Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Nguyễn Thanh Tùng Lớp : Đ5H4 Ngành : Hệ Thống Điện TÊN ĐỀ TÀI: PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN I Các số liệu ban đầu Thiết kế phần điện cho nhà máy thủy điện gồm 04 tổ máy, công suất tổ máy PđmF = 100 MW Hệ số tự dùng αTD = 1,0 %, cos = 0,85 Nhà máy phát công suất phẳng suốt 24h Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải địa phương, trung áp (110kV), cao áp (220kV) phát hệ thống : Phụ tải cấp điện áp địa phương ĐP (22 kV) Pmax = 20 MW, cos = 0,87 Gồm kép công suất MW, dài km; đơn công suất 2,5 MW, dài km Biến thiên phụ tải ghi bảng Tại địa phương dùng máy cắt hợp có dòng điện định mức Icắt 21 kA tcắt=0,7s cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ 70 mm² Phụ tải cấp điện áp trung UT (110 kV) Pmax= 160MW; cosφ = 0,86 Gồm kép x 40 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Phụ tải cấp điện áp cao UC (220 kV) Pmax =140 MW; cos  =0,87 Gồm képx 70 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Nhà máy liên lạc với hệ thống điện đường dây kép 220 kV dài 40 km Hệ thống có cơng suất (khơng kể nhà máy thiết kế) : SđmHT= 6000 MVA, điện kháng ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống : X*HT= 0,81 Cơng suất dự phòng hệ thống : SdtHT = 180 MVA SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp toàn nhà máy t(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 P%ĐP(t) 70 70 80 80 100 100 80 80 P%UT(t) 80 80 100 100 80 85 80 70 P%UC(t) 80 80 100 100 80 85 80 80 PHẦN II: TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CHO NHÀ MÁY ĐÃ THIẾT KẾ Trưởng khoa Giáo viên hướng dẫn TS Trầ n Thanh Sơn TS.Nguyễn Nhất Tùng SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện LỜI NÓI ĐẦU Ngày nhu cầu sử dụng lượng gia tăng mạnh mẽ tất nước giới.Trong đó, nhu cầu lượng điện đặt cho ngành điện lực quốc gia khó khăn lớn Việc đáp ứng nhu cầu sử dụng công nghiệp sử dụng điện sinh hoạt với chất lượng điện tốt, cung cấp điện liên tục, an toàn vấn đề thiết với quốc gia Việc sử dụng nguồn lượng có việc quy hoạch, khai thác nguồn lượng cách hợp lý, đảm bảo an ninh lượng mà vấn đề mang nhiều ý nghĩa kinh tế, trị, xã hội…Sau học xong chương trình ngành hệ thống điện, xuất phát từ nhu cầu thực tế, em giao nhiệm vụ thiết kế nội dung sau: Phần I: Thiết kế phần điện nhà máy thủy điện, gồm tổ máy với công suất tổ máy 100MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp trung áp 110 kV, phụ tải cấp điện áp cao áp 220 kV phát hệ thống qua đường dây kép dài 40 Km Phần II: Tính toán ổn định cho nhà máy thiết kế Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo trực tiếp hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp T.S Nguyễn Nhất Tùng Tuy nhiên, thời gian khả có hạn, tập đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận lời nhận xét, góp ý thầy hội đồng chấm thi để em rút kinh nghiệm bổ xung kiến thức thiếu Đồ án mơn học thiết kế nhà máy điện chia làm chương: Chương 1: Tính tốn cân cơng suất, đề suất phương án nối dây Chương 2: Tính tốn chọn máy biến áp cho phương án Chương 3: Tính tốn kinh tế kỹ thuật, chọn phương án tối ưu Chương 4: Tính tốn dòng điện ngắn mạch Chương 5: Chọn khí cụ điện dây dẫn Chương 6: Chọn sơ đồ tự dùng máy biến áp tự dùng Em xin trân trọng cảm ơn ! Hà Nội, ngày…tháng năm Sinh viên Nguyễn Thanh Tùng SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện NHẬN XÉT (Giáo viên hướng dẫn) Hà Nội , ngày tháng Giáo viên hướng dẫn SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 năm Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện NHẬN XÉT (Giáo viên phản biện) Hà Nội , ngày tháng Giáo viên phản biện SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 năm Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện MỤC LỤC PHẦN I : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN …………1 CHƢƠNG I TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 1.2 TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.2 Phụ tải tự dùng nhà máy 1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp .3 1.2.4 Công suất phát hệ thống 1.2.5 Tổng kết tính tốn cân cơng suất 1.3 XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY 1.3.1 Cơ sở đề xuất phương án nối dây 1.3.2 Đề suất phương án nối dây 10 CHƢƠNG II TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP .14 A PHƢƠNG ÁN .14 2.1.A CHỌN MÁY BIẾN ÁP 14 2.1.1a Phân bố công suất cấp điện áp MBA 14 2.1.2a Chọn loại công suất định mức MBA 15 2.1.3a Kiểm tra tải 16 2.2.A TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA 19 2.2.1a Tính tốn tổn thất điện sơ đồ MF – MBA hai cuộn dây 19 2.1.2a Tính tốn tổn thất điện MBA tự ngẫu .20 B PHƢƠNG ÁN .22 2.1.B CHỌN MÁY BIẾN ÁP 22 2.1.1b Phân bố công suất cấp điện áp MBA 22 2.1.2b Chọn loại công suất định mức MBA 23 2.1.3b Kiểm tra tải .24 2.2.B TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA 28 2.2.1b Tính tốn tổn thất điện sơ đồ MF – MBA hai cuộn dây 28 2.2.2b Tính tốn tổn thất điện MBA tự ngẫu 29 SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện CHƢƠNG III.TÍNH TỐN KINH TẾ KỸ THUẬT- CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU 31 3.1 CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI 31 3.1.1 Sơ đồ thiết bị phân phối cho phương án 31 3.1.2 Sơ đồ thiết bị phân phối cho phương án 32 3.2 TÍNH TỐN KINH TẾ KĨ THUẬT CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU 32 3.2.1 Tính tốn kinh tế cho phương án .33 3.2.2 Tính tốn kinh tế cho phương án .34 CHƢƠNG IV TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 36 4.1 CHỌN ĐIỂM NGẮN MẠCH 36 4.2 LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ 37 4.2.1 Tính tốn cho sơ đồ thay .37 4.2.2 Sơ đồ thay điện khán đầy đủ 38 4.3 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM 38 4.3.1 Tính toán điểm ngắn mạch N1 38 4.3.2 Tính tốn điểm ngắn mạch N2 40 4.3.3 Tính tốn điểm ngắn mạch N3 42 4.3.4 Tính tốn điểm ngắn mạch N3’ 44 4.3.5 Tính tốn điểm ngắn mạch N4 45 CHƢƠNG V CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 48 5.1 TÍNH TỐN DÕNG CƢỠNG BỨC 48 5.1.1 Phía điện áp cao 220 kV 48 5.1.2 Phía điện áp trung 110kV 49 5.1.3 Phía hạ cấp điện áp 22kV 49 5.2 CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY 50 5.2.1 Chọn máy cắt 50 5.2.2 Chọn dao cách ly 51 5.3 CHỌN THANH CỨNG ĐẦU CỰC MÁY PHÁT .52 5.3.1 Chọn loại tiết diện dẫn 52 5.3.2 Kiểm tra ổn định ngắn mạch 53 5.3.3 Kiểm tra ổn định động 53 5.3.4 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng 55 SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện 5.3.5 Chọn sứ đỡ 56 5.4 CHỌN THANH GÓP, THANH DẪN MỀM 58 5.4.1 Chọn loại tiết diện dẫn 58 5.4.2 Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch 58 5.4.3 Kiểm tra vần quang .63 5.5 CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ CÁP CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƢƠNG .64 5.5.1 Chọn máy biến áp cho phụ tải địa phương 64 5.5.2 Chọn cáp cho phụ tải địa phương .65 5.5.3 Chọn máy cắt cho mạch phụ tải địa phương .67 5.6 CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƢỜNG .71 5.6.1 Chọn máy biến dòng điện 71 5.6.2 Chọn máy biến điện áp .73 5.7 CHỌN CHỐNG SÉT VAN .75 CHƢƠNG VI TÍNH TỐN TỰ DÙNG 76 6.1 CHỌN SƠ ĐỒ TỰ DÙNG 77 6.2 CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CHO TỰ DÙNG 77 6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng riêng 77 6.2.2 Chọn máy biến áp tự dùng chung .77 6.2.3 Chọn máy cắt khí cụ điện .78 PHẦN II TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO NHÀ MÁY 82 CHƢƠNG I KHÁI QUÁT CHUNG 83 CHƢƠNG II TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO NHÀ MÁY ĐIỆN 85 2.1 TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH TĨNH .85 2.1.1 Sơ đồ thay .85 2.1.2 Biến đổi dạng đơn giản 90 2.1.3 Tính suất điện động lập đường đặc tính công suất 96 2.1.4 Xác định hệ số dự trữ 98 2.2 TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH ĐỘNG 99 2.2.1 Lập đặc tính cơng suất cho chế độ 99 2.2.2 Xác định góc cắt tới hạn 103 2.2.3 Xác định thời gian cắt tới hạn 106 SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ PHẦN I Bảng 1.1 Bảng thông số kỹ thuật máy phát điện Bảng 1.2 Cơng suất phụ tải tồn nhà máy Bảng 1.3 Cơng suất phụ tải địa phương Bảng 1.4 Công suất phụ tải cấp điện áp trung áp Bảng 1.5 Công suất phụ tải cấp điện áp cao áp Bảng 1.6 Bảng tổng hợp phụ tải cấp Bảng 2.1.A Phân bố công suất cho MBA liên lạc cho phương án Bảng 2.2.A Thông số MBA cuộn dây cho phương án Bảng 2.3.A Bảng thông số MBA tự ngẫu B2,B3 cho phương án Bảng 2.1.B Phân bố công suất cho MBA liên lạc cho phương án Bảng 2.2.B Thông số MBA cuộn dây cho phương án Bảng 2.3.B Bảng thông số MBA tự ngẫu cho phương án Bảng 2.4 Bảng tổng tổn thất điện phương án Bảng 3.1.Bảng so sánh chi phí vốn đầu tư phương án Bảng 4.1 Bảng tổng kết dòng ngắn mạch phương án Bảng 5.1 Dòng cưỡng cấp điện áp phương án Bảng 5.2 Thông số máy cắt phương án Bảng 5.3 Thông số dao cách ly phươn án Bảng 5.4 Thông số dẫn cứng chọn Bảng 5.5 Thông số dẫn mềm chọn Bảng 5.6 Thông số chọn cáp đơn Bảng 5.7 Thông số chọn cáp kép Bảng 5.8 Thông số máy cắt trước MBA phụ tải địa phương Bảng 5.9 Thông số dao cách ly trước MBA phụ tải địa phương SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Bảng 5.10 Thông số máy cắt cho mạch phía sau MBA địa phương Bảng 5.11 Thông số BI chọn cho cấp điện áp 110 kV 220kV Bảng 5.12 Thông số dụng cụ phụ tải BI Bảng 5.13 Thông số BU chọn cho cấp điện áp 220 kV Bảng 5.14 Thông số BU chọn cho cấp điện áp 110 kV Bảng 5.15 Thông số dụng cụ phụ tải BU Bảng 5.16 Thông số BU chọn cho cấp điện áp 13,8 kV Bảng 5.17 Thông số chống sét van chọn Bảng 6.1 Thông số MBA tự dùng riêng Bảng 6.2 Thông số MBA tự dùng chung Bảng 6.3 Thông số máy cắt tự dùng Bảng 6.4 Thông số dao cách ly chọn Bảng 6.5 Thông số aptomat chọn Hình1.1 Đồ thị phụ tải tồn nhà máy Hình 1.2 Đồ thị phụ tải địa phương Hình 1.3 Đồ thị phụ tải trung áp Hình 1.4 Đồ thị phụ tải cao áp Hình 1.5 Đồ thị phụ tải phát hệ thống Hình 1.6 Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy Hình 3.1.A Sơ đồ thiết bị phân phối cho phương án Hình 3.1.B Sơ đồ thiết bị phân phối cho phương án Hình 4.1 Sơ đồ thay đầy đủ phương án Hình 4.2 Sơ đồ điểm ngắn mạch N1 Hình 4.3 Sơ đồ ngắn mạch điểm N2 SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Z39  Z34 / / Z37  Z34 Z37 (2,302  j1,316).(2,335  j 2,169)   1,189  j 0,849 Z34  Z37 2,302  j1,316  2,335  j 2,169 Cuối ta được: U=1 I01 I0 Z36 E’ I1 Z38 Z39 2.1.3.Tính suất điện động lập đƣờng đặc tính cơng suất Phương trình đặc tính cơng suất nhà máy tính theo cơng thức PT  E '2 sin  Z I 11 11  E '.U sin   12  Z12I 2.3.1.a Xác định sức điện động E ‘ Từ sơ đồ rút gọn ta có: I  S HT U HT Mà: S HT  PHT  jQHT PHT  S HT 188,52 sosHT  0,87  1, 64 Scb 100 QHT  PHT tgHT  1,64.0,567  0,929 Vậy I o  PHT  jQHT 1,64  j0,929   1,64  j0,929 U Ht I1  U HT   1,779  j 0,932 Z38 0, 441  j 0, 231 I o1  I o  I1  1,64  j 0,929   1,779  j 0,932   3, 419  j1,861 E '  U HT  I 01.Z36    3, 419  j1,861 0,002  j 0,126  = 1,241+ j427= 1,312  18,99o SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 96 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện 2.1.3.b Xác định tổng trở riêng, tổng trở tƣơng hỗ hệ thống nhà máy - Tổng trở riêng: Z11I   0, 002  j 0,126  0, 441  j0, 231  0, 023  j 0,108 Z36 .Z38  Z36  Z38  0, 002  j 0,126    0, 441  j 0, 231 Z11I  0,023  j 0,108  0,11  77,98o => 11  90o  77,98o  12,02o - Tổng trở tương hỗ hệ thống nhà máy ( UHT E') Z12I  Z36  0,002  j 0,126  0,126  89,09o => 12  900  89,09o  0,910 2.1.3.c Phƣơng trình đặc tính cơng suất PI  PI  E '2 sin  I 11 Z 11  E '.U sin   12  Z12I 1,3122 1,316.1 sin 12,02o  sin   0,91o  2, 484  10, 413.sin   0,91o 0,11 0,126       PImax  2, 484  10, 413  12,897 khi:   90,91o 2.1.3.d.Tính cơng suất tua bin P0 P0   18,99o   2, 484  10, 413.sin 18,99o  0,91o   5,716 SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 97 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Vậy ta có đặc tính ổn định tĩnh sau: P _ 12,897 _ _ _ _ 5,716 _ 2,484 _ 0_ 18,99o 30o _ 90,91o 60o 90o 120o 150o 180o o Hình II.2.Đường đặc tính cơng suất tính tốn ổn định _ Kết luận: Ta tìm đường đặc tính cơng suất trường hợp ổn định tĩnh _ điểm làm việc hệ thống ứng với P0=5,716   18,99o 1.4 Xác định hệ số dự trữ Độ dự trữ ổn định Kdt  PImax  Po 12,897  5,716 100  100  125,629% Po 5,716 Như với độ dự trữ nhà máy đảm bảo ổn định tĩnh Kết luận : Như vậy, với độ đự trũ nhà máy đảm bảo làm việc bình thường với biến động thường xuyên thông số chế độ SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 98 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện 2.2 TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH ĐỘNG Ổn định động khả hệ thống điện trì đồng sau trải qua kích động lớn Trong phần ta tính toán ổn định động xảy ngắn mạch pha lộ đường dây nối nhà máy với hệ thống 2.2.1 Lập đặc tính cơng suất cho chế độ 2.2.1.a Trƣớc xảy ngắn mạch Trong phần tính tốn ổn định tĩnh ta có đặc tính cơng suất trước xảy ngắn mạch PI  1, 484  10, 413.sin   0,910  PImax  12,897 Công suất trục máy ứng với o = 18,990 Po = 5,716 2.2.1.b Trong xảy ngắn mạch Sơ đồ thay : NM N(3) HT Z Sơ đồ tính tốn xác định đặc tính cơng suất nhà máy ngắn mạch pha hình với Z tổng trở ngắn mạch pha đối xứng tổng trở ngắn mạch Z = SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 99 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện E’ Biến đổi sơ đồ Z28 Z15 = j 0,023 Z26 = 0,586+j 0,345 Z2 Z27 = 0,003 + j0,083 Z27 Z15 Z28 = 14,118 + j7,43 N(3) Biến đổi (Z 26 ; Z 27 ; Z 28 ) thành Y(Z29; Z30; Z31) Z 40  Z 26 Z 27 (0,586  j 0,345).(0,003  j 0,083)   0,00002  j 0,0034 Z 26  Z 27  Z 28 0,586  j 0,345  0,003  j 0,083  11,118  j 7, 43 Z 41  Z 27 Z 28 (0,003  j 0,083).(14,118  j 7, 43)   0,003  j 0,079 Z 26  Z 27  Z 28 0,586  j 0,345  0,003  j 0,083  11,118  j 7, 43 Z 42  Z 26 Z 28 (0,586  j 0,345).(14,118  j 7, 43)   0,563  j 0,327 Z 26  Z 27  Z 28 0,586  j 0,345  0,003  j 0,083  11,118  j 7, 43 Ta sơ đồ sau: Z15 Z40 Z42 E’ Z41 Biến đổi tiếp: Z43  Z40  Z15  0,00002  j 0,0034  j 0,023  0,00002  j 0,0264 Ta sơ đồ : Z42 Z43 E’ Z41 SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 100 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Ztd  Z 42  Z 41 / / Z 43  Z 42   0,563  j 0, 243 Z 41.Z 43 (0, 003  j 0, 079).(0, 00002  j 0,0264)  0,563  j 0,327  Z 41  Z 43 0, 003  j 0, 079  0, 00002  j 0,0264 -Phương trình đặc tính Tổng trở riêng: II  Z td  0,563  j 0, 243  0,613  23,35o Z 11 => 11II  900  23,35o  66,65o Phương trình đặc tính cơng suất trường hợp cố:  E '  sin   PII Z11II II 11 1,3122  sin 66, 65o  1,965 0, 613   2.2.1.c Sau xảy ngắn mạch (N 3) -Sơ đồ thay Sau xảy ngắn mạch đường dây nối nhà máy với hệ thống bộ.Vì tổng trở tăng lên gấp đơi Sơ đồ tính tốn chặt chẽ sau xảy ngắn mạch hình vẽ với thơng số tính tốn sau: -Biến đổi sơ đồ: Sau xảy ngắn mạch đường dây nối nhà máy với hệ thống Vì tổng trở đường dây tăng lên gấp đôi Trong : U=1 Z’12 Z30 E’ Z12'  Z D  0,007  j 0,032 Zb   j17,544 Zb Z33 Z34 Z30  0,0006  j 0,107 Z34  2,302  j1,316 SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 101 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Z33  0,363  j 0,206 ' ' ' ; Z 36 ; Z 37 ) Biến đổi Y(Z12,Z33,Z30) thành (Z 35 Z12' Z33 (0, 007  j 0, 023).(0,363  j 0,206) Z  Z  Z33   0, 007  j 0, 032  0,363  j 0,206  Z30 0, 0006  j 0,107 ' 35 ' 12  0, 461  j 0,259 Z12' Z30 (0, 007  j 0, 032).(0, 0006  j 0,107) Z  Z  Z30   0, 007  j 0, 032  0, 0006  j 0,107  Z33 0,363  j 0, 206  0, 0014  j 0,145 ' 36 ' 12 Z37'  Z33  Z30  Z33 Z30 (0,363  j 0, 206).(0,0006  j 0,107)  0,363  j 0,206+0,0006  j 0,107  ' Z12 0,007  j 0,032  1,383  j1, 218 Ta sơ đồ sau: Z 36' Z36 U=1 E’ ’ ’ Zb Z 35 Z’37 Z34 Biến đổi: Z b // Z 35' Z 34 // Z 37' ta được: Z38'  Zb / / Z35'  Zb Z35'  j17,544.(0, 461  j 0,259)   0, 475  j 0, 247 ' Zb  Z35  j17,544  0, 461  j0,259 Z39'  Z34 / / Z37'  Z34 Z37' (2,302  j1,316).(1,183  j1,218)   0,877  j 0, 652 ' Z34  Z37 2,302  j1,316  1,183  j1,218 Cuối ta sơ đồ: U=1 I01 I0 E’ Z’36 I1 Z’38 SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 Z’39 102 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện -Phương trình đặc tính cơng suất - Tổng trở riêng ' ' Z11III  Z36 / / Z39  ' '  0, 0014  j 0,145 0,877  j0, 652  Z36 Z39  ' ' Z36  Z39  0, 0014  j 0,145   0,877  j 0, 652   0,014  j 0,133  0,134  83,99o => 11  900  83,99  6,010 -Tổng trở tương hỗ Z12III  Z36'  0,0014  j 0,145  0,145  89,450 => 12  900  89, 450  0,550 * Vậy phương trình đặc tính cơng suất sau cắt ngắn mạch PIII  E '  III 11 Z sin 11  E '.U sin   12  Z12III 1,3122 1,312.1 PIII  sin 6, 010  sin   0,550 0,134 0,145     PIII  1, 025  9, 048.sin   0,550   2.2.2 Xác định góc cắt tới hạn 2.2.2.a Xác định miền cắt giới hạn Do hạn chế vận hành sau cố, công suất cân trục máy phát là: P0 = PIII   5, 716  1, 025  9, 048sin   0,550     sin   0,550  0,518     n  31,190  0,550  31, 740   m  1800  31, 740  148, 260 Vậy miền cắt giới hạn n    m 2.2.2.b Tính góc cắt giới hạn Từ phương trình đặc tính cơng suất chế độ làm việc ban đầu trước lúc xảy ngắn mạch ngắn mạch sau xảy ngắn mạch là: SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 103 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện     PI  2, 484  10, 413sin   0,910 PII  1,965  const PIII  1, 025  9, 048sin   0,550 P0 = 5,716 công suất trục máy phát với  = 18,990 ta vẽ đường cong đặc tính cơng suất P() : Vậy ta có đặc tính ổn định tĩnh sau: P 12,89 10,07 P0 5,716 2,484 1,025 PII=1,965 PI PIII 90,91o 18,99o cgh=29,24 gh=148,25 o Hình II.3.Các đường cong đặc tính cơng suất P() Trong đó: PI: Đặc tính cơng suất trước ngắn mạch PII: Đặc tính cơng suất ngắn mạch PIII: Đặc tính cơng suất sau ngắn mạch Góc cắt giới hạn góc đảm bảo cân diện tích tăng tốc diện tích hãm tốc Ftt=Fht SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 104 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Tất góc tính đơn vị Radial Đổi góc đơn vị Radial   18,990  18,990  1800  gh  148, 250  148, 250 12III  0,550  0,550  0,331( Rad )  1800  1800  2,586( Rad )  0, 0096( Rad ) Từ đồ thị đặc tính cơng suất P( ) ta tính  cgh  Ftt   cgh ( P0  P max II )d   0,354  (5, 716  1, 422).d  3, 751 cgh  1, 422 0,354 2,586 Fht  (1, 025  9, 048.Sin(  0, 0096)  5, 716 d  cgh  4,839  9,048sin( cgh  0,0096) Thay: Ftt = Fht ta có 3,751 cgh  1, 422  4,839  9,048sin( cgh  0,0096) 3,751 ccgh  6, 261  9,048.sin( cgh  0,0096)   cgh  1,669  2, 412sin( cgh  0,0096) Ta tính được:  cgh  0,51( Rad )  29, 240 Vậy:  cgh  29, 240   gh  148, 250 Điều hoàn toàn phù hợp với điều kiện ổn định động cắt ngắn mạch thời điểm tạo nên Ftt=Fht Khi nhà máy làm việc ổn định với chế độ SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 105 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện 3.2.3 Xác định thời gian cắt tới hạn Để xác định thời gian cắt ngắn mạch giới hạn ta cần phải giải phương trình mơ tả chuyển động rơ to náy phát trình độ Phương trình có dạng sau: Tj  d 2 t   P0  Pc t  dt Trong T j : Hằng số qn tính Rơ to  t  : Góc lệch sức điện động máy phát với trục chuyển động với tốc độ đồng P0 : Công suất tua bin máy phát điện Pc t  : Công suất điện máy phát điện Trong công thức tất đại lượng dạng tương đối Hằng số T j xác định theo công thức sau: Tj  2,74.GD n n F 10 6.S cb Trong : n: Số vòng quay rô to máy phát điện Đối với máy phát tua bin n =3000 vòng/phút nF: Số tổ máy nhà máy, nF=4 G: Trọng lượng Rô to D: Đường kính Rơ to GD2: Được tra sổ tay kỹ thuật điện Đối với máy phát CB-1130/14048TC ta tra GD2 = 13 T.m2 SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 106 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện  Tj  2,74.13.3000  12,823 106.100 Ta giải phương trình vi phân phương pháp phân đoạn liên tiếp Chọn  t  0,03(Sec) Hệ số gia tốc: K  360 f 360.50.0,032 t   1,263 Tj 12,823 *Phân đoạn 1: t1  t   t   0,03  0,03(Sec) P0  P0  PII  5,716  1,965  3,751 1  K P0 3, 751  1, 263  2,370 2 Góc  cuối phân đoạn : 1    1  18,990  2,370  21,360 *Phân đoạn t  t1  t  0,03  0,03  0,06 (Sec) PI  Po  3,751  const   1  K PI  2,37  1, 263.3,751  7,120 Góc  cuối phân đoạn :   1    21,360  7,120  28, 480 *Phân đoạn t  t  t  0,06  0,03  0,9(sec) PII  P0  3,751  const SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 107 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện 3    K  II  7,12  1, 263.3,751  11,860 Góc  cuối phân đoạn là: 3    3  28, 48  11,86  40,340 *Phân đoạn t  t  t  0,9  0,03  0,12(sec) PIII  P0  3,751  const   3  k.piii  11,86  1, 263.3,751  16,660 Góc  cuối phân đoạn   3    4034  16,6  56,940 *Phân đoạn t  t  t  0,03  0,12  0,15(Sec) p4  p0  3,751  const 5    K P4  16,6  1, 263.3,751 = 21,340 Góc  cuối phân đoạn là: 5    5  56,94  21,34  78, 280 Ta có bảng kết sau: Phân đoạn t (sec) 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 18,990 21,360 28,480 40,340 56,940 78,280  (o) SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 108 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Vẽ đồ thị  theo t ta đồ thị hình vẽ sau:  900 800 700 600 500 400 300 200 18,990 100 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 t(Sec) tcgh =0,0624(Sec) Hình II.4.Đồ thị  theo thời gian t Từ đồ thị ta thấy ứng với:  cgh  29, 240 ta được: tcgh = 0,0624(Sec) Kết luận: Kết tính tốn cho thấy ngắn mạch pha đầu lộ đường dây, muốn nhà máy ổn định động phải cắt nhanh ngắn mạch trước thời gian là: tcắt=0,0624(s) với góc cắt  cat  29, 240 SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 109 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện KẾT LUẬN CHUNG: Phần giúp em hiểu vấn đề ổn định nhà máy, đặc tính cơng suất phát nhà máy biến thiên trường hợp cố: Ta đạt kết luận quan trọng sau: + Trong phần ổn định tĩnh, ta tìm đường đặc tính cơng suất điểm làm việc hệ thống ứng với P0=5,716   18,990 + Trong trường hợp ổn định động, thời gian cắy tcắt=0,0624(s) với góc cắt  cat  29, 240 Dựa vào thông số giúp cho việc vận hành nhà máy ổn định hơn, phục vụ cho thiết kế bảo vệ rơ le, loại trừ cố mà đảm bảo nhà máy vận hành bình thường Đây sở lý thuyết thực tế quan trọng cho hiểu biết sinh viên chuyên ngành hệ thống điện, công việc sau sinh viên SV:Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 110 ... TỐN ỔN ĐỊNH CHO NHÀ MÁY ĐÃ THIẾT KẾ Trưởng khoa Giáo viên hướng dẫn TS Trầ n Thanh Sơn TS .Nguyễn Nhất Tùng SV :Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện LỜI... dùng máy biến áp tự dùng Em xin trân trọng cảm ơn ! Hà Nội, ngày…tháng năm Sinh viên Nguyễn Thanh Tùng SV :Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện NHẬN XÉT... đến dao động riêng 55 SV :Nguyễn Thanh Tùng – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện 5.3.5 Chọn sứ đỡ 56 5.4 CHỌN THANH GÓP, THANH DẪN MỀM 58 5.4.1 Chọn