Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 500MW

kA kA kA Ta cã: = kA2 = kA2 = kA2 Xung l­îng nhiÖt cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch thµnh phÇn chu kú ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®å thÞ: BNck1 == ( 56,839. 0,1 + 47,811. 0,1 + 44,248.0,3). BNck1 = 23,739.A2.s VËy xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm : BN1 = BNck1 + BNkck1 = 23,739.106 + 3,164.106 = 26,903.106 A2.s TiÕt diÖn d©y dÉn nhá nhÊt ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p 220 kV: Smin1 = mm2 §­êng d©y chän cã tiÕt diÖn tiªu chuÈn lµ: > Smin1 = 58,9 . VËy ®­êng d©y ®· chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. b. M¹ch ®iÖn ¸p 110 kV TÝnh : Gi¶ thiÕt thêi gian tån t¹i ng¾n m¹ch lµ 0,5 s. Khi ®ã cã thÓ tÝnh gÇn ®óng xung l­îng nhiÖt cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch thµnh phÇn kh«ng chu k× theo c«ng thøc sau: Theo ch­¬ng III ta cã: = = 13,551 kA §èi víi m¹ng ®iÖn 110kV cã thÓ tÝnh gÇn ®óng xung l­îng nhiÖt cña thµnh phÇn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch kh«ng chu kú víi Ta = 0,05 s - h»ng sè thêi gian t¾t dÇn ®¼ng trÞ thµnh phÇn kh«ng chu kú cña dßng ng¾n m¹ch: BNkck2 = .Ta = ( 13,551.103 )2. 0,05 = 9,181.106 A2.s TÝnh : Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë ch­¬ng 3, khi ng¾n m¹ch t¹i N2 ta cã : §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa hÖ thèng: Nªn ta cã: §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n phÝa nhµ m¸y: Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta ®­îc: Dßng ®iÖn c¬ b¶n tÝnh to¸n: Dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn ë c¸c thêi ®iÓm t lµ: kA Ta cã: I2tb1 = kA2 I2tb2 = kA2 I2tb3 = kA2 Xung l­îng nhiÖt cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch thµnh phÇn chu kú ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®å thÞ : BNck2 ==(164,706. 0,1 + 138,832. 0,1 + 128,527.0,3).= 68,912.A2.s VËy xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm : BN2 = BNck2 + BNkck2 = 68,912.106 + 9,181.106 = 78,093.106 A2.s TiÕt diÖn d©y dÉn nhá nhÊt ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p 220 kV: Smin2 = mm2 §­êng d©y chän cã tiÕt diÖn tiªu chuÈn lµ: > Smin2 = 100,4 . VËy ®­êng d©y ®· chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. 5.4. Chän m¸y c¾t trong m¹ch ®iÖn chÝnh C¸c m¸y c¾t ®­îc chän vµ kiÓm tra theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: - §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®m MC ³ U®m M¹ng - Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®mMC ³ Ilvcb - §iÒu kiÖn c¾t: IC®m ³ I’’ - KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng: i¤®® ³ ixk - KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt: I2nh.tnh ³ BN Trong ch­¬ng IV ta ®· tiÕn hµnh chän m¸y c¾t trong c¸c m¹ch ®iÖn chÝnh. Th«ng sè c¸c m¸y c¾t chän cho trong ®­îc ghi trong b¶ng sau: B¶ng 5-2: Th«ng sè m¸y c¾t U®m (kV) Th«ng sè tÝnh to¸n Lo¹i m¸y c¾t Th«ng sè m¸y c¾t Ilvcb (kA) (kA) ixk (kA) U®m (kV) I®m (kA) IC®m (kA) i«dd (kA) 220 0,385 7,955 20,250 3AQ1 245 4 40 100 110 0,649 13,551 34,495 3AQ1-FE 123 3,15 31,5 80 10,5 6,792 43,671 111,168 8BK41 12 12,5 80 225 C¸c m¸y c¾t ®­îc chän ®Òu cã dßng lµm viÖc ®Þnh møc lín h¬n 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. 5.5. Chän dao c¸ch ly trong m¹ch ®iÖn chÝnh §Ó thuËn tiÖn cho l¾p ®Æt, vËn hµnh vµ söa ch÷a, ta chän mét lo¹i dao c¸ch ly cho c¸c m¹ch ®iÖn cïng ®iÖn ¸p. C¸c dao c¸ch ly ®­îc chän vµ kiÓm tra theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: - §iÖn ¸p: U®mCL ³ U®m M¹ng - Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®mCL ³ Ilvcb - KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng: i«®® ³ ixk - KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt: I2nh .tnh ³ BN B¶ng 5-3: Th«ng sè dao c¸ch ly U®m (kV) Ilvcb (kA) ixk (kA) Lo¹i DCL U®m (kV) I®m (kA) i«dd (kA) Inh (kA) tnh (sec) 220 0,385 20,250 PлHД- 220П/600 220 0,6 60 12 10 110 0,649 34,495 PлHД - 110/600 110 1 80 15 10 10,5 6,792 111,168 PBP - 20/7000 20 7 250 75 10 Ta chØ cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt cho dao c¸ch ly cÊp 220kV: Theo tÝnh to¸n xung l­îng nhiÖt BN ë phÇn 3 - chän thanh dÉn mÒm ta cã: Xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm : BN1 = 26,903.106 A2.s Tõ B¶ng 5-3 ta cã: = (A2.s) > = BN1 = 26,903.106 (A2.s) VËy c¸c dao c¸ch ly chän ®Òu ®¹t yªu cÇu. 5.6. Chän c¸p vµ kh¸ng ®­êng d©y cho phô t¶i ®Þa ph­¬ng 5.6.1. Chän c¸p cho phô t¶i ®Þa ph­¬ng - Phô t¶i ®Þa ph­¬ng cã c¸c th«ng sè c¬ b¶n nh­ sau: + Udmdp = 10kV, Pdpmax = 12MW, cosj = 0,84. + Gåm 4 kÐp 3MW3km vµ 5 ®¬n 2,5MW 3km. - C¸p ®iÖn lùc ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: + Lo¹i c¸p: ta dïng c¸p lâi nh«m ®i trong ®Êt. + §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mc¸p ³ U®mM¹ng = 10kV a.XÐt ®­êng c¸p kÐp Gåm 4 ®­êng d©y c¸p kÐp 3MW3km; cosj = 0,84; Udm = 10 kV. Ta chän tiÕt diÖn d©y theo ph­¬ng ph¸p mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ. a.1. Chän tiÕt diÖn c¸p Dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng lín nhÊt qua c¸p lµ: Ilvmaxbt = A Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña c¸p lµ: Icb = 2. Ilvmaxbt = 2. 98,189 = 196,378 A TiÕt diÖn cña c¸p ®­îc chän theo mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ : Fkt = ( mm2 ) (*) Trong ®ã: - dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng lín nhÊt qua c¸p [A] Jkt - mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ [A/mm2] Jkt ®­îc x¸c ®Þnh dùa trªn thêi gian sö dông c«ng suÊt lín nhÊt cña phô t¶i ®Þa ph­¬ng: Tmax = (h) Trong ®ã: Pi, Si - c«ng suÊt tiªu thô cña phô t¶i ®Þa ph­¬ng t¹i thêi ®iÓm ti (MW, MVA) Pdpmax, Sdpmax - c«ng suÊt tiªu thô cùc ®¹i cña phô t¶i ®Þa ph­¬ng (MW, MVA) Ta tÝnh ®­îc: Tmax = Tmax = h. Tra b¶ng B.44 -“Gi¸o tr×nh m¹ng vµ hÖ thèng ®iÖn” víi c¸p lâi nh«m vµ Tmax=7026 h ta ®­îc: = 1,2 A/mm2. C¸p 10 kV yªu cÇu d©y chän ph¶i cã tiÕt diÖn tháa m·n: F Fmin = 16 mm2. TiÕt diÖn kinh tÕ cña c¸p lµ: Fkt = = mm2 VËy ta chän c¸p lâi nh«m c¸ch ®iÖn b»ng giÊy tÈm nhùa th«ng vµ chÊt dÎo kh«ng ch¶y, vá b»ng ch×, ®Æt trong ®Êt cã c¸c th«ng sè nh­ sau: B¶ng 5-4: Th«ng sè c¸p kÐp U®m(kV) TiÕt diÖn (mm2) Icp (A) qcp (0C) qo®m (0C) 10 95 205 60 15 a.2. KiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t nãng cña c¸p Ta cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t nãng cña c¸p nh­ sau: - KiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t nãng khi b×nh th­êng: I’cp = k1. k2. Icp ³ Ilvmaxbt = 98,189 A - KiÓm tra khi sù cè: I’cpsc = kqt.k1.k2.Icp ³ Icb = 196,378 A Trong ®ã: Icp: dßng lµm viÖc l©u dµi cho phÐp qua c¸p; Icp = 205 A k1: hÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é; k1 = C¸p nh«m 10 kV ®Æt trong ®Êt: ; ; Ta cã: k1 = k2: hÖ sè ¶nh h­ëng do c¸p ®i song song; C¸p kÐp gåm 2 c¸p ®¬n ®i song song, chän kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c c¸p a=100 mm, tra b¶ng 42-Gi¸o tr×nh m¹ng vµ hÖ thèng ®iÖn- trang 169 ta ®­îc: k2 = 0,9. kqt: hÖ sè qu¸ t¶i sù cè. - KiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t nãng khi b×nh th­êng: I’cp = 0,882. 0,9. 205 = 162,729 A > Ilvbtmax = 98,189 A - Khi x¶y ra sù cè 1 lé trong ®­êng d©y c¸p kÐp: HÖ sè non t¶i khi lµm viÖc b×nh th­êng lµ: = < 0,8 VËy hÖ sè qu¸ t¶i sù cè cña c¸p lµ: kqt = 1,3 Dßng ®iÖn lµm viÖc cho phÐp qua c¸p trong chÕ ®é sù cè (®· hiÖu chØnh) lµ: I’cpsc = 1,3. 0,882. 0,9. 205 = 211,5477 A > Icb = 196,378 A VËy c¸p ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi. b. XÐt ®­êng d©y ®¬n Gåm 5 ®­êng d©y ®¬n 2,5MW 3 km; cosj = 0,84; U®m = 10 kV Ta chän tiÕt diÖn d©y theo ph­¬ng ph¸p mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ. b.1. Chän tiÕt diÖn c¸p Dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng lín nhÊt: Ilvbtmax = A Tõ phÇn chän c¸p kÐp ta ®· cã: Jkt = 1,2 A/mm2. CÊp 10 kV yªu cÇu c¸p chän ph¶i cã tiÕt diÖn tháa m·n: F Fmin = 16 mm2. TiÕt diÖn cña c¸p ®­îc chän theo mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ Jkt: Fkt = mm2 VËy ta chän c¸p lâi nh«m c¸ch ®iÖn b»ng giÊy tÈm dÇu, nhùa th«ng vµ dÇu kh«ng ch¸y, vá b»ng ch× ®Æt trong ®Êt cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 5-5: Th«ng sè c¸p ®¬n U®m (kV) TiÕt diÖn (mm2) ICP (A) cp (0C) odm (0C) 10 150 275 60 15 b.2. KiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t nãng cña c¸p KiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi theo ®iÒu kiÖn: Ilvbtmax £ I’CP = k1. k2. ICP Trong ®ã: k1: lµ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é n¬i ®Æt c¸p; k1 = k2: hÖ sè hiÖu chØnh theo sè c¸p lµm viÖc ®Æt song song trong ®Êt. víi c¸p ®¬n: k2= 1 ICP: dßng ®iÖn cho phÐp l©u dµi cña c¸p ; ICP = 275A Do ®ã: I’CP = 0,882. 1. 275 = 242,55 A > Ilvbtmax = 163,648 A VËy c¸p ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng l©u dµi. 5.6.2. Chän kh¸ng ®­êng d©y cho phô t¶i ®Þa ph­¬ng Môc ®Ých cña viÖc chän kh¸ng ®­êng d©y lµ t¨ng ®iÖn kh¸ng tæng, h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch do ®ã cã thÓ chän khÝ cô ®iÖn sau kh¸ng ®èi víi yªu cÇu thÊp h¬n vµ ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt cho c¸p sau kh¸ng. - Kh¸ng ®­îc chän vµ kiÓm tra theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mK ³ U®mmang Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®mK ³ Ilvcb TrÞ sè ®iÖn kh¸ng XK% chän xuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch ®Ó cã thÓ dïng ®­îc c¸c khÝ cô ®ãng c¾t h¹ng nhÑ vµ c¸p cã tiÕt diÖn nhá ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt. KiÓm tra tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn kh¸ng khi lµm viÖc b×nh th­êng vµ c­ìng bøc. KiÓm tra æn ®Þnh ®éng: i¤®® ³ ixk KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt: I2nh.tnh ³ BN Dßng ®iÖn c­ìng bøc qua kh¸ng ®iÖn ®­îc tÝnh to¸n nh­ sau: Ilvcb = A Ta chän lo¹i kh¸ng PbA-10-1500 - XK% cã th«ng sè nh­ sau: + §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mK = 10kV + Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®mK = 1500A = 1,5kA + §iÖn kh¸ng phÇn tr¨m: XK% TrÞ sè ®iÖn kh¸ng XK% chän xuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch ®Ó cã thÓ dïng ®­îc c¸c khÝ cô ®ãng c¾t h¹ng nhÑ vµ c¸p cã tiÕt diÖn nhá ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt. Theo B¶ng 3-2 ta cã dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N5: I’’N5 = 77,957 kA; ixkN5 = 203,78 kA Chän ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn c¬ b¶n nh­ sau: Ucb = UdmK = 10 kV; Icb = I®mK = 1500A =1,5 kA V× c«ng suÊt cña phô t¶i ®Þa ph­¬ng rÊt nhá so víi tæng c«ng suÊt cña hÖ thèng, nªn xem hÖ thèng cã c«ng suÊt v« cïng lín, søc ®iÖn ®éng cña hÖ thèng kh«ng ®æi vµ b»ng ®iÖn ¸p trung b×nh. LËp s¬ ®å thay thÕ cho tÝnh to¸n ng¾n m¹ch: §iÖn kh¸ng cña hÖ thèng: X HT = Dßng æn ®Þnh nhiÖt cña c¸p: InhC ≈ (1) Trong ®Ò tµi thiÕt kÕ ®· cho c¸p 2 lâi nh«m víi: FC2min = 70 mm2, tC2 = 0,4sec Chän cÊp thêi gian chän läc: Dt = 0,3sec C¸p nh«m 10kV cã: CAl = 85 A./mm2. Thay sè vµo (1) ta ®­îc: InhC2 = kA Thêi gian c¾t ng¾n m¹ch t¹i ®Çu ®­êng c¸p 1 lµ: tC1 = tC2 + Dt = 0,4 + 0,3 = 0,7sec C¸p 1 ®· chän lµ c¸p lâi nh«m 10kV cã: CAl = 85 (A./mm2). Ta cÇn kiÓm tra tÝnh æn ®Þnh nhiÖt theo FC1min= 95 mm2 (c¸p kÐp): InhC1 = kA Kh¸ng diÖn ®­êng d©y ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn cung cÊp ®ñ c«ng suÊt cho phô t¶i ®Þa ph­¬ng khi lµm viÖc b×nh th­êng còng nh­ khi sù cè vµ ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt cña c¸c c¸p vµ kh¶ n¨ng c¾t cña c¸c m¸y c¾t trong c¶ l­íi cung cÊp vµ l­íi ph©n phèi. §iÒu kiÖn chän kh¸ng: I NC1 £ Min{IC1®m, InhC1}= Icp1 = Min{IC1®m; 9,651 kA} I NC2 £ Min{IC2®m, InhC2}= Icp2 = Min{40 kA; 9,408 kA}= 9,408 kA Kh¸ng ®iÖn th­êng cã ®iÖn trë rÊt nhá so víi ®iÖn kh¸ng nªn ta bá qua ®iÖn trë kh¸ng ®iÖn trong tÝnh to¸n ng¾n m¹ch. - Khi ng¾n m¹ch t¹i NC2 yªu cÇu: Icp2 = 9,408 kA §iÖn kh¸ng mét lé c¸p C1: XC1 = (W) (1) §iÖn trë mét lé c¸p C1 : RC1 = (W) (2) x0: kh¸ng ®iÖn ®¬n vÞ cña c¸p (W/km) r0: ®iÖn trë ®¬n vÞ cña c¸p (W/km) l: chiÒu dµi cña c¸p (km) So s¸nh tiÕt diÖn c¸p ®¬n vµ 1 lé ®­êng c¸p kÐp: F®¬n =150 mm2 > FkÐp = 95mm2. Do ®ã, ®iÖn kh¸ng vµ ®iÖn trë ®¬n vÞ cña c¸p ®¬n sÏ nhá h¬n cña 1 lé ®­êng c¸p kÐp: x0®¬n < x0(1lékÐp) ; r0®¬n < r0(1lékÐp) Mµ ta cã: l®¬n = lkÐp = 3km, nh­ vËy ®iÖn kh¸ng vµ ®iÖn trë cña c¸p ®¬n sÏ nhá h¬n ®iÖn kh¸ng vµ ®iÖn trë cña 1 lé ®­êng c¸p kÐp: X®¬n < X1lékÐp; R®¬n < R1lékÐp. Do ®ã dßng ng¾n m¹ch ®Çu c¸p 2 khi tÝnh víi c¸p 1 lµ c¸p ®¬n sÏ lín h¬n khi tÝnh víi 1 lé c¸p kÐp. §Ó chän XK ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu æn ®Þnh nhiÖt cña c¸p trong l­íi ph©n phèi ta cÇn xÐt dßng ng¾n m¹ch lín nhÊt ë ®Çu c¸p 2, tøc lµ ph¶i ®¶m b¶o c¸p æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch t¹i ®Çu c¸p 2 víi c¸p 1 lµ c¸p ®¬n. C¸p ®¬n: F®¬n =150 mm2; x0 = 0,079 W/km ; l®¬n = 3km. r0 = 0,206 Ω/km (B¶ng 5-ThiÕt kÕ m¹ng ®iÖn vµ hÖ thèng ®iÖn - tr 262) §iÖn kh¸ng vµ ®iÖn trë cña c¸p ®¬n ®­îc tÝnh to¸n theo (1), (2) nh­ sau: XC1®¬n = 0,079. 3. = 0,062 RC1®¬n = 0,206. 3. = 0,161 - Khi ng¾n m¹ch t¹i NC2 yªu cÇu: Icp2 = 9,480 kA ó ó ó (3) - Khi ng¾n m¹ch t¹i NC1 yªu cÇu: InhC1 = 9,651 kA ó ó (4) Tõ (3) vµ (4) ta thÊy r»ng ®Ó ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt cña c¸c c¸p trong l­íi ph©n phèi vµ l­íi cung cÊp cÇn chän kh¸ng ®iÖn ®¬n cã: . Do yªu cÇu qu¸ lín nªn ta kh«ng chän ®­îc kh¸ng ®iÖn ®¬n mµ ph¶i chuyÓn sang chän kh¸ng ®iÖn kÐp. Phô t¶i ®Þa ph­¬ng gåm: 4 ®­êng d©y kÐp x 3 MW x 3 km. 5 ®­êng d©y ®¬n x 2,5 MW x 3 km. B¶ng 5-6: Ph©n bè c«ng suÊt cho c¸c kh¸ng ®iÖn, MW T×nh huèng Kh¸ng 1 Kh¸ng 2 Nh¸nh 1 Nh¸nh 2 Nh¸nh 1 Nh¸nh 2 B×nh th­êng 5,5 8 5,5 5,5 Háng K1 0 0 11 13,5 Háng K2 13,5 11 0 0 Dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng lín nhÊt cña mét nh¸nh: Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña mét nh¸nh: Do ®ã chän lo¹i kh¸ng PbAC - 10 - 2x1000 - XK% cã th«ng sè nh­ sau: + §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mK = 10kV + Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®mK = 1000A = 1kA Ta vÉn chän hÖ ®¬n vÞ c¬ b¶n lµ: Ucb = UdmK = 10kV; Icb =1500A = 1,5kA LËp s¬ ®å thay thÕ cho tÝnh to¸n ng¾n m¹ch: TÝnh to¸n chän ®iÖn kh¸ng 1 nh¸nh cña kh¸ng ®iÖn kÐp t­¬ng tù nh­ víi kh¸ng ®¬n. Nh­ ®· tÝnh to¸n ë trªn ta cã ®iÖn kh¸ng cña 1 nh¸nh kh¸ng ®iÖn kÐp tÝnh trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n ph¶i tháa m·n: VËy ®Ó c¸p trong l­íi cung cÊp vµ l­íi ph©n phèi æn ®Þnh nhiÖt, ta cÇn chän kh¸ng ®iÖn kÐp cã ®iÖn kh¸ng % cña 1 nh¸nh tháa m·n: VËy chän kh¸ng ®iÖn kÐp PbAC-10- 2x1000 -10 víi c¸c th«ng sè c¬ b¶n nh­ sau: + §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mK = 10kV + Dßng ®iÖn ®Þnh møc 1 nh¸nh: I®mK = 1000A + HÖ sè liªn hÖ: k = 0,51 + Tæn thÊt c«ng suÊt 1 pha: 22kW C¸c th«ng sè ®iÖn kh¸ng vµ ®iÖn trë cña kh¸ng ®iÖn trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n ®­îc tÝnh to¸n nh­ sau: = = Dßng ng¾n m¹ch t¹i NC1: kA KiÓm tra kh¸ng ®iÖn ®· chän: - Kh¸ng ®iÖn sö dông lµ kh¸ng ®iÖn bªt«ng cã Xk% = 10% > 3% nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng. - Do kh¸ng ®iÖn kÐp chän cã dßng ®Þnh møc 1 nh¸nh I®mnh = 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. - TÝnh ®iÖn ¸p d­ trªn thanh c¸i khi ng¾n m¹ch sau kh¸ng (t¹i NC1): Ud% = Xk%. Trong ®ã IN lµ dßng ng¾n m¹ch sau kh¸ng ®iÖn: INC1 = 9,265 kA Ud% = Xk%.= > 70 % - TÝnh tæn thÊt ®iÖn ¸p lín nhÊt trong 1 nh¸nh cña kh¸ng ®iÖn kÐp khi lµm viÖc b×nh th­êng: víi sin = Ta cã: Ubtmax% = Xk%. Ubtmax% = 10. Ubtmax% = 1,85 % < Ucpbt% = 2% (6) - TÝnh tæn thÊt ®iÖn ¸p lín nhÊt trong 1 nh¸nh cña kh¸ng ®iÖn kÐp khi lµm viÖc c­ìng bøc: Uscmax% = Xk%. Uscmax% = 10. Uscmax% = 2,80 % < Ucpsc% = 4% (7) VËy kh¸ng ®iÖn chän tháa m·n yªu cÇu. 5.6.3. Chän m¸y c¾t m¹ch phô t¶i ®Þa ph­¬ng (sau kh¸ng ®iÖn) §Ó ®¬n gi¶n cho vËn hµnh, b¶o d­ìng vµ söa ch÷a thiÕt bÞ, ta chän c¸c m¸y c¾t gièng nhau cho cïng mét cÊp ®iÖn ¸p. Do ®ã chän lo¹i m¸y c¾t hîp bé cña h·ng Siemens víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: §iÒu kiÖn chän vµ kiÓm tra m¸y c¾t: §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mMC ³ U®m m¹ng = 10 kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®mMC ³ Ilvcb MC = Ilvcb K = 0,884 kA Dßng ®iÖn c¾t ®Þnh møc: IC®m ³ 9,265 kA KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng: i«®® ³ ixk = 24,829 kA KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt: I2nh. tnh ³ BN Ta chän lo¹i m¸y c¾t hîp bé cña h·ng Siemens víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 5-7: Th«ng sè m¸y c¾t chän Lo¹i m¸y c¾t SF6 8DC11 U®m (kV) I®m (A) IC®m (kA) i«®®(kA) 12 1250 23 63 M¸y c¾t chän cã I®mMC = 1250A > 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt. 5.6.4. Chän dao c¸ch ly m¹ch phô t¶i ®Þa ph­¬ng Dao c¸ch ly (DCL) ®­îc chän vµ kiÓm tra theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mCL ³ U®m M¹ng Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®mCL ³ Ilvcb DCL = IlvcbK = 0,884 kA. KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng: i«®® ³ ixkN5 = 204,236 kA KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt: I2nh .tnh ³ BN B¶ng 5-10: Th«ng sè dao c¸ch ly chän Lo¹i DCL PBK-20/6000 U®m(kV) I®m(A) i«®®(kA) 20 6000 250 75/10 Dao c¸ch ly chän cã dßng ®Þnh møc I®mDCL = 6000A > 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. 5.7. Chän chèng sÐt van cho c¸c cÊp ®iÖn ¸p (CSV) C¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu do cã sù liªn hÖ vÒ ®iÖn gi÷a cao vµ trung ¸p nªn sãng qu¸ ®iÖn ¸p cã thÓ truyÒn tõ cao ¸p sang trung ¸p hoÆc ng­îc l¹i. Do ®ã ë c¸c ®Çu ra cao ¸p vµ trung ¸p cña c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ta ph¶i ®Æt c¸c chèng sÐt van. C¸c chèng sÐt van chän theo cÊp ®iÖn ¸p. Chän chèng sÐt van theo ®iÒu kiÖn: U®m cs ³ U®mM¹ng. 5.7.1. CÊp ®iÖn ¸p 220 kV Chän chèng sÐt van PBC-220 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 5-11: Th«ng sè chèng sÐt van 220kV Udm (kV) Lo¹i CSV Ucpmax (kV) §iÖn ¸p ®¸nh thñng ë tÇn sè 50 Hz (kV) §iÖn ¸p ®¸nh thñng xung kÝch víi tp® =(1,5-20)s (kV) 220 PBC-220 220 500 530 5.7.2. CÊp ®iÖn ¸p 110 kV Chän chèng sÐt van PBC-110 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 5-12: Th«ng sè chèng sÐt van 110kV Udm (kV) Lo¹i CSV Ucpmax (kV) §iÖn ¸p ®¸nh thñng ë tÇn sè 50 Hz (kV) §iÖn ¸p ®¸nh thñng xung kÝch víi tp® =(1,5-20)s (kV) 110 PBC-110 100 250 285 5.7.3. Chèng sÐt van cho trung tÝnh m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y MÆc dï trªn thanh gãp 110kVvµ 220kV cã ®Æt c¸c chèng sÐt van nh­ng ®«i khi cã nh÷ng ®­êng sÐt cã biªn ®é lín truyÒn vµo tr¹m, c¸c chèng sÐt van ë ®©y phãng ®iÖn. §iÖn ¸p d­ cßn l¹i truyÒn tíi cuén d©y cña m¸y biÕn ¸p vÉn rÊt lín cã thÓ ph¸ háng c¸ch ®iÖn cña cuén d©y,®Æc biÖt lµ phÇn c¸ch ®iÖn ë gÇn trung tÝnh nÕu trung tÝnh c¸ch ®iÖn (dao c¸ch ly ë trung tÝnh më). V× vËy t¹i trung tÝnh cña m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y cÇn m¾c mét chèng sÐt van song song víi dao c¸ch ly. Tuy nhiªn do ®iÖn c¶m cña cuén d©y m¸y biÕn ¸p biªn ®é ®­êng sÐt khi tíi ®iÓm trung tÝnh sÏ gi¶m mét phÇn, do ®ã chèng sÐt van ®Æt ë trung tÝnh ®­îc chän cã ®iÖn ¸p ®Þnh møc gi¶m mét cÊp. B¶ng 5-13: Th«ng sè chèng sÐt van trung tÝnh m¸y biÕn ¸p M¸y biÕn ¸p Lo¹i CSV Udm (kV) Ucpmax (kV) §iÖn ¸p ®¸nh thñng ë tÇn sè 50Hz (kV) §iÖn ¸p ®¸nh thñng xung kÝch víi tp® = (1,5-20)s (kV) T1,T2 PBC-110 110 100 250 285 T5 PBC-35 35 40,5 98 125 5.8. Chän m¸y biÕn dßng ®iÖn vµ m¸y biÕn ®iÖn ¸p ®o l­êng Trong nhµ m¸y ®iÖn, m¸y biÕn ®iÖn ¸p vµ m¸y biÕn dßng ®iÖn ®­îc sö dông víi nhiÒu môc ®Ých nh­ ®o l­êng, b¶o vÖ r¬le, tù ®éng ho¸, tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn, kiÓm tra c¸ch ®iÖn, hoµ ®ång bé, theo dâi c¸c th«ng sè… 5.8.1. CÊp ®iÖn ¸p 220kV a. Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p BU (®Æt ngoµi trêi) Phô t¶i thø cÊp cña BU 220kV th­êng lµ c¸c cuén d©y ®iÖn ¸p cña c¸c ®ång hå V«nmÐt cã tæng trë t­¬ng ®èi lín nªn c«ng suÊt th­êng nhá nªn kh«ng cÇn tÝnh phô t¶i thø cÊp. NhiÖm vô chÝnh cña c¸c BU ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p nµy lµ cung cÊp tÝnh hiÖu cho r¬le b¶o vÖ vµ ®o l­êng, ta ®Æt c¸c m¸y biÕn ®iÖn ¸p trªn thanh gãp 220kV, nèi d©y theo s¬ ®å . §iÒu kiÖn chän BU: Ta chän c¸c biÕn ®iÖn ¸p mét pha 3 cuén d©y HKf-220-58 víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 5-14 USC®m (kV) UTC®m (V) UTCphô®m (V) CÊp chÝnh X¸c S®mBU (VA) SmaxBU (VA) 0,5 400 2000 b. Chän biÕn dßng ®iÖn BI (®Æt ngoµi trêi) C¸c m¸y biÕn dßng ®iÖn ®i kÌm víi c¸c m¹ch m¸y c¾t, cã nhiÖm vô cung cÊp tÝn hiÖu cho hÖ thèng b¶o vÖ r¬le vµ ®o l­êng. §iÒu kiÖn chän BI: §iÖn ¸p ®Þnh møc: = 220 kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc s¬ cÊp: A, do khi lµm viÖc l©u dµi, c¸c BI ®­îc phÐp qu¸ t¶i 20% dßng ®iÖn ®Þnh møc. Chän biÕn dßng ®iÖn TfH-220-3T víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 5-15 U®m (kV) ISC®m (A) CÊp chÝnh X¸c Z2®m (W) i«®® (kA) Inh/tnh (kA/s) 220 400 0,5 1,2 36 13,6/1 KiÓm tra BI ®· chän: KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng: i«®® = 36 kA > ixkN1 = 20,250 kA KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt: = Ta ®· tÝnh ®­îc xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N1: BN1 = 26,903.106 A2.s < = Nh­ vËy BI ®· chän ®¹t yªu cÇu. 5.8.2. CÊp ®iÖn ¸p 110kV a. Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p BU (®Æt ngoµi trêi) NhiÖm vô chÝnh cña c¸c BU ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p nµy lµ cung cÊp tÝnh hiÖu cho r¬le b¶o vÖ vµ ®o l­êng, ta ®Æt c¸c m¸y biÕn ®iÖn ¸p trªn thanh gãp 110kV, nèi d©y theo s¬ ®å . §iÒu kiÖn chän BU: Ta chän biÕn ®iÖn ¸p mét pha HK f - 110 - 58 víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 5-16 USC®m (kV) UTC®m (V) UTCphô®m (V) CÊp chÝnh x¸c S®mBU (VA) SmaxBU (VA) 0,5 400 2000 b. Chän biÕn dßng ®iÖn BI (®Æt ngoµi trêi) C¸c m¸y biÕn dßng ®iÖn ®i kÌm víi c¸c m¹ch m¸y c¾t, cã nhiÖm vô cung cÊp tÝn hiÖu cho hÖ thèng b¶o vÖ r¬le vµ ®o l­êng. §iÒu kiÖn chän BI: §iÖn ¸p ®Þnh møc: = 110 kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc s¬ cÊp: A Chän BI TfHд-110M víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 5-17 U®m (kV) ISC®m (A) CÊp chÝnh x¸c Z2®m () k«®® knh/tnh (1/s) 110 600 0,5 1,2 150 43,3/3 KiÓm tra BI ®· chän: KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng: i«®® = .k«®®.ISC®m = .150. 0,6 = 90 kA > ixkN2 = 34,495 kA KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt: = Ta ®· tÝnh ®­îc xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N2: BN2 = 78,093.106 A2.s < = Nh­ vËy BI ®· chän ®¹t yªu cÇu. 5.8.3. CÊp ®iÖn ¸p 10,5 kV Ta chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p vµ biÕn dßng ®iÖn cho m¹ch m¸y ph¸t ®iÖn 10,5kV. Trong m¹ch nµy, c¸c m¸y biÕn ®iÖn ¸p vµ biÕn dßng ®iÖn cã nhiÖm vô cung cÊp tÝn hiÖu cho c¸c dông cô ®o l­êng vµ b¶o vÖ. Trong ®ã, m¹ch m¸y ph¸t th­êng cã c¸c phÇn tö ®o l­êng sau: Ampe kÕ, V«n kÕ, TÇn sè kÕ, O¸t kÕ t¸c dông, O¸t kÕ ph¶n kh¸ng, O¸t kÕ tù ghi, C«ng t¬ t¸c dông, C«ng t¬ ph¶n kh¸ng. a. Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p (BU) Dông cô thø cÊp dïng c«ng t¬ nªn ta dïng hai m¸y biÕn ®iÖn ¸p mét pha nèi d©y V/V. §iÒu kiÖn chän BU: §iÖn ¸p ®Þnh møc s¬ cÊp cña BU: =10,5 kV (1) Chän c«ng suÊt ®Þnh møc cña BU: SBU®m ³ S2 (2) Trong ®ã: S2 - Tæng phô t¶i nèi vµo BU. Phô t¶i cña BU ®­îc ph©n bè ®ång ®Òu theo c¸ch bè trÝ ®ång hå phÝa thø cÊp nh­ sau: B¶ng 5-18 STT PhÇn tö Ký hiÖu Phô t¶i AB Phô t¶i BC P (W) Q (VAr) P (W) Q (VAr) 1 V«n kÕ зH 4,7 - - - 2 O¸t kÕ Д-305 1,5 - 1,5 - 3 O¸t kÕ ph¶n kh¸ng Д-305 1,5 - 1,5 - 4 O¸t kÕ tù ghi H-348 10 - 10 - 5 TÇn sè kÕ M-1756 - - 5 - 6 C«ng t¬ t¸c dông И 0,66 1,62 0,66 1,62 7 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng ИР 0,66 1,62 0,66 1,62 8 Tæng céng 19,02 3,24 19,32 3,24 - Phô t¶i cña m¸y biÕn ®iÖn ¸p pha A-B: S2AB = VA CosjAB = - Phô t¶i cña m¸y biÕn ®iÖn ¸p pha B-C: S2BC = VA CosjBC = Tæng phô t¶i thø cÊp cña BU (xem nh­ cïng hÖ sè c«ng suÊt): S2 = S2AB + S2BC = 2 + 22,45 = S2 = 44,6 VA Yªu cÇu: SBUdm S2 = 44,6 VA (2)’ Theo ®iÒu kiÖn (1), (2)’ ta chän 2 BU lo¹i HOM-10 víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 5-19 USC®m (kV) UTC®m (V) CÊp chÝnh x¸c S®mBU (VA) SmaxBU(VA) 10,5 100 0,5 75 640 Chän d©y dÉn tõ BU ®Õn c¸c ®ång hå ®o: Chän d©y dÉn ®ång nèi tõ BU ®Õn ®ång hå ®o. TiÕt diÖn d©y dÉn ®­îc chän sao cho tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn d©y kh«ng ®­îc lín h¬n 0,5% ®iÖn ¸p ®Þnh møc thø cÊp khi cã c«ng t¬ vµ 3% ®iÖn ¸p ®Þnh møc thø cÊp khi kh«ng cã c«ng t¬ ë thø cÊp BU. Theo ®iÒu kiÖn ®é bÒn c¬ häc: ®èi víi d©y dÉn ®ång yªu cÇu FCu 1,5 mm2. X¸c ®Þnh dßng trong c¸c d©y dÉn a, b, c: Ia = A Ic =A §Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n ta coi: Ia = Ic = 0,196 A cosjab = cosjab =1 Bá qua gãc lÖch pha gi÷a Ia vµ Ib. Ta cã: Ib =.Ia =.0,196 = 0,339 A TrÞ sè ®iÖn ¸p gi¸ng trªn d©y dÉn pha a vµ b ®­îc tÝnh to¸n nh­ sau: DU = ( Ia + Ib ).r = (Ia + Ib). (V) Víi: - §iÖn trë suÊt cña vËt liÖu d©y dÉn, . LÊy kho¶ng c¸ch tõ BU ®Õn c¸c ®ång hå ®o ®iÖn lµ l= 60m. Trong c¸c phô t¶i cña BU cã thiÕt bÞ ®o ®Õm ®iÖn n¨ng nªn ®iÒu kiÖn chän tiÕt diÖn d©y dÉn lµ tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn d©y dÉn kh«ng ®­îc lín h¬n 0,5% ®iÖn ¸p ®Þnh møc thø cÊp (0,5V). DU = (Ia + Ib). £ 0,5 (V) ó F KÕt hîp víi ®iÒu kiÖn ®é bÒn c¬ cña BU ta chän d©y ®ång cã tiÕt diÖn Ftc = 1,5 mm2. b. Chän biÕn dßng ®iÖn (BI): BiÕn dßng ®­îc ®Æt trªn c¶ ba pha vµ nèi h×nh sao. §iÒu kiÖn chän BI: §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mB1 U®mM¹ng = 10,5 kV Khi lµm viÖc l©u dµi, c¸c BI ®­îc phÐp qu¸ t¶i 20% dßng ®iÖn ®Þnh møc. Dßng ®iÖn s¬ cÊp ®Þnh møc: ISC®m Ta chän biÕn dßng ®iÖn Tшл - 20 -1 víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 5-20 U®m(kV) ISC®m(A) ITC®m(A) CÊp chÝnh x¸c Z2®m() knh/tnh (1/s) 20 6000 5 0,5 1,2 20/4 - BI kiÓu nµy kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh ®éng v× nã ®­îc quyÕt ®Þnh bëi ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng cña thanh dÉn m¹ch m¸y ph¸t. - BI ®· chän cã dßng ®Þnh møc nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. Chän tiÕt diÖn cña d©y nèi BI vµ dông cô ®o l­êng: - §Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c yªu cÇu, tæng phô t¶i thø cÊp kh«ng v­ît qu¸ phô t¶i ®Þnh møc: Z2 = ZSdc + Zdd £ ZBI®m (1) Trong ®ã: ZSdc: Tæng phô t¶i c¸c dông cô ®o. Zdd: Tæng trë cña d©y dÉn nèi BI víi dông cô ®o. LÊy gÇn ®óng: Zdd Rdd = Tõ ®iÒu kiÖn (1) ta cã: Zdd £ ZBI®m - ZSdc T­¬ng ®­¬ng víi: F ³ (2) C«ng suÊt tiªu thô cña c¸c cuén d©y cña c¸c dông cô ®o cho trong b¶ng sau: B¶ng 5-21 STT PhÇn tö Lo¹i Phô t¶i (VA) Pha A Pha B Pha C 1 Ampe kÕ A-335 0,5 0,5 0,5 2 O¸t kÕ t¸c dông Д-305 0,5 0 0,5 3 O¸t kÕ ph¶n kh¸ng Д-305 0,5 0 0,5 4 O¸t kÕ tù ghi H-348 10 0 10 5 C«ng t¬ t¸c dông И 2,5 0 2,5 6 C«ng t¬ ph¶n kh¸ng ИP 2,5 5 2,5 Tæng céng 16,5 5,5 16,5 - Tæng phô t¶i cña c¸c pha: SA = SC = 16,5 VA; SB = 5,5 VA. - Phô t¶i lín nhÊt lµ: Smax = SA = SC = 16,5 VA. - Tæng trë c¸c dông cô ®o m¾c vµo pha A (hay pha C) lµ: ZdcS = Ta chän d©y dÉn b»ng ®ång vµ gi¶ sö chiÒu dµi tõ BI ®Õn c¸c dông cô ®o l=60m. V× s¬ ®å nèi sao ®ñ nªn ta cã = l = 60m, víi rCu = 0,0175 (W mm2/m). TiÕt diÖn d©y dÉn nèi BI víi dông cô ®o thø cÊp ®­îc chän theo c«ng thøc (2): Ftc Theo ®iÒu kiÖn ®é bÒn c¬ häc: chän d©y dÉn b»ng ®ång §èi víi d©y dÉn kh«ng nèi víi dông cô ®o ®iÖn n¨ng: FCu 1,5 mm2 §èi víi d©y dÉn nèi víi dông cô ®o ®iÖn n¨ng: FCu 2,5 mm2 C¨n cø vµo ®iÒu kiÖn nµy ta chän d©y dÉn ®ång víi tiÕt diÖn tiªu chuÈn lµ 2,5 mm2. S¬ ®å nèi cña BI vµ BU Ch­¬ng VI chän s¬ ®å vµ c¸c thiÕt bÞ tù dïng 6.1. S¬ ®å tù dïng §Ó s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng c¸c nhµ m¸y ®iÖn ph¶i tiªu thô mét phÇn ®iÖn n¨ng ®Ó c¸c c¬ cÊu tù dïng ®¶m b¶o cho m¸y ph¸t ®iÖn cã thÓ lµm viÖc ®­îc. Trong nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, ®iÖn tù dïng chiÕm tû lÖ kh¸ lín chñ yÕu cho c¸c kh©u chuÈn bÞ nhiªn liÖu, vËn chuyÓn nhiªn liÖu vµo lß ®èt, ®­a n­íc vµo nåi h¬i, b¬m n­íc tuÇn hoµn, b¬m ng­ng tô, qu¹t giã, qu¹t khãi, th¾p s¸ng, ®iÒu khiÓn...PhÇn tù dïng quyÕt ®Þnh trùc tiÕp ®Õn sù lµm viÖc b×nh th­êng cña nhµ m¸y. V× vËy s¬ ®å tù dïng cña nhµ m¸y ph¶i cã ®é tin cËy t­¬ng ®èi cao mµ vÉn ®¶m b¶o ®­îc nh÷ng chØ tiªu vÒ mÆt kinh tÕ. Do nhµ m¸y thiÕt kÕ kh«ng cã thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t nªn ®iÖn tù dïng cho mçi tæ m¸y ®­îc lÊy ngay tõ ®Çu cùc m¸y ph¸t qua c¸c m¸y biÕn ¸p h¹ ¸p. Trong nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, ®iÖn tù dïng th­êng dïng hai cÊp ®iÖn ¸p lµ 6,3kV vµ 0,4kV: CÊp tù dïng 6,3kV chiÕm tû lÖ lín, cung cÊp cho ®éng c¬ c«ng suÊt lín, ®¶m b¶o sù lµm viÖc cña lß h¬i vµ tuabin c¸c tæ m¸y. CÊp tù dïng 0,4kV cung cÊp cho c¸c ®éng c¬ c«ng suÊt nhá vµ chiÕu s¸ng. Mçi tæ m¸y liªn quan ®Õn mét lß vµ mçi lß ®­îc cung cÊp tõ mét ph©n ®o¹n do ®ã ®Ó cung cÊp ®iÖn tù dïng cho 5 tæ m¸y cÇn dïng 5 ph©n ®o¹n, mçi ph©n ®o¹n ®­îc cung cÊp ®iÖn tõ mét m¸y biÕn ¸p h¹ ¸p 10/6,3 kV. Víi cÊp 0,4 kV cã thÓ kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i ph©n ®o¹n theo sè lß. §Ó dù tr÷ cho cÊp 6,3kV dïng mét m¸y biÕn ¸p dù tr÷ nèi vµo phÝa h¹ m¸y biÕn ¸p tù ngÉu (phÝa trªn m¸y c¾t ®Çu cùc). Dù tr÷ cho cÊp 0,4 kV còng dïng mét m¸y biÕn ¸p nèi víi thanh gãp dù phßng 6,3kV. PhÇn ®iÖn tù dïng cña nhµ m¸y thiÕt kÕ ®­îc bè trÝ nh­ sau: 6.2. Chän c¸c thiÕt bÞ ®iÖn vµ khÝ cô ®iÖn tù dïng 6.2.1. Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng 10,5/6,3 kV C«ng suÊt tù dïng cùc ®¹i cña nhµ m¸y thiÕt kÕ lµ: STDmax = 35,8824 MVA Nhµ m¸y gåm 5 tæ m¸y: n = 5 < 6 nªn ta dïng 5 ph©n ®o¹n cho tù dïng 6,3kV vµ dïng 1 m¸y biÕn ¸p dù phßng chung cho 5 m¸y biÕn ¸p tù dïng lµm viÖc. - Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng lµm viÖc: Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng theo ®iÒu kiÖn: S®mBTD1 ³ MVA Ta chän m¸y biÕn ¸p TДC - 10000 - 10,5/6,3 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 6-1 S®m (kVA) UC (kV) UH (kV) Po (kW) PN (kW) UN (%) 10000 10,5 6,3 12,3 85 14 - Chän m¸y biÕn ¸p dù phßng cÊp 1 (10,5/6,3 kV): M¸y biÕn ¸p dù phßng cÊp mét ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn kh«ng chØ ®Ó thay thÕ cho m¸y biÕn ¸p c«ng t¸c khi sù cè hay söa ch÷a mµ cßn ph¶i ®¶m b¶o viÖc tù më m¸y cña c¸c ®éng c¬ trong c¸c c¬ cÊu tù dïng quan träng. M¸y biÕn ¸p dù phßng ®­îc chän nh­ sau: S®mBDP1 = 1,5. 1,5 . 7,1765 = 10,7658 MVA Ta chän m¸y biÕn ¸p TДC-10000-10,5/6,3 cã c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ B¶ng 6-1. 6.2.2. Chän m¸y c¾t 10,5 kV Tra B¶ng 3-2 ta ®­îc dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N5 nh­ sau: I’’N5 = 77,957 kA; ixkN5 = 203,78 kA Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc qua m¸y c¾t phÝa cao ¸p cña m¸y biÕn ¸p tù dïng 10,5/6,3 kV ®­îc tÝnh to¸n nh­ sau: Icb = §iÒu kiÖn chän vµ kiÓm tra m¸y c¾t: §iÖn ¸p ®Þnh møc: = 10,5 kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc: = 591,965 A §iÒu kiÖn c¾t: IC®m > I’’N5 = 77,957 kA KiÓm tra æn ®Þnh ®éng: i«®® > ixk = 203,78 kA KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt: > BN VËy ta chän m¸y c¾t 8BK41 víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 6-2 Lo¹i m¸y c¾t 8BK41 U®m (kV) I®m (kA) IC®m (kA) i«®® (kA) 12 12,5 80 225 M¸y c¾t chän cã dßng ®Þnh møc I®m = 12,5kA > 1kA nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. KiÓm tra ®iÒu kiÖn c¾t vµ æn ®Þnh ®éng : IC®m = 80 kA > I’’N5 = 77,957 kA i«®® = 225 kA > ixk = 203,78 kA VËy m¸y c¾t chän ®¹t yªu cÇu. 6.2.3. Chän dao c¸ch ly 10,5 kV §iÒu kiÖn chän vµ kiÓm tra dao c¸ch ly: §iÖn ¸p ®Þnh møc: = 10,5 kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc: = 591,965 A KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng: i«®® > ixk = 203,78 kA KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt: > BN Ta chän dao c¸ch ly PBK - 10/3000 víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 6-3 Lo¹i DCL PBK - 20/6000 U®m (kV) I®m (A) i«®® (kA) Inh/tnh (kA/s) 20 6000 250 75/10 - KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng: i«®® = 250 kA > ixk = 203,78 kA - Dao c¸ch ly chän cã I®mDCL = 6000A > 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt cho dao c¸ch ly. VËy dao c¸ch ly ®· chän ®¹t yªu cÇu. 6.2.4. Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng 6,3/0,4 kV Nguån cung cÊp tù dïng 0,4kV ®­îc lÊy tõ ph©n ®o¹n 6,3kV xuèng. Th«ng th­êng c«ng suÊt tù dïng cÊp ®iÖn ¸p 0,4kV chiÕm kho¶ng (15 - 20)% c«ng suÊt tù dïng cña toµn nhµ m¸y. Khi ®ã m¸y biÕn ¸p tù dïng 6,3/0,4 kV ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn sau: SBTD2 = 20%. VËy ta chän m¸y biÕn ¸p do C«ng ty ThiÕt bÞ ®iÖn §«ng Anh chÕ t¹o víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 6-4 Lo¹i MBA S®m (kVA) UC (kV) UH (kV) Po (kW) PN (kW) UN % 1600/6,3 1600 6,3 0,4 2,1 15,5 5,5 CÊp tù dïng 0,4kV cung cÊp cho c¸c ®éng c¬ c«ng suÊt nhá vµ chiÕu s¸ng. M¸y biÕn ¸p dù phßng cÊp hai (6,3/0,4 kV) lµm nhiÖm thay thÕ m¸y biÕn ¸p c«ng t¸c khi sù cè hoÆc söa ch÷a, do vËy ta chän cïng lo¹i víi m¸y biÕn ¸p c«ng t¸c. 6.2.5. Chän m¸y c¾t 6,3 kV §Ó ®¬n gi¶n cho vËn hµnh, b¶o d­ìng vµ söa ch÷a c¸c thiÕt bÞ ta chän c¸c m¸y c¾t cïng cÊp ®iÖn ¸p gièng nhau. Dßng ®iÖn c­ìng bøc qua m¸y c¾t ®­îc tÝnh to¸n nh­ sau: Ilvcb = §Ó chän m¸y c¾t cho m¹ch 6,3 kV cÇn x¸c ®Þnh dßng ng¾n m¹ch sau c¸c m¸y biÕn ¸p tù dïng 10/6,3 kV. Chän c¸c ®¹i l­îng c¬ b¶n nh­ sau: Scb = 100MVA; Ucb = Utb §iÖn kh¸ng MBA (lµm viÖc vµ dù phßng cÊp 1) tÝnh trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n: XB = = §iÖn kh¸ng cña hÖ thèng tÝnh trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n: XHT = V× c«ng suÊt cña c¸c tr¹m biÕn ¸p tù dïng rÊt nhá so víi tæng c«ng suÊt cña hÖ thèng, nªn xem hÖ thèng cã c«ng suÊt v« cïng lín, søc ®iÖn ®éng cña hÖ thèng kh«ng ®æi vµ b»ng ®iÖn ¸p trung b×nh. S¬ ®å thay thÕ tÝnh dßng ng¾n m¹ch sau m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 1 nh­ sau: Dßng ng¾n m¹ch siªu qu¸ ®é t¹i N6 ®­îc tÝnh to¸n nh­ sau: I’’N6 = kA Dßng ng¾n m¹ch xung kÝch t¹i N6 lµ: ixkN6 =.kxk. I’’N6 = .1,8. 6,229 = 15,856 kA §iÒu kiÖn chän vµ kiÓm tra m¸y c¾t: §iÖn ¸p ®Þnh møc: = 6,3 kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc: = 986,609 A §iÒu kiÖn c¾t: IC®m > I’’N6 = 6,229 kA KiÓm tra æn ®Þnh ®éng: i«®® > ixk = 15,856 kA KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt: > BN Ta chän m¸y c¾t hîp bé cña h·ng Siemens víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 6-5 §iÓm ng¾n m¹ch N6 Lo¹i m¸y c¾t 8DC11 U®m (kV) 7,2 Ilvcb (A) 986,609 I®mMC (A) 1250 I’’N6 (kA) 6,229 IC®m (kA) 25 ixk (kA) 11,212 i«®® (kA) 63 KiÓm tra m¸y c¾t ®· chän: KiÓm tra æn ®Þnh ®éng: kA > kA Do I®mMC = 1250A > 1000A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. VËy m¸y c¾t ®· chän tho¶ m·n yªu cÇu. 6.2.6. Chän Apt«mat Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc qua Aptomat ®­îc tÝnh to¸n nh­ sau: Ilvcb = (1) TÝnh to¸n ng¾n m¹ch chän Apt«mat: Thµnh phÇn t¸c dông cña ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch m¸y biÕn ¸p tù dïng 6,3/0,4 kV lµ: Thµnh phÇn ph¶n kh¸ng cña ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch m¸y biÕn ¸p tù dïng 6,3/0,4 kV lµ: Do ®iÖn trë Aptomat, d©y dÉn vµ ®iÖn trë tiÕp xóc cña c¸c thiÕt bÞ th­êng rÊt nhá so víi tæng trë cña m¸y biÕn ¸p nªn trong s¬ ®å thay thÕ tÝnh ng¾n m¹ch cã thÓ bá qua c¸c th«ng sè trªn. Chän c¸c ®¹i l­îng c¬ b¶n nh­ sau: Scb = 100 MVA; Ucb = Utb Dßng ng¾n m¹ch lín nhÊt sau m¸y c¾t 6,3 kV lµ: I’’N6 = 6,229 kA §iÖn kh¸ng cña hÖ thèng vµ m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 2 tÝnh to¸n trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n nh­ sau: XHT = XB2 = = S¬ ®å thay thÕ ®Ó tÝnh ng¾n m¹ch chän aptomat: Dßng ng¾n m¹ch t¹i N7 ®­îc tÝnh to¸n nh­ sau: I’’N7 = Thay sè vµo ta ®­îc: I’’N7 = kA §iÒu kiÖn chän vµ kiÓm tra Aptomat: §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mAp U®mM¹ng = 400 V Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®m Ilvcb = 2071 A §iÒu kiÖn c¾t: INmax I’’N7 = 30,025 kA Ta chän Apt«mat CM2500N cña h·ng Merlin Gerin (pl 5.6- 101 Bµi tËp L§ - tr 366) víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ sau: B¶ng 6-6 Th«ng sè tÝnh to¸n §iÓm ng¾n m¹ch N7 Lo¹i Apt«mat CM2500N Th«ng sè cña Apt«mat Ilvcb (A) 2071 U®m (V) 690 I’’N7 (kA) 30,025 I®m (A) 2500 INmax (kA) 50 KiÓm tra Apt«mat ®· chän: U®m = 690 V > U®mM¹ng = 400 V I®mAp = 2500 A > Ilvcb = 2071 A INmax = 50 kA > I’’N7 = 30,025 kA VËy Aptomat ®· chän ®¹t yªu cÇu. PHÇN II KH¶O S¸T æn ®Þnh ®éng khi ng¾n m¹ch ba pha t¹i mét ®Çu ®­êng d©y (phÝa nhµ m¸y) nèi víi hÖ thèng NhiÖm vô thiÕt kÕ: X¸c ®Þnh ®Æc tÝnh gãc c«ng suÊt cña nhµ m¸y trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng, khi ng¾n m¹ch ba pha t¹i mét ®Çu ®­êng d©y (phÝa nhµ m¸y) nèi víi hÖ thèng vµ sau khi c¾t ng¾n m¹ch víi gi¶ thiÕt hÖ thèng cã c«ng suÊt v« cïng lín. X¸c ®Þnh gãc c¾t giíi h¹n ®Ó ®¶m b¶o æn ®Þnh ®éng cña hÖ thèng ®iÖn trong tr­êng hîp ng¾n m¹ch nãi trªn. X¸c ®Þnh thêi gian c¾t ng¾n m¹ch ®Ó ®¶m b¶o æn ®Þnh ®éng cña hÖ thèng. C¸c gi¶ thiÕt c¬ b¶n: Kh¶o s¸t æn dÞnh ®éng cña hÖ thèng ®iÖn lµ nghiªn cøu kh¶ n¨ng cña hÖ thèng ®iÖn kh«i phôc l¹i chÕ ®é lµm viÖc ban ®Çu hoÆc gÇn víi chÕ ®é lµm viÖc ban ®Çu sau khi x¶y ra c¸c kÝch ®éng lín trong hÖ thèng. C¸c kÝch ®éng lín trong hÖ thèng do c¸c nguyªn nh©n sau: C¾t hoÆc ®ãng ®ét ngét c¸c phô t¶i lín. C¾t ®­êng d©y t¶i ®iÖn hay m¸y biÕn ¸p ®ang mang t¶i. C¾t m¸y ph¸t ®iÖn ®ang mang t¶i. Ng¾n m¹ch c¸c lo¹i… Trong ®å ¸n tèt nghiÖp nµy, ta chØ kh¶o s¸t æn ®Þnh ®éng cña hÖ thèng khi x¶y ra ng¾n m¹ch ba pha t¹i mét ®Çu ®­êng d©y (phÝa nhµ m¸y) nèi víi hÖ thèng. ë chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng, r«to cña c¸c m¸y ph¸t ®iÖn quay víi tèc ®é ®ång bé v× cã sù c©n b»ng gi÷a m«men ®iÖn cña m¸y ph¸t vµ m«men c¬ cña tuabin, gãc lÖch gi÷a trôc cña r«to víi trôc tÝnh to¸n cã gi¸ trÞ kh«ng ®æi. Khi x¶y ra mét kÝch ®éng nµo ®ã trong hÖ thèng ®iÖn th× kÝch ®éng nµy t¸c ®éng lªn r«to cña m¸y ph¸t ®iÖn lµm mÊt c©n b»ng c«ng suÊt tøc lµ mÊt c©n b»ng gi÷a m«men ®iÖn vµ m«men c¬. Sù mÊt c©n b»ng nµy sÏ lµm xuÊt hiÖn qu¸ tr×nh qu¸ ®é c¬ ®iÖn trong m¸y ph¸t tøc lµ xuÊt hiÖn sù dao ®éng cña gãc lÖch nµy. NÕu qu¸ tr×nh dao ®éng t¾t dÇn th× hÖ thèng sÏ æn ®Þnh, ng­îc l¹i th× hÖ thèng sÏ mÊt æn ®Þnh. Khi kh¶o s¸t æn ®Þnh ®éng, ta dùa trªn c¸c gi¶ thiÕt c¬ b¶n sau: C¸c m¸y ph¸t ®iÖn cã hÖ thèng tù ®éng ®iÒu chØnh kÝch (T§K) tõ kiÓu tØ lÖ. Trong tÝnh to¸n æn ®Þnh ®éng, m¸y ph¸t ®­îc thay thÕ b»ng søc ®iÖn ®éng qu¸ ®é E’ vµ ®iÖn kh¸ng ®ång bé däc trôc qu¸ ®é . Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n, m«men cña tuabin ®­îc xem lµ kh«ng ®æi tøc lµ kh«ng xÐt ®Õn sù t¸c ®éng cña thiÕt bÞ ®iÒu chØnh tuabin. Trong s¬ ®å thay thÕ, m¸y biÕn ¸p chØ xÐt ®Õn ®iÖn kh¸ng, ®­êng d©y chØ xÐt ®Õn ®iÖn trë, ®iÖn kh¸ng vµ dung dÉn. Sù ¶nh h­ëng cña phô t¶i ®Õn ®Æc tÝnh c«ng suÊt ®­îc xÐt th«ng qua c¸c tæng trë cè ®Þnh. 1. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè vµ s¬ ®å thay thÕ Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ, c«ng suÊt ®Æt cña nhµ m¸y lµ 588,2353 MVA, trong khi c«ng suÊt tæng cña hÖ thèng lµ 3900MVA, tøc lµ gÊp h¬n 6 lÇn c«ng suÊt ®Æt cña nhµ m¸y ®ang thiÕt kÕ. Do ®ã khi kh¶o s¸t æn ®Þnh ®éng cã thÓ coi hÖ thèng cã c«ng suÊt v« cïng lín. Khi sù cè ng¾n m¹ch ®Çu ®­êng d©y (phÝa nhµ m¸y) nèi víi hÖ thèng, ®iÖn ¸p t¹i thanh gãp cao ¸p ®­îc coi lµ kh«ng ®æi. Nh­ gi¶ thiÕt ®· nªu trªn, trong s¬ ®å thay thÕ tÝnh æn ®Þnh, m¸y ph¸t ®iÖn ®­îc thay thÕ b»ng suÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn kh¸ng qu¸ ®é . M¸y biÕn ¸p chØ xÐt ®Õn ®iÖn kh¸ng, ®­êng d©y chØ xÐt ®Õn ®iÖn trë, ®iÖn kh¸ng vµ dung dÉn. C¸c th«ng sè ®­îc tÝnh to¸n trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n víi c¸c ®¹i l­îng c¬ b¶n chän nh­ sau: ; Chän cÊp ®iÖn ¸p 220kV lµm cÊp c¬ së ®Ó tÝnh to¸n. 1.1. M¸y ph¸t M¸y ph¸t TB-100-2 ®· chän cã c¸c th«ng sè sau: ; ; Ta cã: §iÖn kh¸ng qu¸ ®é däc trôc cña m¸y ph¸t tÝnh trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n: S¬ ®å thay thÕ m¸y ph¸t khi tÝnh to¸n æn ®Þnh ®éng: 1.2. M¸y biÕn ¸p tù ngÉu ba pha S¬ ®å thay thÕ m¸y biÕn ¸p tù ngÉu: Trong phÇn I - ch­¬ng III – TÝnh to¸n ng¾n m¹ch, ta ®· tÝnh ®­îc: ; ; §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ba pha trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n lµ: XC = XT = XH = 1.3. M¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y S¬ ®å thay thÕ m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y: - §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y T1, T2 (242/10,5 kV): UN% = 11% - §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y T5 (121/10,5 kV): UN% = 10,5% 1.4. §­êng d©y nèi thanh gãp 220kV víi hÖ thèng Chän tiÕt diÖn d©y dÉn: §­êng d©y kÐp cã chiÒu dµi l =130 km. Do d©y dÉn trªn kh«ng cã chiÒu dµi kh¸ lín nªn ta chän tiÕt diÖn d©y theo ph­¬ng ph¸p mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ. §­êng d©y trªn kh«ng cÊp 220kV yªu cÇu tiÕt diÖn tèi thiÓu FACmin = 240 do yªu cÇu vÒ ®é bÒn c¬ vµ tæn thÊt vÇng quang. C«ng suÊt truyÒn t¶i trªn ®­êng d©y ®­îc x¸c ®Þnh theo b¶ng sè liÖu sau: t(h) 0-7 7- 8 8-12 12 14 14-15 15-18 18-20 20-24 SHT(MVA) 146,7469 53,5593 91,374 22,4859 54,0435 50,0399 43,5952 90,8899 Thêi gian sö dông c«ng suÊt cùc ®¹i cña ®­êng d©y ®­îc tÝnh to¸n nh­ sau: Víi d©y nh«m lâi thÐp øng víi th× mËt ®é dßng kinh tÕ C«ng suÊt lín nhÊt ®­a vÒ hÖ thèng lµ: Dßng ®iÖn lín nhÊt qua d©y dÉn khi lµm viÖc b×nh th­êng: VËy tiÕt diÖn kinh tÕ cña d©y dÉn lµ: < 240 Ta chän d©y dÉn AC - 240/32 víi c¸c th«ng sè nh­ sau: §­êng kÝnh d©y dÉn: d = 21,6 mm. Dßng ®iÖn lµm viÖc l©u dµi cho phÐp cña d©y dÉn ®· ®­îc hiÖu chØnh: (; q0®m = 25 0 C) Tra b¶ng th«ng sè d©y nh«m lâi thÐp víi kho¶ng c¸ch trung b×nh gi÷a c¸c d©y pha ta ®­îc: ; ; KiÓm tra ®iÒu kiÖn ph¸t nãng: khc: HÖ sè hiÖu chØnh, d©y nh«m trÇn cã: ; q0®m = 25 0 C. Icp: Dßng lµm viÖc cho phÐp cña d©y dÉn trong ®iÒu kiÖn ;q0®m = 25 0 C : Dßng lµm viÖc cho phÐp cña thanh dÉn khi ®· hiÖu chØnh. Ilvcb : Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña d©y dÉn. Gi¶ sö nhiÖt ®é m«i tr­êng thùc tÕ: q0 = 350C Ta cã: khc = = = 0,882 Dßng lµm viÖc cho phÐp cña d©y dÉn hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é m«i tr­êng thùc tÕ: - Khi lµm viÖc b×nh th­êng: Dßng ®iÖn lµm viÖc lín nhÊt cña d©y dÉn trong chÕ ®é b×nh th­êng: - Khi lµm viÖc c­ìng bøc: Dßng ®iÖn c­ìng bøc qua d©y dÉn khi sù cè ®øt mét d©y trong lé kÐp: VËy d©y AC-240/32 tháa m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng khi lµm viÖc b×nh th­êng vµ c­ìng bøc. V× chiÒu dµi cña ®­êng d©y kh«ng lín nªn s¬ ®å thay thÕ cña ®­êng d©y lµ s¬ ®å cã th«ng sè tËp trung nh­ sau: §iÖn trë ®­êng d©y kÐp lµ: §iÖn kh¸ng ®­êng d©y kÐp lµ: Tæng trë ®­êng d©y kÐp lµ: Dung dÉn ®­êng d©y kÐp: Tõ ®ã ta cã: 1.5. TÝnh to¸n phô t¶i trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n Ta kiÓm tra æn ®Þnh ®éng trong tr­êng hîp nguy hiÓm nhÊt tøc lµ tæng c«ng suÊt ph¸t cña nhµ m¸y cùc ®¹i vµ c«ng suÊt truyÒn vÒ hÖ thèng lín nhÊt. Khi ®ã thêi ®iÓm xÐt æn ®Þnh ®éng lµ tõ 8-12h víi c¸c c«ng suÊt t­¬ng øng nh­ sau: C«ng suÊt ph¸t cña nhµ m¸y: ; nªn rad Phô t¶i trung ¸p: ; nªn rad. Phô t¶i cao ¸p: ; nªn rad. Phô t¶i tù dïng: ; nªn rad. Phô t¶i ®Þa ph­¬ng: ; nªn rad. C«ng suÊt vÒ hÖ thèng: TÝnh to¸n gÇn ®óng ta lÊy hÖ sè c«ng suÊt vÒ hÖ thèng b»ng hÖ sè c«ng suÊt cña phô t¶i cao ¸p: nªn rad. C«ng suÊt d¹ng sè phøc tÝnh trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n lµ: C«ng suÊt cña phô t¶i tù dïng mét m¸y ph¸t lµ: 2. TÝnh søc ®iÖn ®éng ®¼ng trÞ cña nhµ m¸y S¬ ®å thay thÕ cña nhµ m¸y nèi víi hÖ thèng nh­ sau: V× c¸c cÆp m¸y ph¸t (F1, F2), (F3, F4) cïng lo¹i vµ phô t¶i gièng nhau nªn ta cã thÓ ghÐp c¸c m¸y ph¸t l¹i víi nhau khi ®ã ta cã s¬ ®å biÕn ®æi t­¬ng ®­¬ng nh­ sau: Trong ®ã: .2.1. TÝnh søc ®iÖn ®éng ®¼ng trÞ C«ng suÊt truyÒn tõ h¹ ¸p sang trung ¸p cña c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu d¹ng phøc: Theo lý luËn ë trªn, ®iÖn ¸p thanh gãp cña hÖ thèng ®­îc xem lµ kh«ng ®æi vµ b»ng gi¸ trÞ ®iÖn ¸p trung b×nh, tÝnh trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n lµ: . C«ng suÊt ph¸t vµo hÖ thèng khi tÝnh c¶ 1/2 c«ng suÊt ph¶n kh¸ng do ®­êng d©y sinh ra: §é lín ®iÖn ¸p thanh gãp 220kV (nót 5) ®­îc tÝnh to¸n nh­ sau: Gãc lÖch pha gi÷a ®iÖn ¸p nót (5) vµ nót hÖ thèng (HT) lµ: Gãc pha cña ®iÖn ¸p nót (5) lµ: VËy ®iÖn ¸p nót (5) d¹ng phøc lµ: Tõ gi¸ trÞ ®iÖn ¸p nót (5) ta tÝnh ng­îc ®Ó t×m . Tæn thÊt c«ng suÊt trªn ®­êng d©y vÒ hÖ thèng: C«ng suÊt ®Çu ®­êng d©y khi ch­a tÝnh 1/2 c«ng suÊt ph¶n kh¸ng do ®­êng d©y sinh ra: C«ng suÊt ®Çu ®­êng d©y khi tÝnh c¶ 1/2 c«ng suÊt ph¶n kh¸ng do ®­êng d©y sinh ra: Tæng c«ng suÊt nhµ m¸y ®iÖn ph¸t vµo thanh c¸i cao ¸p lµ: Tæng c«ng suÊt tõ m¸y ph¸t 1 vµ 2 ®­a ®Õn nót (5) lµ: §é lín ®iÖn ¸p nót (1) ®­îc tÝnh nh­ sau: Gãc lÖch pha gi÷a ®iÖn ¸p nót (1) vµ nót (5) lµ: Gãc pha cña ®iÖn ¸p nót (1) lµ: VËy ®iÖn ¸p nót (1) d¹ng phøc lµ: Tæn thÊt c«ng suÊt trong cuén d©y m¸y biÕn ¸p T1, T2 lµ: Ta tÝnh ®­îc dßng c«ng suÊt nh­ sau: C«ng suÊt ®i vµo nót (1) lµ: Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc ®é lín søc ®iÖn ®éng ®¼ng trÞ : Gãc lÖch pha gi÷a søc ®iÖn ®éng vµ : Gãc pha cña søc ®iÖn ®éng lµ: VËy ta cã: 2.2. TÝnh søc ®iÖn ®éng ®¼ng trÞ Dßng c«ng suÊt ®­îc tÝnh nh­ sau: §é lín ®iÖn ¸p t¹i nót (3): Gãc lÖch pha gi÷a ®iÖn ¸p nót (3) vµ nót (5) lµ: Gãc pha cña ®iÖn ¸p nót (1) lµ: VËy ®iÖn ¸p nót (3) d¹ng phøc lµ: Tæn thÊt c«ng suÊt tõ nót (3) ®Õn nót (5) lµ: Dßng c«ng suÊt ®­îc tÝnh nh­ sau: §é lín ®iÖn ¸p t¹i nót (2) lµ: Gãc lÖch pha gi÷a ®iÖn ¸p nót (2) vµ nót (3): Gãc pha cña ®iÖn ¸p nót (2) lµ: VËy ®iÖn ¸p nót (2) d¹ng phøc lµ: Tæn thÊt c«ng suÊt tõ nót (2) ®Õn nót (3) lµ: Dßng c«ng suÊt ®­îc tÝnh nh­ sau: C«ng suÊt ®i vµo nót (2) lµ: Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc ®é lín søc ®iÖn ®éng ®¼ng trÞ : Gãc lÖch pha gi÷a søc ®iÖn ®éng vµ : Gãc pha cña søc ®iÖn ®éng lµ: VËy ta cã: 2.3. TÝnh søc ®iÖn ®éng ®¼ng trÞ Dßng c«ng suÊt ®­îc tÝnh nh­ sau: §é lín ®iÖn ¸p t¹i nót (4) ®­îc tÝnh nh­ sau: Gãc lÖch pha gi÷a ®iÖn ¸p nót (4) vµ nót (3) lµ: Gãc pha cña ®iÖn ¸p nót (4) lµ: VËy ta cã: Tæn thÊt c«ng suÊt tõ nót (4) ®Õn nót (3) lµ: Dßng c«ng suÊt ®­îc tÝnh nh­ sau: C«ng suÊt ®i vµo nót (4) lµ: Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc ®é lín søc ®iÖn ®éng ®¼ng trÞ : Gãc lÖch pha gi÷a søc ®iÖn ®éng vµ : Gãc pha cña søc ®iÖn ®éng lµ: VËy ta cã: 3. GhÐp ®¼ng trÞ c¸c m¸y ph¸t §Ó thùc hiÖn ghÐp ®¼ng trÞ søc ®iÖn ®éng cña c¸c m¸y ph¸t ®iÖn trong nhµ m¸y ta cÇn tiÕn hµnh dÞch chuyÓn phô t¶i theo s¬ ®å: Víi: §Ó ®¼ng trÞ c¸c m¸y ph¸t ta thùc hiÖn dÞch chuyÓn phô t¶i theo s¬ ®å: S¬ ®å rót gän: Trong ®ã: GhÐp ®¼ng trÞ vµ : Trong ®ã: Søc ®iÖn ®éng ®¼ng trÞ cña c¸c m¸y ph¸t (F3, F4, F5) ®­îc tÝnh to¸n nh­ sau: §iÖn kh¸ng ®¼ng trÞ: Thùc hiÖn dÞch chuyÓn phô t¶i thµnh (,) ta ®­îc s¬ ®å sau: Víi: GhÐp ®¼ng trÞ vµ ta ®­îc: §iÖn kh¸ng ®¼ng trÞ: S¬ ®å ®¼ng trÞ nhµ m¸y nèi víi hÖ thèng nh­ sau: Trong ®ã: B = 0,196 4. Kh¶o s¸t æn ®Þnh ®éng cña hÖ thèng khi ng¾n m¹ch ba pha t¹i ®Çu ®­êng d©y nèi nhµ m¸y víi hÖ thèng 4.1. §Æc tÝnh c«ng suÊt trong chÕ ®é x¸c lËp tr­íc khi ng¾n m¹ch Ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c«ng suÊt cña nhµ m¸y ®­îc tÝnh theo c«ng thøc. §Ó x¸c ®Þnh ®Æc tÝnh c«ng suÊt ë chÕ ®é x¸c lËp ban ®Çu tr­íc lóc ng¾n m¹ch cÇn thay phô t¶i b»ng tæng trë cè ®Þnh theo c«ng thøc: Phô t¶i : ; Sk = 0,4735 cosjI = cos(0,5159rad) = 0,8698; sinjI = sin(0,5159rad) = 0,4933 Phô t¶i : ; SC = 4,4933 cosjII = cos(0,509rad) = 0,8732; sinjII = sin(0,509rad) = 0,4873 BiÕn ®æi s¬ ®å ta ®­îc: BiÕn ®æi thµnh : BiÕn ®æi tiÕp s¬ ®å ta ®­îc: Trong ®ã: Tõ s¬ ®å trªn ta tÝnh ®­îc tæng trë riªng vµ tæng trë t­¬ng hç gi÷a vµ nh­ sau: Tæng trë riªng cña nh¸nh nhµ m¸y ®¼ng trÞ: Nªn rad Tæng trë t­¬ng hç: Nªn Ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c«ng suÊt tr­íc ng¾n m¹ch cã d¹ng sau: Thay sè vµo ta ®­îc: PI = 2,3652 + 9,0841.sin(d - 0,0146) Trong ®ã c¸c gãc ®­îc tÝnh theo ®¬n vÞ rad. 4.2. §Æc tÝnh c«ng suÊt khi ng¾n m¹ch ba pha t¹i ®Çu ®­êng d©y nèi nhµ m¸y víi hÖ thèng Khi sù cè ng¾n m¹ch xem hÖ thèng tù ®éng kÝch tõ ch­a t¸c ®éng nªn ®é lín søc ®iÖn ®éng ®¼ng trÞ cña nhµ m¸y vÉn kh«ng thay ®æi. S¬ ®å ®¼ng trÞ khi x¶y ra ng¾n m¹ch ba pha t¹i ®Çu ®­êng d©y nèi nhµ m¸y víi hÖ thèng nh­ sau: Trong ®ã: Z∆ - lµ tổng trở ngắn mạch. Do ng¾n m¹ch ba pha nªn tæng trë ng¾n m¹ch Z∆ = 0. BiÕn ®æi s¬ ®å ta ®­îc: Víi : BiÕn ®æi thµnh : BiÕn ®æi tiÕp s¬ ®å ta ®­îc: Trong ®ã: V× nªn xem liªn l¹c gi÷a nhµ m¸y vµ hÖ thèng bÞ c¾t ®øt, tõ s¬ ®å ®¬n gi¶n trªn ta tÝnh ®­îc tæng trë riªng cña nh¸nh nhµ m¸y ®¼ng trÞ nh­ sau: Nªn rad Ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c«ng suÊt lóc ng¾n m¹ch cã d¹ng sau : 4.3. §Æc tÝnh c«ng suÊt sau khi ng¾n m¹ch ba pha t¹i ®Çu ®­êng d©y nèi nhµ m¸y víi hÖ thèng Sau khi c¾t ng¾n m¹ch, ®­êng d©y nèi nhµ m¸y víi hÖ thèng chØ cßn mét lé ®¬n. V× vËy tæng trë ®­êng d©y t¨ng lªn gÊp ®«i vµ dung dÉn gi¶m ®i mét nöa so víi chÕ ®é lµm viÖc x¸c lËp. S¬ ®å tÝnh to¸n chÕ ®é sau khi c¾t ng¾n m¹ch nh­ sau: Trong ®ã: BiÕn ®æi s¬ ®å: Víi: BiÕn ®æi thµnh : BiÕn ®æi tiÕp s¬ ®å ta ®­îc: Víi: Tõ s¬ ®å trªn ta tÝnh ®­îc tæng trë riªng vµ tæng trë t­¬ng hç gi÷a vµ nh­ sau: Tæng trë riªng cña nh¸nh nhµ m¸y ®¼ng trÞ: Nªn rad Tæng trë t­¬ng hç: Nªn rad Ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c«ng suÊt sau khi ng¾n m¹ch cã d¹ng sau: Thay sè vµo ta ®­îc: Nh­ vËy ta cã c¸c ®Æc tÝnh c«ng suÊt trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng tr­íc ng¾n m¹ch, khi ng¾n m¹ch vµ sau ng¾n m¹ch nh­ sau: PI = 2,3652 + 9,0841.sin(d - 0,0146) PII = 0,4034 PIII = 3,0495 + 6,2889.sin(d - 0,0213) ë chÕ ®é ban ®Çu ta cã d0 = 0,3268 rad = 18,72430, ta x¸c ®Þnh ®­îc c«ng suÊt ph¸t cña nhµ m¸y ë chÕ ®é lµm viÖc ban ®Çu tõ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c«ng suÊt tr­íc ng¾n m¹ch nh­ sau: P0 = 2,3652 + 9,0841.sin(d0 - 0,0146) = 2,3652 + 9,0841.sin(0,3268 – 0,0146) = 5,1554 Gi¸ trÞ tÝnh to¸n nµy lín h¬n so víi c«ng suÊt ®Æt cña nhµ m¸y: §iÒu nµy lµ do khi thùc hiÖn tÝnh to¸n ng­îc tõ hÖ thèng ®Ó x¸c ®Þnh ®iÖn kh¸ng ®¼ng trÞ cña nhµ m¸y ta ®· xÐt ®Õn tæn thÊt c«ng suÊt qua c¸c thiÕt bÞ vµ d©y dÉn. 5. TÝnh gãc c¾t giíi h¹n - Gãc c¾t giíi h¹n lµ gãc c¾t t­¬ng øng víi ®iÒu kiÖn giíi h¹n æn ®Þnh ®éng. §iÒu kiÖn ®Ó x¸c ®Þnh giíi h¹n æn ®Þnh ®éng lµ diÖn tÝch t¨ng tèc b»ng diÖn tÝch h·m tèc: - Tõ c¸c ®­êng ®Æc tÝnh c«ng suÊt trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng tr­íc ng¾n m¹ch, khi ng¾n m¹ch vµ sau khi ng¾n m¹ch lµ: PI = 2,3652 + 9,0841.sin(d - 0,0146) PII = 0,4034 PIII = 3,0495 + 6,2889.sin(d - 0,0213) Trong ®ã c¸c gãc tÝnh theo ®¬n vÞ rad. Ta vÏ ®­îc c¸c ®­êng ®Æc tÝnh c«ng suÊt nh­ sau: - X¸c ®Þnh gãc giíi h¹n : Tõ gãc lµm viÖc ban ®Çu tr­íc ng¾n m¹ch d0 = 0,3268rad = 18,724330 ta cã thÓ x¸c ®Þnh gãc lµm viªc t­¬ng øng víi chÕ ®é sau c¾t ng¾n m¹ch b»ng c¸ch gi¶i ph­¬ng tr×nh: PIII(d*) = 3,0495 + 6,2889.sin(d* - 0,0213) = PI(d0) = P0 = 5,1554 Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc: rad Do ®ã: dgh = p - d* = p - 0,3628 = 2,7788 rad - X¸c ®Þnh gãc c¾t giíi h¹n : DiÖn tÝch t¨ng tèc ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: + DiÖn tÝch h·m tèc lín nhÊt ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: Ph­¬ng tr×nh x¸c ®Þnh gãc c¾t giíi h¹n lµ: (*) Ph­¬ng tr×nh (*) t­¬ng ®­¬ng víi ph­¬ng tr×nh sau: 4,752.(dc¾tgh - 0,3268) = 6,2889.cos(dc¾tgh - 0,0213) + 2,1059.dc¾tgh - 0,0212 2,6461. dc¾tgh - 1,5318 - 6,2889.cos(dc¾tgh - 0,0213) = 0 Gi¶i ph­¬ng tr×nh b»ng ph­¬ng ph¸p ®å thÞ: §Æt: f(d) = 2,6461. d - 1,5318 - 6,2889.cos(d - 0,0213) Ta vÏ ®­îc ®å thÞ nh­ sau: Tõ ®ã ta t×m ®­îc: dc¾tgh = 1,2888 rad = 73,84280 Ta nhËn thÊy dc¾tgh = 1,2888 rad < dgh = 2,7788 rad, ®iÒu nµy sÏ ®¶m b¶o æn ®Þnh cho nhµ m¸y khi c¾t nhanh ng¾n m¹ch. 6. TÝnh thêi gian c¾t ng¾n m¹ch cho phÐp H»ng sè qu¸n tÝnh cña m¸y ph¸t ®iÖn tÝnh trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: (sec) Víi: - H»ng sè qu¸n tÝnh cña m¸y ph¸t trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n (sec). M¸y ph¸t ®· chän lµ lo¹i TBf-100-2, tra b¶ng th«ng sè m¸y ph¸t ®iÖn ta cã: G.D2 =13 (T.m2); n0 = 3000 (vßng/phót) Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc h»ng sè qu¸n tÝnh cña m¸y ph¸t trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n: Nhµ m¸y ®iÖn thiÕt kÕ gåm 5 tæ m¸y nªn h»ng sè qu¸n tÝnh cña nhµ m¸y tÝnh trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi c¬ b¶n cã gi¸ trÞ lµ: §Ó t×m ®Æc tÝnh ta ph¶i gi¶i ph­¬ng tr×nh chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi cña rotor m¸y ph¸t ®¼ng trÞ, víi tÇn sè hÖ thèng lµ 50Hz ta cã: Trong ®ã: DP = P0 - PII = 5,1554 - 0,4034 = 4,752 Víi hÖ thèng ®iÖn ®¬n gi¶n khi ng¾n m¹ch 3 pha ta cã thÓ tÝnh trùc tiÕp thêi gian c¾t ng¾n m¹ch theo c«ng thøc gi¶i tÝch sau: VËy thêi gian c¾t ng¾n m¹ch cho phÐp lµ: Nh­ vËy ®Ó hÖ thèng kh«ng mÊt æn ®Þnh khi ng¾n m¹ch 3 pha t¹i ®Çu ®­êng d©y nèi nhµ m¸y ®iÖn vµ hÖ thèng th× m¸y c¾t ph¶i t¸c ®éng lo¹i trõ sù cè nhanh chãng víi thêi gian c¾t lín nhÊt cho phÐp lµ 0,144 sec. Tµi liÖu tham kh¶o [1]. PGS. NguyÔn H÷u Kh¸i. ThiÕt kÕ phÇn ®iÖn nhµ m¸y ®iÖn vµ tr¹m biÕn ¸p. (Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, 2004) [2]. TS. §µo Quang Th¹ch, TS. Ph¹m V¨n Hßa. PhÇn ®iÖn trong nhµ m¸y ®iÖn vµ tr¹m biÕn ¸p. (Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, 2004) [3]. PGS.TS. TrÇn B¸ch. L­íi ®iÖn vµ hÖ thèng ®iÖn tËp I. (Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, 2005) [4]. Ng« Hång Quang. 101 bµi tËp l­íi ®iÖn, cung cÊp ®iÖn, c¬ khÝ ®­êng d©y. (Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, 2006) [5]. PGS.TS. Ph¹m V¨n Hßa, ThS. Ph¹m Ngäc Hïng. ThiÕt kÕ phÇn ®iÖn nhµ m¸y ®iÖn vµ tr¹m biÕn ¸p. (Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, 2007) [6]. GS.TS. L· V¨n ót. Ng¾n m¹ch trong hÖ thèng ®iÖn. (Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, 2007) [7]. PGS.TS. TrÇn B¸ch. æn ®Þnh cña hÖ thèng ®iÖn. (Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, 2001)