MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Đã hai kỷ, điện trở thành dạng lượng thiết yếu nhất, phổ biến đời sống xã hội hoạt động lao động sản xuất người Xuất phát từ tầm quan trọng đó, quốc gia giới, công nghiệp điện ngành công nghiệp bản, mũi nhọn kinh tế quốc gia Đối với nước ta, công nghiệp điện Đảng Nhà nước xác định ngành công nghiệp mang tính tảng nhất, có nhiệm vụ quan trọng phục vụ thúc đẩy trình công nghiệp hoá, đại hoá đất nước Việc xây dựng nhà máy điện quan tâm mức, với hàng loạt công trình kỷ: NMTĐ Sơn La, NMTĐ Hoà Bình, NMTĐ Yaly, NMNĐ Phả Lại 1,2, Ninh Bình Trong chiến lược phát triển công nghiệp điện nước ta, xuất phát từ điều kiện tự nhiên đất nước, thuỷ điện chiếm vị trí quan trọng, bên cạnh phát triển hợp lý nhà máy nhiệt điện Việc phát triển nhà máy nhiệt điện thiếu, lẽ chúng bổ sung cho thuỷ điện mùa khô, phục vụ nhu cầu thực tế cục khác địa phương, đơn vị Là ngành công nghiệp thuộc sở hữu Nhà nước, công nghiệp điện có thay đổi to lớn với trình chuyển đổi chế Bước sang kinh tế thị trường, điện sản phẩm hàng hoá, sản xuất điện coi sản xuất hàng hoá Với thay đổi nhận thức vậy, việc xây dựng nhà máy điện không mang tính bao cấp, mà phải đảm bảo hiệu kinh tế, tối thiểu thu hồi vốn đầu tư, tránh lãng phí đầu tư không hiệu Qua thời gian làm đồ án, với khối lượng kiến thức học tập giúp đỡ thầy cô bạn giúp đỡ em hoàn thành thiết kế Tuy nhiên thời gian khả có hạn, nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Vì em mong đóng góp ý kiến thầy cô Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên Ngô Sách Khoa CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Trong công xây dựng phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hoá, đại hoá, ngành công nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng Bởi điện nguồn lượng sử dụng rộng rãi kinh tế quốc dân Khi xây dựng nhà máy, khu dân cư, thành phố… trước tiên phải xây dựng hệ thống cung cấp điện cho máy móc phục vụ sinh hoạt cho người Ngày ngành công nghiệp nước ta đà phát triển mạnh mẽ, nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp không ngừng xây dựng Từ giúp kinh tế nước ta có bước phát triển vượt bậc, hội nhập với khu vực giới Ngoài có nhiều công trình khác xuất hiện, đặc biệt công trình nhà cao tầng, khu chung cư… Để đáp ứng nhu cầu nói hệ thống điện phải thiết kế theo nhu cầu xã hội Xuất phát từ nhu cầu đó, kiến thức học môn Hệ Thống Điện em nhận đề tài thiết kế phần điện cho nhà máy điện 3x60MW Đề tài : Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện ngưng có tổ máy phát công suất 60MW Các thông số chi tiết sau : -Số tổ nhà máy phát điện: 3x60MW, cosϕ=0.85, Uđm =11kV -Nhà máy nối với hệ thống lộ đường dây 110KV, chiều dài lộ: 80Km -Công suất hệ thống ( không kể nhà máy thiết kế ) : 2400MVA -Dự trữ công suất hệ thống: 8% -Điện kháng ngắn mạch (tính đến hệ thống nối với đướng dây ): 0.82 -Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải sau: 1.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax= 40MW, cosϕ= 0.85 Phụ tải bao gồm đường dây: kép (cáp) x MW x km Đồ thị phụ tải ( tính theo %Pmax ) thời gian ( h ) 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24 Công suất ( % ) 60 90 80 100 75 1.2.Phụ tải cấp điện áp trung 110kv : P max= 160MVA ,cosϕ= 0.85 phụ tải bao gồm đương dây :3 kép Đồ thị phụ tải ( tính theo % P max ) thời gian ( h ) 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24 Công suất ( % ) 70 90 100 95 80 1.3.Nhà máy có nhiệm vụ phát công suất ( tổng ) theo biểu đồ sau ( tinh theo % công suất đặt ) thời gian ( h ) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 Công suất ( % ) 70 90 80 100 75 1.4 Các điều kiện khác - Tự dùng nhà máy: 6% co cấp điện áp sử dụng: 0.4kV 6kV CHƯƠNG II CƠ SƠ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Cơ sở lý thuyết tính toán đề tài Cơ sở lý thuyết tính toán đồ án hoàn toàn dựa sở môn học, đồ án hệ thống lại kiến thức phương pháp tính toán thực sở có Sau bước thực hiến tính toán thiết kế phần điện nhà máy điện 180 MW 2.1.1 Tính toán phụ tải cân công suất Đối với hệ thống điện thời điểm điện nhà máy sản xuất phải cân với điện tiêu thụ phụ tải, kể tổn thất máy biến áp Trong thực tế điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi, xác định đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành Việc tính toán phụ tải cho biết biểu đồ phụ tải khoảng thời gian khác khác nhau, việc tính toán cần thiết cho việc xác định luồng công suất phân bố lưới, luồng công suất phát lên hệ thống 2.1.2 Đề xuất phương án lựa chọn sơ đồ nối điện nhà máy Chọn sơ đồ nối điện nhà máy khâu quan trọng trình thiết kế nhà máy điện Vì cần phải nghiên cứu kỹ nhiệm vụ thiết kế, nắm vững số liệu ban đầu, dựa vào bảng cân công suất nhận xét tổng quát để đưa phương án nối dây Các phương án đưa phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu dùng phải khác cách ghép nối máy biến áp với cấp điện áp, số lượng dung lượng máy biến áp, số lượng máy phát điện nối vào góp điện áp máy phát, số máy phát điện ghép với máy biến áp Việc lựa chọn sơ đồ nối điện để thiết kế mạng điện cho sau cần thiết, việc làm yêu cầu xác cẩn thận đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kinh tế cho nhà máy điện 2.1.3 Tính toán ngắn mạch Mục đích việc tính toán ngắn mạch để chọn khí cụ điện cho nhà máy đảm bảo tiêu chuẩn ổn định động, ổn định nhiệt xảy ngắn mạch Dòng điện ngắn mạch dùng để tính toán, lựa chọn khí cụ điện dẫn dòng ngắn mạch ba pha Việc tính toán ngắn mạch để lựa chọn khí cụ điện, dây dẫn… Vì sơ đồ nối điện nhà máy cần phải lựa chọn điểm cụ thể đặc trưng để tính ngắn mạch phục vụ cho việc lựa chọn thiết bị 2.1.4 So sánh phương án chọn phương án tối ưu Trong nhà máy điện, khí cụ điện dây dẫn nối lại với thành sơ đồ điện Yêu cầu chung sơ đồ nối điện : làm việc đảm bảo, tin cậy cấu tạo đơn giản, vận hành linh hoạt, kinh tế đảm bảo an toàn cho người vận hành Sau tính toán kinh tế kỹ thuật phương án ta tiến hành so sánh, việc so sánh đảm bảo ta chọn phương án tối ưu để thiết kế 2.1.5 Chọn khí cụ điện dây dẫn Trong trình làm việc khí cụ điện dây dẫn thường bị phát nóng Nguyên nhân chủ yếu : - Tác dụng nhiệt dòng phụ tải lâu dài - Tác dụng nhiệt dòng ngắn mạch Nếu nhiệt độ tăng cao làm cho chúng bị hư hỏng, chỗ tiếp xúc làm giảm tuổi thọ cách điện chúng Vì khí cụ điện dây dẫn cần phải quy định nhiệt độ cho phép Đồng thời chọn chúng cần phải tính toán cho trình vận hành chế độ bình thường cố xảy ra, chúng phải đảm bảo ổn định động ổn định nhiệt Trong nhà máy nhiệt điện thiết bị máy biến áp, máy phát điện với khí cụ điện máy cắt, dao cách ly…được nối với dẫn, góp cáp điện lực Thanh dẫn có hai loại dẫn mềm dẫn cứng : - Thanh dẫn mềm dùng làm góp cho phụ tải cấp điện áp 220 kV 110 kV Thường chọn dây nhôm lõi thép - Thanh dẫn cứng đồng nhôm dùng để nối từ đầu cực máy phát điện đến thiết bị phân phối 2.1.6 Chọn sơ đồ thiết bị tự dùng Điện tự dùng phần quan trọng nhà máy điện đặc biệt nhà máy nhiệt điện Các cố hệ thống tự dùng nhà máy điện dẫn đến phá hoại làm việc bình thường phần toàn nhà máy, phát triển thành cố hệ thống điện Trong nhà máy nhiệt điện, hệ thống điện tự dùng cung cấp điện cho chế biến, truyền tải nhiên liệu, thải xỉ, xử lý nước kỹ thuật, cung cấp nước vào lò ; nước tuần hoàn, hệ thống làm mát ; quạt gió, quạt khói, thắp sáng, điều khiển, tín hiệu, sửa chữa thiết bị… Trong nhà máy nhiệt điện phần lớn phụ tải hệ thống tự dùng động từ 200kW trở lên động làm việc kinh tế với điện áp kV Các động công suất nhỏ thiết bị tiêu thụ điện khác chiếm phần phụ tải tương đối nhỏ chúng nối vào điện áp 380/220V Để đảm bảo cung cấp điện cho hệ thống tự dùng thường phân đoạn hệ thống tự dùng cho phù hợp với sơ đồ nhiệt điện nhà máy Số phân đoạn thiết bị phân phối kV không số nồi nhà máy cắt phân đoạn không kéo theo phá hoại làm việc lớn nồi tuabin tổ máy Với nhà máy thiết kế này, hệ thống tự dùng phân thành năm phân đoạn, công suất lấy từ đầu cực máy phát điện, qua máy biến áp tự dùng cấp 1, đưa đến hệ thống góp kV, sau lại máy biến áp tự dùng cấp phân phối đến hệ thống phụ tải 0,4 kV Ngoài có hệ thống dự phòng, lấy công suất từ phía hạ áp máy biến áp tự ngẫu, làm nhiệm vụ dự phòng cho hệ thống tự dùng 2.2 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Đối với hệ thống điện thời điểm điện nhà máy sản xuất phải cân với điện tiêu thụ phụ tải, kể tổn thất máy biến áp Trong thực tế điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi, xác định đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành 2.2.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN - Nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy công suất 60MW - Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành sau, nên chọn máy phát điện loại - Máy phát có điện áp cao, dòng điện làm việc dòng ngắn mạch cấp điện áp nhỏ, thuận tiện cho việc chọn lựa thiết bị Song phụ tải địa phương có điện áp 10 kV nên ta chọn máy phát điện có Uđm = 11 kV Từ ta chọn máy phát điện đồng tua bin kiểu TBΦ – 120 – có thông số cho bảng sau : Bảng 1.1 : Thông số máy phát điện sử dụng Thông số định mức Loại máy phát Điện kháng tương đối n v/ph S P U MVA MW kV cos I kA 3000 125 0,85 6,875 60 11 0,192 0,273 1,907 2.2.2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp xây dựng dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng hệ số phụ tải tương ứng Từ ta tính phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến công thức sau : Trong : - S(t) công suất biểu kiến phụ thời điểm t - cos hệ số công suất trung bình phụ tải - công suất phụ tải tính theo phần trăm công suất cực đại thời điểm t - Pmax công suất phụ tải cực đại 2.2.2.1 PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY Nhà máy gồm tổ máy có PFđm = 60MW, cos =0,85 Tổng công suất đặt toàn nhà máy : Pnm =3x60 = 180 MW ; Snm = 3x70,6 = 212 MVA Phụ tải nhà máy thời điểm t xác định theo công thức : Bảng 1.2:Biến thiên phụ tải nhà máy t(h) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 P(%) 70 90 80 100 75 Pnm(t), MW 210 270 240 300 225 190.5 169.4 212 160 Snm(t), MVA 148 Hình 1.1 : Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 2.2.2.2 PHỤ TẢI TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY Tự dùng cực đại nhà máy 6% công suất định mức nhà máy với hệ số công suất chọn với máy phát cos = 0,85 Do đặc điểm kỹ thuật nhà máy nhiệt điện, máy phát không hoạt động phải sử dụng 40% công suất tự dùng để trì lò Ta có công thức xác định công suất tự dùng nhà máy sau : Áp dụng công thức trên, với Snm max =212 MVA ta bảng sau : Bảng 1.3: Biến thiên phụ tải tự dùng t(h) Công suất 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 Snm (t), MVA 148 190.5 169.4 212 160 Std(t), MVA 12.3 14 13.2 15 12.8 Hình 1.2 : Đồ thị phụ tải tự dùng 2.2.2.3 PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG Phụ tải địa phương Uđm = 11kV ; Pđm = 40MW ; cos = 0,85 bao gồm : đường dây cáp kép x MW x km Áp dụng công thức (1.1) (1.2) suy : Ta thu bảng kết sau : Bảng 1.4 : Biến thiên phụ tải địa phương Thời gian (h) 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24 P (%) 60 90 80 100 75 Sđp (t), MVA 28.2 42.4 37.6 47 35.3 10 Bảng 5.9 Thông số kỹ thuật BI dùng cho cấp điện áp 110 kV 220 kV Thông số tính toán Loại BI Uđm kV Bội số ổn định động Bội số ổn định nhiệt Iđm A Sơ cấp Thứ cấp Cấp xác Phụ tải Ω iđđm kA Uđm kV Icb A 110 690 TϕH-110M 110 75 60/1 750 0,5 0,8 145 220 620 TϕH-220-3T 220 75 60/1 800 P1 48 Ta kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt cho BI sau : Cấp 110kV : (Iđm1.Knhđm)2tnhđm = (750.60)2.1 = 2025.106 A2s BN = 124,68.106 A2s Cấp 220kV : (Iđm1.Knhđm)2tnhđm = (800.60)2.1 = 2304.106 A2s BN = 39,56.106 A2s Vậy BI chọn thoả mãn điều kiện làm việc 3.3.6 CHỌN CÁP VÀ KHÁNG ĐƯỜNG DÂY CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG 3.3.6.1 CHỌN TIẾT DIỆN CHO CÁP THEO ĐIỀU KIỆN KINH TẾ Theo nhiệm vụ thiết kế, phụ tải địa phương có P max = 40 MW với cos = 0,85 cung cấp qua đường dây kép x MW x km Dòng điện làm việc bình thường cưỡng qua cáp kép : Từ đồ thị phụ tải địa phương tính chương I, ta tính thời gian sử dụng công suất cực đại sau : Do cáp điện lực cách điện giấy tẩm dầu, lõi đồng chọn theo mật độ dòng điện kinh tế Jkt = A/mm2 Ta chọn cáp đơn có tiết diện 70 mm2 với Icp = 215 A Ta chọn cáp kép có tiết diện 70 mm2 với Icp = 215 A a Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài cáp Kiểm tra điều kiện phát nóng làm việc bình thường :I’cp = k1.k2.Icp Ibt 72 Trong : - k1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp - k2 : hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song Đặt cáp đất có nhiệt độ 25 , nhiệt độ phát nóng ruột cáp 10kV cho phép 60 , nhiệt độ tiêu chuẩn 15 , Do : + Đối với cáp kép, khoảng cách cáp đặt song song ta chọn 100 mm, k2 = 0,9 Do dòng làm việc lâu dài cho phép : I’cp = 0,88.0,9.215 = 170,28 A > 84,9 A Do cáp chọn thỏa mãn làm việc bình thường b Kiểm tra điều kiện phát nóng làm việc cưỡng Điều kiện kiểm tra : Ở kqtsc hệ số mang tải cho phép cáp cố, xác định theo hệ số mang tải lúc bình thường cáp kt = Ibt/I’cp Với kt 50% < 80% ta lấy kqtsc = 1,3 Vậy ta có I’cpsc =1,3.0,88.1.215 = 245,96 A > Icb = 169,8 A Như cáp kép chọn thỏa mãn điều kiện làm việc cưỡng Cáp đơn không làm việc trạng thái cưỡng nên không cần kiểm tra điều kiện 3.3.6.2 CHỌN KHÁNG ĐIỆN Tác dụng việc sử dụng kháng cho phụ tải địa phương : - Giảm dòng điện ngắn mạch hệ thống từ đảm bảo ổn định động, ổn định nhiệt khí cụ điện dây dẫn, khả cắt thiết bị cắt chọn thiết bị sản suất hàng loạt theo tiêu chuẩn hạng nhẹ Sơ đồ bố trí kháng điện, máy cắt, dây cáp thể hình 5.6 - Mỗi nhánh đầu cực máy phát điện sử dụng kháng đơn - Các máy cắt liên lạc ta đặt làm việc chế độ thường cắt ưu điểm việc giảm dòng điện ngắn mạch có cố ngắn mạch cáp 73 - Các đường dây cáp kép lấy công suất bên góp phụ tải địa phương Bảng 5.10 : Phân bố công suất qua kháng làm việc bình thường cố Công suất(MW) Kháng Kháng Bình thường 8 Sự cố kháng 16 Sự cố kháng 16 Chế độ làm việc N5 ~ ~ N6 N7 Hình 5.6 Sơ đồ bố trí kháng điện dây cáp tải địa phương + Sơ đồ thay : X HT XK N5 MC2 X C1 N6 MC3 X C2 N7 74 Trong đó: N5 điểm ngắn mạch nơi đấu cáp điện N6 điểm ngắn mạch sau máy cắt đầu dây cáp N7 điểm ngắn mạch sau máy cắt đầu dây cáp Kháng điện đầu đường dây phụ tải địa phương chọn theo điều kiện sau: - Điện áp : UđmK - Dòng điện : IđmK Uđm mạng = 10 kV IcbK Trong : IcbK dòng điện cưỡng qua kháng, tính phụ tải địa phương lớn cố kháng Ta có: Ta chọn kháng điện đơn cuộn dây nhôm có IđmK = 1500 A Chọn điện kháng kháng điện theo hai điều kiện sau: - Hạn chế dòng ngắn mạch N để chọn MC2 đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt cho cáp tức - Hạn chế dòng ngắn mạch N để đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt cho cáp thỏa mãn dòng cắt định mức MC3 cho tức Ta thu hệ phương trình : Trong : - =Inh1 MC2 chọn sau - XC1 = { XC1đơn ; XC1kép} - dòng điện ổn định nhiệt cáp xác định sau: - S : tiết diện cáp 75 - C : số phụ thuộc vào loại vật liệu làm dây dẫn ,với cáp 10 kV lõi đồng ta C = 141 As1/2/mm2 - tcắt : thời gian cắt ngắn mạch Các trạm cuối đường dây phụ tải địa phương dùng cáp lõi nhôm tiết diện bé Smin = 70 mm2, máy cắt có Icđm = 20 kA, thời gian cắt ngắn mạch thời gian cắt ngắn mạch đầu cáp ứng với đường dây kép , thời gian cắt ngắn mạch đầu cáp ứng với đường dây đơn Khi lập sơ đồ thay cho tính toán ngắn mạch chọn S cb = 1000 MVA ; Ucb = 11kV, nên Icb1 = 54,986 kA dòng ngắn mạch N5 I’’N5 = 80,723kA - Vậy điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N5 là: Dòng ổn định nhiệt cáp cáp kép (S = 70 mm2) : Vậy Inh1 = 11,034 kA Dòng ổn định nhiệt cáp (cáp lõi nhôm Smin = 70 mm2) : Vậy {Ic MC3 ; Inh2} = Inh2 = 7,68 kA - Điện kháng cáp : (Vì máy cắt liên lạc cắt nên điện kháng đường dây kép phải tính cho mạch) ( Với cáp điện lõi đồng ta tra x0 = 0,086 Ω/km) Vậy XC1 = {XC1 kép ; XC1 đơn} = 2,34 Thay vào (*) ta có : Vậy XK = 3,364 Vậy ta chọn kháng điện PbA – 10 – 1500 – 3.3.7 CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG 3.3.7.1 CHỌN DAO CÁCH LY CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG 76 Để chọn dao cách ly phía 10kV ta dựa vào kêt tính toán ngắn mạch điểm ngắn mạch N5 ixkN5 =211,177 kA Dòng làm việc bình thường mạch phụ tải địa phương : Dòng làm việc cưỡng mạch địa phương : Icb = 2.Ilvbt = 2.0,57 = 1,14kA chọn loại dao cách ly có thông số bảng sau : Bảng 5.13 : Thông số kỹ thuật dao cách ly phụ tải địa phương Cấp Thông số tính toán điện áp Icb ixk kV kA kA 10 1,14 211,177 Thông số dao cách ly Loại dao cách ly PBK -20/6000 Uđm Iđm ixk kV kA kA 20 250 3.3.7.2 CHỌN MÁY CẮT CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG Các máy cắt điện cho phụ tải địa phương MC1 MC2 chọn theo điều kiện : - Điện áp định mức máy cắt : Uđm Uđm mạng - Dòng điện định mức máy cắt : Iđm Icb = 1,14 kA - Dòng điện cắt định mức máy cắt : Icắt đm Với XHT = 0,681 - Điều kiện ổn định động : iđ đm ixkN6 = 1,81 10,84= 27,74 kA Từ điều kiện ta chọn máy cắt sau : Bảng 5.14 : Thông số máy cắt phụ tải địa phương Cấp điện áp kV Thông số tính toán Icb kA I’’N kA ixk 10 1,14 10,84 27,74 Loại máy cắt 8DA10 Thông số máy cắt Uđm kV Iđm kA Icắt đm kA ilđđ kA 12 3,15 40 110 77 3.3.8 CHỌN CHỐNG SÉT VAN CHO CÁC CẤP ĐIỆN ÁP Chống sét van thiết bị ghép song song với thiết bị điện để bảo vệ chống điện áp khí Khi xuất điện áp, phóng điện trước làm giảm trị số điện áp đặt cách điện thiết bị hết điện áp tự động dập hồ quang xoay chiều, phục hồi trạng thái làm việc bình thường Các chống sét van chọn theo điều kiện sau : + Điện áp định mức chống sét : Uđm csv Umạng + Điện áp định mức mạng điện Umạng = Uđm cấp (11kV ; 110kV ; 220kV) Sau ta tiến hành chọn chống sét cho cấp điện áp 3.3.8.1 CHỌN CHỐNG SÉT VAN CHO THANH GÓP Trên góp 220kV 110kV đặt chống sét van với nhiệm vụ quan trọng chống điện áp truyền từ đường dây vào trạm Các chống sét van chọn theo điện áp định mức trạm Theo Catalogue đăng Website hãng Siemens ta chọn loại chống sét van sau : Bảng 5.15 : Thông số kỹ thuật loại chống sét van cho góp Loại chống sét van Điện áp Điện áp danh lớn định lưới kV kV Dòng Điện áp điện tiếp tục phóng làm việc lớn kV kA Vật liệu vỏ 3EP2 - 228-2 P F - 228 245 182 20 Sứ 3EP4 - 144-2 P F - 144 145 115 10 Sứ 3.3.8.2 CHỌN CHỐNG SÉT VAN CHO MÁY BIẾN ÁP a.Chống sét van cho máy biến áp tự ngẫu Các máy biến áp tự ngẫu có liên hệ điện cao áp trung áp nên sóng điện áp truyền từ cao áp sang trung áp ngược lại Vì vây, đầu cao áp trung áp máy biến áp tự ngẫu ta phải đặt chống sét van 78 - Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu ta chọn chống sét van 3EP2 - 228-2 T F – có thông số bảng trên, đặt pha - Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu chọn chống sét van 3EP4 - 144-2 T F – có thống số bảng , đặt pha b.Chọn chống sét van cho máy biến áp hai cuộn dây Mặc dù góp 220kV 110kV có đặt chống sét van có sóng có biên độ lớn truyền vào trạm, chống sét van phóng điện Điện áp dư lại truyền tới máy biến áp tự ngẫu lớn phá hỏng cách điện cuộn dây đặc biệt phần cách điện gần trung tính trung tính cách điện theo điều kiện vận hành hệ thống Vì trung tính máy biến áp hai cuộn dây cần bố trí chống sét van Tuy nhiên điện cảm cuộn dây máy biến áp nên biên độ sóng sét tới điểm trung tính giảm phần, chống sét van đặt trung tính chọn có định mức giảm cấp Ta chọn loại chống sét van sau : Loại chống sét van Điện áp Điện áp danh lớn định lưới kV kV Dòng Điện áp điện tiếp tục phóng làm việc lớn kV kA Vật liệu vỏ 3EP4 – 111 - T E - 111 123 88 10 Sứ 3EP5 - 042 - T E - 42 52 33 10 Sứ 3.4 CHỌN SƠ ĐỒ VÀ CÁC THIẾT BỊ TỰ DÙNG 3.4.1 CHỌN SƠ ĐỒ TỰ DÙNG Điện tự dùng phần quan trọng nhà máy điện đặc biệt nhà máy nhiệt điện Các cố hệ thống tự dùng nhà máy điện dẫn đến phá hoại làm việc bình thường phần toàn nhà máy, phát triển thành cố hệ thống điện Trong nhà máy nhiệt điện, hệ thống điện tự dùng cung cấp điện cho chế biến, truyền tải nhiên liệu, thải xỉ, xử lý nước kỹ thuật, cung cấp nước vào lò ; nước tuần hoàn, hệ thống làm mát ; quạt gió, quạt khói, thắp sáng, điều khiển, tín hiệu, sửa chữa thiết bị… 79 Trong nhà máy nhiệt điện phần lớn phụ tải hệ thống tự dùng động từ 200kW trở lên động làm việc kinh tế với điện áp kV Các động công suất nhỏ thiết bị tiêu thụ điện khác chiếm phần phụ tải tương đối nhỏ chúng nối vào điện áp 380/220V Để đảm bảo cung cấp điện cho hệ thống tự dùng thường phân đoạn hệ thống tự dùng cho phù hợp với sơ đồ nhiệt điện nhà máy Số phân đoạn thiết bị phân phối kV không số nồi nhà máy cắt phân đoạn không kéo theo phá hoại làm việc lớn nồi tuabin tổ máy.Với nhà máy thiết kế này, hệ thống tự dùng phân thành năm phân đoạn, công suất lấy từ đầu cực máy phát điện, qua máy biến áp tự dùng cấp 1, đưa đến hệ thống góp 6,3 kV, sau lại máy biến áp tự dùng cấp phân phối đến hệ thống phụ tải 0,4 kV Ngoài có hệ thống dự phòng, lấy công suất từ phía hạ áp máy biến áp tự ngẫu, làm nhiệm vụ dự phòng cho hệ thống tự dùng Từ lập luận ta đưa sơ đồ tự dùng cho nhà máy sau : BVSLMF BVSLMF BVCCÐ1Ð TBF - 120 - BVCCÐ1Ð BVSLMBA ÐCÐA ÐO LU? NG ÐCÐA ÐO LU? NG ~ TBF - 120 - BVSLMBA ÐCÐA ÐO LU? NG ~ TBF - 120 - BVQD BVSL B? BVQD BVSLMF BVQD BVSLMF BVSLN BVSLN BVSLN 6,3kV 6,3kV ~ ÐCÐA ÐO LU? NG BV MBATD BV MBADP ÐO LU? NG ÐO LU? NG T? HC-10000/10,5 0,4kV ~ BV MBATD ÐO LU? NG T? HC-16000/10,5 BVQD BVSL B? BVSLN 6,3kV TMH- 2500/6,3 0,4kV TBF - 120 - 6,3kV TMH- 2500/6,3 0,4kV 0,4kV Hình 6.1 Sơ đồ tự dùng 3.4.2 CHỌN THIẾT BỊ TỰ DÙNG 3.4.2.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP Các máy biến áp có nhiệm vụ nhận điện từ đầu cực máy phát 11 kV cung cấp cho phụ tải tự dùng cấp điện áp kV phần lại cung cấp tiếp cho phụ tải cấp điện áp 0,4 kV Công suất định mức máy biến áp tự dùng cấp chọn sau : 80 Ta chọn máy biến áp có thông số sau : Bảng 6.1: Thông số kỹ thuật máy biến áp tự dùng cấp Loại máy biến áp TДHC 10000/10,5 – UđmC kV UđmH kV SđmB kVA 11 10000 P0 PN kW kW 12,3 85 UN% I0% 14 0,8 3.4.2.2 CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG DỰ PHÒNG CẤP Máy biến áp dự phòng phục vụ thay máy biến áp công tác sửa chữa Vì nhà máy điện có máy phát điện nối theo sơ đồ nên nhiệm vụ máy biến áp dự phòng để cung cấp cho hệ thống tự dùng 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 phòng lớn cấp so với công suất máy biến áp tự dùng cấp Công suất máy biến áp dự phòng chọn sau: ta chọn loại máy biến áp có thông số sau : Bảng 6.2: Thông số kỹ thuật máy biến áp tự dùng dự phòng cấp Loại máy biến áp TДHC 16000/10,5 – UđmC kV UđmH kV SđmB kVA 11 16000 P0 PN kW kW 17,8 105 UN% I0% 10 0,75 3.4.2.3 CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP Các máy biến áp tự dùng cấp dùng để cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp 0,4kV chiếu sáng Ta sử dụng phân đoạn góp 0,4 kV nên công suất máy biến áp tự dùng cấp chọn sau: 81 Ta chọn loại máy biến áp phân phối hai cấp điện áp Công ty Thiết bị điện Đông Anh chế tạo có thông số sau : Bảng 6.3: Thông số kỹ thuật máy biến áp tự dùng cấp SđmB kVA UđmC kV UđmH kV 2500 0,4 P0 PN kW 3,9 kW 25 UN% I0% 5,5 1,0 3.4.2.4 CHỌN MÁY BIẾN ÁP DỰ PHÒNG CẤP Chọn máy biến áp dự phòng cấp chọn máy biến áp tự dùng cấp với thông số bảng 6.3 3.4.2.5 CHỌN MÁY CẮT PHÍA CAO ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP Do khí cụ điện cấp điện áp ta chọn loại giống nhau, mặt khác máy biến áp dự phòng cấp có công suất lớn máy biến áp tự dùng cấp nên ta chọn máy cắt phía cao áp máy biến áp tự dùng cấp theo máy biến áp Dòng điện cưỡng : Dòng điện ngắn mạch : IN = IN5 =80,723 kA, ixk = 211,177 kA ta chọn loại máy cắt điện có thông số sau : Bảng 6.4: Thông số kỹ thuật máy cắt phía cao áp máy biến áp tự dùng cấp Cấp điện áp kV 10,5 Đại lượng tính toán Đại lượng định mức Loại Icb kA IN kA ixk kA máy cắt Uđm kV Iđm kA Icắt đm kA Iđ đm kA 0,72 80,723 211,177 HEK3 24 11 100 300 3.4.2.6 CHỌN MÁY CẮT PHÍA HẠ ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP Dòng cưỡng : Để chọn máy cắt điện trường hợp ta tính dòng ngắn mạch góp phân đoạn 6,3kV (điểm N8) Ta có sơ đồ thay tính toán ngắn mạch sau : X HT X B1 6,3 kV 82 N5 N8 Máy cắt chọn theo điều kiện sau : UđmMC Uđm mạng ; I2nh.tnh BN ; IđmMC Icb iđ đm ixk Icđm I’’N8 Trong chương tính toán ngắn mạch ta tính dòng ngắn mạch để chọn khí cụ điện mạch tự dùng : IN5 = 80,723kA Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N5 : Điện kháng máy biến áp tự dùng cấp : Điện kháng máy biến áp dự phòng cấp : Vậy dòng ngắn mạch điểm N8 : Dòng xung kích điểm ngắn mạch N8 : Ta chọn máy cắt 8DA10 dùng khí SF6 có thống số kỹ thuật sau : Bảng 6.5: Thông số kỹ thuật máy cắt phía hạ áp máy biến áp tự dùng cấp Loại máy cắt Uđm (kV) Iđm (A) Icđm (kA) iđ đm (kA) 8DA10 7,2 3150 40 110 Máy cắt chọn có Iđm = 3150 A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt 3.4.2.7 CHỌN ÁP TÔ MÁT CHO PHỤ TẢI 0,4 kV Để chọn áp tô mát ta tính dòng ngắn mạch góp phân đoạn 0,4kV (điểm N9) Ta có sơ đồ thay tính toán ngắn mạch sau : X HT X B1 X B2 0,4 kV 83 N5 N8 N9 Áp tô mát chọn theo điều kiện sau : - Điện áp định mức Uđm - Dòng điện định mức Iđm 0,4kV Imax - Dòng điện cắt định mức Icđm I’’N9 Trong : - Imax : dòng điện lớn phía 0,4kV - IN9 : dòng ngắn mạch góp phân đoạn 0,4kV Điện kháng máy biến áp tự dùng cấp : XΣ = XHT + XB1 + XB2 = 0,681 + 6,25 + 22 = 28,931 Vậy dòng ngắn mạch điểm N9 : Ta chọn áp tô mát có thông số kỹ thuật sau : Bảng 6.6 : Thông số kỹ thuật áp tô mát cấp 0,4 kV Loại áp tô mát Uđm (V) Iđm (A) Icđm (kA) M40 690 4000 75 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN Trong thời gian thực nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp “Thiết kếphần điện cho nhà máy nhiệt điện ngưng có tổmáy phát công suất 60MW” với nỗ lực thân em bắt tay vào nghiên cứu, học tập để thực đề tài tốt nghiệp Sau nỗ lực thân với giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình ý kiến đóng góp quý báu Thầy Nguyễn Duy Bình, thầy cô khoa Điện – Điện tử đến đồ án tốt nghiệp em hoàn thành theo yêu cầu đề Trong trình thực đề tài này, chúng em vận dụng kiến thức học ghế nhà trường, có dịp tiết cận thực tế để học hỏi tiếp thu số kinh nghiệm quý báu sau 84 Trong suốt trình làm việc chúng em quen dần với cách làm việc độc lập việc làm theo nhóm, biết cách tổ chức công việc xắp xếp thời gian hợp lý, rèn luyện kỹ cần thiết cho chuyên ngành công việc sau thực tế TÀI LIỆU THAM KHẢO Phần điện nhà máy điện trạm biến áp – TS Đào Quang Thạch Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp – PGS Nguyễn Hữu Khái Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp – PGS.TS Phạm Văn Hòa Ngắn mạch hệ thống điện – GS.TS Lã Văn Út Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp – Nguyễn Minh Chước 85 86 ... điện phải thiết kế theo nhu cầu xã hội Xuất phát từ nhu cầu đó, kiến thức học môn Hệ Thống Điện em nhận đề tài thiết kế phần điện cho nhà máy điện 3x60MW Đề tài : Thiết kế phần điện cho nhà máy. .. việc thiết kế vận hành 2.2.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN - Nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy công suất 60MW - Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành sau, nên chọn máy phát điện loại - Máy phát có điện áp... Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện ngưng có tổ máy phát công suất 60MW Các thông số chi tiết sau : -Số tổ nhà máy phát điện: 3x60MW, cosϕ=0.85, Uđm =11kV -Nhà máy nối với hệ thống lộ đường