Trong vận hành nhà máy điện nói riêng và hệ thống điện nói chung, các khí cụ điện và dây dẫn không những chỉ làm việc ở chế độ bình thường mà có khi còn phải vận hành ở chế độ cưỡng bức. Mục đích của việc tính dòng cưỡng bức là để phục vụ cho việc lựa chọn các khí cụ điện và dây dẫn sao cho đảm
bảo cung cấp điện an toàn lúc làm việc bình thường cũng như khi sự cố một phần tử nào đó, do đó ta phải tìm dòng điện cưỡng bức lớn nhất.
Theo đề tài thiết kế, phụ tải ở các cấp điện áp cho như sau: Cao áp:
hai đường dây kép: P=90 MW; cosϕ=0,89; SC=101,12 MVA một đường dây đơn: P=70 MW; cosϕ=0,89; '
C
S =78,65 MVA Trung áp:
hai đường dây kép: P=40 MW; cosϕ=0,87; ST=45,98 MVA ba đường dây đơn: P=30 MW; cosϕ=0,87; '
T
S =34,48 MVA Địa phương:
bốn đường dây cáp kép: P=3 MW; cosϕ=0,84; SĐP=3,57 MVA ba đường dây cáp đơn: P=2 MW; cosϕ=0,84; '
DP
S =2,38 MVA
2.3.1. Phương án I
1) Dòng cưỡng bức của các mạch nối vào thanh góp cao áp
Dòng cưỡng bức của phụ tải cao áp: IcbC= Cmax dm S 101,12 3 U = 3 220 × × = 0,265 kA IcbHT= HTmax dm S 215,19 3 U = 3 220 × × = 0,565 kA
Dòng cưỡng bức qua máy biến áp nội bộ: IcbT1= dmMF dm 1,05 S 1,05 176,5 3 U 3 220 × = × × × = 0,486 kA
Dòng cưỡng bức qua máy biến áp tự ngẫu:
Công suất cuộn cao: Lúc bình thường: SCTN=140 MVA Lúc sự cố T2: SCTN=59,11 MVA Lúc sự cố AT2: SCTN=181,18 MVA Dòng cưỡng bức phía cáo áp của máy biến áp tự ngẫu:
IcbCAT1= IcbCAT1= CTNmax dm
S 181,18
3 U = 3 220
× × = 0,475 kA
Vậy dòng cưỡng bức có giá trị lớn nhất của các thành phần nối vào thanh góp cao áp là: IcbCmax= IcbHT=0,565 kA
2) Dòng cưỡng bức của các mạch nối vào thanh góp trung áp
Dòng cưỡng bức của phụ tải trung áp: IcbT= Tmax
dm
S 45,98
3 U = 3 110
× × = 0,241 kA
Dòng cưỡng bức qua máy biến áp nội bộ: IcbT2= dmMF dm 1,05 S 1,05 176,5 3 U 3 110 × = × × × = 0,973 kA
Dòng cưỡng bức qua máy biến áp tự ngẫu:
Công suất cuộn trung: Lúc bình thường: STTN=14,75 MVA Lúc sự cố T2: STTN=97,7 MVA Lúc sự cố AT2: STTN=29,49 MVA Dòng cưỡng bức phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu:
IcbTAT1= IcbTAT1= TTNmax dm
S 97,7
3 U = 3 110
× × = 0,513 kA
Vậy dòng cưỡng bức có giá trị lớn nhất của các thành phần nối vào thanh góp cao áp là: IcbTmax= IcbT2=0,973 kA
3) Dòng cưỡng bức của các mạch phụ tải địa phương
IcbĐP= DPmax
dm
S 3,57
3 U = 3 6
× × = 0,344 kA
Vậy dòng cưỡng bức có giá trị lớn nhất của các thành phần địa phương là: IcbĐPmax=0,344 kA
4) Dòng cưỡng bức của mạch máy phát
IcbMF= dmMF dm 1,05 S 1,05 176,5 3 U 3 18 × = × × × = 5,944 kA
Vậy dòng cưỡng bức có giá trị lớn nhất của các thành phần nối vào cấp điện áp máy phát là: IcbMFmax=5,944 kA.
2.3.2. Phương án II
1) Dòng cưỡng bức của các mạch nối vào thanh góp cao áp
Dòng cưỡng bức của phụ tải cao áp: IcbC= Cmax dm S 101,12 3 U = 3 220 × × = 0,265 kA IcbHT= HTmax dm S 215,19 3 U = 3 220 × × = 0,565 kA
Dòng cưỡng bức qua máy biến áp tự ngẫu:
Công suất cuộn cao: Lúc bình thường: SCTN=224,96 MVA
Lúc sự cố T2: SCTN=142,06 MVA Lúc sự cố AT2: SCTN=348,09 MVA Dòng cưỡng bức phía cáo áp của máy biến áp tự ngẫu:
IcbCAT1= IcbCAT1= CTNmax dm
S 348, 09
3 U = 3 220
× × = 0,913 kA
Vậy dòng cưỡng bức có giá trị lớn nhất của các thành phần nối vào thanh góp cao áp là: IcbCmax= IcbCTN=0,913 kA
2) Dòng cưỡng bức của các mạch nối vào thanh góp trung áp
Dòng cưỡng bức của phụ tải trung áp: IcbT= Tmax
dm
S 45,98
3 U = 3 110
× × = 0,241 kA
Dòng cưỡng bức qua máy biến áp nội bộ: IcbT1= IcbT2= dmMF dm 1,05 S 1,05 176,5 3 U 3 110 × = × × × = 0,973 kA
Dòng cưỡng bức qua máy biến áp tự ngẫu:
Công suất cuộn trung: Lúc bình thường: STTN=97,52 MVA Lúc sự cố T2: STTN=14,75 MVA Lúc sự cố AT2: STTN=195,04 MVA Dòng cưỡng bức phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu:
IcbTAT1= IcbTAT1= TTNmax dm
S 195,04
3 U = 3 110
× × = 1,023 kA
Vậy dòng cưỡng bức có giá trị lớn nhất của các thành phần nối vào thanh góp cao áp là: IcbTmax= IcbTTN=1,023 kA
3) Dòng cưỡng bức của các mạch phụ tải địa phương
IcbĐP= DPmax
dm
S 3,57
3 U = 3 6
× × = 0,344 kA
Vậy dòng cưỡng bức có giá trị lớn nhất của các thành phần địa phương là: IcbĐPmax=0,344 kA
4) Dòng cưỡng bức của mạch máy phát
IcbMF= dmMF dm 1,05 S 1,05 176,5 3 U 3 18 × = × × × = 5,944 kA
Vậy dòng cưỡng bức có giá trị lớn nhất của các thành phần nối vào cấp điện áp máy phát là: IcbMFmax=5,944 kA.
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 3.1. Mục đích tính toán ngắn mạch
Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và các phần tử có dòng điện chạy qua. Một cách đơn giản để tính ngắn mạch là sử dụng phương pháp gần đúng.
Khi chọn sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện cần chọn một chế độ làm việc nặng nề nhất ứng phù hợp với điều kiện làm việc thực tế, dòng điện tính toán ngắn mạch để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch 3 pha.
Các bước tính toán ngắn mạch cho từng phương án như sau :
- Trước hết ta chọn các đại lượng cơ bản như công suất cơ bản và điện áp cơ bản.
+ Chọn điện áp cơ bản bằng điện áp định mức trung bình: Ucb=Utb
+ Chọn công suất cơ bản: Scb = 100 MVA. - Chọn các điểm ngắn mạch cần tính toán.
- Thành lập sơ đồ thay thế các phần tử trong hệ thống.
- Tính toán điện kháng các phần tử trong hệ đơn vị tương đối cơ bản. - Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I”
Ni
- Tính trị số dòng điện xung kích: ixk = 2 ×I”Ni×kxk