Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW

Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW, Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW

1

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước Với tốc độ tăng trưởng ngành điện trung bình hằng năm khoảng 15%, vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra được điện năng đủ để cung cấp điện cho các phụ tải một cách hiệu quả, tin cậy Vì vậy, nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế của quốc gia phát triển liên tục và kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới

Trong hệ thống điện các nhà máy điện có nhiệmvụ biến đổi năng lượng sơ cấp như: than, dầu, khí đốt, thuỷ năng thành điện năng.Hiện nay ở nước ta lượng điện năng được sản xuất hàng năm bởi các nhà máy nhiệtđiện không còn chiếm tỉ trọng lớn như thập kỷ 80 Tuy nhiên, với thế mạnh nguồnnguyên liệu như ở nước ta, tính chất phụ tải đáy của nhà máy nhiệt điện thì việccủng cố và xây dựng mới các nhà máy nhiệt điện vẫn đang là một nhu cầu đối vớigiai đoạn phát triển hiện nay

Xuất phát từ các yêu cầu thực tiễn đó, với các kiến thức được học em đã nhận đề tài thiết

kế phần điện nhà máy điện Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện nhà máy điện là một cơ hội để mỗi sinh viên ôn luyện, trau dồi kiến thức chuyên ngành, phục vụ hữu ích cho công việc thực tế sau này Trong đồ án này em thực hiện các nhiệm vụ: chọn máy phát điện và cân bằng công suất,

đề suất các phương án và chon máy biến áp, tính toán dòng điện ngắn mạch và lựa chọn thiết bị chính của nhà máy, so sánh chọn phương án tối ưu, chọn khí cụ điện và dây dẫn, chọn sơ đồ nối điện và thiết bị tự dùng

Đồ án thiết kế gồm có:

- Phần I: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 130 MW

Mặc dù đã rất cố gắng song kiến thức và kinh nghiệm bản thân còn hạn chế nên bản đồ

án thiết kế tốt nghiệp của em khó tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự thông cảm và đóng góp ý kiến từ phía thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn thầy cùng các thầy cô giáo khác trong bộ môn Điện - Điện tử

đã nhiệt tình hướng dẫn để em có thể hoàn thành đồ án này

Hưng Yên, tháng năm 2015

Sinh viên thực hiện

2

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

PHẦN I 4

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 4

CHƯƠNG 1:CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN-TÍNH TOÁN PHỤ TẢI -CÂN BĂNG CÔNG SUẤT 4

1.1 Chọn máy phát điện 4

1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 4

1.2.1 Đồ thị phụ tải nhà máy 4

1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy 5

1.2.3 Đồ thị phụ tải địa phương (10kV) 6

1.2.4 Đồ thị phụ tải trung áp (110kV) 6

1.2.5 Công suất phát về hệ thống (VHT) 7

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 9

2.1 Đề xuất các phương án nối dây 9

2.1.1 Phương án 10

2.2 Tính toán chọn máy biến áp 10

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 17

3.1 Tính điện kháng các phần tử trong sơ đồ 17

3.2 Xác định điểm ngắn mạch tính toán 18

3.2.1 Điểm ngắn mạch N-1 19

3.2.2 Điểm ngắn mạch N-2 21

3.2.3 Điểm ngắn mạch N-3 23

3.2.4 Điểm ngắn mạch N-4 26

3.2.5 Điểm ngắn mạch N-5 27

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 28

4.1 Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối (TBPP) 28

4.1.1 Phương án : 28

4.2 Chọn máy cắt điện cho các mạch 29

CHƯƠNG 5: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 31

5.1 Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát 31

5.1.1 Chọn loại và tiết diện thanh dẫn 31

5.1.2 Kiểm tra ổn định động 32

5.2 Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng 34

5.3 Chọn thanh góp và thanh dẫn mềm 36

3

5.3.1 Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 220kV 36

5.3.2 Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 110kV 36

5.4 Chọn dao cách ly trong mạch điện chính 37

5.5 Chọn máy biến dòng điện (BI) và máy biến điện áp(BU) 38

5.5.1 Chọn máy biến điện áp(BU) 38

5.5.2 Chọn máy biến dòng điện (BI) 41

5.6 Chọn cáp và kháng đường dây cho phụ tải địa phương 45

5.6.1 Chọn cáp cho phụ tải địa phương 45

5.6.2 Chọn kháng đường dây cho phụ tải địa phương 48

5.7 Chọn máy cắt, dao cách ly cho phụ tải địa phương 51

5.7.1 Chọn dao cách ly 51

5.8 Chọn chống sét van cho các cấp điện áp 53

5.8.1 Chọn chống sét van cho thanh góp 53

5.8.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp 54

CHƯƠNG 6: CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG 56

6.1 Chọn sơ đồ tự dùng 56

6.2 Chọn các thiết bị điện và khí cụ điện tự dùng 56

6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng 10,5/6,3kV 56

6.2.2 Chọn máy biến áp tự dùng 6,3/0,4kV 57

6.2.3 Chọn máy cắt 10,5 kV 58

6.2.4 Chọn dao cách ly 10,5KV 58

6.2.5 Chọn máy cắt phía hạ của máy biến áp tự dùng cấp 1 (6,3kV) 59

6.2.6 Chọn aptomat 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

4

PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

CHƯƠNG 1:CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆNTÍNH TOÁN PHỤ TẢI

-CÂN BĂNG CÔNG SUẤT

Tính toán phụ tải và cân bằng công suất là một phần rất quan trọng trong nhiệm vụ thiết

kế đồ án nhà máy điện Nó quyết định tính đúng, sai của toàn bộ quá trình tính toán sau Ta sẽ tiến hành tính toán cân bằng công suất theo công suất biểu kiến S và dựa vào đồ thị phụ tải các cấp điện áp hàng ngày vì hệ số công suất các cấp không giống nhau và do tính toán cân bằng theo công suất biểu kiến S với sai số cho phép trong khi thiết kế

1.1 Chọn máy phát điện

Theo nhiệm vụ thiết kế,nhà máy nhiệt điện gồm 2 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 65MW cung cấp cho phụ tải địa phương cấp 10kV, phụ tải trung áp 110kV, phụ tải cao áp 220kVvà nối với hệ thống ở cấp 220kV, công suất tự dùng bằng 6% công suất định mức của nhà máy với hệ số công suất của phụ tải tự dùng là 0,85 Để thuận tiện cho việc xây dụng và vận hành ta chọn các máy phát điện cùng loại Căn cứ vào các yêu cầu trên ta chọn 3 máy phát loại

TB -65-2T với các thông số kỹ thuật được ghi trong bảng sau: (Tra PL trang 100 sách “ thiết kếnhà máy điện và trạm biếnáp PGS-TS Nguyễn Hữu Khái”)

Bảng 1.1 Thông số máy phát điện

1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất

Điện năng là một dạng năng lượng đặc biệt, ít có khả năng tích lũy với công suất lớn bởi vậy điện năng sản xuất ra đến đâu phải tiêu thụ hết đến đó Lượng điện năng do các nhà máy điện phát ra phải cân bằng với lượng điện năng tiêu thụ của phụ tải tại mọi thời điểm

Trong thực tế mức độ tiêu thụ điện năng của phụ tải luôn thay đổi theo thời gian Do đó việc tìm đồ thị phụ tải là một việc rất quan trọng với người thiết kế và vận hành, vì nhờ có đồ thị phụ tải ta có thể lựa chọn được phương án, sơ đồ nối điện phù hợp để đảm bảo các chỉ tiêu kinh

tế kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài ra từ đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng dung lượng của máy biến áp, phân bố được công suất tối ưu giữa các nhà máy điện hoặc giữa các

tổ máy trong một nhà máy Để chọn đúng dung lượng và và tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp, cần thiết lập sơ đồ phụ tải ngày của nhà máy Máy biến áp được chọn theo công suất biểu kiến, mặt khác hệ sốcoscủa các cấp điện áp khác nhau không nhiều nên cân bằng công suất có thể tính toán dạng công suất biểu kiến ở các cấp điện áp của nhà máy thiết kế

1.2.1 Đồ thị phụ tải nhà máy

Nhà máy nhiệt điện gồm 3 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất định mức là 55 MW với hệ

số công suất định mức Cos F  0,85.Công suất đặt của nhà máy:

152,940,85

dmF dmNM

F

n P S

Cos

Trong đó:

- SNM( ) t : công suất biểu kiến của phụ tải nhà máy tại thời điểm t.(MVA)

- PNM%( ) t : phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thờiđiểm t.(MW)

- Cos F: hệ số công suất định mức của máy phát.CosF 0,85

Phụ tải nhà máy tại các thời điểm t được tổng kết trong bảng sau:

SNM

1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy

Theo nhiệm vụ thiết kế, ta có công suất tự dùng cực đại bằng 6% công suất định mức của nhà máy với hệ số công suấtCos TD  0,85

Công suất tự dùng theo thời gian của nhà máy:

- STD( ) t : công suất biểu kiến của phụ tải tự dùng tại thời điểm t.(MVA)

- PdmF : công suất tác dụng của một tổ máy phát (PdmF )

- SdmNM : công suất đặt của nhà máy (SdmNM )

- SNM( ) t : công suất phát của nhà máy tại thời điểm t.(MVA)

- %: phần trăm công suất điện tự dùng cực đại. % 6% 

Phụ tải tự dùng các thời điểm t được tổng kết trong bảng sau:

Bảng 1.3 Phụ tải tự dùng của nhà máy điện theo thời gian

1.2.3 Đồ thị phụ tải địa phương (10kV)

Phụ tải địa phương của nhà máy có: UdmDP  10 kV , PDP Max  40 MW , Cos DP  0,85.Phụ tải địa phương tại từng thời điểm xác định theo công thức sau:

%( )

100

DP Max DP

- SDP( ) t : công suất biểu kiến của phụ tải địa phương tại thời điểm t.(MVA)

- PDP Max : công suất tác dụng cực đại của phụ tải địa phương (PDP Max =40MW)

- PDP%( ) t : công suất tác dụng tính theo % của công suất tác dụng cực đại của phụ tải địa

phương tại thời điểm t (%)

- Cos DP: hệ số công suất trung bình của phụ tải địa phương CosDP 0,85

Phụ tải trung áp của nhà máy có:UdmT  110 kV , PT Max  130 MW , Cos T  0,85.

Phụ tải trung áp tại các thời điểm t được tính toán theo công thức sau:

%( )

100

T Max T

- S tT( ): công suất biểu kiến của phụ tải trung áp tại thời điểm t.(MVA)

- PT Max : công suất tác dụng của phụ tải trung áp cực đại.P T Max 110MW

- PT%( ) t : công suất của phụ tải trung áp tại thời điểm t (%)

7

- Cos T : hệ số công suất trung bình của phụ tải trung áp.CosT 0,85

Biến thiên phụ tải trung áp được tổng kết trong bảng sau:

Bảng 1.5 Phụ tải trung áp theo thời gian trong ngày

- SVHT( ) t : công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.(MVA)

- SNM( ) t : công suất phát của nhà máy tại thời điểm t.(MVA)

- SDP( ) t : công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t.(MVA)

- S tTA( ): công suất phụ tải trung áp tại thời điểm t.(MVA)

- STD( ) t : công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t.(MVA)

Do tổn thất công suất rất nhỏ so với công suất các phụ tải nên thường bỏ qua trong tính toán cân bằng công suất sơ bộ.S t( )0

Từ đó ta tính toán được công suất phát về hệ thống như sau:

9

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY

BIẾN ÁP 2.1 Đề xuất các phương án nối dây

Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá trình thiết

kế nhà máy điện Nó quyết định những đặc tính kinh tế và kỹ thuật của nhà máy thiết kế Cơ sở

để vạch ra các phương án là bảng phụ tải tổng hợp, đồng thời tuân theo những yêu cầu kỹ thuật chung

Theo nhiệm vụ thiết kế, nhà máy điện có 3 tổ máy với công suất định mức của mỗi tổ máy là 55MW, có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải các cấp điện áp(10 kV, 110kV, 220kV) và tải công suất thừa về hệ thống

Cấp điện áp cao (220 kV) và trung áp (110 kV) là lưới trung tính trực tiếp nối đất nên dùng máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu sẽ có lợi hơn(vì khi nối ta sẽ giảm tổn thất và truyền tải được công suất thừa từ bên trung sang bên cao) Hệ số có lợi khi dùng máy biến áp tự ngẫu (MBATN):

220 110

0,5110

  : hệ số có lời của máy biếnáp tự ngẫu (điều kiện 0,5)

 UT: điệnáp phía trung áp của máy biếnáp tự ngẫu

 UC: điệnáp phía cao áp của máy biếnáp tự ngẫu

Từ các nhận xét trên ta có thể đề xuất các phương áp nối điện cho nhà máy như sau:

10

2.1.1 Phương án

Hình 2.1 Mô tả sơ đồ nối dây phương án

2.2 Tính toán chọn máy biến áp

Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện Tổng công suất các máy biến áp gấp từ 4 - 5 lần tổng công suất các máy phát điện Chọn máy biến áp trong nhà máy điện

là chọn loại, số lượng, công suất định mức và hệ số biến áp Máy biến áp được chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong điều kiện bình thường và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất

Nguyên tắc chung để chọn máy biến áp là trước tiên chọn SdmBA lớn hơn hoặc bằng công suất cực đại có thể qua biến áp trong điều kiện làm việc bình thường, sau đó kiểm tra lại điều kiện sự cố có kể đến hệ số quá tải của máy biến áp Xác định công suất thiếu về hệ thống công suất này phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống Ta lần lượt chọn máy biến áp cho từng phương

án Giả thiết các máy biến áp được chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môi trường nơi lắp đặt nhà máy điện Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất định mức của chúng

Điều kiện chọn công suất máy biến áp tự ngẫu:

  : hệ số có lợii của máy biếnáp tự ngẫu

 UT: điệnáp phía trung áp của máy biếnáp tự ngẫu

 UC: điệnáp phía cao áp của máy biếnáp tự ngẫu

11

Ta chọn MBA loại

Từ đó ta có bảng tham số máy biến áp cho phương án như sau: (tra sách “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp PGS-TS Phạm Hữu Khái”)

Bảng 2.1 Thông số MBA phương án

2.2.1.1 Phân bố công suất cho các máy biến áp (MBA)

Việc phân bố công suất cho các máy biến áp cũng như cho các phía của chúng được tiến hành theo nguyên tác cơ bản là phân công suất cho máy biến áp trong sơ đồ bộ máy phát-máy biến áp hai cuộn dây bằng phẳng trong suốt 24h Phần thừa thiếu còn lại do máy biến áp liên lạc đảm nhận trên cơ sở đảm bảo cân bằng công suất, không xét đến tổn thất trong máy biến áp

Nguyên tắc trên đưa ra để đảm bảo vận hành đơn giản, không cần chọn máy biến áp trong

sơ đồ bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây có điều áp dưới tải, làm hạ vốn đầu tư

Theo nhận xét ở trên ta phân bố công suất cho các máy biến áp như sau:

 Các bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây cho vận hành với phụ tải bằng phẳng suốt cả năm với:

Công suất tải qua phía trung của MBA 2 cuộn dây phía 110kV

 Công suất chuyền qua một máy biến áp tự ngẫu

Để đơn giản ta xem hệ số công suất các phía của máy biến áp tự ngẫu là như nhau Khi

đó trong chế độ làm việc bình thường công suất tải qua các phía cao, trung và hạ áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu được tính như sau:

2.2.1.2 Kiểm tra quá tải

Do các máy biến áp hai dây cuốn đều mang tải bằng phẳng nhỏ hơn công suất định mức trong mọi chế độ nên không cần phải kiểm tra quá tải Ta chỉ kiểm tra quá tải máy biến áp tự ngẫu trong chế độ bình thường và sự cố

Đối với máy biến áp tự ngẫu thì công suất cuộn hạ là công suất tính toán thiết kế do đó

mà cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải trong mọi trường hợp

- Khi làm việc bình thường

Qua bảng 2.2 ta thấy trong chế độ làm việc bình thường, hai máy biến áp tự ngẫu luôn làm việc theo chế độ tải công suất từ hạ và cao sang trung, do đó cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất Vậy máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải khi làm việc bình thường

- Khi có sự cố

Khi đó tất cả các máy phát đều cho phát với công suất định mức,tương ứng phụ tải tự dùng của chúng cũng có giá trị cực đại

13

a) Sự cố một máy biến áp tự ngẫu

Sơ đồ phân bố công suất cho các máy biến áp trong trường hợp này như sau:

Hình 2.5 Sơ đồ khi sự cố một bộ máy biến áp bên trung áp

Để đơn giản ta xem hệ số công suất các phía của máy biến áp tự ngẫu là như nhau Khi

đó công suất các phía của một máy biến áp tự ngẫu được tính toán như sau

Công suất tải qua phía hạ của máy biến áp tự ngẫu:

S Thieu – Max = 69,51(MVA) < S DT-HT = 144 (MVA)

Vì lượng công suất thiếu này nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hệ thống nên hệ thống

đủ bù công suất thiếu hụt

15

2.2.1.3 Tính toán dòng cƣỡng bức (PA)

Các khí cụ điện có hai trạng thái cơ bản:

Trạng thái làm việc bình thường : xác định dòng làm việc bình thường để chọn các khí

cụ điện theo điều kiện kinh tế được xác định theo luồng công suất cực đại qua thiết bị đó (không có phần tủ nào bị tách ra khỏi sơ đồ)

Trạng thái làm việc cưỡng bức : được xác định để chọn các thiết bị theo điều kiện ổn định nhiệt được xác định khi một phần tử của nhà máy bị sự cố và bị tách ra, gây nên trên phần tử đang xét trạng thái làm việc nạng nề nhất

a) Phía cao áp 220kV

- Nhà máy nối với hệ thống bằng đường dây kép dài 70 km

Công suất lớn nhất đưa về hệ thống trong chế độ bình thường:

80, 467

VHT Max

Phía cao của máy biến áp liên lạc:

Trong điều kiện vận hành bình thường:SCTN Max  40, 23(MVA)

Khi sự cố, công suất qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu sẽ lớn nhất khi hỏng một máy biến áp tự ngẫu Theo tính toán trong phần kiểm tra quá tải sự cố một máy biến áp tự ngẫu ta có:

S

b) Phía trung áp110kV

Trong chế độ vận hành bình thường:STTN Max  76, 47(MVA)

Khi sự cố, công suất qua phía trung của máy biến áp tự ngẫu sẽ là lớn nhất khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu Theo tính toán trong phần kiểm tra quá tải sự cố máy biến áp tự ngẫu ta có:

CB Max CB

17

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 3.1 Tính điện kháng các phần tử trong sơ đồ

Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và dây dẫn của nhà máy đảm bảo các chỉ tiêu ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch

Khi chọn sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện cần chọn chế

độ làm việc nặng nề nhất nhưng phải phù hợp với điều kiện làm việc thực tế Dòng điện tính toán ngắn mạch để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch 3 pha

Chọn các đại lượng cơ bản:

CB

S I

CB

S I

CB

S I

U





- Điện kháng của các phần tử tính trong hệ đơn vị tương đối cơ bản:

+ Điện kháng của hệ thống điện

Điện kháng ngắn mạch tính đến thanh cái hệ thống:XHT  0,82

Do đó điện kháng của hệ thống trong hệ đơn vị tương đối cơ bản:

+ Điện kháng của đường dây nối với hệ thống (220kV)

Nhà máy thiết kế nối với hệ thống bằng 3 đường dây kép có chiều dài L = 70 km Đối với cấp điện áp 220kV ta có thể lấy gần đúng điện kháng của đường dây là: X0  0, 4 / km

18

+ Điện kháng của máy phát điện

Các máy phát điện đã chọn là loại TB 65  2T có điện kháng siêu quá độ dọc trục là ''

0,1361

d

X  trong hệ đơn vị tương đối định mức của máy phát

Do đó điện kháng của máy phát trong hệ đơn vị tương đối cơ bản:

cụ điện và dây dẫn

Lập và biến đổi sơ đồ thay thế:

Hình 3.2 Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch điểm N1

X C 0,072

X D 0,03

E 1 E 2

X C 0,072

X H 0,128

X H 0,128

X F 0,21

X F 0,21

20

Ta có:

Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản:

2 12

X X

X X

X 12 0,169

X C12 0,036

X 0,072

E 1 E 2

X 1 0,338

X 2 0,338

X

C 0,072

X

4 0,205

E 123

22

Hình 3.2 Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch điểm N2

Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản:

2 12

X X

X X

E

X C12 0,036

X 0 0,076

N 2

E HT

X 0 0,076

X C 0,072

E 1 E 2

X 1 0,338 X 2

0,338

X

C 0,072

Tra đường cong tính toán ta được: I TT2 0 4

Vậy dòng điện ngắn mạch tại điểm N2:

E 12

X 4 0,112

E HT

24

Hình 3.4 Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch điểm N3

0 1

0, 076 0,338

X

X 1 0,338

X C12 0,036

X 0 0,065

N 3

X H 0,128

E HT

X 0 0,076

X C 0,072

E 1

X

1 0,338

X C 0,072

N 3

X H 0,128

H H

Tra đường cong tính toán ta được: I TT2 0 1,5

Vậy dòng điện ngắn mạch tại điểm N3:

N 3

E HT

X 6 0,282

E 1

X

7 0,852

X 1 0,338

E 1

X 4 0,112

E HT

N 3

X H 0,128

Hình 3.5 Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch điểm N4

Nguồn cung cấp cho điểm ngắn N4 chỉ có máy phát điện F3 nên ta có sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch sau:

Tra đường cong tính toán ta được: I TT 0 6, 4

Vậy dòng điện ngắn mạch tại điểm N4:

E

2

X C 0,072

X D 0,03

E 1 E 2

X C 0,072

X H 0,128

X H 0,128

X F 0,21 X F

0,21

Độ tin cậy của sơ đồ phụ thuộc vào vai trò quan trọng của hộ tiêu thụ điện Ví dụ: hộ tiêu thụ điện loại 1 phải được cung cấp bằng 2 đường dây lấy 2 nguồn độc lập, mỗi nguồn phải cung cấp đủ công suất khi nguồn kia nghỉ làm việc

Tính linh hoạt của sơ đồ thể hiện bởi khả năng thích ứng với những trạng thái vận hành khác nhau

Tính kinh tế của sơ đồ được giải quyết bằng hình thức của các hệ thống thanh góp, số lượng khí cụ điện dùng cho sơ đồ Ngoài ra cách bố trí thiết bị trong sơ đồ phải đảm bảo an toàn cho người vận hành

Trên thực tế vốn đầu tư vào thiết bị chủ yếu phụ thuộc vào vốn đầu tư máy biến áp và các mạch thiết bị phân phối Trong đó vốn đầu tư vào các mạch thiết bị phân phối chủ yếu phụ thuộc vào vốn đâu tư máy cắt Do đó một cách gần đúng khi tính toán kinh tế sơ bộ để chọn phương án tối ưu ta xét vốn đầu tư cho từng phương án bao gồm vốn đầu tư máy biến áp và vốn đầu tư máy cắt ở các mạch phân phối

4.1 Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối (TBPP)

4.1.1 Phương án :

- Phía cao áp (220kV) bao gồm (4 mạch):

+ 2 đường dây kép nối với hệ thống

+2 đường dây nối từ các máy biến áp tự ngẫu

Phía trung áp(110kV) bao gồm(8 mạch):

+ 2 đường dây kép và 1 đường dây đơn cấp cho phụ tải trung áp

+2 đường dây nối từ các máy biến áp tự ngẫu

29

Hình 4.1 Sơ đồ nối điện chi tiết phương án 1

4.2 Chọn máy cắt điện cho các mạch

Máy cắt điện là một phần tử rất quan trọng trong hệ thống điện, máy cắt điện dùng để đóng cắt mạch điện với dòng phụ tải khi làm việc bình thường và dòng ngắn mạch khi có sự cố

để bảo vệ các phần tử trong hệ thống điện

Để thuận tiện cho lắp đặt, vận hành và sửa chữa ta chọn một loại máy cắt cho các mạch cùng cấp điện áp

Các máy cắt điện được chọn và kiểm tra theo điều kiện sau:

- Điện áp định mức của máy cắt:Udm Udm mang

- Dòng điện định mức của máy cắt: Idm ICB

- Dòng điện cắt định mức của máy cắt: ICat dm  I"N

Trong đó:

+ ICB là dòng cưỡng bức của mạch đặt máy cắt

+ I"Nlà dòng ngắn mạch siêu quá độ thành phần chu kỳ

Ngoài ra máy cắt được chọn còn phải kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch:

- Kiểm tra điều kiện ổn định động:id dm  ixk(ixk là dòng xung kích khi ngắn mạch)

- Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt:Inh dm nh2 t  BN Trong đó:

31

CHƯƠNG 5: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN

Trong quá trình làm việc khí cụ điện và dây dẫn thường bị phát nóng Nguyên nhân chủ yếu là do:

- Tác dụng nhiệt của dòng phụ tải lâu dài

- Tác dụng nhiệt và lực động điện của dòng ngắn mạch

Nếu nhiệt độ tăng quá cao có thể làm cho chúng bị hư hỏng, nhất là những chỗ tiếp xúc hoặc làm giảm tuổi thọ cách điện của chúng Sau đây chúng ta sẽ đi lựa chọn khí cụ điện và dây dẫn để đảm bảo chúng chịu được các tác động nhiệt trên

5.1 Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát

5.1.1 Chọn loại và tiết diện thanh dẫn

Thanh dẫn cứng được dùng ở cấp điện áp máy phát 10,5kV dùng nối từ máy phát điện

đến cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu và máy biến áp hai cuộn dây Do chiều dài các thanh dẫn thường không lớn cho nên thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép:

'

CP CB

I  I

Trong đó:

- ICP' -dòng cho phép làm việc lâu dài đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ nơi đặt thanh dẫn

- ICB - dòng điện cưỡng bức qua thanh dẫn ICB ThanhDan  ICB10,5 4, 415(kA)

- CP 700C - nhiệt độ cho phép làm việc lâu dài của thanh dẫn

- 0  35 C0 - nhiệt độ môi trường nơi đặt thanh dẫn

- 0qd 700C - nhiệt độ quy định khi tính ICP.