đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Mục lục Chơng I- Tính toán phụ tải cân công suất 1.1- Chọn máy phát điện 1.2- Tính toán phụ tải cấp điện áp 1.2.1-Phụtải địa phơng 1.2.2- Phụ tải phía trung áp 1.2.3-Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.4- Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy: 1.2.5- Công suất phát hệ thống 1.3-Các nhận xét 10 1.3.1-Tình trạng phụ tải cấp điện áp 1.3.2-Dự trữ hệ thống 1.3.3- Cấp điện áp Chơng ii- lựa chọn sơ đồ nối điện nhà máy 10 10 10 2.1- Các phơng án nối dây 2.2-Chọnmáy biến áp cho phơng án 10 11 15 2.2.1-Phơng án I 16 2.2.2-Phơng án II 18 2.3- Phân bố công suất cho máy biến áp làm việc bình thờng 20 2.3.1- Phơng án I 20 2.3.2-Phơng án II 21 2.4-Kiểm tra tải máy biến áp: 2.4.1- Phơng án I 22 2.4.2- Phơng án II 25 2.5- Tính tổn thất điện máy biến áp 2.5.1- Phơng án I 27 27 2.5.2- Phơng án II 30 Chơng III-TíNH TOáN KINH Tế XáC ĐịNH PHƯƠNG áN TốI ƯU Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện 3.1-Tính toán dòng cỡng phơng án 32 3.1.1-Phơng án I 32 3.1.2- Phơng án II 36 3.2- Chọn sơ khí cụ điện 40 3.2.1- Chọn máy cắt 40 3.2.2- Chọn dao cách li 41 3.3-tính toán kinh tế- xác định phơng án tối u 43 3.3.1-chọn sơ đồ thiết bị phân phối cấp 43 3.3.2- sơ đồ tính toán kinh tế 44 Chơng IV-Tính toán ngắn mạch 49 4.1- Lập sơ đồ thay tính ngắn mạch điểm N-1 51 4.1- Lập sơ đồ thay tính ngắn mạch điểm N-1 51 4.2- Lập sơ đồ thay tính ngắn mạch điểm N-2 54 4.3- Lập sơ đồ thay tính ngắn mạch điểm N-3 56 4.4.Lập sơ đồ thay tính ngắn mạch điểm N-4 59 4.5- Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch điểm N-5 60 4.6- Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch điểm N-6 64 4.7- Lập sơ đồ thay tính ngắn mạch điểm N-7 67 Chơng V-Chọn khí cụ điện dây dẫn 73 5.1-Chọn máy cắt dao cách li 73 5.1.1- Chọn máy cắt 73 5.2.1- Chọn dẫn cứng 76 5.3- Chọn sứ đỡ dẫn 78 5.4- Chọn dây dẫn mềm 79 5.5- Chọn cáp kháng điện cho phụ tải địa phơng 5.5.1) chọn cáp 85 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 85 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện 5.5.2- Chọn kháng điện 88 5.6-Chọn máy biến áp đo lờng máy biến dòng 92 5.6.1-Sơ đồ nối BU BI với dụng cụ đo 92 5.6.2-Chọn máy biến điện áp (BU) 93 5.6.3-Chọn máy biến dòng điện (BI) 94 Chơng 6- chọn sơ đồ thiết bị tự dùng 96 6.1- Sơ đồ tự dùng 96 6.2- Chọn máy biến áp cấp 97 6.3-Chọn máy biến áp cấp 98 6.4-Chọn khí cụ điện tự dùng 98 6.4.1-Chọn máy cắt phía hạ áp máy biến áp tự dùng cấp 98 6.4.2-Chọn máy cắt phía cao áp máy biến áp tự dùng cấp 99 Lời nói đầu Đất nớc ta bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá, đại hoá, ngành điện giữ vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế quốc dân Trong sống điện cần cho sinh hoạt phục vụ sản xuất Với phát triển xã hội đòi hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện đủ để cung cấp điện cho phụ tải Xuất phát từ thực tế sau học xong chơng trình ngành hệ thống điện em đợc nhà trờng hộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung sau: Thiết kế phần điện nhà máy điện kiểu nhiệt điện ngng gồm tổ máy, công suất tổ 50 MW cấp điện cho phụ tải địa phơng 10KV , phụ tải trung áp 110KV phát vào hệ thống 220KV Sau thời gian làm đồ án với lỗ lực thân, đợc giúp đỡ tận tình thầy cô giáo khoa, bạn lớp Đặc biệt giúp đỡ hớng dẫn tận tình thầy giáo TS Đào Quang Thạch đến em hoàn thành đồ án Vì thời gian có hạn, với kiến thức hạn chế nên đồ án em không tránh thiếu sót Vì em mong nhận đợc góp ý bổ xung thầy cô giáo bạn đông nghiệp để đồ án em ngày hoàn thiện Em xin gửi tới thầy giáo hớng dẫn toàn thể thầy cô giáo môn lời cảm ơn chân thành nhất! Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Sinh Viên: Chơng I Tính toán phụ tải cân công suất Tại mổi thời điểm điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ phụ tải kể tổn thất phụ tải.Trong thực tế điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi, việc tìm đợc đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành Dựa vào đồ thị phụ tải ta chọn đợc phơng án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật Đồ thị phụ tải cho ta chọn công suất máy biến áp (MBA) phân bố tối u công suất tổ máy với nhà máy điện với 1.1- Chọn máy phát điện Theo yêu cầu thiết kế nhà máy có tổng công suất 3ì50 MW = 150 MW Chọn máy phát điện kiểu TB-50 -3600 có thông số nh bảng 1-1 sau: Bảng 1-1: Ký hiệu Sđm Pđm cosđm Uđm Iđm Điện kháng tơng tơng đối Xd Xd Xd MVA MW KV KA TB-503600 62,5 50 0,8 10,5 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 5,73 0,135 0,3 1,84 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện 1.2- Tính toán phụ tải cấp điện áp Để đảm bảo vận hành an toàn , thời điểm điện nhà máy phát điện phát phải hoàn toàn cân với lợng điện tiêu thụ ỏ hộ tiêu thụ kể tổn thất điện Trong thực tế lợng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi Việc nắm đợc quy luật biến đổi tức tìm đợc đồ thị phụ tải điều quan trọng việc thiết kế vận hành Nhờ vào công cụ đồ thị phụ tải mà ta lựa chọn đợc phơng án nối điện hợp lý , đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đồ thị phụ tải cho phép chọn công suất máy biến áp phân bố tối u công suất tổ máy phát điện nhà máy phân bố công suất nhà máy điện với Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P max hệ số costb phụ tải tơng ứng từ ta tính đợc phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công thức sau : St = Pt Cos TB với Pt = p%.Pmax 100 Trong đó: S(t) công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA) cosTB hệ số công suất trung bình phụ tải P%:Công suất tác dụng thời điểm t tính phần trăm công suất cực đại Pmax : Công suất phụ tải cực đại tính bằng, MW 1.2.1-Phụ tải địa phơng Nh nhiệm vụ thiết kế cho Pmax = 30MW, cos = 0,86, Uđm= 10KV, gồm đờng dây cáp kép, đờng dây cáp đơn có bảng biến thiên phụ tải theo Phụ tải địa phơng theo đợc tính nh sau : S dp ( t ) = với: P ( t ) = dp Pdp ( t ) cos tb Pdp %.Pdp max 100 Ta có kết cho bảng 1-2 đồ thị phụ tải địa phơng, hình 1.3: Bảng 1-2 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện T(h) Pđp% Pđp(t)(MW) Sđp(t)(MVA) 0-7 60 18 20.930 7-12 12-18 80 24 27.907 100 30 34.884 18-24 70 21 24.419 Hình 1.3- Đồ thị phụ tải địa phơng: 1.2.2- Phụ tải phía trung áp Nh nhiệm vụ thiết kế cho Pmax = 70MW, cos = 0,88, Uđm= 110KV, gồm đờng dây cáp kép 40MW, đờng dây cáp đơn 30MW có bảng biến thiên phụ tải theo giờ: Bảng 1.3 t(h) 0-8 8-12 12-20 20-24 P% 60 80 100 70 Phụ tải trung áp theo đợc tính nh sau : S T ( t) = với: PT ( t ) = PT ( t ) cos T PT %.PT max 100 Ta có kết cho bảng 1-5 đồ thị phụ tải địa phơng, hình 1.5: Bảng 1-4 T(h) 0-7 7-12 12-18 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 18-24 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện 70 49 55.682 Pđp% PT(t)(MW) ST (t)(MVA) 100 70 79.545 80 56 63.636 60 42 47.727 Hình 1.5- Đồ thị phụ tải phía trung áp: 1.2.3-Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhà máy gồm tổ máy có: Pđm = 50 MW, cosđm = 0,8 S dm = PFdm 50 = = 62,5MVA cos dm 0,8 Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: PNMđm = 3.PFđm = 3.50 = 150 MW SNMđm = 3.62,5=187,5 MVA Biến thiên công suất phát toàn nhà máy đợc tính toán theo công thức sau: St = Pt Costb với : Pt = p%.PNMdm 100 Ta tính đợc đồ thị phụ tải nhà máy theo thời gian Kết ghi bảng 1-6 đồ thị phụ tải nhà máy hình 1.6 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Bảng 1-5 t(giờ) P% PNM(t) MVA SNM(t) MVA 0-10 80 120 150 10-18 100 150 187,5 18-24 80 120 150 Hình 1.6- Đồ thị phụ tải toàn nhà máy: 1.2.4- Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy: Tự dùng max toàn nhà máy 6% công suất định mức nhà máy với cos = 0,85 đợc xác định theo công thức sau: S td ( t ) = S NMdm (0,4 + 0,6 Trong : S NM ( t ) S NMdm Std(t): Phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm t SNMđm: Tổng công suất nhà máy MVA SNM(t): Công suất nhà máy phát thời điểm t Từ số liệu tính toán đợc phần 1.2.3, thay số liệu vào công thức ta có kết phụ tải tự dùng nhà máy cho bảng 1.6 đồ thị biểu diễn hình 1.7: Bảng 1.6 T(h) SNM(MVA) 0-10 150 10-18 187,5 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 18-24 150 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện STD(MVA) 9,9 11,25 Hình 1.7: Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy: 9,9 STD(MVA) 11.4 11,25 11.2 11 10.8 10.6 10.4 10.2 9,9 10 9,9 9.8 10 t(h) 18 24 1.2.5- Công suất phát hệ thống: Phơng trình cân công suất toàn nhà máy: SNM(t) = Sđp(t)+ ST(t) + Std(t) + Sc(t)+ SHT(t) Ta bỏ qua tổn thất S(t) máy biến áp, đồng thời nhà náy phụ tải phía cao áp, nên ta có: SHT(t) = SNM(t) - [SđP(t)+ ST(t) + Std(t)] Từ ta lập đợc kết tính toán phụ tải cân công suất toàn nhà máy nh bảng 1-7 đồ thị phụ tải hình 1-8 Bảng 1.7 t(h) 0-7 7-8 8-10 10-12 12-18 18-20 20-24 SNM(MVA) 150 150 150 187.5 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 187.5 150 150 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện SdP(MVA) ST (MVA) STD(MVA) SHT(MVA) 20,93 27,907 27,907 27,907 34,884 24,419 24,419 55,682 55,682 79,545 79,545 63,636 63,636 47,724 9,9 9,9 9,9 11,25 11,25 9,9 9,9 63,488 56,511 32,648 68,798 77,73 52,045 67,957 Hình 1.8- Đồ thị phụ tải hệ thống: 90 80 70 SVHT(MVA) 67,957 63,488 68,798 60 50 77,73 56,511 52,045 40 30 32,648 20 t(h) 10 10 12 18 20 24 1.3-Các nhận xét 1.3.1-Tình trạng phụ tải cấp điện áp Ta thấy phụ tải phân bố không cấp điện áp cấp điện áp máy phát phụ tải Pmax= 30MW, nhỏ so với công suất máy phát P = 50MW toàn nhà máy thiết kế Phụ tải cấp điện áp trung PTmax= 70MW tơng đối lớn Không có phụ tải cấp điện áp cao 1.3.2-Dự trữ hệ thống Ta có dự trữ hệ thống S = 96MVA, lớn so với công suất máy phát, nhiên nhỏ công suất nhà máy Điều cho ta thấy nhà máy có vai trò quan trọng hệ thống điện Công suất hệ thông tơng đối lớn SHT= 1200MVA 10 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện BN 13,95.10 Schọn Smin= = = 42,44 mm2 C 88 Trong với dây nhôm lõi thép ta có C=88A.S1/2/mm2 Tra phụ lục tài liệu thiết kế nhà máy điện trạm biến áp ta chọn đợc Schọn=301mm2>Smin=42,44mm2 2- Chọn dây dẫn cấp điện áp 110kV -Dòng cỡng trung áp I TA kA cb = 0,418 -Theo điều kiện chọn dây dẫn mềm: I cphc I cb I cp I cb 0,418 = = 0,443 kA k hc 0,943 Tra phụ lục tài liệu thiết kế nhà máy điện trạm biến áp , ta chọn dây dẫn có thông số cho bảng sau: Bảng 5.6: Loại dây dẫn Tiết diện(mm2) Đờng kính dây D (mm) AC-500 418 29,4 Dây dẫn chọn đảm bảo điều kiện phát nóng lâu dài Icp(A) 945 b) kiểm tra điều kiện vầng quang: UvqUđm=110kV Trong Uvq: điện áp tới hạn phát sinh vầng quang, đợc xác định theo công thức: a Uvq=84.m.r.lg( ) l Trong đó: 76 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện m: hệ số có xét đến độ không nhẵn bề mặt dây dẫn, ta chọn dây dẫn xoắn nhiều sợi lấy m=0,85 r: bán kính dây dẫn, r= D 2,94 = = 1,47 cm 2 atb: khoảng cách trung bình hình học pha, ta lựa chọn để pha đặt đỉnh tam giac có a=atb=300cm Vậy Uvq=84.0,85.1,47.lg( 300 )=242,432 kV>220kV 1,225 Vậy dây dẫn chọn phù hợp c) Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch dây góp 220kV(điểm N1): Khi có ngắn mạch, xung lợng nhiệt dòng ngắn mạch sinh tính theo công thức: t B N = i 2N dt = B NCK + B NKCK BNCK: xung lợng nhiệt dòng điện ngắn mạch chu kỳ sinh BNKCK: Xung lợng nhiệt thành phần ngắn mạch không chu kỳ sinh * Xác định BNCK theo phơng pháp giải tích đồ thị, phần tính toán ngắn mạch ta tính đợc giá trị dòng ngắn mạch thời điểm B NCK = I 2tb .t i 11,15 + 10,046 10,046 + 9,436 9,436 + 9,086 = .0,1 + .0,1 + .0,3.10 2 =46,5.106 (A2.s) * Xác định thành phần BKCK: Thành phần BKCK đợc xác định theo công thức sau đây: 77 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện BNKCK=I02.Ta Trong : Ta: số thời gian tơng đơng lới, với lới điện có điện áp định mức Uđm>1kV ta chọn Ta=0,05s Vậy BNKCK=11,1512.106.0,05=6,217.105(A2.s) Vậy BN=BNCK+BNKCK=(46,5+6,217).106=52,717.106(A2.s) Để đảm bảo ổn định nhiệt, ta chọn tiết diện dây: Schọn Smin= BN C = 52,717.10 = 82,5 mm2 88 Trong với dây nhôm lõi thép ta có C=88A.S1/2/mm2 Schọn=481mm2>Smin=82,5mm2 dây dẫn chọn phù hợp 5.5- Chọn cáp kháng điện cho phụ tải địa phơng: 5.5.1) chọn cáp: a) Cáp đơn: Phù tải địa phơng gồm cáp đơn, cáp tải tối đa 3MW cung cấp phụ tải đờng dây dài 3km với cos()=0,86, ta tính đợc dòng làm việc bình thờng qua cáp là: I lvbt Pmax 3.10 = = = 201,401 A 3.U dm cos() 3.10.0,86 Dòng cỡng chạy qua cáp đơn: Icb=Ilvbt=201,401A Từ đồ thị phụ tải địa phơng ta có thời gian sử dụng công suet cực đại: 24 Tmax = Pi t i i=0 Pmax 365 = 18.7 + 24.5 + 30.6 + 21.6 365 = 6716 h 30 78 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Chọn cáp đồng có cách điện giấy tẩm dầu, có mật độ dòng điện kinh tế Jkt=2 A/mm2 Tiết diện cáp đợc chọn theo mật độ dòng điện kinh tế: Fc p = I lvbt 201,401 = = 100,701 mm J kt Tra bảng phụ lục tài liệu thiết kế nhà máy điện trạm biến áp ta chọn đợc cáp ba lõi 10kV đồng ,cách điện giấy tẩm nhựa thông chất dẻo không cháy, vỏ chì, đặt đất, có tiết diện Fcáp=120 mm2, dòng điện lâu dài cho phép Icp=310 A (t0đm=150c) * Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài cáp: Icp=k1.k2.Icp Ilvmax Trong đó: k1, k2: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ theo số cáp đặt song song k1 = cp cp dm = 60 25 = 0,882 60 15 k2: hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, cáp đơn nên ta lấy k2=1 Vậy: Icp=k1.k2.Icp=0,88.310=272,8A>201,401A Vậy cáp chọn phù hợp b) Cáp kép: Phù tải địa phơng gồm cáp kép, cáp tải tối đa 4MW cung cấp phụ tải đờng dây dài 2km với cos()=0,85, ta tính đợc dòng làm việc bình thờng qua cáp là: I lvbt = Pmax 4.10 = = 33,567 A 3.U dm cos() 3.10.0,85 Dòng cỡng chạy qua cáp kép: 79 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Icb=2.Ilvbt=2.33,567=67,134 A Ta có thời gian sử dụng công suất cực đại: Tmax=6716 h Chọn cáp đồng có cách điện giấy tẩm dầu, có mật độ dòng điện kinh tế Jkt=2 A/mm2 Tiết diện cáp đợc chọn theo mật độ dòng điện kinh tế: Fc p = I lvbt 33,567 = = 16,784 mm J kt Tra bảng phụ lục tài liệu thiết kế nhà máy điện trạm biến áp ta chọn đợc cáp ba lõi 10kV đồng ,cách điện giấy tẩm nhựa thông chất dẻo không cháy, vỏ chì, đặt đất, có tiết diện Fcáp=25mm2, dòng điện lâu dài cho phép Icp=120 A (t0đm=150c) * Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài cáp: Icp=k1.k2.Icp Ilvmax Trong đó: k1, k2: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ theo số cáp đặt song song k1 = cp cp dm = 60 25 = 0,882 60 15 k2: hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, kép nên ta lấy k2=0,9 (hai cáp đặt cách 100 mm) Vậy: Icp=k1.k2.Icp=0,88.0,9.120=95,256A>33,567 A * Kiểm tra tình trạng phát nóng cỡng (khi đứt đờng dây lộ kép): Theo quy định thiết bị điện: cáp có cách điện băngd giấy tẩm dầu điện áp không lớn 10kV điều kiện làm việc bình thờng không vợt 80% dòng cho phép hiệu chỉnh, cố cho phép tải 30% thời gian không ngày đêm 80 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Ta có điều kiện: 1,3.Icp=1,3.120=156A>Icb=67,134A 5.5.2- Chọn kháng điện: Điện kháng điện kháng đờng dây đợc chọn xuất phát từ điều kiện hạn chế dòng ngắn mạch hộ tiêu thụ điện để chọn đợc máy cắt hợp lý, cáp có tiết diện thích hợp ổn định nhiệt a) Kháng phân đoạn: Đã đợc chọn chơng III b) Chọn kháng cho phụ tải địa phơng: Kháng đờng dây đợc nối vào góp máy phát để nhằm hạn chế dòng ngắn mạch dòng mở máy máy phát - Sơ đồ phân bố phụ tải cho kháng nh hình vẽ sau: K2 K1 K3 F3 F2 F1 2 2 2 4 4 * Chọn máy cắt sau kháng điện: Các máy cắt đầu đờng dây đợc chọn loại Dòng cỡng qua máy cắt đợc tính toán cho đờng dây kép đờng dây bị cố 81 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện P = = 0,25 kA 3.U cos() 3.10,5.0,86 I cb = Tra phụ lục tài liệu thiết kế nhà máy điện trạm biến áp ta chọn máy cắt BM-10-1000-20 có thông số nh sau: Uđm=10kV ; Iđm=1000 kA; Icắt=20 kA * Xác định dòng làm việc cỡng qua kháng: Từ sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phơng ta xét trờng hợp công suất (MW): Bảng 5.7: Tình K1 Bình thờng 10 Sự cố K1 Sự cố K2 14 Vậy dòng cỡng qua kháng : I cb = K2 11 15 K3 10 10 14 15 = 0,825 kA 3.10,5 Vậy ta chọn kháng đơn bằnn bê tông có cuộn dây nhôm PbA-101000-4, có thông số nh sau: Bảng 5.8: Loại kháng Uđm(kV) PbA-101000-4 10 Iđm(A) 1000 Điện kháng định mức () 0,23 Tổn thất định mức pha Dòng ổn định động (kA) Dòng ổn định nhiệt (kA) Icđm (kA) 4,6 53 42 20 * Tính toán điện kháng Xk% cuộn kháng: Sơ đồ thay thế: 82 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện HT N-8 N-7 XHT XK Trong phần tính toán ngắn mạch ta tính đợc dòng ngắn mạch điểm N-7 sơ đồ là: IN-7=57,379 kA Vậy điện kháng tính đến điểm ngắn mạch N-7 là: X HT = S cb 100 = = 0,096 " I N (57,397 3.10,5) * XK%đợc chọn xuất phát từ công điều kiện: XK% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch N-8 qua máy cắt đảm bảo ổn định động cho cáp Tức là: IN-7 min(Ic1đm,Inhc1) Trong đó: I nhc = Fc p C t cắ t Trong ta có: Fcáp: tiết diện cáp, Fcáp=120mm C=141 As1/2/mm2 tcắt=0,9 s Vậy : 83 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện I nhc = Fc p C t cắ t = 120.141 = 17835,246 A 0,9 +Điện kháng cáp là: X c p = x l S cb 100 = 0,076.2 = 0,138 U tb 10,5 +Điều kiện chọn cáp là: IN-8(20kA,17,835kA) X = I cb 5,5 = = 0,308 " I N 17,835 +Mặt khác: X=XHT+XK XK=X-XHT=0,308-0,096=0,212 Vậy X K % = X K I dmK 100 = 0,212 .100 = 4,24% I cb 5,5 Ta chọn kháng PbA-10-1000-4 có XK%=4,24% 5.6-Chọn máy biến áp đo lờng máy biến dòng 5.6.1-Sơ đồ nối BU BI với dụng cụ đo Sơ đồ nối BU,BI với dụng cụ đo đợc vẽ nh hinh sau: 5.6.2-Chọn máy biến điện áp (BU): - Điều kiện chọn +Dụng cụ phía thứ cấp công tơ nên dùng biến điện áp nối dây theo hình 2xHOM-10 + Điện áp :UđmBU = Umạng=10 kV +Công suất : Icb = 3608 A 84 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện +Cấp xác: 0,5 Phụ tải biến điện áp:là tổng công suất đồng hồ đo lờng nối vào mạch thứ cấp BU, loại đồng hồ đo lờng ghi bảng 5-9 sau: Bảng 5-9 Tên dụng cụ mắc vào BU Vôn mét Oát mét Oát mét phản kháng Oát mét tự ghi Tần số kế Công tơ Công tơ phản kháng Kiểu B-2 -341 -342/1 H-348 H-348 -670 WT-672 Tổng Phụ tải AB P(W) Q(VAR) 7,2 1,8 1,8 8,3 8,3 0,66 1,62 0,66 1,62 20,4 3,24 Phụ tải BC P(W) Q(VAR 1,8 1,8 8,3 6,5 0,66 0,66 19,72 1,62 1,62 3,24 +Biến điện áp AB S2 = 20,4 + 3,24 =20,7 VA cos = 20,4 =0,98 20,7 +Biến điện áp BC S2 = 19,72 + 3,24 =19,9 VA 19,72 =0,99 19,9 Vậy chọn BU loại pha HOM-10 có công suất định mức=50 VA -Chọn dây dẫn nối từ BU đến đồng hồ đo + Xác định dòng dây dẫn a,b,c S 20,7 Ia = ab = =0,207 A U ab 100 cos = Ic = S bc 19,9 = =0,199 A U bc 100 Coi Ia = Ic =0,2 A cosab= cosbc =1 => Ib = +Điện áp giáng dây a b .l U = (Ia + Ib).r = (Ia + Ib) S 85 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 3.0,2 =0,34 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Giả sử khoảng cách đặt đồng hồ đo tới BU 50m dùng dây dẫn đồng hồ có = 0,0175 mm2/m; U = 0,5% Vậy tiết diện dây dẫn là: ( I + I b )..l ( 0,34 + 0,2).0,0175.50 S a = =0,945 mm2 0,5 U Ta chọn dây dẫn ruột đồng bọc cách điện PVC có tiết diện 1,5 mm2 5.6.3-Chọn máy biến dòng điện (BI) - Điều kiện chọn: + Sơ đồ nối dây: Mắc hình đặt pha + Điện áp định mức UđmBI Uđm mạng=10 kV + Dòng điện định mức sơ cấp IđmBI Icb = 3608A + Cấp xác BI: 0,5 Phụ tải thứ cấp: Tơng ứng với cấp xác, biến dòng có phụ tải định mức ZđmBI=1,2 Để đảm bảo độ xác yêu cầu, tổng phụ tải thứ cấp Z2 (kể dây dẫn) Không đợc vợt phụ tải định mức Z2 = Zdc + Zdd ZđmBI Trong đó: Zdc Tổng phụ tải dụng cụ đo Zdd Tổng trở dây dẫn Công suất tiêu thụ cuộn dây dụng cụ đo lờng đợc ghi bảng bảng 5-10 sau: Pha A pha C mang tải nhiều S = 26 VA Bảng 5.10 T T Tên dụng cụ đo Am pe mét Oát kế tác dụng Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Ký hiệu -302 -341 -342/1 -33 -670 -672 Tổng Zdc = S I dm Pha A 0,1 5 10 2,5 2,5 26,1 = 26 =1,04 52 86 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 Phụ tải (VA) Pha B Pha C 1 5 10 2,5 2,5 5,1 22,1 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện +Chọn dây dẫn đồng giả thiết chiều dài dây dẫn l = ltt = 30 m +Tiết diện dây dẫn l tt 30.0,0175 S= = =3,27 mm2 Z dm Z dc 1,2 1,04 +Chọn dây dẫn ruột đồng cách điện PVC có S = 4mm2 Chơng Chọn sơ đồ thiết bị tự dùng 6.1- Sơ đồ tự dùng: Điện tự dùng phần điện không lớn nhng lại giữ phần quan trọng trình vận hành nhà máy điện Điện tự dùng nhà máy điện chia làm hai phần: phần cung cấp cho máy công tác đảm bảo lò tuabin tổ máy phần cung cấp cho máy công tác phục vụ chung, không liên quan trực tiếp đến lò tuabin nhng lại cần thiết cho làm việc nhà máy Ta chọn sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc kinh tế đảm bảo cung cấp điện liên tục Đối với nhà máy điện thiết kế dùng hai cấp điện áp tự dùng 6kv 0.4kv nối theo sơ đồ biến áp nối tiếp, với biến áp dự trữ lấy điện từ phía cuộn hạ phía máy phát 87 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện 10,5kV 6kV 0,4kV 6.2- Chọn máy biến áp cấp 1: Chọn máy công tác có công suất thoả mãn điều kiện sau: S dmB1 .S dmF = 62,5 = 3,75 MVA 100 Vậy ta chọn máy biến áp TM-4000/13,8/6,3 có thông số bảng sau: Bảng 6-1: Sđm,KVA điện áp Tổn thất,KW UN% IO% 40000 Cao Hạ 6,5 0,9 PO PN 13,8 6.3 5,45 33,5 Máy biến áp dự trữ bậc không dùng thay máy biến áp công tác sửa chữa mà cung cấp cho hệ thống tự dùng trình hoạt động dừng lò Do công suất cần chọn là: S dt1 = 1,5..S dmF = 1,5 62,5 = 5,625MVA 100 Vậy ta chọn loại máy biến áp TM-6300, có thông số cho bảng sau: Bảng 6.2: Sđm,KVA 6300 điện áp Cao Hạ Tổn thất,KW PO PN 88 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 UN% 6,5 IO% 0,8 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện 13,8 6.3 7,65 46,5 6.3-Chọn máy biến áp cấp 2: Máy biến áp cấp cung cấp cho động 380/220V chiếu sáng Giã thiết phụ tải chiếm 10% công suất phụ tải cấp Khi ta chọn công suất máy là: S dmB 10 10 .S dmF 10 = 62,5.10 = 375KVA 100 100 100 Ta chọn loại máy biến áp TM-1000/6 có thông số nh bảng 6-2: Bảng6-2 Sđm,KV điện áp Tổn thất,KW UN% A 1000 Cao Hạ 0.4 PO 2.1 PN 5,5 IO% 1,4 12.2 6.4-Chọn khí cụ điện tự dùng 6.4.1-Chọn máy cắt phía hạ áp máy biến áp tự dùng cấp Để chọn máy cắt hợp ta tính dòng điện ngắn mạch N dới máy biến áp tự dùng cấp 1, với nguồn cung cấp HT NM Ta có sơ đồ tính ngắn mạch nh hình : N-8 N-6 HT X HT X HT = X B I cb 9,164 = = 0,457 " I N 20,036 U N % S cb 6,5 100 = = 1,625 100 S dmB 100 +Điện kháng tính toán: XB = 89 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện X tt = ( X HT + X K ) S ( HT + NM ) S cb = 1387,5 ( 0,457 + 1,625) = 28,888 > 100 +Dòng ngắn mạch N8: I " N8 S ( HT + NM ) 1387,5 = = = 4,402KA X tt 28,888 3.6.3 3.U +Dòng xung kích N8: i xk = k xk I "N = 1.8.4,402 = 11,205KA +Dòng điện làm việc cỡng I cb = S dmB 3.U = 4000 3.6,3 = 366,572A Vậy ta chọn loại máy cắt điện dầu có thông số nh bảng sau: Bảng 6.3: Loại MC Uđm,KV Iđm,A Icđm,KA 10 1000 20 BM-10-1000-20 6.4.2-Chọn máy cắt phía cao áp máy biến áp tự dùng cấp Ta chọn máy cắt có thông số bảng sau: Bảng 6.4: Loại MC Uđm,KV Iđm,A Icđm,KA M 20 9500 90 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 100 Iđ.đm,KA 64 Iđ.đm,KA 300 [...]... 2 6,0 23 3 3, 979 - 1, 534 - 1, 534 10 ,3 9 8 10 ,3 9 8 2,4 43 2,4 43 - 5,5 13 3 0,2 10 2 6,7 22 2 6,7 22 4 4,7 97 41 ,3 0 8 2 8,4 66 2 8,4 66 Ta có: 2 2 2 Sic SiT SiH .36 5 { 0 ,1 45 + 0 , 145 + 0 , 435 } ti ABTN= 0,0 75.8760+ 125 125 125 =657+ 36 5 (5 4 3, 4 53. 7+42 7,8 91.1 +36 4, 934 .2+106 0,2 .2+962 ,3 0 6.6+ 1252 +45 1,5 45.2 +524 ,3 0 6.4) =657+ 36 5 1585 5, 538 =1027 ,3 8 5MWh 1252 - Vậy tổn thất điện năng trong máy biến áp. .. phối công suất máy biến áp tự ngẫu sau: t(h) SBC(MVA) SBT(MVA) SBH(MVA) 0-7 7-8 8-10 10-12 12-18 18-20 20-24 31 ,7 44 2 8,2 56 16 ,3 2 4 34 ,3 9 9 38 ,8 65 2 6,0 23 3 3, 979 2 7,8 41 2 7,8 41 39 ,7 73 3 9,7 73 3 1,8 18 31 ,8 18 2 3, 862 5 9,5 85 5 6,0 97 5 6,0 97 7 4,1 72 7 0,6 83 5 7,8 41 5 7,8 41 Ta có: 2 2 2 Sic SiT SiH + 0,1 9. + 0,5 7 }.ti .36 5 ABTN= 0,0 85.8760+ { 0,1 9 160 250 250 =74 4,6 + 36 5 ( 236 2,4 45.7+209 2,6 87.1+214 4,9 07.2 +36 6 1, 232 .2... môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện 1 .3. 3- Cấp điện áp Nhà máy thiết kế chỉ có ba cấp điện áp là: Cấp điện áp máy phát Uđm= 1 0,5 KV Cấp điện áp trung áp UTđm= 110KV Cấp điện áp cao có Uđm= 220KV Chơng ii- lựa chọn sơ đồ nối điện của nhà máy 2.1- Các phơng án nối dây Lựa chọn sơ đồ nối điện của nhà máy có vai trò quan trọng trong việc thiết kế nhà máy điện Việc đảm bảo sơ đồ nối dây của nhà máy điện hợp... B 1, B2 đợc ghi trong bảng: Bảng 2.5: 0-7 7-8 8-10 10-12 t(h) SBC(MVA) 31 ,7 44 2 8,2 56 16 ,3 2 4 34 ,3 9 9 SBT(MVA) 2 7,8 41 2 7,8 41 39 ,7 73 3 9,7 73 SBH(MVA) 5 9,5 85 5 6,0 97 5 6,0 97 7 4,1 72 2.4-Kiểm tra quá tải của các máy biến áp: 12-18 18-20 20-24 38 ,8 65 31 ,8 18 7 0,6 83 2 6,0 23 3 1,8 18 5 7,8 41 33 ,9 79 2 3, 862 5 7,8 41 2.4.1- Phơng án I a) Máy biến áp nối bộ B3: -Vì công suất máy biến áp này đã đợc chọn lớn hơn hoặc bằng công. .. Sđpmax =34 ,8 88MVA Stdmax= 1 1,2 5 = 3, 75MVA 3 +Nếu dùng 2 tổ máy :Sđpmax+2.Stdmax= 34 ,8 88+2 . 3, 75= 42 ,3 8 8 < 50MVA + Nếu dùng 3 tổ máy: Sđpmax +3. Stdmax= 34 ,8 88 +3. 3,7 5= 4 6, 138 < 100MVA Vậy dùng 2 hoặc 3 tổ máy nối vào thanh góp điện áp máy phát -Lới cao (220KV) - trung( 110KV) , đều có trung tính trực tiếp nối đất và hệ số có lợi: = U c U T 220 110 = = 0,5 Uc 220 Vậy dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên... án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện P0=0.08 5MW T=8760h C T PN = 0 ,3 8 (MW) C H T H PN = PN = 0,5 .0 ,3 8 = 0,1 9 (MW) Vậy: PNC = 0,5 PNCT + PNCH PNTH 0,1 9 0,1 9 2 = 0 ,5 0 ,3 8 + = 0,1 9 ( MW ) 2 0,5 2 0,5 2 PTH P CH 0,1 9 0,1 9 PNT = 0,5 PNCT + N2 N2 = 0 ,5 0 ,3 8 + = 0,1 9 ( MW ) 0,5 2 0,5 2 PNCH PNTH 0,1 9 0,1 9 CT P = 0,5 - PN + + 2 = 0,5 2 + - 0,2 8 = 0,5 7 ( MW ) 2 2 0,5 0,5 H N... B3 2 - Phía điện áp hạ của máy biến áp : Công suất đợc phân bố theo biểu thức sau: SB1H = SB2H = SB1C + SB1T = SB2C + SB2T -Kết quả tính toán phân bổ công suất cho các cuộn dây của B 1, B2 đợc ghi trong bảng: Bảng 2.4: 0-7 7-8 8-10 10-12 12-18 18-20 20-24 t(h) SBC(MVA) 31 ,7 44 2 8,2 56 16 ,3 2 4 34 ,3 9 9 38 ,8 65 2 6,0 23 3 3, 979 T SB (MVA) - 1, 534 - 1, 534 10 ,3 9 8 10 ,3 9 8 2,4 43 2,4 43 - 5,5 13 SBH(MVA) 30 ,2 10 2 6,7 22 2 6,7 22... SFđm: Tổng công suất phát định mức của các máy phát ghép vào thanh góp điện áp máy phát, SFđm =3. 6 2,5 =18 7,5 MVA Sđpmin: Phụ tải cực tiểu ở cấp điện áp máy phát, từ ta có Sđpmin=2 0,9 3MVA bảng (1 .3) ở chơng I STDmax: Công suất tự dùng cực đại của các tổ máy ghép vào thanh góp máy phát, từ bảng (1.7) chơng I ta có: 18 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện STDmax=1 1,2 5... phụ tải phía trung áp là 70KVA do vậy đặt bộ máy phát máy biến áp ở phía cao áp cha hẳn đã tối u hơn so với phơng án I và II 2.2- Chọn máy biến áp cho các phơng án: Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện Tổng công suất các máy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất các máy phát điện Chọn mba trong nhà máy điện là loại , số lợng , công suất định mức và hệ số biến áp MBA đợc... CT 39 ,7 73 = = 0,2 09KA 3. U Tdm 3. 110 vậy dòng cỡng bức tính chung ở phía trung áp : 32 Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện IcbTAMax =max(Icb 3, Icb 4, Icb 5, Icb6 )=0 ,3 4 4KA c) Dòng cỡng bức cấp điện áp máy phát: * Mạch hạ máy biến áp liên lạc: I cb 7 = K qtsc S dmF 3. U Hdm = 0,5 . 1,4 .125 3. 1 0,5 = 4,8 11KA *Mạch máy phát: I cn8 = 1,0 5 S dmF 3. U Hdm = 1,0 5 6 2,5 3. 1 0,5