Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 1

Chia sẻ: Mr Yo Ko | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

1
700
lượt xem
380
download

Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 1

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện CHƯƠNG 5 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN Những thiết bị chính trong nhà máy điện và trạm điện như máy phát, máy biến áp, máy bù cùng các khí cụ điện như máy cắt điện, dao cách ly, kháng điện được nối với nhau bằng thanh dẫn , thanh góp và cáp điện. Để nối từ đầu cực máy phát đến gian máy ta dùng thanh dẫn cứng. Thanh dẫn cứng khi dòng điện nhỏ thường dùng thanh hình chữ nhật còn khi có dòng điện lớn thì...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 1

  1. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện CHƯƠNG 5 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN Những thiết bị chính trong nhà máy điện và trạm điện như máy phát, máy biến áp, máy bù cùng các khí cụ điện như máy cắt điện, dao cách ly, kháng điện được nối với nhau bằng thanh dẫn , thanh góp và cáp điện. Để nối từ đầu cực máy phát đến gian máy ta dùng thanh dẫn cứng. Thanh dẫn cứng khi dòng điện nhỏ thường dùng thanh hình chữ nhật còn khi có dòng điện lớn thì dùng thanh dẫn ghép từ 2 hay 3 thanh hình chữ nhật đơn, còn khi có dòng > 3000A thì dùng thanh dẫn hình máng ( Để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng gần, đồng thời tăng khả năng làm mát chúng). Tất cả các dây dẫn từ máy biến áp lên thanh góp 220 KV và 110 KV ta dùng dây dẫn mềm. Nó là dây xoắn đồng hay nhôm lõi thép. Khi dùng 1 sợi dây không đủ tải dòng cần thiết phải dùng chùm các dây dẫn mềm. I.CHỌN THANH DẪN CỨNG a. Chọn thiết bị theo dòng cho phép lâu dài • Dòng cho phép lâu dài của thanh dẫn Icp phải lớn hơn dòng cưỡng bức qua nó Icb ≤ Icp Icp : Là giá trị dòng cho phép lâu dài đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ h1 y r y0 x x h c b y0 y • Thanh dẫn cứng ở đây dùng để nối từ cực máy phát đến máy biến áp. Trong chương 5 ta đã tính được dòng cưỡng bức 75 Icb = 1,05. = 4,335 KA 3.10,5 • Tra tài liệu “ Thiết kế nhà máy điện ” ta chọn thanh dẫn hình máng bằng đồng có các thông số: h = 125 cm b = 55 cm c =6,5 cm r = 10 cm Tiết diện 1 cực là: 1370 mm2 Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 63
  2. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Mô men trở kháng: Wxx = 50 cm3 Wyy = 9,5 cm3 Wyoyo = 100 cm3 Dòng điện cho phép là: 5500 A • Hiệu chỉnh dòng điện cho phép theo nhiệt độ môi trường θ MT = 250C, nhiệt độ môi trường xung quanh nơi đặt thanh dẫn là θ xq = 350C, nhiệt độ cho phép vận hành lâu dài của thanh dẫn θ cp = 700C θ cp − θ xq 70 − 35 ⇒ Khc = = = 0,88 θ cp − θ MT 70 − 25 Vậy dòng cho phép hiệu chỉnh theo nhiệt độ Ihc cp = khc.Icp = 0,88.5500 = 4840 A > Icb = 4,335 KA thoả mãn điều kiện b.Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch Thanh dẫn đã chọn có Icp = 5500 A > 1000 A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt. c.Kiểm tra ổn định động • Điều kiện kiểm tra ổn định động: σ tt ≤ σ cp = 1400 Kg / cm 2 σ cp : ứng suất cho phép của thanh dẫn đã chọn là thanh dẫn đồng có 2 σ cp = 1400Kg/cm • Xác định ứng suất do dòng ngắn mạch giữa các pha Lực tính toán Ftt tác dụng lên thanh dẫn các pha L Ftt = 1,76 .10-8. .i xk ( Kg ) 2 a Ixk : Dòng ngắn mạch xung kích L : Khoảng cách giữa 2 sứ liền nhau A : Khoảng cách giữa các pha ở cấp điện áp U = 10,5 KV lấy L = 180 cm, a= 45 cm -8 180 ⇒ Ftt = 1,76.10 . .(83,34.10 3 ) 2 = 488,97( Kg ) 45 Mô men uốn M Ftt .L 488,97.180 M= = = 8801,46( Kg .cm) 10 10 ứng suất tính toán trong vật liệu thanh dẫn Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 64
  3. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện M 8801,46 σ tt = = = 88,0146 Kg / cm 2 ¦ W yoyo 100 Ta thấy σ tt = 88,0146 Kg / cm 2 < σ cp = 1400 Kg / cm 2 • Khoảng cách giữa các miếng đệm (L2) Lực điện động do ngắn mạch trong cùng 1 pha gây ra trên 1 đơn vị độ dài: l f2 = 1,68.10-8. .I m "2 .k hd h Khd : Hai thanh hàn chặt vào nhau; Khd = 1 h : Bề rộng của hình máng; h =17,5 cm -8 1 ⇒ f2 = 1,68.10 . ( 2 .32,74. 103)2 = 2,058 Kg/cm 17,5 Khoảng cách giữa 2 miếng đệm 12.W yy .(σ cp − σ tt ) 12.9,5.(1400 − 88,0146) L= = = 269cm f2 2,058 So sánh Lmax = 269 cm với khoảng cách L = 180 cm ta thấy giữa 2 sứ đỡ không phải đặt thêm miếng đệm mà thanh dẫn vẫn đảm bảo ổn định động khi có ngắn mạch. II.CHỌN THANH DẪN MỀM 1.Chọn dây dẫn từ máy biến áp tự ngẫu lên thanh góp 220KV. • Điều kiện Icp ≥ Ilvcb S HT max 145,35 Ilvcb = = = 0,38 KA 3.U 3.220 • Tra tài liệu “ Thiết kế nhà máy điện ” chọn dây nhôm lõi thép AC-300 có Icp = 690 A d = 29,2 mm ( Đường kính dây dẫn ) • Hiệu chỉnh dòng điện theo nhiệt độ môi trường với Khc = 0,78 Ihc CP = 0,78.690 = 538 ( A ) Ihc CP = 538 A > Icb = 380 A • Kiểm tra điều kiện vầng quang Uvq ≥ Uđm = 220 KV Uvq : Điện áp tới hạn phát sinh vầng quang Dây dẫn đặt trên mặt phẳng nằm ngang ta có a Uvq =.84.m.r.lg (KV) r m : Hệ số xét tới bề mặt nhẵn của dây dẫn m= 0,85 r : Bán kính ngoài của dây dẫn r = 29,2/2=14,6 mm = 1,46cm Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 65
  4. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện a : Khoảng cách giữa các trục dây dẫn a = 500 cm 500 ⇒ Uvq = 84.0,85.1,46.log = 264,2 KV 1,46 Uvq > Uđm = 220 KV ⇒ Điều kiện vầng quang thoả mãn • Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Xung lượng nhiệt khi ngắn mạch đựơc xác định theo biểu thức t BN = ∫ I t 2 .dt A2s 0 Một cách gần đúng ta lấy It là giá trị hiệu dụng tức thời của dòng ngắn mạch It2 = Ickt2 + ikckt2 ICKt : Giá trị hiệu dụng tức thời dòng ngắn mạch thành phần chu kỳ iKCKt : Giá trị tức thời dòng ngắn mạch thành phần không chu kỳ It2 = I CKt 2 + i KCKt 2 t t t BN = ∫ I t 2 .dt = ∫ I CK t 2 .dt + ∫ I KCK t 2 .dt 0 0 0 BN = BNCK + BNKCK BNCK : Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch chu kỳ BNKCK : Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch không chu kỳ Xác định BNCK dùng phương pháp giải thích đồ thị Tìm giá trị hiệu dụng dòng ngắn mạch thành phần chu kỳ ICKt tại các thời điểm khác nhau 0; 0,1; 0,2 s là các giá trị I0; I0,1; I0,2 đến thời điểm t. Biểu diễn trên đồ thị ta có diện tích giới hạn của đường cong này với các trục toạ độ chính là BNCK . Một cách gần đúng diện tích này có thể xác định theo đường bậc thang hoá 2 2 2 I + Ii Itbi = i −1 .Δt 2 n BNCK = ∑I 2 TBi .Δt i =1 Δt : Khoảng chia thời gian từ khi ngắn mạch cho đến khi cắt xong ngắn mạch. Ở phần tính toán ngắn mạch tại điểm N1 ta có : X1 X16 EHT E1234 0,078 0,116 * Nhánh hệ thống X1 = 0,078 S HT Xtt = X1. S cb Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 66
  5. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 3000 = 0,078. = 2,34 100 Tra đường cong tính toán ta có I0 = 0,425 I0,1= 0,41 I0,2 = 0,4 Chuyển sang đơn vị có tên: 120 I0 = 0,425. = 3 , 2 KA 3 . 230 3000 I0,1 = 0,41. = 3,1KA 3.230 3000 I0,2 = 0,4. = 3KA 3.230 * Nhánh máy phát điện 4 ∑S dmMF 300 Xtt = X16. 1 = 0,116. = 0,348 S cb 100 Tra đường cong tính toán ta có I0 = 2,9 I0,1 = 2,45 I0,2 = 2,2 Chuyển sang đơn vị có tên 300 I0 = 2,9. = 2,18 KA 3.230 300 I0,1 = 2,45. = 1,85 KA 3.230 300 I0,2 = 2,2. = 1,66 KA 3. 230 ⇒ Vậy dòng ngắn mạch tại điểm N1 do hệ thống và nhà máy cung cấp I0N1 = 3,2 + 2,18 = 5,38KA I0,1N1 = 3,1 + 1,85 = 4,95 KA I0,2N1 = 3 + 1,66 = 4,66 KA Bình phương các trị số dòng điện có tên I02N1= 28,9 KA2 I0,12N1 = 24,5 KA2 I02,2N1 = 21,7 KA2 Tìm các trị số trung bình bình phương 2 2 I 0 + I 0,1 28,9 + 24,5 Itb12 = = = 26,7 KA 2 2 2 2 2 I 0,1 + I 0, 2 24,5 + 21,7 Itb22 = = = 32,1KA 2 2 2 Vậy ta có xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ: Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 67
  6. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 4 BNCK = ∑I 2 tbi .Δt i 1 = (26,7 + 23,1).106.0,1 = 4,98.106A2.S Xung lượng nhiệt của dòng điện ngắn mạch thành phần không chu kỳ BNKCK = I”.Ta Ta : Hằng số thời gian tương đương của lưới. Đối với lưới có U ≥ 1000V có thể lấy Ta = 0,05s 6 6 2 ⇒ BNKCK = 0,05.5,36.10 = 1,45.10 A s Vậy ta có xung lượng nhiệt toàn phần BN = BNCK + BNKCK = 4,98.106 + 1,45.106 = 6,43.106 A2s Để đảm bảo ổn định nhiệt thì dây dẫn đã chọn phải có tiết diện nhỏ nhất là: BN Smin = với dây nhôm lõi thép thì C = 88 As1/2/mm2 ta có: C 6,43.10 6 Smin = = 28,8mm 2 88 Mà ta đã chọn dây AC-240 ⇒ thoả mãn điều kiện: Schọn > Smin = 28,8 mm2 2.Chọn thanh dẫn cho cấp 110KV a.Điều kiện phát nóng lâu dài • Dòng điện cưỡng bức ở cấp điện áp này: Icb = 0,413 KA • Dây dẫn ta chọn phải thoả mãn điều kiện: I cb 0,413 Icphc > Icb ⇒ Icp.Khc ≥ Icb ⇒ Icp ≥ = = 0,53KA K hc 0,78 • Tra sách “ Thiết kế nhà máy điện ” chọn dây AC-240 có Icp = 610 A có đường kính dây dẫn là 21,6 mm • Hiệu chỉnh dòng điện theo nhiệt độ môi trường với Khc = 0,78 Icphc = 0,78.610 = 475,8 A Icphc > Icb = 0,413 KA ⇒ Điều kiện phát nóng lâu dài thoả mãn b.Điều kiện vầng quang • Uvq ≥ Uđm • Uvq : Điện áp tới hạn để phát sinh vầng quang. Nếu dây dẫn 3 pha bố trí trên mặt phẳng nằm ngang thì ta tính theo công thức a • Uvq = 84.m.r.lg KV r Ta đã có m = 0,87; r = 21,6/2= 10,8 mm = 1,08cm; D = 400 cm 400 ⇒ Uvq = 84.0,87.1,08.lg = 202,7 KV 1,08 Như vậy Uvq = 202,7 > Uđm = 110 KV ⇒ Điều kiện vầng quang thoả mãn Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 68
  7. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện c.Điều kiện ổn định nhiệt Hoàn toàn tương tự như cấp điện áp 220 KV ta sẽ tính dòng ngắn mạch tại N2 ở các thời điểm t=0; 0,1; 0,2 2 2 I i −1 + I i Itbi2 = .Δt 2 n BNCK = ∑I 2 TBi .Δt i =1 Δt : Khoảng chia thời gian từ khi ngắn mạch cho đến khi cắt xong ngắn mạch. Ở phần tính toán ngắn mạch tại điểm N2 ta có : X17 X18 EHT E1234 0,114 0,05 * Nhánh hệ thống X1 = 0,114 S HT 3000 Xtt = X17. = 0,114. = 3,42 KA S cb 100 Ta cos Xtt > 3 nên không tra đường cong tính toán mà tính 1 I0= I0,1= I0,2= I” = .0,5 = 4,39 KA 0,114 * Nhánh máy phát điện 4 ∑S dmMF Xtt = X18. 1 = 0,15 S cb Tra đường cong tính toán ta có I0 = 7 I0,1 = 5,2 I0,2 = 4,3 Chuyển sang đơn vị có tên 300 I0 = 7. = 10,5 KA 3.115 300 I0,1 = 5,2. = 7,83KA 3.115 300 I0,2 = 4,3. = 6,48 KA 3.115 Vậy dòng ngắn mạch tại điểm N2 do hệ thống và nhà máy cung cấp I0N2 = 4,39 + 10,5 = 14,89 KA I0,1N2 = 4,39 + 7,83 = 12,22 KA I0,2N2 = 4,39 + 6,48 = 10,87 KA Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 69
  8. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Bình phương các trị số dòng điện có tên I 2N2= 221,7KA2 I0,12N2 = 149,3 KA2 I0,22N2 = 118,2 KA2 Tìm các trị số trung bình bình phương 2 2 I 0 + I 0,1 221,7 + 149,3 Itb12 = = = 185,5 KA 2 2 2 2 2 I 0,1 + I 0, 2 149,3 + 118,2 Itb22 = = = 133,7 KA 2 2 2 Vậy ta có xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ: 4 BNCK = ∑I 2 tbi .Δt i 1 =(185,5 + 133,7).0,1.106 = 31,92.106 A2s Xung lượng nhiệt của dòng điện ngắn mạch thành phần không chu kỳ BNKCK = I”.Ta Ta : Hằng số thời gian tương đương của lưới. Đối với lưới có U ≥ 1000V có thể lấy Ta = 0,05s 6 6 2 ⇒ BNKCK = 0,05.14,39.10 = 10,35.10 A s Vậy ta có xung lượng nhiệt toàn phần BN = BNCK + BNKCK = 31,92.106 + 10,35.106 = 42,27.106 A2s Để đảm bảo ổn định nhiệt thì dây dẫn đã chọn phải có tiết diện nhỏ nhất là: BN Smin = với dây nhôm lõi thép thì C = 88 As1/2/mm2 ta có: C 42,27.10 6 Smin = = 73,88mm 2 88 Mà ta đã chọn dây AC-240 ⇒ thoả mãn điều kiện: Schọn > Smin = 73,88 mm2 3.Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn • Loại sứ trong nhà • Uđm Sứ ≥ Uđm mang = 10KV Tra bảng chọn loại sứ đỡ 0 Φ -10-4250KBY3 có Uđm = 10KV Fph = 4250Kg H = 235 mm = 23,5 cm Thanh dẫn Ftt F't t Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 70 H'=29,75 mm
  9. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện • Kiểm tra ổn định động Điều kiện F’tt < 0,6 Fph H' F’tt được xác định F’tt = Ftt. H Ftt = 488,97 Kg đã tính ở trên h = 12,5 cm ( Chiều cao thanh dẫn ) h 12,5 Vậy H’ = H + = 23,5 + = 29,75cm 2 2 488,97.29,75 F’tt = = 619 KG 23,5 Vậy F’tt = 619Kg < 0,6.Fph = 2550 Kg ⇒ Sứ đã chọn đảm bảo yêu cầu. 4.Chọn chống sét van Chống sét van được dùng để giảm quá điện áp tới mức điện áp dư của nó mà cách điện của thiết bị điện có thể chịu đựng được. Ta chọn chống sét van cho các thanh góp và các mạch phía 110 kV, 220 kV cũng như trung tính máy biến áp. Chọn các loại chống sét van sau : FP-220 FP-110 5.Chọn cáp cho phụ tải 10,5 KV • Phụ tải cấp điện áp 10,5 KV gồm : 2 đường dây cáp kép P = 2,5 MW Cosϕ = 0,85 P 2,5 S= = = 2,9 MVA Cosϕ 0,85 2 đường dây cáp đơn P = 2 MVA Cosϕ = 0,85 P 2 S= = = 2,35MVA Cosϕ 0,85 • Tiết diện cáp được chọn theo tiêu chuẩn mật độ dòng điện kinh tế Jkt Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 71
  10. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện I lvbt Scáp = J kt Ilvbt : Dòng điện làm việc bình thường * Chọn tiết diện cáp đơn Các đường cáp đơn có S = 2,35 MVA nên dòng điện làm việc bình thường 2,35 là: Ilvbt = = 0,129 KA 3.10,5 Từ đồ thị phụ tải địa phương ta tính thời gian sử dụng công suất cực đại: 24 ∑ P .Ti i 6,4.8 + 8.4 + 5,6.6 + 6,4.2 + 4,8.4 Tmax = 0 .365 = 365. = 5771,7h S max 9,41 Tra bảng có Tmax = 5771,7 h ta chọn cáp lõi nhôm cách điện bằng giấy tẩm dầu đặt trong đất có Jkt = 1,3A/mm2 Tiết diện cáp trong trường hợp này 129 Scáp = = 99mm2 1,3 Tra bảng chọn loại cáp ba lõi bằng nhôm cách điện bằng giấy tẩm dầu nhựa thông và chất dẻo không cháy, vỏ bằng chì S = 95 mm2 Uđm = 10 KV Icp = 205 A Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài K1.K2.Icp ≥ Ilvbt t K1 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ θ cp − θ 0' K1 = θ cp − θ 0 0 θ cp : Nhiệt độ phát nóng cho phép cáp θ cp = 60 C 0 θ 0' : Nhiệt độ thực tế nơi đặt cáp θ 0' = 25 C 0 θ 0 : Nhiệt độ tính toán tiêu chuẩn θ 0 = 15 C 60 − 25 K1 = = 0,88 60 − 15 K2 : Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song với cáp đơn có k2=1 ⇒ 0,88.1.205 = 180 A > Ilvbt = 129 A Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng lâu dài cho phép * Chọn tiết diện cáp kép có S= 2,9 MVA Dòng điện làm việc bình thường qua mỗi cáp S 2,9 Ilvbt = = = 0,08 A 2. 3.U dm 2. 3.10,5 Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 72
  11. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Có Jkt = 1,3A/mm2 Tiết diện cáp được chọn I lvbt 80 Scáp = = = 61,5mm 2 J kt 1,3 Tra bảng chọn loại cáp ba pha lõi nhôm cách điện bằng giấy tẩm dầu nhựa thông và chất dẻo không cháy vỏ bằng chì đặt trong đất Uđm = 10 KV S = 70 mm2 Icp = 165 A • Tương tự như trên ta kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài K1.K2.Icp ≥ Ilvbt K1 = 0,88 K2 = 0,9 ( Với 2 cáp đặt song song ) ⇒ 0,88.0,9.165 = 130 A > 80 A = Ilvbt Vậy điều kiện phát nóng lâu dài thoả mãn • Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng khi cưỡng bức : S Icb = = 0,16 A 3.U dm Theo quy trình thiết bị điện các cáp có cách điện bằng giấy tẩm dầu điện áp không quá 10 KV trong điều kiện làm việc bình thường dòng điện qua chúng không vượt quá 80% dòng cho phép đã hiệu chỉnh thì khi sự cố cho phép quá tải 30% trong thời gian không quá 5 ngày đêm . Vậy ta có 1,3. 0,88. 0,9. 165 = 169 A > Icb = 160 A ⇒ Điều kiện phát nóng khi sự cố thoả mãn Kết luận : Cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 6.Chọn kháng điện Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương: Chọn MC đầu đường dây MC1 Các MC đầu đường dây được chọn cùng loại. Dòng cưỡng bức qua máy cắt được tính toán cho đường dây kép khi 1 đường dây bị sự cố. S 9,41 Icb = = = 0,52 A 3.U 10,5. 3 Tra bảng chọn loại máy cắt 8DA-10 có Uđm=12 KV Iđm=3150 A Icắt đm=40 KA Mục đích của việc chọn kháng điện đường dây để hạn chế dòng ngắn mạch tại hộ tiêu thụ đến mức có thể đặt được máy cắt 8DA - 10 và cáp của lưới điện phân phối có tiết diện nhỏ nhất là 50 mm2 theo yêu cầu đầu bài. Kháng điện được chọn theo điều kiện Uđm K ≥ Umạng = 10,5 KV Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 73
  12. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Iđm ≥ Icb B2 B1 B2 B2 10,5 KV = = 1 đơn 1 đơn 2 kép 2,35 MVA 2,35 MVA 2,9 MVA * Xác định dòng cưỡng bức qua kháng: Dòng cưỡng bức qua kháng được giả thiết khi sự cố 1 kháng điện. Lúc này công suất qua kháng còn lại là: 1 Squa K = ∑ S- 2 ∑ S đơn Ta có: Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 74
  13. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Công suất qua kháng Kháng 1 Kháng 2 MVA Bình thường 5,25 5,25 Sự cố kháng 1 0 9,41 Sự cố kháng 2 9,41 0 Dòng cưỡng bức qua kháng là: S max K 9,41 IcbK = = = 0,52 KA 3.U dm 3.10,5 Tra bảng ta chọn kháng đơn PbA-10-600 có dòng điện IđmK = 600A * Xác định XK% của kháng XHT XK XC1 XC2 EHT N5 N6 N7 Trong chương 5 tính ngắn mạch ta đã tính được dòng ngắn mạch tại điểm N5 IN5” = 60,94 KA Vậy điện kháng của hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N5 là: I cb 100 XHT = " = = 0,09 IN6 3.10,5.60,94 Điện kháng của cáp 1 là: S cb 100 XC1 = X0.l. = 0,07.2,5. = 0,16 2 U tb 10,5 2 Dòng ổn định nhiệt của cáp 1 là S1 .C1 InhS1 = t1 S1: Tiết diện cáp 70 mm2 C1: Hệ số cáp nhôm C= 85As1/2/mm2 t1 : Thời gian cắt của máy cắt 1 tcắt MC1 = tcắt MC2 + Δ t = 0,7 + 0,4 = 1,1 sec 70.85 ⇒ InhS1 = = 5,673KA 1,1 Dòng ổn định nhiệt cáp 2 Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 75
  14. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện S 2 .C 2 50.85 InhS2 = = = 5,0797 KA t2 0,7 Ta phải chọn được kháng có XK% sao cho hạn chế được dòng ngắn mạch nhỏ hơn hay bằng dòng cắt định mức của máy cắt đã chọn đồng thời đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện đã chọn: IN7” ≤ ( ICđm1, Inhs1 ) IN8” ≤ ( ICđm2, InhS2 ) Chọn máy cắt đầu đường dây MC1: Các máy cắt đầu đường dây được chọn cùng loại. Dòng cưỡng bức qua máy cắt được tính toán cho đường dây kép khi 1 đường dây bị sự cố S 100 Icb = = = 5,5 KA 3.U dm 3.10,5 Tra bảng chọn máy cắt 8DA10 có: Uđm = 12KV Iđm = 3150 A Icắt đm = 40 KA ” ⇒ IN6 ≤ ( 40 KA; 5,673 KA ) IN7” ≤ ( 20 KA; 5,0797 KA ) Vậy ta chọn kháng có XK% sao cho ngắn mạch tại N7 thì có dòng ngắn mạch IN7” ≤ 5,0797 KA Khi ngắn mạch tại N7 thì điện kháng tính đến điểm ngắn mạch là: I 5,5 X ∑ = "cb = = 1,08 I N 7 5,0797 Mà ta có X ∑ = XHT + XK + XC1 ⇒ XK = X ∑ - XHT - XC1 = 1,08 - 0,09 - 0,16 = 0,83 I Kdm 0,6 Nên ⇒ XK% = XK. .100 = 0,83. .100 = 9,05 I cb 5,5 Vậy ta chọn kháng đơn dây nhôm PbA-10-600-10 XK% = 10% Iđm = 600A * Kiểm tra kháng vừa chọn Điện kháng tương đối của kháng điện vừa chọn I cb 5,5 XK = XK%. = 0,1. = 0,917 I dm 0,6 Dòng ngắn mạch tại N6 I cb 5,5 I”N6 = = = 5,46 KA ⇒ Thoả mãn điều kiện: X HT + X K 0,09 + 0,917 I”N6 ≤ Icắt đm1= 40KA Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 76
  15. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện I”N6 ≤ InhS1 = 5,673KA Dòng ngắn mạch tại N7 I cb 5,5 I”N7 = = = 4,71KA X HT + X K + X C1 0,09 + 0,917 + 0,16 Thoả mãn điều kiện: I”N7 < ICắt đm2= 20KA I”N7 < InhS2 = 5,0797KA Kết luận: Vậy kháng đã chọn đảm bảo yêu cầu 7.Chọn máy biến áp và máy biến dòng. a.Chọn máy biến điện áp BU Chọn BU cho cấp điện áp 10,5 KV Sơ đồ nối dây và kiểu nối BU phải chọn phù hợp với nhiệm vụ của nó. Để cấp cho công tơ ta dùng hai BU một pha nối hình V/V _ để kiểm tra cách điện trên thanh góp 10,5 KV ta dùng loại máy biến điện áp 3 pha 5 trụ λ/ λ0/Δ Điều kiện Uđm BU = Umạng Cấp chính xác: chọn phù hợp với nhiệm vụ của BU Công suất định mức tổng phụ tải nối vào biến điện áp S2 bé hơn hay bằng công suất định mức của biến điện áp với cấp chính xác đã chọn. S2 ≤ Sđm BU * Chọn dây dẫn nối giữa BU và các dụng cụ đo: Tiết diện dây dẫn được chọn sao cho tổn thất điện áp không quá 0,5% Uđm thứ cấp khi có công tơ và 3% khi không có công tơ. Theo điều kiện bền cơ tiết diện tối thiểu là 1,5 mm2 đối với dây đồng và 2,5 mm2 với dây nhôm. Căn cứ vào các điều kiện trên và sơ đồ bố trí thiết bị đo lường ta chọn BU cho cấp điện áp 10,5 KV như sau. Dụng cụ đo phía thứ cấp là công tơ nên dùng hai biến điện áp một pha nối hình V/V. Uđm =10,5 KV Cấp chính xác 0,5 Phụ tải của BU cần phải phân bố đồng đều cho cả hai biến điện áp theo bảng sau: Tên đồng hồ Ký hiệu Phụ tải BU pha AB Phụ tải BU pha BC W(P) VAR (Q) W(P) VAR (Q) Vôn kế B_2 7,2 Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 77
  16. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Oát kế 341 1,8 1,8 Oát kế phản kháng 342/1 1,8 1,8 Oát kế tự ghi -33 8,3 8,3 Tần số kế -340 6,5 Công tơ -670 0,66 1,62 0,66 1,62 Công tơ phản kháng WT_672 0,66 1,62 0,66 1,62 Cộng 20,4 3,24 19,72 3,24 Biến điện áp AB S2 = 20,4 2 + 3,24 2 = 20,7 (VA) 20,4 Cos ϕ = = 0,98 20,7 Biến điện áp BC S2 = 19,72 2 + 3,24 2 = 19,9 (VA) 19,72 Cosϕ = = 0,99 19,9 Vậy chọn BU có các thông số sau: Kiểu Điện áp định mức (V) Công suất định mức Cuộn sơ cấp Cuộn thứ cấp Cấp 0,5 Cấp1 HOM_10 10000 100 75 150 * Chọn dây dẫn nối từ BU đến các đồng hồ đo Xác định dòng điện trong các dây dẫn S ab 20,7 Ia = = = 0,207 A U ab 100 S 19,9 Ic = bc = = 0,199 A U bc 100 Để đơn giản ta coi Ia = Ic = 0,2 A; Cosϕab = Cosϕbc = 1 Như vậy dòng Ib = 3 Ia = 3 x 0,2 = 0,34 A Điện áp giảm trong dây a và b bằng Lς ΔU = (Ia + Ib )r = (Ia +Ib) S Giả sử khoảng cách L từ BU đến các dụng cụ đo là 40 m bỏ qua góc lệch pha giữa Ia và Ib vì trong mạch có công tơ nên ΔU = 0,5% Tiết diện dây dẫn cần phải chọn là: Ia + Ib (0,34 + 0,2) × 0,0175 × 40 S≥ Lς = = 0,756 mm2 ΔU 0,5 Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 78
  17. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Để đảm bảo yêu cầu độ bền cơ học ta chọn dây đồng có tiết diện S = 1,5 mm2 Chọn BU cho cấp điện áp 110 và 220 KV Phụ tải phía thứ cấp của BU phía 110 và 220 KV thường là các cuộn dây điện áp của các dây đồng hồ vôn mét có tổng trở tương đối lớn nên công suất thường nhỏ, không cần tính toán phụ tải ⇒ dây dẫn thường chọn sao cho đảm bảo độ bền cơ học. Nhiệm vụ chính là để kiểm tra cách điện và đo lường điện áp nên thường chọn 3 BU một pha đấu λ0/ λ0/Δ Căn cứ vào các nhận xét trên ta chọn BU: Loại BU Cấp Điện áp mức (KV) Công suất Công suất điện theo max VA áp KV CCS Cuộn Cuộn Cuộn 0,5 1 sơ thứ phụ HKφ_110_ 110 66/ 3 0,1/ 3 0,1/3 400 600 2000 58 HKφ_220_ 220 150/ 3 0,1/ 3 0,1/3 400 600 2000 58 b. Chọn máy biến dòng điện BI Máy biến dòng điện được chọn theo các điều kiện sau: • Sơ đồ nối dây và kiểu máy: Sơ đồ nối dây tuỳ thuộc vào nhiệm vụ của biến dòng. Kiểu biến dòng phụ thuộc vào vị trí đặt BI. • Điện áp định mức UđmBI ≥ Umạng • Dòng điện định mức UđmBI ≥ Ucb • Cấp chính xác chọn phù hợp với yêu cầu của dụng cụ đo • Phụ tải thứ cấp tương ứng với mỗi cấp chính xác biến dòng có một phụ tải định mức. Z2 = Zdc + Zdd ≤ ZđmBI Trong đó Zdc: tổng phụ tải các dụng cụ đo Zdd: tổng trở của dây dẫn nối từ BI đến các dụng cụ đo Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 79
  18. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Chọn biến dòng cho cấp điện áp máy phát (10,5 KV) Từ sơ đồ nối dây các dụng cụ đo lường vào BI như hình vẽ ta xác định được phụ tải thứ cấp của BI ở các pha. Tên dụng cụ Kiểu Phụ tải (VA) A B C Am Pe mét 302 1 1 1 Oát kế tác dụng 341 5 0 5 Oát kế tác dụng tự ghi 33 10 0 10 Oát kế phản kháng 342/1 5 0 5 Công tơ tác dụng 2,5 0 2,5 Công tơ phản kháng 670 2,5 5 2,5 Cộng 26 6 26 Phụ tải ở các pha là: Pha A: SA = 26 (VA) Pha B: SB = 6 (VA) Pha C: SC = 26 (VA) Như vậy phụ tải lớn nhất là ở pha A và C Điện áp định mức của BI UđmBI ≥ UF = 10,5 KV Dòng định mức của BI IđmBI ≥ Icb = 3,6 KA Cấp chính xác 0,5 (vì trong mạch có công tơ) Căn cứ vào các tính toán trên ta chọn BI như sau loại TWA_20_1 có các thông số Uđm = 20 KV Z2đm = 1,2 Ω Iđm sơ = 4000 A Cấp chính xác 0,5 Iđm thứ = 5 A * Chọn dây dẫn từ BI đến các phụ tải Lấy khoảng cách từ BI đến các phụ tải là L = 40 m . Vì các BI nối dây theo sơ đồ sao cho hoàn toàn chiều dài tính toán là Ltt = L = 40 m Tổng trở các dụng cụ đo mắc vào pha A hoặc pha C là S max 26 Zdc = 2 = = 1,044 Ω I 2 dmthucap 52 Để đảm bảo độ chính xác yêu cầu tổng phụ tải phía thứ cấp Z2 (tính cả dây dẫn) không được vượt quá phụ tải định mức của biến dòng nghĩa là: Z2 = Zdc + Zdd ≤ ZđmBI SL ⇒ Zdd = ZđmBI – Zdc ≈ rdd = S Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 80
  19. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện SL 40 × 0,0175 S≥ = = 4,48 mm2 Z dmBI − Z dc 1,2 − 1,044 Chọn dây dẫn đồng có tiết diện 5 mm2 làm dây dẫn từ BI đến các dụng cụ đo. Máy biến dòng đã chọn không cần kiểm tra ổn định nhiệt vì có dòng định mức sơ cấp lớn hơn 1000A BI chọn cùng không cần kiểm tra ổn định động vì nó quyết định bởi điều kiện ổn định động của thanh dẫn mạch máy phát Chọn BI cho cấp 110 và 220 KV Theo điều kiện • Uđm ≥ Umạng • Iđm ≥ Icb Với điện áp 110 KV Icb = 0,413 KA Với điện áp 220 KV Icb = 0,38 KA Vậy chọn loại BI có thông số sau: Thô Loại BI Uđm Bội số Bội số Iđm Cấ Ph Iiđđ Inh ng KV ổn định ổn định (A) p ụ KA /tnh số động nhiệt Sơ Thứ C tải Uđm X Ω 110 T Φ 110 150 43,3/3 400 5 0,5 1,2 14 220 H_110M 5 TΦ 220 75 60/1 500 5 0,5 1,2 54 20,4 H_220+3T Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào BU và BI Wh WARh W VAR W A A A A B C T Π Wд a b c 2xHOM-10 Nguyễn Thị Tuyết H7B – HTĐ 81 UdmMF=10,5KV V f

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản