCH TỰ DÙNG: 1.19.1 Chọn cáp cho mạch phía cao áp tự dùng làm 1: Ở ta chọn cáp chung cho mạch phía cao áp tự dùng làm việc tự dùng dự trữ bậc + Điều kiện chọn: Uđm cáp �Uđm mạng = 10,5 (KV) K1.K2.Icp �Icb Trong đó: K1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ(K1) K2: hệ số hiệu ứng gần phụ thuộc vào số sợi cáp sử dụng Icp: dòng điện cho phép Icb: dòng điện cưỡng qua cáp SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 121 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN � Icp �Icb1  Stddt1 5,625   0,309(KA) 3.10,5 3.10,5 Vậy ta chọn loại cáp: lõi đồng cách điện giấy tẩm dầu nhựa thông chất dẻo không chảy, vỏ chì hay nhơm dặt khơng khí có: S =240(mm2); Icp = 350(A) +Kiểm tra ổn định nhiệt: Smin  BN 1135,925   239(mm ) C 141 Với BNN7 : xung lượng nhiệt toả ngắn mạch điểm N mạch tự dùng Ta thấy S =240 (mm ) > Smin = 239 (mm2) cáp chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt + Kiểm tra điều kiện phát nóng : cáp chọn có I cp > Icb nên đảm bảo điều kiện phát nóng lúc làm việc bình thường 1.19.2 Chọn cáp cho mạch hạ áp máy biến áp tự dùng 1: Ở ta chọn cáp chung cho mạch phía hạ áp tự dùng làm việc tự dùng dự trữ bậc + Điều kiện chọn : Uđm cáp �Uđm mạng = 6,3(KV) Icp �Icb  Stddt1 5,625   0,515(KA) 3.U dm 3.6,3 Vậy ta chọn loại cáp: lõi đồng cách điện giấy tẩm nhựa thơng chất dẻo khơng chảy, đặt đất, có S = 150 (mm2); Icp= 2x290=580 (A) Vì cáp chọn có Icp > Icb nên đảm bảo điều kiện phát nóng lúc làm việc bình thường +Kiểm tra ổn định nhiệt: Smin (I ''oN9 )2  t  Ta  BN9 (5, 468)2 (0,12  0,05) 3   10  10  15,99(mm ) C C 141 Với BNN9 : Là xung lượng nhiệt toả ngắn mạch điểm N mạch hạ áp máy biến áp dự trữ bậc Ta thấy : S = 150 (mm2) > Smin = 15,99(mm2) SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 122 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Vậy cáp chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt 1.19.3 Chọn cáp cho mạch cao áp máy biến áp tự dùng bậc 2: Uđmcáp �Uđmmạng = 6,3(KV) + Điều kiện chọn: Chọn tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng Icp �I cb  Stddt 0,844   0,077(KA) 3.U dm6,3KV 3.6,3 Vì ta chọn cáp cho mạch phía cao áp tự dùng làm việc tự dùng dự trữ bậc Vậy chọn loai cáp: lõi đồng cách điện giấy tẩm nhựa thông chất dẻo khơng chảy đặt khơng khí có : S = 25 (mm2), Icp=95(A) Vì cáp chọn có Icp > Icb nên đảm bảo điều kiện phát nóng lúc làm việc bình thường + Kiểm tra ổn định nhiệt : Smin  BN10 11,799  10  24,36(mm ) C 141 Với BNN10 xung nhiệt dòng ngắn mạch điểm N 10 thuộc mạch hạ áp máy biến áp tự dùng dự trữ bậc Ta thấy : S = 25 (mm2) > Smin= 24,36(mm2) Vậy cáp chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt 1.19.4 Chọn cáp cho mạch hạ áp máy biến áp tự dùng bậc 2: + Điều kiện chọn: Uđmcáp �Uđmmạng = 0,4(KV) Chọn tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng Icp �Icb  Stddt 0,844   1, 22(KA) 3.U dm6,3KV 3.0, Vì ta chọn cáp chung cho mạch phía hạ áp tự dùng làm việc tự dùng dự trữ bậc Vậy chọn loại cáp: lõi trung tính đồng cách điện giấy tẩm nhựa thơng chất dẻo khơng chảy đặt đất có: S = 3x185+70(mm ), I cp = 3x434 = 1302(A) Theo TLTK : ‘’[3]” trang 29 SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 123 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Vì cáp chọn có Icp > Icb nên đảm bảo điều kiện phát nóng lúc làm việc bình thường HT HT HT N3 XH Btddt1 N10 N'10 Btddt2 Btddt2 N'10 N'10 Hình 6-4 + Kiểm tra ổn định nhiệt: Tính dịng ngắn mạch điểm N'10: Điện kháng hệ thống tính đén điểm N10: XH  Icb Scb 100    1,1 I ''oN10 3.U cb I ''oN10 3.6,3.8,331 Điện kháng máy biến áp : XB  U N %.Scb 5,5.100   5,5 100.Sdmtddt 100.1 Điện kháng tổng: X=XH+XB=1,1+5,5=6,6 Dòng ngắn mạch siêu độ N'10 : I''oN'10  Scb0,4KV 3.U dm X  100  21,87(KA) 3.0, 4.6,6 i xk  2.K xk I"0 N '10  2.1,8.21,87  55,67(KA) BN   I"oN '10   t  Ta    21,87    0,05   502, 21(KA) Vậy : Smin  BN 502, 21  10  158,94(mm ) C 141 SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 124 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Ta thấy : S = 3x185+70(mm2) > Smin = 158,94 (mm2), cáp chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt 1.20 CHỌN THANH GÓP : 1.20.1 Chọn góp cho cấp điện áp 6,3 KV: Ở ta chọn góp chung cho tự dùng làm việc tự dùng dự trữ cấp điện áp 6,3 KV + Điều kiện chọn : Icp �I cb  Stddt1 5,625   0,515(KA) 3.U dm6,3KV 3.6,3 Chọn dẫn cứng đồng tiết diện hình chữ nhật có thơng số sau: Bảng 6-5 Tiết diện(mm2) Kích thước Trọng lượng(KG/m) Icp(A) 40x4 160 1,424 625 Thanh dẫn đặt mặt phẳng nằm ngang, khoảng cách pha a=30cm + Kiểm tra ổn định động : Sử dụng phương pháp đơn giản hoá với điều kiện kiểm tra: cp � tt -Xác định :  tt Lực điện động cực đại ngắn mạch pha pha : l F1  1,8.102 .(i xkN10 ) a , với l =100(cm) 2 100  1,8.10 (21, 207)  26,98(KG) 30 Mô men uốn tác dụng lên dẫn: M F1.l 26,98.100   269,8(KG.cm) 10 10 SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 125 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Chọn cách bố trí dẫn : a a x y b y h x s Lúc góp bị uốn theo phương thẳng góc với x-x mơmen uốn : Wx  x  b.h Ứng suất vật liệu dẫn :  tt  M 6.M 6.269,8    449,67( KG ) 2 cm Wx  x b.h 0,  3 2 Ta thấy : cp  1400(KG / cm ) � tt  449,67(KG / cm ) + Kiểm tra ổn định động xét đến dao động : Tần số dao động riêng dẫn dẫn hình chữ nhật đồng sau: r  3,62.105 b 0,  3,62.10  14, 48  Hz  l2 100 Vậy tần số dao động riêng dẫn có dao động nằm vùng cộng hưởng: (45 �55)Hz (90 �110)Hz +Kiểm tra ổn định nhiệt: Smin  BN10 11,799  10  24,36(mm ) C 141 Ta thấy: S =120(mm2) >Smin =24,36(mm2)Vậy dẫn chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 126 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN 1.20.2 Chọn sứ đỡ cho góp 6,3 KV : + Điều kiện chọn : UđmS �Uđm = 6,3 (KV) Ta chọn sứ đỡ loại : O  -6-375Y3, có thơng số sau: Uđm = 6(KV), H = 100(mm) ; Fph = 375(KG) + Kiểm tra ổn định động : Fcp= 0,6.Fph = 0,6.375=225(KG) b 100   26,98  27,52(KG) F"tt  FttN10 H 100 H Với b = 4(mm) chiều rộng dẫn  F'tt< Fcp Sứ dã chọn đạt yêu cầu 1.20.3 Chọn góp cấp điện áp 0,4 KV: Ở dẫn dùng chung chung cho tự dùng dự trữ tự dùng làm việc bậc 2: + Điều kiện chọn: Icp �Icb  Sdttd 0,844   1, 218(KA) 3.U dm0,4KV 3.0, Ta chọn góp đồng, tiết diện hình chữ nhật có thơng số : Bảng 6-6 Tiết diện(mm2) 480 Kích thước 60x8 Icp(A) 1320 Thanh dẫn đặt mặt phẳng nằm ngang, khoảng cách pha là: a=30(cm) + Kiểm tra độ ổn định động : Lực điện động cực đại ngắn mạch pha pha : l F1  1,8.102  i xkN10 a   1,8.10 2 100  21, 207   26,984  KG  30 Với l=100(cm) .Mô men chống uốn tác dụng lên dẫn : M F1 l 26,984.100   269,84  KG.cm  10 10 Cách bố trí giống góp cấp 6,3KV SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 127 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Lúc góp bị uốn theo phương thảng góc với x-x mơmen chống uốn b.h Ứng suất vật liệu dẫn : : Wx  x   tt  M 6.M 6.269,84    101,19  KG / cm  2 Wx  x b.h 1.4 Ta thấy : cp  1400  KG / cm  � tt  101,19  KG / cm  + Kiểm tra ổn định động xét đến dao động: Tấn số dao động riêng dẫn hình chữ nhật đồng sau: b  3,62.105  36,5(Hz) l 100 Ta thấy r  36,5(Hz) nằm vùng cộng hưởng (45 �55) (90 �110)Hz r  3,62.105 +Kiểm tra ổn định nhiệt Smin  BN10 11,799  10  24,36  mm  C 141 2 Ta thấy S  360  mm  �Smin  24,36  mm  , dẫn chọn làm góp đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt 1.21 CHỌN APTOMAT: Aptomat khí cụ diện hạ áp dùng để cắt mạch điện có q tải, ngắn mạch, sụt áp, cơng suất ngược Điều kiện chọn aptomat : IđmA �Ilvmax UđmA �Uđmmạng = 0,4(KV), ta chọn aptomat pha Với aptomat tổng đặt sau máy biến áp, để dự trữ ta chọn theo dịng định mức máy biến áp tự dùng trữ bậc Ta có : I dmA �I dmBtddt  SdmBdt 3.U dm 0,4 KV   1, 44( KA) 3.0, Tra TLTK :[3]các thông số cho bảng sau: Bảng 6-7 tc�t ( s) Kiểu Uđm(V) Iđm(A) Ixk(KA) AB-15 400 1500 65 0,08 Kiểm tra khả cắt dòng ngắn mạch ICđm = 65(KA) > I"0N'10 =21,87(KA), Vậy Aptomat chọn đạt yêu cầu SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 128 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN 1.22 KIỂM TRA KHẢ NĂNG TỰ KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ : P Điều kiện kiểm tra : dm  Ptd max Tổng công suất động điện tự mở máy xác định theo biểu thức: (105  U d %) cos  TB 100.S Bdm TB  Pdm  U d %.I KD ( X K %  U N %) Trong đó: Ud% : Điện áp tự dùng thời gian động mở máy, ta chọn Ud% = 70% IKĐ : Trị số tương đối dòng điện mở máy tổng tất động lấy 4,8  TB : Hiệu suất trung bình động Ta chọn: TB = 0,9 Cos  TB : Hệ số công suất động Ta chọn:Cos  TB = 0,85 UN%: Điện áp ngắn mạch máy biến áp XK% : Điện kháng kháng điện  Pdm  Vậy ta có: XK% = (105  70)0,9.100.0,85.S dm.B 7,969  S dmB 70.4,8.U N % UN % 6.1.1.1 Các động góp 6,3KV �P dm  7,969  5,79  MW  5,5 Ptd max 6,3 KV  cos tb Std max 15  0,85  3,187( MW ) 4 Do ∑Pđm>Ptdmax6,3 kV nên tất động nối vào góp 6,3 kV thỏa mãn điều kiện tự khởi động 6.1.1.2 Các động góp 0,4 kV �P dm  7,969  1,449  MW  5,5 Ptd max 0,4 KV  20%.cos tb Std max 15  20%.0,85  0,637( MW ) 4 Do ∑Pđm>Ptdmax0,4 kV nên tất động nối vào góp 0,4 kV thỏa mãn điều kiện tự khởi động SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 129 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN KẾT LUẬN Yêu cầu đề tài: Nhà máy thiết kế nhà máy NHIỆT ĐIỆN công suất 240 MW gồm có tổ máy 60 MW, cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát 10,5 kV cấp điện áp trung 110 kV Nhà máy nối với hệ thống cấp điện áp cao 220 kV qua hai đường dây kép Đầu tiên, ta tiến hành chọn máy phát cân công suất nhà máy Qua việc cân công suất, ta có nhìn tổng quan phân bố cơng suất nhà máy thời điểm Từ đó, ta đề xuất phương án thiết kế chọn phương án để tiến hành tính tốn kinh tế - kĩ thuật để chọn phương án thiết kế tối ưu Từ phương án, ta tính chọn cơng suất máy biến áp thiết bị quan trọng có giá thành cao nhà máy Sau có máy biến áp, ta tính tốn cơng suất truyền qua để tính tốn tổn thất máy biến áp Ta tính chọn kháng điện phân đoạn cho hệ thống góp cấp điện áp máy phát Để lựa chọn thiết bị cho nhà máy ta phải tính tốn dịng điện ngắn mạch xung lượng nhiệt vị trí ảnh hưởng tới thiết bị điện Sau tính tốn ngắn mạch dịng điện làm việc qua thiết bị, ta chọn sơ thiết bị máy cắt, dao cách ly cho phương án Từ ta tính tốn so sánh kinh tế - kĩ thuật chọn phương án thiết kế tối ưu Nhà máy sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc cấp điện áp sử dụng máy phát – máy biến áp nối vào góp cấp điện áp trung Cấp điện áp 220 kV cấp điện áp 110 kV sử dụng sơ đồ hệ thống hai góp có góp vịng cịn cấp điện áp máy phát sử dụng sơ đồ góp phân đoạn máy cắt nối mạch vịng Sau chọn phương án tối ưu, ta tiến hành tính chọn khí cụ điện phần tử có dịng điện chạy qua Tất khí cụ điện mạch cao áp, trung áp hạ áp tính chọn theo cấp điện áp, dịng điện làm việc, dịng điện cưỡng Các khí cụ điện phải đảm bảo điều kiện làm việc điều kiện kiểm tra ổn định động ổn định nhiệt Trong nhà máy hệ thống điện tự dùng phần quan trọng để vận hành nhà máy Từ yêu cầu nhà máy ta chọn lựa cấp điện áp cho hệ thống điện tự dùng nhà máy Nhà máy có hai cấp điện áp kV 0,4 kV cung cấp điện cho hệ thống tự dùng nhà máy Theo yêu cầu đề tài ta có cơng suất tự dùng nhà máy để chọn lựa cơng suất máy biến áp Từ tính dịng làm việc, dịng ngắn mạch để chọn thiết bị khác hệ thống tự dùng Để hệ thống tự dùng làm việc đảm bảo, ổn định SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 130 ĐATN : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN cần thiết kế mạch tự dùng dự trữ Mạch tự dùng dự trữ phải đảm bảo thay cho mạch tự dùng dự trữ làm việc cố sửa chữa TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Khái – Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội – 2006 Bộ môn hệ thống điện, Khoa điện, Trường ĐHBK Đà Nẵng – Bài giảng phần điện nhà máy điện trạm biến áp Lê Kim Hùng, Đoàn Ngọc Minh Tú – Ngắn mạch hệ thống điện Nhà xuất giáo dục – 1999 Ngô Hồng Quang – Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 – 500 kV Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội – 2007 SVTH: NGUYỄN TIẾN VŨ LỚP : 10D3 131 ... SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN: Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế phần điện nhà máy điện kiểu: NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI, Cơng suất: 240 MW, gồm có: tổ máy 60 MW Việc chọn số lượng công suất máy. .. chọn máy phát loại - Chọn điện áp định mức máy phát lớn dịng định mức dịng 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. .. triển phụ tải cấp điện áp Đồ thị phụ tải tổng nhà máy hình H:1.4 sau: 1.3 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TÍNH TỐN: Chọn sơ đồ nối điện nhà máy khâu quan trọng trình tính tốn thiết kế nhà máy điện Vì cần nghiên