CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY
2.4 Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn
2.4.3 Tính tốn ngắn mạch và lựa chọn thiết bị điện
Tính tốn ngắn mạch phía cao áp
Mục đích của việc tính tốn ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn được chọn khi có dịng ngắn mạch 3 pha. Khi tính tốn ngắn mạch phía cao áp, do khơng biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính tốn gần đúng điện kháng ngắn mạch của hệ thống thơng qua cơng suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung gian và coi hệ thống có cơng suất vơ cùng lớn . Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế để tính tốn ngắn mạch được thể hiện trong hình 2.8
Hình 2.8 - Sơ đồ tính tốn ngắn mạch
Cần tính điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt, thanh góp và tính các điểm ngắn mạch N2 tại phía cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp và tủ cao áp các trạm.
Bài tập lớn môn học GVHD:TS Nguyễn Hồng Nhung Điện kháng của hệ thống dược tính theo cơng thức :
= (Ω)
Trong đó SN là cơng suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung gian SN = 250 MVA ;U là điện áp của đường dây , U = 1,05. Utb = 1,05.35 = 36,75 kV
Điện trở và điện kháng của đường dây là : R = r0 .l ; X = x0 . l
Trong đó : r0 , x0 là điện trở và điện kháng trên 1 km đường dây (Ω/km) l là chiều dài của đường dây
Bài tập lớn môn học
Bảng 2.18 Thông số của đường dây trên không và cáp
Đường đây BATG- PPTT PPT-B1 PPT-B2 PPT-B3 PPT-B4 PPT-B5 PPT-B6 PPT-B7 PPT-B8
Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá dộ I” bằng dòng điện ngắn mạch ổn định I∞ nên ta có thể viết như sau :
= "= ∞= √3
Trong đó : ZN - tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch thứ i (Ω) U - điện áp của đường dây (kV)
Tính tốn điểm ngắn mạch N1 tại thanh góp trạm phân phối trung tâm :
= = =4.9(Ω) R = Rdd = 2.52 (Ω)
X=Xdd + XHT = 4.52 + 4.9 = 9.42 (Ω)
=
√
Tính tốn điểm ngắn mạch N2 (tại thanh cái trạm biến áp B1)
= R1 = Rdd + Rc1= 2,52 + 0,3 = 2,82 (Ω) X=Xdd + XHT + Xc1 = 4,52 + 4.9 + 0,1643 = 9,5843 (Ω) = √ = 1.8. √2. Nhóm 2 - 124696
Bài tập lớn mơn học Điểm U tính tốn N2 (kV) tại B1 36.75 B2 36.75 B3 36.75 B4 36.75 B5 36.75 B6 36.75 B7 36.75 B8 36.75
Bài tập lớn môn học GVHD:TS Nguyễn Hồng Nhung
Kiểm tra các thiết bị điện đã được sơ bộ chọn ở phần so sánh kinh tế - kỹ thuật
Kiểm tra các trung áp theo điều kiện ổn định nhiệt Điều kiện kiểm tra:
≥ .∞.
Trong đó:
∝ là hệ số nhiệt độ, với cáp nhơm ∝ = 12.
I∞ là dịng điện ngắn mạch ổn định (I∞ = IN ). tqđ là thời gian quy đổi, tqđ = 0,4 s.
F là tiết diện của cáp.
Ta tính cho đoạn cáp TPPTT-B5 có dịng điện ngắn mạch là lớn nhất: IN=2.1456kA.
Ta có: = 25 ≥ 12.2,1456. √0,4 = 16.28 Vậy cáp đã chọn cho các tuyến là hợp lý.
Lựa chọn các thiết bị phân phối điện khác
Tại trạm trung tâm
BI được chọn theo các điều kiện sau:
Điện áp định mức: Dòng điện sơ cấp định mức: . _ ≥
Chọn BI loại 4ME16, kiểu hình trụ do Siemens chế tạo có các thơng số kỹ thuật như sau:
Loại 4ME16
Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp BU
BU được chọn theo điều kiện sau : Điện áp định mức :UđmBU ≥Udm.m = 35kV
Ta chọn BU loại 3 pha 5 trụ 4MS36 kiểu trụ do SIEMENS chế tạo có thơng số kỹ thuật như sau:
Uđm Loại (kV) 4MS36 36 Chọn chống sét van Nhóm 2 - 124696
Bài tập lớn mơn học GVHD:TS Nguyễn Hồng Nhung Chống sét van chọn theo cấp điện áp: Umạng = 35 kV
Chọn chống sét van loại 3EE1 do SIEMENS chế tạo có các thơng số kỹ thuật sau: Ký hiệu
3EE1 Tại trạm biến áp phân xưởng
Dùng một loại cầu chì cao áp cho tất cả các trạm biến áp để thuận tiện cho việc mua sắm, lắp đặt và sửa chữa. Cầu chì được chọn theo các tiêu chuẩn sau :
Điện áp định mức : Udm.CC ≥ Udm.m = 35 kV
+ Dòng điện định mức :
(A)
Dòng điện cắt định mức : Idm.cắt ≥ IN4 = 2,1456 kA (Vì dịng ngắn mạch trên thanh cái của trạm biến áp B5 có giá trị lớn nhất)
Ta chọn loại cầu chì 3GD1 608-5D do Siemens chế tạo với các thông số kỹ thuật như sau:
Uđm (kV)
Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp
Ta sẽ dùng một loại dao cách ly cho tất cả các trạm biến áp để thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau :
Điện áp định mức: Udm.MC ≥ Udm.m = 35 (kV)
Dòng điện định mức: Idm.MC ≥ Ilv.max = 2.Ittnm= 2.187,12 = 374.24 (A) Dòng điện ổn định động cho phép: idm.d ≥ ixk = 5.62 kA
Dòng điện ổn định nhiệt cho phép :inh.dm ≥ 2,1456. 0,516 = 1,108 (kA)
Tra bảng ta chọn dao cách ly 3DC với các thông số kỹ thuật sau: Udm(kV)
36
Lựa chọn và kiểm tra áptômát
Áp tô mát tổng, áp tô mát phân đoạn và các áp tô mát nhánh đều do Merlin Gerin chế tạo
Áp tômát được lựa chọn theo các điều kiện sau:
+ Điện áp dịnh mức: + Dịng điện định mức: + Trong đó :
Bài tập lớn môn học GVHD:TS Nguyễn Hồng Nhung Các trạm biến áp B1, B4, B5 có Sdm = 3200kVA Nên Các trạm biến áp B2, B3, B6 có Sdm = 1250kVA Nên Các trạm biến áp B7 có Sdm = 2500kVA Nên Các trạm biến áp B8 có Sdm = 630kVA Nên
Tra bảng ta chọn áp tô mát tổng và áp tô mát phân đoạn do hãng Merlin Gerin như sau:
Kết quả chọn MCCB tổng và MCCB phân đoạn Tên trạm
B7 B1, B4, B5
B2, B3 B8
Đối với áp tô mát nhánh :
Điện áp định mức: Udm.A≥ Udm.m = 0,38 (kV) Dòng điện định mức: .
Trong đó : n - số áptơmát nhánh đưa về phân xưởng Kết quả lựa chọn các MCCB nhánh được ghi
Kết quả lựa chọn MCCB nhánh, loại NS400N 160 -400, 4 cực của Merlin Gerin IcắtN,
Số cực Iđm, A Uđm, V
kA
4 400 690 10
Bài tập lớn môn học GVHD:TS Nguyễn Hồng Nhung
Bài tập lớn môn học GVHD:TS Nguyễn Hồng Nhung