Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp mà một trong những đề tài quan trọng của sinh viên khối ngành kỹ thuật điện, điện tử. Đồ án thể hiện khá chi tiết và hợp lí nội dung các chương phù hợp với nội dung đề tài.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập –Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Nguyễn Ngọc Thạch Lớp : KTĐ - ĐT K36A I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN II SỐ LIỆU 1.Nhà máy điện gồm 5 tổ máy x 57 MW Bảng biến thiên công suất phát hàng ngày theo thời gian t(h) 0-6 6-8 8-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-24 P% 80 80 95 α 100 85 100 85 75 Hệ số tự dùng cực đại =1,6% 2.Phụ tải địa phương : Uđm=10kV; Pmax=15MW; cos Gồm: 2 đường dây cáp kép x 3 MW 5 đường dây cáp đơn x2 MW Bảng biến thiên phụ tải hàng ngày theo thời gian ϕ =0,85 t(h) 0-6 6-8 8-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-24 P% 60 65 85 100 90 80 70 60 Thời gian cắt của role tC = 0,5 sec 3.Phụ tải trung áp:Uđm=100kV; Pmax=110 MW; cos ϕ =0,88 Gồm : 2 đường dây cáp kép x 25 MW 3 đường dây cáp đơn x 20 MW Biến thiên phụ tải hàng ngày theo thời gian : t(h) 0-6 6-8 8-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-24 P% 65 70 90 85 85 100 70 60 4.Hệ thống :Uđm=220kV; Sđm=3500 MVA (Không kể nhà máy thiết kế) - Công suất ngắn mạch: SN=4300 MVA - Dự trữ quay hệ thống: 180 MVA - Nhà máy nối với hệ thống bằng đường dây kép dài 125km III.NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 2 Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy 3 Tính toán ngắn mạch 4 So sánh kinh tế - kỹ thuật chọn phương án tối ưu 5 Tính chọn khí cụ điện và các phần tử có dòng điện chạy qua 6 Tính chọn sơ đồ và thiết bị tự dùng IV Ngày giao đồ án tốt nghiệp: 05/10/2017 V Ngày hoàn thành đồ án tốt nghiệp: 02/1/2018 Bình Định, ngày 20 tháng 12 năm 2017 TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ts Huỳnh Đức Hoàn MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG Đồ án tốt nghiệp đại học LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay với tốc độ phát triển của khoa học kỹ thuật nhằm mục đích đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Bên cạnh những ngành công nghiệp khác thì ngành công nghiệp năng lượng của những năm gần đây cũng đạt được những thành tựu đáng kể, đáp ứng được nhu cầu của đất nước Cùng với sự phát triển của hệ thống năng lượng quốc gia, ở nước ta nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Hiện nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, dẫn đến phụ tải điện ngày càng phát triển Do vậy việc xây dựng thêm các nhà máy điện là điều cần thiết để đáp ứng nhu cầu của phụ tải Việc quan tâm quyết định đúng đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật trong việc thiết kế, xây dựng và vận hành nhà máy điện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với hệ thống kinh tế quốc dân Do đó việc tìm hiểu nắm vững công việc thiết kế nhà máy điện, để đảm bảo được độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện, an toàn và kinh tế là yêu cầu quan trọng đối với người kỹ sư điện Nhiệm vụ đồ án thiết kế của em là thiết kế nhà máy thủy điện Với những kiến thức thu nhận được qua các năm học tập và sự hướng dẫn tận tình của thầy Ts.Huỳnh Đức Hoàn, đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp của mình Vì thời gian và kiến thức có hạn, nên đồ án của em không tránh khỏi những sai sót Em kính mong các thầy cô giáo góp ý, chỉ bảo để em nắm vững kiến thức trước khi ra trường Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn cùng tất cả các thầy cô giáo đã truyền thụ kiến thức cho em để cho em có điều kiện hoàn thành nhiệm vụ thiết kế Bình Định, ngày 20 tháng 12 năm 2017 Sinh viên thực hiện Nguyễn Ngọc Thạch SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch 6 Kỹ thuật điện – điện tử K36A Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Để thực hiện tốt nhiệm vụ thiết kế, chúng ta cần phải nắm vững số liệu đã cho cũng như xác định các yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi trong quá trình thiết kế Việc tính toán, xác định phụ tải ở các cấp điện áp và lượng công suất nhà máy thiết kế trao đổi với hệ thống điện cực kì quan trọng, là cơ sở giúp chúng ta xây dựng được bảng phân phối và cân bằng công suất toàn nhà máy Từ đó rút ra các điều kiện để chọn các phương án nối điện toàn nhà máy tối ưu với thực tế yêu cầu thiết kế 1.1.Chọn máy phát điện Cùng với sự phát triển của hệ thống năng lượng quốc gia, ở nước ta ngày càng xây dựng thêm nhiều nhà máy điện và trạm biến áp có công suất lớn, đây là phần không thể thiếu được trong hệ thống năng lượng Thiết bị quan trọng nhất trong các nhà máy điện là máy phát điện, các máy phát điện biến đổi cơ năng thành điện năng tạo thành các nguồn cung cấp cho hệ thống Ngoài ra, máy phát điện có khả năng điều chỉnh công suất của mình,do đó giữ vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng điện năng (điều chỉnh điện áp và tần số của hệ thống điện) Trong quá trình thiết kế, khi chọn số lượng và công suất máy phát điện (MPĐ) cần chú ý điểm sau: MPĐ có công suất càng lớn thì hiệu suất làm việc càng lớn nên lượng tiêu hao nhiên liệu để sản xuất ra 1 đơn vị điện năng và chi phí vận hành hàng năm càng đmF nhỏ Nhưng về mặt cung cấp điện thì đòi hỏi : S ≤ dt S đmF S S : là công suất định mức của máy phát điện dt : là công suất dự trữ của hệ thống Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành ta chọn MPĐ cùng loại SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch 7 Kỹ thuật điện – điện tử K36A Đồ án tốt nghiệp đại học đmF Chọn điện áp định mức phát (U ): càng lớn thì dòng điện làm việc và dòng điện ngắn mạch càng nhỏ nên càng dễ chọn thiết bị Trong nhiệm vụ thiết kế là nhà máy nhiệt điện với 5 tổ máy,công suất mỗi tổ máy là 57 MW.Ta chọn 5 máy phát thủy điện CB-660/185-32 với các thông số cho ở bảng 1.1 (nguồn: [1]) Bảng 1.1 Thông số của máy phát điện Loại MPĐ S (MVA) P U (MW) (kV) I (kA) CB-660/185-32 67,1 57 3,7 10,5 Cos X’’ ϕ 0,85 X’ d 0,2 X d d 0,29 1,04 1.2.Tính toán cân bằng công suất Tại mỗi thời điểm điện năng hoặc là công suất sản suất ra đúng bằng công suất phụ tải Đối với người vận hành thì đồ thị phụ tải dùng để sản xuất, sửa chữa và thay thế các thiết bị Đối với người thiết kế dựa vào phụ tải ở các cấp điện áp để chọn sơ đồ thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Tiến hành tính toán kinh tế kỹ thuật để chọn phương án tối ưu Cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng: + Tiến hành tính toán và chọn thiết bị + Hệ số công suất Cosφ của phụ tải không khác nhau nhiều Để đơn giản ta tính toán phụ tải, cân bằng công suất theo công suất biểu kiến max + Mỗi cấp điện áp cho P , Cos phụ tải), cho P%(t) là công suất tại thời điểm t ϕ (là hệ số công suất trung bình của P%(t) = ⇒ P(t) = SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch 8 P(t) 100% Pmax P%(t) Pmax 100 Kỹ thuật điện – điện tử K36A Đồ án tốt nghiệp đại học ⇒ S(t) = P(t) Cosϕ Trong đó: P(t): là công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t S(t): là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t ϕ Cos : là hệ số công suất phụ tải 1.2.1.Phụ tải địa phương Ta có: U P Cos đm = 10 kV max = 15 MW ϕ = 0,85 P%(t) 100 Áp dụng công thức trên ta có: PUF (t) = max P PUF (t) Cosϕ SUF(t) = Bảng 1.2 Bảng tính toán phụ tải điện áp máy phát t (h) S (MVA) 0-6 CS PUF% 60 PUF (t) 9 (MW) SUF (t) 10,59 (MVA) 6-8 8-12 65 85 9,75 11,47 12-14 14-16 16-18 18-20 20-24 100 90 80 70 60 12 10,5 9 14,11 12,35 10,59 17,64 12,75 15 15,88 13,5 15 15 17,64 14,11 15,88 12,35 11,47 10,59 10,59 SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch 0 6 8 Kỹ thuật điện – điện tử K36A t (h) 9 12 14 16 18 20 24 Đồ án tốt nghiệp đại học Hình 1.1 Đồ thị thời gian phụ tải điện áp máy phát 1.2.2.Phụ tải trung áp đm Ta có: U P = 110 kV max Cos = 110 MW ϕ = 0,88 PT (t) = Áp dụng công thức trên ta có: ST (t) = PT %(t) Pmax 100 ; ST(t) = PT (t) Cosφ Sau khi tính toán kết quả ghi vào bảng sau: Bảng 1.3 Bảng tính toán phụ tải trung áp t(h) 0-6 6-8 8-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-24 PT% 65 70 90 85 85 100 70 60 PT(t) (MW) 71,5 77 99 93,5 93,5 110 77 66 ST(t) (MVA) 81,25 87,5 112,5 106,25 106.25 125 87,5 75 CS Từ bảng trên ta vẽ đồ thị thời gian: SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch 10 Kỹ thuật điện – điện tử K36A Đồ án tốt nghiệp đại học S I ZΣdc = 2 dmTC 26 52 = = 1,04 (Ω) Giả sử chiều dài dây dẫn từ máy biến dòng đến dụng cụ đo là l= 50m Do ba pha cùng biến dòng nên chiều dài tính toán ltt = l = 50m Tiết diện dây dẫn đồng: S≥ l tt ρ ZdmΣdc –Z = 50.0, 0175 12 − 1, 04 = 5,46 (mm2) Ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện S = 6 mm2 + Kiểm tra ổn định động máy biến dòng điện: Máy biến dòng điện kiểu Tш-20-1 có sơ cấp là thanh dẫn được quyết định ổn định động của thanh dẫn Do vậy không cần kiểm tra ổn định động của máy biến dòng điện + Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch: Dòng điện định mức sơ cấp của máy biến dòng điện lớn hơn 1000A nên ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt của máy biến dòng điện Wtg W.h VARh W VAR A A A a b c 2.HOM-10 MF V f Hình 5.4 Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào BU và BI SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch 94 Kỹ thuật điện – điện tử K36A Đồ án tốt nghiệp đại học 5.6.Chọn cáp, kháng và máy cắt hợp bộ cho phụ tải địa phương 5.6.1 Chọn cáp Phụ tải điện áp 10 kV gồm: 2 đường dây kép x 3MW,5 đường dây cáp đơn x 2MW có cosφ = 0,85 Lựa chọn cáp và khí cụ điện của thiết bị phân phối dựa trên mật độ dòng điện kinh tế trong chế độ làm việc bình thường, theo nhiệt độ cho phép trong chế độ cưỡng bức và tính toán ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch Tiết diện kinh tế của dây dẫn là tiết diện ứng với chi phí hàng năm nhỏ nhất theo dòng điện phụ tải nhất định của mạch điện Tiết diện kinh tế: Ilvbt J kt Scáp = , mm2 Trong đó: - Ilvbt: Dòng điện làm việc tính toán của mạch điện, A - Jkt : Mật độ dòng kinh tế, A/mm2 *Chọn cáp kép: Cáp kép có dòng điện làm việc bình thường là: P Ilvbt = 2 3.U dm cosφ 3.103 2 3.10,5.0,85 = = 97,03 A + Xác định Jkt: Từ đồ thị phụ tải điện áp máy phát ta tính thời gian sử dụng công suất cực đại: 24 Tmax = = ∑ S t i i 0 Smax 365 10,59.6+11,47.2+15.4 + 17,64.2 + 15,88.2 + 14,11.2 + 12,35.2 + 10,59.4 365 = 6389( h) 17,64 Đối với cáp bọc giấy cách điện và dây dẫn bọc cao su cách điện, lõi đồng có Jkt = 2,0 A/mm2 (Nguồn: [2]) SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch 95 Kỹ thuật điện – điện tử K36A Đồ án tốt nghiệp đại học Scáp = 97,03 2 = 48,51 mm2 Chọn cáp có Scáp = 70 mm2, có Icp = 215 A (Nguồn: [1]) a Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài: Cáp đã chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau: I’cp = k1.k2.Icp ≥ Ilvbt Trong đó: k: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ k1 = θ CP – θ '0 θ CP – θ 0 Với : θCP : Nhiệt độ làm việc lâu dài cho phép; θCP = 600C θ0 : Nhiệt độ quy chuẩn của nhà sản xuất; θ0 = 150C θo’: Nhiệt độ môi trường xung quanh; θo’ = 250C => k1 = 60 – 25 = 0,88 60 –15 k2: hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, đối với cáp kép k2 = 0,9 Vậy: I’cp = 0,88.0,9.215 = 170,28 A ≥ Ilvbt = 97,03 A Cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng lâu dài b Kiểm tra cáp theo điều kiên phát nóng khi làm việc cưỡng bức: Theo quy trình thiết bị điện các cáp có cách điện bằng giấy tẩm dầu điện áp không quá 10kV trong điều kiện làm việc bình thường dòng điện qua chúng không vượt quá 80% dòng điện cho phép đã hiệu chỉnh thì khi sự cố cho phép quá tải 30% trong thời gian không vượt quá 5 ngày đêm Dòng điện làm việc cưỡng bức khi sự cố đứt 1 dây của cáp kép: SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch 96 Kỹ thuật điện – điện tử K36A Đồ án tốt nghiệp đại học Icb = 2Ilvbt = 2 97,03 = 194,06 A Điều kiện kiểm tra cáp là: kqt k1 k2 Icp ≥ Icb Trong đó: k1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ θ CP – θ '0 θ CP – θ 0 k1 = Với : θCP : Nhiệt độ làm việc lâu dài cho phép ; θCP = 600C θ0 : Nhiệt độ quy chuẩn của nhà sản xuất ; θ0 = 150C θo’ :Nhiệt độ môi trường xung quanh ; θo’ = 250C => k1 = 60 – 25 = 0,88 60 –15 k2 : Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, đối với cáp kép k2 = 0,9 kqt: Hệ số quá tải cho phép trong chế độ cưỡng bức, kqt = 1,3 (Nguồn: [1]) Vậy: 1,3.0,88.0,9.215 = 221,364 A > Icb = 194,06 A Cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng khi làm việc cưỡng bức Kết luận: Cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật * Chọn cáp đơn + Cáp đơn có dòng điện làm việc bình thường là: P Ilvbt = 3.U dm cosφ 2.103 3.10,5.0,85 = = 129,37A + Xác định Jkt: Từ đồ thị phụ tải điện áp máy phát ta tính thời gian sử dụng công suất cực đại: SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch 97 Kỹ thuật điện – điện tử K36A Đồ án tốt nghiệp đại học 24 Tmax = = ∑ S t i i 0 S max 365 = 10,59.6+11,47.2+15.4 + 17, 64.2 + 15,88.2 + 14,11.2 + 12, 35.2 + 10,59.4 365 = 6389( h) 17, 64 Đối với cáp bọc giấy cách điện và dây dẫn bọc cao su cách điện, lõi đồng có Jkt = 2,0 A/mm2 (Nguồn: [2]) Scáp = 129, 37 2 = 64,69 mm2 Chọn cáp có Scáp = 70 mm2, có Icp = 215 A (Nguồn: [1]) a Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài: Cáp đã chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau: I’cp = k1.k2.Icp ≥ Ilvbt Trong đó: k: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ k1 = θ CP – θ '0 θ CP – θ 0 Với : θCP: Nhiệt độ làm việc lâu dài cho phép; θCP = 600C θ0: Nhiệt độ quy chuẩn của nhà sản xuất; θ0 = 150C θo’: Nhiệt độ môi trường xung quanh; θo’ = 250C => k1 = 60 – 25 60 – 15 =0,88 k2: hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, đối với cáp đơn k2 = 1 Vậy: SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch 98 Kỹ thuật điện – điện tử K36A Đồ án tốt nghiệp đại học I’cp = 0,88.1.215 = 189,2 A ≥ Ilvbt = 129,37 A Cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng lâu dài 5.6.2 Chọn máy cắt điện Các máy cắt đầu đường dây được chọn cùng loại và đảm bảo các điều kiện sau: - Điện áp định mức: UđmMC ≥ Uđm mạng - Dòng cưỡng bức Icb qua máy cắt được tính toán cho trường hợp nặng nề nhất Pmax Icb = 3.U dm cosϕ 15 3.10, 5.0,85 = = 0,97 kA - Dòng cắt : 20 kA, thời gian cắt là 0,5s Chọn máy cắt loại 8BJ50 của SIEMENS có các thông số cho ở bảng sau: (Nguồn: [1]) Bảng 5.8 Thông số của máy cắt Loại MC Uđm, kV 8BJ50 17,5 Iđm thanh cái, Iđm Nhánh, A Icắt đm, kA A 2000 1250 20 Ilđd, kA 50 5.6.3 Chọn kháng điện Kháng điện được chọn sơ bộ như sau: UđmK ≥ Uđm mạng = 10 kV IđmK ≥ Icb Xác định dòng làm việc cưỡng bức qua kháng Từ sơ đồ cung cấp điện cho tới phụ tải địa phương ta có công suất qua kháng lúc bình thường và lúc sự cố một kháng như sau: Dòng cưỡng bức qua kháng được giả thiết khi sự cố 1 kháng điện Lúc này công suất qua kháng còn lại là: Pmax Icb = 3.U dm cosϕ 15 3.10, 5.0,85 = = 0,97 kA Ta chọn kháng đơn dây nhôm: PbA-10-1000: Uđm = 10 (kV); SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch 99 Kỹ thuật điện – điện tử K36A Đồ án tốt nghiệp đại học Iđm = 1000 (A) (Nguồn: [1]) Cáp của lưới điện phân phối có tiết diện nhỏ nhất là S min = 50 mm2 lõi bằng nhôm theo yêu cầu thiết kế Hình 5.5 Sơ đồ nối kháng điện phụ tải địa phương -Xác định điện kháng : Xk% của kháng điện: SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch K36A 100 Kỹ thuật điện – điện tử N6 Đồ án tốt nghiệp đại học XK Điện kháng của kháng điện đường dây dùng cho phụ tải địa phương được chọn sao cho đảm bảo hạn chế dòng ngắn mạch nhỏ hơn hay bằng dòng cắt của máy cắt và đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện đã chọn XC2 N5 XC1 XHT * Sơ đồ thay thế: Hình 5.6 Sơ đồ thay thế Khi lập sơ đồ thay thế cho tính ngắn mạch đã chọn S cb=100 MVA và ngắn mạch tại N-4 có: I"N-4 =52,095 kA Điện kháng của hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4 là: Icb = I" N4 XHT = Scb " 3.U cb I N4 = 100 3.10,5.52, 095 = 0,105 Điện kháng của cáp 1(kép, 3MW ×2km) là: xo N4 XC1 = l Scb 2 2 U cb 0, 08 1 100 = 0, 036 2 10, 52 = Dòng ổn định nhiệt của cáp S1 : S1.C t1 InhS1 = Trong đó: S1: Tiết diện của cáp 1, S1 = 70 mm2 C: Phụ thuộc và vật liệu của cáp (nhôm C = 90) t1: Thời gian cắt của máy cắt 1 t1 = t2 + ∆t = 0,3+ 0,2 = 0,5s SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch K36A 101 Kỹ thuật điện – điện tử Đồ án tốt nghiệp đại học 70.90 0,5 InhS1 = = 8909 A = 8,909 kA Dòng ổn định nhiệt của cáp S2 : S2 C 50.90 = 0,3 t2 InhS2 = K2 = 8215 A = 8,215 kA Ta có min{InhS2; Icắt2} = min{8,215;20} = 8,215kA Vậy: Điện kháng tổng tính đến điểm N-6 là: Icb = I nhS2 X∑ = Scb 3.U cb I nhS2 100 3.10,5.8, 215 = = 0,67 kA Ta có : X∑ = XHT + XK + XC1 K1 Điện kháng của kháng điện sẽ là : XK = X∑ –XHT –XC1 = 0,67 – 0,105 – 0,036 = 0,509 Vậy : XK% = Xk IdmK Icb 1 5,5 100 = 0,509 .100 = 9,25 * Ta chọn loại kháng điện đơn dây đồng : PbA-10-1000-10: UđmK =10 (kV) : IđmK = 1000 (A) : XK% = 10 % Dòng điện ổn định động : 29 (kA) Tổn thất định mức 1 pha : 10,2 (kW) - Tính toán kiểm tra lại kháng điện đã chọn : * Tính toán kiểm tra lại kháng đã chọn tại điểm ngắn mạch N5 : XK = XK% SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch K36A Icb = IdmK 0,1 102 5,5 = 1 0,55 Kỹ thuật điện – điện tử Đồ án tốt nghiệp đại học Dòng điện ngắn mạch tại N5 là : I’’N5 = 5,5 = 0,105 + 0,55 Icb = X HT +X K 8,39 (kA) Ta thấy: ICđm = 20 kA ≥ I’’N5 = 8,39 kA InhS1 = 8,909 kA ≥I’’N5 = 8,39 kA Kháng điện đã chọn đảm bảo điều kiện hạn chế dòng ngắn mạch tai điểm N5 Tính toán kiểm tra lại kháng đã chọn tại điểm ngắn mạch N6: Dòng điện ngắn mạch tại N6 là: I’’N6 = 5, 5 Icb = X HT +X K +X C1 ICđm = 20 kA ; 0,105 + 0, 55 + 0, 036 = 7,959 kA InhS2 = 8,215 kA ⇒ thỏa mãn điều kiện: I’’N6 ≤ min (ICđm ; Inh S2 ) - Kiểm tra ổn định động của kháng điện: Dòng ổn định động: 23,5 (kA) Kiểm tra ổn định động: ixk = kxk 2 I’’N6 = 1,8 2 7,959 = 20,26KA < 23,5 kA Vậy kháng điện đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định động 5.7 Chọn chống sét van cho thanh góp Mục đích chọn chống sét van trên các thanh góp 220kV và 110kV là ngăn chặn quá điện áp truyền vào trạm biến áp gây sự cố phá hoại cách điện trong trạm mà còn gây nên phóng điện trên cách điện đường dây Trên thanh góp 220kV ta chọn chống sét van loại PBC-220 có điện áp định mức Uđm = 220kV đặt trên cả ba pha Trên thanh góp 110kV ta chọn chống sét van loại PBC-110 có điện áp định mức Uđm = 110kV đặt trên cả ba pha SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch K36A 103 Kỹ thuật điện – điện tử Đồ án tốt nghiệp đại học * Sơ đồ đấu nối chống sét van ở thanh góp 220kV,110kV SHT ST 110kV 220kV Hình 5.7 Chống sét van thanh góp 5.8 Chọn chống sét van cho máy biến áp PBC-220 5.8.1 Chống sét van cho máy biến áp tự ngẫu PBC-110 Các máy biến áp tự ngẫu có liên hệ về điện giữa cuộn cao và trung áp nên sóng quá điện áp có thể truyền từ cao sang trung và ngược lại Vì vậy ở các đầu ra cao áp và trung áp của máy biến áp tự ngẫu ta phải đặt các chống sét van PBC-220 PBC-110 Hình 5.8 Chống sét van máy biến áp tự ngẫu Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu ta chọn loại chống sét van loại PBC-220 có điện áp định mức Uđm = 220kV,đặt trên cả ba pha Phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu ta chọn loại chống sét van loại PBC-110 có điện áp định mức Uđm = 110kV, đặt trên cả ba pha 5.8.2 Chống sét van cho máy biến áp hai dây quấn * Đối với máy biến áp hai cuôn dây phía điện áp 220kV: Như trên, trên thanh góp 220kV đã đặt chống sét van nhưng đôi khi có những dòng sét có biên độ lớn truyền vào trạm Điện áp còn dư lại truyền tới cuộn dây của máy biến áp, điện áp này có thể phá hỏng cách điện cuộn dây đặc biệt là phần cách điện ở gần trung tính nếu trung tình cách điện Vậy tại trung tính của máy biến áp hai cuộn dây cần bố trí một chống sét van Tuy nhiên, do điện cảm của cuộn dây máy biến áp , biên độ dòng sét khi tới điểm trung tính sẽ giảm một phần Do đó, chống sét van đặt ở trung tính được chọn có điện áp định mức giảm một cấp Phía SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch K36A 104 Kỹ thuật điện – điện tử Đồ án tốt nghiệp đại học cao 220kV chọn chống sét van PBC-220 Phía trung tính của máy biến áp chọn PBC-110 PBC-110 Hình 5.9 Chống sét van máy biến áp hai cuộn dây 220kV * Đối với máy biến áp hai cuôn dây phía điện áp 110kV: Như trên, trên thanh góp 110kV đã đặt chống sét van nhưng đôi khi có những dòng sét có biên độ lớn truyền vào trạm Điện áp còn dư lại truyền tới cuộn dây của máy biến áp, điện áp này có thể phá hỏng cách điện cuộn dây đặc biệt là phần cách điện ở gần trung tính nếu trung tình cách điện Vậy tại trung tính của máy biến áp hai cuộn dây cần bố trí một chống sét van Tuy nhiên, do điện cảm của cuộn dây máy biến áp , biên độ dòng sét khi tới điểm trung tính sẽ giảm một phần Do đó, chống sét van đặt ở trung tính được chọn có điện áp định mức giảm một cấp Phía cao 110kV chọn chống sét van PBC-110 Phía trung tính của máy biến áp chọn PBC-35 PBC-35 Hình 5.10 Chống sét van máy biến áp hai cuộn dây 110kV SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch K36A 105 Kỹ thuật điện – điện tử Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 6 CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG So với tổng công suất của nhà máy thì điện tự dùng của nhà máy thủy điện chỉ chiếm một phần rất nhỏ.hệ thống điện tự dùng cung cấp chủ yếu cho việc cấp nước ,nén khí,làm mát máy biến áp,máy phát diện,thông gió,thắp sáng,điều khiển tín hiệu…các phụ tải tự dùng được chia làm hai loại: Phụ tải quan trọng:là các cơ cấu khi ngừng làm việc có thể ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường trong nhà máy.Các phụ tải này yêu cầu được cung cấp điện một cách liên tục,tin cậy Phụ tải không quân trọng: là những cơ cấu có thể cho phép mất điện trong những khoảng thời gian nhát định Nguồn cung cấp cho diện tự dùng ở đây là các máy phát điện và một phần lấy từ hệ thống.Để cung cấp cho hệ thống điều khiển,bảo vệ rơle,liên lạc,…ta dùng nguồn một chiều,và acquy Với nhà máy thiết kế có công suất 285MW,ta thiết kế hai hệ thống tự dùng: Một máy phát ghép với một máy biến áp tự dùng hạ từ 10,5/0,4kV.Điện lấy ngay từ cực máy phát Dự phòng nóng cho nhau thông qua Aptomat phía hạ áp khi một máy biến áp bị sự cố các máy biến áp còn lại sẽ tăng công suất thay thế MBA bị sự cố Phía cao áp của MBA tự dùng ta dùng máy cắt và dao cách ly Phía hạ áp của MBA tự dùng là Aptomat và dao cách ly phục vụ sửa chữa 380/220,do đó phải nối đất để an toàn và có dây trung tính để lấy điện áp pha SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch K36A 106 Kỹ thuật điện – điện tử Đồ án tốt nghiệp đại học 6.1 Máy biến áp Máy biến áp dự trữ chọn công suất bằng 1,5lần công suất máy biến áp công tác: 1 5 SdmTdt = 1,5 1 5 Stdmax = 1,5 .5,35.103 = 1605 kVA Vậy ta chọn máy biến áp TДHC có Sđm = 2500 kVA có các thông số cho ở bảng sau: (Nguồn: [1]) Bảng 6.1.Thông số máy biến áp tự dùng Điện áp, kV Loại Sđm , (kVA) Cuộn cao TM 2500 10 Cuộn hạ Tổn thất, kW ΔPo ΔPN UN% Io% 0,4 3,9 5,5 1 25 6.2.Chọn máy cắt 6.2.1 Chọn máy cắt cho mạch tự dùng cấp điện áp 10,5kV Các máy cắt của cấp 10,5 kV được chọn giống nhau, ta xét tại điểm ngắn mạch N4, đã tính ở chương III I ''N4 = 52,095kA ; ixk = 132,61 kA Dòng điện làm việc bình thường qua máy cắt: Ilvbt = Stdmax 5 3.U dm 5,35 5 3.10,5 = = 0,058 kA Chọn dòng cưỡng bức bằng dòng làm việc bình thường: Icb = Ilvbt = 0,058 kA Chọn máy cắt theo điều kiện sau: + Điện áp : UđmMC ≥ Umạng + Dòng điện + Điều kiện cắt : IđmMC ≥ Icb : ICđm ≥ I ''N4 + Điều kiện ổn định động : ildd ≥ ixk SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch K36A 107 Kỹ thuật điện – điện tử Đồ án tốt nghiệp đại học + Điều kiện ổn định nhiệt : I 2nh t nh ≥ BN Từ đó ta chọn máy cắt không khí loại 8BK40 do SIEMENS chế tạo có các thông số cho ở bảng sau: (Nguồn: [1]) Bảng 6.2 Thông số máy cắt cấp 10,5kV Loại máy cắt 8BK40 Uđm, kV 12 Iđm , A 5000 ICđm, kA 63 Ildd , kA 160 Do máy cắt chọn có Iđm = 5000A >1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt 6.3 Chọn dao cách ly Dao cách ly được chọn theo điều kiện sau: + Điện áp : UđmDCL ≥ Uđm + Dòng điện : IdmDCL ≥ Icb + Ổn định nhiệt : I2nh tnh ≥ BN + Ổn định lực động điện : ildd ≥ Ixk Tương tự như trên ta có Icb = 0,058kA , ixk = 142,61 kA Chọn dao cách ly loại PBK-20/5000 có các thông số như sau: (Nguồn: [1]) + UdmDCL = 20 kV + IdmDCL = 5 kA + Ildd = 200 kA Do dao cách ly chọn có dòng điện định mức lớn hơn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt 6.4 Chọn aptomat cho tự dùng cho thanh góp 0,4kV Áptômát được chọn theo 3 điều kiện sau: UđmA ≥ UđmLD IđmA ≥ Itt ICđmA ≥ IN Dòng điện định mức của máy biến áp cấp hai: SVTH: Nguyễn Ngọc Thạch K36A 108 Kỹ thuật điện – điện tử ... Vì thiết kế nhà máy điện, ta mong muốn công suất máy biến áp nhỏ, số lượng máy biến áp để giảm tổn thất điện đảm bảo an toàn cung cấp điện cho hộ tiêu thụ Trong thiết kế này, giả thiết máy biến. .. cơng việc thiết kế nhà máy điện, để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện, an toàn kinh tế yêu cầu quan trọng người kỹ sư điện Nhiệm vụ đồ án thiết kế em thiết kế nhà máy thủy điện Với... máy biến áp liên lạc B2 máy biến áp B3 khơng bị q tải Do máy biến áp chọn đạt yêu cầu 2.4 Tính tổn thất điện máy biến áp Tổn thất điện đáng kể mặt kinh tế trình vận hành hệ thống điện Trong nhà