Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và tính toán chế độ vận hành tối ưu của nhà máy điện

thuËn tiÖn cho viÖc x©y dùng còng nh­ vËn hµnh nªn chän c¸c m¸y ph¸t ®iÖn cïng lo¹i. Tõ ®ã ta tra trong sæ tay ®­îc lo¹i m¸y ph¸t sau: Chän 3 m¸y ph¸t ®iÖn kiÓu TBF-60-2 cã c¸c th«ng sè nh­ b¶ng 1-1 sau: B¶ng 1-1 Ký hiÖu S MVA P MW cosj U KV I KA §iÖn kh¸ng t­¬ng ®èi Xd’’ Xd’ Xd TBF-60-2 75 60 0,8 10,5 4,125 0,146 0,22 1,691 TÝnh to¸n phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p. §Ó ®¶m b¶o vËn hµnh an toµn , t¹i mçi thêi ®iÓm ®iÖn n¨ng do c¸c nhµ m¸y ph¸t ®iÖn ph¸t ra ph¶i hoµn toµn c©n b»ng víi l­îng ®iÖn n¨ng tiªu thô ë c¸c hé tiªu thô kÓ c¶ tæn thÊt ®iÖn n¨ng. Trong thùc tÕ l­îng ®iÖn n¨ng tiªu thô t¹i c¸c hé dïng ®iÖn lu«n lu«n thay ®æi. ViÖc n¾m ®­îc quy luËt biÕn ®æi nµy tøc lµ t×m ®­îc ®å thÞ phô t¶i lµ ®iÒu rÊt quan träng ®èi víi viÖc thiÕt kÕ vµ vËn hµnh. Nhê vµo c«ng cô lµ ®å thÞ phô t¶i mµ ta cã thÓ lùa chän ®­îc c¸c ph­¬ng ¸n nèi ®iÖn hîp lý , ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu kinh tÕ vµ kü thuËt , n©ng cao ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn. Ngoµi ra dùa vµo ®å thÞ phô t¶i cßn cho phÐp chän ®óng c«ng suÊt c¸c m¸y biÕn ¸p vµ ph©n bè tèi ­u c«ng suÊt gi÷a c¸c tæ m¸y ph¸t ®iÖn trong cïng mét nhµ m¸y vµ ph©n bè c«ng suÊt gi÷a c¸c nhµ m¸y ®iÖn víi nhau. Trong nhiÖm vô thiÕt kÕ ®· cho ®å thÞ phô t¶i cña nhµ m¸y vµ ®å thÞ phô t¶i cña c¸c cÊp ®iÖn ¸p d­íi d¹ng b¶ng theo phÇn tr¨m c«ng suÊt t¸c dông Pmax vµ hÖ sè cosjtb cña tõng phô t¶i t­¬ng øng tõ ®ã ta tÝnh ®­îc phô t¶i cña c¸c cÊp ®iÖn ¸p theo c«ng suÊt biÓu kiÕn nhê c«ng thøc sau : víi : . Trong ®ã: S(t) lµ c«ng suÊt biÓu kiÕn cña phô t¶i t¹i thêi ®iÓm t (MVA). cosjTB lµ hÖ sè c«ng suÊt trung b×nh cña tõng phô t¶i. P%:C«ng suÊt t¸c dông t¹i thêi ®iÓm t tÝnh b»ng phÇn tr¨m c«ng suÊt cùc ®¹i. Pmax : C«ng suÊt cña phô t¶i cùc ®¹i tÝnh b»ng, MW. §å thÞ phô t¶i toµn nhµ m¸y. Nhµ m¸y gåm 3 tæ m¸y cã: PG®m = 60 MW, cosj®m = 0,8 do ®ã Tæng c«ng suÊt ®Æt cña toµn nhµ m¸y lµ: PNM®m = 3´PG®m = 3 ´ 60 = 180 MW Þ SNM®m = 225 MW. Tõ ®å thÞ phô t¶i nhµ m¸y vµ c«ng thøc: víi : . Ta tÝnh ®­îc ®å thÞ phô t¶i cña nhµ m¸y theo thêi gian .KÕt qu¶ ghi trong b¶ng 1-2 vµ ®å thÞ phô t¶i nhµ m¸y h×nh 1-1. B¶ng 1-2 T(giê) 0-7 7-12 12-14 14-18 18-24 P% 70 90 80 100 70 PNM(t) MVA 126 162 144 180 126 SNM(t) MVA 157,5 202,5 180 225 157,5 H×nh 1-1:§å thÞ phô t¶i toµn nhµ m¸y. §å thÞ phô t¶i tù dïng toµn nhµ m¸y: Tù dïng max cña toµn nhµ m¸y b»ng 6% c«ng suÊt ®Þnh møc cña nhµ m¸y víi cosj = 0,85 ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Víi Stdmax = a.SNM = MW Trong ®ã : Std(t): Phô t¶i tù dïng nhµ m¸y t¹i thêi ®iÓm t. S®m: C«ng suÊt ®Þnh møc cña nhµ m¸y MVA. S(t): Phô t¶i tæn t¹i thêi ®iÓm t theo b¶ng 1-2. Tõ ®å thÞ phô t¶i nhµ m¸y (phÇn 1) vµ c«ng thøc trªn ta cã phô t¶i tù dïng nhµ m¸y theo thêi gian nh­ b¶ng 1-3 vµ ®å thÞ phô t¶i h×nh 1-2. B¶ng 1-3 T(h) 0-7 7-12 12-14 14-18 18-24 S(t) MVA 157,5 202,5 180 225 157,5 Std (t) MVA 10,41 11,94 11,18 12,7 10,41 H×nh 1-2: §å thÞ phô t¶i tù dïng toµn nhµ m¸y. Phô t¶i ®Þa ph­¬ng: Nh­ nhiÖm vô thiÕt kÕ ®· cho Pmax = 45 MW, cosj = 0,85 víi c«ng thøc sau: víi: Ta cã kÕt qu¶ cho ë b¶ng 1-4 vµ ®å thÞ phô t¶i h×nh 1-3. B¶ng 1-4 T(h) 0-7 7-12 12-14 14-18 18-24 P®p% 60 100 90 80 60 P®p(t)MW 27 45 40,5 36 27 S®p(t)MVA 31,76 52,94 47,6 42,35 31,76 H×nh 1-3: §å thÞ phô t¶i ®Þa ph­¬ng. C©n b»ng c«ng suÊt toµn nhµ m¸y vµ x¸c ®Þnh c«ng suÊt ph¸t vµo hÖ thèng . Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng c«ng suÊt toµn nhµ m¸y: SNM(t) = Std(t) + S®p(t) +ST(t) +SHT(t). (ë ®©y ST(t) = 0) Ta bá qua tæn thÊt DS(t) trong m¸y biÕn ¸p. Þ SHT(t) = SNM(t) - [Std(t) + S®p(t)]. Tõ ®ã ta lËp ®­îc kÕt qu¶ tÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt toµn nhµ m¸y nh­ b¶ng 1-6 vµ ®å thÞ phô t¶i h×nh 1-5. B¶ng 1-6 MVA t(h) 0-7 7-12 12-14 14-18 18-24 SNM(t) MVA 157,5 202,5 180 225 157,5 Sdp(t) MVA 31,76 52,94 47,6 42,35 31,76 Std(t) MVA 10,41 11,94 11,18 12,7 10,41 SHT(t) MVA 115,33 137,62 121,22 169,95 115,33 H×nh 1-5: §å thÞ phô t¶i hÖ thèng. C¸c nhËn xÐt. T×nh tr¹ng phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p. C«ng suÊt thõa cña nhµ m¸y lu«n lín h¬n c«ng suÊt cña mét tæ m¸y t¹i mäi thêi ®iÓm, ta cã thÓ cho mét tæ m¸y lu«n v¹n hµnh víi c«ng suÊt ®Þnh møc vµ ph¸t c«ng suÊt vÒ hÖ thèng. Phô t¶i ë cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t lín h¬n 30% c«ng suÊt cña mét tæ m¸y nªn ph¶i sö dông thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t. Ta thÊy phô t¶i ph©n bè kh«ng ®Òu ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p. ë cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t phô t¶i Pmax= 45 MW, nhá so víi c«ng suÊt mét m¸y ph¸t P = 60 MW vµ toµn nhµ m¸y thiÕt kÕ. Phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p trung kh«ng cã. Dù tr÷ cña hÖ thèng. Ta cã dù tr÷ cña hÖ thèng S = 105 MVA, lín h¬n so víi c«ng suÊt mét m¸y ph¸t. C«ng suÊt cña hÖ th«ng còng t­¬ng ®èi lín SHT= 1200 MVA. §iÖn ¸p. Nhµ m¸y thiÕt kÕ chØ cã hai cÊp ®iÖn ¸p lµ: CÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t U®m= 10 KV. CÊp ®iÖn ¸p cao cã U®m= 110 KV. Kh«ng cã cÊp ®iÖn ¸p trung. Nªu c¸c ph­¬ng ¸n vµ chän MBA. Nªu c¸c ph­¬ng ¸n. Chän s¬ ®å nèi ®iÖn chÝnh lµ mét trong nh÷ng nhiÖm vô hÕt søc quan träng trong thiÕt kÕ nhµ m¸y ®iÖn. S¬ ®å nèi ®iÖn hîp lý kh«ng nh÷ng ®em l¹i nh÷ng lîi Ých kinh tÕ lín lao mµ cßn ph¶i ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu kü thuËt . C¬ së ®Ó ®Ó x¸c ®Þnh c¸c ph­¬ng ¸n cã thÓ lµ sè l­îng vµ c«ng suÊt m¸y ph¸t ®iÖn , c«ng suÊt hÖ thèng ®iÖn , s¬ ®å l­íi vµ phô t¶i t­¬ng øng , tr×nh tù x©y dùng nhµ m¸y ®iÖn vµ l­íi ®iÖn ... Khi x©y dùng ph­¬ng ¸n nèi d©y s¬ bé ta cã mét sè nguyªn t¾c chung sau : Nguyªn t¾c 1 Cã hay kh«ng cã thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t NÕu SuFmax nhá vµ kh«ng cã nhiÒu d©y cÊp cho phô t¶i ®Þa ph­¬ng th× kh«ng cÇn thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t . SuFmax £ 30% S®m 1F Nguyªn t¾c 2 NÕu cã thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t th× sè l­îng m¸y ph¸t nèi vµo thanh gãp ph¶i ®¶m b¶o sao cho khi mét tæ m¸y lín nhÊt bÞ sù cè th× nh÷ng m¸y ph¸t cßn l¹i ph¶i ®¶m b¶o phô t¶i ®Þa ph­¬ng vµ tù dïng. Nguyªn t¾c 3 NÕu phÝa ®iÖn ¸p cao , trung cã trung tÝnh nèi ®Êt vµ hÖ sè cã lîi a 0,5 th× nªn dïng hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu lµm liªn l¹c gi÷a c¸c cÊp. Nguyªn t¾c 4 Sö dông sè l­îng bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y hai phÝa cao vµ trung sao cho t­¬ng øng víi c«ng suÊt cùc ®¹i cÊp ®ã Nguyªn t¾c 5 Cã thÓ ghÐp chung mét sè m¸y ph¸t víi mét m¸y biÕn ¸p nh­ng ph¶i ®¶m b¶o SSbé £ Sdù phßng ht . Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ nhµ m¸y cã 3 tæ m¸y ph¸t, c«ng suÊt ®Þnh møc cña mçi tæ m¸y lµ 60 MW cã nhiÖm vô cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i ë hai cÊp ®iÖn ¸p sau: Phô t¶i ®Þa ph­¬ng ë cÊp ®iÖn ¸p 10 kV cã: S®p max = 52,94 MVA; S®p min = 31,76 MVA Phô t¶i cao ¸p ë cÊp ®iÖn ¸p 110 kV ( vÒ hÖ thèng ) cã: S110 max = 169,95 MVA; S110 min = 115,33 MVA C«ng suÊt dù phßng cña hÖ thèng Sdp= 105 MVA.VËy ta kh«ng thÓ ghÐp chung hai m¸y ph¸t víi mét m¸y biÕn ¸p v× SSbé = 2.75 = 150 MVA > Sdp ht = 105 MVA Tõ nh÷ng nhËn xÐt trªn ®©y ta cã thÓ ®Ò xuÊt mét sè ph­¬ng ¸n nh­ sau: · Ph­¬ng ¸n I: H×nh 2-1: S¬ ®å nèi ®iÖn cña ph­¬ng ¸n 1. G1 G2 G3 B1 B3 TD TD TD S®p Sc 110kVv G1 G2 G3 B1 B1 B3 TD TD TD S®p Sc 110kv B3 G1 · Ph­¬ng ¸n II: H×nh 2-2: S¬ ®å nèi ®iÖn ph­¬ng ¸n II. G1 G2 G3 B1 B1 TD TD TD S®p Sc 110kv B3 G1 · Ph­¬ng ¸n III: H×nh 2-3: S¬ ®å nèi ®iÖn ph­¬ng ¸n III. II.2.Chän m¸y biÕn ¸p cho c¸c ph­¬ng ¸n. Chän c«ng suÊt m¸y biÕn ¸p. M¸y biÕn ¸p lµ mét thiÕt bÞ rÊt quan träng trong hÖ thèng ®iÖn . Tæng c«ng suÊt c¸c m¸y biÕn ¸p gÊp tõ 4-5 lÇn tæng c«ng suÊt c¸c m¸y ph¸t ®iÖn . Chän mba trong nhµ m¸y ®iÖn lµ lo¹i , sè l­îng , c«ng suÊt ®Þnh møc vµ hÖ sè biÕn ¸p . MBA ®­îc chän ph¶i ®¶m b¶o ho¹t ®éng an toµn trong ®iÒu kiÖn b×nh th­êng vµ khi x¶y ra sù cè nÆng nÒ nhÊt Nguyªn t¾c chung ®Ó chän mba lµ tr­íc tiªn chän S®mB ³ c«ng suÊt cùc ®¹i cã thÓ qua biÕn ¸p trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc b×nh th­êng , sau ®ã kiÓm tra l¹i ®iÒu kiÖn sù cè cã kÓ ®Õn hÖ sè qu¸ t¶i cña mba . X¸c ®Þnh c«ng suÊt thiÕu vÒ hÖ thèng ph¶i nhá h¬n dù tr÷ quay cña hÖ thèng . Ta lÇn l­ît chän mba cho tõng ph­¬ng ¸n Gi¶ thiÕt c¸c m¸y biÕn ¸p ®­îc chÕ t¹o phï hîp víi ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é m«i tr­êng n¬i l¾p ®Æt nhµ m¸y ®iÖn . Do vËy kh«ng cÇn hiÖu chØnh c«ng suÊt ®Þnh møc cña chóng. · Ph­¬ng ¸n I: *M¸y biÕn ¸p B1 vµ B2 : M¸y biÕn ¸p liªn l¹c B1, B2 ®­îc chän lµ m¸y biÕn ¸p ®iÒu ¸p d­íi t¶i víi ®iÒu kiÖn: S®mB = 1/2 Sth. Víi: Sth lµ c«ng suÊt cßn l¹i ®­a lªn hÖ thèng. = 3´75 - (42,17 +12,7) = 170,13 MVA. S®mB = 170,13/2 =85,065 MVA. VËy ta cã thÓ chän lo¹i m¸y biÕn ¸p TPдЦH 125/10,5 cã c¸c th«ng sè nh­ b¶ng 2-2 sau: B¶ng 2-1 S®m MVA UC®m (Kv) UH®m (Kv) DPO (Kw) DPN (Kw) UN% IO% Gi¸ 125 115 10,5 100 400 10,5 0,55 · Ph­¬ng ¸n II: * M¸y biÕn ¸p bé. §­îc chän theo c«ng suÊt ph¸t cña m¸y ph¸t S®mB1 ³ SG®m = 75 MVA. Do ®ã ta chän m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p ba pha hai d©y quÊn cã c¸c th«ng sè ë b¶ng 2-1 sau: Lo¹i Tд80/11 B¶ng 2-2 S®m MVA UC®m (Kv) UH®m (Kv) DPO (Kw) DPN (Kw) UN% IO% Gi¸ 80 115 11 82 390 10,5 0,6 * M¸y biÕn ¸p liªn l¹c: §­îc chän lµ lo¹i m¸y biÕn ¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p d­íi t¶i cã c«ng suÊt ®Þnh møc ®­îc chän theo c«ng thøc d­íi ®©y: = = Þ Chän m¸y biÕn ¸p B2,B3 lµ lo¹i TдH 63/11 cã c¸c th«ng sè cho ë b¶ng 2-3 sau: B¶ng 2-3 S®m MVA UC®m (Kv) UH®m (Kv) DPO (Kw) DPN (Kw) UN% IO% Gi¸ 63 115 11 70 290 10,5 0,7 · Ph­¬ng ¸n III: * M¸y biÕn ¸p bé. §­îc chän theo c«ng suÊt ph¸t cña m¸y ph¸t S®mB1 ³ SG®m = 75 MVA. Do ®ã ta chän m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p ba pha hai d©y quÊn cã c¸c th«ng sè ë b¶ng 2-1 sau: Lo¹i Tд80/11 B¶ng 2-2 S®m MVA UC®m (Kv) UH®m (Kv) DPO (Kw) DPN (Kw) UN% IO% Gi¸ 80 115 11 82 390 10,5 0,6 * M¸y biÕn ¸p liªn l¹c: §­îc chän lµ lo¹i m¸y biÕn ¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p d­íi t¶i cã c«ng suÊt ®Þnh møc ®­îc chän theo c«ng thøc d­íi ®©y: = = Þ Chän m¸y biÕn ¸p B2,B3 lµ lo¹i TдH 125/11 cã c¸c th«ng sè cho ë b¶ng 2-3 sau: B¶ng 2-3 S®m MVA UC®m (Kv) UH®m (Kv) DPO (Kw) DPN (Kw) UN% IO% Gi¸ 125 115 10,5 100 400 10,5 0,55 Ph©n bè phô t¶i cho c¸c m¸y biÕn ¸p: · Ph­¬ng ¸n I: C«ng suÊt t¶i lªn cao : SC B1,B2 = ´Sc(t) Dùa vµo b¶ng 1-6 vµ c«ng thøc tÝnh trªn ta cã phô t¶i tõng thêi ®iÓm cho ë b¶ng 2-5 sau: b¶ng 2-4 : t(h) 0-7 7-12 12-14 14-18 18-24 SC(t) 115,33 137,62 121,22 169,95 115,33 SB1 = SB2 57,665 68,81 60,61 84,945 57,665 Tõ b¶ng kÕt qu¶ b¶ng 2- 5 ta thÊy. SH B1-B2max = 84.945 MVA < 125 MVA Nh­ vËy c¸c m¸y biÕn ¸p ®· chän kh«ng bÞ qu¸ t¶i khi lµm viÖc b×nh th­êng. · Ph­¬ng ¸n II: * §èi víi m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y G1- B1 ®Ó thuËn tiÖn cho viÖc vËn hµnh. cho t¶i víi ®å thÞ b»ng ph¼ng trong suèt qu¸ tr×nh lµm viÖc c¶ n¨m. SB1= SG®m – Std = 75 – 0.06. = 70.765 MVA Phô t¶i qua 2 m¸y biÕn ¸p B2, B3 ®­îc tÝnh nh­ sau : Phô t¶i truyÒn lªn cao : SC-B2,B3 = ´( Sc(t) – SB1) Dùa vµo b¶ng 1-6 vµ c«ng thøc trªn tÝnh ®­îc phô t¶i cho tõng thêi ®iÓm ®­îc ghi ë b¶ng 2-4 sau: B¶ng 2-5 T(h) 0-7 7-12 12-14 14-18 18-24 SB1 MVA 70.765 70.765 70.765 70.765 70.765 SC(t) MVA 115,33 137,62 121,22 169,95 115,33 SC B2-B3 MVA 22,28 33,43 25,23 49,59 22,28 Tõ b¶ng kÕt qu¶ b¶ng 2- 4 ta thÊy. SH B2-B3max = 49.59 MVA < 63 MVA Nh­ vËy c¸c m¸y biÕn ¸p ®· chän kh«ng bÞ qu¸ t¶i khi lµm viÖc b×nh th­êng. *Ph­¬ng ¸n III : * §èi víi m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y G1- B1 ®Ó thuËn tiÖn cho viÖc vËn hµnh. cho t¶i víi ®å thÞ b»ng ph¼ng trong suèt qu¸ tr×nh lµm viÖc c¶ n¨m. SB1= SG®m – Std = 75 – 0.06. = 70.765 MVA Phô t¶i qua m¸y biÕn ¸p B2 ®­îc tÝnh nh­ sau : Phô t¶i truyÒn lªn cao : SC-B2 = ( Sc(t) – SB1) Dùa vµo b¶ng 1-6 vµ c«ng thøc trªn tÝnh ®­îc phô t¶i cho tõng thêi ®iÓm ®­îc ghi ë b¶ng 2-5 sau: B¶ng 2-5 T(h) 0-7 7-12 12-14 14-18 18-24 SB1 MVA 70.765 70.765 70.765 70.765 70.765 SC(t) MVA 115,33 137,62 121,22 169,95 115,33 SC B2-B3 MVA 44,56 66,86 50,46 99,18 44,56 Tõ b¶ng kÕt qu¶ b¶ng 2- 4 ta thÊy. SH B2-B3max = 99,18 MVA < 125 MVA Nh­ vËy c¸c m¸y biÕn ¸p ®· chän kh«ng bÞ qu¸ t¶i khi lµm viÖc b×nh th­êng. KiÓm tra c¸c m¸y biÕn ¸p khi sù cè Ph­¬ng ¸n I: Sù cè 1 m¸y biÕn ¸p : M¸y biÕn ¸p cßn l¹i ®­îc phÐp qu¸ t¶i 40% c«ng suÊt ®Þnh møc trong suèt 5 ngµy ®ªm nh­ng mçi ngµy kh«ng qu¸ 6h khi hÖ sè phô t¶i bËc mét sù cè k1 £ 0,94 . C«ng suÊt thiÕu cña phÝa cao ¸p lµ : Sth = STGC – 1.4´S®mB1 = 169,95 – 1,4.125 = -5,05 MVA. Ta thÊy Sth = -5.05 < Sdt =105MVA . VËy m¸y biÕn ¸p chän kh«ng bÞ qu¸ t¶i khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p Ph­¬ng ¸n II: +Sù cè 1 m¸y biÕn ¸p liªn l¹c: C«ng suÊt thiÕu phÝa cao ¸p khi sù cè m¸y biÕn ¸p B2 hoÆc B3 lµ: Sth = STGC – SB1 – 1.4´S®mB2 = = 169,95 – 80 –1,4´63 = 1,75 MVA . Ta thÊy Sth = 1,75 MVA < Sdt = 105 MVA . VËy m¸y biÕn ¸p kh«ng bÞ qu¸ t¶i khi sù cè m¸y biÕn ¸p liªn l¹c. +Sù cè m¸y biÕn ¸p B1 : Sth = STGC – 1,4.2.S®m B2 = 169,95 – 1,4.2.63 = -6,45 MVA. Ta thÊy Sth = -6,45 MVA < Sdt = 105 MVA . VËy m¸y biÕn ¸p kh«ng bÞ qu¸ t¶i khi sù cè m¸y biÕn ¸p B1. +Sù cè mét m¸y ph¸t kh«ng cÇn kiÓm tra v× dù tr÷ cña hÖ thèng ®iÖn ®ñ cung cÊp cho phô t¶i khi sù cè mét m¸y ph¸t. Ph­¬ng ¸n III: +Sù cè m¸y biÕn ¸p liªn l¹c: C«ng suÊt thiÕu phÝa cao ¸p khi sù cè m¸y biÕn ¸p lµ: Sth = STGC – 1.4´S®mB1 = = 169,95 – 1,4´80 = 57,95 MVA . Ta thÊy Sth = 57,95 MVA < Sdt = 105 MVA . VËy m¸y biÕn ¸p kh«ng bÞ qu¸ t¶i khi sù cè m¸y biÕn ¸p liªn l¹c. +Sù cè m¸y biÕn ¸p B1 : Sth = STGC – 1,4.S®m B2 = 169,95 – 1,4.125 = -5,05 MVA. Ta thÊy Sth = -5,05 MVA < Sdt = 105 MVA . VËy m¸y biÕn ¸p kh«ng bÞ qu¸ t¶i khi sù cè m¸y biÕn ¸p B1. +Sù cè mét m¸y ph¸t kh«ng cÇn kiÓm tra v× dù tr÷ cña hÖ thèng ®iÖn ®ñ cung cÊp cho phô t¶i khi sù cè mét m¸y ph¸t. TÝnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p. Ph­¬ng ¸n I: Tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña 2 m¸y biÕn ¸p B1,B2 ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: Si cña m¸y biÕn ¸p trong thêi gian ti ®­îc lÊy tõ b¶ng 2-4. DPO = 100 KW. DPN = 400 KW. Tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p cña ph­¬ng ¸n nµy lµ : = 3678.959 MWh. Ph­¬ng ¸n II: ·§èi víi m¸y biÕn ¸p bé B1, tæn thÊt ®iÖn n¨ng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc. . Trong ®ã: T: Thêi gian lµm viÖc cña m¸y biÕn ¸p T = 8760 h. Sb: Phô t¶i cña m¸y biÕn ¸p trong thêi gian T. M¸y biÕn ¸p B1cã c¸c sè liÖu sau: DPO = 82 KW. DPN = 390KW. Sb = 70,765MVA. Tõ c¸c sè liÖu ®ã ta tÝnh ®­îc tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m cña m¸y biÕn ¸p B1. . · Tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña m¸y biÕn ¸p B2vµ B3 ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: Si cña m¸y biÕn ¸p trong thêi gian ti ®­îc lÊy tõ b¶ng 2-5. DPO = 70 KW. DPN = 290 KW. Tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña m¸y biÕn ¸p B2,B3 lµ: = 2461.23 MWh. VËy tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m cña ph­¬ng ¸n II lµ: DAå = DAB1 +DAB2,B3 = 3391.48 + 2461.23 = 5852,705 MWh. 2.3 Ph­¬ng ¸n III : M¸y biÕn ¸p B1 gièng ph­¬ng ¸n II. M¸y biÕn ¸p B2 c«ng thøc tÝnh gièng ph­¬ng ¸n II : Trong ®ã: Si cña m¸y biÕn ¸p trong thêi gian ti ®­îc lÊy tõ b¶ng 2-6 (ch­a lËp – víi Si = 2Si ph­¬ng ¸n II ) DPO = 100 KW. DPN = 400 KW. Do ®ã = 1741,55 MWh. VËy tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m cña ph­¬ng ¸n III lµ: DAå = DAB1 +DAB2 = 3391,48 + 1741,55 = 5133,028 MWh B¶ng 2-6 Ph­¬ng ¸n Ph­¬ng ¸n I Ph­¬ng ¸n II Ph­¬ng ¸n III DA,MWh 3678,959 5852,705 5133,028 Ch­¬ng III So s¸nh kinh tÕ, kü thuËt chän c¸c ph­¬ng ¸n tèi ­u. 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 dÓ ®¸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 Trong c¸c ph­¬ng ¸n tÝnh to¸n kinh tÕ th­êng dïng th× th× ph­¬ng ph¸p thêi gian thu håi vèn ®Çu t­ chªnh lÖch so víi phÝ tæn v©n hµnh hµng n¨m ®­îc coi lµ ph­¬ng ph¸p c¬ b¶n ®Ó ®µnh gi¸ vÒ mÆt kinh tÕ cña ph­¬ng ¸n . Vèn ®Çu t­ cho ph­¬ng ¸n bao gåm vèn ®Çu t­ cho mba vµ vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi . Vµ thùc tÕ , vèn ®Çu t­ vµo thiÕt bÞ ph©n phèi chñ yÕu phô thuéc vµo gi¸ tiÒn cña m¸y c¾t , v× vËy ®Ó chän c¸c m¹ch thiÕt bÞ ph©n phèi cho tõng ph­¬ng ¸n ph¶i chän s¬ bé lo¹i m¸y c¾t . §Ó chän s¬ bé lo¹i m¸y c¾t ta ph¶i tÝnh dßng c­ìng bøc cho tõng cÊp ®iÖn ¸p I./ X¸c ®Þnh dßng c­ìng bøc Ph­¬ng ¸n I: h×nh 3-1. · Dßng c­ìng bøc phÝa cao ¸p: * M¹ch ®­êng d©y vÒ hÖ thèng. Dßng lµm viÖc c­ìng bøc ®­îc tÝnh víi ®iÒu kiÖn mét ®­êng d©y bÞ ®øt. G1 G1 G2 G3 B1 B1 B2 TD TD TD S®p Sc 110kv H×nh 3-1: S¬ ®å nèi ®iÖn ph­¬ng ¸n I. Víi: SHTtmax lµ c«ng suÊt t¶i vÒ hÖ thèng qua ®­êng d©y kÐp, SHTtmax= 169.95 MVA . * M¹ch m¸y biÕn ¸p liªn l¹c. Khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p, kh¶ n¨ng t¶i cña m¸y biÕn ¸p cßn l¹i lµ: Kqtsc´S®mB = 1.4´125 = 175 MVA . Dßng c­ìng bøc qua m¸y biÕn ¸p VËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lín nhÊt ë phÝa ®iÖn ¸p cao lµ: Icb1 = 0,9185 kA. · Dßng c­ìng bøc ë cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t: * M¹ch m¸y biÕn ¸p phÝa h¹ ¸p. * M¹ch m¸y ph¸t phÝa h¹ ¸p. * Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng khi sù cè mét m¸y ph¸t G2. XÐt hai tr­êng hîp: phô t¶i max vµ phô t¶i min. + Phô t¶i max: Dßng c«ng suÊt c­ìng bøc qua kh¸ng khi phô t¶i max lµ: +Khi phô t¶i min: Dßng c«ng suÊt c­ìng bøc qua kh¸ng khi phô t¶i min lµ: Þ Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng khi sù cè mét m¸y ph¸t G2lµ: * Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p liªn l¹c lµ: +Khi phô t¶i max: L­îng c«ng suÊt thõa t¶i lªn hÖ thèng lµ. + Khi phô t¶i min: L­îng c«ng suÊt thõa t¶i lªn hÖ thèng lµ. Kh¶ n¨ng t¶i cña m¸y biÕn ¸p khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p . Kqtsc´S®mB = 1,4´125 = 175 MVA . Dßng c«ng suÊt c­ìng bøc qua kh¸ng khi phô t¶i max lµ: Dßng c«ng suÊt c­ìng bøc qua kh¸ng khi phô t¶i min lµ: Þ Dßng c«ng suÊt c­ìng bøc qua kh¸ng khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p lµ. VËy dßng c­ìng bøc qua kh¸ng lín nhÊt lµ: Icb4 = 4,684 KA. Ph­¬ng ¸n II: h×nh 3-2. G1 G2 G3 B1 B1 B3 TD TD TD S®p Sc 110kv B3 G1 H×nh 3-2: S¬ ®å nèi ®iÖn ph­¬ng ¸n II. · Dßng c­ìng bøc phÝa cao ¸p: * M¹ch ®­êng d©y vÒ hÖ thèng. Dßng lµm viÖc c­ìng bøc ®­îc tÝnh víi ®iÒu kiÖn mét ®­êng d©y bÞ ®øt. Víi: SHtmaxc«ng suÊt vÒ hÖ thèng qua ®­êng d©y kÐp, SHtmax= 169,95 MVA . * M¹ch m¸y biÕn ¸p B1: Dßng ®iÖn c­ìng bøc ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña m¸y ph¸t G1: * M¹ch m¸y biÕn ¸p liªn l¹c. Khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p, kh¶ n¨ng t¶i cña m¸y biÕn ¸p cßn l¹i lµ: Kqtsc´S®mB = 1,4´63 = 88,2 MVA . Dßng c­ìng bøc qua m¸y biÕn ¸p . VËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lín nhÊt ë phÝa ®iÖn ¸p cao lµ: Icb1 = 0,892 kA. · Dßng c­ìng bøc ë cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t: * M¹ch m¸y biÕn ¸p B1 phÝa h¹ ¸p: *M¹ch m¸y biÕn ¸p B2, B3 phÝa h¹ ¸p : * M¹ch m¸y ph¸t phÝa h¹ ¸p. * Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng khi sù cè mét m¸y ph¸t G3. XÐt hai tr­êng hîp: phô t¶i max vµ phô t¶i min. + Phô t¶i max: Dßng c«ng suÊt c­ìng bøc qua kh¸ng khi phô t¶i max lµ: +Khi phô t¶i min: Dßng c«ng suÊt c­ìng bøc qua kh¸ng khi phô t¶i min lµ: Þ Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng khi sù cè mét m¸y ph¸t G3 lµ: * Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p liªn l¹c lµ: +Khi phô t¶i max: L­îng c«ng suÊt thõa t¶i lªn hÖ thèng lµ : + Khi phô t¶i min: L­îng c«ng suÊt thõa t¶i lªn hÖ thèng lµ. Kh¶ n¨ng t¶i cña m¸y biÕn ¸p liªn l¹c khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p : Kqtsc´S®mB = 1,4´63 = 88,2 MVA . Dßng c«ng suÊt c­ìng bøc qua kh¸ng khi phô t¶i max lµ: Dßng c«ng suÊt c­ìng bøc qua kh¸ng khi phô t¶i min lµ: Þ Dßng c«ng suÊt c­ìng bøc qua kh¸ng khi sù cè mét m¸y biÕn ¸p lµ. VËy dßng c­ìng bøc qua kh¸ng lín nhÊt lµ: Icb4 = 2,414 KA. Ph­¬ng ¸n 3: · Dßng c­ìng bøc phÝa cao ¸p: * M¹ch ®­êng d©y vÒ hÖ thèng. Dßng lµm viÖc c­ìng bøc ®­îc tÝnh víi ®iÒu kiÖn mét ®­êng d©y bÞ ®øt. Víi: SHtmaxc«ng suÊt vÒ hÖ thèng qua ®­êng d©y kÐp, SHtmax= 169,95 MVA . * M¹ch m¸y biÕn ¸p B1: Dßng ®iÖn c­ìng bøc ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña m¸y ph¸t G1: * M¹ch m¸y biÕn ¸p liªn l¹c. Kh¶ n¨ng t¶i cña m¸y biÕn ¸p lµ: Kqtsc´S®mB = 1,4´125 = 175 MVA . Dßng c­ìng bøc qua m¸y biÕn ¸p . VËy dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc lín nhÊt ë phÝa ®iÖn ¸p cao lµ: Icb1 = 0,919 kA. · Dßng c­ìng bøc ë cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t: * M¹ch m¸y biÕn ¸p B1 phÝa h¹ ¸p: *M¹ch m¸y biÕn ¸p B2 phÝa h¹ ¸p : * M¹ch m¸y ph¸t phÝa h¹ ¸p. * Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng khi sù cè mét m¸y ph¸t G2. XÐt hai tr­êng hîp: phô t¶i max vµ phô t¶i min. + Phô t¶i max: Dßng c«ng suÊt c­ìng bøc qua kh¸ng khi phô t¶i max lµ: (tøc lµ tr­êng hîp m¸y ph¸t G3 c­ìng bøc. +Khi phô t¶i min: Dßng c«ng suÊt c­ìng bøc qua kh¸ng khi phô t¶i min lµ: Þ Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng khi sù cè mét m¸y ph¸t G2 lµ: * Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng khi sù cè m¸y biÕn ¸p liªn l¹c Icb = 0 VËy dßng c­ìng bøc qua kh¸ng lín nhÊt lµ: Icb = 3,224 KA. Tõ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta cã b¶ng tãm t¾t kÕt qu¶ dßng c­ìng bøc sau: b¶ng 3-1 B¶ng 3-1 Ph­¬ng ¸n\ Icb( kA) Icb1 Icb2 Icb3 Icb4 Ph­¬ng ¸n I 0,9185 9,623 4,33 4,684 Ph­¬ng ¸n II 0,892 4,85 4,33 2,414 Ph­¬ng ¸n III 0,9185 9,623 4,33 3,224 Ph­¬ng ¸n II vµ ph­¬ng ¸n III : Riªng m¸y biÕn ¸p B1 dßng c­ìng bøc bªn phÝa cao ¸p I = 0,4133 kA. Dßng bªn phÝa h¹ ¸p I = 6,15 A. Icb 1 lµ dßng bªn phÝa cao ¸p m¸y biÕn ¸p.(110 kV) Icb 2 lµ dßng bªn phÝa h¹ ¸p m¸y biÕn ¸p.(10,5 kV). Icb 3 lµ dßng cña m¸y ph¸t. (10 kV) Icb 4 lµ dßng qua kh¸ng. (10 kV). Chän s¬ ®å thanh gãp c¸c cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t . Thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t. Ph­¬ng ¸n I: S¬ ®å thanh gãp m¸y ph¸t ®­îc chän nh­ h×nh 3-3 sau: H×nh 3-3: S¬ ®å thanh gãp m¸y ph¸t ph­¬ng ¸n I . Ph­¬ng ¸n II: S¬ ®å thanh gãp m¸y ph¸t ®­îc chän nh­ h×nh 3-4 sau: H×nh 3-4: S¬ ®å thanh gãp ph¸t ph­¬ng ¸n II S¬ ®å thanh gãp ®iÖn ¸p cao ¸p. C¶ hai ph­¬ng ¸n ta ®Òu chän mét lo¹i thanh gãp lµ s¬ ®å hai thanh gãp cã m¸y c¾t liªn l¹c nh­ h×nh 3-5 sau: H×nh 3-5: S¬ ®å thanh gãp phÝa cao ¸p. II.3.3 · Chän lo¹i m¸y c¾t ( chän s¬ bé ). A/ Ph­¬ng ¸n I : * PhÝa ®iÖn ¸p cao. Tõ dßng ®iÖn c­ìng bøc ë phÝa cao ¸p Icb1max= 918,5 kA, ta chän m¸y c¾t lo¹i SF-6 cña h·ng Merlin cã kÝ hiÖu FA- 245- 40 cã c¸c th«ng sè ë b¶ng 3-2 sau: B¶ng3-2 U®m(kv) I®m(kA) U(f=50Hz) Uxk(kv) Ic¾t®m(kA) I«®(kA) 245 3150 460 1050 40 102 * PhÝa ®iÖn ¸p thÊp. Tõ c¸c dßng c­ìng bøc phÝa ®iÖn ¸p thÊp Icb2= 9,623 kA, Icb3= 4,33 kA, Icb4 = 4,684 kA, ta chän lo¹i m¸y c¾t ®iÖn kh«ng khÝ cña h·ng Simen lo¹i 8FG10- 12- 80 cã c¸c th«ng sè ë b¶ng 3-3 sau: B¶ng 3-3 U®m(kv) I®m(kA) U(f=50Hz) Uxk(kv) Ic¾t®m(kA) I«®(kA) 12 12,5 - 75 80 225 · Chän kh¸ng ®iÖn ph©n ®o¹n. V× dßng c­ìng bøc qua kh¸ng Icb= 4,684 kA nªn ta ph¶i chän kh¸ng cã dßng c­ìng lín nhÊt Icb= 4000A lµ kh¸ng ®iÖn bª t«ng cã cuén d©y b»ng nh«m víi ®iÖn ¸p 10 kv lo¹i PbA-10-4000-12 cã c¸c th«ng sè cho ë b¶ng 3-4 sau : B¶ng3-4 U®m(kv) I®m(A) X®m(W) DP(kw) I«dd(kA) I«nh(kA) 10 4000 0.23 25.7 53 42 b. Ph­¬ng ¸n II: · Chän lo¹i m¸y c¾t. * PhÝa ®iÖn ¸p cao. Tõ dßng ®iÖn c­ìng bøc ë phÝa cao ¸p Icb1max= 892 kA, ta chän m¸y c¾t lo¹i SF-6 cña h·ng Merlin cã kÝ hiÖu FA- 245- 40 cã c¸c th«ng sè ë b¶ng 3-2. * PhÝa ®iÖn ¸p thÊp. Tõ c¸c dßng c­ìng bøc phÝa ®iÖn ¸p thÊp Icb2= 4,85 kA, Icb3 = 4,33 kA, Icb4 = 2,414 kA, ta chän lo¹i m¸y c¾t ®iÖn kh«ng khÝ cña h·ng Simen lo¹i 8FG10- 12- 80 cã c¸c th«ng sè ë b¶ng 3-3. · Chän kh¸ng ®iÖn ph©n ®o¹n. V× dßng c­ìng bøc qua kh¸ng Icb = 2,414 kA nªn ta chän kh¸ng cã dßng c­ìng Icb= 3000A lµ kh¸ng ®iÖn lo¹i PbA-10-3000-12 cã c¸c th«ng sè cho ë b¶ng 3-5 sau: B¶ng3-5 U®m(kv) I®m(A) X®m(W) DP(kw) I«dd(kA) I«nh(kA) 10 3000 0.23 25.7 53 42 So s¸nh kinh tÕ kü thuËt chän ph­¬ng ¸n tèi ­u. Víi môc ®Ých lµ so s¸nh hai ph­¬ng ¸n nªn ta chØ tÝnh s¬ bé nh÷ng phÇn kh¸c nhau cña hai ph­¬ng ¸n. ChØ tiªu kinh tÕ cña ph­¬ng ¸n gåm vèn ®Çu t­ ban ®Çu vµ phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m , thiÖt h¹i hµng n¨m do mÊt ®iÖn Mét ph­¬ng ¸n ®­îc gäi lµ hiÖu qu¶ kinh tÕ cao nhÊt nÕu chi phÝ tÝnh to¸n thÊp nhÊt. Hµm chi phÝ tÝnh to¸n cña mét ph­¬ng ¸n lµ : Ci = Pi + a®m.Vi + Yi Trong ®ã : Ci : Hµm chi phÝ tÝnh to¸n cña ph­¬ng ¸n i , VN§ Pi : PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m cña ph­¬ng ¸n i , VN§/n¨m Vi : Vèn ®Çu t­ cña ph­¬ng ¸n i , VN§ Yi : ThiÖt h¹i do mÊt ®iÖn g©y ra cña ph­¬ng ¸n i VN§/n¨m a®m : HÖ sè ®Þnh møc cña hiÖu qu¶ kinh tÕ 1/n¨m §èi víi tÝnh to¸n trong n¨ng l­îng lÊy a®m = 0,15 ë ®©y c¸c ph­¬ng ¸n gièng nhau vÒ m¸y ph¸t ®iÖn, m¸y c¾t trªn cùc m¸y ph¸t.Do ®ã vèn ®Çu t­ ®­îc tÝnh lµ tiÒn mua, vËn chuyÓn vµ x©y l¾p c¸c m¸y biÕn ¸p vµ m¸y c¾t. + Vèn ®Çu t­ cho mét ph­¬ng ¸n lµ : Vi = VTi + VTBPPi Trong ®ã : Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p VT = kT. vT kT : HÖ sè tÝnh ®Õn chuyªn chë vµ x©y l¾p. vT : gi¸ tiÒn m¸y biÕn ¸p. Vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ ph©n phèi : VTBPP i , ë ®©y ta chØ tÝnh phÇn kh¸c nhau. + PhÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m cña mét ph­¬ng ¸n ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau Pi = Pkhi + Pli + Pti Trong ®ã: Pkhi = : KhÊu hao hµng n¨m vÒ vèn vµ söa ch÷a lín , VN§/n¨m a : ®Þnh møc khÊu hao (%) , lÊy a = 8,4% Pli : Chi phÝ l­¬ng c«ng nh©n vµ söa ch÷a nhá. V× nã chiÕm gi¸ trÞ kh«ng ®¸ng kÓ so víi tæng chi phÝ s¶n xuÊt vµ còng Ýt thay ®æi gi÷a c¸c ph­¬ng ¸n nªn bá qua. Pti = b.DA : Chi phÝ do tæn thÊt hµng n¨m g©y ra , VN§/n¨m b : lµ gi¸ 1 kWh ®iÖn n¨ng , b = 500 VN§/kWh DA : lµ tæn thÊt ®iÖn n¨ng hµng n¨m , Kwh Tuy nhiªn nÕu viÖc tÝnh to¸n x¸c suÊt thiÖt h¹i do mÊt ®iÖn rÊt khã kh¨n th× ®Ó so s¸nh gi÷a c¸c ph­¬ng ¸n cã thÓ tiÕn hµnh theo c«ng thøc tÝnh chi phÝ tÝnh to¸n rót gän, nghÜa lµ kh«ng cã thµnh phÇn thiÖt h¹i tham gia. Khi so s¸nh hai ph­¬ng ¸n thiÕt bÞ ®iÖn ( coi hai ph­¬ng ¸n cã ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn nh­ nhau) ta cã thÓ tÝnh thêi gian thu håi vèn ®Çu t­ chªnh lÖch T TÝnh to¸n cho tõng ph­¬ng ¸n : a.Ph­¬ng ¸n 1 + Vèn ®Çu t­ : Vèn ®Çu t­ cho m¸y biÕn ¸p §­îc tÝnh theo c«ng thøc: VB = åKB1´vB1 Trong ®ã: vBi lµ tiÒn mua m¸y biÕn ¸p. kBi lµ hÖ sè chuyªn chë l¾p ®Æt. Lo¹i m¸y biÕn ¸p T 125/10.5 cã gi¸ lµ: vB= 3,05.109 VN§ hÖ sè chuyªn chë kB1=1.1. Þ VB= 1,1. 3,05.109 .2 = 6,6.109 VN§. * Vèn ®Çu t­ m¸y c¾t. Vèn ®Çu t­ m¸y c¾t ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: VTB=ån1´v1. Trong ®ã: vTB lµ tiÒn mua m¸y c¾t. n1 lµ sè l­îng m¸y c¾t. PhÝa ®iÖn ¸p cao cã 2 bé m¸y c¾t lo¹i FA-245-40 gi¸ 600.106 VN§ PhÝa h¹ ¸p 3 bé m¸y c¾t lo¹i 8FGB-12-80 gi¸ 65.106 VN§. 4 bé m¸y c¾t lo¹i 8FGB-12-80 gi¸ 51.106 VN§. Ph­¬ng ¸n I cÇn hai kh¸ng gi¸ 2. 32.106 = 64.106 VN§ Þ VTB= 2´600.106 + 3´65.106 + 4´51.106 + 64.106 = 1,663.109 VN§. VËy tiÒn vèn mua m¸y biÕn ¸p vµ thiÕt bÞ lµ: V1= VB1+ VTB = 6,6.109 + 1,663.106= 8,263.109 VN§. * Chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m. Chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m cña thiÕt bÞ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: P1= PV1+ PDA1. Trong ®ã: PV1= avh´V1 = 0,15.8,263.109 = 1,23945.109 VN§. PDA1 = b´DA = 500.3678,959 103= 1,8395.109 VN§. Þ Chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m lµ: P1= PV1+ PDA1 = 1,23945.109 + 1,8395.109 = 3,07895.109 VN§. b. Ph­¬ng ¸n II: * Vèn ®Çu t­ m¸y biÕn ¸p . §­îc tÝnh theo c«ng thøc: VB = åKB2´vB2 Trong ®ã: vBi lµ tiÒn mua m¸y biÕn ¸p. kBi lµ hÖ sè chuyªn chë l¾p ®Æt. Lo¹i m¸y biÕn ¸p T 80/10.5 cã gi¸ lµ: vB = 2,4.109 VN§, hÖ sè chuyªn chë kB1=1,1. Lo¹i m¸y biÕn ¸p TP 63/10.5 cã gi¸ lµ: vB= 2,2.109 VN§, hÖ sè chuyªn chë kB1=1,4. Þ VB= 2,4.109 + 2.2,2. 109 = 6,8.109 VN§. * Vèn ®Çu t­ m¸y c¾t. PhÝa ®iÖn ¸p cao cã 3 bé m¸y c¾t lo¹i FA-245-40 gi¸ 600.106 VN§ PhÝa h¹ ¸p 4 bé m¸y c¾t lo¹i 8FGB-12-80 gi¸ 60.106 VN§. 3 bé m¸y c¾t lo¹i 8FGB-12-80 gi¸ 65.106 VN§. Ph­¬ng ¸n II cÇn kh¸ng gi¸ 32.106 VN§. Þ VTB= 3.600.106 + 4.60.106 + 3.65.106 + 32.106 = 2,267.109 VN§. VËy tiÒn vèn mua m¸y biÕn ¸p vµ thiÕt bÞ lµ: V2= VB2+ VTB = 6,8.109 + 2,276.109 = 9,076.109 VN§. * Chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m. Chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m cña thiÕt bÞ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: P2= PV2+ PDA2. Trong ®ã: PV2= avh´V2 = 0,15.9,076.109 = 1,3614.109 VN§. PDA1 = b´DA = 500.5852,705 = 2,926.109 VN§. Þ Chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m lµ: P1= PV1+ PDA1 = 2,926.109 + 1,3614.109 = 4,2874.109 VN§. c. Ph­¬ng ¸n III: * Vèn ®Çu t­ m¸y biÕn ¸p . §­îc tÝnh theo c«ng thøc: VB = åKB2´vB2 Trong ®ã: vBi lµ tiÒn mua m¸y biÕn ¸p. kBi lµ hÖ sè chuyªn chë l¾p ®Æt. Lo¹i m¸y biÕn ¸p T 125/10.5 cã gi¸ lµ: vB = 3,05.109 VN§, hÖ sè chuyªn chë kB1=1,1. Lo¹i m¸y biÕn ¸p TP 80/10.5 cã gi¸ lµ: vB= 2,4.109 VN§, hÖ sè chuyªn chë kB1=1,1. Þ VB= 1,1.(3,05.109 + 2,4. 109 ) = 5,995.109 VN§. * Vèn ®Çu t­ m¸y c¾t. PhÝa ®iÖn ¸p cao cã 2 bé m¸y c¾t lo¹i FA-245-40 gi¸ 600.106 VN§ PhÝa h¹ ¸p 4 bé m¸y c¾t lo¹i 8FGB-12-80 gi¸ 55.106 VN§. 3 bé m¸y c¾t lo¹i 8FGB-12-80 gi¸ 65.106 VN§. Ph­¬ng ¸n III cÇn kh¸ng gi¸ 32.106 VN§. Þ VTB= 2.600.106 + 4.55.106 + 3.65.106 + 32.106 = 1,647.109 VN§. VËy tiÒn vèn mua m¸y biÕn ¸p vµ thiÕt bÞ lµ: V2= VB2+ VTB = 5,995.109 + 1,647.109 = 7,642.109 VN§. * Chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m. Chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m cña thiÕt bÞ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: P2= PV2+ PDA2. Trong ®ã: PV2= avh´V2 = 0,15.7,642.106 = 1,0463.109 VN§. PDA1 = b´DA = 500.5133,028 = 2,2665.109 VN§. Þ Chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m lµ: P1= PV1+ PDA1 = 2,2666.109 + 1,0463.109 = 3,3128.109 VN§. Tõ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta cã b¶ng 3-6 so s¸nh kinh tÕ c¸c ph­¬ng ¸n sau: B¶ng 3-6 Ph­¬ng ¸n\ ®¹i l­îng Vèn ®Çu t­(VN§) Chi phÝ(VN§) Ph­¬ng ¸n I 8,263.109 3,07895.109 Ph­¬ng ¸n II 9,076 4,2874.109 Ph­¬ng ¸n III 7,642.109 3,3128.109 Tõ b¶ng trªn ta thÊy ph­¬ng ¸n cã vèn ®Çu t­ nhá nhÊt lµ ph­¬ng ¸n III vµ chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m kh«ng lín h¬n nhiÒu so víi ph­¬ng ¸n I, mÆt kh¸c ph­¬ng ¸n III l¾p ®Æt vµ vËn hµnh dÔ dµng, do ®ã ta chän ph­¬ng ¸n III lµm ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ cho nhµ m¸y. Ch­¬ng IV TÝnh to¸n dßng ng¾n m¹ch. Ng¾n m¹ch lµ t×nh tr¹ng sù cè nghiªm träng vµ th­êng x¶y ra trong hÖ thèng ®iÖn. Môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n dßng ®iÖn ng¾n m¹ch lµ ®Ó chän khÝ cô ®iÖn vµ c¸c phÇn tö cã dßng ®iÖn ch¹y qua cña nhµ m¸y theo ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu vÒ æn ®Þnh ®éng vµ æn ®Þnh nhiÖt khi cã dßng ng¾n m¹ch (dßng tÝnh to¸n ng¾n m¹ch lµ dßng 3 pha). §Ó ®¬n gi¶n tÊt c¶ c¸c gi¸ trÞ ta ®Òu tÝnh trong hÖ ®¬n vÞ t­¬ng ®èi. Chän c¸c ®¹i l­îng c¬ b¶n nh­ c«ng suÊt c¬ b¶n vµ ®iÖn ¸p c¬ b¶n. Ta dïng ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng víi kh¸i niÖm ®iÖn ¸p trung b×nh vµ chän ®iÖn ¸p c¬ b¶n b»ng ®iÖn ¸p ®Þnh møc trung b×nh (Ucb= Utb), c«ng suÊt c¬ b¶n chän lµ Scb= 1000MVA. §· cho XHT= 2,2 vµ S®mHT = 1200 MVA . Ta cã ®iÖn kh¸ng t­¬ng ®èi c¬ b¶n cña hÖ thèng lµ: I- Chän d¹ng vµ ®iÓm ng¾n m¹ch. Ta tÝnh cho tr­êng hîp nÆng nÒ nhÊt lµ ng¾n m¹ch 3 pha t¹i c¸c ®iÓm N1,N2,N3,N3’,N4 nh­ h×nh 4-1 sau: G2 G3 G4 B1 B2 B4 TD TD TD S®p Sc 220kv B3 G1 N1 H×nh 4-1: chän ®iÓm ng¾n m¹ch. II-X¸c ®Þnh dßng ®iÖn ng¾n m¹ch vµ xung l­îng nhiÖt. II-1 S¬ ®å thay thÕ. Tõ s¬ ®å nèi ®iÖn cña nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn trªn ta cã s¬ ®å thay thÕ tÝnh ng¾n m¹ch nh­ sau: H×nh 4-2: S¬ ®å thay thÕ tÝnh ng¾n m¹ch. II-2 X¸c ®Þnh gi¸ trÞ ®iÖn kh¸ng. · §iÖn kh¸ng cña ®­êng d©y. . ( Chän d©y dÉn ACO 400 cã xo » 0,4 W/ km.) · §iÖn kh¸ng m¸y biÕn ¸p . * ®èi víi m¸y biÕn ¸p bé B1: * ®èi víi m¸y biÕn ¸p B2 : · §iÖn kh¸ng cña m¸y ph¸t. · §iÖn kh¸ng cña kh¸ng ®iÖn. II-3 TÝnh dßng ng¾n m¹ch vµ xung l­îng nhiÖt khi ng¾n m¹ch. CÊp ®iÖn ¸p 110kV. Muèn chän khÝ cô ®iÖn ë cÊp ®iÖn ¸p nµy ta tÝnh dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N1 ë phÝa cao ¸p: H×nh 4-3a: s¬ ®å thay thÕ khi NM ë N1 Ta cã s¬ ®å thay thÕ tÝnh Dßng ng¾n m¹ch nh­ h×nh 4-3a. Trong ®ã: +X1=XH+Xd= 1,8333 + 1,157 = 2,9903. X2 = XB1 + XG = 1,3125 + 1,947 = 3,2595. +BiÕn ®æi song song nèi tiÕp s¬ ®å, ta cã : H×nh 4-4a. X4 = X2 // X3 = 1,282. Do ®ã ta cã : X1å = 2,9903. X2å = 1,282. TÝnh ®æi sang c¸c ®iÖn kh¸ng tÝnh to¸n ta cã: Víi Xtt 1 > 3 nªn dßng ng¾n m¹ch ë tÊt c¶ c¸c thêi ®iÓm lµ : IN1 = Víi Iå = Suy ra IN1 = Cßn Xtt 2 < 3 nªn tra ®­êng cong tÝnh to¸n (cña nhµ m¸y tua bin h¬i) ta sÏ nhËn d­îc gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch nh­ b¶ng 4-1. Víi c«ng suÊt cña m¸y ph¸t PG®m= 60 MW, ta tÝnh dßng ng¾n m¹ch vµ tÝnh xung l­îng nhiÖt BN cña dßng ng¾n m¹ch theo ph­¬ng ph¸p tÝch ph©n ®å thÞ. LÊy thêi gian ng¾n m¹ch t = 0 ¸ 1s. B¶ng 4-1 T(s) 0 0.1 0.2 0.5 1 IN1(kA) 1,7552 1,7552 1,7552 1,7552 1,7552 Itt2 3,4 2,85 2,23 2,37 2,24 IN(kA) 5,77 5,121 4,389 4,554 4,4 §Ó chuyÓn sang hÖ ®¬n vÞ cã tªn ta cÇn tÝnh c¸c dßng ®iÖn c¬ b¶n tÝnh to¸n. IN = IN1 + IN2 = IN1 + Itt2(ti)´I®må2 Tõ ®ã ta cã gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch nh­ b¶ng 4-1 trªn. * TrÞ sè dßng xung kÝch khi ng¾n m¹ch. Víi kxk lµ hÖ sè xung kÝch, kxk= 1.8. * Xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch. Chän khÝ cô ®iÖn h¹ ¸p cña m¸y biÕn ¸p liªn l¹c. Ta tÝnh dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch N2. Ta cã s¬ ®å thay thÕ khi ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N2 víi c¸c ®iÖn kh¸ng cã gi¸ trÞ : XK = 1,7325 XG3 = XG2 = 1,947 M¸y ph¸t 2 ng¾n m¹ch ngay ®Çu cùc Nªn ta biÕn ®æi mét ®¼ng trÞ. X1å = XG2 =1,947. X2 å = XG3 + XK = 3,6795 H×nh 4-2b ChuyÓn sang ®iÖn kh¸ng tÝnh to¸n. Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta cã gi¸ trÞ dßng ng¾n t¹i c¸c thêi ®iÓm nh­ b¶ng 4-2 sau: B¶ng 4-2 T(s) 0 0.1 0.2 0.5 1 Itt1 7 5 4,25 3,45 2,95 Itt2 3,5 2,9 2,3 2,4 2,35 IN(KA) 43,3 32,579 27,011 24,125 21,857 C¸c dßng ®Þnh møc tÝnh to¸n. I®m å 2 = IN = Itt1(ti).I®må1 + Itt2(ti). I®må2 . Tõ ®ã ta cã gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch nh­ b¶ng 4-2 trªn. * TrÞ sè dßng xung kÝch khi ng¾n m¹ch. Víi kxk lµ hÖ sè xung kÝch, kxk= 1.8. * Xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch. Chän khÝ cô ®iÖn cho m¸y ph¸t ®iÖn. Ta cã s¬ ®å thay thÕ khi ng¾n m¹ch t¹i N3 nh­ h×nh 4-1c. M¸y ph¸t G2 nghØ. BiÕn ®æi s¬ ®å, ta cã : H×nh 4-1c H×nh 4-2c Ta lïi nh¸nh m¸y ph¸t G3 ra sau mét gi¸ trÞ ®iÖn kh¸ng XB2 vµ nhãm hai nh¸nh m¸y ph¸t G1 vµ G3 vµo : X1 = XG3 + XK - XB2 = 1,947 + 1,7325 – 0,84 = 2,8395. X2 = XG2 + XB1 = 1,947 + 1,3125 = 3,2595. X3 = XHT + X® d = 2,9903. X4 = X1 // X2 = BiÕn ®æi sao – tam gi¸c X3, X4, XB2 ta cã s¬ ®å h×nh 4-5c. H×nh 4-5c ChuyÓn sang ®iÖn kh¸ng tÝnh to¸n. Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta cã kÕt qu¶ dßng ng¾n m¹ch ë b¶ng 4-3 sau: §èi víi nh¸nh hÖ thèng cã Xtt1 > 3 suy ra B¶ng4-3 T(s) 0 0.1 0.2 0.5 1 Itt1 0,1519 0,1519 0,1519 0,1519 0,1519 Itt2 2,4 2,1 1,8 1,87 1,95 IN(KA) 29,818 27,344 24,869 25,447 26,106 C¸c dßng ®Þnh møc tÝnh to¸n. IN = Itt1(ti)´I®må1 + Itt2(ti)´I®må2. Tõ ®ã ta cã gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch nh­ b¶ng 4-3trªn. * TrÞ sè dßng xung kÝch khi ng¾n m¹ch. Víi kxk lµ hÖ sè xung kÝch, kxk= 1.8. * Xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch. c. Dßng ng¾n m¹ch t¹i N’3 chØ cã m¸y ph¸t G3 lµm viÖc. Ta cã X1å = XG3 = 1,947. §æi sang ®iÖn kh¸ng tÝnh to¸n . Tra d­êng cong tÝnh to¸n ta cã kÕt qu¶ dßng ng¾n m¹ch nh­ b¶ng sau B¶ng4-4 T(s) 0 0.1 0.2 0.5 1 Itt1 7 5 4,25 3,45 2,95 IN(KA) 28,868 20,62 17,527 14,228 12,166 C¸c dßng ®Þnh møc tÝnh to¸n. IN = Itt1(ti)´I®må1. Tõ ®ã ta cã gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch nh­ b¶ng 4-4 trªn. * TrÞ sè dßng xung kÝch khi ng¾n m¹ch. Víi kxk lµ hÖ sè xung kÝch, kxk= 1.8. * Xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch. Ng¾n m¹ch t¹i N4 trªn thanh gãp ph©n ®o¹n. Ta cã: Tõ ®ã ta cã gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch t¹i c¸c thêi ®iÓm nh­ b¶ng 4-5. B¶ng4-5 T(s) 0 0.1 0.2 0.5 1 IN(KA) 14,432 11,959 9,484 9,897 9,691 * TrÞ sè dßng xung kÝch khi ng¾n m¹ch. Víi kxk lµ hÖ sè xung kÝch, kxk= 1.8. * Xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch. f.TÝnh ng¾n m¹ch ngay ®Çu cùc m¸y ph¸t G1. TÝnh ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N5. Nguån cung cÊp lµ c¸c m¸y ph¸t G2, G3 vµ hÖ thèng. TÝnh to¸n gÇn gièng ng¾n m¹ch t¹i N1 nh­ng ®iÓm ng¾n m¹ch sau m¸y biÕn ¸p B1 , ta lîi dông kÕt qu¶ trªn : X1å = 2,9903 = X1 X2å = 1,282 = X2 BiÕn ®æi sao – tam gi¸c X1 X2 XB1 ta cã : ChuyÓn sang ®iÖn kh¸ng tÝnh to¸n. Tra ®­êng cong tÝnh to¸n ta cã kÕt qu¶ dßng ng¾n m¹ch ë b¶ng 4-3 sau: §èi víi nh¸nh hÖ thèng cã Xtt1 > 3 suy ra B¶ng4-3 T(s) 0 0.1 0.2 0.5 1 Itt1 0,1132 0,1132 0,1132 0,1132 0,1132 Itt2 2,1 1,8 1,63 1,63 1,7 IN(KA) 24,788 22,313 20,91 20,91 21,488 C¸c dßng ®Þnh møc tÝnh to¸n. IN = Itt1(ti)´I®må1 + Itt2(ti)´I®må2. Tõ ®ã ta cã gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch nh­ b¶ng 4-3 trªn. * TrÞ sè dßng xung kÝch khi ng¾n m¹ch. Víi kxk lµ hÖ sè xung kÝch, kxk= 1.8. * Xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch. Tõ c¸c kÕt qu¶ dßng ng¾n m¹ch, dßng xung kÝch, xung l­îng nhiÖt cña dßng ng¾n m¹ch, ta cã kÕt qu¶ tãm t¾t ë b¶ng 4-6. B¶ng 4-6 N1 N2 N3 N’3 N4 N5 IN(KA) 5,77 43,3 29,818 28,868 14,432 24,788 Ixk(kA) 14,688 110,224 75,904 73,486 36,738 63,1 BN(KA2s) 42,55 1396,082 1344,639 527,206 210,729 916,559 Ch­¬ng V Chän khÝ cô ®iÖn vµ d©y dÉn. I-Chän m¸y c¾t ®iÖn. Dùa vµo cÊp ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña c¸c m¹ch ®· x¸c ®Þnh ë ch­¬ng II, kÕt hîp víi c¸c gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch ®· tÝnh ë ch­¬ng IV ta chän ®­îc 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 . - 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 ®iÖn ¸p 110 KV 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 6 ®iÒu kiÖn sau: §iÒu kiÖn 1: Lo¹i m¸y c¾t. Víi cÊp ®iÖn ¸p 110KV ta chän cïng mét lo¹i m¸y c¾t khÝ ®Ó tËn dông m¸y nÐn kh«ng khÝ . Chän m¸y c¾t khÝ SF- 6 cho hai m¹ch. Víi m¹ch h¹ ¸p ta chän m¸y c¾t ®iÖn Ýt dÇu. §iÒu kiÖn 2: U®m³ Ul­íi §iªu kiÖn 3: I®m³ Icb max §iÒu kiÖn 4: I c¾t ®m³ I" §iÒu kiÖn 5 : I ®éng ®m³ iXK §iÒu kiÖn 6: Inh2.tnh³ BN §iÒu kiÖn nµy chØ xÐt khi I®m < 1000A. Tõ ®ã ta chän ®­îc c¸c lo¹i MC sau, nh­ b¶ng 5-1. B¶ng 5-1 CÊp §/¸p (KV) §¹i l­îng tÝnh to¸n Lo¹i m¸y c¾t §¹i l­îng ®Þnh møc Icb KA IN KA ixk KA Ic¾t ®m KA U®m KV I®m A I«.® KA I«.nh/tn KA 110 0,919 5,77 14,688 FA-123-40 40 123 3150 102 10 9,623 43,3 110,224 BGM.20-90/11200Y3 90 20 11200 125 (300) 105/4 Chän dao c¸ch ly. Dao c¸ch ly ®­îc chän theo c¸c ®iÒu sau: + §iÖn ¸p: U®m ³ U®m.m. + Dßng ®iÖn: I®m ³ Icb. I®m.m ³ ixk. I2nh®m´tnh®m ³ BN. Dao c¸ch ly ®­îc chän ph¶i thâa m·n c¸c ®iÒu kiÖn vÒ æn ®Þnh ®éng vµ æn ®Þnh nhiÖt. §èi víi dao c¸ch ly cã I®m > 1000 A th× kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. Dao c¸ch ly ®­îc chän nh­ b¶ng 5-2: B¶ng 5-2 CÊp §/¸p (KV) §¹i l­îng tÝnh to¸n Lo¹i dao c¸ch ly §¹i l­îng ®Þnh møc Icb KA IN KA Ixk KA U®m KV I®m A Il.®m KA Inh/tnh 110 0,919 5,77 14,688 SGCP-123/1250 123 1250 31,5 (ixk) il® ® 80 10 9,623 43,3 110,224 PBK-20/12500 20 12500 320 125/4 Chän thanh dÉn thanh gãp. §Ó nèi tõ cùc m¸y ph¸t lªn m¸y biÕn ¸p ta dïng thanh dÉn cøng, phÝa h¹ ¸p ta dïng thanh dÉn mÒm. Chän thanh dÉn cøng. Chän tiÕt diÖn thanh dÉn. Nh­ ®· x¸c ®Þnh ë phÇn tÝnh to¸n dßng ®iÖn c­ìng bøc ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña m¹ch m¸y ph¸t lµ: Icb = 9,623 KA. Víi gi¶ thiÕt nhiÖt ®é l©u dµi cho phÐp cña thanh dÉn b»ng ®ång lµ qcp = 75oc, nhiÖt ®é m«i tr­êng xung quanh lµ qo= 35oc, vµ nhiÖt ®é khi tÝnh to¸n lµ 25oc. Tõ ®ã ta cã hÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é lµ: Khc = TiÕt diÖn cña thanh dÉn cøng ®­îc chon theo dßng ®iÖn l©u dµi cho phÐp. Icb < Icp´khc. Do ®ã: VËy ta chän thanh dÉn b»ng ®ång, cã tiÕt diÖn h×nh m¸ng nh­ h×nh 5-1 quÐt s¬n vµ cã c¸c th«ng sè nh­ b¶ng 5-3. B¶ng5-3 KÝch th­íc (mm) TiÕt diÖn mét cùc (mm2) M«men trë kh¸ng cm3 Dßng ®iÖn cp c¶ hai thanh h b c R Mét thanh Hai thanh 225 105 12,5 16 2´4880 Wx-x Wy-y wyo –yo 12500 307 66.5 645 H×nh 5-1: TiÕt diÖn h×nh m¸ng vµ sø ®ì. KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt khi ng¾n m¹ch. §èi víi thanh dÉn cã dßng cho phÐp Icp = 12,5 kA > 1000 A nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt n÷a. KiÓm tra æn ®Þnh ®éng. LÊy kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha lµ a = 60 cm, kho¶ng c¸ch gi÷a 2 sø L = 200 cm. X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn mét nhÞp thanh dÉn. M«men uèn t¸c dông lªn mét nhÞp thanh dÉn. øng suÊt t¸c dông xuÊt hiÖn trªn tiÕt diÖn thanh dÉn. X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c miÕng ®Öm . Mét c¸ch gÇn ®óng coi b = h/2; khd= 1. Lùc ®iÖn ®éng trong cïng mét pha trªn ®¬n vÞ dµi 1cm nh­ sau: Ta cã: Víi: dcp cña ®ång lµ: 1400 KG/cm2. Þ VËy thanh dÉn chän hoµn toµn tháa m·n ®iÒu kiÖn. Chän sø ®ì cho thanh dÉn cøng. Sø ®­îc chän cÇn thâa m·n ®iÒu kiÖn: Víi: F lµ lùc t­¬ng t¸c gi÷a c¸c pha khi ng¾n m¹ch. H: chiÒu cao sø. H’: chiÒu cao tõ ®¸y sø ®Õn träng t©m cña thanh dÉn, H’= H +h/2. h: chiÒu cao thanh dÉn. Fph: lùc ph¸ ho¹i cho phÐp cña sø. VËy ®iÒu kiÖn sø ®ì ph¶i thâa m·n lµ: . Víi sø trong nhµ ta chän lo¹i 0f-10-4250KBY3 cã c¸c th«ng sè cho ë b¶ng 5-4. B¶ng: 5-4 Lo¹i sø U®m, KV H, mm Fph, KG 0f-10-4250KBY3 10 230 4250 VíÝ thanh dÉn ®· chän h = 200 mm ta cã : VËy sø ®· chän hoµn toµn thâa m·n ®iÒu kiÖn. Chän d©y dÉn mÒm. D©y dÉn mÒm ®­îc chän dùa vµo dßng ®iÖn lµm viÖc l©u dµi cho phÐp. D©y dÉn tõ m¸y biÕn ¸p lªn thanh gãp cao ¸p U = 110 kv. Ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc cña d©y dÉn trong tr­êng hîp nµy lµ Icb = 0,919 kA. Nh­ trªn ®· nãi: Víi Icp= 1,033 kA ta chän lo¹i d©y ACO- 600 cã Icp = 1050 A, ®­êng kÝnh d©y dÉn b»ng 33,1 mm ®Æt trªn ba ®Ønh cña mét tam gi¸c ®Òu víi kho¶ng c¸ch gi÷a hai pha lµ D = 7 m. · KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt. TiÕt diÖn nhá nhÊt ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt cña cÊp ®iÖn ¸p 110 kV. Víi BN: lµ xung l­îng nhiÖt khi ng¾n m¹ch, BN = 42,55.106 A2.s. C: h»ng sè phô thuéc vµo nhiÖt ®é d©y dÉn, víi d©y dÉn AC cã C =90 . · KiÓm tra ®iÒu kiÖn vÇng quang. TiÕt diÖn chän ph¶i thâa m·n ®iÒu kiÖn: Trong ®ã: m: hÖ sè xÐt ®Õn ®é xï x× cña bÒ mÆt d©y dÉn, m = 0.85. r: b¸n kÝnh ngoµi cña d©y dÉn. D: kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha cña d©y dÉn. VËy tiÕt diÖn ®· chän thâa m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang. Chän thanh gãp cao ¸p: Thanh gãp cÊp 110kv ®­îc chän gièng nh­ d©y dÉn mÒm nèi tõ m¸y biÕn ¸p ®Õn thanh gãp cao cã tiÕt diÖn AC-600. Chän kh¸ng ®iÖn vµ c¸p cho phô t¶i ®Þa ph­¬ng. Chän c¸p ®iÖn lùc. Phô t¶i ®Þa ph­¬ng gåm 10 ®­êng d©y kÐp, mçi hé 4,5 MW cung cÊp bëi ®­êng d©y c¸c dµi 1,5 km. Víi cosj = 0.85. Do vËy dßng ®iÖn lµm viÖc b×nh th­êng qua c¸p lµ: Ta cã: Icb = 2.Ilvbt = 291,1 A. Tõ ®å thÞ phô t¶i ®Þa ph­¬ng B¶ng 1-4 ta cã thêi gian sö dông c«ng suÊt cùc ®¹i nh­ sau: Dïng c¸p lâi nh«m th× mËt ®é dßng ®iÖn thiÕt kÕ sÏ lµ: Jkt = 1,2 A/mm2 . TiÕt diÖn cña c¸p ®­îc chän theo mËt ®é dßng kinh tÕ. . Nh­ vËy ta cã thÓ chän c¸p 3 pha b»ng nh«m ®Æt trong ®Êt cã tiÕt diÖn lµ 150 mm2 vµ cã Icp = 275 A. · KiÓm tra ph¸t nãng l©u dµi cña c¸p. Khi nhiÖt ®é trong ®Êt b»ng 25oc th× hÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é cña c¸p lµ: HÖ sè hiÖu chØnh theo sè c¸p ®Æt song song. LÊy c¸p ®Æt c¸ch nhau 300 mm. K2= 0.93. Nh­ vËy dßng ®iÖn cho phÐp l©u dµi cña c¸p khi nhiÖt ®é trong ®Êt lµ 25oc lµ: Icp’= K1´K2´Icp = 0.88´0.93´275 = 225,06 A. Gi¶ thiÕt c¸p qu¸ t¶i 30% khi ®ã. Kqt ´ Icp’= 1,3´ 225,06 = 292,578 (A) > Icb = 291,1(A). VËy c¸p ®· chän thâa m·n ®iÒu kiÖn. Chän kh¸ng ®iÖn. §iÖn kh¸ng cña ®iÖn kh¸ng ®­êng d©y ®­îc chän xuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch t¹i c¸c hé tiªu thô ®iÖn vµ ®Ó chän ®­îc m¸y c¾t hîp lý, c¸p cã tiÕt diÖn thÝch hîp vµ æn ®Þnh nhiÖt. Chän kh¸ng ®iÖn cho m¸y ph¸t G3. Dßng c«ng suÊt lín nhÊt qua kh¸ng lµ dßng c­ìng bøc cña m¸y ph¸t G3 : SK max = 1,05.S®m G – () = = 1,05.75 – =58,637 (MVA). Do ®ã Chän kh¸ng kÐp lo¹i PbA-10- 4000-12 cã I®mk = 4000A. b, Chän kh¸ng ®iÖn cho phô t¶i ®Þa ph­¬ng. Dßng c­ìng bøc qua kh¸ng lµ dßng phô t¶i ®Þa ph­¬ng max, ta chän hai kh¸ng cho hai nh¸nh ®Þa ph­¬ng, do ®ã dßng c­ìng bøc lµ dßng khi sù cè 1 kh¸ng : Ta chän lo¹i kh¸ng ®iÖn kÐp PbAC-10-2´3000-12 cã I®m = 3000 A. Ta cã s¬ ®å ph©n bè phô t¶i cho kh¸ng nh­ h×nh 5-1 sau: H×nh 5-1: S¬ ®å ph©n bè phô t¶i cho kh¸ng. X¸c ®Þnh Xk%. Xk% ®­îc chän xuÊt ph¸t tõ hai ®iÒu kiÖn sau : Xk% ph¶i ®ñ h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch t¹i N5 ®Ó chän m¸y c¾t 1 vµ ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt cho c¸p 1 tøc lµ: IN5 £ min{ Ic1®m, Inhc1}. Xk% ph¶i ®ñ h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch t¹i N6 ®Ó chän m¸y c¾t 2 vµ ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt cho c¸p 2 tøc lµ: IN6 £ min{ Ic2®m, Inhc2}. Trong ®ã dßng ®iÖn æn ®Þnh nhiÖt ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc. F: TiÕt diÖn c¸p, CAl= 90A2s. Trong nhiÖm vô thiÕt kÕ cho F2= 150 mm2, tc2= 0.7s. Ic2®m= 20KA. LËp s¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch h×nh 5-3: chän Scb= 1000MVA vµ ng¾n m¹ch t¹i N’3 cã dßng ng¾n m¹ch theo tÝnh ë trªn lµ : I’N3 = 29,818(KA). H×nh 5-3: S¬ ®å thay thÕ ng¾n m¹ch. Ta cã: Dßng ®iÖn æn ®Þnh nhiÖt cña c¸p 1 sÏ lµ: §iÖn kh¸ng tæng lµ: XK = Xå - XHT - XC1 = 3,41 – 0,499 – 1,0884 = 1,8226. §iÖn kh¸ng XK% lµ: VËy ta chän kh¸ng kÐp lo¹i PbAC -10-2´3000-12 cã XK% = 12%, I®mK = 3000A. Chän m¸y c¾t hîp bé cña phô t¶i ®Þa ph­¬ng. §Ó chän m¸y c¾t hîp bé cña phô t¶i ®Þa ph­¬ng ta tÝnh dßng ng¾n m¹ch t¹i N5. XHT= 0,499. §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n: Dßng ng¾n m¹ch t¹i N5: Dßng xung kÝch t¹i N4: Dùa vµo dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc khi sù cè mét kh¸ng ®iÖn 2,911 kA, vµ IN5= 13,62 kA, ixk= 34,66 kA ta chän m¸y c¾t kh«ng khÝ cã c¸c th«ng sè nh­ b¶ng 5-6: B¶ng5-6 Lo¹i MC U®m,KV I®m,A Ic®m,KA I®.®m,KA BMP$ 10 3200 31.5 80 Kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt ®èi víi m¸y c¾t cã dßng ®Þnh møc > 1000A. KiÓm tra kh¸ng ®iÖn. Dßng ng¾n m¹ch t¹i N5: IN5= 13,62KA thâa m·n ®iÒu kiÖn. Dßng ng¾n m¹ch t¹i N6: Tháa m·n ®iÒu kiÖn. VËy kh¸ng ®· chän thâa m·n. Chän m¸y biÕn ¸p ®o l­êng vµ m¸y biÕn dßng. S¬ ®å nèi BU vµ BI víi dông cô ®o. S¬ ®å nèi BU,BI víi dông cô ®o ®­îc vÏ nh­ hinh 5-3 H×nh5-3 : S¬ ®å nèi BU,BI víi dông cô ®o. - Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p (BU) * §iÒu kiÖn chän Dông cô phÝa thø cÊp lµ c«ng t¬ nªn dïng 2 biÕn ®iÖn ¸p nèi d©y theo h×nh trªn 2xHOM-10 - §iÖn ¸p :U®mBU = Um¹ng=10 kV. - C«ng suÊt : Icb = 4330 A. - CÊp chÝnh x¸c: 0,5 Phô t¶i cña biÕn ®iÖn ¸p:lµ tæng c«ng suÊt cña c¸c ®ång hå ®o l­êng nèi vµo m¹ch thø cÊp BU, c¸c lo¹i ®ång hå ®o l­êng ghi trong b¶ng 5-7 sau: B¶ng 5-7 Tªn dông cô m¾c vµo BU KiÓu Phô t¶i AB Phô t¶i BC P(W) Q(VAR) P(W) Q(VAR V«n mÐt O¸t mÐt O mÐt p kh¸ng O¸t mÐt tù ghi TÇn sè kÕ C«ng t¬ Ct¬ ph¶n kh¸ng B-2 Д-341 Д-342/1 H-348 H-348 Д-670 WT-672 7,2 1,8 1,8 8,3 8,3 0,66 0,66 1,62 1,62 1,8 1,8 8,3 6,5 0,66 0,66 1,62 1,62 Tæng 20,4 3,24 19,72 3,24 BiÕn ®iÖn ¸p AB. S2 ==20,7 VA =0,98 BiÕn ®iÖn ¸p BC. S2 ==19,9 VA =0,99 VËy chän 2 BU lo¹i 1 pha HOM-10 mçi c¸i cã c«ng suÊt ®Þnh møc=50 VA. Chän d©y dÉn nèi tõ BU ®Õn c¸c ®ång hå ®o. X¸c ®Þnh dßng trong c¸c d©y dÉn a,b,c Ia ===0,207 A Ic ===0,199 A Coi Ia = Ic =0,2 A vµ cosjab= cosjbc =1 => Ib = =0,34. §iÖn ¸p gi¸ng trong d©y a vµ b. DU = (Ia + Ib).r = (Ia + Ib). Gi¶ sö kho¶ng c¸ch ®Æt c¸c ®ång hå ®o tíi BU lµ 50m vµ dïng d©y dÉn ®ång hå cã r = 0,0175 Wmm2/m; DU = 0,5%. VËy tiÕt diÖn d©y dÉn lµ: S ≥ = =0,945 mm2 Ta chän d©y dÉn ruét ®ång bäc c¸ch ®iÖn b»ng PVC cã tiÕt diÖn lµ 1,5 mm2. . Chän m¸y biÕn dßng ®iÖn (BI) * §iÒu kiÖn chän: - S¬ ®å nèi d©y: M¾c h×nh sao ®Æt trªn c¶ 3 pha - §iÖn ¸p ®Þnh møc U®mBI ³ U®m m¹ng=10 kV - Dßng ®iÖn ®Þnh møc s¬ cÊp I®mBI ³ Icb = 4330 - CÊp chÝnh x¸c BI: 0,5 Phô t¶i thø cÊp: T­¬ng øng víi mçi cÊp chÝnh x¸c, biÕn dßng cã mét phô t¶i ®Þnh møc Z®mBI=1,2 §Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c yªu cÇu, tæng phô t¶i thø cÊp Z2 cña nã (kÓ c¶ d©y dÉn). Kh«ng ®­îc v­ît qu¸ phô t¶i ®Þnh møc. Z2 = Zådc + Zdd £ Z®mBI Trong ®ã: Zådc Tæng phô t¶i c¸c dông cô ®o Zdd Tæng trë cña d©y dÉn C«ng suÊt tiªu thô cña c¸c cuén d©y trong dông cô ®o l­êng ®­îc ghi trong b¶ng b¶ng 5-8 sau: Pha A vµ pha C mang t¶i nhiÒu nhÊt S = 26 VA B¶ng 5-8 T T 1 2 3 4 5 6 Tªn dông cô ®o Ký hiÖu Phô t¶i (VA) Pha A Pha B Pha C Am pe mÐt 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 '-302 Д-341 Д-342/1 Д -33 Д-670 Иг-672 0,1 5 5 10 2,5 2,5 1 0 0 0 0 5 1 5 5 10 2,5 2,5 Tæng 26,1 5,1 22,1 Zådc = = =1,04 W. Chän d©y dÉn b»ng ®ång vµ gi¶ thiÕt chiÒu dµi d©y dÉn lµ l = ltt = 30 m TiÕt diÖn d©y dÉn lµ. S = = =3,27 mm2 Chän d©y dÉn ruét ®ång c¸ch ®iÖn b»ng PVC cã S = 4mm2 S¬ ®å tù dïng vµ chän thiÕt bÞ tù dïng. S¬ ®å nèi ®iÖn tù dïng. §iÖn tù dïng lµ mét phÇn ®iÖn n¨ng kh«ng lín nh­ng l¹i gi÷ mét phÇn quan träng trong qu¸ tr×nh vËn hµnh nhµ m¸y ®iÖn. §iÖn tù dïng nhµ m¸y ®iÖn cã thÓ chia lµm hai phÇn: * mét phÇn cung cÊp cho c¸c m¸y c«ng t¸c ®¶m b¶o cña c¸c lß vµ c¸c tuabin cña c¸c tæ m¸y. * phÇn kia cung cÊp cho c¸c m¸y c«ng t¸c phôc vô chung, kh«ng liªn quan trùc tiÕp ®Õn lß h¬i vµ c¸c tuabin nh­ng l¹i cÇn thiÕt cho sù lµm viÖc cña nhµ m¸y. Ta chän s¬ ®å tù dïng theo nguyªn t¾c kinh tÕ vµ ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn liªn tôc. §èi víi nhµ m¸y ®iÖn thiÕt kÕ dïng hai cÊp ®iÖn ¸p tù dïng 6kv vµ 0.4kv nèi theo s¬ ®å biÕn ¸p nèi tiÕp, víi mét biÕn ¸p dù tr÷ lÊy ®iÖn tõ phÝa cuén h¹ vµ phÝa trªn m¸y ph¸t. Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng. Chän m¸y biÕn ¸p cÊp 1. Chän 3 m¸y c«ng t¸c cã c«ng suÊt thâa m·n ®iÒu kiÖn sau: M¸y biÕn ¸p dù tr÷ bËc mét kh«ng chØ dïng thay thÕ m¸y biÕn ¸p c«ng t¸c khi söa ch÷a mµ cßn cung cÊp cho hÖ thèng tù dïng trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng vµ dõng lß. Do ®ã c«ng suÊt cÇn chän lµ: VËy ta chän m¸y biÕn ¸p T Д HC-1000/10.5 cã c¸c th«ng sè ë b¶ng 6-1: B¶ng:6-1 S®m,KVA ®iÖn ¸p Tæn thÊt,KW UN% IO% 10000 Cao H¹ DPO DPN 14 0.8 10.5 6.3 12.3 85 Chän m¸y biÕn ¸p cÊp 2. M¸y biÕn ¸p cÊp 2 cung cÊp cho ®éng c¬ 380/220V vµ chiÕu s¸ng. Gi¶ thiÕt c¸c phô t¶i nµy chiÕm 10% c«ng suÊt phô t¶i cÊp 1. Khi ®ã ta chän c«ng suÊt mçi m¸y lµ: Ta chän lo¹i m¸y biÕn ¸p TC3-630/10 cã c¸c th«ng sè nh­ b¶ng 6-2: B¶ng6-2 S®m,KVA ®iÖn ¸p Tæn thÊt,KW UN% IO% 630 Cao H¹ DPO DPN 5.5 1,5 6 0.4 2 7,3 Chän khÝ cô ®iÖn tù dïng. Chän m¸y c¾t phÝa h¹ ¸p m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 1. §Ó chän m¸y c¾t hîp bé ta tÝnh dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¹i N7 d­íi m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 1, víi nguån cung cÊp lµ c¶ HT vµ NM. Ta cã s¬ ®å tÝnh ng¾n m¹ch nh­ h×nh 6-1. H×nh 6-1: S¬ ®å thay thÕ ng¾n m¹ch. §iÖn kh¸ng tÝnh to¸n: Dßng ng¾n m¹ch t¹i N7: Dßng xung kÝch t¹i N7: Dßng ®iÖn lµm viÖc c­ìng bøc. VËy ta chän lo¹i m¸y c¾t ®iÖn Ýt dÇu cã th«ng sè nh­ b¶ng 6-3 sau: B¶ng 6-3 Lo¹i MC U®m,KV I®m,A Ic®m,KA I®.®m,KA BMP-10-1000-20 10 1000 20 64 Chän m¸y c¾t phÝa cao ¸p m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp 1. Ta chän m¸y c¾t cã c¸c th«ng sè ë b¶ng 6-4 sau: B¶ng 6-4 Lo¹i MC U®m,KV I®m,A Ic®m,KA I®.®m,KA MG 20 9500 100 300 S¬ ®å tù dïng cña nhµ m¸y. S¬ ®å tù dïng cña nhµ m¸y ®iÖn ®­îc bè trÝ nh­ h×nh 6-2: H×nh 6-2: S¬ ®å tù dïng toµn nhµ m¸y.