CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI , CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY
5.4. CHỌN THANH DẪN , THANH GểP MỀM
Thanh dẫn mềm dùng để làm thanh góp thanh dẫn cho thiết bị ngoài trời điện áp 35kV trở lờn. Nú là dõy vặn xoắn bằng đồng hay nhụm lừi thộp
Tiết diện thanh dẫn, thanh góp mềm được chọn theo các điều kiện sau:
Điều kiện dòng điện: dòng điện cho phép đã hiệu chỉnh phải lớn hơn dòng điện làm việc cưỡng bức Icb.Căn cứ vòa điều kiện này để chọn loại vầ tiết diện thanh (thường là dõy nhụm lừi thộp)
Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch
Trong đó: S- tiết diện của thanh dẫn mềm, mm2
BN- xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch, A2s C- hệ số(CCu=171A2s; CAl=79A2s)
Kiểm tra điều kiện vầng quang(với điện áp lớn hơn 110kV thì phải kiểm tra điều kiện này)
Trong đó: Uvq- điện áp tới hạn có thể phát sinh vầng quang, kV 1. Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 220kV và 110kV
Điều kiện dòng điện:
Mà: Icphc=Icp. Khc
Trong đó: Icb- dòng điện làm việc cưỡng bức trên thanh góp cấp điện áp 220kV.Như tính toán ở trên: Icb=0,517(kA)
Khc- hệ số hiệu chỉnh
Sv:Trần Thế Tiến-D4H3 Page 57 0, 656
0,882
cb cp
hc
I I
K = 0,74(kA)
Do đú ta chọn thanh gúp mềm loại dõy nhụm lừi thộp cú cỏc thụng số kĩ thuật như sau:
Bảng 5.6. Thông số thanh góp mềm 220kV phương án I Tiết diện
chuẩn nhôm/thép
Tiết diện,mm2 Đường kính,mm Dòng điện phụ tải cho phép, A(đặt
ngoài trời) Nhụm Thộp Dõy dẫn Lừi thộp
400/22 394 22 26,6 6 835
Điều kiện dòng điện:
Mà: Icphc=Icp. Khc
Trong đó: Icb- dòng điện làm việc cưỡng bức trên thanh góp cấp điện áp 110kV.Như tính toán ở trên: Icb=0,656(kA)
Khc- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ
Do đú ta chọn thanh gúp mềm loại dõy nhụm lừi thộp cú cỏc thụng số kĩ thuật như sau:
Bảng 5.6. Thông số thanh góp mềm 110kV phương án I Tiết diện
chuẩn nhôm/thép
Tiết diện,mm2 Đường kính,mm Dòng điện phụ tải cho phép, A(đặt
ngoài trời) Nhụm Thộp Dõy dẫn Lừi thộp
400/22 394 22 26,6 6 835
Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:
Điều kiện : Schọn ≥ Smin
Tiết diện nhỏ nhất để dây dẫn nổn định nhiệt là :
N min
S = B C
Trong đó : BN : là xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch (A2s).
Sv:Trần Thế Tiến-D4H3 Page 58
C : là hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ dây dẫn, với dây dẫn AC có CAl = 79 (A s/mm2)
Tính xung lượng nhiệt : BN = BNCK + BNKCK
Giả thiết thời gian tồn tại ngắn mạch là 1s khi đó có thể tính gần đúng xung lượng nhiệt của thành phần dòng điện ngắn mạch không chu kì:
" 2
NKCK1 N1 a
" 2
NKCK2 N2 a
B = I ì T B = I ì T
Trong đó: IN1” và IN2” là dòng ngắn mạch siêu quá độ tại điểm N1 và N2.
Ta : là hằng số thời gian tắt dần cảu dòng ngắn mạch không chu kì.(
trong tính toán thực tế người ta lấy Ta = 0.05s ).
Thay số vào ta được kết quả:
" 2 3 2 6 2
NKCK1 N1 a
" 2 3 2 6 2
NKCK2 N2 a
B = I ì T = (8,59ì10 ) ì 0.05 = 3,7ì10 (A s) B = I ì T = (16,33ì10 ) ì 0.05 = 13,33ì10 (A s)
Thành phần xung lượng nhiệt của thành phần dòng điện ngắn mạch chu kì được xác định theo phương pháp giải tích đồ thị:
n 2
NCK tbi i
i=1
B = I ìΔt
Đối với mạng điện áp cao (với điểm N1) ta có:
- Hệ thống: XttHT = 1,401 tra đường cong tính toán ta được các giá tri dòng điện ở các thời gian 0; 0.1; 0,2 và 1s như sau: I0 = 0.72 ; I0,1 = 0,68 ; I0,2 = 0.66 ; I1=0,685
Dòng ngắn mạch tai các thời điểm trong hệ đơn vi kA là :
kA HT
0 0
tb
S 3000
I = I ì = 0.72ì = 5,422 (kA)
3ìU 3ì230
Tượng tự ta có I0.1 = 5,12 (kA) ; I0,2 = 4,97 (kA) ; I1=5,158.
- Nhánh nhà máy phát điện có: XttNM = 0,366 tra đường cong tính toán ta được các giá trị dòng điện ở các thời gian 0; 0.1; 0,2 và 1s như sau: I0 = 2,7 ; I0.1 = 2,3 ; I0,2=2,0 ; I1
= 1,97 .
Dòng ngắn mạch tai các thời điểm trong hệ đơn vi kA là :
Sv:Trần Thế Tiến-D4H3 Page 59
kA dmF
0 0
tb
S 4 117,5
I = I ì = 2,7ì = 3,2 (kA)
3ìU 3ì230
Tượng tự ta có I0.1 = 2,71 (kA) ; I0.2 = 2,36 ; I1 = 2,32 (kA).
Như vậy dòng ngắn mạch tại điểm N1 do hệ thống và nhà máy cung cấp:
0N1 0.1N1 0.2N1 1N1
I = 5,422 + 3,2= 8,622 (kA) I = 5,12 + 2,71 = 7,83 (kA) I = 4,97 + 2,36 = 7,33(kA) I = 5,158 + 2,32 = 7,478(kA)
Tìm các trị số trung bình bình thường:
2 2 2 2
2 0 0.1
tb1 1
2 2 2 2
2 0.1 0.2
tb2 2
2 2 2 2
2 0.2 1
tb3 3
I + I 8,622 + 7,83
I = = = 67,82 ; t 0.1
2 2
I + I 7,83 + 7,33
I = = = 57,52 ; t 0.1
2 2
I + I 7,33 + 7,478
I = = = 54,82 ; t 0.8
2 2
Vậy ta có xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ :
2 2 2
NCK tb1 1 tb2 2 tb3 3
2
B = I ìΔt + I ìΔt + I ìΔt = 67,82 + 57,52 ì0.1 + 54,82ì0.8 = 56,39 (kA S)
Vậy xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tại điểm N1 là :
2
N NCK1 NKCK1
B = B + B = 56,39 + 3,7 = 60,09 (kA S)
Từ đó ta có tiết diện nhỏ nhất để dây dẫn ổn định nhiệt với điểm N1 là :
6
2 2
N min
B 60,09.10
S = = = 98,12 (mm ) < 400mm
C 79
Như vậy ta kết luận dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt.
Đối với mạng điện áp trung (với điểm N2) ta có:
- Hệ thống: XttHT = 2,091< 3 tra đường cong tính toán ta được các giá tri dòng điện ở các thời gian 0; 0.1; 0,2 và 1s như sau: I0 = 0.47 ; I0,1 = 0,45 ; I0,2 = 0.44 ; I1=0,48
Dòng ngắn mạch tai các thời điểm trong hệ đơn vi kA là :
Sv:Trần Thế Tiến-D4H3 Page 60
kA HT
0 0
tb
S 3000
I = I ì = 0.47ì = 3,54 (kA)
3ìU 3ì230
Tượng tự ta có I0.1 = 3,39 (kA) ; I0,2 = 3,31 (kA) ; I1=3,61
- Nhà máy phát điện có: XttNM = 0.26 tra đường cong tính toán ta được các giá trị dòng điện ở các thời gian 0; 0.1; 0,2 và 1s như sau: I0 = 3.9 ; I0.1 = 3,15 ; I0.2 = 2,8 ; I1 = 2.35 .
Dòng ngắn mạch tai các thời điểm trong hệ đơn vị kA là :
kA dmF
0 0
tb
S 4 117,5
I = I ì = 3.9ì = 9,2 (kA)
3ìU 3ì115
Tượng tự ta có I0.1 = 7,43 (kA); I0.2 = 6,61 (kA) ; I1 = 5,55 (kA).
Như vậy dòng ngắn mạch tại điểm N1 do hệ thống và nhà máy cung cấp:
0N2 0.1N2 0.2N2 1N2
I = 3,54 + 9,2 = 12,74 (kA) I = 3,39 + 7,43 = 10,82 (kA) I = 3,31 + 6,61 = 9,92(kA) I = 3,61 + 5,55 = 9,16(kA)
Tìm các trị số trung bình bình thường:
2 2 2 2
2 0 0.1
tb1 1
2 2 2 2
2 0.1 0.2
tb2 2
2 2 2 2
2 0.2 1
tb3 3
I + I 12,74 + 10,82
I = = = 139,69 ; t 0.1
2 2
I + I 10,82 + 9,92
I = = = 107,74; t 0.1
2 2
I + I 9,92 + 9,16
I = = = 91,156 ; t 0.8
2 2
Vậy ta có xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ :
2 2 2
NCK tb1 1 tb2 2 tb3 3
2
B = I ìΔt + I ìΔt + I ìΔt
= 139,69 + 107,74 ì0.1 + 91,156ì0.8 = 97,67 (kA S)
Vậy xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tại điểm N1 là :
2
N NCK2 NKCK2
B = B + B = 97,67 + 13,3= 110,97 (kA S)
Từ đó ta có tiết diện nhỏ nhất để dây dẫn ổn định nhiệt với điểm N1 là :
Sv:Trần Thế Tiến-D4H3 Page 61
6
2 2
N min
B 110,97.10
S = = = 133,34 (mm ) < 400mm
C 79
Như vậy ta kết luận dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt.
Kiểm tra điều kiện vầng quang.
Điều kiện : Uvq = 84mr.lg a
( )r Uđm
Trong đó: m : là hệ số phụ thuộc vào bề mặt dây dẫn ( lấy m = 0.85) r : là bán kính ngoài của dây dẫn , (cm).
a : là khoảng cách giữa các pha của dây dẫn, (cm).
Khi bố trí pha trên mặt phẳng ngang thì giá trị này giảm đi 4% đối với pha giữa và 6% đối với dây dẫn pha bên.
- Với cấp điện áp 220 kV :
Kiểm tra với dây dẫn có tiết diện chuẩn 400 mm2: r = 26,6 = 13,3(mm) = 1.33 (cm)
2 với a = 300 (cm)
vq
U = 0.96::24ệ24::0.85ì1.33ìlg 300 = 222,78 (kV) 1.33
Như vậy Uvq Udm = 220 kV nên dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện phát sinh vầng quang.
- Với cấp điện áp 110 kV :
Kiểm tra với dây dẫn có tiết diện chuẩn 400 mm2: r = 26,6 = 13,3(mm) = 1,33 (cm)
2 với a = 300 (cm)
vq
U = 0.96::24ệ24::0.85ì1,33ìlg 300 = 222,78 (kV) 1,33
Như vậy Uvq Udm = 110 kV nên dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện phát sinh vầng quang.
Sv:Trần Thế Tiến-D4H3 Page 62
Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện vầng quang 5.5. CHỌN KHÁNG VÀ CÁP ĐƯỜNG DÂY