Đề tài Thiết kế môn học nhà máy điện

ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 1 Ch−¬ng I tÝnh to¸n phô t¶I vμ c©n b»ng c«ng suÊt I.Chän m¸y ph¸t ®iÖn vμ c©n b»ng c«ng suÊt 1.Chän m¸y ph¸t ®iÖn Theo yªu cÇu cña ®Ò bµi ta ph¶i thiÕt kÕ phÇn ®iÖn cña nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn gåm 5 tæ m¸y x100 MW . Nhµ m¸y ®iÖn cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i ®Þa ph−¬ng cã U®m= 10 kv , phô t¶i trung ¸p lµ 110 kv vµ ph¸t vÒ hÖ thèng ë cÊp ®iÖn ¸p 220kv . Do ®· biÕt sè l−îng vµ c«ng suÊt cña tõng tæ m¸y ta chØ cÇn chó ý mét sè ®iÓm sau : + Chän ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¸y ph¸t lín th× dßng ®iÖn ®Þnh møc , dßng ng¾n m¹ch ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p sÏ nhá vµ do ®ã yªu cÇu víi c¸c lo¹i khÝ cô ®iÖn sÏ gi¶m thÊp + §Ó thuËn tiÖn cho viÖc x©y dùng còng nh− vËn hµnh nªn chän c¸c m¸y ph¸t ®iÖn cïng lo¹i Tõ ®ã ta tra trong sæ tay ®−îc lo¹i m¸y ph¸t sau §iÖn kh¸ng t−¬ng ®èi KÝ hiÖu S®m MVA P®m MW cosϕ®m U®m KV I®m KA Xd’’ Xd’ Xd CB-1130/140 48TCЦ 117,7 100 0,85 13,8 4,92 0,21 0,26 0,91 2. TÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt §Ó ®¶m b¶o vËn hµnh an toµn , t¹i mçi thêi ®iÓm ®iÖn n¨ng do c¸c nhµ m¸y ph¸t ®iÖn ph¸t ra ph¶i hoµn toµn c©n b»ng víi l−îng ®iÖn n¨ng tiªu thô á c¸c hé tiªu thô kÓ c¶ tæn thÊt ®iÖn n¨ng Trong thùc tÕ l−îng ®iÖn n¨ng tiªu thô t¹i c¸c hé dïng ®iÖn lu«n lu«n thay ®æi. ViÖc n¾m ®−îc quy luËt biÕn ®æi nµy tøc lµ t×m ®−îc ®å thÞ phô t¶i lµ ®iÒu rÊt quan träng ®èi víi viÖc thiÕt kÕ vµ vËn hµnh. Nhê vµo c«ng cô lµ ®å thÞ phô t¶i mµ ta cã thÓ lùa chän ®−îc c¸c ph−¬ng ¸n nèi ®iÖn hîp lý , ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu kinh tÕ vµ kü thuËt , n©ng cao ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn. Ngoµi ra dùa vµo ®å thÞ phô t¶i cßn cho phÐp chän ®óng c«ng suÊt c¸c m¸y biÕn ¸p vµ ph©n bè tèi −u ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 2 c«ng suÊt gi÷a c¸c tæ m¸y ph¸t ®iÖn trong cïng mét nhµ m¸y vµ ph©n bè c«ng suÊt gi÷a c¸c nhµ m¸y ®iÖn víi nhau. Trong nhiÖm vô thiÕt kÕ ®· cho ®å thÞ phô t¶i cña nhµ m¸y vµ ®å thÞ phô t¶i cña c¸c cÊp ®iÖn ¸p d−íi d¹ng b¶ng theo phÇn tr¨m c«ng suÊt t¸c dông Pmax vµ hÖ sè cosϕtb cña tõng phô t¶i t−¬ng øng tõ ®ã ta tÝnh ®−îc phô t¶i cña c¸c cÊp ®iÖn ¸p theo c«ng suÊt biÓu kiÕn nhê c«ng thøc sau : tbcos tP tS ϕ= víi max P 100 P% tP = Trong ®ã : St : C«ng suÊt biÓu kiÕn cña phô t¶i t¹i thêi ®iÓm t tÝnh b»ng MVA P% : C«ng suÊt t¸c dông t¹i thêi ®iÓm t tÝnh b»ng phÇn tr¨m c«ng suÊt cùc ®¹i Pmax : C«ng suÊt cña phô t¶i cùc ®¹i tÝnh b»ng, MW cosϕtb : HÖ sè c«ng suÊt trung b×nh cña tõng phô t¶i SC HT ST SuF Std S¬ ®å chung cña mét nhµ m¸y ph¸t ®iÖn cã d¹ng nh− trªn . Ta cã tæng c«ng suÊt ph¸t toµn nhµ m¸y ph¶i b»ng tæng c«ng suÊt tiªu thô M¸y biÕn ¸p ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 3 Stnm(t) = Std(t) + SuF(t) + ST(t) + SC(t) + SVHT(t) Trong ®ã : SVHT(t) : C«ng suÊt vÒ hÖ thèng t¹i thêi ®iÓm t SC(t) : C«ng suÊt vÒ thanh gãp ®iÖn ¸p cao t¹i thêi ®iÓm t ST(t) : C«ng suÊt vÒ thanh gãp ®iÖn ¸p trung t¹i thêi ®iÓm t SuF(t) : C«ng suÊt yªu cÇu cña phô t¶i ®Þa ph−¬ng t¹i thêi ®iÓm t Std(t) : C«ng suÊt tù dïng cña nhµ m¸y t¹i thêi ®iÓm t a ./ C«ng suÊt toµn nhµ m¸y. Nhµ m¸y gåm 4 tæ m¸y cã: P®m = 100 MW, Cosϕ®m = 0,85 Tæng c«ng suÊt ®Æt cña toµn nhµ m¸y lµ: SNM®m = 4SG®m= 4.117,7 = 470,8 MVA Tõ ®å thÞ phô t¶i nhµ m¸y vµ c«ng thøc: TB t t Cos PS ϕ= víi : 100 %. maxPpPt = . KÕt qu¶ tÝnh ®−îc theo tõng thêi ®iÓm t cho ë b¶ng 1-2 vµ ®å thÞ phô t¶i toµn nhµ m¸y: B¶ng 1-2 t (giê) 0 ÷ 8 8 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 20 20-24 PNM(%) 80 90 85 100 75 SNM(t) (MVA) 376,5 423,5 400 470,6 352,9 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 4 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 5 10 15 20 25 30 T(h) S( M VA ) b ./ C«ng suÊt phô t¶i c¸c cÊp +./ Phô t¶i ®Þa ph−¬ng Phô t¶i ®Þa ph−¬ng cña nhµ m¸y cã U®m= 10 kV , Pdpmax = 14MW , cosϕtb = 0,87 §Ó x¸c ®Þnh ®å thÞ phô t¶i ®Þa ph−¬ng ph¶i c¨n cø vµo sù biÕn thiªn phô t¶i hµng ngµy ®· cho vµ nhê c«ng thøc : tb tdp tdp P S ϕcos )( )( = víi max)( 100 % dp dp tdp P P P = KÕt qu¶ tÝnh ®−îc theo tõng thêi ®iÓm t cho ë b¶ng 1-3 vµ ®å thÞ phô t¶i ®Þa ph−¬ng B¶ng 1-3 t (giê) 0 ÷ 6 6 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 20 20-24 P®p(%) 70 80 80 100 70 S®p(t) (MVA) 11,26 12,87 12,87 16,09 11,26 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 5 10 15 20 25 30 T(h) S( M VA ) + ./ C«ng suÊt phÝa phô t¶i trung ¸p 110 KV NhiÖm vô thiÕt kÕ ®· cho : P110max = 220 MW vµ cosϕtb = 0,86 TÝnh to¸n t−ong tù ®−îc kÕt qu¶ trong tõng thêi ®iÓm t nh− sau B¶ng 1-4 t(giê) 0 ÷ 8 8 ÷ 12 12 ÷ 14 14÷ 20 20-24 P (%) 75 90 80 100 75 ST(t) MVA 191,86 230,23 204,65 255,81 191,86 0 50 100 150 200 250 300 0 5 10 15 20 25 30 T(h) S( M VA ) ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 6 + ./ C«ng suÊt tù dïng Tù dïng max cña toµn nhµ m¸y b»ng 5% c«ng suÊt ®Þnh møc cña nhµ m¸y víi cosϕ = 0,85 ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: ) )( 6,04,0(.)( maxNM NM NMdmtd S tSStS ×+=α Trong ®ã : Std(t) : Phô t¶i tù dïng nhµ m¸y t¹i thêi ®iÓm t. SNM®m : Tæng c«ng suÊt cña nhµ m¸y MVA. SNM(t): C«ng suÊt nhµ m¸y ph¸t ra t¹i thêi ®iÓm t theo b¶ng 1-2. α : HÖ sè % l−îng ®iÖn tù dïng. Tõ ®å thÞ phô t¶i nhµ m¸y (phÇn 1) vµ c«ng thøc trªn ta cã phô t¶i tù dïng nhµ m¸y theo thêi gian nh− b¶ng 1-5 B¶ng 1-5 t (giê) 0 ÷ 8 8 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 20 20-24 PNM(%) 80 90 85 100 75 SNM(t) (MVA) 376,5 423,5 400 470,6 352,9 Std(t) (MVA) 20.7 22.1 21.4 23.5 20 19.5 20 20.5 21 21.5 22 22.5 23 23.5 24 0 5 10 15 20 25 30 T(h) S( M VA ) + .\ C«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng ®iÖn ¸p 220 KV C«ng suÊt thõa cña nhµ m¸y ®−îc ph¸t lªn hÖ thèng qua hai ®−êng d©y cao ¸p 220 kV. Ta cã ph−¬ng tr×nh c©n b»ng c«ng suÊt toµn nhµ m¸y lµ: ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 7 Stnm(t) = Std(t) + Sdp(t) + ST(t) + SC(t) + SVHT(t) Tõ ph−¬ng tr×nh trªn ta cã phô t¶i cao ¸p theo thêi gian lµ: SHT(t) = Stnm(t)- {Std(t) + Sdp(t) + ST(t) } Thay c¸c gi¸ trÞ ®· tÝnh ®−îc ë trªn ta ®−îc kÕt qu¶ tÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt toµn nhµ m¸y ë b¶ng sau : 20-24 t (giê) 0 ÷ 6 6 ÷8 8 ÷ 12 12 ÷ 14 14÷20 Stnm(t) 376.5 376.5 423.5 400 470.6 352.9 Sdp(t) 11.26 12.87 12.87 12.87 16.09 11.26 Std(t) 20.7 20.7 22.1 21.4 23.53 20 ST(t) 191.9 191.9 230.2 204.7 255.8 191.9 SHT(t) 152.6 151.0 158.3 161.0 175.2 129.7 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 10 20 30 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 8 c./ Mét sè nhËn xÐt chung. - C«ng suÊt ph¸t lªn hÖ thèng cña nhµ m¸y nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng nªn khi cã sù cè t¸ch nhµ m¸y ra khái hÖ thèng vÉn ®¶m b¶o æn ®Þnh hÖ thèng. - Phô t¶i ®iÖn ¸p trung chiÕm gÇn 50% c«ng suÊt nhµ m¸y do ®ã viÖc ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i nµy lµ rÊt quan träng. Tõ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta x©y dùng ®−îc ®å thÞ phô t¶i tæng hîp cña nhµ m¸y nh− sau: II./ x¸c ®Þnh c¸c ph−¬ng ¸n nèi d©y s¬ bé Chän s¬ ®å nèi ®iÖn chÝnh lµ mét trong nh÷ng nhiÖm vô hÕt søc quan träng trong thiÕt kÕ nhµ m¸y ®iÖn. S¬ ®å nèi ®iÖn hîp lý kh«ng nh÷ng ®em l¹i nh÷ng lîi Ých kinh tÕ lín lao mµ cßn ph¶i ®¸p øng ®−îc c¸c yªu cÇu kü thuËt C¬ së ®Ó ®Ó x¸c ®Þnh c¸c ph−¬ng ¸n cã thÓ lµ s« l−îng vµ c«ng suÊt m¸y ph¸t ®iÖn , c«ng suÊt hÖ thèng ®iÖn , s¬ ®å l−íi vµ phô t¶i t−¬ng øng , tr×nh tù x©y dùng nhµ m¸y ®iÖn vµ l−íi ®iÖn ... Khi x©y dùng ph−¬ng ¸n nèi d©y s¬ bé ta cã mét sè nguyªn t½c chung sau : Nguyªn t¾c 1 Cã hay kh«ng cã thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t NÕu SuF max nhá vµ kh«ng cã nhiÒu d©y cÊp cho phô t¶i ®Þa ph−¬ng th× kh«ng cÇn thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t SuF max ≤ 25% S®m 1F Nguyªn t¾c 2 NÕu cã thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t th× sè l−îng m¸y ph¸t nèi vµo thanh gãp ph¶i ®¶m b¶o sao cho khi mét tæ m¸y lín nhÊt bÞ sù cè th× nh÷ng m¸y ph¸t cßn l¹i ph¶i ®¶m b¶o phô t¶i ®Þa ph−¬ng vµ tù dïng Nguyªn t¾c 3 NÕu phÝa ®iÖn ¸p cao , trung cã trung tÝnh nèi ®Êt vµ hÖ sè cã lîi α ≤ 0,5 th× nªn dïng hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµm liªn l¹c gi÷a c¸c cÊp ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 9 Nguyªn t¾c 4 Sö dông sè l−îng bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y hai phÝa cao vµ trung sao cho t−¬ng øng víi c«ng suÊt cùc ®¹i cÊp ®ã Nguyªn t¾c 5 Cã thÓ ghÐp chung mét sè m¸y ph¸t víi mét m¸y biÕn ¸p nh−ng ph¶i ®¶m b¶o ΣSbé ≤ Sdù phßng ht Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ nhµ m¸y cã 5 tæ m¸y ph¸t, c«ng suÊt ®Þnh møc cña mçi tæ m¸y lµ 100 MW cã nhiÖm vô cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i ë ba cÊp ®iÖn ¸p sau: Phô t¶i ®Þa ph−¬ng ë cÊp ®iÖn ¸p 10 kV cã: Sdpmax = 16,09 MVA Sdpmin = 11,26 MVA Phô t¶i trung ¸p ë cÊp ®iÖn ¸p 110 kV cã: STmax = 255,8 MVA STmin = 191,9 MVA Phô t¶i cao ¸p ë cÊp ®iÖn ¸p 220 kV ( vÒ hÖ thèng ) cã: SVHTmax = 175,2 MVA SVHTmin = 129,7 MVA • Ta cã dù tr÷ quay cña hÖ thèng lµ SDT = 190 MVA • C«ng suÊt mét bé MF-MBA = 62.5 MVA nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng nªn cã thÓ dïng s¬ ®å bé. • CÊp ®iÖn ¸p cao vµ trung la 220 kV vµ 110 kV cã trung tÝnh nèi ®Êt trùc tiÕp nªn dïng 2 m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµm m¸y biÕn ¸p liªn l¹c, tiÕt kiÖm chi phÝ vµ gi¶m ®−îc tæn hao MBA. Tõ ®ã ta v¹ch ra c¸c ph−¬ng ¸n nh− sau : 2.1.Ph−¬ng ¸n 1. Ph−¬ng ¸n I, phÝa cao ¸p thanh gãp 220kV bè trÝ 3 m¸y biÕn ¸p gåm 2 m¸y biÕn ¸p tù ngÉu vµ 1 m¸y biÕn 3 pha 2 d©y quÊn. PhÝa trung ¸p thanh gãp 110kV ®−îc nèi víi 2 bé m¸y ph¸t ®iÖn - m¸y biÕn ¸p ba pha hai d©y quÊn. §Ó cung cÊp ®iÖn thªm cho c¸c phô t¶i nµy còng nh− ®Ó liªn l¹c gi÷a ba cÊp ®iÖn ¸p dïng hai bé m¸y ph¸t ®iÖn - m¸y biÕn ¸p tù ngÉu (G1-T1 vµ G2-T2). Phô t¶i ®Þa ph−¬ng 10 kV ®−îc cung cÊp ®iÖn tõ ®Çu cùc hai m¸y ph¸t ®iÖn G1,G2 th«ng qua 2 kh¸ng ®−êng d©y. ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 10 ¦u ®iÓm cña ph−¬ng ¸n: - cung cÊp ®ñ c«ng suÊt cho phô t¶i c¸c cÊp ®iÖn ¸p. Nh−îc ®iÓm : - bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p kh¸c lo¹i g©y khã kh¨n trong l¾p ®Æt vËn hµnh b¶o d−ìng söa ch÷a. H×nh 2-1 2.2.Ph−¬ng ¸n 2. §Ó kh¾c phôc nh−îc ®iÓm trªn, chuyÓn bé G5-T5 tõ thanh gãp 220kV sang phÝa 110kV. PhÇn cßn l¹i cña ph−¬ng ¸n II gièng nh− ph−¬ng ¸n I. ¦u ®iÓm - chØ sö dông 2 lo¹i m¸y biÕn ¸p thuËn tiÖn trong vËn hµnh b¶o d−ìng söa ch÷a. - kh¾c phôc ®−îc phÇn lín c¸c nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ¸n I. Nh−îc ®iÓm - khi phô t¶i bªn trung min nÕu cho bé MF-MBA bªn trung lµm viÖc dÞnh møc sÏ cã mét phÇn c«ng suÊt tõ bªn trung truyÒn qua cuén trung cña MBA tù ngÉu ph¸t lªn hÖ thèng g©y tæn thÊt qua 2 lÇn MBA. HT ST 220KV 110KV T1 T2 ~ T4 GSTD ~ T5 STD G ~ T3 GSTD ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 11 H×nh 2-2 2.3.Ph−¬ng ¸n 3 Sö dông 5 bé MF-MBA vµ 2 m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ®Ó lµm m¸y biÕn ¸p liªn l¹c vµ cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i ®Þa ph−¬ng. Ph−¬ng ¸n nµy sö dông nhiÒu MBA g©y tèn kÐm vèn ®Çu t−, g©y tæn thÊt c«ng suÊt trong MBA lín. H×nh 2-3 HT ST 220KV 110KV T6 T7 ~ T3 STD G ~ T5 GSTD ~ T2 STD G ~ T4 GSTD HT ST 220KV 110KV T1 T2 ~ T5 STD G ~ T3 GSTD ~ T4 GSTD ~ T1 STD G ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 12 * Qua ph©n tÝch s¬ bé 3 ph−¬ng ¸n nªu trªn ta thÊy ph−¬ng ¸n 1 vµ 2 cã nhiÒu −u ®iÓm nªn ®−îc gi÷ l¹i ®Ó tÝnh to¸n so s¸nh vÒ mÆt kinh tÕ kü thuËt ®Ó chän ph−¬ng ¸n nèi ®iÖn tèi −u cho nhµ m¸y. ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 13 Ch−¬ng 3 : Chän m¸y biÕn ¸p 3.1.Ph−¬ng ¸n 1. 3.1.1.Chän m¸y biÕn ¸p. 1.M¸y biÕn ¸p T3 , T4(PhÝa trung ¸p cã cÊp ®iÖn ¸p 110KV). M¸y biÕn ¸p nµy lµ m¸y biÕn ¸p hai d©y quÊn nªn chän theo ®iÒu kiÖn: ST3®m ≥ SG®m = 117,65 (MVA) Chän m¸y biÕn ¸p kiÓu TDц-125/121 2.M¸y biÕn ¸p T5 (PhÝa cao ¸p cã cÊp ®iÖn ¸p 220KV). §©y còng lµ lo¹i m¸y biÕn ¸p hai d©y quÊn nh−ng l¹i ®−îc ®Æt bªn phÝa cao ¸p nªn t−¬ng tù nh− chän m¸y biÕn ¸p T3 ta chän m¸y biÕn ¸p T4 lo¹i TDц-125/242 3.M¸y biÕn ¸p tù ngÉu T1 & T2 . M¸y biÕn ¸p nµy ®−îc chän theo ®iÒu kiÖn: S®mTN ≥ α 1 .S®mF ; α : HÖ sè cã lîi ; ( 5,0 220 110220 U UU C TC =−=−=α ) - Ta cã : S®mB 65,117.5,0 1≥ = 235,3 (MVA). Chän m¸y biÕn ¸p lo¹i ATDцTH-250 - B¶ng tham sè m¸y biÕn ¸p cho ph−¬ng ¸n I : B¶ng 3.1 U®m (KV) UN% ΔPN Lo¹i MBA S®m MV A C T H C- T C-H T- H ΔP0 C-T C- H T- H I0% TДЦ 125 121 _ 10,5 _ 10,5 _ 100 _ 400 _ 0,5 TДЦ 125 230 _ 10,5 _ 11 _ 115 _ 380 _ 0,5 ATДЦ TH 250 230 12 1 11 11 32 20 120 520 _ _ 0,5 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 14 3.1.2.TÝnh dßng c«ng suÊt ph©n phèi cho c¸c m¸y biÕn ¸p vµ c¸c cuén d©y cña m¸y biÕn ¸p. Quy −íc chiÒu d−¬ng cña dßng c«ng suÊt lµ chiÒu ®i tõ m¸y ph¸t lªn thanh gãp ®èi víi m¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y vµ ®i tõ phÝa h¹ lªn phÝa trung vµ cao ®èi víi m¸y biÕn ¸p liªn l¹c. SCC(t), SCT(t), SCH(t) : lµ c«ng suÊt biÓu kiÕn qua cuén cao, trung, h¹ cña MBA tù ngÉu t¹i thêi ®iÓm t. SbC, SbT : C«ng suÊt biÓu kiÕn cña 1 bé bªn cao, trung. SC(t), ST(t) : C«ng suÊt biÓu kiÕn ph¸t vÒ hÖ thèng, phô t¶i bªn trung t¹i thêi ®iÓm t. 1.M¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y. Lu«n cho vËn hµnh víi ®å thÞ b»ng ph¼ng v× m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y kh«ng cã ®iÒu chØnh d−íi t¶i, do ®ã: Ta cã c«ng suÊt cña 1 bé MF-MBA lµ : SbC = SbT = S®mG - 5 1 Stdmax = 117,65 - 5 1 23,53 = 112,9 (MVA) --> ta thÊy ë ®iÒu kiÖn th−êng MBA lµm viÖc kh«ng bÞ qu¸ t¶i. 2.M¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Cuén cao : SCC = 2 1 [ SC(t) - SbC] Cuén trung : SCT = 2 1 [ ST(t) – 2SbT] Cuén h¹ : SCH = SCC + S CT Dùa vµo kÕt qu¶ c«ng suÊt phô t¶i bªn trung ¸p & c«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng ta cã b¶ng ph©n phèi c«ng suÊt cho c¸c m¸y biÕn ¸p nh− sau : B¶ng 3-2 Thêi gian Lo¹i MBA CÊp ®iÖn ¸p (KV) C«ng suÊt (MVA) 0-6 6-8 8-12 12-14 14-20 20-24 220 Sc 19.87 19.07 22.72 24.07 31.14 8.42 110 St -17 -17 2.2 -10.6 15 -17 Tù ngÉu 10,5 Sh 2.92 2.115 24.92 13.52 46.14 -8.53 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 15 3.1.3 KiÓm tra qu¸ t¶i : * Khi lµm viÖc b×nh th−êng : C«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c m¸y biÕn ¸p chän lín h¬n c«ng suÊt cùc ®¹i nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i khi lµm viÖc b×nh th−êng . *Khi sù cè. a. Sù cè bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p bªn trung : - Bé m¸y ph¸t ®iÖn – m¸y biÕn ¸p hai d©y quÊn : tddmFB SSS 5 1−= = 117,65 – 5 1 .23,53 = 112,9 (MVA). + §iÒu kiÖn kiÓm tra sù cè : 2α )(. max bTsucoTTdmTNqt SSSSK −−≥ )(07,102 4,1.5,0.2 9,1128,255 2 max MVA K SSS qt bTT dmTN =−=−≥⇒ α Ta cã : dmTNS = 250 (MVA) > 102,07 (MVA) nªn ®iÒu kiÖn trªn tho¶ m·n . + Ph©n bè c«ng suÊt trªn c¸c cuén d©y MBA tù ngÉu khi x¶y ra sù cè : - C«ng suÊt truyÒn t¶i qua cuén trung cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : ).(5,71 2 9,1128,255).( 2 1 max MVASSS bTTT =−=−= - C«ng suÊt truyÒn t¶i qua cuén h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : ).(7,10309,16 2 153,23 4 165,117 2 1 5 1 MVASSSS dftddmFH =−−=−−= - C«ng suÊt truyÒn qua cuén cao cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : ).(4,335,719,104 MVASSS THC =−=−= - C«ng suÊt cÇn ph¸t vµo hÖ thèng lµ 221,52 (MVA), c«ng suÊt cßn thiÕu lµ : SthiÕu = [ ] ).(95,42.77,111)4,33.(252,221)2( MVASSS BCHT =+−=+− - L−îng c«ng suÊt thiÕu nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng nªn m¸y biÕn ¸p ®∙ chän tho¶ m∙n . b. .Sù cè m¸y biÕn ¸p tù ngÉu liªn l¹c ( maxTS ) : - §iÒu kiÖn kiÓm tra sù cè : α. qtK .S®mTN ≥ STmax – 2.SB )(1.46 4,1.5,0 77,111.28,255.2max MVA K SSS qt BT dmTN =−=−≥⇒ α M¸y biÕn ¸p ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i v× 1.46250 >=dmBS - XÐt ph©n bè c«ng suÊt trªn c¸c cuén d©y cña MBA tù ngÉu trong ®iÒu kiÖn sù cè : - C«ng suÊt truyÒn qua cuén trung cña m¸y biÕn ¸p : ).(4,3277,111.28.2552max MVASSS BTT =−=−= - C«ng suÊt truyÒn qua cuén h¹ cña m¸y biªn ¸p : ).(68,9509,1653,23 4 165,117 4 1 MVASSSS dftddmFH =−−=−−= - C«ng suÊt phÝa cao cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : ).(28.634,3268,95 MVASSS THC =−=−= ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 16 - C«ng suÊt cÇn ph¸t vµo hÖ thèng lµ 221,52 MVA ,l−îng c«ng suÊt cßn thiÕu lµ : SthiÕu = SHT – (SC + SB) = 175,2 – ( 63,28 + 111,77) =0,15 (MVA) - L−îng c«ng suÊt thiÕu nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng (190MVA) nªn m¸y biÕn ¸p ®· chän tho¶ m·n . Nh− vËy c¸c m¸y biÕn ¸p ®· chän cho ph−¬ng ¸n 1 ®Òu ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt, lµm viÖc tin cËy. C¸c m¸y biÕn ¸p kh«ng bÞ qu¸ t¶i trong c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc kh¸c nhau. 3.1.4.TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p - Tæn thÊt trong m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y vµ m¸y biÕn ¸p tù ngÉu gåm hai phÇn: + Tæn thÊt s¾t kh«ng phô thuéc vµo phô t¶i cña m¸y biÕn ¸p vµ b»ng tæn thÊt kh«ng t¶i cña nã. + Tæn thÊt ®ång trong d©y dÉn phô thuéc vµo phô t¶i m¸y biÕn ¸p. C«ng thøc tÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y trong mét n¨m : ΔA 2cd = 365.(ΔPo.t + ΔPN. 2 dmB i 2 i S t.S∑ ) + §èi víi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ba pha : ΔATN =365.ΔPo.t + ∑ Δ+Δ+Δ )t.S.Pt.S.Pt.S.P(.S 365 i 2 HiNHi 2 TiNTi 2 CiNC2 dmB Trong ®ã : - SCi, STi, SHi : lµ c«ng suÊt t¶i qua cuén trung, cao ,h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu trong thêi gian t. - S i : lµ c«ng suÊt t¶i qua m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y trong kho¶ng thêi gian t. - ΔPo : tæn hao s¾t tõ. - ΔPNm : tæn thÊt ng¾n m¹ch. * Tæn hao ng¾n m¹ch cña c¸c cuén d©y trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : ΔPN.C = 0,5.(ΔPN.C-T + )PP 2 HT.N2 HC.N α Δ−α Δ −− ΔPN.T = 0,5.(ΔPN.C-T - )PP 2 HT.N2 HC.N α Δ+α Δ −− ΔPN.C = 0,5.(- ΔPN.C-T + )PP 2 HT.N2 HC.N α Δ+α Δ −− * Tõ c¸c th«ng sè trªn cña m¸y biÕn ¸p ta tÝnh ®−îc tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p trong tõng ph−¬ng ¸n : I. Ph−¬ng ¸n I : a. M¸y biÕn ¸p ba pha hai d©y quÊn : ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 17 M¸y biÕn ¸p lu«n lµm viÖc víi c«ng suÊt truyÒn qua nã SB=111,77 (MVA) trong c¶ n¨m , do ®ã : M¸y biÕn ¸p bªn trung ¸p : ΔAB = 8760.(100 + 400. 2 2 125 77,111 ) = 3677525,458 (KWh). M¸y biÕn ¸p bªn cao : ΔAB = 8760.(115 +380. 2 2 125 77,111 ) = 3668849,185 (KWh). a. M¸y biÕn ¸p tù ngÉu Cã ΔPNC-T do ®ã ta lÊy ΔPNC-H = ΔPNT-H = 2 1 ΔPNC-T = 260 KW. ΔPNC = 0,5.(520 + 22 5,0 260 5,0 260 − ) = 260 KW ΔPNT = 0,5.(520 - 22 5,0 260 5,0 260 + ) = 260 KW ΔPNH = 0,5.(-520 + 22 5,0 260 5,0 260 + ) = 780 KW ∑ i2Ci t.S = 19,872.6 + 19,12.2 + 22,722.4 + 24,072.2 + 31,142.6 + 8,422.4 = 12419,8 ∑ i2Ti t.S = 172.6 + 172.2 + 2,22.4 + 10,62.2 + 152.6 + 172.4 = 5039,6 ∑ i2Hi t.S = 2,922.6 + 2,112.2 + 24,92.4 + 13,52.2 + 46,12.6 + 8,52.4 = 15972,89. - Tõ ®ã ta cã : ΔATN = 365.24.120 + 2250 365 (260.12419,8 + 5039,6.260 + 15972,89.780) = 1150469,82 (KWh). * Ph−¬ng ¸n I cã tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña c¸c m¸y biÕn ¸p trong mét n¨m lµ : ΔAI = ΔAB1 + ΔAB2 + ΔAB3 + ΔAB4+ ΔAB5 =3677525,458 + 3668849,185 .2 +1150469,82 .2 = 13316163,47 (kWh) 3.2.Ph−¬ng ¸n 2. 3.2.1.Chän m¸y biÕn ¸p ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 18 3.2.1.1.M¸y biÕn ¸p T4, T3, T5 (phÝa trung ¸p cã cÊp ®iÖn ¸p 110KV). Lµm t−¬ng tù ph−¬ng ¸n 1, chØ kh¸c ë chç bªn trung ¸p chän 3 m¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y lo¹i TDц-125/121 3.2.1.1.Chän m¸y biÕn ¸p tù ngÉu T1 & T2 (PhÝa cao ¸p cã cÊp ®iÖn ¸p 220KV). T−¬ng tù nh− ph−¬ng ¸n 1 ta chän ®−îc 2 m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lo¹i ATDцTH- 125. Cô thÓ m¸y biÕn ¸p T1 & T2 lµ m¸y biÕn ¸p tù ngÉu kiÓu ATDцTH-125. M¸y biÕn ¸p T3, T4 lµ m¸y 2 d©y quÊn kiÓu TDц-80. B¶ng th«ng sè kü thuËt cña c¸c m¸y biÕn ¸p cña ph−¬ng ¸n 2 nh− sau: B¶ng 3-3 U®m (KV) UN% ΔPN Lo¹i MBA S®m MVA C T H C- T C-H T- H ΔP0 C-T C-H T-H I0% TДЦ 125 121 _ 10,5 _ 10,5 _ 100 _ 400 _ 0,5 ATДЦTH 250 230 121 11 11 32 20 120 520 _ _ 0,5 3.2.2.TÝnh dßng c«ng suÊt ph©n phèi cho c¸c m¸y biÕn ¸p vµ c¸c cuén d©y cña m¸y biÕn ¸p. 3.2.2.1.M¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y. Lu«n cho vËn hµnh víi ®å thÞ b»ng ph¼ng v× m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y kh«ng cã ®iÒu chØnh d−íi t¶i, do ®ã: SbC = SbT = S®mG - 5 1 Stdmax = 117,65 - 5 1 23,53 = 112,9 (MVA) 3.2.2.2.M¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Cuén cao : SCC = 2 1 . SC(t) Cuén trung : SCT = [ ST(t) – 3. SbT] Cuén h¹ : SCH = SCC + S CT Dùa vµo kÕt qu¶ c«ng suÊt phô t¶i bªn trung ¸p & c«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng ta cã b¶ng ph©n phèi c«ng suÊt nh− sau : ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 19 B¶ng 3-4 Thêi gian Lo¹i MBA CÊp ®iÖn ¸p (KV) C«ng suÊt (MVA) 0-6 6-8 8-12 12-14 14-20 20-24 220 Sc 76.3 75.5 79.17 80.52 87.6 64.9 110 St -73 -73.4 -54.25 -67 -41 -73 Tù ngÉu 10,5 Sh 2.92 2.11 24.92 13.52 46.1 -8.5 DÊu "- " cho biÕt c«ng suÊt ®i tõ phÝa trung ¸p sang phÝa cao ¸p cña hÖ thèng. 3.2.3. KiÓm tra ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña MBA. 3.2.3.1.Khi lµm viÖc b×nh th−êng. C«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c m¸y biÕn ¸p chän lín h¬n c«ng suÊt cùc ®¹i nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i khi lµm viÖc b×nh th−êng . 3.2.3.2.Khi cã sù cè. *Khi sù cè. Bé m¸y ph¸t ®iÖn – m¸y biÕn ¸p hai d©y quÊn bªn trung : SBT = S®mF - 5 1 Std = 117,65 – 5 1 .23,53 = 112,9 (MVA). + §iÒu kiÖn kiÓm tra sù cè : 2αKqt .S®mTN ≥ STmax- 2SBT ⇒ S®mTN qt BTT K SS α2 2max −≥ S®mTN 4,1.5,0.2 9,112.28.255 −≥ = 21,42 (MVA) S®mTN = 250 (MVA) >21,42 (MVA) tháa m·n ®iÒu kiÖn sù cè . + Ph©n bè c«ng suÊt trªn c¸c cuén d©y MBA tù ngÉu khi x¶y ra sù cè : - C«ng suÊt qua cuén trung cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu: ST = 2 1 .(STmax – 2.SBT) = 2 1 .(255,8 –2.112,9) = 15 (MVA) - C«ng suÊt qua cuén h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : ).(9,10409,16 2 153,23. 5 165,117 2 1 5 1 MVASSSS dftddmFH =−−=−−= - C«ng suÊt truyÒn qua cuén cao cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : ).(9,89159,104 MVASSS THC =−=−= - Khi ®ã, c«ng suÊt ph¸t lªn hÖ thèng lµ 221,52 (MVA), v× thÕ l−îng c«ng suÊt thiÕu lµ : SthiÕu = ).(769,89.28,2552 MVASS CHT =−=− L−îng c«ng suÊt thiÕu nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng (190 MVA) nªn m¸y biÕn ¸p ®· chän tho¶ m·n . . Sù cè háng mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu liªn l¹c ( maxTS ): + §iÒu kiÖn kiÓm tra sù cè : ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 20 α.Kqt .S®mTN ≥ STmax- 3.SBT ⇒ S®mTN qt BTT K SS α .3max −≥ S®mTN = 250 (MVA) )(4,1184,1.5,0 9,112.38.255 MVA−=−≥ ⇒ tháa m·n ®iÒu kiÖn. + XÐt ph©n bè c«ng suÊt trªn c¸c cuén d©y cña MBA tù ngÉu khi sù cè : - C«ng suÊt truyÒn qua cuén trung : ).(9,829,112.38,255.3max MVASSS BTTT −=−=−= (C«ng suÊt truyÒn tõ bªn trung ¸p (110 kV) sang nªn mang dÊu ©m) - C«ng suÊt truyÒn qua cuén h¹ cña MBA tù ngÉu : ).(9,9609,1653,23 5 165,117 5 1 MVASSSS dftddmFH =−−=−−= - C«ng suÊt truyÒn qua cuén cao cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : ).(76,109)78,11(9,96 MVASSS THC =−−=−= - Khi ®ã, c«ng suÊt ph¸t lªn hÖ thèng lµ 221,52 (MVA), v× thÕ l−îng c«ng suÊt thiÕu lµ : SthiÕu = ).(18,47,17952,175 MVASS CHT −=−=− - L−îng c«ng suÊt thiÕu nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng (190MVA) nªn m¸y biÕn ¸p ®· chän tho¶ m·n . 3.2.4.TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p b. M¸y biÕn ¸p ba pha hai d©y quÊn : M¸y biÕn ¸p 3,4,5 lu«n lµm viÖc víi c«ng suÊt truyÒn qua nã SB=111,77(MVA) trong c¶ n¨m , do ®ã : ΔAB= 8760.(100 + 400. 2 2 125 77,111 ) = 3677525,458(KWh). c. M¸y biÕn ¸p tù ngÉu : Cã ΔPNC-T do ®ã ta lÊy ΔPNC-H = ΔPNT-H = 2 1 ΔPNC-T = 260 KW. ΔPNC = 0,5.(520 + 22 5,0 260 5,0 260 − ) = 260 KW ΔPNT = 0,5.(520 - 22 5,0 260 5,0 260 + ) = 260 KW ΔPNH = 0,5.(-520 + 22 5,0 260 5,0 260 + ) = 780 KW. ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 21 ∑ i2Ci t.S = 76,362.6 + 75,52.2 + 79,22.4 + 80,52.2 + 87,602.6 + 64,92.4 = 147251,7 ∑ i2Ti t.S = (-73,4)2.6 + (-73,4)2.2 + (-54,3)2.4 + (-67)2.2 + (-41)2.6 + (-73)2.4 = 95709,6 ∑ i2Hi t.S = 2,922.6 + 2,112.2 + 24,92.4 + 13,52.2 + 46,12.6 + 8,52.4 = 15972,89. - Tõ ®ã ta cã : ΔATN = 365.24.120 + 2250 365 (260.147251,7 + 95709,6.260 + 15972,89.780) = 1492872,1 (KWh). * Ph−¬ng ¸n II cã tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña c¸c m¸y biÕn ¸p trong mét n¨m lµ ΔAI = ΔAB1 + ΔAB2 + ΔAB3 + ΔAB4+ ΔAB5 =3677525,458 .3 +1492872,1.2 = 14018320,8 (kWh) 3.3.X¸c ®Þnh dßng c−ìng bøc 3.3.1.Ph−¬ng ¸n I 3.3.1.1.CÊp ®iÖn ¸p 220 kV. a. C¸c m¹ch phÝa cao ¸p 220 KV: - M¹ch ®−êng d©y : Ibt = )(34,0220.32 8,255 .32 max KA U S dm HT == Icb = 2.Ibt =2.0,34= 0,68 (KA). * M¸y biÕn ¸p liªn l¹c : - Cuén cao cña m¸y biÕn ¸p liªn l¹c khi lµm viÖc b×nh th−êng: Ibt = ).(08,0220.3 1,31 .3 max KA U S dm C == Dßng c−ìng bøc ®−îc xÐt trong c¸c tr−êng hîp sau : + Khi sù cè m¸y biÕn ¸p bªn trung : Icb = )(088,0220.3 4.33 .3 KA U S dm C == + Khi sù cè m¸y biÕn ¸p tù ngÉu (STmax): Icb = )(167,0220.3 28.63 .3 KA U S dm C == ⇒Icb = max (0,68,0,08; 0,088 ; 0,167) = 0,68 (KA). ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 22 3.3.1.2.CÊp ®iÖn ¸p 110 kV. * M¹ch ®−êng d©y : ( gåm 3 ®−êng d©y kÐp ) Ibt = 110.3 5 8.255 . 2 1 .3 3. 2 1 max = dm T U S = 0,134 (KA). Icb = 2.Ibt =2.0,134= 0,268 (KA). * M¹ch m¸y biÕn ¸p nèi bé MF§ - MBA hai d©y quÊn : Ibt = )KA(62,0110.3 65,117 U.3 S dm dmF == Icb = 1,05.Ibt =1,05.0,62 = 0,65 (KA). * M¸y biÕn ¸p liªn l¹c : - Cuén trung cña m¸y biÕn ¸p liªn l¹c khi lµm viÖc b×nh th−êng : Ibt = ).(089,0110.3 17 .3 KA U S dm T == Dßng c−ìng bøc ®−îc xÐt trong c¸c tr−êng hîp sau : + khi sù cè m¸y biÕn ¸p bªn trung : Icb = )(375,0110.3 5.71 .3 KA U S dm T == + Khi sù cè m¸y biÕn ¸p tù ngÉu t¹i thêi ®iÓm STmax : Icb = )(164,0110.3 4,32 .3 KA U S dm T == ⇒Icb= max (0,268 ; 0,65 ; 0,375 ; 0,164 ) = 0,65 (KA). 3.3.1.3.CÊp ®iÖn ¸p 10.5kV. - M¹ch m¸y ph¸t : Ibt = )KA(47,65,10.3 65,117 U.3 S dm dmF == Icb = 1,05.Ibt =1,05. 6,47 = 6,79 (KA). Tæng hîp kÕt qu¶ ta cã b¶ng sau: B¶ng 3-5 CÊp ®iÖn ¸p (KV) 220 110 10.5 Icb (kA) 0.68 0.65 6,79 3.3.2.Ph−¬ng ¸n II 3.3.2.1.CÊp ®iÖn ¸p 220 kV. - M¹ch ®−êng d©y còng nh− ph−¬ng ¸n I ta ®· cã : Ilvcb = 0.268 KA ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 23 - M¹ch m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : Khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu th× m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cßn l¹i ph¶i ®−a vµo hÖ thèng mét l−îng c«ng suÊt : Smax = S220max = 175,2 MVA Dßng ®iÖn lµm viÖc c−ìng bøc cña m¹ch nµy lµ : 46,0 220.3 2,175 .3 max === dm lvcb U SI KA + Khi sù cè m¸y biÕn ¸p bªn trung : Icb = )(235,0220.3 9,89 .3 KA U S dm C == Nh− vËy dßng ®iÖn lµm viÖc lín nhÊt ë cÊp ®iÖn ¸p 220kV cña ph−¬ng ¸n II nµy lµ: Ilvcb = 0,46 KA 3.3.2.2.CÊp ®iÖn ¸p 110kV. *M¹ch ®−êng d©y t−¬ng tù nh− ph−¬ng ¸n I ta cã : Ilvcb = 0,68KA * M¹ch m¸y biÕn ¸p nèi bé MF§ - MBA hai d©y quÊn : Ibt = )KA(62,0110.3 65,117 U.3 S dm dmF == Icb = 1,05.Ibt =1,05.0,62 = 0,65 (KA). *M¸y biÕn ¸p liªn l¹c : - Cuén trung cña m¸y biÕn ¸p liªn l¹c khi lµm viÖc b×nh th−êng : Ibt = ).(383,0110.3 73 .3 KA U S dm T == Dßng c−ìng bøc ®−îc xÐt trong c¸c tr−êng hîp sau : + khi sù cè m¸y biÕn ¸p bªn trung : Icb = )(079,0110.3 15 .3 KA U S dm T == + Khi sù cè m¸y biÕn ¸p tù ngÉu t¹i thêi ®iÓm STmax : Icb = )(435,0110.3 9,82 .3 KA U S dm T == ⇒Icb= 0,65 (KA). Nh− vËy dßng ®iÖn lµm viÖc c−ìng bøc lín nhÊt ë cÊp ®iÖn ¸p 110 kV lµ : Ilvcb = 0,65 KA 3.3.2.3.CÊp ®iÖn ¸p 10.5 kV. T−¬ng tù nh− ph−¬ng ¸n I ta ®· cã : ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 24 Ilvcb = 6,79 KA B¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n dßng ®iÖn lµm viÖc c−ìng bøc cña ph−¬ng ¸n II lµ : B¶ng 3-6 CÊp ®iÖn ¸p (KV) 220 110 10.5 kV Icb (kA) 0.68 0.65 6,79 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 25 Ch−¬ng iV : TÝNH TO¸N DßNG §IÖN NG¾N M¹CH Môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n ng¾n m¹ch lµ ®Ó chän c¸c khÝ cô ®iÖn vµ d©y dÉn, thanh dÉn cña nhµ m¸y ®iÖn theo c¸c ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o vÒ æn ®Þnh ®éng vµ æn ®Þnh nhiÖt khi cã ng¾n m¹ch. Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tÝnh to¸n lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ba pha. §Ó tÝnh to¸n dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ta dïng ph−¬ng ph¸p gÇn ®óng víi kh¸i niÖm ®iÖn ¸p trung b×nh vµ chän ®iÖn ¸p c¬ b¶n b»ng ®iÖn ¸p ®Þnh møc trung b×nh cña m¹ng. Chän c¸c l−îng c¬ b¶n: C«ng suÊt c¬ b¶n: Scb =100MVA; C¸c ®iÖn ¸p c¬ b¶n: Ucb1 = 230kV; Ucb2 =115kV; Ucb3 =10.5kV 4.1.TÝnh c¸c ®iÖn kh¸ng trong hÖ ®¬n vÞ t−¬ng ®èi c¬ b¶n. 4.1.1.§iÖn kh¸ng cña hÖ thèng ®iÖn. NhiÖm vô thiÕt kÕ ®· cho ®iÖn kh¸ng t−¬ng ®èi ®Þnh møc cña hÖ thèng thø tù thuËn cña hÖ thèng lµ XHTdm = 1,6 vµ c«ng suÊt ®Þnh møc cña hÖ thèng SHT®m = 2400 MVA. Do ®ã ®iÖn kh¸ng cña hÖ thèng qui ®æi vÒ l−îng c¬ b¶n lµ: XHT = XHTdm. 067.02400 100*6,1 S S mHT cb == d 4.1.2.§iÖn kh¸ng cña m¸y ph¸t ®iÖn. C¸c m¸y ph¸t ®iÖn ®· cho lµ lo¹i cùc Èn vµ cã ®iÖn kh¸ng siªu qu¸ ®é däc trôc lµ Xd ’’ = 0,183. Do ®ã ®iÖn kh¸ng qui ®æi vÒ l−îng c¬ b¶n lµ: = Xd’’. 156,065,117 100.183,0 S S dmF cb == . 4.1.3.§iÖn kh¸ng cña ®−êng d©y 220kV - §iÖn kh¸ 062,0 230 100.165.4,0. 2 1... 2 1 22 == cb cb o U S lx . ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 26 4.1.4.§iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p 3 pha 2 cuén d©y. - §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y : XB = dmB cbN S S. 100 %U : + Bªn trung : XB(110) = 084,0125 100. 100 5,10 = + Bªn cao : XB(220) = 088,0125 100. 100 11 = 4.1.5.§iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. - §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p ba pha : XC = 200 1 .(UNC-T% + UNC-H% - UNT-H%). dmB cb S S = 200 1 .(11 + 32 – 20). 250 100 = 0,046. XT = 200 1 .(UNC-T% + UNT-H% - UNC-H%). dmB cb S S = 200 1 .(11 + 20 – 32). 250 100 < 0. XH = 200 1 .(UNC-H% + UNT-H% - UNC-T%). dmB cb S S = 200 1 .(32 + 20 – 11). 250 100 = 0,082. 4.2.TÝnh to¸n dßng ®iÖn ng¾n m¹ch. HÖ thèng ®· cho cã c«ng suÊt t−¬ng ®èi lín, do ®ã c¸c tÝnh to¸n ng¾n m¹ch coi hÖ thèng nh− mét nguån ®¼ng trÞ. H¬n n÷a trong tÝnh to¸n, biÕn ®æi s¬ ®å kh«ng nhËp hÖ thèng víi c¸c m¸y ph¸t ®iÖn. 4.2.1.Ph−¬ng ¸n 1: S¬ ®å nèi ®iÖn ( H×nh 4-1). ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 27 H×nh 4-1 §Ó chän khÝ cô ®iÖn cho m¹ch 220kV, ta chän diÓm ng¾n m¹ch N1 víi nguån cung cÊp lµ toµn bé hÖ thèng vµ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn. §èi víi m¹ch 110kV, ®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n lµ N2 víi nguån cung cÊp gåm toµn bé c¸c m¸y ph¸t vµ hÖ thèng. Tuy nhiªn víi m¹ch m¸y ph¸t ®iÖn cÇn tÝnh to¸n hai ®iÓm ng¾n m¹ch lµ N3 vµ N3’. §iÓm ng¾n m¹ch N3 cã nguån cung cÊp lµ toµn bé c¸c m¸y ph¸t ( trõ m¸y ph¸t G2) vµ hÖ thèng. §iÓm ng¾n m¹ch N3’ cã nguån cung cÊp chØ cã m¸y ph¸t G2. So s¸nh trÞ sè cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¹i hai ®iÓm nµy vµ chän khÝ cô ®iÖn theo dßng ®iÖn cã trÞ sè lín h¬n. §Ó chän thiÕt bÞ cho m¹ch tù dïng ta cã ®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n N4. Nguån cung cÊp cho ®iÓm ng¾n m¹ch N4 gåm toµn bé c¸c m¸y ph¸t vµ hÖ thèng ®iÖn. Dßng ng¾n m¹ch t¹i N4 cã thÓ x¸c ®Þnh theo dßng ng¾nm¹ch t¹i N3 vµ N3’. 4.2.1.1.S¬ ®å thay thÕ ( H×nh 4-2 ) 220KV ~ ~ HT ~ ~ N1 110KV N3’ N3 N4 N2 G3 G2 G1 G5 T4 T1 T2 T3 ~ G4 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 28 H×nh 4-2 4.2.1.2.TÝnh to¸n ng¾n m¹ch §iÓm ng¾n m¹ch N1 Tõ s¬ ®å thay thÕ h×nh 4-2 ta cã s¬ ®å tÝnh to¸n ®iÓm nh¾n m¹ch N1 nh− h×nh 4-3 H×nh 4-3 HT XHT N1 XT220 XG XC XH XC XH XG XT110/2 XG/2 XG G5 G1 G2 G3,4 XD N2 N3 N3’ N4 HT X1 N1 X3 X4 X2 X5 G5 G12 G3’ ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 29 §Æt c¸c ®iÖn kh¸ng nh− sau: X1 = XHT + XD = 0.067 + 0.062 = 0.129 X2 = XT220 + XG = 0,088 + 0.156 = 0,244 X3 = 2 1 XC = 2 1 .0,046 = 0,023 X4 = 2 1 (XG + XH) = 2 1 .(0,156 + 0,082) = 0,119 X5 = (XT110 + XG )/2= (0,084 + 0,156 )/2= 0,12 GhÐp G12 vµo G3’ råi sau ®ã m¾c nèi tiÕp víi X3 ®−îc s¬ ®å nh− h×nh 4-4 : X6 = ( X4 // X5 ) + X3 X6 = 54 54 . XX XX + + X3 X6 = 12.0119.0 12,0.119,0 + + 0,023 = 0,083 G123 = 54 43512 XX XGXG + + GhÐp m¸y ph¸t G1, G2, G3, G4 vµ G5 ®−îc s¬ ®å nh− h×nh 5-6 nh− sau: X7 = 083.0244.0 083.0.244,0* 62 62 +=+ XX XX = 0.062 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa hÖ thèng ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch lµ : XttHT = X1. 100 2400.129.0= cb HTdm S S = 3,1 + Dßng ng¾n m¹ch phÝa hÖ thèng t¹i mäi thêi ®iÓm b»ng nhau : I’’HT= )(94,1230.3 2400. 1,3 1 .3 .1 KA U S X cb dmHT ttHT == HT X1 N1 X2 G5 X6 G123 H×nh 4-4 X7X1 G1235HT N1 H×nh 4-5 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 30 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa nhµ m¸y ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N1 lµ : XttNM = X7* 100 65,117.5.062.0=∑ cb Gdm S S = 0.364 Tra ®−êng cong tÝnh to¸n ta ®−îc : "*I = 2,78 ; ∞ *I = 2,12 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta ®−îc : I’’NM = I CK(0). )(11,4230.3 65,117.5.78,2 .3 KA U S cb NM == INM(∞) = I CK(∞). )(13,3230.3 65,117.5.12,2 .3 KA U S cb NM == Nh− vËy trÞ sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N1 lµ: Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é: " 1NI = 4.11 + 1.94 = 6.06 (KA) Dßng ng¾n m¹ch duy tr×: I∞N1 = 3.13+ + 1.94 = 5,07 (KA) Dßng ®iÖn xung kÝch: ixkN1 = 2 *Kxk* " 1NI = 2 *1.8*6.06 = 15,42 (KA) §iÓm ng¾n m¹ch N2 §Ó tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch t¹i N2 ta cã thÓ lîi dông kÕt qu¶ tÝnh to¸n, biÕn ®æi s¬ ®å ë mét sè b−íc cña ®iÓm ng¾n m¹ch N1. T−¬ng tù s¬ ®å h×nh 4-3 ta cã h×nh 4-6: GhÐp song song nguån G1& G2, G3 & G4 ®−îc s¬ ®å nh− h×nh 4-7. HT X1 N2 X3 X4 X2 G12 X5 G34 H×nh 4-6 G5 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 31 X8 = 54 54 XX X*X + = 12,0119.0 12.0*119.0 + = 0.059 BiÕn ®æi s¬ ®å sao X1, X2 vµ X3 vÒ s¬ ®å tam gi¸c thiÕu X9, X10 do ®iÖn kh¸ng gi÷a c¸c nguån HT vµ G4 kh«ng ¶nh h−ëng tíi trÞ sè dßng ng¾n m¹ch, nªn trong tÝnh to¸n cã thÓ bá qua --> ta cã: X9 = X1 + X3 + 2 31 X X*X = 0.129 + 0.023 + 244.0 023,0.129,0 = 0.164 X10 = X2 + X3 + 1 32 * X XX = 0.244 + 0.023 + 129,0 023,0*244,0 = 0.31 S¬ ®å trë thµnh h×nh 4-8 : BiÕn ®æi s¬ ®å h×nh 4-8 thµnh s¬ ®å h×nh 4-9 nh− sau : X11 = 31,0059,0 31.0*059.0* 108 108 +=+ XX XX = 0.05 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa hÖ thèng ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N2 lµ : X8X9 HT N2 G123 X10 G5 H×nh 4-8 X9 G1235 X11 HT N2 H×nh 4-9 HT X1 X2 G5 X3 G1234 X8 H×nh 4-7 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 32 XttHT = X9* 100 2400*164.0= cb dmHT S S = 3.96 V× XttHT > 3 nªn ¸p dông c«ng thøc tÝnh : - Dßng ng¾n m¹ch phÝa hÖ thèng t¹i mäi thêi ®iÓm : I’’HT = ttHTX 1 . )(04,3 115.3 2400. 96,3 1 .3 KA U S cb dmHT == - §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa nhµ m¸y : XttNM = == 100 65,117.5.05,0.21 cb NM S S X 0,3 - Tra ®−êng cong tÝnh to¸n ta cã : I CK(0) = 3,4 ; I CK(∞) = 2,28 - Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y cung cÊp : I’’NM = I CK(0). )(04,10115.3 65,117.5.4,3 .3 KA U S cb NM == I’’HT = ttHTX 1 . )(04,3 115.3 2400. 96,3 1 .3 KA U S cb dmHT == - §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa nhµ m¸y : XttNM = == 100 65,117.5.05,0.21 cb NM S S X 0,3 - Tra ®−êng cong tÝnh to¸n ta cã : I CK(0) = 3,4 ; I CK(∞) = 2,28 - Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y cung cÊp : I’’NM = I CK(0). )(04,10115.3 65,117.5.4,3 .3 KA U S cb NM == - Dßng ng¾n m¹ch t¹i N2 : I’’N2 = I ’’ HT + I ’’ NM = 3,04 + 10,04 = 13,08 (KA). IN2(∞) = I HT(∞) + INM(∞) = 3,04+6,73 = 9,77(kA). - Dßng ®iÖn xung kÝch : IXKN2 = 2 .Kxk. I’’N2 = 2 .1,8.13,08 = 33,29 (KA) §iÓm ng¾n m¹ch N3 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 33 Tõ s¬ ®å h×nh 4-2 , ta cã s¬ ®å tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch N3 nh− h×nh 4-10 Lóc nµy chØ cã 4 m¸y ph¸t lµm viÖc nªn tæng c«ng suÊt ph¸t lµ : ΣSG®m = 4*S®m = 4*117.65 = 470,6 (MVA) §Ó tÝnh dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N3 ta sö dông c¸c gi¸ trÞ ®iÖn kh¸ng t−¬ng ®èi ®· tÝnh ë phÇn trªn vµ dïng c¸c biÕn ®æi nèi tiÕp vµ song song tõ ®ã ta cã s¬ ®å nh− h×nh 4-11 nh− sau: Víi : X13 = XH + XG = 0,082 + 0,156 = 0,238 X12 = 12.0238,0 12,0.238.0* 513 513 +=+ XX XX = 0.08 BiÕn ®æi s¬ ®å sao X1,X2,X3 thµnh s¬ ®å tam gi¸c X9, X10, trong ®ã ®iÖn kh¸ng gi÷a HT vµ G4 kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch nªn cã thÓ bá qua, do ®ã ta cã: HT X1 N3 XT220 XG XC XH XC XH XG XT110/2 XG/2 G5 G1 G3,4 H×nh 4-10 X1 XH HT N3 X2 G5 X3 X12 G134 H×nh 4-11 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 34 X9 = X1 + X3 + 2 31 X X*X = 0.129 + 0.023 + 244,0 023,0.129,0 = 0.164 X10 = X2 + X3 + 1 32 X X*X = 0,023 + 0,244 + 129,0 023,0.244,0 = 0.31 GhÐp song song nguån G5 vµ G134 ta cã : X14 = 1210 1210 XX X*X + = 08,031,0 08.0*31.0 + = 0.064 BiÕn ®æi s¬ ®å sao X9, X14, XH thµnh s¬ ®å tam gi¸c thiÕu X15, X16 ta ®−îc s¬ ®å nh− h×nh 4-14: X15 G1345 X16 HT N3 H×nh 4-14 X9 HT XH G1345 X14 N3 X15 X16 H×nh 4-13 N3 HT X10 G5 X9 X12 G134 H×nh 4-12 XH ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 35 X15 = X9 + XH + 14 H9 X X*X = 0.164 + 0.082 + 064,0 082,0.164,0 = 0.46 X16 = X14 + XH + 9 H14 X X*X = 0.064 + 0.082 + 164.0 082.0*064.0 = 0.178 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa hÖ thèng ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N3 lµ : XttHT = X15* 100 2400*46,0= cb HTdm S S = 11,04 V× XttHT > 3 nªn ¸p dông c«ng thøc tÝnh : I’’HT = ttHTX 1 . )(95,11 5,10.3 2400. 04,11 1 .3 KA U S cb dmHT == §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa nhµ m¸y ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N3 lµ : XttNM = X16* 100 6,470*178.0=∑ cb Gdm S S = 0,837 Tra ®−êng cong tÝnh to¸n ta ®−îc : "*I = 1,18 ; ∞ *I = 1,3 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta ®−îc : I’’NM = I CK(0). )(53,305,10.3 65,117.4.18,1 .3 KA U S cb NM == INM(∞) = I CK(∞). )(63,335,10.3 65,117.4.3,1 .3 KA U S cb NM == Nh− vËy trÞ sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N3 lµ: Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é: " 3NI = 11,95+30,53 = 42,48 (KA) Dßng ng¾n m¹ch duy tr×: I∞N3 = 11,95+33,63= 45,6 (KA) Dßng ®iÖn xung kÝch: ixkN3 = 2 *Kxk* " 3NI = 2 *1.8*45,6 = 116,07 (KA) §iÓm ng¾n m¹ch N3’ §iÓm ng¾n m¹ch N3’ chÝnh lµ ng¾n m¹ch ®Çu cùc m¸y ph¸t ®iÖn G2 nªn nguån cung cÊp chØ gåm cã mét m¸y ph¸t G2 vµ cã s¬ ®å thay thÕ nh− h×nh 4-15 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 36 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n: Xtt = X ’’ d = XF. 183,0100 65,117.156,0 S S cb dmF == Tra ®−êng cong tÝnh to¸n ta cã : I CK(0) = 5,4 ; I CK(∞) = 2,55 - Dßng ng¾n m¹ch t¹i N’3 : I’’N’3 = I CK(0). )KA(93,345,10.3 65,117.4,5 U.3 S cb dmF == IN’3(∞) = I CK(∞). )KA(5,165,10.3 65,117.55,2 U.3 S cb dmF == - Dßng ®iÖn xung kÝch : Ng¾n m¹ch t¹i ®Çu cùc m¸y ph¸t nhiÖt ®iÖn ta chän : Kxk =1,91 IXKN’3 = .K.2 XK I’’N’3 = 2 .1,91.34,93 = 94,35. (KA) (Ng¾n m¹ch ®Çu cùc lÊy kxk =1.91) §iÓm ng¾n m¹ch N4 Tõ s¬ ®å thay thÕ h×nh 4-2 ta thÊy : IN4 = IN3 + IN3' tõ ®ã ta cã : Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é : I"N4 = I"N3 + I"N3' = 42,48 + 34,93 = 77,41 KA Dßng ng¾n m¹ch duy tr× : I∞N4 = I∞N3 + I∞N3' = 45,6 + 16,5 = 62,1 KA Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN4 = ixkN3 + ixkN3’ = 116,07+ 94,35 = 210,42 KA KÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch : XG G2 N3 H×nh 4-15 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 37 B¶ng 4-1 CÊp ®iÖn ¸p ( KV ) §iÓm ng¾n m¹ch I" (KA) I∞ (KA) ixk (KA) 220 N1 6.06 5.07 15,42 110 N2 13,08 9,77 33,29 N3 42,48 45,6 116,07 N3’ 34,93 16,5 94,35 10.5 N4 77,41 62,1 210,42 4.2.2.Ph−¬ng ¸n 2: S¬ ®å nèi ®iÖn ( H×nh 4-16). H×nh 4-16 220KV ~ HT ~ ~ N1 110KV N3’ N3 N4 N2 G3 G2 G1 ~ G4 T4 T1 T2 T3 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 38 §Ó chän khÝ cô ®iÖn cho m¹ch 220kV, ta chän diÓm ng¾n m¹ch N1 víi nguån cung cÊp lµ toµn bé hÖ thèng vµ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn. §èi víi m¹ch 110kV, ®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n lµ N2 víi nguån cung cÊp gåm toµn bé c¸c m¸y ph¸t vµ hÖ thèng. Tuy nhiªn víi m¹ch m¸y ph¸t ®iÖn cÇn tÝnh to¸n hai ®iÓm ng¾n m¹ch lµ N3 vµ N3’. §iÓm ng¾n m¹ch N3 cã nguån cung cÊp lµ toµn bé c¸c m¸y ph¸t ( trõ m¸y ph¸t G2) vµ hÖ thèng. §iÓm ng¾n m¹ch N3’ cã nguån cung cÊp chØ cã m¸y ph¸t G2. So s¸nh trÞ sè cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¹i hai ®iÓm nµy vµ chän khÝ cô ®iÖn theo dßng ®iÖn cã trÞ sè lín h¬n. §Ó chän thiÕt bÞ cho m¹ch tù dïng ta cã ®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n N4. Nguån cung cÊp cho ®iÓm ng¾n m¹ch N4 gåm toµn bé c¸c m¸y ph¸t vµ hÖ thèng ®iÖn. Dßng ng¾n m¹ch t¹i N4 cã thÓ x¸c ®Þnh theo dßng ng¾nm¹ch t¹i N3 vµ N3’. 4.2.2.1.S¬ ®å thay thÕ ( H×nh 4-17 ) H×nh 4-17 4.2.2.2.TÝnh to¸n ng¾n m¹ch HT XHT N1 XT110/2XC XH XC XH XG XT110 XG XG XG/ G45 G1 G2 G3 XD N2 N3 N3’ N4 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 39 §iÓm ng¾n m¹ch N1 Tõ s¬ ®å thay thÕ h×nh 4-17 ta cã s¬ ®å tÝnh to¸n ®iÓm nh¾n m¹ch N1 nh− h×nh 4-18 H×nh 4-18 §Æt c¸c ®iÖn kh¸ng nh− sau: X1 = XHT + XD = 0.067 + 0.062 = 0.129 X2 = 2 1 XC = 2 1 .0,046 = 0,023 X3 = 2 1 (XG + XH) = 2 1 .(0,156+0.082) = 0,119 X4 = 3 1 (XT110 + XG) = 3 1 (0,084 + 0,156) = 0.08 GhÐp G12 vµo G345 råi sau ®ã m¾c nèi tiÕp víi X2 ®−îc s¬ ®å nh− h×nh 4-19 : X5 = ( X3 // X4 ) + X2 X5 = 43 43 XX X*X + + X2 X5 = 08,0119,0 08,0.119,0 + + 0,023 = 0,07 G1234 = 43 334412 XX X*GX*G + + X5X1 G12345 HT N1 H×nh 4-19 HT X1 N1 X2 X3 X4 G12 G34 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 40 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa hÖ thèng ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch lµ : XttHT = == 100 2400.156,0.13 cb dmHT S S X 3,74 (XttHT = 3,1 > 3) + Dßng ng¾n m¹ch phÝa hÖ thèng t¹i mäi thêi ®iÓm b»ng nhau : I’’HT= )(61,1230.3 2400. 74,3 1 .3 .1 KA U S X cb dmHT ttHT == - §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa nhµ m¸y : XttNM = == 100 65,117.5.07,0.5 cb NM S S X 0,412 - Tra ®−êng cong tÝnh to¸n ta cã : I CK(0) = 2,45 ; I CK(∞) = 2 - Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y cung cÊp : I’’NM = I CK(0). )(62,3230.3 65,117.5.45,2 .3 KA U S cb NM == INM(∞) = I CK(∞). )(95,2230.3 65,117.5.2 .3 KA U S cb NM == - Dßng ng¾n m¹ch t¹i N1 : I’’N1 = I ’’ HT + I ’’ NM = 1,61 + 3,62 = 5,23 (KA). IN1(∞) = IHT(∞) + INM(∞) = 1,61 + 2,95 = 4,56 (KA). - Dßng ®iÖn xung kÝch : IXKN1 = 2 .Kxk. I’’N1 = 2 .1,8.5,23 = 13,31 (KA) §iÓm ng¾n m¹ch N2 §Ó tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch t¹i N2 ta cã thÓ lîi dông kÕt qu¶ tÝnh to¸n, biÕn ®æi s¬ ®å ë mét sè b−íc cña ®iÓm ng¾n m¹ch N1. T−¬ng tù s¬ ®å h×nh 4-18 ta cã h×nh 4-20 : HT ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 41 GhÐp song song nguån G12, G345 vµ ghÐp nèi tiÕp X1,X2 ®−îc s¬ ®å nh− h×nh 4-21. X6 = X1 + X2 = 0,129 + 0,023 = 0,152 X7 = 43 43. XX XX + = 08,0119,0 08,0.119,0 + = 0.048 - Nh¸nh hÖ thèng cã møc ®iÖn kh¸ng tÝnh to¸n lµ : XttHT = == 100 2400.152,0.6 cb dmHT S S X 3,65 (XttHT = 3,65 > 3) - Dßng ng¾n m¹ch phÝa hÖ thèng t¹i mäi thêi ®iÓm : I’’HT = ttHTX 1 . )(3,3 115.3 2400. 65,3 1 .3 KA U S cb dmHT == - §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa nhµ m¸y : XttNM = == 100 65,117.5.048,0.7 cb NM S S X 0,28 X1 N2 X2 X3 G12 X4 G345 H×nh 4-20 X6 G12345 X7 HT N2 H×nh 4-21 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 42 - Tra ®−êng cong tÝnh to¸n ta cã : I CK(0) = 3,5 ; I CK(∞)= 2,3 - Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y cung cÊp : I’’NM = I CK(0). )(32,10115.3 65,117.5.5,3 .3 KA U S cb NM == I NM(∞) = I CK(∞). )(78,6115.3 65,117.5.3,2 .3 KA U S cb NM == - Dßng ng¾n m¹ch t¹i N2 : I’’N2 = I ’’ HT + I ’’ NM = 3,3 + 10,32 = 13,62 (KA). IN2(∞) = I HT(∞) + INM(∞) = 3,3 + 6,78 = 10,08 (KA). - Dßng ®iÖn xung kÝch : IXKN2 = 2 .Kxk. I’’N2 = 2 .1,8.13,62 = 34,67 (KA) §iÓm ng¾n m¹ch N3 Tõ s¬ ®å h×nh 4-17 , ta cã s¬ ®å tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch N3 nh− h×nh 4-22 Lóc nµy chØ cã 3 m¸y ph¸t lµm viÖc nªn tæng c«ng suÊt ph¸t lµ : ΣSG®m = 4.S®m = 4.117,65 = 470,6 (MVA) §Ó tÝnh dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N3 ta sö dông c¸c gi¸ trÞ ®iÖn kh¸ng t−¬ng ®èi ®· tÝnh ë phÇn trªn vµ dïng c¸c biÕn ®æi nèi tiÕp vµ song song tõ ®ã ta cã s¬ ®å nh− h×nh 4-23 nh− sau: HT X1 N3 XC XH XC XH XG XT110 XG XT110 XG G45 G1 G3 H×nh 4-22 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 43 Víi : X8 = XH + XG = 0.082 + 0.156 = 0.238 X6 = X1 + X2 = 0.152 X4 = 0,08 GhÐp song song nguån G1 vµ G345 ta cã : X9 = 48 48 XX X*X + = 08,0238,0 08,0.238,0 + = 0.06 BiÕn ®æi s¬ ®å sao X6, X9, XH thµnh s¬ ®å tam gi¸c thiÕu X10, X11 ta ®−îc s¬ ®å nh− h×nh 4-25: X10 = X6 + XH + 9 H6 X X*X = 0,152 + 0,082 + 06,0 082.0.152,0 = 0,441 X11 = X9 + XH + 6 H9 X X*X = 0,06 + 0,082 + 152,0 082,0.06,0 = 0,174 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa hÖ thèng ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N3 lµ : X10 G134 X11 HT N3 H×nh 4-25 N3 HT X8 G1 X6 X4 G345 H×nh 4-23 XH X6 HT XH G1345 X9 N3 X10 X11 H×nh 4-24 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 44 XttHT = X10* 100 2400*442,0= cb HTdm S S = 10,61 V× XttHT > 3 => Dßng ng¾n m¹ch phÝa hÖ thèng t¹i mäi thêi ®iÓm : I’’HT = ttHTX 1 . )(44,12 5,10.3 2400. 61,10 1 .3 KA U S cb dmHT == - §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa nhµ m¸y : XttNM = == 100 65,117.4.174,0.11 cb NM S S X 0,819 - Tra ®−êng cong tÝnh to¸n ta cã : I CK(0) = 1,22 ; I CK(∞) = 1,32 - Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y cung cÊp : I’’NM = I CK(0). )(57,315,10.3 65,117.4.22,1 .3 KA U S cb NM == INM(∞) = I CK(∞). )(15,345,10.3 65,117.4.32,1 .3 KA U S cb NM == - Dßng ng¾n m¹ch t¹i N3 : I’’N3 = I ’’ HT + I ’’ NM = 12,44 + 31,57 = 44.01 (KA). IN3(∞) = I HT(∞) + INM(∞) = 12,44 + 34,15 = 46,59 (KA). Dßng ®iÖn xung kÝch : IXKN3 = 2 .Kxk. I’’N3 = 2 .1,8.44,01 = 112 (KA) §iÓm ng¾n m¹ch N3’ Gièng nh− ë ph−¬ng ¸n 1 nªn ta cã dßng ng¾n m¹ch ë ®iÓm N3’ nh− sau : I” = 34,93 (KA) I∞ = 16,5 (KA) Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN3’ = 94,35 (KA) §iÓm ng¾n m¹ch N4 Tõ s¬ ®å thay thÕ h×nh 4-17 ta thÊy : IN4 = IN3 + IN3' tõ ®ã ta cã : ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 45 Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é : I"N4 = I"N3 + I"N3' =44,01+ 34,93 = 78,94 KA Dßng ng¾n m¹ch duy tr× : I∞N4 = I∞N3 + I∞N3' = 46,59 + 16,5 = 63,09 KA Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN4 = ixkN3 + ixkN3’ = 112 + 94,35 = 206,35 KA KÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch : B¶ng 4-2 CÊp ®iÖn ¸p ( KV ) §iÓm ng¾n m¹ch I" (KA) I∞ (KA) ixk (KA) 220 N1 5,23 4,56 13,31 110 N2 13,62 10,08 34,67 N3 44,01 46,59 112 N3’ 34,93 16,5 94,35 10.5 N4 78,94 63,09 206,35 Ch−¬ng V TÝnh to¸n chØ tiªu kinh tÕ kinh tÕ- kü thuËt chän ph−¬ng ¸n tèi −u ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 46 5.1.TÝnh to¸n chØ tiªu kinh tÕ-kü thuËt vμ chän ph−¬ng ¸n tèi −u. Chän m¸y c¾t ®iÖn: C¸c m¸y c¾t khÝ SF6 víi −u ®iÓm gän nhÑ, lµm viÖc tin cËy nªn ®−îc sö dông kh¸ phæ biÕn. Tuy nhiªn c¸c m¸y c¾t lo¹i nµy cã nh−îc ®iÓm lµ gi¸ thµnh cao, viÖc thay thÕ söa ch÷a cßn bÞ phô thuéc nhiÒu vµo nhµ s¶n xuÊt. Víi nhµ m¸y thiÕt kÕ ®Òu dïng c¸c m¸y c¾t khÝ SF6 ë c¶ ba cÊp ®iÖn ¸p. Ta chän bé m¸y c¾t theo ®iÒu kiÖn sau: U®mMC ≥ U®ml−íi I®mMC ≥ Icbmax Ic¾t®m ≥ I” ildd ≥ ixk Dùa vµo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch vµ c¸c ®iÒu kiÖn trªn ta cã thÓ chän ®−îc m¸y c¾t nh− sau : - Chän m¸y c¾t ®iÖn cho ph−¬ng ¸n I : §¹i l−îng tÝnh to¸n §¹i l−îng ®Þnh møc CÊp ®iÖn ¸p (KV) §iÓm ng¾n m¹ch Icb (KA) IN (KA) Ixk (KA) Lo¹i m¸y c¾t U®m (KV) I®m (KA) Ic¾t ®m (KA) Il®® (KA) 220 N1 0,68 6.06 15,42 3AQ1 245 4 40 100 110 N2 0,65 13,08 33,29 3AQ1 123 4 40 100 10 N3 6,79 42,48 116,07 8BK41 12 12,5 80 225 - Chän m¸y c¾t ®iÖn cho ph−¬ng ¸n II : §¹i l−îng tÝnh to¸n §¹i l−îng ®Þnh møc CÊp ®iÖn ¸p (KV) §iÓm ng¾n m¹ch Icb (KA) IN (KA) Ixk (KA) Lo¹i m¸y c¾t U®m (KV) I®m (KA) Ic¾t ®m (KA) Il®® (KA) 220 N1 0,68 5,23 13,31 3AQ1 245 4 40 100 110 N2 0,65 13,62 34,67 3AQ1 123 4 40 100 10 N3 6,79 44,01 112 8BK41 12 12,5 80 225 C¸c m¸y c¾t ë trªn cã dßng ®iÖn ®Þnh møc lín h¬n 1000 A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt . Môc ®Ých cña tÝnh to¸n kinh tÕ kü thuËt lµ ®¸nh gi¸ c¸c ph−¬ng ¸n vÒ mÆt kinh tÕ tõ ®ã lùa chän ph−¬ng ¸n tèi −u ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt c¸c chØ ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 47 tiªu kinh tÕ cao. Thùc tÕ vèn ®Çu t− phô thuéc vèn ®Çu t− c¸c m¹ch cña thiÕt bÞ ph©n phèi mµ vèn ®Çu t− cho thiÕt bÞ ph©n phèi chñ yÕu lµ m¸y c¾t. V× thÕ ®Ó tÝnh to¸n vèn ®Çu t− cho thiÕt bÞ ph©n phèi tr−íc hÕt ta chän m¸y c¾t cho tõng ph−¬ng ¸n. Vèn ®Çu t− : V = VB + VTBPP Trong ®ã : *VB lµ vèn ®Çu t− cho m¸y biÕn ¸p ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc VB = ΣVBi *KBi Víi : VBi lµ tiÒn mua m¸y biÕn ¸p thø i. KBi lµ tÝnh ®Õn tiÒn chuyªn chë l¾p ®Æt m¸y biÕn ¸p thø i ( hÖ sè nµy phô thuéc vµo c«ng suÊt vµ ®iÖn ¸p ®Þnh møc ). *VTBPP lµ vèn ®Çu t− x©y dùng thiÕt bÞ ph©n phèi tÝnh theo c«ng thøc: VTBPP = Σ ( nc*vc + nt*vt + nh*vh ) Víi : nc, nt, nh lµ sè m¹ch phÝa cao, trung vµ h¹ ¸p vc, vt, vh lµ gi¸ mçi m¹ch phÝa cao, trung vµ h¹ ¸p. Chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m : P = PKH + PΔA Trong ®ã : PKH lµ chi phÝ khÊu hao vèn ®Çu t− tÝnh theo biÓu thøc PKH = 100 a V = 100 4.8 *V PΔA lµ chi phÝ tæn thÊt ®iÖn n¨ng tÝnh theo c«ng thøc PΔA = β*ΔA = 600*ΔA Tõ ®ã ta tÝnh cô thÓ cho tõng ph−¬ng ¸n nh− sau: 5.1.1.Ph−¬ng ¸n 1 5.1.1.1.TÝnh vèn ®Çu t− 1. Vèn ®Çu t− : a.Vèn ®Çu t− cho m¸y biÕn ¸p : (VB) - Ph−¬ng ¸n nµy cã : Hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu bªn 220 KV, gi¸ mét m¸y lµ : 265.103 R. VËy chi phÝ lµ: 2.265.103.40.103 = 21200.106 (VN§) M¸y biÕn ¸p hai d©y quÊn phÝa 220 KV, gi¸ mét m¸y lµ :162.103 R VËy chi phÝ lµ : 162.103.40.103 = 6480.106(VN§) Hai m¸y biÕn ¸p hai d©y quÊn phÝa 110 KV gi¸ mét m¸y lµ :130.103 R VËy chi phÝ lµ : 2.130.103.40.103 = 10400.106(VN§) - PhÝa 220 KV : kB = 1,3 cho MBA tù ngÉu; ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 48 kB = 1,4 cho MBA hai d©y quÊn . - PhÝa 110 KV : kB = 1,5 cho MBA hai d©y quÊn . VB = (1,3.21200 + 1,4.6480 + 1,5.10400 ).10 6 = 52232.106 (VN§). b. Vèn ®Çu t− cho thiÕt bÞ ph©n phèi VTBPP lµ vèn ®Çu t− cho thiÕt bÞ ph©n phèi tÝnh theo c«ng thøc: VTBPP = Σ( nC *vC + nT * vT + nH *vH ) nC lµ sè m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 phÝa cao ¸p : nc = 6 m¹ch. vC lµ gi¸ tiÒn ®Çu t− cho mét m¹ch phÝa cao ¸p : vc = 75*10 3*15000 = 1,125*109 (VN§) nT lµ sè m¹ch phÝa trung ¸p : nt = 10 m¹ch. vT lµ gi¸ tiÒn ®Çu t− cho mét m¹ch phÝa trung ¸p : vt = 45*10 3*15000 = 0,675*109 (VN§) nH lµ sè m¹ch phÝa h¹ ¸p : nh = 2 m¹ch. vH lµ gi¸ tiÒn ®Çu t− cho mét m¹ch phÝa h¹ ¸p : vh = 30*10 3*15000 = 0,45*109 (VN§) VËy tæng sè tiÒn ®Çu t− cho thiÕt bÞ ph©n phè VTBPP = ( 6*1,125 + 10*0,675 + 2*0,45 )*10 9 = 14,4.109 (VN§) Nh− vËy tæng vèn ®Çu t− lµ : V = 52,232.109 + 14,4.109 = 66,632.109 (VN§) 5.1.1.2.TÝnh chi phÝ vËn hµng hµng n¨m. ¸p dông c«ng thøc : P = PKH + P∆A Trong ®ã : PKH = 100 4,6 .V = 100 4,6 .66,632.109 = 4,2644.109 (VN§) P∆A = 500.∆A = 500.13316163,47 = 6,6581.109 (VN§) VËy : P = 4,2644.109 + 6,6581.109 = 10,9225.109 (VN§) Chi phÝ tÝnh to¸n hµng n¨m : C = a®m.V + P Víi a®m = 0.15 C = 0,15.66,632.109 + 10,9225.109 = 20,9173.109 (VN§) 5.1.1.Ph−¬ng ¸n 2 5.1.1.1.TÝnh vèn ®Çu t− : Lµm t−¬ng tù ph−¬ng ¸n 1 ta ®−îc : Vèn ®Çu t− cho m¸y biÕn ¸p gåm cã 2 m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ATDЦTH-125 vµ 3 m¸y biÕn ¸p 3 pha 2 d©y quÊn, do ®ã : ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 49 VB = 2.1,4.265.10 3 + 3.1,5.130.103 = 1327.103 (R) Hay VB = 1327.10 3 .40000 = 53,08.109 (VN§) Vèn ®Çu t− cho thiÕt bÞ ph©n phèi gåm cã : PhÝa cao ¸p (220KV) cã 5 m¹ch PhÝa trung ¸p (110KV) cã 11 m¹ch PhÝa h¹ ¸p (10.5KV) cã 2 m¹ch VËy : VTBPP = ( 5.1,125 + 11.0,675 + 2.0,45 ).10 9 = 13,95.109 (VN§) Nh− vËy vèn ®Çu t− cho ph−¬ng ¸n 2 lµ: V = 53,08.109 + 13,95.109 = 67,03.109 (VN§) 5.1.1.2.TÝnh chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m : TÝnh t−¬ng tù ph−¬ng ¸n 1 ta cã Trong ®ã : PKH = 100 4,6 .V = 100 4,6 .67,03.109 = 4,2899.109 (VN§) P∆A = 500.∆A = 500.14018320,8 = 7,0092.109 (VN§) VËy : P = 4,2899.109 + 7,0092.109 = 11,2991.109 (VN§) Chi phÝ tÝnh to¸n hµng n¨m : C = a®m.V + P Víi a®m = 0.15 C = 0,15.67,03.109 + 11,2991.109 = 21,3536.109 (VN§)Tõ ®ã ta cã b¶ng so s¸nh sau : B¶ng 5-2 Chi phÝ Ph−¬ng ¸n V ( 109 VN§ ) P ( 109 VN§ ) C ( 109 VN§ ) 1 66,632 10,9225 20,9173 2 67,03 11,2991 21,3536 V× ph−¬ng ¸n 1 cã hµm chi phÝ tÝnh to¸n Cmin nªn ph−¬ng ¸n 1 lµ ph−¬ng ¸n tèi −u ta chän ph−¬ng ¸n 1 lµ ph−¬ng ¸n nèi ®iÖn cña nhµ m¸y thiÕt kÕ ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 50 Ch−¬ng 6 : Chän thiÕt bÞ vµ d©y dÉn 6.1.Chän m¸y c¾t vμ dao c¸ch ly. 6.1.1.Chän m¸y c¾t ®iÖn : M¸y c¾t ®iÖn dïng ®Ó ®ãng c¾t m¹ch ®iÖn víi dßng ®iÖn phô t¶i khi lµm viÖc b×nh th−êng vµ víi dßng ng¾n m¹ch khi sù cè. V× vËy ®Ó ®¶m b¶o an toµn cho l−íi ®iÖn m¸y c¾t ®−îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn sau : 1- §iÖn ¸p ®Þnh møc : U®mMC ≥ U®ml−íi 2- Dßng diÖn ®Þnh møc : I®mMC ≥ Ilvcb 3- Dßng ®iÖn c¾t ®Þnh møc : Ic¾t ®m ≥ I” ; I” lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é thµnh phÇn chu k×. 4- Ngoµi ra c¸c m¸y c¾t chän ph¶i ®−îc kiÓm tra æn ®Þnh ®éng vµ æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. §iÒu kiÖn kiÓm tra lµ : §iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng : ildd ≥ ixk ( ixk lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch xung kÝch ) §iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt : Inh 2*tnh ≥ BN ( BN xung l−îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch ) Chó ý : §èi víi nh÷ng m¸y c¾t cã I®m ≥ 1000A th× kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. Tõ ®ã ta cã b¶ng c¸c th«ng sè cña m¸y c¾t ®−îc chän nh− sau : B¶ng 6-1 §¹i l−îng tÝnh to¸n §¹i l−îng ®Þnh møc CÊp ®iÖn ¸p (KV) §iÓm ng¾n m¹ch Icb (KA) IN (KA) Ixk (KA) Lo¹i m¸y c¾t U®m (KV) I®m (KA) Ic¾t ®m (KA) Il®® (KA) 220 N1 0,68 6.06 15,42 3AQ1 245 4 40 100 110 N2 0,65 13,08 33,29 3AQ1 123 4 40 100 10 N3 6,79 42,48 116,07 8BK41 12 12,5 80 225 6.1.2. Chän dao c¸ch ly. Dao c¸ch ly ®−îc chän theo ®iÒu kiÖn: - §iÖn ¸p : UDCL®m ≥ U®m - Dßng ®iÖn : IDCL®m ≥ Ilvcb ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 51 - §iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng: ildd ≥ ixk - æn ®Þnh nhiÖt : Inh2*tnh ≥ BN (dao c¸ch ly cã I®m > 1000A nªn kh«ng ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt) Do ®ã chän dao c¸ch ly cã th«ng sè kü thuËt nh− sau: B¶ng 6-2 §¹i l−îng tÝnh to¸n §¹i l−îng ®Þnh møc CÊp ®iÖn ¸p (kV) Ilvcb (kA) I” (kA) ixk (kA) KiÓu Dao c¸ch ly UDCL® m (kV) IDCL®m (kA) il®® (kA) 220 0,68 6.06 15,42 SGC-245/1250 245 1,25 80 110 0,65 13,08 33,29 SGCP-123/1250 123 1,25 80 10.5 6,79 42,48 116,07 PBK-20/7000 20 7 250 * Trong ®ã , dao c¸ch ly ë cÊp ®iÖn ¸p 220 KV vµ 110 KV lµ dao c¸ch ly quay trong mÆt ph¼ng ngang cña h·ng : groupe schneider. 6.2.Chän thanh dÉn, thanh gãp 6.2.1.Chän thanh dÉn cøng : Thanh dÉn cøng dïng ®Ó nèi tõ m¸y ph¸t tíi cuén h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu vµ m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y. TiÕt diÖn cña thanh dÉn ®−îc chän theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi. 6.2.1.1.Chän tiÕt diÖn thanh dÉn . Gi¶ thiÕt nhiÖt ®é l©u dµi cho phÐp cña thanh dÉn b»ng ®ång lµ θcp = 70oC, nhiÖt ®é m«i tr−êng xung quanh lµ θ0 = 35oC vµ nhiÖt ®é tÝnh to¸n ®Þnh møc lµ θ®m = 250C. Tõ ®ã ta cã hÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é lµ : 88,0 2570 3570 =− −=− −= dmcp ocp hcK θθ θθ TiÕt diÖn cña thanh dÉn cøng ®−îc chän theo dßng ®iÖn l©u dµi cho phÐp : Ilvcb ≤ Icp.Khc Do ®ã ta cã : Icp ≥ 88,0 79,6= hc lvcb K I = 7,72 kA ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 52 Ta biÕt r»ng khi dßng nhá th× cã thÓ dïng thanh dÉn cøng h×nh ch÷ nhËt, nh−ng khi dßng ®iÖn trªn 3000 (A) th× dïng thanh dÉn h×nh m¸ng ®Ó gi¶m hiÖu øng mÆt ngoµi vµ hiÖu øng gÇn, ®ång thêi còng lµ t¨ng kh¶ n¨ng lµm m¸t cho chóng. Nh− vËy ta chän thanh dÉn cøng b»ng ®ång, cã tiÕt diÖn h×nh m¸ng nh− h×nh 6-1, quÐt s¬n vµ cã c¸c th«ng sè nh− ë b¶ng 6-3: B¶ng 6-3 KÝch th−íc (mm) M« men trë kh¸ng (cm3) M« men qu¸n tÝnh (cm4) 1 thanh 2 thanh 1 thanh 2 than h H b c r TiÕt diÖn 1cùc mm2 Wx-x Wy-y Wyo-yo Jx-x Jy-y Jyo-yo Icp c¶ 2 thanh (A) 175 80 8 12 2440 122 25 250 107 0 114 219 0 8550 6.2.1.2.KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi nh¾n m¹ch: Thanh dÉn ®· chän cã dßng ®iÖn cho phÐp Icp > 1000 A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. 6.2.1.3.KiÓm tra æn ®Þnh ®éng. ë ®iÖn ¸p 10,5kV lÊy kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha lµ a =60 cm, kho¶ng c¸ch gi÷a hai sø ®ì lµ l = 120 cm. TÝnh øng suÊt gi÷a c¸c pha: h y yy0 xx b h c H×nh 6-1 y yy0 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 53 Lùc tÝnh to¸n t¸c dông lªn thanh dÉn pha gi÷a trªn chiÒu dµi kho¶ng v−ît lµ: F1 = 1,76.10 -8. a l .ixk 2 . khd KG ( khd = 1 ) =1,76.10 –8. 60 120 .( 116,07.103)2 = 474,223 (KG). M« men uèn t¸c dông lªn chiÒu dµi nhÞp : M1 = 10 lF1. = 10 120.223,474 = 5690,676 KG.cm Vµ øng suÊt do lùc ®éng ®iÖn gi÷a c¸c pha lµ : σ1 = yoyo 1 W M = 250 5690,676 = 22,76 KG/cm2 víi Wyoyo = 250 cm 3 lµ m« men chèng uèn cña tiÕt diÖn ngang thanh dÉn. X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c miÕng ®Öm : Lùc t¸c dông lªn 1 cm chiÒu dµi thanh dÉn do dßng ng¾n m¹ch trong cïng pha g©y ra: f2 = 0,51.10 -2. h 1 .ixk 2 KG/cm = 0,51.10-2. 17,5 1 .116,072 = 3,93 KG/cm øng suÊt do dßng ®iÖn trong cïng pha g©y ra : σ2 = yy 2 W M = yy 2 22 12.W l.f KG/cm2 §iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng cña thanh dÉn khi kh«ng xÐt ®Õn dao ®éng lµ : σcpCu ≥ σ1 + σ2 hay σ2 ≤ σcpCu - σ1 l2 ≤ 2 ttcpyy f ).(12.W σσ − Cu Víi thanh dÉn ®ång σcpCu = 1400 KG/cm2. VËy kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a c¸c miÕng ®Öm mµ thanh dÉn ®¶m b¶o æn ®Þnh ®éng lµ : l2max = 3,93 22,76)- 1400.(12.25 = 324,24 cm Gi¸ trÞ nµy lín h¬n kho¶ng c¸ch cña kho¶ng v−ît l = 120cm. Do ®ã chØ cÇn ®Æt miÕng ®Öm t¹i hai ®Çu sø mµ thanh dÉn vÉn ®¶m b¶o æn ®Þnh ®éng. ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 54 Khi xÐt ®Õn dao ®éng: TÇn sè riªng cña dao ®éng thanh dÉn d−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : fr = γS. E.J l 3,65 yoyo 2 610. . Trong ®ã : E : M« ®un ®µn håi cña vËt liÖu ECu = 1,1.10 6 KG/cm2 Jyoyo : M« men qu¸n tÝnh Jyoyo = 2190 cm 4 S : TiÕt diÖn thanh dÉn S = 2.24,4 = 48,8 cm2 γ : Khèi l−îng riªng cña vËt liÖu γCu = 8,93 g/cm3 Suy ra: fr = 48,8.8,93 10..21901,1.10. 120 3,65 66 2 = 595,95 Hz Víi tÊn sè tÝnh ®−îc n»m ngoµi kho¶ng céng h−ëng (45 - 55) Hz vµ (90 - 110) Hz. VËy thanh dÉn ®· chän còng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng khi cã xÐt ®Õn dao ®éng. 6.2.1.4.Chän sø ®ì thanh dÉn cøng. Sø ®ì thanh dÉn cøng ®−îc chän theo ®iÒu kiÖn sau: Lo¹i sø: Sø ®Æt trong nhµ. §iÖn ¸p: US®m ≥ U®m = 10kV §iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng. Ta chän sø 0φ-10-3000YT3 cã Lo¹i sø §iÖn ¸p ®Þnh møc (KV) §iÖn ¸p duy tr× ë tr¹ng th¸i kh« (KV) Lùc ph¸ ho¹i nhá nhÊt Fph (KG) ChiÒu cao H (mm) 0φ-10-3000YT3 10 47 3000 154 KiÓm tra æn ®Þnh ®éng : Sø ®−îc chän cÇn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn : F’tt ≤ 0,6.Fph Trong ®ã: Fph- Lùc ph¸ ho¹i cho phÐp cña sø. F’tt- Lùc ®éng ®iÖn ®Æt trªn ®Çu sø khi cã ng¾n m¹ch. F’tt = F1 H H ' Víi : F1 – Lùc ®éng ®iÖn t¸c ®éng lªn thanh dÉn khi cã ng¾n m¹ch ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 55 H – ChiÒu cao cña sø H’ – ChiÒu cao tõ ®¸y sø ®Õn träng t©m tiÕt diÖn thanh dÉn Thanh dÉn ®· chän cã chiÒu cao h = 175mm. Do ®ã: H’ = 154 + 2 175 = 241,5 mm. Suy ra : F’tt = Ftt. H 'H = 474,223. 154 5,241 = 743,67 (KG) Fcp = 0,6.Fph = 0,6.3000 =1800 (KG) > 743,67 (KG) = F’tt VËy sø ®· chän tháa m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng. Thanh dÉn Ftt F’tt H’= 241,5 mm H=154 mm Sø 6.3.2.Chän d©y dÉn mÒm. 6.3.2.1 Chän thanh gãp mÒm phÝa cao ¸p : (220 KV) a. Chän tiÕt diÖn: TiÕt diÖn cña thanh dÉn vµ thanh gãp mÒm ®−îc chän theo ®iÒu kiÖn dßng ®iÖn cho phÐp trong chÕ ®é lµm viÖc l©u dµi : I’cp = Icp.khc ≥ Icb. Theo tÝnh to¸n tõ c¸c phÇn tr−íc ta cã :dßng ®iÖn c−ìng bøc lín nhÊt phÝa cao ¸p cña nhµ m¸y thiÕt kÕ lµ :Icb = 0,68 KA ; khc = 0,88. VËy dßng ®iÖn cho phÐp qua d©y dÉn trong chÕ ®é lµm viÖc l©u dµi lµ : Icp.Khc ≥ Icb → Icp 773,088,0 68,0 ==≥ hc cb k I (KA). VËy víi dßng cho phÐp 773 (A) ta cã thÓ chän lo¹i d©y nh«m lâi thÐp cã dßng ®iÖn phô t¶i cho phÐp lµ : 835 (A) .§ã lµ lo¹i d©y AC-400/22 cã c¸c th«ng sè sau ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 56 tiÕt diÖn (mm2) ®−êng kÝnh (mm) TiÕt diÖn chuÈn nh«m/thÐp nh«m thÐp d©y dÉn lâi thÐp Icp (A) 400/22 394 22 26,6 6 835 b. KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt : §iÒu kiÖn ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt : θN ≤ θNcp. Hay : Schän ≥ Smin = C BN -Trong ®ã : BN : lµ xung l−îng nhiÖt khi ng¾n m¹ch. C : h»ng sè tïy thuéc vµo lo¹i vËt liÖu d©y dÉn .Víi d©y AC cã C = 79. * TÝnh xung l−îng nhiÖt (BN) : BN = BN-CK + BN-KCK - Xung l−îng nhiÖt cña thµnh phÇn chu kú x¸c ®Þnh theo ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®å thÞ : ( gi¶ thiÕt thêi gian tån t¹i ng¾n m¹ch lµ 1 (s) ) + Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch ë ch−¬ng III : (Ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N1) - Dßng ng¾n m¹ch phÝa hÖ thèng t¹i mäi thêi ®iÓm ®Òu b»ng nhau I’’HT =1,94(KA) - Dßng ng¾n m¹ch tõ phÝa nhµ m¸y §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa nhµ m¸y ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N1 lµ : XttNM = X7* 100 65,117.5.062.0=∑ cb Gdm S S = 0,364 T¹i t=0 tra ®ù¬c I’’CK(0) = 2,78 I’’nm = I CK(0). )(11,4 230.3 65,117.5.78,2 .3 KA U S cb NM == Dßng ng¾n m¹ch t¹i N1 lµ: I’’N1 = 4,11 + 1,94 = 6,05 kA TÝnh to¸n t−¬ng tù cho c¸c thêi ®iÓm t = 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1 I2tb1 = 2 II 2 1,0 2 0 + = 32,83 (KA2) ; I2tb2 = 2 II 2 2,0 2 1,0 + = 26,38 (KA2) I2tb3 = 2 II 2 5,0 2 2,0 + = 24,16 (KA2) ; I2tb4 = 2 II 21 2 5,0 + = 24,02 (KA2) Víi Δt = 0,1; 0,1; 0,3; 0,5. Tõ ®ã ta cã : t (s) 0 0.1 0.2 0.5 1 I”HT(t) 1,94 1,94 1,94 1,94 1,94 I”CK(t) 2,78 2,34 1,98 2,05 1,96 I’’nm(t) 4.11 3.46 2.92 3.03 2.89 I’’N1(t) 6.05 5.4 4.86 4.97 4.83 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 57 BN-CK = 0,1. 32,826+ 0,1.26,383 + 0,3.24,164 + 0,5.24,021 = 25,181 (KA 2.s) - Khi ®ã ta cã thÓ tÝnh gÇn ®óng xung l−îng nhiÖt cña thµnh phÇn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch kh«ng chu kú : BN-KCK = (I’’N1) 2.Ta = 6,05 2.0,05 = 1,83 (KA2.s) * VËy xung l−îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i N2 lµ : BN = BN-CK + BN-KCK = 1,83 + 25,181 = 27,101 (KA 2.s) TiÕt diÖn d©y dÉn nhá nhÊt ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt ë cÊp ®iÖn ¸p 220 KV : Smin = 79 101,27= C BN .103 = 65,8 mm2. D©y dÉn ®· chän tháa m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt c. KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang : Uvq ≥ U®m Trong ®ã Uvq lµ ®iÖn ¸p tíi h¹n ®Ó ph¸t sinh vÇng quang.NÕu nh− d©y dÉn ba pha ®−îc bè trÝ trªn ba ®Ønh cña tam gi¸c ®Òu th× ®iÖn ¸p vÇng quang ®−îc tÝnh nh− sau : Uvq = 84.m.r.lg r a (KV) m : hÖ sè xÐt ®Õn ®é xï x× bÒ mÆt d©y dÉn. (m = 0,85) r : b¸n kÝnh ngoµi cña d©y dÉn (cm) a : kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha cña d©y dÉn. Víi lo¹i d©y dÉn ®· chän : r = 1,33 (cm) ; a = 300 (cm), ta cã : Uvq = 84.m.r.lg r a = 84.0,85.1,33.lg 33,1 300 = 223,47 (KV) > U®m= 220 (KV) Tháa m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang. V× vËy , thanh dÉn mÒm vµ thanh gãp cña m¹ch cao ¸p ®−îc chän lµ lo¹i d©y AC- 400/22 . 6.3.2.2. Chän thanh gãp mÒm phÝa trung ¸p :(110 KV) a. Chän tiÕt diÖn: TiÕt diÖn cña thanh dÉn vµ thanh gãp mÒm ®−îc chän theo ®iÒu kiÖn dßng ®iÖn cho phÐp trong chÕ ®é lµm viÖc l©u dµi : I’cp = Icp.khc ≥ Icb. Theo tÝnh to¸n tõ c¸c phÇn tr−íc ta cã :dßng ®iÖn c−ìng bøc lín nhÊt phÝa cao ¸p cña nhµ m¸y thiÕt kÕ lµ :Icb = 0,65 KA ; khc =0,88. VËy dßng ®iÖn cho phÐp qua d©y dÉn trong chÕ ®é lµm viÖc l©u dµi lµ : Icp.Khc ≥ Icb → Icp 739,088,0 65,0 k I hc cb ==≥ (KA). VËy víi dßng cho phÐp 739 (A) ta cã thÓ chän lo¹i d©y nh«m lâi thÐp cã dßng ®iÖn phô t¶i cho phÐp lµ : 835 (A) .§ã lµ lo¹i d©y AC-400/22 cã c¸c th«ng sè sau ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 58 tiÕt diÖn (mm2) ®−êng kÝnh (mm) TiÕt diÖn chuÈn nh«m/thÐp nh«m thÐp d©y dÉn lâi thÐp Icp (A) 400/22 394 22 26,6 6 835 b. KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt : §iÒu kiÖn ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt : θN ≤ θNcp. Hay : Schän ≥ Smin = C BN -Trong ®ã : BN : lµ xung l−îng nhiÖt khi ng¾n m¹ch. C : h»ng sè tïy thuéc vµo lo¹i vËt liÖu d©y dÉn .Víi d©y AC cã C = 79. * TÝnh xung l−îng nhiÖt (BN) : BN = BN-CK + BN-KCK - Xung l−îng nhiÖt cña thµnh phÇn chu kú x¸c ®Þnh theo ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®å thÞ : ( gi¶ thiÕt thêi gian tån t¹i ng¾n m¹ch lµ 1 (s) ) + Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch ë ch−¬ng III : (Ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N2) - Dßng ng¾n m¹ch phÝa hÖ thèng t¹i mäi thêi ®iÓm ®Òu b»ng nhau I’’HT =3,04 (KA) - Dßng ng¾n m¹ch phÝa hÖ thèng §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa nhµ m¸y : XttNM = == 100 65,117.5.05,0.21 cb NM S S X 0,3 T¹i thêi ®iÓm t = 0 ta cã : I’’ CK(0) = 3,4 - Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y cung cÊp : I’’NM = I CK(0). )(04,10115.3 65,117.5.4,3 .3 KA U S cb NM == Dßng ng¾n m¹ch t¹i N1 lµ: I’’N1 = 3,04 + 10,04 = 13,08 kA TÝnh to¸n t−¬ng tù cho c¸c thêi ®iÓm t = 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1 I2tb1 = 2 II 2 1,0 2 0 + = 185,2 (KA2) ; I2tb2 = 2 II 2 2,0 2 1,0 + = 144,8 (KA2) t (s) 0 0.1 0.2 0.5 1 I”HT(t) 3,04 3,04 3,04 3,04 3,04 I”CK(t) 3,4 3,75 2,19 2,3 2,18 I’’nm(t) 10.04 11.07 6.47 6.79 6.44 I’’N1(t) 13.08 14.11 9.51 9.83 9.48 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 59 I2tb3 = 2 II 2 5,0 2 2,0 + = 93,5 (KA2) ; I2tb4 = 2 II 21 2 5,0 + = 93,3 (KA2) Víi Δt = 0,1; 0,1; 0,3; 0,5. Tõ ®ã ta cã : BN-CK = 0,1. 185,2 2+ 0,1.144,82 + 0,3.93,52 + 0,5.93,32 = 107,7 (KA2.s) - Khi ®ã ta cã thÓ tÝnh gÇn ®óng xung l−îng nhiÖt cña thµnh phÇn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch kh«ng chu kú : BN-KCK = (I’’N1) 2.Ta = 10,04 2.0,05 = 5,04 (KA2.s) * VËy xung l−îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i N2 lµ : BN = BN-CK + BN-KCK = 5,04 + 107,7 = 112,74 (KA 2.s) TiÕt diÖn d©y dÉn nhá nhÊt ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt ë cÊp ®iÖn ¸p 220 KV : Smin = 79 74,112= C BN .103 = 134,4 mm2. D©y dÉn ®· chän tháa m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt c. KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang : Uvq ≥ U®m Trong ®ã Uvq lµ ®iÖn ¸p tíi h¹n ®Ó ph¸t sinh vÇng quang.NÕu nh− d©y dÉn ba pha ®−îc bè trÝ trªn ba ®Ønh cña tam gi¸c ®Òu th× ®iÖn ¸p vÇng quang ®−îc tÝnh nh− sau : Uvq = 84.m.r.lg r a (KV) m : hÖ sè xÐt ®Õn ®é xï x× bÒ mÆt d©y dÉn. (m = 0,85) r : b¸n kÝnh ngoµi cña d©y dÉn (cm) a : kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha cña d©y dÉn. Víi lo¹i d©y dÉn ®· chän : r = 1,33 (cm) ; a = 300 (cm), ta cã : Uvq = 84.m.r.lg r a = 84.0,85.1,33.lg 33,1 300 = 223,47 (KV) > U®m= 220 (KV) Tháa m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang. V× vËy , thanh dÉn mÒm vµ thanh gãp cña m¹ch cao ¸p ®−îc chän lµ lo¹i d©y AC- 400/22 . 6.4.Chän thiÕt bÞ cho phô t¶i ®Þa ph−¬ng. 6.4.1.Chän c¸p cho phô t¶i ®Þa ph−¬ng. Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ, phô t¶i ®Þa ph−¬ng gåm 2 hé tiªu thô ®−îc, c«ng suÊt mçi hé lµ 7,5 MW víi cosϕtb = 0,92 vµ ®−îc cung cÊp b»ng ®−êng d©y c¸p kÐp. Dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th−êng qua c¸p lµ: Ilvbt = 5,10.3.87,0.2 10.5,2 .3.cos.2 3 = U Pdp ϕ = 79 A ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 60 Icb = 2.Ilvbt = 2.79 =158 A Tõ ®å thÞ phô t¶i ®Þa ph−¬ng tÝnh ë b¶ng 1-3, ta tÝnh thêi gian sö dông c«ng suÊt cùc ®¹i nh− sau : Tmax = 365.09,16 4.26,116.09,162.87,124.87,126.26,11365. . max ++++=∑ dp idpi S tS = 7079 h Do ®ã nÕu ta dïng c¸p ba lâi b»ng ®ång th× mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ sÏ lÊy b»ng Jkt = 1,2 A/mm 2. TiÕt diÖn cña c¸p ®−îc chän theo mËt ®é Jkt lµ: FC = 2,1 79= kt lvbt J I = 65,83 mm2 Ta chän c¸p ba pha cã lâi b»ng ®ång ®Æt trong ®Êt cã tiÕt diÖn 120 mm2 vµ cã : Icp = 285 A. KiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi cña c¸p: - KiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t nãng khi lµm viÖc b×nh th−êng : I’cp = K1.K2.Icp ≥ Ibt trong ®ã : K1-HÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é m«i tr−êng ®Æt c¸p. K2-HÖ sè hiÖu chØnh theo sè c¸p ®Æt song song, K2 = 0,9. - §Æt c¸p trong ®Êt cã nhiÖt ®é 15oC, nhiÖt ®é ph¸t nãng cña ruét c¸p 10,5 kV cho phÐp lµ 60oC, nhiÖt ®é tiªu chuÈn lµ 25oC. Do ®ã: K1 = 88,01560 2560 odmcp ocp =− −=θ−θ θ−θ - Nh− vËy dßng ®iÖn lµm viÖc l©u dµi cho phÐp cña c¸p khi nhiÖt ®é cña ®Êt lµ 250C lµ: I’cp = K1.K2.Icp = 0,88.0,9.285 = 225,72 A >Ibt = 79 A - VËy c¸p ®· chän tho¶ m·n khi lµm viÖc b×nh th−êng. KiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t nãng khi lµm viÖc c−ìng bøc: I’’cp = Kqt.K1.K2.Icp ≥ Icb - Gi¶ thiÕt c¸p ®−îc cho phÐp qu¸ t¶i 30% trong thêi gian kh«ng qu¸ 5 ngµy ®ªm, khi ®ã: I’’cp = Kqt.I’cp = 1,3.225,72 = 293,436 A > Icb = 158 A VËy chän c¸p cã tiÕt diÖn 120 mm2 6.4.2. Chän kh¸ng ®iÖn : a. CÊp ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña kh¸ng : U®m K = Ul−íi = 10 KV. b. X¸c ®Þnh dßng c−ìng bøc lín nhÊt qua kh¸ng : ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 61 X¸c ®Þnh dßng ®iÖn lµm viÖc c−ìng bøc qua kh¸ng. Tõ s¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tíi phô t¶i ®Þa ph−¬ng ta cã c«ng suÊt qua kh¸ng lóc b×nh th−êng vµ lóc sù cè mét kh¸ng nh− sau: Dßng c−ìng bøc ®−îc chän theo kh¸ng cã phô t¶i lín nhÊt : Icb = ϕcos.U.3 P dm ⇒ Icb = 87,0.5,10.3 14 = 0,885 (kA) Ta chän kh¸ng ®¬n d©y nh«m : PbA-10-1000 : U®m = 10 (KV) ; I®m = 1000 (A) *)Xác định XK % . Điện kháng của đường dây dùng cho phụ tải địa phương được chọn sao cho đảm bảo hạn chế dòng ngắn mạch nhỏ hơn hay dòng cắt định mức của máy cắt và đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện đã chọn . Để thiết bị phân phhối đỡ cồng kềnh thường dùng một kháng cho một số đường dây . Trong điều kiện làm việc bình thường dòng qua kháng chính là dòng qua phụ tải , do đó tổn thất điện áp trên không lớn . Vì vậy mà điện kháng phải chọn không quá 8% với kháng đơn và không quá 16% với kháng kép . *)Sơ đồ thay thế 77,41 62,1 210,42 Chọn Scb = 100 MVA và ngắn mạch tại N4 có IN4 = 77,41 kA. Icba = 5,10.3 100 U.3 S cb cb = = 5,5 kA Điện kháng của hệ thống tính dến điểm ngắn mạch N4 : XHT = 41,77 5,5 4 = N cba I I = 0,071 Điện kháng của cáp 1 là : XC1 = =2 cb cb o U S .l.x 2 1000,08.2. 10,5 = 0,145 Dòng ổn định của cáp S1 : InhS1 = 1 1 . 70.90 7530 0,7 S C t = = A Dòng điện ổn định của cáp S2 InhS2 = 2 2 . 70.90 0,4 S C t = = 9961,17A = 9,96 kA N6 Điện kháng tổng tính đến điểm N6 : X∑ = min 5,5 9,96 cba nh I I = = 0,552 X∑ = XHT + XK + XC1 N4 N5 XC2 XC1 XHT XK ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 62 - Điện kháng của kháng điện sẽ là : XK = X∑ – XHT - XC1 = 0,552 – 0,071 – 0,145 = 0,336 ⇒ XK% = Xk. cba dmK I I .100 = 0,336 1 5,5 .100 = 6,1 % Ta chọn loại kháng : PbA-10-1000-8 : UđmK =10 (KV) : IđmK = 1000 (A) : XK% = 12 %. Dòng điện ổn định động 29 (KA) Tổn thất định mức 1 pha : 8,3 (KW) . Tính toán kiểm tra kháng đã chọn : Tính toán kiểm tra lại kháng đã chọn tại điẻm ngắn mạch N5 : XK = XK%. = dmK cba I I 0,12. 5,5 1 = 0,66. Dòng điện ngắn mạch tại N5 I’’N5 = =+ KHT cba XX I =+ 66,0071,0 5,5 7,52 (KA) ICđm = 20 (KA) ; InhS1 = 7,53 (KA) Thoả mãn điều kiện I’’N5 ≤ (ICđm ; Inh S1 ) Kiểm tra lại kháng đã chọn tại điểm N6 : XK = XK%. = dmK cba I I 0,12. 5,5 1 = 0,66 Dòng điện ngắn mạch ở điểm N6: I’’N6 = =++ 1CKHT cba XXX I =++ 145,066,0071,0 5,5 6,26 (KA) ICđm = 20 (KA) ; InhS2 = 9,96 (KA). Thoả mãn điều kiện I’’N6 ≤ (ICđm ; Inh S2 ) Ổn định động của kháng điện: Dòng điện ổn định động 29 KA Kiểm tra ổn định động : ixk = kxk. 2 .IN6 = 1,8. 2 .6,26 = 15,94 (KA) < 29 (KA). ⇒ Thoả mãn 6.5.Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p vμ m¸y biÕn dßng ®iÖn. ViÖc chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p vµ m¸y biÕn dßng ®iÖn phô thuéc vµo t¶i cña nã. §iÖn ¸p ®Þnh møc cña chóng ph¶i phï hîp víi ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¹ng. 6.5.1 Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p BU : ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 63 Chän BU theo ®iÒu kiÖn : + §iÖn ¸p : U®mBU =Um¹ng + CÊp chÝnh x¸c : 0,5 +C«ng suÊt ®Þnh møc : S2®mBU ≥S2 * Chän BU cho cÊp ®iÖn ¸p 10,5 KV nh− sau : - Dông cô phÝa thø cÊp lµ c«ng t¬ nªn dïng hai biÕn ®iÖn ¸p nèi d©y theo V/V : U®m =10,5 KV cÊp chÝnh x¸c 0,5. Phô t¶i cña BU cÇn ph¶i ph©n bè cho c¶ hai biÕn ®iÖn ¸p nh− b¶ng sau : Phô t¶i pha AB Phô t¶i pha BC Tªn ®ång hå KiÓu P(W) Q(VAR) P(W) Q(VAR) V«n kÕ B-2 7,2 O¸t kÕ 341 1,8 1,8 O¸t kÕ ph¶n kh¸ng 342/1 1,8 1,8 O¸t kÕ tù ghi - 33 8,3 8,3 TÇn sè kÕ - 340 6,5 C«ng t¬ - 670 0,66 1,62 0,66 1,62 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng WT-672 0,66 1,62 0,66 1,62 Tæng 20,4 3,24 19,72 3,24 - BiÕn ®iÖn ¸p AB : S2 = 22 24,34,20 + = 20,7 VA cos ϕ = 7,20 4,20 =0,98 - BiÕn ®iÖn ¸p BC : S2 = 22 24,372,19 + = 19,99 VA cos ϕ = 99,19 72,19 = 0,99 Ta chän BU cã c¸c th«ng sè sau : §iÖn ¸p ®Þnh møc (V) C«ng suÊt ®Þnh møc (VA) øng víi cÊp chÝnh x¸c Lo¹i BU CÊp ®iÖn ¸p (KV) cuén s¬ cÊp cuén thø cÊp chÝnh 0,5 C«ng suÊt cùc ®¹i (VA) HOM-10 10 10000 100 75 640 * Chän d©y dÉn nèi tõ BU ®Õn c¸c ®ång hå ®o : - Chän d©y dÉn nèi tõ m¸y biÕn ®iÖn ¸p ®Õn dông cô ®o theo hai ®iÒu kiÖn sau : + Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn d©y dÉn,kh«ng ®−îc lín h¬n 0,5% ®iÖn ¸p ®Þnh møc thø cÊp (tr−êng hîp cã ®ång hå ®o ®iÖn n¨ng). ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 64 + Theo ®iÒu kiÖn ®é bÒn c¬ : tiÕt diÖn nhá nhÊt ®èi víi d©y ®ång lµ 1,5 mm2,®èi víi d©y nh«m lµ 2,5 mm2. X¸c ®Þnh dßng trong d©y dÉn a, b , c : Ia = 100 7,20 U S ab ab = =0,207 A Ic = 100 9,19 U S bc bc = =0,199 A Coi Ia = Ic = 0,2 A vµ cos ϕab = cos ϕbc = 1 → Ib = 3 .0,2 = 0,34 A §iÖn ¸p gi¸ng trªn d©y a vµ b : Δ U =(Ia + Ib ).r = (Ia + Ib ). S l.ρ Gi¶ sö kho¶ng c¸ch ®Æt c¸c ®ång hå ®o tíi BU lµ 50 m vµ dïng d©y dÉn ®ång cã ρ = 0,0175 Ω.mm2/m.V× cã c«ng t¬ nªn Δ U = 0,5 .VËy tiÕt diÖn d©y dÉn lµ : S 5,0 50.0175,0).34,02,0( U l.).II( ba +=Δ ρ+≥ = 0,945 mm2. Theo yªu cÇu ®é bÒn c¬ ta chän d©y dÉn cã tiÕt diÖn lµ : 1,5 (mm2) * Chän BU cho cÊp ®iÖn ¸p 110 KV vµ 220 KV : - Phô t¶i phÝa thø cÊp cña BU phÝa 110 KV vµ 220 KV th−êng lµ c¸c cuén d©y ®iÖn ¸p cña ®ång hå cã tæng trë lín,c«ng suÊt nhá nªn kh«ng cÇn tÝnh to¸n phô t¶i. - NhiÖm vô chÝnh lµ kiÓm tra c¸ch ®iÖn vµ ®o ®iÖn ¸p nªn ta chän ®ång hå cã th«ng sè sau : §iÖn ¸p ®Þnh møc (V) C«ng suÊt ®Þnh møc (VA) øng víi cÊp chÝnh x¸c Lo¹i BU CÊp ®iÖn ¸p (KV) cuén s¬ cÊp cuén thø cÊp chÝnh cuén thø cÊp phô 1 C«ng suÊt cùc ®¹i (VA) HKΦ-110-57 110 110000/ 3 100/ 3 100 600 2000 HKΦ-220-58 220 220000/ 3 100/ 3 100 600 2000 6.5.2. Chän m¸y biÕn dßng ®iÖn BI : - M¸y biÕn dßng ®iÖn ®−îc chän theo ®iÒu kiÖn sau : S¬ ®å nèi d©y tïy thuéc vµo nhiÖm vô cña biÕn dßng, kiÓu biÕn dßng tïy thuéc vµo vÞ trÝ ®Æt biÕn dßng. ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 65 + §iÖn ¸p : U®mBI ≥U®m m¹ng + Dßng ®iÖn :I®mBI ≥ Ilvcb + CÊp chÝnh x¸c : 0,5. * Chän biÕn dßng ®iÖn cho cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t : Tõ s¬ ®å nèi d©y c¸c dông cô ®o l−êng vµo BI ta x¸c ®Þnh ®−îc phô t¶i thø cÊp cña BI : STT Tªn dông cô Lo¹i Phô t¶i (VA) 1 Ampe mÐt Э-302 1 1 1 2 O¸t kÕ t¸c dông Д-341 5 0 5 3 O¸t kÕ tù ghi Д-342/1 5 0 5 4 O¸t kÕ ph¶n kh¸ng Д-33 10 0 10 5 C«ng t¬ t¸c dông Д-670 2,5 0 2,5 6 C«ng t¬ ph¶ kh¸ng ИT-672 2,5 5 2,5 Tæng céng 26 6 26 Phô t¶i c¸c pha lµ : - Pha A : SA = 26 (VA) - Pha B : SB = 6 (VA) - Pha C : Sc = 26 (VA) Phô t¶i pha A vµ pha C lµ lín nhÊt : 26 (VA). + §iÖn ¸p : U®mBI ≥U®m m¹ng =10,5 (KV) + Dßng ®iÖn :I®mBI ≥ Ilvcb = 6,79 (KA) + CÊp chÝnh x¸c : 0,5. Ta chän BI cho cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t 10,5 KV lo¹i : TШΛ-20-1 cã c¸c th«ng sè sau : Dßng ®iÖn ®Þnh møc(A) Phô t¶i ®Þnh møc øng víi cÊp chÝnh x¸c (Ω) Lo¹i BI U®m(KV) S¬ cÊp Thø cÊp CÊp chÝnh x¸c hay ký hiÖu cuén thø cÊp 0,5 TШΛ-20-1 20 8000 5 0,5 1,2 CÊp chÝnh x¸c 0,5 : Z2®m =1,2 (Ω) - Chän d©y dÉn tõ BI ®Õn c¸c phô t¶i : LÊy l = ltt = 50 m ( BI theo s¬ ®å h×nh sao hoµn toµn ) - Tæng trë dông cô ®o m¾c vµo pha A hay pha C lµ : ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 66 Z∑dc = 22 dm 5 26 I S = =1,04 (Ω) §Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c ,yªu cÇu tæng phô t¶i phÝa thø cÊp Z2 (c¶ d©y dÉn) kh«ng v−ît qu¸ phô t¶i ®Þnh møc BI : Z2 = Z∑dc + Zdd ≤ Z2®m ⇒ Z2®m - Z∑dc ≥ Zdd = S l. ttρ Tõ ®ã suy ra tiÕt diÖn d©y dÉn : S ≥ 04,12,1 50.0175,0 ZZ l. dcdm2 tt −=− ρ ∑ = 5,47 mm2. Ta chän d©y dÉn ®ång cã tiÕt diÖn 6 mm2 lµm d©y dÉn tõ BI tíi dông cô ®o. - M¸y biÕn dßng kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt v× : cã dßng ®Þnh møc s¬ cÊp lín h¬n 1000 (A). - M¸y biÕn dßng kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh ®éng v× : nã quyÕt ®Þnh bëi ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng thanh dÉn m¹ch m¸y ph¸t. * Chän biÕn dßng ®iÖn cho cÊp ®iÖn ¸p 110 KV vµ 220 KV : Chän theo ®iÒu kiÖn : + §iÖn ¸p : U®mBI ≥U®m m¹ng + Dßng ®iÖn :I®mBI ≥ Ilvcb Víi cÊp ®iÖn ¸p 110 KV cã : Icb = 0,65 (KA) Víi cÊp ®iÖn ¸p 220 KV cã : Icb = 0,68 (KA) Ta chän BI cã c¸c th«ng sè sau Dßng ®iÖn ®Þnh møc (A) Phô t¶i ®Þnh møc øng víi cÊp chÝnh x¸c (Ω) Lo¹i BI U®m KV S¬ cÊp Thø cÊp CÊp chÝnh x¸c hay ký hiÖu cuén thø cÊp 0,5 Béi sè æn ®Þnh ®éng Il®® kA TΦH-110M 110 1500 5 0,5 0,8 75 - TΦH-220-3T 220 1200 1 P2 50 - 108 - M¸y biÕn dßng kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt v× : cã dßng ®Þnh møc s¬ cÊp lín h¬n 1000 (A). - KiÓm tra æn ®Þnh ®éng : 2 .Kldd.I®mSC ≥ ixk. + Lo¹i BI : TΦH-110M cã Kldd =75 ; I®mSC =1,5 KA ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 67 Ta cã : 2 .Kldd.I®mSC = 2 .75.1,5 = 159,1 > ixk = 28,23 (KA) ⇒ tháa m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng. + Lo¹i BI : TΦH-220-3T cã Il®® =108 kA > ixk = 11,79 (kA). ⇒ tháa m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng. Hai lo¹i m¸y biÕn dßng chän cho cÊp ®iÖn ¸p trung vµ cao ¸p ®Òu tháa m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt vµ æn ®Þnh ®éng S¬ ®å nèi dông cô ®o vμo BU vμ BI 6.6. Chän chèng sÐt van : Chèng sÐt van lµ thiÕt bÞ ®−îc ghÐp song song víi thiÕt bÞ ®iÖn ®Ó b¶o vÖ chèng qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn. Khi xuÊt hiÖn qu¸ ®iÖn ¸p, nã sÏ phãng ®iÖn tr−íc lµm gi¶m trÞ sè qu¸ ®iÖn ¸p ®Æt trªn c¸ch ®iÖn cña thiÕt bÞ vµ khi hÕt qu¸ ®iÖn ¸p sÏ tù ®éng dËp hå quang xoay chiÒu, phôc håi tr¹ng th¸i lµm viÖc b×nh th−êng. C 2-HOM-10 F V f MC A A B C A A B A b c Wh VArW W a VARh ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 68 6.6.1 Chän chèng sÐt van cho thanh gãp : Trªn c¸c thanh gãp 220 KV vµ 110 KV ®Æt c¸c chèng sÐt van víi nhiÖm vô quan träng lµ chèng qu¸ ®iÖn ¸p truyÒn tõ ®−êng d©y vµo tr¹m. C¸c chèng sÐt van nµy ®−îc chän theo ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña tr¹m. Trªn thanh gãp 110 KV ta chän chèng sÐt van lo¹i PBC- 110 cã U®m = 110 KV, ®Æt trªn c¶ ba pha. 6.6.2 Chän chèng sÐt van cho m¸y biÕn ¸p : a. Chèng sÐt van cho m¸y tù ngÉu : C¸c m¸y biÕn ¸p tô ngÉu do cã sù liªn hÖ vÒ ®iÖn gi÷a cao vµ trung ¸p nªn sãng ®iÖn ¸p cã thÓ truyÒn tõ cao ¸p sang trung ¸p hoÆc ng−îc l¹i. V× vËy ,ë c¸c ®Çu ra cao ¸p vµ trung ¸p cña c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ta ph¶i ®Æt c¸c chèng sÐt van. - PhÝa cao ¸p cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ta chän chèng sÐt van lo¹i PBC-220 cã U®m = 220 KV, ®Æt c¶ ba pha. - PhÝa trung ¸p cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ta chän chèng sÐt van lo¹i PBC-110 cã U®m = 110 KV, ®Æt c¶ ba pha. b. Chèng sÐt van cho m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y : MÆc dï trªn thanh gãp 220 KV cã ®Æt c¸c chèng sÐt van nh−ng ®«i khi cã nh÷ng ®−êng s¾t cã biªn ®é lín truyÒn vµo tr¹m, c¸c chèng sÐt van ë ®©y phãng ®iÖn. ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 69 CHƯƠNG VI SƠ ĐỒ TỰ DÙNG VẠ MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG . Sơ đồ nối điện tự dùng . Điện tự dùng là một phần điện năng không lớn nhưng lại giữ một phần quan trọng trong quá trình vận hành nhà máy điện , nó đảm bảo hoạt động của nhà máy : như chuẩn bị nhiên liệu , vận chuyển nhiên liệu , bơm nước tuwnf hoàn , quạt gió , thắp sáng , điều khiển , tín hiệu và liên lạc … Điện tự dùng trong nhà máy nhiệt điện cơ bản có thể chia làm hai phần : Một phần cung cấp cho các máy công tác đảm bảo sự làm việc của lò và tua bin các tổ máy . Phần kia cung cấp cho các máy công tác phục vụ chung không liên quan trực tiếp đến lò hơi và tua bin nhưng lại cần thiết cho sự làm việc của nhà máy . Ta chọn sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc kinh tế và đảm bảo cung cấp điện liên tục , đối với nhà máy điện thiết kế dùng hai cấp điện áp tự dùng 6 KV và 0,4 KV 7.1.Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng Chọn máy biến áp tự dùng cấp I . Các máy này có nhiệm vụ nhận điện từ thanh cái 10,5 kV cung cấp cho phụ tải tự dùng cấp điện áp 6 KV còn lại cung cấp cho phụ tải điện cấp điện áp 380/220KV. Công suất của máy biến áp công tác bậc một có thể xác định như sau: SBđm ≥ ∑ ϕη 11 1 1 cos. K.P +∑S2.K2 - Trong đó : + ∑P1 : Tổng công suất tính toán của các máy công tác tới động cơ 6 KV nối vào phân đoạn xét .(KW) + ∑S2 : Tổng công suất định mức của máy biến áp bậc hai nối vào phân đoạn xét + K1 : hệ số đồng thời có tính đến sự không đầy tải của các máy công tác của động cơ 6 KV. + η1 vµ cosϕ1 : hiệu suất và hệ số công suất của động cơ 6 KV. Tỷ số : 11 1 cos. K ϕη thường lấy bằng 0,9. Hệ số đồng thời K2 cũng lấy gần đúng bằng 0,9. Nên ta có : SBđm ≥ (∑P1 + ∑S2).0,9 Trong phạm vi thiết kế ta chọn công suất của máy biến áp tự dùng cấp I theo công suất tự dùng cực đại của toàn nhà máy : Stdmax = 23,53MVA Vậy công suất máy biến áp tự dùng cấp I là : SđmB ≥ n 1 .Stdmax ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 70 ⇒ SđmB ≥ 5 1 .23,53= 4,706 MVA. Tra bảng chọn loại máy biến áp TMHC-6300/10,5 có các thông số sau : Điện áp (KV) Tổn thất (KW) Loại SđmB (KVA) Cuộn cao Cuộn hạ Δ Po Δ PN UN% Io% TMHC 6300 10,5 6,3 8,0 46,5 8,0 0,9 Chän m¸y biÕn ¸p dù tr÷ : V× hÖ thèng tù dïng nèi theo s¬ ®å khèi nªn m¸y biÕn ¸p dù tr÷ cÊp mét ®−îc chän theo ®iÒu kiÖn kh«ng chØ ®Ó thay thÕ cho m¸y biÕn ¸p lµm viÖc khi söa ch÷a mµ cßn ®Ó cung cÊp cho hÖ thèng tù dïng trong qu¸ tr×nh dõng vµ khëi ®éng khèi. Do ®ã cÇn chän m¸y biÕn ¸p dù tr÷ v−ît h¬n mét cÊp so víi m¸y biÕn ¸p c«ng t¸c. Th«ng th−êng c«ng suÊt ®Ó khëi ®éng hoÆc dõng mét tæ m¸y kh¸c chiÕm kho¶ng 50% c«ng suÊt c«ng suÊt cÇn thiÕt cho sù lµm viÖc b×nh th−êng khi ®Çy t¶i do ®ã ta cã : : được chọn phù hợp với mực đích của chúng : máy biến áp dự trữ chỉ phục vụ thay thế máy biến áp công tác khi sửa chữa . Công suất máy biến áp dự trữ : Sđmdt ≥ 1,5. n 1 .Stdmax = 1,5. 5 1 .23,53= 7,059 MVA. ⇒ Chọn máy biến áp : TДHC-10000/10,5 : 7.1.2.Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 0.4 kV Thùc tÕ vËn hµnh cho thÊy c«ng suÊt tù dïng cÊp 0.4 KV chiÕm kho¶ng (10 ÷ 15)% c«ng suÊt tù dïng toµn nhµ m¸y. Do ®ã c«ng suÊt tù dïng cÊp 0.4KV lóc nµy lµ : Std0.4max = 0.1*Stdmax = 0.1*17.5 = 1.75 MVA = 1750 KVA Gi¶ thiÕt dïng m¸y biÕn ¸p cã ST®m = 630 KVA th× sè l−îng m¸y biÕn ¸p tù dïng cÇn thiÕt lµ: n = 630 1750 630 S max4.0td = = 2.78 ta dïng 4 m¸y biÕn ¸p c«ng t¸c Nh− vËy chän m¸y biÕn ¸p lo¹i TC3C-630/10 cã th«ng sè kü thuËt cho ë b¶ng 7-1. M¸y biÕn ¸p dù tr÷ cho cÊp ®iÖn ¸p nµy chän cïng lo¹i. B¶ng 7-1 Lo¹i S®m (MVA) UC®m (KV) UH®m (KV) ΔP0 (KW) ΔPN (KW) Un% I0% TMHC 6.3 10.5 6.3 8.0 46.5 8.0 0.9 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 71 TДHC 10 12.3 85 14 0.8 TC3C- 630/10 1 6.3 0.4 2 8.5 8.0 2 7.2.Chän m¸y c¾t ®iÖn vμ dao c¸ch ly 7.2.1.TÝnh to¸n ng¾n m¹ch §Ó chän ®−îc thiÕt bÞ tù dïng tr−íc m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 6,3 KV dùa vµo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch t¹i N4 ë ch−¬ng V: I”N4 =97,226 KA; ixkN4 =253,0328 KA. §Ó chän m¾y c¾t hîp bé phÝa sau m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 1 cÇn tÝnh to¸n ng¾n m¹ch t¹i N5. §iÖn kh¸ng tæng cña hÖ thèng: 0566,0 226,97.5,10.3 100 "IU3 S X 4Ntb cb ===Σ Ta cã ®iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p tù dïng trong hÖ ®¬n vÞ t−¬ng ®èi lµ: XT6,3 = 10 100. 100 14 S S . 100 %U dm cbn = = 1,4 BiÕn ®æi s¬ ®å h×nh 7-1 ta ®−îc s¬ ®å thay thÕ trªn h×nh 7 - 2 víi : X1 = XΣ + XT6,3 = 0,0566 + 1,4 = 1,4566 Xtt = X1. 100 700025,588.4566,1 S SS cb HTGdm +=+∑ = 110,53 > 3 Do ®ã ta cã: I”* = I*∞ = 53,110 1 = 0,009 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta ®−îc: IN5” = 0,009. 3,6.3 700025,588009,0 U.3 SS tb HTdmG +=+∑ = 6,2587 KA ixkN5 = 2 .1,8.6,2587 = 15,93 KA HT XT6,3 H×nh 7-1 N5 XΣ HT H×nh 7-2 N5 X1 ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 72 7.2.2.Chän m¸y c¾t ®iÖn vµ dao c¸ch ly cho m¹ch tù dïng 10,5 KV. Tham sè tÝnh to¸n nh− ë ch−¬ng IV, ®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n lµ N4: I”N4 = 97,226 KA ; ixkN4 = 253,0328 kA ; Icb = 5,10.3 10 U3 S dm dm3,6T = = 0,55 KA Nh− vËy chän m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly cã th«ng sè kü thuËt sau: B¶ng 7-2 Th«ng sè tÝnh to¸n KiÓu m¸y c¾t Th«ng sè ®Þnh møc KiÓu dao c¸ch ly Th«ng sè ®Þnh møc U(kV) 10,5 U®m(kV ) 20 U®m(kV ) 20 Icb(kA) 0,55 I®m(kA) 9,5 I®m(kA) 8 I”(kA) 97,226 Ic¾t(kA) 100 ixk(kA) 253,0328 MГ-20- 9500-3000 Il®®(kA) 300 PBP-20- 8000 Il®®(kA) 30 0 Kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt v× dßng ®Þnh møc cña chóng lín h¬n 1000A. 7.2.3.Chän m¸y c¾t hîp bé cho m¹ch tù dïng. Th«ng sè tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch N5: I”N8 = 6,2587 kA ; ixkN8 = 15,93 kA. Dßng ®iÖn c−ìng bøc qua m¸y c¾t hîp bé còng ®−îc tÝnh theo dßng lín nhÊt qua m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 1: Icb = kA916,03,6.3 10 U. tb == 3 S Tdm Nh− vËy chän m¸y c¾t hîp bé cã th«ng sè kü thuËt nh− sau: B¶ng 7-3: Th«ng sè tÝnh to¸n Th«ng sè dÞnh møc CÊp ®iÖn ¸p (kV) Icb (kA) I” (kA) ixk (kA) Lo¹i m¸yc¾t U (kV) I (kA) Ic¾t (kA) Il®® (kA) ThiÕt kÕ m«n häc nhµ m¸y ®iÖn NguyÔn V¨n Ký TC K1- §L VÜnh Phóc-Tr−êng §HBK Hµ Néi 73 6,3 0,916 6,2587 15,93 BMПП-10- 1000-20 10 1 20 20 M¸y c¾t ®· chän kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt v× cã dßng ®Þnh møc lín h¬n 1000A. 7.2.4.Chän ¸p-to-mat cho m¹ch tù dïng. Ap-to-mat ®−îc chän theo ®iÒu kiÖn : U®m ≥ U®m l−íi I®m ≥ Ilvmax Ic¾t ®m ≥ IN” I®m Ap-to-mat = I®m BATD cÊp 2 = 4,0.3 1000 = 1443,38A §Ó chän dßng c¾t ®Þnh møc cña Ap-to-mat ta tÝnh ng¾n m¹ch t¹i thanh gãp 0,4kV t¹i ®iÓm N6. Lóc nµy coi MBA tù dïng cÊp I lµ nguån cung cÊp cho ®iÓm ng¾n m¹ch. Ta cã s¬ ®å thay thÕ nh− h×nh 7-3. ZB = RB + j.XB = 4 dm 2 dmN 2 dm 2 dmN 10. S U%.U .j S U.P +Δ = 4 2 6 2 2 10. 1000 4,0.8.j10. 1000 4,0.12 + = 1,92 + j.12,8 ZB = 94,128,1292,1 22 =+ (mΩ) Dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N6 lµ : I”N6 = 94,12.3 400 Z.3 U B TB = = 17,85kA C¨n cø vµo ®iÒu kiÖn chän Ap-to-mat vµ kÕt qu¶ tÝnh ng¾n m¹ch ta chän Ap-to-mat cña h·ng Melin Gerin chÕ t¹o lo¹i M15 cã c¸c th«ng sè sau : B¶ng 7-4 Lo¹i U®m(V) I®m (A) Sè cùc Ic¾t ®m (kA) M15 690 1500 3-4 40 RB H×nh 7-3 N6 XB 6,3KV