THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ CHƯƠNG TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT- ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN Tính toán phụ tải cân công suất thiết kế nhà máy điện việc thiếu để đảm bảo kinh tế xây dựng vận hành Lượng điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ hộ dùng điện điện tổn thất Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi Do vậy, người ta cần phải biết đồ thị phụ tải, nhờ chọn phương án vận hành hợp lý, chọn sơ đồ nối điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tiêu kinh tế kỹ thuật Từ vấn đề đặt nhiệm vụ trước hết cho người thiết kế phải tiến hành công việc : chọn máy phát điện, tính toán phụ tải cân công suất cách hợp lý I Chọn máy phát điện Theo yêu cầu thiết kế : nhà máy NĐNH gồm tổ máy với tổng công suất 250 MW Công suất tổ máy 50 MW Tra sổ tay thiết kế ta chọn loại máy phát điện đồng tua bin có thông số sau: Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật máy phát điện Loại MF n Sdm Pdm Udm Idm cosα Điện kháng tương đối ’’ v/ph MVA MVA kV kA Xd Xd’ Xd X2 X0 3000 62,5 50 6,3 5,73 0,8 0,134 0,179 1,404 0,163 0,074 TBΦ50-3600 II Tính toán cân công suất Trong nhiệm vụ thiết kế, người ta thường cho công suất cực đại, hệ số công suất cosϕ biểu đồ biến thiên hàng ngày công suất dạng phần trăm P%(t) dựa vào số liệu xây dựng đồ thị công suất phát toàn nhà máy, phụ tải tự dùng, diện áp cấp công suất phát hệ thống Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Đồ thị phụ tải toàn nhà máy xác định theo công thức sau: S (t ) α % n.PdmF (0, + 0, tnm ) 100 cosϕTD n.S dmF P %(t ) P %(t ) ∑ Stnm (t) = P S∑dmF dmF = 100.cosϕ F 5.50 250 100 (0, + 0, ) 100 0,85 5.62,5 Trong đó: Stnm (t) : công suất phát toàn nhà máy thời điểm t P%(t) : phần% công suất phát toàn nhà máy thời điểm t Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ cosϕF : hệ số công suất định mức máy phát Sdm∑ : tổng công suất biểu kiến định mức nhà máy Sdm∑ = n SdmF SdmF : công suất định mức tổ máy n : số tổ máy Tại thời điểm t = ( 0÷4 ): Stnm (0÷4) = P %(0 ÷ 4) 80 n.SdmF = 5.62,5 = 250 MVA 100 100 Tính tương tự cho thời diểm khác ta có bảng kết sau: Bảng 1.2 Giờ 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 P%(t) 80 80 80 80 90 Stnm 250 250 250 250 281,25 14÷16 100 312,5 16÷18 100 312,5 Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 18÷20 100 312,5 20÷22 90 281,25 12÷14 90 281,25 22÷24 90 281,25 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ Đồ thị phụ tải công suất tự dùng Công suất tự dùng NMNĐ phụ thuộc vào nhiều yếu tố ( dạng nhiên liệu, loại tua bin, công suất phát,…) chiếm khoảng 5% -10% tổng công suất phát Công suất tự dùng gồm thành phần : thành phần thứ (chiếm khoảng 40%) không phụ thuộc vào công suất phát nhà máy; phần lại (chiếm khoảng 60%) phụ thuộc vào công suất phát nhà máy Công suất tự dùng tính theo công thức sau: α % n.PdmF Stnm (t ) STD(t) = 100 cosϕ (0, + 0, n.S ) TD dmF Tại thời điểm t = ( 0÷4 ): 5.50 250 STD(0÷4) = 100 0,85 (0, + 0, 5.62,5 ) = 20,706 MVA Tính toán tương tự cho thời điểm khác ta có bảng kết sau bảng 1.3 Giờ 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 Stnm 250 250 250 250 281,25 STD 20,706 20,706 20,706 20,706 22,117 14÷16 312,5 23,53 16÷18 312,5 23,53 Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 18÷20 312,5 23,53 20÷22 281,25 22,117 12÷14 281,25 22,117 22÷24 281,25 22,117 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ Đồ thị phụ tải cấp điện áp Công suất phụ tải cấp thời điểm xác định theo công thức: Pmax P %(t ) cosϕ Pmax P %(t ) S(t) = cosϕ 20 80 0,87 100 a Phụ tải địa phương Tại thời điểm t = ( 0÷4 ): 20 80 SDP(0÷4) = 0,87 100 = 18,39 MVA Tính toán tương tự cho thời điểm khác ta có bảng kết sau bảng 1.4 Giờ 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 P%(t) 80 80 80 70 70 SDP 18,39 18,39 18,39 16,091 16,091 14÷16 90 20,69 16÷18 100 22,988 Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 18÷20 90 20,69 20÷22 90 20,69 12÷14 80 18,39 22÷24 80 18,39 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ b Phụ tải cấp điện áp trung 110 kV , Pmax= 60 MVA , cosϕ = 0,89 Tại thời điểm t = ( 0÷4 ): 60 90 SUT(0÷4) = 0,89 100 = 60,674 MVA Tính toán tương tự cho thời điểm khác ta có bảng kết sau: bảng 1.5 Giờ 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 P%(t) 90 90 80 80 90 SUT 60,674 60,674 53,933 53,933 60,674 14÷16 100 67,415 16÷18 90 60,674 Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 18÷20 90 60,674 20÷22 80 53,933 12÷14 90 60,674 22÷24 80 53,933 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ c Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV , Pmax = 80MW , cosϕ = 0,86 Tại thời điểm t = ( 0÷4 ): 80 90 SUC(0÷4) = 0,86 100 = 83,721 MVA Tính toán tương tự cho thời điểm khác ta có bảng kết sau bảng 1.6 Giờ 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 P%(t) 90 90 80 80 90 SUC 83,721 83,721 74,419 74,419 83,721 14÷16 90 83,721 16÷18 90 83,721 Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 18÷20 100 93,023 20÷22 90 83,721 12÷14 90 83,721 22÷24 80 74,419 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ Đồ thị phụ tải công suất phát hệ thống Theo nguyên tắc cân công suất, thời điểm ( công suất phát = công suất thu) không xét đến tổn thất máy biến áp (mba) ta có: Stnm(t) = SVHT(t) + SDP(t) + SUT(t) + SUC(t) + STD(t) ⇒ SVHT(t) = Stnm(t) – [ SDP(t) + SUT(t) + SUC(t) + STD(t) ] Tại thời điểm t = ( 0÷4 ): SVHT(0÷4) = Stnm(0÷4) – [ SDP(0÷4) + SUT(0÷4) + SUC(0÷4) + STD(0÷4) ] = 250 – ( 20,706 + 18,39 + 60,674 + 83,721) = 66,509 MVA Phụ tải góp cao áp: STGC(t) = SVHT(t) + SUC(t) ⇒ STGC(0÷4) = 66,509 + 83,721 = 150,23 MVA Tính toán tương tự cho thời điểm khác, kết ghi bảng: bảng 1.7 Giờ 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 SVHT(t) 66,509 66,509 82,552 82,552 98,647 98,647 STGC(t) 150,23 150,23 156,971 156,971 182,368 182,368 14÷16 119,444 203,165 16÷18 123,885 207,606 18÷20 112,285 205,308 20÷22 100,789 184,51 22÷24 112,391 186,81 Kết luận: từ bảng vẽ đồ thị ta có đồ thị công suât tổng hợp sau: Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ III Đề xuất phương án nối dây Qua tính toán ta có bảng tổng hợp kết sau: Phụ tải Giá tri max Giá trị Stnm 312,5 250 STD 23,53 20,706 SDP 22,988 16,091 SUT 67,415 53,933 SUC 93,023 74,419 STGcao 207,606 150,23 Các phương án nối điện nhà máy dựa việc cân công suất nhà máy thực theo nguyên tắc sau: Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ Công suất thừa nhà máy luôn lớn công suất tổ máy thời điểm phụ tải địa phương có công suất nhỏ không cần góp điện áp máy phát, mà chúng cấp điện trực tiếp từ đầu cực máy phát, phía m.b.a liên lạc Quy định : cho phép rẽ nhánh từ đầu cực máy phát lượng công suất không 15% công suất định mức tổ máy phát Ta có: max S DP 100 = 18,39% > 15% 2.SdmF Do phải có góp điện áp máy phát Ta có: max S DP = 22,988 MVA STD = 23,53/5 = 4,706 MVA SdmF = 62,5 MVA ⇒ ghép đến máy phát lên góp UC = 220 kV UT = 110 kV Hệ số có lợi : α = U C − UT U C − UT = 0,5 UC UC Lưới điện áp phía trung phía cao lưới trung tính trực tiếp nối đất nên ta dùng mba tự ngẫu làm liên lạc SUT = 67,415/53,933 ⇒ ghép đến máy phát – mba phía trung SdmF = 62,5 MVA Ghép từ đến máy phát – mba cuộn dây lên phía cao áp Sdự phòng = 100 MVA nên ghép máy phát với máy biến áp (mba) Từ điều kiện ta có phương án sau: a • - Phương án Đặc điểm: Dùng mba pha tự ngẫu làm liên lạc cấp điện áp Máy biến áp pha cuộn dây nối với máy phát để cấp điện cho phụ tải 110 kV 220 kV - Máy phát F3 F4 ghép vào góp điện áp máy phát Phụ tải cấp 10,5 kV lấy điện từ góp • Nhận xét: - Luôn đảm bảo cung cấp điện cho cấp điện áp - Sơ đồ nối điện đơn giản, công suất mba tự ngẫu nhỏ Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ b Phương án • Đặc điểm: - Dùng mba pha tự ngẫu làm liên lạc cấp điện áp - Máy biến áp pha cuộn dây nối với máy phát để cấp điện cho phụ tải 110 kV 220 kV - Máy phát F2 ,F3 F4 ghép vào góp điện áp máy phát Phụ tải cấp 10,5 kV lấy điện từ góp • Nhận xét: - Luôn đảm bảo cung cấp điện cho cấp điện áp - Sơ đồ nối điện đơn giản - Số lượng mba công suất lại lớn Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 10 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ Khi ngắn mạch xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch sinh tính theo công thức : = BN t cat ∫ I t2 dt b Kiểm tra điều kiện phát sinh vầng quang Điều kiện kiểm tra : Uvq ≥ Uđmmạng ( Uvq điện áp tới hạn phát sinh vầng quang ) Nếu dây dẫn bố trí ba đỉnh tam giác ta có : U vq = 84 m r lg a r Trong đó: m _ hệ số xét đến độ xì bề mặt dây dẫn; m = 0,83÷0,97 r _ bán kính dây dẫn ; r = 11,2 mm a _ khoảng cách trục dây dẫn,cm; a=5m=500 cm Thay vào công thức ta có: U vq = 84 0,97 1,12 lg 500 = 241,81 kV 1,12 Trên thực tế góp 220 kV bố trí mặt phẳng nằm ngang U vq pha phải giảm 4% Ta có : Uvq = 241,81 0,96 = 232,14 kV > Uđmmạng = 220 kV Như dây dẫn chọn AC - 240 đảm bảo tiêu chuẩn không phát sinh vầng quang làm việc chế độ bình thường 2) Chọn dẫn mềm làm góp cấp điện áp 110kV Công suất lớn phụ tải phía trung áp : SUTmax = 67,415 MVA Dòng cưỡng 110 kV : I cb = Điều kiện chọn dây : Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 I’cp SUT max U ≥ Icb hay = 67, 415 = 0,354 kA 110 khc Icp ≥ Icb 53 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ ⇒ I cp ≥ I cb khc = 0,354 0,88 = 0, 402 kA Tra bảng chọn dây : AC − 300 có Icp = 585 A ; d = 24 mm Vậy dây dẫn chọn đảm bảo điều kiện phát nóng lâu dài a Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch b Kiểm tra điều kiện phát sinh vầng quang U vq = 84 0,97 1, lg 500 = 229, kV 1, Trên thực tế góp 110 kV bố trí mặt phẳng nằm ngang Uvq pha phải giảm 4% Ta có : Uvq = 229,7 0,96 = 220,512 kV > Uđmmạng = 110 kV Như dây dẫn chọn AC − 300 đảm bảo tiêu chuẩn không phát sinh vầng quang làm việc chế độ bình thường 5.5 Chọn máy biến áp đo lường Chọn máy biến điện áp a) Chọn BU cho cấp điện áp máy phát 10,5kV BU chọn dựa vào điều kiện sau :  Sơ đồ nối dây kiểu biến điện áp phải phù hợp với nhiệm vụ Để cấp điện cho công tơ ta cần biến điện áp pha nối V/V  Điều kiện điện áp : UđmSC ≥ Uđmmạng = 10,5 kV  Cấp xác BU : cấp điện cho công tơ nên chọn BU có cấp xác 0,5  Công suất định mức : tổng phụ tải nối vào BU (S 2) phải nhỏ công suất định mức BU với cấp điện áp chọn :SđmBU ≥ S2 (S2- tổng phụ tải dụng cụ đo lường nối vào BU không tính tổng trở dây dẫn ) Ta phải phân bố đồng hồ điện phía thứ cấp đồng cho hai BU tương ứng bảng sau Tên đồng hồ Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 Ký hiệu Phụ tải BU pha AB Phụ tải BU pha BC 54 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ Vôn kế Oát kế Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi Tần số kế Công tơ Công tơ phản kháng Tổng cộng Biến điện áp AB có : S = B-2 341 342/1 - 33 - 340 - 670 WT-672 - W (P) 7,2 1,8 1,8 8,3 0,66 0,66 20,4 VAR(Q) 1,62 1,62 3,24 W (P) 1,8 1,8 8,3 6,5 0,66 0,66 19,72 VAR(Q) 1,62 1,62 3,24 20,4 + 3,24 = 20,7 VA cosϕ = 20,4/20,7 = 0,98 Biến điện áp BC có : S = 19,72 + 3,24 = 19,9 VA cosϕ = 19,72/19,9 = 0,99 Ta chọn BU cho cấp điện áp 10,5 kV có thông số : Kiểu BU HOM-10 Cấp điện áp (kV) 10 Điện áp định mức (V) Cuộn sơ cấp 10000/ Cuộn thứ cấp 100/ Công suất định mức (VA) Cấp 0,5 Cấp 75 150  Chọn dây dẫn nối BU dụng cụ đo lường : tiết diện dây dẫn chọn cho tổn thất điện áp không vượt 0,5% điện áp định mức thứ cấp có công tơ  Theo điều kiện độ bền tiết diện tối thiểu dây dẫn 1,5 mm2 dây đồng 2,5 mm2 dây nhôm Tính dòng điện dây dẫn : Ia = S ab U ab = 20,7 100 = 0,207 A Ic = S bc U bc = 19,9 100 = 0,199 A Để đơn giản ta coi Ia = Ic = 0,2 A cosϕab = cosϕbc = Như dòng điện Ib = Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 Ia = 0,2 = 0,34 A 55 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ Điện áp giáng pha a pha b : ∆U = ( I a + I b ) r = ( ρ l I a + I b ) S Giả sử khoảng cách l từ dụng cụ đo đến BU 50 m, bỏ qua góc lệch pha I a I b Vì mạch có công tơ nên ∆U = 0,5% tiết diện dây dẫn phải chọn : S ≥ Ia + Ib 0,34 + 0,2 ρ l = 0,0175 50 = 0,945 mm ∆U 0,5 Theo tiêu chuẩn độ bền học ta lấy dây dẫn dây đồng có tiết diện S = 1,5mm2 b, Chọn BU cho cấp điện áp 110kV 220kV Phụ tải thứ cấp BU phía 110kV 220kV thường cuộn dây điện áp đồng hồ vôn mét có tổng trở tương đối lớn nên công suất thường nhỏ không cần tính phụ tải thứ cấp Tiết diện dây dẫn thường chọn cho đảm bảo độ bền học.Nhiệm vụ BU cấp điện áp kiểm tra cách điện đo lường điện áp ta chọn máy biến điện áp pha đấu Y/Y/∆ Ta chọn BU có thông số sau : Cấp điện Điện áp định mức cuộn dây (V) áp (kV) Thứ Sơ cấp cấp Công suất theo cấp xác (VA) HKφ − 110 − 58 110 66000/ 100/ 400 600 2000 HKφ − 220 − 58 220 150000/ 100/ 400 600 2000 Loại BU Công suất max (VA) Cấp Chọn máy biến dòng điện (BI) Máy biến dòng điện chọn theo điều kiện sau ; Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 56 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ  Sơ đồ nối dây kiểu máy : sơ đồ nối dây tuỳ thuộc vào nhiệm vụ máy biến dòng điện Kiểu biến dòng điện phụ thuộc vào vị trí đặt  Điện áp định mức : UđmSC ≥ Uđmmạng  Dòng điện định mức sơ cấp : IđmSC ≥ Icb  Cấp xác BI chọn phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo Phụ tải thứ cấp BI chọn tương ứng với cấp xác BI có phụ tải định mức Z đmBI Để đảm bảo độ xác yêu cầu tổng phụ tải thứ cấp (Z2) kể tổng trở dây dẫn không vượt ZđmBI Z2 = Zdc + Zdd ≤ ZđmBI Trong : Zdc tổng phụ tải dụng cụ đo Zdd tổng trở dây dẫn nối từ BI đến dụng cụ đo a) Chọn biến dòng cho cấp điện áp máy phát 10,5kV Từ sơ đồ nối dây dụng cụ đo lường BI ta xác định phụ tải thứ cấp BI pha sau : STT Tên dụng cụ Kiểu BI Phụ tải thứ cấp (VA) A b c Am pe mét Ε − 302 1 Oát kế tác dụng Π− 341 − Oát kế tự ghi Π − 33 10 − 10 Oát kế phản kháng Π − 324/1 − 5 Công tơ tác dụng Π − 670 2,5 − 2,5 Công tơ phản kháng ΠT − 672 2,5 2,5 Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 57 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ 26 TỔNG CỘNG  Điện áp định mức BI : UđmSC ≥ Uđmmạng = 10,5 kV  Dòng điện định mức sơ cấp : IđmSC ≥ Icb = 2,283 kA  Cấp xác : 0,5 ( mạch thứ cấp có công tơ ) 26 Vậy từ điều kiện ta chọn BI cho cấp điện áp máy phát loại : TΠIIØ−10−4000 có thông số : Uđm = 10,5 kV ; IđmSC = 5000A ; IđmTC = 5A Với cấp xác 0,5 ta có ZđmBI = 1,2 Ω  Chọn dây dẫn nối từ BI đến dụng cụ đo Giả thiết khoảng cách từ BI đến dụng cụ đo 20m Vì biến dòng mắc pha nên chiều dài tính toán : ltt = l = 20m Tổng trở dụng cụ đo lường mắc vào pha a ( pha c ) : Z ∑ dc = S max I dmTC = 26 = 1, 04 Ω 52 Để đảm bảo độ xác tổng phụ tải thứ cấp (Z 2) kể tổng trở dây dẫn không vượt ZđmBI Vậy = Z dmBI Z dd ⇒ S = Z2 = Zdc + Zdd ≤ ZđmBI = 1,2 Ω ρ.l − Z dc ≈ rdd = = 1,2 − 1,04 = 0,16 S ρ l 20 0, 0175 = = 2,187 mm rdd 0,16 Vậy ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện S = 3mm2 o Máy biến dòng chọn không cần phải kiểm tra ổn định động định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát o Ta có IđmSC = 5000A > 1000A BI chọn không cần kiểm tra ổn định nhiệt b) Chọn BI cho cấp điện áp 110kV 220kV Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 58 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ BI chọn theo điều kiện :  Điện áp định mức BI : UđmSC ≥ Uđmmạng  Dòng điện định mức sơ cấp : IđmSC ≥ Icb Với cấp điện áp 110kV ta có Icb = 344A Với cấp điện áp 220kV ta có Icb = 326 A Ta chọn BI có thông số bảng sau : Thông số tính toán Uđm Icb (kV) (A) Uđm Loại BI kV TφHΠ 110M Bội Bội số số ổn ổn định định Iđm (A) Sơ cấp Thứ cấp 110 434 110 110 43,3/3 600 0,5 1,2 220 463 TφH 220- 220 3T 75 60/1 600 0,5 1,2 145 20,4540,8 5.6 chọn cáp kháng điện đường dây Chọn cáp Theo yêu cầu thiết kế phụ tải cấp điện áp 10,5kV bao gồm : - đường dây cáp kép có P = 3MW dài 3km đơn có P=2MW Chọn tiết diện cáp kép Mỗi đường dây cáp kép có S = 3,45 MVA Ta tính dòng điện làm việc bình thường sau: I lvbt = S U dm Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 = 3, 45 = 0, 095 kA 10,5 59 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ Ta có Ilvbt = 0,095 ⇒ Fcap = I lvbt J kt = 67,86 mm Tra bảng chọn cáp ba lõi nhôm có cách điện giấy tẩm dầu,nhựa thông chất dẻo không cháy, vỏ chì, đặt đất (nhiệt độ đất tođ = 15oC ) ta được: Scáp = 95mm2 ; Uđm = 10,5 kV ; Icp = 205 A  Kiểm tra cáp chọn theo điều kiện phát nóng bình thường Điều kiện : K1 K2 Icp ≥  K1 = 0,88  K2 = 0,9 Ilvbt Thay vào điều kiện ta : 0,88 0,9 205 = 162,36 A > Ilvbt = 95 A Như cáp chọn đảm bảo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép  Kiểm tra phát nóng làm việc cưỡng Điều kiện làm việc cáp kép hỏng hai đường dây đường lại phải tải hết công suất : I cb = S U dm = 3, 45 = 0,19 kA 10,5 Theo quy trình thiết bị điện cáp có cách điện giấy tẩm dầu, điện áp không 10,5 kV điều kiện làm việc bình thường dòng điện qua chúng không vượt 80% dòng điện cho phép hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp cố cho phép tải 30% thời gian không năm ngày đêm Ta có điều kiện kiểm tra sau : 1,3 K1 K2 Icp ≥ ⇒ 1,3 0,88 0,9 205 = 211,068 Icb > Icb = 190 A → Vậy cáp chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật b, Chọn cáp đơn có: S = 0,87 = 2, 298 (MVA) Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 60 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ I lvbt = S U dm = 2, 298 = 0,126 kA 10,5 Ta có Ilvbt = 0,095 ⇒ Fcap = I lvbt J kt = 90 mm Tra bảng chọn cáp ba lõi nhôm có cách điện giấy tẩm dầu,nhựa thông chất dẻo không cháy, vỏ chì, đặt đất (nhiệt độ đất tođ = 15oC ) ta được: Scáp = 95mm2 ; Uđm = 10,5 kV ; Icp = 205 A  Kiểm tra cáp chọn theo điều kiện phát nóng bình thường Điều kiện : K1 K2 Icp ≥  K1 = 0,88  K2 = 0,9 Ilvbt Thay vào điều kiện ta : 0,88 0,9 205 = 162,36 A > Ilvbt = 125 A Như cáp chọn đảm bảo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép Chọn kháng điện a) Các máy cắt đầu đường dây chọn loại Dòng cưỡng (I cb) qua máy cắt tính toán cho đường dây kép mạch bị cố Ta có: I cb = S max = U dm 3, 45 = 0,19 kA 10,5 Ta chọn loại máy cắt: 8DA-10 có thông số: Uđm = 12kV ; Iđm = 3,15kA ; Icđm = 40kA b) Chọn kháng điện  Mục đích việc chọn kháng điện nhằm hạn chế dòng ngắn mạch hộ tiêu thụ đến mức đặt máy cắt điện có dòng cắt định mức: I cđm = 21kA; thời gian cắt tc = 0,7s cáp Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 61 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ lưới điện phân phối có tiết diện nhỏ là: S = 70mm2 lõi nhôm theo yêu cầu thiết kế  Kháng điện chọn sơ sau: UđmK ≥ Uđmmạng = 10,5kV ; IđmK ≥ Icb Công suất qua kháng bình thường tính cố: Công suất (MW) Tình Kháng Kháng Bình thường 7 Kháng cố 8,5 Kháng cố 8,5 Vậy dòng cưỡng chọn theo kháng có phụ tải lớn là: P 8,5 I cb = = = 0,537 kA cos φ U dm 0,87.10,5 Chọn kháng đơn: PbA-10-600 có IđmK = 600A  Xác định điện kháng Xk% kháng điện Ta có sơ đồ thay hình vẽ: Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 62 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ Trong chương tính ngắn mạch ta tính dòng ngắn mạch điểm N3 sơ đồ là: I”N3 = 39,42kA với Scb = 100MVA Điện kháng hệ thống tính đến 10,5kV là: I 100 X HT = "cb = = 0,139 IN3 10,5 39, 42 Điện kháng cáp là: S 100 X C1 = X HT L cb2 = 0,139 1,5 = 0,189 U tb 10,52 Cáp có tiết diện SC1 = 50mm2 lõi nhôm ta có dòng ổn định nhiệt cáp là: S C 50.85 I nhS = = = 6010,1 A t1 0,5 X ∑ = I cba I nh = 100 10,5 6,01 = 0,915 Mặt khác ta có: X ∑ = X HT + X C1 + X K Suy : X K = X ∑ − X HT − X C1 = 0,915 − 0,139 − 0,189 = 0,587 I 0, X K % = 100 X K dmK = 100 0,587 = 6, % Vậy I cb 5,5 Ta chọn kháng điện đơn có cuộn dây nhôm: PbA-10-600-6 có : IđmK = 400A; xK%= 6%  Kiểm tra kháng điện chọn Điện kháng dạng tương đối kháng chọn là: I 5,5 X K = X K % cb = 0, 06 = 0,55 I dmK 0, Khi ngắn mạch điểm N1 sơ đồ ta có dòng ngắn mạch là: I cb 5,5 I N1 = = = 7,982 kA X HT + X K 0,139 + 0,55 Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 63 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ Như kháng điện chọn hạn chế dòng ngắn mạch N1 thoả mãn điều kiện: IN1 =7,982 kA < ICđm1 = 21kA Dòng ngắn mạch điểm N2 là: IN = I cb X HT + X K = 5,5 = 6, 264 kA 0,139 + 0,55 Như kháng chọn hạn chế dòng ngắn mạch N2 thoả mãn điều kiện: IN2 = 6,264 kA < ICđm1 = 21kA Vậy kháng điện chọn đạt yêu cầu kỹ thuật CHƯƠNG TÍNH TOÁN ĐIỆN TỰ DÙNG Sơ đồ cung cấp điện tự dùng Đối với nhà máy nhiệt điện với công suất sơ đồ tự dùng tồn cấp điện áp 6,3kV 0,4kV I Chọn máy biến áp 1) Cấp điện áp 6,3kV Nhiệm vụ máy biến áp dự trữ không dùng để thay máy biến áp công tác sửa chữa mà 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 Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 64 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ 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 Tra tài liệu chọn MBA pha dây quấn loại TΠHC − 10000/10,5 có thông số sau : Loại MBA TΠHC − 10000/10,5 UđmC UđmH SđmB ∆P0 ∆PN (kV) (kV) (kVA) (kW) (kW) 10,5 6,3 10000 12,3 85 UN% I0% 14 0,8 2) Cấp điện áp 0,4kV 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 ÷ 1000kVA Loại máy biến áp lớn sử dụng giá thành cao, dòng ngắn mạch phía 380V lớn Công suất máy biến áp dự trữ chọn sau : SđmB2 Hay : ≥ ( 10 ÷ 15 )% SđmB1 S dmB ≥ 15 23,53 = 710 KVA 100 Tra tài liệu chọn MBA pha dây quấn loại TC3 − 1000/10 có thông số sau: Loại MBA TC3 − 1000/10 UđmC UđmH SđmB ∆P0 (kV) (kV) (kVA) (kW) 0,4 1000 UN% I0% 5,5 1,5  Máy biến áp dự trữ cấp hai chọn lớn cấp so với máy biến áp công tác Tra tài liệu chọn máy biến áp ba pha hai dây quấn loại TC3 − 1600/10 có thông số sau: Loại MBA Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 UđmC UđmH SđmB ∆P0 (kV) (kV) (kVA) (kW) UN% I0% 65 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ TC3 − 1600/10 0,4 1250 4,2 5,5 1,5 II Chọn máy cắt điện khí cụ điện Ta có sơ đồ thay tính toán ngắn mạch sau: Trong chương ngắn mạch ta tính dòng ngắn mạch để chọn khí cụ điện mạch tự dùng : IN6 = IN3 - IN4’ = 13,72 kA Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N6 : I cb1 5, X HT = = = 0, IN6 13, 72 Điện kháng máy biến áp cấp 6,3 kV : UN % Scb 14 100 X B1 = = = 1, 100 S dmB1 100 10 X = X HT + X B1 = 0, + 1, = 1,8 ∑ Vậy dòng ngắn mạch điểm N7 : I Scb 100 I"N7 = cb = = = 5, 09 kA XΣ 3.U cbΣX 3.6,3.1,8 Dòng xung kích điểm ngắn mạch N7 : ixk = 1,8 5, 09 = 12,96 kA Ta chọn máy cắt 8BM20 có thông số kỹ thuật sau : Loại MC Uđm(kV) Iđm(A) Icđm (kA) ilđđ (kA) Inh/tnh (kA/s) 8BM20 7,2 1250 25 63 20/4 Máy cắt chọn có : Iđm = 1250A > 1000A Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 66 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NMĐ ilđđ = 63kA > ixk = 12,96 kA Do không cần kiểm tra ổn định động ổn định nhiệt Sv :Lê Hồng Sơn Lớp: d1-h3 67