ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN KIỂU NHIỆT ĐIỆN

LỜI NÓI ĐẦU Ngaìy nay nỉc ta ang y mảnh cng nghip họa hin ải họa, hi nhp kinh t quc t nhịm ỉa t nỉc phạt trin, mủc tiu n nm 2020 c baín trí thaình mt nỉc cng nghip. Bn cảnh vic phạt trin cạc ngaình kinh t khạc thç ngaình cng nghip nng lỉng cuía nhỉỵng nm gưn y cuỵng ảt ỉc nhỉỵng thaình tỉu ạng k, ạp ỉng ỉc nhu cưu cuía t nỉc. Cuìng vi sỉ phạt trin cuía h thng nng lỉng quc, í nỉc ta nhu cưu in nng trong lnh vỉc cng nghip, dch vủ vaì sinh hoảt tng trỉíng khng ngỉìng. Hin nay nưn kinh t nỉc ta ang phạt trin mảnh meỵ ìi sng nhn dn ỉc nng cao, dn n phủ taíi in ngaìy caìng phạt trin. Do vy vic xy dỉng thm cạc nhaì mạy in laì iưu cưn thit ạp ỉng nhu cưu cuía phủ taíi. Vic quan tm quyt nh ụng n vn ư kinh t kyỵ thut trong vic thit k, xy dỉng vaì vn haình nhaì mạy in seỵ mang lải li ch khng nhoí i vi h thng kinh t quc doanh. Do ọ vic tçm hiu nm vỉỵng cng vic thit k nhaì mạy in, aím baío ỉc tin cy cung cp in, cht lỉng in, an toaìn vaì kinh t laì yu cưu quang trong i vi ngỉìi kyỵ sỉ in. Nhim vủ cuía ư ạn thit k cuía em laì “Thit k phưn in trong nhaì mạy in kiu NHIT IN NGỈNG HI”. Vi nhỉỵng kin thỉc ỉc hoc í trỉìng, ỉc sỉ hỉng dn tn tçnh cuía giạo vin hỉng dn vaì cạc thưy c trong khoa n nay em aỵ hoaìn thaình nhim vủ thit k. Vç thìi gian vaì kin thỉc cọ hản, chc hĩn ư ạn khng trạnh khoíi nhỉỵng sai sọt knh mong cạc thưy c giạo gọp y, ch baío em hoaìn thin kin thỉc cuía mçnh. Cui cuìng em xin chn thaình caím cạc thưy c aỵ truyưn thủ kin thỉc cho em, em cọ iưu kin hoaìn thaình nhim vủ thit k.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA ĐIỆN



ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

KIỂU NHIỆT ĐIỆN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :

SINH VIÊN THỰC HIỆN :

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU



Ngày nay nước ta đang đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa, hội nhập kinh tế quốc tế nhằm đưa đất nước phát triển, mục tiêu đến năm 2020 cơ bản trở thành một nước công nghiệp Bên cạnh việc phát triển các ngành kinh tế khác thì ngành công nghiệp năng lượng của những năm gần đây cũng đạt được những thành tựu đáng kể, đáp ứng được nhu cầu của đất nước Cùng với sự phát triển của hệ thống năng lượng quốc, ở nước ta nhu cầu điện năng trong lĩnh vực công nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Hiện nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ đời sống nhân dân được nâng cao, dẫn đến phụ tải điện ngày càng phát triển Do vậy việc xây dựng thêm các nhà máy điện là điều cần thiết để đáp ứng nhu cầu của phụ tải Việc quan tâm quyết định đúng đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật trong việc thiết kế, xây dựng và vận hành nhà máy điện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với hệ thống kinh tế quốc doanh Do đó việc tìm hiểu nắm vững công việc thiết kế nhà máy điện, để đảm bảo được độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện, an toàn và kinh tế là yêu cầu quang trọng đối với người kỹ sư điện

Nhiệm vụ của đồ án thiết kế của em là “Thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI” Với những kiến thức được học ở trường, được sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn và các thầy cô trong khoa đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế

Vì thời gian và kiến thức có hạn, chắc hẳn đồ án không tránh khỏi những sai sót kính mong các thầy cô giáo góp ý, chỉ bảo để em hoàn thiện kiến thức của mình

Cuối cùng em xin chân thành cảm các thầy cô đã truyền thụ kiến thức cho em, để

em có điều kiện hoàn thành nhiệm vụ thiết kế

Đà Nẵng, ngày tháng năm

Sinh viên

Trang 3

Chương 1: CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN CÂN BẰNG

CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN:

Nhiệm vụ thiết kế: Thiêt kế phần điện trong nhà máy điện kiểu: NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI, Công suất: 220 MW, gồm có: 4 tổ máy 55 MW.Việc chọn số lượng và công suất máy phát điện cần chú ý các điểm sau đây:

- Máy phát có công suất càng lớn thì vốn đầu tư càng lớn, tiêu hao nhiên liệu để sản xuất ra một đơn vị điện năng và chi phí vận hành hàng năm càng nhỏ Nhưng về mặt cung cấp điện thì đòi hỏi công suất của máy phát lớn nhất không hơn dự trữ quay về của hệ thống

- Để thuận tiện trong việc xây dựng cũng như vận hành về sau nên chọn máy phát cùng loại

- Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng định mức và dòng ngắn mạch

ở cấp điện áp này sẽ nhỏ và do đó dễ dàng chọn khí cụ điện hơn

Theo nhiệm vụ thiết kế thì nhà máy ta cần thiết kế là nhà máy nhiệt điện ngưng hơi nên chọn máy phát là kiểu tua bin hơi

Với công suất của mỗi tổ máy đã có nên ta chọn chỉ việc chọn máy phát có công suất tương ứng và chọn máy phát có công suất cùng loại

Ta chọn cấp điện áp máy phát là 10,5 kV vì cấp điện áp này thông dụng

Tra sách “Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp” của PGS Nguyễn Hữu Khái, ta chọn được máy phát điện theo bảng 1.1

Bảng 1.1

Loại MF

n v/p

1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Việc tính toán cân bằng công suất trong nhà máy điện giúp ta xây dựng được đồ thị phụ tải tổng cho nhà máy

Từ đồ thị phụ tải tổng của nhà máy điện, ta có thể định lượng công suất cần tải cho

các phụ tải ở các cấp điện áp tại các thời điểm và đề xuất các phương án nối dây hợp

Trang 4

1.2.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát (10,5 kV):

Đồ thị phụ tải hình H:1.1:

Công suất phụ tải cấp điện áp máy

phát được tính theo công thức sau:

UF

max UF UF

áp máy phát tại thời điểm t

P% là phần trăm công suất phụ tải

cấp điện áp máy phát theo thời gian

PUFmax, cosUF là công suất cực đại

và hệ số công suất phụ tải cấp điện áp

1.2.2 Phụ tải cấp điện áp trung (110 kV):

Công suất phụ tải cấp điện áp trung

được tính theo công thức sau:

UT

max UT UT

áp trung tại thời điểm t

cấp điện áp trung theo thời gian

PUTmax, cosUT là công suất cực đại và

hệ số công suất phụ tải cấp điện áp trung

100 P%

(1.2)

100 P%

Trang 5

Áp dụng công thức (1.2) kết hợp với (H:1.2), ta có bảng phân bố công suất phụ tải cấp điện áp trung như bảng 1.3:

Bảng 1.3

1.2.3 Phụ tải cấp điện áp cao (220 kV):

Công suất phụ tải cấp điện áp cao

được tính theo công thức sau:

UC

max UC UC

áp cao tại thời điểm t

cấp điện áp cao theo thời gian

PUCmax, cosUC là công suất cực đại

và hệ số công suất phụ tải cấp điện áp cao

Áp dụng công thức (1.3) kết hợp với (H:1.3), ta có bảng phân bố công suất phụ tải cấp điện áp cao như bảng 1.4:

Bảng 1.4

1.2.4 Công suất tự dùng trong nhà máy:

Phụ tải tự dùng của nhà máy được xác định theo công thức sau:

td

S

)t(S.6,04,0.S.)t(

Trong đó:

α là hệ số tự dùng cho nhà máy, α = 7%

(1.3)

100 P

Trang 6

1.2.5 Công suất dự trữ quay của hệ thống nối với phía cao áp:

Công suất dự trữ quay của hệ thống được xác định theo công thức sau:

1.2.6 Bảng tổng hợp phân bố công suất trong toàn nhà máy:

Nhà máy ta liên hệ với hệ thống và luôn phát hết công suất Với phụ tải luôn Tiến động theo thời gian vì vậy giữa nhà máy và hệ thống có liên hệ với nhau 1 lượng công suất và được xác định như sau:

(1.5)

Trang 7

Đồ thị phụ tải tổng của nhà máy như hình H:1.4 sau:

Trang 8

1.3 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN

Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong quá trình tính toán thiết kế nhà máy điện Vì vậy cần nghiên cứu kỹ nhiệm vụ thiết kế, nắm vững các số liệu ban đầu Dựa vào bảng 1.5 và các nhận xét tổng quát, ta tiến hành đề xuất các pương án nối dây có thể Các phương án đưa ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải, phải khác nhau về cách ghép nối các máy biến áp với các cấp điện áp, về số lượng và dung lượng của máy biến áp, về số lượng máy phát điện, Sơ đồ nối điện giữa các cấp điện áp phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Số máy phát nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát phải thỏa mãn điều kiện khi ngừng một máy phát lớn nhất thì các máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải cấp điện áp máy phát và phụ tải cấp điện áp trung

- Công suất bộ máy phát máy - biến áp không được lớn hơn dự trữ quay của hệ

- Chỉ nối bộ máy phát máy biến áp hai cuộn dây vào thanh góp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này; có như vậy mới tránh được trường hợp lúc phụ tải cực tiểu, bộ này không phát hết công suất hoặc công suất phải chuyển qua hai lần biến áp làm tăng tổn thất và gây quá tải cho máy biến áp ba cuộn dây Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc thì không cần điều kiện này

- Khi phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ có thể lấy rẽ nhánh từ bộ máy phát máy biến áp nhưng công suất lấy rẽ nhánh không được vược quá 15% của bộ

- Máy biến áp ba cuộn dây chỉ sử dụng khi công suất truyền tải qua cuộn dây này không nhỏ hơn 15% công suất truyền tải qua cuộn dây kia Đay không phải là điều qui định mà chỉ là điều cần chú ý khi ứng dụng máy biến áp ba cuộn dây Như ta đã biết, tỷ số công suất các cuộn dây của máy biến áp này là 100/100/100; 100/66,7/66,7 hay 100/100/66,7, nghĩa là cuộn dây có công suất thấp nhất cũng bằng 66,7% công suất định mức Do đó nếu công suất truyền tải qua một cuộn dây nào đó quá nhỏ sẽ không tận dụng được khả năng tải của nó

- Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc tự ngẫu để liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp

- Máy biến áp tự ngẫu chỉ sử dụng khi cả hai phía điện áp cao và trung áp có trung tính trực tiếp nối đất (U ≥ 110 kV)

- Khi công suất tải lên điện áp cao lớn hợn dự trữ quay của hệ thống thì phải đặt ít nhất hai máy biến áp

- Không nên nối song song hai máy biến áp hai cuộn dây với máy biến áp ba cuộn dây vì thường không chọn được hai máy biến áp có tham số phù hợp với điều kiện để vận hành song song

Thành phần phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp máy phát so với công suất của toàn nhà máy:

275

80 100 S

S

% S

NM

max UF

Trang 9

Ta nhận thấy rằng, phụ tải cấp điện áp máy phát lớn hơn 15% tổng công suất của toàn nhà máy nên để cung cấp cho nó ta phải xây dựng thanh góp cấp điện áp máy phát

Từ yêu cầu kỹ thuật trên, ta đề xuất ra một số phương án nối điện chính cho nhà máy như sau:

1.3.1 Phương án I:

1.3.1.1 Mô tả phương án:

nhà máy với hệ thống

Trang 10

1.3.2 Phương án II:

trung

1.3.2.2 Ưu điểm:

- Sơ đồ đảm bảo sự liên lạc giữa các cấp điện áp và giữa nhà máy với hệ thống

- Máy biến áp nối vào thanh góp cấp điện áp trung nên giá thành máy biến áp và các thiết bị ít tốn kém hơn so với bên cao áp

- Số lượng máy phát nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát ít nên thanh góp

và cấp điện áp cao

Trang 11

- Số lượng máy biến áp nhiều dẫn đến mặt bằng phân bố thiết bị ngoài trời lớn và

sẽ khó khăn hơn cho việc bảo dượng định kỳ MBA liên lạc

- Vì có bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây nối ở phía cao nên tốn kém vì

phải dùng thiết bị có cách điện cao

- Số lượng máy biến áp hai cuộn dây nhiều nên tốn kếm

1.3.4 Phương án IV:

- Dùng hai máy biến áp tự ngẫu B

Trang 12

1.3.4.2 Ưu điểm:

- Sơ đồ đảm bảo sự liên lạc giữa các cấp điện áp và giữa nhà máy với hệ thống

- Số lượng máy phát nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát ít nên thanh góp đơn giản

1.3.4.3 Nhược điểm:

- Vì bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây nối ở phía cao nên tốn kém vì phải

dùng thiết bị có cách điện cao

- Số lượng máy biến áp nhiều dẫn đến mặt bằng phân phối thiết bị ngoài trời lớn

1.3.5 Nhận xét chung:

Qua phân tích ưu, nhược điểm của từng phương án, ta nhận thấy phương án I đảm bảo về mặt kỹ thuật nhất và có nhiều ưu điểm hơn nên ta chọn phương án I để tính toán cho các phần tiếp theo

Trang 13

Chương 2: TÍNH CHỌN MÁY BIẾN ÁP, TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN

NĂNG, CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN 2.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp là một thiết bị chính trong nhà máy điện, vốn đầu tư của nó chiếm một phần rất quan trọng trong tổng số vốn đầu tư của nhà máy Vì vậy việc chọn số lượng và công suất định mức của chúng là rất quan trọng Công suất của máy biến áp được chọn phải bảo đảm đủ cung cấp điện theo yêu cầu phụ tải không những trong điều kiện làm việc bình thường mà ngay cả lúc sự cố Chế độ định mức của máy biến áp phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường nhưng do đặt hàng theo điều kiện khí hậu tại nơi lắp đặt nên không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ

2.1.1 Chọn máy biến áp cho phương án I:

2.1.1.1 Chọn máy biến áp liên lạc B 1 , B 2

2.1.1.1.1 Chọn công suất máy biến áp liên lạc B 1 , B 2 :

Máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu, công suất được chọn theo điều kiện tải hết công suất thừa từ thanh góp cấp điện áp máy phát:

SHđmB1 = SHđmB2 = Smẫu = Kcl SđmB1 ≥

Trang 14

1

StdFimax là công suất tự dùng lớn nhất của máy phát F1, F2, F3, F4

SUFmin là công suất cực tiểu của phụ tải cấp điện áp máy phát

5,0220

110220U

UUK

C

T C

cl     

5 , 0

75 , 199 2

1



Tra sách “Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp” của PGS

2.1.1.1.2 Kiểm tra máy biến áp:

a Kiểm tra quá tải bình thường:

toán nên không cần kiểm tra quá tải bình thường

b Kiểm tra quá tải sự cố:

cho phép phải cung cấp đủ công suất phụ tải cấp điện áp trung, cao lúc cực đại Nghĩa là:

sc qt

phụ tải cấp điện áp cao Do đó điều kiện (2.2) trở thành:

qt

Vậy (2.3) đã thỏa mãn

2.1.1.2 Kết luận:

Các máy biến áp đã chọn thỏa mãn điều kiện làm việc bình thường và sự cố

2.2 TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP

Tổn thất điện năng trong máy biến áp gốm 2 phần:

- Tổn thất không tải không phụ thuộc vào đồ thị phụ tải

- Tổn thất tải phụ thuộc vào đồ thị phụ tải

(2.2)

(2.3)

Trang 15

2.2.1 Phương án I:

2.2.1.1 Tổn thất điện năng qua máy biến áp liên lạc B 1 , B 2 :

và đồ thị phụ tải của ta là đồ thị bậc thang nên ta sử dụng công thức (2.9) sau:

Trong đó:

n là số máy biến áp làm việc song song

áp biến áp tự ngẫu

của máy biến áp tự ngẫu

Hi i

NT 2

1 đmB

Ti i

NC 2

1 đmB

Ci o

P.S

St

P.S

Sn

1tP

215 )

5 , 0 (

215 5 , 0 P

215 )

5 , 0 (

215 )

5 , 0 (

215 430 5 , 0 P

215 )

5 , 0 (

215 )

5 , 0 (

215 430 5 , 0 P

2 2

NH

2 2

NT

2 2

NT H

NC NH

H NC H

NT T

NC NT

H NT H

NC T

NC NC

PP

2 2

.5,0

(2.10)

(2.9)

Trang 16

2.3 TÍNH CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN

rất nhiều Kháng điện phân đoạn nhằm mục đích hạn chế dòng ngắn mạch khi ngắn mạch trên các phân đoạn và tạo điện áp dư trên phân đoạn kề khi ngắn mạch trên phân đoạn đó Tuy nhiên kháng điện vẫn có nhược điểm là gây ra tổn thất điện áp khi làm việc bình thường và cưỡng bức

Khi phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát ta cần phân bố phụ tải vào phân đoạn không nối trực tiếp với máy biến áp nhiều hơn phân đoạn có nối trực tiếp với máy biến áp Mục đích để khi làm việc dòng qua kháng và độ lệch pha giữa các phân đoạn là nhỏ nhất Tuy nhiên phân đoạn có nhiều phụ tải nối vào bị sự cố thì số lượng tải bị mất điện sẽ lớn

2 2

10.292,211

2.)882,165(4.)706,84(8.)118,94(10.)294,75(

2

2 2

2

10 760 , 262 2 ) 868 , 117 ( 2 ) 456 , 124 (

2 ) 044 , 115 ( 2 ) 044 , 107 ( 8 ) 632 , 81 ( 4 ) 456 , 116 ( 4 ) 456 , 108 (

2 2

10.898,829

4.)75,199(8.)75,175(6.)75,191(6.)75,183(

Trang 17

2.3.1 Chọn kháng điện phân đoạn cho phương án I:

2.3.1.1 Xác định dòng điện làm việc tính toán:

2.3.1.1.1 Phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát cho các phân đoạn:

Theo hình H:2.3, ta có

8 , 0

10 Cos

22 Cos

PPĐ2max



2.3.1.1.2 Dòng điện làm việc bình thường qua kháng:

2.3.1.1.3 Dòng điện làm việc cưỡng bức qua kháng:

a.Khi một tổ máy phát F (hoặc F ) nghỉ làm việc:

1 25 19 75 68 2 1 2

1

2 2

2

, ,

,

S S

K S S S

bt 4 K bt 3 K bt 2 K bt 1

K I I I

5103

344223

,

,U

Trang 18

-Khi phụ tải cấp điện áp máy phát cực đại:

-Khi phụ tải cấp điện áp máy phát cực tiểu:

b Khi ngừng một tổ máy phát F 2 (F 4 ):

c Khi ngừng làm việc một máy biến áp tự ngẫu B 1 (hoặc B 2 ):

 BA PĐ3max tdF3max đmF34

K 3

2

1 S

d Khi sự cố K 2 hoặc K 3 (đức mạch vòng):

SK3 =SđmF2 - StdF2max - SPĐ2min = 68,75 -

4

1.19,25 -19,25 = 44,688 MVA

 Vậy công suất cưỡng bức lớn nhất chạy qua kháng K 1 , K 2 , K 3 , K 4 :

2.3.1.2 Chọn kháng điện:

Tra sách “Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp” của PGS

MVA 906

,6725,19.4

35675,68.321

SS

S.2

1 max td min

UF 3

1 đmFi

MVA 906

,5525,19.4

38075,68.321

SS

S.2

1 max td max

UF 3

1 đmFi

2

1 S

S 2

1

max 1 PĐ ) 1 (

BA    



) 1 ( 4 K ) 1 ( 1

S 2

1

min 1 PĐ ) 2 (

BA    



) 2 ( 4 K ) 2 ( 1

1 S

S 2

1

max 2 tdF max 2

S S

S

4 1 tdFi min

UF đmFi 4 1

K I I I

I 1 2  3  4 2,457

5 , 10 3

688 , 44 3

MVA688,44



Trang 19

2.3.1.3 Kiểm tra tổn thất điện áp:

2.3.1.3.1 Điều kiện làm việc bình thường:

%2

%95,26,0.3

229,1

%

12sin

I

IX

(Với: cosφ = 0,8  sinφ =0,6)

%2

%458,26,0.3

229,1

%

10sin

I

IX

%2

%966,16,0.3

229,1

%

8sin

I

IX

2.3.1.3.2 Điều kiện làm việc cưỡng bức:

%5

%931,36,0.3

457,2

%

8sin

I

IX

Trang 20

Chương 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 3.1 MỞ ĐẦU

Ngắn mạch là một loại sự cố xảy ra trong hệ thống điện do hiện tượng chạm chập giữa các pha, không thuộc chế độ làm việc bình thường Chúng ta cần phải dự báo các tình trạng ngắn mạch co thể xảy ra và xác định dòng điện ngắn mạch tính toán tương ứng

Mục đích tính dòng ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện, các thành phần có dòng điện chạy qua và kiểm tra các phần tử đó đảm bảo ổn định động và ổn định nhiệt Ngoài ra, các số liệu về dòng điện ngắn mạch là căn cứ qua trọng để thiết kế hệ thống bảo vệ rơle và ổn định phương thức vận hành hệ thống

Phương pháp tính toán ngắn mạch ở đây, ta chọn phương pháp đường cong tính toán Điểm ngắn mạch tính toán là điểm mà khi xảy ra ngắn mạch tại đó thì dòng ngắn mạch đi qua khí cụ điện là lớn nhất Vì vậy việc lập sơ đồ tính toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện cần chọn một chế độ làm việc nặng nề nhất nhưng phải phù hợp với điều kiện thực tế

3.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO PHƯƠNG ÁN I

3.2.1 Sơ đồ thay thế nhà máy điện và các điểm ngắn mạch tính toán:

3.2.1.1 Sơ đồ tính toán:

Trang 21

3.2.1.2 Các điểm ngắn mạch:

3.2.1.2.1 Điểm N 1 :

- Mục đích: Để chọn và kiểm tra khí cụ điện các mạch phía cao áp

- Trạng thái sơ đồ: Tất cả các máy phát, máy biến áp và hệ thống đang vận hành bình thường

3.2.1.2.2 Điểm N 2 :

- Mục đích: Để chọn và kiểm tra khí cụ điện các mạch phía trung áp

- Trạng thái sơ đồ: Tất cả các máy phát, máy biến áp và hệ thống đang vận hành

bình thường

3.2.1.2.3 Điểm N 3 :

- Mục đích: Để chọn và kiểm tra khí cụ điện mạch hạ áp máy biến áp

- Trạng thái sơ đồ: Tất cả các máy phát và hệ thống đang vận hành bình thường

3.2.1.2.4 Điểm N 4 , N 4 ’:

- Mục đích: Để chọn và kiểm tra khí cụ điện cho mạch phân đoạn

- Trạng thái sơ đồ:

3.2.1.2.5 Điểm N 5 , N 5 ’, N 6 , N 6 ’:

- Mục đích: Để chọn và kiểm tra khí cụ điện cho mạch máy phát

- Trạng thái sơ đồ:

3.2.1.2.6 Điểm N 7 , N 8 :

- Mục đích: Để chọn và kiểm tra khí cụ điện cho mạch tự dùng và mạch phụ tải

cấp điện áp máy phát

- Trạng thái sơ đồ: Tất cả các máy phát, máy biến áp và hệ thống đang vận hành

bình thường

Từ sơ đồ hình H:3.1 và giả thiết tính toán ngắn mạch ta có:

Trang 22

6 6 8

5 5 7

5 4 3

N N N

III

3.2.1.3 Sơ đồ thay thế: Với E1 = E 2 = E 3 = E 4 = E (các máy phát như nhau)

3.2.2 Tính toán các thông số của sơ đồ thay thế:

3.2.2.1 Các đại lượng cơ bản:

Chọn các đại lượng cơ bản:

,.U

SI

, cb

cb ,

5103

SI

cb

1153

cb

230.3

100

220   

3.2.2.2 Các thông số của sơ đồ thay thế:

3.2.2.2.1 Điện kháng của máy phát F 1 , F 2 , F 3 , F 4 :

cb

F*

75,68

100.136,0

S

SX

3.2.2.2.2 Điện kháng của kháng điện phân đoạn:

8

I

IX

16

X

0567 , 0

15

X

0575 , 0

14

X 0575

, 0

9

X

1025 , 0

10

X 1466

, 0

5

X

1466 , 0

8

X

1466 , 0

6

X

1466 , 0

7

X 1978

, 0

1

X

1978 , 0

2

X

1978 , 0

3

X

1978 , 0

4

X

(Theo Nguyên lý xếp chồng)

Trang 23

3.2.2.2.3 Điện kháng của máy biến áp liên lạc B 1 ,B 2 :

- Điện kháng của cuộn hạ:

150.4,0U

S.2

lX

2 2

220 cb

HT

S

*XX

S

*S

cb

N

N   

04025

11

,

*S

*I

*U

*X

N HT

HT đm

00202000

100040

S

*XX

*X

HT

cb đm HT cb

10 9 cb

%

2001

NC H

NT H

NC

S

SU

UU

12 11 cb

S

%U

đmB

cb H

NC H

NT T

%

2001

NT H

NC T

NC

S

SU

UU

14 13 cb

C* X X

Trang 24

3.2.3 Tính toán dòng ngắn mạch:

3.2.3.1 Điểm ngắn mạch N 1 :

3.2.3.1.1 Sơ đồ biến đổi:

Từ sơ đồ (H:3.3a), ta có:

và giá trị điện kháng như sau:

2

=2

1978,0

1025,0

1466,0

H:3.3a

17

X

0575 , 0

14

X 0575

7

X 1978

4

X

1025 , 0

17

X

0288 , 0

22

X

0513 , 0

21

X

0733 , 0

20

X

0733 , 0

19

X

0989 , 0

18

X

1978 , 0

2

X

1978 , 0

08 , 0 23 X

271 , 0 24 X

0725 , 0 26 X

137 , 0 27 X

Trang 25

X22 =

2

=2

0575,0

=0,0288 Từ sơ đồ (H:3.3c), ta có:

18 25

XX

X.X

0989,0.271,0

Từ sơ đồ (H:3.3e), ta có:

26 24

XX

X.X

0725,0.271,0

3.2.3.1.2 Tính dòng ngắn mạch:

Để sử dụng đường cong tính toán, ta qui đổi điện kháng tính toán về hệ đơn vị

3 cb

đmFi U

S

2303

S

2303

2510,

Trang 26

3.2.3.2.1 Sơ đồ biến đổi:

26 24

XX

X.X

0725,0.271,0

EH:3.4a

17

X

0575 , 0

14

X 0575

4

X

1025 , 0

17

X

0288 , 0

22

X

0513 , 0

21

X

0733 , 0

20

X

0733 , 0

19

X

0989 , 0

18

X

1978 , 0

2

X

1978 , 0

4

X

EE

0875 , 0 28 X

0513 , 0 21 X

271 , 0 24 X

0725 , 0 26 X

1085 , 0 29 X

Trang 27

S

1153

S

1153

5020,

I

IxkN "N 1 2.( xk 1)2 10,431 1 2.(1,8 1)2 15,75

0 2

Trang 28

3.2.3.3.1 Sơ đồ biến đổi:

Từ sơ đồ (H:3.5b), ta có:

0535,01466,01978,01978,0

1466,0.1978,0

7 3 2

7 2

XXX

0722,01466,01978,01978,0

1978,0.1978,0

7 3 2

3 2

XXX

05350146601978019780

1466019780

7 3 2

7 3

,,

,

,.,X

XX

X.X

14

X

0587 , 0

17

X

1025 , 0

10

X 1978

, 0

4

X

1978 , 0

2

X

1978 , 0

3

X 1466

, 0

7

X

1466 , 0

8

X 1466

E

1466 , 0 6 X

1466 , 0 5 X 1978 , 0 4 X

1466 , 0 8 X

2187 , 0 30 X

0535 , 0 31 X

0722 , 0 32 X

0535 , 0 33 X

H:3.5c

HT E

E

2187 , 0 30 X

402 ,

0

38 X

5422 , 0 37 X 5422

201 , 0 39 X

271 , 0 40 X

5422 , 0 37 X

242 , 1 42 X

271 , 0 40 X

222 , 0 43 X

542,00535

,0

0535,0.0535,01466,00722,00535,01466,0

33

32 31 6 32 31 6

Trang 29

0

14660197801466019780

8

5 4 5 4

,

,.,,

,X

X.XXX

542201466

0

14660197801466019780

5

8 4 8 4

,

,.,,

,X

X.XXX

40201978

0

14660146601466014660

4

8 5 8 5

,

,.,,

,X

X.XXX

Từ sơ đồ (H:3.5d), ta có:

201,0402,0402,0

402,0.402,0

38 35

XXX

271,0542,05422,0

542,0.5422,0

34 36

XXX

5,05422

,0

201,0.2187,0201,02187,0

37

39 30 39 30

X

XXXXX

242,12187,0

201,0.5422,0201,05422,0

30

39 37 39 37

X

XXXXX

222,0242,1271,0

242,1.271,0

42 40

XXX

,0

0535,0.0535,01466,00535,00535,01466,0

32

33 31 6 33 31 6

XX

Trang 30

Dòng ngắn mạch duy trì các do máy phát điện cung cấp:

"

I=K".IđmF=K"

5 10

đmFi

U

S

5,10.3

25,206

=21,661 kA Dòng ngắn mạch do hệ thống cung cấp:

H

I =

H

, cb

X

=5,0

499,5

17

X

0575 , 0

14

X 0575

8

X

1466 , 0

3

X

1978 , 0

4

X

1025 , 0

0535 , 0 46 X

1466 , 0 8 X

1466 , 0 7 X 0722

, 0 47 X

1978 , 0 3 X

0535 , 0 45

X 0,1025

10 X

E

0875 , 0

44

X

Trang 31

= 0,0875

0535,01466,01978,01978,0

1466,0.1978,0

5 4 1

5 4

XXX

0535,01466,01978,01978,0

1466,0.1978,0

5 4 1

5 1

XXX

0722,01466,01978,01978,0

1978,0.1978,0

5 4 1

4 1

XXX

59

X

329 , 0

2 , 0 49

0716 ,

0

58 X

1697 , 0 56 X

, 0 50 X

1025 , 0 10 X

E

0842 , 0 52 X

0307 , 0 51 X

0875 , 0 44 X

156 , 0 48 X

1466 , 0 7 X

E

0513 , 0 53 X

0412 , 0 54 X

0231 , 0 55 X

HT

H:3.6e

0875 , 0 44 X

0304 , 0 50 X

Trang 32

2,0.1978,0

49 47 3

49 3

XXX

0513,00842,00307,0156,01025,0

1025,0.0307,0156,0

52 51 48 10

10 51 48

XXXX

0421,00842,00307,0156,01025,0

0842,0.0307,0156,0

52 51 48 10

52 51 48

XXXX

0231,00842,00307,0156,01025,0

0842,0.1025,0

52 51 48 10

52 10

XXX

,0

1388,0.1697,01388,01697,0

58

57 56 57 56

X

XXXXX

329,01388

,0

0716,0.1697,00716,01697,0

57

58 56 58 56

X

XXXXX

đm tt

=0,679 Tra đường cong tính toán (hình 3.5 trang 46 sách “Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp” của PGS Nguyễn Hữu Khái), ta được bội số của thành phần không chu kỳ dòng điện ngắn mạch:

đmFi

U

S

5,10.3

25,206

=16,671 kA Dòng ngắn mạch duy trì các do máy phát điện cung cấp:

"

5 10

đmFi

U

S

5,10.3

25,206

X

=638,0

499,5

Trang 33

Dòng ngắn mạch xung kích tại N4’:

kAI

K

ixkN 2 xk."N 2.1,8.25,29 64,378

' 0

kAK

I

IxkN "N 1 2.( xk 1)2 25,29 1 2.(1,8 1)2 38,187

' 0 ' 4

3.2.3.5 Điểm ngắn mạch N5, N6 (Vì các máy phát như nhau):

3.2.3.5.1 Sơ đồ biến đổi:

đm tt

đmFi

U

S

5,10.3

75,68

đmFi

U

S

5,10.3

75,68

=10,206 kA

kAI

Ki

ixkN xkN 2 xk."N 2.1,91.28,352 76,583

0 5 6

kAK

II

IxkN xkN "N 1 2.( xk 1)2 28,352 1 2.(1,91 1)2 46,208

0 5 6

5

1978 , 0 1 X

Trang 34

3.2.3.6 Điểm ngắn mạch N 5 ’:

3.2.3.6.1 Sơ đồ biến đổi:

17

X

0575 , 0

14

X 0575

7

X

1978 , 0

4

X

1025 , 0

71

X

14 , 0

72

X

H:3.8e

199 , 0 71 X

69

X

0259 , 0

67

X

114 , 0

66

X

271 , 0

64

X

0875 , 0

44

X

E

0875 , 0 44 X

5422 , 0 36 X

5422 , 0 37 X

5422 , 0 63 X 5422

, 0 61 X

402 , 0 62 X

402 , 0 38 X

1025 , 0 9 X

1025 , 0 10 X

1978 , 0 3 X

66

X

Trang 35

X37 = 0,5422; X38 = 0,402

- Các giá trị còn lại:

5422,01466

,0

1466,0.1978,01466,01978,0

7

6 2 6 2

X

XXXXX

402,01978

,0

1466,0.1466,01466,01466,0

2

7 6 7 6

X

XXXXX

5422,01466

,0

1466,0.1978,01466,01978,0

6

7 2 7 2

X

XXXXX

Từ sơ đồ (H:3.8c), ta có:

271,02

5422,02

36

64  X  

X

201,02

402,02

38

65  X  

X

114,01978,02

5422,0

1978,0.2

5422,0

2

.2

3 37

XXX

Từ sơ đồ (H:3.8d), ta có:

0259,0201,01025,01025,0

1025,0.1025,0

65 10 9

10 9

XXX

0507,0201,01025,01025,0

201,0.1025,0

65 10 9

65 10

XXX

0507,0201,01025,01025,0

201,0.1025,0

65 10 9

65 9

XXX

67 44

69 68 66 69

68 66

XXXX

XX

68 66

69 67 44 69

67 44

XXXX

XX

71

X

Trang 36

đm tt

đmFi

U

S

5,10.3

25,206

"

5 10

đmFi

U

S

5,10.3

25,206

H

I =

H

, cb

X

=199,0

499,5

K

ixkN 2 xk."N 2.1,8.66,192 168,497

' 0

kAK

I

IxkN "N 1 2.( xk 1)2 66,192 1 2.(1,8 1)2 99,948

' 0 ' 5

Trang 37

3.2.3.7 Điểm ngắn mạch N 6 ’:

3.2.3.7.1 Sơ đồ biến đổi:

17

X

0575 , 0

14

X 0575

7

X 1978

3

X

1978 , 0

4

X

1025 , 0

17

X

0288 , 0

22

X

0513 , 0

21

X

0733 , 0

20

X

0733 , 0

19

X 0989 , 0

18

X

1978 , 0

0725 , 0 76 X

0725 , 0 74

X N6’

0733 , 0 19 X

Trang 38

đm tt

đmFi

U

S

5,10.3

25,206

"

5 , 10

25,206

H

I =

H

, cb

X

=352,0

499,5

I

IxkN "N 1 2.( xk 1)2 45,108 1 2.(1,8 1)2 68,112

' 0 ' 6

Theo nguyên tắc xếp chồng ta có:

5 4

i

5 4

kAI

I

Trang 39

5 5

i

5 5

kAI

i

6 6

kAI

I

6 6

"



I (kA)

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	1,69 MB