nhà máy điện đồ án môn học lời mở đầu Trong q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, ngành lượng ngành công nghiệp quan trọng Nhu cầu sử dụng lượng ngày nhiều, ưu tiên phát triển hàng đầu Nhà máy điện phần thiếu trình sản xuất ện n ăng ngành lượng Cùng với phát triển ngành l ượng nói chung việc xây dựng nhà máy điện hòa vào hệ thống điện nâng cao tính đảm bảo cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ chóng hỗ trợ có cố nhà máy điện Đồng thời nâng cao chất lượng điện công suất truyền tải, giảm tổn thất điện đáp ứng yêu cầu tiêu kinh tế, kỹ thuật đề ngành lượng Sau học xong môn học “Phần điện nhà máy điện trạm biến áp” em giao nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học nhà máy điện nhi ệt điện gồm tổ máy tổ có cơng suất 50 MW Trong q trình làm đồ án em hướng dẫn tận tình thầy giáo môn Hệ thống điện dẫn trực tiếp thầy giáo Lã Văn ót thầy Phạm Văn Hồ giúp em hoàn thành đồ án Thiết kế nhà máy điện mảng đề tài lớn đòi hỏi nhiều trình độ chun mơn q trình thiết kế đồ án em khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo hướng dẫn góp ý nhận xét thầy giáo để em hoàn thành tốt nhiệm vụ giao Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy tận tình giảng dậy giúp đỡ em trình học tập nhà máy điện đồ án mơn học Chương I tính tốn phụ tải cân công suất I Chọn máy phát điện Nhà máy điện gồm tổ máy tổ 50MW Ta chọn máy phát điện loại, tua bin kiểu: TBφ - 50 - có tham số theo bảng sau: Thông số định mức Loại máy phát đối N TBφ.50.2 Điện kháng tương S P U (v/ph) (MVA) (MW) (kV) 3000 62,5 50 10,5 Cos ϕ 0,8 I x”d (kA) 5,78 0,135 xd’ xd 0,3 1,84 II Tính tốn phụ tải cân cơng suất Từ bảng biến thiên công suất ngày ta xây dựng đồ thị phụ tải cấp điện áp theo công thức: P(t)= P% Pmax 100 S(t)= P(t ) cos ϕ (1.1) Trong : S(t) – Là cơng suất biểu kiến phụ tải thời điểm t P(t) – Là công suất tác dụng phụ tải thời điểm t Cosφ – Hệ số công suất phụ tải Đồ thị phụ tải toàn nhà máy: Pmax = 50 x4 = 200 MW ; cosϕ = 0,8 Dựa vào đồ thị P% nhà máy ta tính phụ tải nhà máy Kết tính tốn ghi bảng sau t (giờ) 0÷8 ÷ 12 12 ÷ 14 14÷ 20 20 ÷ 24 P% 70 90 100 85 70 PNM (t) MW 140 175 180 225 200 250 170 212,5 140 175 SNM (t) MVA nhà máy điện đồ án môn học Đồ thị phụ tải toàn nhà máy: SNM(t) MVA 250 225 212,5 175 175 t(h) Tính tốn phụ tải tự dựng : Công suất tự dựng nhà máy nhiệt điện tính theo cơng thức :  S NM (t)   SdmNM   50 = = 250( MVA) 0,8 Std(t) = Stdmax  0,4 + 0,6   Trong : S dmNM = n.S dmF S td max = α % PdmNM cos ϕ td α : Hệ số công suất tự dựng nhà máy α = 7% S®m NM: Cơng suất đặt tồn nhà máy S NM: Cơng suất nhà máy phát thời điểm t Ta có bảng biến thiên công suất tự dựng nh sau: t (giờ) 0÷8 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 20 20 ÷ 24 nhà máy điện đồ án mơn học P% 70 90 100 85 70 SNM (t) MVA 175 225 250 212,5 175 S td (t) MVA 14,15 16,2 17,3 15,7 14,15 Từ bảng phân bố công suất ta vẽ đồ thị phụ tải tự dựng nh sau: Std(t) MVA 20 16,2 17,3 14,15 15 15,7 14,15 10 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Tính tốn phụ tải cấp điện áp máy phát : Theo ta có : Pmax = 9,2(MW) ; cosϕ = 0,8 Ta có : S max = Pmax 9,2 = = 11,5( MVA) cos ϕ 0,8 Căn vào bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp máy phát áp dụng công thức (1 – 1) ta có bảng phân bố cơng suất sau: t (giờ) 0÷6 ÷ 10 10 ÷ 14 14÷ 18 18 ÷ 24 P% 55 80 100 90 65 P UF (t) MW 5,06 7,4 9,2 8,3 S UF (t) MVA 6,33 9,2 11,5 10,4 7,5 Từ bảng phân bố công suất ta vẽ đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát nh sau : nhà máy điện đồ án môn học SUF(t) MVA 11,5 10,4 9,2 7,5 6,33 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Tính tốn phụ tải trung áp : Theo ta có : Pmax = 95 MW; cosϕ = 0,8 S max = Pmax 95 = = 118,75( MVA) cos ϕ 0,8 Căn vào bảng biến thiên công suất phụ tải trung áp áp dụng công thức (1 – 1) ta có bảng phân bố cơng suất sau: t (giờ) 0÷4 ÷ 10 10 ÷ 14 14÷ 18 18 ÷ 24 P% 70 85 95 100 75 P UT (t) MW 66,5 80,75 90,25 95 71,25 S UT (t) MVA 83,13 100,94 112,81 118,75 89,06 Từ bảng phân bố công suất ta vẽ đồ thị phụ tải cấp điện áp trung áp nh sau : 150 100 83,13 100,94 112,81 118,75 89,06 50 Tính tốn công suất phát hệ thống : Công0suất phát v6 hệ thống 12 14tính theo cơng22 ứ24sau : t(h) ẽ 10 16 18 20 th c nhà máy điện đồ án môn học SHT (t) = SNM(t) - [SUF(t) + SUT (t) + STD(t)] Từ cơng thức ta có bảng cân cơng suất tồn nhà máy nh sau: t (giờ) 0÷4 4÷6 6÷8 ÷ 10 10÷ 12 12÷ 14 14÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 24 SNM(t) 175 175 175 225 225 250 212,5 212,5 175 STD(t) 14,15 14,5 14,15 16,2 16,2 17,3 15,7 15,7 15,7 SUT(t) 83,13 100,94 100,94 100,94 112,81 112,81 118,75 89,06 89,06 SUF(t) 6,33 6,33 9,2 9,2 11,5 11,5 10,4 7,5 7,5 S(t) SVHT(t) MVA 71,4 53,58 50,71 98,66 84,5 108,4 67,65 100,24 64,29 Từ bảng phân bố công suất ta vẽ đồ thị phụ tải phát hệ thống nh sau : SVHT(t) MVA 175 108,4 98,66 100 100,24 SNM 84,5 71,4 75 67,65 53,58 50 50,71 112,81 118,75 100,94 100,24 89,06 108,4 25 83,13 64,29 SUT 98,66 84,5 71,4 53,58 67,65 64,29 SVH t(h) T 50,71 17,3 16,2 14,15 15,7 Ta có đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy : 6,33 9,2 11,5 7,5 10,4 14,15 Std SUF t(h) đồ án môn học nhà máy điện Nhận xét chung - Phụ tải điện áp trung cực đại là: 118,75 (MVA) chiếm đồ án môn học nhà máy điện S t max 118,75 100 = 100 = 47,5% cơng suất phát tồn nhà máy S dmNM 250 - Phụ tải cực đại phát hệ thống là: 108,4 (MVA) chiếm SVHT max 108,4 100 = 100 = 43,36% S dmNM 250 - Phụ tải cấp điện áp máy phát cực đại : 11,5(MVA) chiếm SUï max 11,5 100 = 100 = 4,6% S dmNM 250 * Nh nhà máy đủ khả cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp phát công suất hệ thống - Cấp điện áp cao 220kV trung tính trực tiếp nối đất nên d ựng máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc máy biến áp tự ngẫu có l ợi h ơn so v ới máy biến áp dây quÊn - Khả phát triển nhà máy phụ thuộc vào nhi ều y ếu t ố nh vị trí nhà máy, địa bàn phụ tải, nguồn nhiên liệu… Riêng phần điện nhà máy hồn tồn có khả phát triển thêm phụ tải cấp điện áp sẵn có III – Chọn phương án nối dây cho nhà máy Việc chọn sơ đồ nối dây nhà máy điện khâu quan trọng q trình thiết kế cu¶ nhà máy điện Vì phải nghiên cứu nhà máy điện đồ án môn học kỹ nhiệm vụ thiết kế, nắm vững số liệu ban đầu, ph ương án ph ải đảm bảo cung cấp liên tục cho hộ tiêu thụ phải khác v ề cách ghép nối máy biến áp, số lượng, dung lượng máy biến áp, số lượng máy phát điện ghép với máy biến áp Sơ đồ lưới điện cấp điện áp phương án dựa sở nhằm thoả mãn yêu cầu kỹ thuật sau: - Số lượng máy phát điện nối vào góp điện áp máy phát phải thoả mãn điều kiện cho ngừng làm việc máy phát máy lại phải đảm bảo đủ cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát phụ tải cấp điện áp phía trung - Cơng suất máy phát điện - máy biến áp không lớn trữ quay hệ thống - Khi phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ để cung cấp cho lấy rẽ nhánh từ máy phát - máy biến áp, công su ất r ẽ nhánh không vượt 15% cơng suất Theo ta có: S 11,5 100 Uï max = 100 = 9,2 < 15% nên ta không sử dụng góp S Fdm 62,5 điện áp máy phát - Không nên dựng hai máy biến áp ba cuộn dây tự ngẫu để liên lạc hay tải điện cấp điện áp Vì s ẽ l àm s đồ n ối thi ết bị phân phối phức tạp - Máy biến áp tự ngẫu dựng hai phía điện áp trung cao có trung tính trực tiếp nối đất (U>110kV) H T 220kV B1 110kV B2 B3 B4 Phương án I ∼ F1 SUF ∼ F2 ∼ F3 ∼ F4 đồ án môn học nhà máy điện - Phương án này, hai tổ máy F1, F2 nối với góp 220kV qua máy biến áp liên lạc B1 B2 Cịn phía 110kV ghép máy phát điện F3 F4 với máy biến áp B3 B4 - Phụ tải cấp điện áp máy phát lấy rẽ nhánh từ F F2, độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo, số chủng loại MBA cần loại MBA thuận tiện cho việc mua sắm thiết bị dự phòng 10 nhà máy điện đồ án mơn học Dựa vào kết tính tốn dịng điện ngắn mạch dòng điện cưỡng phần trước ta chọn máy cắt có thơng số sau: Loại Tên mạng điện Cao Trung Hạ 3AQ1 3AQ1-FG 8BK41 U®m (kV) I®m (kA) Ic®m (kA) il®d (kA) 245 123 12 3,15 12,5 40 31,5 80 100 80 225 ∗ Chọn Dao cách ly: Nhiệm vụ chủ yếu DCL tạo khoảng hở cách điện trông thấy phận mang điện phận cách điện nhằm mục đích đảm bảo an tồn cho việc sửa chữa thiết bị DCL chọn theo điều kiện giống nh chọn máy cắt, không chọn theo điều kiện cắt Dựa vào bảng kết tính tốn dịng điện ngắn mạch dịng điện cưỡng ta chọn DCL cho cấp điện áp nh sau : Thơng số tính tốn Tên mạch U®m (kV Cao Trung Hạ Icb (kA) ) 220 0,28 110 0,344 10,5 3,6 I” (kA) 5,94 10,16 49,94 Loại DCL U®m ΡπΗ Д - 220π/600 ΡπΗ Д - 110/1000 PBK-20/5000 I®m il®d (kV) ixk (kA) 15,128 25,86 127,26 Thơng số định mức (A) (kA) 220 110 20 600 1000 5000 60 80 200 Máy cắt dao cách ly vừa chọn có dịng định mức lớn 1000A nên khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt II Chọn dẫn góp : Thanh dẫn cứng thường làm đồng, nhơm, dựng để nối từ đầu cực máy phát điện đến máy biến áp Thanh dẫn mềm dùng làm dẫn, góp cho thiết bị thường đặt trời nối từ máy biến áp lên góp cao trung áp v ới điện áp ≥ 35kV dây vặn xoắn đồng hay nhơm lõi thép Thanh dẫn góp pha thường bố trí từ m ặt phẳng nằm ngang, thẳng đứng hay đỉnh ∆ 48 nhà máy điện đồ án môn học Chọn dẫn cứng : a – Chọn tiết diện dẫn : Chon tiết diện dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép : I’cp = Icp Khd≥ Ilvcb Ilvcb : Dòng làm việc cưỡng mạch máy phát 10,5kV Ilvcb = 3,6 (kA) = 3600(A) I’cp : Dòng điện cho phép làm việc lâu dài dẫn hiệu chỉnh theo nhiệt độ Khd : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh Icp : Dòng làm việc cho phép dẫn Ta có: Khd = θ cp − θ xq θ cp−θ mt = 70 − 35 = 0,88 70 − 25 Vậy ta chọn dẫn đồng có dịng điện cho phép thoả mãn điều 3600 Ilvcb kiện 0,88 Khd Icp ≥ = = 4090,9A Tra bảng III trang 285 TKNM§ ta chọn dẫn đồng có tiết diện hình máng có thơng số sau: Mơ men trở kháng Kích thước (mm) h 100 b 45 c Tiết diện r 1010 cực (cm3) Một Wx-x Wy-y 27 5,9 (cm4) Một Jx-x Jy-y 135 18,5 Hai 58 yo y yo y X Mơ men qn tính Dịng điện cho Hai 290 phép 24300 x h c b b – Kiểm tra ổn định nhiệt : 49 nhà máy điện đồ án mơn học Vì dẫn chọn có Icp = 4300A > 1000A nên khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch c Kiểm tra ổn định động: Ta lấy khoảng cách pha khoảng cách hai s ứ liền pha ứng với U = 10,5 kV là: a = 90 cm; l = 180 cm Khi lực tính tốn tác dụng lên dẫn pha gi ữa, chi ều d ài khoảng vượt tính theo cơng thức : Ftt = 1,76 10-8 l ixk2 (kg) a Trong ixk : Dịng xung kích ngắn mạch pha (A) l : Khoảng cách sứ liền nhao pha (cm) a : Khoảng cách pha (cm) Ftt = 1,76 10-8 180 127,1262.106 = 568,87 kg 90 Mô men chống uốn tác dụng lên nhịp dẫn là: M= Ftt l 10 = 568,87 180 10 = 10239,66 (kg.cm) ứng suất dòng ngắn mạch pha: δ1 = M 10239,66 = WY0-Y0 = 176,55 kg/cm2 58 ∗ Xác định khoảng cách miếng đệm: Lực tác dụng lên 1cm chiều dài dẫn dòng ngắn m ạch pha gây ra: h f2 = 0,51 10-8 i xk Khd Trong : - Khd : Hệ số hình dáng (Khd = 1) gắn chặt vào - h : Bề rộng hình máng h = 10 cm f2 = 0,51 10-2 127,1262 = 8,24 kg/cm 10 50 nhà máy điện đồ án môn học ứng suất dòng điện pha gây ra: M2 f l δ2 = = W yy 12.W yy kg/cm2 Điều kiện ổn định động dẫn không xét đến dao động là: δcp ≥ δ1 + δ2 δ2 ≤ δcp - δ1 hay → l2 ≤ 12.W yy (δ cp − δ ) f2 Với dẫn đồng δcp = 1400 kg/cm2 Vậy khoảng cách lớn miếng đệm dẫn đảm bảo ổn định động là: l2 = 12.5,9.(1400 − 176,55) = 102,53cm 8,24 l2 < l = 180 cm Do ta phải đặt thêm đệm : l n= 180 = L2 = 1,76 102,53 ⇒ n = để dẫn đảm bảo ổn định động có cố ngắn mạch - Khi có xét đến dao đông tần số riêng dao đông d ược xác định theo công thức : ωr = 3,65 E j yo− yo 10 S γ l2 Trong : E mơ đun đàn hồi cđavËt liệu, Ecu = 1,1.106kg/cm2 jyo-yo mơ men qn tính S tiết diện dẫn γ khối lượng riêng vật liệu l chiều dài dẫn ⇒ ωr = 3,65 1,1.10 6.290.10 = 149,8 Hz 20,2.8,93 180 51 nhà máy điện đồ án mơn học Nằm ngồi khoảng 45 – 55Hz 90 – 110Hz Vậy dẫn chọn thoả mãn điều kiện ổn định động có xét đến dao động riêng III Chọn sứ đỡ dẫn: Ta chọn loại sứ đặt nhà Oθ - 10 - 2000 KBY3 Cấp điện áp: U®mS = 10kV Lực phá hoại: Fph = 2000 kg Chiều cao: H = 235 mm H’ = H + 100 h = 235 + 2 = 285 mm Ta có H’ F’tt = Ftt H 285 = 568,87 235 = 711,74 kg 0,6 Fph = 0,6 2000 = 1200 kg VËy®iỊu kiện ổn định động sứ Ftt’ = 711,74 < 0,6 Fph = 1200kg sứ chọn đảm bảo yêu cầu Ftt h , H H , Ftt IV Chọn dây dẫn dẫn mềm: Dây dẫn nối từ cuộn cao, cuộn trung máy biến áp liên lạc cuộn cao máy biến áp cuộn dây đến góp 220kV 110kV tương ứng Thanh góp cấp điện áp chọn dẫn mềm, tiết diện dây dẫn mềm chọn theo điều kiện nhiệt độ cho phép chế độ làm việc lâu dài ta dựng dây dẫn trần có nhiệt độ cho phép lâu dài V cp = 700C, ta coi nhiệt độ môi trường xung quanh V0 = 350C 52 nhà máy điện đồ án mơn học Khi dịng điện cho phép làm việc lâu dài cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ : Icp’ = Khc Icp Với Khc = Vcp − V0 Vcp − V0 dm = 70 − 35 = 0,88 70 − 25 Thanh dẫn mềm chọn theo điều kiện : a – Theo dòng điện cho phép lúc làm việc cưỡng : I lvcb I’cp = Khc Icp ≥ Ilvcb hay Icp ≥ K hd - Mạch điện 220kV: 0,28 + Dòng cưỡng là: Icb = 0,28 kA ⇒ Icp = 0,88 = 0,318(kA) - Mạch điện 110kV: 0,344 + Dòng cưỡng là: Icb = 0,344 kA ⇒ Icp = 0,88 = 0,391(kA) Tra bảng XII trang 292 - TKNM§ ta có : + Phía 220 kV : Ta chọn dây dẫn AC- 400 có Icp = 835(A) > 318(A) + Phía 110kV : Ta chọn dây dẫn AC-150 có Icp = 445(A) > 391(A) Vậy dây dẫn chọn đảm bảo điều kiện phát nóng lâu dài b - Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch: Tiết diện nhỏ để dây dẫn ổn định nhiệt là: Smin = BN C Trong : BN - Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch C - Hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ dây dẫn Với dây AC có C = 70 ( A S ) mm Tính xung lượng nhiệt: BN = BNCK + BNKCK Trong : BNCK : Xung lượng nhiệt ngắn mạch thành phần chu kỳ BNKCK : Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch thành phần khơng chu kỳ BNCK = I2∞ tt® 53 nhà máy điện đồ án mơn học tt® : Thời gian tương đương thành phần chu kỳ dòng ngắn m ạch tính gần lấy ttt® = 0,12 giây BNKCK = IN2 Ta với U > 1000(V) Ta = 0,05(giây) - Giả thiết thời gian tồn ngắn mạch 1s, có th ể tính g ần xung lượng nhiệt thành phần dòng điện ngắn mạch không chu kỳ BNKCK1 = IN12 Ta = (5,943 103)2 0,05 = 1,766 106 ( A2.s) BNKCK2 = IN22 Ta = (10,16 103)2 0,05 = 5,16 106 (A2.s) - Xung lượng nhiệt thành phần dòng điện ngắn mạch chu k ỳ xác định theo công thức (phương pháp giải tích đồ ) BNCK1 = ∑[Itbi2 ∆Ti] Từ sơ đồ tính tốn ngắn mạch điểm N N2 phương án I, ta tính dịng điện ngắn mạch điểm N N2 theo thời gian nh sau: ∗ Điểm N1: phần tính tốn ngắn mạch điểm N1 ta có: N1 X1 HT X6 F - Nhánh hệ thống: SHT XttHT = X1 2800 = 0,06 = 1,68 Scb 100 Tra đường cong tính tốn ta được: " I 0,1 = 0,58 (kA); " I 0,5 = 0,56 (kA); " I 0, = 0,545 (kA) I 1" = 0,64 (kA) Dòng ngắn mạch thời điểm : " I 01 = I 01 S HT 3.U tb = 0,58 2800 3.230 = 4,077(kA) Tính tốn tương tự ta được: I0,5 = 3,936 kA; I1 = 4,498 kA - Nhà máy phát điện: SNM 250 54 nhà máy điện đồ án môn học XttNM = X6 = 0,141 = 0,353 Scb 100 Tra đường cong tính tốn ta được: " I 0,1 = 2,45 " I 0, = 2,25 " I 0,5 = 2,08 I 1" = Dòng ngắn mạch thời điểm : " I 0,1 = I 0,1 S NM 3.U tb = 2,45 4.62,5 3.230 = 1,538(kA) Tính tốn tương tự ta được: I0,2 = 1,412 kA; I0,5 = 1,305 kA; I1 = 1,255 kA Vậy dòng ngắn mạch điểm N1 hệ thống nhà máy cung cấp là: I 0N,11 = 4,077 + 1,538 = 5,615 kA I 0N, = 3,83 + 1,412 = 5,242 kA I 0N,5 = 3,939 + 1,305 = 5,241 kA I 1N = 4,498 + 1,255 = 5,753 kA Xác định trị số trung bình, bình thường: I tb1 = I tb = I tb = I tb = I 02 + I 02,1 2 I 02,1 + I 0, I 0, 2 + I 0,5 I 02,5 + I 12 = 5,943 + 5,615 = 31,127 kA 5,615 + 5,242 = = 29,503kA 2 5,242 + 5,2412 = = 27,473kA = 5,2412 + 5,753 = 30,283kA Vậy ta có xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ : BNCK1 = ∑I tbi ∆t i = 31,127.0,1+ 29,503 0,1 + 27,473 0,3 + 30,283 0,5 = 29,4 kA2.s Vậy xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch điểm N1: BN1 = BNCK1 + BNKCK1 = 29,4 + 1,766 = 31,166 kA2.s ∗ Điểm N2: phần tính tốn ngắn mạch điểm N2 ta có: 55 nhà máy điện đồ án môn học N2 X5 HT - Nhánh hệ thống: X ttHT = X X6 F S HT 4200 = 0,106 = 2,968 S cb 100 Tra đường cong tính tốn ta được: " I 0,1 = 0,33 kA " I 0, = 0,32kA " I 0,5 = 0,325kA I 1" = 0,34kA Dòng điện ngắn mạch thời điểm: S HT " I 0,1 = I 0,1 3.U tb = 0,33 2800 3.115 = 4,639kA Tính tốn tương tự ta được: I0,2 = 4,498 (kA); I0,5 = 4,569 kA; I1 = 4,779 kA * Nhà máy điện: X ttNM = X S NM = 0,238 S cb Tra đường cong tính tốn ta được: " I 0,1 = 3,4(kA) " I 0, = 3(kA) " I 0,5 = 2,65(kA) I 1" = 2,4(kA) Dòng ngắn mạch thời điểm: " I 0,1 = I 0,1 S NM 3.U tb = 3,4 4.62,5 3.115 = 4,267kA Tính tốn tương tự ta được: I0,2 = 3,765 kA; I0,5 = 3,326 kA; I1 = 3,012 kA Vậy dòng ngắn mạch điểm N2 hệ thống nhà máy cung cấp là: I 0N,12 = 4,639 + 4,267 = 8,906 kA; I 0N, 22 = 4,498 + 3,765 = 8,263 kA I 0N,52 = 4,569 + 3,326 = 7,895 kA; I 1N = 4,779 + 3,012 = 7,791 kA Xác định trị số trung bình, bình thường: I tb1 = I tb = I 02 + I 02,1 2 I 02,1 + I 0, 2 = 10,16 + 8,906 = 91,27 kA 8,906 + 8,263 = = 73,797 kA 56 nhà máy điện đồ án môn học I tb = I tb = I 02, + I 02,5 I 02,5 + I 12 = 8,263 + 7,895 = 65,304kA 7,895 + 7,7912 = = 61,515kA Vậy ta có xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ: BNCK2 = ∑I tbi ∆t i = 91,27 0,1+ 73,797 0,1 + 65,304 0,3 + 61,515 0,5 = = 66,86 kA2.s Vậy xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch điểm N2: BN2 = BNCK2 + BNKCK2 = 66,86 + 5,16 = 72,015 kA2.s Tiết diện dây dẫn nhỏ đảm bảo ổn định nhiệt cấp diện áp 220kV 110kV là: S 220 = 110 S = BN1 C BN C 31,166.10 = = 79,752mm 70 = 72,015.10 = 121,23mm 70 Vậy dây dẫn góp mềm chọn đảm bảo ổn định nhiệt Kiểm tra điều kiện vầng quang: Điều kiện Uvq = 84 m r lg atb r Trong đó: a - Khoảng cách trung bình hình học pha dây dẫn (cm) r - Bán kính ngồi dây dẫn (cm) m - Hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn, với dây AC (m = 0,85) Uvq - Điện áp tới hạn để phát sinh vầng quang, pha bố trí mặt phẳng ngang giá trị cần giảm 4% pha giảm 6% dây dẫn pha bên - Đối với cấp điện áp 220kV: Dây dẫn chọn AC – 400/22 có r = 1,33; a = 500 cm 57 nhà máy điện đồ án môn học Uvq = 0,96 84 0,85 1,33 lg 500 = 234,75 kV > 200 kV 1,33 Vậy dây dẫn cấp 220kV thỏa mãn điều kiện vầng quang - Đối với cấp điện áp 110kV: Dây dẫn chọn loại AC-150/24 có r = 0,855 cm; a = 500 cm Uvq = 0,96 84 0,85 0,855 lg 500 =162 kA > 110KV 0,855 Vậy dây dẫn cấp 110kV thỏa mãn điều kiện vầng quang điện V Chọn máy biến điện áp máy biến dòng điện: Máy biến dòng điện (BI) máy biến điện áp (BU) thi ết b ị biến đổi dòng điện, điện áp sơ cấp sang dòng áp thứ cấp phù hợp với phần tử thứ cấp, để phục vụ cho công tác đo lường, điều khiển bảo vệ rơ le Chọn máy biến điện áp BU: Chọn BU theo điều kiện + Điện ỏp : UđmBU = Umạng + Cp chớnh xỏc : 0,5 + Cơng suất định mức : S2®mBU ≥ S2 * Chọn BU cho cấp điện áp 10,5kV nh sau : - Dụng cụ phía thứ cấp cơng tơ nên dựng hai biến điện áp n ối dây theo V/V : U®m = 10,5kV cấp xác 0,5 - Phụ tải BU cần phải phân bố cho hai biến điện áp nh bảng sau: Tên đồng hồ Kiểu Vôn kế Oát kế Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi Tần số kế Công tơ Công tơ phản B-2 341 342/1 -33 -340 -670 WT-672 Phụ tải pha AB P(W) Q(VAR) 7,2 1,8 1,8 8,3 0,66 0,66 1,62 1,62 Phụ tải pha BC P(W) Q(VAR) 1,8 1,8 8,3 6,5 0,66 0,66 1,62 1,62 58 nhà máy điện đồ án môn học kháng Tổng 20,4 3,24 19,72 3,24 - Biến điện áp AB : cos ϕ = 20,4 = 0,98 20,7 cos ϕ = S = 20,4 + 3,24 = 20,7(VA) 19,72 = 0,99 19,99 - Biến điện áp BC : S = 19,72 + 3,24 = 19,99(VA) Ta chọn BU có thơng số sau : Cơng suất định mức Công điện áp (VA) ứng với cấp suất (kV) Loại BU Cấp Điện áp định mức (V) xác cực 10 Cuộn thứ cấp HOM-10 Cuộn sơ cấp 10000 100 0,5 75 640 * Chọn dây dẫn nối từ BU đến đồng hồ đo : - Chọn dây dẫn nối từ máy biến điện áp đến dụng cụ đo theo hai điều kiện sau: + Tổn thất điện áp dây dẫn, không lớn 0,5% điện áp định mức thứ cấp (trường hợp có đồng hồ đo điện năng) + Theo điều kiện độ bền : tiết diện nhỏ dây đồng l 1,5mm2, dây nhôm 2,5mm2 Xác định dòng dây dẫn a, b, c : Ia = S ab 20,7 = = 0,207( A) U ab 100 Ic = S bc 19,9 = = 0,199( A) U bc 100 Coi Ia = Ic = 0,2(A) cosϕab = cosϕbc = → Ib = 3.0,2 = 0,34( A) Điện áp giáng dây a b : 59 nhà máy điện đồ án môn học ∆U = ( I a + I b ).r = ( I a + I b ) ρ l S Giả sử khoảng cách đặt đồng hồ đo tới BU 50(m) dựng dây dẫn đồng có ρ = 0,0175 Ω.mm2/m Vì có cơng tơ nên ∆U = 0,5 Vậy tiết diện dây dẫn là: S≥ ( I a + I b ).ρ l (0,2 + 0,34).0,0175.50 = = 0,945(mm ) ∆U 0,5 Theo yêu cầu độ bền ta chọn dây dẫn có tiết diện : 1,5(mm2) * Chọn BU cho cấp điện áp 110kV 220kV : - Phụ tải phía thứ cấp BU phía 110kV 220kV thường cuộn dây điện áp đồng hồ có tổng trở lớn, cơng suất nhỏ nên khơng cần tính tốn phụ tải - Nhiệm vụ kiểm tra cách điện cách điện đo điện áp nên ta chọn đồng hồ có thơng số sau: Loại BU Cấp điện áp (kV) Điện áp định mức (V) Cuộn sơ cấp HKΦ-110-57 HKΦ-220-58 110 220 110000/ 220000/ Công suất định mức (VA) ứng với cấp xác Cuộn thứ Cuộn cấp thứ cấp phụ 100/ 100/ 100 100 Công suất cực đại (VA) 600 600 2000 2000 Chọn máy biến dòng điện BI: - Máy biến dòng điện chọn theo điều kiện sau : Sơ đồ nối dây tuỳ thuộc vào nhiệm vụ biến dòng, kiểu biến dịng tuỳ thuộc vào vị trí đặt biến dịng + Điện áp : U®mBI ≥ U®m mạng + Dịng điện : I®mBI ≥ Ilvcb + Cấp xác : 0,5 * Chọn biến dòng điện cho cấp điện áp máy phát : 60 nhà máy điện đồ án môn học Từ sơ đồ nối dây dụng cụ đo lường vào BI ta xác định phụ tải thứ cấp BI : STT Tên dụng cụ AmpemÐt Loại Oát kế tác dụng Oát kế tự ghi Oát kế phản kháng Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Tổng cộng Phụ tải (VA) 1 Э-302 5 10 2,5 2,5 26 Д-341 Д-342/1 Д-33 Д-670 ИT-672 0 0 5 10 2,5 2,5 26 Phụ tải pha : - Pha A : SA = 26(VA) - Pha B : SB = 6(VA) - Pha C : SC = 26(VA) Phụ tải pha A pha C lớn : 26(VA) + Điện áp : U®mBI ≥ U®m mạng = 10,5(kV) + Dịng điện : I®mBI ≥ Ilvcb = 6,78(kA) + Cấp xác : 0,5 Ta chọn BI cho cấp điện áp máy phát 10,5kV loại: TШΛ-20-1 có thơng số sau: Loại BI U®m Dịng điện Cấp Phụ tải định mức (kV) định mức (A) xác hay ký ứng với cấp hiệu cuộn Sơ TШΛ-20-1 20 Thứ thứ cấp xác (Ω) 0,5 cấp 8000 cấp 0,5 1,2 Cấp xác 0,5 : Z2®m = 1,2(Ω) - Chọn dây dẫn từ BI đến phụ tải: Lấy l = ltt = 50(m) (BI theo sơ đồ hình hồn tồn) 61 nhà máy điện đồ án mơn học - Tổng trở dụng cụ đo mắc vào pha A hay pha C là: Z ∑ dc = S I dm = 26 = 1,0(Ω) 52 Để đảm bảo độ xác, yêu cầu tổng phụ tải phía thứ cấp Z2 (Cả dây dẫn) không vượt phụ tải định mức BI: Z2 = Z∑dc + Zdd ≤ Z2®m ⇒ Z dm − Z ∑ dc ≥ Z dd = ρ l tt S Từ suy tiết diện dây dẫn: S≥ ρ ltt 0,0175.50 = = 5,47 mm Z dm − Z ∑ dc 1,2 − 1,04 Ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện 6mm2 làm dây dẫn từ BI tới dụng cụ đo - Máy biến dịng khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt vì: có dịng định mức sơ cấp lớn 1000(A) - Máy biến dịng khơng cần kiểm tra ổn định động vì: quy ết định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát * Chọn biến dòng điện cho cấp điện áp 110kV 220kV : Chọn theo điều kiện : + Điện áp : U®mBI ≥ U®m mạng + Dịng điện : I®mBI ≥ Ilvcb Với cấp điện áp 110kV có : Icb = 0,65(kA) Với cấp điện áp 220kV có : Icb = 0,5(kA) Ta chọn BI có thơng số sau : Loại BI U®m (kV) Dịng điện định mức (A) Cuộn sơ cấp TΦH-110M 110 Cuộn thứ cấp 1500 Phụ tải định Cấp Bội Il®® mức ứng số xác hay với cấp ổn (kA) ký hiệu định cuộn thứ xác (Ω) động 0,5 0,5 0,8 75 - 62 .. .nhà máy điện đồ án mơn học Chương I tính tốn phụ tải cân cơng suất I Chọn máy phát điện Nhà máy điện gồm tổ máy tổ 5 0MW Ta chọn máy phát điện loại, tua bin kiểu: TBφ - 50 - có tham số... 17,67 41 ,6 40 ,5 52 ,4 36,15 36 ,43 18 ,43 SB3 = SB4 116 ,4 116 ,4 116 ,4 116 ,4 116 ,4 116 ,4 116 ,4 116 ,4 116 ,4 10÷ 12 12÷ 14 14? ? 18 18÷ 20 20÷ 24 50, 1 32,1 III Kiểm tra tải MBA phương án I : Các máy biến... 127,126 46 nhà máy điện đồ án mơn học Chương V: Lựa chọn khí điện dây dẫn Những thiết bị nhà máy điện nh : máy phát, máy biến áp, máy bù đồng bộ, khí điện nh : máy cắt, dao cách ly, kháng điện,