Thiết kế nhà máy nhiệt điện 4 tổ máy x 100 MW đầu ra 220kV

¬i ta ®­îc: I= 5,3 vµ I() = 2,55 §æi ra hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta cã: - Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é: I= 5,3 = 34,24 (kA) - Dßng ng¾n m¹ch duy tr×: IN3 () = 2,55 = 16,475 (kA) - Dßng ®iÖn xung kÝch: ixkN3 = . kxk . I Trong ®ã: I lµ dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch N3 kxk lµ hÖ sè xung kÝch. Víi ng¾n m¹ch ë ®Çu cùc m¸y ph¸t th× kxk = 1,9 ixkN3 = . 1,9 . 34,24 = 92 (kA) e. §iÓm ng¾n m¹ch t¹i N4 : Ta thÊy: IN4 = IN'3 = IN3 tõ ®ã ta cã: - Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é: I"4 = I"N3 + I"N'3 = 34,24 + 38,52 = 72,76 (kA) - Dßng ng¾n m¹ch duy tr×: I"4 ()= I"N3 ()+ I"N'3 () = 16,475 + 40,45 = 56,925 (kA) - Dßng ®iÖn xung kÝch: ixkN4 = ixkN3 + ixkN3’ = 98,06 + 92 = 190,06 (kA) KÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch cña ph­¬ng ¸n 2: CÊp ®iÖn ¸p (kV) §iÓm ng¾n m¹ch I" ( kA) I(kA) ixk(kA) 220 N1 8,3 7,71 21,13 110 N2 14,03 12,37 35,71 10,5 N3 34,24 16,475 92 N3' 38,52 40,45 98,06 N4 72,76 56,925 190,06 IV. Chän m¸y c¾t vµ dao c¸ch li cho c¸c ph­¬ng ¸n 1/ Chän m¸y c¾t: Khi chän m¸y c¾t ta nªn chó ý mét sè ®iÓm sau: - Nªn chän cïng mét lo¹i m¸y c¾t trªn cïng mét cÊp ®iÖn ¸p nhÊt lµ ®èi víi TBA ph©n phèi > 35KV - Trªn c¸c ®­êng d©y phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t nªn dïng m¸y c¾t hîp bé ë phÝa TBPP ®iÖn ¸p 35KV trë lªn. NÕu dïng m¸y c¾t kh«ng khÝ th× dïng ®ång lo¹t cho tÊt c¶ c¸c m¹ch ®Ó tËn dông m¸y nÐn kh«ng khÝ. M¸y c¾t ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: + §iÖn ¸p : U®m ³ Ul­íi + Dßng ®iÖn: I®m ³ I cb max + §iÒu kiÖn c¾t: Ic¾t ®m ³ I' +æn ®Þnh lùc ®éng ®iÖn: I®éng ®m ³ ixk + æn ®Þnh nhiÖt: I2nh . tnh ³ BN §iÒu kiÖn nµy chØ xÐt khi I®m < 1000 A. 2/ C¸ch chän dao c¸ch li Dao c¸ch li còng ®­îc chän víi c¸c ®iÒu kiÖn trªn nh­ng trõ ®iÒu kiÖn c¾t. Tõ ®ã ta chän ®­îc c¸c lo¹i MC vµ DCL cho c¸c ph­¬ng ¸n nh­ sau Ph­¬ng ¸n 1: C¸c th«ng sè tÝnh to¸n vµ ®Þnh møc cña rm¸y c¾t vµ dao c¸ch li ®­îc cho trong b¶ng sau: M¹ch T«ng sè tÝnh to¸n Th«ng sè m¸y c¾t, dao c¸ch li U®m (kV) Icb (kA) I+ (kA) ixk (kA) Lo¹i Ký hiÖu U®m (kV) I®m (kA) Ic¾t ®m (kA) I®®m (kA) Cao ¸p 220 0,807 7,88 20,06 MC 3AQ1 245 4 40 100 DCL SGC 245/800 245 0,8 - 80 Trung ¸p 110 0,78 14,77 37,6 MC 3AQ1 145 4 40 100 DCL SGCP 123/800 123 0,8 - 80 H¹ ¸p 10,5 0,65 44,81 114,06 MC 8BK41 12 12,5 80 225 DCL SGCP 36/1250 36 12,5 - 125 Ph­¬ng ¸n 2: C¸c th«ng sè tÝnh to¸n vµ ®Þnh møc cña rm¸y c¾t vµ dao c¸ch li ®­îc cho trong b¶ng sau: M¹ch Th«ng sè tÝnh to¸n Th«ng sè m¸y c¾t, dao c¸ch li U®m (kV) Icb (kA) I+ (kA) ixk (kA) Lo¹i Ký hiÖu U®m (kV) I®m (kA) Ic¾t ®m (kA) I®®m (kA) Cao ¸p 220 0,807 8,3 21,13 MC 3AQ1 245 4 40 100 DCL SGC 245/800 245 0,8 - 80 Trung ¸p 110 0,78 14,03 35,71 MC 3AQ1 145 4 40 100 DCL SGCP 123/800 123 0,8 - 80 H¹ ¸p 10,5 0,65 38,52 98,06 MC 8BK41 12 12,5 80 225 DCL SGCP 36/1250 36 12,5 - 125 Ch­¬ng IV so s¸nh kinh tÕ kü thuËt c¸c ph­¬ng ¸n VÒ viÖc quyÕt ®Þnh chän mét ph­¬ng ¸n nµo còng ®Òu ph¶i dùa trªn c¬ së so s¸nh vÒ mÆt kinh tÕ vµ kü thuËt. VÒ mÆt kinh tÕ ®ã chÝnh lµ tæng vèn ®Çu t­ cho ph­¬ng ¸n, phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m, thiÖt h¹i hµng n¨m do mÊt ®iÖn. NÕu viÖc tÝnh to¸n thiÖt h¹i hµng n¨m do mÊt ®iÖn khã kh¨n th× ta cã thÓ so s¸nh c¸c ph­¬ng ¸n theo ph­¬ng thøc rót gän, bá qua thµnh phÇn thiÖt h¹i. VÒ mÆt kü thuËt ®Ó ®¸nh gi¸ mét ph­¬ng ¸n cã thÓ dùa vµo c¸c ®iÓm sau: - TÝnh ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn khi lµm viÖc b×nh th­êng còng nh­ khi sù cè - TÝnh linh ho¹t trong vËn hµnh, møc ®é tù ®éng ho¸. - TÝnh an toµn cho ng­êi vµ thiÕt bÞ. i- Ph­¬ng ¸n 1: ViÖc lùa chän s¬ ®å thiÕt bÞ ph©n phèi cho cÊp ®iÖn cao vµ trung lµ tuú thuéc vµo sè m¹ch nèi vµo thanh gãp sao cho võa ®¶m b¶o ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn võa kÓ ®Õn tÝnh kinh tÕ. Ta thÊy vÒ phÝa ®iÖn ¸p cao, sè m¹ch nèi vµo thanh gãp Ýt do ®ã ta cã thÓ chän hÖ hai thanh gãp. PhÝa ®iÖn ¸p trung chän s¬ ®å hai thanh gãp cã m¸y c¾t liªn l¹c. 110kV 220kV MCLL F1 TN1 F2 TN2 F3 T3 MCLL F4 T4 ~ ~ ~ ~ 1) TÝnh hµm chi phÝ tÝnh to¸n: a) Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p: Ph­¬ng ¸n 1 dïng 2 lo¹i m¸y biÕn ¸p lµ: * Hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu kiÓu: ATPCTH-250, mçi m¸y gi¸: 16,8.109 (VN§).HÖ sè chuyªn chë k = 1,3 * Hai m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y lo¹i TPC - 125 - 121/10,5 , mçi m¸ygi¸: 6.109 (VN§) vµ k = 1,5 Nh­ vËy tæng vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p cña ph­¬ng ¸n 1 lµ: VB1 = 2 . 1,3 . 16,8 . 109 + 2 . 1,5 . 6. 109 = 61,68 . 109 ( VN§) b) Vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi: Tõ s¬ ®å h×nh vÏ trªn ta nhËn thÊy: - CÊp ®iÖn ¸p 220kV cã 5 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ: 75 . 103 R - CÊp ®iÖn ¸p 110kV cã 10 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ: 45. 103 R - CÊp ®iÖn ¸p 10,5kVcã 2 m¹ch m¸y c¾t gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ: 40 . 103R Tæng vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi lµ: VTBPP1 = (5*75.103+ 10*45.103 + 2*40.103) = 905.103 R (Quy ®æi ra VN§ víi : 1R = 60.103 VN§) ta cã : VTBPP1 = 905.103 * 60.103 = 54,3.109 (VN§) Tõ ®ã tÝnh ®­îc tæng vèn ®Çu t­ cho ph­¬ng ¸n 1 lµ: V1 = VB1 + VTBPP1 = 61,68 . 109 + 54,3 . 109 = 115,98 . 109 (VN§) 2) TÝnh phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m: PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m cña mçi ph­¬ng ¸n ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: P = Pk + Pp + Pt Trong ®ã: + Pk lµ tiÒn khÊu hao hµng n¨m vÒ vèn ®Çu t­ vµ söa ch÷a lín: pk = ( aB% . VB1 + aTBPP% . VTBPP1 ) = .V Þ Pk = . 115,98 . 109 = 9,7 . 109 (®ång/n¨m) + Pp lµ chi phÝ phôc vô thiÕt bÞ, khi ®¸nh gi¸ kinh tÕ c¸c ph­¬ng ¸n cã thÓ bá qua chi phÝ nµy. + Pt lµ chi phÝ tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn vµ pt = b. DA Do ®ã chi phÝ do tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m lµ: Pt = 600 . 11331,944 . 103 = 6,8 . 109 (®ång/ n¨m) VËy phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m cña ph­¬ng ¸n 1 lµ: P1 = 9,7 . 109 + 6,8. 109 = 16,5 . 109 ( ®ång/n¨m) ii- Ph­¬ng ¸n 2: T­¬ng tù nh­ ph­¬ng ¸n 1 ta chän s¬ ®å 2 thanh gãp phÝa 220kV vµ hÖ thèng 2 thanh gãp cã m¸y c¾t liªn l¹c phÝa 110kV cho ph­¬ng ¸n 2. 1) TÝnh hµm chi phÝ tÝnh to¸n: a) Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p: Ph­¬ng ¸n 2 dïng 3 lo¹i m¸y biÕn ¸p lµ: * Hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu kiÓu: ATPCTH-250,mçi m¸y gi¸: 16,8.109(VN§) vµ cã hÖ sè chuyªn chë k = 1,3 * Mét m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y lo¹i TPC - 125 - 121/10,5 mçi m¸y gi¸ : 6.109 (VN§) vµ k = 1,5 * Mét m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y lo¹i TPC - 125 - 242/10,5 mçi m¸y gi¸ 9,72.109 (VN§) vµ k = 1,3 Nh­ vËy tæng vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p cña ph­¬ng ¸n 2 lµ: VB2 = 2 . 1,3 . 16,8 . 109 + 1,5 . 6 . 109 + 1,3 . 9,72 . 109 = 65,316 . 109 ( VN§) 110kV 220kV MCLL F1 TN1 F2 F3 TN2 F4 T4 MCLL ~ ~ ~ ~ b) Vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi: Tõ s¬ ®å h×nh vÏ trªn ta nhËn thÊy: - CÊp ®iÖn ¸p 220kV cã 6 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ: 75 . 103 R - CÊp ®iÖn ¸p 110kV cã 9 m¹ch m¸y c¾t kiÓu 3AQ1 gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ: 45 . 103 R - CÊp ®iÖn ¸p 10,5kV cã 2 m¹ch m¸y c¾t gi¸ tiÒn mét m¹ch lµ : 40 . 103R. Tæng vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi lµ: VTBPP2=(6*75.103+9*45.103+2*40.103) = 935.103 R (Quy ®æi ra VN§ víi : 1R = 60.103 VN§) ta cã : VTBPP1 = 935.103 * 60.103 = 56,1.109 VN§ Tõ ®ã tÝnh ®­îc tæng vèn ®Çu t­ cho ph­¬ng ¸n 2 lµ: V2 = VB2 + VTBPP2 = 65,316 . 109 + 56,1 . 109 = 121,416 . 109 (VN§) 2) TÝnh phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m: PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m cña mçi ph­¬ng ¸n ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: P = Pk + Pp + Pt Trong ®ã: + Pk lµ tiÒn khÊu hao hµng n¨m vÒ vèn ®Çu t­ vµ söa ch÷a lín: pk = ( aB% . VB2 + aTBPP% . VTBPP2 ) = . V Þ Pk = . 121,416 . 109 = 10,2 . 109 (®ång/n¨m) + Pp lµ chi phÝ phôc vô thiÕt bÞ khi ®¸nh gi¸ kinh tÕ c¸c ph­¬ng ¸n cã thÓ bá qua chi phÝ nµy. + Pt lµ chi phÝ tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn vµ Pt = b. DA Do ®ã chi phÝ do tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m lµ: Pt = 600 . 10534,87. 103 = 6,3 . 109 (®ång/ n¨m) VËy phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m cña ph­¬ng ¸n 2 lµ: P2 = 10,2 . 109 + 6,3 . 109 = 16,5. 109 ( ®ång/n¨m) Ta cã kÕt qu¶ tÝnh to¸n kinh tÕ cña hai ph­¬ng ¸n ë b¶ng sau: Ph­¬ng ¸n Vèn ®Çu t­ V( 109 VN§) PhÝ tæn vËn hµnh P(109 VN§) I 115,98 16,5 II 121,416 16,5 Ta thÊy r»ng ph­¬ng ¸n cã vèn ®Çu t­ nhá kinh tÕ h¬n lµ ph­¬ng ¸n 1. VËy ta gi÷ l¹i ph­¬ng ¸n 1 ®Ó thiÕt kÕ. ch­¬ng V chän c¸c thiÕt bÞ ®iÖn chÝnh cho nhµ m¸y 1- Chän tiÕt diÖn thanh dÉn cho thanh dÉn cøng m¹ch m¸y ph¸t ®iÖn 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 3 pha 2 cuén d©y. TiÕt diÖn cña thanh dÉn ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi Gi¶ thiÕt nhiÖt ®é l©u dµi cho phÐp cña thanh dÉn lµ qcp = 70oC, nhiÖt ®é m«i tr­êng xung quanh lµ qo = 35oC vµ nhiÖt ®é tÝnh to¸n ®Þnh møc lµ q®m = 25oC Tõ ®ã ta cã hÖ sè ®iÒu chØnh theo nhiÖt ®é lµ: Khc = = = 0,78 Khi ®ã ta ph¶i cã I'cp = Icp . Khc ³ Icb V× Icb = 0,65(kA) nªn Icp ³ = = 0,83 (kA) Tõ ®ã chän thanh dÉn nh«m tiÕt diÖn h×nh m¸ng cã s¬n víi c¸c th«ng sè nh­ sau: KÝch th­íc TiÕt diÖn 1 cùc 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 Wyo-yo Jxx Jyy Jyo-yo 75 35 5,5 6 695 14,1 3,17 30,1 53,1 7,6 113 2670 Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha lµ 60 (cm), kho¶ng c¸ch nhÞp 1 lµ 120 (cm) a- KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt: Thanh dÉn cã dßng ®Þnh møc lín h¬n 1000(A) nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. b- KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng §iÒu kiÖn kiÓm tra æn ®Þnh ®éng lµ: stt £ scp §èi víi thanh dÉn nh«m th× scp = 700 (KG/cm2). Lùc tÝnh to¸n t¸c dông lªn thanh dÉn pha gi÷a trªn chiÒu dµi kho¶ng v­ît lµ: Ftt = 1,76 . 10-8 ().i2xk = 1,76 . 10-8 . ().(110,29 . 103)2 = 428,168 (KG) M« men uèn M: M = = = 5138 (KG.cm) Suy ra øng suÊt do lùc ®éng ®iÖn gi÷a c¸c pha lµ: st = = = 170,7 (KG/cm2) X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch cho phÐp lín nhÊt gi÷a c¸c miÕng ®Öm l1 sao cho: stt = st + s2 < scp Víi s2 øng suÊt t­¬ng ®­¬ng víi lùc ®iÖn ®éng trong cïng 1 pha Lùc ®iÖn ®éng do dßng ng¾n m¹ch trong cïng mét pha g©y ra trªn 1 ®¬n vÞ dµi cña thanh dÉn h×nh m¸ng f2 = 1,684 . I(3)2m. . ().10-8 (KG/cm) = 1,684 . ( Ö 2 . 50,26. 103)2 . ().10-8 = 42,54 ( KG/cm) Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 miÕng ®Öm: l1 = Ta cã x¸c suÊt cho phÐp cña Al scp = 700 (kG/cm2) nªn : l1 = = 21,76 Ta thÊy: l1 < l nªn cÇn ®Æt miÕng ®Öm gi÷a 2 sø ®ì vµ sè miÕng ®Öm cÇn ®Æt lµ : n = = = 6 ( miÕng) -Khi xÐt ®Õn dao ®éng: Ta thÊy lùc ®iÖn ®éng víi tÇn sè w vµ 2w, sø vµ thanh dÉn còng dao ®éng riªng víi tÇn sè riªng wr. TÇn sè dao ®éng riªng cña dao ®éng thanh dÉn vr = Trong ®ã: E lµ m« ®un ®µn håi cña vËt liÖu thanh dÉn (EAl = 0,65.106 KG/cm2) J lµ m« men qu¸n tÝnh cña tiÕt ®iÖn thanh dÉn ®èi víi trôc th¼ng gãc víi ph­¬ng uèn. J = Jyo-yo = 113 (cm4). S lµ tiÕt diÖn ngang cña thanh dÉn g lµ khèi l­îng riªng cña vËt liÖu thanh dÉn, gAl. = 2,74 (g/cm3) VËy nªn: wr = = 0,35 (Hz) Gi¸ trÞ nµy n»m ngoµi kho¶ng 45 – 55Hz vµ 90-110Hz. VËy thanh dÉn ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng khi xÐt ®Õn dao ®éng thanh dÉn. 2- Chän sø ®ì thanh dÉn Sø ®ì thanh dÉn cøng ®­îc chän theo c¸c tiªu chuÈn sau: a. Lo¹i sø: chän theo vÞ trÝ ®Æt Ta chän lo¹i sø ®Æt trong nhµ b. §iÖn ¸p: U®ms ³ Ud® = 10,5 kV Tõ ®ã ta chän lo¹i sø OF-20-3000Y3 cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹i sø §iÖn ¸p(kV) Lùc ph¸ ho¹i nhá nhÊt khi uèn tÜnh(KG) ChiÒu cao(mm) §Þnh møc Duy tr× ë tr¹ng th¸i kh« OF-20-3000Y3 20 75 3000 206 - KiÓm tra æn ®Þnh ®éng Lùc ®éng ®iÖn t¸c ®éng lªn thanh dÉn khi ng¾n m¹ch sÏ t¸c ®éng lªn ®Çu sø sÏ g©y h­ háng sø vÒ mÆt vËt lý do ®ã ph¶i kiÓm tra æn ®Þnh ®éng. §iÒu kiÖn: F'tt £ 0,6Fph Trong ®ã: Fph lµ lùc ph¸ ho¹i cho phÐp cña sø Fph = 3000 (KG) F'tt lµ lùc ®éng ®iÖn ®Æt lªn ®Çu sø khi ng¾n m¹ch 3 pha F'tt = Ftt . H' = H + = 20,6 + 10 = 30,6 (cm) F'tt = 428,168 . = 636 (KG) Ta thÊy F'tt = 636 < 0,6 . 3000 = 1800(KG) VËy sø ta ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. 3- Chän thanh dÉn, thanh gãp mÒm ë cÊp ®iÖn ¸p trung TiÕt diÖn d©y dÉn vµ thanh gãp mÒm ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: * Theo dßng ®iÖn cho phÐp lóc lµm viÖc c­ìng bøc I'cp = Icp ; Khc ³ Icb * KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch qN £ qNCP hay S ³ * KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang Uvq ³ U®m.mg Tõ ®ã d©y dÉn vµ thanh gãp mÒm phÝa 110kV ®­îc chän nh­ sau: a. Theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng cho phÐp I'cp = Icp . Khc ³ Icb Khc = = = 0,79 Dßng ®iÖn c­ìng bøc phÝa 110kV lµ Icb = 0,748(kA) nªn: Icp ³ = = 0,987 (kA) Do ®ã ta chän thanh gãp mÒm lo¹i: TiÕt diÖn chuÈn TiÕt diÖn( mm2) §­êng kÝnh(mm) Dßng cho phÐp(A) Nh«m ThÐp D©y dÉn Lâi thÐp 600/72 580 72,2 33,2 11 1050 b. KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch Ta kiÓm tra ®iÒu kiÖn : qN £ qNCP hay S ³ Víi d©y dÉn ACO cã C = 79A (s1/2/mm2) BN lµ xung l­îng nhiÖt dßng ng¾n m¹ch, A2s BN = BNCK = + BN KCK Trong tÝnh to¸n gÇn ®óng cã thÓ lÊy thêi gian tån t¹i ng¾n m¹ch t = 1s - Xung l­îng nhiÖt thµnh phÇn chu kú ®­îc tÝnh theo ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®å thÞ: BNCK = I2tbÞ . Dti 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 1) ta tÝnh ®­îc gi¸ trÞ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é t¹i N1 vµ N2 theo c¸c gi¸ trÞ thêi gian nh­ sau: t(s) Dßng ®iÖn 0 0,1 0,2 0,5 1 IN1 ( kA) 7,88 7,03 6,94 6,81 6,78 IN2 ( kA) 14,77 13,03 12,97 12,6 12,4 Gi¸ trÞ trung b×nh b×nh ph­¬ng cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch phÝa 110kV lµ: I2tb1 = = = 193,95 (kA2) I2tb2 = = = 169 (kA2) I2tb3 = = = 163,5 (kA2) I2tb4 = = = 156,26 (kA2) Tõ ®ã: BNck = (193,95 + 169 + 163,5 + 156,26) . 0,1 = 68,27 (kA2s) = 68,27.106(A2.s) - Xung l­îng nhiÖt thµnh phÇn kh«ng chu kú. BNkck = I' 2 x Ta ( 1 - e ) Khi t³ 0,1s th× cã thÓ xem BNkck = I' 2 x Ta vµ Ta = 0,05 (s) Tõ ®ã suy ra BNkck = I' 2 x Ta = 14,77 2 x 0,05 = 10,9 (kA2.s) = 10,9 . 106 ( A2.s) VËy xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N2 ( phÝa 110kV). BNkc2 = BNck2 + BNkck2 = 68,27 . 106 + 10,9 . 106 = 79,17 . 106 ( A2.s) Suy ra tiÕt diÖn d©y dÉn ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt ë cÊp ®iÖn ¸p 110kV lµ: Smin = = = 112,63( mm2) VËy c¸c d©y dÉn vµ thanh gãp mÒm ®· chän ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt. c. KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang theo c«ng thøc: Uvq ³ U®m mg víi Uvq = 84. m . r . 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 = 0,93 a lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha cña d©y dÉn, lÊy a = 500cm ( víi cÊp ®iÖn ¸p 220kV) vµ a = 300 cm ( víi cÊp ®iÖn ¸p 110kV). r lµ b¸n kÝnh ngoµi cña d©y dÉn Tõ ®ã suy ra: Uvq = 84. m . r .lg () = 84. 0,93 . 1,33. lg() = 244,5 (kV) U®m mg = 110% x 110 = 121 ( kV) Nªn d©y dÉn ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang. 4- Chän thanh dÉn, thanh gãp mÒm ë cÊp ®iÖn ¸p cao TiÕt diÖn d©y dÉn vµ thanh gãp mÒm ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: * Theo dßng ®iÖn cho phÐp lóc lµm viÖc c­ìng bøc I'cp = Icp = . khc ³ Icb * KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch qN £ qNCP hay S ³ * KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang Uvq ³ U®m m g Tõ ®ã d©y dÉn vµ thanh gãp mÒm phÝa 220kV ®­îc chän nh­ sau: a. Theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng cho phÐp I'cp = Icp . Khc ³ Icb Khc = = = 0,79 Dßng ®iÖn c­ìng bøc phÝa 220 kV lµ Icb lµ: 0,807 (kA) nªn : Icp ³ = = 1,02 ( kA) Do ®ã ta chän thanh gãp mÒm lo¹i: TiÕt diÖn chuÈn TiÕt diÖn ( mm2) §­êng kÝnh ( mm) Dßng cho phÐp ( A) Nh«m ThÐp D©y dÉn Lâi thÐp 600/72 580 72,2 33,2 11 1050 b. KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch: Ta kiÓm tra ®iÒu kiÖn : qN £ qNCP hay S ³ S ³ Víi d©y ACO cã C = 79 (As1/2 / mm2) BN lµ xung l­îng nhiÖt dßng ng¾n m¹ch, A2s BN = BCK + BNKCK Trong tÝnh to¸n gÇn ®óng cã thÓ lÊy thêi gian tån t¹i ng¾n m¹ch t = 1s - Xung l­îng nhiÖt thµnh phÇn chu kú ®­îc tÝnh theo ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®å thÞ: BCK = S I2tbi . Dti Gi¸ trÞ trung b×nh b×nh ph­¬ng cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch phÝa 220kV lµ: I2tb1 = = = 55,75 (kA2) I2tb2 = = = 48,8 (kA2) I2tb3 = = = 47,27 (kA2) I2tb4 = = = 46,17 (kA2) Tõ ®ã: BNCK =(55,75 + 48,8 + 47,27 + 46,17) .0,1 = 19,8 (kA2.s) = 19,8 . 106 ( A2.s) Xung l­îng nhiÖt thµnh phÇn kh«ng chu kú: BNKCK = I' 2 x Ta x ( 1 - e ) Khi t ³ 0,1s th× cã thÓ xem BNKCK = I' 2 x Ta vµ Ta = 0,05s Tõ ®ã suy ra BNKCK = I' 2 x Ta = 7,882 x 0,05 = 3,1 kA2.s = 3,1.106 (A2.s) VËy xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N2 ( phÝa 110kV): BN.N1 = B Nck1 + BNkck1 = 19,8.106 + 3,1.106 = 22,9.106 (A2.s) Suy ra tiÕt diÖn d©y dÉn ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt ë cÊp ®iÖn ¸p 110kV lµ: Smin ³ = = 60,57 ( mm2) VËy c¸c d©y dÉn vµ thanh gãp mÒm ®· ®­îc chän ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt. c. KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang: KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang theo c«ng thøc: Uvq ³ U®m mg víi Uvq = 84 . m . r . lg() (kV) Trong ®ã: Ucq 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 = 0,93 a lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha cña d©y dÉn, lÊy a = 500cm(víi cÊp ®iÖn ¸p 220kV) vµ a = 300 cm ( víi cÊp ®iÖn ¸p 110kV). r lµ b¸n kÝnh ngoµi cña d©y dÉn. Tõ ®ã suy ra: Uvq = 84 x 0,93 x 1,33 x lg ( ) = 277,9 (kV) U®m.mg = 110% x 220 = 242 ( kV) Nªn d©y dÉn ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang. 5- Chän BU, BI cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t a. M¸y biÕn ®iÖn ¸p: ë m¹ch m¸y ph¸t ®iÖn c¸c biÕn ®iÖn ¸p vµ biÕn dßng ®iÖn cung cÊp cho c¸c dông cô ®o l­êng hoÆc b¶o vÖ tuú theo lo¹i phô t¶i nèi vµo. Theo quy ®Þnh, th× b¾t buéc m¹ch m¸y ph¸t ph¶i cã c¸c phÇn tö ®o l­êng sau: am pe kÕ, v«n kÕ, tÇn sè kÕ, cos 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 ®iÒu kiÖn chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p: V× phô t¶i cña m¸y biÕn ®iÖn ¸p lµ c¸c dông cô ®o l­êng nªn dïng hai m¸y biÕn ®iÖn ¸p mét pha lo¹i HOM nèi d©y kiÓu V/V vµ ®­îc nèi vµo ®Çu cùc ®Ó lÊy c¸c ®iÖn ¸p d©y AB vµ BC. - §iÖn ¸p: §iÖn ¸p cña c¸c biÕn ®iÖn ¸p U®m ph¶i phï hîp víi ®iÖn ¸p cña m¸y ph¸t UF = 10,5kV nªn ta chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p lo¹i HOM-10 cã U®mSC = 10kV. - CÊp chÝnh x¸c: Ta chän cÊp chÝnh x¸c lµ 0,5 v× phô t¶i lµ c«ng t¬. - C«ng suÊt ®Þnh møc: Tæng phô t¶i nèi vµo biÕn ®iÖn ¸p S2 ph¶i nhá h¬n hay b»ng c«ng suÊt ®Þnh møc cña biÕn ®iÖn ¸p víi cÊp chÝnh x¸c t­¬ng øng b»ng 0,5. Phô t¶i cña m¸y biÕn ¸p bao gåm: TT 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 ' - 378 2 - - - 2 O¸t kÕ t¸c dông - 305 2 - 2 - 3 O¸t kÕ ph¶n kh¸ng - 335 - 1,5 - 1,5 4 O¸t kÕ tù ghi H- 348 10 - 10 - 5 TÇn sè kÕ ' - 371 - - 3 - 6 C«ng t¬ l l -670 0,66 1,62 0,66 1,62 7 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng WT -672 0,66 1,62 0,66 1,62 Tæng céng 15,32 4,74 16,32 4,74 M¸y biÕn ®iÖn ¸p ®­îc chän ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau: S2 £ S®mBU víi S2 = = cos j = = = 0,99 Phô t¶i biÕn ®iÖn ¸p BC : S2 = cos j = = = 0,96 VËy chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p kiÓu mét pha HOM-10 cã c«ng suÊt ®Þnh møc S®m = 75 (VA) Lo¹i CÊp ®iÖn ¸p ( kV) §iÖn ¸p ®Þnh møc ( V) S®m øng víi cÊp chÝnh x¸c VA Smax (VA) Cuén s¬ cÊp Cuén thø cÊp chÝnh Cuén thø cÊp phô HOM-10 10 10500 100 - 75 640 * 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 = 50m Dßng ®iÖn trong c¸c pha a, b, c: Ia = = = 0,15437 (A) Ic = = = 0,17 (A) §Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n coi Ia = Ic = 0,17 (A) vµ coi cos jab = cos jbc = 1 Khi ®ã Ib = = 0,294 (A) TrÞ sè ®iÖn ¸p gi¸ng trªn d©y dÉn pha a vµ b b»ng nhau bá qua gãc lÖch pha gi÷a Ia vµ Ib DU = ( Ia + Ib) ; rCu = 0,0175 () Víi l lµ kho¶ng c¸ch tõ biÕn ¸p ®Õn c¸c ®ång hå ta cã thÓ lÊy l = 60 (m). V× m¹ch ®iÖn cã c«ng t¬ nªn ph¶i cã tæn thÊt ®iÖn ¸p DU £ 0,5%. VËy tiÕt diÖn d©y dÉn lµ: Fdd ³ . rCu . l = . 0,0175 . 60 = 0,98 (mm2) Nh­ng ®Ó ®¶m b¶o ®é bÒn c¬ th× tiÕt diÖn tèi thiÓu víi ®ång lµ 1,5 (mm2). VËy ta chän d©y dÉn ®ång cã bäc c¸ch ®iÖn cã tiÕt diÖn lµ: Fdd = 1,5 (mm2) b. M¸y biÕn dßng ®iÖn: C¸c ®iÒu kiÖn chän m¸y biÕn dßng ®iÖn: S¬ ®å nèi d©y vµ kiÓu m¸y: S¬ ®å nèi d©y cã ®ñ c¶ 3 pha vµ ®­îc nèi theo h×nh sao Y. KiÓu biÕn dßng lµ lo¹i ®Ó trong nhµ. - §iÖn ¸p ®Þnh møc: §iÖn ¸p ®Þnh møc U®mBI ³ UG®m = 10,5kV. - Dßng ®iÖn ®Þnh møc s¬ cÊp: I®mBI ³ Ilvcb = 6,78 (kA) - CÊp chÝnh x¸c: Do phô t¶i lµ c«ng t¬ cã cÊp chÝnh x¸c lµ 0,5 nªn ta chän lo¹i biÕn dßng cã cïng cÊp chÝnh x¸c lµ b»ng 0,5. VËy chän m¸y biÕn dßng kiÓu TIII - 10 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: U®m = 10 kV; I®msc = 2000 A; I®mtc = 5 A, phô t¶i ®Þnh møc Z®m = 1,2 CÊp chÝnh x¸c 0,5; béi sè æn ®Þnh nhiÖt tnh = 70/1 - Phô t¶i thø cÊp: §Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c yªu cÇu, tæng phô t¶i thø cÊp Z2 cña biÕn dßng ( kÓ c¶ d©y dÉn) kh«ng v­ît qu¸ phô t¶i ®Þnh møc. Z2 = Z®c + Zdd £ Z®mBI Víi Z®c : tæng phô t¶i c¸c dông cô ®o Zdd : tæng trë cña d©y dÉn nèi biÕn dßng ®iÖn víi c¸c dông cô ®o. C«ng suÊt tiªu thô cña c¸c cuén d©y dßng cña c¸c ®ång hå ®o l­êng cho trong b¶ng sau: TT Tªn dông cô Ký hiÖu Phô t¶i VA Pha A Pha B Pha C 1 Am pe kÕ ' - 379 0,5 0,5 0,5 2 O¸t kÕ t¸c dông - 335 0,5 0 0.5 3 O¸t kÕ ph¶n kh¸ng - 335 0,5 0 0,5 4 O¸t kÕ tù ghi H- 348 10 0 10 5 C«ng t¬ t¸c dông I I -675 2,5 0 2,5 6 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng I I -673M 2,5 5 2,5 Tæng céng 16,5 5,5 16,5 Pha A vµ pha C cña biÕn dßng mang t¶i nhiÒu nhÊt Smax = 16,5(VA) Tæng trë c¸c dông cô ®o m¾c vµo c¸c pha nµy lµ: Z®c = = = 0,66 ( 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 ®é lín võa ®ñ. Kho¶ng c¸ch tõ m¸y biÕn dßng ®iÖn ®Õn c¸c dông cô ®o l­êng lµ l = 60 (m). Trong tr­êng hîp cã biÕn dßng c¶ 3 pha m¾c theo h×nh sao Y th× ®« dµi tÝnh to¸n ltt = l = 60 (m) Chän d©y dÉn b»ng ®ång cã tiÕt diÖn tho¶ m·n: Fdd ³ = = 1,94(mm2) KÕt hîp ®iÒu kiÖn vÒ ®é bÒn c¬ ta chän d©y dÉn ®ång cã bäc c¸ch ®iÖn cã tiÕt diÖn F = 2,5 (mm2) - KiÓm tra æn ®Þnh ®éng m¸y biÕn dßng ®iÖn M¸y biÕn dßng ®iÖn kiÓu TP III -10 kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh ®éng v× nã quyÕt ®Þnh bëi æn ®Þnh ®éng cña thanh dÉn m¹ch m¸y ph¸t. - KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch: V× dßng ®Þnh møc s¬ cÊp cña m¸y biÕn dßng ®iÖn lín h¬n 100A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. S¬ ®å nèi c¸c BU vµ BI vµ c¸c dông cô ®o 6- Chän BU vµ BI ë cÊp ®iÖn ¸p trung, cao a. M¸y biÕn dßng ®iÖn C¸c m¸y biÕn dßng ®iÖn ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p nµy ®­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 ®ã ta dïng c¸c m¸y biÕn dßng ®iÖn cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹i m¸y biÕn dßng U®m(kV) Dßng ®iÖn ®Þnh møc(A) CÊp chÝnh x¸c Phô t¶i ®Þnh møc(W) S¬ cÊp Thø cÊp TFHP-110M 110 600 5 0,5 1,2 TFH-220T 220 300 5 0,5 1,2 b. M¸y biÕn ®iÖn ¸p ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p nµy, m¸y biÕn ¸p ®o l­êng ®­îc dïng ®Ó kiÓm tra c¸ch ®iÖn, cung cÊp tÝn hiÖu cho c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ. Víi c¸c cÊp ®iÖn ¸p 110kV, 220kV ta dïng ba m¸y biÕn ®iÖn ¸p mét pha nèi d©y theo s¬ ®å Yo/Yo/ Ta chän ®­îc c¸c lo¹i biÕn ®iÖn ¸p sau: Lo¹i m¸y biÕn ®iÖn ¸p U®m (kV) §iÖn ¸p ®Þnh møc (A) CÊp chÝnh x¸c Phô t¶i ®Þnh møc(VA) S¬ cÊp Thø cÊp HKF -110-58 110 66000/ 100/ 1 600 HKF -220-58 220 150000/ 100/ 1 600 7- Chän d©y c¸p ë cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t Chän theo mËt ®é dßng kinh tÕ cña dßng ®iÖn Jkt ( A/mm2) Jkt = f ( Tmax ; vËt liÖu d©y c¸p) Phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p 10,5kV cã P max = 10MW, cos j = 0,8 - 2 ®­êng d©y c¸p kÐp P = 4 MW x 4km, cos j = 0,8 nªn : S = = = 5 (MVA) - 2 ®­êng d©y c¸p ®¬n P = 1MW x 3km, cos j = 0,8 nªn: S = = = 1,25 (MVA) a. 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 = = 0,068 (kA) = 68 (A) Tõ ®å thÞ phô t¶i ®Þa ph­¬ng ta cã thêi gian sö dông c«ng suÊt cùc ®¹i: Tmax = 365 =365.= 6716(h) Ta tra b¶ng cã Tma x = 6716(h) ta chän c¸p c¸ch ®iÖn b»ng giÊy lâi ®ång cã Jkt = 2 (A/mm2). VËy tiÕt diÖn kinh tÕ cña c¸p trong tr­êng hîp nµy: Sc¸p=== 34(mm2) Tra b¶ng chän lo¹i c¸p ba lâi b»ng ®ång c¸ch ®iÖn b»ng giÊy tÈm dÇu nhùa th«ng vµ chÊt dÎo kh«ng ch¸y, vá b»ng ch× cã tiÕt diÖn tiªu chuÈn. S = 50 (mm2); Icp = 180(A) * KiÓm tra c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi I'cp = k1. k2.Icp ³ Ilvbt k1 lµ hÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é k1 = = 0,88 k2 lµ hÖ sè hiÖu chØnh theo sè c¸p ®Æt song song, víi c¸p ®¬n cã k2 = 1 Suy ra I'cp = 0,88 x 1 x 180 = 158,4 (A) > 68(A) Víi c¸p ®¬n kh«ng cÇn kiÓm tra kiÓm tra ®iÒu kiÖn c­ìng bøc. VËy c¸p ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. b. Chän tiÕt ®iÖn c¸p kÐp: Dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng qua mçi c¸p: Ilvbt = = = 0,137(kA) = 137(A) Tra b¶ng Tmax = 6716(h) ta chän c¸p c¸ch ®iÖn b»ng giÊy, lâi ®ång cã Jkt = 2(A/mm2). TiÕt diÖn kinh tÕ cña c¸p ®­îc chän lµ: Sc¸p = = = 68,5 (mm2) Tra b¶ng chän lo¹i c¸p 3 lâi b»ng ®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 cã tiÕt diÖn tiªu chuÈn: S =95 (mm2); Icp = 265(A) * KiÓm tra c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi: I'cp = k1 . k2 . Icp ³ Ilvmax k1 lµ hÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é k1 = = 0,88 k2 lµ hÖ sè hiÖu chØnh theo sè c¸p ®Æt song song. Gi¶ sö kho¶ng c¸ch ¸nh s¸ng gi÷a c¸c c¸p lµ: 200 (mm) vµ 2 c¸p ®Æt trong 1 r·nh. Khi ®ã tra b¶ng ta ®­îc k2 = 0,92 Nªn I'cp = 0,88 x 0,92 x 265= 214,55 (A) > 94,8(A) * KiÓm tra c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng khi lµm viÖc c­ìng bøc: §iÒu kiÖn: I'cp = kqt . k1 . k2 . Icp ³ Icb kqt lµ hÖ sè qu¸ t¶i cho phÐp trong chÕ ®é c­ìng bøc, kqt = 1,3 Icb lµ dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc khi sù cè mét c¸p I'cb = 2x Ilvbt = 2 x 137 = 274 (A) Do ®ã: I'cp = kqt . k1 . k2 . Icp = 1,3 x 0,88 x 0,92 x265 = 278,9(A) > 274(A) VËy ®­êng c¸p kÐp chän c¸p ®ång 3 lâi cã tiÕt diÖn tiªu chuÈn S = 95 (mm2) 8- Chän kh¸ng ®­êng d©y: Kh¸ng ®iÖn ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: - §iÖn ¸p : U®m ³ Um¹ng 2 ®­êng d©y kÐp 4 km x 95mm2 Cu 50mm2 F1 K1 K2 BMP-10 IC§M = 20 kA N4 N5 2 ®­êng d©y kÐp 4 km x 95mm2 - Dßng ®iÖn: I®mK ³ Icb 3 km x 35mm2 3 km x 35mm2 N6 - §iÖn kh¸ng XK%: xuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch Tõ ®ã kh¸ng ®iÖn cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t ®­îc chän nh­ sau: U®mK = U®mHT = 10,5kV X¸c ®Þnh dßng ®iÖn c­ìng bøc qua kh¸ng Icb C«ng suÊt qua kh¸ng khi b×nh th­êng vµ lóc sù cè nh­ sau: C«ng suÊt ( MVA) Kh¸ng 1 Kh¸ng 2 B×nh th­êng 6 6,5 Sù cè kh¸ng 1 0 12,5 Sù cè kh¸ng 2 12,5 0 Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng lµ: IcbK = = = 0,69(kA) Ta chän kh¸ng ®iÖn bª t«ng cuén d©y b»ng nh«m bA -10-750-10 cã dßng ®iÖn I®mK = 750 (A) X¸c ®Þnh XK% cña kh¸ng Trong ch­¬ng tÝnh ng¾n m¹ch ta ®· tÝnh ®­îc dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N4 IN4 = 79,05 (kA) VËy ®iÖn kh¸ng cña hÖ thèng tÝnh ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N4 lµ: XHT = = = 0,069 §iÖn kh¸ng cña c¸p 1 lµ: Xc1 = xo . l. = 0,08 x3 x = 0,04 Trong m¹ch ®Þa ph­¬ng ta dïng m¸y c¾t hîp bé cã Ic¾t ®m = 20 kA, tc¾t= 0,6 s, tiÕt diÖn c¸p ®ång Smin = 50 (mm2) Dßng æn ®Þnh nhiÖt cña c¸p 1 lµ: InhC1 = Trong ®ã: S1 lµ tiÕt diÖn c¸p 50 (mm2) C1 lµ hÖ sè víi c¸p ®ång C1 = 123 (As/mm2) t1 lµ thêi gian c¾t cña m¸y c¾t 1: tc¾t MC2 = tc¾t MC2 + = 0,6 + 0,3 =0,9 ( sec) Þ InhC2 = = 7,94 ( kA) 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: IN-5 £ ( IC®m; InhC1) IN-6 £ ( IC®m; 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. * TÝnh theo ®iÓm ng¾n m¹ch N5 Icb = = = 5,5(kA) §iÖn kh¸ng tæng: xS = = = 0,692 Mµ x= xHT + xK Þ xK = xS - xHT = 0,692 - 0,069 = 0,623 Nªn xK% = xK . . 100 = 0,623 . . 100 = 8,49% VËy ta chän kh¸ng ®¬n bª t«ng cã cuén d©y b»ng nh«m Pb - 10 - 750-10 cã: xK% = 10 ; I®m = 750 A ; U®m = 10 kV xht EHT N4 xK xC1 N5 N6 - TÝnh to¸n kiÓm tra l¹i víi kh¸ng võa chän t¹i N6: §iÖn kh¸ng t­¬ng ®èi cña kh¸ng ®iÖn võa chän: xK% = xK% . = 0,1 . = 0,73 Dßng ng¾n m¹ch t¹i N5 IN-6 = = = 6,56 (kA) §Ó ®¶m b¶o ®é æn ®Þnh nhiÖt cho c¸p 1 cã tiÕt diÖn S=95 mm2 lâi b»ng ®ång th× IN-6 £ InhC2 Icb = = = 14,11(kA) Ta thÊy IN-6 = 6,56 (kA) < Inhc¸p2 = 14,11 (kA) IN-6 < Ic¾t®m = 20 (kA) Nh­ vËy c¸p 2 ®· chän ®¶m b¶o ®é æn ®Þnh nhiÖt. * KÕt luËn : VËy kh¸ng ®· chän ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt. C¨n cø vµo dßng ®iÖn trªn ta chän m¸y c¾t cho N5 : Ixk= 1,8. .6,88 = 17,51 (kA) Tra b¶ng chän m¸y c¾t BMP' - 10-3200-20 cã: U®m = 10kV ; I®m = 3200A; IcÊt ®m = 20 kA. Ch­¬ng VI chän s¬ ®å vµ thiÕt bÞ tù dïng C¸c nhµ m¸y ®iÖn tiªu thô mét phÇn ®iÖn n¨ng s¶n xuÊt ra cho c¸c c¬ cÊu tù dïng ®Ó phôc vô cho c¸c nhu cÇu cña nhµ m¸y. Trong nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, ®iÖn n¨ng tù dïng ®­îc dïng ®Ó chuÈn bÞ nhiªn liÖu vµo lß ®èt, vËn chuyÓn nhiªn liÖu vµo lß, ®­a n­íc vµo nåi h¬i, b¬m tuÇn hoµn, b¬m ng­ng tô, qu¹t giã, qu¹t khãi, th¾p s¸ng, ®iÒu khiÓn, tÝn hiÖu vµ liªn l¹c... S¬ ®å cung cÊp ®iÖn tù dïng: I. Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 1: M¸y biÕn ¸p cÊp 1 ®­îc chän theo c«ng suÊt tù dïng cùc ®¹i: S®mB ³ a . SF®m = Tõ ®ã c¸c m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp I cã: S®mB ³ 5% x 117,5 = 5,875(MVA) Ta chän m¸y biÕn ¸p lo¹i TM 6300 - 10,5/6,3 cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹i S®m(kVA) UC®m kV UH®m kV DPo kW DPN kW UN% Io% TM 6300 10,5 6,3 7,65 46,5 6,5 0,8 II. Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng dù tr÷ cÊp 1 M¸y biÕn ¸p tù dïng dù tr÷ cÊp 1 ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn: SBdt1 = 1,5 . a . SF®m = 1,5 . 5,875 = 8,8125(MVA) Ta chän lo¹i m¸y biÕn ¸p TPHC 10.000-10,5/6,3 cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹i S®m(kVA) UC®m kV UH®m kV DPo kW DPN kW UN% Io% TM 10000 10,5 6,3 12,3 85 14 0,8 III. Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 2: M¸y biÕn ¸p cÊp 2 ®­îc chän theo c«ng suÊt tù dïng cùc ®¹i: S®mB ³ ( 10 ¸ 15)%. a . SF®m Tõ ®ã c¸c m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 2 cã: S®mB ³ 15% x 5% x 117,5 » 0,9(MVA) Ta chän m¸y biÕn ¸p lo¹i TC' 1000/10 cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹i S®m(kVA) UC®m kV UH®m kV DPo kW DPN kW UN% Io% TC' 1000/10 1000 6 0,4 3 11,2 5,5 1,5 IV. Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng dù tr÷ cÊp 2: Víi m¸y biÕn ¸p tù dïng dù tr÷ cÊp 2 ta còng chän gièng nh­ chän m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 2. V. Chän m¸y c¾t ®iÖn phÝa ®Çu vµo cña m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 1: M¸y c¾t h¹ ¸p ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: 1- Lo¹i m¸y c¾t ®iÖn: m¸y c¾t Ýt dÇu 2- §iÖn ¸p: U®mMC ³ Umg = 10,5kV 3- Dßng ®iÖn: I®mMC ³ I = 6,78kA 4- æn ®Þnh lùc ®iÖn ®éng: il®® ³ I= 206,06 kA 5- §iÒu kiÖn c¾t: IC®m ³ I= 79,05kA Ta chän ®­îc lo¹i m¸y c¾t Ýt dÇu lo¹i MG-20-9500/3000 cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹i m¸y c¾t U®m (kV) I®m (A) IC®m (A) Il®® (A) MG-20-9500/3000 20 9500 100 300 VI. Chän m¸y c¾t ®iÖn phÝa ®Çu ra cña m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 1: TÝnh to¸n dßng ng¾n m¹ch t¹i thanh gãp 6 kV ®Ó chän m¸y c¾t Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch ta ®· cã I= 79,05(kA) §iÖn kh¸ng hÖ thèng tÝnh ®Õn ®iÓm ng¾n m¹ch N4 lµ: xHT = = = 0,069 §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p cÊp 1 lµ: xB1 = = = 1,0317 Dßng ng¾n m¹ch: I= = = 8,327(kA) Ta chän lo¹i m¸y c¾t kh«ng khÝ 8BJ50 cña h·ng SIEMENS víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: Lo¹i m¸y c¾t U®m (kV) I®m (A) IC®m (A) Il®® (A) 8BJ50 7,2 3150 40 100 PhÇn II: x¸c ®Þnh chÕ ®é vËn hµnh tèi ­u cña nhµ m¸y theo ph­¬ng ph¸p quy ho¹ch ®éng Cho ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu cña c¸c tæ m¸y nh­ b¶ng sau: B/p 40 50 60 70 80 90 100 B1 28.8 30.3 33.5 36.6 43.5 48.7 58.9 B2 20.1 21.5 24.6 31.4 35.3 42.3 46.6 B3 19.5 22.6 28.5 37.2 45.5 52.5 61.3 B4 21.6 23.8 27.6 35.8 40.7 49.5 57.7 1. X©y dùng ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu ®¼ng trÞ cña toµn nhµ m¸y t­¬ng øng víi chi phÝ nhiªn liÖu cùc tiÓu. 2. ThiÕt lËp b¶ng ph©n bè tèi ­u c«ng suÊt gi÷a c¸c tæ m¸y, theo bËc c«ng suÊt ph¸t tæng cña nhµ m¸y. 3. X¸c ®Þnh chÕ ®é vËn hµnh tèi ­u cña nhµ m¸y øng víi biÓu ®å c«ng suÊt ®· cho (biÓu ®å ph¸t c«ng suÊt tæng trong ngµy). X¸c ®Þnh chi phÝ nhiªn liÖu tæng. 4. So s¸nh chi phÝ nhiªn liÖu x¸c ®Þnh ®­îc theo chÕ ®é hiÖn hµnh tèi ­u vµchÕ ®é ph©n bè ®Òu c«ng suÊt cho c¸c tæ m¸y. ch­¬ng I kh¸i niÖm chung §Ó n¨ng cao hiÖu qu¶ kinh tÕ khi vËn hµnh nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, ng­êi ta th­êng ph¶i t×m c¸c biÖn ph¸p ®Ó gi¶m gi¸ thµnh ®iÖn n¨ng vµ n©ng cao tuæi thä cña c¸c trang thiÕt bÞ. BiÖn ph¸p hiÖu qu¶ nhÊt lµ tiÕt kiÖm nhiªn liÖu (n¨ng l­îng s¬ cÊp) cung cÊp cho nhµ m¸y ®iÖn, gi¶m tæn thÊt tù dïng vµ n¨ng cao hiÖu suÊt lµm viÖc cña c¸c tæ m¸y. ViÖc vËn hµnh kinh tÕ mét nhµ m¸y lµ mét yªu cÇu hÕt søc quan träng. Gi¶m ®Õn nhá nhÊt chi phÝ s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng lµ môc tiªu s¶n xuÊt cña nhµ m¸y ®iÖn. §Ó thùc hiÖn viÖc ®ã ta ph¶i quy ho¹ch, thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÖn víi c¸c chÕ ®é kinh tÕ nhÊt vµ cã ®ñ c¸c trang thiÕt bÞ cÇn thiÕt ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c chÕ ®é hiÖn hµnh. ChØ cÇn n¨ng cao hiÖu suÊt lµm viÖc cña toµn nhµ m¸y lªn mét vµi phÇn tr¨m th× hiÖu qu¶ kinh tÕ cã thÓ rÊt lín v× nhµ m¸y ®iÖn th­êng lµm viÖc liªn tôc vµ l©u dµi. §Ó cã hiÖu qu¶ nµy ng­êi ta thùc hiÖn c¸c biÖn ph¸p x©y dùng ph­¬ng thøc vËn hµnh tèi ­u xÐt trong bé m¸y nhµ n­íc. Trong phÇn nµy cña ®å ¸n theo yªu cÇu cña ®Çu bµi sÏ x©y dùng biÓu ®å v¹n hµnh tèi ­u cña c¸c tæ m¸y t­¬ng øng víi biÓu ®å c«ng suÊt vËn hµnh ®· cho cña toµn nhµ m¸y. Ph­¬ng ph¸p thùc hiÖn dùa trªn thuËt to¸n quy ho¹ch ®éng. Quy ho¹ch ®éng lµ mét ph­¬ng ph¸p quy ho¹ch to¸n häc nh»m t×m lêi gi¶i tèi ­u cña mét qóa tr×nh nhiÒu b­íc (hoÆc nhiÒu giai ®o¹n), tu©n theo nguyªn lý ph¸t biÓu nh­ sau: “ Ph©n cuèi cña qu¸ tr×nh tèi ­u còng lµ mét qu¸ tr×nh tèi ­u”. TÝnh tõ “®éng” ë ®©y nh»m nhÊn m¹nh vai trß thêi gian vµ sù xuÊt hiÖn d·y c¸c quyÕt ®Þnh trong qu¸ tr×nh gi¶i bµi to¸n còng nh­ thø tù c¸c phÐp to¸n cã ý nghÜa quan trong. Ph­¬ng ph¸p quy ho¹ch ®éng dïng ®Ó lËp dÆc tÝnh ®¼ng trÞ cña toµn nhµ m¸y tõ ®Æc tÝnh chi phÝ nhiªn liÖu cña c¸c tæ m¸y cho rêi r¹c, råi tõ ®ã ®­a ra ph­¬ng ¸n vËn hµnh tèi ­u cho c¶ nhµ m¸y. * Ph­¬ng ph¸p tÝnh Trong vËn hµnh cã t×nh h×nh lµ: ë thêi ®iÓm phô t¶i cùc ®¹i ngµy - ®ªm tÊt c¶ c¸c tæ m¸y ph¸t ®iÖn ®Òu ph¶i vËn hµnh, nh­ng trong c¸c thêi gian cßn l¹i nhÊt lµ trong thêi gian phô t¶i thÊp c¸c tæ m¸y rÊt non t¶i. V× vËy, ta ph¶i x¸c ®Þnh sè tæ m¸y tèi ­u tham gia vËn hµnh ë tõng thêi ®iÓm ®ång thêi x¸c ®Þnh l­îng c«ng suÊt tèi ­u ph©n phèi gi÷a chóng. Sì dÜ cã vÊn ®Ò nh­ vËy lµ v× suÊt chi phÝ (chi phi s¶n xuÊt cho mét kWh). Bao gåm chi phÝ nhiªn liÖu, chi phÝ vËn hµnh vµ b¶o qu¶n phô thuéc phøc t¹p vµo c«ng suÊt ph¸t cña tæ m¸y. Bµi to¸n ®Æt ra lµ cã n tæ m¸y nhiÖt ®iÖn, trong thêi gian t cÇn x¸c ®Þnh gi¸ trÞ c«ng suÊt cña c¸c tæ m¸y theo ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu sao cho l­îng tiªu hao nhiªn liÖu lµ nhá nhÊt. Trong ®å ¸n tèt nghiÖp nµy ta chØ xÐt tr­êng hîp c¸c tæ m¸y ®Òu lµm viÖc suèt 24 giê. Bµi to¸n cã thÓ ®­îc m« t¶ nh­ sau: Hµm môc tiªu: BS = SBi(pi) Þ min Víi c¸c rµng buéc: S Pi = Ppt Trong ®ã: - Bi(pi) lµ chi phÝ nhiªn liÖu cña m¸y thø i khi ph¸t c«ng suÊt Pi. - Ppt lµ nguån c«ng suÊt cÇn ph©n bæ cho n ®èi t­îng. - Pi min, Pi max lµ c«ng suÊt giíi h¹n cùc ®¹i vµ cùc tiÓu cña tæ m¸y thø i. Lêi gi¶i {Pi}; i = 1,2 …, n tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn trªn sÏ cho ta biÕt vÒ c¬ cÊu tèi ­u cña tæ m¸y. Gi¶ sö tæ m¸y thø n nhËn l­îng c«ng suÊt lµ Pn, theo nguyªn lý tèi ­u cña quy ho¹ch ®éng dï Pn lµ bao nhiªu th× l­îng c«ng suÊt cßn l¹i lµ (Ppt – Pn) ta còng ph¶i ph©n bæ tèi ­u cho (n – 1) tæ m¸y cßn l¹i. Khi ®ã chi phÝ nhiªn liÖu trong toµn hÖ thèng lµ: B (P1, P2, P3,…. Pn) = Bn(Pn) + fn-1(Ppt – Pn) Trong ®ã: - Bn(pn) lµ chi phÝ nhiªn liÖu cho tæ m¸y n khi c«ng suÊt ph¸t ra Pn - fn-1(Ppt – Pn) lµ chi phÝ nhiªn liÖu nhá nhÊt khi ph©n bè l­îng c«ng suÊt (Ppt – Pn) cho (n – 1) tæ m¸y cßn l¹i. ViÖc chän tæ m¸y nµo lµ tæ m¸y n kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn tÝnh to¸n. V¾n ®Ò lµ ph¶i chän Pn sao cho chi phÝ nhá nhÊt. Tõ ®©y, ta cã ph­¬ng tr×nh phiÕn hµm Bellman trong tr­êng hîp nµy nh­ sau: fn(Ppt) = min{ Bn(Pn) + fn(Ppt – Pn)} 0 ≤ Pn ≤ Ppt fn(Ppt) lµ chi phÝ nhiªn liÖu nhá nhÊt khi ph©n bè l­îng c«ng suÊt Ppt cho n nhµ m¸y nhiªt ®iÖn. Qu¸ tr×nh gi¶i bµi to¸n sÏ diÔn ra 2 qu¸ tr×nh thuËn vµ ng­îc. 1. Qu¸ tr×nh ng­îc: X©y dùng ®Æc tÝnh chi phÝ nhiªn liÖu tèi ­u cña nhµ m¸y. Nh»m chuÈn bÞ c¸c lêi gi¶i tèi ­u cã ®iÒu kiÖn øng víi sè l­îng c¸c tæ m¸y kh¸c nhau vµ tæng nhiªn liÖu kh¸c nhau chóng ta tiÕn hµnh qu¸ tr×nh ng­îc. §Ó lËp ®­îc ®Æc tÝnh chi phÝ nhiªn liÖu tèi ­u cña nhµ m¸y, ta lËp ®Æc tÝnh cho mét tæ m¸y sau ®ã më réng ra 2 tæ m¸y, 3 tæ m¸y …. T×m lêi gi¶i cã ®iÒu kiÖn ®èi víi tõng tæ m¸y tøc lµ: T×m Bi(Pi); i = 1 ….,n; fi(Bi) = Bi(Pi) * XÐt 2 tæ m¸y: f2(Ppt) = min{ B2(P2) + f1(Ppt – P2)} (1) P2 min ≤ P2 ≤ P2max Trong ®ã: F2(Ppt) lµ chi phÝ nhiªn liÖu tèi ­u khi ph©n phèi Ppt cho 2 tæ m¸y. - f1(Ppt – P2) lµ chi phÝ nhiªn liÖu cña tæ m¸y 1 khi cã l­îng phô t¶i chung lµ Ppt vµ tæ m¸y2 nhËn P2. Chi phÝ nhiªn liÖu cho 2 tæ m¸y ta so s¸nh lÊy gi¸ trÞ min theo biÓu thøc (1), øng víi b­íc nµy ®Ó x¸c ®Þnh lêi gi¶i tèi ­u cã ®iÒu kiÖn ta cÇ thùc hiÖn 2 b­íc sau: - B­íc 1: Cho gi¸ tri Ppt kh«ng thay ®æi b¾t ®Çu tõ gi¸ trÞ nhá nhÊt, thay ®æi gi¸ trÞ P2 tõ P2min ®Õn P2max. Víi mçi gi¸ trÞ P2 ta tÝnh ®­îc gi¸ trÞ chi phÝ nhiªn liÖu cho 2 tæ m¸y, sau ®ã so s¸nh lÊy gi¸ trÞ nhá nhÊt. Nh­ vËy, øng víi gi¶tÞ phô t¶i Ppt trong tr­êng hîp 2 tæ m¸y ta ®­îc gi¸ trÞ tèi ­u P1, P2 lµ c«ng suÊt cÇn ph¸t cho 2 tæ m¸y. Ngoµi ra, ta còng cã thÓ tÝnh ®­îc chi phÝ nhiªn liÖu cùc tiÓu khi dùa trªn Ppt cho 2 tæ m¸y f2 (Ppt). - B­íc 2: Ta cho gi¸ trÞ Ppt t¨ng dÇn tõ Ppt = Pptmin ®Õn Ppt = Pptmax øng víi mçi gi¸ trÞ Ppt ta l¹i thay ®æi gi¸ trÞ P2 nh­ tr×nh bµy ë b­íc 1 vµ x¸c ®Þnh ®­îc chi phÝ nhiªn liÖu cho 2 tæ m¸y. TÝnh to¸n vµ so s¸nh ta sÏ t×m ®­îc chi phÝ nhiªn liÖu cùc tiÓu víi nh÷ng nÊc Ppt kh¸c nhau. Tãm l¹i, ®èi víi 2 tæ m¸y ta x¸c ®Þnh ®­îc mét d·y kÕt qu¶ vÒ ph©n bè tèi ­u c¸c phô t¶i cho 2 tæ m¸y. Ta chän tæ m¸y st¨ng lªn lµ 3, qu¸ tr×nh tÝnh to¸n còng lËp l¹i t­¬ng tù nh­ ®èi víi 2 tæ m¸y. DiÒu kiÖn tÝnh to¸n nh­ sau: f3(Ppt) = min{ B3(P3) + f2(Ppt – P3)} P3 min ≤ P3 ≤ P3max T­¬ng tù ta xÐt tiÕp cho ®Õn n tæ m¸y: fn(Ppt) = min{ Bn(Pn) + fn-1(Ppt – Pn)} Pn min ≤ Pn ≤ Pnmax §Õn ®©y ta kÕt thóc qu¸ tr×nh ng­îc, nghÜa lµ ®· cã mét bé sè liÖu sau: Bi(Pi); i = 1,2 ….,n f2(Ppt) ; P2(Ppt) f3(Ppt) ; P3(Ppt) ……………….. fn(Ppt) ; Pn(Ppt) 2. Qu¸ tr×nh thuËn: + Ph©n bè c«ng suÊt phô t¶i cho tõng tæ m¸y. Gi¶ sö phô t¶i tæng lµ Ppt - Pnpt lµ c«ng suÊt cÇn ph©n bæ cho n tæ m¸y. Tõ qu¸ tr×nh ng­îc øng víi Pnptta x¸c ®Þnh ®­îc fn(Ppt). Víi fn(Ppt) lµ chi phÝ nhiªn liÖu tèi ­u cho n tæ m¸y. VËy tõ ®ã ta x¸c ®Þnh ®­îc Pn lµ c«ng suÊt tèi ­u cña tæ m¸y thø n. Tõ ®ã, ta x¸c ®Þnh ®­îc c«ng suÊt vµ chi phÝ nhiªn liÖu tèi ­u cña (n – 1) tæ m¸y cßn l¹i lµ: Pptn-1 = Ppt – Pn Víi Pptn-1 lµ phô t¶i cña (n – 1) tæ m¸y ta cã fn-1(Pptn-1). fn-1(Pptn-1) lµ chi phÝ nhiªn liÖu tèi ­u cho n -1 tæ m¸y. Tõ fn-1(Pptn-1) ta x¸c ®Þnh ®­îc Pn-1 vµ (Pptn-2) vµ fn-2(Pptn-2). TiÕp tôc lµm cho ®Õn khi cßn mét tæ m¸y. Þ X¸c ®Þnh ®­îc Pn, Pn-1, Pn-2…., P2, P1 tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: Bn(Pn) + Bn(Pn-1) + …. + Bn(P2) + B1(P1) Þ min. SPi = PptNM = p1 + p2 + …. + pn ch­¬ng II Ph©n bè tèi ­u c«ng suÊt gi÷a c¸c m¸y ph¸t ®iÖn Trong nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn ®· thiÕt kÕ Ph©n bè c«ng suÊt tèi ­u trong nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn gåm 4 tæ m¸y cã ®Æc tÝnh chi phÝ nhiªn liÖu B (tÊn/giê) nh­ b¶ng 2.1. B¶ng 2-1 P(MW) B(t/h) 40 50 60 70 80 90 100 B1 28,8 30,3 33,5 36,6 43,5 48,7 58,9 B2 20,1 21,5 24,6 31,4 35,3 42,3 46,6 B3 19,5 22,6 28,5 37,2 45,5 52,5 61,3 B4 21,6 23,8 27,6 35,8 40,7 49,5 57,7 I. X©y dùng ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu ®¼ng trÞ cña toµn nhµ m¸y, t­¬ng øng víi chi phÝ nhiªn liÖu cùc tiÓu 1. X©y dùng ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu ®¼ng trÞ cña tæ m¸y P1 vµ P2. Ta thÊy c«ng suÊt ph¸t cña mçi tæ m¸y giíi h¹n trong kho¶ng (40 ¸ 100) MW. Víi mçi gi¸ trÞ phô t¶i tõ (80 ¸ 200) MW ta ®Òu cã thÓ lùa chän tæ hîp ph¸t, mµ chi phÝ tiªu hao nhiªn liÖu lµ nhá nhÊt. B¶ng 2.2 thÓ hiÖn c¸c gi¸ trÞ tÝnh to¸n, c¸c « sè in ®Ëm lµ nh÷ng « cho biÕt gi¸ trÞ f2(Ppt). B¶ng 2-2 P S (1,2) Ph©n bè tèi ­u c«ng suÊt 80 p1 40 p2 40 p1,2 48,9 90 p1 40 50 p2 50 40 p1,2 50,3 50,4 100 p1 40 50 60 p2 60 50 40 p1,2 53,4 51,8 53,6 110 p1 40 50 60 70 p2 70 60 50 40 p1,2 60,2 54,9 55 56,7 120 p1 40 50 60 70 80 p2 80 70 60 50 40 p1,2 64,1 61,7 58,1 58,1 63,6 130 p1 40 50 60 70 80 90 p2 90 80 70 60 50 40 p1,2 71,1 65,6 64,9 61,2 65 68,8 140 p1 40 50 60 70 80 90 100 p2 100 90 80 70 60 50 40 p1,2 75,4 72,6 68,8 68 68,1 70,2 79 150 p1 50 60 70 80 90 100 p2 100 90 80 70 60 50 p1,2 76,9 75,8 71,9 74,9 73,3 80,4 160 p1 60 70 80 90 100 p2 100 90 80 70 60 p1,2 80,1 78,9 78,8 80,1 83,5 170 p1 70 80 90 100 p2 100 90 80 70 p1,2 83,2 85,8 84 90,3 180 p1 80 90 100 p2 100 90 80 p1,2 90,1 91 94,2 190 p1 90 100 p2 100 90 p1,2 95,3 101,2 200 p1 100 p2 100 p1,2 105,5 Tõ b¶ng 2.2 tæng kÕt ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu ®¼ng trÞ tèi ­u cña tæ m¸y p1, p2, ta cã b¶ng 2.3. B¶ng 2-3 p1,2 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 B1,2 48,9 50,3 51,8 54,9 58,1 61,2 68 71,9 78,8 83,2 90,1 95,3 105,5 2. X©y dùng ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu ®¼ng trÞ cña tæ m¸y P1,P2 vµ P3. Dùa vµo kÕt qu¶ cña phÇn x©y dùng ®Æc tÝnh ®¼ng trÞ cho tæ m¸y P1 vµ P2 ta lËp ®­îc b¶ng 2.4 thÓ hiÖn ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu ®¼ng trÞ cña tæ m¸yP1,P2 vµ P3. B¶ng 2-4 P S (1,2,3) Ph©n bè tèi ­u c«ng suÊt 120 p1,2 80 p3 40 B1,2,3 68,4 130 p1,2 80 90 p3 50 40 B1,2,3 71,5 69,8 140 p1,2 80 90 100 p3 60 50 40 B1,2,3 77,4 72,9 71,3 150 p1,2 80 90 100 110 p3 70 60 50 40 B1,2,3 86,1 78,8 74,4 74,4 160 p1,2 80 90 100 110 120 p3 80 70 60 50 40 B1,2,3 94,4 87,5 80,3 77,5 77,6 170 p1,2 80 90 100 110 120 130 p3 90 80 70 60 50 40 B1,2,3 101,4 95,8 89 83,4 80,7 80,7 180 p1,2 80 90 100 110 120 130 140 p3 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3 110,2 102,8 97,3 92,1 86,6 83,8 87,5 190 p1,2 90 100 110 120 130 140 150 p3 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3 111,6 104,3 100,4 95,3 89,7 90,6 91,4 200 p1,2 100 110 120 130 140 150 160 p3 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3 113,1 107,4 103,6 98,4 96,5 94,5 98,3 210 p1,2 110 120 130 140 150 160 170 p3 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3 116,2 110,6 106,7 105,2 100,4 101,4 102,7 220 p1,2 120 130 140 150 160 170 180 p3 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3 119,4 113,7 113,5 109,1 107,3 105,8 109,6 230 p1,2 130 140 150 160 170 180 190 p3 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3 122,5 120,5 117,4 116 111,7 112,7 114,8 240 p1,2 140 150 160 170 180 190 200 p3 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3 129,3 124,2 124,3 120,4 118,6 117,9 125 250 p1,2 150 160 170 180 190 200 p3 100 90 80 70 60 50 B1,2,3 133 131,3 128,7 127,3 123,8 128,1 260 p1,2 160 170 180 190 200 p3 100 90 80 70 60 B1,2,3 140,1 135,7 135,6 132,5 133 270 p1,2 170 180 190 200 p3 100 90 80 70 B1,2,3 144,5 142,6 140,8 142,7 280 p1,2 180 190 200 p3 100 90 80 B1,2,3 151,4 147,8 151 290 p1,2 190 200 p3 100 90 B1,2,3 156,6 158 300 p1,2 200 p3 100 B1,2,3 166,8 B¶ng 2 -5 tæng kÕt ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu ®¼ng trÞ cña 3 tæ m¸y 1,2,3 B¶ng 2-5 p1,2,3 120 130 140 150 160 170 180 190 200 B1,2,3 68,4 69,8 71,3 74,4 77,5 80,7 83,8 89,7 94,5 TiÕp b¶ng 2-5 p1,2,3 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 B1,2,3 100,4 105,8 111,7 117,9 123,8 132,5 140,8 147,8 156,6 166,8 3. X©y dùng ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu cña tæ m¸y P1,P2,P3 vµ P4. Dùa vµo kÕt qu¶ cña phÇn x©y dùng ®Æc tÝnh ®¼ng trÞ cña tæ m¸y P1,P2,P3 ta lËp ®­îc b¶ng 2 – 6 cho tæ m¸yP1,P2,P3 vµ P4. B¶ng 2-6 P S (1,2,3,4) Ph©n bè tèi ­u c«ng suÊt 160 p1,2,3 120 p4 40 B1,2,3,4 90 170 p1,2,3 120 130 p4 50 40 B1,2,3,4 92,2 91,4 180 p1,2,3 120 130 140 p4 60 50 40 B1,2,3,4 96 93,6 92,9 190 p1,2,3 120 130 140 150 p4 70 60 50 40 B1,2,3,4 104,2 97,4 95,1 96 200 p1,2,3 120 130 140 150 160 p4 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 109,1 105,6 98,9 98,2 99,1 210 p1,2,3 120 130 140 150 160 170 p4 90 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 117,9 110,5 107,1 102 101,3 102,3 220 p1,2,3 120 130 140 150 160 170 180 p4 100 90 80 70 60 80 40 B1,2,3,4 126,1 119,3 112 110,2 105,1 104,5 105,4 230 p1,2,3 130 140 150 160 170 180 190 p4 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 127,5 120,8 115,6 113,8 108,3 107,6 111,3 240 p1,2,3 140 100 160 170 180 190 200 p4 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 129 124,2 118,2 116,5 111,4 113,5 116,1 250 p1,2,3 150 160 170 180 190 200 210 p4 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 132,4 127 121,4 119,6 117,3 118,3 122 260 p1,2,3 160 170 180 190 200 210 220 p4 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 135,2 130,2 124,5 125,5 122,1 124,2 127,4 270 p1,2,3 170 180 190 200 210 220 230 p4 100 90 80 700 60 50 40 B1,2,3,4 138,4 133,3 130,4 130,3 128 129,6 133,3 280 p1,2,3 180 190 200 210 220 230 240 p4 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 141,5 139,2 135,2 136,2 133,4 135,5 139,5 290 p1,2,3 190 200 210 220 230 240 150 p4 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 147,4 144 141,1 141,2 139,3 141,7 145,5 300 p1,2,3 200 210 220 230 240 250 260 p4 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 152,2 149,9 146,5 147,5 145,5 147,6 154,1 310 p1,2,3 210 220 230 240 250 260 270 p4 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 158,1 155,3 152,4 153,7 151,4 156,3 163,4 320 p1,2,3 220 230 240 250 260 270 280 p4 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 163,5 161,2 158,6 159,6 160,1 164,6 169,4 330 p1,2,3 230 240 250 260 270 280 290 p4 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 169,4 167,4 164,5 168,3 168,4 171,6 178,2 340 p1,2,3 240 250 260 270 280 290 300 p4 100 90 80 70 60 50 40 B1,2,3,4 175,6 173,3 173,2 176,6 175,4 180,4 188,4 350 p1,2,3 250 260 270 280 290 300 p4 100 90 80 70 60 50 B1,2,3,4 181,5 182 181,5 183,6 184,2 190,6 360 p1,2,3 260 270 280 290 300 p4 100 90 80 70 60 B1,2,3,4 190,2 190,3 188,5 192,2 194,4 370 p1,2,3 270 280 290 300 p4 100 90 80 70 B1,2,3,4 198,5 197,3 197,3 202,6 380 p1,2,3 280 290 300 p4 100 90 80 B1,2,3,4 205,5 206,1 207,5 390 p1,2,3 290 300 p4 100 90 B1,2,3,4 214,3 216,3 400 p1,2,3 300 p4 100 B1,2,3,4 224,5 ë trªn ta thÊy mét sè gi¸ trÞ cña B1,2,3,4 b»ng nhau, ta cã nhiÒu c¸ch ®Ó ph©n bæ tèi ­u c«ng suÊt cho 4 tæ m¸y (®Òu cho cïng trÞ sè B1,2,3,4) trong tr­êng hîp ®ã ta cã quyÒn chän mét trong c¸c tæ hîp ph©n bè trªn. Tuy nhiªn, tèt nhÊt ta chän tæ hîp ph©n bè c«ng suÊt sao cho c¸c tæ m¸y mang t¶i ®Òu nhÊt. B¶ng 2-7 tæng kÕt ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu ®¼ng trÞ tèi ­u cña c¸c tæ m¸y. B¶ng 2-7 p 160 170 180 190 200 210 220 230 240 B 90 91,4 92,9 95,1 98,2 101,3 104,5 107,6 111,4 TiÕp b¶ng 2-7 p 250 260 270 280 290 300 310 320 B 117,3 122,1 128 133,4 139,3 145,5 151,4 158,6 TiÕp b¶ng 2-7 p 330 340 350 360 370 380 390 400 B 164,5 173,2 181,5 188,5 197,3 205,5 214,3 224,5 4. VÏ ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu ®¼ng trÞ toµn nhµ m¸y P(MW) S (MVA) B (T/h ) 220 180 140 100 ` 0 160 220 280 340 400 H×nh 2.2 : §­êng ®Æc tÝnh tiªu hao nhiªn liÖu toµn nhµ m¸y II. thiÕt lËp b¶ng ph©n bè tèi ­u c«ng suÊt gi÷a c¸c tæ m¸y theo bËc c«ng suÊt ph¸t tæng cña nhµ m¸y P Ph©n bè tèi ­u c«ng suÊt B P1 P2 P3 P4 160 40 40 40 40 90 170 40 50 40 40 91,4 180 40 50 50 40 92,9 190 50 50 50 40 95,1 200 60 50 50 40 98,2 210 60 60 50 40 101,3 220 60 60 50 50 104,5 230 60 60 50 60 107,6 240 60 60 70 50 111,4 250 60 60 60 70 117,3 260 60 60 70 70 122,2 270 60 60 80 80 128 280 60 60 80 80 133,4 290 60 70 80 80 139,3 300 70 70 80 80 145,5 310 70 70 90 80 151,4 320 80 70 90 80 158,6 330 90 70 90 80 164,5 340 90 70 90 90 173,2 350 90 90 90 80 181,5 360 90 90 90 90 188,5 370 100 90 90 90 197,3 380 100 90 100 90 205,5 390 100 90 100 100 214,3 400 100 100 100 100 224,5 B¶ng 2-8: B¶ng ph©n bè tèi ­u c«ng suÊt gi÷a c¸c tæ m¸y III. X¸c ®Þnh chÕ ®é vËn hµnh tèi ­u cña nhµ m¸y øng víi biÓu ®å c«ng suÊt ®· cho vµ x¸c ®Þnh chi phÝ nhiªn liÖu tæng. Ta cã ®å thÞ phô t¶i nhµ m¸y nh­ h×nh 2-3 P (MW) 400 380 400 340 300 300 260 200 100 00 t (h) 8 12 14 20 24 H×nh 2.3: §å thÞ phô t¶i toµn nhµ m¸y Ph©n bè tèi ­u c«ng suÊt cña nhµ m¸y øng víi biÓu ®å c«ng suÊt ®· cho ë b¶ng sau: Thêi gian P (MW) Ph©n bè tèi ­u c«ng suÊt B (tÊn/h) Sè giê vËn hµnh B (tÊn) P1 P2 P3 P4 0 ¸ 8 300 70 70 80 80 145,5 8 1164 8 ¸ 12 380 90 90 100 100 205,5 4 822 12 ¸ 14 340 80 80 90 90 173,2 2 346,4 14 ¸ 20 400 100 100 100 100 224,5 6 1347 20 ¸ 24 260 60 60 70 70 122,1 4 488,4 Tæng 4167,8 Nhiªn liÖu tiªu hao trong mét ngµy ®ªm lµ: å= 4167,8 ( tÊn) IV. so s¸nh chi phÝ nhiªn liÖu x¸c ®Þnh ®­îc theo chÕ ®é vËn hµnh tèi ­u vµ chÕ ®é ph©n bè ®Òu c«ng suÊt cho c¸c tæ m¸y. Thêi gian P (MW) Ph©n bè ®Òu c«ng suÊt B (tÊn/h) Sè giê vËn hµnh B (tÊn) P1 P2 P3 P4 0 ¸ 8 300 75 75 75 75 146,5 8 1172 8 ¸ 12 380 95 95 95 95 206,1 4 824,4 12 ¸ 14 340 85 85 85 85 173,3 2 346,6 14 ¸ 20 400 100 100 100 100 224,5 6 1347 20 ¸ 24 260 65 65 65 65 124,2 4 496,8 Tæng 4186,8 Nhiªn liÖu tiªu hao cho toµn bé nhµ m¸y trong mét ngµy ®ªm lµ: å= 4186,8 ( tÊn) L­îng nhiªn liÖu tiÕt kiÖm ®­îc trong mét ngµy ®ªm cña ph­¬ng ph¸p ph©n bæ c«ng suÊt tèi ­u theo ph­¬ng ph¸p quy ho¹ch ®éng so víi viÖc ph©n bæ ®Òu c«ng suÊt cho c¸c tæ m¸y lµ: DB = 4186,8 – 4167,8 = 19 (tÊn/ngµy) Trong mçi ngµy ®ªm l­îng nhiªn liÖu tiÕt kiÖm ®­îc tÝnh theo % lµ: DB % = . 100 = 0,46 % * NhËn xÐt: Khi ph©n bè tèi ­u c«ng suÊt cho c¸c tæ m¸y th× trong mét ngµy ®ªm ta tiÕt kiÖm ®­îc 19 tÊn nhiªn liÖu so víi ph©n bæ ®Òu, ®iÒu nµy cã ý nghÜa kinh tÕ rÊt lín v× nhµ m¸y ®iÖn th­êng lµm viÖc liªn tôc vµ l©u dµi.