Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
III CHỌN THANH DẪN CỨNG CHO MÁY PHÁT

III CHỌN THANH DẪN CỨNG CHO MÁY PHÁT

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế phần điện nhà máy nhiêt điện



Ta có:

4,33

I cp �

 4,92kA

0,88

Vậy ta chọn thanh dẫn bằng máng đồng để giảm hiệu ứng mặt ngoài và

hiệu ứng gần, đồng thời tăng khả năng làm mát. Thanh dẫn chọn có các

thơng số kỹ thuật như sau:

Bảng CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN.3 Thông số kỹ thuật của thanh dẫn cứng

cho máy phát

Kích thước (mm )



Icp

kA



h



b



c



r



5,5



125



55



6,5



10



Tiết

diện 1

cực

mm2

1370



Mơmen trở kháng (cm3)

1 thanh

2 thanh



Mơmen qn tính

1 thanh

2 thanh



WX-X



WY-Y



WYO-YO



JX-X



JX-Y



JYO-YO



50



9,5



100



290,3



36,7



625



III.1.1 Kiểm tra ổn định nhiệt

Vì thanh dẫn đã chọn có ICP = 5,5 kA nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt.

III.1.2 Kiểm tra ổn định động của thanh dẫn

Mặt cắt của thanh dẫn:



Hình 5.1: Tiết diện hình máng

Theo tiêu chuẩn độ bền cơ, ứng suất của vật liệu thanh dẫn không được lớn

hơn ứng suất cho phép của nó, nghĩa là:

tt  CP



Sinh viên thực hiện: Bàn Văn Quỳnh



-66-



Lớp: Hệ Thống Điện



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế phần điện nhà máy nhiêt điện



Trong đó:





tt: ứng suất tính tốn của thanh dẫn







CP: ứng suất cho phép của đồng CP = 1400 kG/cm2



- Lực tính tốn tác dụng lên thanh dẫn pha giữa trên chiều dài khoảng vượt:

Ftt  1,76 �

108



l

�i 2xk

a



Trong đó:





ixk: dòng điện xung kích (A); ixk = 78,668 kA







l: khoảng cách giữa 2 sứ liền nhau của 1 pha; l = 120 cm







a: khoảng cách giữa các pha; a = 60 cm

a

a

l = nhịp

120

� Ftt 1,76�108� �(78,668 �103 )2  217,841 kG

60



- Mômen uốn tác dụng lên tiết diện ngang của thanh dẫn:

M



Ftt �l 217,841�120



 2614,092kG.cm

10

10



- Ứng suất tính tốn của vật liệu thanh dẫn do dòng điện giữa các pha tác

dụng với nhau sinh ra:

tt 



M

2614,092



 26,141kG / cm2

WY  Y

100

0



0



So sánh với  cp_Cu ta thấy: tt = 26,141 kG/cm2 < cp = 1400 kG/cm2.

III.1.3 Xác định khoảng cách lớn nhất có thể giữa 2 miếng đệm

- Lực điện động tác dụng lên 1cm chiều dài thanh dẫn trên một pha do

dòng điện của các thanh dẫn cùng pha tác dụng lên nhau sinh ra là:



Sinh viên thực hiện: Bàn Văn Quỳnh



-67-



Lớp: Hệ Thống Điện



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế phần điện nhà máy nhiêt điện



1

fc  0,51�102 � �i 2xk

h

Trong đó:

h = 12,5 cm

ixk = 78,668 kA

Vậy:

1

fc  0,51�102 �

�78,6682  2,525kG / cm

12,5

- Khoảng cách lớn nhất giữa hai miếng đệm là:

12�Wy y �(cp   tt )



L max 



fc







12�9,5�(1400  26,141)

 249,053 cm

2,525



So sánh khoảng cách giữa 2 sứ liền nhau L = 120cm nhỏ hơn khoảng cách

lớn nhất giữa hai miếng đệm Lmax = 249,053 cm ta thấy giữa hai sứ đỡ không

cần đặt thêm các miếng đệm.

III.1.4 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng:

Tần số dao động riêng của thanh dẫn được xác định theo biểu thức :



Trong đó :

 L : độ dài thanh dẫn giữa 2 sứ. L=120cm

 E : momen đàn hồi của vật liệu.





: momen quán tính của tiết diện đối với trục thẳng góc

= 625



 S : tiết diện ngang của thanh dẫn. 2×13,70=27,4





: khối lượng riêng của vật liệu thanh dẫn.



Sinh viên thực hiện: Bàn Văn Quỳnh



-68-



Lớp: Hệ Thống Điện



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế phần điện nhà máy nhiêt điện



Do đó ta có



Giá trị này nằm ngồi khoảng tần số cộng hưởng

Hz



Hz. Vì vậy thanh dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện ổn

định động khi xét đến dao động thanh dẫn.

II.2 Chọn sứ đỡ thanh dẫn cứng

II.2.1 Điều kiện chọn sứ

Uđm  Uđmmạng = 10 kV

Ta chọn loại sứ (đặt trong nhà): O - 10 – 2000KBY3 của Nga có thơng số

kỹ thuật như bảng sau:

Bảng CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN.4 Thơng số kỹ thuật của sứ đỡ thanh

dẫn cứng



Loại sứ

O-10–2000KBY3



Điện áp, kV

Định

Duy trì ở

mức

trạng thái khơ

10

47



Lực phá hoại

nhỏ nhất khi

uốn, kG

2000



Chiều cao,

mm

235



II.2.2 Kiểm tra ổn định động

Điều kiện kiểm tra ổn định động:



Sinh viên thực hiện: Bàn Văn Quỳnh



-69-



Lớp: Hệ Thống Điện



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế phần điện nhà máy nhiêt điện



h 12,5 Ftt

h/2=6,25



H+h/2= 29,75



F’tt



H=23,5

cm



Hình 5.2 Giá đỡ thanh cái

h

H

2 �0,6�F

Ftt'  Ftt �

ph

H

Trong đó:





F’tt: là lực điện động đặt lên đầu sứ khi ngắn mạch 3 pha







Ftt: là lực điện động tác dụng lên pha giữa khi ngắn mạch ba pha







Fph: là lực phá hoại nhỏ nhất của sứ khi uốn







H: là chiều cao của sứ đỡ







(H + h/2): là chiều cao từ chân sứ đến trọng tâm thiết diện thanh dẫn.







h: là chiều cao của thanh dẫn



Theo trên ta có:

Ftt = 217,841 kG, H = 23,5 cm

H’= H +



h

12,5

= 23,5 +

= 29,75 cm

2

2



Vậy:

H'

29,75

Ftt'  Ftt �  217,841�

 275,777 kG

H

23,5

So sánh với điều kiện ổn định động ta thấy:

F’tt < 0,6 × Fph = 0,6 ×2000 = 1200 kG

Như vậy sứ đã chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.



Sinh viên thực hiện: Bàn Văn Quỳnh



-70-



Lớp: Hệ Thống Điện







Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế phần điện nhà máy nhiêt điện



IV. CHỌN THANH DẪN MỀM

Thanh dẫn mềm được dùng làm thanh góp cấp điện áp 220kV và 110kV

đồng thời cũng dùng để nối liên kết các khí cụ điện như máy biến áp - máy

cắt - dao cách ly.

Thanh dẫn mềm được chọn theo điều kiện dòng làm việc lâu dài cho phép:

I

I cp � cb

khc

Trong đó:





Icp: là dòng cho phép làm việc lâu dài







khc: là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ nơi đặt thanh dẫn (khc=0,88).







Icb: là dòng làm việc cưỡng bức



Các thanh dẫn được chọn phải thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt khi xảy ra

ngắn mạch:

Schon �Smin 



BN

C



Trong đó:





BN: xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch 3 pha







C: hằng số phụ thuộc vật liệu thanh dẫn



Thanh dẫn chọn đồng thời phải thoả mãn điều kiện phát sinh vầng quang.

Với điện áp 110 kV trở lên ta phải kiểm tra theo điều kiện:

Uvq  Umạng

Trong đó:





Uvq: điện áp tới hạn để có thể phát sinh vầng quang của dây dẫn







Umạng: điện áp của mạng điện



Sau đây ta tiến hành chọn thanh dẫn cho từng cấp điện áp.

IV.1 Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 220 kV

Dòng cưỡng bức trên cấp điện áp 220 kV được xác định trong phần IV –

Chương 2 là: Icb = 0,567 kA

Theo điều kiện chọn dây dẫn mềm ta có:









I cp



I cb 0,567

khc 0,88



0,64 kA



Sinh viên thực hiện: Bàn Văn Quỳnh



-71-



Lớp: Hệ Thống Điện



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế phần điện nhà máy nhiêt điện



Tra bảng chọn thanh dẫn loại AC  300 có:

A� S

Icp = 610 A; d = 29,2 mm; c  88�

mm2

Như vậy thanh dẫn đã chọn đảm bảo điều kiện phát nóng lâu dài.

IV.1.1 Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch

Khi ngắn mạch xung lượng nhiệt do dòng ngắn mạch sinh ra được tính theo

cơng thức:

t cat



BN = �I 2t * dt

0



Trong đó:





It là giá trị hiệu dụng của dòng ngắn mạch tại thời điểm t







tcắt là thời gian cắt của máy cắt



Một cách gần đúng:

2

I 2KCKt + ICKt



It =



� BN =



t cat



�I .dt

2

t



=



0



t cat



�I



2

KCKt



dt +



0



t cat



�I



2

CKt



dt



0



hay BN = BNCK + BNKCK

Trong đó:







BNCK là xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ của dòng ngắn mạch

BNKCK là xung lượng nhiệt thành phần khơng chu kỳ của dòng ngắn

mạch



a. Tính BNCK sử dụng phương pháp giải tích đồ thị

Giả thiết thời gian tồn tại ngắn mạch là t cắt = 0,5 s. Tính các giá trị hiệu

dụng dòng ngắn mạch thành phần chu kỳ ở các thời điểm t=0s; t=0,1s; t =

0,2s;......là I(0); I(0,1); I(0,2).... Bình phương các giá trị này ta có I 2(0); I2(0,1);

I2(0,2)....... Nếu biểu diễn trên đồ thị ( I2ck  t ) thì phần diện tích giới hạn bởi

đường cong này với các trục toạ độ chính là B NCK. Một cách gần đúng diện

tích này được xác định theo đường bậc thang hoá với diện tích mỗi bậc là:

2

IΔt



=

tbi



1

2

I�+ i-1

I

2



Sinh viên thực hiện: Bàn Văn Quỳnh



-72-



Δt

�



2

i



Lớp: Hệ Thống Điện



Đồ án tốt nghiệp



B

 NCK =



Thiết kế phần điện nhà máy nhiêt điện



�IΔt

2

tbi



( t là khoảng chia thời gian )



- Phía hệ thống:

Theo phần trên đã tính được ta có điện kháng tính tốn phía hệ thống là:

XttHT = 2,141

Tra đường cong tính tốn và đổi sang hệ đơn vị có tên với:

I N1_ HT  I *CK �



SHT

4000

 I *CK �

3�U tb3

3�230



Ta có bảng sau:

Bảng 5.5

t, s

I*CK(t)

IN1_HT(t), kA



0

0,46

4,619



0,1

0,4

4,013



0,2

0,365

3,665



0,5

0,33

3,313



- Nhánh máy phát:

XttNM = 0,324

Tra đường cong tính tốn và đổi sang hệ đơn vị có tên với:

I N1_ NM  I *CK �



�SdmF  I * � 5�75

CK

3�U tb3



3�230



Ta có bảng sau:

Bảng 5.6

t, s

I*CK(t)

IN1_NM(t), kA



0

3.1

2,918



0,1

2,6

2,447



0,2

2,4

2,259



0,5

2,25

2,118



Giá trị của dòng ngắn 3 pha thành phần chu kỳ tại N1 là:

ICK(t) = IN1_HT(t) + IN1_NM(t)

Bảng 5.7:

t, s

ICK(t)¸kA

2

I CK(t), kA2



0

0,1

0,2

0,5

7,537 6,460 5,924 5,431

56,806 41,731 35,093 29,496



Sinh viên thực hiện: Bàn Văn Quỳnh



-73-



Lớp: Hệ Thống Điện



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế phần điện nhà máy nhiêt điện



Các giá trị trung bình bình phương của dòng ngắn mạch:

I 2tb1 



1 �2

2 � 1

� I (0)  I (0,1)

 � 56,806 41,731  49,268kA 2

�2

2 �



I 2tb2 



1 �2

2

� 1� 41,731 35,093  38,412kA 2

� I (0,1)  I (0,2)

�2

2 �



1 2

2 � 1

I 2tb3  ��

I (0,2)  I (0,5)

 � 35,093 29,496  32,294kA 2





2

2

Vậy xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch thành phần chu kỳ là:

BNCK = (49,268×0,1+38,412×0,1+32,294×0,3)×106 = 18,45×106 A2s

b. Tính BNKCK

Vì tcắt = 0,5s nên BNKCK được tính theo biểu thức:

BNKCK = I”2 × Ta





Ta: hằng số thời gian tương đương của lưới điện.







I”: dòng điện ngắn mạch siêu quá độ tại N1



Với lưới có Uđm  1000V thì ta lấy Ta = 0,05s

Vậy:

BNKCK = 7,5372×106× 0,05 = 2,84×106 A2s

Xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch trên thanh cái 220 kV là:

BN = BNCK + BNKCK = 18,45×106 + 2,84×106 = 21,29×106 A2s

Để đảm bảo ổn định nhiệt thì dây dẫn đã chọn có tiết diện nhỏ nhất là:

BN

21,29�106

Smin =

=

=52,433 mm2

C

88

Ta thấy Schọn = 300 mm2 > Smin = 52,433 mm2

Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt.

IV.1.2 Kiểm tra điều kiện phát sinh vầng quang.

Điều kiện kiểm tra: Uvq  Uđmmạng

(Uvq là điện áp tới hạn phát sinh vầng quang )

Nếu dây dẫn được bố trí trên ba đỉnh của tam giác đều thì ta có:



U vq = 84 �m ��

r lg



Sinh viên thực hiện: Bàn Văn Quỳnh



-74-



a

r



Lớp: Hệ Thống Điện



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế phần điện nhà máy nhiêt điện



Trong đó:





m: hệ số xét đến độ xù xì của bề mặt dây dẫn; m = 0,830,87







r: bán kính ngồi của dây dẫn , r = 1,2cm







a: khoảng cách giữa các trục dây dẫn ,cm; a= 5cm  500cm

o Với cấp điện áp 220 kV: a = 500 cm

o Với cấp điện áp 110 kV: a = 400 cm



Thay vào cơng thức trên ta có:

U vq  84�0,87�1,2�lg



500

 229,745kV > Udm  220kV

1,2



Như vậy dây dẫn đã chọn AC – 300 đảm bảo tiêu chuẩn không phát sinh

vầng quang khi làm việc ở chế độ bình thường.

IV.2 Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 110 kV

Dòng cưỡng bức trên cấp điện áp 110 kV được xác định trong phần III.5 –

Chương 2 là: Icb = 0,412 kA

Theo điều kiện chọn dây dẫn mềm ta có:













I cp



I cb 0,412

0,47kA

khc 0,88



Tra bảng chọn thanh dẫn loại AC  300 có:

Icp = 610 A; d = 29,2 mm; C = 88



A. S

mm 2



Như vậy thanh dẫn đã chọn đảm bảo điều kiện phát nóng lâu dài.

IV.2.1 Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch

Tương tự như đối với điện áp phía 220 kV. Ta lần lượt tính được:

a. Tính BNCK sử dụng phương pháp giải tích đồ thị

- Phía hệ thống:

Theo phần trên đã tính được ta có điện kháng tính tốn phía hệ thống là:

XttHT = 3,809

Dòng ngắn mạch phía hệ thống tại mọi thời điểm:

IN2_HT(0) =



1

X ttHT







SHTdm

1

4000

=



= 5,272 kA

3�Ucb 3,809 3�115



Sinh viên thực hiện: Bàn Văn Quỳnh



-75-



Lớp: Hệ Thống Điện



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế phần điện nhà máy nhiêt điện



Ta có bảng sau:

Bảng5.8:

t, s

IN2_HT(t), kA



0

5,272



0,1

5,272



0,2

5,272



0,5

5,272



- Nhánh máy phát:

XttNM = 0,267

Tra đường cong tính tốn và đổi sang hệ đơn vị có tên với:

I N2_ NM  I *CK �



�SdmF  I * � 5�75

CK

3�U tb2



3�115



Ta có bảng sau:

Bảng 5.9

t, s

I*CK(t)

IN2_NM(t), kA



0

3,9

7,342



0,1

3,1

5,836



0,2

2,7

5,083



0,5

2,5

4,706



Giá trị của dòng ngắn 3 pha thành phần chu kỳ tại N2 là:

ICK(t) = IN2_HT(t) + IN2_NM(t)

Bảng 5.10

t, s

ICK(t)¸kA

2

I CK(t), kA2



0

0,1

0,2

0,5

12,614 11,108 10,355 9,978

159,112 123,387 107,226 99,560



Các giá trị trung bình bình phương của dòng ngắn mạch:

I 2tb1 



1 �2

2 � 1

� I (0)  I (0,1)

 � 159,112 123,387 141,249 kA 2





2

2



1 2

2

� 1 � 123,387 107,226 115,306 kA 2

I 2tb2  ��

I (0,1)  I (0,2)

�2

2 �

I 2tb3 



1 �2

2 � 1

� I (0,2)  I (0,5)

 � 107,226  99,560 103,393kA 2

�2

2 �



Vậy xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch thành phần chu kỳ là:

BNCK = (141,249×0,1+115,306×0,1+103,393×0,3)×106 = 56,673×106 A2s



Sinh viên thực hiện: Bàn Văn Quỳnh



-76-



Lớp: Hệ Thống Điện



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

III CHỌN THANH DẪN CỨNG CHO MÁY PHÁT

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×