Đồ án thiết kế phần điện nhà máy điện

Tài liệu Đồ án thiết kế phần điện nhà máy điện: Đại học bỏch khoa hà nội 1 ỗỗChiếế Thắắg HTĐĐk37 Đồ ỏn tốt nghiệp Đề tài: Phần điện nhà mỏy điện Đại học bỏch khoa hà nội 2 ỗỗChiếế Thắắg HTĐĐk37 MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN ............................... 3 CHƯƠNG I:TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CễNG SUẤT LỰA TRỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY ............................................................................. 3 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP ............................... 12 CHƯƠNG III:TÍNH NGẮN MẠCH ......................................................... 28 CHƯƠNG IV .............................................................................................. 48 CHƯƠNG V: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN THANH DẪN VÀ THANH GểP 54 CHƯƠNG VI .............................................................................................. 68 TÍNH TOÁN TỰ DÙNG............................................................................ 68 PHẦN II ....................................................................

pdf84 trang | Chia sẻ: haohao | Ngày: 04/11/2013 | Lượt xem: 929 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án thiết kế phần điện nhà máy điện, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đại học bách khoa hà nội 1 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Phần điện nhà máy điện Đại học bách khoa hà nội 2 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN ............................... 3 CHƯƠNG I:TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT LỰA TRỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY ............................................................................. 3 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP ............................... 12 CHƯƠNG III:TÍNH NGẮN MẠCH ......................................................... 28 CHƯƠNG IV .............................................................................................. 48 CHƯƠNG V: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN THANH DẪN VÀ THANH GÓP 54 CHƯƠNG VI .............................................................................................. 68 TÍNH TOÁN TỰ DÙNG............................................................................ 68 PHẦN II ...................................................................................................... 71 CHƯƠNG 1: ............................................................................................... 71 CHƯƠNG 2 ................................................................................................ 75 CHƯƠNG 3 ................................................................................................ 82 Đại học bách khoa hà nội 3 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN CHƯƠNG I:TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT LỰA TRỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Để đảm bảo chất lượng điện, đặc biệt là giữ vững tần số công nghệ 50HZ điện năng do các nhà máy điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với điện năng tiêu thụ ( kể cả tổn thất). Như vậy điều kiện cân bằng công suất là rất quan trọng, thực tế công suất tiêu thụ tại các phụ tải luôn luôn thay đổi, việc biết được quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải rất quan trọng đối với người thiết kế. Vận hành nhờ đồ thị phụ tải ta có thể lựa trọn phương án nối điện hợp lý đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất máy biến áp , phân bố tối ưu công suất giữa các nhà máy điện hoặc giữa các tổ máy trong một nhà máy điện , từ đó người vận hành sẽ chọn được phương thức vận hành hợp lý, chủ động lập được kế hoạch sửa chữa, đại tu định kỳ thiết bị điện. Theo nhiệm vụ thiết kế và các số liệu đã cho ta lập được đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp. I. CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN Căn cứ vào yêu cầu thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng hơi cho sẵn gồm 4 tổ máy công suất mỗi tổ máy là 50MW.cung cấp cho phụ tải địa phương, phụ tải trung áp,còn thửa phát lên cao áp Ta tra bảng chọn máy phátTB-50-2các thông số như sau: Bảng 1_1: loại thông số định mức Điện kháng tương đối N v/phút S(MVA) P(MW) U(KV) Cos IKA Xd" Xd' Xd TB 3000 62,5 50 10,5 0,8 5,73 0,135 0,3 1,84 II. TÍNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1. PHỤ TẢI ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT (PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG) ĐIện áp địa phương UđP=10 (KV) Công suất tác dụng lớn nhất PđP max =18 (MW) Hệ số Cos =0,82 Bao gồm 3 kép x 3MW và 6đơn x 2MW x 3 km Đồ án đã cho đồ thị phụ tải dưới dạng % tính toán về dạng có tên sau. 18 100 % 100 % 100% max  dPdp dp dp dPm dpt dP PP p P P P P Và : 82,0 dPtdPt dPt P Cos PS   (MVA) Đại học bách khoa hà nội 4 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 86,0 TtTt Tt P Cos PS   Trong đó: PđPt , SđPt là công suất tác dụng biểu kiến tại thời điểm t, căn cứ vào cách tính ta có: Bảng 1_2_1: Giờ 0  5 5  8 8  11 11  14 14  17 17  20 2022 22 24 PđP% 100 90 90 100 90 80 80 100 PđPt (MW) 18 16,2 16,2 18 16,2 14,4 14,4 18 SđP(MVA ) 21,95 19,76 19,76 21,95 19,76 17,56 17,56 21,95 Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải ngày sau: S(MVA) 21,95 21,95 21,95 19,76 19,76 17,56 0 2. PHỤ TẢI TRUNG ÁP: Điện áp trung: UT =100 (kV) Công suất tác dụng phía trung lớn nhất: PTmax =110(MW) Cos = 0,86 Bao gồm 1 lộ đường dây kép 75 (MW) Đề án đã cho đồ thị phụ tải dưới dạng % , tính toán về dạng có tên như sau: Và : (MVA) Trong đó : PTt ; STt là công suất tác dụng , công suất biểu kiến tại thời điểm t căn cứ vào cách tính ta tính được 110 100 % 100 %100% max max  TT T Tt T Tt T PPPP P PP Đại học bách khoa hà nội 5 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Bảng 1_2_2: Giờ 0  5 5  8 8  11 11  14 14  17 17  20 20  22 22 24 PT% 70 80 80 90 90 100 90 70 PTt MW 77 88 88 99 99 110 99 77 STt MVA 89,53 102,33 102,33 115,12 115,12 127,91 115,12 89,53 Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải sau: 3. PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY )(200. 100 %. 100 %100.% MWPPPP P PP nmnmdmnmnmt nmdm nmt nm  Và: 8,0   Cos Cos PS TtTt Trong đó: Pnmt; Snmt là công suất tác dụng, công suất biểu kiến tại thời điểm t Công suất nhà máy định mức Pnmđm =200 (MVA) Căn cứ vào cách tính toán ta có bảng sau: Bảng 1_2_3 Giờ 0  5 5  8 8  11 11  14 14  17 17  20 2022 2224 Pnm% 80 90 80 90 100 100 90 80 Pnmt(MW) 160 180 160 180 200 200 180 160 Snmt(MVA ) 192,8 216,9 192,8 216,9 241 241 216,9 192,8 Đại học bách khoa hà nội 6 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Từ bảng công suất ta có đồ thị phụ tải như sau: 4. PHỤ TẢI TỰ DÙNG TOÀN NHÀ MÁY: Phụ tải tự dùng toàn nhà máy được xác định theo công thức sau: ) 2,289 6,04,0( 83,0 24008,0)6,04,0( cos nmt nmdm nmt td nmdm tdt S S SPS    (MVA) Trong đó: Stdt: là công suất biểu kiến dùng toàn nhà máy tại thời điểm t : là số phần trăm lượng điện tự dùng so với công suất định mức toàn nhà máy  =8% Dựa vào công thức trên và bảng 1_2_3 ta có: Bảng 1_2_4 Giờ 0  5 5  8 8 11 11 14 14 17 17 20 2022 2224 Snmt(MVA ) 192,8 216,87 192,8 216,87 216,87 241 216,87 192,8 Stdt(MVA) 16,96 18,12 16,96 18,12 18,12 19,28 18,12 16,96 Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải dùng toàn nhà máy như sau: Đại học bách khoa hà nội 7 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 5.CÔNG SUẤT PHÁT LÊN HỆ THỐNG Trong yêu cầu thiết kế không có phụ tải cao áp 220 kV nên công suất phát lên hệ thống là lượng công suất thừa khi đã cung cấp đủ cho phụ tải Ở đây điện áp hạ, trung và tự dùng Công suất phát lên hệ thống là SHT )( tdtTtdptnmtHT SSSSS  Trong đó: SHT: Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t. Snmt: Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t. STt : Công suất phụ tải trung áp tại thời điểm t. Stdt : Công suất tự dùng tại thời điểm t. Từ công thức trên ta có các giá trị sau. Bảng 1_2_5: T(h) 0  5 5  8 8  11 11 14 14 17 17 20 20 22 2224 Snmt(MVA ) 192,77 216,87 192,77 216,87 216,87 241 216,87 192,77 SđPt(MVA) 21,95 19,76 19,76 21,95 19,76 17,56 17,56 21,95 STt(MVA) 89,53 102,33 102,33 115,12 115,12 127,91 115,12 89,53 Stđt(MVA) 16,96 18,12 16,96 18,12 18,12 19,28 18,12 16,96 SHT(MVA) 64,33 76,66 53,72 61,68 63,87 76,25 66,07 64,33 Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải nhà máy phát lên hệ thống như sau: Nhận xét: Nhà máy có 4 tổ máy với công suất mỗi tổ 60 MW bình thường nhà máy cung cấp đủ cho phụ tải ở các cấp điện áp, thừa mới phát lên hệ thống. Đại học bách khoa hà nội 8 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Nhà máy cung cấp cho phụ tải trung áp là lớn nhất 53% (127,91/241) trong tổng công suất với yêu cầu là phải cung cấp cho phụ tải trung áp liên tục vì ST max lớn hơn dự trữ quay của hệ thống phụ tải địa phương cao nhất chiếm 9,1% (21,95/241) gồm 3 đường dây kép và 6 dây đơn nên số mạch phân ra nhiều mức độ quan trọng cao đối với 3 đường dây kép nên cũng phải cung cấp điện liên tục . Do phụ tải cao áp không có nên lượng công suất thừa được phát về hệ thống bù cao nhất đạt 35,35 (76,66/216,87*100) Lượng công suất này sẽ làm cho hệ thống tăng thêm dự trữ quay và phân bố công suất tối ưu ,vận hành kinh tế hệ thống III. LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Nhà máy phải thiết kế có phụ tải địa phương lớn nhất: Sđm max = 21,95 (MVA) là lượng công suất lớn của một tổ máy SFđm=62,5 (MVA) %12,35100. 5,62 95,21  nên ta dùng thanh góp điện áp máy phát để cấp điện cho phụ tải địa phương trên thanh góp điện áp máy phát ta phải nối một máy phát điện, số tổ máy nối trên một máy phát đảm bảo sao cho khi một máy phát lớn nhất ngừng làm việc thì các máy khác còn lại phải cung cấp đủ điện cho phụ tải cực đại của địa phương và tự dùng giữa các thanh góp phân đoạn máy phát điện phải có kháng điện để hạn chế dòng ngắn mạch Sđmmax + Stđmax=21,95+19,28=41,23(MVA) SFđm = 62,5 vậy ta ghép được lớn hơn hoặc bằng hai máy phát lên thanh góp điện áp máy phát Nhà máy có trung tính lưới phát áp 220 kV, trung áp 110 kV là trung tính nối đất trực tiếp nên ta phải dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc phụ tải trung áp có đặc điểm 43,1 53,89 91,127 min max  T T S S nên ta ghép một đến hai bộ máy phát điện, máy biến áp hai quộn dây bên trung áp Công suất còn thừa phát lên hệ thống khi cực đại so với cực tiểu là. 43,1 72,53 66,76 min max  HT HT S S do vậy để cấp công suất lên hệ thống ta cần hai đến ba bộ trong đó bao gồm cả hai bộ máy phát máy biến áp tự ngẫu Phụ tải địa phương lấy bên cao qua một kháng điện trường dòng nối với hai thanh góp điện áp máy phát kiểu này rất thuận lợi vì nếu hỏng một trong số máy phát ghép trên thanh góp điện áp máy phát thì công suất từ hệ thống sẽ cấp cho phụ tải địa phương chỉ qua một lần máy biến áp tự ngẫu 1. CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Dựa vào nhận xét ở trên ta đưa ra bốn phương án nối dây sau. Đại học bách khoa hà nội 9 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37  PHƯƠNG ÁN I:  Có hai mạch nối vào thanh góp cao áp  Có bốn mạch nối vào thanh góp trung áp  Hai máy phát góp trên thanh góp điện áp máy phát  Hai máy biến áp tự ngẫu liên tục đặt bên cao áp, hai bộ máy phát máy biến áp, hai dây quấn đặt bên trung  Bố trí nguồn phụ tải cân xứng  Khi phụ tải trung áp cực tiểu STmin =89,53(MVA) < 2.SFđm =125(MVA) nên công suất truyền tải từ trung sang cao, điều này hợp lý đối với máy biến áp tự ngẫu  PHƯƠNG ÁN II  Có ba mạch nối vào thành góp cao áp  Có ba mạch nối vào thành góp trung áp  Hai máy phát trên thanh góp điện áp máy phát  Hai máy biến áp tự ngẫu liên lạc đặt bên cao áp, một bộ máy phát máy biến áp 2 dây quấn đặt bên trung áp, máy biến áp 2 dây quấn đặt bên cao áp  Phương án một và phương án hai tương đương nhau về kỹ thuật nhưng bộ máy phát điện máy biến áp 2 dây quấn nối bên cao áp 220 kV đắt tiền hơn so với lối bên trung áp 110kV  Ta phải dùng tới ba chủng loại máy biến áp dẫn đến không thuận tiện lắp ghép và vân hành Đại học bách khoa hà nội 10 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37  PHƯƠNG ÁN III Nhận xét:  Có hai mạch nối vào thanh góp điện cao áp  Có ba mạch nối vào thanh góp điện trung áp  Ba máy phát được ghép trên thanh góp điện áp máy phát  Hai máy biến áp tự ngẫu đặt bên cao để liên tục và có một bộ máy phát máy biến áp đặt bên trung  Phương án đảm bảo cung cấp điện  Số máy biến áp đơn giản nhưng công suất máy biến áp tự ngẫu lớn vì phải tải công suất của ba máy phát  Thiết bị phân phối bên cao _ trung áp đơn giản hơn Đại học bách khoa hà nội 11 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37  Thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát lại phức tạp, thiết kế bảo vệ Rơ le sẽ phức tạp hơn so với phương án trên  Khi hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc, máy biến áp tự ngẫu còn lại với khả năng quá tải máy biến áp bộ vẫn có thể cấp cho phụ tải phía trung vì công suất máy biến áp lớn  Dòng điện cướng bức qua kháng lớn  PHƯƠNG ÁN VI Nhận xét:  Có hai mạch nối vào thanh góp cao áp  Có hai mạch nối vào thanh góp trung áp  Phương án này cũng đảm bảo cung cấp điện  Số máy biến áp giảm đi, chỉ còn hai máy biến áp bên cao áp 220 kV và số công suất rất lớn, rất cồng kềnh  Thiết bị phân phối bên cao bên trung đơn giản  Thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát phức tạp hơn rất nhiều so với phương án trên vì có nhiều phân đoạn thiết kế bảo vệ Rơ le phức tạp .  Dòng điện cưỡng bức của kháng điện sẽ rất lớn và có thể không chọn được kháng điện phân đoạn. KẾT LUÂN: Trong hai phương án 1 và 2 cơ bản tương đương nhau về kỹ thuật nhưng phương án hai kém về kinh tế hơn, lắp đặt, thiết kế, vận hành không thuận tiện bằng phương án một. Ta quyết định loại phương án hai và giữ phương án một để thiết kế chi tiết tiếp. Đại học bách khoa hà nội 12 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Trong hai phương án 3 và 4 ta thấy rõ phương án 4 phức tạp hơn nhiều về kỹ thuật dẫn đến công tác vận hành, lắp đặt, thiết kế khó khăn, khó khả thi hơn phương án 3. Do vậy ta quyết định loại phương án 4 để lại phương án 3 để tính toán tiếp . Như vậy còn lại hai phương án 1 và 3 được thiết kế và so sánh tiếp. CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP I. PHƯƠNG ÁN I 1. CHỌN MÁY BIẾN ÁP a. Chọn máy biến áp_B3_B4: B3_B4 là máy biến áp trong sơ đồ nối, bộ được chọn cùng loại theo điều kiện SB3đm = SB4đm ≥ SFđm SFđm =62,5(MVA) nên ta chọn máy biến áp loại TPDU-63/115/10,5. Tra bảng thông số sau: Bảng II_1 điện áp cuộn dây kV loại Sđm (MVA) C T H P0 PN UN% I0% số lượng giá 103 rúp TPDU 63 121 10,5 59 245 10,5 0,6 0,2 Kiểm tra quá tải. Máy biến áp troang sơ đồ nối bộ không cần kiểm tra quá tải vì khi hỏng máy phát hay máy biến áp của thì cả bộ đều phải ghỉ. Do vậy máy biến áp không bị quá tải b. Chọn máy biến áp tự ngẫu B1_B2:  Chọn công suất định mức: Khi bình thường máy biến áp phải được hết công suất thừa lớn nhất từ thanh góp điện áp máy phát. chọn B1 - B2 cùng loại theo điều kiện sau: ) 2 ([ 2 1 maxmin2 1 21 td dm i FdmdmBdmB SSSSS    9,48)] 2 28,1956,17(5,62.2[ 5,02 1 21   dmBdmB SS (MVA) Từ đó ta chọn máy biến áp B1, B2 loại TADUTH -100 Bảng II_2 điện áp cuộn dây tổn thất (kW) UN% loại Sđm (MVA) C T H P P C-T C-H T-H I0% giá 103 rúp AT 100 230 121 11 65 260 11 31 19 0,5  Kiểm tra sự cố: Đại học bách khoa hà nội 13 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Sự cố nguy hiểm nhất vào lúc phụ tải trung áp cực đại STmax =127,91 (MVA) lúc 17h - 20h tương ứng với thời điểm này phụ tải các cấp điện áp khác là: SđP =17,56 (MVA) Snm = 250 (MVA) Std =19,28(MVA) SHT =76,25 (MVA) Trường hợp 1: khi sự cố một bộ máy phát _ máy biến áp bên trung (sự cố B3 , B4 ) giả sử hỏng B3. khi máy biến áp B3 ngừng làm việc thì biến áp B4 còn lại, kể cả B1, B2 với khả năng quá tải phải đảm bảo cho STmax Điều kiện: KCqTảI .. ( SB1đm+ SB2đm ) + SbộT  SmaxT 1,4.0,5.(100+100)+57,68=197,68 (MVA) > 127,91(MVA) )(68,57 4 28,195,62 4 max ˆ MVA SSS tdFdmToB   Trong đó: SBộ T là công suất một máy biến áp bên trung tải Phân bố công suất khi sự cố như sau: Phía hạ của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau: )(9,48]56,17 2 28,195,622[ 2 1] 2 2[ 2 1 21 MVAS SSSS dptdFdmHBHB  phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau: )(115,35 2 68,5791,127 2 ˆ max 21 MVA SS SS TobT TBTB       phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau: )(785,13115,359,48)(2)(1)(2)(1 MVASSSS TBHBCBCB  Công suất thiếu về hệ thồng so với lúc bình thường là: )(100)(86,48785,13225,76)(1ˆ MVAMVASSS CBHTuethi  )(100)( MVASS BdmCB  Đại học bách khoa hà nội 14 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 )(50100.5,0.)( MVASSS BdmtHB   50)(  tTB SS (MVA) Vậy máy biến áp không bị quá tải. Công suất thiếu nhỏ hơn công suất dự phòng. Kết luận: máy biến áp chọn đạt yêu cầu: Trường hợp 2: Khi sự cốmột máy biến áp tự ngẫu liên lạc B1 hoặc B2, giả sử B1 sự cố, khi đó máy biến áp B3,B4 còn lại và B2 kể cả khả năng quá tải phải đảm bảo STmax Điều kiện: 1,4.0,5.100+ 2.57,68 = 185,36 > 127,91 (MVA) (Điều kiện thoả mãn) Phân bố công suất khi sự cố như sau: Phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 mang tải như sau: Khả năng phát Khả năng tải: Vậy: Phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 chỉ tải được 70(MVA) Phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải sau: SB2(T) = STmax - 2.SbộT = 127,91 - 2.57,68 =12,55 (MVA) Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu B2 sẽ mang tải như sau: max 22 .2.α. TBéTdmBqtB SSSK  )(8,9756,17 4 28,19.25,62.2 4 .2.2)(2 MVAS S SS dp td FdmHB  )(70100.5,0.4,1 MVAS qt  )(45,5755,1270)(2 max )(2)(2 MVASSS TBHBCB  Đại học bách khoa hà nội 15 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Công suất thiếu bên cao áp so với lúc bình thường là: Sthiếu = SHT - SB2(C =76,25-57,45=18,8(MVA) Sthiếu < Sdt = 100 (MVA) Điều kiện thoả mãn Như vậy: Máy biến áp tự ngẫu chỉ bị quá tải phía hạ trong phạm vi cho phép vì khả năng tải của nó là: Sqt = 1,4.2.SBdm = 1,4.0,5.100 = 70 (MVA) Về phía hạ, hai cấp còn lại cao và trung đều không quá tải c. PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP: Đối với các bộ máy phát - máy biến áp ( F3-B3, F4-B4 ) để vận hành đơn giản ta cho máy phát mang công suất bằng phẳng trong suốt quá trình làm việc, khi đó công suất qua máy biến áp là: SB3 = SB4 = Sbộ T = 57,68 (MVA) Đối với máy biến áp tự ngấu B1, B2 tính phân bố công suất cho từng phía cao_trung_hạ: Phía trung của một tự ngẫu sẽ mang tải: )SS( 2 1S 2 1 béTt T TN  Phía cao của tự ngẫu sẽ mang tải: 2 FHTC TN SS  Phía hạ áp của một tự ngẫu mang tải: T TN C TN H TN SSS  Từ các công thức trên ta dựa vào bảng 1_2_5 ta có bảng phân bố công suất sau: Bảng II _ 3 T(giờ) 0  5 5  8 8  11 11  14 14  17 17  20 20  22 22  24 SbộT (MVA) 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 STNC(MVA ) 32,165 38,33 26,86 30,69 31,935 38,125 33,035 32.165 STTN (MVA) -12,915 -6,515 -6,515 -0,12 -0,12 12,55 -0,12 -12,915 MBA Tự Ngẫu SHTN (MVA) 19,25 31,815 20,345 30,57 31,815 50,675 32,915 19,25 Dấu trừ trong bảng trên có nghĩa là trong khoảng thời gian đó công suất được truyền từ thanh góp 110 kV sang thanh góp 220kV qua máy biến áp liên lạc 2. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP a. máy biến áp nối bộ B3, B4 B3, B4 được tính tổn thất điện năng theo công thức sau: Đại học bách khoa hà nội 16 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 )()(1.. 20 kWhT S P n TPnA N   Bdm bé bé S Trong đó: n :là số máy biến áp hai cuộn dây, vận hành song song (n=2) T: Thời gian vận hành trong năm (T=8760 giờ) Sbộ: là công suất tải của máy biến áp nối bộ bên trung (MVA) P0 ; PN: là tổn thất không tải, tổn thất ngắt mạch của máy biến áp(kW) SBđm : là công suất định mức của máy biến áp (MVA) Theo công thức trên ta có: )(8760) 63 68,57.2.(245. 2 18760.59.2 2 kWhA  bé Abộ = 4631750 (kWh) b. máy biến áp tự ngẫu liên lạc Tổn thất điện năng theo công thức sau: i Bdm HN HN Bdm iT NT Bdm iC CNTN tS S P S SP S SP n TPnA   ])()()([1.365.. 2__2_2_0 Trong đó: n là số máy biến áp làm việc song song P0, PNC, PNH là tổn thất không tải, tổn thất ngắt mạch của cuộn cao, trung, hạ áp của máy biến áp tự ngẫu SiC; SiT; SiH là công suất qua các cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp Tính: PN_C; PN_T; PN_H  là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu ( = 0,5) PN_C,T = 290 (kW) ‘đã cho’      kWPPPP kW PP PP kW PP PP kWPPP HTNHCN TCNHN HCNHTN TCNTN HTNHCN TCNCN HCNHTNHCN 390 5,0 1301302605,0 α α 130 5,0 1301302605,0 α α 130 5,0 1301302605,0 α α )(130 2 260. 2 1 22 ____ ___ 22 ____ ___ 22 ____ ___ ______                                             Từ công thức trên ta tính cho một máy Đại học bách khoa hà nội 17 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 )(1023047 )(1023047}2]) 100 25,19.(390) 100 915,12.(130) 100 165,32.(130[ 2]) 100 915,32.(390) 100 12,0.(130) 100 035,33.(130[ 3]) 100 675,50.(390) 100 55,12.(130) 100 125,38.(130[ 3]) 100 815,31.(390) 100 12,0.(130) 100 975,69.(130[ 3]) 100 57,30.(390) 100 12,0(130) 100 69,30.(130[ 3]) 100 345,20.(390) 100 515,6.(130) 100 86,26.(130[ 3]) 100 815,31.(390) 100 33,38.(130) 100 33,38.(130[ 5]) 100 25,19(390) 100 915,12.(130) 100 165,32.(130.{[3658760.65 222 222 222 222 222 222 222 222 kWhA kWh A TN TN                      Vậy tổn thất điện năng của hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 là: A2TN = 2. ATN = 2.1023047 = 2046094 (kWh) Tổn thất điện năng phương án một là: A1 = A2TN + Abộ = 2046094+4631750=6677844 (kWh) 3. CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN Phụ tải điện áp máy phát Đại học bách khoa hà nội 18 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Để xác định dòng cưỡng bức qua kháng phân đoạn ta xét các trường hợp sau: Khi bình thường: Dòng qua kháng phân đoạn bằng không : Ibtk = 0 (A) Khi sự cố máy phát một: (F1) Công suất qua máy biến áp B1, B2 là: )(864,17) 82,0 18- 4 28,19-5,62.( 2 1)- 4 -.( 2 1 maxmax 21 MVAS SSSS dmtdFdmquaBquaB  Công suất qua kháng K là: )(35,23 82,0 5,1.3864,17 1 MVAS SSS quaK pdtquaBquaK   Trong đó: 82,0cos pdl m pdl pdt PP S   Khi sự cố máy biến áp B2, công suất qua máy biến áp B1 là: )(3,235,62 4 28,19 82,0 2 3.35,1.3 100.5,0.4,1 4 ..4,1 max 11 MVAS SSSSS quaK Fdm td pddmBquaK      Dòng điện cưỡng bức lớn nhất qua kháng là: )(3,1 35,10 5.23 3 max KA U S I quaKcbK  Từ đó ta chọn loại PbA-10-1500-10: Đại học bách khoa hà nội 19 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Có IdmK = 1500 (A); XK% = 10% 4. TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN CƯỠNG BỨC a. Phía hạ áp 10kV:  Dòng điện cưỡng bức của máy phát )(608,3 35,10 5,62.05,1 3 .05,1.05,1 kA U SII F dm pdmCb   Dòng cướng bức mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu )(849,3 3.5,10 100.4,1.5,0 3 .. )2(1 kA U SK I F BdmBqt Cb    Dòng điện cưỡng bức mạch kháng phân đoạn là ICb = 1,3 (kA) b. Phía trung 110 kV:  Dòng điện cưỡng bức của thanh góp điện áp trung Về phía phụ tải trung áp: Căn cứ vào giả thiết ở phụ tải cấp điện áp trung ta có dòng điện lớn nhất một đường dây kép: )(438,0 3115 86,0 75 3 cos.2 KA U P II btcb    Về phía máy biến áp nội bộ: )(344,0 3115 5,62.05,1 3115 .05,1 kASI FdmCb   Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu: Theo kết quả tính toán ở mục máy biến áp tự ngẫu (chương II_I_2 ) và phân bố công suất ở bảng II_3 ta có: Khi bình thường: SB1(T) = SB2(T) = 13,95MVA Khi sự cố 1: SB1(T) = SB2(T) = 35,115MVA Khi sự cố 2: SB2(T) = 12,55MVA )(184,0 3115 115,35 3115 max max kASI cb   Kết luận: Dòng điện cưỡng bữc lớn nhất bên trung là: )kA(438,0I maxcb   Phía cao 220kV Dòng điện cưỡng bức 220kV Về phía hệ thống: )(192,0 3230 66,76 3 max kA U SI HTcb  Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu Theo kết quả đã tính ở mục chọn máy biến áp tự ngẫu (I-1-b); mục phân bố công suất ở bảng II-3 ta có: Đại học bách khoa hà nội 20 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Khi bình thường:      MVASS CBCB 33,38max2max1  Khi sự cố 1 : 785,13)(2)(1  TBTB SS (MVA) Khi sự cố 2 :    MVAS TB 45,572  )(144,0 3230 45,57 3230 max max kASI Cb  Kết luận: Dòng điện cưỡng bức lớn nhất bên cao áp là: ImaxCb = 0,192 (kA) II. PHƯƠNG ÁN III: 1. CHỌN MÁY BIẾN ÁP: Chọn giống phương án một ta cũng chọn máy biến áp loại TPDU- 63/115/10,5 Bảng II_4:1 Điện áp cuộn dây (kA) Loại Sđm (MVA) C T H P0 PN UN % I0 % Số Lượng Giá 103 rúp TPDU 63 121 10,5 59 245 10,5 0,6 0,1 2. CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU B1, B2: a. chọn công suất định mức: Khi bình thường máy biến áp phải được hết công suất thừa lớn nhất từ thanh góp điện áp máy phát: Chọn B1, B2 cùng theo điều kiện sau: )(48,155] 4 28,19356,175,623[ 5,0.2 1 ] 4 3([ 2 1 2 1 21 max min 3 1 21 MVASS SSSSSS dmBdmB td dm i PdmthõadmBdmB     Từ đó ta chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 loại ATDUTH-1 Bảng II_5: Điện áp cuộn dây(kV) Tổn thất (kW) UN % Loại Sđm MB A C T H P0 PN-C- C - T C - H T - H I % Số Lượn g ATDUTH 200 230 121 13,8 125 360 11 32 20 0,39 02 b. Kiểm tra sự cố: Sự nguy hiểm nhất vào lúc phụ tải trung áp cực đại SmaxT = 127,91(MVA) từ 17 - 20h tương ứng với thời điểm này phụ tải các cấp điện áp khác là Sdm = 17,56 (MVA) Snm = 250 (MVA) Std = 19,28(MVA) SHT = 176,25 (MVA)  Trường hợp I: Đại học bách khoa hà nội 21 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Khi sự cố bộ máy phát, máy biến áp bên trung (sự cố b3)khi máy biến áp B3 ngừng làm việc thì máy biến áp B1, B2 với khả năng quá tải phải đảm bảo cho STmax Điều kiện:   maxTdm2Bdm1Bqt S)SS.(α2B1BK2  )(91,127448)160160.(5,04,12 MVA Điều kiện thoả mãn: Phân bố công suất khi sự cố như nhau:  Phía hạ của một máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau: )(44,77]56,17 4 28,19.35,623[ 2 1 ] 4 .3.3[ 2 1 21 MVA SSSSS dptdFdmHBHB    Phía trung của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau: )(955,63 2 91,127 2 max )(2)(1 MVA SSS TTBTB   Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau: )(485,13955,6344,77)(2)(1 MVASS CBCB   Lượng công suất còn thiếu về cao áp so với lúc bình thường là: )(801605,0 )(160 )(100 )(28,49485,13225,76 )( )( )(1 MVASSS MVASS MVASS MVASSS BdmHTB BdmCB dtthiÕu CBHTthiÕu      Vậy máy biến áp không bị quá tải: Kết luận: Vậy máy biến áp chọn đạt yêu cầu Đại học bách khoa hà nội 22 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37  Trường hợp II: Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu liên lạc B1 hoặc B2. Giả sử B1 sự cố khi đó máy biến áp B3 còn lại và B2 kể cả khả năng quá tải phải đảm bảo STmax Điều kiện: maxTbéTdm2B2qtB SSSαK  )(91,127)(68,16968,571605,04,1 MVAMVA  Điều kiện trên thoả mãn: Phân bố công suất khi sự cố như nhau.  Phía hạ của máy biến áp tự ngẫu B2 mang tải như sau: Khả năng phát dm td Fdm)H(2B S4 S3S3S  )(48,15556,17 4 28,1935,623 MVA Khả năng tải )(112160.5,04,14,1 2 MVASS dmBqt   Vậy phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 chỉ tải được 112 (MVA)  Phía trung của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau: )(23,7068,5791,127max)(2 MVASSS béTTTB   Phía cao của máy biến áp tự ngẫu )(77,4123,70112)(2 max )(2)(2 MVASSS TBHBCB   Công suất thiếu bên cao áp so với lúc bình thường là )(100 )(48,3477,4125,76)(2 MVASS MVASSS dtThiÕu CBHTThiÕu    Điều kiện thoả mãn Như vậy: Máy biến áp không bị quá tải phía trung và phía hạ quá tải trong phạm vi cho phép Đại học bách khoa hà nội 23 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 3. PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP Đối với các bộ máy phát - máy biến áp ( F3 - B3 ) tương tự như phương án một ta có: SB3 = Sbộ = 57,68 (MBA) Đối với máy biến áp B1; B2 thính phân bố công suất cho từng phía cao, trung, hạ  Phía trung của một tự ngẫu sẽ mang tải: )SS( 2 1S béT1T C TN   Phía cao của một tự ngẫu sẽ mang tải : 2 SS HTCTN   Cuộn hạ của một tự ngẫu mang tải: T TN C TN H TN SSS  Từ công thức trên và dựa vào bảng I_5 ta có bảng phân bố công suất sau: Đại học bách khoa hà nội 24 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Bảng II_6 Giờ 0 - 5 5 - 8 8 - 11 11 - 14 14 - 17 17 - 20 20 - 22 22 - 24 STNC 32,165 38,33 26,86 30,69 31,935 38,125 33,035 32,165 STNT 15,925 22,325 22,325 28,72 28,72 35,115 28,72 15,925 STNH 48,09 60,655 49,185 59,41 60,655 73,25 61,755 48,09 SB3:B4 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 III. TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP: 1. MÁY BIẾN ÁP NỘI BỘ: B3 được tính tổn thất điện năng giống B3; B4 ở phương án một )(2315875 2 4631750 2 0 3 kWh AAB b  2. MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU LIÊN TỤC: Tương tự phương án một tính tổn thất điện năng theo công thức   t])S S .(P) S S.(P) S S.(P[.365. n 1.TPnA 2 dm H_N H_N 2 Bdm iT T_N 2 Bdm C C_N0TN Tính PNC ; PNT ; PNH  là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu ( = 0,5 ) PNCT = 380 (đã cho trước) )(570] 5,0 190190380[5,0][ )(190] 5,0 190190380[5,0][ )(190] 5,0 190190380[5,0][ )(190 2 380 2 1 25 __ _ 22 __ _ 22 __ _ ___ kW PP PP kW PP PP kW PP PP kWPPP HNTCNH HNNH HNCHNT NTTN HNCTNC TNCNC HNCHNTTNC                       Từ công thức trên ta tính được cho một máy:  5]) 160 09,48.(570) 160 925,15.(190) 160 165,32.(190{[365876085 222TNA Đại học bách khoa hà nội 25 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 )(15052955}2]) 160 09,48.(570) 160 925,15.(190) 160 165,32.(190[ 2]) 160 775,61.(570) 160 72,28.(190) 160 035,33.(190[ 3]) 160 25,73.(570) 160 115,35.(190) 160 125,38.(190[ 3]) 160 655,60.(570) 160 72,28.(190) 160 935,31.(190[ 3]) 160 41,59.(570) 160 72,28.(190) 160 69,30.(190[ 3]) 160 185,49.(570) 160 325,22.(190) 160 86,26.(190[ 3]) 160 655,60.(570) 160 325,22.(190) 160 33,38.(190[ 222 222 222 222 222 222 222 kWh       )(15052955 kWhATN  Vậy: Tổn thất điện năng của hai máy biến áp tự ngẫu B1; B2 là: )(301059115052955222 kWhAA TNTN  Tổng tổn thất điện năng phương án ba là: )(53264662315875301059121 KWhAAA béTN  IV. CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN Phụ tải điện áp máy phát gồm ba đường kép 3MW  3km và 6đường dây đơn  2MW  3km Tương tự phương án một ta phân phối phụ tải như sau: Đại học bách khoa hà nội 26 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Để xác định dòng cưỡng bức qua kháng phân đoạn ta sét trường hợp sau: Dòng qua kháng phân đoạn là )(385,1] 35,10 ) 4 28,19 82,0 2 325,12 (5,62 [ 2 1) 3 4 ( ( 2 1 max 2 kA U SSS I td PdmFdm bTk        Khi sự cố máy phát F1: Công suất qua máy biến áp B1; B2 là: MVASSSSS dptdFdmquaBquaB 114,4982,0 18 2 28,195,62.2 2 1 2 2 2 1 maxmax 21              Công suất qua kháng phân đoạn là:   MVASSS BqBpdquaK 772,5282,0 5,1.2114,49211  Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu B2: công suất qua kháng là: Fdm max pd 1pddm1Bqk S4 S SS.α.4,1S  MVASqk 64,615,624 28,19 82,0 2 325,1.2 160.5,0.4,1    Dòng điện cưỡng bức lớn nhất qua kháng k là: kA U S I qkcbk 4,335,10 64,61 3 max  Từ đó ta chọn kháng phân đoạn loại: PbA-10-4000-12 Có IđmK = 4000A XK% = 12 V. TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN CƯỠNG BỨC  Phía hạ 10kV: Dòng điện cưỡng bức của máy phát kA U SII F Fdm Fdmcb 608,335,10 5,6205,1 3 05,105,1  Dòng điện cưỡng bức của mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu:   kA U Sk I F BdmBqt cb 158,635,10 160.4,1.5,0 3 . 21.   Dòng qua kháng phân đoạn = 3,4 (kA)  Phía trung 110kV Dòng điện cưỡng bức của thanh góp điện áp trung  Về phía cấp cho phụ tải trung áp căn cứ vào giả thiết cho phụ tải cấp điện áp trung ta có: Đại học bách khoa hà nội 27 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Dòng điện lớn nhất một đường dây kép: )kA(438,0 3115 83,0 75 3U cos P btI.2cbI  φ  Về phía trung áp máy biến áp tự ngẫu Theo kết quả đã tính ở mục trọn máy biến áp tự ngẫu (II.1a2) mục phân bố công suất ở bảng (II1a3) ta có:  Khi bình thường: )(115,35max )(2 max )(1 MVASS TBTB   Khi sự cố 1 : )(23,70)(2)(1 MVASS TBTB   Khi sự cố 2 : )(955,63)(2 MVAS TB  369,0 3115 023,70 3115 max max  cb SI Kết luận: dòng điện cưỡng bức lớn nhất bên trung là )(438,0max kAI cb   Phía cao 220 KV:  Dòng điện cưỡng bức phía 220 KV Về phía nối với hệ thống: )(192,0 3230 66,76 3 max KA U SI HTcb   Về phía cao của máy biến áp tự ngẫu Theo kết quả tính ở mục chọn máy biến áp tự ngẫu (chương II_I_2)mục phân bố công suất bảng (II_3) ta có:  Khi bình thường: 785,13max )(2 max )(1  CBCB SS  Khi sự cố 1 : 33,38)(2)(1  TBTB SS  Khi sự cố 2 : 77,41)(2 TBS )(105,0 3230 77,41 3230 max max KASI cb  Kết luận: dòng điện cưỡng bức lớn nhất bên cao áp là: )(192,0max KAI cb  Đại học bách khoa hà nội 28 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 CHƯƠNG III:TÍNH NGẮN MẠCH A. PHƯƠNG ÁN 1: I. CHỌN ĐIỂM NGẮN MẠCH  N1, N2 có nguồn cung cấp các máy phát lên hệ thống  N3 có nguồn cung cấp là các máy phát và hệ thống với giả thiết lúc đó máy biến áp B1 nghỉ  N4 có nguồn cung cấp gồm các máy phát trừ máy phát F1  N4’ nguồn cung cấp chỉ riêng F1  N5 nguồn cung cấp là các máy phát và hệ thống trừ máy phát F1 nghỉ và (IN5 = IN3 - IN4’ )  N6 nguồn cung cấp là các máy phát và hệ thống INb = IN4+IN4’ II. LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ  Tính điện kháng tương đối cơ bản Chọn: Scb=100(MVA) ; Ucb=UTb (230; 115; và 10,5 KV)  Điện kháng của máy phát điện: 4 tổ máy phát giống nhau X1 = X2 = X3 = X4 = X4’ = Xd” 5,62 100.146,0 dm cb S S = 0,216 Điện kháng của đường dây nối với hệ thống: X0 = 0,4 (/Km) Đại học bách khoa hà nội 29 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 03,0 230 100. 2 80.4,0 .2 .. 220  cb cb D U SLXX  Điện kháng của hệ thống: XHT = XHT. 004,03000 100.12,0  HT cb S S  Điện kháng của kháng điện PbA-10-1500-10 (XK% = 10) XK = 67,3,05,1 1. 5,10.3 100. 100 10. 100 %  dmK cbK I IX Trong đó: Icb = 505,5 5,10.3 100 U.3 S cb cb   Điện áp của máy biến áp ba pha hai cuộn dây: XB3 = XB4 = 63 100. 125 5,10. 100 %  Bdm cbN S SU = 0,1667  Điện áp ngắt mạch của máy biến áp tự ngẫu: UN%C = 2 1 .(UNC-T% + UNC-H% - UNT-H%) = 0,5.(11 + 31 - 19) = 11,5 UN%C = 2 1 .(UNT-H% + UNC-T% - UNC-H%) = 0,5(19 + 11 - 31) = -0,5 UN%H = 2 1 .(UNT-H% + UNC-T% - UNC-H%) = 0,5(31 + 19 - 11) =19,5 Đại học bách khoa hà nội 30 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37  Điện kháng máy biến áp tự ngẫu: Phía cao áp: XC = XCB1 = XCB2 = 115,0100 100. 100 5,11. 100 % 1  dmB cbNC S SU Phía trung áp: XT = XTB1 = XTB2 = 005,0100 100. 100 5,0. 100 %    Bdm cbNT S SU XT < 0 nên coi XT = 0 Phía hạ áp: XH = XHB1 = XHB2 = 195,0100 100. 100 5,19. 100 %  Bdm cbNH S SU III. TÍNH NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM 1. TÍNH NGẮN MẠCH TẠI N_1 Sử dụng tính chất đối xứng tại N_1 ta gặp đôi sơ đồ (không còn XK nữa) Trong đó: X5 = XD = XHT = 0,03 + 0,004 = 0,034 X6 = 2 115,0 2 C X = 0,0575 X7 = 2 195,0 2 H X = 0,0975 X8 = 2 216,0 2 F X = 0,108 X9 = 19135,02 216,01667,0 2     FB XX X10 = (X7 + X8 )//X9 = 19135,0108,00975,0 19135,0).108,00975,0().( 987 987      XXX XXX = 0,099 X11 = X10 + X6 = 0,099 + 0,0575 = 0,1566 Đại học bách khoa hà nội 31 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37  Điện kháng tính toán tương đối định mức: 3915,0 100 250.1566,0.11 11  cb nm ttdm S SXX 02,1 100 3000.034,0.55  cb HT ttdm S SXX Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điện công suất trung bình ta có: Với Xttdm11 = 0,3915 có K0 = 2,5 ; K01 = 2,2 ; K02 = 2,05 ; K05 = 1,9 ; K = 2,05 Với Xttdm5 = 1,23 có K0’ = 0,97 ; K01’ = 0,93; K02’ = 0,92; K05’ =0,89 K’ = 0,114 Từ công thức : INT = Kt.I Trong đó: tbdmU.3 S I   Ta có: )(53,7 230.3 3000 .3 ' )(6276,0 230.3 250 3 KA U SI KA U SI tbdm HT tbdm nm     Dòng ngắn mạch ba pha tại N_1 là: IN-1” = K0.I + K0’.I’ = 2,5.0,6276 + 0,97.7,531 = 8,874 (KA) IN-1(01) = K01.I + K01’.I’ = 2,2.0,6276 + 0,93.7,531 = 8,385 (KA) IN-1(02) = K02.I + K02’.I’ = 2,05.0,6276 + 0,9.7,513 = 8,051 (KA) Đại học bách khoa hà nội 32 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 IN-1(05) = K05.I + K05’.I’ = 1,9.0,6276+ 0,89.7,531 = 7,895 (KA) IN-1 = K.I + K’.I’ = 2,05.0,6276 + 1,14.7,531 = 9,872 (KA) ixkN-1 = 1,8. 2 .IN-1” = 1,8. 2 .8,874 = 22,59 (KA) 2. TÍNH NGẮN MẠCH N_2: Sử dụng H_2_1 nhưng điểm ngắn mạch được chuyển sang N_2 Trong đó: X12 = X7 + X8 = 0,0975+0,108=0,2055 X13 = X5 + X6 = 0,034 + 0.0575 =0,0915 X14 = X12//X9 = 19135,02055,0 19135,0.2055,0. 94 912    XX XX = 0,099 Điện kháng tính toán tương đối định mức 745,2 100 3000.0915,0.1313  cb HT ttdm S SXX 2475,0 100 250099,0 100 .14 14  nmttdm SXX Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điện công suất trung bình ta có: Với Xttdm14 = 0,2475 có K0 = 4,2; K01 = 3,4; K02 = 3,05; K05 = 2,7; K =2,4 Với Xttdm13 = 2,61 có Ko’ = 0,405; K01’ = 0,37; K02’ = 0,38; K05’ = 0,355; K’ 0,405 Ta có: )(255,1 115.3 250 .3 KA U SI tbdm nm  Đại học bách khoa hà nội 33 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 )(08,15 115.3 3000 3 ' KA U SI tbdm HT  Dòng ngắn mạch ba pha tại N_2 là: IN-2” = K0.I + K0’.I’ = 4,2.1,255+ 0,405.15,08 = 11,38 (KA) IN-2(01) = K01.I + K01’.I’ = 3,4.1,255 + 0,37.15,08 = 9,85 (KA) IN-2(02) = K02.I + K02’.I’ = 3,05.1,255 + 0,38.15,08 =9,56 (KA) IN-2(05) = K05.I + K05’.I’ = 2,7.1,255 + 0,355.15,08 = 8,74 (KA) IN-2 = K.I + K’.I’ = 2,4.1,255 + 0,405.15,08 =9,12 (KA) iXkN-2 = 1,8. 2 .IN-2” = 1,8. 2 .11,38 = 28,97 (KA) 3. TÍNH NGẮN MẠCH TẠI N_3 Với giả thiết máy biến áp B1 nghỉ: Trong đó: X15 = XHT + XP + XC = 0,004 + 0,03 + 0,115 = 0,149 Biến đổi hình sao (X15; X9; XH ) thành sơ đồ tam giác X16 = X15 + XH + 19135,0 195,0.149,0. 9 15  X XX H + 0,149+0,195=0,496 X17 = X9 + XH + 637,01195,019135,0149,0 195.0.19135,0. 15 9  X XX H X18 = X2//X17 = 161,0637,0216,0 637,0.216,0. 172 172     XX XX Biến đổi sơ đồ hình sao (X16 ; X18 ; XK ) thành sơ đồ tam giác X19 = X18 + XK + 647,0496,0 367,0.161,0367,0161,0. 16 18  X XX k x 0,1667 x 0,1667 x 0,367 k 1 x 0,216 x 0,216 x 0,216 e1 e2 2 x 0,216 e3 e4 3 4 ht x 0,004 d x 0,03 x 0,115 h x 0,195 c B ht h t x 0,1994 x 0,367 k x 0,367 k e234 x 0,216 x 0,216 e1 e2 1 2 x 0,216 e1 1 x 0,647 19 234 x 0,647 x 0,161 x 0,216 e1 18 1 19 x 0,004 x 0,19135 x 0,496 x 0,195 h 16 15 x 0,637 17 x 0,496 16 x 0,004 20 9 h t h t 20 h t Đại học bách khoa hà nội 34 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 X20 = XK + X16 + 994,1161,0 367,0.496,0496,0367,0. 18 16  X XX K X21 = X19 // X1 = 162,0216,0647,0 216,0.647,0. 119 119     XX XX Điện kháng tính toán tương đối định mức 405,0 100 250.162,0. 82,59 100 3000.994,1. 21 21 20 20   cb nm ttdm cb HT ttdm S SXX S SXX Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điện công suất trung bình ta có: Với Xttdm21 = 0,42 có K0 = 0,44; K01 = 2,05; K02 = 1,95; K05 = 1,8; K = 2,0 Với Xttdm20 =48,09 >3 nên ta có thể tính ngay được thành phần chu kỳ 76,2 82,59 152,165   ttdm N X I I Trong đó: )KA(125,165 5,10.3 3000 U.3 SI tbdm HT'  )(75,13 5,10.3 250 .3 KA U SI tbdm nm  Dòng ngắn mạch ba pha tại N_3 là: I”N-3 = K0.I + IN = 2,44.13,75 + 2,76 = 36,22 (KA) IN-3(01) = K01.I + IN = 2,05.13,75 + 2,76 = 30,9475 (KA) IN-3(02) = K02.I + IN = 1,95.13,75 +2,76 = 29,5725 (KA) IN-3(05) = K05.I + IN = 1,8.13,75 + 2,76 = 27,51 (KA) IN-3() = K.I + IN = 2,0.13,75 + 2,76 = 30,26 (KA) iXK = 1,8. 2 .I”N-3 = 1,8. 2 .36,22 = 92,2 (KA) Đại học bách khoa hà nội 35 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 4. TÍNH NGẮN MẠCH TẠI N_4: Giả thiết máy phát F1 nghỉ: 0945,0 367,0195,0195,0 195,0.367,0. 05,0 367,0195,0195,0 195,0.195,0. 23 22           KHH HK KHH HH XXX XXX XXX XXX X24 = X23 = 0,0945 Biến đổi sơ đồ hình sao (X13; X22; X9 ) thành sơ đồ tam gác: X25 = X13 + X22 + 19135,0 05,0.0915.005,00915,0. 9 2213  X XX = 0,1654 X26 = X22 + X9 + 346,00915,0 119135,0.05,019135,005,0. 13 922  X XX X27 = X24 + X2 = 0,0945 + 0,216 = 0,3105 Biến đổi sơ đồ hình sao (X23; X25; X27 ) thành sơ đồ tam giác: 35,0 1654,0 163,00945,0163,00945,0 . 355,0 163,0 0945,0.1654,00945,01654,0 . 25 2723 272329 27 2325 232528     X XX XXX X XX XXX Điện kháng tính toán tương đối định mức: x c 0,115 x h 0,195 x 24 0,0945 x 22 0,05 x c 0,115 x h 0,195 x 9 0,19135 x 2 0,216 x k 0,367 x 23 0,0945 x 29 0,35 x 22 0,05 x 23 0,0945 x 24 0,0945 x 13 0,0915 x 9 0,19135 x 2 0,216 x 26 0,346 x 25 0,1654 x 25 0,1654 x 27 0,3105 x 29 0,35 x 23 0,0945 x 5 0,034 163,0 3105,0346,0 3105,0.346,0// 2726 , 27   XXX Đại học bách khoa hà nội 36 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 066 100 5,62.3.35,0 .3 . 65,10 100 3000.355,0. 29 29 28 28   cb Fdm ttdm cb HT ttdm S S XX S S XX Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điện công suất trung bình ta có: Với Xttdm29 = 1,055 có K0 = 1,5; K01 = 1,5; K02 = 1,4; K05 = 1,3; K = 1,1,55: Với Xttdm28 >3 nên ta có thể tính ngay được thành phần chu kỳ: 5,15 65,10 152,165'   ttdm N X I I Trong đó: 152,165 5,10.3 3000 U.3 SI tbdm HT'  31,10 5,10.3 5,62.3 .3 .3  Utbdm SI Fdm Dòng ngắn mạch ba pha tại N_4 là: IN-4” = K0.I + IN = 1,5.10,31+15,5=30,965 (KA) IN-4(01) = K01.I + IN = 1,5.10,31+15,5=30,965 (KA) IN-4(02) = K02.I + IN = 1,4.10,31+15,5=29,934 (KA) IN-4(05) = K05.I + IN = 1,3.10,31+15,5=28,903(KA) IN-4 = K.I + IN = 1,55.10,31+15,55=31,47 (KA) iXKN-4 = 1,8. 2 .IN-4” = 1,8. 2 .30,965 = 78,82 (KA) 5. DÒNG NGẮN MẠCH TẠI N_4’ LÀ: )(44,3 5,10.3 5,62 .3 )(135,0216,0. 100 5,62"." KA U SI KA S SXX dm Fdm cb Fdm ddtt    Với : X”dtt = 0,135 có K0 =7, 8; K01 = 6; K02 = 5,1; K05 = 3,9; K = 3 Dòng ngắn mạch ba pha tại N_4’ là: IN-4’” = K0.I = 7,8.3,44 = 26,832 (KA) IN-4’(01) = K01.I = 6.3,44 = 20,64 (KA) IN-4’(02) = K02.I = 5,1 = 17,544 (KA) IN-4’(05) = K05.I = 3,9.3,44 = 13,461 (KA) IN-4’ = K.I = 3.3,44 = 10,32 (KA) iXKN-4’ = 1,8. 2 .IN-4’” = 1,8. 2 .26,832 = 68,2 (KA) 6. DÒNG NGẮN MẠCH BA PHA TẠI N_5 LÀ: N_5 = N_3 - N_4’ IN-5” = 36,22—26,832=9,388 (KA) Đại học bách khoa hà nội 37 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 IN-5(02) = 30,9435-20,64=10,31 (KA) IN-5(02) = 29,5725-17,544=12,03 (KA) IN-5(05) = 27,51-13,461=14,05 (KA) IN-5 = 30,26-10,32=19,94 (KA) iXKN-5 = 92,2-68,22=23,98 (KA) 7. DÒNG NGẮT MẠCH BA PHA TẠI N_6 LÀ: IN-6 = IN-4 + IN-4’ IN-6” = 30,965+26,8=57,765 (KA) IN-6(01) = 30,965+20,64=51,605 (KA) IN-6(02) = 29,934+17,544=47,478(KA) IN-6(05) = 28,903+13,461=42,364 (KA) IN-6 = 31,48+10,32=41,8(KA) iXK = 78,82+68,22=147,04 (KA) Đại học bách khoa hà nội 38 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 b/ph ­ ¬n g ¸ n 3 I. CHỌN ĐIỂM NGẮN MẠCH Tương tự phương án một Để chọn khí cụ đIện phía điện áp 220 KV, chọn điểm ngắn mạch là N_1 có nguồn cung cấp là các máy phát và hệ thống Để chọn khí cụ điện phía điện áp 110 KV chọn điểm ngắn mạch N_2 có nguồn cung cấp là các máy phát và hệ thống Để chọn khí cụ điện phía 10 KV hạ áp máy biến áp tự ngẫu chọn điểm ngắn mạch tại N_3 có nguồn cung cấp là các máy phát và hệ thống với giả thiết lúc đó máy biến áp B_1 nghỉ. Để chọn khí cụ điện đầu cực máy phát điện chọn điểm ngắn mạch tại N_4; N_4’ trong đó: N_4 có nguồn cung cấp gồm các máy phát trừ máy phát F_1 N_4’ chỉ riêng nguồn cung cấp F_1 So sánh hai dòng ngắn mạch N_4; N_4’ giá trị nào lớn hơn thì lấy để chọn khí cụ điện tại cấp điện áp này. Để chọn khí cụ điện ở thanh cái phân đoạn điện áp máy phát chọn điểm ngắn mạch là N_5 nguồn cung cấp là máy phát và hệ thống trừ máy phát F_1 nghỉ và B_1 nghỉ (IN-5 = IN-3 - IN-4’ ). N_6 nguồn cung cấp là máy phát và hệ thống IN-6 = IN-4 + IN-4’ ) II. LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ Đại học bách khoa hà nội 39 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Tính điện kháng tương đối cơ bản Chọn Scb = 100 MVA; Ucb = Utb Ta sử dụng một số kết quả đã tính ở mục tính ngắn mạch ở phương án một đã có : X1 = X2 = X3 = X4 = Xt = 0,216 XD = 0,03 XHT = 0 004 XB3 = XB4 = 0,1667  Điện kháng của kháng điện: ở trên ta đã chọn kháng Pb_10_4000_12 (XK% = 12) 165,0 4 1. 5,10.3 100. 100 12 I I. 100 %X'X dmK cbK K  Trong đó: )KA(499,5 5,10.3 100 U.3 SI cb cb cb   Điện áp ngắt mạch của máy biến áp tự ngẫu UN%C = 2 1 .(UNC-T% + UNC-H% - UNT-H%) = 0,5.(11 + 32 - 20) = 11,5 UN%T = 2 1 .(UNT-H% + UNC-T% - UNC-H%) = 0,5.(20 + 11 - 32) = -0,5 UN%H = 2 1 .(UNC-H% + UNT-H% - UNC-T%) = 0,5.(32 + 20 - 11) = 20,5 Đại học bách khoa hà nội 40 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37  Điện kháng máy biến áp:  Phía cao: 0719,0 160 100. 100 5,11 .100 %.'' 1  Bdm cbNC CBC S SUXX  Phía trung: 0031,0 160 100. 100 5,0. 100 % 21    Bdm cbNT TBTBT S SUXXX XT < 0 nên coi XT = 0  Phía hạ: 1281,0 160 100. 100 5,20. 100 %''' 21  Bdm cbNH HBHBH S SUXXX III. TÍNH NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM 1. TÍNH NGẮN MẠCH TẠI N_1: Sử dụng tính chất đối xứng tại N_1 ta gộp đôi sơ đồ 06405,0 2 1281,0 2 '' 03595,0 2 0719,0 2 ' 7 6   H C XX XX X32 = XB4 + X1 = 0,1667+0,216 = 0,3827 124,003595,0 3827,0115,0 3827,0.115,0'.')//( 115,003595,0 216,0 2 165,0108,0 )216,0 2 165,0.(108,0 ') 2 //( 6 3230 3230 6323031 62830          X XX XXXXXX XXXXX K Điện kháng tính toán tương đối định mức 31,0 100 250.124,0.3131  cb nm ttdm S SXX 02,1 100 3000.034,0.55  cb HT ttdm S SXX Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điện công suất trung bình ta có: Với Xttdm31 = 0,31; có K0 = 3,K01 = 2,6; K02 = 2,4; K05 = 2,2; K = 2,3 Với Xttdm5 = 1,02; có K0’ = 0,97; K01’ = 0,84; K02’ =0,82; K05’ = 0,73; K’ =1,14 Ta có: )(6276,0 230.3 250 .3 KA U SI tbdm nm  )KA(539,7 230.3 3000 U.3 S'I tbdm HT  Đại học bách khoa hà nội 41 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Dòng ngắn mạch ba pha tại N_1 là” IN-1” = K0.I + K0’.I’ = 3.0,6276+0,97.7,539=9,2(KA) IN-1(01)” = K01.I + K01’.I’ = 2,6.0,6276+0,84.7,539=7,96 (KA) IN-1(02)” = K02.I + K02’.I’ = 2,4.0,6276+0,82.7,539=7,69 (KA) IN-1(05)” = K05.I + K05’.I’ = 2,2.0,6276+0,73.7,539=6,88 (KA) IN-1” = K.I + K’.I’ = 2,3.0.6276+1,14.7,539=10,04 (KA) iXKN-1 = 1,8. 2 .IN-1” = 1,8. 2 .9,2 = 23,42 (KA) 2. TÍNH NGẮN MẠCH TẠI N_2: Ta sử dụng hình H_3_1 nhưng điểm ngắn mạch được chuyển sang N_2: Đại học bách khoa hà nội 42 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Trong đó: X13’ = X5 + X6’ = 0,034 + 0,03595 = 0,07 088,0 3827,0115,0 3827,0.115,0.// 3230 3230 323033     XX XXXXX Điện kháng định mức tính toán: 1,2 100 3000.070,0. 22,0 100 250.088,0. 13 13 33 33   cb HT ttdm cb nm ttdm S SXX S SXX Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điên công suất trung bình ta có: Với Xttdm33 = 0,22; có K0 = 4,4; K01 = 3,5; K02 = 3,3; K05 = 2,8; K = 2,45 Với Xttdm13 = 2,1; có K0’ = 0,51; K01’ = 0,45; K02’ = 0,47; K05’ = 0,44; K’ = 0,51 Ta có: )(255,1 115.3 250 .3 KA U SI tbdm nm  )KA(079,15 115.3 3000 U.3 S'I tbdm HT  Dòng ngắn mạch tại N_2 là: IN-2” = K0.I + K0’.I’ = 4,4.1,255 + 0,51.15,079 = 13,21 (KA) IN-2(01)” = K01.I + K01’.I’ = 3,5.1,255+ 0,45.15,079 = 11,18(KA) IN-2(02)” = K02.I + K02’.I’ = 3,3.1,255 + 0,47.15,079 = 11,23 (KA) IN-2(05)” = K05.I + K05’.I’ = 2,8.1,255 + 0,44.15,079 = 10,15(KA) IN-2” = K.I + K’.I’ = 2,45.1,255 + 0,51.15,079 = 10,77 (KA) Đại học bách khoa hà nội 43 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 iXKN-2 = 1,8. 2 .IN-2” = 1,8. 2 .13,21 = 33,63 (KA) 3. TÍNH NGẮN MẠCH TẠI N_3 Với giả thiết máy biến áp B_1 nghỉ: Trong đó: X5’ = X5 + XC’ = 0,034 + 0,0719 = 0,1059 Biến đổi sơ đồ hình sao (X5’; X32; XH’) thành sơ đồ tam giác 176,0 216,095,0 216,0.95,0.// 95,0 1059,0 1281,0.3627,01281,03827,0 ' '.' 269,0 3827,0 1281,0.1059,01281,01059,0''.'' 335 335 33536 5 32 3235 32 5 534        XX XXXXX X XXXXX X XXXXX H H HX H Biến đổi sơ đồ hình sao (X34; X36; XK’) thành sơ đồ tam giác: 686,0 176,0 165,0.269,0165,0269,0'.' 36 34 3437  X XXXXX KK 138,0 216,0383,0 216,0.383,0.// 383,0 686,0 165,0.176,0176,0165,0'.' 238 238 23839 37 36 3638       XX XxXXX X XXXXX KK Biến đổi sơ đồ hình sao (X37; X39; XK’) thành sơ đồ tam giác 1 x 0,216 34 x 0,269 k x 0,165 k x 0,165 x 0,686 37 1 x 0,216 x 0,216 139 40 x 0,336 x 0,138 41 x 1,67 e2 e1 e234 e1 e234 h t h t h t k x 0,216 x 0,216 e e3 2 3 x 0,088 h 34 33 h t x 0,686 37 x 0,1927 32 x 0,269 x 0,1281 x 0,165 e1 1 x 0,216 x 0,165 k e1 1 x 0,216 k x 0,165 36 x 0,176 x 0,383 38 35 x 0,99 h t x 1,67 41 e1234 42 x 0,13 e34 Đại học bách khoa hà nội 44 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 13,0 216,0336,0 216,0.336,0.// 67,1 138,0 165,0.686,0686,0165,0'.' 336,0 686,0 165,0.138,0165,0138,0'.' 140 140 14042 39 37 3741 37 39 3940        XX XXXXX X XXXXX X XXXXX K K K K Điện kháng tính toán tương đối định mức: 1,50 100 3000.67,1. 33,0 100 250.13,0. 41 41 42 42   cb HT ttdm cb nm ttdm S SXX S SXX Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiết điện công suất trung bìnhta có : Với Xttdm42 = 0,36; có K0 = 2,5; K01 = 2,1,; K02 = 1,9; K05 = 1,7; K = 2,1 Với Xttdm41 = 50,34 > 3 nên ta có thể tính ngay được thành phần chu kỳ: )(3,3 1,50 152,165' KA X I I ttdm N   Trong đó: )KA(152,165 5,10.3 3000 U.3 S'I tbdm HT  )(75,13 5,10.3 250 .3 KA U SI tbdm nm  Dòng ngắn mạch tại N_3 ba pha là: )(89,9567,37.2.8,1.2.8,1 )(175,323,367,13.1,2. )(67,263,375,13.7,1. )(42,293,375,13.9,1. )(17,323,375,13.1,2. )(67,373,375,13.5,2." 33 )(3 05)05(3 02)02(3 01)01(3 03 KAIi KAIIKI KAIIKI KAIIKI KAIIKI KAIIKI NXKN NN NN NN NN NN             4. TÍNH NGẮN MẠCH TẠI N_4 Với giả thiết máyphát F_1 nghỉ: X46 = XH’+ X43 = 0,1281 + 0,06 = 0,1881 X47= XK +X44 = 0,165+0,06=0,225 x c 0,115 x c 0,115 x 13 0,07 x 32 Đại học bách khoa hà nội 45 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Biến đổi cácsơ đồ hình tam giác thanh các sơ đồ hình saonhư sau 053,0 225,01881,01281,0 225,0.1281,0. 078,0 225,01881,01281,0 225,0.1881,0. 445,0 225,01881,01281,0 1881,0.1281,0. ),,( 78,0 165,0216,0.2 216,0 ' . 06,0 165,0216,0.2 216,0.165,0 ' '. 06,0 165,0216,0.2 216,0.165,0 ' '. 47 , 46 47 , 50 47 , 46 4746 49 47 , 46 46 , 48 4746 , 2 32 23 45 32 2 44 32 3 43                               XXX XXX XXX XXX XXX XX X XXX KXX XX X XXX XXX XXX XX X H H H H H H K K K K K Biến đổi sơ đồ hình sao (X13’; X32; X48 ) thành sơ đồ tam giác ta có: 378,0 78,0078,0674,0 )78,0078,0.(674,0)()//( 674,0 07,0 0445,0.3827,03827,00445,0 ' . 123,0 3827,0 0445,0.07,00445,007,0'.' 454952 454952 45495253 13 3248 324852 32 4813 481351          XXX XXXXXXX X XXXXX X XXXXX Đại học bách khoa hà nội 46 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Biến đổi sơ đồ hình sao (X51; X53; X50) thành sơ đồ tam giác: 59,0 123,0 053,0.378,0053,0378,0. 51 5053 505354  X XXXXX 193,0 378,0 123,0.053,0123,0053,0. 53 5150 515055  X XXXXX Điện kháng tính toán tương đối định mức: 1,1 100 5,187.59,0. 97,5 100 3000.193,0. 5454 5555   cb nm ttdm cb HT ttdm S SXX S SXX Tra đường cong tính toán đối với máy phát nhiệt điện công suất trung bình ta có: Với Xttdm54 = 1,1 có K0 = 1,04; K01 = 0,85; K02 = 0,95; K05 = 0,85; K = 1,13 Với Xttdm55 = 11,46 > 3 nên ta có thể tính ngay được thành phần chu kỳ: 66,27 97,5 152,165'   ttdm N X I I Trong đó: )KA(152,165 3.5,10 3000 3.U S'I tb HT  )(31,10 5,10.3 5,62.3 .3 .3 KA U SI tbdm Fdm  Dòng ngắt mạch tại N_4 là: IN-4” = K0.I + IN = 1,04.10,31+ 27,66 = 38,4 (KA) IN-4(01)” = K01.I + IN = 0,85.10,31+ 27,66 = 36,4 (KA) IN-4(02)” = K02.I + IN = 0,95.10,31+ 27,66 = 35,45 (KA) IN-4(05)” = K05.I + IN = 0,85.10,31 + 27,66 = 36,42 (KA) IN-4” = K.I + IN = 1,13.10,31 + 27,66 = 39,31 (KA) iXKN-4 = 1,8. 2 .IN-4 = 1,8. 2 .38,4 = 97,75 (KA) 5. TÍNH NGẮN MẠCH TẠI N_4’: Đã có kết quả tính ở phần tính ngắt mạch phương án một: IN-4” = K0.I = 7,3.3,44= 26,8 (KA) IN-4(01)’ = K01.I = 6.3,44 = 20,64 (KA) IN-4(02)’= K01.I = 5,1.3,44 = 17,544 (KA) IN-4(05)’ = K05.I = 3,9.3,44 = 13,461 (KA) IN-4’ = K.I = 3.3,44 =10,32 (KA) iXKN-4’ = 1,8. 2 .IN-4” = 1,8. 2 .26,8 = 68,22 (KA) 6. DÒNG NGẮN MẠCH BA PHA TẠI N_5 LÀ: Đại học bách khoa hà nội 47 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 IN-5 = IN-3 - IN-4’ IN-5” = 37,67 – 26,8 = 10,87 (KA) IN-5(01) = 32,17 – 20,64=11,55 (KA) IN-5(02) = 29,42 – 17,544 = 11,876 (KA) IN-5(05) = 26,67 – 13,461 = 13,21 (KA) IN-5 = 32,175-10,32=21,885 (KA) iXKN-5 = 95,89 – 68,22 = 27,67 (KA) 7. DÒNG NGẮN MẠCH BA PHA TẠI N_6 LÀ: IN-6 = IN-4 + IN-4’ IN-6” = 38,4 + 26,8 = 65,2 (KA) IN-6(01) = 36,4 + 20,64 = 57,04 (KA) IN-6(02) = 37,45 + 17,544 =54,99 (KA) IN-6(05) = 36,42+ 13,461=49,881 (KA) IN-6 = 39,31 +10,32 = 49,63 (KA) IXKN-6 = 97,75 + 68,22 = 165,97 (KA) B. Bảng kết quả tính toán ngắn mạch: Bảng III_C Đại học bách khoa hà nội 48 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 CHƯƠNG IV I. TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 1. CHỌN MÁY CẮT ĐIỆN Điều kiện chọn máy kắt điện  Điện áp: UdmMC > Umạng  Dòng điện định mức: IdmMC > Icb  Điều kiện cắt: IMC > I”  ổn định lực động điện: iôđđ  iXK  ổn định nhiệt: I2nhdm.Inh  BN (xung lượng nhiệt khi ngắn mạch ba pha)  Các máy cắt có Idm  1000A ta không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt nữa Dựa vào những điều kiện trên và kết quả tính được ta chọn máy cắt do SIEMEN chế tạo cho các phương án như sau a. chọn máy cắt cho phương án I: Bảng IV_1: Dòng điện tính toán Đại lượng định mức cấp điện áp (KV) Icb KA I" KA IXK KA Loại MC U KV Idm A Icắt KA iTdđ KA 220 0,192 8,874 22,59 3AQ2/245- 2000/31,5 245 2000 31,5 80 110 0,438 11,38 28,97 3AQ1/123 - 2000 123 2000 40 102 10 N_3 HABATN 3,849 36,22 92,2 8FG10/12- 9000/180 12 9000 90 175 10 N_5 TGUF 1,3 9,388 23,98 8BK30/12- 4000 12 4000 50 100 10 N_4 MF 3,608 9,388 23,98 8B10/12- 4000 12 4000 50 100 b. Chọn máy cắt cho phương án 3: Bảng IV_2: Dòng điện tính toán Đại lợng định mức cấp điện áp (KV) Icb KA I" KA IXK KA Loại MC U KV Idm A Icắt KA iTdđ KA 220 0,192 9,2 23,42 3AQ2/245- 2000/31,5 245 2000 31,5 80 110 0,438 13,21 33,63 3AQ1/123 - 2000 123 2000 40 102 10 N_3 HABATN 6,158 37,67 95,89 8FG10/12- 9000/180 12 9000 90 175 10 N_5 TGUF 3,4 10,87 27,67 8BK30/12 12 4000 50 125 Đại học bách khoa hà nội 49 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 -4000 10 N_4 MF 3,608 38,4 97,95 BK30/12 -4000 12 4000 50 125 II. LỰA CHỌN HÌNH THỨC THANH GÓP Ở CÁC CẤP ĐIỆN ÁP 1. CHỌN PHÍA SƠ ĐỒ THANH GÓP CÓ MÁY CẮT LIÊN LẠC  Phía điện áp máy phát: chọn sơ đồ thanh góp phân đoạn bằng máy cắt và kháng điện để hạn chế dòng ngắn mạch trên thanh góp máy phát.  Phía điện áp 110 KV: chọn sơ đồ 2 thanh góp có máy phát liên lạc  Phía điện áp 220 KV: chọn sơ đồ 2 thanh góp có máy phát liên lạc Sơ đồ nối điện chính của phương án 1: Chọn sơ đồ thanh góp cho phương án 3: Đại học bách khoa hà nội 50 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37  Phía điện áp máy phát: Chọn sơ đồ 1 thanh góp phân đoạn bằng máy cắt và kháng điện để hạn chế dòng ngắn mạch trên thanh góp máy phát.  Phía điện áp 110 KV: Chọn sơ đồ 2 thanh góp có máy cắt liên lạc  Phía điện áp 220 KV: Chọn sơ đồ 2 thanh góp có máy cắt liên lạc III. TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT A_ TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN I 1. VỐN ĐẦU TƯ:  vốn đầu tư cho máy biến áp: phương án này có:  hai máy biến áp tự ngẫu ATDUTH_100/230/121/11 Giá tiền một máy là: VBTN = 5920.106 (đồng) Hệ số chuyên chở là KBTN = 1,4  hai máy biến áp TDU_63_115_10,5 gía tiền một máy là: VB2dq = 1628106 (đồng) hệ số chuyên chở là: KB2dq = 1,5  tổng vốn đầu tư cho máy biến áp là: VB = 2(VBTN.KBTN + VB2dq.KB2dq) VB = 2.(5920.106.1,4 + 1628.106.1,5) = 21490.106 (đồng)  vốn đầu tư cho thiết bị phân phối từ sơ đồ nối điện áp phương án I ta có:  số mạch ở cấp đIện áp 220 KV là 5 giá tiền một mạch là: 2840.106 (đồng)  số mạch ở cấp điện áp 110 KV là 8 giá tiền một mạch là: 1240.106 (đồng)  số mạch ở hạ áp không có kháng là 4 Đại học bách khoa hà nội 51 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 giá tiền một mạch là: 600.106 (đồng)  số mạch ở hạ áp có kháng là 1 giá tiền một mạch là: 840.106 (đồng)  tổng vốn đầu tư thiết bị phân phối VTBPP = (5.2840 + 8.1240 + 4.600 + 1.840) .106 =27360.106 (đồng)  Tổng vốn đầu tư của phương án 1 là: V1 = VB + VTBPP= 21490.106 +27360.106 =48850.106 (đồng) 2. TÍNH PHÍ TỔN VẬN HÀNH HÀNG NĂM:  Khấu hao hàng năm về vận hành và sửa chữa lớn )V.aV.a( 100 1 100 V.aP TBPPtbBbK  PK = 100 1 (6.214900 + 8.27360).106 = 3478.106 (đồng) Trong đó: ab = 6 là số phần trăm khấu hao máy biến áp hàng năm atb = 8 là số phần trăm khấu hao thiết bị phân phối hàng năm  Chi phí tổn thất điện năng Pt = .A1 = 400.8520283,14 = 2671.106 đ/năm Trong đó : Pt:là chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong các thiết bị điện  = 400 (đ/KWh): là giá thành trung bình điện năng trong hệ thống A (KWh): là tổn thất điện năng trong các thiết bị điện chủ yếu do tổn thất trong máy biến áp  Phí tổn vận hành là: P = Pt + PK = 2671.106 + 3478.106 = 6149.106 (đ/năm) B_ TÍNH CHO PHƯƠNG ÁN III 1. VỐN ĐẦU TƯ:  vốn đầu tư cho máy biến áp phương án này có:  hai máy biến áp tự ngẫu ATDUTH-160/230/121/11 Giá tiền một máy là: VBTN = 7296.106 (đồng) Hệ số chuyên chở là KBTN = 1,4  một máy biến áp TDU_63_115_10,5 gía tiền một máy là: VB2dq = 1638.106 (đồng) hệ số chuyên chở là: KB2dq = 1,5  tổng vốn đầu tư cho máy biến áp là: VB = 2(VBTN.KBTN + VB2dq.KB2dq) VB = 2.7296.106.1,4 + 1638.106.1,5 = 22885,8.106 (đồng)  vốn đầu tư cho thiết bị phân phối từ sơ đồ nối điện áp phương án I ta có:  số mạch ở cấp đIện áp 220 KV là 5 giá tiền một mạch là: 2840.106 (đồng) Đại học bách khoa hà nội 52 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37  số mạch ở cấp điện áp 110 KV là 7 giá tiền một mạch là: 1240.106 (đồng)  số mạch ở hạ áp không có kháng là 5 giá tiền một mạch là: 600.106 (đồng)  số mạch ở hạ áp có kháng là 2 giá tiền một mạch là: 840.106 (đồng)  tổng vốn đầu tư thiết bị phân phối VTBPP = (5.2840 + 7.1240 + 5.600 + 2.840) .106 =27560.106 (đồng)  Tổng vốn đầu tư của phương án 1 là: V1 = VB + VTBPP= 22885,8106 +27560.106 =50445,8.106 (đồng) 2. TÍNH PHÍ TỔN VẬN HÀNH HÀNG NĂM:  Khấu hao hàng năm về vận hành và sửa chữa lớn )V.aV.a( 100 1 100 V.aP TBPPtbBbK  PK = 100 1 (6.22885,8 + 8.27560).106 = 3578.106 (đồng) Trong đó: ab = 6 là số phần trăm khấu hao máy biến áp hàng năm atb = 8 là số phần trăm khấu hao thiết bị phân phối hàng năm  Chi phí tổn thất điện năng Pt = .A = 400.5326466= 2131.106 đ/năm Trong đó : Pt:là chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong các thiết bị điện  = 400 (đ/KWh): là giá thành trung bình điện năng trong hệ thống A (KWh): là tổn thất điện năng trong các thiết bị điện chủ yếu do tổn thất trong máy biến áp  Phí tổn vận hành là: P = Pt + PK = 2131.106 + 3578.106 = 5709.106 (đ/năm) C_ SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN Phương án Vốn đầu tư V.106 (đồng) Phí tổn vận hành P.106 (đồng) I 48850 6149 III 50445,8 5709 Thời gian thu hồi vốn chênh lệch 63,3 440 8,1595 10).57096149( 10).488508,50445( 6 6 31 13        PP VVT năm T = 3,63 < 8 năm Đại học bách khoa hà nội 53 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Vậy phương án III tối ưu hơn phương án I ta giữ lại phương án III để thiết kế Đại học bách khoa hà nội 54 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 CHƯƠNG V: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN THANH DẪN VÀ THANH GÓP I. CHỌN THANH DẪN CỨNG VÀ SỨ ĐỠ CỰC MÁY PHÁT: 1. CHỌN THANH CỨNG ĐẦU CỰ MÁY PHÁT: Để nối từ các máy phát lên các máy biến áp ta dùng thanh dẫn cứng chỉ chọn điển hình cho một máy phát điện  Chọn tiết diện thanh dẫn: Đã có kết quả dòng điện cưỡng bức của máy phát tính ở chương II Icb = 1,05.IFdm = 3,608 (KA) Dòng điện cưỡng bức mạch kháng phân đoạn Icb = 3,4 (KA) Dòng điện cưỡng bức mạch hạ áp máy biến áp liên lạc Icb = 6,158 (KA)  tiết diện thanh dẫn cứng được chọn theo điều kiện dòng điện lâu dài cho phép và chọn Icb = 6,158(KA) ICP’ = ICP.KhC  Icb (1) Trong đó: ICP: là dòng điện cho phép của dây dẫn đã chọn ICP’: là dòng điện cho phép đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ Khc: là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ khi nhiệt độ môI trường xung quanh khác với nhiệt độ tiêu chuẩn 816,0 2570 4070K 0cp ' cpcp hc       θθ θθ cp : nhiệt độ lâu dài cho phép của vật liệu làm thanh dẫn 0 = 250: là nhiệt độ môi trường xung quanh cp’ = 400 : là nhiệt độ môi trường xung quanh đối vơi khí hậu nước ta từ (1) ta có Icp’ = Icp.Khc = 0,816.Icp > Icb )(547,7 816,0 158,6 KA K II hc cb cp  Vậy: ta chọn thanh dẫn bằng đồng tiết diện hình máng có sơn quét với các thông số kỹ thuật ghi ở bảng dưới đây Mô men trở kháng cm3 Mô men quán tính cm4 Kích thước 1 thanh 2 thanh 1 thanh 2 thanh h b c r Tiết diện một cực (mm2) Wx-x Wy-y Wy0-y0 Jx-x Jy-y Jy0-y0 Dòng điện cho phép (KA) 175 80 8 12 2440 122 25 250 1070 114 2190 8,55 Đại học bách khoa hà nội 55 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37  Kiểm tra ổn định nhiệt: Với Icp = 8550(A) nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt  Kiểm tra ổn định động: Ta lấy khoảng cách giữa các pha là a = 60 (cm) Khoảng cách giữa hai sứ đỡ liền nhau của một pha là l = 120 (cm) theo tiêu chuẩn độ bền cơ thì ứng suất của vật liệu thanh dẫn không được lớn hơn ứng suất cho phép của nó, nghĩa là : tt  cp ứng suất của đồng là cp = 1400 (Kg/cm2)  Lực tính toán tác dụng lên thanh dẫn pha giữa là: )KG(i. a l.10.76,1F 2xk 8 tt  (Ixk chọn ngắn mạch tại N_3) Ftt = 1,76.10-8. 60 120.95,892.106 = 324(KG)  Mô men uốn tác dụng lên thanh dẫn pha giữa là: M = Ftt.10 l = 324.12=3884 (KG/cm2)  ứng suất tính toán trong vật liệu thanh dẫn )/(53,15 250 3884 2 00 cmKG W M yy tt    Xác định khoảng cách giữa các miếng đệm (lc). Lực tương hỗ giữa các pha trên 1 (cm) chiều dài thanh dẫn là: fc = 0,26.10-8. b 1 .ixk2 (KG/cm) fc = 0,26.10-8. 0,9 1 .95,892.106 = 3 (KG/cm) )(321 3 )53,151400.(40.12).(.12 cm f W L c ttcpyy c        Đại học bách khoa hà nội 56 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Không cần đặt miếng đệm giữa hai sứ vì Lc >l = 120 cm  Xét dao động  Tần số giêng của dao động thanh dẫn HZ Y.S 10.j.E. l 65,3f 6 2 Với E: là mô đun đàn hồi của vật liệu thanh dẫn E = 1,1.106 (KG/cm2) J: là mô men quán tính của thiết diện thanh dẫn đối với trục thẳng góc với phương uốn JY0-Y0 = 2190 (cm4) l: là độ dài thanh dẫn giữa hai sứ (l = 120 cm) S: là thiết diện ngang của thanh dẫn S = 2.24,4 = 48,4 cm2 Y: là khối lượng giêng của vật liệu làm thanh dẫn YCu = 8,93 (g/cm) Vậy thay vào ta có: HZf 596 93,8.4,48 10.2190.10.1,1. 120 65,3 66 2  Giá trị f nằm ngoài thanh dẫn khoảng 45  50 HZ và đến 90  110 HZ Vậy thanh dẫn chọn thoả mãn điều kiện ổn định động khi xét đến dao động 2. CHỌN SỨ ĐỠ THANH DẪN CỨNG. Chọn sứ o_10_2000 Y_3 có phụ tải phá hoại 2000 KG chiều cao của sứ h = 134  loại sứ: chọn theo vị trí đặt, chọn loại o_10 (trong nhà)  điện áp: Udmsứ  Udm mạng  kiểm tra ổn định động: sự bền vững của sứ được xác địnhtheo lực tính toán trên đầu sứ Ftt Ftt  Fcp = 0,6.Fph = 0,6.2000 = 1200 Trong đó: Fcp là lực cho phép tạc dụng lên đầu sứ (KG) Fph: là phá hoại định mức của sứ H 2 hH H 'H.F'F tttt   Trong đó: Ftt’: là lực tính toán trên khoảng vượt của thanh dẫn khi ngắn mạch ba pha (KG) Ftt: là lực động điện đặt lên đầu sứ H, H’ là chiều cao như hình vẽ Ở trên ta tính được : Ftt = 584,793 Đại học bách khoa hà nội 57 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 )(566 134 2 200134 .324' KGFtt    vậy ta tính được: Fph = 2000 KG  )(9436,0 566 6,0 ' KGFtt  Kết luận: sứ đã chọn thoả mãn II. CHỌN THANH GÓP MỀM PHÍA ĐIỆN ÁP CAO VÀ TRUNG ÁP CHỌN DAO CÁCH LY 1. CHỌN THANH GÓP MỀM PHÍA 110 KV  chọn tiết diện dây.  Tiết diện của thanh góp mềm chọn theo điều kiện dòng điện cho phép lúc làm việc cưỡng bức Icp  Icb Trong đó: Icp = Icb.Khc Icb = 0,438 đã tính ở chươn II Ở phần trước ta đã có Khc = 0,816 (đối với dây đặt ngoài trời) Từ đó ta có Icp.Khc  Icb  Icp  )A(765,536816,0 438,0 K I hc cb  Vậy dây dẫn mềm có Icp  536,765 (A) Ta chọn dây AC_240/32 có Icp = 610 (A)  Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch: BN: là xung lượng nhiệt khi ngắn mạch ba pha tại N_2 và được tính theo công thức BN = i n 1i 2 tbi t.I   Dựa vào công thức trên và kết quả ở bảng III_C ta có ).(3,0. 2 1,0. 2 1,0. 2 2 2 5,0 2 2,0 2 02 2 01 2 01 2 SKA IIIIIIB xkN       Trong đó: Đại học bách khoa hà nội 58 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Ixk = 1,52.I” =1,52. 13,21=20,1 (KA) 4,733,0. 2 15,1023,111,0. 2 23,11118,111,0. 2 18,111,20 222222       NB BN = 73,4 (KA2.S) Vậy: )(363,9710. 88 4,73 23 min mmC B S N  (CAL = 88 A2.sec/mm2 ) Dây chọn có S = 240 mm2 > Smin = 104,784 mm2 Vậy dây chọn ổn định nhiệt khi ngắn mạch  kiểm tra điều kiện vồng quang. Đây là thanh góp mềm nên ta bố chí đặt trên mặt phẳng nằm ngang điều kiện Uvq  Udm Với Uvq = 84.m.r. )KV(r alg Trong đó: m: là hệ số của dây dẫn nhiều sợi vặn xoắn m = 0,85 R: là bán kính ngoài của dây dẫn (cm) Lấy a = 300  400 cm  Kiểm tra pha giữa: )KV(857,185 2 16,2 350lg. 2 16,2.85,0.84.96,0Uvq  Trong đó 2,16 là đường kính dây dẫn  Kiểm tra pha ngoài: )KV(985,181 2 16,2 350lg. 2 16,2.85,0.84.94,0Uvq   Cả hai trường hợp đều thấy Uvq > Udm = 110 KV Vậy thanh góp mềm thoả mãn điều kiện vầng quang 2. CHỌN THANH GÓP MỀM PHÍA 220 KV  Chọn tiết diện dây Tương tự như khi chọn thanh góp mềm 110 KV ta cũng chọn theo điều kiện Icp  Icb Trong đó: Icp = Icp.Khc Icb = 0,347 (KA) )A(245,425 816,0 347,0 K IIIK.I hc cb cpcbhccp  Ta chọn dây AC_300 có Icp =690 (A)  Tiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch Đại học bách khoa hà nội 59 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Điều kiện: S  Smin = C BN BN: là xung lượng nhiệt khi ngắn mạch ba pha và được tính theo công thức:    n 1i i 2 tbiN t.IB Dựa vào công thức trên và kết quả ở bảng III_C ta có : )S.KA(3,0. 2 II 1,0. 22 II1,0. 2 IIB 2 2 5,0 2 2,0 2 02 2 01 2 01 2 xk N       Trong đó: Ixk = 1,52.I” =1,52.9,2 = 13,984 (KA) ).(04,353,0. 2 88,669,71,0. 2 69,796,71,0. 2 96,7984,13 2222222 SKABN        BN = 35,04 (KA2.S) Vậy: )(3,6710. 88 04,35 23 min mmC B S N  (CAL = 88 A2.sec/mm2 ) Dây chọn có S = 300 mm2 > Smin = 67,3  Kiểm tra điều kiện vầng quang Đây là thanh góp mềm nên ta bố chí đặt trên mặt phẳng nằm ngang điều kiện Uvq  Udm Với Uvq = 84.m.r. )KV(r alg Trong đó: m: là hệ số của dây dẫn nhiều sợi vặn xoắn m = 0,85 R: là bán kính ngoài của dây dẫn (cm) Lấy a = 500 cm  Kiểm tra pha giữa: )KV(65,253 2 92,2 500lg. 2 92,2.85,0.84.96,0Uvq  Trong đó 2,92 là đường kính dây dẫn  Kiểm tra pha ngoài: )KV(366,248 2 92,2 500lg. 2 92,2.85,0.84.94,0Uvq   Cả hai trường hợp đều thấy Uvq > Udm = 220 KV Vậy thanh góp mềm thoả mãn điều kiện vầng quang 3. CHỌN DAO CÁCH LY Điều kiện:  Điện áp : Udmcl  Umạng  Dòng điện: Idmcl  Imạng Đại học bách khoa hà nội 60 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37  ổn định nhiệt Inh2  Icb  ổn định động: xkidd iI  Kết quả chọn dao kách ly ở bảng sau. Dòng đIện tính toán Đại lượng định mức Cấp đIện áp KV Icb (KA) Ixk” (KA) ixk (KA) Dao cách ly U (KV) Idm (A) Iidd (KA) Inh (KA) 220 0,192 9,26 23,57 PAH-220n/1000 220 1000 60 12 110 0,438 13,2 33,6 PAH-110/1000 110 1000 80 15 10HABATNN -3 6,158 37,67 95,89 PBK-10/5000 10 8000 300 90 10TGUFN-5 3,4 10,87 27,67 PBP-10/2500Y2 10 2500 85 31,5 10MFN-4 3,608 38,4 97,95 PBK-10/5000 10 5000 200 70 10TDN-6 7,707 61,364 156,194 III. CHỌN CÁP VÀ KHÁNG PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG 1. CHỌN CÁP:  Chọn cáp ngay sau kháng đường dây  Điện áp: Uc1dm  Udm mạng  Tiết diện được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế Skt = KT bt j I ; với jKT = f(Tmax; vật liệu) Tmax = max 1 0 t max P dtP P A   Tmax = 121,80375,20 )5.7,169.1,1810.5,20.(365   (giờ) JKT = f(Tmax,đồng) = 2,7 Dòng điện làm việc bình thường qua cáp kép là: )A(4,99 3.5,10.83,0.2 10.3I 3 bt  Dòng điện bình thường qua cáp đơn là: )A(495,132 3.5,10.83,0 10.2I 3 bt   Chọn cáp kép : SKT = 2mm81,367,2 4,99   Chọn cáp đơn: SKT = 2mm07,497,2 495,1132  Đại học bách khoa hà nội 61 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Vậy chọ cáp kép có Udm = 10 KV bằng đồng ba lõi cách điện bằng giấy tẩm dầy vỏ chì, đặt trong không khí có tiết diện S = 95 mm2 có Icp = 200 (A)  Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài Điều kiện: Icp’ = K1.K2.Icp > Ibt Với nước ta nhiệt độ lớn nhất trong đất là 250c nên hệ só hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường K1 = 882,01560 2560 θθ 'θθ 0cb 0cb       K2 =0,89 là hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song  Kiểm tra cáp điện: Icp’ = 0,882.0,89.200 = 157 (A) Icp’ = 157(A) > 132,495 (điều kiện thoả mãn)  Kiểm tra cáp kép: Icp’ = 0,882.0,89.200 = 157 (A) Icp’ = 157(A) > 100,6(A) (Điều kiện thoả mãn)  Ổn định nhiệt của cáp khi ngắn mạch sẽ được kiểm tra trong phần chọn xk% của kháng điện đường dây  Kiểm tra quá tải của kép: Điều kiện: Iqt = 1,3.K1.K2.Icq  Icb K% = cp bt I I  80% để khi sự cố có thể cho phép quá tải 30% trong thời gian không quá 5 phút  Cáp kép: Ipt = 1,3.K1.K2.Icq  Icb = 2.Ibt = 2. 100,6 = 201,2(A) Vậy: Ipt = 1,3.0,882.0,89.200 = 204  Icb = 2001,2 K% = %3,50%100. 200 6,100%100.  cp bt I I Ibt < 80%.Icp (điều kiện trên thoả mãn) 2. CHỌN KHÁNG ĐƯỜNG DÂY:  Điều kiện: UdmK  Udmmạng = 10,5 (KV) UdmK  Icb Chọn xk% sao cho sau khi kháng đặt được máy cắt hợp bộ đồng thời đảm bảo ổn định nhiệt cho phép, nhưng giá trị xk% không được quá giới hạn cho phép đảm bảo chất lượng điện áp  Xác định dòng điện cưỡng bức: Phụ tải gồm 3 kép x 3 MW x 3 Km 6 đơn x 1,5 MW x 3 Km  Phân bố phụ tải địa phương như sau; Công suất phản kháng khi bình thường và các tình huống sự cố như sau: Đại học bách khoa hà nội 62 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 S (MVA) Tình huống Kháng 1 Kháng 2 Kháng 3 Bình thường 6 6 6 Kháng 1 sự cố 0 7,5 7,5 Kháng 2 sự cố 7,5 0 7,5 Kháng 3sự cố 7,5 7,5 0 VI. DÒNG ĐIỆN CƯỠNG BỨC THEO KHÁNG CÓ PHỤ TẢI LỚN NHẤT )(5,0 82,0.5,10.3 5,7 KAI cb  Chọn kháng điện đơn dây đồng PbA-10-1000 có IdmK = 1000 (A) 3. TÍNH XK% : Hình dưới là sơ đồ tính toán cho kháng Vẽ hình nhánh 1: IN-6” = IN-4” + IN-4’” = 33,828 + 33,032 = 66,86 Chọn Scb =100 MVA; Ucb = Utb =10,5 KV Dòng điện cơ bản là: )KA(499,5 5,10.3 100I cb  218,0 5,10 100.3.08,0 U S.l.xx 082,0 86,66 499,5 "I Ix 22 cb cb 01p¸c 6N cb HT    Trong mạch địa phương dùng máy cắt hợp bộ có Icắt dm =20 (KA) thời gian cắt là tc2 = 0,5 giây,cáp 2 có thiết diện bé nhất S2 = 70 mm2 ruột nhôm để đảm bảo cắt ngắn mạch có chọn lọcthì thời gian cắt ngắn mạch của máy cắt đặt ở đầu đường dây cáp 1 là : t1 = t + tc2 = 0,3 + 0,5 = 0,8 giây Để đảm bảo được ổn định nhiệt cho cáp và đảm bảo thời gian cắt của máy cắt thì: IN-7”  {Inh cáp1’;Inh cáp1} IN-8  {Inhcáp2’; Inhcáp2 } Dòng điện ổn định nhiệt của cáp 1 là: )(98,1410. 8,0 141.95. 3 1 1 1¸ KAt CSI Alpnhc   vì: t1 = t2 +t = 0,8 (tính cho cáp kép) Dòng điện ổn định nhiệt của cáp 2 là: Đại học bách khoa hà nội 63 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 )(96,13 5,0 141.70. 2 1 2¸ KAt CSI Alpnhc  Vậy: %2100. 499,5 1.106,0100..% 106,0218,007,0394,0 394,0 96,13.5,10.3 100 1¸ min      cb dmk kk pcHTk nh cb I Ixx xxxx I IX Kết luận: chọn kháng đường dây loại PbA-10-1000-8 có xk% = 8%;Idm =100 A  Tính toán lại điều kiện ổn định nhiệt của cáp đã chọn: 44,0 1 499,5.08,0 I I%.xx cbk cb kk   Dòng điện ngắn mạch tại N_7 là: )(8,10 44,007,0 499,5"7 KAxx II kHT cb N      thoả mãn điều kiện: IN-8” = 10,534 KA < Inhcáp1 =14,98(KA)  Dòng điện ngắn mạch tại N_8 là: )(55,7 218,044,007,0 499,5" 1¸ 8 KAxxx II pcKHT cb N      Thoả mãn điều kiện: IN-8” = 7,431 KA < Inhcáp2 =8,9 (KA) IN-8” = 7,431 KA < ICdm2 =20 (KA) Vậy: kháng đã chọn trên đạt yêu cầu Từ đây chọn máy cắt sau kháng đường dây loại BMM-10-1250-20 V. dòng điện tính toán VI. loại máy cắt VII. thông số định mức IV. Cấp điện áp ICB VIII. I,, IX. IXK X. uđm XI. Idm Icdm XII. ildd XIII. 10 0,5 10,87 XIV. 27,7 BM XV. 10 XVI. 1,25 XVII. 20 XVIII. 64 VI CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN: CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG 1)CHỌN MÁY BIẾN DÒNG Vì B_1 có rất nhiều loại nên chỉ chọn chi tiết ở mạch máy phát 10 KV  Biến dòng điện cấp 10 KV: Điều kiện:  Điện áp: UdmB1  Umạng  Dòng điện: IdmB1  Icb  Phụ tải: Z2dmB1  Z2  r2  ổn định động: K1dd. 2 .I1dm  ixk  ổn định nhiệt: (Knh.I1dm)2.tnh  BAl Đại học bách khoa hà nội 64 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Biến dòng điện đặt trên cả ba pha mắc hình sao Chọn biến dòng điện kiêu thanh dẫn có: UdmB1 = 10 KV; I1dm = 5000 A ; I2dm = 5 A Cấp chính xác này biến đòng điện có ZdmB1 = 1,2  Phụ tải theo quy định của mạch máy phát gồm có các phần tử sau: Am pekế Công tơ phản kháng Vôn kế oát kế tác dụng tự ghi Tần số kế oát kế tác dụng Cos kế oát kế phản kháng Công tơ tác dụng oát kế phản kháng tự ghi Các dụng cụ đo lường được mắc như hình H_V_1 Từ sơ đồ nối dây hình V_1 ta xác định được phụ tải các pha như bảng sau: Bảng V_4_1 Phụ tảI (VA) Số TT Tên dụng cụ Kiểu Pha A Pha B Pha C 1 Am pe mét -335 0,5 0,5 0,5 2 Oát kế tác dụng -335 0,5 0,5 3 Oát kế phản kháng -335 0,5 0,5 4 Oát mét TD tự ghi H-348 10 10 5 Oát giờ kế tác dụng -675 2,5 2,5 6 Oát giờ kế phản kháng -675M 2,5 2,5 2,5 7 Oát mét phản kháng tự ghi H-318 10 10 8 Tổng 26,5 3 26,5 Bảng V_4 ta xác định được tổng phụ tải ở các pha như sau: Pha A: SA = 26,5 VA Pha B: SB = 3 VA Pha C: SC = 26,5 VA Vậy: phụ tải lớn nhất là Smax = SA = SC =26,5 VA Tổng trở tác dụng đo lường mắc vào pha A hoặc pha C là: )(06,1 5 5,26 I SZ 22 dm max dc  Chọn dây dẫn bằng đồng với chiều dài từ BI đến các đồng hồ đo là l = 30m ta mắc BI theo hình sao hoàn toàn nên chiều dài tính toán bằng chiều dài dây dẫn Itt =I và ta đã có : đồng = 0,0175 (mm2/m) Tiết diện của dây dẫn là: )(75,3 06,12,1 0175,0.30 2mm ZZ IS dcdm tt       Chọn dây dẫn bằng đồng có S = 4 mm2 Đại học bách khoa hà nội 65 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37  Kiểm tra ổn định nhiệt: Vì BI có I1dm = 5000 A > 1000 A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt:  Biến dòng kiểu này không cần kiểm tra ổn định động vì nó quyết định bởi điều kiện ổn định động của thanh dẫn máy phát: 2. CHỌN MÁY BIẾN ÁP : (BU) Máy biến điện áp được chọn theo vị trí đặt điện áp định mức cấp chính xác và được kiểm tra loại phụ tải thứ cấp của nó, tuỳ theo nhiệm vụ mà BU được đặt trong nhà hay ngoài trời, vị trí phụ thuộc vào cấp điện áp sử dụng riêng với BU dùng cho công tơ đòi hỏi phải có cấp chính xác 0,5  Máy biến áp 220 KV: BU dùng cho đo lường, bảo vệ . Điều kiện: UdmBU =UHT BU chọn loại 1 pha làm mát bằng dầu có thông số ghi trong bảng V_2_a: Bảng V_2_a: Loại Udm sơ cấp (KV) Udm thứ cấp (KV) Cấp chính xác Sdm VA Smax VA Tổ đấu dây HK-500-58 220/ 3 100/ 3 0,5 400 2000 ٨/٨/  Máy biến điện áp 110 KV Công dụng để đo lường bảo vệ: Thông số như sau: Bảng V_2_b: Loại Udm sơ cấp (KV) Udm thứ cấp (KV) Cấp chính xác Sdm VA Smax VA Tổ đấu dây HK-110-57 110/ 3 100/ 3 0,5 400 2000 ٨/٨/  Máy biến điện áp 10,5 KV: Được sử dụng để đo lường và bảo vệ Sử dụng 2BU loại HOM 1 pha có thông số sau: Bảng V_2_c Loại Udm sơ cấp (KV) Udm thứ cấp (KV) Cấp chính xác Sdm VA Smax VA Tổ đấu dây HOM-10 10,5 100 0,5 75 640 V/V  Tính toán chi tiết để chọn: Để sai số không vượt quá giá trị cho phép thì phụ tải thứ cấp của BU và BI không được vượt quá công suất của chúng Điều kiện: UdmBU = UdmF cấp chính xác = 0,5% Các giá trị phụ tải của BU ở các pha và BC được ghi ở bảng V_2_c Đại học bách khoa hà nội 66 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 SAB = 232,14,37  = 37,42 VA CosAB = 142,37 4,37 S P AB AB  SBC = 22 32,17,23  = 23,73 VA CosBC = 173,23 7,23 S P BC BC  Phụ tải BU pha AB Phụ tảI BU pha BC Tên công cụ Kiểu P (W) Q (VAR) P (W) Q (VAR) Vôn kế B-2 7,2 Oát kế phản kháng B P 1,8 1,8 Oát kế t/d tự ghi 33 8,3 8,3 Oát kế phản kháng tự ghi 33 8,3 8,3 Công tơ tác dụng HT 1,75 17,5 0,06 Công tơ phản kháng MP 1,75 0,06 17,5 0,06 Tần số kế 340 6,5 0,06 Oát kế tác dụng B 1,8 1,8 Tổng 37,4 1,32 23,7 1,32 So với công suất định mức của Bu: SdmBU = 80 VA thì đIều kiện về công suất được đảm bảo. Chọn tiết diện dây dẫn từ BU để dụng cụ đo lường với điều kiện U  0,5% khoảng cách từ BU đến các dụng cụ đo lường l = 50m )A(3742,0 100 42,37 U SI AB AB A  Ta có: )A(2373,0 100 73,23 U SI AB BC C  Để đơn giản coi IA = IC = 0,305 (A) vì CosAB = CosBC = 1 và IB = 3 .IA  IB = 0,528 (A) Điện áp giáng trong dây A và B là: S l.ρ).II(r).II(U BABA  Bỏ qua góc lệch giữa IA và IB 287,0 5,0 30.0175,0).5288,0305,0( 5,0 .).( %5,0).( mmlIIS rIIU BA BA        Theo yêu cầu đề bài chọn dây dẫn đồng tiết diện 1,5 mm2 Như vậy BU phục vụ đo lường là 2HOH-10 , dây dẫn dài 50m có Sddến = 1,5mm2 Đại học bách khoa hà nội 67 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 XIX. CHỌN CHỐNG SÉT Thiết bị chống sét là thiết bị được ghép song song với thiết bị điện để bảo vệ chống quá điện áp khí quyển, khi xuất hiện quá điện áp nó sẽ phóng đIện trước làm giảm chỉ số quá điện áp đặt trên cách điện của thiết bị. Ngoài ra thiết bị chống sét còn có hệ thống cột thu lôi chống sét đánh thẳng. Trong phạm vi giới hạn của phần thiết kế nhà máy điện không nêu các phương pháp tỉ mỉ về chọn chống sét cho trạm biến áp và hệ thống phân phối mà chỉ giới thiệu các vị trí đặt chống sét cho TBA loại chống sét chống sóng quá điện áp từ đường dây truyền vào trạm và sóng quá điện áp xuất hiện ngay trong hệ thống dây ở trạm do quá điện áp khí quyển (sét đánh thẳng) Loại chống sét chọn lắp đặt là chống sét van(PBC) chống sét PBC được chế tạo theo cấp điện áp tới 35 (KV) khi dùng ở cấp điện áp cao hơn sẽ ghép nối cấp bằng nhiếu phần tử có điện áp định mức 15, 20, 33, 35,(KV)  Khu vực 220 (KV) sẽ chọn chống sét van loại PBC_220 điện áp chọc thủng ở tần số công nghiệp U =350 (KV)  Khu vực 110 (KV) chọn chống sét PBC_110 (KV) có đIện áp chọc thủng ở tần số công nghiệp U = 230 (KV)  đối với trung tính ở các máy biến áp sẽ chọn chống sét cùng loại PBC nhưng được tính giảm đi một cấp, sơ đồ đặt chống sét được vẽ trong sơ đồ nối điện chính của nhà máy. Đại học bách khoa hà nội 68 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN TỰ DÙNG I. SƠ ĐỒ ĐIỆN TỰ DÙNG: Điện tự dùng là phần điện năng tương đối nhỏ trong nhà máy điện nhưng lại giữ vai trò quan trọng. Nếu thiếu tự dùng thì nhà máy không làm việc được. Trong nhà máy nhiệt điện, điện năng tự dùng để chuẩn bị nhiên liệu, vận chuyển nhiên liệu vào lò đốt, đưa nước vào lò hơi. Vì vậy sơ đồ nối điện tự dùng của nhà máy phải có độ tin cậy cung cấp điện cao. Nhà máy có ba tổ máy phát nối với ba phân đoạn thanh góp điện áp máy phát nên điện tự dùng cho mỗi tỏ máy được lấy tại phân đoạn thanh góp điện áp của tổ máy đó. Một tổ máy cồn lại điện tự dùng được lấy ra ở đầu cực tổ máy đó Nhà máy đang thiết kế là nhà máy nhiệt điện nên dùng hai cấp điện áp tự dùng 6(KV) và 0,4(KV)  cấp 6(KV) là cấp tự dùng riêng cho từng tổ máy dùng để cấp cho các động cơ có Pdm >200 (KV)  Cấp 0,4(KV) là cấp tự dùng chung cho cả nhà máy để cung cấp cho các động cơ nhỏ hơn và thắp sáng.  Cấp 6(KV) dùng một hệ thống thanh góp không phân đoạn số thanh góp bằng số máy phát điện. Mỗi thanh góp được cung cấp từ một máy biến áp hạ từ 10/6 (KV)  Một máy biến áp dự phòng lạnh được cấp từ phía hạ áp 2 máy biến áp tự ngẫu.  Cáp 0,4(KV) không nhất thiết phải dùng hệ thống thanh góp như cấp 6(KV). II. CHỌN MÁY BIẾN ÁP DỰ PHÒNG 1. CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP 6(KV) Theo nhiệm vụ thiết kế công suất tự dùng của nhà máy  = 8% công suất đặt vì vậy công suất tự dùng lớn nhất của nhà máy là Stdmax = .Sđặt = 8%.250 = 20(MVA) Điều kiện chọn công suất của một máy )(5 4 20 4 max MVASS tdBdm  Từ dó ta chọn máy biến áp loại TMH-6300/10/6,3 có Sdm = 6,3 MVA các thông số kỹ thuật ghi ở bảng sau: Loại Sdm KVA UC KV UH KV P0 KW PN KW UN % I0 % TMH 6300 10 6,3 7,65 46,5 6,5 0,8 Sơ đổ điện tự đùng toàn nhà máy: Đại học bách khoa hà nội 69 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Máy biến áp dự trữ cho cấp náy được chọn giống chủng loại máy biến áp trên 2. CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO CẤP 6/0,4 (KV) Công suất tự dùng phía 0,4 (KV) lấy khoảng (10  15%)Stdmax , giả sử lấy 15% ta có. Phụ tải tự dùng cấp 0,4 (KV) là : S = 0,15.24 = 3,6 MVA Chọn máy biến áp tự dùng cấp 0,4 (KV) loại TMH 1000/6/0,4 có SBdm = 1000 (KVA) 6,3 1 6,3 1 S n )4,0(td  ta lấy n = 4 các thông số kỹ thuật ghi ở bảng sau: Loại Sdm KVA UC KV UH KV P0 KW PN KW UN % I0 % TC31000/10 100 6 0,4 3000 11200 5,5 1,5 Máy biến áp dự phòng cấp 0,4(KV) ta cũng chọn loại TMH-1000/6/0,4 III. CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN CHO TỰ DÙNG 1. CHỌN MÁY CẮT: Để chọn được máy cắt cho mạch này ta cần phải xác định dòng điện ngắn mạch khi có ngắn mạch sau các máy biến áp tự dùng.  Cấp điện áp 10(KV) ta chọn máy cắt như sau: dòng điện tính toán thông số định mức cấp điện áp Icb (KA) I,, (KA) ixk(KA) loại máy cắt Uđm (KV) Iđm (KA) Icắt (KA) ildd (KA) 10 0,275 65,2 204,7 8BK10/12/ 9000/150 12 12500 80 225 275,0 3.4.5,10 20 3.5,10.4  tdcb SI Sơ đồ tính ngắn mạch sau biến áp tự dùng 10/6(KA) Trong đó: xHT = 0,082 đã tính ở chương V trong phầ chọn kháng điện của máy biến áp tự dùng trong hệ đơn vị tương đối cơ bản Scb =100 MVA; Ucb =Utb là 102,1032,107,0 032,1 3,6 100. 100 5,6. 100 %    BHT Bdm cbN B xxx S SUx Điện kháng tính toán tương đối định mức là: 815,35 100 3000250.102,1.      cb HTnmdm cb dm ttdb S SS x S Sx Đại học bách khoa hà nội 70 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 xttdm = 35,815 >3 nên ta dùng công thức tính trực tiếp )(317,8 3.3,6.815,35 3000250 3.9 KA Ux S I cbtt dm N     Dòng điện xung kích )(17,21317,8.2.8,1".2. KAIKixk  Dòng điện cưỡng bức qua mạch tự dùng được tính vào lúc quá tải 5% công suất định mức của nó )(484,0 3.3,6 5.05,1 .3 4 .05,1 max KA U S I cb td cb  Dựa vào các số liệu tính toán trên ta chọn máy cắt 6 (KV) như sau (giả sử các máy cắt ở cấp này đều là hợp bộ) Dòng điện tính toán đại lượng định mức Cấp điện áp KV Icb KA I” (KA) ixk (KA) Loại máy cắt U (KV) Idm (A) icắt (KA) i1dd (KA) 6 0,4 8,226 0,577 8AN20 12 630 20 52 Đại học bách khoa hà nội 71 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 PHẦN II PHẦN CHUYÊN ĐỀ NHIỆM VỤ Thiết kế trạm biến áp hạ áp 10/0,4kV đế cấp điện cho khu tập thể nhà máy. Giả sử khu tập thể gồm 200 hộ gia đình với mức sống khác nhau. CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI. Qua khảo sát ta thấy:  Phụ tải cần cấp điện là phụ tải loại 3 nên dùng 1 đường dây đơn cấp điện 10kV từ trạm biến áp trung gian (BATG) đến trạm đang thiết kế.  Các hộ gia đình sống trong khu vực này có mức sống không đồng đều nhau.  Số hộ gia đình có mức sinh hoạt loại khá chiếm 20%: N1=40 hộ  Số hộ gia đình có mức sinh hoạt loại trung bình chiếm 60%: N2=1200 hộ  Số hộ gia đình có mức sinh hoạt loại nghoè chiếm 20%: N3=400 hộ Từ những khảo sát trên ta tiến hành tính toán thiết kế trạm biến áp cung cấp điện cho đảm yêu cầu kỹ thuật và mỹ quan, đảm bảo độ tin cậy, an toàn cho con người và thiết bị. Theo kết quả điều tra ta có gần đúng mức sinh hoạt của từng hộ gia đình theo các thiết bị hộ đó sử dụng như sau: Đại học bách khoa hà nội 72 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 1)PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA HỘ GIA ĐÌNH LOẠI KHÁ: Loại phòng Số lượng phòng Tên thiết bị Số lượng PdmW Cos tg Q Var Phòng khách 1 Quạt cây Quạt trần Đèn Nêông Tivi Đài & dàn CD 1 1 1 1 1 75 100 40 250 250 0,7 0,8 0,45 1 1 1,02 0,75 1,98 0 0 76.5 75 79.2 0 0 Phòng ngủ 3 Quạt cây Đèn ngủ Đèn Nêông Máy vi tính Đèn đọc 3 3 3 1 3 3x75 2x10 3x40 150 3x100 0,7 1 0,45 1 1 1,02 0 1,98 0 0 229,5 0 237,6 0 0 Phòng bếp 1 Quạt cây Đèn Nêông Nồi cơm điện Chảo điện ấm điện Tủ lạnh Quạt thông gió 1 1 1 1 1 1 1 75 40 600 1200 1000 150 100 0,7 0,45 1 1 1 0,85 0,85 1,02 1,98 0 0 0 0,62 0,62 76,5 79,2 0 0 0 93 62 Phòng vệ sinh 2 Bình nóng lạnh Máy bơm nước Quạt thông gió Đèn nêông 1 1 2 2 2500 150 2x100 2x40 1 0,85 0,85 0,45 0 0,62 0,62 1,98 0 93 124 158,4 Các thiết bị khác Đèn sân Đèn cầu thang Bàn là 1 1 1 100 100 1000 1 1 1 0 0 0 0 0 0 Cộng 32 8835 1384  phụ tải sinh hoạt khu dân cư loại khá có hệ số sử dụng (ksd): ksd1=0,5  Vậy suất phụ tải sinh hoạt cho 1 gia đình là: P0 sh1=Ksd1.Psh1=0,5.8835=4417,5W/1 hộ=4,418kW/1hộ Q0 sh1=Ksd1.Qsh1=0,5.1384=692Var=0,692kVar/1hộ Đại học bách khoa hà nội 73 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 2)PHỤ TẢI ĐIỆN SINH HOẠT CỦA HỘ GIA ĐÌNH LOẠI TRUNG BÌNH Loại phòng Số lượng phòng Tên thiết bị Số lượng PdmW Cos tg Q Var Phòng khách 1 Quạt cây Quạt trần Đèn Nêông Tivi ĐàI 1 1 1 1 1 75 100 40 250 250 0,7 0,8 0,45 1 1 1,02 0,75 1,98 0 0 76,5 75 79,2 0 0 Phòng ngủ 2 Quạt cây Đèn ngủ Đèn Nêông Đèn đọc 2 2 2 2 2x75 2x10 2x40 2x100 0,7 1 0,45 1 1,02 0 1,98 0 153 0 158,4 0 Phòng bếp 1 Quạt cây Đèn Nêông Nồi cơm điện ấm điện Tủ lạnh Quạt thông gió 1 1 1 1 1 1 75 40 600 1000 150 100 0,7 0,45 1 1 0,85 0,85 1,02 1,98 0 0 0,62 0,62 76,5 79,2 0 0 93 62 Phòng vệ sinh 1 Máy bơm nước Đèn nêông 1 1 150 40 0,85 0,45 0,62 1,98 93 79,2 Các thiết bị khác Đèn sân Bàn là 1 1 100 1000 1 1 0 0 0 0 Cộng 23 4080 1025  phụ tải sinh hoạt khu dân cư loại trung bình có hệ số sử dụng (ksd): ksd2=0,5  phụ tải sinh hoạt cho 1 hộ gia đình là: P0 sh2=Ksd2.Psh2=0,5.4080=2040W/1 hộ=2,040kW/1hộ Q0 sh2=Ksd2.Qsh2=0,5.1025=512,5Var=0,513kVar/1hộ Đại học bách khoa hà nội 74 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 3)PHỤ TẢI ĐIỆN SINH HOẠT CỦA HỘ GIA ĐÌNH LOẠI NGHÈO Loại phòng Số lượng phòng Tên thiết bị Số lượng PdmW Cos tg Q Var Phòng khách 1 Quạt cây Đèn Nêông Tivi Đài 1 1 1 1 75 40 250 250 0,7 0,45 1 1 1,02 1,98 0 0 76,5 79,2 0 0 Phòng ngủ 2 Quạt cây Đèn Nêông 2 2 2x75 2x40 0,7 0,45 1,02 1,98 153 158,4 Phòng bếp 1 Đèn dây tóc 1 100 1 0 0 Phòng vệ sinh 1 Máy bơm nước Đèn nêông 1 1 150 40 0,85 0,45 0,62 1,98 93 79,2 Các thiết bị khác Bàn là 1 1000 1 0 0 Cộng 12 1815 639,3  phụ tải sinh hoạt khu dân cư loại nghèo có hệ số sử dụng (ksd): ksd3=0,5  phụ tải sinh hoạt cho 1 hộ gia đình là: P0 sh3=Ksd3.Psh3=0,5.1815=907,5W/1 hộ=0,908kW/1hộ Q0 sh3=Ksd3.Qsh3=0,5.693,3=319,65Var=0,32kVar/1hộ 4)Phụ tải tính toán của toàn bộ khu dân cư khảo sát Pu=Kdt.(n1.P0 sh1+ n2.P0 sh2 + n3.P0 sh3) Pu=0,8.(40.4,418+120.2,04+40.0,908)=366,27kW Qu=Kdt..(n1.Q0 sh1 + n2.Q0 sh2+ n3.Q0 sh3) Qu=0,8.(40.0,692+120.0,513+40.0,32)=81,632kVar. Su= 2222 632,8127,366)()(   uu QP =375,256kVA Cosu=   u u S P =0,98 Đại học bách khoa hà nội 75 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN VÀ CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN 2.1) SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN Lưới điện cần thiết kế của khu tập thể nằm trong hệ thống cấp điện của huyện.Huyện có trạm biến áp trung gian (BATG) 110/35k cấp diện cho phụ tải toàn huyện. Dòng điện cấp cho phụ tải mới được lấy rẽ nhánh từ 1 đường trục trùng áp.Đường trục này xuất phát từ trạm BATG 35/10kV đang cấp điện liên thông đồng thời cho các phụ tải khác. Để tiết kiệm đất ta dùng trạm biến áp treo, tại điểm đầu A đặt một dao cách ly để tiện sửa chữa hệ thống điện của khu tập thể vì khoáng cách từ A về trạm biến áp của khu tập thể quá xa(3km). Thiết bị cao áp đặt 1 bộ cầu chì tự rơi (CCTR), 1 bộ chống sét van (CSV), dây dẫn cao áp chọn dùng đường dây trên không ĐDK vì khoảng cách tải điện và không gian cho phép. Thiết bị hạ áp đặt 1 tủ phân phối gồm 1 Aptômát tổng và 3 Aptômát nhánh cho 3 lộ ra. Đặt 3 đồng hồ Ampe, 1 đồng hồ Vôn, Ampe và công tơ hữu công để phục vụ cho việc bán điện tại thanh cái hạ áp. 2.2)LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN 1)Chọn đúng lượng máy biến áp. Tổng công suất cần cung cấp cho khu tập thể là: 281,444kVA Chọn máy biến áp Việt Nam do liên doanh TAKAOKA sản xuất công suất 320kVA Loại máy Sdm kVA Uc kv I. U N KV ΔPN W ΔPN W UN % Trọng lượng BA- 400- 10/0,4 400 10 0,4 840 5750 4,0 1100 2)Chọn tiết dây dẫn từ BATG về TBA của khu tập thể Dòng điện tính toán tổng toàn khu tập thể IT= 10.3 265,375 .3   U S u =21,665A Với dòng điện này dù xác định tiết diện theo phương pháp nào (theo Jkt, hoặc ΔUcp) đều rất bé. Vởy chọn với tiết diện tối thiểu:AC-35 Có r0=0,85 /km, x0=0,4 /km. Đại học bách khoa hà nội 76 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Tính tổn thất điện áp R=r0.I=0,85.3=2,55  X=x0.I=0,4.3=1,2  Pu=366,27kVA Qu=81,632kVAR. Sơ đồ 3)Tính toán ngắn mạch để lựa chọn và kiểm tra thiết bị cao áp Theo số liệu chi nhánh điện cung cấp, từ trạm BATG của huyện về đến điểm đầu A dài 6km, dây AC 70, máy cắt đầu nguồn có Scắt=1000MVA Nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch cho trên hình 2-3 Sơ đồ XII=  11,01000 5,10 22 C tb S U ZD1=r01.I1+Jx01.I1=0,46.6+J 0,4.6=2,76+J 2,4  ZD2=r02.I2+Jx02.I2=0,85.3+J 0,4.3=2,55+J 1,2  Coi ngắn mạch ở xa nên IN=I=I Vậy các dòng ngắn mạch là: IN1= kA Z U N tb 6,1 )4,211,0(76,23 5,10 3 22    IN2= 22 )2,14,211,0()55,276,2(3 5,10  =0,94kA Ixk1= 2 .1,8.1,6=4,07 kA Ixk2= 2 .1,8.0,86=2,39 kA )(2,103 10 2,1.632,8155,2.27,366.. V U XQRPU  Đại học bách khoa hà nội 77 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 4)Chọn dao cách ly Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức, kV Dòng điện lâu dài định mức, A Dòng điện ngắn mạch xung kích, kA Dòng điện ổn định nhiệt, kA UdmDCLUdm.m=10kV IdmDCLIcb=IT=23,18A Idm.mixk1=4,07kA IdmnhI1=1,6kA Căn cứ vàp các điều kiện trên ta chọn dao cách ly cao áp đặt ngoài trời do Liên Xô chế tạo Loại DCL Udm,kV Idm,A ixkmkA Iodnh,kA Trọng Lượng,kG PAH- 10/4000 10 400 25 9 20 5) Chọn chống sét van(CSV) Chọn chống sét van do hãng COOPER(Mỹ) chế tạo,thông số của chống sét van như sau Loại CSV Udm,k V Điện áp phóng điện max,kV ứng với Is=8÷20s Điện áp phóng điện dm của CSV,kV 3kA 5 kA 10 kA 20 kA 30 kA AZLP 10kV 19,4 30,8 22,1 24,5 28,8 6)Chọn cầu chì tự rơi(CCTR) Chọn theo điều kiện: Điện áp: UdmUmạng=10,5kV Dòng điện định mức dây chảy: Để dự phòng chọn dây chảy theo dòng định mức của máy biến áp(kể cả hệ số quá tải của máy biến áp) IDCkqt.IB.dm=1,3. 5,10.3 400 =30,79A Dòng điện cắt định mức: Icắt,dmIN2=0,94kA Chọn CCTR do Việt Nam chế tạo Loại Udm,kV Idm,A IN,kA Trọng lượng,kG SI-40 10 40 5 3 7)Tính toán ngắn mạch phía hạ áp để kiểm tra khí cụ điện hạ áp Vì cáp từ máy biến áp sang tủ phân phối ngắn so vậy ta coi điện kháng của cáp =0.Điện trở tiếp xúc của áptômát rất bhỏ so với điện trở kháng của máy biến áp do đó ta cũng coi nó bằng 0 nên ta chỉ cần tính một ssiểm ngắn mạch tại thanh cái tủ hạ áp và điểm ngắn mạch là N3 Đại học bách khoa hà nội 78 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Sơ đồ ZB=RB+jXB=   m S UUj S UP dm dmN dm dmN 4 2 6 2 2 10. %. 10. . ZB=  m j20,627,0510.320 38,0.5,410. 320 38,0.85,4 426 2 2 j Cáp 240 do hãng LENS sản xuất có rC=0,075.103m/km, áptômát 600 có điện trở tiếp xúc r=0,25m. Những đại lượng này rất nhỏ so với ZB của máy biến áp 320kVA, không cần tính đến. IN3= kA Z U N tb 59,10 62,2005,73 400 3 22    Ixk= 2 .1,8.10,59=26,98kA 8)Chọn áptômát tổng áptômát được chọn theo dòng làm việc lâu dài, đây là áptômát tổng sau biến áp, để dự trữ ta chọn theo dòng định mức của biến áp IdmAIlvmax=IdmB= A U S N dmB 607 38,0.3 400 3  Kiểm tra :Icắt AIN=10,59kA(Tính ở mục 2.2.12 chương 2 chuyên đề) Chọn áptômát do hãng MERLIN GERIN chế tạo có Idm=600A Loại Udm,kV Idm,A Icắt,A Số cực NS600E 0,5 600 15 3 9)Chọn áptômát cấp điện cho nhánh Có 3 dây nhà, phụ tải trung bình, 3 dây xấp xỉ bằng nhau Dòng điện phụ tải của 1 dãy là IT= A U Su 203 38,0.33 2,401 .33   Chọn áptômát do hãng MERLIN GERIN (Pháp) chế tạo có Idm=160A Loại Udm,kV Idm,A Icắt,A Số cực NS225E 0,5 160 12 3 10)Chọn cáp hạ áp a)Cáp tìư biến áp tới tủ phân phối Cáp được chọn thao điều kiện phát nóng k1. k2.IcpIu Trong đó Dòng điện tính toán cho phép Iu=IBdm=607A k1 – hệ số kể đến môi trường đặt cáp Lấy nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường xung quanh = 250C Nhiệt độ của môi trường xung quanh =350C Đại học bách khoa hà nội 79 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Nhiệt độ lớn nhất cho phép của cáp =650C .k1= 87,02565 5365    .k2- hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặt trong cùng rãnh. Vì là cáp đơn nên k2=1 Vậy chọn cáp theo điều kiện: 0,87.1.Icp607 A Icp A7,69787,0 607  Chọn cáp đồng 4 lõi PVC 3x300+1x185 có Icp=720A do hãng LENS sản xuất, có r0=0,075/km=0,075.103m/km Kiểm tra cáp đầu ra MBA Cáp hạ áp sau khi chọn theo phát nóng cần kiểm tra điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ Bảo vệ bằng áptômát IcpIkd điện từ/4,5 Ikd điện từ là dòng khởi động của bộ phận cắt mạch điện bằng điện từ của áptômát tổng, Ikd điện từ=1750A Vậy ta có : 5,4 1750 =388,9AIcp=720A kiểm tra cáp đạt yêu cầu. Kiểm tra ổn định nhiệt cáp: điều kiện kiểm tra InhcapIN3=10,59kA Inhcap= 8,0 10.141.300. 3  ct Cucap t CS =47,3kAIN3=10,59kA Vậy cáp đã chọn thoả mãn b)Cáp xuất tuyến các khởi hành Tương tự mục a) nhưng Icp 3 607 3 dmB I =202,33A Vậy cáp đã chọn có Icp 3 7,697 =232,57A tra bảng chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC 3.70+1.35 do LENS chế tạo dòng điện cho phép Icp=246A Kiểm tra ổn định nhệt cáp xuất tuyến các khởi hành Điều kiện kiểm tra InhcapIN3=13,58kA Inhcap= 5 10.141.70. 3  ct Cucap t CS =13,95kAIN3=13,58kA Vậy cáp xuất tuyến các khởi hành chọn thoả mãn 11)Chọn thanh cái tủ phân phối hạ áp Với Iu=478,59A chọn thanh cái làm bằng đồng thanh tiết diện 40x4mm có Icp=625A Đại học bách khoa hà nội 80 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Thanh cái đồng được đặt lên 2 sứ cách điện gắn vào khung tủ, cách nhau 70 cm, đặt nằm Kiểm tra thanh cái đã chọn theo ổn định động và nhiệt dòng ngắn mạch như sau: Lực tính toán tác dụng của dòng điện ngắn mạch Fu=1,76.10-2. a 1 .ixk2=1,76.10-2. 15 70 .31,212=79,98kA Mô men chống uốn W= 6 40.4 6 . 22  hb =10,66cm3 Mô men uốn M= 10 70.98,79 10 .  IFu =558,46kGcm Ứng suất tính toán u= 66,10 46,558  W M =52,39kG/cm2 u<cp=14000kG/cm2 thoả mãn Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt F.IN3. qdt Tqd lấy là 0,5s, =6 là hệ số nhiệt độ của đồng. F=40.4=160>6.13,58. 5,0 =57,6kG thoả mãn Từ trị số của IN3 nhậ thấy cáp và áptômát đã chọn đều thoả mãn điều kiện ngắn mạch 12)Chọn sứ đỡ thanh cái hạ áp sứ đỡ chọn theo điều kiện: Udm sứUdm nóng=0,4kV Tra bảng chọn loại sứ O-1-759-OB có Udm=1kV, lực phá hoại Fph=750kG, chiều cao H=72mm Kiểm tra sứ theo lực cho phép tác dụng lên đầu sứ: Fcpk.Fu Fcp=0,6. Fph=0,6.750=450kG K: hệ số hiệu chỉnh, k= 72 2 40 72 2 '     H hH H H =1,27 Fu=79,78kG (tính ở trên) Thay số vào điều kiện ta được: Fcp=450kG>1,27.79,78=101,32kG Vậy sứ đã chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. 13)Chọn máy biến dòng BI Chọn BI theo điều kiện: UdmBIUdm mạng=0,4kV Idm sơIdmB=607A Phụ tải thứ cấp ZdmBIZđồng hồ +Zdây Đại học bách khoa hà nội 81 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Vì phụ tải phía thứ cấp của BI rất nhỏ do đó phụ tải ZdmBI không cần tính toán. Căn cứ vào điều kiện trên ta chọn loại BI có: Udm=500V, Isơ/Ithứ=1000/5A Chọn 2 bộ 6 máy biến dòng do Việt Nam sản xuất để cấp dòng cho các đồng hồ đo đếm. 14)Chọn các đồng hồ đo đếm Trên tủ phân phối hạ thế đặt: 3 đồng hồ ampe tỷ lệ 500/5A 1 đồng hồ vôn từ 0500V 1 đồng hồ cos và 1 công tơ 3 pha 1 khoá chuuyển mạch để kiểm tra điện áp Tất cả các loại đồng hồ trên chọn loại do Việt Nam sản xuất 15)Chọn dây dẫn mềm nối từ biến dòng đến các dụng cụ đo Để đảm bảo độ bền cơ học ta chọn loại dây đồng 1 sợi bọc nhựa PVC tiết diện từ 2,5mm2 trở lên do Việt Nam sản xuất 16)Chọn chống sét 0,4kV Chọn loại Gza-0,5 do Việt Nam sản xuất 17) Chọn tủ phân phối hạ thế Chọn tủ sắt chế tạo loại treo trên cột do TAKAOKA sản xuất theo đơn đặt hàng chi tiết Đại học bách khoa hà nội 82 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT Hệ thống nối đất của trạm biến áp có 3 chức năng:Nối đất làm việc, nối đất an toàn, nối đất chống sét Hệ thống nối đất được tạo thành bởi các cọc sét hình L 63x63x6 dài 2,5m được nối với nhau bằng thanh thép dẹt 40x4mm tạo thành mạch vòng nối đất bao quanh TBA.Các cọc được đóng sâu dưới mặt đất 0,7m, thép dẹt được hàn chặt với các cọc ở độ sâu 0,8m. Với các tạm có điện áp 53kV thì điệntở tiếp đất Rđất4,các đường dây cao áp 6kV đều phải nối đất tất cả cột điện, cột đường dây hạ áp nối đất theo quy định.Các tủ điện, hòm công tơ cũng phải thực hiện nối đất để đảm bảo cho người quản lý vận hành Khu tập thể quy hoạch mới của nhà máy, điện trở suất só được là 0,75.104cm. Hệ số điều chỉnh theo mùa của điện trở đất cọc và thanh là: Hệ số mùa an toàn Kthanhm=1,6 Kcọcm=1,4 Hệ số mùa sét Kthanhm=1,3 Kcọcm=1,3 Trình tự tính toán hệ thống nối đất như sau: Mặt bằng trạm là 7x11m, mặt vòng nối đất sẽ chôn bên trong tường trạm có chu vi (6+10).2=32m Đại học bách khoa hà nội 83 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37 Sơ đò bố trí cọc và thanh 1)ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA THANH NỐI ĐẤT Rt tính theo công thức: Rt= hd LK L . .ln. ..2 2   Trong đó :  là điện trở suất tính cho mùa an toàn =kthanhm. do=1,6.0,75.104.10-2=120m L là tổng chiều dài điện cực lấy bằng chu vi mạch vòng L=32m h dộ chôn sâu, h=0,8m d là đường kính thanh. Vì thanh là thép dẹt nên: d= 2 10.40 2 3  b =0,02m (với b là bản rộng của thanh) K là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K=f( 2 1 l l ), theo thiết kế mach vòng ta có: ( 2 1 l l =100/60)=1,66  tra tài liệu kỹ thuật điện cao áp ta có K=5,95 Thay vào công thức ta có

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfĐỒ ÁN- THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỒ ÁN- THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN.pdf