Do an mon hoc ve thiet ke nha may dien download tai tailieutuoi com

Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện LỜI NĨI ĐẦU Năng lượng, theo cách nhìn tổng qt rộng lớn, vô tận Tuy nhiên, nguồn lượng mà người khai thác phổ biến ngày trở nên khan trở thành vấn đề cấp bách toàn 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 công 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 toán chế độ vận hành tối ưu nhà máy điện khơng nhiệm vụ mà cịn 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 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, tính tốn cơng suất phụ tải cấp điện áp, cân cơng suất tồn 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 - - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện MỤC LỤC Chương I Tính tốn phụ tải cân công suất 1.1 Chọn máy phát điện 1.2 Tính tốn phụ tải cân cơng 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 dịng 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 - - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện CHƯƠNG I TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG 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= 50 PđmF = = 62.5 MVA cos ϕ 0.8 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: - - PUF max 17.6 = = 22 MVA cos ϕ 0.8 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện P %(t ) Pmax , MW 100 P (t ) S (t ) = , MVA cos ϕ P (t ) = 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: PUTmax= 85 MW, cosφ= 0.8 → SUTmax= PUT max 85 = = 106.25 MVA cos ϕ 0.8 Tính tốn tương tự với cấp điện áp máy phát Các số liệu tính tốn cho bảng sau - - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện Bảng 1.3 Công suất phụ tải cấp điện áp trung Thời gian, (h) 0-4 4-10 P, (%) 80 90 Công P, (MW) 68 76.5 suất S, (MVA) 85 95.625 10-14 80 68 85 14-18 100 85 106.25 18-24 75 63.75 79.6875 Hình 1.2 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 1.2.3 Tính tốn công suất phát nhà máy điện Nhà máy gồm máy phát, máy có cơng suất định mức PFđm = 50 MW Cơng suất đặt tồn nhà máy là: PNMmax = × 50= 200 MW Cơng 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 cos ϕ = 200 = 250 MVA 0.8 Từ bảng số liệu biến thiên phụ tải toàn nhà máy, áp dụng cơng thức tính cho khoảng thời gian ta có bảng biến thiên cơng suất phát nhà máy Bảng 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 - - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện Hình 1.3 Đồ thị phụ tải tồn nhà máy 1.2.4 Tính tốn cơng suất tự dùng nhà máy 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 xác định theo công thức sau: ⎛ Std(t) = α S NM × ⎜ 0.4 + 0.6 × ⎝ S NM (t ) ⎞ ⎟ S NM ⎠ Trong : • 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 thời điểm t, MVA 0.4 - lượng phụ tải tự dùng không phụ thuộc công suất phát 0.6 - lượng 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 cơng 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) , (%) SNM(t) , (MVA) Std(t) , (MVA) 0-8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24 70 175 16.4 85 212.5 18.2 95 237.5 19.4 100 250 20 75 187.5 17 - - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện Hình 1.4 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy 1.2.5 Công suất phát hệ thống điện Công suất nhà máy phát hệ thống thời điểm t tính theo cơng thức: SVHT(t) = SNM(t) – [Std(t) + SUF(t) + SUT(t)] Trong đó: SVHT(t) – Công suất nhà máy phát hệ thống thời điểm t, MVA Sau tính cơng suất phát hệ thống, lập bảng cân công suất tồn nhà máy Bảng 1.5 Bảng cân cơng suất toàn nhà máy Thời gian, (h) SNM(t), (MVA) SUF(t), (MVA) SUT(t), (MVA) Std(t), (MVA) SVHT(t), ( MVA) 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 175 175 175 212.5 212.5 237.5 250 250 187.5 15.4 15.4 17.6 17.6 22 22 18.7 14.3 14.3 85 95.625 95.625 95.625 85 85 106.25 79.6875 79.6875 16.4 16.4 16.4 18.2 18.2 19.4 20 20 17 58.2 47.575 45.375 81.075 87.3 111.1 105.05 136.0125 76.5125 - - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện 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 (SUFmax=22 MVA, SUFmin=14.3 MVA), phụ tải cấp điện áp trung lớn (SUTmax=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 (không 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 SVHTmax=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 - - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện 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 - - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện CHƯƠNG II LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY 2.1 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN Đây khâu quan trọng thiết kế nhà máy Các phương án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải, đồng thời thể tính khả thi có hiệu kinh tế cao Theo kết tính tốn chương I Phụ tải cấp điện áp máy phát : SUFmax = 22 MVA SUFmin = 14.3 MVA Phụ tải trung áp: SUTmax = 106.25 MVA SUTmin = 79.6875 MVA Phụ tải phát hệ thống : SVHTmax = 136.0125 MVA SVHTmin = 45.375 MVA Công suất định mức máy phát : SFđm= 62.5MVA Phụ tải điện tự dùng: Stdmax=20 MVA SdtHT=360 MVA Dự trữ hệ thống : Nhận thấy: ƒ Phụ tải cấp điện áp máy phát: SUFmax = 22 MVA, 22 = 11 MVA 11 ×100% = 17.6% >15% SFđm 62.5 Vì phải có góp cấp điện áp máy phát (TG UF) ƒ SUFmax = 22 MVA, Std1MF = 8 S dmF = 62.5 = MVA 100 100 Nếu ghép máy phát vào góp UF: Cơng suất tự dùng cực đại máy phát 10 MVA → cơng suất u cầu góp UF 22+10= 32 MVA - 10 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện 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: UđmBI ≥ Uđmlưới IđmBI ≥ Icb Với cấp điện áp 110kV có: I cb110 = 0.344(kA) Với cấp điện áp 220kV có: I cb220 = 0.357(kA) Vậy chọn loại BI có thơng số sau: Loại BI TΦH-110M TΦH-220-3T Uđm (kV) Bội số ổn định động Bội số ổn định nhiệt 110 220 75 75 60/1 60/1 Iđm (A) Sơ cấp 1000 600 Thứ cấp 5 Cấp xác 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 dòng điện với dụng cụ đo - 97 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện Ngồi cần phải thỗ mãn điều kiện ổn định động ổn định nhiệt có ngắn mạch Ta chọn biến dịng kiểu TΠIII - 10 có thông 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 - Phụ tải định mức : Z2BIđm = 1.2 Ω - Từ điều kiện Z2 = ZΣdc + Zdd ≤ ZBIđm , ta suy : Zdd ≤ ZBIđm - ZΣdc ρ × ltt Hay F F≥ ≤ ZBIđm - ZΣdc ρ × ltt Z BIdm − Z 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 Phụ tải Pha A Pha B Pha C ∃ - 378 0.1 0.1 0.1 Oát kế tác dụng ? - 335 0.5 - 0.5 Oát kế tác dụng tự ghi H - 348 10 - 10 Oát kế phản kháng ? - 335 0.5 - 0.5 Oát kế phản kháng tự ghi H - 318 10 - 10 Công tơ tác dụng ? - 675 2.5 - 2.5 Công tơ phản kháng ? - 673M 2.5 2.5 2.5 Tổng 26.1 2.6 26.1 - 98 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện 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) : ZdcΣ = S I S TC.dm = 26.1 = 1.044 Ω 52 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 ltt = l = 30m Tiết diện dây dẫn chọn theo công thức sau : F≥ ρcu × l Z BIdm − Z dc = ∑ 0.0175 × 30 = 3.365 mm 1.2 − 1.044 Căn vào điều kiện ta chọn dây dẫn đồng với tiết diện F = mm2 Biến dòng điện kiểu không cần kiểm tra ổn định động định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát Biến dòng 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: - 99 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện 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 ⇒S= P 3.8 = = 4.75 MVA Cosϕ 0.8 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 Scáp = I lvbt 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 Smax 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 mm 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: - 100 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện 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 θ0: nhiệt độ tính tốn tiêu chuẩn 150C K1 = 60 − 25 = 0.88 60 − 15 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: Scáp = Icb = 261 = 130.5 mm2 J kt Tra bảng chọn loại cáp ba pha lõi đồng cách điện giấy tẩm dầu nhựa thơng chất dẻo khơng 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 - 101 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện Icb = S 4.75 = = 0.261 kA= 261 A 3U × 10.5 KQTSC × ICP= 1.35 × 270= 346.5 A > Icb= ⇒ I”CPSC = I”CP × KQTSC = 194,613 > 2.ILVmax = 194,069 S Icb = = x 0,1266 = 0,2532 KA 3U 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 Dòng cưỡng qua máy cắt tính tốn cho đường dây kép đường dây bị cố Icb = S 4.75 = = 0.261 kA 3U ×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 thông 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 dịng ngắn mạch khơng vượt q 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 - 102 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện K1 K2 ~ ~ MF1 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: Icb = 11× 103 = 604.8 A × 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 Như tính chương 4, ta tính 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 Dịng ổn định nhiệt cáp là: - 103 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện InhS1 = S C1 t1 S1: tiết diện cáp = 70 mm2 C1: hệ số với cáp đồng C = 141 AS1/2/S Tc: thời gian cắt máy cắt tC = 0.6 sec Thay số InhS1 = 70 × 141 = 12.742 kA 0,6 Phải chọn kháng có XK% cho hạn chế dòng ngắn mạch nhỏ hay dòng cắt định mức máy cắt chọn đồng thời đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện chọn nghĩa là: I’’N7 ≤ (Icđm InhS) I’’N7 ≤ (20 kA 12.742 kA ) Vậy cần chọn kháng có XK% cho ngắn mạch N7 ,I’’N7 ≤ 12.742 kA Từ sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch ta có: - Khi ngắn mạch N7 X∑ = Icb = I cb I N'' Scb 100 = = 5.499 kA 3U ×10.5 I’’N7 chọn dòng ổn định nhiệt cáp: I’’N7 = 12.742 kA Thay số vào ta có: X∑ = 5.499 = 0.432 12.742 Mặt khác XΣ = XHT + XK ⇒ XK =XΣ - XHT XK = 0.432- 0,098 = 0.334 XK% = XK I dmK 0.75 100 = 0.334 100 = 4.56% 5.499 I cb Vậy ta chọn kháng đơn bê tông dây nhôm loại PbA-10-750-4 có XK% = 8% Tính tốn kiểm tra lại kháng chọn ngắn mạch N7 Điện kháng tương đối kháng điện chọn là: XK = XK% I cb 5.499 = 0.08 = 0.587 0.75 I dm - 104 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện Dòng ngắn mạch N7 I’’N7 = I cb 5.499 = = 8.028 kA X HT + X K 0.098 + 0.587 Thoả mãn điều kiện: I’’N7 = 8.028 kA< Icđm = 40 KA I’’N7 = 8.028 kA< InhS = 12.742 KA Vậy kháng chọn đạt yêu cầu - 105 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện CHƯƠNG VI 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 công 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 công 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 công 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% - 106 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện n- số tổ máy, n= 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: Loại Sđm, KVA TMHC-6300/10.5 6300 Uđm, kV Uđm, kV Cao Hạ 10.5 6.3 ΔP0, kW ΔPN, kW UN% I 0% 46.5 0.9 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: - 107 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện SBđm ≥ 1.5 α S Fdm = 1.5 Std max n Như vậy: SBđm ≥ 1.5 × 8% × 62.5= 7.5 MVA Tra bảng chọn máy biến áp: Sđm, kVA Loại TMHC-10000/10.5 10000 Uđm, kV Uđm, kV Cao Hạ 10.5 6.3 ΔP0, kW ΔPN, kW UN% I 0% 12.3 85 14 0.8 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 khơng 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 ÷ 15)% SBđm(cấpI) SBđm ≥ 15 22 × 1000 × = 825 kVA 100 Tra bảng chọn loại máy biến áp TM-1000 có thơng số chính: Sđm, kVA Uđm, cao, kV Uđm, hạ, kV ΔP0, kW ΔPN, 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 khơng loại 3AH* hãng SIEMENS có thông số bảng sau: - 108 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện Loại Uđm, kV Iđm, kA Icđm, kA 3AH* 12 63 6.6.CHỌN MÁY CẮT PHÍA MẠCH 6.3 kV EHT XHT N6 XB2 N9 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: XHTΣ = I cb I '' N6 = 100 = 0.098 × 10.5 × 56.181 Điện kháng máy biến áp cấp XB1 = U n % Scb 100 × = × = 1.27 100 SdmB 100 6.3 ⇒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 dòng ngắn mạch N9 ta chọn loại máy cắt 8DA-10 có thơng 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 - 109 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện 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 Lúc coi MBA tự dùng cấp II nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch Sơ đồ thay thế: N8 6,3KV RB XB 0,4KV 2 ΔPN U dm U N %U dm ZB = RB + jXB = 10 + j 104 Sdm Sdm ZB = × 0.42 × 0.42 + J 10 10 = 2.4+ j8 10002 1000 ZB = 2.42 + 82 = 8.35 (mΩ) -Dòng ngắn mạch N8 là: I”N8= U TB 400 = = 27.7 kA 3.Z B × 8.35 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 - 110 - Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Khái, Thiết kế Nhà máy điện Trạm biến áp, NXB Khoa học kỹ thuật, 2004 Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hoà, Phần điện Nhà máy điện Trạm biến áp, NXB Khoa học kỹ thuật, 2004 Lã Văn Út, Ngắn mạch Hệ thống điện, NXB Khoa học kỹ thuật, 2000 Phạm Văn Hoà, Ngắn mạch đứt dây Hệ thống điện, NXB Khoa học kỹ thuật, 2003 Ngô Hồng Quang, Sổ tay lựa chọn thiết bị điện từ 0.4 đến 500 kV, NXB Khoa học kỹ thuật, 2004 - 111 - ... năm máy biến áp tự ngẫu tính theo khoảng thời gian ngày cho bảng sau Bảng 2.5 Tổn thất điện năm máy biến áp tự ngẫu theo khoảng thời gian ngày Thờigian, h SCC(t), (MVA) SCT(t), (MVA) SCH(t), (MVA)... 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... số cơng suất phụ tải Sẽ tính công 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