Đang tải... (xem toàn văn)
THIẾT KẾ NHÀ MÁY THIẾT KẾ LÀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÓ CÔNG SUẤT TỔNG LÀ 240 MW GỒM 4 TỔ MÁY, MỖI TỔ MÁY CÓ CÔNG SUẤT LÀ 60MW: PHẦN I. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN PHẦN II. CHUYÊN ĐỀ TÍNH CHẾ ĐỘ NHIỆT VÀ TUỔI THỌ MÁY BIẾN ÁP DẦU - 10/0,4 KV
Trường đại học bách khoa hà nội Khoa điện Bộ môn: Hệ Thống Điện Thiết kế tốt nghiệp I - phần 1: Họ tên sinh viên:.Lê Quốc Anh Ngành: Hệ Thống Điện Khoá : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy công suất máy 60MW Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải điện áp máy phát, phụ tải điện áp trung 110kV phát công suất thừa lên hệ thống 220kV - Phụ tải điện áp m¸y ph¸t: Pmax = 10 MW , cosϕ = 0,87 gồm: đường dây kép x 2,5 MW x km và: đường dây đơn x MW x km Biến thiên phụ tải theo thời gian: Thời gian 0-7 - 12 12 - 14 14 - 20 20 – 24 P(%) 60 90 80 100 60 Tại trạm địa phương đặt máy cắt hợp có dòng cắt là: 20 kA, thời gian cắt 0,3 sec, dùng cáp nhôm tiết diện bé 50 mm2 Điện tự dùng nhà máy %, cos = 0,80 - Phụ tải điện áp trung 110kV: gồm: đường dây kép : Biến thiên phụ tải theo thêi gian: Thêi gian 0-8 - 12 P(%) 65 90 - Phụ tải điện áp cao 220kV: gồm: đường dây kép x Biến thiên phụ tải theo thời gian: Thêi gian P(%) Pmax = 90 MW, cosϕ = 0,86 đường dây đơn 12 - 16 90 16 - 20 100 20 – 24 70 Pmax = MW , cosϕ = MW x km - Phơ t¶i toàn nhà máy: Thời gian - 12 12 -16 16 - 20 20 - 24 0–6 P(%) 70 90 80 100 70 - Tỉng c«ng st hƯ thèng không kể nhà máy thiết kế 2000 MVA, dự trữ quay hệ thống 100 MVA Nhà máy nối với hệ thống đường dây kép dài 80 km Điện kháng tính đến hệ thống X* đm = 1,5 Công suất ngắn mạch tính đến hệ thống S NM = MVA II - phần chuyên đề: Tính chế độ nhiệt tuổi thọ máy biến áp dầu - 10/0,4 kV Sđm = 2500 kVA, làm việc với đồ thị phụ tải nh sau: 0-8, 14-24: S1 = 1750 kVA; 8-14: S2 = 2800kVA.Nhiệt độ môi trường 20C Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: Ngày tháng năm Ngày hoàn thành: Ngày tháng năm Hà Nội, ngày tháng năm Cán hướng dẫn PGS Nguyễn Hữu Khái Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện Lời nói đầu Ngày nay, với phát triển chung kinh tế quốc dân, nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực giao thông, nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt tăng lên đặc biệt phát triển ngày nhiều xí nghiệp công nghiệp với nhu cầu sử dụng điện lớn Do vậy, đẩy nhanh việc xây dựng nhà máy điện cần thiết Thiết kế nhà máy điện nói chung với hệ thống vấn đề quan trọng, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ chúng hỗ trợ cố nhà máy Đồng thời tăng thêm tính ổn định hệ thống hạn chế số lượng máy phát dự trữ so với vận hành độc lập Quá trình thiết kế củng cố lại kiến thức đà học mà giúp đỡ em có thêm hiểu biết xác đầy đủ hệ thống điện nói chung nhà máy nhiệt điện nói riêng Qua đây, em bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.Nguyễn Hữu Khái đà trực tiếp hướng dẫn em, thầy cô giáo, cán môn đà giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế Hà Nội, ngày tháng năm Sinh viên thực Lê Quốc Anh Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện Lời nói đầu1 Phần Thiết kế phần điện nhà máy điện chương 1: Tính toán phụ tải cân công suất I Chọn máy phát điện..9 II Tính toán phụ tải cân công suất 10 II.1.Phụ tải điện áp máy phát (SUF) .10 II.2.Phụ tải điện áp trung 110kV (SUT) 11 II.3.Phụ tải toàn nhà máy (SNM ) 12 II.4.Công suất tự dùng nhà máy (STD) 13 II.5.Công suất phát lên hệ thống (SHT ).14 III Nhận xét.16 Chương 2: Lựa chọn sơ đồ nối điện nhà máy điện I Đề xuất phương án 18 I.1.Phương án 1.18 I.2.Phương án 2.19 I.3.Phương án 3.21 I.4.Sơ đánh giá phương án.21 II Phương án 122 II.1.Chọn máy biến áp 22 II.1.1.Chọn máy biÕn ¸p nèi bé B3,B4 .22 Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện II.1.2.Chän m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1, B2 .22 II.2.Phân bố công suất cho máy biến áp chế độ bình thường 23 II.2.1.Với máy biến áp đấu B3, B4 23 II.2.2.Víi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1, B2 23 II.3.Kiểm tra tải cho máy biến áp 24 II.3.1.Khi phụ tải phía trung cực đại (từ 16h 20h) 24 II.3.2.Khi phơ t¶i phÝa trung cùc tiĨu (tõ 6h 7h) 28 II.4.Tính tổn thất điện máy biến áp 32 II.5.Tính dòng điện làm việc cưỡng 34 II.5.1 Dòng cưỡng cấp điện ¸p 220KV 35 II.5.2.Dßng cìng bøc cấp điện áp 110KV 35 II.5.3.Dòng cưỡng cấp điện áp 10 KV 36 III Phương án 236 III.1.Chọn máy biÕn ¸p…………………………………………….36 III.1.1.Chän m¸y biÕn ¸p nèi bé B3,B4 36 III.1.2.Chän m¸y biÕn ¸p tù ngẫu B1,B2 37 III.2.Phân bố công suất cho máy biến áp chế độ bình thường.37 III.2.1.Với máy biến áp đấu B3, B4 38 III.2.2.Víi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1, B2 38 III.3.KiÓm tra tải cho máy biến áp 39 III.3.1.Khi phụ tải phía trung cực đại (từ 16h 20h) 39 III.3.2.Khi phơ t¶i phÝa trung cùc tiĨu (tõ 6h 7h) 44 III.4.TÝnh tỉn thÊt ®iƯn máy biến áp.49 Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện III.5.Tính dòng điện làm viƯc cìng bøc………………………… 51 III.5.1 Dßng cìng bøc ë cÊp điện áp 220KV 52 III.5.2.Dòng cưỡng cấp điện áp 110KV 53 III.5.3.Dòng cưỡng cấp điện áp 10KV 53 Chương 3:Tính toán dòng ngắn mạch I Chọn đại lượng bản.54 II Chọn điểm để tính toán ngắn mạch 55 III Phương án 155 III.1.Tính điện kháng phần tử sơ đồ thay thế56 III.1 1.Điện kháng hệ thống điện .56 III.1.2.Điện kháng máy phát điện 56 III.1.3.Điện kháng đường dây 220KV 56 III.1.4.Điện kháng máy biến áp pha cuộn dây 57 III.1.5.Điện kháng máy biến áp tự ngẫu 57 III.2.Tính toán ngắn mạch cho phương án 1.58 III.2.1.Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch điểm N1 58 III.2.2.Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch N2 60 III.2.3.Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch N3 62 III.2.4.Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch N4 65 III.2.5.Tính dòng ngắn mạch điểm N5 66 IV Phương án 267 IV.1.Tính điện kháng phần tử sơ đồ thay thế67 IV.1.1.Điện kháng hệ thống điện 67 Sinh viªn thùc hiƯn: Lê Quốc Anh Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện IV.1.2.Điện kháng máy phát điện 67 IV.1.3.Điện kháng đường dây 220KV 67 IV.1.4.Điện kháng máy biến áp pha cuộn dây 67 IV.1.5.Điện kháng máy biến áp tự ngẫu 68 IV.2.Tính toán ngắn mạch cho phương án 2.68 IV.2.1.Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch điểm N1 68 IV.2.2.Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch N2 71 IV.2.3.Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch N3 73 IV.2.4.Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch N4 76 IV.2.5.Tính dòng ngắn mạch điểm N5 77 Chương 4: So sánh kinh tế - kỹ thuật lựa chọn phương án tối ưu I Chọn hình thức góp cấp điện áp 78 II Phương án 178 II.1.Chọn máy cắt điện 78 II.2.Chọn sơ đồ nối điện 79 III Phương án 280 III.1.Chọn máy cắt80 III.2.Chọn sơ đồ nối điện chính80 IV Tính kinh tế phương án 80 IV.1.Phương án 80 IV.1.1.Tính vốn đầu tư 80 Sinh viªn thùc hiƯn: Lª Quốc Anh Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện IV.1.2.Tính phí tổn vận hành hàng năm .82 IV.1.3.Chi phí tính toán 82 IV.2.Phương án 83 IV.2.1.Tính vốn đầu tư 83 IV.2.2.Tính phí tổn vận hành hàng năm 84 IV.2.3.Chi phÝ tÝnh to¸n 84 V So sánh chọn phương án tối ưu 84 Chương 5: Chọn khí cụ điện phần có dòng điện chạy qua I Chän dao c¸ch ly…………………………………………………86 II Chän dÉn cứng cho mạch máy phát 87 II.1.Chọn tiết diện dẫn cứng cho mạch máy phát 87 II.1.1.Kiểm tra ổn ®Þnh nhiƯt 89 II.1.2.Kiểm tra ổn định động 89 II.1.3.Xác định khoảng cách lớn miếng đệm .90 II.2.Chọn sứ đỡ dÉn cøng……………………………………91 III.Chän dÉn mÒm…… ……………………………………….93 III.1.Chän dÉn mềm làm góp cấp điện áp 220 KV .94 III.2.Chọn dẫn mềm làm góp cấp điện áp 110KV 99 IV Chọn máy biến điện áp .. 101 IV.1.Chọn BU cho cấp điện áp máy phát 10KV. .101 IV.2.Chọn BU cho cấp điện áp 110KV 220KV. .104 Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện V Chọn máy biến dòng ..104 V.1.Chọn biến dòng cho cấp điện áp máy phát 10KV. 105 V.2.Chọn biến dòng cho cấp điện áp 110KV 220KV. 107 VI Chọn thiết bị điện cho phụ tải địa phương110 VI.1.Chọn cáp 110 VI.2.Chọn máy cắt điện .112 VI.3.Chọn kháng điện 112 Chương 6:Chọn sơ đồ thiết bị tự dùng I Chọn sơ đồ điện tự dùng. 118 II Chọn máy biến áp công tác bậc một.118 III Chọn máy biến áp dự trữ bậc .119 IV Chọn máy biến áp công tác bậc hai . 120 V Chọn máy cắt aptomat cho mạch tự dùng121 V.1 Chọn máy cắt điện cấp điện áp 10KV. 121 V.2 Chọn máy cắt điện cấp điện áp 6KV. .122 V.3.Chọn áptômát cấp điện áp 0,4KV .123 Phần Phần chuyên đề I Tính chế độ nhiệt máy biến áp .125 I.1 Cơ sơ lý thuyết..125 I.2 TÝnh to¸n………………………………………… .127 II TÝnh ti thä m¸y biÕn ¸p…………… ……………….…… 130 Sinh viªn thùc hiƯn: Lª Qc Anh Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện II.1 Cơ sở lý thuyết 130 II.2 Tính toán 131 Tài liệu tham khảo.133 Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện Phần Thiết kế phần điện nhà máy điện chương Tính toán phụ tải cân công suất Điện dạng lượng tích trữ với số lượng lớn, tính toán phụ tải cân công suất hộ tiêu thụ nhà máy phát điện công việc khởi đầu để thiết kế nhà máy điện Trong nhiệm vụ thiết kế, phụ tải hàng ngày nhà máy gồm có: phụ tải cấp điện áp máy phát (10 kV), phụ tải trung áp (cấp 110 kV) cho dạng % công suất tác dụng cực đại (Pmax) hệ số công suất (costb) phụ tải tương ứng Dựa vào ta tính phụ tải cấp điện áp theo công thức tổng quát: S (t) = P( t ) cos ϕ tb víi P(t ) = P(t ) % 100 Pmax Trong đó: S(t) : Công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t tính MVA P(t)%: Công suất tác dụng thời điểm t phụ tải tính % công suất tác dụng cực đại hay định mức Pmax : Công suất tác dụng cực đại hay định mức, tính MW Quá trình tính toán thực sau: I Chọn máy phát điện Theo yêu cầu thiết kế nhà máy thiết kế nhà máy nhiệt điện có công suất tổng 240 MW gồm tổ máy, tổ máy có công suất 60MW Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện cos1 : hiệu suất hệ số công suất động 6kV S2 : tổng công suất định mức MBA bậc hai nối vào phân ®o¹n ®ang xÐt Kdt _ hƯ sè ®ång thêi đầy tải của nhóm máy biến áp bậc hai Tỷ số K1/ cos1 lúc làm việc bình thường khối chiếm khoảng 0,9 Hệ số đồng thời K2 gần 0,9 Do biểu thức viết lại sau ( T 70, tài liệu tham khảo 2): S Bđm ( P1 + S ).0,9 Vì chưa biết cụ thể loại động điện công suất chúng ta chọn công suất định mức máy biến áp bậc theo công suất tự dùng cực đại toàn nhà máy: STDmax = 18 MVA Vậy công suất máy biến áp tự dùng bậc chọn lµ : S dmB1 ≥ S TDmax 18 = = 4,5 MVA 4 Tra tài liệu chọn máy biến áp ba pha hai dây quấn chọn loại TMHC-6300 ( T 140, tài liệu tham khảo 2) có thông số: Bảng 6.1 Loại máy biến áp TMHC UđmC UđmH S®mB ∆P0 ∆PN kV kV kVA kW kW 10,5 6,3 6300 8,0 46,5 UN% I0% 8,0 0,9 III Chän m¸y biến áp dự trữ bậc Nhiệm vụ máy biến áp dự trữ (B1DP) không dùng để thay máy biến áp công tác sửa chữa mà để cung cấp cho hệ thống tự dùng Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh 119 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện trình dừng khởi động Công suất cần thiết để dừng tổ máy khởi động tổ máy khác chiếm khoảng 50% công suất cần thiết cho làm việc bình thường khối lúc đầy tải Bởi công suất máy biến áp dự trữ chọn lớn cấp so với công suất máy biến áp công tác công suất máy biến áp dự trữ: Sđm DT = (1ữ1,5).SđmB1 = 1,5.6,3 = 9,45 MVA Máy biến áp dự trữ lấy điện phía hạ áp hai máy biến áp liên lạc, phía máy cắt ( Coi lấy điện từ hệ thống về) Tra tài liệu chọn máy biến áp ba pha hai dây quấn chọn loại THC10000 ( T 140, tài liệu tham khảo 2) có thông số: Bảng 6.2 Loại máy biến áp THC10000 UđmC U®mH S®mB ∆P0 ∆PN kV kV kVA kW) kW 10,5 6,3 10000 12,3 85 UN% I0% 14 0,8 IV Chän máy biến áp công tác bậc hai Máy biến áp cấp hai dùng để cung cấp điện cho động 380/220V chiếu sáng Các loại phụ tải thường có công suất không lớn máy biến áp chọn loại có công suất từ 450 ữ 1000KVA, ta chọn công suất chung cho máy biến áp cấp hai 630KVA Loại máy biến áp lớn sử dụng giá thành cao, dòng ngắn mạch phía 380V lớn Công suất tự dùng phía 0,4KV lấy theo công thức: S max0,4KV = (10 ÷ 15)%.S max = 0,14.18 TD TD = 2,52MVA - Do chọn máy biến áp công tác cÊp hai nh sau: Sinh viªn thùc hiƯn: Lª Qc Anh 120 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện SđmB2 = 630 KVA Lấy điện từ phân đoạn 6,3 kV Tra tài liệu chọn máy biến áp ba pha hai dây quấn loại TM1000 ( T133, tài liệu tham khảo 2) có thông số: Bảng 6.3 Loại máy biến áp TM 630 U®mC U®mH S®mB ∆P0 (kV) (kV) (kVA) (W) 6,3 0,4 630 1200 UN% ∆PN (W) 8200 V Chän m¸y cắt aptomat cho mạch tự dùng V.1 Chọn máy cắt điện cấp điện áp 10KV Ta có sơ đồ thay tính toán ngắn mạch sau: N5 XHT KV XB11 N8 HT 10 KV Trong chương ngắn mạch ta tính dòng ngắn mạch để chọn khí cụ điện mạch tự dùng : IN5 = 56,23 kA ,Ixk = 147,17 kA - Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N5 là: X HT = I cb1 5,5 = = 0,098 I N5 56,23 - Dòng điện cưỡng bức: S max 18 TD I cb = = = 0,25 kA 3.U ®m 3.10,5 Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh 121 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện Ta chọn loại máy cắt: 8BK40 hÃng SIEMENS ( T 236, tài liệu tham khảo 2): Bảng 6.4 Loại máy cắt 8BK40 Iđm Uđm,kV 12 Iđm nhánh,kA Icắt đm,kA Ilđ,kA cái,kA 63 160 Máy cắt ®· chän cã :I®m = kA > 0,25 kA IC®m = 63 kA > 56,23 kA il®® = 160 kA > ixk = 147,17 kA VËy m¸y biÕn ¸p đà chọn thoả mÃn yêu cầu kỹ thuật V.2 Chọn máy cắt điện cấp điện áp 6KV - Điện kháng máy biến áp bậc : X B11 = UN % S cb 8,0 100 = = 1,27 100 S ®mB11 100 6,3 X ∑ = X HT + X B11 = 0,098 + 1,27 = 1,367 - Vậy dòng ngắn mạch điểm N8 là: I"N8 = I cb X∑ = S cb 3.U cb(6KV) X ∑ = 100 3.6,3.1,367 = 6,704 kA - Dßng xung kích điểm ngắn mạch N8 : i xk = 1,9 6,704 = 18,01 kA Ta chọn máy cắt hợp loại 8BM20 hÃng SIEMENS ( T 236, tài liệu tham khảo 2): Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh 122 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện Bảng 6.5 Loại máy cắt Uđm(kV) Iđm(A) Icđm (kA) ilđđ (kA) Inh/tnh (kA/s) 8BM20 7,2 1250 25 63 20/4 Máy cắt ®· chän cã :I®m = 1250A > 1000A IC®m = 25 kA > 6,704 kA il®® = 63 kA > ixk = 18,01kA Do không cần kiểm tra ổn định nhiệt V.3.Chọn áptômát cấp điện áp 0,4kV Để chọn áptốmát tổng cho cấp điện áp 0,4kV, ta cần phải tính toán 0,4kV, điểm ngắn mạch N9 Sơ đồ tính toán: 0,4KV XHT XB12 XB11 HT N9 - Điện kháng máy biến áp bậc hai : X B12 = UN % S cb 100 = = 6,35 100 S ®mB12 100 0,63 X ∑ = X HT + X B11 + X B12 = 0,098 + 1,27 + 6,35 = 7,718 - Vậy dòng ngắn mạch điểm N9 là: I"N9 = I cb X∑ = S cb 3.U cb(0,4KV) X ∑ áptômát chọn theo điều kiện sau: Sinh viên thực hiƯn: Lª Qc Anh 123 = 100 = 18,7 kA 3.0,4.7,718 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện U đm A U mạng = 400V max I ®m A ≥ I lv = S B12 0,63 = = 0,909 kA 3.U ®m 3.0,4 I cđm A I"N9 = 18,07 Căn vào điều kiện ta chọn loại áptômát hÃng Merlin Gerin chế tạo hÃng SIEMENS ( T 283, tài liệu tham khảo 5) có thông số : Bảng 6.6 Loại áptômát C1001N Số cực Iđm (A) Uđm (V) IN (kA) 1000 690 25 Ta có sơ đồ tự dùng nhà máy Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh 124 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện Phần Phần chuyên đề I Tính chế độ nhiệt máy biến áp I.1 Cơ sơ lý thuyết Tính toán chế độ nhiệt máy biến áp nghĩa xác định thay đổi nhiệt độ dầu lớp bề mặt d = f(t) nhiệt độ ®iĨm nãng nhÊt cđa cn d©y cd = f(t) khoảng thời gian khảo sát Ta áp dụng biểu thức ứng với biến thiên đột ngột hệ số phụ tải k từ k1 đến k2 ( T 9, tài liệu tham khảo 2) k1 = S1 S ; k2 = S ®m S ®m 1.2 1.12 0.8 0.7 k 0.7 0.7 0.7 0.6 0.4 0.2 0 10 12 t(h) Sinh viªn thùc hiƯn: Lª Qc Anh 125 14 16 18 20 22 24 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện Trong đó: Sđm : công suất định mức máy biến áp S1: phụ tải bậc S2: phụ tải bậc hai Độ tăng nhiệt độ dầu (lớp bề mặt) so với nhiệt độ môi trường làm mát d = + (2 )(1 − e − t / τ ) Trong ®ã: 1: độ tăng nhiệt độ dầu ứng với hệ sè phơ t¶i bËc mét + b.k1 θ1 = θd(®m) 1+ b m 2: độ tăng nhiệt độ dầu ứng víi hƯ sè phơ t¶i bËc hai + b.k θ2 = θd(®m) 1+ b m Trong ®ã: b: tû sè tổn hao ngắn mạch so với tổn hao không tải, b = τ : h»ng sè thời gian trình nhiệt máy biến áp, giê t : thêi gian, giê m : số bậc, phụ thuộc vào hệ thống làm mát d (đm) : độ tăng nhiệt độ dầu định mức: Độ tăng nhiệt độ cuộn dây so với môi trường làm mát xác định theo biểu thức: Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh 126 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện cd = θd + ∆θcd(®m) k 2m Trong ®ã: Δcd (đm) : độ tăng nhiệt độ điểm nóng cuộn dây so với nhiệt độ dầu lớp bề mặt phụ tải định mức Nhiệt độ dầu cuộn dây d = d + cd = cd + I.2 Tính toán Sử dụng công thøc ta cã - HƯ sè phơ t¶i: k1 = 1750 = 0,7 2500 k2 = 2800 = 1,12 2500 Do máy biến áp có Sđm = 2500kVA, nên có hệ thống làm mát loại M, với hệ sô sau: Độ tăng nhiệt độ dầu định mức: d (đm) = 55C (T 10, tài liệu tham khảo 2) Chän hª sè b = ChØ sè bậc: m = 0,8 (T 10, tài liệu tham khảo 2) H»ng sè thêi gian: τ = 3,5 (T 11, tài liệu tham khảo 2) Độ tăng nhiệt ®é cđa ®iĨm nãng nhÊt cđa cn d©y so víi nhiệt độ dầu lớp bề mặt phụ tải định mức: cd (đm) = 23oC Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh 127 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện Độ tăng nhiệt độ ban đầu dầu ứng vơi phụ tải bậc m + b.k1 + 5.0,72 θ1 = θd(®m) = 55 1+ b 1+ 0,8 = 35,33 C Độ tăng nhiệt độ dầu ứng víi phơ t¶i bËc hai m + b.k + 5.1,12 θ2 = θd(®m) = 55 1+ b 1+ 0,8 = 64,15 °C Độ tăng nhiệt độ dầu so với mổi trường làm mát - Lúc phụ tải tăng (các thời ®iÓm 8, 10, 12, 14 giê) θd = 35,33 + (64,15 − 35,33).(1 − e− t / 3,5 ) = 35,33 + 28,82.(1 − e − t / 3,5 ) - Lúc phụ tải giảm (các thời điểm từ 14 đến 24 đến 14 giờ), với giả thiết = 58,96 = 35,33 θd = 58,96 + (35,33 − 58,96).(1 − e− t / 3,5 ) = 58,96 − 23,63.(1 − e t / 3,5 ) Kết tính toán ghi bảng 7.1, dòng Nhiệt độ dầu ϑd = θd + ϑ0 = θ d + 20 Kết tính toán ghi bảng 7.1, dòng Độ tăng nhiệt độ cuộn dây - Quá trình nhiƯt tõ ®Õn 14 giê (bËc hai) θcd = θd + ∆θcd(®m) k 2m = θd + 23.1,122x0,8 = d + 27,57 - Quá trình nhiệt từ 14 đến 24 từ đến 14 (bậc một) Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh 128 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện θcd = θd + ∆θcd(®m) k 2m = θd + 23.0,72x0,8 = d + 13 Kết ghi bảng 7.1, dòng Nhiệt độ cuộn dây cd = θcd + ϑ0 = θcd + 20 KÕt qu¶ tính toán ghi bảng 7.1, dòng Bảng 7.1 Thêi gian, giê 0(24) 10 12 14 16 20 Thêi gian bËc mét 10 14 18 - - Thêi gian bËc hai - - - - d,°C 36,69 35,76 35,33 47,87 54,96 58,96 48,67 39,59 d, °C 56,69 55,76 55,33 67,87 74,96 78,96 68,67 59,59 cd,°C 49,69 48,76 75,44 82,53 61,67 52,59 81,67 72,59 62,9 48,33 86,53 82,9 cd, °C 69,69 68,76 68,3 71,96 106,5 95,44 Sinh viªn thực hiện: Lê Quốc Anh 129 102,53 91,96 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện 120 106.53 95.44 100 91.96 82.9 81.67 80 69.69 69.69 68.33 k 78.96 67.87 60 68.67 56.69 56.96 55.33 40 20 0 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) II.tÝnh tuæi thä máy biến áp II.1.Cơ sỏ lý thuyết Sự thay đổi nhiệt độ cuộn dây xác định trình già hoá cách điện thời gian ngày đêm Sự hao mòn cách điện đặc trưng hao mòn tương đối, tỷ số hao mòn cách điện ngày chế độ khảo sát với hao mòn định mức ngày (tức hao mòn điều kiện nhiệt độ điểm nóng cuộn dây không đổi 98C) Hao mòn cách điện tương đối tính toán phù hợp với quy tắc sáu độ sau đây: Khi thay đổi nhiệt độ cuộn dây 6C thời gian phục vụ máy biến áp thay đổi hai lần ( T 10, tài liệu tham khảo 2): Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh 130 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện L=2 cd 98 Nếu hao mòn cách điện tương đối trung bình ngày không vượt đơn vị, tøc lµ: L TB( n) 24 = ∫ L.dt 24 phụ tải thường xuyên theo biểu đồ khảo sát cho phép II.2.Tính toán Xác định biến thiên hao mòn tương đối L ngày Sử dụng kết tính toán nhiệt độ cuộn dây phần I, ta có kết tính toán bảng Bảng 7.2 Thời gian, Nhiệt độ cuộn dây,C Hao mòn tương đối, L 0(24) 10 12 68,76 0,038 0,034 16 20 81,67 72,59 0,152 0,053 106,5 82,9 69,69 14 68,33 95,44 102,53 0,744 1,687 0,175 0,032 91,96 2,679 0,498 Dùa theo b¶ng kÕt ta có đồ thị đường cong hao mòn cách điện tương đối: Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh 131 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện 2.679 2.5 L 1.5 0.744 0.5 0.152 0.038 0.038 0.032 0 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Từ đường cong nhận thấy rằng, tất hao mòn cách điện ngày thuộc phụ tải cực đại Xác định hao mòn tương đối trung bình ngày L TB( n) = 24 ∫ L.dt = 0,4 ≤ 24 Kết luận Máy biến áp làm việc với đồ thị phụ tải đà cho tải k2 = 1,12 thêi gian giê cã hao mßn cách điện cho phép Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh 132 Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện Tài liệu tham khảo Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch, Là Văn út, Phạm Văn Hoà, Đào Kim Hoa Nhà máy điện trạm biến áp (Phần điện) Nhà xuất khoa học kỹ thuật,1996 PGS.Nguyễn Hữu Khái Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp (Phần điện) Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 Trần Bách Lưới ®iƯn vµ hƯ thèng ®iƯn TËp - Nhµ xt khoa học kỹ thuật, 2000 Nguyễn Văn Đạm Mạng lưới điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm Thiết kế cấp điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 PGS.TS.Là Văn út Ngắn mạch hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2002 TS.Phạm Văn Hòa Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 Sinh viªn thùc hiƯn: Lª Qc Anh 133 ... toán thực sau: I Chọn máy phát điện Theo yêu cầu thiết kế nhà máy thiết kế nhà máy nhiệt điện có công suất tổng 240 MW gồm tổ máy, tổ máy có công suất 60MW Sinh viên thực hiện: Lê Quốc Anh Đồ án. .. Quốc Anh Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện Phần Thiết kế phần điện nhà máy điện chương Tính toán phụ tải cân công suất Điện dạng lượng tích trữ với số lượng lớn, tính toán phụ tải... vụ thiết kế Hà Nội, ngày tháng năm Sinh viên thùc hiƯn Lª Qc Anh Sinh viªn thùc hiƯn: Lª Quốc Anh Đồ án tốt nghiệp Khoa điện Bộ môn hệ thống điện Lời nói đầu1 Phần Thiết kế phần điện nhà máy điện