Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm 4 tổ máy x100 MW Nhà máy máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải sau đây. 1. Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax= 24 MW, cos= 0,83. Gồm 4 kép x3 MWx3 km và 6 đơn x 2 MWx3 km Biến thiên phụ tải, ghi trên bảng. Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với Icắt=21 kA và tcắt=0,7 sec và cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất là 70 mm2 2. Phụ tải cấp điện áp trung áp 110 kV: Pmax=180 MW; cos=0,84 Gồm hai đường dây kép x70 MW và một đường dây đơn x40 MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng. 3. Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV: Không có 4. Nhà máy nối với hệ thống 220 kV bằng đường dây kép dài 120 km. Công suất hệ thống (không kể nhà máy đang thiết kế): 4000 MW; Công suất dự phòng của hệ thống: 200 MVA. Công suất ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống SNHT= 5000 MVA. 5. Tự dùng: ỏ =7%, cos = 0,82
Đồ án Tốt Nghiệp điện Trờng Đhbk Hà nội Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt môn Hệ thống ®iƯn Khoa ®iƯn NhiƯm vơ ThiÕt kÕ tèt nghiƯp Hä tên sinh viên : Lê Hoàn Họ tên sinh viên : Lớp HTĐ K44 Cán hớng dẫn: TS Phạm Văn Hoà Phần i: thiết kế phần điện nhà máy điện Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm tổ máy x100 MW Nhà máy máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải sau Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax= 24 MW, cos= 0,83 Gồm kép x3 MWx3 km đơn x MWx3 km Biến thiên phụ tải, ghi bảng Tại địa phơng dùng máy cắt hợp với Icắt=21 kA tcắt=0,7 sec cáp nhôm, vỏ PVC víi tiÕt diƯn nhá nhÊt lµ 70 mm2 Phơ tải cấp điện áp trung áp 110 kV: Pmax=180 MW; cos=0,84 Gồm hai đờng dây kép x70 MW đờng dây đơn x40 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV: Không có Nhà máy nối với hệ thống 220 kV đờng dây kép dài 120 km Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế): 4000 MW; Công suất dự phòng hệ thống: 200 MVA Công suất ngắn mạch tính đến góp phía hÖ thèng SNHT= 5000 MVA Tù dïng: α =7%, cos = 0,82 Công suất phát toàn nhà máy ghi bảng Bảng biến thiên công suất Sinh viên: Lê Hoàn Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp điện Giờ 0-4 4-6 PĐP(%) 80 80 PTA(%) 90 90 PTNM(% 80 80 ) PhÇn iI: ThiÕt kÕ Phần điện nhà máy nhiệt 6-8 8-10 10- 12- 14- 16- 18- 20- 24- 14 80 90 16 18 90 100 100 90 20 90 90 22 90 80 26 80 80 90 100 100 90 90 80 80 80 70 80 12 70 90 80 80 90 ThiÕt kÕ trạm biến áp giảm áp 10/0,4 kV cấp điện cho khu dân c Nội dung tính toán Phần I: Thiết kê phần điện nhà máy nhiệt điện ngng Tính toán cân công suất, chọn phơng án nối dây Tính toán chọn máy biến áp Tính toán ngắn mạch Tính toán kinh tế- kĩ thuật chọn phơng án tối u Chọn khí cụ điện Tính toán tự dùng Phần II: Trạm hạ áp Xác định phụ tải tính toán Sơ đồ điện dây dẫn Tính toán nối đất Phần III: Các vẽ: Bản vẽ đồ thị tổng hợp Sơ đồ phơng án Sơ đồ nối điện kể tự dùng Sơ đồ thiết bị phân phối trời Sơ đồ trạm nối điện hạ áp Sơ đồ thiết bị phân phối trạm hạ áp Sinh viên: Lê Hoàn Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp điện Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt Hà Nội tháng năm 200 Giáo viên hớng dẫn TS-Phạm Văn Hoà Lời nói đầu Điện nguồn lơng cần thiết cho toàn kinh tế đời sống xà hội quốc gia Ngày nhu cầu kinh tế đời sống ngày cao, phụ tải ngày phát triển, công công nghiệp hoá đại hoá đất nớc, mức độ tiêu thụ lơng điện tăng cao Bởi đòi hỏi hệ thống điện phải không ngừng phát triển lớn mạnh Để đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng lợng điện ngày tăng cần phải xây dựng thêm nhà máy điện đờng dây truyền tải điện Nhà máy điện phần tử quan trọng hệ thống điện, có vốn đầu t xây dựng lớn nên việc giải đắn vấn đề kinh tế-kỹ thuật thiết kế, xây dựng vận hành nhà máy điện mang lại hiệu kinh tế to lớn cho kinh tế quốc dân Đồ án tốt nghiệp phần quan trọng trình học tập Qua đồ án tốt nghiệp giúp sinh viên ôn lại kiến thức đà tích luỹ đợc, có đợc cách nhìn tổng quan hiểu biết thêm thực tế Bản đồ án tốt nghiệp Em đựoc giao có nhứng nội dung sau: Sinh viên: Lê Hoàn Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện Phần : Thiết kế nhà máy nhiệt điện ngng có tổng công suất đặt 400M Phần hai : Thiết kế trạm điện giảm áp 10/04 kV cung cÊp cho mät khu d©n c Víi nội dung đợc giao đồ án em đà hoàn thành khối lợng thời gian Trong trình thực em đà có nhiều cố gắng nhng khó tránh đợc thiếu xót nên em mong đợc bảo thêm thầy cô để đồ án em đợc tốt Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Điện trờng đại học Bách Khoa Hà Nội , thày cô môn Hệ thống điện Nhất em xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới thày giáo hớng dẫn TS Phạm Văn Hòa đà tận tình bảo, giúp đỡ em hoàn thành đồ án Hà Nội 19 tháng năm 2004 Sinh viên thực Lê Hoàn Mục lục Phần I: Nhà máy điện Chơng 1: Tính toán phụ tải cân công suất 1.1 Chọn máy phát điện 1.2 Tính toán phụ tải cân công suất 1.2.1 Công suất phát nhà máy 1.2.2 Phụ tải địa phơng Sinh viên: Lê Hoàn Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện 1.2.3 Phụ tải trung áp 1.2.4 Công suất phát vào hệ thống 1.2.5 Nhận xét chung 1.3 Xác định phơng án nối dây sơ Chơng 2: Tính toán Chọn máy biến áp cho phơng án 12 A Phơng án 13 2.1 Chọn máy biến áp kiểm tra điều kiện qúa tải 13 2.1.1 Chọn máy biến áp 13 2.1.2 Kiểm tra điều kiện tải máy biến áp 14 2.2 Phân bố công suất tính toán tổn thất điện 18 2.2.1 Phân bố công suất cho c¸c m¸y biÕn ¸p 18 2.2.2 TÝnh to¸n tỉn thÊt điện máy biến áp 19 2.3 Tính toán chọn kháng điện phân đoạn nối hai máy phát 22 2.3.1 Phân bố phụ tải địa phơng cho phân đoạn góp máy phát 22 2.3.2 Tính toán dòng điện cỡng lớn qua kháng điện phân đoạn 22 2.4 Xác định dòng điện Làm việc bình thờng dòng điện cỡng 24 Sinh viên: Lê Hoàn Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện 2.4.1 Các mạch phía 220 kV 24 2.4.2 Các mạch phía 110 kV 25 2.4.3 Các mạch điện phía 10,5 kV 26 B Phơng án 27 2.1 Chọn máy biến áp kiểm tra điều kiện qúa tải 27 2.1.1 Chọn máy biến áp 27 2.1.2 Kiểm tra điều kiện tải máy biến áp 28 2.2 Phân bố công suất tính toán tổn thất điện 31 2.2.1 Phân bố công suất cho máy biến áp 31 2.2.2 Tính toán tổn thất điện c¸c m¸y biÕn ¸p 32 2.3 TÝnh to¸n chän kh¸ng điện phân đoạn nối hai máy phát 34 2.3.1 Phân bố phụ tải địa phơng cho phân đoạn góp máy phát 34 2.3.2 Tính toán dòng điện cỡng lớn qua kháng điện phân đoạn 34 2.4 Xác định dòng điện Làm việc bình thờng dòng điện cỡng 35 2.4.1 Các mạch phía 220 kV 35 2.4.2 Các mạch phía 110 kV 36 2.4.3 Các mạch điện phía 10,5 kV 37 Sinh viên: Lê Hoàn Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp điện Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt Chơng 3: Tính toán ngắn mạch 39 3.1 Mục đích tính toán ngắn mạch 39 3.2 Xác định đại lợng tính toán ngắn mạch hệ đơn vị tơng đối 39 3.2.1 Điện kháng hệ thống điện 39 3.2.2 Điện kháng đờng dây kép 39 3.2.3 Điện kháng máy phát 40 3.2.4 Điện kháng máy biến áp ba pha hai cuộn dây 40 3.2.5 Điện kháng máy biến áp ba tự ngẫu 40 3.2.6 Điện kháng kháng điện phân đọan máy phát điện 40 A Phơng án 41 3.1 Xác định điểm tính toán ngắn mạch 41 3.1.1 Nguyên tắc lựa chọn điểm ngắn mạch 41 3.1.2 Lựa chọn điểm tính ngắn mạch cho phơng án 41 3.2 Sơ đồ thay tính ngắn mạch chung phơng án 42 3.2.1 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N1 43 3.2.2 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N2 45 3.2.3 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N3 47 Sinh viên: Lê Hoàn Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện 3.2.4 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N4 49 3.2.5 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N4- đầu cực máy phát 51 3.2.6 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N5 52 3.2.7 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N6 52 B Phơng án 55 3.1 Xác định điểm tính toán ngắn mạch 55 3.2 Sơ đồ thay tính ngắn mạch chung phơng án 55 3.2.1 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N1 57 3.2.2 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N2 58 3.2.3 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N3 60 3.2.4 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N4 62 3.2.5 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N4- đầu cực máy phát 65 3.2.6 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N5 65 3.2.7 Tính toán dòng ngắn mạch điểm N6 66 Chơng 4: So sánh kinh tế - kĩ thuật phơng án chọn phơng án tối u 69 4.1 Phơng pháp đánh giá hiệu phơng án 69 4.2 Lựa chọn sơ đồ nối điện, máy cắt cách ly cho phuơng án 71 Sinh viên: Lê Hoàn Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện 4.2.1 Lựa chọn sơ đồ nối điện, máy cắt dao cách ly cho phuơng án 71 4.2.2 Lựa chọn sơ đồ nối điện máy cắt cho phuơng án 74 4.3 Tính toán kinh tế - kĩ thuật cho phơng án 75 4.3.1 Tính toán kinh tế - kĩ thuật cho phơng án 75 4.3.2 TÝnh to¸n kinh tÕ - kÜ thuËt cho phơng án 76 Chơng 5: Lựa chọn khí cụ điện dây dẫn 79 5.1 Chọn dẫn cứng đầu cực máy phát sứ đỡ 79 5.1.1 Chọn dẫn cứng đầu cực máy phát 79 5.1.2 Kiểm tra ổn định dẫn cứng 80 5.1.3 Chän sø ®ì dÉn 82 5.2 Chän dây dẫn góp mềm 82 5.2.1 Mạch điện áp 220 kV 83 5.2.2 Mạch điện áp 110 kV 86 5.3 Chọn thiết bị cho phụ tải địa phơng 88 5.3.1 Lựa chọn sơ đồ cho phụ tải địa phơng 88 5.3.2 Chọn cáp cho phụ tải địa phơng 89 5.3.3 Chọn kháng điện phân nhóm phụ tải địa phơng 91 Sinh viên: Lê Hoàn Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện 5.4 Chọn máy biến điện áp Đo Lờng 97 5.4.1 Chọn máy biến điện áp máy biến dòng cho cấp điện áp 220 kV 97 5.4.2 Chọn máy biến điện áp máy biến dòng cho cấp điện áp 110 kV 97 5.4.3 Mạch m¸y ph¸t 10,5 kV 98 5.5 Chän chèng sÐt van 101 5.5.1 Cấp điện áp 220 kV 101 5.5.2 Cấp ®iƯn ¸p 110 kV 101 5.5.3 Trung tÝnh m¸y biÕn áp nối bên trung áp 101 Chơng 6: Chọn sơ đồ nối thiết bị tự dùng 102 6.1 Chọn máy máy cắt đầu nguồn tự dùng 102 6.2 Chọn m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp mét 103 6.3 Chän máy biến áp dự trữ cấp 103 6.4 Chọn m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp hai 103 6.5 Chän máy cắt hợp cho mạch tự dùng cấp hai 6,3 kV 104 6.6 Chän Aptomat cho phơ t¶i tự dùng 0,4 kV 105 Phần II: thiết kế trạm biến áp giảm áp 10/04 kV 107 Sinh viên: Lê Hoàn 10 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện Vậy ta tính toán điện kháng tơng đơng hệ thống tới trớc đờng dây không là: U tb 10,5 0,242 3.I Cdm 3.25 VËy tæng trở tính toán tới điểm ngắn mạch N1: X HT * * Ztt(N1) X HT ZAC 35 j.0,242 (8,4 j.7,62)8,4 j.7,862 Dòng ngắn mạch N1-phía đầu cáp là: U tb 10,5 0,527 kA 2 3.Ztt(N1) (8,4 7,862 ) Giả thiết máy cắt cắt hoàn toàn dòng ngắn mạch sau thời I N1 gian: tC= sec Với loại cáp ruột đồng đà chọn tiết diện cáp nhỏ đảm bảo ổn định nhiệt là: FÔđnmin= .I N1 tC 6.0,527 3,162 < FC¸p= 25 mm2 KÕt luËn: VËy c¸p ta đà chọn hoàn toàn đáp ứng yêu cầu kĩ thuật đặt A.3.2 Chọn dao cách ly phía 10,5 kV Để chọn dao cách ly ta cần tính toán dòng điện cỡng ngắn mạch qua cách ly Dòng cỡng qua cách ly dòng phía cao máy biến áp hạ áp làm việc chế độ qúa tải cho phép Vậy trị số dòng cỡng qua cách ly là: kqtcp.SdmB 1,3.400 28,59 A 3.U dmB 3.10,5 Trị số dòng điện ngắn mạch qua cách ly dòng điện ngắn I cbCL mạch phía đầu cáp cao áp mà tính toán trên: I N1= 0,527 kA Vì điểm ngắn mạch N1 coi nh ngắn mạch xa nguồn nên ta có trị số dòng xung kích qua cách ly là: I xkCL k xk 2.I N1 1,8 2.0,5271,34 kA Sinh viªn: Lê Hoàn 156 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện Dao cách ly đợc chọn theo điều kiện sau: UđmCL Uđm mạng= 10,5 kV Điện áp: Dòng điện: IđmCL Icb= 28,59 A ổn ®Þnh nhiƯt: I2nh.t I2 ≥ tq®= I2 tc= 0,5272.1=0,278 kA2.sec ổn định lực động điện: Ilđđ ixk= 1,34 kA Tra Sỉ tay Lùa chän vµ Tra cøu thiÕt bị điện chọn loại cách ly 3DC hÃng SIEMENS chế tạo có thông số: Bảng 2-2 Loại dao cách ly 3DC Uđm (kV) Iđm (A) Icđm (kA) Inhđm(kA) 12 400 40 16 A.3.3 Chọn cầu chì tự rơi Điều kiện để chọn cầu chì tự rơi là: UđmCC Uđm mạng = 10,5 kV Iđm CC Icb '' Iđm cắt I N2 = 3,882 kA Vì phụ tải chủ yếu điện sinh hoạt dòng điện xung nhọn nên vào công suất định mức máy biến áp để chọn dòng điện chảy cầu chì cho phÝa cao ¸p cđa m¸y biÕn ¸p víi hƯ sè tải máy biến áp k qt = 1,3 Dòng điện định mức qua cầu chì tự rơi kqt.SdmB 1,3.SdmB 28,59 A 3.U B 3.10,5 Để chọn dòng điện cắt định mức cầu chì tự dơi ta cần IđmCC= tính toán dòng điện ngắn mạch điểm N2 sơ đồ Sơ đồ thay tính toán ngắn mạch tới điểm N2 nh sau: Sinh viên: Lê Hoàn 157 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp điện Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt 10,5 KV X HT Z AC-70 Z Cáp N2 MCĐ N Hì nh 2-3: Sơđồ tính ngắn mạch chọn cầu chìtự rơi Vậy tổng trở tính toán tới điểm ngắn mạch N2: * * * Ztt(N 2) X HT ZAC 35 ZC¸p j.0,242 (8,4 j.7,62) (2,97 j.0,342) 11,37 j.8,204 Dòng ngắn mạch N2-phía đầu cáp là: I N2 U tb 10,5 0,432 kA 3.Ztt(N 2) (11,372 8,2042 ) Tra bảng chọn loại cầu chì tự rơi hÃng Chance (Mỹ) chế tạo có thông số kỹ thuật cho bảng dới đây: Bảng 2-3 Tên loại cầu Uđm (kV) Iđm (A) IN (kA) Trọng lợng (kg) chì C710-112PB 15 100 10 7,98 A.3.4 Chän c¸p tỉng tõ m¸y biÕn ¸p tđ điện hạ Đoạn cáp hạ áp từ máy biến áp tới tủ phân phối hạ áp củ trạm có chiều dài ngắn đợc chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép Điều kiện kiểm tra : Ihcbt= k1.IcbC¸p ≥ Ilvcb k1 : HƯ sè hiƯu chØnh theo nhiệt độ nơi đặt cáp: k1 cp '0 cp cp: nhiệt độ phát nãng cho phÐp cđa c¸p: cp = 600C ’0: nhiƯt độ thực tế nơi đặt cáp: 250C 0: nhiệt độ tính toán tiêu chuẩn cáp: 0C Sinh viên: Lê Hoàn 158 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện Ta chọn cáp đồng lõi + trung tính, cách điện nhựa PVC hÃng DELTA chế tạo với nhiệt độ tính toán cho cáp trời là: 0= 20 0C VËy hƯ sè hiƯu chØnh dßng cho phÐp cđa cáp theo nhiệt độ môi trờng thực tế đặt cáp lµ: k1 cp '0 cp 60 25 0,94 60 20 Dòng điện lớn qua pha cáp có kể đến cho phép qúa tải máy biến áp I cbC¸ p kqtcp.SdmB 1,3.400 750,6 A U dmB(H ) 3.0,4 Vậy cáp phải chọn có dòng điện cho phép là: I cpCáp I cbCáp k1 750 798,5 A 0,94 Tra tài liệu ta chọn cáp cách ®iƯn XLPE, lâi ®ång, h·ng DELTA s¶n xt có thông số sau: Tiết diện chuẩn cáp: F = 500 mm2 Điện áp định mức cáp: Uđm = kV Dòng cho phép đặt cáp không khí: Iđm= 900 A Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt cho cáp xảy ngắn mạch Để kiểm tra ổn định nhiệt cho cáp tổng từ máy biến áp tủ hạ ta cần tính toán dòng điện ngắn mạch phía hạ máy biến áp- điểm N3 400 V XB ZB N3 Hì nh 2-4: Sơđồ tính ngắn mạ ch phía hạ máy biÕn ¸p PN U 2dm.103 5,75.0,42.103 RB 5,75.10 2 Sdm 400 U N % U 2dm.103 4,5 0,42.103 XB 18.10 100 Sdm 100 400 Sinh viên: Lê Hoàn 159 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp điện Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt ZB R 2B X 2B 10 5,752 182 18,90.103 Dòng điện ngắn mạch điểm N3 là: I "N3 U tb 400 12,22.103 A 12,22kA 3 3.ZB 3.18,90.10 Nh ta tÝnh to¸n lùa chän c¸c thiÕt bị phía trớc, giả thiết xảy ngắn mạch phía hạ máy biến áp máy cắt đầu nguồn cắt ngắn mạch sau t= sec Vậy tiết diện cáp đồng nhỏ đảm bảo ổn định nhiệt là: F Ôđnh .I N 3() tc 6.12,22 73,32 mm2 So sánh với tiết diện cáp đà chän F = 3x630+1x185 >65,58 mm2, ta thÊy r»ng c¸p chọn thoả mÃn điều kiện ổn định nhiệt A.3.5 Chọn Aptomat tổng Để chọn Aptomat tổng AT cho mạch phía hạ áp máy biến áp ta cần tính dòng điện ngắn mạch phía sau A T- điểm N4 Vì chiều đoạn cáp nối từ máy biến áp tới tủ hạ áp ngắn nên thông số tập trung thay đoạn cáp nhỏ, ta bỏ qua đoạn cáp sơ đồ thay ngắn mạch, lúc trị số dòng điện ngắn mạch điểm N4 có trị số dòng điện ngắn mạch phía hạ máy biến áp IN4=IN3= 12,22 kA Dòng điện lín nhÊt qua mét pha cđa Aptomat cã kĨ ®Õn qúa tải cho phép máy biến áp là: 1,3.SdmB 1,3.400 I Ap max 750,6 A U dmB(H) 3.0,4 Aptomat đợc chọn theo điều kiện sau: UđmAp Uđm mạng = 0,4 IđmA IAp max Icắt đm I 'N' Sinh viên: Lê Hoµn kV = 750,6 A = 12,22 kA 160 Líp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện Tra Sổ tay Lựa chọn Tra cứu thiết bị điện chọn loại Aptomat kiĨu hép, d·y H, h·ng Merlin Gerin chÕ t¹o có thông số sau: Bảng 2-4 Loại Số cực I®m (A) U®m (V) C801H 800 690 IC®m (kA) 40 KÝch thíc (mm) Rén Dµi Cao g 210 374 172 Với hệ số tải thờng xuyên cho phép máy biến áp kqt=1,3 Nh dòng điện vợt qúa 750,6 A phân khởi động nhiệt AT phải đợc khởi động để cắt Aptomat Muốn Aptomat phải đợc chỉnh định với hệ số khởi động nhiệt là: K kd.nh I Apmax I dmAp 750,6 0,94 800 A.3.6 Chän gãp h¹ áp 0,4 kV Nh ta đà tính toán dòng điện cỡng lớn qua góp hạ ¸p chÝnh b»ng dßng cìng bøc qua mét pha cđa cáp IcbTGH= IcbCáp= 750,6 A Thanh dẫn cứng đợc chän theo tiªu chuÈn sau: I cptd ≥ Icb TiÕt diện góp hạ áp đợc chọn theo dòng điện lâu dài cho phép, với nhiệt độ vận hành cho phép lâu dài góp đồng cp= 700 C, nhiệt độ môi trờng xung quanh dẫn làm việc xq= 350 C, nhiệt độ tính toán định mức cho góp đm= 250 C Dòng điện cho phép lâu dài dẫn đà hiệu chỉnh theo nhiệt độ là: Sinh viên: Lê Hoàn 161 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện 70 35 hc I cptd I cptd cp xq I cptd 0,88.I cptd cp dm 70 25 Nh dẫn phải chọn sau đà hiệu chỉnh theo hc nhiệt độ làm việc phải thỏa mÃn ®iỊu kiƯn: I cptd 0,88.I cptd I cb hay I cptd I cb 750,6 853 A 0,88 0,88 Tra Sổ tay Lựa chọn Tra cứu thiết bị điện chọn dẫn đồng hình chữ nhật có kích thớc 50 x mm Dòng điện cho phép: 860 A h=50 b=5 Hì nh 2-4: Mặt cắt ngang dẫn Bỏ qua điện trở đoạn cáp nối từ máy biến áp tới A T điện trở AT, ta kiểm tra ổn định động ổn định nhiệt cho góp hạ áp với dòng điện ngắn mạch phía hạ máy biến áp đà tính toán là: IN4(t)= IN2(t)= 12,22 kA Dòng điện xung kích qua góp hạ áp: i xkTG 1,8 2.I N 1,8 2.12,2231,11 kA KiĨm tra ®iỊu kiƯn ỉn ®inh nhiƯt cđa dÉn TiÕt diƯn nhá nhÊt dẫn đồng đảm bảo ổn đinh nhiệt với dòng ngắn mạch I là: FminTG= .IN4() tqd Trong đó: Trong thiết kế hệ thống cung cấp điện ngắn mạch ë xa nªn I”N4= IN4() - hƯ sè nhiƯt ®é, víi dÉn b»ng ®ång nªn ta chän =6 tq® - thêi gian quy ®ỉi lÊy b»ng thêi gian cắt xong ngắn mạch phía hạ: tqđ = 0,8 sec Sinh viên: Lê Hoàn 162 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiƯt ®iƯn VËy tiÕt diƯn dÉn nhá nhÊt cđa dẫn cần phải chọn để đảm bảo ổn định nhiệt với dòng ngắn mạc phía hạ máy biến áp là: FminTG = 6.12,12 0,8 65,58 mm2 So sánh với tiết diện dẫn đà chọn lµ: F=50x5= 250 > FminTG= 65,58 mm2 KÕt luËn: VËy dẫn đà chọn đảm bảo ổn định nhiệt Kiểm tra khả ổn định động xảy ngắn mạch Điều kiện kiểm tra ổn định động: cp tt Dự định đặt góp ba pha hạ áp cách 15 cm, đợc đặt hai sứ khung tủ cách 70 cm 15 cm Lực tính toán lớn tác dụng lên 1cm chiỊu dµi dÉn lµ: l 70 Ftt 1,76.10 .i 2xk 1,76.10 .(31,11.103 )2 79,49 kG a 15 Momen chống uốn dẫn hình chữ nhật 50 x mm b.h2 0,5.52 2,08 cm3 6 Momen uốn tác dụng lên chiều dài nhịp là: cm đặt nằm ngang là: W M Hì nh 2-5 Ftt.L 79,49.70 695,54 kG/cm 8 øng suÊt tính toán dẫn đồng dòng ngắn mạch gây là: tt M 695,54 334,4 kG/cm2 W 2,08 Sinh viên: Lê Hoàn 163 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện Thanh dẫn ta chọn làm đồng nên cp = 1400 kG/cm2 So sánh: tt = 161,02 < cp = 1400 kG/cm2 VËy gãp phía hạ áp 0,4 kV đà chọn thoả mÃn điều kiện ổn định động A.3.7 Chọn máy biến dòng Máy biến dòng BI đợc chọn theo điều kiện sau: Uđm BI Uđm mạng = 0,4 kV Iđm BI IđmB = 577,35 A Dòng phụ tải thứ cấp Zđm BI Zdc + Zdd Hay: S2đmBI Stt Vì phơ t¶i phÝa thø cÊp cđa BI rÊt nhá S2đmBI không cần tính toán Căn vào điều kiện ta chọn loại BI sau TKM-0,5 có thông số: Isơ/Ithứ = 800/5 Cấp xác: 0,5 A.3.8 Chọn áptômát nhánh 0,4 kV Phụ tải phía hạ áp máy biến áp đợc chia thành nhánh dùng cáp pha bốn dây không cung cấp cho cho hộ gia đình Dòng điện lớn qua pha Aptomat có kể đến qúa tải cho phép máy biến áp là: 1,3.SdmB 1,3.400 I Ap max 250,2 A 3.U dmB(H ) 3.0,4 Để xác định dòng điện ngắn mạch qua Aptomat nhánh ta cần xác định dòng ngắn mạch phía sau Aptomat nhánh- điểm N5 sơ đồ Bỏ qua điện trở tiếp xúc Aptomat tổng A T, đoạn cáp nối từ máy biến áp tới A T góp hạ áp chúng có trị số nhỏ so với điện trở điện kháng máy biến áp Dòng điện ngắn mạch lớn qua Aptomat nhánh có Sinh viên: Lê Hoàn 164 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện trị số dòng ngắn mạch lớn phía hạ máy biến áp: I N5(t)= IN2(t)= 12,22 kA Aptômat đợc chọn theo điều kiện sau: UđmAp Uđm mạng = 0,4 IđmA Imax Icắt đm I 'N' kV = 250,2 A = 12,22 kA Tra Sæ tay Lựa chọn Tra cứu thiết bị điện chọn loại Aptomat kiÓu hép, d·y H, h·ng Merlin Gerin chÕ tạo có thông số sau: Bảng 2-5 Loại Số cùc I®m (A) U®m (V) IC®m (kA) NS400H 400 690 20 KÝch thíc (mm) Rén Dµi Cao g 140 255 110 Sau đà chọn đầy đủ thiết bị cho trạm biến áp ta cần tính toán phân bố hộ dân nhánh cáp để từ phân bố hộ pha, để phụ tải pha nhánh cáp không bị chênh lệch nhiều từ tính toán chỉnh định hệ số khởi động nhiệt cho Aptomat nhánh đà chọn, tơng tự nh chỉnh định nhiệt cho Aptomat tổng AT Sinh viên: Lê Hoàn 165 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp điện Chơng 9: Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt Tính toán nối đất A.1 Chức hệ thống nối đất Hệ thống nối đất trạm biến áp có chức năng: Nối ®Êt an toµn Nèi ®Êt lµm viƯc Nèi đất chống sét Hệ thống nối đất đợc tạo thép góc hình chữ L có kích thớc 50x50 mm dài m đợc đóng sâu dới đất cho đầu chúng cách mặt đất 0,7 m Các đầu phía cọc nối đất sau đợc đóng xuống đất đợc nối với Sinh viên: Lê Hoàn 166 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện thép dẹt 50x5 mm tạo thành mạch vòng nối đất quanh trạm biến áp Đối với mạng điện điện áp dới 1000 V, điện trở nối đất thời điểm năm điện trở không đợc vợt qúa Vì ta tính toán nối đất chung cho trạm với điện trở nối đất R đ Mặt thiết kế tính toán nối đất trạm: 6x9 m Giả sử điện trở suất đất đo đợc = 0,75.104 /cm HƯ sè hiƯu chØnh theo mïa cđa ®iƯn trë cäc vµ at HƯ sè mïa an toµn: kat cäc = 1,4 vµ k = 1,6 cs HÖ sè mïa sÐt: kcs cäc = 1,2 vµ k = 1,3 l1=9 m 2,5 m Cọc l2=6 m Mạch vòng Hì nh 2-4: Sơđ mặt tính toán nối đ ất cho trạm A.2 Hệ thống nối đất nối đất Điện trở nối đất mạch vòng nối đất đợc tính theo c«ng thøc sau: R MV tt k.L2 ln 2..L d.t Trong đó: tt - Là điện trở suất tính toán lớn đất đà đợc hiệu chỉnh theo mùa Sinh viên: Lê Hoàn 167 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện 2 tt 0.kat .m thanh0,75.10 1,6.10 1,2.10 L - Lµ tổng chiều dài điện cực lấy chu vi mạch vòng L = 2.(6+9) = 30 m d - Đờng kính đẳng trị thanh, dĐt nªn b 50.10 d 0,025m 2 víi: b - ®é réng cđa dĐt t - Độ chôn sâu k - hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất k = f( l1 ) l2 Ta cã: l1 1,5 l2 Tra tµi liƯu Híng dÉn thiÕt kÕ Kỹ thuật điện cao áp ta có: k = f(1,5) = 5,81 Thay vào công thức ta có điện trở nối đất mạch vòng: , R MV 1,2.102 5,81.302 ln 7,95 2.3,14.30 0,025.0,8 A.3 §iƯn trë nèi ®Êt cđa cäc thÐp nèi ®Êt Gäi sè cäc cần phải đóng là: n cọc Gọi khoảng cách cọc là: a = Gọi l chiều dài cäc: l = a = m L n L 30 Số cọc cần đóng là: n 10 a Chän sè cäc lµ n = 10 cäc Víi tû sè a 1, tra tµi liƯu Híng dÉn thiết kế Kỹ thuật l điện cao áp ta có hƯ sè sư dơng vµ cäc: c =0,55 & t =0,34 Sinh viên: Lê Hoàn 168 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt điện Điện trở nối đất cọc thép nối đất đợc tính theo công thức sau: RC 2.l 4.t l (ln ln ) 2.l d 4.t l Trong ®ã: - điện trở suất đất đà đợc hiệu chØnh theo mïa: -2 = 0 kat = 1,05.102 .m coc = 0,75.10 1,4.10 l - lµ chiỊu dài cọc thép góc nên: l t h 0,8 2,3 m 2 Víi b lµ chiỊu réng thÐp gãc b = 50 mm d = 0,95.b = 0,95.50.10-3 = 0,0475 m Thay thông số vào công thức ta có: 1,05.102 2.3 4.2,3 RC (ln ln ) 27,75 2.3,14.3 0,0475 4.2,3 A.4 §iƯn trở nối đất hệ thống cọc - Điện trở nối đất hệ thống mạch vòng cọc là: R HT RC R MV 27,75.17 4 R C MV n.R MV t 27,75.0,34 10.7,95.0,55 Ta thÊy ®iƯn trë nèi ®Êt hƯ thèng cäc-thanh R HT = R® = VËy hƯ thống nối đất đà thiết kế gồm 10 cọc mạch vòng dài 30 mét đạt yêu cầu kỹ thuật Sinh viên: Lê Hoàn 169 Lớp HTĐ K 44 Đồ án Tốt Nghiệp điện Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt Tài liệu tham khảo Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp - PGS.TS Nguyễn Hữu Khái (NXB KHKT Hà Nội-2001) Nhà máy điện trạm biến áp- PGS TS Trịnh Hùng Thám, PGS.TS Nguyễn Hữu Khái, TS Đào Quang Thạch, GS.TS Là Văn út, TS Phạm Văn Hoà, TS Đào Kim Hoa (NXB Khoa Hoc & Kĩ Thuật - 1996) Ngắn mạch hệ thống điện - TS Phạm Văn Hoà (NXB Giáo Dục - 2000) Ngắn mạch hệ thống điện - GS PTS Là Văn út (NXB Khoa Hoc & KÜ ThuËt - 2000) Sæ tay tra cøu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV- Ngô Hồng Quang (NXB Khoa Häc & KÜ ThuËt Hµ Néi - 2002) Híng dÉn thiÕt kÕ T«t NghiƯp KÜ tht điện cao áp Nguyễn Thị Minh Chớc (Bộ môn Hệ Thống Điện - Hà Nội 2002) Cung cấp điện - Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê (NXB Khoa Häc & KÜ ThuËt - 2001) KÜ Thuất điện cao áp- Võ Viết Đạn (Khoa ĐHTC ĐHBK Hà Nội - 1972) Bảo vệ hệ thống điện - VS GS Trần Đình Long (NXB Khoa Học & Kĩ Thuật Hà Nội - 2000) Sinh viên: Lê Hoàn 170 Lớp HTĐ K 44 ... hộ tiêu thụ có tính chất quan trọng, có công suất tiêu thụ điện chiếm từ 36,47-41,03% công suất phát nhà máy ë mäi thêi ®iĨm Do ®ã viƯc cung cÊp ®iƯn cho hộ tiêu thụ quan trọng Ta thấy nhà máy... máy biến áp khoảng thời gian ti-j SiT j : Dòng công suất qua cuộn trung máy biến áp khoảng thời gian ti-j SiH j : Dòng công suất qua cuộn hạ máy biến áp khoảng thời gian ti-j SđmB ti j : Công... điện Nhà máy điện phần tử quan trọng hệ thống điện, có vốn đầu t xây dựng lớn nên việc giải đắn vấn đề kinh tế-kỹ thuật thiết kế, xây dựng vận hành nhà máy điện mang lại hiệu kinh tế to lớn cho