Thiết kế nhà máy điện thuỷ điện có tổng công suất đặt là 400 MW gồm có 4 máy phát điện kiểu thủy điện cung cấp cho phụ tải ở 3 cấp điện áp máy phát

cÊp ®iÖn ®¶m b¶o, gi¶m ®­îc vèn ®Çu t­ do nèi bé ë cÊp ®iÖn ¸p thÊp h¬n thiÕt bÞ rÎ tiÒn h¬n. PhÇn c«ng suÊt lu«n thõa bªn trung ®­îc truyÒn qua m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ®­a lªn hÖ thèng (v× tæng c«ng suÊt c¸c bé bªn trung lu«n lín h¬n phô t¶i cùc ®¹i bªn trung). ¦u ®iÓm cña ph­¬ng ¸n nµy lµ chØ dïng hai lo¹i m¸y biÕn ¸p. Ngoµi ra do STmin = 112,5 MVA > 2SF®m =2.125 =250 MVA nªn 2 bé nèi víi thanh gãp 110KV cã thÓ lu«n lu«n lµm viÖc ë chÕ ®é ®Þnh møc. 2-3. Ph­¬ng ¸n III(H×nh 2-3). B3 B4 B5 ST SUF HT ~ B6 ~ B2 ~ B1 ~ NhËn xÐt : - Sè l­îng m¸y biÕn ¸p nhiÒu ®ßi hái vèn ®Çu t­ lín, ®ång thêi trong qu¸ tr×nh vËn hµnh x¸c suÊt sù cè m¸y biÕn ¸p t¨ng, tæn thÊt c«ng suÊt lín. - Khi sù cè bé bªn trung th× m¸y biÕn ¸p tù ngÉu chÞu t¶i qua cuén d©y chung lín so víi c«ng suÊt cña nã. Tãm l¹i: Qua nh÷ng ph©n tÝch trªn ®©y ta ®Ó l¹i ph­¬ng ¸n I vµ ph­¬ng ¸n II ®Ó tÝnh to¸n, so s¸nh cô thÓ h¬n vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt nh»m chän ®­îc s¬ ®å nèi ®iÖn tèi ­u cho nhµ m¸y ®iÖn. Ch­¬ng III Chän m¸y biÕn ¸p vµ tÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng 3-1.Chän m¸y biÕn ¸p - ph©n phèi c«ng suÊt cho m¸y biÕn ¸p. Gi¶ thiÕt c¸c m¸y biÕn ¸p ®­îc chÕ t¹o phï hîp víi ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é m«i tr­êng n¬i l¾p ®Æt nhµ m¸y ®iÖn . Do vËy kh«ng cÇn hiÖu chØnh c«ng suÊt ®Þnh møc cña chóng. I.Ph­¬ng ¸n I (h×nh 2-1). Chän m¸y biÕn ¸p : - C«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1, B2 ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn sau: SB1®m = SB2®m ³ SF®m Trong ®ã a lµ hÖ sè cã lîi cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu Do ®ã : SB1®m = SB2®m ³ MVA Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta chän tæ hîp ba m¸y biÕn ¸p tù ngÉu mét pha cho mçi m¸y biÕn ¸p B1,B2 lo¹i: TДЦ 125 - 242/10,5 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ b¶ng 3-1 (lµ th«ng sè cho mét pha trong tæ hîp 3 pha ): B¶ng 3-1 S®m (MVA) U®m (KV) UN%(*) DP0 (KW) DPN% I0(%) Gi¸ (106§) UC UT UH C-T C-H T-H C-H C-T C-H T-H 250 242 - 13,8 - - 11 210 - 650 - 0,45 6480 Nh­ vËy tæng c«ng suÊt cña tæ hîp 3 tæ m¸y biÕn ¸p tù ngÉu mét pha lµ: 3.125 = 375 MVA M¸y biÕn ¸p B3 ®­îc chän theo s¬ ®å bé : SB3®m ³ SF®m = 125 MVA Do ®ã ta chän m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p ba pha 2 cuén d©y cã S®m = 125 MVA lµ lo¹i : TДЦ-125 (121/10,5) cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ ë b¶ng 3-2 B¶ng 3-2 S®m (MVA) UC®m (KV) UH®m (KV) DP0 (KW) DPN (KV) UN% I0% Gi¸ (106 §) 125 121 10,5 100 400 10,5 0,5 5120 - M¸y biÕn ¸p B4 còng ®­îc chän theo s¬ ®å bé nh­ ®èi víi B3: SB4®m ³ SF®m = 125 MVA Do ®ã ta chän m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p ba pha 2 cuén d©y cã S®m = 125 MVA lµ lo¹i : TДЦ-125 (242/10,5) cã c¸c th«ng sè nh­ ë b¶ng 3-3 . B¶ng 3-3 S®m (MVA) UC®m (KV) UH®m (KV) DP0 (KW) DPN (KV) UN% I0% Gi¸ (106 §) 125 242 10,5 115 380 11 0,5 6480 2.Ph©n bè c«ng suÊt cho c¸c m¸y biÕn ¸p. - §Ó thuËn tiÖn trong vËn hµnh, c¸c bé m¸y ph¸t- m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y F3-B3 vµ F4-B4 cho lµm viÖc víi ®å thÞ b»ng ph¼ng suèt c¶ n¨m. Do ®ã c«ng suÊt t¶i cña mçi m¸y lµ: SB3 = SB4 = SF®m = 125MVA Do ®ã ë ®iªï kiÖn lµm viÖc b×nh th­êng B3 vµ B4 kh«ng bÞ qu¸ t¶i - Phô t¶i qua mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1vµ B2 ®­îc tÝnh nh­ sau : Phô t¶i truyÒn lªn phÝa trung ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : Phô t¶i truyÒn lªn phÝa cao ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : Phô t¶i truyÒn lªn phÝa h¹ ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho trªn b¶ng 3-4: t (h) 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SB1=SB2 125 125 125 125 125 125 125 125 SCT(t) -6,25 1,25 1.25 8,75 8,75 12,5 -6,25 -6,25 SCC(t) 47,36 39,25 86,55 77,475 53,82 86,32 106,64 23,7 SCH(t) 41,11 40,5 87,8 86,225 62,57 98,82 100,39 17,45 DÊu ’-‘ chøng tá c«ng suÊt ®i tõ phÝa thanh gãp hÖ thèng 220kV sang thanh gãp 110KV ®Ó bæ xung l­îng c«ng suÊt thiÕu phÝa 110kV. Qua b¶ng ph©n bè c«ng suÊt 3-4 thÊy r»ng: SCCmax = 106,64 MVA < SB1,B2®m=375 MVA SCTmax = 12,5 MVA < SM = a.SB1®m = 125 MVA SCHmax = 100,39MVA < SM = 125 MVA Nh­ vËy c¸c m¸y biÕn ¸p ®· chän kh«ng bÞ qu¸ t¶i khi lµm viÖc b×nh th­êng. 3. KiÓm tra c¸c m¸y biÕn ¸p khi bÞ sù cè. V× c«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y ®­îc chän theo c«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y ph¸t ®iÖn nªn viÖc kiÓm tra qu¸ t¶i chØ cÇn xÐt ®èi víi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Coi sù cè nÆng nÒ nhÊt lµ lóc phô t¶i trung ¸p cùc ®¹i STmax= 150 MVA. Khi ®ã SVHT =338.275MVA ; SUf =12,5 MVA Gi¶ thiÕt sù cè bé F3-B3. KiÓm tra ®iÒu kiÖn : 2.Kqtsc. a.SB1®m ³ STmax ( 2.1,4.0,5.375 =525 > 338.275 MVA ® tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ) Lóc nµy c«ng suÊt t¶i lªn trung ¸p qua mçi m¸y lµ: SCT-B1 = SCT-B2 = STmax/2 = 75 MVA Cho c¸c m¸y ph¸t F1vµ F2 lµm viÖc víi gi¸ trÞ ®Þnh møc. Do ®ã c«ng suÊt qua cuén h¹ cña B1 vµ B2 lµ: SCH-B1,B2 = SF®m - SUf /2 - Std /4 = 125- 12,5/2 – 41,1/4 = 108,475 MVA C«ng suÊt t¶i lªn cao ¸p cña 1 MBA: SCC-B1,B2 = SCH-B1,B2 - SCT-B1,B2 = 108,475 - 75 = 33,475 MVA Khi ®ã l­îng c«ng suÊt nhµ m¸y cÊp cho phÝa cao ¸p cßn thiÕu mét l­îng : SthiÕu = SVHT - SB4- 2.SCC-B1,B2 = 338.275 – 125 – 2.33,475 = 146,325 MVA < SdtHT =480 MVA Víi l­îng c«ng suÊt thiÕu nµy nhá h¬n dî tr÷ quay cña hÖ thèng. Qua trªn thÊy r»ng khi sù cè bé F3-B3,hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1,B2 lµm viÖc kh«ng bÞ qu¸ t¶i. Khi sù cè m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1(hoÆc B2). Khi B1sù cè th× F1 ngõng. Tr­êng hîp nµy kiÓm tra qu¸ t¶i cña B2: KiÓm tra ®iÒu kiÖn : Kqtsc. a.SB1®m ³ STmax – SB3 ( 1,4.0,5.250 =175 >150 – 125 = 25 MVA ® tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ) - C«ng suÊt t¶i lªn trung ¸p: SCT-B2 = STmax- SB3 = 150 - 125 = 25 MVA - C«ng suÊt qua cuén h¹ cña B2: SCH-B2 = SF®m- SUf - Stdmax/4 = 125 – 12,5 – 41,1/4 = 102.225 MVA - C«ng suÊt t¶i lªn phÝa cao ¸p: SCC-T2 = SCH-B2 - SCT-B2 = 102,225 - 25 = 77,225 MVA Nh­ vËy khi sù cè B1, ®Ó ®¶m b¶o cho phô t¶i trung ¸p cùc ®¹i ph¶i lÊy c«ng suÊt tõ thanh gãp hÖ thèng sang thanh gãp 110 kV mét l­îng 102,225 MVA. Khi ®ã l­îng c«ng suÊt nhµ m¸y cÊp cho phÝa cao cßn thiÕu lµ: SthiÕu=SVHT - SB 4 - SCC-B2 = = 338.275 - 125 – 77,225 = 136,05 MVA< SdtHT=480 MVA L­îng thiÕu nµy nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèngnªn B2 còng kh«ng bÞ qu¸ t¶i. II.Ph­¬ng ¸n II (h×nh 2-2). Chän m¸y biÕn ¸p. -Hai m¸y biÕn ¸p B3 vµ B4 ®­îc chän theo s¬ ®å bé .Do hai m¸y biÕn ¸p nµy cïng nèi víi thanh gãp ®iÖn ¸p 110 KV nªn ®­îc chän gièng nhau vµ chän gièng m¸y biÕn ¸p B3 ë ph­¬ng ¸n I lµ m¸y biÕn ¸p lo¹i : TДЦ-125-121/13,8 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ ë b¶ng 3-2 (ph­¬ng ¸n I ). -Hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1 vµ B2 ®­îc chän t­¬ng tù nh­ ph­¬ng ¸n I C«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1, B2 ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn sau: SB1®m = SB2®m ³ SF®m Do ®ã : SB1®m = SB2®m ³ MVA Ta chän m¸y biÕn ¸p cã ký hiÖu: ATДЦTH-250 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau : S®m (MVA) U®m (KV) UN%(*) DP0 (KW) DPN% I0(%) Gi¸ (106§) UC UT UH C-T C-H T-H C-H C-T C-H T-H 250 230 121 13,8 11 32 20 120 520 - - 0,5 10000 Ph©n phèi c«ng suÊt cho c¸c m¸y biÕn ¸p. §Ó ®¶m b¶o kinh tÕ vµ thuËn tiÖn trong vËn hµnh, c¸c m¸y ph¸t F3,F4 cho lµm viÖc víi ®å thÞ phô t¶i b»ng ph¼ng suèt c¶ n¨m. -Do ®ã c«ng suÊt t¶i qua mçi m¸y biÕn ¸p B3,B4 lµ: SB3 = SB4 = SF®m = 125 MVA - Phô t¶i qua c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu T1vµ T2 ®­îc tÝnh nh­ sau : Phô t¶i truyÒn lªn phÝa cao ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : Phô t¶i truyÒn lªn phÝa trung ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : Phô t¶i phÝa h¹ ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµ : Dùa vµo b¶ng 1-5 ®· tÝnh ë ch­¬ng I vµ c¸c c«ng thøc ë trªn ta tÝnh ®­îc phô t¶i cho tõng thêi ®iÓm , kÕt qu¶ ghi trong b¶ng 3-5 B¶ng 3-5 t (h) 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SB1=SB2 125 125 125 125 125 125 125 125 SCT(t) -38 -22,5 -22,5 -7,5 -7,5 0 -38 -38 SCC(t) 109,86 101,75 149,05 139,97 116,32 148,82 169,14 86,2 SCH(t) 71,86 79,25 126,55 69,98 58,16 148,82 84,57 43,1 DÊu ’-‘ chøng tá c«ng suÊt ®i tõ phÝa thanh gãp hÖ thèng 220KV sang thanh gãp 110KV ®Ó bæ xung l­îng c«ng suÊt thiÕu phÝa 110KV. Qua b¶ng ph©n bè c«ng suÊt 3-5 thÊy r»ng: SCCmax = 169,14 MVA < SB1,B2®m=250 MVA SCTmax = 38 MVA < SM = a.SB1®m = 125 MVA SCHmax = 148,82 MVA < SM = 125 MVA Nh­ vËy c¸c m¸y biÕn ¸p ®· chän kh«ng bÞ qu¸ t¶i khi lµm viÖc b×nh th­êng. KiÓm tra c¸c m¸y biÕn ¸p khi bÞ sù cè. Còng coi sù cè nguy hiÓm nhÊt lµ x¶y ra khi phô t¶i trung ¸p cùc ®¹i. §èi víi c¸c bé m¸y ph¸t ®iÖn - m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y kh«ng cÇn kiÓm tra qu¸ t¶i v× c«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c m¸y biÕn ¸p nµy ®­îc chän theo c«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y ph¸t ®iÖn. Do ®ã viÖc kiÓm tra qu¸ t¶i chØ tiÕn hµnh víi c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Khi sù cè bé F3-B3 (hoÆc F4-B4). KiÓm tra ®iÒu kiÖn : 2.Kqtsc. a.SB1®m ³ STmax ( 2.1,4.0,5.250 =350 > 150 MVA ® tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ) Khi ®ã c«ng suÊt t¶i lªn c¸c phÝa qua mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: - PhÝa trung ¸p: SCT-B1 = SCT-B2 = ( STmax - SB4)= (150 - 125) = 12,5 MVA - C«ng suÊt qua cuén h¹: SCH-B1 = SCH-B2 = SF®m - SUf/2 - Std/4 = 108,475 MVA - C«ng suÊt ph¸t lªn phÝa cao: SCC-B1 = SCC-B2 = SCH-B1- SCT-B1 = 108,475 – 12,5 = 95,975 MVA Khi ®ã phô t¶i hÖ thèng thiÕu mét l­îng c«ng suÊt lµ: SthiÕu = SVHT - (SCC-B1 + SCC-B2) = 338,275 - 2.95,975 = 146,325 MVA L­îng c«ng suÊt thiÕu nµy nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng =480MVA. Qua trªn thÊy r»ng khi sù cè bé F3- B3 th× c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1,B2 kh«ng bÞ qu¸ t¶i. Khi sù cè tù ngÉu B1 (hoÆc B2). Khi B1 bÞ sù cè th× F1 ngõng, ta kiÓm tra qu¸ t¶i cña B2. KiÓm tra ®iÒu kiÖn : Kqtsc. a.SB1®m ³ STmax - 2.SB3 (1,4.0,5.250 =175 >150 -2.125 = -125 MVA ®tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ) C«ng suÊt t¶i qua c¸c phÝa cña B2 nh­ sau: PhÝa trung ¸p: SCT-B2 = STmax - (SB3 + SB4) = 150 - 2.125 = 0 MVA - PhÝa h¹ ¸p: SCH-B2 = SF®m - SUf - Std/4 = 102,225 MVA PhÝa cao ¸p: SCC-B2 = SCH-B2 - SCT-B2 = 102,225 - 0 = 102,225 MVA Phô t¶i hÖ thèng bÞ thiÕu mét l­îng c«ng suÊt lµ: SthiÕu = SVHT - SCC-B2 = 338,275 -102,225 = 236,05 MVA< SdtHT=480MVA L­îng nµy nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng. Do ®ã trong tr­êng hîp nµy B2 còng kh«ng bÞ qu¸ t¶i. Tãm l¹i: C¸c m¸y biÕn ¸p ®· chän ®Òu tho¶ m·n c¸c yªu cÇu kü thuËt khi lµm viÖc b×nh th­êng vµ khi sù cè. 3-2 TÝnh to¸n tæn thÊt ®iÖn n¨ng. TÝnh to¸n tæn thÊt ®iÖn n¨ng lµ mét vÊn ®Ò kh«ng thÓ thiÕu ®­îc trong viÖc ®¸nh gi¸ mét ph­¬ng ¸n vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt. Trong nhµ m¸y ®iÖn tæn thÊt ®iÖn n¨ng chñ yÕu g©y nªn bëi c¸c m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p. I. Ph­¬ng ¸n I (H×nh 2-1). §Ó tÝnh to¸n tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p ta dùa vµo b¶ng ph©n bè c«ng suÊt cña m¸y biÕn ¸p ®· cho ë b¶ng 3-4 Tæn thÊt ®iÖn n¨ng h»ng n¨m cña m¸y biÕn ¸p B3. C«ng thøc tÝnh to¸n: Trong ®ã: T: lµ thêi gian lµm viÖc cña m¸y biÕn ¸p, T= 8760h. SB3: phô t¶i cña m¸y biÕn theo thêi gian vµ ®­îc lÊy theo ®å thÞ phô t¶i h»ng ngµy. Ta cã B3 lµ m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y lo¹i TДЦ-125-121/10,5 cã : DP0 = 100 kW, DPN = 400 kW, SB3 = 125 MVA = h»ng sè. Suy ra : DAB3 = 0,1. 8760 + 0,4 . = 4380 MWh. 2.Tæn thÊt ®iÖn n¨ng h¨ng n¨m cña m¸y biÕn ¸p B4. T­¬ng tù nh­ tÝnh DAB3, B4 lµ m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y lo¹i TДЦ -125-242/10,5 cã: DP0 = 115kW; DPN = 380kW; SB4 = 125 MVA = h»ng sè . Suy ra : DAB4 = 0,115. 8760 + 0,38 . = 4336,2 MWh. 3.Tæn thÊt ®iÖn n¨ng h»ng n¨m trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. §Ó tÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ta coi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu nh­ m¸y biÕn ¸p ba cuén d©y. Khi ®ã cuén nèi tiÕp, cuén chung vµ cuén h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu t­¬ng øng víi cuén cao, cuén trung vµ cuén h¹ cña m¸y biÕn ¸p ba d©y cuèn. Tæn thÊt c«ng suÊt trong c¸c cuén ®­îc tÝnh nh­ sau: Chọn m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lo¹i : ATДЦTH-250-230/121/11 Cã c¸c th«ng sè sau: DP0= 120kW ; DPN C-H= 520kW ; I0%= 0,5 DP0 =120 kW DPNCT = 520 kW => DPNC = DPNT = DPNH =1/2 DPNCH =260 kW MW MW MW Tõ c¸c kÕt qu¶ b¶ng 3-4 vµ c«ng thøc tÝnh ë trªn ta cã c«ng thøc tÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu 3 pha ®­îc tæ hîp tõ 3 m¸y biÕn ¸p mét pha nh­ sau : DAB1=DAB2 ë ®©y: SiC , SiT , SiH lµ phô t¶i phÝa cao ¸p , trung ¸p vµ h¹ ¸p cña mçi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu t¹i thêi ®iÓm ti ghi trong b¶ng 3-4 ®· tÝnh ë trªn . T = 8760 h. DPN , DPo , SB®m : lµ cña mét m¸y biÕn ¸p mét pha. ViÕt gän l¹i: SiT.ti= (-6,25)2.6 + 1,252.2 + 1.252.2+8,752.2+8,752.2+ + 12,52.4 +(-6,25)2.2 +(-6,25)2.4= 1406,25 MVA2.h SiC.ti=47,362.6+39,252.2 + 86,552.2 +77,4752.2 +53,822.2 +86,322.4 + 106,642. 2 + 23,72.4 = 104114,2 MVA2.h SiH.ti= 41,112.6 + 40,52.2 + 87,82.2+ 86,2252.2+ 62,572.2 + + 98,822.4+ 100,392.2+ 17,452.4 = 111973,76 MVA2.h Do ®ã: DAB1=DAB2 =3.0,12.8760+[0,26. 1406,25 +0,26. 104114,2 +0,78. 111973,76] = 3824 MWh Nh­ vËy tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p cña ph­¬ng ¸n I lµ: DAS = DAB1+DAB2+DAB3+DAB4 = = 2.3824 + 4380 + 4336,2 = 16364,2 MWh II-Ph­¬ng ¸n II (h×nh 2-2). Tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m cña c¸c m¸y biÕn ¸p B3 vµ B4. Theo c«ng thøc nh­ ë ph­¬ng ¸n I : DAB3 = DAB4= M¸y biÕn ¸p B3 vµ B4 ®· chän lµ m¸y biÕn ¸p kiÓu TДЦ-125-121/13,8 cã th«ng sè nh­ ë b¶ng 3-2 do ®ã tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña m¸y biÕn ¸p B3 vµ B4 ë ph­¬ng ¸n nµy b»ng nhau vµ ®óng b»ng tæn thÊt trong m¸y biÕn ¸p B3 ë ph­¬ng ¸n I trªn: DAB3 = DAB4 = 4380 MWh TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B1 vµ B2. T­¬ng tù ta ph­¬ng ¸n I, ta cã: M¸y biÕn ¸p tù ngÉu 3 pha : ATДЦTH-250-230/121/13,8 cã DP0=120 kW vµ DPNC-T =520 kW , DPNC-H = DPNT-H =DPNC-T/2=260 MW vµ dùa vµo b¶ng 3-5 Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc : MW MW MW DAB1= DAB2 ViÕt gän l¹i: SiT.ti= (-38)2.6 + (-22,5)2.2 + (-22,5)2.2 +(-7,5)2.2+(-7,5)2.2+ + 02.4 +(-38)2.2 +(-38)2.4= 19578 MVA2.h SiC.ti=109,862.6+101,752.2 + 149,052.2 +139,972.2 +116,322.2 +148,822.4 + 169,142. 2 + 86,22.4 = 379325,14 MVA2.h SiH.ti= 71,862.6 + 79,252.2 + 126,552.2+ 69,982.2+ 58,162.2 + + 148,822.4+ 84,572.2+ 43,12.4 = 202457,84 MVA2.h Suy ra: DAB1 = DAB2 = =0,12.8760+[0,26. 19578 +0,26. 379325,14 +0,78. 202457,84] = 2579,13 MWh Tõ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p ë trªn ta cã tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p ë ph­¬ng ¸n II lµ : DAS = DAB1 + DAB2 + DAB3 + DAB4 =2DAB1 + 2DAB3 = =2.2579,13 + 2.4380 = 13918,26 MWh. B¶ng so s¸nh tæn thÊt ®iÖn n¨ng gi÷a hai ph­¬ng ¸n: B¶ng 3-6: Tæn thÊt ®iÖn n¨ng DAS(MWh) Ph­¬ng ¸n I 16364,2 Ph­¬ng ¸n II 13918,26 Ch­¬ng IV TÝnh to¸n kt-kt Chän ph­¬ng ¸n tèi ­u ViÖc quyÕt ®Þnh bÊt kú mét ph­¬ng ¸n nµo còng ®Òu ph¶i dùa trªn c¬ së so s¸nh vÒ mÆt kinh tÕ vµ kü thuËt, nãi kh¸c ®i lµ dùa trªn nguyªn t¾c ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn vµ kinh tÕ ®Ó quyÕt ®Þnh s¬ ®å nèi d©y chÝnh cho nhµ m¸y ®iÖn. Trªn thùc tÕ vèn ®Çu t­ vµo thiÕt bÞ ph©n phèi chñ yÕu phô thuéc vµo vèn ®Çu t­ m¸y biÕn ¸p vµ c¸c m¹ch thiÕt bÞ ph©n phèi. Nh­ng vèn ®Çu t­ cña c¸c m¹ch thiÕt bÞ ph©n phèi chñ yÕu phô thuéc vµo m¸y c¾t, v× vËy ®Ó chän c¸c m¹ch thiÕt bÞ ph©n phèi cho tõng ph­¬ng ¸n ph¶i chän c¸c m¸y c¾t.Trong tÝnh to¸n chØ tiªu kinh tÕ-kü thuËt ta chØ cÇn chän s¬ bé c¸c m¸y c¾t. 4-1. Chän s¬ bé m¸y c¾t cña c¸c ph­¬ng ¸n. I-X¸c ®Þnh dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña c¸c m¹ch. 1-Ph­¬ng ¸n I (H×nh 2-1). CÊp ®iÖn ¸p vÒ hÖ thèng 220 KV. - M¹ch ®­êng d©y nèi víi hÖ thèng: Phô t¶i cùc ®¹i cña hÖ thèng lµ SVHTmax = 144,21 MVA . V× vËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña m¹ch ®­êng d©y ®­îc tÝnh víi ®iÒu kiÖn mét ®­êng d©y bÞ ®øt . Khi ®ã KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p ba pha 2 cuén d©y B4 : Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc ®­îc x¸c ®Þnh theo dßng ®iÖn c­ìng bøc cña m¸y ph¸t ®iÖn. KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B3(B4) : Khi lµm viÖc b×nh th­êng th× dßng c­ìng bøc cña m¹ch nµy lµ : KA Khi sù cè bé bªn trung th× dßng c­ìng bøc lµ KA Khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu th× dßng c­ìng bøc lµ KA Nh­ vËy dßng ®iÖn lµm viÖc lín nhÊt ë cÊp ®iÖn ¸p 220 kV cña ph­¬ng ¸n I nµy lµ : Icbcao = 0,344 KA CÊp ®iÖn ¸p trung 110 kV. -M¹ch ®­êng d©y : Phô t¶i trung ¸p ®­îc cÊp bëi 2 ®­êng d©y kÐp *80MW , 4 ®¬n*50MW, ta cã : Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lµ : KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y : KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : Khi lµm viÖc b×nh th­êng th× dßng c­ìng bøc cña m¹ch nµy lµ : KA Khi sù cè bé bªn trung th× dßng c­ìng bøc lµ KA Khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu th× dßng c­ìng bøc lµ KA VËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lín nhÊt ë phÝa 220 kV ®­îc lÊy lµ : Icbtrung = 0,787 KA CÊp ®iÖn ¸p 10,5 kV. Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc ë m¹ch nµy chÝnh lµ dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña m¸y ph¸t ®iÖn nªn ta cã : KA B¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cu¶ ph­¬ng ¸n I lµ : B¶ng 4-1 CÊp ®iÖn ¸p 220 kV 110 kV 13,8 kV Icb (kA) 0,344 0,787 7,22 2-Ph­¬ng ¸n II (H×nh 2-2). CÊp ®iÖn ¸p 220 kV. -M¹ch ®­êng d©y còng nh­ ph­¬ng ¸n I ta ®· cã : Ilvcb = 0,344 KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : Khi lµm viÖc b×nh th­êng th× dßng c­ìng bøc cña m¹ch nµy lµ : KA Khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu th× dßng c­ìng bøc lµ KA VËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lín nhÊt ë cÊp ®iÖn ¸p 220 kV cña ph­¬ng ¸n II lµ : Icbcao = 0,444 KA CÊp ®iÖn ¸p 110 kV. -M¹ch ®­êng d©y t­¬ng tù nh­ ph­¬ng ¸n I ta cã : Ilvcb = 0,69 KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y nh­ ph­¬ng ¸n I ta cã: Ilvcb = 0,69 KA -M¹ch m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : Khi lµm viÖc b×nh th­êng th× dßng c­ìng bøc cña m¹ch nµy lµ : KA Khi sù cè bé bªn trung th× dßng c­ìng bøc lµ KA Khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu th× dßng c­ìng bøc lµ KA Nh­ vËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lín nhÊt ë cÊp ®iÖn ¸p 110 kV lµ: Ilvcb = 0,69 KA CÊp ®iÖn ¸p 13,8 kV. Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc ë m¹ch nµy chÝnh lµ dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña m¸y ph¸t ®iÖn nªn ta cã : KA B¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña ph­¬ng ¸n II lµ : B¶ng 4-2 CÊp ®iÖn ¸p 220 kV 110 kV 13,8 kV Icb (kA) 0,444 0,69 5,49 II-Chän m¸y c¾t cho c¸c ph­¬ng ¸n. C¸c m¸y c¾t khÝ SF6 víi ­u ®iÓm gän nhÑ, lµm viÖc tin cËy nªn ®­îc dïng kh¸ phæ biÕn. Tuy nhiªn c¸c m¸y c¾t lo¹i nµy cã nh­îc ®iÓm lµ gi¸ thµnh cao, viÖc thay thÕ söa ch÷a thiÕt bÞ khã kh¨n. Víi nhµ m¸y thiÕt kÕ ®Òu dïng c¸c m¸y c¾t khÝ SF6 ë c¶ ba cÊp ®iÖn ¸p.Ta chän s¬ bé m¸y c¾t theo ®iÒu kiÖn sau: U®mMC ³ Ul­íi I®mMC ³ Icbmax C¸c th«ng sè kü thuËt cña m¸y c¾t cho ë b¶ng 4-3. B¶ng 4-3 Ph­¬ng ¸n CÊp ®iÖn ¸p (KV) Dßng Ilvcb (KA) Lo¹i m¸y c¾t §¹i l­îng ®Þnh møc U (KV) I (KA) Ic¾t (KA) Il®® (KA) I 220 0,344 3AQ1 245 4 40 100 110 0,787 3AQ1 145 4 40 100 10,5 7,22 8BK41 17,5 12,5 80 225 II 220 0,444 3AQ1 245 4 40 100 110 0,69 3AQ1 145 4 40 100 13,8 5,49 8BK41 17,5 12,5 80 225 4-2. So s¸nh chØ tiªu kinh tÕ gi÷a c¸c ph­¬ng ¸n. *Vèn ®Çu t­ cho mét ph­¬ng ¸n lµ : V = VB + VTBPP Trong ®ã : Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p : VB = Ski. vBi ki=1,4 : HÖ sè tÝnh ®Õn chuyªn trë vµ x©y l¾p. vBi: TiÒn mua m¸y biÕn ¸p. Vèn ®Çu t­ cho m¸y c¾t: VTBPP = S(nC.vC + nT.vT + nH.vH) nC,nT,nH : Sè m¹ch ph©n phèi. vC,vT,vH :Gi¸ tiÒn mçi m¹ch ph©n phèi. *PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m cña mét ph­¬ng ¸n ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: P = Pkh + PDA Trong ®ã: Pkh = : KhÊu hao hµng n¨m vÒ vèn vµ söa ch÷a lín . a=8,4: ®Þnh møc khÊu hao (%). PDA = b.DA : Chi phÝ do tæn thÊt hµng n¨m g©y ra. b : lµ gi¸ 1 kWh ®iÖn n¨ng (b = 400 ®ång /kWh) DA : lµ tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m I.Ph­¬ng ¸n I. Chän s¬ ®å nèi ®iÖn. PhÝa 220 kV : Dïng s¬ ®å hÖ thèng hai thanh gãp. PhÝa 110 kV : Dïng s¬ ®å hÖ thèng hai thanh gãp cã thanh gãp ®­êng vßng v× sè nh¸nh vµo ra nhiÒu. PhÝa 10,5 kV : Kh«ng dïng thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t v× phô t¶i ®iÖn ¸p m¸y ph¸t chiÕm kh«ng qu¸ 15% c«ng suÊt bé. S¬ ®å nèi ®iÖn ph­¬ng ¸n 1:(h×nh 4-1) B4 B1 B2 B3 ~ ~ ~ ~ 220 kV 110kV F4 F1 F2 F3 2.TÝnh hµm chi phÝ tÝnh to¸n. Vèn ®Çu t­. Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p : Ph­¬ng ¸n I dïng 3 lo¹i m¸y biÕn ¸p lµ : - Hai tæ hîp cña 3 m¸y biÕn ¸p tù ngÉu mét pha kiÓu AOДЦTH - 120 Víi gi¸ tiÒn : 161.103 R/1 pha(1R = 40.103 ®ång) nªn gi¸ tiÒn cña c¶ 3 pha lµ 3.161.103.40.103 = 19,32.109 ®ång vµ - Mét m¸y biÕn ¸p 3 pha hai cuén d©y lo¹i TДЦ-125 - 242/10,5 Víi gi¸ tiÒn : 162.103.40.103 = 6,48.109 ®ång vµ k = 1,4. - Mét m¸y biÕn ¸p 3 pha hai cuén d©y lo¹i TДЦ-125 - 121/10,5 Víi gi¸ tiÒn : 128.103.40.103 = 5,12.109 ®ång vµ k = 1,4. Nh­ vËy tæng vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p cña ph­¬ng ¸n I lµ : VB1 = 2.1,4.19,32.109 + 1,4.6,84.109 + 1,4.5,12.109 = = 70,336.109 ®ång. Vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi: Tõ s¬ ®å h×nh 4-1 ta nhËn thÊy : CÊp ®iÖn ¸p 220 kV gåm cã 4 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ : 71,5.103.40.103 = 2,86.109 ® / m¹ch . VËy gi¸ 4 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 lµ : 4.2,86.109 = 11,44.109 ®ång CÊp ®iÖn ¸p 110 kV gåm cã 5 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ 31.103.40.103 = 1,24.109 ® / m¹ch . VËy gi¸ tiÒn 5 m¹ch m¸y c¾t 3AQ1 lµ : 5.1,24.109 = 6,2.109 ®ång CÊp ®iÖn ¸p 13,8 kV gåm cã 2 m¹ch m¸y c¾t ,gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ 15.103.40.103= 0,6.109 ® / m¹ch . VËy gi¸ tiÒn cña 2 m¹ch m¸y c¾t lµ : 2.0,6.109 = 1,2.109 ®ång Tæng vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi lµ : VTBPP1 = 11,44.109 + 6,2.109 + 1,2.109 = 18,84.109 ®ång Tõ ®ã tÝnh ®­îc tæng vèn ®Çu t­ cña ph­¬ng ¸n I lµ: V = VB1 + VTBPP1 = 70,336.109 + 18,84.109 = 89,176.109 ®ång TÝnh phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m . *KhÊu hao hµng n¨m vÒ vèn ®Çu t­ vµ söa ch÷a lín: Suy ra: ®ång *Chi phÝ do tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m: PDA10 = b.DA1 = 400.19345,6.103 = 7,738.109 ®ång Nh­ vËy phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m lµ: P1 = Pkh + PDA = 7,49.109 + 7,738.109 =15,22.109 ®ång II-Ph­¬ng ¸n II. Chän s¬ ®å nèi ®iÖn. T­¬ng tù nh­ ph­¬ng ¸n I ë cÊp ®iÖn ¸p 220kV ta dïng s¬ ®å hÖ thèng 2 thanh gãp . CÊp ®iÖn ¸p 110 kV dïng hÖ thèng hai thanh gãp cã thanh gãp vßng nh­ s¬ ®å h×nh 4-2 . B1 B1 B2 B4 ~ ~ ~ ~ B3 S¬ ®å nèi ®iÖn ph­¬ng ¸n 2: 220 kV 110kV F1 F2 F3 F4 H×nh 4-2 TÝnh to¸n hµm chi phÝ tÝnh to¸n. Vèn ®Çu t­. Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p: Ph­¬ng ¸n nµy gåm cã : - Hai tæ hîp m¸y biÕn ¸p tù ngÉu 3 pha kiÓu : ATДЦTH-250 víi gi¸ tiÒn : 250.103.40.103=10.109 ®ång /3 pha - Hai m¸y biÕn ¸p 3 pha hai cuén d©y kiÓu : TДЦ-125-121/13,8 gi¸ 5,12.109 ®ång víi k = 1,4 Nh­ vËy tæng vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p lµ : VB = 2.1,4.10.109 + 2.1,4.5,12.109 = 42,336.109 ®ång Vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi : Tõ s¬ ®å 4-2 ta nhËn thÊy : CÊp ®iÖn ¸p 220 kV gåm cã 3 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ 2,86.109 ® / m¹ch VËy gi¸ 3 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 lµ : 3.2,86.109 = 8,58.109 ® CÊp ®iÖn ¸p 110 kV gåm cã 6 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ 1,24.109 ® / m¹ch VËy gi¸ tiÒn 6 m¹ch m¸y c¾t 3AQ1 lµ : 6.1,24.109 = 7,44.109 ® CÊp ®iÖn ¸p 13,8 kV gåm cã 2 m¹ch m¸y c¾t, gi¸ tiÒn cña 2 m¹ch m¸y c¾t lµ : 1,2.109 ® Tæng vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi lµ : VTBPP2 = 8,58.109 + 7,44.109 + 1,2.109 = 17,22.109 ® Tõ ®ã tÝnh ®­îc tæng vèn ®Çu t­ cña ph­¬ng ¸n I lµ: V2 = VB2 + VTBPP2 = 42,336.109 + 17,22.109 = 59,556.109 ®ång TÝnh phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m. * Chi phÝ do tæn thÊt ®iÖn n¨ng : Tõ c«ng thøc tÝnh ®· nªu ë trªn vµ tæn thÊt ®iÖn n¨ng DA ®a tÝnh ®­îc ë ch­¬ng III ta cã : PDA = b.DA2 = 400.12349,77.103 = 4,94.109 ®ång * KhÊu hao hµng n¨m : ®ång VËy phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m lµ : P2 = Pkh + PDA = 5.109 + 4,94.109 = 9,94.109 ®ång B¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n kinh tÕ cña hai ph­¬ng ¸n ë b¶ng 4-4: B¶ng 4-4 Ph­¬ng ¸n Vèn ®Èu t­ V ( x109 ® ) PhÝ tæn vËn hµnh P ( x109 ® ) I 89,176 15,22 II 59,556 9,94 Qua trªn ta chän ph­¬ng ¸n II lµ ph­¬ng ¸n tèi ­u cho b¶n ®å ¸n thiÕt kÕ nµy do VII < VI vµ PII < PI Ch­¬ng V TÝNH TO¸N DßNG §IÖN NG¾N M¹CH Môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n ng¾n m¹ch lµ ®Ó chän c¸c khÝ cô ®iÖn vµ d©y dÉn, thanh dÉn cña nhµ m¸y ®iÖn theo c¸c ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o vÒ æn ®Þnh ®éng vµ æn ®Þnh nhiÖt khi cã ng¾n m¹ch. Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tÝnh to¸n lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ba pha. §Ó tÝnh to¸n dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ta dïng ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng víi kh¸i niÖm ®iÖn ¸p trung b×nh vµ chän ®iÖn ¸p c¬ b¶n b»ng ®iÖn ¸p ®Þnh møc trung b×nh cña m¹ng. Chän c¸c l­îng c¬ b¶n: C«ng suÊt c¬ b¶n: Scb =100MVA; C¸c ®iÖn ¸p c¬ b¶n: Ucb1 = 230 kV; Ucb2 =115 kV; Ucb3 =10,5 kV 5-1. TÝnh c¸c ®iÖn kh¸ng trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n. §iÖn kh¸ng cña hÖ thèng ®iÖn . · Điện kháng của hệ thống XHT=. §iÖn kh¸ng cña nhµ m¸y ph¸t ®iÖn. C¸c m¸y ph¸t ®iÖn cã ®iÖn kh¸ng siªu qu¸ ®é däc trôc lµ Xd’’ = 0.192. Do ®ã ®iÖn kh¸ng qui ®æi vÒ l­îng c¬ b¶n lµ: XF = X’’d. §iÖn kh¸ng cña ®­êng d©y 220kV Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ, nhµ m¸y ®­îc nèi víi hÖ thèng qua hai ®­êng d©y cao ¸p 220kV cã chiÒu dµi 78km. Cã X0 = 0,4 W/km TrÞ sè ®iÖn kh¸ng qui ®æi vÒ l­îng c¬ b¶n lµ: XD = X0 .l. §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p 3 pha 2 cuén d©y. Lo¹i ΤДЦ - 125-121/13,8 XB3 = XB4 = §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Nhµ chÕ t¹o ®· cho ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch gi÷a c¸c phÝa ®iÖn ¸p cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu. Tõ ®ã ta cã: UNC% = 0,5.( UNC-T + UNC-H - UNT-H ) = 0,5.( 11 + 32 - 20 ) = 11,5 UNT% = 0,5.( UNC-T + UNT-H - UNC-H ) = 0,5.( 11 + 20 - 32 ) = -0,5 » 0 UNH% = 0,5.( - UNC-T + UNC-H + UNT-H ) = 0,5.( -11 + 32 + 20 ) = 20,5 Tõ ®©y tÝnh ®­îc ®iÖn kh¸ng qui ®æi cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ba pha vÒ l­îng c¬ b¶n: XC = = = 0,046 XT = 0 XH == = 0,082 5-2. TÝnh to¸n dßng ®iÖn ng¾n m¹ch. 1.S¬ ®å nèi ®iÖn (H×nh 5-1). f1 b1 ht n4 n3 f3 f2 f4 b2 n3' n1 b4 b3 n2 H×nh 5-1 2.S¬ ®å thay thÕ (H×nh 5-2) XHT XD XC XH XF XC XH XB4 XF N1 N2 N3’ N3 N4 F1 F2 F3 F4 HT H×nh 5-2 XB3 XF XF 3.TÝnh to¸n ng¾n m¹ch §Ó chän khÝ cô ®iÖn cho m¹ch 220 kV,ta chän diÓm ng¾n m¹ch N1 víi nguån cung cÊp lµ toµn bé hÖ thèng vµ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn. §èi víi m¹ch 110kV,®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n lµ N2 víi nguån cung cÊp gåm toµn bé c¸c m¸y ph¸t vµ hÖ thèng.Tuy nhiªn víi m¹ch m¸y ph¸t ®iÖn cÇn tÝnh to¸n hai ®iÓm ng¾n m¹ch lµ N3 vµ N’3. §iÓm ng¾n m¹ch N3 cã nguån cung cÊp lµ toµn bé c¸c m¸y ph¸t(trõ m¸y ph¸t F2) vµ hÖ thèng . §iÓm ng¾n m¹ch N’3 cã nguån cung cÊp chØ cã m¸y ph¸t F2. So s¸nh trÞ sè cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¹i hai ®iÓm nµy vµ chän khÝ cô ®iÖn theo dßng ®iÖn cã trÞ sè lín h¬n. §Ó chän thiÕt bÞ cho mach tù dïng ta cã ®iÓm ng¾n m¹ch tÝnh to¸n N4. Nguån cung cÊp cho ®iÓm ng¾n m¹ch N4 gåm toµn bé c¸c m¸y ph¸t vµ hÖ thèng ®iÖn. Dßng ng¾n m¹ch t¹i N4 cã thÓ x¸c ®Þnh theo dßng ng¾nm¹ch t¹i N3 vµ N’3 Ng¾n m¹ch ®iÓm N1 S¬ ®å tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch N1(H×nh 5-3): X8 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X9 X11 N1 F1 F2 F3 F4 HT H×nh 5-3 Tõ s¬ ®å h×nh 5-2 ta cã s¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch N1 nh­ h×nh 5-3 cã c¸c th«ng sè nh­ sau : X1 = XHT + XD = 0,022 + 0,0295 = 0,0515 X2 = X5 = XC = 0,046 X3 = X6 = XH = 0,082 X4 = X7 = X9 = X11 = XF = 0,1536 X8 = X10 = XB3,B4 = 0,084 B»ng c¸ch ghÐp nèi tiÕp vµ song song c¸c ®iÖn kh¸ng ta ®­îc h×nh 5-4: X12 = X13 = X1 N1 X13 X14 X12 F12 F34 H×nh 5-4 HT X14 = GhÐp song song F1,F2 víi F3,F4 råi nèi tiÕp víi X13 ta cã X15 = X16 = X13 + X15 = 0,023 + 0,059 = 0,082 N1 X1 X16 HT NM H×nh 5-5 S¬ ®å h×nh 5-5 lµ s¬ ®å tèi gi¶n cã hai ®Çu cung cÊp ®iÖn cho N1 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa hÖ thèng ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N1 lµ : Tra ®­êng cong tÝnh to¸n cña nhµ m¸y thuû ®iÖn t¹i t= 0 ses vµ t= : I*" = 0,64 ; I*¥ = 0,74 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta ®­îc : I" = KA I¥ = KA §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa nhµ m¸y ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N1 lµ : 41 Víi åSF®m = 4SF®m = 4.125 = 500 MVA Tra ®­êng cong tÝnh to¸n cña thuû ®iÖn ta ®­îc : I”* = 2,73 ; I*¥ = 2,7 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta cã I" = KA I¥ = KA Nh­ vËy trÞ sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N1 lµ : - Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é: IN1" = 5,14 + 3,426 = 8,566 KA - Dßng ng¾n m¹ch duy tr×: I¥N1 = 5,94 + 3,388 = 9,328 KA - Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN1 = .kxk.IN1" = .1,8.8,566 = 21,8 KA §iÓm ng¾n m¹ch N2 HT F34 X1 X13 X14 X12 N2 F12 H×nh 5-6 §Ó tÝnh to¸n ®iÓm ng¾n m¹ch N2 cã thÓ lîi dông kÕt qu¶ khi tÝnh to¸n ,biÕn ®æi s¬ ®å cña ®iÓm N1 ë trªn. Tõ h×nh 5-3 ta cã: N2 X15 X16 HT NM H×nh 5-7 Còng nh­ ®èi víi ®iÓm N1 ta còng ghÐp F1,F2 vµ F3,F4 ta cã s¬ ®å h×nh 5-7 X15 = X1 + X13 = 0,0515 + 0,023 = 0,0745 X16 = §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa hÖ thèng ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N2 lµ : Tra ®­êng cong tÝnh to¸n cña nhµ m¸y thuû ®iÖn t¹i t= 0 ses vµ t= : I*" = 0,42 ; I*¥ = 0,47 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta ®­îc : I" = KA I¥ = KA §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa nhµ m¸y ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N2 lµ : Tra ®­êng cong tÝnh to¸n cña thuû ®iÖn ta ®­îc : I”* = 3,95 ; I*¥ = 3,2 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta cã I" = KA I¥ = KA Nh­ vËy trÞ sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N2 lµ : - Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é: IN2" = 3,37 + 9,91 = 13,28 KA - Dßng ng¾n m¹ch duy tr×: I¥N2 = 3,77 + 8,03 = 11,77 KA - Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN2 = .kxk.IN2" = .1,8.13,28 = 33,81 KA §iÓm ng¾n m¹ch N3 Ta ®· biÕt ®iÓm ng¾n m¹ch N3 ®­îc cung cÊp bëi hÖ thèng vµ nhµ m¸y (trõ m¸y ph¸t F2) . Tång c«ng suÊt cña nhµ m¸y cung cÊp cho ®iÓm ng¾n m¹ch N3 lµ åSF®m = 3SF®m = 3.125 = 375 MVA Tõ s¬ ®å h×nh 5-3 ta cã s¬ ®å thay thÕ h×nh 5-8 X8 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X10 X9 X11 N3 F1 F3 F4 HT H×nh 5-8 BiÕn ®æi t­¬ng ®­¬ng ta cã s¬ ®å h×nh 5-9 nh­ sau : HT X1 X12 X14 X6 NM N3 H×nh 5-9 Ta cã: X12 = X13 = X14= GhÐp F1 víi F3,F4 ta cã s¬ ®å h×nh 5-9. Ta cã: X15 =X1 +X12 =0,0515 + ,0,023 = 0,0745 BiÕn ®æi s¬ ®å sao X6 , X14 , X15 thµnh s¬ ®å tam gi¸c thiÕu X16 , X17 : X16 = X6 + X15 + = 0,082 + 0,0745 + = 0,2335 X17= X6 + X14 + = 0,082 + 0,0789 + = 0,2477 HT NM X16 X17 H×nh 5-10 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa hÖ thèng ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N3 lµ : V× XttHT > 3 nªn ¸p dông c«ng thøc tÝnh : I*" = I*¥ = §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta ®­îc : I" = I¥ = KA §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n tõ phÝa nhµ m¸y ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N3 lµ : Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta ®­îc : I”* = 1,4 ; I*¥ = 1,6 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta cã I" = KA I¥ = KA Nh­ vËy trÞ sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tæng t¹i ®iÓm N3 lµ : - Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é: IN3" = 23,54 + 28,867 = 52,407 KA - Dßng ng¾n m¹ch duy tr×: I¥N3 = 23,54 + 32,99 = 56,53 KA - Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN3 = .kxk.IN3" = .1,8.52,407 = 133,41 KA §iÓm ng¾n m¹ch N3' G2 X7 N3’ H×nh 5-11 §iÓm ng¾n m¹ch N3’ chÝnh lµ ng¾n m¹ch ®Çu cùc m¸y ph¸t ®iÖn F2 nªn nguån cung cÊp chØ gåm cã mét m¸y ph¸t F2 vµ cã s¬ ®å thay thÕ nh­ h×nh 5-11 §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n: Xtt = X7 = Xd" = 0,192 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta cã : - Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é vµ duy tr×: IN3’" = I¥N3’ = KA - Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN3’ = .kxk.IN3’" = .1,9.35,798 = 96,2 KA (Ng¾n m¹ch ®Çu cùc lÊy kxk =1,9) e) §iÓm ng¾n m¹ch N4 Tõ s¬ ®å thay thÕ h×nh 5-2 ta thÊy : IN4 = IN3 + IN3' tõ ®ã ta cã : -Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é: I"N4 = I"N3 + I"N3' = 52,407 + 35,798 = 88,205 KA -Dßng ng¾n m¹ch duy tr× : I¥N4 = I¥N3 + I¥N3' = 56,53 + 35,798 = 92,328 KA -Dßng ®iÖn xung kÝch : ixkN4 = 133,41 + 96,2 = 229,61 kA KÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch cña ph­¬ng ¸n : B¶ng 5-1 CÊp ®iÖn ¸p ( kV ) §iÓm ng¾n m¹ch I" (KA) I¥ (KA) ixk (KA) 220 N1 8,566 9,328 21,8 110 N2 13,28 11,77 33,81 13,8 N3 52,407 56,53 133,41 N3' 35,798 35,798 96,2 N4 88,205 92,328 229,61 4.Chän m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly Ta cã tiªu chuÈn chän m¸y c¾t lµ : U®mMC ³ U®ml­íi I®mMC ³ Icbmax Ic¾t®m ³ I” i®®m ³ ixk Ta cã ®iÒu kiÖn chän dao c¸ch ly lµ : U®mCL ³ U®ml­íi I®mCL ³ Icbmax i®®m ³ ixk Tõ ®ã ta cã b¶ng chän m¸y c¾t vµ dao c¸ch ly nh­ sau: M¹ch Th«ng sè tÝnh to¸n Th«ng sè m¸y c¾t, dao c¸ch ly U®m ( KV) Icb (KA) I” (KA) Ixk (KA) Lo¹i K.hiÖu U®m (KV) I®m (KA) Ic¾t®m (KA) I®®m (KA) Cao ¸p 220 0,444 8,566 21,8 MC 3AQ1 245 4 40 100 DCL SGC 245/800 245 0,8 -- 80 Trung ¸p 110 0,69 13,28 33,81 MC 3AQ1 145 4 40 100 DCL SGCP 123/800 123 0,8 -- 80 H¹ ¸p 13,8 5,49 52,407 133,41 MC 8BK41 17,5 12,5 80 225 DCL SGCP 36/1250 36 12,5 -- 125 Ch­¬ng VI Chän d©y dÉn vµ khÝ cô ®iÖn 6-1.Chän thanh dÉn cøng, thanh dÉn mÒm , thanh gãp. Chän thanh dÉn cøng ®Çu cùc m¸y ph¸t. Thanh dÉn cøng dïng ®Ó nèi tõ m¸y ph¸t tíi cuén h¹ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu vµ m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y. TiÕt diÖn cña thanh dÉn ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi. Chän tiÕt diÖn thanh dÉn . Gi¶ thiÕt nhiÖt ®é l©u dµi cho phÐp cña thanh dÉn b»ng ®ång lµ qcp = 70oC, nhiÖt ®é m«i tr­êng xung quanh lµ q0 = 35oC vµ nhiÖt ®é tÝnh to¸n ®Þnh møc lµ q®m = 200C. Tõ ®ã ta cã hÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é lµ : TiÕt diÖn cña thanh dÉn cøng ®­îc chän theo dßng ®iÖn l©u dµi cho phÐp : Ilvcb £ Icp.Khc Do ®ã ta cã : Icp ³ kA Nh­ vËy ta chän thanh dÉn cøng b»ng ®ång , cã tiÕt diÖn h×nh m¸ng nh­ h×nh 6-1, quÐt s¬n vµ cã c¸c th«ng sè nh­ ë b¶ng 6-1: B¶ng 6-1 KÝch th­íc (mm) TiÕt diÖn 1cùc mm2 M« men trë kh¸ng (cm3) M« men qu¸n tÝnh (cm4) Icp c¶ 2 thanh A h b c r 1 thanh 2 thanh 1 thanh 2 thanh Wxx Wyy Wyoyo Jxx Jyy Jyoyo 150 65 7 10 1785 74 14,7 167 560 68 1260 7000 h x c b y y0 y H×nh 6-1 AДЦ-400 AOДЦTH-267 AДЦ-400 3AF2 ~ ~ ~ ~ G4 G1 G2 H×nh 5-1 G3 h y y y y ~ c H×nh 6-1 KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi nh¾n m¹ch. Thanh dÉn ®· chän cã dßng ®iÖn cho phÐp Icp > 1000 A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. KiÓm tra æn ®Þnh ®éng. LÊy kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha lµ a = 60 cm, kho¶ng c¸ch gi÷a hai sø ®ì lµ l = 200 cm. * TÝnh øng suÊt gi÷a c¸c pha: Lùc tÝnh to¸n t¸c dông lªn thanh dÉn pha gi÷a trªn chiÒu dµi kho¶ng v­ît lµ: Ftt = 1,76.10-2..ixk2 = 1,76.10-2..113,62 = 757,1 kG. ( khd = 1 ) M« men uèn t¸c dông lªn chiÒu dµi nhÞp : Mtt = = = 15142 kG.cm Vµ øng suÊt do lùc ®éng ®iÖn gi÷a c¸c pha lµ : stt = = = 90,67 kG/cm2 víi Wyoyo =167 cm3 lµ m« men chèng uèn cña tiÕt diÖn ngang thanh dÉn. * X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a 2 sø : Lùc t¸c dông lªn 1 cm chiÒu dµi thanh dÉn do dßng ng¾n m¹ch trong cïng pha g©y ra: f2 = 0,26.10-2. .ixk2 = 0,26.10-2. .113,62 = 5,16 kG/cm øng suÊt do dßng ®iÖn trong cïng pha g©y ra : s2 = = kG/cm2 §iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng cña thanh dÉn khi kh«ng xÐt ®Õn dao ®éng lµ : scpCu ³ stt + s2 hay s2 £ scpCu - stt l2 £ Víi thanh dÉn ®ång scpCu = 1400 kG/cm2. VËy kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a c¸c sø mµ thanh dÉn vÉn ®¶m b¶o æn ®Þnh ®éng lµ : l2max = = 211,57 cm Gi¸ trÞ nµy lín h¬n kho¶ng c¸ch cña kho¶ng v­ît l = 200 cm. Do ®ã kh«ng cÇn ®Æt miÕng ®Öm t¹i hai ®Çu sø mµ thanh dÉn vÉn ®¶m b¶o æn ®Þnh ®éng. Chän sø ®ì thanh dÉn cøng. Sø ®ì thanh dÉn cøng ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn sau: Lo¹i sø: Sø ®Æt trong nhµ. §iÖn ¸p: US®m ³ U®mmg = 13,8 kV §iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng. Ta chän sø OF- 20-2000KB.Y3 cã: U®m = 20 kV ; Fcp = 2000 kG ; HS = 315 mm KiÓm tra æn ®Þnh ®éng: Sø ®­îc chän cÇn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn : F’tt £ 0.6 Fph trong ®ã: Fph- Lùc ph¸ ho¹i cho phÐp cña sø. F’tt- Lùc ®éng ®iÖn ®Æt trªn ®Çu sø khi cã ng¾n m¹ch. F’tt = Ftt Víi : Ftt – Lùc ®éng ®iÖn t¸c ®éng lªn thanh dÉn khi cã ng¾n m¹ch Hs – ChiÒu cao cña sø H’ – ChiÒu cao tõ ®¸y sø ®Õn träng t©m tiÕt diÖn thanh dÉn Thanh dÉn ®· chän cã chiÒu cao h = 150 mm. Do ®ã: H’= Hs + 0,5.h =315 + 0,5.150 = 390 mm. Lùc ph¸ ho¹i tÝnh to¸n cña sø : kG Hs=315 mm H'=390 Thanh dÉn Sø F1 Ftt H×nh 6-2 Lùc nµy nhá h¬n lùc ph¸ ho¹i cho phÐp cña sø. VËy sø ®· chän hoµn toµn tho¶ m·n Chän d©y dÉn mÒm. Thanh dÉn mÒm ®­îc dïng ®Ó tõ ®Çu cùc phÝa cao, phÝa trung cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu vµ cuén cao cña m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y lªn c¸c thanh gãp 220 kV vµ 110 kV. TiÕt diÖn cña thanh gãp vµ thanh dÉn mÒm ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é l©u dµi cho phÐp. Khi ®ã dßng ®iÖn cho phÐp ®· hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é lµ: Ihccp ³ Ilvcb/Khc Trong ®ã : Ihccp lµ dßng ®iÖn lµm viÖc l©u dµi cho phÐp cña d©y dÉn ®· ®­îc hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é t¹i n¬i l¾p ®Æt. Ilvcb : dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc. Khc: HÖ sè hiÖu chØnh,Khc = 0,837 C¸c d©y dÉn mÒm nµy treo ngoµi trêi, cã ®é æn ®Þnh nhiÖt t­¬ng ®èi lín nªn ta kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. Chän tiÕt diÖn. Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc ë ch­¬ng tr­íc tÝnh ®­îc dßng cho phÐp (®· hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é) cña c¸c cÊp ®iÖn ¸p. M¹ch ®iÖn ¸p 220 kV: - Dßng lµm viÖc c­ìng bøc cña d©y dÉn trong m¹ch nµy lµ: Ilvcb = 0,444 kA Ta ph¶i chän d©y dÉn cã : Icp ³ kA Nh­ vËy ta chän lo¹i d©y dÉn AC-400 cã S =400 mm2 vµ Icp = 835 A. M¹ch ®iÖn ¸p 110 kV: Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña m¹ch: Ilvcb = 0,69 kA Ta ph¶i chän d©y dÉn cã : Icp ³ kA Nh­ vËy chän d©y AC-400 cã tiÕt diÖn S = 400 mm2, Icp =0,835 kA. KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. TiÕt diÖn nhá nhÊt ®Ó d©y dÉn æn ®Þnh nhiÖt lµ : Smin = BN : Xung l­îng nhiÖt cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ( A2.s ) . C : H»ng sè phô thuéc vµo vËt liÖu d©y dÉn ( ) . Víi d©y dÉn AC cã C = 70 . TÝnh xung l­îng nhiÖt : BN = BNck + BNkck Gi¶ thiÕt thêi gian tån t¹i ng¾n m¹ch lµ 0.5 sec. Khi ®ã cã thÓ tÝnh gÇn ®óng xung l­îng nhiÖt cña thµnh phÇn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch kh«ng chu kú: BNkck1 = I”N12.Ta = ( 8,566.103 )2. 0,05 = 3,67.106 A2.s BNkck2 = I”N22.Ta = ( 13,28.103 )2. 0,05 = 8,82.106 A2.s Thµnh phÇn xung l­îng nhiÖt cña thµnh phÇn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch chu kú ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®å thÞ : BNCK = Tõ s¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch ®iÓm N1 vµ N2 ( ®· ®­a vÒ hai biÕn ®æi ) cña ph­¬ng ¸n tèi ­u ( ph­¬ng ¸n 2) ta tÝnh ®­îc gi¸ trÞ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¹i N1 vµ N2 theo thêi gian nh­ sau : t ( sec ) Dßng ®iÖn 0 0,1 0,2 0,5 IN1 ( kA ) 8,566 8,38 8,25 7,27 IN2 ( kA ) 13,28 9,28 13,67 11,04 §iÓm N1: I2tb1 = = = 71,8 kA2 I2tb2 = = = 69,14 kA2 I2tb3 = = = 60,46 kA2 Tõ ®ã : BNck1 = 71,8.0,1 + 69,14 .0,1 + 60,46 .0,3 = 32,232 kA2.s = 32,232.106 A2.s VËy xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N1 : BN1 = BNck1 + BNkck1 = 3,67.106 + 32,232.106 = 35,902.106 A2.s §iÓm N2: I2tb1 = = = 131,24 kA2 I2tb2 = = = 136,5 kA2 I2tb3 = = = 154,4 kA2 Tõ ®ã: BNck1 = 131,24 .0,1 + 136,5.0,1 + 154,4.0,3 = 73,1 kA2.s= 73,1.106 A2.s VËy xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N2 : BN2 = BNck2 + BNkck2 = 8,82.106 + 73,1.106 = 81,92.106 A2.s TiÕt diÖn d©y dÉn nhá nhÊt ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p 220 kV vµ 110 kV lµ : Smin1 = = = 85,6 mm2 . Smin2 = = = 129,3 mm2 . VËy c¸c d©y dÉn vµ thanh gãp mÒm ®· chän ®Òu ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt . KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang. KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang theo c«ng thøc : Uvq ³ U®m víi Uvq = 84.m.Rdt.lg() kV Trong ®ã: Uvq lµ ®iÖn ¸p tíi h¹n ®Ó ph¸t sinh vÇng quang m lµ hÖ sè cã xÐt ®Õn ®é xï x× cña bÒ mÆt d©y dÉn, lÊy m = 0,87 a lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha cña d©y dÉn, lÊy a =500 cm (víi cÊp 220 kV) vµ a =300 cm (víi cÊp 110 kV) R lµ b¸n kÝnh ngoµi cña d©y dÉn. §iÖn ¸p 220 kV: D©y AC- 400 cã : Icp = 835 A, d = 26,6 mm ®Æt trªn mÆt ph¼ng n»m ngang. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha lµ a = 500 cm. Kho¶ng c¸ch trung b×nh h×nh häc atb = 1,26.a = 630 cm. Uvq = 84.0,87.1,33.lg= 260 kV > U®m = 220 kV Nh­ vËy d©y dÉn ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang. T­¬ng tù ®èi víi ®iÖn ¸p 110 kV ta còng thÊy tho¶ m·n. 6-2.Chän c¸p vµ kh¸ng ®­êng d©y. 1.Chän c¸p cho phô t¶i 10,5 KV - Phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p 10,5 KV cã Pmax =10 MW gåm : + 2 ®­êng d©y c¸p kÐp P = 4 MW * 4 km , Cosj = 0,8 S = = + 2 ®­êng d©y c¸p ®¬n P = 1 MVA *3 km , Cosj = 0,8 S = = - TiÕt diÖn c¸p ®­îc chän theo tiªu chuÈn mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ Jkt Sc¸p = víi Ilvbt : Dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng Chän tiÕt diÖn c¸p ®¬n: C¸c ®­êng c¸p ®¬n cã S = 1,25 MVA nªn dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng lµ: Ilvbt = Tõ ®å thÞ phô t¶i ®Þa ph­¬ng ta tÝnh thêi gian sö dông c«ng suÊt cùc ®¹i: Tmax= Tra b¶ng cã Tmax = 1700,253 h ta chän c¸p c¸ch ®iÖn b»ng giÊy cã Jkt = 2A/mm2 TiÕt diÖn c¸p trong tr­êng hîp nµy: Sc¸p = = 74 mm2 Tra b¶ng chän lo¹i c¸p ba lâi b»ng ®ång vµ nh«m c¸ch ®iÖn b»ng giÊy tÈm dÇu nhùa th«ng vµ chÊt dÎo kh«ng ch¸y, vá b»ng ch× S = 95 mm2 ; U®m = 13,8 KV ; Icp = 265 A - KiÓm tra c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi K1.K2.Icp Ilvbt K1 : HÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é K1 = K2 : HÖ sè hiÖu chØnh theo sè c¸p ®Æt song song, víi c¸p ®¬n cã K2=1 0,837.1.265 = 221,8 A > Ilvbt = 148 A VËy c¸p ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi cho phÐp Chän tiÕt diÖn c¸p kÐp cã S= 4,7 MVA Z Dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng qua mçi c¸p : Ilvbt = Cã Jkt = 2A/mm2 TiÕt diÖn c¸p ®­îc chän : Sc¸p = = Z Tra b¶ng chän lo¹i c¸p ba pha lâi ®ång c¸ch ®iÖn b»ng giÊy tÈm dÇu nhùa th«ng vµ chÊt dÎo kh«ng ch¸y vá b»ng ch× ®Æt trong ®Êt ,ta chän c¸p cã U®m = 10,5 KV S = 70 mm2 , Icp = 215A T­¬ng tù nh­ trªn ta kiÓm tra c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi Kqt.K1.K2.Icp ³ Icb = 2.Ilvbt K1 = 0,837 ; K2 = 0,9 ( Víi 2 c¸p ®Æt song song ) ; Kqt = 1,3 1,3.0,837.0,9.215 = 210 A > 196 A = 2.Ilvbt VËy ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi tho¶ m·n KÕt luËn : C¸p ®· chän ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt 2.Chän kh¸ng ®­êng d©y. 2 KÐp 8 MVA 1 §¬n 3 MVA 1 §¬n 3 MVA * X¸c ®Þnh dßng c­ìng bøc qua kh¸ng: Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng ®­îc gi¶ thiÕt khi sù cè 1 kh¸ng ®iÖn. Lóc nµy c«ng suÊt qua kh¸ng cßn l¹i lµ: Squa K = S - ®¬n = 16,47 – 1,25 = 15,22 MVA Ta cã: C«ng suÊt qua kh¸ng MVA Kh¸ng 1 Kh¸ng 2 B×nh th­êng 8,235 8,235 Sù cè kh¸ng 1 0 15,22 Sù cè kh¸ng 2 12,94 0 Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng lµ: IcbK = = Tra b¶ng ta chän kh¸ng d¬n PbA-10-600-10 cã dßng ®iÖn I®mK = 600A X¸c ®Þnh XK% cña kh¸ng XHT XK XC1 MC2 N6 MC1 EHT N4 N5 Trong ch­¬ng tÝnh ng¾n m¹ch ta ®· tÝnh ®­îc dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N4 IN4” = 88,205 KA VËy ®iÖn kh¸ng cña hÖ thèng tÝnh ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N4 lµ: XHT = = §iÖn kh¸ng cña c¸p 1 lµ: XC1 = X0.l.= = 0,218 Dßng æn ®Þnh nhiÖt cña c¸p 1 lµ : InhC1 = S1: TiÕt diÖn c¸p 70 mm2 C1: HÖ sè c¸p nh«m C1 = 90 As1/2/s t1 : Thêi gian c¾t cña m¸y c¾t 1 : tc¾t MC1 = tc¾t MC2 + t = 0,7 + 0,3 = 1 sec InhC1 = Dßng æn ®Þnh nhiÖt c¸p 2 : InhC2 = = Ta ph¶i chän ®­îc kh¸ng cã XK% sao cho h¹n chÕ ®­îc dßng ng¾n m¹ch nhá h¬n hay b»ng dßng c¾t ®Þnh møc cña m¸y c¾t ®· chän ®ång thêi ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt cho c¸p cã tiÕt diÖn ®· chän: IN5” ( IC®m1, InhC1 ) vµ IN6” ( IC®m2, InhC2 ) Chän m¸y c¾t ®Çu ®­êng d©y MC1: C¸c m¸y c¾t ®Çu ®­êng d©y ®­îc chän cïng lo¹i. Dßng c­ìng bøc qua m¸y c¾t ®­îc tÝnh to¸n cho ®­êng d©y kÐp khi 1 ®­êng d©y bÞ sù cè Icb = = Tra b¶ng chän m¸y c¾t 8DA10 cã: U®m = 15KV I®m = 2500 A Ic¾t ®m = 40 KA Môc ®Ých cña viÖc chän kh¸ng ®iÖn ®­êng d©y lµ ®Ó h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch t¹i hé tiªu thô tíi møc cã thÓ ®Æt ®­îc m¸y c¾t 8DA10 vµ c¸p cña l­íi ®iÖn ph©n phèi cã tiÕt diÖn nhá nhÊt lµ 70 mm2 theo yªu cÇu cña ®Çu bµi. IN5” ( 40KA; 6,3KA ) IN6” ( 20KA; 7,529KA ) VËy ta chän kh¸ng cã XK% sao cho ng¾n m¹ch t¹i N6 th× cã dßng ng¾n m¹ch IN6” 7,529 KA Khi ng¾n m¹ch t¹i N6 th× ®iÖn kh¸ng tÝnh ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch lµ: = Mµ ta cã = XHT + XK + XC1 XK = - XHT – XC1 = 0,729 – 0,062 – 0,218 = 0,449 Nªn XK% = XK. VËy ta chän kh¸ng ®¬n d©y nh«m PbA-10-600-10 XK% = 10% ; I®m = 600A ; U®m= 13,8 KV KiÓm tra kh¸ng võa chän §iÖn kh¸ng t­¬ng ®èi cña kh¸ng ®iÖn võa chän XK = XK%. Dßng ng¾n m¹ch t¹i N5 I”N5 = Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: I”N5 Ic¾t ®m1= 40 KA I”N5 InhC1 = 6,3 KA Dßng ng¾n m¹ch t¹i N6 I”N6 = Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: I”N6 < IC¾t ®m2= 20 KA I”N6 < InhS2 = 7,529 KA KÕt luËn: VËy kh¸ng ®· chän ®¶m b¶o yªu cÇu 6-3.Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p vµ m¸y biÕn dßng ®iÖn. ViÖc chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p vµ m¸y biÕn dßng ®iÖn phô thuéc vµo t¶i cña nã. §iÖn ¸p ®Þnh møc cña chóng ph¶i phï hîp víi ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¹ng. CÊp ®iÖn ¸p 220 kV. M¸y biÕn ®iÖn ¸p: §Ó kiÓm tra c¸ch ®iÖn vµ cung cÊp tÝn hiÖu cho hÖ thèng b¶o vÖ r¬le, ®o l­êng ®Æt c¸c m¸y biÕn ®iÖn ¸p trªn thanh gãp 220 kV. Th­êng chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p mét pha kiÓu HKф -220 - 58Y1 nèi d©y theo s¬ ®å Yo/Yo// cã c¸c th«ng sè sau: §iÖn ¸p s¬ cÊp: Us®m = 150000/ V; §iÖn ¸p thø cÊp 1: Ut1®m = 100/ V §iÖn ¸p thø cÊp 2: Ut2®m = 100/3 V ; CÊp chÝnh x¸c: 0,5 C«ng suÊt ®Þnh møc: STU®m = 400 VA M¸y biÕn dßng ®iÖn. C¸c m¸y biÕn dßng ®iÖn ®­îc ®i kÌm víi c¸c m¹ch m¸y c¾t cã nhiÖm vô cung cÊp tÝn hiÖu cho hÖ thèng b¶o vÖ r¬le. Víi môc ®Ých dã chän m¸y biÕn ®iÖn kiÓu TфH - 220-3T cã c¸c th«ng sè sau: Dßng ®iÖn s¬ cÊp: Is®m =1200 A ; Dßng ®iÖn thø cÊp: It®m = 5 A CÊp chÝnh x¸c : 0,5 ; Phô t¶i ®Þnh møc: 2W Dßng ®iÖn æn ®Þnh ®éng : ildd = 108 kA M¸y biÕn dßng ®· chän cã dßng ®iÖn s¬ cÊp ®Þnh møc lín h¬n 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. CÊp ®iÖn ¸p 110 kV. M¸y biÕn ®iÖn ¸p: §Ó kiÓm tra c¸ch ®iÖn vµ cung cÊp tÝn hiÖu cho hÖ thèng b¶o vÖ r¬le, ®o l­êng ®Æt c¸c m¸y biÕn ®iÖn ¸p trªn thanh gãp 110 kV. Th­êng chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p mét pha kiÓu HKф -110 – 57,Y1 nèi d©y theo s¬ ®å Yo/Yo// cã c¸c th«ng sè sau: §iÖn ¸p s¬ cÊp: Us®m = 66000/ V ; §iÖn ¸p thø cÊp 1: Ut1®m = 100/ V §iÖn ¸p thø cÊp 2: Ut2®m = 100/3 V ; CÊp chÝnh x¸c: 0,5 C«ng suÊt ®Þnh møc: STU®m = 400 VA M¸y biÕn dßng ®iÖn. C¸c m¸y biÕn dßng ®iÖn ®­îc ®i kÌm víi c¸c m¹ch m¸y c¾t cã nhiÖm vô cung cÊp tÝn hiÖu cho hÖ thèng b¶o vÖ r¬le. Víi môc ®Ých dã chän m¸y biÕn ®iÖn kiÓu TфH-110M cã c¸c th«ng sè sau: Dßng ®iÖn s¬ cÊp: Is®m =2000 A ; Dßng ®iÖn thø cÊp: It®m = 5 A CÊp chÝnh x¸c : 0,5 ; Phô t¶i ®Þnh møc: 0,8W Dßng ®iÖn æn ®Þnh ®éng : ildd = 108 kA M¸y biÕn dßng ®· chän cã dßng ®iÖn s¬ cÊp ®Þnh møc lín h¬n 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. CÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t 10,5 kV. M¹ch m¸y ph¸t ®iÖn c¸c biÕn ®iÖn ¸p vµ biÕn dßng ®iÖn nh»m cung cÊp cho c¸cdông cô ®o l­êng. Theo quy ®Þnh b¾t buéc m¹ch m¸y ph¸t ph¶i cã c¸c phÇn tö ®o l­êng sau: ampe kÕ, v«n kÕ, tÇn sè kÕ, cosj kÕ, o¸t kÕ t¸c dông, o¸t kÕ ph¶n kh¸ng, o¸t kÕ t¸c dông tù ghi, c«ng t¬ t¸c dông, c«ng t¬ ph¶n kh¸ng. C¸c dông cô ®o ®­îc m¾c nh­ h×nh 6-3. S¬ ®å nèi c¸c dông cô ®o vµo BU vµ BI A A A W VAR W Wh VARh V f 2.HOM-15 G a b c H×nh 6-3 Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p. M¸y biÕn ®iÖn ¸p ®­îc chän ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau : Sdc STU®m víi Sdc = V× phô t¶i cña biÕn ®iÖn ¸p lµ c¸c dông cô ®o l­êng nªn dïng hai biÕn ®iÖn ¸p mét pha nèi d©y kiÓu V/V vµ ®­îc nèi vµo ®Çu cùc ®Ó lÊy c¸c ®iÖn ¸p d©y AB vµ BC. C¸c dông cô ®o l­êng sö dông qua m¸y biÕn ®iÖn ¸p ®­îc ghi ë b¶ng 6-5. B¶ng 6-5 Thø Tù Tªn ®ång hå Ký hiÖu Phô t¶i ab Phô t¶i bc P(W) Q(Var) P(W) Q(Var) 1 V«n kÕ ЗB2 7,2 2 TÇn sè kÕ Д344 6,5 3 O¸t kÕ t¸c dông Д 341 1,8 1,8 4 O¸t kÕ ph¶n kh¸ng Д 342/1 1,8 1,8 5 O¸t kÕ tù ghi \\ Д 33 8,3 8,3 6 C«ng t¬ t¸c dông ИT 0,66 0,66 1,62 7 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng ИTP 0,66 1,62 0,66 1,62 Tæng céng 20,40 3,24 19,72 3,24 Phô t¶i cña biÕn ®iÖn ¸p ab: Sab = = 20,7 VA ; cosjab = Phô t¶i biÕn ®iÖn ¸p bc: Sbc = = 19,9 VA ; cosjbc = V× phô t¶i cña m¸y biÕn ®iÖn ¸p lµ dông cô ®o l­êng nªn ta chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p kiÓu mét pha HOM-15 cã c¸c th«ng sè sau : §iÖn ¸p s¬: 15750 /V ; §iÖn ¸p cuén thø 1: 100/ V §iÖn ¸p cuén thø 2: 100/3 V ; CÊp chÝnh x¸c : 0,5 Phô t¶i ®Þnh møc: S®m = 75 VA * Chän d©y dÉn nèi tõ biÕn ®iÖn ¸p ®Õn dông cô ®o : Gi¶ sö ®é dµi tõ m¸y biÕn ®iÖn ¸p ®Õn c¸c ®ång hå ®o l­êng lµ l = 60 m Dßng ®iÖn trong c¸c pha a, b, c : Ia = A ; Ic = A §Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n coi Ia = Ic= 0,2 A vµ coi cosjab = cosjbc = 1 Khi ®ã Ib =.Ia = 0,34 A TrÞ sè ®iÖn ¸p gi¸ng trªn d©y dÉn pha a vµ b: DU = (Ia + Ib) lÊy rCu = 0,0175 W V× m¹ch ®iÖn cã c«ng t¬ nªn DU £ 0,5 %. VËy tiÕt diÖn d©y dÉn lµ: Fdd = mm2 §Ó ®¶m b¶o ®é bÒn c¬ ta chän d©y dÉn ®ång cã bäc c¸ch ®iÖn cã tiÕt diÖn lµ: Fdd = 1,5 mm2 Chän m¸y biÕn dßng ®iÖn . C¸c biÕn dßng ®­îc ®Æt trªn c¶ ba pha vµ ®­îc nèi theo s¬ ®å sao. V× c¸c c«ng t¬ cã cÊp chÝnh x¸c 0,5 nªn c¸c m¸y biÕn dßng ®­îc chän ph¶i cã cïng cÊp chÝnh x¸c. Ngoµi ra cßn ph¶i ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn sau: §iÖn ¸p ®Þnh møc: UTI®m ³ UF®m =13,8 kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc s¬: ITI®m ³ Ilvcb = 5,186 kA VËy chän m¸y biÕn dßng ®iÖn kiÓu TШ۸-20-1 cã c¸c th«ng sè kÜ thuËt nh­ sau: U®m = 20 kV , Is®m = 10000 A , It®m = 5 A , phô t¶i ®Þnh møc Z®m = 1,2 W , cÊp chÝnh x¸c 0,5. B¶ng dông cô ®o l­êng nèi vµo TI ®­îc ghi trong b¶ng 6-6: B¶ng 6-6 Thø tù Tªn dông cô KÝ hiÖu Phô t¶i (VA) A B C 1 Am pe kÕ З-302 1 1 1 2 O¸t kÕ t¸c dông Д-341 5 5 3 O¸t kÕ tù ghi Д –33 10 10 4 O¸t kÕ ph¶n kh¸ng Д -342/1 5 5 5 C«ng t¬ t¸c dông Д –670 2,5 2,5 6 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng ИT-672 2,5 5 2,5 Tæng céng 26 6 26 Pha a vµ c cña biÕn dßng mang t¶i nhiÒu nhÊt Smax =26 VA Tæng trë dông cô ®o m¾c vµo c¸c pha nµy lµ: Zå®d = W §Ó tho¶ m·n cÊp chÝnh x¸c 0,5 cña m¸y biÕn dßng ®iÖn ta cÇn chän d©y dÉn ®Õn c¸c dông cô ®o l­êng cã ®ñ ®é lín cÇn thiÕt. Gi¶ sö kho¶ng c¸ch tõ m¸y biÕn dßng ®iÖn ®Õn c¸c dông cô ®o l­êng lµ l = 50 m. Chän d©y dÉn b»ng ®ång cã tiÕt diÖn tho¶ m·n: Fdd ³ mm2 Theo ®iÒu kiÖn vÒ ®é bÒn c¬ ta chän d©y dÉn ®ång cã bäc c¸ch ®iÖn cã tiÕt diÖn F = 6 mm2. KiÓm tra æn ®Þnh ®éng m¸y biÕn dßng ®iÖn: M¸y biÕn dßng kiÓu TШL-20-1 cã s¬ cÊp lµ thanh dÉn cña thÕt bÞ ph©n phèi nªn æn ®Þnh ®éng cña nã quyÕt ®Þnh bëi æn ®Þnh ®éng cña thanh dÉn m¹ch m¸y ph¸t. Do vËy kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh ®éng cña m¸y biÕn dßng ®iÖn nµy. KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch: V× dßng ®Þnh møc s¬ cÊp cña m¸y biÕn dßng ®iÖn lín h¬n 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. VËy m¸y biÕn dßng ®iÖn ®· chän hoµn toµn tho¶ m·n yªu cÇu. Ch­¬ng VII Chän s¬ ®å vµ thiÕt bÞ tù dïng L­îng ®iÖn tù dïng cña nhµ m¸y thuû ®iÖn lµ rÊt nhá so víi nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn cïng c«ng suÊt. MÆt kh¸c theo ®Ò bµi thiÕt kÕ th× ®©y lµ nhµ m¸y thuû ®iÖn cã c«ng suÊt trung b×nh ( [ 1000 MVA ) nªn s¬ ®å tù dïng cña nhµ m¸y thiÕt kÕ cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau : Mét m¸y ph¸t hay mét nhãm m¸y ph¸t ghÐp chung 1 MBA, cã mét MBA tù dïng h¹ tõ 13,8/0,4 KV. §iÖn lÊy ngay tõ cùc m¸y ph¸t. Dù phßng nãng cho nhau th«ng qua Aptom¸t phÝa h¹ ¸p. Khi mét MBA bÞ sù cè, c¸c m¸y cßn l¹i sÏ t¨ng c«ng suÊt thay thÕ MBA bÞ sù cè. PhÝa cao cña MBA tù dïngkh«ng cÇn dïng m¸y c¾t mµ chØ cÇn dïng c¸ch ly (v× lµ MBA trong nhµ, th­êng b¶o qu¶n rÊt tèt nªn hÇu nh­ kh«ng bao giê cã sù cè s¶y ra). PhÝa h¹ cña MBA tù dïng lµ Apt«m¸t vµ dao c¸ch ly phôc vô söa ch÷a 380/220V ,do ®ã ph¶i nèi ®Êt ®Ó an toµn vµ cã d©y trung tÝnh ®Ó lÊy ®iÖn ¸p pha. Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng. M¸y biÕn ¸p tù dïng ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn sau: vµ (n-1).S®mB.Kqtscá Smaxtd do ®ã ta chän MBA tù dïng TM-1,6 cã th«ng sè nh­ sau : Lo¹i S®m (MVA) UC®m (kV) UH®m (kV) DP0 (kW) DPN (kW) Un% I0% TMTH 16 36,75 6,3 23 115 16,5 0,95 Ta cã s¬ ®å tù dïng cña thuû ®iÖn nh­ sau: B1 F1 TM-1,6 B2 B3 B4 F2 F3 F4 0,4 KV