bảng 3.1
Phương án
|
Vốn đầu tư V,
109 VND
|
Phí tổn vận hành hàng năm P,
109 VND/năm
|
Chi phí tính toán hàng năm C,
109 VND/năm
|
Kết luận
|
1
|
50,86
|
9,11
|
16,739
|
Tốt
|
2
|
51,28
|
9,06
|
16,752
|
| -
So sánh về mặt kĩ thuật.
Về mặt kỹ thuật, độ tin cậy cung cấp điện của hai phương án là như nhau, và đều đảm bảo tính linh hoạt trong vận hành cũng như an toàn cho người và thiết bị.
-
Kết luận.
Từ những so sánh về kinh tế - kỹ thuật, ta quyết định chọn phương án 1 có chi phí tính toán nhỏ hơn là phương án thiết kế,
CHƯƠNG V
LỰA CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN
Trong chương này ta tiến hành chọn các dây dẫn và khí cụ điện như máy cắt, dao cách ly, thanh góp, thanh dẫn, sứ đỡ, các máy biến áp đo lường, Các dây dẫn và khí cụ điện được chọn theo điều kiện làm việc bình thường và được kiểm tra các điều kiện ổn định,
-
CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY.
-
Chọn máy cắt điện :
Máy cắt điện đã được chọn ở chương III:
bảng5.1
Điểm ngắn mạch
|
Tên mạch điện
|
Thông số tính toán
|
Loại MC điện
|
Thông số định mức
|
Uđm kV
|
Icb
kA
|
I’’ kA
|
ixk
kA
|
Uđm kV
|
Idm
kA
|
Icắt kA
|
ildd kA
|
N1
|
220kV
|
220
|
0,5878
|
9,584
|
24,397
|
3AQ2
|
245
|
4
|
50
|
125
|
N2
|
110kV
|
110
|
0,4133
|
13,537
|
34,460
|
3AQ1
|
123
|
4
|
40
|
100
|
N3’
|
10,5kV
|
10,5
|
4,33013
|
30,148
|
81,434
|
8BK41
|
12
|
12,5
|
80
|
225
|
Các máy cắt điện đã chọn có dòng điện định mức lớn hơn 1000 A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt,
-
Chọn dao cách ly.
Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau :
- Điện áp: UDCLđm Uđm
- Dòng điện: IDCLđm Ilvcb
- Ổn định nhiệt:
- Ổn định lực động điện:
Ta có bảng tổng hợp chọn dao cách ly:
bảng5.2
Điểm ngắn mạch
|
Tên mạch điện
|
Thông số tính toán
|
Loại DCL
|
Thông số định mức
|
Uđm kV
|
Icb
kA
|
ixk
kA
|
Uđm kV
|
Idm
kA
|
ildd kA
|
N1
|
220kV
|
220
|
0,588
|
24,397
|
SGCT-245/1250
|
245
|
1,25
|
80
|
N2
|
110kV
|
110
|
0,413
|
34,460
|
SGCPT-123/1250
|
123
|
1,25
|
80
|
N3’
|
10,5kV
|
10,5
|
4,33013
|
81,434
|
PBK-20/5000
|
20
|
5
|
200
|
Các dao cách ly đã chọn có dòng điện định mức lớn hơn 1000 A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt.
-
CHỌN THANH DẪN, THANH GÓP.
-
Chọn thanh dẫn cứng :
Thanh dẫn cứng dùng để nối từ máy phát tới cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu và máy biến áp ba pha hai cuộn dây. Tiết diện của thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài.
-
Chọn tiết diện thanh dẫn .
Giả thiết nhiệt độ lâu dài cho phép của thanh dẫn bằng đồng là cp = 70oC, nhiệt độ môi trường xung quanh là 0 = 35oC và nhiệt độ tính toán định mức là đm = 250C. Từ đó ta có hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ là :
Tiết diện của thanh dẫn cứng được chọn theo dòng điện lâu dài cho phép :
Ilvcb Icp*Khc
Do đó ta có : Icp = 4,921 kA
Như vậy ta chọn thanh dẫn cứng bằng đồng, có tiết diện hình máng như hình 5-1, quét sơn và có các thông số như ở bảng 5-3:
bảng 5.3
Kích thước, mm
|
Tiết diện một cực, mm2
|
Mômen trở kháng, cm3
|
Mômen quán tính, cm4
|
Icp
cả hai thanh, A
|
h
|
b
|
c
|
r
|
Một thanh
|
Hai thanh
Wy0-y0
|
Một thanh
|
Hai thanh
Jy0-y0
|
Wx-x
|
Wy-y
|
Jx-x
|
Jy-y
|
125
|
55
|
6,5
|
10
|
1370
|
50
|
9,5
|
100
|
290,3
|
36,7
|
625
|
5500
|
-
Kiểm tra ổn định nhiệt khi nhắn mạch:
Thanh dẫn đã chọn có dòng điện cho phép Icp > 1000 A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
-
Kiểm tra ổn định động.
Ở điện áp 10,5kV lấy khoảng cách giữa các pha là a = 50 cm, khoảng cách giữa hai sứ đỡ là l = 180 cm.
Tính ứng suất giữa các pha:
Lực tính toán tác dụng lên thanh dẫn pha giữa trên chiều dài khoảng vượt là:
F1 = 1,76.10-8..ixk2 . khd KG ( khd = 1 )
= 1,76.10-8..( 81,434.103)2 = 420,17 KG
Mô men uốn tác dụng lên chiều dài nhịp :
M1 = = = 7563,09 KG.cm
Và ứng suất do lực động điện giữa các pha là :
1 = = = 75,63 KG/cm2
với Wyoyo = 100 cm3 là mô men chống uốn của tiết diện ngang thanh dẫn.
Xác định khoảng cách giữa các miếng đệm :
Lực tác dụng lên 1 cm chiều dài thanh dẫn do dòng ngắn mạch trong cùng pha gây ra:
f2 = 0,254.10-2. .ixk2 KG/cm
= 0,254.10-2. .81,4342 = 1,35 KG/cm
Ứng suất do dòng điện trong cùng pha gây ra :
2 = = KG/cm2
Điều kiện ổn định động của thanh dẫn khi không xét đến dao động là :
cpCu 1 + 2
hay 2 cpCu - 1
l2
Với thanh dẫn đồng cpCu = 1400 KG/cm2. Vậy khoảng cách lớn nhất giữa các miếng đệm mà thanh dẫn đảm bảo ổn định động là :
l2max = = 334 cm
Giá trị này lớn hơn khoảng cách của khoảng vượt l = 180cm. Do đó chỉ cần đặt miếng đệm tại hai đầu sứ mà thanh dẫn vẫn đảm bảo ổn định động.
Khi xét đến dao động:
Tần số riêng của dao động thanh dẫn dược xác định theo công thức sau :
fr =
Trong đó :
E : Mô đun đàn hồi của vật liệu ECu = 1,1.106 KG/cm2
Jyoyo : Mô men quán tính Jyoyo = 625 cm4
S : Tiết diện thanh dẫn S = 2.13,7 = 27,4 cm2
: Khối lượng riêng của vật liệu Cu = 8,93 g/cm3
Suy ra:
fr = = 188,84 Hz
Với tấn số tính được nằm ngoài khoảng cộng hưởng (45 - 55) Hz và (90 - 110) Hz. Vậy thanh dẫn đã chọn cũng thoả mãn điều kiện ổn định động khi có xét đến dao động.
-
Chọn sứ đỡ thanh dẫn cứng.
Sứ đỡ thanh dẫn cứng được chọn theo điều kiện sau:
Loại sứ: Sứ đặt trong nhà.
Điện áp: USđm Uđm = 10kV
Điều kiện ổn định động.
Ta chọn sứ O-10- 4250KBY3 có: Uđm = 10kV ; Fcp = 4250KG ; HS = 230mm
Kiểm tra ổn định động :
Sứ được chọn cần thoả mãn điều kiện : F’tt 0,6.Fph
Trong đó: Fph- Lực phá hoại cho phép của sứ.
F’tt- Lực động điện đặt trên đầu sứ khi có ngắn mạch.
F’tt = F1
Với : F1 – Lực động điện tác động lên thanh dẫn khi có ngắn mạch
H – Chiều cao của sứ
H’ – Chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện thanh dẫn
Thanh dẫn đã chọn có chiều cao h = 125mm.
Do đó:
H’= H + 0,5.h = 230 + 0,5.125 = 292,5mm.
Lực phá hoại tính toán của sứ :
KG < 4250KG
Lực này nhỏ hơn lực phá hoại cho phép của sứ. Vậy sứ đã chọn hoàn toàn thoả mãn :
-
Chọn dây dẫn mềm.
Thanh dẫn mềm được dùng để từ đầu cực phía cao, phía trung của máy biến áp tự ngẫu và cuộn cao của máy biến áp hai cuộn dây lên các thanh góp 220kV và 110kV. Tiết diện của thanh góp và thanh dẫn mềm được chọn theo điều kiện nhiệt độ lâu dài cho phép. Khi đó dòng điện cho phép đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ là:
Ilvcb/Khc
Trong đó : là dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ tại nơi lắp đặt.
Ilvcb : dòng điện làm việc cưỡng bức.
Khc: Hệ số hiệu chỉnh, Khc = 0,88
Các dây dẫn mềm này treo ngoài trời, có độ ổn định nhiệt tương đối lớn nên ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
-
Chọn tiết diện.
Từ kết quả tính toán dòng điện làm việc cưỡng bức ở chương II tính được dòng cho phép (đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ) của các cấp điện áp.
Mạch điện áp 220kV:
Dòng làm việc cưỡng bức của dây dẫn trong mạch này là: Ilvcb = 0,5878kA
Ta phải chọn dây dẫn có :
Icp kA
Tra tài chọn dây nhôm lõi thép có
Icp = 0,69kA
D = 24mm
bảng 5.4
Tiết diện chuẩn
|
Tiết diện, mm2
|
Đường kính, mm
|
Icp, A
|
Nhôm
|
Thép
|
Dây dẫn
|
Lõi thép
|
300/39
|
301,0
|
38
|
24
|
8
|
690
|
Mạch điện áp 110 kV:
Dòng điện làm việc cưỡng bức của mạch: Ilvcb = 0,4133kA
Ta phải chọn dây dẫn có :
Icp kA
Như vậy chọn dây với các thông số
Icp =0,51kA.
D = 18,9mm
bảng 5.5
Tiết diện chuẩn
|
Tiết diện, mm2
|
Đường kính, mm
|
Icp, A
|
Nhôm
|
Thép
|
Dây dẫn
|
Lõi thép
|
185/24
|
187,0
|
24,2
|
18,9
|
6,3
|
510
|
-
Kiểm tra điều kiện vầng quang.
Kiểm tra điều kiện vầng quang theo công thức :
Uvq Uđm với Uvq = 84.m.r.lg() kV
Trong đó:
Uvq là điện áp tới hạn để phát sinh vầng quang
m là hệ số có xét đến độ xù xì của bề mặt dây dẫn, lấy m = 0,87
a là khoảng cách giữa các pha của dây dẫn, lấy a =500cm (với cấp 220kV) và a = 400cm (với cấp 110kV)
r là bán kính ngoài của dây dẫn.
Uvq = 84.0,87.1,2.lg= 229,74 kV > Uđm = 220kV
Vậy dây dẫn dã chọn thoả mãn diều kiện vầng quang.
Dây có : Icp = 510 A, D = 18,9 mm đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Lấy khoảng cách giữa các pha là a = 400 cm.
Uvq = 84.0,87. 0,945.lg= 181,40 kV > Uđm = 110 kV
Như vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện vầng quang.
-
Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt
-
Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch
hay
với:
C : hằng số, với dây ACO thì
BN : xung lượng dòng ngắn mạch, A2s
Giả thiết thời gian tồn tại ngắn mạch là 1s.
-
Xác định xung lượng nhiệt thành phần không chu kì
Với thời gian ngắn mạch , xung lượng nhiệt thành phần chu kì được tính gần đúng theo công thức:
ở đây:
- : dòng ngắn mạch thành phần siêu quá độ thành phần chu kì, ta đã tính được ở trong chương II,.13,537 kA
- Ta : hằng số thời gian tương đương của lưới điện. Với lưới cao áp có thể lấy .
Vậy xung lượng nhiệt thành phần không chu kì:
BN.kck = 9,16.106 kA2s
-
Xác định xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ
Để xác định xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ , ta sử dụng phương pháp giải tích đồ thị:
+ Theo kết quả tính toán ngắn mạch ở chương III : (Ngắn mạch tại điểm N2)
Dòng ngắn mạch phía hệ thống tại mọi thời điểm đều bằng nhau:
I’’HT = = 7,21(KA)
+) XttNM = 0,2433 tại thời điểm t = 0 I CK(0) = 4,2
I’’NM = I CK(0).I1dmΣ = 4,2.1,5061=6,33kA
I’’N1 = I’’HT + I’’NM = 13,54 (KA).
* Tính toán tương tự ta có :
Tại : t = 0,1 ICK(0,1) = 3,3 I’’NM(0,1) = 4,97 (KA)
I’’N1(0,1) = I’’HT(0,1) + I’’NM(0,1) = 12,18 (KA)
Tại : t = 0,2 ICK(0,2) = 2,37 I’’NM(0,2) = 3,57(KA)
I’’N1(0,2) = I’’HT(0,2) + I’’NM(0,2) = 10,78 (KA)
Tại : t = 0,5 ICK(0,5) = 2,63 I’’NM(0,5) = 3,96(KA)
I’’N1(0,5) = I’’HT(0,5) + I’’NM(0,5) =11,17 (KA)
Tại : t = 1 ICK(1) = 2,41 I’’NM(1) = 3,63(KA)
I’’N1(1) = I’’HT(1) + I’’NM(1) = 10,84 (KA)
Bảng kết quả :
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |