Đáp án lý thuyết môn nhà máy điện

Câu 1:trình bày các yêu cầu đối với thiết bị phân phối điện Làm việc đảm bảo,kinh tế vận hành thuận tiện,có khả năng phát triển,không gây hỏa hoạn. các thiết bị pp cần phải đảm bảo an toàn cho các nhân viên trực nhật,không gây ngắn mạch giữa các pha và với đất,không cho các sự cố lan truyền,thay thế hoặc sữa chữa thiết bị của một mạch không phá hoại sự làm việc bình thường của các mạch khác. Cần phải cho phép sử dụng các phương tiện cơ giới khi tiến hành sữa chữa và thay thế thiết bị. Các kết cấu xây dựng đặt gần các phần dẫn điện không được nung nóng quá 50℃ khi cho phép người tiếp xúc với nó và không quá 70℃ trong trường hợp ngược lại. Để đảm bảo an toàn cho con người,có thể chia thiết bị phân phối thành từng ngăn,từng buồng bằng các tấm ngăn,hàng rào bê tông hoặc lưới,đặt chúng ở độ cao cần thiết,nối đất an toàn các bộ phận bằng kim loại không mang điện. Tính kinh tế của tbpp chủ yếu quyết định bởi vốn đầu tư ban đầu:số lượng thiết bị,chủng loại thiết bị,vật liệu tiêu hao,kích cỡ công trình xây dựng. Câu 2:trình bày khái niệm,phân loại về tbpp điện,ưu nhược điểm của thiết bị phân phối. Khái niệm:thiết bị phân phối điện là một công trình dùng để thu nhận và phân phối điện năng.nó gồm các khí cụ điện thao tác,dây dẫn và các thiết bị phụ. Phân loại:chia làm hai loại: Thiết bị PP trong nhà:tất cả các khí cụ điện được đặt trong nhà được chia làm hai loại.lắp ghép và trọn bộ. Ưu điểm:các khí cụ điện được bảo vệ chống mưa nắng và tác động của môi trường. Nhược:vốn đầu tư cao nên thường xây dựng với cấp điên áp,U≤20 KV.đối với các vùng ven biển hay gần nhà máy hóa chất,U=(35 : 110)KV cũng được xây dựng trong nhà. Thiết bị phân phối ngoài trời:tất cả các khí cụ điện đều được đặt ngoài trời gồm lắp ghép và trọn bộ. Ưu điểm:xây dựng nhanh,giá thành hạ.thường được xây dựng với cấp điện áp U≥35 KV,tuy nhiên ở những vùng nông thôn có thể xây dựng thiết bị phân phối ngoài trời với cấp điện áp U=(6 :15)kv. Nhược điểm:các khí cụ điện phải chịu nhiều tác động của thời tiết và môi trường. Câu 3:trình bày quy trình xây dựng thiết bị phân phối trong nhà kiểu lắp ghép: Buồng đặt thiết bị:trong thiết bị phân phối trong nhà các khí cụ của từng mạch được đặt trong các buồng kính,buồng hở hay buồng chống nổ. Thanh góp và dao cách ly thanh góp:thanh góp được đặt ở trên cao của thiết bị phân phối,ba pha đặt nằm ngang,nằm nghiêng thẳng đứng hay đặt trên đỉnh tam giác.trong đó phương pháp đặt ngang được sử dụng rộng rãi nhất. Dao cách ly thanh góp đặt dưới thanh góp,giữa thanh góp và dao cách ly thanh góp thường có tấm ngăn bằng vật liệu chịu hồ quang.thường dao cách ly đặt về phía hành lang điều khiển để quan sát. Đặt máy cắt điện: Phương pháp đặt máy cắt phụ thuộc chủ yếu vào kiểu máy cắt,và lượng dầu trong nó.những máy cắt nhiều dầu thường được đặt trong buồng chống nổ. Những máy cắt đặt ở tầng hai thường có hố thu dầu bằng bê tông ở dưới chúng để dầu không bị vung vãi khi chảy từ máy cắt ra. Máy cắt ít dầu được đặt trên tường hay trên các cấu kiện bằng thép hoặc đặt trên sàn nhà. Bộ truyền động của máy cắt:bộ truyền động thường được đặt trên tường vững chắc ngăn các với máy cắt để đảm bảo an toàn cho các nhân viên khi thao tác các máy cắt và sữa chữa bộ truyền động của chúng.bộ truyền động phải đặt về phía hành lang điều khiển. Bộ truyền động của dao cách ly:để đóng dao cach ly thường dùng bộ truyền động bằng tay,chúng có thể đặt cùng tầng hay khác tầng với dao cách ly. Đặt bộ truyền động của dao cách ly ở các tầng khác nhau điều khiển chúng ở một tầng thì thuận tện thao tác và an toàn,nhưng thiết bị phân phối phức tạp và đắt tiền. Đặt kháng điện: Trong tbpp trong nhà thường dùng kháng điện bằng bê tông.chúng có thể đặt trong buồng kính hay hở và thường ở tầng thứ nhất. Đặt biến dòng và biến điện áp: Biến điện áp 35kv trở lại thường đặt trong buồng có lưới che. Biến điện áp 110kv cũng đặt trong buồng hở có lưới che.do lượng dầu nhiều nên phía dưới phải có lưới rải đá dăm dày 25cm. Đặt cáp điện lực và cáp điều khiển Cáp điện lực từ trong thiết bị phân phối chui ra ngoài qua các cổng bằng gốm,nhựa,thép vv..hay qua hào cáp.khi số lượng cáp nhiều phải xây dựng hầm cáp có thông gió tự nhiên hay cưỡng bức. Cáp điều khiển cũng đặt trong hầm cáp. Hành lang và cửa ra vào: Trong thiết bị phân phối trong nhà có thể có ba loại hành lang:hành lang phục vụ,hành lang điều khiển và hành lang chống nổ. Phần xây dựng. Kết cấu xây dựng tòa nhà phụ thuộc vào kiểu máy cắt dùng cho thiết bị phân phối. Câu 4: trình bày quy trình xây dựng thiết bị phân phối trong nhà kiểu trọn bộ: Bảng phân phối: Bảng phân phối là một loại thiết bị phân phối trọn bộ đơn giản nhất dùng cho điện áp U≤1000V.có hai cách đặt bản:đặt cách tường và đặt sát tường. Thiết bị phân phối cỡ nhỏ,máy cắt di động: Trong thiết bị phân phối cỡ nhỏ máy cắt được đặt trên bệ có bánh xe nhờ vậy khi sữa chữa có thể kéo máy cắt ra khỏi tụ.trong thiết bị phân phối kiểu trọn bộ người ta hay dùng dao cách ly kiểu cắm.khi kéo ra hoặc đẩy vào cùng với máy cắt các dao cách ly kiểu cắm được cắt ra hay đóng lại. Thiết bị phân phối trọn bộ lớn,máy cắt cố định: Thiết bị phân phối loại này dùng cho các nhà máy điện và trạm biến áp điện áp U≤35KV.thanh góp có dòng định mức I=(3000÷5000)A và cao hơn,các máy cắt có công suất cắt đến 2500 MVA.kích thước và trong lượng các máy cắt rất lớn nên không thể đặt trong các tủ có bánh xe di động.trong các tủ trọn bộ loại này người ta dùng dao cách ly loại thông thường. Câu 5:trình bày quy trình xây dựng thiết bị phân phối ngoài trời kiểu lắp ghép. Dây dẫn và sứ cách điện: Trong thiết bị phân phối lắp ghép ngoài trời thanh góp và các dây nối có thể là thanh dẫn cứng hay dây mềm. Dây mềm được treo trên các giá đỡ nhờ các chuỗi sứ treo,còn dây dẫn cứng được giữ trên giá đỡ nhờ sứ đỡ. Để giảm độ võng của dây mềm,khoảng cách giữa hai sứ gần nhất không được quá (30÷50)m.đối với thanh dẫn cứng chiều dài của nhịp quyết định bởi điều kiện ổn định động và với điện áp U≤ 110 KV.chiều dài l≤8m. Giá đỡ: Giá đỡ của thiết bị phân phối ngoài trời làm bằng gỗ,thép,hay bê tông cốt thép,độ sâu của các móng xác định bởi các điều kiện địa chất và bằng khoảng (1,5 – 3)m.móng của máy cắt được xây nhô lên khỏi mặt đất ít nhất 10cm,có hai thanh thép chữ l giữ chặt trên trụ móng.móng máy biến áp không nhô lên và có hai đường ray để có thể đẩy máy biến áp đến nơi sữa chữa. Để cho dầu không bị tung tóe,phía dưới máy cắt dầu và máy biến áp phải có lớp đá dăm dày 25cm và rãi rộng hơn đáy máy. Máy cắt ít dầu máy cắt không khí và dao cách ly. Các khí cụ này cùng với máy biến điện áp và máy biến dòng được đặt trên những giá đỡ riêng.giá đỡ phải có độ cao đảm bảo an toàn cho người qua lại dưới dậy dẫn và đảm bảo nối các khí cụ với nhau được thuận tiện.tay cầm của bộ truyền động dao cách ly được đặt ở độ cao khoảng 1,5m so với mặt đất. Chống sét van,dây chống sét và cột chống sét Chống sét van được đặt trên giá như dao cách ly. Dây chống sét bảo vệ chống sét đánh vào đường dây được nối vào cột đầu của thiết bị phân phối.cột chống sét bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào thiết bị phân phối,nó là những thanh thép tròn đặt thẳng đứng trên các cột của thiết bị phân phối. Cáp điện lực và cáp kiểm tra Được đặt trong hầm hay hào có nắp đậy bằng vật liệu không cháy. Bố trí các phần tử của thiết bị phân phối ngoài trời. Được bố trí thành từng mạch một.bề rộng của các mạch do điện áp quyết định.bước của thiết bị phân phối ngoài trời 35kv bằng (4-6)m,110kv bằng (8-9)m,220kv bằng (14-15)m,400kv bằng 28m. Chuyên chở thiết bị Hàng rào. Câu 6:trình bày phương pháp chọn máy biến áp cho trạm biến áp hạ áp. Trước hết xem trung tính có nối đất hay không,có bao nhiêu cấp điện áp để chọn máy biến áp 3 pha ba cuộn dây hay hai cuộn dây,máy biến áp thường hoặc từ ngẫu.các trạm biến áp hạ áp này sẽ đặt một hoặc hai máy biến áp tùy thuộc mức độ quan trọng của phụ tải. Nếu hộ phụ tải loại 1 thì phải đặt hai máy biến áp và công suất định mức của máy biến áp phải được chọn sao cho khi một máy biến áp bị sự cố,thì máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố cho phép phải đảm bảo cung cấp đủ công suất cho phụ tải trong những giờ phụ tải cực đại. Theo điều kiện quá tải sự cố ta chon công suất định mức của mỗi máy biến áp theo điều kiện: Kqtsc.SđmBA≥Sptmax.trong đó: Kqtsc là hệ số quá tải sự cố cho phép của máy biến áp. Còn Sptmax là công suất cực đại của phụ tải. Nếu phụ tải là hộ loại hai thì thường ta đặt hai máy biến áp.tuy nhiển do tính làm việc rất đảm bảo của máy biến áp cho nên vẫn có thể cho phép đặt một máy biến áp.và khi sự cố máy biến áp thì yêu cầu nhanh chóng có dự trữ nóng của hệ thống để cung cấp kịp thời cho phụ tải. Nếu phụ tải là hộ loại 3 thì cho phép chỉ đặt một máy biến áp và công suất được chọn như sau:SđmBA ≥ Sptmax.có khi cho phép trừ đi phụ tải của một số hộ kém quan trọng. Câu 7:khả năng tải của máy biến áp,phù thuộc điều kiện,quy tắc tính quá tải bình thường của máy biến áp: Khả năng tải của máy biến áp là tập hợp tất cả chế độ mang tải bình thường và quá tải của máy biến áp. Khả năng tải phù thuộc vào các điều kiện như: Đồ thị phụ tải,thời gian tồn tại chế độ vận hành. Nhiệt độ môi trường làm mát. Quy tắc tính quá tải bình thường của máy biến áp: Quy tắc 3%:cho phép máy biến áp quá tải 3% về dòng điện so với định mức cho mối 10% giảm hệ số điều kiện phụ tải hằng ngày so với 100%. Quy tắc 1%:nếu như về mùa hè máy biến áp làm việc non tải thì về mùa đông cho phép làm việc quá tải.trên cơ sở tính toán về độ già cỗi cách điện,cho phép máy biến áp quá tải theo quy tắc 1%: Trong 4 tháng mùa hè máy biến áp làm việc non tải bao nhiêu phần trăm so với định mức thì mùa đông thì nó có thể quá tải bấy nhiêu phần trăm. Câu 8:nguyên nhân,ưu nhược điểm và vẽ hình minh họa của mạng điện 3 pha trực tiếp nối đất: Nguyên nhân:dòng điện dung của các mạng điện này rất lớn do điện áp cao và chiều dài đường dây lớn. Dù có dùng cuộn dập hồ quang cũng không giải quyết được nhược điểm của mạng điện có dòng chạm đất bé là khi chạm đất một pha điện áp các pha còn lại tăng lên bằng điện áp dây,trong khi đó dự trữ cách điện của các mạng điện áp lớn hơn 110kv rất bé,nên cách điện dễ bị chọc thủng gây ngắn mạch giữa các pha,tăng cường dự trữ cách điện trong các mạng này là rất kém. Ưu điểm:giá thành khí cụ điện và cách điện đường dây rẻ hơn vì chỉ cần chế tạo với điện áp pha. Nhược điểm: Khi chạm đất một pha là ngắn mạch thiết bị bảo vệ sẽ cắt mạch điện làm cho việc cung cấp điện bị ngưng trệ. Do dòng điện chạm đất một pha rất lớn nên thiết bị nối đất phức tạp và đắt tiền Dòng điện ngắn mạch một pha có thể lớn hơn dòng điện ngắn mạch ba pha.để hạn chế dòng điện ngắn mạch một pha phải tăng điện kháng thứ tự không bằng cách giảm bớt số điểm nối đất trung tính trong hệ thống điện hoặc nối đất trung tính qua một điện kháng nhỏ. Hinh minh họa: Câu 9:trình bày khái niệm về máy cắt điên,nêu các điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt trong nhà máy điện va trạm biến áp. Khái niệm:máy cắt điện áp cao là một loại khí cụ điện dùng để đóng cắt các mạch điện khi không tải,có tải cũng như khi ngắn mạch. Điều kiện chọn: UđmMC≥Uđmmạng Iđm ≥Icb I cđmMC≥ Inthay Scdm≥ Snt Trông đó dòng điện ngắn mạch tại thời điểm t được xác định: Int=√(〖I_nckt^2+I〗_nkckt^2 ) Thời gian t tính từ khi bắt đầu ngắn mạch cho đến khi đầu tiếp xúc mở ra hoàn toàn: t=t_bv+t_mc trong đó t_bv là thời gian tác động của tín hiệu bảo vệ rơ le. t_bv=(0,02-0,05) sec. t_mc là thời gian tác động của máy cắt. t_mc=(0,1-0.12)sec. Theo tính toán ngắn mạch ta có I_nt=α.I^" Trong đó α= f(x/r,t) Đối với máy cắt cao áp: t_min=0,1sec Ta có:I_n0,1=√(〖I_ck0,1^2+I〗_kck0,1^2 ) Thực tế tính toán cho thấy:I_n0,1≈I^"nên điều kiện chọn máy cắt theo khả năng cắt có thể viết: I_cdm≥I^" hay S_cdm=√3 U_đm.I^" Điều kiện kiểm tra: Kiểm tra ổn định động: I_đđm≥I_xk hayi_đđm≥i_xk Kiểm tra ổn định nhiệt: B_nhđm=I_nhđm^2.t_nhđm≥B_N≈I_∞^2.T_td Đối với máy cắt có I_đm> 1000A không cần kiểm tra ổn định nhiệt. Câu 10:trình bày khái niệm về dao cách ly,nêu các điều kiện chọn và kiểm tra dao cách ly trong nhà máy điện và trạm biến áp. Khái niệm:dao cách ly là một thiết bị điện cao áp dùng để đóng cắt các mạch điện cao áp lúc không có dòng điện hay cho phép đóng cắt dòng điện nhỏ theo quy định. Điêu kiện chọn dao cách ly: U_đmcl≥U_đmmạng I_đmcl≥I_cb Kiểm tra: ổn định nhiệt: I_nhđm^2.t_nhđm≥B_N≈I_∞^2.t_Td Nếu dao cách ly có dòng định mức lớn hơn 1000A không cần kiểm tra ổn định nhiệt. ổn định lực động điện: i_đđm≥i_xk 〖hay I〗_đđm≥I_xk Ngoài ra cần chú ý vị trí đặt dao cách ly trong nhà hay ngoài trời,loại dao cách ly có lưỡi quay trong mặt phẳng thẳng đứng hay quay trong mặt phẳng nằm ngang và xem loại dao cách ly có kèm dao nối đất hay không. Câu 11:trình bày chức năng dao cách ly trong nhà máy điện và trạm biến áp. Đóng cắt dòng điện chạm đất một pha trong các mạng ba pha trung tính cách điện với đất: 5A U=(20 – 35)kv 10A U≤ 10KV Đóng cắt dòng không cân bằng của đường dây được cung cấp từ hai phía với điều kiện điện áp giữa hai đầu tiếp xúc của dao cách ly sau khi cắt không vượt quá 2%U_đm Đóng cắt dòng điện không cân bằng ở trung tính máy biến áp điện lực có cuộn dập hồ quang. Cắt dòng điện phụ tải của máy biến điện áp đo lường (BU) Cho phép đóng cắt dòng điện không tải của đường dây cáp (cắt dòng điện điện dung của đường dây cáp) U_đm≤10kv l≤10km Cho phép đóng cắt dòng không tải của đường dây trên không(cắt dòng điện dung của đường dây) Dòng không tải của máy biến áp điện lực: 10kv S_BA≤1750 KVA 20KV S_BA≤3200 KVA 35KV S_BA≤20000KVA 110KV S_BA≤31500 KVA Với điều kiện ba dao cách ly phải có bộ truyền động ba pha đóng cắt đồng thời. Câu 12:Trình bày các yêu cầu cơ bản đối với dao cách ly trong nhà máy điện và trạm biến áp: Các tiếp điểm cần phải làm việc đảm bảo khi có dòng điện định mức lâu dài chạy qua và có khả năng làm việc tốt ở nơi có điều kiện thiên nhiên khắc nghiệt. Các tiếp điểm và các phần có dòng điện chạy qua phải đảm bảo ổn định động và ổn định nhiệt. Dao cách ly và bộ truyền động phải đảm bảo tin cậy,cần dữ vững vị trí đóng khi có dòng điện ngắn mạch chạy qua,khi ở vị trí cắt cần cố định vị trí chắc chắn. Dao cách ly phải đảm bảo khoảng cách an toàn giữa các tiếp điểm khi cắt để tránh hiện tượng phóng điện khi điện áp tăng cao. Cơ cấu cơ khí của dao cách ly phải được nối liên động với máy cắt để dao cách ly chỉ được đóng cắt sau khi máy cắt đã cắt Kết cấu đơn giản thuận tiện trong vận hành và sữa chữa. Câu 13:Điều kiện chọn và kiểm tra kháng điện trong nhà máy điện và trạm biến áp. U_đk≥U_đmmạng điện áp định mức của kháng phải tương ứng với điện áp đinh mức của mạng) I_đmk≥I_cbmax Chọn X_k% Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp: Kháng điện đơn: ∆U_k%=(X_k%.I_K)/I_đm sinφ≤∆U_cp Kháng điện kép: ∆U_kI%=(X_k%.I_nhI)/I_đmk sinφ-(X_k%.〖K.I〗_nh2)/I_đmk sinφ_2≤∆U_cp ∆U_cpmax=2%trong chế độ làm việc bình thường; ∆U_cpmax=5% trong chế độ làm việc cưỡng bức. Kiểm tra ổn định động:i_xk≤i_ôdd (i_xk là dòng xung kích) Kiểm tra ổn định nhiệt:√(B_n )≤I_(nh.dm) √(t_(nh.dm) ) B_n là xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch,KA^2.S I_(nh.dm) t_(nh.dm) là dòng điện ổn định nhiệt định mức và thời gian ổn định nhiệt định mức. Câu 14:Xác định dòng điện làm việc tính toán (đối với máy phát máy bu đồng bộ và máy biến áp điện lực trong nhà máy điện và trạm biến áp): Máy phát điện và máy bù đồng bộ: Dòng điện làm việc bình thường:I_bt=I_đmF Dòng điện làm việc cưỡng bức:I_bt=〖1,05I〗_đmF Máy biến áp điện lực: Máy biến áp nối bộ với máy phát Dòng điện làm việc bình thường:I_bt=I_đmF Dòng điện làm việc cưỡng bức:I_bt=〖1,05I〗_đmF Các máy biến áp làm việc song song Dòng điện làm việc bình thường được xác định ứng với lúc hai máy biến áp làm việc song song và phụ tải chung của chúng cực đại. I_bt=S_ptmax/(√3.k_qt.U_đm ) Dòng điện làm việc cưỡng bức: I_cb=S_ptmax/(√3.U_đm ) Trạm chỉ có một máy biến áp:đối với trạm chỉ có một máy biến áp dòng điện làm việc bình thường ứng với lúc phụ tải cực đại không vượt quá khả năng quá tải của điện biến áp và ở đây không có tình trạng cưỡng bức. I_bt=S_ptmax/(√3.U_đm ) Câu 15:xác định dòng điện làm việc tính toán đối với đường dây tải điện và thanh góp trong nhà máy điện và trạm biến áp: Đường dây tải điện: Đường dây đơn:dòng điện làm việc bình thường bằng dòng phụ tải cực đại,không có tình trạng cưỡng bức. I_bt=I_ptmax Đối với đường dây kép:dòng điện làm việc bình thường I_bt=I_ptmax/2 Dòng điện làm việc cưỡng bức I_cb=I_ptmax Thanh góp: Tùy thuộc sơ đồ kế cấu của mạng và phụ thuộc vào công suất truyền tải.trong tính toán một số trường hợp có thể lấy gần đúng như sau: Thanh góp cấp điện áp máy phát dòng làm việc bình thường bằng dòng định mức của một máy phát hoặc máy biến áp có công suất lớn nhất nối vào thanh góp. Dòng điện cưỡng bức tính theo công suất lớn nhất truyền qua máy biến áp hay công suất lớn nhất do máy phát phát ra trong điều kiện làm việc cưỡng bức. Thanh góp cấp điện áp cao-trung của nhà máy điện và thanh góp điện áp thấp của trạm giảm áp thì lấy bằng dòng định mức qua máy biến áp có công suất lớn nhất tương ứng với cấp điện áp đó. Đối với thanh góp của trạm biên áp trung gian thì không thể lấy như trên mà phải xét đến công suất chạy qua thanh góp trạm này để đến trạm tiếp theo.