Tài liệu Luận văn:Thiết kế trạm biến áp 220/110/22KV và bảo vệ chống sét docx

: Tram biến áp là một khâu không thể thiếu trong hệ thống năng lượng, trạm biến áp dùng để biến đổi từ cấp I điện áp này sang cấp điện áp khác giúp cho việc phân phối | điện năng ở các

Trang 1

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ NGHÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Trần Thanh Sơn

103103080

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22KV

VÀ BẢO VỆ CHÓNG SÉT CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn: Í.S.Ell2a+ 24 4x ⁄Á he “

Giáo viên phản biện: 1

TRƯỜNG PHDL -KTCÑ

THƯ VIÊN

TP HCM - Thang 1 /2008

Trang 2

BO GIAO DUC VA DAO TAO CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM TRUONG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM Độc lập ~ Tự do - Hanh phúc

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

Chú ý: SV phải đóng bản nhiệm vụ này vào trang thứ nhất của luận án

Họ và tên SV : nmr éaty Ala mnp OB MSSV: 702.402.3.280

Ngành : ` Heo, Lớp : -Ö-g3ƒ

Đầu để luận án tốt nghiệp:

- Lutte 21 4a c6ap 229 (1404/22 t4U

Nhiệm vụ ( yêu cầu về nội dụng và số liệu ban đầu ) :

se (Ae thas cty, 2 LEK, ai we đi

hom Hide be, tae

Ngay giao nhiém vu luan4n: 01/10/2007

- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 12/01/2008

._ Họ tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn :

Nội dung và yêu cầu LATN đã được thông qua NGƯỜI HƯỜNG DẪN CHÍNH

Ngày tháng 01 năm 2007 (ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG KHOA

Trang 4

Lởi mở đầu

Trong nghành kinh tế thì ngành năng lượng có vai

| trò quan trọng, nó quyết định sự phát triển của mỗi quốc

gia Song song với việc phát triển của kinh tế và đầu tư của nước ngoài vào Việt Nam ngày càng nhiều, các nhà may,

í nghiệp, khu công nghiệp Do đó đòi hỏi một nguồn

năng lượng có độ tin cậy chất lượng cao Muốn vậy trước

ñ hết ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện cho sản xuất

| và nhu cầu sinh hoạt của con người

: Tram biến áp là một khâu không thể thiếu trong hệ thống năng lượng, trạm biến áp dùng để biến đổi từ cấp

I điện áp này sang cấp điện áp khác giúp cho việc phân phối

| điện năng ở các cấp điện áp hợp lý và giúp giảm bớt tổn

Ï thất điện năng trong việc truyén tai Việc xây dựng, thiết

kế, vận hành trạm biến áp đúng kỹ thuật sẽ mang lại lợi

| ích rất lớn

| Trong suốt quá trình học tập tại trường, em đã được

| các thầy, cô, tận tình chỉ dẫn những kiến thức ban đầu và

| hôm nay từ những nền tảng đó, em thực hiện luận án tốt

¡ nghiệp “Thiết kế trạm biến áp 220/110/22KV”với sự giúp

| đỡ, hướng dẫn nhiệt tình của thây PHAN NGỌC BÍCH

Bằng tất cả lòng biết ơn chân thành, em xin được

: phép ghi nhận sự giúp đỡ quý báu của thầy PHAN NGỌC

7 BÍCH, cùng các Thây, Cô và bạn bè đã giúp đỡ, động viên

ñ em hoàn thành luận án này

: Trong suốt quá trình thực hiện luận án, do kiến thức

N và kinh nghiệm còn hạn chế khó tránh khỏi những thiếu

| sót Kính mong nhận được sự góp ý thông cảm và chỉ dẫn

| thêm của các Thây, Cô và các bạn

| Xin chân thành cảm ơn

Trang 5

Chương 8: Chọn may cắt v dao cch ly s2 5s 5s SEESEE SE 39

Chương 9: Tính toán kinh tế — kỹ thuật, quyết đỉnh phương án 48

Chương 10: Chọn khí cụ điện va các phần dẫn điỆn - se ke ssercs 51

PHAN II: CHONG SET VA NOI DAT CHO TRAM

Chung 1: Bao vé chong sét dénh true tip Cho tram ceececcceccsessecsccsecccoseccecceceees 59 Chương 2: Thiết kế lưới nối đất cho trạm .- 2S SH 72

Trang 6

PHAN I

THIET KE PHAN DIEN

Trang 7

Luận án tốt nghiệp Trang 1 GVHD: Phan Ngoc Bich

; CHUONG 1

TONG QUAN VE TRAM BIEN AP

I GIỚI THIẾU VẺ TRẠM BIẾN ÁP:

, Trạm biến áp là một công trình nhận điện bằng một hay hai nguồn cung

cap với điện áp cao để phân phối cho các phụ tải ở các cấp điện áp bằng hoặc

bé hơn điện áp hệ thống Phần công suất được phân phối ở điện áp bằng điện ap

hệ thông không qua máy biến áp, phần còn lại qua máy biến áp giảm có điện

áp phù hợp với phụ tải

I PHÂN LOẠI:

Tuy theo nhiém vụ, chức năng, cầu trúc và điện áp sử dụng mà trạm

biên áp được phân loại như sau:

1, Theo nhiệm vụ,chức năng:

-Tram biến áp trung gian (còn gọi là trạm biến áp chính): Là trạm nhận điện áp từ

hệ thống, có điện áp phía sơ cấp là 220KV biến đổi thành điện áp 110KV,

22KV hoặc 0,4KV

-Tram biến áp đia phương: Là những trạm biến áp được cung cấp từ mạng phân

phối, mạng địa phương của hệ thống điện cấp cho từng xí nghiệp hay trực tiếp

cho các hộ tiêu thụ với điện áp thứ cấp thấp hơn

2 Theo cấu trúc:

-Tram biến áp ngoài trời: Là trạm có các thiết bị đặt ngoài trời, còn phần phân

phôi điện áp thấp được đặt trong nhà Với loại này cần mặt bằng rộng và ở nơi

ít bụi Xây dựng trạm này sẽ tiết kiệm được kinh phí

-Tram biến áp trong nhà: Là trạm gồm các thiết bị đặt trong nhà.Với loại này không cần mặt bằng rộng, có thể xây dựng ở nơi ít bụi bặm mà máy vẫn hoạt động được bình thường nhưng có vốn đầu tư cao

3 Theo điện áp:

-Tram tăng áp: Có nhiệm vụ tăng điện áp từ điện áp máy phát lên điện áp cao hơn

để tải điện năng đi xa và thường được đặt ơ nhà máy điện

-Tram giảm áp (còn gọi là trạm hạ áp): Thường được đặt ở các hộ tiêu thụ để biến đổi điện áp cao xuống điện áp thấp hơn, thích hợp với mục đích sử dụng

Ngoài các loại trạm biến áp đã nêu trên, trong hệ thống điện còn có các

trạm đóng cắt điện (không có máy biến áp), trạm nỗi (nhiệm vụ liên lạc giữa hai

hệ thống có tần số khác nhau), trạm chỉnh lưu (biên dòng AC thành dòng DC)

và trạm nghịch lưu (biến dòng DC thành dong AC) dé phục vụ tải đi xa bằng dòng DC

TI NHIEM VU THIET KE:

Nhiệm vụ của luận án này là thiết ké tram bién 4p 220/110/22KV với các số

liệu ban đầu như sau:

Trạm có 2 đường dây dẫn đến và phụ tải của các cấp bao gồm:

+ Phụ tải cấp 110KV có 6 đường dây

Snax = 600 MVA; cos P = 0,85

ee

SVTH: Tran Thanh Son

Trang 8

Luận án tốt nghiệp Trang 2 GVHD: Phan Ngọc Bích

+ Phụ tải cáp 22KV có 8 đường dây

Smax = 120 MVA; cosø= 0,85

+ Nguồn cung cắp 220KV có 2 đường đây

Cân bằng công suất phụ tải

2 Lựa chọn phương án tối ưu

._ Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

._ Tính toán kinh tế - kỹ thuật quyết định phương án thiết kế

Trang 9

cung cấp điện liên tục và chất lượng điện năng

Phụ tải là một bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện, nó biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác, để phục vụ cho sản xuất và sinh

hoạt, tùy theo tầm quan trọng của phụ tải đối với nên kinh tế mà phụ tải chia

phẩm, thiết bị, lãng phí nhân công

+ Phụ tải loại 3: là những phụ tải cho phép cung cấp điện với mức độ tin

cậy thấp, cho phép mắt điện trong thời gian sửa chữa và thay thế thiết bị khi có

sự cô

I DO TH] PHY TAI TUNG CAP:

1 Câp điện áp hệ thông 220KV:

S max = 600 MVA Số đường dây 6

Trang 10

S(%) 4

80Q¬

60-4 50 4Ó ¬

Trang 11

Luận an tốt nghiệp Trang 5 GVHD: Phan Ngọc Bích

II DO THI TONG HOP CUA TOAN TRAM:

Bảng tổng hợp theo thời glan của toàn trạm

Thời gian Công suất phụ tải (MVA)

Từ đến | U¡=110KV | U;=22KV [ Tự dùng Tông %

63.25

Công suất tác dụng của toàn trạm:

Pưạm = Sưạm X COSQ rạm = 720,5 x 0,85 = 612,425 (MW)

SVTH: Trần Thanh Sơn

Trang 12

Các yêu cầu khi chọn sơ đồ cấu trúc:

1 Có tính khả thi: có thể chọn máy biến áp, máy cắt, cũng như có khả năng

thi công, và vận hành trạm

2 Đảm bảo liên tục chặt chế giữa các cấp điện áp, đặc biệt với hệ thống khi

bình thường cũng như có sự có

3 Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai

máy biến áp không cần thiết

4 Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng ít càng tốt

5 Có khả năng phát triển trong tương lai gần

Thường thiết kế một trạm biến áp có nhiều phương án khác nhau, để chọn phương

án nào tối ưu nhất Chẳng hạn, số lượng máy biến áp, tổng vốn đầu tư, tổn hao điện năng thấp nhất

II SO DO CAU TRUC TRAM:

Trạm biến áp là một công trình nhận điện năng bằng một hay nhiều nguồn cung cấp với điện áp cao, để phân phối cho các phụ tải ở cấp điện áp băng hoặc thấp hơn

điện áp hệ thông Phần công suất được phân phối ở điện áp bằng điện áp hệ thống

không qua máy biến áp ha áp, còn lại qua máy biến áp giảm áp có điện áp phù hợp với phụ tải

Phụ thuộc vào các cấp điện áp, vào công suất của phụ tải có thể sử dụng một trong

ba phương án sau:

+ Qua máy biến áp giảm dần từ điện áp cao xuống ,

+ Dùng máy biến áp ba cuộn dây (hay máy biên áp từ ngẫu nếu Uy <110 KV) + Qua các máy biến áp 2 cuộn dây cung cấp cho từng cấp điện ap thap

IH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KHÁ THỊ: ˆ

Các phương án đê ra phải đảm bảo tính kinh tế và kỹ thuật Tính kỹ thuật được đưa lên hàng đâu Qua đánh giá sơ bộ và lựa chon ta đưa ra các phương án sau:

a Phuong án 1:

—————_————_——_———_—_—_————

Trang 13

L uận án tốt nghié Tran 8 GVHD: Phan Ngoc Bích

+ Máy biến áp từ ngẫu chỉ chế tạo với dién 4p Uy < 110KV

+ Khi công suất lớn thì kích thước và trọng lượng máy biến áp lơn, gặp khó

khăn trong việc chuyên chở và xây lắp

Trang 14

+ Giảm khả năng quá tải cho máy biến áp

+ Dé dang hon trong việc vận hành và sửa chữa

e® Nhược điểm:

+ Tăng số lượng máy biến áp

+ Tach may biến áp thành hai phan riêng biệt

Trang 15

Máy biến áp là thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp khác

Điện năng sản xuât từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa phải qua đường dây cao thế 110, 220, 500KV ., thường qua máy biến áp tăng từ điện

áp máy phát Uur lên điện áp tương ứng Ở cuối đường đây cao áp lại cần máy

biến áp giảm về điện áp thích hợp ở mạng phân phối, ví du : 22; 15; 0,4KV

Trong hệ thống lớn phải qua nhiêu lân tăng giảm mới có thể đưa điện năng

từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ Cho nên tổng công suất máy biến ap trong hệ thông điện có thê băng 4 + 5 lần tổng công suât của các máy phát điện

>Sp - (4 > 5)>Smr „ „

Cho nên mặc dù hiệu suất của các máy biến áp tương đối cao, nhưng tôn

thất qua máy biến áp (AAg) hàng năm vẫn rất lớn

*Khi sử dụng máy biên áp cân lưu ý các đặc điểm sau :

MBA phát ra điện năng ma chi truyén tái điện năng Trong hệ thống điện chỉ

có máy phát điện mới phát ra công suất tác dụng P và công suất phản kháng

Q

MBA thường được chế tạo thành một khối tại nhà máy, phần có thể tháo rời

ra trong khi chuyên chở rất nhỏ (khoảng 10%), trọng lượng kích thước chuyên chở rất lớn Ví dụ máy biến áp hai cuộn dây 115/38,5KV, công suất 80MVA có trọng lượng tổng là 105 tan, phần cần chuyên chở không thể tách rời là 91,5 tắn, dài 7,4 m, rộng 5,3 m, cao 6,8 m Vì vậy khi sử dụng cần chú

ý phương tiện chuyên chở và xây lắp

Khi chọn công suất MBA cần tính đến khả năng tận dụng tối đa (xét khả

năng quá tải cho phép ), tránh vận hành non tải MBA đưa đến tổn hao không tải lớn, kéo dài thời gian sử dụng không cần thiết

Tuổi thọ và khả năng tải của MBA chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ, vận hành, trong khi nhiệt độ các phần của MBA không chỉ phụ thuộc vào công suất qua MBA mà còn phụ thuộc vào môi trường xung quanh và phương pháp làm lạnh

Công suất định mức của MBA được chế tạo theo thang tiêu chuẩn của mỗi nươc, nhất là khi công suất càng lớn Điều này dẫn đến nếu tính toán không chính xác có thể phải chọn MBA có công suất lớn không cần thiết Ví dụ:

không chọn được MBA 125MVA phải chọn 200MVA ;

Khi chọn công suất MBA phải chú ý đến khả năng phát triển phụ tải, tránh

trường hợp vừa xây dựng xong TBA phải thay đổi hay đặt thêm máy khi phụ

—————————

Trang 16

tải tăng Điều này cần cân nhắc rất khoa học và thực tế mới có thể chọn công suât tôi ưu thoả mãn tât cả các điều đã nêu trên

- - MBA hiện nay có nhiều loại :

e MBA mot pha, ba pha

MBA 2 cuộn dây, 3 cuộn dây

MBA có cuộn dây phân chia

MBA từ ngẫu 1 pha, 3 pha

MBA tăng, giảm áp

MBA có và không có điều chỉnh dưới tải

II- THÔNG SÓ ĐỊNH MỨC CỦA MBA :

1 Công suất định mức :

Là công suất liên tục truyền qua MBA trong thời gian phục vụ ứng với các điều kiện tiêu chuẩn do nhà chế tạo qui định như điện áp định mức, tân số

định mức, đặc biệt là nhiệt độ môi trường làm mát

Ví dụ: MBA do Nga chế tạo có qui định :

+ Nhiệt độ môi trường xung là 20C

+ Độ tăng nhiệt của cuộn dây so với môi trường xung quanh là 65°C

+ Độ tăng nhiệt của lớp dầu trên mặt so với môi trường xung quanh với MBA có

hệ thống làm lạnh tự nhiên và có quạt là 55°C Với MBA có hệ thống làm lạnh cưỡng bức là 40°C Do đó khi vận hành phải đảm bảo các qui định trên thì MBA

mới có thể vận hành theo công suất định mức và đảm bảo tuổi thọ theo qui định

Phụ thuộc vào điều kiện môi trường và tuổi thọ yêu cầu thì công suất định mức của MBA có thể thay đổi, tuy nhiên không được vượt quá điều kiện

giới hạn về nhiệt độ của vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện trong các MBA,

với các MBA hiện nay là 980C,

2 Khả năng quá tải của MBA :

Thực tế vận hành thường không thể có môi trường xung quanh như qui định, phụ tải qua MBA cũng không thê giữ hằng số bằng định mức mà luôn thay

đôi và phần lớn thời gian thấp hơn định mức Vì thế tuổi thọ của MBA bị kéo

dài, việc này không phải lúc nào cũng tốt vì không kịp thay thế MBA Với sự

tiến bộ công nghệ chế tạo hiện nay, MBA cũng như các thiết bị khác luôn cải

tiến về kích thước, trọng lượng, tổn hao trong máy, giá thành hạ

Để tận dụng khả năng tải của MBA, có thời gian cho phép vận hành với

công suất lớn hơn định mức gọi là quá tải MBA

S vanhanh Ss =

VGi Kg 1a hé s6 qua tai

qt

địnhmức

_— >——————————————————————

Trang 17

III - CHON CONG SUAT MAY BIEN ÁP:

1 Trường hợp chỉ có 1 MBA :

Km * Sam 2 Smax

® Trong đó: K„u¿ là khả năng quá tải thường xuyên

e Thông thường khi thiết kế ban đầu không xét khả năng này và lấy Kor =1, nghĩa là công suât MBA được chọn theo điều kiện :

Sđm.B =ó Smax

° Trường hợp theo điều kiện trên đưa đến công suất MBA quá lớn, do

thang chế tạo MBA nhảy vọt mới xét đến khả năng quá tải bình thường

Ví dụ : Smax= 65MVA trong khi cong suất MBA chỉ có loại ó3MVA và

lớn hơn là 125MVA, trường hợp này chỉ nên chọn loại 63MVA mà không chọn loại 125MVA

2 Trường hợp có 2 MBA ghép song song :

Công suất MBA được chọn theo điều kiện khi một máy nghỉ, máy còn lại với khả năng quá tải sự cố cho phép phải tải lớn hơn công suất cực đại của phụ tải

Tức là :

S max

Kqc * Sam 2 Smax => Sam.B 2 K

qtsc

Theo điều kiện này không cần xét điều kiện bình thường vì Kạ„„ lớn nhất chỉ

băng 1,4 (MBA đặt ngoài trời) trong khi điều kiện bình thường chỉ cân:

Sam 2 0,5 X Sinax

Khi chọn theo điều kiện trên dẫn đến công suất MBA quá lớn do chế tạo MBA

nhảy vọt, có thể không cần chọn công suất quá lớn mà xét khi sự cố 1 máy có

thé cat một phan phy tai loai 3, néu cho phép như vậy hợp lý hơn

3 Trường hợp có 3 MBA ghép song song :

+ Công suất MBA được chọn theo biểu thức :

S Max

Sam = 3 + Kiém tra khi mét máy nghỉ, hai máy còn lại với khả năng quá tải sự cố có thể

tải công suât cực đại:

S

2.K

Khả năng quá tải sự cố của MBA được tính như sau :

+ MBA đặt ngoài trời : K„e = l,4

+ MBA đặt trong nhà : Katse = 1,3

Trang 18

Thời gian quá tải 6 giờ trong 1 ngày đêm, K¡< 0,93 và kéo đài không quá 5 ngày đêm

Điều kiện quá tải sự cố: KI<0.93

Thời gian Công suất phụ tải (MVA)

Từ đên | U¡=110KV | U;=22KV Tự dùng Tông

Hình IV.1 — Đồ thị phụ tải toàn trạm

1 Chọn máy biến áp cho phương án 1:

+ Phương án 1: sử dụng hai máy biến áp từ ngẫu ghép song song nên ta chọn công suất máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố

Trang 19

720,5

»

Suy ra: Samp = = 514,643 (MVA)

+ Từ đồ thị phụ tải nêu trên nên ta chọn máy biến áp từ ngẫu có công suât Sams= 250 (MVA) Thì ta thấy thời gian quá tải 12g > óg thời gian

quá tải cho phép Dẫn đến không cho phép vận hành đối với đồ thị phụ

tải đã cho

+ Vậy ta chọn 3 máy biến áp từ ngẫu 3 pha, mỗi máy có công suất Samp=

300 (MVA) Thỏa điều kiện thời gian quá tải 4h < 6h thời gian quá tải cho phép Nghĩa là máy biến áp đã chọn có khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho

* Kiểm tra điều kiện quá tải:

+ Thời gian quá tải 4h < 6h thời gian quá tái cho phép

+ Trong điều kiện bình thường hệ số mang tải của mỗi máy MBA

a= pom = 2205 9 99 <0,93 3x„„ 3x300

+ Ba máy biến áp đặt ngoài trời nên kiểm tra điều kiện 1 máy bị sự cố

Kater x Samp 2 max

Suy ra: 1,4 x 600 = 840 > Sinax = 720,5 (MVA)

+ Vậy máy biến áp được chọn đã thỏa mãn yêu cầu, cho phép làm việc với phụ tải đã cho

+ Do đó, ta chọn MBA từ ngẫu có công suất Sam = 300 (MVA)

Kiéu ALSTOM do pháp sản xuất có các thông số kỹ thuật sau:

e_ Bảng thông số kỹ thuật của MBA:

+ Vì cấp 220/110 KV của phương án 2 sử dụng ba MBA từ ngẫu ghép

song song nên ta chọn công suất MBA theo điều kiện quá tải sự cố

Trong đó Kạs=l4 (vì máy biến áp đặt ngoài trời)

Suy ra: Samp > " = 514,643 (MVA)

+ Từ đồ thị phụ tải nêu trên nên ta chọn máy biến áp từ ngẫu có công suất SamB= 250 (MVA) Thi ta thây thời gian qua tai 12g > 6g thdi gian qua tai cho

phép Dân đên không cho phép vận hành đối với đồ thị phụ tải đã cho

——==—ễ-—ễễễễỄễ

Trang 20

+ Vậy ta chọn 3 máy biến áp từ ngẫu, mỗi máy có công suất Sz„p= 300 (MVA) Thỏa điều kiện thời gian qua tai 4h < 6h thời gian quá tải cho phép Nghĩa là máy biến áp đã chọn có khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho

2.2 Kiểm tra điều kiện quá tải:

+ Thời gian quá tải 4h < 6h thời gian quá tải cho phép

+ Trong điều kiện bình thường hệ sô mang tải của mỗi MBA

Kạụ= — PP — = —— =0,8< 0,93 3x Simp 3x 300

+ Ba máy biến áp kiểm tra điều kiện 1 máy bị sự cố

Km X Samp 2 Smax

Suy ra: 1,4 x 600 = 840 > S,,,, = 720,5 (MVA)

+ Vay may biến áp được chọn đã thỏa mãn yêu câu, cho phép | am việc với phụ tải đã cho

+ Ta chọn máy biến áp từ ngẫu có công suất Sạm = 300 (MVA)

Kiéu ALSTOM do Phap san xuat

2.3 Chon may bién 4 cap 110/22KV:

Thoi gian (gid) Cong suat phy tai (MVA)

Từ đên U =22KV Tu dung Tong

Trang 21

- Vì cấp 110/22KV Phương án 2 sử dụng 2 MBA 2 cuộn dây ghép song

song nên ta chọn công suât MBA theo điêu kiện quá tải sự cô

Trong đó Kqse=l,4 _ (vì máy biên áp đặt ngoài trời)

Suy ra: Samp > 2 = 86.07 (MVA)

+ Từ đồ thị phụ tải nêu trên nên ta chọn máy biến áp 3 cuộn dây có công

suất Sams= 60 (MVA) Thì ta thấy thời gian quá tải 20g > 6g thời gian quá tải

cho phép Dẫn đến không cho phép vận hành đối với đồ thị phụ tải đã cho

+ Vậy ta chọn 3 máy biến áp 2 cuộn dây, mỗi máy có công suất Samp= 63

(MVA) Théa diéu kién thoi gian qua tai 4h < 6h thdi gian qua tai cho phép

Nghia là máy biến áp đã chọn có khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho

* Kiểm tra điều kiện quá tải:

+ Thời gian quá tải 4h < 6h thời gian quá tải cho phép

+ Trong điều kiện bình thường hệ số mang tải của mỗi MBA

Ss _ 120.5 = 0,63< 0,93

T 2xSing 2x63 + Hai máy biến áp kiểm tra điều kiện 1 máy bị sự cố

SamB 2 0.58 max

Suyra: 63 > 0.5x120.5= 60.25 (MVA)

+ Vay may bién áp được chọn đã thỏa mãn yêu cầu

+ Ta chọn MBA 2 cuộn dây có công suất Sạm= 63 (MVA).Kiểu ABB

3 Bảng thông số kỹ thuật của MBA:

điện áp Ì qwvA le é Fn Nướ

(KV) ) Ca | Trun C/ |C/ |T/ |) ceP|C/ |C/ |T/ Ic sản

0 300 |230|121 |5 II J32 |20 [0.4] 145 | 520 | 430 | 390 | Phap 110/22 |63 | 115|385 |11 |12 0.6 | 53 290

Giá tiền: MBA Sam= 300 (MVA) : 1460.000 USD

MBA Sdm = 63 (MVA) : 460.000 USD

Trang 22

S(KVA) (KV) EPo | €Pn Un Dài - r ong - lượng (VND) Xuất

Trang 23

CHƯƠNG 5

SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN

I Khai niém:

Sơ đồ nối điện là hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị và khí

cụ điện có nhiệm vụ nhận điện từ các nguồn điện để phân phối, cung

cấp cho các phụ tải cùng cấp điện áp

II Một số sơ đồ nối điện tiêu biểu:

a Sơ đồ một hệ thông thanh góp :

- Mỗi phần tử nối vào thanh góp phải có một máy cắt điện, hai bên máy

cắt nói chung có 2 dao cách ly, trừ mạch máy phát điện có thể không

cần dao cách ly về phía máy phát, mạch máy biến áp 2 cuộn dây có thể không có dao cách ly về phía MBA Các dao cách ly này có nhiệm vụ đảm

bảo an toàn khi cần sửa chữa máy cắt điện

«e Ưu điểm:

Trang 24

- Ngắn mạch trên thanh góp đưa đến cắt điện toàn bộ các phần tử Ngay

cả khi cần sửa chữa thanh góp hay các dao cách ly vê phía thanh góp (gọi là dao cách ly thanh góp) cũng sẽ mất điện toàn bộ trong thời gian sửa chữa

Do những ưu và khuyết điểm trên, sơ đồ này chỉ được sử dụng khi yêu cầu về tính đảm bảo không cao, các hộ tiêu thụ thuộc loại 3, trường hợp này thường chỉ có một nguồn cung cấp

Một hê thông thanh góp có phân đoan :

Với sơ đồ này, khi cần sửa chữa chỉ tiến hành cho từng phân

đoạn, việc cung cấp điện được chuyển cho phân đoạn kia Khi sự cố xảy

ra trên phân đoạn nào, máy cắt phân đoạn sẽ cắt sẽ cắt cùng với máy

cắt của các mạch trên phân đoạn đó, phân đoạn còn lai van dam bao cung cấp điện bình thường

Với những ưu điểm đã nêu, sơ đồ một hệ thống thanh góp có

phân đoạn bằng máy cắt điện được sử dụng rất rộng rãi trong các trạm biến áp cũng như nhà máy điện khi điện áp không cao lắm ( 10; 22; 35; 110KV ) và số mạch không nhiều Đặc biệt hiện nay máy cắt điện SF6 có

độ tin cậy cao, thời gian cần sửa chữa bảo quản ngắn, thời gian ngừng

Trang 25

an

bói

Sơ đồ này chỉ được thực hiện chủ yếu với điện áp cao, thường từ

110KV trở lên và số đường dây nhiều Nhờ có máy cắt vòng, độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ tăng lên, tuy nhiên sơ đồ thêm phức tạp và

tăng vốn đầu tư

Trong quá trình thao tác cũng như thời gian sửa chữa, đường dây vẫn được cung cấp điện liên tục Đó là tác dụng của thanh góp vòng

b Sơ đồ hai hệ thông thanh góp :

Ab

: :

Đặc điểm của sơ đồ này là có 2 hệ thống thanh góp đồng thời Mỗi

phần tử qua một máy cắt nhưng rế qua 2 dao cách ly để nối vào 2

SVTH: Trân Thanh Sơn

Trang 26

thanh góp, giữa 2 hệ thống thanh góp có một máy cắt liên lạc ( MCạ )

Hai hệ thống thanh góp có giá trị như nhau

Khuyết điểm của sơ đồ 2 thanh góp là phức tạp khi xây dựng cũng

như vận hành, đặc biệt đóng cắt dao cách ly nếu nhầm lẫn có thể gây

hậu quả nghiêm trọng

Sơ đồ này chỉ sử dụng với điện áp cao từ 22KV trở lên

Mặc dù có ưu điểm hơn và khắc phục được một số khuyết điểm của sơ

đồ một thanh góp nhưng để nâng cao hơn tính đảm bảo, ta cũng có

thể làm như sau :

e_ Phân đoạn một thanh góp

e Dat thém thanh góp vòng

Sơ đồ 2 thanh góp có thanh góp vòng chỉ ứng dụng khi điện áp cao

từ 110KV trở lên và số đường dây nhiều, sơ đồ là nơi tập trung của nhiều nguồn lớn, ví dụ : trạm biến áp trung tâm

III SO’ DO NOI DIEN CUA TRAM:

1 Sơ đồ nối điện phương án 1:

Trang 27

]

may cat kết giàn

H TRÌNH TỰ TINH TOAN NGAN MACH:

Trang 28

+ Sa; có thể 100, 1000MVA hay bằng công suất tổng của hệ thống (Sun)

+ Uy, điện áp trung bình định mức là: 500; 330; 230; 115; 37; 22; 18;

- Tính dòng ngắn mạch của từng điểm ngắn mạch theo biêu thức:

I *Ni X,, 2 I Ni(KA) ~ 4*Ni * Lob Ing x Tey = TP 5

+ Trong đó: Iạ; băng trị cơ bản của dòng ngắn mạch tương ứng với điện |

áp tại điểm ngắn mạch

- Các phần tử tham gia vào sơ đồ tính toán được mô hình hóa như sau:

+ Hệ thống điện (HT) có các thông số

* Ấm) sự); Unt; Sw; In

+ Cac may phat dién (F)

* Samr: công suất máy phát (MVA)

* Uạ„y: điện áp định mức (KV)

* X„ : điện kháng siêu quá độ đọc trục đối với nhiệt điện

* X¿ : điện kháng quá độ dọc trục đối với thủy điện

+ Đường dây (D) ở các cấp điện áp

* L: chiều đài đường dây (km)

* Xo: điện kháng trên 1km đường dây có thể lấy bằng

0,4>/km

+ Kháng điện (K) trên thanh góp điện áp máy phát

* Uạng: điện áp mức của kháng (KV)

* lạmg: dòng điện định mức của kháng (KA)

* X,%: điện kháng tương đối tính băng phần trăm của kháng

Trang 29

Điện áp định mức các cấp:

DN%: Điện áp ngắn mạch phần trăm

Với máy biến áp hai cuộn dây đã có thông số sẵn

Với máy biến áp từ ngau va ba cuộn dây thường cho:

Cần tính Un% của cuộn cao, trung, hạ theo biểu thức

Khi công suất các cuộn dây là 100/100/100

Unn™ = + Une H0 † DNT-n% - Unc 1%)

Khi công suất các cuộn đây là 100/100/66,7

Khi tính toán ngắn mạch trong mạng hạ thế khác với mạng cao thé

Ta tinh trong hệ có tên, không cần tính trong hệ tương đối

Không thể bỏ qua điện trở R, vì R và X tương đương nhau

Điện trở Rg va điện kháng Xp của máy biến áp xác định theo biểu thức sau:

—_-————— -——————

SVTH: Tran Thanh Sơn

Trang 30

Ux% = +j(U„%)ˆ (U„%Ÿ

+ Trong đó: Ủạ là thành phần tác dụng của Un% xác đỉnh theo biểu thức

Up% =P =_AP 109

Rg = Xp=

Tacó: — Xm=-cSS = foe ^l3IyU„„ Iy 2 26,5 2 1 251 1 9 g 475

X4 — Sep 1000 r2” = 0, 567

2

Xur= X*, + X"gm = 0,0475 + 0,567 = 0,6145

Vi nguồn có hai đường dây tới nên 1/2

Các trị sô điện kháng của các phần tử trong hệ cơ bản

————————

SVTH: Tran Thanh Sơn

Trang 31

1.2 Máy biến áp từ ngẫu

Trang 32

- _ Sơ đồ biến đổi tương đương

- Dong ngan mach

Int — ' š\2ao cv) — 2,51 = 4 085 (KA)

Xy, 061445 `

Dòng xung kích: với Kx, = 1,8

ix = V2 xKyyxIy) = V2 x 1,8x4,085 = 10,398 (KA)

a Tinh todn ngin mach tai diém N, (110KV):

- So do bién doi tuong duong

Trang 33

- Dong xung kich: véi Ky, = 1,8

Tas = V2 x KyaxIn3 = V2 x 1,8x 14,766 = 37,589 (KA)

c Tính ngắn mach tai diém N, (0,4KV): Ộ Ộ :

- Vi Sur > 50Samp nén ta c6 thé xem phan trén 1a hang sé

- Ta cóU =0,4KV < IKV nên phải tính cả R và X

- So dé thay thé nhu sau:

Trang 34

-_ Dòng ngắn mạch

lụ= 2x1200U, _ 2x1000x400

V3x4|Rệ+Xệ v3x46,55? +21?

~ Dòng xung kích: với Kxxy = 1,8

Taca = V2 xKyxxIng = 2 x1,8x20,997 = 53,4496 (KA)

Bang tong két tinh toan ngắn mạch phương án 1:

Trang 35

Trang 36

- Dong xung kich: voi Kyx = 1,8

laa = V2 xKyxIu = V2 x 1,8x 4,085 = 10,398 (KA)

b Tính toán ngắn mạch tai diém N, (110KV):

-_ Sơ đô biên đôi tương đương

Trang 37

~ Dòng xung kích: với Kxx = 1,8

Tag = V2 xKyxIyp = V2 x 1,8x5,93 = 15,095 (KA)

c Tinh ngắn mạch tại điểm N; (22KV):

- Sơ đồ biến đổi tương đương

- Dong xung kich: véi Kyx = 1,8

Tag = V2 xKyxIn3 = V2 x 1,8x 14,766 = 37,589 (KA)

d Tính ngắn mạch tại điểm N¿ (0, 4KV):

-._ Ta tính tương tự như phương án 1

~._ Ta có U =0,4KV < IKV nên phải tính cả R và X

- So dé thay thé nhu sau:

~ Dong xung kích: với Kxx = 1,8

Tua = V2 xKyx Ing = 2 x 1,8x 20,997 = 53,4496 (KA)

Bang tông kết tính toán ngắn mạch phương án 2:

Trang 38

3.02 0.44

MAY BIEN AP

Đối với một trạm biến áp thì tổn thất điện năng và ton thất công suất có ảnh

hưởng rất lớn đến chỉ phí chung của trạm Tốn thất này sinh ra trong máy biến áp

vì chúng có điện trở và điện kháng nên bao giờ cũng có một tốn thất nhất định: công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q Vì vậy, tính toán tổn thất trong máy biến áp không thể thiếu trong quá trình thiết kế trạm biến áp

Năng lượng điện năng mắt mát đó, biến thành nhiệt làm nóng dây dẫn và máy biến áp, cuối cùng tỏa ra ngoài không khí, không mang lại hiệu quả cao Cho nên,

ta phải tính toán tốn thất trong máy biến áp để so sánh những phương án kinh tế nhât

H CÁCH TÍNH TOÁN TỎN THÁT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA:

1 Tổn thất điện năng (rong máy biến áp ba pha 2 cuộn dây

-_ khi không có đồ thị phụ tải xác định theo biểu thức

+ APo: ton that không tải

+ APy: tổn that ngăn mạch

+n:số máy biến ap làm việc song song

+ t: thời gian làm việc của máy biến áp (giơ)

+ §¡ : công suất của nMBA tương ứng với thời gian t;

+ z : thời gian tổn thất công suất cực đại phụ thuộc vào thời gian str dung cong suat cure dai Tmax và COS 2

A _XS,xt,

Snax Snax

2 Ton that dién nang trong may biến á áp từ ngẫu:

- Hệ số có lợi của MBA từ ngau V

ee

Trang 39

- _ Khi có đồ thị phụ tải hình bậc thang, n máy làm việc song song

dm

- Trong đó:

+ APwc : tốn thất ngắn mạch cuộn cao

+ APur : tôn thất ngắn mạch cuộn trung

+ APụu : tốn thất ngắn mạch cuộn hạ

+ Sam : công suất của máy biến ap

- Khikhéng c6 dé thi phụ tải

1 S max C S mmaxT S mai

AA =nxAfxtt - Alic ~và Fo + AP yr 2 Tp + AP yi Tụ

WI TINH TOAN TON THAT DIEN NANG TRONG MAY BIEN AP CUA 2 PHUON G AN:

1 Tính toán tốn thất điện năng trong MBA phương án 1:

a Tén that điện nang trong máy bién ap B, & B, & B;:

- - Ba MBA từ ngẫu mỗi máy có công suất: Szm„= 300 (MVA)

Trong 46: APycr =520(Kw); APNru=390(Kw); APncu=430 (Kw)

-_ Hệ số có lợi:

er NHA

Trang 40

DSi’ Tin= 60? x 4496? x 4120? x4+1082 x4+120? x4+962 x4=249984 (MVA.h)

- Dwya vao dé thi phu tai cudn trung 110KV

- Dựa vào đồ thị phụ tải cuộn cao 220KV:

- _ Vì chế độ công suất truyền từ cuộn cao sang trung và hạ nên

Trong đó: + APwc =340 (Kw); APyr =180 (Kw); APyxy =1380 (Kw)

+ APy = 145 (Kw); n=3; t= 24; San = 300 (MVA)

Tid”

Định dạng
Số trang	97
Dung lượng	3,31 MB