Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và trạm biến áp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG NIÊN KHÓA 2011 – 2014 TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Ngành: CAO ĐẲNG KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Chuyên ngành: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn: ThS Hà Văn Du Sinh viên thực hiện: Phan xuân Nam MSSV: 111C660005 Lớp: C11DT01 Bình Dương, 5/2014 LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, ngành lượng điện đóng vai trị quan trọng Cho nên ln ưu tiên hàng đầu phát triển trước bước so với ngành khác Cùng với phát triển hệ thống điện quốc gia phát triển nhà máy điện có cơng suất lớn, nhà máy điện trạm biến áp khâu thiếu hệ thống điện Cho nên việc giải tốt vấn đề kinh tế - kỹ thuật thiết kế, xây dựng, vận hành nhà máy điện trạm biến áp công việc cần thiết mang lại lợi ích khơng nhỏ cho kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Là sinh viên ngành kỹ thuật điện trường Đại học Thủ Dầu Một, em giao nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp với nội dung sau: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có cơng suất 1000MW, gồm có tổ máy phát điện cung cấp công suất cho phụ tải cấp điện áp 22kV, 220kV phát vào hệ thống 500kV Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài bao gổm: Chương 1: Tính tốn phụ tải cân cơng suất Chương 2: Đề xuất sơ đồ nối điện nhà máy điện Chương 3: Chọn máy biến áp tính tổn thất điện Chương 4: Tính tốn dịng điện ngắn mạch Chương 5: Lựa chọn phương án tối ưu Chương 6: Chọn thiết bị dây dẫn Chương 7: Chọn sơ đồ thiết bị tự dùng Qua thời gian hai tháng, khối lượng kiến thức Thầy, Cơ giáo truyền thụ q trình học tập, nỗ lực thân giúp đỡ Thầy, Cô giáo khoa Điện – Điện tử Đặc biệt dẫn trực tiếp tận tình Thầy ThS Hà Văn Du giúp em hoàn thành thiết kế Tuy phần lớn thiết kế hoàn thành khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong đóng góp ý kiến Thầy, Cô giáo bạn đọc để thiết kế hoàn thiện Qua thiết kế em muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy, Cô giáo Khoa Điện – Điện tử Em kính mong Q Thầy, Cơ bỏ qua thiếu sót mà em mắc phải sau nhiều năm học tập Em xin chân thành cảm ơn! Bình Dương, Tháng năm 2014 Sinh viên Phan Xuân Nam MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương 1.1 Đồ thị phụ tải nhà máy 1.2 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy 1.3 Đồ thị phụ tải địa phương22kV 10 1.4 Đồ thị phụ tải trung áp 220 kV 11 1.5 Đồ thị phụ tải cao áp 500 kV 12 1.6 Nhận xét chung 13 Chương 16 2.1 Phương án 1(hình 2-1) 17 2.2 Phương án 2(hình 2-2) 18 2.3 Phương án 3(hình 2-3) 19 Chương 21 3.1 Chọn máy biến áp-phân phối công suất cho máy biến áp 21 3.1.1 Phương án 1(hình 2-1) 21 3.1.2 Phương án 2(hình 2-2) 27 3.2 Tính tổn thất điện 33 3.2.1 Phương án 34 3.2.2 Phương án 37 Chương 40 4.1 Tính điện kháng hệ đơn vị tương đối 40 4.1.1 Điện kháng hệ thống điện 40 4.1.2 Điện kháng nhà máy 40 4.1.3 Điện kháng đường dây 500 kV 41 4.1.4 Điện kháng máy biến áp ba pha hai cuộn dây 41 4.1.5 Điện kháng máy biến áp tự ngẫu 42 4.2 Tính tốn dịng điện ngắn mạch 42 4.3 Phương án 43 4.3.1 Sơ đồ nối điện (Hình 4-1) 43 4.3.2 Sơ đồ thay (Hình 4-2) 45 4.3.3 Tính tốn ngắn mạch 45 4.4 Phương án 56 4.4.1 Sơ đồ nối điện (hình 4-17) 56 4.4.2 Sơ đồ thay (hình 4-18) 56 4.4.3 Tính tốn ngắn mạch 57 Chương 69 5.1 Chọn máy cắt cho mạch 69 5.2 Chọn máy cắt cho phương án 72 5.3 So sánh tiêu kinh tế phương án 73 5.3.1 Phương án 77 5.3.2 Phương án 77 Chương 81 6.1 Chọn dẫn góp 81 6.1.1 Chọn dẫn cứng 81 6.1.2 Chọn dây dẫn mềm 82 6.1.3 Chọn góp 500kV 83 6.1.4 Chọn góp 220kV 84 6.2 Chọn dao cách ly 84 6.3 Chọn máy biến áp máy biến dòng 84 6.3.1 Cấp điện áp 500 kV 84 6.3.2 Cấp điện áp 220 kV 85 6.4 Chọn máy biến điện áp máy biến dòng điện cho mạch máy phát cấp điện áp 15,75 kV: 86 6.4.1 Chọn máy biến điện áp cho mạch máy phát 87 6.4.2 Chọn máy biến dòng điện cho mạch máy phát 89 6.5 Chọn thiết bị cho phụ tải địa phương 91 6.5.1 Chọn máy biến áp 91 6.5.2 Chọn cáp cho phụ tải địa phương 91 6.5.3 Chọn máy cắt cho phụ tải địa phương 91 6.6 Chọn chống sét van 100 6.6.1 Chọn chống sét van cho góp 100 6.6.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp 100 Chương 102 7.1 Chọn máy biến áp tự dùng 102 7.1.1 Chọn máy biến áp tự dùng cấp 6,3 kV (cấp 1) 102 7.1.2 Chọn máy biến áp tự dùng cấp 0,4 kV (cấp 2) 103 7.2 Chọn máy cắt điện dao cách ly 104 7.2.1 Tính tốn ngắn mạch 104 7.2.2 Chọn máy cắt điện dao cách ly cho mạch tự dùng 15,75 kV 105 7.2.3 Chọn máy cắt điện dao cách ly cho mạch tự dùng 6,3 kV 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 Chương TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT Để đảm bảo chất lượng điện thời đểm, điện nhà máy điện phát phải hoàn toàn cân với lượng điện tiêu thụ hộ tiêu thụ kể tổn thất điện Vì điện khơng có khả tích lũy nên việc cân công suất hệ thống điện quan trọng Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện 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 kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo chất lượng điện năng… Dựa vào đồ thị phụ tải cịn cho phép ta chọn cơng suất máy biến áp phân bố tối ưu công suất tổ máy phát điện nhà máy phân bố công suất nhà máy điện với Căn vào đồ thị phụ tải người vận hành chủ động lập kế hoạch sửa chữa, đại tu định kỳ thiết bị Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện có tổng cơng suất đặt P = 1000MW, gồm có máy phát điện kiểu TBB-200-2 Cộng hòa Liên Bang Nga chế tạo Nhà máy cung cấp điện cho phụ tải ba cấp điện áp 22kV, 220kV nối với hệ thống cấp điện áp 500kV Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy phụ tải cấp điện áp dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng cực đại (P max ) hệ số cơng suất trung bình (cos ϕ tb ) phụ tải tương ứng, từ ta tính phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công thức tống quát sau: St = Pt ; cos ϕtb với: Pt = P(%) × Pmax 100 Trong đó: St: Cơng suất biểu kiến phụ tải thời điểm t tính MVA Pt: Công suất tác dụng thời điểm t phụ tải tính phần trăm công suất cực đại P max : Công suất phụ tải cực đại tính MW cos ϕ tb : Hệ số cơng suất trung bình phụ tải Phụ tải tổng nhà máy tính công thức sau: S NM (t ) = S 22(t ) + S 220 (t ) + S 500 ( t ) + S td (t ) Các đại lượng cơng suất tồn phần thay đổi theo thời gian t tính MVA S 22( t ) : Công suất cấp điện áp 22kV S 220 (t ) : Công suất cấp điện áp 220kV S 500 ( t ) : Công suất cấp điện áp 500kV S td (t ) : Công suất tự dùng nhà máy Vì hệ số cơng suất phụ tải khác tốn cân công suất thiết kế nhà máy điện không cần xem xét đến vấn đề bù công suất lưới điện nên cách gần tiến hành tính tốn cân cơng suất theo giá trị cơng suất tịan phần (biểu kiến), điều làm cho việc tính tốn đơn giản nhiều sai số giới hạn cho phép 1.1 Đồ thị phụ tải nhà máy Theo nhiệm vụ thiết kế cho nhà máy điện gồm tổ máy phát điện loại: TBB200-2 có P Gdm =200MW, cos ϕ dm = 0,85, cơng suất biểu kiến tổ máy là: S Gdm = PGdm 200 = = 235,294 MVA cos ϕ dm 0,85 Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: P NMdm = P Gdm = 5.200 = 1000 MW Hay: S NMdm = S Gdm = 5.235,294 = 1176,47 MVA Để xác định đồ thị phụ tải nhà máy điện dựa vào công thức: S NM ( t ) = PNM (t ) cosϕ dm ; với: P NM ( t ) = PNM % P NMdm 100 Kết tính phụ tải nhà máy theo thời điểm t cho bảng 1-1 đồ thị phụ tải nhà máy hình 1-1 Bảng 1-1 t (giờ) 0-8 - 12 12 - 16 16 - 24 PNM(%) 80 100 90 80 P NM ( t ) (MW) 800 1000 900 800 S NM ( t ) (MVA) 941,18 1176,47 1058,82 941,18 Hình 1-1 1.2 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy Theo nhiệm vụ thiết kế, hệ số phụ tải tự dùng cực đại nhà máy 5% công suất định mức nhà máy với cos ϕ td = 0,85 tức với hệ số công suất định mức nhà máy (cos ϕ dm = 0,85) Một cách gần xác định biến thiên phụ tải tự dùng nhà máy nhiệt điện theo thời gian nhờ biểu thức sau:  Std(t)= α S NMdm  0,4 + 0,6  S NM (t )   , MVA S NMdm  Trong đó: Std(t): Phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm t SNMdm: Tổng cơng suất đặt nhà máy, tính MVA SNM(t):Công suất nhà máy phát thời điểm t, tính MVA theo bảng 1-1 α : Hệ số phần trăm lượng điện tự dùng, nhiệm vụ thiết kế cho, α = 0.05 Từ kết tính tốn phụ tải nhà máy bảng 1-1 cơng thức ta có phụ tải tự dùng nhà máy theo thời gian bảng 1-2 đồ thị phụ tải hình 1-2 Bảng 1-2 t (giờ) 0–8 - 12 12 - 16 16 - 24 S NM ( t ) (MVA) 941,18 1176,47 1058,82 941,18 S td (t ) (MVA) 51,76 58,82 55,29 51,76 Hình 1-2 1.3 Đồ thị phụ tải địa phương 22kV Nhiệm vụ thiết kế cho phụ tải địa phương nhà máy có điện áp U= 22kV, công suất cực đại P 22 max =40 MW, cosϕtb=0,92 Để xác định đồ thị phụ tải địa phương, vào bảng biến thiên phụ tải ngày cho nhờ vào công thức sau: S 22(t ) = P22( t ) cos ϕtb ; với: P 22(t ) = P22 % P22max 100 Kết tính toán theo thời điểm t cho bảng 1-3 đồ thị phụ tải hình 1-3 Bảng 1-3 t (giờ) 0-8 - 12 12 - 16 16 – 24 P22(%) 70 100 90 70 P22(t) (MW) 28 40 36 28 S (MVA) 22(t) 30,43 43,48 39,13 30,43 10 Hình 6-5 Ghép nối tiếp điện kháng X ∑ với XT6ta sơ đồ thay hình 6-6 Hình 6-6 Xl = X ∑ + XT6 = 0,0301 + 0,3 = 0,3301 Điện kháng tính tốn: Xtt = X l S HTdm + ∑ S Gdm 16000 + 1176,47 = 0,3301 = 56,7 S cb 100 Vì Xtt> nên ta áp dụng cơng thức tính: I *" = I *∞ = 1 =0,0176 = X tt 56,7 Đổi hệ đơn vị có tên ta được: I N" = I *" S Htdm + ∑ S Gdm 3.U tb = 0,0176 16000 + 1176,47 3.22 = 7,9335 kA Trị số dòng điện xung kích: iXKN5 = KxkN5 I N" = 1,8.7,9335 = 20,1954 kA Trị số dòng làm việc cưỡng bức: S 43,48 I lvcb = 22 max = = 0,5705 kA 3.U dm 3.22 Căn vào kết tính tốn ta chọn máy cắt phía 22 kV máy biến áp TM-40-15,75/22 (MC1) máy cắt loại 8DA10 có thông số kỹ thuật bảng 6-7 95 Bảng 6-7 Cấp Thơng số tính tốn điện áp (kV) 22 Loại máy Ilvcb I” ixk kV kA kA 7,9335 20,1954 0,5705 cắt 8DA10 Thông số định mức Uđm Idm Icdm ildd kV kA kA kA 24 2,5 31,5 80 Máy cắt chọn không cần phải kiểm tra ổn định nhiệt dịng định mức lớn 1000 A 6.5.3.3Chọn máy cắt cho đường dây (MC2) Các máy cắt chọn theo dòng điện ngắn mạch tai N6 (cũng N5) Do máy cắt MC2 chọn theo dòng làm việc cưỡng Icb = 285,252 A (đã tính phần chọn cáp) Do máy cắt MC2 chọn loại 8DA10 có thơng số bảng 6-8 Bảng 6-8 Cấp điện áp (kV) 22 Thơng số tính tốn Loại máy Ilvcb I” ixk kV kA kA 7,9335 20,1954 0,285 cắt 8DA10 Thông số định mức Uđm Idm Icdm ildd kV kA kA kA 24 2,5 31,5 80 6.5.3.4 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt máy cắt MC2 cáp C1 Máy cắt MC3 hộ tiêu thụ địa phương thường dùng loại có dịng cắt Icắtdm = 15 kA, thời gian cắt bảo vệ rơle 0,5 giây, cáp C2 có tiết diện nhỏ 50 mm2 Ta có sơ đồ hình 6-7 sau: 96 Hình 6-7 Để bảo đảm cắt ngằn mạch có tính chọn lọc, thời gian cắt MC2 chọn sau t1 = t2 + ∆t = 0,5 + 0,5 =1 giây Cáp C1 chọn phần trước có tiết diện 120 mm2 Khi ngắn mạch N6 MC2 cáp C1 phải ổn định nhiệt, tức là: I N" ≤ Icắtdm MC2 I N" ≤ InhC1 Khi ngắn mạch N7 MC3 cáp C2 phải ổn định nhiệt, tức là: I N" ≤ Icắtdm MC3 I N" ≤ InhC2 Ở đây: InhC1 InhC2 dòng ổn định nhiệt cáp C1 C2 Trị số dòng ổn định nhiệt xác định teo công thức: I nhc = F C tc 97 Trong đó: F: Tiết diễn lõi cáp (mm2) C: Hệ số,với cáp lõi đồng Ccu = 159 A2/s Tc: Thời gian cắt mạch bao gồm thời gian bảo vệ rơle Từ ta tính được: I nhC1 = 120.159 I nhC = 50.159 = 11,243 kA 0,5 = 19,08 kA Như theo kết tính tốn ta có: I N" = 7,9335 kA < Icắtdm MC2 = 31,5 kA I N" = 7,9335 kA < InhC1 = 19,08 kA Vậy máy cắt MC2 cáp C1 thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt 6.3.5.5Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt máy cắt MC3 cáp C2 Ta cần tính tốn ngắn mạch N7, nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N7 toàn máy phát điện hệ thống Từ sơ đồ thay hình 6-6, ta có sơ đồ thay tính ngắn mạch N7 Hình 6-8 Tính điện kháng lộ cáp C1: XC1 = X0.l S cb U cb2 Với: X0: Điện kháng đơn vị cáp, X0= 0,078 Ω /km l: Chiều dài cáp, giả thiết l = km 98 Ta có: XC1 = 0,078.7 100 = 0,1128 22 Ghép nối tiếp điện kháng Xl với XC1 ta sơ đồ thay hình 6-9 Hình 6-9 X2 = Xl + XC1 = 0,3301 + 0,1128 = 0,4429 Điện kháng tính tốn: Xtt = X l S HTdm + ∑ S Gdm 16000 + 1176,47 = 0,4429 = 76,07 S cb 100 Vì Xtt> nên ta áp dụng cơng thức tính: I *" = I *∞ = 1 =0,0131 = X tt 76,07 Đổi hệ đơn vị có tên ta được: I N" = I *" S Htdm + ∑ S Gdm 3.U tb = 0,0131 16000 + 1176,47 = 5,905 kA 3.22 Trị số dịng điện xung kích: iXKN7 = KxkN7 I N" = 1,8.5,905 = 15,0317 kA Như theo kết tính tốn ta có: I N" = 5,905 kA< Icắtdm MC3 = 15 kA I N" = 5,905 kA < InhC2 = 11,243 kA Vậy máy cắt MC2, cáp C1 MC3, cáp C2 chọn thõa mãn yêu cầu kỹ thuật 99 6.6 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 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 6.6.1 Chọn chống sét van cho góp Trên góp 500 kV 220 kV đặt chống sét van với nhiệm vụ quan trọng chống điện áp truyền từ đường dây vào trạm Các chống sét van chọn theo điện áp định mức trạm Trên góp 500 kV ta chọn chống sét van loại PBM Γ - 500 có Uđm = 500 kV, đặt ba pha Trên góp 220 kV ta chọn chống sét van loại PBM Γ - 220 có Uđm = 220 kV, đặt ba pha 6.6.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp 6.6.2.1Chống sét van cho máy biến áp tự ngẫu Các máy biến áp tự 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 PBM Γ - 500 có Uđm = 500 kV, đặt ba pha Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu ta chọn chống sét van loại PBM Γ - 220 có Uđm = 220 kV, đặt ba pha 6.6.2.2Chống sét van cho máy biến áp hai cuộn dây Mặc dù góp 220 kV có đặt chống sét van đơi có đường sét có biên độ lớn truyền vào trạm, chống sét van phóng điện 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 100 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, máy biến áp pha cuộn dây loại TDц-250-525/15,75, ta chọn chống sét van loại PBM Γ - 220 có Uđm = 220 kV, đặt ba pha Đối với máy biến áp pha cuộn dây loại TDц-250-242/15,75, ta chọn chống sét van loại PBM Γ - 110 có Uđm = 110 kV, đặt ba pha C Chọn van chống sét cho đầu cực máy phát Giả sử máy phát G1 nghỉ, dao cách ly đầu cực máy phát trạng thái mở Giả thiết khoảng cách từ góp 500 kV góp 220 kV đến máy biến áp tự ngẫu lớn Khi có dịng điện áp dư từ góp truyền qua máy biến áp gặp điểm hở mạch, song phản xạ lại với biên độ gấp đôi, gây nguy hiểm cho cách điện cuộn hạ áp máy biến áp tự ngẫu Vì đầu cực máy phát G1 G2, phía sau cuộn hạ áp máy biến áp tự ngẫu T1 T2 đặt chống sét van loại PBM Γ 15,75 có Uđm = 15,75 kV Vì cuộn hạ áp nối tam giác nên sóng qua cuộn hạ áp tới pha nên cần đặt chống sét van cho pha 101 Chương CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG Để sản xuất điện nhà máy điện tiêu thụ phần điện để cấu tự dùng đảm bảo cho máy phát điện làm việc Trong nhà máy nhiệt điện, điện tự dùng chiếm khoảng 5% lượng điện phát chủ yếu dùng để chuẩn bị nhiêu liệu, vận chuyển nhiên liệu vào lò đốt, đưa nước vào nồi hơi, bơm nước tuần hoàn, bơm ngưng tụ, quạt gió, chiếu sáng, điều kiển Nhà máy nhiệt điện làm việc bình thường với điều khiển hệ thống tự dùng làm việc tin cậy Như yêu cầu hệ thống điện tự dùng độ tin cậy cao đảm bảo tiêu kinh tế Trong nhà máy nhiệt điện thiết kế này, điện tự dùng sử dụng cấp điện áp 6,3 kV 0,4 kV Cấp tự dùng riêng 6,3 kV chiếm tỉ lệ lớn cung cấp cho máy công tác đảm bảo làm việc lò tua bin tổ máy Cấp điện áp tự dùng chung 0,4 kV cung cấp cho máy công tác phục vụ chung không liên quan trực tiếp đến tua bin lò hơi, nhiên cần thiết cho làm việc nhà máy Giả sử tổ máy tương ứng với lò lò cung cấp từ phân đoạn, để cung cấp điện tự dùng cho tổ máy ta cần dùng phân đoạn, phân đoạn cung cấp máy biến áp hạ áp 15,75/6,3 kV với cấp điện áp 0,4 kV khơng thiết phải phân đoạn theo số lò Để trự cho cấp điện áp 6,3 kV ta dùng máy biến áp dự trữ nối với cuộn hạ áp máy biến áp tự ngẫu (phía máy cắt đầu cực) Dự trữ cho cấp điện áp 0,4 kV ta dùng máy biến áp trữ nối với góp trữ 6,3 kV Sơ đồ tự dùng nhà máy cho hình 7-3 7.1 Chọn máy biến áp tự dùng 7.1.1 Chọn máy biến áp tự dùng cấp 6,3 kV (cấp 1) Theo nhiệm vụ thiết kế, công suất tự dùng nhà máy 5% công suất định mức nhà máy Vì cơng suất tự dùng lớn nhà máy là: Stdmax = α SNMmax = 0,05.1176,47 = 58,8235 MVA 102 Ta chọn máy biến áp tự dùng theo điều kiện: S Tdm ≥ S td max 58,8235 = = 11,7647 MVA n Ở đây: n số tổ máy nhà máy điện Căn vào ta chọn máy biến áp loại TM-16-15,75/6,3 có thông số bảng 7-1 Máy biến áp trữ cho cấp điện áp này, ta chọn giống máy biến áp Chọn máy biến áp dự trữ : Vì hệ thống tự dùng nối theo sơ đồ khối nên máy biến áp trự cấp chọn theo điều kiện không để thay cho máy biến áp làm việc sữa chữa mà để cung cấp cho hệ thống tự dùng trình dừng khởi động khối Do cần chọn: STdtdm ≥ 1,5 S td max 58,8235 = 1,5 = 17,647 MVA n Vậy ta chọn máy biến áp TM-16-15,75/6,3 kV có thơng số cho bảng 7-1 Khi q trình khởi động dừng khối khác máy biến áp dự trữ bị tải với hệ số tải là: Kqt = 17,647 = 1,1 16 Quá tải 10% thời gian sữa chữa khởi động hay dừng máy chấp nhận Bảng 7-1 Loại TM Sdm UCdm UHdm ∆ P0 ∆ PN (MVA) (kV) (kV) (kW) (kW) 16 15,75 6,3 17,8 105 7.1.2 Chọn máy biến áp tự dùng cấp 0,4 kV (cấp 2) 103 UN % I0 % 10 0.6 Thực tế vận hành cho thấy công suất tự dùng cấp 0,4 kV chiếm khoảng 8% công suất tự dùng tồn nhà máy Do cơng suất tự dùng cấp 0,4 kV là: Stdmax (0,4) = 0,08.Stdmax = 0,08.58,8235 = 4,7 MVA Giả thiết dùng máy biến áp TM-1000, có cơng suất định mức STdm = 1000 KVA số lượng máy biến áp cần thiết là: n= S td max(0, 4) 1000 = 4700 = 4,7 ≈ máy 1000 Như chọn máy biến áp loại TM-1000/6,3 có thơng số bảng 7-2 Bảng 7-2 Loại TM UCdm UHdm ∆ P0 ∆ PN (MVA) (kV) (kV) (kW) (kW) 0,4 12 Sdm 6,3 U N % I0 % Máy biến áp dự trữ cho cấp điện áp chọn giống máy biến áp có thơng số bảng 7-2 7.2 Chọn máy cắt điện dao cách ly 7.2.1 Tính toán ngắn mạch Để chọn thiết bị tự dùng trước máy biến áp tự dùng cấp 6,3 kV ta dựa vào kết tính tốn ngắn mạch N4 chương ta có: I "N = 87,1437 kA; iXKN4 = 228,7843 kA Để chọn máy cắt hợp phía sau máy biến áp tự dùng dùng cấp cần tính đến ngắn mạch N8, ta có sơ đồ thay hình 7-1 Hình 7-1 Điện kháng tổng hệ thống: 104 X∑= S cb 3.U tb I " N4 = 100 = 0,0421 3.15,75.87,1437 Ta có điện kháng máy biến áp tự dùng hệ đơn vị tương đối là: XT6,3 = U N % S cb 10 100 = = 0,625 100 S dm 100 16 Ghép nối tiếp điện kháng X ∑ với XT6,3 ta sơ đồ thay hình 7-2 Hình 7-2 Xl = X ∑ + XT6,3 = 0,0421 + 0,625 = 0,6671 Điện kháng tính toán: Xtt = Xl S HTdm + ∑ S Gdm 16000 + 1176,47 = 0,6671 = 114,584 S cb 100 Vì Xtt > nên áp dụng cơng thức tính: I *" = I *∞ = 1 = 0,0087 = X tt 114,584 Đổi hệ đơn vị có tên ta được: I N" = I *" S Htdm + ∑ S Gdm 3.U tb = 0,0176 16000 + 1176,47 = 13,6947 kA 3.6,3 Trị số dòng điện xung kích: iXKN8 = KxkN8 I N" = 1,8.13,6947 = 34,861 kA Dòng làm việc cưỡng bức: I lvcb = S Tdm 3.U tb = 16 = 1,4663 kA 3.6,3 7.2.2 Chọn máy cắt điện dao cách ly cho mạch tự dùng 15,75 kV Theo kết tính tốn chương 4, điểm ngắn mạch tính tốn N4: I”N4 = 87,1437 kA ; iXKN4 = 228,7843 kA 105 Dòng làm việc cưỡng bức: S T 6.3dm I cb = 3.U dm = 16 3.15,75 = 0,5865 kA Căn vào kết tính tốn ta chọn máy cắt dao cách ly có thơng số bảng 7-3 Bảng 7-3 Thơng số tính tốn Kiểu máy Thơng số định Kiểu Thông số định cắt mức dao cách mức ly U (kV) 15,75 Ilvcb(kA) 0,5865 I” (kA) Ixk (kA) Udm (kV) 20 3AF2 Idm (kA) 87,1437 Icắt (kA) 115 228,7843 Ildd (kA) 300 Udm (kV) 20 PBP-20- Idm (kA) 8000 Ildd (kA) 30 Máy cắt chọn khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt dịng điện định mức chúng lớn 1000 A 7.2.3 Chọn máy cắt điện dao cách ly cho mạch tự dùng 6,3 kV Theo thơng số tính tốn điểm ngắn mạch N8: I”N8 = 13,6947 kA ; iXKN8 = 34,861 kA Dòng làm việc cưỡng bức: I cb = S T 3.U = 16 = 1,4663 kA 3.6,3 Căn vào kết tính tốn ta chọn máy cắt dao cách ly có thông số bảng 7-4 106 Bảng 7-4 Thông số tính Kiểu Thơng số định Kiểu dao Thơng số toán máy cắt mức cách ly định mức U 6,3 (kV) Ilvcb 1,4663 13,6947 1600/20 1,6 (kA) Icắt 20 (kA) PBP-3-2- Idm 10/2000 (kA) Ildd 85 (kA) (kA) 34,861 10 (kV) BM Π 3- Idm 10- (kA) Ixk Udm (kV) (kA) I” 10 Udm Ildd 52 (kA) Máy cắt chọn khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt dòng điện định mức chúng lớn 1000 A 107 Hình 7-3 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp phần điện – Nguyễn Hữu Khái, Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2001 Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp phần điện – Huỳnh Nhơn, Nhà xuất ĐHQG TP.HCM – 2006 Trạm biến áp nhà máy điện – Huỳnh Nhơn, Hồ Đắc Lộc, Nhà xuất ĐHQG TP.HCM – 2006 Phần điện nhà máy điện trạm biến áp – Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch, Lã Văn Út, Pham Văn Hòa, Đào Kim Hoa, Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 1996 Phần điện nhà máy điện trạm biến áp – Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hòa, Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2007 Ngắn mạch ổn định hệ thống điện – Nguyễn Hồng Việt, Phan Thị Thanh Bình, Nhà xuất ĐHQG TP.HCM – 2003 Hệ thống truyền tải phân phối – Hồ Văn Hiến, Nhà xuất ĐHQG TP.HCM – 2005 Kỹ thuật điện cao áp – Nguyễn Hoàng Việt, Nhàxuất ĐHQG TP.HCM – 2007 109 ... Chọn máy biến áp máy biến dòng 84 6.3.1 Cấp điện áp 500 kV 84 6.3.2 Cấp điện áp 220 kV 85 6.4 Chọn máy biến điện áp máy biến dòng điện cho mạch máy phát cấp điện áp 15,75... nhằm chọn sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện 20 Chương CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 3.1 Chọn máy biến áp- phân phối công suất cho máy biến áp Giả thiết máy biến áp chế tạo phù hợp... MVA Do máy biến áp T3 bị cố cơng suất truyền tải qua máy biến áp tự ngẫu T1 T2 không bị tải c.Giả thiết cố máy biến áp T4 T5: Khi máy biến áp T4 bị cố công suất truyền tải qua máy biến áp tự ngẫu