ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Trờng đại học điện lực

N MễN HC NH MY IN

CHNG IV : CHN KH C IN V DY DN.
Cỏc khớ c in v cỏc phn cú dũng in i qua (thanh dn, dõy dn,
thanh gúp v cỏp) cn phi m bo an ton chc chn trong ch lm vic
bỡnh thng v phi n nh ( n nh ng, n nh nhit ). Khi s c ta tin
hnh chn thanh dn mm, thanh dn mm cp in ỏp 110 kV v 220 kV,
thanh dn cng cp in ỏp 10,5 kV, mỏy bin dũng, mỏy bin in ỏp v
chng sột van trờn thanh gúp trung tớnh hay MBA.
5.1 DềNG IN LM VIC V DềNG IN CNG BC.
Cỏc khớ c in v dõy dn cú hai trng thỏi lm vic bỡnh thng v
cng bc. ng vi hai trng thỏi lm vic trờn cú dũng bỡnh thng I bt v dũng
cng bc Icb. Cỏc khớ c in c chn theo iu kin dũng s cn c vo hai
giỏ tr hai loi dũng in ny. Cỏc cỏch tớnh toỏn hai loi dũng in ny c th
cho mt s trng hp sau:

1

Sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3

1


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

1. Các mạch phía 220 kV.

- Đường kép nối với hệ thống (mạch 1) : dòng làm việc cưỡng bức của mạch
đường dây được tính khi đường dây kép bị đứt một lộ:
I bt

(1)

1 SMax
1 109.075
= × HT = ×
= 0.188(kA)
2
3×U 2
3 × 220

Ic b (1) = 2× I bt = 2× 0.188 = 0.376(kA)
- Đường dây đơn nối với phụ tải(mạch 2):
Chế độ bình thường :
I bt

(2)

=Icb

(2)

=

PptMax
3 × U× cosφ

=

60
= 0.179(kA)
3× 220 × 0.88

- Phía cao của máy biến áp liên lạc B2, B3 (mạch 3) :
2

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

2


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Max
+ Chế độ làm việc bình thường : SUC = 68.182 (MVA)

Max
+ Chế độ sự cố bộ MBA-MF : SBo.CC = 101,95 (MVA)
Max
+ Chế độ sự cố 1MBA tự ngẫu : STN.CC = 85,5135 (MVA)

⇒

I(3)
cb

=

SMax
3×U

=

101,95
= 0.268(kA)
3 × 220

2. Các mạch phía 110 kV.

- Đường dây đơn nối với phụ tải(mạch 5):
Chế độ bình thường :
I bt

(5)

=Icb

(5)

=

PptMax
3 × U× cosφ

=

70
= 0.413(kA)
3×110 × 0.89

- Phía trung của máy biến áp liên lạc B2, B3 (mạch 6) :
Max
+ Chế độ làm việc bình thường : SUT = 78.652 (MVA)
Max
+ Chế độ sự cố bộ MBA-MF : SBo.CT = 18,251 (MVA)

Max
+ Chế độ sự cố 1MBA tự ngẫu : STN.CT = 14,615 (MVA)

⇒

I(6)
cb

SMax
78.562
=
=
= 0.412(kA)
3×U
3 ×110

- Phía trung bộ MBA-MF (mạch 7) :
I bt

(7)

Max
SdmF
50
=
=
= 0.262(kA)
3×U
3 ×110

Ic b (7) = 1.05× I bt = 1.05× 0.262 = 0.275(kA)
3. Mạch máy phát.

I bt (8) =

Sdm2F
3 × UF

=

100
= 5,498(kA)
3 ×10.5

Ic b (9) = 1.05 × I bt = 1.05 × 5,498 = 5,773(kA)
3

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

3


Trờng đại học điện lực

N MễN HC NH MY IN

Bng tng kt dũng in cng bc cỏc mch ca phng ỏn ó chn:
Cp in ỏp (kV)
Dũng cng bc
Icb (kA)

220

110

10.5

0.376

0.413

5,773

5.2 CHN MY CT V DAO CCH LY.
1. Chn mỏy ct.
Vic chn mỏy ct c tin hnh sau khi ta bit dũng in cng bc v
dũng in ngn mch cho tng thi im cn xỏc nh. i vi cp in ỏp cao
220 kV v trung 110 kV ta chi cn chn mt loi mỏy ct in v dao cỏch ly
chung cho tng cp in ỏp.

Mỏy ct c chn theo iu kin sau:
- Loi mỏy ct in : mỏy ct khụng khớ hoc mỏy ct SF6.
- in ỏp : UdmMC Uli
- Dũng in : IdmMC Icb .
2
- n nh nhit : I nh .t nh B N

- n nh lc in ng : Ildd Ixk
- iu kin ct : IctMC Ixk
Da vo kt qu tớnh toỏn dũng in cng bc v dũng ngn mch trờn ta
chn mỏy ct cho phng ỏn :
phớa 220 kV v phớa 110 kV ta chn mỏy ct ngoi tri cũn phớa h ỏp 10,5
kV ta chn mỏy ct in trong nh cú cỏc thụng s cho trong bng sau:
im

Tờn

ngn

mch

Thụng s tớnh toỏn

Loi MC

Thụng s nh mc

in

4

Sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3

4


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

mạch

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Uđm

Icb

I’’

Ixk

Udm

Idm

Icắt

Ilđđ

(kV)

(kA)

(kA)

(kA)

(kV)

(kA)

(kA)

(kA)

điện

N1

Cao

220

0.376

5,637

14.35

3AQ1

245

4

40

100

N2

Trung

110

0.413

11,255

28,57

3AQ1

123

4

40

100

N3’

Hạ

10.5

5,773

32,8

83,5

8BK41

15

12,5

80

225

Các máy cắt được chọn phải thỏa mãn điều kiện ổn định động và ổn định
nhiệt, theo bảng các thông số của máy cắt đã chọn thì đều có dòng định mức lớn
hơn 1000A và lớn hơn rất nhiều Icb nên ta không cần kiểm tra điều kiện ổn định
nhiệt.
2. Chọn dao cách ly :
Dao cách ly được chọn phải thỏa mãn điều kiện:
+ Loại dao cách ly trên cùng một cấp điện áp ta chọn cùng một loại dao
cách ly.

+ Điện áp định mức : UđmCL > Uđm.mạng
+ Dòng điện định mức IđmCL > Icb ( là dòng cưỡng bức của máy cắt).
+ Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt : Inh > BN
+ Kiểm tra điều kiện ổn định động : Iôđđ > Ixk =

2×1.8×I''N

Từ kết quả tính toán dòng ngắn mạch và dòng cưỡng bức ở các phần trên tra
bảng ta chọn được các loại dao cách ly với các thông số cho trong bảng sau:
Tên

Thông số tính toán

Loại dao cách ly

Thông số định mức

5

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

5


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

mạch

Uđm

Icb

I’’

Ixk

Udm

Idm

Ilđđ

điện

(kV)

(kA)

(kA)

(kA)

(kV)

(kA)

(kA)

Cao

220

0.376

5,637

14.35

PHД-220T/800

220

0.8

80

Trung

110

0.413

28,57

PHД-110/1000

110

1

80

Hạ

10.5

5,773

83,5

PBK-20/5000

20

6

250

11,255
32,8

5.3 CHỌN THANH GÓP CỨNG ĐẦU CỰC MÁY PHÁT.
1. Chọn thanh góp cứng.
Thanh dẫn cứng dùng để nối từ đầu cực máy phát điện đến cuộn hạ áp
MBA tự ngẫu và MBA hai cuộn dây quấn. Tiết diện thanh dẫn được chọn theo
điều kiện phát nóng lâu dài. Để tận dụng diện tích mặt bằng ta chọn thanh góp
cứng nhằm giảm kích thước và khoảng cách giữa các pha.
a/ Chọn tiết diện thanh góp cứng.

Điều kiện chọn :

hc
Icp
≥ Icb

Trong đó:
Icb = 5,733 (kA) là dòng điện làm việc cưỡng bức ở mạch 10.5 kV như đã tính ở
phần trên.
hc
Icp

= Khc.Icp là dòng điện cho phép của thanh góp đã hiệu chỉnh.
K hc =

Với

θcp - θ0
θcp - θdm

trong đó :

Khc : Là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh.
θ cp
θ
: Nhiệt độ cho phép của vật liệu làm thanh góp, lấy cp = 700 C.
θ 0 : Nhiệt độ của môi trường xung quanh, lấy θ 0 = 350C.
6

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

6


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

θdm : Nhiệt độ định mức ( nhiệt độ tiêu chuẩn), lấy θ dm = 250C.

Thay số vào ta có:
Khc = 0.882
Vậy ta chọn thanh góp đồng có dòng điện cho phép thỏa mãn :
I
5,733
Icp ≥ cb =
= 6,5 (kA)
K hc
0.882
Như vậy ta chọn thanh góp đồng có tiết diện hình máng có sơn với các thông số
như sau:

Các thông số kỹ thuật của thanh dẫn đồng tiết diện hình máng có sơn ta chọn:
Dòng
điện

Tiết
Kích thước (mm)

diện

Mômen trở kháng

Mômen quán tính

một

(cm3)

(cm3)

cực

cho
phép
hai
thanh
(A)

7

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

7


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
Một thanh

h

B

c

r
WXX

WYY

Hai
thanh

Một thanh
JXX

JYY

Hai
thanh

WY0-Y0
150

65

7

10

1785

74

14,7

167

JYY
560

68

1260

7000

b/ Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
Thanh dẫn được chọn có : Icp = 7000 A >1000A nên ta không cần kiểm tra
điều kiện ổn định nhiệt.
c/ Kiểm tra ổn định động.
Ta lấy khoảng cách giữa các pha là a = 45 cm và khoảng cách giữa hai sứ
liền nhau là l = 180 cm.
Khi đó lực tính toán tác dụng lên thanh dẫn pha giữa trên chiều dài
khoảng vượt là :
l
Ftt = 1.76 × 10-8 × × i 2xk (KG)
a

180
= 1.76 × 10-8 ×
× (83,5 × 103 ) 2 =490,85(KG)
45
- Mômen chống uốn tác dụng lên một nhịp thanh dẫn là:
F ×l 490,85×180
M = tt =
= 8835,3 (KG.cm)
10
10
- Ứng suất do dòng ngắn mạch giữa các pha :
M tt
8835,3
δ1 =
=
= 52,91 (KG/cm 2 ) < σ cp = 1400
Wyo.yo
167
Với

Wyo.yo

= 167 cm3 là mô men chống uốn của tiết diện ngang thanh dẫn.

*. Xác định khoảng cách giữa hai sứ:

8

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

8


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

- Lực tác dụng lện 1cm chiều dài thanh dẫn do dòng ngắn mạch trong
cùng một pha gây ra :
1 2
× i xk × K hd (KG/cm) (K hd =1)
h
1
= 1.68 × 10-8 × × (83,5 × 103 ) 2 = 11,713(KG/cm)
10

f 2 = 1.68 × 10-8 ×

- Ứng suất do dòng điện trong cùng pha gây ra:
M2
f 2 × l22
σ2 =
=
(KG/cm 2 )
Wyy 12 × Wyy
Điều kiện ổn định động của thanh dẫn khi không xét đến dao động là:
δCPcu > δ tt + δ 2 hay δ2 < δϕ + δtt
l2max ≥

12×Wyy×(δ CPcu -δ tt )

f2

Với thanh dẫn đồng : δCPcu =1400 KG/cm2. Vậy khoảng cách lớn nhất
giữa miếng đệm và thanh dẫn đảm bảo ổn định động là :
l2max =

12×14,7×(1400 - 52,91)
=142,434(cm)
11,713

Để đảm bảo điều kiện ổn định động của các thanh dẫn , thì chiều dài thực
giữa hai miếng đếm liên tiếp l2 phải thỏa mãn l2 ≤ l2max
2. Chọn sư đỡ thanh dẫn cứng.
Loại sứ :
Chọn theo vị trí đặt, ta chọn loại sứ đặt trong nhà có:
Điện áp Udm sứ ≥ Udm F =10.5 kV.
Tra bảng ta chọn loại sứ : OФ-20-2000KB-Y3 có
Uđm = 20 kV
9

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

9


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Eph = 2000 kG (lực phá hoại ).

H = 160 mm ( chiều cao của sứ đỡ )

Kiểm tra ổn định động :
Điều kiện ổn định động của sư đỡ là :

Ftt" ≤ 0.6 × Fph

Trong đó: Ftt” : lực điện động đặt lên đầu sứ khi ngắn mạch 3 pha.
Fph : lực phá hoại cho phép của sứ.
Ftt” được xác định theo công thức:
H'
222.5
×Ftt =
×490,85 = 682,588 (KG)
H
160
Fcp = 0.6×Fph = 0.6×2000 = 1200KG > Ftt" = 682,588 (KG)
Ftt" =

Vậy điều kiện ổn định động của sứ được thỏa mãn.

10

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

10


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

5.4 CHỌN DÂY DẪN VÀ THANH GÓP MỀM PHÍA ĐIỆN ÁP CAO VÀ
TRUNG.
Dây dẫn được dùng nối từ cuộn cao , cuộn trung của MBA liên lạc và
cuộn dây MBA hai cuộn dây đến thanh góp 220 kV, 110 kV tương ứng. Thanh
góp ở các cấp điện áp này được chọn là thanh dẫn mềm. Tiết diện dây dẫn mềm
cũng được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài.
θ
Ở đây ta dùng dây dẫn trần có nhiệt độ cho phép cp = 700 C. Nhiệt độ định mức
của môi trường xung quanh θ dm = 250C và ta coi nhiệt độ môi trường xung
quanh θ 0 = 350C. Khi đó dòng điện cho phép của thanh góp làm việc lâu dài cần
hc
Icp
hiệu chỉnh có nhiệt độ
= Khc.Icp với Khc = 0.882.
1. Chọn tiết diện dây dẫn và thanh góp mềm.
Điều kiện chọn :

hc
Icp
≥ Icb

Trong đó:
Icb là dòng điện làm việc cưỡng bức.
Do đó

Icp ≥

Icb

K hc với K = 0.882
hc

- Mạch điện áp 220 kV có dòng điện cưỡng bức : Icb = 0.376 kA
→ Icp ≥

Icb 0.376
=
= 0.426 ( kA )
K hc 0.882

- Mạch điện áp 110 kV có dòng điện cưỡng bức : Icb = 0.413 kA
→ Icp ≥

Icb 0.413
=
= 0.468 ( kA )
K hc 0.882

Như vậy tra bảng ta chọn dây dẫn và thanh góp mềm là loại AC có các thông số
cho trong bảng sau:
11

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

11


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Bảng thông số của dây dẫn và thanh góp mềm cấp điện áp 220 kV và 110 kV:
Cấp điện áp

Tiết

điện

chuẩn

Tiết diện mm2

Đường kính mm2

Nhôm

Thép

Dây dẫn

Lõi thép

Dòng

điện

cho phép (A)

nhôm/thép

110 kV

185/24

187

24.2

18.9

6.3

510

220 kV

400/22

394

22

26.6

6

835

3. Kiểm tra điều kiện vầng quang.
a

( )≥
Điều kiện : Uvq = 84mr.lg r
Uđm
Trong đó: m : là hệ số phụ thuộc vào bề mặt dây dẫn ( lấy m = 0.85)
r : là bán kính ngoài của dây dẫn , (cm).
a : là khoảng cách giữa các pha của dây dẫn, (cm).
Khi bố trí pha trên mặt phẳng ngang thì giá trị này giảm đi 4% đối với pha
giữa và 6% đối với dây dẫn pha bên.
- Với cấp điện áp 220 kV :
Kiểm tra với dây dẫn có tiết diện chuẩn 400 mm2:
r=

26.6
= 13.3(mm) = 1.33 (cm)
2
với a = 500 (cm)

 500 
→ U vq = 0.96×84×0.85×1.33×lg 
÷ = 234.7 (kV)
 1.33 
Như vậy Uvq ≥ Udm = 220 kV nên dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện phát
sinh vầng quang.
- Với cấp điện áp 110 kV :
12

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

12

Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Kiểm tra với dây dẫn có tiết diện chuẩn 185 mm2:
r=

18.9
= 9.45(mm) = 0.945 (cm)
2
với a = 300 (cm)

 300 
→ U vq = 0.96×84×0.85×0.945×lg 
÷ = 162.045 (kV)
0.84


Như vậy Uvq ≥ Udm = 110 kV nên dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện phát
sinh vầng quang.

5.3 CHỌNG CÁP VÀ KHÁNG ĐƯỜNG DÂY CHO PHỤ TẢI ĐỊA
PHƯƠNG.
1. Chọn tiết diện của cáp đường dây phụ tải địa phương.
Theo yêu cầu cần thiết kế phụ tải địa phương cấp điện áp 10.5 kV có: P max
= 5 MW; cosφ = 0.85 ; gồm 1kép × 2MW × 3km và 2đơn × 1.5MW × 3km
Tiết diện của cáp được chọn theo mật độ kinh tế:
F ≥

I bt
J kt

Trong đó : Ibt : là dòng điện làm việc bình thường.
Jkt : mật độ dòng điện kinh tế.
Thời gian sử dụng công suất cực đại trong năm (T max) được tính theo công thức
sau:
T=

∑ Si× S

t

×365 =

max

4.706×12+4.418×4+5.294×6+5.882×2
×365
5.882

= 7301.986 (h) ≥ 5000 (h)
Do đó đối với cáp điện lực cách điện bằng giấy tẩm dầu lõi nhôm ta có :
Jkt = 1.2 (A/mm2)
13

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

13

Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

- Với cáp đơn:
Dòng điện làm việc bình thường của đường dây đơn là:
1.5×103
I bt =
= 97.034 ( A )
3×10.5×0.85
I
97.034
→ Fkt = bt =
= 80.862 mm 2
J kt
1.2

(

)

Tra bảng ta chọn cáp đơn có Fđm = 95 mm2 có Icp = 185 (A).


Kiểm tra điều kiện phát nóng bình thường:

Điều kiện : Icp’ = K1.K2.Icp ≥ Ibt.
Trong đó : K1 : hệ số hiệu chỉnh theo môi trường đặt cáp.
K2 : hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song.

Cáp trong đất nhiệt độ xung quang là 25 0C, nhiệt độ phát nong của ruột
cáp là 600C , nhiệt độ tiêu chuẩn cho phép là 150C , khoảng cách giữa hai cáp đặt
song song là 200mm.
Hệ số hiêu chỉnh theo môi trường đặt cáp là :

K1 =

60 - 25
= 0.88
60 - 15
và với cáp

đơn thì hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song là K2 = 1 nên ta có :
Icp’ = 0.88 × 185 = 162.8 > Ibt = 97.034 (A) ( thỏa mãn điều kiện phát nóng bình
thường).
- Với cáp kép:
Dòng điện làm việc bình thường của đường dây kép là:
1.5×103
I bt =
= 48.517 ( A )
2 × 3×10.5×0.85
I
48.517
→ Fkt = bt =
= 40.431 mm 2
J kt
1.2

(

)
14

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

14


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Tra bảng ta chọn cáp đơn có Fđm = 50 mm2 có Icp = 125 (A).
- Kiểm tra điều kiện phát nóng bình thường:
Điều kiện : Icp’ = K1.K2.Icp ≥ Ibt.
Trong đó : K1 : hệ số hiệu chỉnh theo môi trường đặt cáp.
K2 : hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song.
Cáp trong đất nhiệt độ xung quang là 25 0C, nhiệt độ phát nong của ruột
cáp là 600C , nhiệt độ tiêu chuẩn cho phép là 150C , khoảng cách giữa hai cáp đặt
song song là 200mm.
Hệ số hiêu chỉnh theo môi trường đặt cáp là :

K1 =

60 - 25
= 0.88
60 - 15
và với

cáp kép thì hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song là K2 = 0.92 nên ta có :

Icp’ = 0.88 × 0.92 × 125 = 101.2 (A) > Ibt = 48.571 (A) ( thỏa mãn điều kiện phát
nóng bình thường).
Như vậy các loại cáp được chọn đã thỏa mãn điều kiện phát nong bình
thường cho phép.


Kiểm tra điều kiện phát nóng khi làm việc cưỡng bức cảu đường dây cáp:
Đối với cáp kép xét sự cố một lộ, lộ còn lại phải mang tải với khả năng quá tải
của mình mà vẫn đảm bảo tải dòng điện. Khi đó cần thỏa mãn điều kiện sau:
bt
K sc
qt ×K1×K1×ICP ≥ I cb = 2×I bt

Ở đây

K sc
qt

: hệ số quá tải sự cố,

K sc
qt

= 1.3 trong điều kiện làm việc bình

thường , khi dòng điện qua chúng không vượt quá 80% dòng cho phép đã hiệu
chỉnh và thời gian quá tải không vượt quá 5 ngày đêm.
Ta có :

I bt

48.517
=
= 0.479 = 47.9 % < 80%
'
101.2
Icp

(thỏa mãn)

Thay số vào ta được:
15

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

15


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

bt
K sc
qt ×K1×K 2 ×I CP =1.3×0.88×0.92×101.2 = 106.511 (A)

Isc = 2I bt = 2×48.517 = 97.034 (A)

Như vậy cáp được chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng khi làm việc cưỡng
bức.
2. Chọn kháng đường dây phụ tải.

Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương:

16

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

16


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Kháng điện dùng để hạn chế dòng ngắn mạch hay dòng điện mở máy của
động cơ khi khởi động . Do đó có thể chọn các thiết bị điện có điện dung nhỏ
hơn như chọn cáp có tiết diện (F) bé nhưng vẫn đảm bảo ổn định nhiệt, hay chọn
máy cắt có dòng cắt bé hơn so với khi không đặt kháng.
Điện kháng được chọn theo điều kiện sau:
UđmK = 10.5 kV ; IđmK ≥ Icb.
Xác định dòng cưỡng bức qua kháng (Icb) khi một trong hai kháng ngừng
SFmax
5.882
Icb =
=
= 0.323 ( kA )
3×U
3×10.5
dmF
làm việc :
Ta chọn kháng điện bê tông có cuộn dây bằng nhôm PbA-10-400-3 có

IđmK = 400A.


Tính toán chọn điện kháng XK % :

Kháng được chọn phải xuất phát từ hai điều kiện:
Phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch tai N4 để chọn máy

-

cắt (MC1) và đủ điều kiện ổn định nhiệt cho cáp 1 khi ngắn : I N5 ≤
(Icắt1.đm, Inh.F1)
Phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch tại N5 để chọn MC2

-

và đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt cho cáp 2 khi ngắn mạch : I N6 ≤
(Icắt2.đm, Inh.F2).
Do đó dòng ổn định nhiệt của cáp 2 được xác định theo công thức:
I nh.F2 =

F2 ×C2
95×90
=
= 10219.2 ( A ) = 10.2 ( kA )
t cat2
0.7

Ta chọn Icắt2.đm= 20 (kA).
Ở phần tính toán ngắn mạch ta đã tính dòng ngắn mạch tại điểm N4

IN4” = 78,366 (kA) và lấy SCB= 100MVA
17

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

17


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Điện kháng của hệ thống được tính theo công thức:
Scb
100
X HT = "
=
= 0.11
I N4 × 3×U cb
49,944× 3×10.5
Sơ đồ thay thế cho tính toán :

X C1 = x 0×l×
I nhS1 =

Scb
100
= 0.078×3× 2 = 0.212
2
U tb

11

F1×CAl
=
t cat +Δt

50×90
= 4500 ( A ) = 4.5(kA)
0.7+0.3

(Vì đường dây phía nhà máy thời gian cắt lớn hơn 1 cấp nên ta có thời gian cắt
là t = tcắt + Δt ).
Ta có :

⇒ X K = X ∑ - X HT
⇒ XK % = XK ×

Icb

100
= 1.222
I nh.min
4.5× 3×10.5
- X C1 = 1.222 - 0.11 - 0.211 = 0.941

X ∑ =X HT + X K + X C1 =

=

IdmK

3×10.5×0.4
×100% = 0.941×
= 6,8451%
Icb
100

Như vậy ta chọn kháng điện bê tông đơn dây nhôm PbA-10-400-3 có X K
% = 8% và IđmK = 400 (A);


Kiểm tra kháng và chọn :

Theo sơ đồ thay thế ta có:
Điện kháng tương đối của điện kháng vừa chọn là :
XK = XK % ×

Icb
IdmK

= 0.08 ×

100
= 1.1
0.4 × 3 × 10.5
18

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

18

Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Điện kháng tính toán :
X tt = (X HT +X K ) ×

S(HT+NM)
Scb

= (0.11+1.1)×

3000+5×50
= 38,025
100

Dòng ngắn mạch siêu quá độ tại N6 :
1 S(HT+NM)
1
3000+5×50
I"N5 =
×
=
×
= 4.169 (kA)
X tt
38,025
3×U dm
3×10.5

Ta thấy IN5” = 4.169(kA) < Icắt1.đm = 20 kA
IN5”= 4.169(kA) < Inh.F1 = 4.5 kA
Như vậy kháng được chọn thỏa mãn khả năng hạn chế dòng ngắn mạch IN5”.
Dòng ngắn mạch siêu quá độ tại N6:
Icb
100
I"N6 =
=
= 4.496 (kA)
X HT + X K + X C1
3×10.5 × (0.11+0.792+0.212)
Thỏa mãn điều kiện :
IN6” = 4.496(kA) < Icắt2.đm = 20 kA
IN6”= 4.496(kA) < Inh.F2 = 10.2 kA
Kết luận: Kháng được chọn đã đạt yêu cầu.
3. Chọn máy cắt hợp bộ địa phương.
Dòng điện xung kích tại N5:
I xk.N5 = 2×K xk ×I"N5 = 2×1.8×4.169 = 10.613 ( kA )
Dựa vào dòng cưỡng bức qua kháng (Icb) khi một trong hai kháng ngừng làm
việc : Icb = 323 ( A ) và I ” =4169 (A) ; I xk.N5 = 10.613 ( kA ) ta chọn máy cắt như
N5

sau:
Máy cắt

Uđm (kV)

Iđm (A)

ICđm (kA)

Ilđđ (kA)

19

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

19


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc
8BM20

12

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
1250

25

63

Máy cắt đã chọn không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt vì có dòng điện I đm
= 1250(A) >1000(A).

5.4 CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG.
1. Cấp điện áp 220 kV.
a/ Máy biến điện áp (BU220).


Chọn sơ đồ nối dây và kiểu máy:
Để kiểm tra cách điện và cung cấp cho việc bảo vệ rơle với mạng trên 35

kV ta dùng biến điện áp một pha nối theo sơ đồ sao/sao/tam giác hở
(Y0/Y0/Δhở).
Sơ đồ nối dây này không những đo được điện áp pha và dây mà còn đo
được điện áp thứ tự không U0 nhờ ba cuộn dây quấn phụ nối tam giác hở. trong
cuộn dây nối tam giác hở này có thể có điện trở cố định để ngăn cản các dao
động hồi phát do hiện tượng công hưởng sắt từ trong lưới trung tính cách điện
có điện dung nhỏ.


Điều kiện về điện áp:
Điện áp của máy biến điện áp phải phù hợp với điện áp của lưới



Cấp chính xác:
Vì để đo công tơ điện và dùng cho đồng hồ để bảng nên ta chọn loại máy

biến điện áp có cấp 2 cấp chính xác là 0.5 và 1.


Công suất định mức:
Tổng công suất phụ tải nối vào biến điện áp phải nhỏ hơn hay bằng công

suất định mức của biến điệp áp với cấp chính xác đã chọn : S2 ≤ SđmBU.
20

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

20


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Từ những đánh giá trên ta chọn máy biến điện áp HKФ-220-58 nối theo sơ
đồ Y0/Y0/Δhở với các thông số cho trong bảng sau:
Loại BU
HKФ-22058

Cấp điện
áp (kV)
220

Điện áp định mức (kV)
Sơ cấp
150

3

Cuộn thứ
0.1

Cuộn phụ

3

0.1

Công suất ứng với cấp
chính xác (kVA)
0.5
1
400

600

Công suất
cực đại
(VA)
2000

b/ Máy biến dòng điện (BI220).
Máy biến dòng điện dùng cho bảo vệ rơ le và đo lường được chọn là:
TФH-220-3T Có Uđm = 220 kV
Dòng điện định mức là : IS.đm/IT.đm = 1200/5 (A).
Cấp chính xác là 0.5 ứng với phụ tải định mức là 2 (Ω).
Dòng điện ổn định động là : Ilđđ = 108 (kA) > Ixk.N1 = 14.35(kA).
Ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt vì dòng sơ cấp lớn hơn 1000 A.
2. Cấp điện áp 110 kV.
a/ Chọn biến điện áp (BU110).
Để kiểm tra cách điện và dùng cho bảo vệ rơle ta chọn máy biến điện áp
loại HKФ một pha nối theo sơ đồ Y 0/Y0/Δhở với các thông số cho trong bảng
sau:
Loại BU
HKФ-11058

Cấp điện
áp (kV)
110

Điện áp định mức (kV)
Sơ cấp
66

3

Cuộn thứ
0.1

3

Cuộn phụ
0.1/3

Công suất ứng với cấp
chính xác (kVA)
0.5
1
400

600

Công suất
cực đại
(VA)
2000

b/ Chọn máy biến dòng điện (BI110).
Máy biến dòng điện dùng cho bảo vệ rơ le và đo lường được chọn là:
TФH-110 Có Uđm = 110 kV
Dòng điện định mức là : IS.đm/IT.đm = 1500/5 (A).
21

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

21


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Cấp chính xác là 0.5 ứng với phụ tải định mức là 0.8 (Ω).
Có hệ số ổn định động Kđ = 75
Từ đó ta có điều kiện ổn định động :
Ildd = 2×K d ×IS = 2×75×1.5 = 159.099 (kA)
Ilđđ = 159.099 (kA) > Ixk.N2 = 21,706 (kA). (thỏa mãn).
Ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt vì dòng sơ cấp lớn hơn 1000 A.
3. Mạch máy phát 10.5 kV.
a/ Chọn máy biến điện áp.
Khí cụ phía thứ cấp dùng công tơ nên ta dùng hai máy biến áp 1pha loại
HOM-10 Có thông số :
Uđm.CS = 10.5 kV.
Cấp chính xác 0.5 ứng với Sđm = 75 (VA).
Tổng công suất phụ tải nối vào biến điện áp phải nhỏ hơn hay bằng công
suất định mức của biến điệp áp với cấp chính xác đã chọn : S2 ≤ SđmBU.

Phụ tải của biến điện áp được phân bố đồng đều theo cách bố trí đồng hồ
phía thư cấp có công suất của đồng hồ đo lường cho trong bảng sau:
TT

Phần tử

Loại

1
2
3
4
5
6
7
8

Vôn kế
Oát kế
Oát kế PK
Oát kế tự ghi
Tần số kế
Công tơ
Công tơ PK
Tổng

B-2
341
342/1
Д-33

Д-340
H-670
WT-672

Phụ tải BU: AB
P(W)
7.2
1.8
1.8
8.3
0.66
0.66
20.42

Q(vAR)
1.62
1.62
3.24

Phụ tải BU: BC
P(W)
1.8
1.8
8.3
6.5
0.66
0.66
19.72

Q(vAR)

1.62
1.62
3.24

22

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

22


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Ta có công suất phụ tải :

S2AB = 20.422 +3.242 = 20.7
S 2BC = 19.722 +3.242 = 19.9
→ cosφ=

19.72
= 0.99
19.9

Vậy ta chọn hai máy biến điện áp 1 pha loại HOM-10 có công suất định mức
mỗi máy ứng với cấp chính xác 0.5 là Sđm = 75 (VA).


Chọn dây dẫn từ BU đến các đồng hồ đo: ta chọn theo hai điều kiện sau:

-

Tổn thất điện áp trên dây dẫn không vượt quá 0.5 % (0.5V) điện áp khi
có công tơ và 3% khi không có công tơ.

-

Để đảm bảo độ bền về cơ thì tiết diện dây dẫn không được nhỏ hơn tri
số sau:
23

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

23


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Khi nối với dụng cụ đo điên năng : FCu ≥ 2.5mm2 ;FAl ≥ 4mm2.
Khi không nối với dụng cụ đo điên năng : FCu ≥ 1.5mm2 ;FAl ≥ 2.5mm2.
Trước hết ta cần xác định dòng trong dây dẫn a, b, c theo công thức sau:
Ia =

Sab
20.7
=
= 0.207 ( A )
U ab

100

Ic =

Sbc
19.9
=
= 0.199 ( A )
U bc
100

Để đơn gián ta coi : Ia = Ic = 0.2 A và cosφab = cosφbc = 1 ta có:
I b = 3×Ia = 3×0.2 = 0.34 ( A )
Điện áp giáng trên dây a, b là :
ΔU = (I a +I b )×r = (Ia +Ib )×

ρ×l
F

Với : ρ : là điện trơ suất của vật liệu dây dẫn.
F : là tiết diện dây dẫn.
Để đơn giản ta bỏ qua góc lệch pha giữa I a và Ib , mặt khác ta lấy khoảng
cách từ BU đến các đồng hồ đo điện là 60 m . Vì theo điều kiện thì ΔU ≤ 5% nên
ta có :
ρ×l
≥ 5%
F
ρ×l
0.0175×60
→ F ≥ (Ia +I b )×

= (0.34+0.2)×
= 1.134 mm 2
F
0.5
Như vậy ta chọn dây đồng có ρ = 0.0175 Ω.mm2/m.
ΔU = (Ia +I b )×r = (Ia +Ib )×

(

)

Ta chọn dây đồng có F = 1.5mm2 là thỏa mãn.
b/ Chọn máy biến dòng điện.
Biến dòng điện được đặt trên cả bap ha mắc hình sao. Ta chọn biến dòng
điện kiểu thanh dẫn loại TШЛ-20-1 có :
24

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

24


Trêng ®¹i häc ®iÖn lùc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Uđm.BI = 20 kV.
Dòng điện định mức ISdm/ITdm = 8000/5 (A).
Cấp chính xác 0.5 ứng với phụ tải 1.2 (Ω)
Công suất tiêu thụ của các cuộn dây , các đồng hồ đo lường cho trong

bảng sau:
TT

Phần tử

Loại

1
2
3
4
5
6
7

Ampe mét
Oát kế TD
Oát kế PK
Oát kế tự ghi
Công tơ TD
Công tơ PK
Tổng

Д -341
Д -342/1
Д-33
H-670
HT-672

Phụ tải (VA)

Pha A

Pha B
1
5
5
10
2.5
2.5
26

Tổng phụ tải các pha : SA = SC = 26 (VA) ;

Pha C
1
0
0
0
0
5
6

1
5
5
10
2.5
2.5
26

SB = 6 (VA).

Phụ tải lớn nhất SMax = SA = SC = 26 (VA);
Tổng trở các phụ tải đo lường mắc vào pha A (hay C) là:
ZDC =

S
2
ITdm

=

26
= 1.04 Ω
(
52

)

Mặt khác ta chọn dây dẫn đồng và giả sử chiều dài từ biến dòng điện đến
dụng cụ đo là l = 60 (m). Vì là sơ đồ nối sao hoàn toàn nên ta có:
L = 60 m và ρ = 0.0175 Ω.mm2/m.
Từ đó suy ra tiết diện dây dẫn được chọn theo công thức sau:
F ≥

(

ρ×l
0.0175×60
Cu

=
= 6.563 mm 2
Zdm -ZDC
1.2 - 1.04

)

Ta chọn dây đồng có F = 10 mm2 để đảm bảo độ bền cho dây dẫn.
5.5 CHỌN CHỐNG SÉT VAN (CSV).
Chọn sơ bộ : UđmCSV = Uđm.
25

Sv :§Æng ThÞ H»ng – Líp §1H3

25