Từ các kết quả tính toán các chỉ tiêu kinh tế cho 2 phương án, ta có bảng so sánh về mặt kinh tế giữa 2 phương án:
Bảng 4 -6: Bảng so sánh kinh tế hai phương án
Do chi phí tính toán hàng năm của phương án II nhỏ hơn phương án I (CII < CI ) nên phương án II có lợi hơn về mặt kinh tế so với phương án I.
Hơn nữa, về mặt kỹ thuật phương án II có tính linh hoạt cao trong quá trình vận hành và đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện khi làm việc bình thường cũng như khi sự cố. Hai bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây nối trực tiếp vào thanh góp 220kV nên có thể cấp công suất trực tiếp cho phụ tải cao áp và hệ thống mà không qua máy biến áp liên lạc gây tổn thất.
Vì những ưu điểm trên về kinh tế cũng như kỹ thuật nên ta chọn phương án II là phương án tối ưu.
Chương V
Chọn khí cụ điện và dây dẫn 5.1. Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát
Thanh dẫn cứng được dùng ở cấp điện áp máy phát 10,5kV dùng để nối từ máy phát đến cuộn hạ máy biến áp tự ngẫu và máy biến áp hai cuộn dây. Do chiều dài các thanh dẫn này thường không lớn cho nên được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép:
77 PA Vốn đầu tư
V (x10 USD)3
Chi phí vận hành hàng năm P (x10 USD)3
Chi phí tính toán hàng năm C (x10 USD)3
I 10490 1841,459 3414,959
II 10505 1767,043 3340,793
CII PII adm.VII (1767,043 0,15.10505).103 3340,793.10 USD
I’cp = khc . Icp I lvcb Icp I lvcb
k hc
Ilvcb: Dòng điện làm việc cưỡng bức tính toán cấp 10,5 kV; Ilvcb = 6,792 kA
Icp: Dòng làm việc cho phép của thanh dẫn.
I’cp : Dòng làm việc cho phép của thanh dẫn khi đã hiệu chỉnh.
khc: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh (0) K hc CP0
cp0dm
cp : Nhiệt độ lâu dài cho phép của thanh dẫn.
0đm: Nhiệt độ môi trường quy chuẩn.
0: Nhiệt độ môi trường thực tế.
5.1.1. Chọn loại và tiết diện thanh dẫn
Dòng làm việc của thanh dẫn lớn nên ta chọn thanh dẫn bằng đồng hình máng có:0đm = 250C;cp = 700C; giả thiết0 = 350C.
Hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện môi trường xung quanh:
khc = cp0
cp0dm =
70 35
70 25 = 0,882 Vậy ta có điều kiện chọn thanh dẫn là:
Icp I lvcb
k hc
6,792 0,882
Từ điều kiện trên ta chọn thanh dẫn bằng đồng có tiết diện hình máng quét sơn như hình 5-1 để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng gần đồng thời tăng khả năng làm mát. Thanh dẫn chọn có các thông số kỹ thuật như sau:
Bảng 5-1: Thông số thanh dẫn chọn
78
7,701 kA
y yo b r h
c
y yo h
5.1.2. Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch
Thanh dẫn đã chọn có dòng điện cho phép Icp= 8550A >1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
5.1.3. Kiểm tra ổn định động
Theo tiêu chuẩn độ bền cơ, ứng suất của vật liệu thanh dẫn không được lớn hơn ứng suất cho phép của nó: ttcp
ứng suất cho phép của thanh dẫn đồng là:cpCu = 1400 kG/cm2
Đối với thanh dẫn ghép, ứng suất trong vật liệu thanh dẫn gồm hai thành phần:
- ứng suất do lực tác động giữa các pha gây ra:1
- ứng suất do lực tương tác giữa các thanh dẫn trong cùng một pha gây ra:2
Do đó ứng suất tính toán được xác định như sau:tt =1 +2
Lấy khoảng cách giữa các pha là a = 20cm, khoảng cách giữa hai sứ đỡ là l1 =200cm ( Cấp điện áp 6-22 kV thường lấy: a = 20-120cm; l1=
79 Kích thước
(cm)
Tiết diệ
n 1cự
c mm
2
Mô men chống uốn (cm )3
Mô men quán tính (cm )4
Icp cả 2 than
h (A)
h b c r
1 thanh
2 than
h
1 thanh 2
thanh Wxx Wyy Wyoy
o
Jxx Jyy Jyoyo
17,
5 8 0,8 1,2 244
0 122 25 250 1070 114 2190 8550
80-200cm ). Các thanh dẫn được đặt đứng trên mặt phẳng nằm ngang và trong cùng một pha các thanh dẫn được hàn chặt với nhau. Theo chương III ta có bảng kết quả dòng ngắn mạch tại các điểm N3, N4
như sau:
- Tính ứng suất giữa các pha:
Dòng điện ngắn mạch xung kích lớn nhất đầu cực máy phát: ixk10,5 = ixkN4 = 111,168 kA
Lực tính toán tác dụng lên thanh dẫn pha giữa trên chiều dài nhịp là:
F1 = 1,76.10-2. l 1 .ixk2.khd = 1,76.10-2. 200
20 .111,1682.1 = 2175,065 kG
Mô men uốn tác dụng lên chiều dài nhịp (giả sử số nhịp n≥3):
M1 = F .l 1
10 = 2175,065.200
10 43501,3 kG.cm
Do các thanh dẫn được đặt đứng trên mặt phẳng nằm ngang và trong cùng một pha các thanh dẫn được hàn chặt với nhau nên ta tính được ứng suất do lực động điện giữa các pha tác động với nhau sinh ra là:
1 = M1 Wyoyo =
43501,3
250 174,005 kG/cm2 <cpCu = 1400 kG/cm2
- Xác định khoảng cách giữa 2 miếng đệm:
Lực tác dụng lên 1 cm chiều dài thanh dẫn do dòng ngắn mạch trong cùng pha gây ra (gần đúng lấy k = 1 và b
2 ):
f2 = 0,51.10-2. 1h .ixk2 = 0,51.10-2. 1
17,5 . 111,1682 = 3,602 kG/cm
ứng suất do dòng điện trong cùng pha gây ra:
2 = M 2 Wyy =
f 2.l2
12.Wyy
kG/cm2
80 Điểm NM I ''N (kA) i xk (kA)
N3 43,671 111,168
N4 34,286 92,612
1
Điều kiện ổn định động của thanh dẫn khi không xét đến dao động là :
tt =1 +2 ≤cp Cu 2cp Cu -1
l2 12.Wyy .( cpCu 1 ) f 2
Vậy khoảng cách lớn nhất giữa các miếng đệm mà thanh dẫn vẫn đảm bảo ổn định động là:
12.22.(1400 -174,005)
299,761 cm 3,602
l2max =
Để đảm bảo ổn định động của các thanh dẫn, chiều dài thực giữa hai miếng đệm liên tiếp l2 phải thỏa mãn điều kiện: l2 < l2max
Do l1 = 200 (cm) < l2max = 299,761 (cm) nên chỉ cần sử dụng một miếng đệm đặt tại đầu sứ là đảm bảo ổn định động cho thanh dẫn.
- Xét sự dao động tiêng của thanh dẫn:
Tần số riêng của thanh dẫn xác định theo công thức:
Trong đó:
fr =
L2 . E.J YoYo .106
S.
-: Hệ số phụ thuộc cách cố định thanh dẫn.
- L: Độ dài thanh dẫn giữa 2 sứ, L = l1= 200 cm.
- E : Mômen đàn hồi của vật liệu thanh dẫn, ECu = 1,1.106 kG/cm2.
- Jyo - yo : Momen quán tính đối với trục y0 - y0, Jyo - yo = 2190 cm 4.
- S : Tiết kiệm ngang của thanh dẫn.
S = 2. S1cực = 2. 2440 = 4880 mm2 = 48,8 cm2
-: Khối lượng riêng của vật liệu thanh dẫn.Cu = 8,93 g/cm3
Do giả thiết số nhịp n > 3, thanh dẫn được đặt đứng cùng trên mặt phẳng nằm ngang, tra bảng 4-6 - Sách “Phần điện nhà máy điện và trạm biến áp” - trang 138 ta được: = 3,56
Thay các thông số vào công thức ta có:
81
fr =
2002 48,8.8,93
6 209, 254 Hz
fr nằm ngoài khoảng tần số cộng hưởng = (45 55) Hz và 2 = (90 110) Hz. Như vậy thanh dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định động khi xét đến dao động thanh dẫn.