Thiết kế trạm biến áp Tân Thới Hiệp - Khóa luận tốt nghiệp

Chương 2 đồ thị phụ tải ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TÂN THỚI HIỆP SINH VIÊN TRẦN MỸ NGỌC MSSV 16077821 SINH VIÊN NGUYỄN TRỌNG HIẾU MSSV 16071951 LỚP DHDI12AVL GVHD THS NGUYỄN QUÂN TP HCM, NĂM 2017 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp GVHD ThS Nguyễn Quân Trang 1 SVTH Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 Họ và tên sinh viên nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài (1) Trần Mỹ Ngọc, MSSV 16077821 (2) Nguyễn.

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TÂN THỚI HIỆP SINH VIÊN : TRẦN MỸ NGỌC MSSV : 16077821 SINH VIÊN : NGUYỄN TRỌNG HIẾU MSSV : 16071951 LỚP : DHDI12AVL GVHD : THS NGUYỄN QUÂN TP HCM, NĂM 2017 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài: (1): Trần Mỹ Ngọc, MSSV: 16077821 (2): Nguyễn Trọng Hiếu, MSSV: 16071951 Tên đề tài: Thiết kế trạm biến áp 110kV Tân Thới Hiệp Nội dung: Giới thiệu tổng quan trạm biến áp, chọn phƣơng án thiết kế phƣơng án sơ đồ trạm sơ đồ nối điện Tính tốn chọn máy biến áp cho phƣơng án chọn, chọn khí cụ điện phần tử dẫn điện Tổng kết phƣơng án thiết kế Thiết kế hệ thống chống sét nối đất Kết Thông qua đề tài, chúng em hiểu đƣợc trình tự thiết kế trạm biến áp, cách lắp đặt lựa chọn thiết bị bảo vệ cho trạm, kiểu nối đất chống sét cho trạm Các vấn đề kinh tế kỹ thuật lắp đặt vận hành trạm biến áp Giảng viên hƣớng dẫn Ths Nguyễn Quân Tp HCM, ngày tháng năm 20 Sinh viên: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN - GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp MỤC LỤC PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1 Giới thiệu hệ thống điện 1.2 Trạm biến áp 1.2.1 Theo điện áp 1.2.2 Theo địa dƣ 1.3 Cấu trúc trạm biến áp 1.3.1 Các thành phần trạm biến áp 1.3.2 Những vấn đề chọn vị trí đặt trạm 1.4 Yêu cầu thiết kế Chƣơng PHỤ TẢI ĐIỆN 2.1 Khái niệm: 2.2 Đồ thị phụ tải: 2.3 Xây dựng đồ thị phụ tải 10 2.4 Xác định T max , max 11 Chƣơng 13 CÁC PHƢƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM 13 3.1 Giới thiệu sơ đồ cấu trúc 13 3.2 Các phƣơng án chọn sơ đồ cấu trúc 13 3.3 Phân tích ƣu khuyết điểm phƣơng án: 13 3.3.1 Phƣơng án 1: 13 3.3.2 Phƣơng án 2: 14 3.3.3 Phƣơng án 3: 14 3.4 Lựa chọn phƣơng án 15 Chƣơng 16 CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO CÁC PHƢƠNG ÁN 16 4.1 Chọn máy biến áp 16 4.1.1 Khái niệm chung: 16 4.1.2 Tính tốn chọn máy biến áp cho trạm Tân Thới Hiệp 17 4.2 Sơ đồ nối điện cho phƣơng án 20 4.2.1 Khái niệm 20 4.2.2 Một số sơ đồ nối điện 21 4.2.3 Chọn sơ đồ nối điện cho phƣơng án 23 Chƣơng 24 TÍNH TỐN DỊNG ĐIỆN NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN MÁY CẮT CHO CÁC PHƢƠNG ÁN 24 5.1 Tính tốn dịng điện ngắn mạch 24 5.1.1 Khái niệm 24 5.1.2 Nguyên nhân hậu ngắn mạch 24 GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp 5.1.3 Phƣơng pháp tính ngắn mạch 24 5.1.4 Tính tốn ngắn mạch cho trạm 26 5.2 Chọn máy cắt cho phƣơng án 31 5.2.1 Yêu cầu điều kiện chọn máy cắt 31 5.2.2 Chọn máy cắt cho phƣơng án 32 Chƣơng 37 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA 37 TÍNH TỐN KINH TẾ-KỸ THUẬT QUYẾT ĐỊNH PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 37 6.1 Tổn thất điện MBA 37 6.1.1 Khái niệm 37 6.1.2 Tổn thất điện MBA pha cuộn dây 37 6.1.3 Tính tổn thất điện cho phƣơng án 38 6.2 Tính tốn kinh tế kỹ thuật 39 6.2.1 Khái niệm 39 6.2.2 Tính tốn kinh tế kỹ thuật, so sánh phƣơng án: 39 6.2.3 Tính tốn chi phí kinh tế cho phƣơng án 41 6.2.4 Đánh giá lựa chọn phƣơng án 42 Chƣơng 44 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN 44 7.1 Khái niệm chung 44 7.2 Lựa chọn khí cụ điện phần dẫn điện 44 7.2.1 Chọn máy cắt 44 7.2.2 Chọn dao cách ly 45 7.2.3 Chọn dẫn – góp 46 7.2.4 Chọn sứ cách điện 52 7.2.5 Chọn cáp điện lực 54 7.2.6 Chọn máy biến dòng điện 57 7.2.7 Chọn máy biến điện áp 60 7.3 Chọn máy biến áp tự dùng cho trạm 64 Chƣơng 66 TỔNG KẾT PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 66 8.1 Sơ đồ cấu trúc 66 8.2 Máy biến áp trạm 66 8.3 Sơ đồ nối điện 66 8.4 Dòng điện ngắn mạch 67 8.5 Máy cắt 67 8.6 Tổn hao, chi phí tính tốn 68 8.7 Các khí cụ phần dẫn điện 68 8.7.1 Dao cách ly 110KV 68 8.7.2 Thanh góp- dẫn 68 8.7.3 Sứ cách điện 69 8.7.4 Cáp điện lực 69 8.7.5 Máy biến dòng điện 70 8.7.6 Máy biến điện áp 70 8.8 Máy biến áp tự dùng 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 LỜI CẢM ƠN 73 GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình phát triển xã hội, ngƣời ln tìm cách khai thác tự nhiên để phục vụ cho nhu cầu sống Ngày nay, kinh tế nƣớc ta đƣờng cơng nghiệp hóa, đại hóa Vì thế, điện đóng vai trị quan trọng khơng thể thiếu q trình phát triển đất nƣớc Nhu cầu dùng điện lƣợng điện tiêu thụ đƣợc không ngƣng thay đổi tăng nhanh ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, thông tin liên lạc…Điện giữ vai trò chủ đạo đóng góp giá trị khơng nhỏ cho ngân sách nhà nƣớc Trong năm qua ngành điện Việt Nam đạt thành tựu to lớn, đáp ứng đƣợc nhu cầu điện cửa kinh tế quốc dân với tốc độ tăng trƣởng bình quân 15% năm Qua thấy việc sản xuất điện vấn đề quan trọng, cần đƣợc quan tâm trọng nhiều Ở nƣớc ta, điện hầu hết đƣợc sản xuất nhà máy nhiệt điện , thủy điện có cơng suất lớn nhƣ : Thủy điện Hịa Bình , thủy điện Đa Nhim , thủy điện Trị An , nhiệt điện Phú Mỹ , nhiệt điện Phả Lại Các nhà máy thủy điện đƣợc xây dựng vùng có vị trí địa lý thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy thủy điện , cịn nhà máy nhiệt điện đƣợc xây dựng nơi gần nguồn nhiên liệu, nhƣng hộ tiêu thụ khơng hộ xung quanh nhà máy.Vấn đề đặt truyền tải đƣợc điện từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ cách liên tục, an tồn kinh tế Vì vậy, nhóm em chọn đề tài thiết kế trạm biến áp 110kV/22kV Dù cố gắng nhƣng kiến thức thời gian có hạn nên đồ án thiết kế khơng tránh khỏi thiếu sót Vì mong q thầy va bạn tận tình góp ý để đồ án thiết kế đƣợc hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Quân nhiệt tình hƣớng dẫn đồ án thiết kế GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp Chƣơng TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1 Giới thiệu hệ thống điện - Hệ thống điện phận hệ thống lƣợng, bao gồm nhà máy điện, mạng điện hộ tiêu thụ điện - Điện đƣợc sản xuất nhà máy đƣợc truyền tải phân phối đến nhà tiêu thụ dây dẫn Trong trình truyền tải điện có phát sinh tổn thất đƣờng dây nên trƣớc truyền xa phải đƣa lên điện cao áp để truyền tải hạ xuống thấp điện áp tƣơng ứng để đƣa đến phụ tải Do trạm biến áp phần thiếu hệ thống điện 1.2 Trạm biến áp Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp sang cấp khác tuỳ theo yêu cầu, trạm biến áp nơi phân phối điện đến phụ tải Ngƣời ta phân loại trạm theo: 1.2.1 Theo điện áp - Trạm biến áp tăng: đặt nhà máy điện làm nhiệm vụ tăng từ cấp điện áp máy phát lên cấp điện áp truyền tải - Trạm biến áp hạ áp: đặt gần phụ tải làm nhiệm vụ biến đổi từ cấp điện áp truyền tải đến cấp điện áp phân phối theo yêu cầu phụ tải - Trạm biến áp trung gian: làm nhiệm vụ liên lạc hai lƣới điện khác 1.2.2 Theo địa dƣ Trạm biến áp khu vực: đƣợc cấp điện từ mạng cung cấp cho khu vực lớn: thành phố, khu công nghiệp… Trạm biến áp địa phƣơng: đƣợc cấp điện từ mạng phân phối cấp điện cho địa phƣơng, nhà máy xí nghiệp nhỏ… 1.3 Cấu trúc trạm biến áp 1.3.1 Các thành phần trạm biến áp - Máy biến áp(MBA) trung tâm - Hệ thống cái, dao cách ly - Hệ thống bảo vệ rơle - Hệ thống chống sét nối đất GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp - Hệ thống điện tự dùng - Khu vực phòng điều hành - Khu vực phòng phân phối 1.3.2 Những vấn đề chọn vị trí đặt trạm - Gần phụ tải - Thuận tiện giao thông - Đặt nơi khô - Tránh vùng đất dễ bị sạt lỡ - Tránh xa khu vực dễ gây cháy nổ 1.4 Yêu cầu thiết kế - Đảm bảo chất lƣợng điện - Độ tin cậy cao( tuỳ theo tính chất loại phụ tải) - Vốn đầu tƣ thấp - An toàn cho ngƣời thiết bị - Thuận tiện sữa chữa vận hành GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp Chƣơng PHỤ TẢI ĐIỆN 2.1 Khái niệm: Phụ tải điện thiết bị hay tập hợp khu vực gồm nhiều thiết bị sử dụng điện để biến đổi thành phần dạng lƣợng khác nhƣ: Quang năng, nhiệt năng, năng, hóa  Phụ tải điện biễu diễn dƣới dạng tổng quát: S = P + jQ Trong đó: + P : cơng suất tác dụng đơn vị đo lƣờng là: Oát W Kilô Oát KW = 103W Mega Oát MW = 103KW = 106W + Q : Công suất phản kháng, đơn vị đo lƣờng VAR, KVAR; MVAR + S : Công suất biển biến, đơn vị đo lƣờng VA, KVA, MVA Về trị số S = P2 + Q2 P = Scos Q = Ssin Điện công suất tiêu thụ thời gian T t A= P(t)dt =  PiTi o Đơn vị đo lƣờng Oát Wh; KWh; MWh  Phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu, phụ tải phân loại theo tính chất: + Phụ tải động lực: cung cấp cho động điện + Phụ tải nông nghiệp: Cung cấp cho khu vực nông nghiệp + Phụ tải sinh hoạt: cung cấp cho vùng dân cƣ  Phân loại theo độ tin cậy cung cấp điện: + Loại I hộ tiêu thụ điện mà cung cấp điện bị gián đoạn ảnh hƣởng đến an ninh Quốc gia, ảnh hƣởng đến quan trọng yếu Nhà nƣớc, gây nguy hiểm chết ngƣời, tổn tất nghiêm trọng kinh tế theo nhu cầu cấp điện đặc biệt khách hàng GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp + Loại II hộ tiêu thụ điện mà cung cấp điện bị gián đoạn gây tổn thất lớn kinh tế, rối loạn q trình cơng nghệ phức tạp, rối loạn hoạt động bình thƣờng thành phố + Loại III: hộ tiêu thụ không thuộc hai loại Khi thiết kế cung cấp điện cho phụ tải điện cần ý nhƣ sau: + Hộ tiêu thụ điện loại I phải đƣợc cung cấp điện hai nguồn cung cấp điện độc lập nguồn dự phòng chỗ Chỉ cho phép ngừng cung cấp điện thời gian tự động đóng nguồn dự phịng Nguồn điện dự phịng chỗ trạm cố định lƣu động có máy phát điện lƣu động Nói cách khác tính nặng kỹ thuật, tính đảm bảo yếu tố kinh tế (vốn đầu tƣ) cao + Hộ tiêu thụ điện loại II phải đƣợc cung cấp điện nguồn cung cấp điện nguồn dự phòng, đƣợc phép ngừng cung cấp điện thời gian cần thiết để đóng nguồn dự phịng + Hộ tiêu thụ điện loại III đƣợc phép ngừng cung cấp điện thời gian sửa chữa xử lý cố - Mức tiêu thụ điện thay đổi theo thời gian.Quy luật biến thiên phụ tải theo thời gian đƣợc biểu diễn hình vẽ gọi đồ thị phụ tải.Trục tung đồ thị phụ tảicó thể là: cơng suất tác dụng,cơng suất phản kháng, cơng suất biểu kiến Cịn trục hồnh biểu diễn theo thời gian - Đồ thị phụ tải cần thiết cho thiết kế vận hành hệ thống điện biết đồ thị phụ tải tồn hệ thống phân bố tối ƣu công suất cho nhà máy điện hệ thống, xác định mức tiêu hao nhiên liệu…Đồ thị phụ tải ngày nhà máy hay trạm biến áp dùng để chọn dung lƣợng máy biến áp, tính tốn tổn thất điện máy biến áp, chọn sơ đồ nối dây… 2.2 Đồ thị phụ tải: Đồ thị phụ tải biểu diễn quan hệ công suất phụ tải (S,P,Q) theo thời gian t Qua khảo sát tình hình phát triển kinh tế xã hội nhu cầu sử dụng điện khu vực cần cung cấp điện có phụ tải trạm biến áp Tân Thới Hiệp vào năm 2009 Smax = 25.6 MVA Đồ thị phụ tải ngày trạm cần thiết cho thiết kế vận hành hệ thống điện Khi biết đồ thị phụ tải toàn hệ thống điện chọn đƣợc máy biến áp tối ƣu GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp Kết hợp giá trị tính tốn điều kiện ta chọn đƣợc biến dịng có thơng số sau: T  MIIB-III Loại biến dịng Điện áp định mức 110KV Tần số 50Hz Cấp xác 0,5 20  Phụ tải định mức Dòng điện định mức sơ cấp 1500A Dòng điện định mức thứ cấp 1A Dòng ổn định động 158kA o Kiểm tra ổn định động 2.Kd I dmI  ixk Kd: bội số ổn định động BI Kd  I ldd 158   105.33 I dmI 1.5  2.Kd I dmI  223.45kA  ixk  18.15kA Do Idm BI >1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt o Kiểm tra phụ tải thứ cấp chọn dây dẫn ZdmBI  Z dc  Z dd Trong đó: Zdc: tổng phụ tải dụng cụ đo Z dc  Sdc I 2 dmBI  16  16 Zdd: tổng trở dây dẫn từ BI đến dụng cụ đo Trƣờng hợp giới hạn ZdmBI  Z dc  Z dd Z dd   ltt Z dmBI  Z dc  Z dd  .ltt Z dmBI  Z dc  0, 0188.80  0.376mm2 20  16 ( giả sử khoảng cách từ BI đến dụng cụ đo 80m, đặt BI pha) GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 59 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp Để đảm bảo độ bền ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện Sdd = 2,5mm2 * Chọn biến dòng cho cấp 22KV Các giá trị tính tốn đƣợc cấp 22KV: - Dịng điện cƣỡng I cb  672 A - Dòng điện ngắn mạch I N  8.08kA - Dòng ngắn mạch xung kích I xk  20.3616kA Các thiết bị đo lƣờng đƣợc nối vào mạch thứ cấp BI Tên dụng cụ đo Phụ tải(VA) A B C Ampe kế 1 Watt kế tác dụng 5 Watt kế phản kháng 5 Điện kế tác dụng 2.5 2.5 Điện kế phản kháng 2.5 2.5 Tổng 16 16 Trong pha A, C mang tải nhiều S = 16VA Nên ta dựa vào phụ tải pha A, C để lựa chọn BI tiết diện dây dẫn nối BI với thiết bị khác Kết hợp giá trị tính tốn điều kiện ta chọn đƣợc biến dịng có thơng số sau: Loại biến dòng TΠ0г-20 Điện áp định mức 24KV Tần số 50Hz Cấp xác 0,5 Phụ tải định mức 1,2  Dòng điện định mức sơ cấp 6000A Dòng điện định mức thứ cấp 5A Dòng ổn định động 120kA Để đảm bảo độ bền ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện Sdd = 2,5mm2 7.2.7 Chọn máy biến điện áp GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 60 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp - Máy biến điện áp gọi máy biến áp đo lƣờng, ký hiệu BU hay TU, có chức biến đổi điện áp sơ cấp xuống 100V hay 100/ V, cấp nguồn áp cho mạch đo lƣờng, điều khiển, tín hiệu, bảo vệ… - Máy biến áp đo lƣờng đƣợc chế tạo với điện áp từ 3KV trở lên, có loại khơ loại dầu Loại khô đặt cho trạm phân phối nhà, loại dầu đặt chỗ Cả hai đƣợc chế tạo loại pha, pha Máy biến áp đo lƣờng đƣợc chế tạo theo điều kiện sau Điện áp: U dmBU  U HT - Cấp xác: Xác định theo dụng cụ có u cầu cao - Công suất định mức:  S2  SdmBU - Chọn dây dẫn nối BU với dụng cụ đo lƣờng: Tổn thất điện áp dây dẫn không đƣợc lớn 0,5% điện áp định mức thứ cấp phải thoã mãn điều kiện độ bền * Chọn máy biến điện áp cho cấp 110KV Các thiết bị đo lƣờng nối vào mạch thứ cấp Tên đồng hồ Phụ tải AB Phụ tải BC W W Var Vôn kế 7.2 Watt kế 1.8 1.8 Var kế 1.8 1.8 Tần số kế Var 6.5 Điện kế tác dụng 0.66 1.6 0.66 1.6 Điện kế phản 0.66 1.6 0.66 1.6 12.12 3.24 11.42 3.24 kháng Tổng cộng Phụ tải điện áp pha A,B S AB  12,122  3, 242  12,546VA Phụ tải điện áp pha B, C SBC  12, 422  3, 242  11,87VA Tổng phụ tải St = 12,546 + 11,7 = 24,416 VA GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 61 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp Chọn đƣợc máy biến điện áp Máy biến điện áp loại VCU-123 Điện áp định mức sơ cấp 100/ kV Điện áp định mức thứ cấp 100/ V Cấp xác 0,5 Cơng suất 150VA Chọn dây dẫn nối từ biến điện áp đến thiết bị đo lƣờng U cp  0,5%.U dmBU  0, 005 100  0, 289V cos   Cu  0, 0175mm2 / m U cp  0,5%.U dmBU  0, 005 100  0, 289V Tổn thất dây ( bỏ qua điện kháng dây dẫn, dụng cụ đo có cos   ) p.r U   U cp U dmBU r U dmBU U cp p Mặt khác r  l Sdd Vậy nên Sdd   l p U cp U dmBU Chọn dây dẫn đồng cách điện có Cu  0,0175mm2 / m l = 80 m p = 24,416 W  Sdd   l p U cp U dmBU  0, 0175.24, 416.80  2, 04mm2 100 0, 289 Vậy ta chọn dây dẫn có tiết diện Sdd = 2,5mm2 * Chọn máy biến điện áp cho cấp 22KV GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 62 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp Các thiết bị đo lƣờng nối vào mạch thứ cấp Tên đồng hồ Phụ tải AB Phụ tải BC W W Var Vôn kế 5x7.2 Watt kế 15x1.8 5x1.8 Var kế 5x1.8 5x1.8 Tần số kế Điện kế tác Var 5x6.5 5x0.66 5x1.6 5x0.66 5x1.6 5x0.66 5x1.6 5x0.66 5x1.6 31.8 16.2 31.1 16.2 dụng Điện kế phản kháng Tổng cộng Phụ tải điện áp pha A,B S AB  31.82  16.22  35.69VA Phụ tải điện áp pha B, C SBC  31.12  16.22  35.07VA Tổng phụ tải St = 35.69 + 35.07 = 70.76VA Chọn đƣợc máy biến điện áp Máy biến điện áp loại 3H0II-06-24T3 Điện áp định mức sơ cấp 22/ kV Điện áp định mức thứ cấp 100/ V Cấp xác Cơng suất 0,5 75VA Chọn dây dẫn nối từ biến điện áp đến thiết bị đo lƣờng GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 63 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp U cp  0,5%.U dmBU  0, 005 100  0, 289V cos   Cu  0, 0175mm2 / m U cp  0,5%.U dmBU  0, 005 100  0, 289V Tổn thất dây ( bỏ qua điện kháng dây dẫn, dụng cụ đo có cos   ) p.r U   U cp U dmBU r U dmBU U cp p Mặt khác r  l Sdd Vậy nên Sdd   l p U cp U dmBU Chọn dây dẫn đồng cách điện có Cu  0,0175mm2 / m l = 30 m p = 70,76 W  Sdd   l p U cp U dmBU  0, 0175.70, 76.30  2, 226mm2 100 0, 289 Vậy ta chọn dây dẫn có tiết diện Sdd = 2,5mm2 7.3 Chọn máy biến áp tự dùng cho trạm - Để truyền tải điện phần cung cấp cho hộ tiêu thụ, thân trạm biến áp tiêu thụ lƣợng điện năng.Phần gọi điện tự dùng trạm  Phụ tải tự dùng trạm bao gồm  Các thiết bị làm mát máy biến áp  Chiếu sáng khu vực trời  Các thiết bị điều khiển  Thiết bị thông tin liên lạc  Bộ nạp acquy GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 64 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp  Chiếu sáng nhà điều khiển phân phối  Hệ thống thơng thống nhà điều khiển phân phối  Hệ thống bơm nƣớc hầm cáp  Điều hoà nhiệt độ nhà điều khiển  Một số yêu cầu chọn máy biến áp tự dùng: + Tổng công suất phụ tải tự dùng Std = 0,3MVA + Điện áp 22/0,4KV + Số lƣợng máy biến áp: máy (dự phòng lẫn nhau) Chọn máy biến áp tự dùng Số lƣợng MBA: máy Công suất định mức: 315KVA Điện áp định mức cuộn cao: 22  2x2,5%KV Điện áp định mức cuộn trung áp: 0,4 KV Tổn hao không tải: 720KW Tổn hao ngắn mạch: 4850W Điện áp ngắn mạch: 4% Trọng lƣợng: 1275kg GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 65 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp Chƣơng TỔNG KẾT PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 8.1 Sơ đồ cấu trúc HỆ THỐNG 110KV 22KV Hình 8.1 8.2 Máy biến áp trạm Máy biến áp SIEMENS chế tạo Số lƣợng: máy Công suất định mức: SdnB = 20MVA Tổn hao không tải: 20Kw Tổn hao ngắn mạch: 56Kw Điện áp ngắn mạch: 9,6% Trọng lƣợng(có dầu): 54 Đơn giá: 320000USD 8.3 Sơ đồ nối điện 110KV 20MVA 20MVA 22KV Hình 8.3 GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 66 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp 8.4 Dịng điện ngắn mạch Vị trí Điện áp Dòng điện (KV) IN(kA) Ixk(kA) N1 110 7.13 18.15 N2 22 8.08 20.36 8.5 Máy cắt Máy cắt 110KV Kiểu máy cắt Яэ 110-23 Hãng sản xuất AEG Điện áp định mức 110KV Dòng điện định mức 1250A Dòng điện cắt định mức 40KA Dòng ổn định động 50KA Đơn giá 21420USD Số lƣợng Máy cắt 22KV(cho lộ tổng phân đoạn) Kiểu máy cắt 8DA10 Hãng sản xuất SEMENS Điện áp định mức 24KV Dòng điện định mức 2500A Dòng điện cắt định mức 40KA Dòng ổn định động 110KA Đơn giá 36000USD Số lƣợng Máy cắt 22KV( cho xuất tuyến) Kiểu máy cắt 8DC11 Hãng sản xuất SEMENS Điện áp định mức 24KV GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 67 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp Dòng điện định mức 1250A Dòng điện cắt định mức 25KA Dòng ổn định động 63KA Đơn giá 24500USD Số lƣợng 8.6 Tổn hao, chi phí tính tốn * Tổn thất điện 1 A  365[n.P0 T  PN  Si2 Ti ] n SdmB   A  365  2.20.24  56 3.8,12  2.10, 62  7.13,12  15, 62  4.18,12  4.20, 62  3.25, 62  2.20     = 525165.6Kwh/năm * Chi phí tính tốn Các chi phí Vốn đầu tƣ (USD) 997940 Chi phí vận hành hàng năm 120065 (USD) Tổng chi phí tính tốn (USD) 239817.8 8.7 Các khí cụ phần dẫn điện 8.7.1 Dao cách ly 110KV Loại dao cách ly D-123 Điện áp định mức 123KV Dòng điện định mức 1250A Dòng ổn định nhiệt 40/1 KA/s Dòng ổn định động 31.5 KA Số lƣợng 12 8.7.2 Thanh góp- dẫn * Thanh góp-thanh dẫn 110KV( góp-thanh dẫn mềm) GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 68 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp Loại dây dẫn AC-95/15 Đƣờng kính dây 13,5mm Tiết diện dây 91,7mm2 Dịng điện cho phép 330A * Thanh góp-thanh dẫn 22KV( góp-thanh dẫn cứng) Thanh dẫn đồng hình chữ nhật Chiều dài 50 x mm 0.5 cm Chiều rộng cm Dòng điện cho phép 860A Khoảng cách pha 40 cm Khoảng cách sứ đỡ 120 cm 8.7.3 Sứ cách điện * Sứ cách điện phía 110KV Loại C-550 I YXA-T1 Điện áp định mức 110 KV Lực phá hoại: 20 kN/kg Chiều cao 1220 mm * Sứ cách điện phía 22KV Loại ИOP-24-3,75YXΛ Điện áp định mức 35 KV Lực phá hoại: 30 kN/kg Chiều cao 372 mm Phụ tải phá hoại 375 kg Khối lƣợng 10,78 kg 8.7.4 Cáp điện lực * Cáp cho lộ tổng 22KV Hãng chế tạo: ALCATEL Tiết diện: 150mm2 Điện áp định mức: 24KV Dòng điện cho phép: 349A GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 69 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp Loại cáp ngầm đồng bọc XLPE lõi, đƣợc bố trí mƣơng cáp, pha sợi, pha trung tính sợi:3(3x150XPLE) + (2x120XPLE) * Cáp cho lộ xuất tuyến 22KV Chọn cáp đồng lõi có thơng số sau: Hãng chế tạo: ALCATEL Tiết diện: 150mm2 Điện áp định mức: 24KV Dòng điện cho phép: 322A 8.7.5 Máy biến dòng điện * Biến dòng cấp 110KV Loại biến dòng Điện áp định mức Tần số T  MIIB-III 110KV 50Hz Cấp xác 0,5 20  Phụ tải định mức Dòng điện định mức sơ cấp 1500A Dòng điện định mức thứ cấp 1A Dòng ổn định động 158kA * Biến dòng cấp 22KV Loại biến dòng TΠ0г-20 Điện áp định mức 24KV Tần số 50Hz Cấp xác 0,5 Phụ tải định mức 1,2  Dòng điện định mức sơ cấp 6000A Dòng điện định mức thứ cấp 5A Dòng ổn định động 120kA 8.7.6 Máy biến điện áp * Biến điện áp cấp 110KV GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 70 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp Máy biến điện áp loại VCU-123 Điện áp định mức sơ cấp 100/ kV Điện áp định mức thứ cấp 100/ V Cấp xác 0,5 Cơng suất 150VA * Biến điện áp cấp 22KV Máy biến điện áp loại 3H0II-06-24T3 Điện áp định mức sơ cấp 22/ kV Điện áp định mức thứ cấp 100/ V Cấp xác 0,5 Cơng suất 75VA 8.8 Máy biến áp tự dùng Máy biến áp ABB chế tạo có thơng số sau Số lƣợng MBA: máy Công suất định mức: 315KVA Điện áp định mức cuộn cao: 22  2x2,5%KV Điện áp định mức cuộn trung áp: 0,4 KV Tổn hao không tải: 720KW Tổn hao ngắn mạch: 4850W Điện áp ngắn mạch: 4% Trọng lƣợng: 1275kg GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 71 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp TÀI LIỆU THAM KHẢO Huỳnh Nhơn, Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TPHCM, 2003 Hồ Văn Hiến, Hƣớng dẫn thiết kế mạng, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TPHCM Dƣơng Vũ Văn - Trần Hoàng Lĩnh – Lê Thanh Thoả, Hƣớng dẫn thiết kế phần điện - Thiết kế chống sét cho Nhà máy nhiệt điện, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TPHCM Bộ môn hệ thống điện Trƣờng Đại học Bách Khoa TPHCM, Nhà máy điện trạm biến áp, 2003 Bùi Ngọc Thƣ, Mạng Cung Cấp Và Phân Phối Điện, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TPHCM,2000 Giáo trình: Cung cấp điện – Khoa cơng nghệ điện GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 72 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế trạm biến áp LỜI CẢM ƠN - Lời chúng em xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy, trƣờng Đại học Công Nghiệp TP.HCM Những ngƣời trực tiếp giảng dạy, truyền đạt kiến thức bổ ích cho chúng em, tảng bản, hành trang vô quý giá, bƣớc cho em bƣớc vào nghiệp sau tƣơng lai - Hoàn thành Đồ Án này, chúng em bày tỏ lời cảm ơn với thầy giáo hƣớng dẫn Nguyễn Quân, ngƣời tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ chúng em thời gian làm đồ án Đồng thời cảm ơn thầy cô khoa Công Nghệ Điện giúp đỡ em suốt thời gian học tập trƣờng - Mặc dù chúng em có nhiều cố gắng, nhƣng thời gian có hạn kiến thức cịn hạn hẹp nên q trình thực Đồ Án chúng em khơng thể tránh khỏi sai sót, mong q thầy hội đồng khảo thi bỏ qua giúp đỡ để chúng em hồn chỉnh đồ án rút kinh nghiệm bổ ích làm hành trang áp dụng vào thực tiễn Chúng em xin chân thành cảm ơn! GVHD: ThS.Nguyễn Quân Trang - 73 - SVTH: Trần Mỹ Ngọc Nguyễn Trọng Hiếu ... Tên đề tài: Thiết kế trạm biến áp 110kV Tân Thới Hiệp Nội dung: Giới thiệu tổng quan trạm biến áp, chọn phƣơng án thiết kế phƣơng án sơ đồ trạm sơ đồ nối điện Tính tốn chọn máy biến áp cho phƣơng... điện Tổng kết phƣơng án thiết kế Thiết kế hệ thống chống sét nối đất Kết Thơng qua đề tài, chúng em hiểu đƣợc trình tự thiết kế trạm biến áp, cách lắp đặt lựa chọn thiết bị bảo vệ cho trạm, kiểu... đƣa lên điện cao áp để truyền tải hạ xuống thấp điện áp tƣơng ứng để đƣa đến phụ tải Do trạm biến áp phần thiếu hệ thống điện 1.2 Trạm biến áp Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp sang