Đồ án môn học nhà máy điện

Nhiệm vụ THIẾT KẾ MÔN HỌC PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆNHọ tên sinh viên:Nguyễn Tiến Hùng Lớp : Đ1H2 Ngành : Hệ Thống Điện Cán bộ hướng dẫn : PGS-TS Phạm Văn Hòa Chương 1:TÍNH TOÁN CÂN BẰN

Nhiệm vụ THIẾT KẾ MÔN HỌC PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

Họ tên sinh viên:Nguyễn Tiến Hùng

Lớp : Đ1H2 Ngành : Hệ Thống Điện

Cán bộ hướng dẫn : PGS-TS Phạm Văn Hòa

Chương 1:TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN

NỐI DÂY 1.1 Chọn máy phát điện

Dựa vào công suất của mỗi tổ máy theo đầu bài ứng với công suất mỗi tổ máyP= 50MW ta chọn máy phát điện đồng bộ tuabin hơi :TBΦ − 50 − 3600

Các thông số của máy phát điện

Tốc độ (n)

(vòng /phút)

Công suất(Sđm) MVa

1.2 Tính toán cân bằng công suất

1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

Để vẽ được đồ thi phụ tải toàn nhà máy ta cần xác định công suất của toàn nhà máy tại từng thời điểm.Công suất này được xác định theo công thức sau:

) 1 ( S 100

) t

%(

P ) t (

P n S

n S

F

đmF đmF

n : Số tổ máy

F

cos ϕ : Hệ số công suất định mức máy phát

PđmF : Công suất tác dụng của 1 tổ máy phát;MW

Thay (2) vào (1) ta được : đmF

đmF tnm

cos

P n 100

) t

%(

P ) t ( S

ϕ

=

Theo đầu bài thay số vào công thức trên ta có:

) MVa ( 200 8

, 0 100

50 4 80 ) 4 0 ( S ) 4 0 (

) MVa ( 200 8

, 0 100

50 4 80 ) 6 4 ( S ) 6 4 (

Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố (dạng

nhiên liệu,loại tuabin,công suất phát của nhà máy…)và chiếm khoảng (5% - 10%)

tổng công suất phát.Công suất tự dùng gồm hai thành phần:thành phần thứ nhất (chiếm

khoảng 40%) không phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy ,phần còn lại (chiếm

khoảng 60%) phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy.Một cách gần đúng có thể xác

định phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện theo công thức

) 3 )( P

n

) t ( S cos 6 , 0 4 , 0 ( cos

P n 100

% )

S n

) t ( S 6 , 0 4 , 0 ( cos

P n 100

% )

đmF đmF

tnm TD

đmF TD

ϕ +

ϕ

α

= +

(t) : Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t

α % : Lượng điện phần trăm tự dùng

n : Số tổ máy

PđmF;SđmF :Công suất tác dụng và biểu kiến định mức của 1 tổ máy phát

Stnm(t) : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t

Theo đầu bài thay số vào công thức (3) ta có:

) MVa ( 964 , 16 ) 50 4

200 8 , 0 6 , 0 4 , 0 ( 83 , 0 100

50 4 8 ) 4 0 ( S ) 4 0

(

) MVa ( 964 , 16 ) 50 4

200 8 , 0 6 , 0 4 , 0 ( 83 , 0 100

50 4 8 ) 6 4 ( S ) 6 4

2 4 6 10 14 16 18 22 0

P 100

) t

%(

P ) t ( S

i

max i i

: Công suất cực đại của phụ tải

cos ϕi: Hệ số công suất

P%(t) : Phần trăm công suất của phụ tải tại thời điểm t

Theo đàu bài ta có:

+ Phụ tải địa phương :

) MVa ( 647 , 21 85 , 0 100

80 23 )

4 0 ( S ) 4 0 (

) MVa ( 647 , 21 85 , 0 100

80 23 )

6 4 ( S ) 6 4 (

Tương tự ta có kêt quả trong bảng sau:

+ Phụ tải cấp điện cao áp 220 kV :

) MVa ( 186 , 94 86 , 0 100

90 90 )

4 0 ( S ) 4 0 (

) MVa ( 186 , 94 86 , 0 100

90 90 )

6 4 ( S ) 6 4 (

2 4 6 10 14 16 18 22

SUC (t) ; MVa

t ; h 45

94,186

83,721

104,651

1.2.4 Đồ thị công suất phát về hệ thống

Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại mọi thời điểm (công suất phát bằng

công suất thu),không xét đến công suất tổn thất trong máy biến áp ta có:

Stnm(t) – SVHT(t) – SĐP(t) - SUC(t) – STD(t) = 0 (5)

Hay : SVHT(t) = Stnm(t) - SĐP(t) - SUC(t) - STD(t)

Trong đó :

SVHT(t) : Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t

Stnm(t) : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t

SĐP(t) : Công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t

SUC(t) : Công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t

STD(t) : Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t

Thay số vào công thức (5) ta được :

90

1.2.5 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

2 4 6 10 14 16 18 22

S (t) ; MVa

t ; h 45

112,184 109,478

1.3 Đề xuất các phương án nối điện

1.2.6 Cơ sở chung để đề xuất các phương án nối điện

Dựa vào 7 nguyên tắc cơ bản để phân tích và từ đó đưa ra phương án nối điệnGiả thiết phụ tải địa phương trích điện từ đầu cực hai tổ MF ta có:

% 15

% 647 , 21

% 100 5 , 62 2

059 , 27

% 100 S 2

Ta có: 1 đmF

max td max

4

277 , 19 5

, 62 n

4

277 , 19 059

,

=> Chọn ghép 2 ; 3 tổ máy phát lên thanh góp.(NT2)

Do đầu bài chỉ có hai cấp điện áp (không có phụ tải phía trung) => dùng MBA hai

cuộn dây làm MBA liên lạc (NT3)

1.2.7 Đề xuất các phương án nối điện

Với số liệu tính toán phụ tải các cấp, căn cứ vào các nguyên tắc đã phân tích ở trên em xin đề xuât hai phương án nối điện cho nhà máy sau:

Chương II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của máy biến áp

Việc phân bố công suất cho các MBA cũng như cho các cấp điện áp của chúng được tiến hành theo nguyên tắc cơ bản sau: Phân công suất cho MBA trong sơ đồ MF-MBA hai cuộn dây là bằng phẳng trong suốt 24 giờ, phần thừa thiếu còn lại do MBA liên lạc đảm nhận trên cơ sở đảm bảo công suất phát bằng công suất thu (phụ tải), không xét đến tổn thất trong máy biến áp.Nguyên tắc trên được đưa ra để đảm bảo vận hành đơn giản ,không cần chọn MBA trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây loại không điều chỉnh dưới tải, làm hạ vốn đầu tư đáng kể

Sau đây sẽ cụ thể hóa nguyên tắc cơ bản trên vào việc phân bố công suất cho MBA trong bộ MBA-MF hai cuộn dây và MBA liên lạc

1)MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MBA-MF hai cuộn dây

Công suất của MBA này mang tải bằng phằng trong suốt 24 giờ /ngày và được tính teo công thức sau:

max TD đmF

n

1 S

Trong đó :

n: Số tổ máy ( n = 4 )

max TD

S : Công suất tự dùng cực đại

SđmF : Công suất một tổ máy

2) MBA liên lạc

Sau khi phân bố công suất cho MBA hai cuộn dây trong bộ MF-MBA hai cuộn dây ,phần công suất còn lại do MBA liên lạc đảm nhận và được xác định trên cơ sở cân bằng công suất ,không xét đến tổn thất trong MBA

2.2 Chọn loại và công suất định mức của MBA

1)MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

a)Loại MBA hai cuộn dây không có điều chỉnh dưới tải

MBA này mang tải bằng phẳng nên khôngcó nhu cầu điều chỉnh điện áp phía

hạ Như vậy ,chỉ cần điều chỉnh điện áp phía cao áp và được điều chỉnh trực tiếp bằng

tự động điều chỉnh kích từ (TĐK) của MF

b) Công suất định mức :Công suất định mức được chọn theo công thức sau:

đmF F

1 TD đmF

Đối với MBA này không cần kiểm tra điều kiện quá tải bởi một trong hai phần

tử MF hay MBA bị sự cố thì cả bộ ngừng làm việc ,không thể xảy ra hiện tượng làm việc trong đuiều kiện sự cố.Cũng chính vì lý do này nên chỉ cần dùng máy cắt (MC) phía cao áp là đủ ,phía hạ áp chỉ cần dùng dao cách ly (CL) phụ cho sửa chữa

2) MBA liên lạc hai cuộn dây

a)Loại MBA có điều chỉnh dưới tải

Điều này dễ hiểu bởi tất cả các phía của MBA mang tải không bằng phẳng ,nên

có nhu cầu điều chỉnh điện áp tất cả các phía.Nếu dùng TĐK chỉ điều chỉnh được phía

hạ ,nên cần có kết hợp với điều chỉnh dưới tải của MBA liên lạc thì mới điều chỉnh điện áp được tất cả các phía

b) Công suất định mức:

Đối với MBA hai cuộn dây thông thường lõi từ cũng như cuộn dây được thiết

kế 100% công suất định mức của MBA Vậy để chọn được công suất định mức cho chúng trước hết phải xác định được công suất tải lớn nhất trong suốt 24 giờ,được gọi

là công suất thừa lớn nhất S

thừa

Khi đó công suất định mức của MBA được chọn theo biểu thức :

max thua đmB S

c)Kiểm tra quá tải của MBA khi có sự cố:

Đối với MBA liên lạc khi một trong các MBA trong sơ đồ (MBA bộ hay chính MBA liên lạc )thì MBA liên lạc còn lại phải mang tải nhiều hơn ,cùng với sự huy động công suất dự phòng của hệ thống thì mới có thể đảm bảo cung cấp công suất cho phụ tải các cấp cũng như phát về hệ thống như lúc bình thường Bài toán đặt ra là trong những trường hợp này MBA đã quá tải ( gọi là quá tải sự cố ) hết mức so với công định mức ( khi không phải là MBA tự ngẫu ) , hay tính toán ( nếu là MBA tự ngẫu)cùng với công dự phòng của hệ thống đã đảm bảo cung cấp điện như đã nói ở trên hay chưa?

Quá tải sự cố tối đa cho MBA cho phép như sau: K

2.Tiến hành tính toán :

- Kiểm tra điều kiện quá tải

- Phân bố công suất cho MBA tại thời điểm sự cố.Từ đó kiểm tra mức độ non tải hay quá tải của tải các cuộn dây của MBA.Cụ thể là:

+ MBA ba cuộn dây:

{ S , S , S } Max

S

CC

SC CT

SC CH đmB

SC

+MBA hai cuộn dây:

SC đmB

SC qt ch

SC qt nt

Trong đó : Sthiếu - Công suất thiếu phát về hệ thôngso với lúc bình thường

HT

DP

S - Công suất dự phòng của hệ thống

2.3) Tính toán tổn thất điện năng trong MBA

1)Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Trường hợp MBA mang tải bằng phẳng Sbộ cả năm (8760 giờ)

Tổn thất điện năng được xác định theo công thức sau:

8760 S

S P P

A

2

đmB

bô N 0

i

2

24 i

đmB

i N

S

S P

365 P

8760

1)Phạm vi ứng dụng của kháng phân đoạn

- Kháng phân đoạn dùng trong nhà máy điện có thanh góp, thanh góp phân đoạn theo từng tổ máy

- Công dụng: Hạn chế dòng ngắn mạch

- Nhược điểm: + Chỉ hạn chế được dòng ngắn mạch từ bên cạnh sang

+ Chất lượng điện áp không tôt lúc bình thường cũng như sự cố

- Khắc phục: Đặt thêm dao cách ly chặn giữa hai đầu kháng phân đoạn => cách ly

để nối tăt kháng điện

2) Chọn kháng phân đoạn

a) Phân bố phụ tải địa phương cho các phân đoạn thanh góp điện áp máy phát

Phụ tải địa phương trong sơ đồ nhà máy điện có thanh góp điện áp MF sẽ được lấy điện trực tiếp từ các phân đoạn này Để hạn chế dòng ngắn mạch khi ngắn mạch trên đường dây cần có một kháng điện đường dây, mà các đường dây phải được lấy điện sau kháng này.Phân bố phụ tải cho các phân đoạn này theo nguyên tắc như sau:

+ Đường dây lộ kép được lấy điện từ hai phân đoạn

+ Ưu tiên hơn phụ tải cho phân đoạn giữa nếu trường hợp có ba phân đoạn+ Sơ đồ là đối xứng nhất có thể

b) Tính dòng điện qua kháng phân đoạn

*)Dòng điện làm việc bình thường qua kháng phân đoạn

- Trường hợp chỉ có hai phân đoạn, thường phụ tải địa phương phân đều cho hai phân đoạn thì dòng điện làm việc bình thường qua kháng bằng không

- Trường hợp có ba phân đoạn thì dòng điện làm việc bình thường qua kháng

bằng:

U 3 2

S S

S - Công suất phụ tải địa phương

Vậy công suất qua kháng sẽ là:

max

qK max S , S

U 3

S I

max qK max

cb =

c) Chọn kháng phân đoạn

*)Để chọn kháng điện phân đoạn dựa trên các điều kiện sau:

+ Điều kiện về áp: Uđmk ≥ Uđm lươi

+ Điều kiện về dòng: Iđmk ≥ max

Phương án A:

2.1-A Phân bố công suất các điện áp của MBA

1)MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Phân bố công suất cho B2;B3 tại từng thời điểm như sau:

S VHT (t) 67,20 67,20 77,67 80,37 93,75 91,05 112,18 109,48 101,72 88,34 101,51

S UC (t) 94,19 94,19 83,72 83,72 94,19 94,19 94,19 94,19 104,65 94,19 83,72

S B2 (t) 51,85 51,85 51,85 53,20 65,13 63,77 74,34 72,99 74,34 62,42 63,77

2.2 –A Chọn loại và công suất định mức của MBA

1.MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

B1: SđmB1 ≥ 62,5 -

4

277 , 19

= 57,68 ( MVa ) Chọn TDC – 63 ; 230/11 kV ; ∆P0=67 kW ; ∆PN=300 kW ; UN%=12 ; i0%=0,8

2 MBA liên lạc 2 cuộn dây điều chỉnh dưới tải

+ Kiểm tra quá tải của MBA khi có sự cố :

Hỏng MBA B3 tại thời điểm t = (18-20) giờ thì (SVHT + SUC)max = 101,719 +104,651

= 206,37(MVa)Ứng với thời điểm đó ta có : STGCmax= 24,353( MVa) ; STGCmax=104,651 (MVa)

-Điều kiện kiểm tra quá tải:

- Phân bố công suất khi sự cố:

- Khả năng phát:SknF =n1 SđmF − STGCĐP max − STDF2+F3+F4= 3.62,5 – 24,353 -

4

3

.19,277 =148,69 (MVa)

- Khả năng tải: SknT = KSCqt α SđmB= 1,4.1.80 =112 (MVa)

SB2=Min (SknF ; SknT)

= Min{148,69;112}= 112 (MVa)

=> MBA có thể làm việc quá tải 40%

-Công suất thiếu của hệ thống được xác định theo công thức:

Sthiếu=(SVHT + SUC)max – (SbôB1+ SB2) = 206,37 – (57,68+112) = 36,69 (MVa)

Kiểm tra điều kiện: Sthiêu≤ SHTDP

Ta có :Sthiêu = 36,69 (MVa) ≤ SHTDP = 100 (MVa) => Đảm bảo điều kiện

2.3-A Tính toán tổn thất điện năng trong MBA

+ Với sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

63

68 , 57 10 300 10

.

67

2 3

đmB

24 6

2

đmB

6 4

t S

S t

S S

2 80

85 , 51 4

80

85 ,

= 700,8 +116,8.14,45 =2388,56 (MWh)

2.4-A Chọn kháng điện

2 1,5 1,5 1,5 1,5 2 2 1,5 1,5 1,5 1,5 2

phương án A

Pé II:10 MW Pé III: 6,5 MW PéI:6,5 MW

Phõn bố phụ tải địa phương:

Phụ tải địa phương gồm 5 kộpì3MW và 4 đơn ì2MW theo nguyờn tắc trờn ta

cú cụng suất phõn bố của từng phõn đoạn :

PI = PIII = 2+3.1,5= 6,5 (MW) ; PII = 2.2+4.1,5=10 (MW)

Dũng điện làm việc bỡnh thường qua khỏng:

U 3

S S S

2

1

) 1 ( td đmF bt

−

−

5 , 10 3

85 , 0

10 277

, 19 4

1 5 , 62 2

= 44,15(MVa)Cụng suất qua khỏng sẽ là:

SSCqK1 = SqB + S'I= 44,15 +

85 , 0

2

=46,50 (MVa)

Sự cố 2: Hỏng một MBA liờn lạc khi đú cụng suõt qua khỏng sẽ là:

đmF )

1 ( td I đmB

B qt 2

5 , 6

277 , 19 4

1

- 62,5 = 61,97(MVa)

{ SC 2}

qK 1 SC qK

max

qK max S , S

S = = max{ 46 , 5 ; 61 , 97 }= 61,97 (MVa)

Vậy dòng điện cưỡng bức lớn nhất qua kháng sẽ là:

10 3407 , 466 ( A )

5 , 10 3

97 , 61 U

3

S

max qK max

Chọn IđmK= 4000 (A) > max

cb

I = 3407,466 (A) => Chọn kháng PbA-10-4000-12Với các thông số của kháng điện:Uđm=10 kV ; Iđm=4000 A ; XΩK =0,17 Ω

đmK

đmK K

K

U

I.

3 X 100

%

5 , 10

4 3 17 , 0

100 = => Thỏa mãn

Phương án B:

2.1-B Phân bố công suất các điện áp của MBA

1)MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Sbô = SđmF - max

TD

S n

Phân bố công suất cho B2;B3 tại từng thời điểm như sau:

S VHT (t) 67,20 67,20 77,67 80,37 93,75 91,05 112,18 109,48 101,72 88,34 101,51

S UC (t) 94,19 94,19 83,72 83,72 94,19 94,19 94,19 94,19 104,65 94,19 83,72

S B2 (t) 23,01 23,01 23,01 24,36 36,29 34,94 45,51 44,15 45,51 33,58 34,93

2.2 –B Chọn loại và công suất định mức của MBA

1.MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

B1: SđmB1=SđmB2 ≥ 62,5 -

4

277 , 19

= 57,68 ( MVa ) Chọn TDC– 63 ; 230/11 kV ; ∆P0=67 kW ; ∆PN=300 kW ; UN%=12 ; i0%=0,8

2 MBA liên lạc 2 cuộn dây điều chỉnh dưới tải

Hỏng MBA B3 tại thời điểm t = (18-20) giờ thì (SVHT + SUC)max = 101,719 +104,651

= 206,37(MVa)Ứng với thời điểm đó ta có : STGCĐP max= 24,353( MVa) ; STGCUC max=104,651 (MVa)

-Điều kiện kiểm tra quá tải:

- Phân bố công suất khi sự cố:

- Khả năng phát:SknF = F 2 F 3 F 4

TD max TGC ĐP đmF

- Khả năng tải: SknT = KSCqt α SđmB= 1,4.1.63=88,2 (MVa)

SB2=Min (SknF ; SknT)

= Min{91 ; 88,2}= 88,2 (MVa)

=> MBA có thể làm việc quá tải 40%

-Công suất thiếu của hệ thống được xác định theo công thức:

Sthiếu=(SVHT + SUC)max – (SbôB1+ SB2) = 206,37 – (57,68+88,2) = 60,49 (MVa)

Kiểm tra điều kiện: Sthiêu≤ SHTDP

Ta có :Sthiêu = 60,49 (MVa) ≤ HT

DP

S = 100 (MVa) => Đảm bảo điều kiện

2.3-B Tính toán tổn thất điện năng trong MBA

+ Với sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

63

68 , 57 10 300 10

.

67

2 3

đmB

24 6

2

đmB

6 4

t S

S t

S S

2 63

01 , 23 4

63

01 ,

Phân bố phụ tải địa phương:

Phụ tải địa phương gồm 5 kép×3MW và 4 đơn ×2MW theo nguyên tắc trên ta

có công suất phân bố của từng phân đoạn :

1

= 15,31(MVa)Công suất qua kháng sẽ là:

SSCqK1 = SqB + S'I= 15,31+

85 , 0

4

= 20,01(MVa)

Sự cố 2: Hỏng một MBA liên lạc khi đó công suât qua kháng sẽ là:

đmF )

1 ( td I đmB

B qt 2

SC

= 1,4.1.63 + +

85 , 0

5 , 11

277 , 19 4

1

- 62,5 = 44,05(MVa)

{ SC 2}

qK 1 SC qK

05 , 44 U

3

S

max qK max

K

U

I.

3 X 100

%

5 , 10

25 , 0 3 28 , 0 100

3.2 Lập sơ đồ thay thế

Sơ đồ thay thế tòan nhà máy cho tính toán ngắn mạch được lập trong hệ đơn vị tương đối cơ bản.Để lập sơ đồ thay thế trước hết phải chọn công suất cơ bản Scb và điện áp cơ bản Ucb.Thường người ta chọn công suất cơ bản là 100 hay 1000 MVa là tùy thuộc vào công suất của nhà máy còn điện áp cơ bản được chọn cho từng cấp điện

áp và lấy bằng giá trị điện áp trung bình của cấp đó :500; 330; 230; 115; 37; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,4 kV

Từ hai đại lượng công suất và điện áp cơ bản tính được dòng điện cơ bản theo

công thức sau:

U 3

S x

Trong đó : "

d

x - Điện kháng quá độ của MF, cho dưới dạng tương đối định mức

Scb – Công suất cơ bản; MVa

SđmF – Công suất định mức của MF; MVa

b) Đường dây

2

tb

cb 0

dây

U n

S L x

Trong đó : x0- Điện kháng quá độ của 1km chiều dài đường dây; Ω/km

L– Chiều dài của đường dây; km

U0 – Điện áp trung bình cấp điện áp,nơi có đường dây;kV

B

S

S 100

% U

Trong đó : UN% - Điện áp ngắn mạch của MBA,cho dưới dạng phần trăm ; %

SđmB– Công suất định mức của MBA ; MVa

d) Kháng điện

2 tb

cb K K

U

S X

Trong đó : XΩK- Điện kháng của kháng điện dạng ôm

Utb – Điện áp cấp trung bình e)Hệ thống điện

Điện kháng của hệ thống dạng tương đối cơ bản được xác định theo các công thức khác nhau là tùy vào số liệu cho trước ,cụ thể như sau:

+ Cho công suất ngắn mạch SN , MVa

N

cb HT

Sau khi lập sơ đồ thay thế thì tính dòng ngắn mạch cho từng điểm ngắn mạch

đã chọn ở trên.Đối với mỗi điểm ngắn mạch trước hết biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản một nguồn hay hai nguồn Sau đó sử dụng họ đường cong tính toán để tính toán dòng điện ngắn mạch cho từng điểm ngắn mạch

a ) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản

*) Các phép biến đổi hay sử dụng như sau:

+ Biến đổi nối tiếp + Biến đổi song song

+ Biến đổi sao – tam giác + Biến đổi sao – tam giác thiếu

+ Tận dụng tính đối xứng hình học của sơ đồ, gập hình theo trục đối xứng

tđ 1

tđ

'' N

U 3

S X

1 X

1 I

Etđ - Suất điện động tương đương, dạng tương đối cơ bản

Etđ = 0 ÷ 1,05 ( Trong tính toán, đơn giản có thể lấy Etđ=1 )

c ) Tính toán dòng ngắn mạch xung kích

Dòng xung kích được xác định theo công thức sau :

"

N xk

I - Giá trị hiệu dụng thành phần chu kỳ siêu quá độ

Kxk – Hệ số xung kích.Thường lấy Kxk=1,8; riêng trường hợp ngắn mạch chỉ có nguồn là một MF thì lấy Kxk=1,91

Tính toán cụ thể cho từng phương án

S X

X

N

cb HT

tb

cb 0

dây 2

230

100 2

80 4 , 0 U n

S L x X

100 100

12 S

S 100

% U X

X

1 đmB

cb N

1 B

5 , 62

100 1336 , 0 S

S x X X X

9

80

100 100

11 S

S 100

% U X

X X

2 đmB

cb N

2 B 5

tb

cb K K 7 6

5 , 10

100 17 , 0 U

S X X X

=0,154-Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía cao áp, chọn điểm ngắn mạch N1,nguồn cung cấp là các MF của nhà máy và hệ thống

Ta có sơ thay thế của điểm ngắn mạch

*) Biến đổi sơ đồ thay thế :

Điểm ngắn mạch N1 là điểm ngắn mạch có tính đối xứng về hình học của sơ đồ,

do đó có thể gập hình qua trục đối xứng

12 13

0,077 0,214 0,107

X14 =

2

137 , 0 2

X X

X X

X

X

7 6

X X

X

X

11 9

291 , 0 107 , 0 X

X

X X

17 16

17 16

146 , 0 404 , 0 X

X

X X

19 13

19 13

100 107 , 0

1 097

, 0

1 U

3

S X

1 X

1

I

cb

cb 2

tđ 1

Dòng điện xung kích : ixk = 2 1 , 8 4 , 934= 12,56 (kA)

-Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp MBA liên lạc, chọn điểm ngắn mạch N2, MBA B2 nghỉ, nguồn cung cấp là các MF của nhà máy và hệ thống

Ta có sơ thay thế của điểm ngắn mạch N 2

137 , 0 097 , 0 137 , 0 097 , 0 X

X X X X

13

12 5 5

X15 =

097 , 0

137 , 0 404 , 0 137 , 0 404 , 0 X

X X X X

12

13 5 5

112 , 1 214 , 0 X

X

X X

15 11

15 11

267 , 0 154 , 0 154 , 0 267 , 0 X

X X X X

16

14 7 7

X18 =

267 , 0

154 , 0 179 , 0 154 , 0 179 , 0 X

X X X X

14

16 7 7

X19 =

436 , 0 214 , 0

436 , 0 214 , 0 X

X

X X

18 10

18 10

651 , 0 154 , 0 154 , 0 651 , 0 X

X X X X

19

17 6 6

X21 =

651 , 0

154 , 0 144 , 0 154 , 0 144 , 0 X

X X X X

17

19 6 6

HT

F1,3,4 F2

332 , 0 214 , 0 X

X

X X

21 9

21 9

0,13 1,501

Dòng ngắn mạch siêu quá độ :

5 , 10 3

100

501 , 1

1 13 , 0

1 U

3

S X

1 X

1

I

cb

cb 2

tđ 1

Dòng điện xung kích : ixk = 2 1 , 8 45 , 96= 116,995 (kA)

-Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ mạch MF, chọn điểm ngắn mạch N3 hay N3’

+ Đối với N3 , nguồn cấp là hệ thống và các MF của nhà máy, trừ máy phát F2

+ Đối với N3’, nguồn cấp chỉ là máy phát F2

Ta có sơ thay thế của điểm ngắn mạch N 3

214 , 0 154 , 0 X

X X

X X

11 10 7

10 7

+ +

= +

X16 =

214 , 0 214 , 0 154 , 0

214 , 0 214 , 0 X

X X

X X

11 10

7

11 10

+ +

= +

X17=X6+X14= 0,165+ 0,057= 0,222 ; X18=X5+X15= 0,137+ 0,079 = 0,216

Biến đổi ∆4;17;18 thành Y 19;20;21

X19 =

216 , 0 222 , 0 137 , 0

222 , 0 137 , 0 X

X X

X X

18 17

4

17 4

+ +

= +

X20 =

216 , 0 222 , 0 137 , 0

216 , 0 222 , 0 X

X X

X X

18 17

4

18 17

+ +

= +

X21=

216 , 0 222 , 0 137 , 0

216 , 0 137 , 0 X

X X

X X

18 17

4

18 4

+ +

= +

051 , 0 097 , 0 051 , 0 097 , 0 X

X X X

X

13

21 12 21

X24 =

097 , 0

051 , 0 404 , 0 051 , 0 404 , 0 X

X X X

X

12

21 13 21

667 , 0 162 , 0 X

X

X X

24 22

24 22

Xtđ2 = X26=

13 , 0

053 , 0 16 , 0 053 , 0 16 , 0 X

X X X

X

25

19 23 19

Xtđ1 = X27=

16 , 0

053 , 0 13 , 0 053 , 0 13 , 0 X

X X X

X

23

19 25 19

5 , 10 3

100

278 , 0

1 226

, 0

1 U

3

S X

1 X

1

I

cb

cb 2

tđ 1

Dòng điện xung kích : ixk = 2 1 , 8 44 , 11= 112,286 (kA)

Sơ đồ thay thế của điểm ngắn mạch N 3 ’ :

100

214 , 0

1 U

3

S X

1 I

cb

cb tđ

"

Dòng điện xung kích : ixk = 2 1 , 91 25 , 69= 69,392 (kA)

- Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp mạch phân đoạn, chọn điểm ngắn mạch N5, MBA B2 và máy phát F2 nghỉ, nguồn cấp là các MF còn lại của nhà máy và

hệ thống.Dễ dàng nhận thấy: I N5 = I N2 – I N3’ = 45,96 – 25,69 = 20,27 ( kA )

Dòng điện xung kích : ixk = 2 1 , 8 20 , 27= 51,6 (kA)

- Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp mạch tự dùng, phụ tải địa phương chọn điểm ngắn mạch N4, nguồn cấp là các MF còn lại của nhà máy và hệ thống.Dễ dàng

nhận thấy: I N4 = I N3 – I N3’ = 44,11– 25,69 = 18,42 ( kA )

Dòng điện xung kích : ixk = 2 1 , 8 18 , 42= 46,89 (kA)

S X

X

N

cb HT

tb

cb 0

dây 2

230

100 2

80 4 , 0 U n

S L x X

100 100

12 S

S 100

% U X X X X X

đmB

cb N

B 6 5 4

2 2

tb

cb K K 7 6

5 , 10

100 28 , 0 U

S X X X

=0,254

5 , 62

100 1336 , 0 S

S x X X X

0,19 7 0,254

10 0,214

11 0,214

N1HT

5 0,19