a. Chọn thanh dẫn từ đầu cực máy phát đến máy biến áp:
tiết diện hình máng. Thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài: I’cp = K1.K2. Icp Icb
Trong đó: I’cp là dòng điện cho phép của thanh dẫn sau khi đã quy đổi về điều kiện làm việc thực tế.
K1 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, chọn K1= 0,9
K2 là hệ số hiệu ứng gần, chọn thanh dẫn cứng hình máng nên K2= 0,95
Icp = = 29,9 KA
Trong đó: Icb = = = 21,4 KA
Vậy ta chọn thanh cái có các thông số sau:
Kích thước Tiết Diện 1 cực mm2 Mô men trở kháng (cm3)
Mô men quán tính (cm4) Icp (kA) 1 thanh 2 thanh 1 thanh 2 thanh h b c R Wxx Wyy Wy0y0 Jxx Jyy Jy0y0 250 115 12,5 16 5450 360 81 824 4500 660 10300 25
Hình: 5-2 2. Kiểm tra ổn định nhiệt:
Kiểm tra ổn định nhiệt theo điều kiện tiết diện cho phép: Schọn≥ Smin =
Trong đó:
Schọn là tiết diện của thanh dẫn cần kiểm tra ổn định nhiệt.
Smin là tiết diện nhỏ nhất mà thanh dẫn có thể chịu đựng được khi thanh dẫn xảy ra ngắn mạch.
C là hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm thanh dẫn, ta chọn thanh dẫn làm bằng vật liệu đồng nên C = 171
Smin = = = 125,66 .
Schọn = 2.2440 = 4880 > 187,666 Vậy thanh dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt 3. Kiểm tra ổn định động:
Kiểm tra ổn định động bằng phương pháp đơn giản hóa. Theo phương pháp này, ta coi mỗi nhịp thanh dẫn (phần thanh dẫn giữa hai sứ gần nhất) có chiều dài l1 là một dầm tĩnh, khi ngắn mạch thanh dẫn chịu tác động của một lực không đổi F1 và bằng lực cực đại khi ngắn mạch ba pha tính với pha giữa. Mỗi thanh dẫn hình máng gồm hai thanh dẫn hình chữ U ghép lại với nhau, nên ứng suất trong thanh dẫn gồm hai phần σ1 và σ2. Ta có:
σtt = σ1 + σ2 (KG/cm2). (3.20)
Trong đó:
sinh ra. - Xác định σ1:
Lực điện động giữa các pha sinh ra:
F1 = 1,8. . . (KG). (3.21)
Trong đó:
là dòng điện xung kích khi ngắn mạch ba pha
= = 294,6 KA.
a là khoảng cách giữa các thanh dẫn, chọn a = 60 cm. l1 là chiều dài của một nhịp thanh dẫn, chọn l1 = 130 cm.
F1 = 1,8. . . = 3384,78 KG.
Mômen uốn tác dụng lên thanh dẫn khi số nhịp lớn hơn 2:
M1 = = = 44002,14 KGcm. (3.22)
Mômen chống uốn của thanh dẫn: W1 = Wyo-yo = 824 cm3.
Ứng suất trong thanh dẫn σ1 dưới tác động của mômen uốn M1:
σ1 = = = 53,4 KG/cm2. (3.23)
- Xác định σ2:
Lực tác động trên một đơn vị chiều dài của thanh dẫn (1 cm):
f2 = 0,51. . . (KG/cm). (3.24)
Trong đó, h là chiều cao thanh dẫn, h = 25,0 cm.
f2 = 0,51. . . = 17,7KG/cm.
Để giảm ứng suất trên thanh dẫn người ta đặt các miếng đệm cách nhau một khoảng l2
trong khoảng giữa hai sứ liền nhau của một pha. Lực tác động lên đoạn thanh dẫn giữa 2 miếng đệm liên tiếp có chiều dài l2:
F2 = f2.l2. (3.25)
Mômen uốn tác động lên thanh dẫn:
M2 = = = 24927,5 (KG.cm).
Điều kiện ổn định động của thanh dẫn là: σtt = σ1 + σ2 ≤ σcp.
σtt = 53,4+ 307,75= 361,15 < 1400 (KG/cm2).
Trong đó, σcp là ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn, đối với đồng σcp = 1400 KG/cm2.
σ2 ≤ σcp - σ1.
≤ σcp - σ1 l2 ≤ = l2max. (3.27)
l2max = = 271,94cm. (3.28)
Ta thấy l2max = 271,94 cm > l1 = 130 cm.
Vậy, ta không phải đặt thêm miếng đệm vào giữa hai sứ mà vẫn đảm bảo điều kiện ổn định động.
4. Kiểm tra ổn định động của thanh dẫn theo khả năng dao động của thanh dẫn và sứ: Tần số riêng của thanh dẫn có hình dạng bất kỳ được xác định như sau:
fr = (Hz). (3.29)
Trong đó:
l là độ dài thanh dẫn giữa hai sứ gần nhau.l = 130 (cm)
E là modul đàn hồi của vật liệu thanh dẫn, thanh dẫn bằng đồng J là mômen quán tính của thanh dẫn đối với trục thẳng góc với phương uốn J = Jyo-yo = 10300 cm4.
γ là khối lượng riêng của vật liệu làm thanh dẫn γcu = 8,93 g/cm3. S là tiết diện ngang của 1 thanh dẫn, S = 5450 mm2 = 54,5 cm2.
fr = = 718,686 Hz.
Ta thấy, tần số dao động riêng fr = 718,686 Hz nằm ngoài khoảng (45 - 55)Hz và (90 - 110) Hz nên điều kiện ổn định động khi có xét đến dao động riêng được thỏa mãn.
Vậy thanh dẫn đã chọn thỏa mãn các điều kiện kiểm tra.
b. Chọn cáp và dây dẫn cho phụ tải cấp điện áp máy phát 20 KV:
*Điều kiện chọn:
Skt = . (3.30) Trong đó, Jkt là mật độ dòng điện kinh tế, phụ thuộc vào Tmax.
Tmax = = .( 70.10 + 80.6 + 100.8) = 7227 h.
Đối với cáp nhôm cách điện XLPE : Jkt = 1,2 A/mm2. Đối với dây dẫn nhôm thì Jkt = 1 A/mm2.
c..Chọn sứ treo cho mạch 20 KV:
Ta chọn sứ Π - 4,5 có Eư = 2,15 KV/cm, H = 170 mm, D = 270 mm
Cách điện của sứ phải đảm bảo có trị số điện áp phóng điện ướt cao hơn mức quá điện áp nội bộ tính toán, nghĩa là:
Uư≥ Uqanb
Hoặc: Uư = K.Uqanb
Trong đó, K là hệ số xét đến khả năng phát sinh quá áp nội bộ. Trong tính toán chọn cách điện thường lấy hệ số K = 1,1.
Tra bảng 8-1 giáo trình “Kỹ thuật Điện Cao áp” của tác giả Võ Viết Đạn, giá trị Uqanb ở cấp 20 KV được tính như sau:
Uqanb = 4,2.Uph = 4,2. = 48,49 KV. (3.31) Ta có: Uư = nEư.H = K.Uqanb
⇒ n = = = 1,46bát (3.32) Vậy, ta chọn chuỗi sứ gồm 2 bát sứ cho sứ treo và chuỗi sứ gồm 3 bát cho sứ néo.
3.6 CHỌN SỨ ĐỠ VÀ SỨ XUYÊN:3.6.1 Cấp điện áp 220 KV