Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai LỜI MỞ ĐẦU Ngày điện tham gia vào lĩnh vực sống từ công nghiệp đến sinh hoạt Nó đóng vai trò quan trọng trình công nghiệp hóa, đại hóa đất nước Bởi điện có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành dạng lượng khác (nhiệt, cơ, hoá, ) dễ dàng truyền tải phân phối Chính điện ứng dụng rộng rãi Điện nguồn lượng điều kiện quan trọng để phát triển đất nước Vì vây muốn phát triển kinh tế xã hội, điện phải trước bước Để làm điều này,chúng ta phải không ngừng nâng cao phát triển hệ thống điện nước nói chung phát triển nhà máy điện nói riêng Nhà máy điện phần tử vô quan trọng hệ thống điện Cùng với phát triển hệ thống điện, phát triển hệ thống lượng quốc gia phát triển nhà máy điện.Việc giải vấn đề kinh tế , kỹ thuật thiết kế nhà máy điện mang lại lợi ích không nhỏ kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Trong trình thiết kế, với khối lượng kiến thức học giúp đỡ Th.S PHÙNG THỊ THANH MAI giúp em hoàn thành thiết kế Nhưng kiến thức có hạn thiếu kinh nghiệm thực tế nên thiết kế không tránh khỏi sai sót, mong góp ý thầy cô khoa Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 17 tháng 12 năm 2012 Sinh viên thực NGUYỄN ĐĂNG GIANG SVTH:Nguyễn Đăng Giang Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN (đề số 23) Họ tên sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Lớp: Đ4H3 Giảng viên hướng dẫn: Phùng Thị Thanh Mai THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm tổ máy x 100 MW Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho phụ tải sau: Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax = 17 MW, cosφ = 0,84 Gồm kép x 3MW x km đơn x MW x km Biến thiên phụ tải ghi bảng (tính theo phần trăm Pmax) Tại địa phương dùng máy cắt hợp với Icắt = 21 kA tcắt = 0,7 sec cáp nhôm, vỏ PVC với thiết diện nhỏ 70 mm2 Phụ tải cấp điện áp trung 110 kV: Pmax = 160 MW, cosφ = 0,85 Gồm kép x 80 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng ( tính theo phần trăm Pmax) Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: Pmax = 100 MW, cosφ = 0,86 Gồm kép x 100 MW ghi bảng ( tính theo phần trăm Pmax) Nhà máy nối với hệ thống 220kV lộ đường dây, chiều dài lộ 100 km Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế): 6000 MWA Công suất dự phòng hệ thống 200 MVA;Công suất ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống =2000 MVA Tự dùng α = %, cosφ = 0,83 Công suất toàn nhà máy: ghi bảng (tính theo phần trăm công suất đặt) Bảng biến thiên công suất Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 PUF(%) 80 70 70 80 90 100 100 90 80 PUT(%) 90 80 90 90 100 90 90 90 80 PUC(%) 80 90 90 100 90 90 90 80 80 PFNM(%) 80 90 90 95 100 90 100 90 80 Nội dung tính toán: Tính toán cân công suất, chọn phương án nối dây Tính toán chọn máy biến áp Tính toán ngắn mạch Tính toán kinh tế kĩ thuật, chọn phương án tối ưu Chọn khí cụ điện, dây dẫn Tính toán tự dùng SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai CHƯƠNG TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1 Chọn máy phát điện Dựa vào công suất tổ máy theo đầu cho ứng với tổ máy có P = 100 MW nhà máy điện kiểu NĐNH ta chọn máy phát điện đồng tuabin hơi: TBΦ100-3600 Bảng 0-1: Thông số máy phát điện Công Tốc độ(n) Pđm Uđm Iđm x’’d x’d x2 suất(Sđm) cosφdm (vòng/phút) MW kV kA Ω Ω Ω MVA 3600 117,5 100 10,5 0,85 6,475 0,1593 0,2243 0,1945 1.2 Tính Toán Cân Bằng Công Suất 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy PFNM (t) Pđ % PFNM t SFNM t n*PđmF % *PFNM t cosφ % Sđ *PFNM t Bảng biến thiên công suất Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 PFNM(%) 80 90 90 95 100 90 100 90 80 SFNM (0 4) *100 80 * 0,85 100 376,5(MVA) Tính toán tương tự cho Ta có bảng sau: Giờ SFNM(MVA) 0-4 4-8 376,47 423,5 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 423,5 447,1 470,6 423,5 470,6 376,5 423,5 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Vẽ đồ thị phụ tải: Snm, MVA 470,6 470,6 447,1 450 423,5 423,5 423,5 400 376,47 376,47 350 10 12 16 18 22 20 24 t (h) 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng () () ( a ) () ( a ) Trong đó: Std(t) : Công suất phụ tải tự dùng thời điểm t % : Lượng điện phần trăm tự dung; n : Số tổ máy PđmF :Công suất tác dụng định mức tổ máy phát ( ) : Công suất phát toàn nhà máy thời điểm t ( ) ( ( ) a ) ( ( ) a ( ) ) ( ) Tính toán tương tự cho khoảng thời gian khác ta có bảng sau: Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 (MVA) 38,194 38,19 40,8 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 40,8 42,1 43,41 40,8 43,41 40,8 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Ta có đồ thị phụ tải tự dùng: Std, MVA 45 43,41 43,41 42,1 40,8 40,8 40,8 38,19 40 38,19 35 10 16 12 18 20 22 24 t (h) 1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp a Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát: SUF t SUF max PUF % *PUF t cosφ UF max PUF % *PUF cosφ UF 17 *80% 0,84 16,19(MVA) Tính toán tương tự cho khoảng thời gian khác ta có bảng sau: Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 SUF(MVA) 18,21 16,19 16,19 14,17 14,17 16,19 18,21 20,24 20,24 Từ vẽ đồ thị cấp điện cấp điện áp máy phát: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai SuF, MVA 25 20,24 20 18,21 16,19 18,21 16,19 16,19 15 14,17 10 18 16 12 22 20 24 t (h) b.Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110 kV SUT t Ta có: SUT max PUT % *PUT t cosφ UT PUmax % T *PUT cosφ UT 160 *90% 0,85 169,41(MVA) Tính toán tương tự cho Ta có bảng sau: Giờ SUT(MVA) 0-4 4-8 169,41 8-10 150,6 10-12 169,4 12-16 169,4 16-18 188,2 18-20 169,4 20-22 169,4 169,4 22-24 150,6 Từ ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110 kV : SuT, MVA 250 188,2 200 169,4 169,4 150,6 150 169,4 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 150,6 10 12 16 18 20 22 24 t (h) Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai c Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao 220 kV: max PUC % *PUC t cosφ UC SUC t SUC max PUC % *PUC cosφ UC 100 *80% 0,86 93,02(MVA) Tính toán tương tự cho Ta có bảng sau: Giờ SUC(MVA) 0-4 93,023 4-8 104,7 8-10 104,7 10-12 116,3 12-16 16-18 104,7 104,7 18-20 104,7 20-22 93,02 22-24 93,02 Từ ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp cao 220 kV : SuC, MVA 120 116,3 104,7 104,7 100 93,023 93,02 80 10 12 16 18 20 22 24 t (h) 1.2.4 Đồ thị cân công suất phát hệ thống Theo nguyên tắc cân công suất thời điểm ( công suất phát công suất thu), không xét đến công suất tổn thất tron máy biến áp ta có SFNM (t) = SUF (t)+SUT (t)+SUC (t)+STD (t) + SVHT (t)  SVHT (t) = SFNM (t) - SUF (t) - SUT (t) -SUC (t)- STD (t) SVHT (0-4) = SFNM (0-4) - SUF (0-4) - SUT (0-4)-SUC ( 0-4) - STD (0-4) =376, 47- 16,19 - 169,41 - 93,023-38,194 = 59,653 (MVA) Tính toán tương tự cho Ta có bảng sau: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Bảng cân công suất tổng hợp GIỜ 0-4 4-8 8-10 10-12 SFNM(MVA) 376,47 423,5 423,5 447,1 STD (MVA) 38,194 40,8 40,8 42,1 SUF(MVA) 16,19 14,17 14,17 16,19 SUT(MVA) 169,41 150,6 169,4 169,4 SUC(MVA) 93,02 104,7 104,7 116,3 SVHT(MVA) 59,653 113,3 94,5 103,1 Ta có đồ thị công suất phát hệ thống sau: 12-16 470,6 43,41 18,21 188,2 104,7 116,1 16-18 423,5 40,8 20,24 169,4 104,7 88,43 18-20 470,6 43,41 20,24 169,4 104,7 132,9 20-22 423,5 40,8 18,21 169,4 93,02 102,1 22-24 376,5 38,19 16,19 150,6 93,02 78,47 132,9 Svht, MVA 120 116,1 113,3 102,1 103,1 100 94,5 88,43 78,47 80 59,653 10 12 16 18 20 22 24 t (h) Từ bảng cân công suất toàn nhà máy ta có đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy sau: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai  Sứ chọn thỏa mãn yêu cầu ổn định động CHỌN THANH GÓP, THANH DẪN MỀM 4.1 Chọn Thanh Dẫn Mềm Làm Thanh Góp Phía 220kV 1.Điều kiện dòng điện: Icphc > Icb (1) Icb dòng điện làm việc cưỡng Theo tính toán phía ta có dòng điện cưỡng góp phía 220 kV : Icb(220) = 0,441 (kA) I cp  I cb 0, 441   0,5011(kA) K hc 0,88 Do ta chọn dẫn có thông số đây: Tiết diện chuẩn Số liệu tính toán nhôm/ thép Tiết diện mm2 Đường kính mm Nhôm Thép Nhôm Thép 300/24 298 204 29,2 18,5 Điện trở 20oC (Ω/km) 0,097 Dòng điện phụ tải cho phép,A ( Đặt trời) 690  Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch: Xác định xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch t BN   i dt 2 I  I KCK  I CK Khi ngắn mạch: t t 0 2  BN   I CK dt   I KCK dt  BNKCK  BNCK - Xét thành phần xung lượng nhiệt chu kì: Vì công suất tổ MF lớn 50 MW, ta sử dụng phương pháp tích phân đồ thị Từ chương III, ta có sơ đồ thay ngắn mạch điểm N1 sau: X16 = 0,0767 ; X1 = 0,0878 Giả thiết thời gian tồn ngắn mạch 1giây Tại thời điểm t=0 giá trị dòng ngắn mạch giá trị dòng ngắn mạch độ, ta có: '' I HT  S 1 100 cb   2,86(kA) X 3.U cb 0, 0878 3.230 S 1 100 cb   3, 273(kA) X16 3.U cb 0, 0767 3.230 SdmF   0, 0878 6000  5, 268  Xét nhánh hệ thống: X tt  X td Scb 100 '' I MF  SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 49 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai ( ) √ (0,1) (0,2) (0,5) (1) ICKHT  ICKHT  ICKHT  ICKHT  2,86 (kA) ( ) Xét nhánh máy phát điện: X tt  X td SdmF   0, 0767 4.117,5  0,3605  Scb 100 Tra đường cong tính toán ta có: (0,1) * t = 0,1 ↔ I*ck = 2,3 ↔ I CKMF  I CK (0,2) * t = 0,2 ↔ I*ck = 2,1 ↔ I CKMF  I CK (0,5) * t = 0,5 ↔ I*ck = ↔ I CKMF  I CK (1) * t = ↔ I*ck = 1,9 ↔ I CKMF  I CK SdmF   2,3 4.117,5  2, 7135(kA) 3.U tb 3.230 SdmF   2,1 4.117,5  2, 4776(kA) 3.U tb 3.230 SdmF   4.117,5  2,36(kA) 3.U tb 3.230 SdmF   1,9 4.117,5  2, 24(kA) 3.U tb 3.230 Tổng hợp dòng ngắn mạch chu kỳ thời điểm ta có bảng đây: t (s) 0,1 0,2 0,5 ICKMF(kA) 3,273 2,7135 2,4776 2,36 2,24 ICKHT (kA) 2,86 2,86 2,86 2,86 2,86 ICKΣ (kA) 6,133 5,5735 5,3376 5,22 5,1 Từ bảng ta tính xung lượng nhiệt dẫn mềm 220 kV theo phương pháp tích phân đồ thị sau: n n 2 BNCK   I tbi ti    I ck2 (ti 1)  I ckti  ti 1   6,1332  5,57352  0,1  (5,57352  5,33762 ).0,1  (5,33762  5, 222 ).0,3  (5, 222  5,12 ).0,5  28, 087(kA2 s) Xác định xung lượng nhiệt thành phần không chu kì: Với thời gian tồn ngắn mạch t =1s > 0,1s, xung lượng nhiệt thành phần không chu kì tính gần với công thức sau: BNKCK  I ''2 Ta  6,1332.0,05  1,8807(kA2 s) Trong : I” giá trị hiệu dụng dòng ngắn mạch độ thành phần chu kì điểm N1 Ta số thời gian tắt dần dòng điện ngắn mạch thành phần không chu kì Đối với mạng điện cao áp ta lấy Ta = 0,05s => BN =BNCK +BNKCK =28,087+1,8807=29,9677(kA.s) SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 50 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện S  300  Smin  BN C GVHD:Phùng Thị Thanh Mai 29,9677 10  69, 2946(mm2 ) 79 103  => Thanh dẫn chọn thỏa mãn yêu cầu ổn định nhiệt  Kiểm tra điều kiện vầng quang: U vq  U dmHT Trong Uvq – điện áp tới hạn phát sinh vầng quang, kV Nếu pha bố trí đỉnh tam giác đối xứng, điện áp vầng quanh tính theo công thức sau: U vq  84.m.r.lg a r Khi pha đặt mặt phẳng, Uvq pha giảm 4% U vq  0,96*84* m * r *log atb r Trong : r - bán kính dây dẫn r d 29,   14, 6(mm) 2 a- khoảng cách trục dây dẫn, cm; lấy 5m m- hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn ( dây sợi m=0,93÷0,98; dây nhiều sợi m= 0,83÷0,97) Lấy m = 0,85 Ta kiểm tra điều kiện vầng quang cho pha giữa: U vq  0,96.84.0,85.1, 46.lg 500  253, 65(kV )  220kV 1, 46 Như dẫn chọn thỏa mãn điều kiện vầng quang 4.2 Chọn Thanh Dẫn Mềm Làm Thanh Góp Phía 110kV Điều kiện dòng điện: Icphc > Icb (1) (110) Với Icb = 0,648 (kA)  I cp  I cb 0, 648   0, 736(kA) K hc 0,88 Do ta chọn dẫn có thông số đây: Tiết diện, mm2 Đường kính, mm Tiết diện chuẩn Nhôm Thép Dây dẫn Lõi thép 400/22 394 22 26,6  Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch: * Xác định xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Icp, A 835 Page | 51 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai t BN   i dt I I Khi ngắn mạch: KCK I CK t t 0 2  BN   I CK dt   I KCK dt  BNKCK  BNCK - Xét thành phần xung lượng nhiệt chu kì: Từ chương III, ta có sơ đồ thay ngắn mạch điểm N 2: X 15 N2 X16 HT NM X15= 0,1098 X16 =0,0547 Giả thiết thời gian tồn ngắn mạch 1giây Tại thời điểm t=0 giá trị dòng ngắn mạch giá trị dòng ngắn mạch độ, ta có: '' I HT  S 1 100 cb   4, 78(kA) X 15 3.U cb 0,1098 3.110 S 1 100 cb   9,595(kA) X 16 3.U cb 0, 0547 3.110 SdmF   0,1098 6000  6,588  Coi điểm ngắn mạch xa Xét nhánh hệ thống: X tt  X 15 Scb 100 '' I MF  nguồn Lúc I”(t) = I” = I∞ = 4,78 (kA) Xét nhánh máy phát điện : X tt  X 16 SdmF   0, 0547 4.117,5  0, 25709  Scb 100 Tra đường cong tính toán tính toán tương tự với phía điện áp 220 kV ta có: t (s) 0,1 0,2 0,5 I*CKMF(t) 3,3 2,35 2,7 2,45 ICKMF (kA) 8,14 5,797 6,66 6,044 Tổng hợp dòng ngắn mạch chu kỳ thời điểm ta có bảng đây: t (s) 0,1 0,2 0,5 ICKMF (kA) 9,595 8,14 5,797 6,66 6,044 ICKHT (kA) 4,78 4,78 4,78 4,78 4,78 ICKΣ (kA) 14,375 12,92 10,577 11,44 10,824 Từ bảng ta tính xung lượng nhiệt dẫn mềm 110 kV theo phương pháp tích phân đồ thị sau: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 52 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai n n 2 BNCK   I tbi ti    I ck2 (ti 1)  I ckti  ti 1  14,3752  12,922  0,1  (12,922  10,5772 ).0,1  (10,5772  11, 442 ).0,3  (11, 442  10,8242 ).0,5  131, 031(kA2 s) + Xác định xung lượng nhiệt thành phần không chu kì: Với thời gian tồn ngắn mạch t =1s > 0,1s, xung lượng nhiệt thành phần không chu kì tính gần với công thức sau: BNKCK  I ''2 Ta  14,3752.0,05  10,332(kA2 s) Trong : - I” giá trị hiệu dụng dòng ngắn mạch độ thành phần chu kì điểm N2 - Ta số thời gian tắt dần dòng điện ngắn mạch thành phần không chu kì Đối với mạng điện cao áp ta lấy Ta = 0,05s => BN =BNCK +BN,KCK =131,032+10,332 = 141,364 (kA.s) S  400  Smin  BN C 103  141,364 10  150,5(mm2 ) 79 => Thanh dẫn chọn thỏa mãn yêu cầu ổn định nhiệt  Kiểm tra điều kiện vầng quang: U vq  U dmHT Trong Uvq – điện áp tới hạn phát sinh vầng quang, kV Nếu pha bố trí đỉnh tam giác đối xứng, điện áp vầng quanh tính theo công thức sau: U vq  84.m.r.lg a r Khi pha đặt mặt phẳng, Uvq pha giảm 4% U vq  0,96*84* m * r *log atb r Trong : r - bán kính dây dẫn r d 29,   14, 6(mm) 2 a- khoảng cách trục dây dẫn, cm; lấy 5m m- hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn ( dây sợi m=0,93÷0,98; dây nhiều sợi m= 0,83÷0,97) Lấy m = 0,85 Ta kiểm tra điều kiện vầng quang cho pha giữa: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 53 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện U vq  0,96.84.0,85.1, 46.lg GVHD:Phùng Thị Thanh Mai 500  253, 65(kV )  110kV 1, 46 Như dẫn chọn thỏa mãn điều kiện vầng quang CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG VÀ MÁY BIẾN DÒNG 5.1 Chọn Máy Biến Dòng Điện a Chọn máy biến dòng cấp điện áp 10,5 kV Sơ đồ nối dây đủ pha Điên áp định mức : UđmSC ≥ UđmL=10,5 kV SC Dòng điện định mức phía sơ cấp : I dmBI  I cb(10,5) /1,  6,784 /1,  5,653(kA) Phía thứ cấp có dòng định mức 5A Cấp xác 0,5 (dùng cho công tơ điện) Vậy từ điều kiện ta chọn BI cho mạch cấp điện áp máy phát loại: TПШ-10 có thông số sau: Loại máy Uđm, kV Dòng điện định Phụ tải định mức ứng với biến dòng mức,A cấp xác,Ω Sơ cấp Thứ 0,5 cấp TПШ-10 20 6000 1,2 - Chọn dây dẫn nối từ biến dòng điện dụng cụ đo lường : Để đảm bảo độ xác yêu cầu ,tổng phụ tải thứ cấp Z2 (kể dây dẫn) không vượt phụ tải định mức : Z2 = ZΣdc +Zdd < Zđm BI Với : Zdd – Tổng trở dây dẫn nối biến dòng điện với dụng cụ đo ; ZΣdc – Tổng phụ tải dụng cụ đo Ta có bảng phụ tải đồng hồ đo điện nối vào biến dòng điện sau : Tên đồng hồ Kí hiệu Phụ tải Pha A Pha B Pha C Ampe kế 1 Oát kế tác dụng 5 Oát kế phản kháng 5 Oát kế tự ghi 10 10 Công tơ tác dụng 2,5 2,5 Công tơ phản kháng 2,5 2,5 Tổng 26 26 Tổng trở dụng cụ mắc vào pha A ( pha C) : Z  dc  S 26   0, 73() Từ điều kiện tổng phụ tải thứ cấp ta có : I dm SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 54 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Zdd = ZđmBI - ZΣdc ≈ rdd = 1,2 – 0,73 =0,47(Ω)  Tiết diện dây dẫn cần chọn xác định theo công thức : Fdd   ltt rdd Trong : - điện trở suất vật liệu làm dây dẫn; ( Cu=0,0175 mm2/m; Al=0,028 mm2/m) ltt- chiều dài tính toán; ltt=l(do BI đấu hoàn toàn) Giả sử chiều dài từ biến dòng điện đến dụng cụ đo 30m; ltt=l=30m Chọn vât liệu làm dây dẫn đồng  Khi ta có: Fdd  0, 0175 30  1,117(mm2 ) 0, 47  Vậy chọn dây dẫn đồng có tiết diện: FCu≥4mm2 b) Chọn máy biến dòng cấp điện áp 110 220 kV: Tương tự chọn biến dòng cho cấp điện áp địa phương, với giá trị dòng cưỡng mạch điện cao ,trung áp tính toán chương II, Ta chọn BI có thông số sau: Loại máy biến Uđm, kV Dòng điện định Phụ tải định mức ứng với cấp dòng mức,A xác,Ω Sơ cấp Thứ cấp 0,5 TΦHPД-110M 110 500 1,2 TΦH-220-3T 220 400 5.2 Chọn Máy Biến Điện Áp a) Chọn biến điện áp cấp 10,5 kV - Chọn sơ đồ đấu dây kiểu máy biến điện áp : Sơ đồ nối dây kiểu máy biến điện áp phải phù hợp với nhiệm vụ Để cấp cho công tơ cẩn biến điện áp pha đấu hình V /V - Điều kiện điện áp : UđmBU ≥ UđmL =10,5 kV -Cấp xác : 0,5 (dùng cho công tơ điện) - Công suất định mức : S2 ≤ SđmBU Để xác định tổng phụ tải dụng cụ đo S2 ta có bảng phụ tải nối vào BU sau : Phụ tải BU: Phụ tải BU: AB BC Số Phần tử Ký hiệu TT P Q P Q W VAR W VAR Vôn kế B-2 7,2 Oát kế tác dụng Д-341 1,8 1,8 Oát kế phản kháng Д-342/1 1,8 1,8 Oát kế tự ghi H-348 8,3 8,3 Tần số kế 6,5 - 340 Công tơ tác dụng Д-670 0,66 1,62 0,66 1,62 Công tơ phản kháng ИT-672 0,66 1,62 0,66 1,62 Tổng 20,4 3,24 19,72 3,24 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 55 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện  S2 AB  P dc  Q2   S2 BC  P  dc  dc GVHD:Phùng Thị Thanh Mai  20, 42  3, 242  20,7(VA)  Q2 dc  19,722  3, 242  19,98(VA)  Dây dẫn nối từ BU đến dụng cụ đo phải thỏa mãn điều kiện sau : - Tổn thất điện áp dây dẫn không vượt 0,5% (0,5 V) điện áp thứ cấp có công tơ 3% công tơ - Khi nối với dụng cụ đo điện năng: FCu≥2,5mm2; FAl≥4mm2 - Khi không nối với dụng cụ đo điện năng: FCu≥1,5mm2; FAl≥2,5mm2 Sab 20,   0, 207( A) U ab 100 S 19,9 I b  bc   0,199( A) U bc 100 Ia  Để đơn giản giả sử : Ia =Ic = 0,2 A, cosφab =cosφbc = Như Ib  3.0,  0,346( A) Điện áp giáng dây a b là: U  ( I a  Ib ).r  ( I a  I b ). l F Giả sử khoảng cách từ BU đến thiết bị đo l=30m; Vậy tiết diện dây dẫn là: F  ( I a  I b ). (mạch thứ cấp có công tơ) l 0, 0175.30  (0,  0,346)  0,5733(mm2 ) U 0,5 Để đảm bảo độ bền học ta chọn FCu=2,5mm2 b) Chọn biến điện áp cấp 110 :220kV Phụ tải phía thứ cấp BU cấp điện áp 110kV 220kV thường cuộn dây điện áp đồng hồ Vônmét có tổng trở lớn nên công suất thường nhỏ nên không cần phải tính phụ tải phía thứ cấp Tiết diện chọn cho đảm bảo độ bền học Nhiệm vụ BU cấp điện áp kiểm tra cách điện đo lường điện áp ta chọn ba biến điện áp pha đấu Y0/Y0 Ta chọn BU có thông số sau : Loại BU HK  110  58 HK  220  58 Cấp điện áp (kV) Điện áp định mức cuộn dây (V) Sơ cấp Thứ cấp 110 220 110000/ 220000/ 100/ 100/ SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Công suất theo cấp xác (VA) Cấp 0,5 400 400 Cấp 600 600 Công suất max (VA) 2000 2000 Page | 56 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện A A GVHD:Phùng Thị Thanh Mai A W W Wh VARh VAR a b c 2.HOM-15 A B C V f F Sơ đồ nối dụng cụ đo vào biến điện áp biến dòng điện mạch MF SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 57 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN TỰ DÙNG Sơ Đồ Cung Cấp Điện Tự Dùng Đối với nhà máy nhiệt điện với công suất, sơ đồ nối điện tự dùng tồn cấp điện áp: 6,3kV 0,4kV a) Cấp điện áp 6,3kV - Dùng để cấp điện cho động có công suất từ 200kW trở lên: - Phân đoạn theo lò (tổ MF), phân đoạn cấp từ máy biến áp riêng B5; B6; B7; B8(nếu cấp điện áp máy phát 6,3kV dùng kháng điện) Các máy biến áp lấy điện từ phân đoạn điện áp MF trường hợp nhà máy có góp điện áp máy phát lấy điện từ đầu cực máy phat trường hợp nhà máy góp điện áp máy phát - Khi sử dụng MBA dự phòng lạnh (B9), có công suất từ đến 1,3 lần MBA tự dùng thường, lấy từ phía hạ máy biến áp liên lạc- phía máy cắt Máy cắt phía MBA dự phòng làm việc bình thường thường mở b) Cấp điện áp 0,4kV - Dùng để cấp điện cho động công suất 200kW cho chiếu sáng - Công suất điện cấp chiếm khoảng 10% đến 15% công suất tự dùng toàn nhà máy: ( ) - MBA cấp lấy điện trực tiếp từ tự dùng 6,3kV Có phân đoạn cấp 6,3kV có nhiêu phân đoạn cấp 0,4kV.Khi công suất máy biến áp (B10; B11; B12; B13) là: đ - Khi sử dụng MBA dự phòng lạnh (B14) có công suất với MBA tự dùng 0,4kV, lấy điện từ góp 6,3kV MBA tự dùng dự phòng 6,3kV - Máy cắt phía MBA dự phòng làm việc bình thường thường mở - Phía 0,4kV phải trung tính trực tiếp nối đất đảm bảo an toàn có dây trung tính (đường nét đứt) để lấy điện áp pha SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 58 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện B1 GVHD:Phùng Thị Thanh Mai B2 F1 B4 B3 F2 F3 B9 B14 F4 B5 B6 B7 B8 B10 B11 B12 B13 0,4kV Chọn Máy Biến Áp a.Máy Biến Áp Cấp 6,3 kV 6,3kV SdmB  Stdmax 43, 41   10,8525( MVA) n Trong : Stdmax - công suất tự dùng cực đại toàn nhà máy n- số tổ máy phát Ta chọn MBA cấp 6,3 kV có thông số sau: Loại Sđm Điện áp, kV Tổn thất, kW MBA kVA Cuộn Cuộn hạ ΔP0 ΔPN cao SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 UN% I0% Page | 59 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện TДHC 16000 10,5 GVHD:Phùng Thị Thanh Mai 6,3 17,8 105 10 0,8 MBA dự phòng B9 dùng để thay MBA B5, B6, B7,B8 máy gặp cố hay đưa sửa chữa Công suất MBA dự phòng chọn sau: 6,3kV SB9  (1 1,3).SdmB  1,3.16000  20800(kVA) Ta chọn MBA dự phòng B9 có thông số sau: Loại Sđm Điện áp, kV Tổn thất, kW UN% I0% MBA kVA Cuộn Cuộn hạ ΔP0 ΔPN cao TДHC 25000 10,5 6,3 21 125 9,5 0,5 b MBA cấp 0,4 kV: - Công suất điện cấp chiếm khoảng 10% đến 15% công suất tự dùng nhà máy.giả sử chọn: Std0,4kV  (13)%.Stdmax  0,13.43, 41  5,6433(MVA)  Chọn số phân đoạn cấp 0,4 kV n=4 : SdmB Std0,4 kV 5643,3    1410,825 n Vậy chọn Sđm=1600 kVA Loại Sđm MBA kVA Điện áp, kV Tổn thất, kW UN% I0% Cuộn Cuộn hạ ΔP0 ΔPN cao TMH 1600 10 0,4 2,8 18 5,5 1,3  Và công suất máy biến áp dự phòng lạnh B14 chọn có công suất máy biến áp B10; B11; B12; B13 CHỌN MÁY CẮT VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN Chọn theo điều kiện máy cắt Tuy nhiên cần ý: - Điều kiện dòng phải tính theo dòng công suất MBA dự phòng điện áp MF - Điều kiện dòng cắt dòng ổn định động phải theo dòng ngắn mạch phía MBA tự dùng cấp 6,3kV I cb  1, 05.I bt  1, 05 SdmB 25  1, 05  1, 443 (kA) 10,5 10,5 Điều kiện chọn máy cắt nêu: + Điều kiện áp: UđmMC≥ Ulưới=10,5kV + Điều kiện dòng: IđmMC≥Icb=1,443 (kA) (Icb- dòng cưỡng bức) + Điều kiện cắt: Icắtđm + Điều kiện ổn định động: iđđm ≥ ixk = 220,35 kA + Điều kiện ổn định nhiệt: đ Trong đó: Inhđm- dòng điện ổn định nhiệt định mức MC ứng với thời gian ổn định nhiệt tnh BN- xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch Điều kiện xét MC có dòng định mức 1000A Vậy ta chọn loại MC có thông số sau: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 60 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện Loại MC Uđm, kV GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Dòng cắt định mức; kA 90 Iđm, A Dòng ổn định động định mức 225 8FG10 12 12500 Chọn MC tự dùng cấp 6,3kV Chọn theo điều kiện MC Tuy nhiên cần ý: - Điều kiện dòng phải tính dòng theo công suất MBA dự phòng điện áp 6,3kV I cb  1, 05.I bt  1, 05 SdmB14 1,  1, 05  0,154(kA) 6,3 6,3 - Điều kiện dòng cắt định mức dòng ổn định động định mức phải tính theo dòng ngắn mạch phía MBA tự dùng 6,3kV N4 N7 HT XHT Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4: X HT  I cb Scb 100    0,10869 '' '' IN 3.U cb I N 3.6,3.84,31 U % S 10.100 X B  N cb   0, 625 100 Sdm 100.16  XΣ1 = XHT + XB5 = 0,10869+0,625 = 0,73369  I N"  X 1 I cb  100  12, 49(kA) 0, 73369 3.6,3  I xkN  2.K xk I ''  2.1,8.12, 49  31,79(kA)  Dòng điện cưỡng tính theo công suất MBA dự phòng B14 là:  I cb  1, 05.Ibt  1, 05 SdmB14 1,  1, 05  0,154(kA) 6,3 6,3 Chọn MC cho mạng tự dùng 0,4kV tương tự giống với mạng khác , ta có thông số MC cần chọn bảng đây: Loại MC Uđm, kV Iđm, A Dòng cắt định Dòng ổn định mức; kA động định mức 8BM20 7,2 1250 25 63 Chọn Áp tô mát cấp 0,4 kV: N4 N7 HT XHT Ta có điện trở điện kháng MBA B10 tính toán sau: Loại Sđm Điện áp, kV Tổn thất, kW UN% MBA kVA Cuộn Cuộn hạ ΔP0 ΔPN cao TMH 1600 10 0,4 2,8 18 5,5 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 I0% 1,3 Page | 61 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai PN U dm 18.0, 42 RB  10  106  1,125(m) 2 Sdm 1600 U X% U dm 5,5.0, 42 XB  10  104  5,5(m) SdmB 1600 Với UX xác định theo công thức: U X  U N2 %  U R2 %  5,52  (7,03.104 )2  5, 499% Trong UR  PN 18.103 100  100  7, 03.104 3 10 SdmB 10 1600 Ta có tổng trở ngắn mạch tính đến N8 là: Z8  RB2  X B  1,1252  5,52  5,61(m) Vì áp tô mát đặt sau MBA 0,4 kV nên dòng điện làm việc lớn qua áp tô mát xác định theo dòng làm việc định mức MBA : (0,4 kV ) SdmB 1600   2309( A) 3.U dm 3.0, U 400 IN    41,165( A) 3.Z 3.5, 61 I tt max  Chọn áp tô mát theo điều kiện sau: UđmA≥ UđmLĐ =0,4 kV IđmA ≥ Ilv max = 2309 (A) IcđmA ≥ IN = 41,165 (A) Căn vào điều kiện chọn aptomat kết tính ngắn mạch ta chọn aptomat hãng MelinGerin loại M16 có thông số sau (Tra Bảng 3.8 [Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV - Tác giả Ngô Hồng Quang]) Bảng 0-1: Thông số áptômát Loại áptômát AE2500-SS Uđm(V) 690 Iđm(A) 2500 Icđm (kA) 65 * Nhận xét chương: Nhà máy thiết kế có tổ máy 100 MW góp điện áp máy phát, nên đồ án sử dụng sơ đồ tự dùng gồm phân đoạn góp 6,3kV phân đoạn góp 0,4kV Và chọn thiết bị điện ứng với phân đoạn góp như: MBA tự dùng cấp 6,3, MBA tự dùng cấp 0,4, máy cắt đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật để nhà máy vận hành cách tối ưu SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 62 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Phạm Văn Hòa, Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2007 TS Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hòa Phần điện nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2007 PGS.TS Phạm Văn Hòa Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2006 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 63 [...]... 1 1 Tính điện kháng các phần tử trong sơ đồ thay thế  Hệ thống Điện kháng của hệ thống trong hệ đơn vị cơ bản S 100 X = cb = =0,05 HT S 2000 N - - Điện kháng của đường dây tính từ thanh góp nhà máy tới hệ thống: Lấy điện kháng của đường dây từ thanh góp nhà máy đến hệ thống xo = 0,4 (Ω/km) X L S XD = 0 × 2 cb = 0,4.100 × 100 = 0,0378 2 U2 2302 cb  Máy biến áp hai cuộn dây - Điện kháng của máy biến... 20 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai ( ) Kết Luận: Hệ thống vẫn làm việc ổn định 2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp 2.3.1 Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây MBA mang tải bằng phẳng Sbộ cả năm (8760h) Tổn thất điện năng được xác định theo công thức: á [Δ Δ Δ ( ộ ) ] [ ( ) ] ộ ) ] [ ( ) ] ( ) đ á [Δ Δ Δ ( đ ( ) 2.3.2 Tổn thất điện năng trong. .. nữa, nó vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục; an toàn cho các phụ tải và thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật Do đó ta sẽ giữ lại phương án 1 và phương án 3 để tính toán kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 11 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP A.Phương án 1: SCA STA HT 220 kV Std 110... SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 25 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Điểm Ngắn Mạch N1 - Cấp điện áp 220 kV, các thiết bị như: máy cắt, dao cách ly ta nên chọn cùng một loại Vì vậy, ta chọn N1 là điểm ngắn mạch trên thanh góp 220 kV Nguồn cung cấp bao gồm tất cả các máy phát điện của nhà máy thiết kế và hệ thống Từ sơ đồ hình 3-1 ta có sơ đồ thay thế tính toán điểm ngắn mạch N1 như hình... ) (kA) Vậy dòng điện cưỡng bức ở cấp điện áp trung 110kV là : c Các mạch phía điện áp 10,5 kV - Mạch máy phát: đ √ SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 đ √ ) ( ( ) ) Page | 16 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Bảng tổng kết dòng điện làm việc cưỡng bức của các phẩn tử tại các cấp điện áp 10,5 110 220 (kV) (kV) (kV) Máy phát Đường dây Máy biến áp bộ Máy biến áp tự ngẫu Dòng điện cưỡng bức lớn... Page | 22 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Bảng tổng kết dòng điện làm việc cưỡng bức của các phẩn tử tại các cấp điện áp 10,5 110 220 (kV) (kV) (kV) Máy phát Đường dây Máy biến áp bộ Máy biến áp tự ngẫu Dòng điện cưỡng bức lớn nhất (kA) SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 6,784 6,784 0,494 0,616 0,494 0,616 0,3488 0,441 0,1718 0,441 Page | 23 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh... dmMBATN SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 24 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện U X = H NH 100 % × S cb = S dmMBATN GVHD:Phùng Thị Thanh Mai 20,5 100 × =0,082 100 250 * Máy phát điện S Điện kháng máy phát điện: X =X" × cb d S G =0,1593× dmMPD 100 =0,1356 117,5 2 Chọn các điểm để tính toán ngắn mạch Để chọn các khí cụ điện và dây dẫn trong các mạch ở các cấp điện áp một cách chính xác ta cần tính các dòng... Phụ tải cấp điện áp cao : + SUCmax = 116,3 MVA từ 10h–12h chiếm + SUCmin= 150,6 MVA từ 0h–4h; 20-22h và 22h-24h * Khả năng phát triển của nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vị trí nhà máy, địa bàn phụ tải, nguồn nhiên liệu Riêng về phần điện nhà máy hoàn toàn có khả năng phát triển thêm 1 số phụ tải ở các cấp điện áp sẵn có KẾT LUẬN:Qua phân tích trên ta thấy nhà máy điện thiết kế đóng vai trò... Dòng điện xung kích : ixkN4 = ixkN3 + ixkN3’ =111,39 +108,96 =220,35 (kA) Bảng 0-2:Kết quả tính toán các dòng ngắn mạch của phương án 1 Cấp điện áp ( kV ) Điểm ngắn mạch I" (kA) ixk (kA) 220 110 N1 N2 N3 N3’ N4 6,13 13,75 43,76 40,55 84,31 15,604 35 111,39 108,96 220,35 10,5 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 29 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai B PHƯƠNG ÁN 2 1 Tính điện kháng các phần. .. 18h - 20h SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 7 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Svht min= 59,651 MVA từ : 0h - 4h Nhà máy luôn phát công suất thừa về hệ thống, công suất thừa phát lên hệ thống khi cực đại so với công suất đặt của nhà máy chiếm: 28,24 % Có Svht max < SdtHT  nhà máy làm việc ổn định với hệ thống - Phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương) có: SUFmax = 20,24 ... Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN (đề số 23) Họ tên sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Lớp: Đ4H3 Giảng viên hướng dẫn: Phùng Thị Thanh Mai THIẾT KẾ PHẦN... –Đ4H3 Page | 29 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai B PHƯƠNG ÁN Tính điện kháng phần tử sơ đồ thay Các giá trị điện kháng theo phương án tính Chọn điểm để tính toán Ngắn Mạch Chọn... Do ta giữ lại phương án phương án để tính toán kinh tế kỹ thuật nhằm chọn sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 11 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị