Đồ án Thiết kế nhà máy điện 4x400

do tÝnh to¸n ë ng¾n m¹ch N1vµ t­¬ng tù ®iÓm ng¾n m¹ch N1 ta còng cã s¬ ®å thay thÕ: §iÓm N2 cã tÝnh chÊt ®èi xøng ta ghÐp (X3 vµ X4), (X5 vµX6) X8= =0,023 =0,118 Ta cã s¬ ®å thay thÕ sau BiÕn ®æi tiÕp ta cã: ghÐp ( X7vµ X9) chuyÓnY(X1,X2,X8)thµnh(X11,X12) Ta cã s¬ ®å thay thÕ sau: ghÐp (X10 , X12) Ta cã s¬ ®å thay thÕ sau: §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa hÖ thèng : XttHT=X11 3,74 Ta thÊy XttHT > 3 nªn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch coi nh­ kh«ng thay ®æi trong thêi gian ng¾n m¹ch vµ ®­îc tÝnh: I(0)HT=I(¥)HT=I(0,1)HT=I(0,2)HT=I(0,5)HT=(kA) §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n pht¸ nhµ m¸y: XttNM Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta cã: I(0) = 3,15 ; I (¥) = 2,23 ; I(0,1) =2,65 ; I(0,2) =2,55 ; I(0,5) =2,2 Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y: I(0)NM =I(0)(kA) I(¥)NM =I(¥)(kA) I(0,1)NM =I(0,1)(kA) I(0,2)NM =I(0,2)(kA) I(0,5)NM =I(0,5)(kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N2: IN2(0) = IHT(0) +INM(0) =5,91 +7,91=13,82 (kA) IN2(0,1) = IHT(0,1) +INM(0,1) =5,91 +6,65 =12,56(kA) IN2(0,2) = IHT(0,2) +INM(0,2) =5,91 +6,4= 12,31 (kA) IN2(0,5) = IHT(0,5) +INM(0,5) =5,91 +5,52=11,43(kA) I(¥) =I(¥) +I(¥) =5,91 +5,6=11,51(kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch xung kÝch: Ixk=kxk IN1(0) =1,813,82=35,18(kA) kxk :hÖ sè xung kÝch kxk=1,8 III-3-§iÓm ng¾n m¹ch N3’ : S¬ ®å biÕn ®æi: §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa nhµ m¸y: XttF3 Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta cã: I(0) = 5,47 ; I (¥) = 2,57 ; I(0,1) =4,28 ; I(0,2) =3,69 ; I(0,5) =3,13 Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y: I(0)NM =I(0)(kA) I(¥)NM =I(¥)(kA) I(0,1)NM =I(0,1)(kA) I(0,2)NM =I(0,2)(kA) I(0,5)NM =I(0,5)(kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch xung kÝch: Ixk=kxk IN3’(0) =1,937,6=101,03(kA) kxk :hÖ sè xung kÝch kxk=1,9 III-4-§iÓm ng¾n m¹ch N3 : S¬ ®å thay thÕ : ta cã : X1=XHT + =0,015+=0,0565 X2= XB1 + XF =0,088 + 0,154=0,242 X3 = X C =0,046 = X4 X6 = XH + XF = 0,082 + 0,154 = 0,236 X5 = XH= 0,082 X7= XB2 + XF =0,084 +0,154=0,238 Ta cã s¬ ®å thay thÕ: §iÓm N3’ cã tÝnh chÊt ®èi xøng ta ghÐp (X3 vµ X 4), (X6 vµX 7) X8= =0,023 Ta cã s¬ ®å thay thÕ sau : BiÕn ®æi tiÕp ta cã: chuyÓnY(X1,X2,X8)thµnh(X10,X11) Ta cã s¬ ®å thay thÕ sau: ghÐp (X11,X9) Ta cã s¬ ®å thay thÕ: BiÕn ®æi tiÕp ta cã: chuyÓnY(X10,X12,X5)thµnh(X13,X14) Ta cã s¬ ®å thay thÕ sau: §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa hÖ thèng : XttHT=X13 Ta thÊy XttHT > 3 nªn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch coi nh­ kh«ng thay ®æi trong thêi gian ng¾n m¹ch vµ ®­îc tÝnh: I(0)HT=I(¥)HT=I(0,1)HT=I(0,2)HT=I(0,5)HT=(kA) §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n pht¸ nhµ m¸y: XttNM Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta cã: I(0) = 1,05 ; I (¥) = 1,18 ; I(0,1) =0,95 ; I(0,2) =1,05 ; I(0,5) =0,95 Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y: I(0)NM =I(0)(kA) I(¥)NM =I(¥)(kA) I(0,1)NM=I(0,1)(kA) I(0,2)NM =I(0,2)(kA) I(0,5)NM=I(0,5)(kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N3: IN3(0) = IHT(0) +INM(0) = 22,44+21,65=44,09 (kA) IN3(0,1)=IHT(0,1) +INM(0,1) =22,44+19,59=42,03(kA) IN3(0,2) =I HT(0,2) +INM(0,2) =22,44 +21,65=44,09 (kA) IN3(0,5) = IHT(0,5) +INM(0,5) =22,44 +19,59=42,03 (kA) I(¥) =I(¥) +I(¥) =22,44+24,33=46,77(kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch xung kÝch: Ixk=kxk IN3’(0) =1,844,09=112,235kA) kxk :hÖ sè xung kÝch kxk=1,8 III-5-§iÓm ng¾n m¹ch N4 : Nguån cung cÊp lµ tÊt c¶ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn vµ hÖ thèng , ta cã thÓ tÝnh ngay trÞ sè cña dßng ng¾n m¹ch N4: Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N4: IN4(0) = IN3(0) + IN3’(0) =44,09+37,6 =81,69(kA) IN4(0,1) = IN3(0,1) + IN3’(0,1) =42,03+29,42=71,45(kA) IN4(0,2) = IN3(0,2) + IN3’(0,2) =44,09+25,36=69,45(kA) IN4(0,5) =IN3(0,5) + IN3’(0,5) =42,03+21,5 =63,53(kA) I(¥) =I(¥) + I(¥) =46,77+17,66=64,43(kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch xung kÝch: Ixk= IxkN3 +IxkN3’ =112,235+101,03=213,265(kA) B¶ng tæng kÕt tÝnh to¸n ng¾n m¹ch cña ph­¬ng ¸n I §iÓm NM I(0) (kA) I(0,1) (kA) I(0,2) (kA) I(0,5) (kA) I (¥) (kA) Ixk (kA) N1 8,02 7,43 7,19 7,01 7,29 20,416 N2 13,82 12,56 12,31 11,43 11,51 35,18 N3’ 37,6 29,42 25,36 21,5 17,66 101,03 N3 44,09 42,03 44,09 42,03 46,77 112,235 N4 81,69 71,45 69,45 63,53 64,43 213,265 IV PH¦¥NG ¸N II : Ta cã s¬ ®å c¸c ®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n cho ph­¬ng ¸n 2 nh­ sau: Ta chän : Scb =100 MVA Ucb = Utb = U®mtb. CÊp ®iÖn ¸p 220 KV cã Utb = 230 KV CÊp ®iÖn ¸p 110 KV cã Utb = 115 KV CÊp ®iÖn ¸p 10 KV cã Utb = 10,5 KV X¸c ®Þnh tham sè : - §iÖn kh¸ng cña hÖ thèng : XHT*cb = xHT*®m . = 0,65.=0,015 - §iÖn kh¸ng cña ®­êng d©y kÐp :(th­êng lÊy Xd= 0,4) XD = . - §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y : XB = : + §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p B1 vµ B2: XB2 = XB1 = : - §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p ba pha (tù ngÉu) : XC =.( U% + U% - U%). = .( 32+11-20 ) = 0,046. XT =.( -U% + U% + U%). = .( -32+11+20 ) = 0 XH =.( U% - U% + U%). = .( 32-11+20 ) = 0,082.- - §iÖn kh¸ng cña m¸y ph¸t ®iÖn XF = Xd’’. IV-1- §iÓm ng¾n m¹ch N1 :nguån cung cÊp bao gåm tÊt c¶ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn cña nhµ m¸y thiÕt kÕ vµ hÖ thèng. BiÕn ®æi ®¼ng trÞ s¬ ®å thay thÕ: X1 =Xht + XD = 0,015 +0,083= 0,0565 X2 = X5 = XC = 0,046 X3 = X6 = XH = 0,082 X9 = X8 = S¬ ®å thay thÕ nh­ sau: HT X1 X2 X5 X3 X4 X6 X7 X8 X9 F1 F2 F3,4 220 1110 N1 Ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N1 lµ ng¾n m¹ch ®èi xøng, gËp ®«i s¬ ®å ®èi xøng ta cã: X1 X12 X11 X10 F12 F34 Trong ®ã: X10 = X8 + X9 = 0,041 + 0,077= 0,118 X12 = X11 = Ghep song song F12 víi F34 råi nèi tiÕp X12 ta cã s¬ ®å: X1 X14 Trong ®ã: X13 = X14 = X12 + X13 = 0,023 + 0,059 = 0,082 §©y lµ s¬ ®å tèi gi¶n cã hai ®Çu cung cÊp ®iÖn cho ®iÓm ng¾n m¹ch N1 X¸c ®Þnh dßng ng¾n m¹ch: Nh¸nh hÖ thèng: §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n d¹ng t­¬ng ®èi ®Þnh møc: XttHT=X12,486 Do hÖ thèng ®­îc coi lµ mét nguån v« cïng lín gåm nhiÒu m¸y ph¸t ®iÖn kh¸c nhau vµ ng¾n m¹ch x¶y ra ë bÊt cø ®iÓm nµo vÒ phÝa hÖ thèng ®Òu coi lµ ë xa nhµ m¸y ®ang thiÕt kÕ nªn tr¸nh sai sè tÝnh to¸n ta coi, dßng ®iÖn ng¾n m¹ch phÝa hÖ thèng lµ kh«ng ®æi trong suèt thêi gian ng¾n m¹ch vµ tÝnh theo c«ng thøc: I(0)HT=I(¥)HT=I(0,1)HT=I(0,2)HT=I(0,5)HT=(kA) §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa nhµ m¸y: XttNM Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta cã: I(0) = 2,45 ; I (¥) =2,03 ; I(0,1) =2,1 ; I(0,2) =1,85 ; I(0,5) =1,98 Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y: I(0)NM =I(0) (kA) I(¥)NM =I(¥)(kA) I(0,1)NM =I(0,1)(kA) I(0,2)NM =I(0,2)(kA) I(0,5)NM =I(0,5)(kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N1: IN1(0) = IHT(0) +INM(0) = 4,44+3,08=7,52 (kA) IN1(0,1) = IHT(0,1) +INM(0,1) = 4,44+2,64=7,08 (kA) IN1(0,2) = IHT(0,2) +INM(0,2) =4,44+2,32=6,76 (kA) IN1(0,5) = IHT(0,5) +INM(0,5) =4,44 +2,49=6,93 (kA) I(¥) =I(¥) +I(¥) =4,44+2,55=6,99 (kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch xung kÝch: Ixk=kxk IN1(0) =1,87,52=19,14 kA) kxk :hÖ sè xung kÝch kxk=1,8 IV-2-§iÓm ng¾n m¹ch N2 : X1 X12 X11 X10 F12 F34 TÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch N2 ta sö dông kÕt qu¶ tÝnh to¸n, biÕn ®æi s¬ ®å cña ®iÓm N1 ë trªn GhÐp song song F12 vµ F34 X13 X14 X13 = X1 + X12 = 0,0565+0,023 = 0,0795 X14 = X¸c ®Þnh dßng ng¾n m¹ch: Nh¸nh hÖ thèng: §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n d¹ng t­¬ng ®èi ®Þnh møc: XttHT=X13 Ta thÊy XttHT > 3 nªn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch coi nh­ kh«ng thay ®æi trong thêi gian ng¾n m¹ch vµ ®­îc tÝnh: I(0)HT=I(¥)HT=I(0,1)HT=I(0,2)HT=I(0,5)HT=(kA) §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa nhµ m¸y: XttNM Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta cã: I(0) = 3,3 ; I (¥) = 2,29 ; I(0,1) =2,8 ; I(0,2) =2,65 ; I(0,5) =2,35 Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y: I(0)NM =I(0)(kA) I(¥)NM =I(¥)(kA) I(0,1)NM =I(0,1)(kA) I(0,2)NM =I(0,2)(kA) I(0,5)NM =I(0,5)(kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N2: IN2(0) = IHT(0) +INM(0) =6,32+8,28=14,6 (kA) IN2(0,1) = IHT(0,1) +INM(0,1) =6,32 +7,03=13,35 (kA) IN2(0,2) = IHT(0,2) +INM(0,2) = 6,32+6,65=12,97 (kA) IN2(0,5) = IHT(0,5) +INM(0,5) = 6,32+5,9 =12,22 (kA) I(¥) =I(¥)+I(¥) = 6,32+5,75=12,07 (kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch xung kÝch: Ixk=kxk IN1(0) =1,814,6 =37,166(kA) kxk :hÖ sè xung kÝch kxk=1,8  IV-3-§iÓm ng¾n m¹ch N3’ : S¬ ®å biÕn ®æi: §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa nhµ m¸y: XttF3 Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta cã: I(0) = 5,47 ; I (¥) = 2,57 ; I(0,1) =4,28 ; I(0,2) =3,69 ; I(0,5) =3,13 Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y: I(0)NM =I(0)(kA) I(¥)NM =I(¥)(kA) I(0,1)NM =I(0,1)(kA) I(0,2)NM =I(0,2)(kA) I(0,5)NM =I(0,5)(kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch xung kÝch: Ixk=kxk IN3’(0) =1,937,6=101,03(kA) kxk :hÖ sè xung kÝch kxk=1,9 IV-4-§iÓm ng¾n m¹ch N3’ : S¬ ®å biÕn ®æi: X5 X1 X8 X10 F12 N3 HT BiÕn ®æi s¬ ®å ta ®­îc: Trong ®ã: X8 = X9 = X5 X10 F12 N3 X11 HT X10 = S¬ ®å thay thÕ nh­ sau: X11 = X1 + X8 = 0,0565 + 0,023 = 0,0795 BiÕn ®æi Y thµnh D bá qua nh¸nh c©n b»ng ta cã: S¬ ®å thay thÕ nh­ sau: N3 X13 HT NM X12 X12 = X11 + X5 + X13 = X10 + X5 + X¸c ®Þnh dßng ng¾n m¹ch: Nh¸nh hÖ thèng: Xtt1 = X12. Ta thÊy Xtt1 > 3 nªn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch coi nh­ kh«ng thay ®æi trong thêi gian ng¾n m¹ch vµ ®­îc tÝnh: IHT(0)=IHT(¥)=IHT(0,1)=IHT(0,2)= IHT(0,5) = Nh¸nh m¸y ph¸t: Xtt2 = X13  Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta cã: I(0) = 1,12 ; I (¥) =1,25 ; I(0,1) = 1,03 ; I(0,2) = 1,08 ; I (0,5) = 0,98 Dßng ng¾n m¹ch phÝa nhµ m¸y: I(0)NM =I(0) (kA) I(¥)NM =I(¥)(kA) I(0,1)NM=I(0,1)(kA) I(0,2)NM=I(0,5)(kA) I(0,5)NM=I(0,5)(kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N3’: IN3(0) = IHT(0) +INM(0) =22,536 +23,095=45,631 (kA) IN3(0,1) = IHT(0,1) +INM(0,1) =22,536+21,239=43,775 (kA) IN3(0,2) = IHT(0,2) +INM(0,2) =22,536+22,27 =44,806 (kA) IN3(0,5) = IHT(0,5) +INM(0,5) =22,536+20,208=42,744 (kA) I(¥)=I (¥)+I(¥) =22,536+25,775=48,311 (kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch xung kÝch: Ixk=kxk IN1(0) =1,845,631 =116,158(kA) kxk :hÖ sè xung kÝch kxk=1,8 IV-5-§iÓm ng¾n m¹ch N4 : Nguån cung cÊp lµ tÊt c¶ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn vµ hÖ thèng , ta cã thÓ tÝnh ngay trÞ sè cña dßng ng¾n m¹ch N4: Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N4: IN4(0) =IN3(0) + IN3’(0) =45,631+37,6 =83,231(kA) IN4(0,1) =IN3(0,1) + IN3’(0,1) =43,775+29,42 =73,195(kA) IN4(0,2) =IN3(0,2) + IN3’(0,2) =44,806+25,36 =70,166(kA) IN4(0,5) =IN3(0,5) + IN3’(0,5) =42,744+21,5 =64,244(kA) I(¥) =I(¥) + I(¥) =48,311+17,66 =65,971(kA) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch xung kÝch: Ixk= IxkN3 +IxkN3’ =116,158+101,03=217,188(kA) B¶ng tæng kÕt tÝnh to¸n ng¾n m¹ch cña ph­¬ng ¸n II: §iÓm NM I(0) (kA) I(0,1) (kA) I(0,2) (kA) I(0,5) (kA) I (¥) (Ka) Ixk (kA) N1 7,52 7,08 6,76 6,93 6,99 19,14 N2 14,6 13,35 12,97 12,22 12,07 37,166 N3’ 37,6 29,42 25,36 21,5 17,66 101,03 N3 45,631 43,775 44,806 42,744 48,311 116,158 N4 83,231 73,195 70,166 64,244 65,971 217,188 B¶ng tæng kÕt tÝnh to¸n ng¾n m¹ch cña 2 ph­¬ng ¸n : Ph­¬ng ¸n §iÓm NM I(0) (kA) I(0,1) (kA) I(0,2) (kA) I(0,5) (kA) I (¥) (kA) Ixk (kA) PH¦¥NG ¸N I N1 8,02 7,43 7,19 7,01 7,29 20,416 N2 13,82 12,56 12,31 11,43 11,51 35,18 N3’ 37,6 29,42 25,36 21,5 17,66 101,03 N3 44,09 42,03 44,09 42,03 46,77 112,235 N4 81,69 71,45 69,45 63,53 64,43 213,265 PH¦¥NG ¸N II N1 7,52 7,08 6,76 6,93 6,99 19,14 N2 14,6 13,35 12,97 12,22 12,07 37,166 N3’ 37,6 29,42 25,36 21,5 17,66 101,03 N3 45,631 43,775 44,806 42,744 48,311 116,158 N4 83,231 73,195 70,166 64,244 65,971 217,188 Ch­¬ng IV Chän m¸y c¾t -tÝnh to¸n kinh tÕ kÜ thuËt chän ph­¬ng ¸n tèi ­u i. Chän m¸y c¾t M¸y c¾t ®iÖn dïng ®Ó ®ãng c¾t m¹ch ®iÖn khi cã dßng phô t¶i vµ c¶ khi cã dßng ng¾n m¹ch. Yªu cÇu ®èi víi chóng lµ lµm viÖc ®¶m b¶o ph¶i c¾t nhanh, khi ®ãng c¾t kh«ng g©y ch¸y, næ, kÝch th­íc gän nhÑ, gi¸ thµnh h¹. Dùa vµo dßng ng¾n m¹ch vµ dßng c­ìng bøc ta chän lo¹i m¸y c¾t ®iÖn cho hai ph­¬ng ¸n c¸c ®iÒu kiÖn chän nh­ sau: 1. Lo¹i m¸y c¾t §èi víi thiÕt bÞ ph©n phèi cÊp ®iÖn ¸p 110 kV, 220 kV ta chän mét lo¹i m¸y c¾t khÝ SF6 . PhÝa thiÕt bÞ ph©n phèi ®iÖn ¸p m¸y ph¸t do dßng ng¾n m¹ch lín nªn ta chän m¸y c¾t kh«ng khÝ. 2. §iÖn ¸p ®Þnh møc §iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¸y c¾t ®­îc chän t­¬ng øng víi ®iÖn ¸p cña l­íi ®iÖn U®mMC³ Ul­íi 3.Dßng ®iÖn Dßng ®iÖn ®Þnh møc ®­îc chän sao cho m¸y c¾t lµm viÖc tèt trong tr¹ng th¸i lµm viÖc c­ìng bøc nªn I®mMC ³ Icbmax. C¸c m¸y c¾t cña ph­¬ng ¸n 1 cã th«ng sè nh­ sau: B¶ng 22 §iÓm ng¾n m¹ch Tªn m¹ch ®iÖn Th«ng sè tÝnh to¸n Lo¹i MC ®iÖn Th«ng sè ®Þnh møc U®m kV Icb Ka U®m kV Idm kA N1 Cao 220 0,745 3AQ1 245 4 N2 Trung 110 0,689 3AQ1FE 123 3,15 N4 M¸y ph¸t 10,5 7,217 8KB41 12 12,5 Do dßng ®iÖn ®Þnh møc cña c¸c m¸y c¾t I®m ³ 1000 A nªn ta kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. C¸c m¸y c¾t cña ph­¬ng ¸n 2 cã th«ng sè nh­ sau: B¶ng 23 §iÓm ng¾n m¹ch Tªn m¹ch ®iÖn Th«ng sè tÝnh to¸n Lo¹i MC ®iÖn Th«ng sè ®Þnh møc U®m kV Icb kA U®m kV Idm Ka N1 Cao 220 0,745 3AQ1 245 4 N2 Trung 110 0,689 3AQ1FE 123 3,15 N4 M¸y ph¸t 10,5 7,217 8KB41 12 12,5 Do dßng ®iÖn ®Þnh møc cña c¸c m¸y c¾t I®m ³ 1000 A nªn ta kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. ii. chän s¬ ®å thiÕt bÞ ph©n phèi §Ó lùa chän ph­¬ng ¸n tèi ­u ta ph¶i tiÕn hµnh so s¸nh vÒ mÆt kinh tÕ vµ kü thuËt. Nh­ ta ®· biÕt, mét ph­¬ng ¸n cã vèn ®Çu t­ lín, ®¶m b¶o th× th­êng chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m vÒ b¶o qu¶n söa ch÷a sÏ nhá, ng­îc l¹i mét ph­¬ng ¸n vèn ®Çu t­ Ýt th× chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m sÏ lín vµ x¸c suÊt sù cè còng sÏ cao. V× vËy, vÒ mÆt kinh tÕ vµ kü thuËt cña mçi ph­¬ng ¸n cã sù m©u thuÉn víi nhau, nhiÖm vô cña ng­êi thiÕt kÕ ph¶i gi¶i quyÕt vÊn ®Ò ®ã tøc lµ phèi hîp hµi hoµ c¸c mÆt m©u thuÉn ®Ó x¸c ®Þnh mét ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn vÒ kü thuËt vµ chØ tiªu kinh tÕ. §Ó cã thÓ tiÕn hµnh so s¸nh th× ta ph¶i chän s¬ ®å nèi ®iÖn chÝnh cho phÇn ®iÖn nhµ m¸y thiÕt kÕ cho tõng ph­¬ng ¸n vµ so s¸nh. Víi c¶ hai ph­¬ng ¸n ta chän m¹ch hÖ thèng lµ s¬ ®å hÖ thèng hai thanh gãp, cßn m¹ch trung ¸p ta chän s¬ ®å hÖ thèng hai thanh gãp cã thanh gãp vßng, v× nhµ m¸y chñ yÕu ph¸t c«ng suÊt cho phô t¶i trung ¸p nªn s¬ ®å chän tin cËy. §èi víi s¬ ®å hÖ thèng hai thanh gãp cã mét m¸y c¾t trªn mét m¹ch, mçi nguån cung cÊp vµ mçi ®­êng d©y nèi víi thanh gãp qua mét m¸y c¾t vµ hai dao c¸ch ly thanh gãp. Mét hÖ thèng thanh gãp lµm viÖc vµ mét thanh gãp dù tr÷. Khi thanh gãp nµo lµm viÖc th× c¸c dao c¸ch ly thanh gãp lµm viÖc ®ãng l¹i vµ dao c¸ch ly nèi víi thanh gãp dù tr÷ c¾t ra. Sù liªn l¹c gi÷a hai thanh gãp th«ng qua m¸y c¾t nèi. Trong s¬ ®å nµy cã ­u ®iÓm lµ lÇn l­ît s÷a ch÷a tõng thanh gãp mµ hé tiªu thô kh«ng mÊt ®iÖn, söa dao c¸ch li thanh gãp nµo th× m¹ch ®ã mÊt ®iÖn, nhanh chãng phôc håi sù lµm viÖc cña thiÕt bÞ khi ng¾n m¹ch trªn thanh gãp lµm viÖc, söa ch÷a m¸y c¾t cña m¹ch bÊt kú m¹ch Êy kh«ng bÞ mÊt ®iÖn l©u dµi. Nh­îc ®iÓm cña s¬ ®å nµy dïng dao c¸ch ly thao t¸c ®ãng c¾t c¸c m¹ch song song. NÕu thao t¸c nhÇm lÉn th× sÏ dÉn ®Õn hËu qu¶ nghiªm träng. MÆt kh¸c nÕu kh«ng ph©n ®o¹n thanh gãp lµm viÖc th× khi ng¾n m¹ch sÏ g©y nªn mÊt ®iÖn toµn bé thiÕt bÞ. §Ó kh¾c phôc nh­îc ®iÓm nµy ta cho vËn hµnh song song c¶ hai hÖ thèng thanh gãp. Sö dông s¬ ®å hÖ thèng hai thanh gãp rÊt tèn dao c¸ch ly, bè trÝ thiÕt bÞ ph©n phèi phøc t¹p vµ gi¸ thµnh cao. §èi víi s¬ ®å hÖ thèng hai thanh gãp cã thanh gãp ®­êng vßng kh¾c phôc ®­îc nh­îc ®iÓm trªn cña s¬ ®å hÖ thèng hai thanh gãp. Söa ch÷a m¸y c¾t mét m¹ch bÊt kú vÉn kh«ng mÊt ®iÖn, c¸c m¹ch ®Òu nèi víi thanh gãp vßng qua dao c¸ch ly vßng. Ngoµi m¸y c¾t nèi gi÷a hai thanh gãp cßn cã m¸y c¾t vßng nèi thanh gãp vßng víi hÖ thèng thanh gãp chÝnh. KiÓu s¬ ®å nµy tèn nhiÒu dao c¸ch ly, cÊu t¹o thiÕt bÞ ph©n phèi phøc t¹p. S¬ ®å nèi ®iÖn cho hai ph­¬ng ¸n nh­ sau: Ph­¬ng ¸n 1 H×nh 22 Ph­¬ng ¸n 2 H×nh 23 II.1. C¸c chØ tiªu kinh tÕ 1. Vèn ®Çu t­ thiÕt bÞ Khi tÝnh vèn ®Çu t­ thiÕt bÞ ta chØ tÝnh tiÒn mua thiÕt bÞ, tiÒn chuyªn chë vµ x©y l¾p c¸c thiÕt bÞ chÝnh nh­ m¸y ph¸t ®iÖn, m¸y biÕn ¸p, m¸y c¾t ®iÖn, kh¸ng ®iÖn ph©n ®o¹n nÕu cã. Mét c¸ch gÇn ®óng ta cã thÓ tÝnh vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p vµ c¸c thiÕt bÞ ph©n phèi (bao gåm tiÒn mua, chuyªn chë, x©y l¾p). Dùa vµo sè m¹ch cña thiÕt bÞ ph©n phèi øng víi c¸c cÊp ®iÖn ¸p ®· chän, chñ yÕu lµ tiÒn m¸y c¾t ®iÖn. V = VB + VTBPP + VB lµ vèn ®Çu t­ m¸y biÕn ¸p VB = kivBi vBi lµ gi¸ m¸y biÕn ¸p thø i ki lµ hÖ sè tÝnh ®Õn chuyªn chë, x©y l¾p m¸y biÕn ¸p. HÖ sè nµy phô thuéc vµo cÊp ®iÖn ¸p cuén cao, c«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸p biÕn ¸p + VTBPP lµ vèn ®Çu t­ thiÕt bÞ ph©n phèi VTBPP = ni lµ sè m¹ch cña thiÕt bÞ ph©n phèi øng víi c¸c cÊp ®iÖn ¸p trong s¬ ®å chän vtbppi lµ gi¸ m¹ch thiÕt bÞ ph©n phèi thø i 2. PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m P PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m cña mçi ph­¬ng ¸n ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: P = Pkh + P + Pkh¸c Pk: lµ khÊu hµng n¨m vÒ vèn ®Çu t­ vµ söa ch÷a lín Pkh = Gi¸ trÞ hÖ sè a lµ hÖ sè ®Þnh møc khÊu hao phÇn tr¨m + NÕu a < 150 kV th× a=9,4% + NÕu a 220 kV th× a=8,4% : PhÝ tæn do tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn = b.DA b = 500®/kWh Pkh¸c: Chi phÝ phôc vô thiÕt bÞ (söa ch÷a th­êng xuyªn vµ tiÒn l­¬ng c«ng nh©n). Lo¹i chi phÝ nµy phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh­ lo¹i thiÕt bÞ, lo¹i nhiªn liÖu, c¸c th«ng sè kü thuËt cña thiÕt bÞ chÝnh…Chi phÝ nµy t¹o nªn mét phÇn kh«ng ®¸ng kÓ so víi chi phÝ s¶n xuÊt, mÆt kh¸c nã còng kh¸c nhau Ýt gi÷a c¸c ph­¬ng ¸n so s¸nh nªn ta bá qua lo¹i chi phÝ nµy. II.2. TÝnh to¸n kinh tÕ cho tõng ph­¬ng ¸n 1. Ph­¬ng ¸n 1 a. Vèn ®Çu t­ thiÕt bÞ Gi¸ tiÒn mét bé m¸y biÕn ¸p ba pha hai d©y quÊn lo¹iTPДЦH lµ: 8960106 ®ång S®m = 125 MVA, U®mcao = 115 kV nªn hÖ sè chuyªn chë kB = 1,5 Gi¸ tiÒn mét bé m¸y biÕn ¸p ba pha hai d©y quÊn lo¹i TДЦ lµ 11340106®ång S®m = 125 MVA, U®mcao = 242 kV nªn hÖ sè chuyªn chë kB =1,4 Ta cã gi¸ tiÒn mét biÕn ¸p tù ngÉu ba pha ATДTHlµ:18760106®ång S®m = 250 MVA, U®mcao = 230 kV nªn hÖ sè chuyªn chë kB = 1,4 Vèn ®Çu t­ m¸y biÕn ¸p cña ph­¬ng ¸n 1 lµ VBA =1,58960106 +1,411340106 +21,418760106= 81,84109 ®ång Vèn ®Çu t­ thiÕt bÞ ph©n phèi: CÊp 220 kV cã 7 m¹ch m¸y c¾t lo¹i 3AQ gi¸ mçi m¹ch lµ: 71,510340103= 2,86109 ®ång CÊp 110 kV cã 10 m¹ch m¸y c¾t lo¹i 3AQFE gi¸ mçi m¹ch lµ: 3110340103= 1,24109 ®ång CÊp 10,5 kV cã 2 m¹ch m¸y c¾t lo¹i 8BK41 gi¸ mçi m¹ch lµ: 2110340103= 0,84109 ®ång Vèn ®Çu t­ thiÕt bÞ ph©n phèi cho ph­¬ng ¸n nµy lµ Vtbpp = 72,86109 +101,24109 + 20,84109 =34,1109 ®ång Tæng vèn ®Çu t­ V1 = VBA + Vtbpp=81,84109 + 34,1109 =115,94109 ®ång b. PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m P PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m P1 =Pkh +P=115,94109 + 50011566,3566103 =15,522109 ®ång 2. Ph­¬ng ¸n 2 a. Vèn ®Çu t­ thiÕt bÞ Gi¸ tiÒn mét bé m¸y biÕn ¸p ba pha hai d©y quÊn lo¹iTPДЦH lµ: 8960106 ®ång S®m = 125 MVA, U®mcao = 115 kV nªn hÖ sè chuyªn chë kB = 1,5 Ta cã gi¸ tiÒn mét biÕn ¸p tù ngÉu ba pha ATДTHlµ:18760106®ång S®m = 250 MVA, U®mcao = 230 kV nªn hÖ sè chuyªn chë kB = 1,4 Vèn ®Çu t­ m¸y biÕn ¸p cña ph­¬ng ¸n 2 lµ VBA = 21,5 8960106 +21,418760106= 79,41109 ®ång Vèn ®Çu t­ thiÕt bÞ ph©n phèi: CÊp 220 kV cã 5 m¹ch m¸y c¾t lo¹i 3AQ gi¸ mçi m¹ch lµ: 71,510340103= 2,86109 ®ång CÊp 110 kV cã 11 m¹ch m¸y c¾t lo¹i 3AQFE gi¸ mçi m¹ch lµ: 3110340103= 1,24109 ®ång CÊp 10,5 kV cã 2 m¹ch m¸y c¾t gi¸ mçi m¹ch lµ: 2110340103= 0,84109 ®ång Vèn ®Çu t­ thiÕt bÞ ph©n phèi cho ph­¬ng ¸n nµy lµ Vtbpp =( 52,86 +111,24 +20,84)109 =29,62109 ®ång Tæng vèn ®Çu t­ V2 = VBA + Vtbpp=79,41109 + 29,62109 =109,03109 ®ång b. PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m P PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m P2=Pkh+P=109,03109+50011711,7512103=15,014109 ®ång B¶ng Ph­¬ng ¸n Vèn ( 109 ®) Chi phÝ vËn hµnh (109®) Ph­¬ng ¸n 1 115,94 15,522 Ph­¬ng ¸n 2 109,03 15,014 NhËn xÐt: Dùa vµo b¶ng kÕt qu¶ trªn ta thÊy râ r»ng: ph­¬ng ¸n 2 cã tæng sè vèn ®Çu t­ V2, chi phÝ vËn hµnh P2 ®Òu nhá h¬n ph­¬ng ¸n 1. ChÝnh v× vËy ®Ó ®¶m b¶o vÒ tÝnh kinh tÕ vµ kÜ thuËt trong khi thiÕt kÕ ta chän ph­¬ng ¸n 2 lµm ph­¬ng ¸n tèi ­u. ch­¬ng V Chän d©y dÉn vµ khÝ cô ®iÖn I. chän m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly 1. Chän m¸y c¾t M¸y c¾t ®iÖn dïng ®Ó ®ãng c¾t m¹ch ®iÖn khi cã dßng phô t¶i vµ c¶ khi cã dßng ng¾n m¹ch. Yªu cÇu ®èi víi chóng lµ lµm viÖc ®¶m b¶o ph¶i c¾t nhanh, khi ®ãng c¾t kh«ng g©y ch¸y, næ, kÝch th­íc gän nhÑ, gi¸ thµnh h¹. Dùa vµo dßng ng¾n m¹ch vµ dßng c­ìng bøc ta chän lo¹i m¸y c¾t ®iÖn cho hai ph­¬ng ¸n c¸c ®iÒu kiÖn chän nh­ sau: a. Lo¹i m¸y c¾t §èi víi thiÕt bÞ ph©n phèi cÊp ®iÖn ¸p 110 kV, 220 kV ta chän mét lo¹i m¸y c¾t khÝ SF6 . PhÝa thiÕt bÞ ph©n phèi ®iÖn ¸p m¸y ph¸t do dßng ng¾n m¹ch lín nªn ta chän m¸y c¾t kh«ng khÝ. b. §iÖn ¸p ®Þnh møc §iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¸y c¾t ®­îc chän t­¬ng øng víi ®iÖn ¸p cña l­íi ®iÖn U®mMC³ Ul­íi c.Dßng ®iÖn Dßng ®iÖn ®Þnh møc ®­îc chän sao cho m¸y c¾t lµm viÖc tèt trong tr¹ng th¸i lµm viÖc c­ìng bøc nªn I®mMC ³ Icbmax. d. KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch (I2nh.tnh)MC³BN CÇn chän cÆp gi¸ trÞ Inh vµ tnh sao cho tnh gÇn víi thêi gian tån t¹i ng¾n m¹ch nhÊt. e. æn ®Þnh ®éng khi ng¾n m¹ch i«®®MC³ixk Víi ixk=kxk , I'' lµ gi¸ trÞ hiÖu dông dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é thµnh phÇn chu k×. f. §iÒu kiÖn c¾t IC®mMCICtt Hay SC®mMC ³SCtt IC®mMC, SC®mMC lµ dßng c¾t vµ c«ng suÊt c¾t ®Þnh møc m¸y c¾t ICtt , SCtt lµ dßng c¾t vµ c«ng suÊt c¾t tÝnh to¸n 2. Chän dao c¸ch ly §iÒu kiÖn chän dao c¸ch ly còng gièng nh­ m¸y c¾t, trõ ®iÒu kiÖn c¾t. Khi chän dao c¸ch ly chó ý kÕt hîp chän dao nèi ®Êt ë nh÷ng n¬i cÇn thiÕt. C¸c th«ng sè tÝnh to¸n còng nh­ c¸c th«ng sè cña m¸y c¾t. C¸c th«ng sè tÝnh to¸n cña m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly ®­îc cho trong b¶ng sau: M¹ch Th«ng sè tÝnh to¸n Lo¹i MC DCL Th«ng sè ®Þnh møc U®m kV Icb kA I'' kA ixk kA U®m kV I®m kA IC®m kA I«®®®m kA Cao 220 0,745 6,95 17,692 3AQ1 245 4 50 125 PHД-200π/800 220 0,8 80 Trung 110 1,18 12,89 32,813 3AQ1-FE 123 3,15 40 100 PЛД-110/2000 110 2 100 M¸y ph¸t 10,5 7,217 37,6 95,714 8KB41 12 12,5 80 255 BPK-20/8000 20 8 300 II. Chän thanh dÉn, thanh gãp Nh÷ng thiÕt bÞ chÝnh trong nhµ m¸y ®iÖn vµ tr¹m ®iÖn nh­ m¸y ph¸t, m¸y biÕn ¸p, m¸y bï cïng víi c¸c khÝ cô ®iÖn nh­ m¸y c¾t ®iÖn, dao c¸ch ly, kh¸ng ®iÖn....®­îc nèi víi nhau b»ng thanh dÉn, thanh gãp, c¸p ®iÖn lùc. Thanh dÉn, thanh gãp cã hai lo¹i chÝnh lµ thanh dÉn cøng vµ thanh dÉn mÒm. Thanh dÉn cøng th­êng lµm b»ng ®ång nh«m, nã th­êng ®­îc dïng ®Ó nèi tõ ®Çu cùc m¸y ph¸t ®Õn gian m¸y, dïng lµm thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t, thanh gãp 6-10kV tõ ë c¸c tr¹m biÕn ¸p, ®o¹n tõ m¸y ph¸t ®Õn m¸y biªna ¸p tù dïng....Thanh dÉn cøng cã cÊu t¹o kh¸c nhau tuú vµo dßng ph¶i t¶i. Khi dßng nhá th× ph¶i dïng thanh cøng h×nh ch÷ nhËt.Khi dßng lín th× ph¶i dïng hai hay ba thanh dÉn ch÷ nhËt ®¬n trªn mçi pha. Cßn ®èi víi dßng ®iÖn trªn 3000A th× dïng thanh dÉn h×nh m¸ng ®Ó gi¶m hiÖu øng ngoµi vµ hiÖu øng gÇn, ®ång thêi lµm t¨ng kh¶ n¨ng lµm m¸t cho chóng. Khi dßng lín n÷a th× dïng thanh cøng thiÕt diÖn h×nh èng. Thanh dÉn mÒm dïng lµm thanh gãp thanh dÉn cho thiÕt bÞ ngoµi trêi ®iÖn ¸p 35kV trë lªn. Nã lµ d©y vÆn xo¸n b»ng ®ång hay lâi thÐp. Khi dïng mét sîi d©y kh«ng ®ñ t¶i dßng cÇn thiÕt ph¶i dïng chïm c¸c d©y dÉn mÒm. Chïm d©y ph©n bè ®Òu bao gåm nhiÒu d©y ph©n bè ®Òu vµ kÑp chÆt trªn vßng kim lo¹i th­êng cã d¹ng vßng trßn. Thanh dÉn vµ thanh gãp cã ba pha ®­îc bè trÝ n»m ngang, th¼ng ®øng hay ba pha trªn c¸c ®Ønh tam gi¸c. 1. Chän thanh dÉn cøng Thanh dÉn cøng ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: a. Chän thiÕt bÞ theo dßng cho phÐp l©u dµi Dßng cho phÐp l©u dµi cña thanh dÉn IcpIlvcb Trong ®ã: Ilvcb lµ dßng lµm viÖc c­ìng bøc, Ilvcb=1,05I®mf Icp lµ gi¸ trÞ dßng cho phÐp l©u dµi ®· hiÖu chØnh qua nhiÖt ®é Gi¶ thiÕt nhiÖt ®é l©u dµi cho phÐp cho phÐp cña thanh dÉn b»ng ®ång lµ cp=700C, nhiÖt ®é m«i tr­êng xung quanh lµ 0= 350C vµ nhiÖt ®é tÝnh to¸n ®Þnh møc lµ ®m=250C. Icp= VËy Icpbt (kA)Dßng ®iÖn cho phÐp > 3000(A) nªn ta ding thanh dÉn h×nh m¸ng gi¶m hiÖu øng mÆt ngoµI, ®ång thõi t¨ng kh¶ n¨ng lµm m¸t. KÝch th­íc (mm) TiÕt diÖn mét cùc (mm2) M« men trë kh¸ng (cm3) M« men qu¸n tÝnh (cm4) Dßng ®iÖn cho phÐp (A) h b c r Mét thanh Hai thanh Mét thanh Hai thanh 175 80 8 12 2440 Wx-x Wy-y Wyo-yo Jx-x Jy-y Jyo-yo 122 25 250 1070 114 2190 8550 d y Y r h X y Trong ®ã h ,b ,c lµ c¸c kÝch th­íc vµ W lµ c¸c gi¸ trÞ m«men trë kh¸ng cña thanh dÉn. Cô thÓ ta cã h×nh d¸ng cña thanh dÉn nh­ sau : b h KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch : Do thanh dÉn cã dßng cho phÐp lín h¬n 1000 (A) nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. KiÓm tra æn ®Þnh ®éng : Theo tiªu chuÈn ®é bÒn c¬, øng suÊt cña vËt liÖu thanh dÉn kh«ng ®­îc lín h¬n øng suÊt cho phÐp cña nã, cã nghÜa lµ : stt scp - §èi víi nh«m th× øng suÊt cho phÐp lµ 700 KG/cm2,cßn ®èi víi ®ång th× øng suÊt cho phÐp lµ 1400 KG/cm2. §èi víi thanh dÉn ghÐp th× øng suÊt trong vËt liÖu thanh dÉn bao gåm cã hai thµnh phÇn : øng suÊt do lùc t¸c dông gi÷a c¸c pha g©y ra, vµ øng suÊt do lùc t­¬ng t¸c cña c¸c thanh trong cïng mét pha g©y nªn. + X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn thanh dÉn pha gi÷a trªn chiÒu dµi kho¶ng v­ît theo c«ng thøc : Ftt =1,76.10 –8.i2xk (KG). Trong ®ã : - ixk: dßng ®iÖn xung kÝch cña ng¾n m¹ch ba pha (A) - l1 : kho¶ng c¸ch hai sø liÒn nhau cña mét pha (cm) - a : kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha (cm) Víi cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t lµ : 10 kV, cã thÓ chän l1 =120 (cm) vµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha a = 60 (cm), vËy lùc t¸c dông lªn thanh dÉn khi ®ã sÏ lµ : Ftt =1,76.10 –8..(116,152.103)2 = 474,89 (KG). - X¸c ®Þnh m«men uèn t¸c dông lªn mét nhÞp cña thanh dÉn : M1 = = 5698,72 (KG.cm) VËy øng suÊt do lùc t¸c dông gi÷a c¸c pha g©y nªn: s1 = 22,79 (KG/cm2) + Lùc t¸c dông t­¬ng hç gi÷a c¸c thanh trong mét pha trªn chiÒu dµi l2 gi÷a c¸c miÕng ®Öm sÏ lµ : F2 = 0,51.10 –8.i2xk V× vËy ta cã lùc t¸c dông t­¬ng hç gi÷a c¸c thanh cïng mét pha g©y nªn trªn 1 cm chiÒu dµi lµ: F2 = 0,51.10 –8.i2xk = 0,51.10-8..(116,152.103)2 = 3,93 (KG/cm) - Khi ®ã m«men uèn do lùc t¸c dông t­¬ng hç gi÷a c¸c thanh trong cïng mét pha g©y nªn : M2 = = 0,33 (KG.cm) + Cuèi cïng ta cã ®iÒu kiÖn ®Ó ®¶m b¶o æn ®Þnh ®éng cña thanh dÉn sÏ lµ : stt = s1 + s2 = s1 + scp. Trong ®ã gi¸ trÞ scp ®· biÕt vµ ®­îc lÊy b»ng 1400 KG/cm2 .Do ®ã ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a hai miÕng ®Öm lµ : l2max = Víi gi¶ thiÕt chän kho¶ng c¸ch gi÷a hai miÕng ®Öm gÇn nhau ®óng b»ng kho¶ng c¸ch gi÷a hai sø th× ®Ó ®¶m b¶o æn ®Þnh ®éng ,gi¸ trÞ l2max tÝnh ®­îc ph¶i tháa m·n : l2max l1 Thay sè vµo ta tÝnh ®­îc : l2max =349,11 (cm) > l1 = 120 (cm) + Khi xÐt ®Õn dao ®éng riªng cña thanh dÉn th× ®iÒu kiÖn ®Ó æn ®Þnh ®éng cho thanh dÉn lµ dao ®éng riªng cña thanh dÉn ph¶i n»m ngoµi giíi h¹n 45- 55 Hz vµ 90- 110 Hz ®Ó tr¸nh céng h­ëng tÇn sè , tÇn sè riªng cña dao ®éng thanh dÉn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : = Trong ®ã : - l : chiÒu dµi thanh dÉn gi÷a hai sø (l = 120 cm) - E : m« men ®µn håi cña vËt liÖu (ECU = 1,1.106 KG/cm2) - : m« men qu¸n tÝnh (= 2190 cm4) - S : tiÕt diÖn thanh dÉn 2.24,4 = 48,8 cm2 - g : khèi l­îng riªng cña vËt liÖu (gcu = 8,93 g/cm3 ) Þ = = 595,95 (Hz) TÇn sè nµy n»m ngoµi kho¶ng (45-55)Hz vµ (90-110)Hz , do ®ã thanh dÉn ®· chän tháa m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng khi xÐt ®Õn dao ®éng riªng cña thanh dÉn . 5.2. Chän sø ®ì : Sø ®ì ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn sau : - Lo¹i sø . - §iÖn ¸p : U®m S U®m mg. - KiÓm tra æn ®Þnh ®éng : §iÒu kiÖn ®é bÒn cña sø lµ : F’tt 0,6Fcp Trong ®ã : Fcp : lùc cho phÐp t¸c dông lªn ®Çu sø (KG) F’tt = Ftt. Ftt : lùc tÝnh to¸n trªn kho¶ng v­ît cña thanh dÉn. Chän lo¹i sø ®Æt trong nhµ : 0f-10-3000YT3 cã c¸c th«ng sè: Lo¹i sø §iÖn ¸p ®Þnh møc (KV) §iÖn ¸p duy tr× ë tr¹ng th¸i kh« (KV) Lùc ph¸ ho¹i nhá nhÊt Fph (KG) ChiÒu cao H (mm) 0f-10-3000YT3 10 47 3000 154 Thanh dÉn Ftt F’tt H’= 241,5 mm H=154 mm Sø Víi cao cña thanh dÉn h=175 mm ®· chän H’ = 154 + = 241,5 mm. Ftt = Ftt.= 322,47.= 505,69 (KG) Fcp =0,6.3000=1800(KG)> 505,69(KG) = F’tt vËy sø ®· chän tháa m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng. 3. Chän thanh dÉn mÒm phÝa cao, trung ¸p cña m¸y biÕn ¸p Trong nhµ m¸y ®iÖn, kho¶ng c¸ch gi÷a m¸y biÕn ¸p víi hÖ thèng thanh gãp, chiÒu dµi thanh gãp nhá nªn d©y dÉn mÒm chän theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi cho phÐp + §iÒu kiÖn chän: I’cp ³ I lvcb mµ I’cp = khc.Icp Trong ®ã: khc lµ hÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é m«i tr­êng xung quanh. khc = qcp : nhiÖt ®é cho phÐp cña vËt liÖu lµm thanh dÉn lÊy qcp = 70oC q’o : NhiÖt ®é cña m«i tr­êng xung quanh lÊy q’o = 35oC q0 : NhiÖt ®é ®Þnh møc chuÈn, lÊy q®m = 25oC Thay sè vµo ta cã: khc = = 0,88 Nªn dßng ®iÖn cho phÐp cña d©y dÉn tra trong sæ tay lµ: Icp ³ a. Chän thanh dÉn phÝa cao cña m¸y biÕn ¸p PhÝa 220 kV theo tÝnh to¸n phÇn tÝnh dßng ®iÖn c­ìng bøc th× Icb =0,745 kA nªn Icp ³ = = 0,847 kA ®Ó ®¶m b¶o tèi thiÓu vÇng quang ta ph¶i chän tiÕt diÖn tèi thiÓu 160 mm2 §iÖn ¸p TiÕt diÖn chuÈn Nh«m/thÐp TiÕt diÖn mm2 §­êng kÝnh mm Dßng ®iÖn cho phÐp(A) Nh«m ThÐp D©y dÉn Lâi thÐp 220 kV 500/27 481 26,6 29,4 6,6 945 KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt cho thanh dÉn Khi cã ng¾n m¹ch xung l­îng nhiÖt do dßng ng¾n m¹ch sinh ra ®­îc tÝnh theo biÓu thøc. (kA2.sec) Trong ®ã: IN(t) lµ gÝa trÞ hiÖu dông cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¹i thêi ®iÓm t. Mét c¸ch gÇn ®óng ta cã: IN(t)= BN= BN=BNck+BNkck BNck lµ xung l­îng nhiÖt thµnh phÇn chu k× cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch BNkck lµ xung l­îng nhiÖt cña thµnh phÇn kh«ng chu k× cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch +X¸c ®Þnh BNck ( dïng ph­¬ng ph¸p ®å thÞ) Ta t×m gi¸ trÞ hiÖu dông dßng ng¾n m¹ch thµnh phÇn chu k× t¹i c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau: Gi¶ thiÕt thêi gian tån t¹i ng¾n m¹ch lµ t=0,5 sec,chia kho¶ng thêi gian thµnh c¸c kho¶ng (0 ;0,1), (0,1 ;0,2), (0,2 ;0,5). BiÓu diÔn trªn ®å thÞ ta cã diÖn tÝch giíi h¹n cña ®­êng cong nµy víi c¸c trôc to¹ ®é chÝnh lµ BNck. Mét c¸ch gÇn ®óng diÖn tÝch nµy cã thÓ x¸c ®Þnh theo ®­êng bËc thang ho¸ víi diÖn tÝch mçi bËc thang lµ: lµ kho¶ng thêi gian tõ khi ng¾n m¹ch cho ®Õn khi c¾t xong ng¾n m¹ch. Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c ®iÓm ng¾n m¹ch ë ch­¬ng 3 ta ®· tÝnh ®­îc c¸c dßng ng¾n m¹ch hiÖu dông ë c¸c thêi ®iÓm t=0; t=0,1; t=0,2,t=0,5 t¹i ®iÓm N1 nh­ sau: §iÓm ng¾n m¹ch IN(0), kA IN(0,1), kA IN(0,2), kA IN(0,5), kA N1 7,52 7,08 6,76 6,93 Tõ ®ã tÝnh ®­îc gi¸ trÞ trung b×nh nh­ sau kA kA kA +Víi kho¶ng chia t=0,5sec ta cã xung l­îng nhiÖt cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch cña dßng ®iÖn chu kú. BNCK==53,338.0,1 + 47,912.0,1 + 46,861.0,3=24,183 kAs +Xung l­îng nhiÖt cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch thµnh phÇn kh«ng chu kú BNkck=I Trong ®ã: Ta lµ h»ng sè thêi gian t­¬ng ®­¬ng cña l­íi, víi l­íi ®iÖn cã U³ 1000V cã thÓ lÊy Ta=0,05 sec. BNkck=0,05 7,52 =2,828 kAs VËy xung l­îng nhiÖt tæng: BN=BNck+BNkck= 24,183+2,828 =27,011 kA2sec §Ó ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt th× d©y dÉn ®· chän ph¶i cã tiÕt diÖn nhá nhÊt lµ: Smin= Víi d©y nh«m lâi thÐp ta tra ®­îc : C=88A2s/mm2 nªn ta cã: Smin= mm2 Víi tiÕt diÖn ®· chän AC-481 cã: S=481mm2>Smin=59,06 mm2 Do ®ã d©y dÉn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang C¸c d©y dÉn ®iÖn ¸p cao 220 kV chän ®Òu ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang, gi¶m tèi thiÓu tæn thÊt vÇng quang, cô thÓ Uvq ³ U®m Trong ®ã: Uvq lµ ®iÖn ¸p tíi h¹n ®Ó ph¸t sinh vÇng quang, ta cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: m: hÖ sè xÐt ®Õn ®é xï x× cña bÒ mÆt d©y dÉn, m = 0,85. r: b¸n kÝnh ngoµi cña d©y dÉn, cm. atb: kho¶ng c¸ch trung b×nh h×nh häc gi÷a c¸c pha, cm. Khi ®Æt trªn mÆt ph¼ng ngang th× atb = 1,26.D, cm D: kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trôc d©y dÉn, cm PhÝa 220 kV th× D = 400 cm nªn atb = 1,26.D = 1,26.400 = 504 cm Víi tiÕt diÖn chän th× r = = = 14,7 mm = 1,47cm §iÖn ¸p tíi h¹n ph¸t sinh vÇng quang ®èi víi pha bªn phÝa 220 kV lµ: §©y lµ ®iÖn ¸p vÇng quang tÝnh cho ba d©y dÉn ®Æt ë ba ®Ønh cña mét tam gi¸c ®Òu ®èi víi d©y dÉn ®Æt trªn mÆt ph¼ng n»m ngang ph¶i gi¶m ®i 4% víi pha gi÷a vµ 6% ®èi víi d©y dÉn hai bªn, ta cã: U=0,96266,08=255,44 kV>220 kV U=0,94266,08=250,12 kV>220 kV Do ®ã tiÕt diÖn chän lµ ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt. VËy d©y dÉn mÒn ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang. b. Chän thanh dÉn phÝa trung ¸p cña m¸y biÕn ¸p PhÝa 110 kV theo tÝnh to¸n phÇn tÝnh dßng ®iÖn c­ìng bøc th× Icb= 0,689 kA nªn Icp ³ == 0,783 kA VËy ta chän thanh dÉn cã th«ng sè nh­ b¶ng sau §iÖn ¸p TiÕt diÖn chuÈn Nh«m/thÐp TiÕt diÖn mm2 §­êng kÝnh mm Dßng ®iÖn cho phÐp(A) Nh«m ThÐp D©y dÉn Lâi thÐp 110 Kv 400/22 394 22 26,6 6 835 KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt cho thanh dÉn Khi cã ng¾n m¹ch xung l­îng nhiÖt do dßng ng¾n m¹ch sinh ra ®­îc tÝnh theo biÓu thøc. (kA2.sec) Trong ®ã: IN(t) lµ gÝa trÞ hiÖu dông cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¹i thêi ®iÓm t. Mét c¸ch gÇn ®óng ta cã: IN(t)= BN= BN=BNck+BNkck BNck lµ xung l­îng nhiÖt thµnh phÇn chu k× cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch BNkck lµ xung l­îng nhiÖt cña thµnh phÇn kh«ng chu k× cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch +X¸c ®Þnh BNck ( dïng ph­¬ng ph¸p ®å thÞ) Ta t×m gi¸ trÞ hiÖu dông dßng ng¾n m¹ch thµnh phÇn chu k× t¹i c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau: Gi¶ thiÕt thêi gian tån t¹i ng¾n m¹ch lµ t=0,5 sec,chia kho¶ng thêi gian thµnh c¸c kho¶ng (0 ;0,1), (0,1 ;0,2), (0,2 ;0,5). BiÓu diÔn trªn ®å thÞ ta cã diÖn tÝch giíi h¹n cña dêng cong nµy víi c¸c trôc to¹ ®é chÝnh lµ BNck. Mét c¸ch gÇn ®óng diÖn tÝch nµy cã thÓ x¸c ®Þnh theo ®­êng bËc thang ho¸ víi diÖn tÝch mçi bËc thang lµ: lµ kho¶ng thêi gian tõ khi ng¾n m¹ch cho ®Õn khi c¾t xong ng¾n m¹ch. Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c ®iÓm ng¾n m¹ch ë ch­¬ng 4 ta ®· tÝnh ®­îc c¸c dßng ng¾n m¹ch hiÖu dông ë c¸c thêi ®iÓm t=0; t=0,1; t=0,2,t=0,5 t¹i ®iÓm N2 nh­ sau: §iÓm ng¾n m¹ch IN(0), kA IN(0,1), kA IN(0,2), kA IN(0,5), kA N2 14,6 13,35 12,97 12,22 Tõ ®ã tÝnh ®­îc gi¸ trÞ trung b×nh nh­ sau: kA kA kA +Víi kho¶ng chia t=0,5sec ta cã xung l­îng nhiÖt cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch cña dßng ®iÖn chu kú. BNCK==195,69.0,1 + 173,22.0,1 + 158,77.0,3=84,522 kAs +Xung l­îng nhiÖt cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch thµnh phÇn kh«ng chu kú BNkck=Ta Trong ®ã: Ta lµ h»ng sè thêi gian t­¬ng ®­¬ng cña l­íi, víi l­íi ®iÖn cã U³ 1000V cã thÓ lÊy Ta=0,05 sec. BNkck=0,05 14,6=10,658kA2.sec VËy BN=BNck+BNkck=84,522+10,658 =95,18 kA2sec §Ó ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt th× d©y dÉn ®· chän ph¶i cã tiÕt diÖn nhá nhÊt lµ: Smin= Víi d©y nh«m lâi thÐp ta tra ®­îc : C=88A2s/mm2 nªn ta cã: Smin==110,864 mm Víi tiÕt diÖn ®· chän AC-400 cã: S=394mm2>Smin=110,864mm2 Do ®ã d©y dÉn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang C¸c d©y dÉn ®iÖn ¸p cao 110 kV chän ®Òu ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang, gi¶m tèi thiÓu tæn thÊt vÇng quang, cô thÓ Uvq ³ U®m Trong ®ã: Uvq lµ ®iÖn ¸p tíi h¹n ®Ó ph¸t sinh vÇng quang, ta cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: m: hÖ sè xÐt ®Õn ®é xï x× cña bÒ mÆt d©y dÉn, m = 0,85. r: b¸n kÝnh ngoµi cña d©y dÉn, cm. atb: kho¶ng c¸ch trung b×nh h×nh häc gi÷a c¸c pha, cm. Khi ®Æt trªn mÆt ph¼ng ngang th× atb = 1,26.D, cm D: kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trôc d©y dÉn, cm PhÝa 110 kV th× D = 400 cm nªn atb = 1,26.D = 1,26.400 = 504 cm Víi tiÕt diÖn chän th× r = = = 13,3 mm = 1,33cm §iÖn ¸p tíi h¹n ph¸t sinh vÇng quang ®èi víi pha bªn phÝa 110 kV lµ: 3. VËy d©y dÉn mÒn ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang. 4. Chän c¸p vµ kh¸ng ®iÖn ®­êng d©y a.Chän c¸p. ViÖc chän c¸p vµ kh¸ng ®­êng d©y ®Ó phôc vô cho viÖc lùa chän thiÕt bÞ cña phô t¶i ®Þa ph­¬ng. C¸p ®iÖn lùc dïng ®Ó nèi gi÷a ®Çu cùc m¸y ph¸t tíi thanh gãp cña phô t¶i ®Þa ph­¬ng. Ta tÝnh thêi gian lµm viÖc cùc ®¹i cña c¸p. (h) Tra b¶ng ta chän c¸p ba lâi ®ång c¸ch ®iÖn b»ng giÊy tÈm dÇu ®Æt trong ®Êt cã: Jkt=1,2A/mm2 + TiÕt diÖn c¸p Do phô t¶i ®Þa ph­¬ng ®­îc cÊp ®iÖn qua 4 ®­êng d©y c¸p kÐp 3,2MW dµI 4km. hÖ sè cosa=0,85.Vµ 3 ®­êng d©y c¸p ®¬n1,2mw dµi 3km. Dßng lµm viÖc: IlvkÐp= kA Ilv®¬n= kA §Ó ®¬n gi¶n ta chØ chän mét lo¹i c¸p ®ã lµ lo¹i c¸p cã Ilv=0,11kA VËy tiÕt diÖn c¸p : Skt ===91,667mm Do ®ã ta chän c¸p b»ng ®ång cã c¸c th«ng sè nh­ sau: U®m (kV) TiÕt diÖn ( mm2) Icp (A) 10 95 200 +KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt khi b×nh th­êng Dßng ®iÖn cho phÐp sau khi ®· hiÖu chØnh theo m«i tr­êng, sè c¸p ®Æt song song vµ kho¶ng c¸ch ®Æt c¸p lµ I’cp = k1.k2.Icp ³ Ibt k1 - hÖ sè hiÖu chØnh theo m«i tr­êng ®Æt c¸p. k2 - hÖ sè hiÖu chØnh theo sè c¸p ®Æt song song vµ kho¶ng c¸ch. §Æt c¸p trong ®Êt nhiÖt ®é 15OC, nhiÖt ®é ph¸t nãng cña ruét c¸p 10 kV cho phÐp lµ 60OC, nhiÖt ®é tiªu chuÈn lµ 25OC, kho¶ng c¸ch gi÷a 2 c¸p ®Æt song song lµ 200 mm. Do ®ã: §èi víi d©y c¸p kÐp th× k2 = 0,92. Icp’ = 0,88.0,92.200 = 161,92 A mµ Ibt = 110 A Nªn I’cp > Ibt hay c¸p lµm viÖc tèt trong ®iÒu kiÖn b×nh th­êng +KiÓm tra ph¸t nãng khi lµm viÖc c­ìng bøc cña ®­êng d©y c¸p kÐp: HÖ sè qu¸ t¶i cña c¸p kqt = 1,3 Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña c¸p lµ Icb = 2.Ibt = 2.110 A = 220 A Mµ kqt.Icp’ = 1,3.161,92 = 210,496A nªn Icb > kqt.Icp’ VËy chän c¸p kÐp cã F = 95 mm2 lµ kh«ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng khi lµm viÖc c­ìng bøc. Do ®ã ta ph¶i chän l¹i tiÕt diÖn c¸p theo ®iÒu kiÖn Kqt.Icp’ > Icb hay kqt.k1 k2Icp > Icb ®Icp> A Nªn F = 120 mm2 cã Icp = 240 A lµ ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kü thuËt ·chän ®­êng d©y c¸p ®¬n cã Ilv=0,082kA VËy tiÕt diÖn c¸p : Skt ===68,33mm Do ®ã ta chän c¸p b»ng ®ång cã c¸c th«ng sè nh­ sau: U®m (kV) TiÕt diÖn ( mm2) Icp (A) 10 120 240 chØ cÇn kiÓm tra c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi: §èi víi d©y c¸p ®¬n th× k2 = 0,92. Icp’ = 0,88.0,92.240 = 194,302 A mµ Ibt = 82 A Nªn I’cp > Ibt hay c¸p lµm viÖc tèt trong ®iÒu kiÖn b×nh th­êng +KiÓm tra ph¸t nãng khi lµm viÖc c­ìng bøc cña ®­êng d©y c¸p ®¬n: HÖ sè qu¸ t¶i cña c¸p kqt = 1,3 Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña c¸p lµ Icb = 2.Ibt = 2.82= 164 A Mµ kqt.Icp’ = 1,3.194,302 = 252,5952A nªn Icb < kqt.Icp’ nªn ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµI ®­îc tho¶ m·n b. Chän kh¸ng(sda) Kh¸ng ®iÖn dïng ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¹i c¸c hé tiªu thô ®iÖn vµ ®Ó chän m¸y c¾t hîp lý, c¸p cã tiÕt diÖn thÝch hîp vµ æn ®Þnh nhiÖt Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng lµ dßng phô t¶i ®Þa ph­¬ng max, ta chän hai kh¸ng cho hai nh¸nh ®Þa ph­¬ng, do ®ã dßng c­ìng bøc lµ dßng qua 1 kh¸ng. VËy ta chän lo¹i kh¸ng PbA-10-1500-6 cã c¸c th«ng sè sau: U®m=10kV, I®m=1,5kA + Chän m¸y c¾t ®Çu ®­ßng d©y c¸p: M¸y c¾t ®Çu c¸c ®­êng d©y c¸p ®­îc chän cho ®­êng d©y c¸p kÐp khi 1 trong hai ®­êng bÞ sù cè. Tra b¶ng chän lo¹i m¸y c¾t BMII-10-630-20 cã c¸c th«ng sè sau: U®m=10kV; I®m=630A; IC®m=20kA + TÝnh XK% Ta ph¶i chän XK% sao cho h¹n chÕ ®­îc dßng ng¾n m¹ch nhá h¬n hoÆc b»ng dßng c¾t ®Þnh møc cña m¸y c¾t ®· chän ®ång thêi ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt cña c¸p cã tiÕt diÖn ®· chän. Dßng æn ®Þnh cña c¸p ®ång cã tiÕt diÖn 95 mm2 Ta cã: Trong phÇn tÝnh to¸n ng¾n m¹ch ë ch­¬ng tr­íc ta cã: IN5''=120,943kA VËy gi¸ trÞ ®iÖn kh¸ng cña hÖ thèng tÝnh ®Õn ®iÓm ng¸n m¹ch N5 lµ: VËy ta chän kh¸ng kÐp d©y nh«m lo¹i: PbAC-10-2 x1000-10 cã Xk%=10% 5. Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p vµ m¸y biÕn dßng C¸c m¸y biÕn ¸p ®o l­êng ®­îc sö dông cho c¸c môc ®Ých ®o l­êng, khi nèi víi c¸c thiÕt bÞ ®o l­êng vµ b¶o vÖ khi chóng ®­îc nèi víi c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ. M¸y biÕn ¸p ®o l­êng cã hai lo¹i lµ m¸y biÕn ®iÖn ¸p vµ m¸y biÕn dßng ®iÖn. ViÖc chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p vµ m¸y biÕn dßng phô thuéc vµo t¶i cña nã vµ theo ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña tõng cÊp. 5.1. Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p BU. a. Chän BU cho cÊp ®iÖn ¸p 10,5 kV BU ®­îc chän theo theo ®iÒu kiÖn: - S¬ ®å nèi d©y vµ kiÓu nèi BU ph¶i chän phï hîp víi nhiÖm vô cña nã. §Ó cÊp cho BU ta dïng hai BU mét pha nèi h×nh V/V, ®Ó kiÓm tra c¸ch ®iÖn trªn m¹ch 10,5kV ta dïng lo¹i m¸y biÕn ®iÖn ¸p 3 pha 5 trô Y0/Y0/ §iÒu kiÖn chän: U®mBU Um¹ng CÊp chÝnh x¸c: chän phï hîp víi nhiÖm vô cña BU C«ng suÊt ®Þnh møc tæng phô t¶i nèi vµo biÕn ®iÖn ¸p S2 bÐ h¬n hay b»ng c«ng suÊt ®Þnh møc cña biÕn ®iÖn ¸p víi cÊp chÝnh x¸c ®· chän. S2 S®mBU + Chän d©y dÉn nèi gi÷a BU vµ c¸c dông cô ®o: tiÕt diÖn d©y dÉn ®­îc chän sao cho tæng tæn thÊt ®iÖn ¸p kh«ng qu¸ 5%U®m thø cÊp khi cã c«ng t¬ vµ 3% khi kh«ng cã c«ng t¬. +Theo ®iÒu kiÖn bÒn c¬: tiÕt diÖn tèi thiÓu lµ 1,5mm2 ®èi víi d©y ®ång vµ 2,5 mm2 ®èi víi d©y nh«m. + C¨n cø vµo c¸c ®iÒu kiÖn trªn vµ s¬ ®å bè trÝ thiÕt bÞ ®o l­êng ta chän BU cho cÊp ®iÖn ¸p 10,5kV nh­ sau: Tªn ®ång hå KÝ hiÖu Phô t¶i BU pha AB Phô t¶i BU pha BC W(P) VAR(Q) W(P) VAR(Q) V«n kÕ B-2 7,2 O¸t kÕ 341 1,8 1,8 O¸t kÕ ph¶n kh¸ng 342/1 1,8 1,8 O¸t kÕ tù ghi -33 8,3 8,3 TÇn sè kÕ -340 C«ng t¬ -670 0,66 1,62 0,66 1,62 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng WT-672 0,66 1,62 0,66 1,62 Tæng 20,4 3,24 20,4 3,24 BiÕn ®iÖn ¸p AB S2= BiÕn ®iÖn ¸p BC S2= VËy chän BU mét pha lo¹i H0M -10 víi c¸c th«ng sè sau: KiÓu §iÖn ¸p ®Þnh møc, V C«ng suÊt ®Þnh møc,VA øng víi cÊp chÝnh x¸c Cuén s¬ cÊp Cuén thø cÊp Cuén thø cÊp phô CÊp 0,5 CÊp 1 CÊp 3 HOM-10 10000 100 100 75 150 300 Chän d©y nèi tõ BU ®Õn ®ång hå ®o X¸c ®Þnh dßng ®iÖn trong c¸c d©y dÉn. §Ó ®¬n gi¶n ta coi Ia=Ic=0,2A; cosab=cosbc=1 Nh­ vËy dßng Ib= §iÖn ¸p gi¶m trong d©y a vµ b b»ng. Gi¶ sö kho¶ng c¸ch L tõ BU ®Õn dông cô ®o lµ 40 m bá qua gãc lÖch pha gi÷a Ia vµ Ib v× trong m¹ch cã c«ng t¬ nªn: TiÕt diÖn d©y dÉn cÇn ph¶i chän lµ: Theo yªu cÇu ®é bÒn c¬ häc ta chän d©y ®ång cã tiÕt diÖn lµ S=1,5mm2 b. Chän BU cho cÊp ®iÖn ¸p 110kV vµ 220kV Phô t¶i phÝa thø cÊp cña BU phÝa 110kV vµ 220kV th­êng lµ c¸c cuén d©y ®iÖn ¸p cña c¸c d©y ®ång hå v«n mÐt cã tæng trë t­¬ng ®èi lín, nªn c«ng suÊt th­êng nhá kh«ng cÇn tÝnh to¸n phô t¶i. VËy d©y dÉn th­êng chän sao cho ®¶m b¶o ®é bÒn c¬ häc. NhiÖm vô chÝnh lµ ®Ó kiÓm tra c¸ch ®iÖn vµ ®o l­êng ®iÖn ¸p nªn th­êng chän 3BU mét pha ®Êu Y0/Y0/. C¨n cø vµo nhËn xÐt trªn ta chän lo¹i BU cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹i BU CÊp ®iÖn ¸p §iÖn ¸p ®Þnh møc (kV) C«ng suÊt theo cÊp chÝnh x¸c C«ng suÊt max,MVA Cuén s¬ Cuén thø Cuén phô 0,5 1 Hk-110-58 110 66/ 0,1/ 0,1/ 400 600 2000 Hk-220-58 220 150/ 0,1/ 0,1 400 600 2000 5.2. Chän m¸y biÕn dßng ®iÖn BI M¸y biÕn dßng ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: S¬ ®å nèi d©y vµ kiÓu m¸y: S¬ ®å nèi d©y tuú thuéc vµo nhiÖm vô cña biÕn dßng cßn kiÓu biÕn dßng phô thuéc vµo vÞ trÝ ®Æt BI. §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mBI Um¹ng Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®mBI Icb CÊp chÝnh x¸c chän phï hîp víi yªu cÇu cña dông cô ®o Phô t¶i thø cÊp t­¬ng øng víi mçi cÊp chÝnh x¸c biÕn dßng cã mét phô t¶i ®Þnh møc Z®mBI, ®Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c yªu cÇu, tæng phô t¶i thø cÊp Z2 ( kÓ c¶ d©y dÉn ) kh«ng v­ît qu¸ phô t¶i ®Þnh møc. Trong ®ã: lµ tæng phô t¶i dông cô ®o lµ tæng trë cña d©y dÉn nèi tõ BI ®Õn c¸c dông cô ®o a. Chän BI cho cÊp ®iÖn ¸p 10,5kV Tõ s¬ ®å nèi d©y c¸c dông cô ®o l­êng vµ BI nh­ h×nh vÏ ta x¸c ®Þnh ®­îc phô t¶i thø cÊp cña BI ë c¸c pha. Tªn dông cô KiÓu Phô t¶i (VA) A B C Ampe kÕ э-302 1 1 1 O¸t kÕ ph¶n kh¸ng Д-341 5 0 5 O¸t kÕ tù ghi Д-34/1 5 0 5 TÇn sè kÕ Д-33 10 0 10 C«ng t¬ Д-670 2,5 0 2,5 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng Д-672 2,5 5 2,5 Tæng 26 6 26 Tõ b¶ng trªn ta thÊy phô t¶i lín nhÊt lµ ë pha B vµ pha C §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mBI UF=10kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®mBI Icb=4,33kA CÊp chÝnh x¸c cña BI lµ 10,5 (v× trong m¹ch cã c«ng t¬) VËy ta chän lo¹i TПШ-10 cã c¸c th«ng sè sau: U®m=10kV I®ms¬=5000A I®mthø=4000A CÊp chÝnh x¸c 0,5 Phô t¶i ®Þnh møc: Z2®m=1,2 V b. Chän d©y dÉn tõ BI ®Õn phô t¶i. LÊy kho¶ng c¸ch tõ BI ®Õn c¸c phô t¶i lµ L=40m. V× c¸c BI ®Æt trªn ba pha nèi theo s¬ ®å h×nh sao nªn chiÒu dµi tÝnh to¸n lµ: Ltt=L Ta cã: Tæng trë c¸c dông cô ®o l­êng m¾c vµo pha A hoÆc pha C lµ: §Ó ®¶m b¶o chÝnh x¸c yªu cÇu tæng phô t¶i phÝa thø cÊp Z2 (tÝnh c¶ d©y dÉn ) kh«ng ®­îc v­ît qu¸ phô t¶i ®Þnh møc cña biÕn dßng nghÜa lµ: Chän d©y dÉn ®ång cã tiÕt dÖn 2mm2 lµm d©y dÉn tõ BI ®Õn c¸c dông cô ®o. M¸y biÕn dßng ®· chän kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt v× cã dßng ®Þnh møc s¬ cÊp lín h¬n 1000A. BI chän còng kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh ®éng v× nã quyÕt ®Þnh bëi ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng cña thanh dÉn m¹ch m¸y ph¸t. c. Chän BI cho cÊp 110kV vµ cÊp 220kV Chän BI theo ®iÒu kiÖn: U®mBI U®ml­íi I®mBI Icb Víi cÊp ®iÖn ¸p 110kV th× Icb=0,84kA Víi cÊp ®iÖn ¸p 220kV th× Icb=0,42kA VËy ta chän BI víi c¸ th«ng sè sau: Lo¹i BI U®m kV Béi sè æn ®inh ®éng Béi sè æn ®Þnh nhiÖt CÊp chÝnh x¸c Phô t¶i Iidd Inh/tnh S¬ Thø TH-110M 110 75 60/1 1000 1 4 145 57/4 TH-220M 220 75 60/1 600 1 2 4 108 20,4/40,8 Ta cã s¬ ®å nèi d©y c¸c thiÕt bÞ ®o l­êng cña m¹ch m¸y ph¸t nh­ sau: 6. Chän chèng sÐt van cho c¸c m¹ch ThiÕt bÞ chèng sÐt lµ thiÕt bÞ ®­îc ghÐp song song víi thiÕt bÞ ®iÖn ®Ó b¶o vÖ thiÕt bÞ chèng qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn, khi xuÊt hiÖn qu¸ ®iÖn ¸p nã sÏ phãng ®iÖn tr­íc lµm gi¶m trÞ sè qu¸ ®iÖn ¸p ®Æt lªn c¸ch ®iÖn cña thiÕt bÞ vµ khi hÕt qu¸ ®iÖn ¸p th× nã dËp t¾t hå quang cña dßng ®iÖn xoay chiÒu, phôc håi tr¹ng th¸i lµm viÖc b×nh th­êng cña thiÕt bÞ. §Ó chèng sãng truyÒn vµo tr¹m biÕn ¸p ta sö dông chèng sÐt van. §©y lµ lo¹i thiÕt bÞ cã trang bÞ buång dËp hå quang hoµn chØnh dùa trªn nguyªn t¾c chia c¾t hå quang thµnh nhiÒu ®o¹n nhá vµ dïng ®iÖn trë phi tuyÕn ®Ó h¹n chÕ trÞ sè dßng hå quang (dßng xoay chiÒu). Chèng sÐt van lµ thiÕt bÞ rÊt quan träng trong tr¹m biÕn ¸p v× nã quyÕt ®Þnh viÖc lùa chän møc c¸ch ®iÖn xung kÝch cña thiÕt bÞ tøc lµ liªn quan ®Õn kÕt cÊu vµ gi¸ thµnh thiÕt bÞ. ThËt vËy c¸ch ®iÖn cña nhµ m¸y ®iÖn vµ tr¹m biÕn ¸p (c¸ch ®iÖn ®ì, c¸ch ®iÖn xuyªn, vµ c¸c c¸ch ®iÖn ®Æt trong tr¹m) ph¶i chÞu ®­îc t¸c dông cña qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn chñ yÕu lµ do sÐt ®¸nh th¼ng vµo ®­êng d©y vµ hoÆc truyÒn vµo tr¹m víi biªn ®é b»ng møc c¸ch ®iÖn xung kÝch cña ®­êng d©y v× thÕ chän c¸ch ®iÖn cña tr¹m cao h¬n c¸ch ®iÖn d­êng d©y nªn vèn ®Çu t­ cao. Nh­ng khi cã qu¸ ®iÖn ¸p chèng sÐt van sÏ duy tr× mét ®iÖn ¸p d­ hÇu nh­ kh«ng ®æi kh«ng phô thuéc vµo sãng qu¸ ®iÖn ¸p. Ta chän chèng sÐt van ®Æt ë c¸c thanh gãp ngoµi trêi 110 kV vµ 220 kV. Do m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã sù liªn hÖ vÒ ®iÖn gi÷a cao ¸p vµ trung ¸p nªn ta ph¶i ®Æt chèng sÐt van ë hai phÝa cao vµ trung, trong ®ã phÝa trung lµ b¾t buéc ph¶i ®Æt. Khi xuÊt hiÖn qu¸ ®iÖn ¸p trong m¸y biÕn ¸p ta thÊy ph©n bè ®iÖn ¸p trªn d©y quÊn cña m¸y biÕn ¸p rÊt kh¸c nhau phô thuéc vµo viÖc nèi ®Êt ®iÓm trung tÝnh cña m¸y biÕn ¸p. Nh×n chung khi nèi ®Êt ®iÓm trung tÝnh th× ®iÖn ¸p lín nhÊt t¸c dông lªn c¸ch ®iÖn kh«ng v­ît qua (1,2 ¸ 1,3)U0. víi U0 lµ biªn ®é xung vµo, cßn khi trung tÝnh c¸ch ®iÖn th× ®iÖn ¸p nµy cã thÓ t¨ng cao nh­ng kh«ng v­ît qua (1,6 ¸ 1,8)U0 vµ xuÊt hiÖn cao ë cuèi cuén d©y. V× vËy ta cÇn ph¶i t¨ng c­êng c¸ch ®iÖn cho ®Çu cuén d©y vµ cuèi cuén d©y vµ b¶o vÖ chóng khái qu¸ ®iÖn ¸p. §èi víi m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y nèi d©y Y0/D th× ®Æt chèng sÐt van ë trung tÝnh m¸y biÕn ¸p nã chØ cã t¸c dông b¶o vÖ trung tÝnh cña m¸y biÕn ¸p khi dao c¸ch li cña trung tÝnh më, nã chän thÊp h¬n mét cÊp so víi chèng sÐt van ®Æt thanh gãp cao ¸p. 6.1. Chèng sÐt ®Çu cao ¸p m¸y biÕn ¸p tù ngÉu vµ thanh gãp 220 kV Chän chèng sÐt van lo¹i PBC – 220 cã U®m = 220 kV. 6.2. Chèng sÐt ®Çu trung ¸p m¸y biÕn ¸p tù ngÉu vµ thanh gãp 110 kV Chän chèng sÐt van lo¹i PBC– 110 cã U®m = 110 kV. 6.3. Chèng sÐt cho trung tÝnh m¸y biÕn ¸p ghÐp bé víi m¸y ph¸t ®iÖn lªn thanh gãp trung ¸p 110 kV Chän chèng sÐt van lo¹i PBC – 35 cã U®m = 35 kV. Ch­¬ng VI Chän s¬ ®å nèi ®iÖn vµ thiÕt bÞ tù dïng §iÖn tù dïng trong nhµ m¸y ®iÖn ®ãng vai trß quan träng, quyÕt ®Þnh trùc tiÕp ®Õn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng. §èi víi nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn tù dïng chiÕm kho¶ng 5% ®Õn 8% l­îng ®iÖn n¨ng s¶n xuÊt cña toµn nhµ m¸y, cßn ®èi víi nhµ m¸y thuû ®iÖn tù dïng chiÕm Ýt h¬n tèi ®a lµ 2% so víi l­îng ®iÖn n¨ng s¶n xuÊt cña toµn nhµ m¸y. Phô t¶i cña hÖ thèng tù dïng th­êng lµ c¸c ®éng c¬ ®iÖn, ®èi víi nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn th× ®éng c¬ cã c«ng suÊt tõ 22kW trë lªn th× dïng ë cÊp ®iÖn ¸p 6,3kV, tuy nhiªn ®èi víi c¸c ®éng c¬ cã c«ng suÊt nhá h¬n vµ c¸c thiÕt bÞ tiªu thô ®iÖn n¨ng kh¸c l¹i dïng víi cÊp ®iÖn ¸p 380/220V. Do tÝnh chÊt ph©n bè phô t¶i nh­ vËy nªn gi÷a s¬ ®å 6,3kV vµ s¬ ®å 380/220V ta dïng s¬ ®å nèi tiÕp, nghÜa lµ tÊt c¶ c«ng suÊt ®­îc trùc tiÕp biÕn ®æi tõ cÊp 10kV xuèng 6,3kV vµ sau ®ã ®­îc biÕn ®æi tõ 6,3kV xuèng 380V. H¬n n÷a trong nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn th× 1 lß -1 tæ m¸y lµm viÖc ®éc lËp nªn cÊp 6,3kV cã mét ph©n ®o¹n riªng ®­îc cÊp b»ng mét m¸y biÕn ¸p, lÊy ®iÖn tõ ®Çu cùc cña m¸y ph¸t hoÆc thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t. Nh­ vËy ë s¬ ®å nµy ta dïng 4 m¸y biÕn ¸p cÊp 1 (10/6,3kV) vµ mét m¸y biÕn ¸p dù tr÷ cã cïng c«ng suÊt ( b×nh th­êng m¸y biÕn ¸p nµy kh«ng lµm viÖc). T­¬ng tù nh­ vËy ë cÊp 380/220V ta c÷ng bè trÝ 4MBA (6,3/0,4kV) vµ mét m¸y biÕn ¸p dù phßng, phÝa 0,4kV cã d©y nguéi. I. Chän s¬ ®å nèi ®iÖn II. Chän thiÕt bÞ tù dïng 1. Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 1 (10/6,3kV) C«ng suÊt cña m¸y biÕn ¸p tù dïng ®­îc chän dùa theo ®iÒu kiÖn: Tra b¶ng ta chän lo¹i m¸y biÕn ¸p cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹i S®m KVA UC®m kV UH®m kV P0 kW PN kW UN% I0% TM 6300 10 6,3 7,65 46,5 6,5 0,8 - Chän m¸y biÕn ¸p dù tr÷ cho cÊp 10/6,3kV C«ng suÊt m¸y biÕn ¸p dù tr÷ th­êng b»ng (1 ®Õn 1,5)S®mF. Tuy nhiªn do nhµ m¸y cã thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y nªn m¸y biÕn ¸p dù tr÷ chØ lµm viÖc thay thÕ mét m¸y biÕn ¸p khi cã sù cè do ®ã m¸y biÕn ¸p dù tr÷ cã thÓ chän cïng lo¹i víi m¸y biÕn ¸p trªn. 2. Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 2 (0,4kV ) C¸c m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 0,4kV dïng ®Ó cung cÊp cho c¸c phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p 380/220V vµ chiÕu s¸ng nªn c«ng suÊt m¸y th­êng ®­îc chän nhá h¬n 1000kVA. Th«ng th­êng: S®mB Tra b¶ng ta chän lo¹i m¸y biÕn ¸p sau: Lo¹i S®m kVA UC®m kV UH®m kV P0 kW PN kW UN% I0% TC3-630/10 630 10 0,4 2 7,3 5,5 1,5 3. Chän m¸y c¾t phÝa 6,3kV - Nh­ ®¨ tÝnh to¸n ë ch­¬ng V dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é t¹i ®iÓm N5 cã gi¸ trÞ: I''N5=120,943kA - §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p -VËy dßng siªu qu¸ ®é thµnh phÇn chu kú t¹i N9 - C¨n cø vµo ®iÓm ng¾n m¹ch N9 ta chän lo¹i m¸y c¾t nh­ sau: + Lo¹i: 8DA-10 m¸y c¾t kh«ng khÝ cña siemens + U®m=12kV + Ic¾t ®m=40kA 4. Lùa chän ¸ptom¸t cho phô t¶i tù dïng cÊp 0,4kV ¸pt«m¸t ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn: U®m U®mm¹ng=0,4kV I®m Ilvmax Ic¾t ®m I''N - Dßng ®Þnh møc qua apt«m¸t §Ó chän dßng c¾t ®Þnh møc cña ¸pt«m¸t ta tÝnh ®iÓm ng¾n m¹ch N8 trªn thanh c¸i 0,4kV, nguån cung cÊp cho ®iÓn ng¾n m¹ch nµy m¸y biÕn ¸p cÊp 2 ( 0,4kA). Ta cã s¬ ®å thay thÕ: Dßng ng¾n m¹ch t¹i N8 C¨n cø vµo ®iÒu kiÖn chän ¸pt«m¸t vµ kÕt qu¶ tÝnh ng¾n m¹ch ta chän ¸pt«m¸t cña h·ng MelinGerin lo¹i M12 cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹i U®m (kV) I®m (kA) Sè cùc IcÊt ®m(kA) M-12 690 1250 3-4 40