Chương V: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 43
5.7 Chọn máy biến áp đo lường 59
1. Máy biến dòng điện (BI220)
Ta chọn máy biến dòng điện TФH-220-3T dùng cho bảo vệ rơle và đo lường:
+ Điện áp định mức là: Uđm = 220 kV
+ Dòng điện định mức là : IS.đm/IT.đm = 1200/5 (A)
+ Cấp chính xác là 0,5 ứng với phụ tải định mức là 2 (Ω)
+ Dòng điện ổn định động là : Ilđđ = 108 (kA) > Ixk.N1 = 17,121(kA) Ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt vì dòng sơ cấp lớn hơn 1000 (A).
2. Máy biến điện áp (BU220)
Chọn sơ đồ nối dây và kiểu máy:
Để kiểm tra cách điện và cung cấp cho việc bảo vệ rơle với mạng trên 35 kV ta dùng biến điện áp một pha nối theo sơ đồ Y0/Y0/ .
Sơ đồ nối dây này không những đo được điện áp pha và dây mà còn đo được điện áp thứ tự không U0 nhờ ba cuộn dây quấn phụ nối tam giác hở, trong cuộn dây nối tam giác hở này có thể có điện trở cố định để ngăn cản các dao động hồi phát do hiện tượng công hưởng sắt từ trong lưới trung tính cách điện có điện dung nhỏ.
Điều kiện về điện áp:
Điện áp của máy biến điện áp phải phù hợp với điện áp của lưới.
Cấp chính xác:
Vì để đo công tơ điện và dùng cho đồng hồ để bảng nên ta chọn loại máy biến điện áp có cấp 2 cấp chính xác là 0,5 và 1.
Công suất định mức:
Tổng công suất phụ tải nối vào biến điện áp phải nhỏ hơn hay bằng công suất định mức của biến điệp áp với cấp chính xác đã chọn : S2 ≤ SđmBU
Từ những đánh giá trên ta chọn máy biến điện áp HKФ-220-58 nối theo sơ đồ Y0/Y0/ với các thông số cho trong bảng sau:
Điện áp định mức (kV)
Công suất ứng với cấp chính
xác (kVA) Loại BU
Cấp điện áp
(kV) Sơ cấp Cuộn thứ
Cuộn
phụ 0,5 1
Công suất cực
đại (VA)
HKФ-220-58 220 150 3 0,1 3 0,1 400 600 2000
5.7.2 Cấp điện áp 110 kV
1. Chọn máy biến dòng điện (BI110)
Ta chọn máy biến dòng điện TФH-110 dùng cho bảo vệ rơle và đo lường:
+ Điện áp định mức là :Uđm = 110 kV
+ Dòng điện định mức là : IS.đm/IT.đm = 1500/5 (A)
+ Cấp chính xác là 0,5 ứng với phụ tải định mức là 0,8 (Ω) + Có hệ số ổn định động Kđ = 75
Từ đó ta có điều kiện ổn định động :
Il®® 2.K .Id S 2.75.1,5 159,099 (kA)
Ilđđ = 159,099 (kA) > Ixk.N2 = 28,574 (kA) thỏa mãn.
Ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt vì dòng sơ cấp lớn hơn 1000 (A).
3. Chọn biến điện áp (BU110)
Để kiểm tra cách điện và dùng cho bảo vệ rơle ta chọn máy biến điện áp loại HKФ một pha nối theo sơ đồ Y0/Y0/ với các thông số trong bảng sau:
5.7.3 Mạch máy phát 10,5 kV 1. Chọn máy biến dòng điện
Biến dòng điện được đặt trên cả ba pha mắc hình sao. Ta chọn biến dòng điện kiểu thanh dẫn loại TШЛ-20-1 có các thông số:
+ Điện áp định mức là: Uđm.BI = 20 kV
+ Dòng điện định mức IS.đm/IT.đm = 8000/5 (A).
+ Cấp chính xác 0,5 ứng với phụ tải 1,2 (Ω)
Công suất tiêu thụ của các cuộn dây, các đồng hồ đo lường cho trong bảng sau:
Điện áp định mức (kV)
Công suất ứng với cấp chính xác
(kVA) Loại BU
Cấp điện áp
(kV) Sơ
cấp
Cuộn thứ
Cuộn
phụ 0,5 1
Công suất cực
đại (VA)
HKФ-110-58 110 66 3 0,1 3 0,1/3 400 600 2000
Phụ tải (VA)
TT Phần tử Loại
Pha A Pha B Pha C
1 Ampe mét - 302 1 1 1
2 Oát kế TD Д -341 5 0 5
3 Oát kế PK Д -342/1 5 0 5
4 Oát kế tự ghi Д-33 10 0 10
5 Công tơ TD H-670 2,5 0 2,5
6 Công tơ PK HT-672 2,5 5 2,5
7 Tổng 26 6 26
Tổng phụ tải các pha : SA = SC = 26 (VA) ; SB = 6 (VA) Phụ tải lớn nhất SMax = SA = SC = 26 (VA)
Tổng trở các phụ tải đo lường mắc vào pha A (hay C) là:
DC 2 2
T®m
S 26
Z 1,04( )
I 5
Mặt khác ta chọn dây dẫn bằng đồng từ biến dòng điện đến dụng cụ đo và giả sử chiều dài là l = 60 (m). Vì là sơ đồ nối sao hoàn toàn nên ta có:l = 60 (m) và ρ= 0,0175 (Ωmm2/m)
Từ đó suy ra tiết diện dây dẫn được chọn theo công thức sau:
Cu 2
dm DC
ρ .l 0,0175.60
F = = 6,563 mm
Z - Z 1,2 - 1,04
Ta chọn dây đồng có F = 10 (mm2) để đảm bảo độ bền cho dây dẫn.
2. Chọn máy biến điện áp
Khí cụ phía thứ cấp dùng công tơ nên ta dùng hai máy biến áp 1pha loại HOM- 10.Có thông số :
+ Uđm.CS = 10,5 kV
+ Cấp chính xác 0,5 ứng với Sđm = 75 (VA)
Tổng công suất phụ tải nối vào biến điện áp phải nhỏ hơn hay bằng công suất định mức của biến điệp áp với cấp chính xác đã chọn : S2 ≤ SđmBU
Phụ tải của biến điện áp được phân bố đồng đều theo cách bố trí đồng hồ phía thư cấp có công suất của đồng hồ đo lường cho trong bảng sau:
Phụ tải BU: AB Phụ tải BU: BC
TT Phần tử Loại
P(W) Q(VAR) P(W) Q(VAR)
1 Vôn kế B-2 7,2 - - -
2 Oát kế 341 1,8 - 1,8 -
3 Oát kế PK 342/1 1,8 - 1,8 -
4 Oát kế tự ghi Д-33 8,3 - 8,3 -
5 Tần số kế Д-340 - - 6,5 -
6 Công tơ H-670 0,66 1,62 0,66 1,62
7 Công tơ PK WT-672 0,66 1,62 0,66 1,62
8 Tổng 20,42 3,24 19,72 3,24
Ta có sơ đồ nối dụng cụ đo vào biến điện áp và biến dòng điện mạch máy phát như sau:
Ta có công suất phụ tải :
2 2
2AB
2 2
2BC
S = 20,42 + 3,24 = 20,7 S = 19,72 + 3,24 = 19,9
19,72
cosφ = = 0,99
19,9
Vậy ta chọn hai máy biến điện áp 1 pha loại HOM-10 có công suất định mức mỗi máy ứng với cấp chính xác 0,5 là Sđm = 75 (VA)
- Chọn dây dẫn từ BU đến các đồng hồ đo theo hai điều kiện sau:
+ Tổn thất điện áp trên dây dẫn không vượt quá 0,5 % (0,5V) điện áp khi có công tơ và 3% khi không có công tơ.
+ Để đảm bảo độ bền về cơ thì tiết diện dây dẫn không được nhỏ hơn trị số sau:
+ Khi nối với dụng cụ đo điện năng : FCu ≥ 2,5mm2 ; FAl ≥ 4mm2 + Khi không nối với dụng cụ đo điện năng :
FCu ≥ 1,5mm2 ; FAl ≥ 2,5mm2
Trước hết ta cần xác định dòng trong dây dẫn a,b,c theo công thức sau:
a ab c bc
ab bc
S 20,7 S 19,9
I = = = 0,207 A ; I = = = 0,199 A
U 100 U 100
Để đơn giản ta coi : Ia = Ic = 0,2 (A) và cosφab = cosφbc = 1 ta có:
I = 3.I = 3.0,2 = 0,34 Ab a
Điện áp giáng trên dây a, b là :
a b a b
ΔU = ( I +I ).r = ( I +I ).ρ.l F
Với : + ρ là điện trở suất của vật liệu dây dẫn + F là tiết diện dây dẫn
Để đơn giản ta bỏ qua góc lệch pha giữa Ia và Ib , mặt khác ta lấy khoảng cách từ BU đến các đồng hồ đo điện là (60) .Vì theo điều kiện thì ΔU ≤ 5% nên ta có :
a b a b
2 a b
ΔU = ( I +I ).r = ( I +I ).ρ.l 5%
F
ρ.l 0,0175.60
F ( I +I ). = ( 0,34+0,2 ). = 1,134 mm
F 0,5
Ta chọn dây đồng có F = 1,5(mm2) là thỏa mãn.