Thiết kế MÔn học nhà MÁY ĐIỆn lời nóI ĐẦU

I²_tb1 = = 164,78 (KA²) ; I²_tb2 = = 132,28 (KA²)

I²_tb3 = = 120,49 (KA²) ; I²_tb4 = = 121,15 (KA²)
Với t = 0,1; 0,1; 0,3; 0,5.

Từ đó ta có :

B_N-CK = 126,53 (KA².s) = 126,53.10⁶ A²s
Do đó, xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch:

B= B_N.kck+ B_N.ck=135,69.10⁶ A²s

Suy ra tiết diện dây dẫn đảm bảo ổn định nhiệt:

147,45mm²

Ta thấy tiết diện dây đã chọn S=187mm²>S_min nên dây dẫn đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt

• 
  Điện áp 220kV
  

• 
  Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch
  

với:

B_N : xung lượng dòng ngắn mạch, A²s

Giả thiết thời gian tồn tại ngắn mạch là 1s.

1. 
   Xác định xung lượng nhiệt thành phần không chu kì
   

ở đây:

- T_a : 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:

B_N.kck = 4,59.10⁶ A²s

2. 
   Xác định xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ
   

+ Theo kết quả tính toán ngắn mạch ở chương III : (Ngắn mạch tại điểm N­₁)

Dòng ngắn mạch phía hệ thống tại mọi thời điểm đều bằng nhau:

I^’’_HT = (KA)

+) X_ttNM = 0,3511 tại thời điểm t = 0  I _CK(0) = 2,83

I^’’_NM = I _CK(0).I_1dmΣ = 2,83.0,7531=2,13kA

I^’’_N1 = I^’’_HT + I^’’_NM = 7,45 + 2,13 = 9,58 (KA).

* Tính toán tương tự ta có :

Tại : t = 0,1  I_CK(0,1) = 2,4  I^’’_NM(0,1) = 1,81 (KA)

I^’’_N1(0,1) = I^’’_HT(0,1) + I^’’_NM(0,1) = 9,26 (KA)

Tại : t = 0,2  I­_CK(0,2) = 2 I^’’_NM(0,2) = 1,51(KA)

I^’’_N1(0,2) = I^’’_HT(0,2) + I^’’_NM(0,2) = 8,96 (KA)

Tại : t = 0,5  I­_CK(0,5) = 2,1  I^’’_NM(0,5) = 1,58(KA)

I^’’_N1(0,5) = I^’’_HT(0,5) + I^’’_NM(0,5) = 9,03 (KA)

Tại : t = 1  I­_CK(1) = 2,2  I^’’_NM(1) = 1,66(KA)

I^’’_N1(1) = I^’’_HT(1) + I^’’_NM(1) = 9,11 (KA)

Bảng kết quả :

bảng 5.7

Thời gian (s) Dòng điện	0	0,1	0,2	0,5	1
IN1(KA)	9,58	9,26	8,96	9,03	9,11

I²_tb1 = = 88,75. 10⁶ (KA²) ; I²_tb2 = = 82,96 . 10⁶ (KA²)

I²_tb3 = = 80,89. 10⁶ (KA²) ; I²_tb4 = = 82,25 . 10⁶ (KA²)
Với t = 0,1; 0,1; 0,3; 0,5.

Từ đó ta có :

B_N-CK = Σ I²_tbi*Δt_i= 82,56. 10⁶ (KA².s)

Do đó, xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch:

B= B_N.kck+ B_N.ck=87,12.10⁶ A²s

Suy ra tiết diện dây dẫn đảm bảo ổn định nhiệt:

Ta thấy tiết diện dây đã chọn S=301,0mm²>S_min nên dây dẫn đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt

3. 
   CHỌN THIẾT BỊ CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG.
   

1. 
   Chọn cáp cho phụ tải địa phương.
   

3 đường dây cáp đơn P_đơn = 1,2 MW, dài 3 km, cos = 0,8

S_đơn = = 1,5 MVA

3 đường dây cáp kép P_kép = 3 MW, dài 4 km, cos = 0,8.

S_kép = = 3,75 MVA

Tiết diện cáp được chọn theo tiêu chuẩn mật độ dòng điện kinh tế J_kt.

S_cáp =

Trong đó: I_lvbt: dòng điện làm việc bình thường.

- Các đường cáp đơn có S_đơn = 1,5 MVA nên dòng điện làm việc bình thường là:

I_lvbt.đơn = = 82,45 A

- Các đường cáp kép có S_kép = 3,75 MVA nên dòng điện làm việc bình thường là:

I_lvbt.kép = = 103,10 A

Từ đồ thị phụ tải địa phương ta tính thời gian sử dụng công suất cực đại.

T_max­ = 7081h

• 
  Cáp đơn:
  

• 
  Cáp kép:
  

Tra bảng chọn loại cáp ba pha lõi đồng cách điện bằng giấy tẩm dầu nhựa thông và chất dẻo không cháy vỏ bằng chì đặt trong đất.

cáp đơn:S = 70mm²; I_CP = 215A

cáp kép: S = 95mm² ;I_CP = 265A

-Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài:

I’_cp = K₁.K₂.I_cp  I_lvbt

Trong đó:

K₁: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ.

K₁ =

_cp: nhiệt độ phát nóng cho phép _cp = 60⁰C

’₀: nhiệt độ thực tế nơi đặt cáp ’_cp = 25 ⁰C

₀: nhiệt độ tínht toán tiêu chuẩn ₀ = 15 ⁰C

K₁ = = 0,88

K₂: hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song với cáp đơn có K_2­ = 1, với cáp kép K₂ = 0,9.

-Với cáp đơn:

I’_cp = 0,88.1.215 = 189,2 A > I_lvbt = 82,45A

-Với cáp kép:

I’_cp = 0,88.0,9.265 = 209,88 A > I_lvbt = 103,10A

-Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng khi làm việc cưỡng bức.

Theo quy trình thiết bị điện các cáp có cách điện bằng giấy tẩm dàu điện áp không quá 10KV trong điều kiện làm việc bình thường dòng điện qua chúng không vượt quá 80% dòng điện cho phép đã hiệu chỉnh thì khi sự cố cho phép quá tải 30% trong thời gian không vượt qúa 5 ngày đêm.

Dòng điện làm việc cưỡng bức qua cáp khi đứt 1 sợi:

I_cb = 2.I_lvbt = 2.103,1 = 206,2 A

Vậy ta có:

I’_cp = K_qt.K₁.K₂.I_cp = 1,3.209,88 = 272,844 A > i_cb = 206,2A

Vậy điều kiện phát nóng khi sự cố thoả mãn.

Kết luận: Cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

2. 
   Chọn kháng điện :
   
   1. 
      Cấp điện áp định mức của kháng : U_{đm K} = U_lưới = 10 KV.
      
   2. 
      Xác định dòng cưỡng bức lớn nhất qua kháng :
      

Dòng cưỡng bức qua kháng được giả thiết khi sự cố 1 kháng điện. Lúc này công suất qua kháng còn lại là:

I_cbk = = 0,866 KA

Ta chọn kháng đơn dây nhôm : PbA-10-1000 : U_đm = 10 (KV) ; I_đm = 1000 (A)

* Sơ đồ thay thế :

Khi lập sơ đồ thay thế cho tính ngắn mạch đã chọn và ngắn mạch tại N-4 có:

Khi lập sơ đồ thay thế cho tính ngắn mạch đã chọn và ngắn mạch tại N-4 có:

• 
  Vậy điện kháng của hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N₄ là :
  

• 
  Đ
  X_HT
  iện kháng của cáp 1(kép,3MW ×4km) là :
  

• 
  Dòng ổn định nhiệt của cáp S₁ :
  

• 
  Dòng ổn định nhiệt của cáp S₂ :
  

I_nhS2 = = 5,809 kA

Ta có min{I_nhS2; I_cắt2} = min{5,809 ;20} = 5,809kA. Vậy:

• 
  Điện kháng tổng tính đến điểm N-6 là :
  

• 
  Ta có :
  

• 
  Điện kháng của kháng điện sẽ là :
  

 X_K% = X_k. .100 = 5,629. .100 = 10,237

* Ta chọn loại kháng điện đơn dây đồng : PbA-10-1000-10:

U_đmK­ =10 (KV) : I_đmK­ = 1000 (A) : X_K% = 10 %.

Dòng điện ổn định động 23,5 (KA)

Tổn thất định mức 1 pha : 11,5 (KW) .

* Tính toán kiểm tra lại kháng đã chọn tại điểm ngắn mạch N₅ :

X_K = X_K%.0,1. 5,499.

- Dòng điện ngắn mạch tại N_­5 là :

I’’_N5 = 8,547 (KA)

I_Cđm = 20 (KA) ; I_nhS1 = 9,012 (KA)

 thỏa mãn điều kiện :

I’’_N5  (I_Cđm ; I_{nh S1} )

* Tính toán kiểm tra lại kháng đã chọn tại điểm ngắn mạch N₆ :

- Dòng điện ngắn mạch tại N_­6 là :

I’’_N6 = 5,890 (KA)

I_Cđm = 20 (KA) ; I_nhS2 = 5,809 (KA).

 thỏa mãn điều kiện :

I’’_N6  (I_Cđm ; I_{nh S2} )

- Dòng ổn định động : 23,5 (KA).

- Kiểm tra ổn định động :

i_xk = k_xk..I_N6 = 1,8..5,890 = 14,99 (KA) < 22,2 (KA).  Thỏa mãn

4. 
   CHỌN CHỐNG SÉT VAN:
   

1. 
   Chọn chống sét van cho thanh góp :
   

2. 
   Chọn chống sét van cho máy biến áp :
   

1. 
   Chống sét van cho máy tự ngẫu :
   

- Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu ta chọn chống sét van loại PBC-220 có U_đm = 220 KV, đặt cả ba pha.

- Phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu ta chọn chống sét van loại PBC-110 có U_đm = 110 KV, đặt cả ba pha.

2. 
   Chống sét van cho máy biến áp hai cuộn dây :
   

Điện áp dư còn lại truyền tới cuộn dây của máy biến áp vẫn rất lớn có thể phá hỏng cách điện của cuộn dây,đặc biệt là phần cách điện ở gần trung tính nếu trung tính cách điện. Vì vậy tại trung tính của máy biến áp hai cuộn dây cần bố trí một chống sét van.

Tuy nhiên do điện cảm của cuộn dây máy biến áp biên độ đường sét khi tới điểm trung tính sẽ giảm một phần, do đó chống sét van đặt ở trung tính được chọn có điện áp định mức giảm một cấp.

Ta chọn chống sét van loại PBC-110 có U_đm = 110 KV.

5. 
   CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP VÀ MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN.
   

1. 
   Cấp điện áp 220 kV.
   

1. 
   Máy biến điện áp:
   

Điện áp sơ cấp: U_sđm = 220/ KV

Điện áp thứ cấp 1: U_t1đm = 100/ V

Điện áp thứ cấp 2: U_t2đm = 100 V

Cấp chính xác: 0,5

Công suất định mức: S_TUđm = 400 VA

2. 
   Máy biến dòng điện.
   

Dòng điện sơ cấp: I_scđm = 1200 A

Dòng điện thứ cấp: I_tcđm = 1 A

Cấp chính xác : 0,5

Phụ tải định mức: 50 

Điều kiện ổn định động: i_lđđ = 108 KA > i_xk = 24,397 KA

Máy biến dòng đã chọn có dòng điện sơ cấp định mức lớn hơn 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt.

2. 
   Cấp điện áp 110 kV.
   

1. 
   Máy biến điện áp:
   

Điện áp sơ cấp: U_sđm = 110/ KV

Điện áp thứ cấp 1: U_t1đm = 100/ V

Điện áp thứ cấp 2: U_t2đm = 100/3 V

Cấp chính xác: 0,5

Công suất định mức: S_TUđm = 400 VA

2. 
   Máy biến dòng điện.
   

Dòng điện sơ cấp: I_sđm = 1500 A

Dòng điện thứ cấp: I_tđm = 1 A

Cấp chính xác : 0,5

Phụ tải định mức: 20 

Dòng điện ổn định động : i_đđm = 145 kA > i_xk = 34,460 kA

Máy biến dòng đã chọn có dòng điện sơ cấp định mức lớn hơn 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt.

3. 
   Cấp điện áp máy phát 10,5 kV
   

C

 Chọn biến điện áp.

Dụng cụ phía thứ cấp dùng công tơ nên ta dùng hai biến điện áp một pha nối kiểu V/V: 2xHOM-10 có các thông số kỹ thuật sau:

+ U_đmsc = V

+ Cấp chính xác: 0,5

Phụ tải của biến điện áp được phân bố đều cho cả hai theo cách bố trí đồng hồ phía thứ cấp như bảng sau: