Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai LỜI NÓI ĐẦU Ngày điện là thứ thiết yếu tham gia vào mọi lĩnh vực sống từ công nghiệp đến sinh hoạt Điện đóng vai trò quan trọng quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Chính điện ứng dụng rộng rãi Điện là nguồn lượng là điều kiện quan trọng để phát triển đất nước Vì muốn phát triển kinh tế xã hội, điện phải trước bước Nhằm thoả mãn nhu cầu điện giai đoạn trước mắt mà dự kiến cho phát triển tương lai Điều này đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất và sinh hoạt Và để làm điều này phải không ngừng nâng cao và phát triển hệ thống điện nước nói chung và phát triển các nhà máy điện nói riêng Cùng với phát triển hệ thống điện, phát triển hệ thống lượng quốc gia là phát triển các 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 quá trình thiết kế, với khối lượng kiến thức học và giúp đỡ Cô Phùng Thị Thanh Mai giúp em hoàn thành thiết kế này Nhưng kiến thức có hạn và thiếu kinh nghiệm thực tế nên thiết kế không tránh khỏi sai sót, mong góp ý các thầy cô khoa Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2011 Sinh viên thực hiện Trần Thị Thảo Hiền SVTH: Trần Thị Thảo Hiền Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai MỤC LỤC CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Tính toán phụ tải và cân công suất thiết kế nhà máy điện là việc thiếu để đảm bảo kinh tế xây dựng và vận hành Lượng điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ các hộ dùng điện và điện tổn thất SVTH: Trần Thị Thảo Hiền Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Trong thực tế lượng điện tiêu thụ các hộ dùng điện luôn thay đổi Do vậy, người ta cần phải biết các đồ thị phụ tải để chọn các phương án vận hành hợp lý, chọn sơ đồ nối điện phù hợp đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và các chi tiêu kinh tế kỹ thuật Từ vấn đề đặt nhiệm vụ trước hết cho người thiết kế là phải tiến hành các công việc: chọn máy phát điện, tính toán phụ tải và cân công suất cách hợp lý 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN Theo yêu cầu thiết kế : nhà máy NĐNH gồm tổ máy với tổng công suất 150 MW Công suất tổ máy là 30 MW Tra sổ tay thiết kế ta chọn loại máy phát điện đồng tua bin có các thông số sau: Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật máy phát điện Loại máy phát TBC-30 Thông số định mức Điện kháng tương đối n v/ph Sđm MV A Pđm M W Uđm kV cos ϕ I kA X’’d X’d Xd X2 X0 300 37,5 30 10, 0,8 2,06 0,15 0,2 2,46 0,18 0,07 1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Xây dựng đồ thị công suất toàn nhà máy, đồ thị phụ tải tự dùng, đồ thị phụ tải các cấp điện áp và công suất phát hệ thống dựa theo hệ số công suất cosϕ và P%(t) mà đề bài cho Tính toán cụ thể sau: 1.2.1 Tính toán phụ tải toàn nhà máy Công suất phát toàn nhà máy xác định: S FNMđmF (t ) = PFNM %(t ) Σ S 100 Σ S đmF = n × SđmF Trong đó: Với: n = - Số tổ máy SđmF - Công suất định mức tổ máy phát (37,5 MVA) SVTH: Trần Thị Thảo Hiền Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai PFNM %(t ) - phần trăm công suất phát toàn nhà máy thời điểm t Kết tính toán tính bảng sau: Bảng 1.2 Bảng biến thiên công suất phát toàn nhà máy Giờ ÷ 4 ÷ 8 ÷ 10 10 ÷ 12 12 ÷ 16 16 ÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 22 22 ÷ 24 PFNM %(t ) 80 S FNM 150 168,75 168,75 187,5 (t) 90 90 100 100 90 100 187,5 168,75 187,5 90 90 168,75 168,75 Hình 1.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.2 Tính toán phụ tải tự dùng Công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố (dạng nhiên liệu, loại tuabin, công suất phát nhà máy,…) và chiếm khoảng 5% đến 10% tổng công suất phát Công suất tự dùng gồm thành phần: thành phần thứ (chiếm SVTH: Trần Thị Thảo Hiền Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai khoảng 40%) không phụ thuộc vào công suất phát nhà máy, phần lại (chiếm khoảng 60%) phụ thuộc vào công suất phát nhà máy Một cách gần xác định phụ tải tự dùng nhà máy nhiệt điện theo công thức sau: STD ( t ) = S FNM ( t )  α % n ×PđmF  ×  0,4 + 0,6 × ÷ 100 cos ϕTDđmF n ×S   Trong đó: STD(t) - Phụ tải tự dùng thời điểm t α% - Lượng điện phần trăm tự dùng (α = 8%) cosφTD - Hệ số công suất phụ tải tự dùng (cosφTD = 0,8) n - Số tổ MF PđmF, SđmF - Công suất tác dụng và công suất biểu kiến định mức tổ MF SFNM(t) - Công suất phát toàn nhà máy thời điểm t, (MVA) Công suất tự dùng nhà máy thời điểm t1 =0 ÷ Thay vào công thức ta có: STD ( t1 ) = 5.30  150  × 0,4 + 0,6 × = 13, ( MVA )  100 0,8  5.37,5 ÷  Tính tương tự cho các thời điểm khác ta có bảng sau: Bảng 1.3 Bảng biến thiên công suất tự dùng Giờ ÷ 4 ÷ 8 ÷ 10 10 ÷ 12 12 ÷ 16 16 ÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 22 22 ÷ 24 SFNM(t)(MVA) 150 168,75 168,75 187,5 187,5 168,75 STD (t) (MVA) 13,2 15,0 14,1 14,1 SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 14,1 15,0 187,5 168,75 168,75 15,0 14,1 14,1 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Hình 1.2 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy 1.2.3 Tính toán phụ tải cấp điện áp Công suất phụ tải các cấp thời điểm xác định sau: SUF ( t ) = PUF % ( t ) P max 100.cosϕ (*) Trong đó: SUF ( t ) : Công suất phụ tải thời điểm t, (MVA) Pmax : Công suất lớn phụ tải, (MW) cosϕ : Hệ số công suất tương ứng PUF % ( t ) : Phần trăm công suất phụ tải thời điểm t a) Đối với phụ tải địa phương cấp điện áp 10,5 (kV) Ta có: Pmax=9 (MW); cosφ=0,85 Khoảng thời gian từ 0÷4h , công suất phụ tải địa phương là: SVTH: Trần Thị Thảo Hiền Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện SUF ( ÷ ) = GVHD: Phùng Thị Thanh Mai PUF %(0 ÷ 4).Pmax 70.9 = = 7, 412 ( MVA ) 100.cosϕ 100.0,85 Tính tương tự cho các khoảng thời điểm lại, ta có bảng biến thiên công suất sau: Bảng 1.4 Bảng biến thiên công suất cấp điện áp máy phát Giờ 0÷4 4÷8 ÷ 10 10 ÷ 12 12 ÷ 16 16 ÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 22 22 ÷ 24 PUF % ( t ) 70 80 80 90 90 SUF ( t ) 7,412 8,471 8,471 9,529 9,529 100 100 10,588 10,588 80 80 8,471 8,471 Hình 1.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát b) Phụ tải cấp điện áp máy trung cấp 110 kV Ta có: Pmax=60(MW); cosφ=0,8 Áp dụng công thức (*) trên, ta có bảng biến thiên công suất phụ tải sau: SVTH: Trần Thị Thảo Hiền Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Bảng 1.5 Bảng biến thiên công suất cấp điện áp trung Giờ 0÷4 4÷8 ÷ 10 10 ÷ 12 12 ÷ 16 16 ÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 22 22 ÷ 24 PUT % ( t ) 90 80 80 90 100 80 90 90 80 SUT ( t ) 67,5 60 60 67,5 75 60 67,5 67,5 60 Hình 1.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 1.2.4 Đồ thị công suất phát về hệ thống Theo nguyên tắc cân công suất mọi thời điểm (công suất phát công suất thu), không xét đến công suất tổn thất máy biến áp, ta có: S FNM ( t ) = SVHT ( t ) + SUF ( t ) + SUT ( t ) + SUC ( t ) + STD ( t ) ⇒ SVHT ( t ) = S FNM ( t ) −  SUF ( t ) + SUT ( t ) + SUC ( t ) + STD ( t )  Trong đó: SFNM(t) : Công suất phát toàn nhà máy thời điểm t, (MVA) SVHT(t): Công suất phát hệ thống thời điểm t, (MVA) SUF(t): Công suất phụ tải địa phương thời điểm t, (MVA) SUT(t): Công suất phụ tải cấp điện áp trung thời điểm t, (MVA) SVTH: Trần Thị Thảo Hiền Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai SUC(t): Công suất phụ tải cấp điện áp cao thời điểm t, (MVA) STD(t): Công suất tự dùng nhà máy thời điểm t, (MVA) Phía góp cao(TGC) đồng thời cấp điện cho phụ tải điện áp phía cao và phát công suất thừa hệ thống Công suất phụ tải góp cao áp thời điểm t là STGC(t) tính sau: STGC ( t ) = SVHT ( t ) + SUC ( t ) Từ công thức tính toán và các số liệu, ta có bảng tổng kết sau: Bảng 1.6 Bảng cân bằng công suất tổng hợp Giờ 0÷4 4÷8 ÷ 10 150 168,75 168,75 187,5 SUF ( t ) 7,412 8,471 8,471 SUT ( t ) 67,5 60 STD 13,2 S FNM (t) (t) SVHT (t) STGC (t) 10 ÷ 12 12 ÷ 16 16 ÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 22 22 ÷ 24 187,5 168,75 187,5 168,75 168,75 9,529 9,529 10,588 10,588 8,471 8,471 60 67,5 75 60 67,5 67,5 60 14,1 14,1 15 15 14,1 15 14,1 14,1 61,888 86,179 86,179 95,471 87,971 84,062 94,412 78,679 86,179 61,888 86,179 86,179 95,471 87,971 84,062 94,412 78,679 86,179 Nhận xét Nhà máy chủ yếu cung cấp điện cho phụ tải phía trung áp và phát hệ thống Công suất cung cấp cho phụ tải địa phương và tự dùng là nhỏ so với công suất phát toàn nhà máy SVTH: Trần Thị Thảo Hiền Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Hình 1.5 Đồ thị phụ tải tổng hợp 1.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN 1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất phương án nối điện Phương án nối điện nhà máy điện là khâu quan trọng quá trình thiết kế phần điện nhà máy điện Căn vào kết tính toán phụ tải và cân công suất và dựa vào nguyên tắc sau: Các nguyên tắc : • - Nguyên tắc 1:Khi phụ tải địa phương có công suất nhỏ không cần góp điện áp máy phát, mà chúng cấp điện trực tiếp từ đầu cực máy phát, phía máy cắt MBA liên lạc Quy định mức nhỏ công suất địa phương là: cho phép rẽ nhánh từ đầu cực máy phát lượng công suất không quá 15% công suất định mức tổ máy phát max SUF 100% ≤ 15% 2.S đmF Nếu không cần góp điện áp máy phát SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 10 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện − GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Tính BNCK : ta dùng phương pháp thời gian tương đương Thời gian tương đương là thời gian dòng ngắn mạch trì I ∞ phát lương nhiệt với lượng nhiệt dòng thành phần chu kì sinh suốt thời gian tồn ngắn mạch với t : là thời gian cắt ngắn mạch, Giá trị tra theo đường cong xác định thời gian tác dụng nhiệt tương đương Tra đường cong xác định thời gian tác dụng nhiệt tương đương ứng với (1;1) ta có Vây thành phần xung lượng nhiệt chu kì là : − Tính BNKCK : Ta có : với Ta : là hệ số lưới, Ta= 0,05 I’’ : dòng ngắn mạch siêu quá độ, I’’=3,942 kA → Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch cái 220 kV là: BN= BNCK + BNKCK=12,522.106+0,776.106=13,328.106 A2s Ta thấy Schọn = 95 mm2 > Smin = 46,212 mm2 Vậy dây dẫn chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt Kiểm tra điều kiện vầng quang Điều kiện kiểm tra : Uvq ≥ Uđmmạng Trong : Uvq là điện áp tới hạn phát sinh vầng quang Nếu dây dẫn bố trí ba đinh tam giác ta có : ∗ SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 77 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện U vq = 84 m r lg GVHD: Phùng Thị Thanh Mai a r Trong đó: m - hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn; m = 0,93 r - bán kính ngoài dây dẫn; r = 0,675 cm a - khoảng cách các trục dây dẫn; a = m = 400 cm Trên thực tế, các góp 110 kV bố trí mặt phẳng nằm ngang Uvq pha phải giảm 4% Ta có : Vậy dẫn không thỏa mãn điều kiện vầng quang, ta chọn lại tiết diện dây dẫn sau : Bảng 5.7 Tiết diện dây dẫn Tiết diện, mm2 Đường kính, mm Tiết diện chuẩn Nhôm Thép Dây dẫn Lõi thép 185/28 187 128 23,1 14,7 Icp, A 510 Kiểm tra điều kiện vầng quang : Vậy dẫn thỏa mãn điều kiện vầng quang 5.4.2 Chọn dẫn mềm cho cấp 110 kV Ta có : khc Icp ≥ Icb Với Icb= 0,394 kA → Ta chọn góp mềm loại dây nhôm lõi thép có thông số kĩ thuật cho bảng : Bảng 5.8 Thông số kĩ thuật góp mềm loại dây nhôm lõi thép Tiết diện, mm2 Đường kính, mm Tiết diện chuẩn Nhôm Thép Dây dẫn Lõi thép 185/28 187 128 23,1 14,7 ∗ − Icp, A 510 Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch Tính BNCK : ta dùng phương pháp thời gian tương đương SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 78 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Thời gian tương đương là thời gian dòng ngắn mạch trì I ∞ phát lương nhiệt với lượng nhiệt dòng thành phần chu kì sinh suốt thời gian tồn ngắn mạch với t : là thời gian cắt ngắn mạch, Giá trị tra theo đường cong xác định thời gian tác dụng nhiệt tương đương Tra đường cong xác định thời gian tác dụng nhiệt tương đương ứng với (1;1,29) ta có Vây thành phần xung lượng nhiệt chu kì là : − Tính BNKCK : Ta có : với Ta : là hệ số lưới, Ta= 0,05 I’’ : dòng ngắn mạch siêu quá độ, I’’=6,291 kA → Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch cái 110 kV là: BN= BNCK + BNKCK=23,8.106+1,978.106=24,77.106 A2s Ta thấy Schọn = 185 mm2 > Smin = 63 mm2 Vậy dây dẫn chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt Kiểm tra điều kiện vầng quang Điều kiện kiểm tra : Uvq ≥ Uđmmạng Trong : Uvq là điện áp tới hạn phát sinh vầng quang Nếu dây dẫn bố trí ba đinh tam giác ta có : ∗ U vq = 84 m r lg a r đó: m - hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn; m = 0,93 r - bán kính ngoài dây dẫn; r = 1,15 cm SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 79 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai a - khoảng cách các trục dây dẫn; a = m = 400 cm Trên thực tế, các góp 110 kV bố trí mặt phẳng nằm ngang Uvq pha phải giảm 4% Ta có : Vậy dẫn thỏa mãn điều kiện vầng quang 5.5 Chọn máy biến áp đo lường 5.5.1 Chọn máy biến điện áp (BU) a) Chọn BU cho cấp máy phát 10,5 kV BU chọn theo các điều kiện sau : Loại biến điện áp chọn dựa vào vị trí đặt, sơ đồ nối dây và nhiệm vụ Để cấp điện cho công tơ chi cần dùng BU pha đấu V/V − Điều kiện điện áp : UđmBU ≥ Uđmmạng = 10,5 kV − Cấp xác BU : cấp điện cho công tơ nên chọn BU có cấp xác là 0,5 − − Công suất định mức : tổng phụ tải nối vào BU (S 2) phải nhỏ hoặc công suất định mức BU với cấp điện áp chọn : S2 ≤ SđmBU A A A W W VAR Wh VARh a b c 2.HOM-15 A B C V f F Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào máy biến điện áp và máy biến dòng điện mạch máy phát SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 80 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Ta phải phân bố các đồng hồ điện phía thứ cấp đồng cho hai BU tương ứng bảng sau : Bảng 5.9 Bảng phân bố đồng hồ điện phía thứ cấp Tên đồng hồ Phụ tải BU pha AB Ký hiệu Phụ tải BU pha BC W (P) VAr(Q) W (P) VAr(Q) Vôn kế Э2 7,2 - - - Oát kế д 341 1,8 - 1,8 - д 342/1 1,8 - 1,8 - Oát kế tự ghi д 33 8,3 - 8,3 - Tần số kế д 340 - - 6,5 - Công tơ tác dụng И 670 0,66 1,62 0,66 1,62 Công tơ phản kháng И 672 0,66 1,62 0,66 1,62 - 20,42 3,24 19,72 3,24 Oát kế phản kháng Tổng cộng Biến điện áp pha AB có : S2 = 20,422 + 3,24 = 20,675 VA cos ϕ = 20,42 = 0,988 20,675 Biến điện áp pha BC có : S2 = 19,72 + 3,24 = 19,984 VA cos ϕ = 19,72 = 0,987 19,984 Ta chọn BU cho cấp điện áp 10,5 kV có thông số : Bảng 5.10 Bảng thông số BU cấp điện áp 10,5kV Loại máy BU HOM-10 Cấp điện áp, Điện áp định mức, V Công suất định mức, VA ứng với cấp xác kV Cuộn sơ cấp Cuộn thứ cấp 0,5 10 1000 100 75 150 Chọn dây nối biến điện áp và dụng cụ đo lường : SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 81 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai − Tiết diện dây dẫn chọn cho tổn thất điện áp không vượt quá 0,5% điện áp định mức thứ cấp có công tơ và 0,3% công tơ − Để đảm bảo độ bền cơ: tiết diện tối thiểu dây dẫn là 1,5 mm dây đồng và 2,5 mm2 dây nhôm không nối với dụng cụ đo điện Và 2,5 mm dây đồng và mm2 dây nhôm nối với dụng cụ đo điện Tính dòng điện các dây dẫn : Ia = S ab U ab = 20,675 100 = 0,207 A Ic = S bc U bc = 19,984 100 = 0,2 A Để đơn giản ta coi Ia = Ic = 0,2 A và cosϕab = cosϕbc = Như dòng điện Ib = Ia = 0,2 = 0,34 A Điện áp giáng dây a và b : ∆U = ( I a + I b ) r = ( ρ l I a + I b ) S Giả sử khoảng cách từ dụng cụ đo đến BU là l = 50 m, bỏ qua góc lệch pha I a I b và Vì mạch có công tơ nên ∆U = 0,5% tiết diện dây dẫn phải chọn là : S ≥ Ia + Ib 0,34 + 0,2 ρ l = 0,0175 50 = 0,945 mm ∆U 0,5 Theo tiêu chuẩn độ bền học ta lấy dây dẫn là dây đồng có tiết diện S = 1,5mm2 dây dẫn không nối với dụng cụ đo điện và có tiết diện S = 2,5mm2 dây dẫn nối với dụng cụ đo điện b) Chọn BU cho cấp 220 110 kV Phụ tải thứ cấp BU phía 110kV và 220kV thường là các cuộn dây điện áp các đồng hồ Vônmét có tổng trở tương đối lớn nên công suất thường nhỏ nên không cần tính phụ tải thứ cấp Nhiệm vụ các BU các cấp điện áp này là kiểm tra cách điện và đo lường điện áp ta chọn ba biến điện áp pha đấu Y0/Y0 SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 82 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Ta chọn các BU có thông số sau : Bảng 5.11 Bảng thông số BU Cấp điện Loại BU áp (kV) HKφ − 110 − 57 110 HKφ − 220 − 58 220 Điện áp định mức các cuộn dây (V) Sơ cấp 110000/ 220000/ Công suất theo cấp xác (VA) CấCấp Thứ cấp 3 100/ 100/ Công suất max (VA) 400 600 2000 400 600 2000 5.5.2 Chọn máy biến dòng (BI) Máy biến dòng chọn theo các điều kiện sau : − Sơ đồ nối dây và kiểu máy : sơ đồ nối dây tùy thuộc vào nhiệm vụ máy biến dòng Kiểu biến dòng điện tùy thuộc vào vị trí đặt − Điện áp định mức : − Dòng điện định mức sơ cấp : − Cấp xác : chọn phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo Phụ tải thứ cấp BI chọn tương ứng với cấp xác BI có phụ tải định mức là Z dmBI, để đảm bảo độ xác theo yêu cầu tổng trở phụ tải phía thứ cấp Z2 BI phải nhỏ ZdmBI Z2 = Zdc + Zdd ≤ ZđmBI : Zdc là tổng phụ tải dụng cụ đo Zdd là tổng trở dây dẫn nối từ BI đến dụng cụ đo a) Chọn biến dòng cho cấp điện áp máy phát 10,5 kV SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 83 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Từ sơ đồ nối dây các dụng cụ đo lường vào BI ta xác định phụ tải thứ cấp BI các pha sau : Bảng 5.12 Phụ tải thứ cấp BI ở pha Phụ tải thứ cấp (VA) STT Tên dụng cụ đo lường Ký hiệu A B C Ampe mét Э 302 1 Oát kế tác dụng д 341 − Oát kế tự ghi д 33 10 − 10 Oát kế phản kháng д 324/1 − 5 Công tơ tác dụng И 670 2,5 − 2,5 Công tơ phản kháng И 672 2,5 2,5 26 26 Tổng cộng Ta chọn BI sau : − − − Điện áp định mức BI : Dòng điện định mức sơ cấp : Cấp xác : 0,5 Vậy từ các điều kiện ta chọn BI cho cấp điện áp máy phát là loại : TПШ−10 có các thông số : Uđm = 10,5 kV ; IđmSC = 5000A ; IđmTC = 5A Với cấp xác 0,5 ta có ZđmBI = 1,2 Ω  Chọn dây dẫn nối từ BI đến dụng cụ đo : Giả thiết khoảng cách từ BI đến dụng cụ đo là l = 30m Vì biến dòng mắc pha nên chiều dài tính toán là : ltt = l = 30m Tổng trở các dụng cụ đo lường mắc vào pha A ( hoặc pha C) là : Z dcΣ = S dcΣ 26 = = 1,04 Ω I dmTC Để đảm bảo độ xác tổng phụ tải thứ cấp (Z2) kể tổng trở dây dẫn không vượt quá ZđmBI : SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 84 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Z2 = Zdc + Zdd ≤ ZđmBI = 1,2 Ω ⇒ Z dd ≤ Z dmBI − Z dc = 1,2 − 1,04 = 0,16 Z dd ≈ Rdd = ⇒ S≥ ρl ≤ 0,16 S ρ l 0,0175.30 = = 3,28 mm Rdd 0,16 Vậy ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện là S = 4mm2 Máy biến dòng chọn không cần phải kiểm tra ổn định động định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát Ta có IđmSC = 5000A > 1000A BI chọn không cần kiểm tra ổn định nhiệt b) Chọn biến dòng cho cấp điện áp 220 110 kV BI chọn theo điều kiện : - Điện áp định mức BI : UđmBI ≥ Uđmmạng - Dòng điện định mức sơ cấp : IđmSC ≥ Icb Với cấp điện áp 110kV ta có Icb = 394 A Với cấp điện áp 220kV ta có Icb = 250 A Ta chọn BI có thông số bảng sau : Bảng 5.13 Bảng thông số BI Thông số tính toán Uđm Loại BI kV Bội số Bội số ổn ổn định định động nhiệt Uđm Icb (kV) (A) 110 379 TφHД-110M 110 110 220 380 TφH220-3T 220 75 SVTH: Trần Thị Thảo Hiền Iđm (A) Cấp xác Phụ tải (Ω) iđđm (kA) Sơ cấp Thứ cấp 34,6/3 400 0,5 1,2 145 60/1 400 0,5 24-48 85 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN ĐIỆN TỰ DÙNG Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện là phần điện không lớn HTĐ có vai trò quan trọng vận hành nhà máy, đảm bảo hoạt động nhà máy liên tục : chuẩn bị nhiên liệu, vận chuyển nhiên liệu, quạt gió, thắp sáng, điều khiển, liên lạc,… Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện chia làm hai phần : − Một phần cung cấp cho các tổ máy công tác đảm bảo làm việc lò và tuabin máy phát các tổ máy − Phần lại cung cấp cho các tổ máy công tác phục vụ chung không liên quan đến trực tiếp lò và tuabin lại cần thiết cho làm việc nhà máy Nguồn điện tự dùng lấy từ : đầu cực phát, cấp điện áp cao, phía hạ MBA liên lac, nguồn tự dùng riêng Ta lấy nguồn cấp là từ phía hạ MBA liên lạc Cấp điện áp tự dùng NMNĐ: cấp − kV : cung cấp cho các động có công suất lớn − 0,4 kV : cung cấp cho động công suất nhỏ và chiếu sáng 6.1 Chọn máy biến áp 6.1.1 Chọn máy biến áp cấp 1(10/6,3 kV) Chọn MBA tự dùng (B6, B7, B8, B9, B10): Tra tài liệu ta chọn MBA có thông số sau : Bảng 6.1 Bảng thông số MBA Loại TMH Sdm Điện áp, kV ∆P0 ∆PN (KVA) Cuộn cao Cuộn hạ (kW) (kW) 2500 10 6,3 3,9 23,5 UN% I0% 5,5 Chọn MBA dự trữ (B11): ta sử dụng phương pháp dự phòng lạnh, dùng MBA dự phòng lạnh (B11) có công suất (1÷1,3) công suất MBA tự dùng chính, nguồn lấy từ phía hạ MBA liên lạc(phía máy cắt) SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 86 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Chọn MBA dự phòng có thông số sau : Bảng 6.2 Bảng thông số MBA dự phòng Loại TMH Sdm Điện áp, kV ∆P0 ∆PN (KVA) Cuộn cao Cuộn hạ (kW) (kW) 2500 10 6,3 3,9 23,5 UN% I0% 5,5 6.1.2 Chọn máy biến áp cấp (6,3/0,4 kV) Phụ tải cấp điện áp 0,4 kV chiếm (10÷15%) → Ta chọn MBA tự dùng cấp 0,4 kV có công suất là 1000 KVA, MBA cấp này lấy điện trực tiếp từ cái tự dùng 6,3 kV Số phân đoạn n cấp 0,4 kV là : Vậy số phân đoạn cấp 0,4 kV là n=2 Sử dụng B15 làm MBA dự phòng lạnh có cùng công suất với MBA tự dùng 0,4kV (B12, B13, B14) (1000 KVA) cho cấp 0,4 kV, lấy từ phía hạ MBA dự phòng 6kV Phía 0,4 kV để đảm bảo an toàn phải có trung tính nối đất 6.2 Chọn máy cắt và khí cụ điện 6.2.1 chọn máy MC tự dùng cấp điện áp MF Chọn tương tự MC cấp 10,5kV lựa chọn chương IV : Thông số tính toán Cấp điện áp kV Loại DCL 10,5 PBK20/5000 Thông số chọn định mức Icb kA I” kA ixk kA 2,165 13,609 36,76 UđmC L kV 20 IđmCL kA Iđđm kA Inhđm kA tnh , s 200 70 10 6.2.2 Chọn MC tự dùng cấp điện áp 6,3kV MF Để chọn MC điện trường hợp này ta tính dòng ngắn mạch (N10) góp phân đoạn 6,3 kV Sơ đồ thay tính toán : SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 87 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Ta có : Dòng ngắn mạch N10 là : Dòng xung kích N10 là: Ta chọn MC có thông số sau : Bảng 6.3 Bảng thông số máy cắt Loại MC 8BJ50 Udm Idm kV A 7,2 3150 Điện áp chịu xung sét, kV Icdm Idd kA kA 60 40 100 6.2.3 Chọn aptomat tổng cho cấp 0,4 kV Ta tính dòng ngắn mạch cái 0,4 kV : Ta có : Dòng ngắn mạch N11 là : Dòng làm việc bình thường là: Ta chọn aptomat theo điều kiện sau: Udm ≥ Udmmang = 0,4kV SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 88 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Idm ≥ kqt.Ilvbt = 1,3.144,33 = 187,63 A Icdm ≥ IN11 = 16,9 kA 6.3 Sơ đồ nối điện tự dùng SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 89 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD: Phùng Thị Thanh Mai Sơ đồ nối điện tự dùng nhà máy điện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] – Thiết kế PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP – Tác giả: PGS.TS.Phạm Văn Hòa - NXB KHKT Hà Nội, năm 2007 [2] – Giáo trình NGẮN MẠCH VÀ ĐỨT DÂY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN – Tác giả: PGS.TS.Phạm Văn Hòa - NXB KHKT Hà Nội, năm 2011 SVTH: Trần Thị Thảo Hiền 90 Lớp: Đ3-H1 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện SVTH: Trần Thị Thảo Hiền GVHD: Phùng Thị Thanh Mai 91 Lớp: Đ3-H1