thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng chế tạo máy bay, chương 16 docx

Chng 16:
Thiết kế chi tiết cho ph-ơng án
đ-ợc chọn
I.1.1. Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm
phân phối trung tâm:
Đ-ờng dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian về trạm phân
phối trung tâm của nhà máy dài 10 km sử dụng đ-ờng dây trên
không, dây nhôm lõi thép, lộ kép.
* Với mạng cao áp có T
max
lớn, dây dẫn đ-ợc chọn theo mật độ
dòng điện kinh tế j
kt
, tra theo bảng 5 ( trang 294. TL1 ) dây dẫn
AC, có thời gian sử dụng công suất lớn nhất T
max
= 4500 h, ta có j
kt
= 1,1 A/mm
2
.
Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn:
I
ttnm
= 97
22.3.2
96,7392
.3.2

dm
ttnm

U
S
A
Tiết diện kinh tế:
F
kt
= 2,88
1,1
97

kt
ttnm
j
I
mm
2
Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 120mm
2
. Tra bảng PL 4.12
(TL1) dây dẫn AC-95 có I
cp
= 330 A.
* Kiểm tra dây theo điều kiện sự cố đứt 1 dây:
I
sc
= 2. I
ttnm
= 2. 88,2 = 176,4 A
I
sc

= 234,2 A < I
cp
= 330A
Dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố.
* Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép:
Với dây dẫn AC-95 có khoảng cách trung bình hình học D
tb
=
2 m theo PL 4.6 (TL1) có r
0
= 0,27 /km, x
0
= 0,365 /km.
U =
01,1036
22.2
10.365,0.2,459410.27,0.16,5792





dm
ttnmttnm
U
XQRP
V
U < U
cp
= 5U

đm
= 1100 V
Dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Vậy chọn dây AC-95.
I.1.2. Sơ đồ trạm phân phối trung tâm:
Trạm phân phối trung tâm là nơi trực tiếp nhận điện từ hệ
thống về để cung cấp điện cho nhà máy, do đó việc lựa chọn sơ đồ
nối dây của trạm có ảnh h-ởng lớn và trực tiếp đến vấn đề an toàn
cung cấp điện cho nhà máy. Sơ đồ cần phải thoả mãn các điều kiện
cơ bản nh-: đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ
tải, phải rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và xử lý sự cố, an toàn
lúc vận hành và sửa chữa, hợp lý về mặt kinh tế trên cơ sở đảm bảo
các yêu cầu kỹ thuật.
Nhà máy Chế tạo máy bay đ-ợc xếp vào phụ tải loại I, do tính
chất quan trọng của nhà máy nên trạm phân phối đ-ợc cung cấp
bởi hai đ-ờng dây với hệ thống 1 thanh góp có phân đoạn, liên lạc
giữa hai phân đoạn của thanh góp bằng máy cắt hợp bộ. Với điện
áp trung áp 22kV (hệ thống có trung tính trực tiếp nối đất),trên mỗi
phân đoạn thanh góp đặt một máy biến áp đo l-ờng 2 cuộn dây ba
pha ba trụ. Để chống sét từ đ-ờng dây truyền vào trạm đặt chống
sét van trên các phân đoạn thanh góp. Máy biến dòng đ-ợc đặt trên
tất cả các lộ vào ra của trạm có tác dụng biến đổi dòng điện lớn ( sơ
cấp ) thành dòng điện 5 A để cung cấp cho các dụng cụ đo l-ờng
và bảo vệ.
Chọn dùng các tủ hợp bộ của hãng Siemens, máy cắt loại
8DC11, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì, Hệ thống thanh góp
đặt sẵn trong tủ có dòng định mức 1250 A.

Bảng 3.19 - Thông số máy cắt đặt tại TPPTT
Loại

MC
Cách
điện
I
đm
(A) U
đm
(kV)
I
cắt N3s
(kA)
I
cắt Nmax
(kA)
8DC11 SF6 1250 24 25 63
I.1.3 Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện:
3.1) Tính toán ngắn mạch phía cao áp:
Mục đích của tính ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định
động và ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn đ-ợc chọn khi có
ngắn mạch trong hệ thống. Dòng điện ngắn mạch tính toán để chọn
khí cụ điện là dòng ngắn mạch ba pha. Khi tính toán ngắn mạch
phía cao áp do không biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện quốc
gia nên cho phép tính gần đúng điện kháng của hệ thống điện quốc
gia thông qua công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp
trung gian và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn. Sơ đồ nguyên
lý và sơ đồ thay thế để tính toán ngắn mạch đ-ợc thể hiện trên hình
3.8.
Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện cần tính toán
6 điểm ngắn mạch sau:
N - điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm

để kiểm tra máy cắt và thanh góp.
N1 N5 - điểm ngắn mạch phía cao áp các trạm biến áp phân
x-ởng để kiểm tra cáp và thiết bị cao áp trong các trạm.
Điện kháng của hệ thống đ-ợc tính theo công thức sau: X
HT
=
N
S
U
2
[]
Trong đó: S
N
- công suất ngắn mạch về phía hạ áp của máy
biến áp trung gian Giám. S
N
= 250 MVA; U - điện áp của đ-ờng
dây. U = U
tb
= 24 kV.
Điện trở và điện kháng của đ-ờng dây:
R =
2
1
. r
0
. l []
X =
2
1

. x
0
. l []
Trong đó: r
0
, x
0
- điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn
[
/km].
l - chiều dài đ-ờng dây [km].
Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I"
bằng dòng điện ngắn mạch ổn định I

, nên có thể viết:
Hình 3.8 - Sơ đồ tính toán ngắn mạch.
I
N
= I" = I

=
N
Z
U
.3

Trong đó: Z
N
- tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch thứ i
(

).
U - điện áp của đ-ờng dây (kV).
Trị số dòng ngắn mạch xung kích đ-ợc tính theo biểu thức:
i
xk
= 1,8.
N
I.2 (kA)
BATG
BAPX
MC
ĐDK
N
Cáp
PPTT
HT
X
HT
Z
D
N
Z
Ci
N
i
B¶ng 3.20 - Th«ng sè cña ®-êng d©y trªn kh«ng vµ c¸p
§-êng c¸p F (mm
2
) L (m)
r

0
(/km)
x
0
(/km)
R () X ()
PPTT-B
1
3*16 80 1,47 0,142 0,0588 0,00568
PPTT-B
2
3*16 40 1,47 0,142 0,0294 0,00284
PPTT-B
3
3*16 40 1,47 0,142 0,0294 0,00284
PPTT-B
4
3*16 40 1,47 0,142 0,0294 0,00284
PPTT-B
5
3*16 80 1,47 0,142 0,0588 0,00568
TBATG-
TPPTT
AC-95
10000 0,27 0,365 1,35 1,825
* TÝnh ®iÓm ng¾n m¹ch N t¹i thanh gãp tr¹m ph©n phèi trung
t©m:
X
HT
=

N
S
U
2
= 304,2
250
24
2
 
R = R
dd
= 1.35 
X = X
dd
+ X
HT
= 1,825 + 2,304 = 4,129 
I
N
=
N
Z
U
.3
= 190,3
129,435,1.3
24
22



kA
i
xk
= 1,8.
N
I.2 = 1,8. 2 . 3,19 = 8,120 kA
* TÝnh ®iÓm ng¾n m¹ch t¹i N
1
(t¹i thanh c¸i tr¹m biÕn ¸p ph©n
x-ëng B
1
)
X
HT
=
N
S
U
2
= 304,2
250
24
2
 
R
1
= R
dd
+ R
c1

= 1,350 + 0,0588 = 1,4088 
X = X
dd
+ X
HT
+ X
c1
= 1,825 + 2,304 + 0,00568 = 4,13468 
I
N1
=
1
.3
N
Z
U
= 172,3
13468,44088,1.3
24
22


kA
i
xk1
= 1,8.
1
.2
N
I

= 1,8.
2
. 3,172 = 8,0746 kA
TÝnh t-¬ng tù ®èi víi c¸c ®iÓm ng¾n m¹ch kh¸c, ta cã kÕt qu¶
tÝnh to¸n ng¾n m¹ch ghi trong b¶ng 3.21.
B¶ng 3.21 - KÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch.
§iÓm ng¾n
m¹ch
I
N
(kA) i
xk
(kA)
N
1
3,171 8,072
N
2
3,168 8,064
N
3
3,170 8,069
N
4
3,182 8,100
N
5
3,169 8,067
N 3,190 8,120