Đồ án thIết kế trạm biến áp 220 Đồ án thIết kế trạm biến áp 220 Đồ án thIết kế trạm biến áp 220 Đồ án thIết kế trạm biến áp 220 Đồ án thIết kế trạm biến áp 220 Đồ án thIết kế trạm biến áp 220 Đồ án thIết kế trạm biến áp 220 Đồ án thIết kế trạm biến áp 220
TỔNG QUAN CHƯƠNG LỜI CẢM ƠN Em chân thành cảm ơn Thầy Lê Đình Lương trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu tạo điều kiện để em hồn thành đồ án mơn học Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy- Trần Thanh Sơn thầy cô khoa Điện-Điện tử giảng dạy, truyền đạt trang bị kiến thức cho em suốt thời gian em học Trường Đại Học Kỹ Thuật Cơng Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh để hồn thành đồ án mơn học Trong q trình làm đồ án mơn học, thời gian hạn chế nên đề tài em hồn thành khơng tránh khỏi thiếu sót, mong Thầy-Cơ thơng cảm bỏ qua dẫn thêm cho em Em xin lắng nghe tiếp thu ý kiến đóng góp từ ThầyCô Người thực Trần Anh Trung SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TỔNG QUAN CHƯƠNG MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN trang 01 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN trang 04 CHƯƠNG 2: TỔNG HỢP ĐỒ THỊ PHỤ TẢI trang 09 CHƯƠNG 3: CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN trang 15 CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG trang 24 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ TỰ DÙNG trang 36 CHƯƠNG 6: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN trang 43 PHẦN PHỤ LỤC trang 67 - SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA TRẠM BIẾN ÁP - SƠ ĐỒ MẶT BẰNG TRẠM Tài liệu tham khảo: - Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp Tác giả: HÙYNH NHƠN - Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp Tác giả: NGUYỄN HỮU KHẢI - Hướng dẫn thiết kế đồ án Cung cấp điện Tác giả: PHAN THỊ THU VÂN SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TỔNG QUAN CHƯƠNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TỔNG QUAN CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1.1 Khái niệm: Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện Nó có nhiệm vụ biến điện áp đến cấp thích hợp nhằm phục vụ cho việc truyền tải cung cấp điện đến phụ tải tiêu thụ Trạm biến áp tăng áp nâng điện áp lên cao để truyền tải xa, ngược lại trạm biến áp hạ áp giảm điện áp xuống thấp thích hợp để cấp cho phụ tải tiêu thụ 1.1.2 Phân loại: Trạm biến áp phân loại theo điện áp, quy mô cấu trúc xây dựng trạm a Theo điện áp có hai loại: - Trạm tăng áp: thường đặt nhà máy điện có nhiệm vụ nâng điện áp đầu cực máy phát lên cao để truyền tải xa - Trạm hạ áp: thường đặt trạm phân phối, nhận điện từ hệ thống truyền tải giảm điện áp xuống cấp thích hợp để cung cấp điện cho phụ tải tiêu thụ b Theo mức độ quy mô trạm biến áp, người ta chia thành hai loại: - Trạm biến áp trung gian hay gọi trạm biến áp khu vực: thường có điện áp sơ cấp lớn, cung cấp điện cho khu vực phụ tải lớn vùng miền, tỉnh thành, khu công nghiệp lớn, … Điện áp phía sơ cấp thường 500; 220; 110 kV, điện áp phía thứ cấp thường 110; 66; 35; 22; 15 kV - Trạm biến áp phân phối hay gọi trạm biến áp địa phương: nhận điện từ trạm biến áp trung gian (trạm biến áp khu vực) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải xí nghiệp, khu dân cư, … qua đường dây phân phối c Theo cấu trúc xây dựng có hai loại sau: - Trạm biến áp trời: Phù hợp với trạm khu vực trạm địa phương có công suất lớn SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TỔNG QUAN CHƯƠNG - Trạm biến áp nhà: Phù hợp với trạm địa phương nhà máy có công suất nhỏ 1.1.3 Các thành phần trạm biến áp: - Máy biến áp trung tâm - Hệ thống cái, dao cách ly - Hệ thống relay bảo vệ - Hệ thống nối đất, hệ thống chống sét - Hệ thống điện tự dùng - Khu vực phòng điều hành - Khu vực phòng phân phối 1.2 NHỮNG VẤN ĐỀ CHÍNH KHI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 1.2.1 Những vấn đề cần lưu ý thiết kế trạm biến áp: - Trạm biến áp nên đặt gần phụ tải - Thuận tiện giao thông để dễ dàng chuyên chở thiết bị xây dựng trạm - Không nên đặt trung tâm thành phố làm tăng chi phí đầu tư làm mỹ quan đô thị - Nên đặt trạm nơi khô ráo, tránh khu vực ẩm ướt mực nước ngầm cao đáy móng - Tránh đặt trạm vùng đất dễ sạt lở - Tránh xa khu vực dễ cháy nổ Tóm lại: Việc chọn vị trí cố định đặt trạm biến áp quan trọng định chi phí, tính an toàn thuận tiện vận hành 1.2.2 Yêu cầu thiết kế trạm biến áp: - Trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ phải đảm bảo đủ điện với chất lượng nằm phạm vi cho phép Ngoài phải đảm bảo mặt kinh tế, an toàn, … phương án xem hợp lý thỏa mãn yêu cầu sau: o Đảm bảo chất lượng điện o Đảm bảo độ tin cậy cao (tùy theo tính chất loại phụ tải) o Vốn đầu tư thấp o An toàn cho người thiết bị SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TỔNG QUAN CHƯƠNG o Thuận tiện sửa chữa, vận hành o Có tính khả thi - Tuy nhiên yêu cầu thường mâu thuẫn với thiết kế cần kết hợp hài hòa yêu cầu để tạo phương án tối ưu 1.3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP SẼ THIẾT KẾ Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 kV có thông số sau: a Hệ thống: Trạm biến áp nối với hệ thống có thông số sau: - Công suất hệ thống: SHT = 2000 MVA - Điện kháng hệ thống: xHT = 0,35 - Cung cấp điện cho trạm hai đường dây dài = 35 km b Phụ tải khu dân cư 220 kV: Phụ tải khu dân cư 220 kV có thông số sau: - Công suất: Smax = 80 MVA - Hệ số công suất: cos ϕ = 0,85 - Số đường dây: - Đồ thị phụ tải cấp 220 kV sau: S% 100 14 80 60 40 20 h 16 12 20 24 c Phụ tải khu nhà máy 110 kV: SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TỔNG QUAN CHƯƠNG Phụ tải khu nhà máy 110 kV có thông số sau: - Công suất: Smax = 50 MW - Hệ số công suất: cos ϕ = 0,80 - Số đường dây: - Đồ thị phụ tải cấp 110 kV sau: S% 14 100 80 60 40 20 h 12 16 20 24 d Phụ tải khu nơng nghiệp 22 kV: Phụ tải khu nơng nghiệp 22 kV có thông số sau: - Công suất: Smax = 30 MW - Hệ số công suất: cos ϕ = 0,80 - Số đường dây: - Đồ thị phụ tải cấp 22 kV sau: SVTH: TRẦN ANH TRUNG 10 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TỔNG QUAN CHƯƠNG S% 14 100 80 60 40 20 h 12 16 20 24 e Tự dùng trạm biến áp: Tự dùng trạm có thông số sau: - Công suất: Smax = 0,5 MVA - Hệ số công suất: cos ϕ = 0,80 SVTH: TRẦN ANH TRUNG 11 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TỔNG QUAN CHƯƠNG CHƯƠNG TỔNG HP ĐỒ THỊ PHỤ TẢI Tổng hợp đồ thị phụ tải cộng hai hay nhiều đồ thị phụ tải cấp điện áp trạm biến áp cung cấp điện Phụ tải bao gồm phần tổn hao truyền tải (qua máy biến áp) phần tự dùng phục vụ cho việc sản xuất truyền tải điện Tự dùng trạm biến áp không phụ thuộc hoàn toàn vào công suất trạm biến áp mà chủ yếu phụ thuộc vào trạm biến áp có hay người trực thường xuyên vào hệ thống làm mát máy biến áp (làm mát tự nhiên, quạt gió, hệ thống bơm dầu, nước tuần hoàn cưỡng bức, …) Để tổng hợp đồ thị phụ tải dùng phương pháp vẽ tổng hợp đồ thị phụ tải cho hay thành lập bảng tổng hợp đồ thị phụ tải theo phương pháp lập bảng cho P Q tính S cosϕ khác 2.1 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA CAÁP 220 kV S% 100 14 80 60 40 20 h Thôntg số cấp 220 kV: Smax = 80 (MVA) cos ϕ = 0.85 Số đường dây: x 10 km SVTH: TRẦN ANH TRUNG 16 12 20 24 tg ϕ = 0.62 Uñm = 220 KV 12 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TỔNG QUAN CHƯƠNG P = S x cos ϕ = 80 x 0.85 = 68 (MW) - Q = P x tg ϕ = 68 x 0.62 = 42.16 (MVar) Từ thông số cấp 220 kV ta tính giá trị sau: STT Với S = Thời gian (h) (h) -> (h) (h) -> (h) 8(h) ->12(h) 12(h) ->14(h) 14(h) ->16(h) 16(h) ->20(h) 20(h) ->24(h) S% 60 80 80 80 80 100 80 S (MVA ) 48 64 64 64 64 80 64 P (MW) 40.80 54.4 54.4 54.4 54.4 68 54.4 Q (MVAR) 25.30 33.73 33.73 33.73 33.73 42.16 33.73 S max × S i % ; P = Si x cos ϕ ; Q = Pi x tg ϕ 100 2.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA CẤP 110 kV S% 14 100 80 60 40 20 h 12 Thôntg số cấp 110 kV: Smax = 50 (MVA) cos ϕ = 0.80 Số đường dây: x 15 km 20 24 tg ϕ = 0.75 P = S x cos ϕ = 50 x 0.80 = 40 (MW) - 16 Uñm = 110 KV Q = P x tg ϕ = 40 x 0.75 = 30 (MVar) Từ thông số cấp 110 kV ta tính giá trị sau: STT Thời gian (h) (h) -> (h) SVTH: TRẦN ANH TRUNG S% 60 S (MVA ) 30 13 P (MW) 24 Q (MVAR) 18 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG ... thiết kế cần kết hợp hài hòa yêu cầu để tạo phương án tối ưu 1.3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP SẼ THIẾT KẾ Thiết kế trạm biến áp 220/ 110/22 kV có thông số sau: a Hệ thống: Trạm biến áp nối... thường 500; 220; 110 kV, điện áp phía thứ cấp thường 110; 66; 35; 22; 15 kV - Trạm biến áp phân phối hay gọi trạm biến áp địa phương: nhận điện từ trạm biến áp trung gian (trạm biến áp khu vực)... trang 67 - SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA TRẠM BIẾN ÁP - SƠ ĐỒ MẶT BẰNG TRẠM Tài liệu tham khảo: - Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp Tác giả: HÙYNH NHƠN - Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp Tác giả: NGUYỄN