ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN: ĐỒ ÁN PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN: ĐỒ ÁN PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN – CÂN BẰNG CÔNG SUẤT – VẠCH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH Tra đường cong tính toán (hình 3.7 trang 48 sách “Thiết kế Nhà máy điện và trạm biến áp” của PGS Nguyễn Hữu Khái) ta được bội số của thành phần không chu kì dòng điện ngắn mạch:

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN: ĐỒ ÁN PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Người hướng dẫn: TS HẠ ĐÌNH TRÚC Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NHƯ ĐỨC Số thẻ sinh viên: 105170012 Nhóm HP / Lớp: 17N29B / 17D1 Ngành: Kỹ thuật Điện – Điện tử MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH ẢNH DANH SÁCH CÁC BẢNG CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN – CÂN BẰNG CÔNG SUẤT – VẠCH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Chọn máy phát điện Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế phần điện nhà máy thủy điện trạm biến áp, cơng suất : 100 MW Gồm có: tổ máy tổ công suất 25 MW Tra sách Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp PGS Nguyễn Hữu Khái (TLTK 1), ta chon Máy phát loại BTC-525/110-24 có thơng số sau: Bảng 1 Số liệu máy phát điện Thông số định mức Loại MF BTC525/110-24 n S Pđm (v/p đm (MVA) (MW) ) 29.4 25 Điện kháng tương đối cosφ Uđm (kV) 0.85 10.5 Iđm (kA) X’’d X’d Xd 0.18 0.29 0.94 Công suất nhà máy: Tính tốn phụ tải cân cơng suất Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải sau: Phụ tải cấp điện áp máy phát Hình 1 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát 10.5kV Công suất phụ tải theo thời gian ngày đêm: Trong đó: - : cơng suất phụ tải cấp điện áp máy phát thời điểm t - : phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp máy phát theo t - : công suất phụ tải cực đại cấp điện áp máy phát - : hệ số công suất phụ tải cấp điện áp máy phát Với công suất cực đại phụ tải cấp điện áp máy phát hệ số công suất Áp dụng cơng thức kết hợp hình 1.1, ta có bảng phân bố cơng suất phụ tải cấp điện áp máy phát: Bảng Số liệu phụ tải cấp điện áp máy phát 10.5kV t [h] 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20 20-24 � �� [%] 60 100 80 100 70 60 � ��(�) [MVA] 7.5 12.5 10 12.5 8.75 7.5 Phụ tải cấp điện áp trung 35kV Hình Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung áp 35kV Công suất phụ tải theo thời gian ngày đêm: Trong đó: - : cơng suất phụ tải cấp điện áp trung thời điểm t - : phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp trung theo t - : công suất phụ tải cực đại cấp điện áp trung - : hệ số công suất phụ tải cấp điện áp trung Với công suất cực đại phụ tải cấp điện áp trung áp hệ số công suất Áp dụng công thức kết hợp hình 1.2, ta có bảng phân bố công suất phụ tải cấp điện áp máy phát: Bảng Số liệu phụ tải cấp điện áp trung 110kV t [h] 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20 20-24 ��T [%] 60 80 100 80 100 60 ��T(�) [MVA] 15 20 25 20 25 15 Phụ tải cấp điện áp cao 110kV Hình Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao áp 110kV Công suất phụ tải theo thời gian ngày đêm: Trong đó: - : công suất phụ tải cấp điện áp trung thời điểm t - : phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp trung theo t - : công suất phụ tải cực đại cấp điện áp trung - : hệ số công suất phụ tải cấp điện áp trung Với công suất cực đại phụ tải cấp điện áp trung áp hệ số công suất Áp dụng cơng thức kết hợp hình 1.3, ta có bảng phân bố cơng suất phụ tải cấp điện áp máy phát: Bảng Số liệu phụ tải cấp điện áp cao 220kV t [h] 0-4 4-8 8-12 12-18 18-24 ��C [%] 80 100 80 100 80 ��C(�) [MVA] 30 37.5 30 37.5 30 Phụ tải cấp điện tự dùng Một cách gần đúng, ta xác định phụ tải tự dùng nhà máy thủy điện theo biểu thức: Trong đó: - : hệ số tự dùng nhà máy, - : công suất tự dùng nhà máy thời điểm t - : công suất đặt nhà máy, - : công suất phát nhà máy thời điểm t Dựa vào biểu thức, ta có nhận xét: cơng suất tự dùng gồm phần: phần công suất cố định phần công suất phụ thuộc vào lượng công suất phát nhà máy Vì nhà máy phát hết cơng suất thừa vào hệ thống nên Công suất tự dùng nhà máy không đổi lượng công suất cực tự dùng cực đại Công suất tự dùng tổ máy là: Công suất phát hệ thống Tổng công suất phụ tải cấp điện áp kể tự dùng: Lượng công suất nhà máy phát sau cung cấp đủ cho phụ tải cấp điện áp phụ tải tự dụng nhà máy Phần cơng suất thừa cịn lại phát hệ thống Do đó, cơng suất thừa phát hệ thống xác định sau: mang dấu âm dương, mang dấu âm có nghĩa nhà máy nhận cơng suất từ hệ thống Ta có kết tính tốn ghi lại bảng cân công suất sau: Bảng Bảng cân cơng suất tồn nhà máy t [h] 0-4 4-8 8-12 12-16 16-18 18-20 20-24 ��� (���) 7.5 12.5 10 12.5 8.75 8.75 7.5 ��� (���) 15 20 25 20 25 25 15 ��� (���) 30 37.5 30 37.5 37.5 30 30 ��� (���) 1.176 1.176 1.176 1.176 1.176 1.176 1.176 ���∑ (���) 53.676 71.176 66.176 71.176 72.426 64.926 53.676 ��� (���) 117.6 117.6 117.6 117.6 117.6 117.6 117.6 ��ề�� (���) 63.924 46.424 51.424 46.424 45.174 52.674 63.924 Từ bảng 1.5 ta có đồ thị sau: 117.6 100 53 53.676 50 30 15 15 1.176 Hình Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát tồn nhà máy Cơng suất dự trữ hệ thống Trong đó: - : cơng suất dự trữ toàn hệ thống (đã bao gồm nhà máy) - : công suất dự trữ hệ thống ban đầu (chưa tính nhà máy) Theo đề bài: - : công suất dự trữ nhà máy thiết kế Vậy: 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 vạch phương án nối dây Các phương án đưa phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ, phải khác cách ghép nối máy biến áp với cấp điện áp, số lượng dung lượng máy biến áp, số lượng máy phát điện Sơ đồ nối điện cấp điện áp phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sau: + Số máy phát điện, máy biến áp nối liên lạc phải thỏa mãn điều kiện ngừng máy phát máy biến áp cố máy phát lại đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải cấp điện áp máy phát phụ tải cấp điện áp trung + Công suất máy phát – máy biến áp không lớn dự trữ quay hệ thống Dự trữ quay hệ thống: + Chỉ nối máy phát – máy biến áp hai cuộn dây vào thành góp điện áp mà phụ tải cực tiểu lớn cơng suất này; có tránh trường hợp lúc phụ tải cực tiểu, không phát hết công suất công suất phải chuyển qua hai lần máy biến áp làm tăng tổn hao, gây lãng phí cơng suất máy phát + Nếu phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ lấy rẽ nhánh từ máy phát máy biến áp công suất lấy rẽ nhánh không vượt 15% Nếu lớn 15% phải dùng hệ thống góp Thành phần phần trăm cơng suất phụ tải cấp điện áp máy phát so với cơng suất tồn nhà máy: Khơng xây dựng góp cấp điện áp máy phát + Khơng nên dùng máy biến áp ba cuộn dây máy biến áp tự ngẫu để liên lạc hay tải điện cấp điện áp + Máy biến áp tự ngẫu sử dụng hai phía điện áp cao trung áp có trung tính trực tiếp nối đất ( nên không dùng + Khi công suất tải lên điện áp cao dự trữ hệ thống phải đặt hai máy biến áp + Không nên chọn nối song song hai máy biến áp hai cuộn dây máy biến áp ba cuộn dây thường khơng chọn hai máy biến áp phù hợp với điều kiện để vận hành song song Từ yêu cầu kỹ thuật trên, ta đề xuất số phương án nối điện cho nhà máy sau: Phương án I Mô tả phương án: Sơ đồ gồm máy phát F1, F2, F3, F4 Bộ máy phát F1-máy biến áp cuộn dây B1 máy phát F2-máy biến áp cuộn dây B2 nối vào góp cấp điện áp cao Bộ máy phát F3-máy biến áp B3 máy phát F4-máy biến áp B4 nối vào góp cấp điện áp trung Dùng hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 để liên lạc cấp điện áp nhà máy hệ thống Hình Sơ đồ phương án I Ưu điểm Sơ đồ đảm bảo liên lạc cấp điện áp nhà máy với hệ thống Nếu máy hỏng tổ máy khác làm việc đảm bảo cung cấp cho phụ tải Máy biến áp B3 B4 nối vào góp cấp điện áp trung nên giá thành máy biến áp giảm Nhược điểm Số lượng máy biến áp nhiều phí lắp đặt diện tích mặt lớn Nếu máy biến áp bị cố máy phát nối vào máy biến áp ngừng làm việc Phương án II Mơ tả phương án Sơ đồ gồm máy phát F1, F2, F3, F4 Dùng máy biến áp cuộn dây B3 để liên lạc cấp điện áp nhà máy hệ thống Bộ máy phát F1 – máy biến áp B1 máy phát F2- máy biến áp B2 nối vào góp cấp điện áp cao Bộ máy phát F3- máy biến áp B4 máy phát F4- máy biến áp B5 nối vào góp cấp điện áp trung Hình Sơ đồ phương án II Ưu điểm Sơ đồ đảm bảo liên lạc cấp điện áp nhà máy với hệ thống Máy biến áp B4 B5 nối vào góp cấp điện áp trung nên giá thành máy biến áp giảm Vì máy phát F1 – máy biến áp B1 máy phát F2- máy biến áp B2 nối vào góp cao áp nên q trình vận hành có tổn hao nối vào góp có cấp điện áp trung Nhược điểm Vì máy phát F1 – máy biến áp B1và F2- máy biến áp B2 nối cấp điện áp cao phí mua máy biến áp cao cách điện lớn Số lượng máy biến áp nhiều nên dẫn đến mặt phân phối thiết bị trời lớn Khi cố máy biến áp B3 làm khả liên lạc cấp điện áp nhà máy với hệ thống Khi cố máy biến áp nối vào máy phát làm máy phát ngưng làm việc Phương án III Mô tả phương án Sơ đồ gồm máy phát F1, F2, F3, F4 Dùng hai máy biến áp cuộn dây B2, B3 để liên lạc cấp điện áp nhà máy với hệ thống Bộ máy phát F2 F3 nối với máy biến áp cuộn dây B2 B3 Bộ máy phát F4- máy biến áp B4 nối vào góp cấp điện áp trung Bộ máy phát F1 – máy biến áp B1 nối vào góp cấp điện áp cao Hình Sơ đồ phương án III Ưu điểm Sơ đồ đảm bảo liên lạc cấp điện áp nhà máy với hệ thống Máy biến áp B4 nối vào cấp điện áp trung nên giá thành máy biến áp thiết bị điện tốn so với cấp cao áp Khi cố máy biến áp đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải Nhược điểm Vì máy phát F4 – máy biến áp B4 nối vào góp cấp điện áp trung nên trình vận hành bị tổn hao nhiều so với gắn cấp điện áp cao Số lượng máy biến áp nhiều nên dẫn đến vốn đầu tư tăng, mặt phân phối thiết bị trời lớn Bộ máy phát F1- máy biến áp B1 nối vào góp cấp điện áp cao phí lắp đặt cao nối vào cấp điện áp trung Phương án IV Mô tả phương án Sơ đồ gồm máy phát F1, F2, F3, F4 Dùng hai máy biến áp cuộn dây B3, B4 để liên lạc cấp điện áp nhà máy hệ thống Bộ máy phát F1 – máy biến áp B1 máy phát F2- máy biến áp B2 nối vào góp cấp điện áp cao Bộ máy phát F3 F4 nối nối với máy biến áp cuộn dây B3, B4 I cb10,5 I 0" N = ⇒ XH + XK = 54,98 = 9,58 1,157 + 4,58 kA I 0" N Ta thấy, ≤ Icđm, InhC Vậy kháng điện chọn thỏa điều kiện 4.5.3.2.Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp ∆UK%: a) Điều kiện làm việc bình thường: ∆ U% Kbt ≤ ∆ U% cp = 2% K ∆ U % bt = X K % I btK sinϕ I âmK Trong đó: cos = 0,8  sin = 0,6 0,385 0,6 = 1,925% < 2% 0,6 Vậy UKbt % < U cpbt %  đạt Điều kiện làm việc cưỡng bức: ∆ U % btK1 = 5% K ∆ U% cb ≤ ∆ U% cp = 5% ∆U % K cb I cbK = X K % sinϕ I âmK Trong đó: cos = 0,8  sin = 0,6 ∆ U % cbK1 = 5% 0,55 0,6 = 2,75% < 5% 0,6 Vậy  U cbK % <  U cbcp %  đạt 4.5.3.3.Kiểm tra điều kiện tạo điện áp dư góp ngắn mạch sau máy cắt đường dây: ∆U % = ∆U K1 dæ K2 dæ I 0" N 9,58 % = X K1 % = 5% = 79,83% > (60 - 75)% I âmK1 0,6 Vậy kháng điện dã chọn thỏa mãn điều kiện 4.5.3.4.Kiểm tra ổn định động: ixk ≤ iơđđ Ta có: iơđđ = 27,5 KA Ixk = q.I”N7 = 1,5.9,58 = 14,37 KA ixk = 2.K xk I 0" N = 2.1,8.9,58 = 24,38 kA < i ôđđ Vậy kháng điện chọn thỏa mãn điều kiện ổn định động 4.5.3.5.Kiểm tra ổn định nhiệt: I2nh.tnh > BNtt BNtt = (I”N7)2.(tc+tqđ) = (9,58)2.(1 + 0,5) = 137,664 KA2/S I2nh.tnh = 222.1 = 484 KA2/S Vậy kháng điện chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt Vậy kháng điện chọn thỏa mãn tất điều kiện kiểm tra 4.5.4.Chọn máy cắt sau kháng điện đường dây: 4.5.4.1.Điều kiện chọn máy cắt: Loại máy cát điện Điện áp Dòng điện UđmMC ≥ Umg : : Điều kiện cắt : IđmMC ≥ Ilvcb " I Icđm MC ≥ N Kiểm tra điều kiện ổn định động: iôđđ ≥ ixk Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: I 2nh.t ≥ B nh N Tra sách “Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp” PGS Nguyễn Hữu Khái, ta chọn máy cắt điện có thơng số bảng sau: Loại máy cắt điện Uđm, kV Iđm, A Icđm, kA iôđđ, kA Iôđn/tnh, kA/s BM Π-10-630-20 10 630 20 64 20/8 4.5.4.2.Kiểm tra máy cát chọn: a.Kiểm tra ổn định động: iơđđ ≥ ixk Ta có : iơđđ = 64 kA " K I 2.1,8.9,58 = 24,38 kA < i xk N7 = ixk = ôđđ Vậy máy cắt chọn thỏa mãn điều kiện ổn định động b.Kiểm tra ổn định nhiệt: I2nh.tnh > BN I2nh.tnh =/s) > BN Vậy máy cắt chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt 4.6.CHỌN SỨ: Sứ khí cụ điện dùng để giữ dây dẫn trần Do vậy, sứ phải chịu điện áp lớn đặt lên dây dẫn, phải chịu dựng tác động học nhiệt học dòng điện làm việc lâu dài ngắn mạch, đồng thời phải chịu tác động môi trường làm việc 4.6.1.Chọn sứ đỡ cho dẫn cứng: Sứ đỡ chọn theo điều kiện sau: Loại sứ: Sứ đặt nhà hay trời Điện áp: Uđms ≥ UđmHT Kiểm tra điều kiện ổn định động: Ftt ≤ Fcp = 0,6.Fph Trong đó: Fcp lực cho phép tác dụng lên đầu sứ, kG Fph lực phá hoại định mức sứ, kG Ftt lực tính tốn đẳng trị qui đổi đầu sứ, kG h  H +  H' 2 Ftt = F1 = F1  H H Với: F1 lực tính tốn khoảng vượt dẫn, kG H’ chiều cao trọng tâm dẫn H chiều cao sứ h chiều cao dẫn h H H’ 4.6.2 Sứ đỡ góp cấp điện áp máy phát Ta có: F1 = 103,72 KG h = 75 mm Chọn sứ có thơng số sau: Điện áp, kV Loại sứ OP- 10 - 375Y3 Định mức Duy trì trạng thái khơ Lực phá hoại Chiều cao, nhỏ mm uốn tính, kG 10 47 375 Vậy: 75   120 +  2 Ftt = 103,72  = 136,13 120 kG Fcp = 0,6Fph = 0,6.375 = 225 kG Ta thấy Ftt < Fcp Vậy sứ chọn thỏa mãn yêu cầu ổn định động 120 4.7.CHỌN CUỘN DẬP HỒ QUANG: Nhà máy điện có cấp điện áp máy phát U = 10,5 kV mạng trung tính cách điện đất cho phép làm việc có chạm đất pha mạng dịng điện dung khơng vượt trị số cho phép (30 A mạng ≤ 10 kV, 10 A mạng ≤ 35 kV), dòng điện dung lớn hơn, người ta thường dùng cuộn dập hồ quang nối vào điểm trung tính mạng cách đất 4.7.1.Điều kiện chọn: Cuộn dập hồ quang chọn theo điều kiện sau: Uđm ≥ Uph Q ≥ Qtt = n.Ic.Uph Trong đó: Uph điện áp pha mạng, kV n hệ số tính dến phát triển mạng chọn 1,25 IC dòng điện chạm đất pha xác định theo công thức kinh nghiệm sau: - Đối với đường dây không: Ud.∑ Ic = 350 [A] - Đối với đường dây cáp: Ud.∑ Ic = 10 [A]  Với ∑ tổng chiều dài đường dây 4.7.2.Chọn cuộn dập hồ quang cho mạng cấp điện áp máy phát 10,5 kV: Phụ tải cấp điện áp máy phát gồm: - đường dây kép x MVA dài 10 km - đường dây đơn x MVA dài km Tổng chiều dài đường dây: ∑ = 4.2.10 + 2.9 = 98 km Tổng chiều dài cáp: ∑ = 4.2.0,2 + 2.0,2 = km Tổng chiều dài đường dây không: K = ∑ -  ∑ = 98 - = 96 km Dịng dung dẫn đườn dây khơng: U d  K 10,5.96 I = 350 = 350 = 2,88 A K c Dòng dung dẫn cáp: U d C 10,5.2 I = 10 = 10 = 2,1 A C c Dòng dung dẫn đường dây phụ tải cấp điện áp máy phát: IK IC Ic = c + c = 2,88 + 2,1 = 4,98 A Ta thấy, Ic < 30A nên không cần phải chọn cuộn dậy hồ quang mạng 10,5 kV 4.7.3.CHỌN MÁY BIẾN DÒNG, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP: Các phần tử hệ thống điện thường có điện áp cao dịng điện làm việc lớn, đưa trực tiếp đại lượng vào dụng cụ đo lường, rơle, thiết bị tựng động hóa kiểm tra Để cung cấp tín hiệu cho thiết bị trên, người ta dùng máy biến dòng điện (BI) máy biến điện áp (BU), gọi chung máy biến áp đo lường Máy biến dòng điện (BI) máy biến áp đo lường, làm nhiện vụ biến đổi dòng điện lớn cần đo I1 xuống dòng điện tiêu chuẩn I2 với tổn hao sai số nhỏ để cung cấp cho dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle tự động hóa hệ thống cách an toàn Máy biến điện áp (BU) máy biến áp đo lường dùng để biến đổi điện áp từ trị số U1 (thường U1 ≥ 380 V) trị số thích hợp U2 (100; 100/ 100/3 V) để cung cấp cho dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle, tự động hóa, kiểm tra cách điện mạng điện Ngoài nhờ có máy biến áp, máy biến dịng mà dụng cụ đo lường, rơle cách ly với mạng điện cao U1, đảm bảo an toàn cho nhân viên vận hành MF I cb Ở ta chọn BI, BU cho mạng máy phát Uđm = 10,5 kV, = 1,7 kA 4.7.3.1.Chọn máy biến dòng (BI): a.Điều kiện chọn: Máy biến dòng BI chọn theo điều kiện: UđmBI ≥ Umg =10,5 kV Điện áp : Dòng điện I cb 1,7 = 1,417 , , IđmBI ≥ = kA : Phụ tải Ổn định động: Ổn định nhiệt: : Z2đm BI ≥ Z2 = r2 2.K äââ.I1âm ≥ i xk ( knh.I1âm ) t nh ≥ BN Ta chọn BI đặc nhà, sơ cấp thứ cấp mắc hình thơng số bảng sau: Loại biến dòng Điện áp, kV Dòng điện định mức, A Sơ cấp T^10T3 10 2000 Phụ tải định mức, Ω kơđđ iơđđ, kA Inh/tnh Thứ cấp Cấp xác 0,5 1,2 165 81 31,5/4 STT Tên dụng cụ Ký hiệu Loại Phụ tải, VA Pha A Pha B Pha C 0,5 0,5 01 Ampe mét tác dụng A ∃-335 0,5 02 Oát mét tác dụng W Ô-355 0,5 0,5 03 Oát mét phản kháng VAr Ô-355 0,5 0,5 04 Oát mét tác dụng tự ghi W H-318 10 10 05 Oát mét phản kháng tự ghi VAr 10 10 06 Oát kế tác dụng WH Ỉ-675 2,5 2,5 2,5 07 Oát kế phản kháng VAr H Ỉ-673M 2,5 2,5 2,5 26,5 5,4 26,5 H-3180 Tổng công suất: Từ bảng ta thấy pha A pha C mang tải nhiều S = 26,5 VA nên lấy số liệu pha A để tính tốn Tổng trở dụng cụ đô lường mắt vào pha A: S Zdc = I 2 âm = 26,5 = 1,06 52 Ω Tổng trở dây nối từ BI đến dụng cụ đo: Zdd = ZđmBI - Zdc Trong đó: ZđmBI tổng trở định mức BI, ZđmBI = 1,2 Ω Zdc tổng trở dụng cụ đo, Zdc = 1,06 Ω ⇒ Zdd = 1,2 - 1,06 = 0,14 Ω Giả sử chiều dài dây dẫn từ BI đến dụng cụ đo 0,0175 Ωmm2/m, nên ta có  = 30m Chọn dây dẫn đồng có =  Zdd ≈ rdd = Ftt ρ. 0,0175.30 = 3,75 F , tt Ftt = = mm2 ⇒ V ậy ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện F = mm2 b.Kiểm tra máy biến dòng chọn: Kiểm tra ổn định động: Điều kiện: 2.K äââ.I1âm ≥ i xk Ta có: Kơđđ = 165 2.K äââ.I1âm = 2.165.4 =933,381 kA ⇒ ixk = i xkN ' = 58,8kA < 933,381 kA Vậy BI chọn đảm bảo điều kiện ổn định động Kiểm tra ổn định nhiệt: Vì BI có Iđm > 1000 A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt 4.7.3.2.Chọn máy biến điện áp (BU): a.Điều kiện chọn: Máy biến điện áp BU chọn theo điều kiện: UđmBI ≥ Umg = 10,5 kV - Điện áp : - Công suất định mức : S2đmBU ≥ S2 = - Chọn cấp xác : 0,5 ∑P +∑Q dc dc - Vị trí đặt nhà Do nhu cầu cung cấp tín hiệu cho dụng cụ đo lường để kiểm tra cách điện phía lưới điện có trung tính cách đất (phía 10,5 kV 35 kV) nên ta chọn BU ba pha trụ nối theo sơ đồ Y0 - Y0 - Δ Ta có phụ tải BU bảng sau: Bảng 4.10 Phụ tải BU Phụ tải pha S Tên dụng cụ Loại TT AB BC P (W) Vôn kế B2 Phụ tải pha Q (Var) P (W) Q (Var) ,2 Oát mét tác Π- dụng 314 Oát mét phản kháng Oát mét tác dụng tự ghi Oát kế tác dụng Oát kế phản kháng Tần số kế 1, ,8 Π- 33 8 8, ,3 Π- 342/1 1, ,8 Π- 670 ,66 Π- 672 1, 62 ,66 0, 66 1, 62 ,62 0, 66 -340 ,62 6, Tổng công suất 0,4 3, 24 9,72 ,24 Từ bảng ta có: S= (20, + 19,72) + (3, 24 + 3, 24) = 40,64 VA Vậy, ta chọn máy biến áp (BU) có thơng số bảng: Bảng 4.11 Thông số kỹ thuật BU chọn Loại Cấp biến điện áp điện áp, kV HOM10 10 Điện áp định mức, V Công Cấp suất định Cuộn Cuộn xác mức,VA thứ cấp thứ cấp phụ 100 100/3 0,5 75 Chọn dây dẫn từ BU đến dụng cụ đô: Dây dẫn thỏa mãn điều kiện: - Tổn thất điện áp dây dẫn: U% ≤ Ucp% = 0,5% Giả sử chiều dài dây dẫn từ BU đến dụng cụ đo là:  = 30m Điện trở dây dẫn l 30 0,525 ρ rdd = cu S = 0,0175 S = S Ω Vậy tổn thất điện áp dây dẫn là: S.rdd = U đ m U% = 0,525 S 100 ≤ 0,5 100 40,64 ⇒ S 0,4267 mm2 - Đảm bảo độ bền cơ: Tiết diện nhỏ dây dẫn nhôm 2,5 mm2; dây đồng 1,5 mm2 Chọn dây dẫn đồng có tiết diện S = 0,0175(Ω.mm2/m) Vậy máy biến áp (BU) chọn thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật 1,5 mm2 ρcu = CHUONG :THIẾT KẾ PHẦN TỰ DÙNG CHO NHÀ MÁY ĐIỆN 5.1.GIỚI THIỆU CHUNG: Trong nhà máy điện ngồi thiết bị lị hơi, tua bin, máy phát, cịn có nhiều loại cấu khác để phục vụ hay tự động hóa q trình công tác tổ máy Tất cấu với động điện kéo chúng, mạng điện, thiết bị phân phối, máy biến áp giảm áp, nguồn ngăng lượng độc lập, hệ thống điều khiển, tín hiệu, thắp sáng, tạo thành hệ thống tự dùng nhà máy Đối với nhà máy nhiệt điện, cơng suất tự dùng thường chiếm ÷ 8% cơng suất của toàn nhà máy Điện tiêu thụ chủ yếu để cung cấp cho cấu tự dùng sau: - Cơ cấu phục vụ cho trình chuẩn bị nhiên liệu + Cơ cấu thiết bị dập than: máy sàn than, dập than + Cơ cấu chế biến than bột: máy nghiềng than, máy cấp than - Các cấu kho nhiên liệu vận chuyễn nhiên liệu vào lò: cần trục máy xúc than, băng tải, - Các cấu lị hơi: máy cấp than bột, quạt gió, quạt khói, bơm cấp nước, - Các cấu tổ máy - tuabin: bơm hơi, bơm tuần hoàn, bơm dầu hệ thống điều chỉnh, làm mát, bôi trơn, Ngồi cấu phục vụ cho q trình cơng nghệ cịn có cấu làm nhiệm vụ bơm cấp nước kỹ thuật, bơm chữa cháy, thiết bị nén khí, máy nạp ácquy, hệ thống điều chỉnh, làm mát, bôi trơn, 5.2.CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TỰ DÙNG: Điện tự dùng phần quan trọng nhà máy điện trạm biến áp Các cố hệ thống điện nhà máy điện dẫn đến phá hoại làm việc bình thường phần tồn nhà máy, đơi cịn phát triển thành cố hệ thống điện Do vậy, sơ đồ nối điện tự dùng cần thực cho có độ tin cậy cao, đảm bảo cung cấp điện đầy đủ cho cấu tự dùng quan trọng chế độ làm việc Mặt khác yêu cầu hệ thống tự dùng phải đơn giản, linh hoạt, giá thành hạ, chi phí vận hành thấp, dễ vận hành, Điện áp tự dùng sử dụng chủ yếu cấp kV kV Cấp kV cung cấp cho động công suất lớn 200 kW, cấp 0,4 kV đễ cung cấp cho động bé thắp sáng, tín hiệu, Cấp kV khơng dùng giá thành động kV kV không chênh lệch phí tổn kim loại màu tổn thất mạng kV lớn nhiều so với cấp 6kV Hơn dùng cấp kV có ưu điểm là: - Tăng cơng suất đơn vị động - Tăng công suất máy biến áp nên chọn số lượng máy biến áp Để đảm bảo độ tin cậy cung cấy điện ta phân đoạn góp tự dùng xây dựng góp tự dùng dự trữ cho cấp điện áp Máy biến áp tự dùng dự trữ nối vào máy biến áp liên lạc đoạn máy cắt máy biến áp để đảm bảo làm việc báy biến áp dự trữ sữa chữa phân đoạn thiết bị phân phối 5.3.CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CƠNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG: 5.3.1.Máy biến áp tư dùng bậc 1: 5.3.1.1.Máy biến áp tự dùng làm việc bậc 1: Công suất định mức máy biến áp tự dùng làm việc bậc xác định là: SlvâmB ≥ StdFimax = â%.SđmFi= 1%.29,4 = 0,294 MVA Trong đó: Bi máy biến áp B5, B6, B7, B8 5.3.1.2.Máy biến áp tự dùng dự trữ bậc 1: Do số lượng máy biến áp tự dùng việc nên ta cần đặt máy biến áp tự dùng dự trữ Máy biến áp tự dùng dự trữ có nhiệm vụ dự trữ cho máy biến áp tự dùng làm việc bảo đảm cấp điện tự dùng dừng khởi động cho tổ máy khác Để đảm bảo điều kiện này, công suất máy biến áp tự dùng dự trữ phải chọn lớn 1,5 lần công suất phụ tải cực đại tự dùng làm việc: i SdtâmB ≥ 1,5.StdFimax = 1,5 StdFimax = 1,5.0,294 = 0,441 MVA Trong đó: Bj máy biến áp B9 Vậy ta chọn máy biến áp tự dùng bậc với thông số bảng 5.1: Bảng 5.1 j Loại máy biến áp Sđm, MVA Số lượng Điện áp, kV Tổn thất, kW Cao Hạ ÔPO ÔPn TM Làm việc 10 6,3 2,1 TM Dự trữ 1 10 6,3 2,1 Un % IO% 11,6 5,5 1,4 11,6 5,5 1,4 5.3.2Máy biến áp tự dùng bậc 2: 5.3.2.1.Máy biến áp tự dùng làm việc bậc 2: Máy biến áp tụ dùng bậc biến đổi từ cấp điện áp kV xuống 0,4 kV, có nhiệm vụ cung cấp điện cho động 0,4 kV, thắp sáng, tín hiệu, Đối với nhà máy nhiệt điện, công suất phụ tải tự dùng bậc chiếm khoảng 10 ÷ 30% cơng suất tự dùng tồn nhà máy, ta chọn công suất tự dùng bậc 20% công suất tự dùng toàn nhà máy, xác định sau: SlvâmB ≥ 20%.StdFimax = 20%.0,294 = 0,059 MVA Trong đó: Bi máy biến áp B10, B11, B12, B13 5.3.2.2.Máy biến áp tự dùng dự trữ bậc 2: Tương tự bậc 1, công suất máy biến áp tự dùng dự trữ bậc xác định sau: i SdtâmB ≥ 1,5.20%.StdFimax = 1,5.20%.0,294 = 0,0882 MVA Trong đó: Bj máy biến áp B14 Vậy ta chọn máy biến áp tự dùng bậc với thông số bảng 5.2: j Bảng 5.2 Loại máy biến áp Sđm, Số Điện áp, kV Tổn thất, kW Un% IO% MVA lượng Cao Hạ ÔPO ÔPn TM Làm việc 6,3 0,4 2,1 11,6 5,5 1,4 TM Dự trữ 1 6,3 0,4 2,1 11,6 5,5 1,4 5.4.KIỂM TRA KHẢ NĂNG TỰ KHỞI ĐỘNG CỦA CÁC ĐỘNG CƠ: Do ngắn mạch hay nguyên nhân khác làm cho điện áp giảm thấp chí không, làm cho động làm việc dừng lại hay tần số thay đổi Trong điều kiện động quan trọng không cắt khỏi lưới sau loại trừ nguyên nhân gây cố đồng thời xảy trình tự khởi động động Điều kiện để động tự khởi động lại tổng công suất động có có cấu tự dùng nhà máy phải nhỏ tổng công suất động điện cho phép tự khởi động, nghĩa là: ∑Pđm > Ptdmax Trong đó: ∑Pđm tổng cơng suất động điện tự mở máy: (105 − U d % ).η tb cos ϕ tb.100.SâmB U d %.I KD ( X K % + U N % ) ∑Pđm = Với: Ud% : Điện áp tự dùng thời gian động tự mở máy, lấy Ud% = (65 ÷ 70)%, chọn Ud% = 65% cosϕtb : Hệ số cơng suất trung bình động 0,80 ÷ 0,85, cosϕtb=0,85 IKD: Trị số tươmg đối dòng điện mở máy tổng tất động lấy 4,8 (A) ηtb : Hiệu suất trung bình động cơ, lấy 0,88÷0,92, chọn ηtb = 0,9 UN% : Điện áp ngắn mạch MBA tự dùng XK% : Điện kháng kháng điện Vì ta đặt MBA tự dùng nên XK% = SđmB : Công suất định mức MBA nối vào góp 5.4.1.Kiểm tra động nối vào góp 6,3 kV ∑P âm = (105 − 65).0,9.0,85.100.1 = 1,783 65.4,8.6,5 (MW) Ta có: PtdFimax = Stdmax.cosϕ =â% SFimax.cosϕ = 1%.29,4.0,8 =0,2352 MW ⇒ ∑Pđm > PtdFimax Vậy động nối vào góp 6,3kV đảm bảo điều kiện tự khởi động 5.4.2.Kiểm tra động nối vào góp 0,4 kV ∑P âm = (105 − 65).0,9.0,85.100.1 = 1,783 65.4,8.5,5 (MW) Ta có: PtdFimax = Stdmax.cosϕ =20%.â% SFimax.cosϕ = 20%.1%.29,4.0,8 = 0,047 MW ⇒ ∑Pđm > PtdFimax Vậy động nối vào góp 0,4 kV đảm bảo điều kiện tự khởi động TAÌI LIÃÛU THAM KHAÍO PGS Nguyễn Hữu Khái, Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp “phần điện”, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội - 2004 PGS Nguyễn Hữu Khái, Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp “phần điện”, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội - 1999 TS Nguyễn Quang Thạch (chủ biên) TS Phạm Văn Hòa, Phần điện nhà máy điện trạm biến áp, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội - 2004 Nguyễn Văn Đạm, Thiết kế mạng hệ thống điện, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội - 2006 Nguyễn Công Hiền (chủ biên) Nguyễn Mạnh Hoạch, Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp, thị nhà cao tầng, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội 2001 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Như Đức Hướng dẫn: TS Hạ Đình Trúc 63 ... biến áp cuộn dây B3 để liên lạc cấp điện áp nhà máy hệ thống Bộ máy phát F1 – máy biến áp B1 máy phát F2- máy biến áp B2 nối vào góp cấp điện áp cao Bộ máy phát F3- máy biến áp B4 máy phát F4- máy. .. cao Bộ máy phát F3 -máy biến áp B3 máy phát F4 -máy biến áp B4 nối vào góp cấp điện áp trung Dùng hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 để liên lạc cấp điện áp nhà máy hệ thống Hình Sơ đồ phương án I Ưu... lạc cấp điện áp nhà máy với hệ thống Bộ máy phát F2 F3 nối với máy biến áp cuộn dây B2 B3 Bộ máy phát F4- máy biến áp B4 nối vào góp cấp điện áp trung Bộ máy phát F1 – máy biến áp B1 nối vào góp