kl le anh tai 756080d

TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ    LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ - TRẠM BIẾN ÁP - ĐƢỜNG DÂY PHÂN PHỐI GVHD SVTH LỚP MSSV : Th.S PHẠM NHẤT PHƢƠNG : LÊ ANH TÀI : 07DT1T : 756080D TP HCM, Thaùng 7/2009 MỤC LỤC Lời nói đầu PHẦN A ChƣơngI : TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP ChƣơngII : XÁC ĐỊNH CẤP TẢI ĐIỆN TỪ HỆ THỐNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP VÀ PHỤ TẢI ĐIỆN ChƣơngIII : CÁC PHƢƠNG ÁN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA TRẠM, SỐ LƢỢNG VÀ CÔNG SUẤT` MÁY BIẾN ÁP 12 ChƣơngIV : SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN Ở CÁC CẤP ĐIỆN ÁP 22 ChƣơngV : TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 26 ChƣơngVI :TÍNHTỐN KINH TẾ, KỸ THUẬT VÀ QUYẾT ĐỊNH PHƢƠNG ÁN THIẾT 29 ChƣơngVII :TÍNH TỐN NGẮN MẠCH, LỰA CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN 35 ChƣơngVIII :THIẾT KẾ TỰ DÙNG CHO TRẠM BIẾN ÁP .64 ChƣơngIX : BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM BIẾN ÁP NGOÀI TRỜI 68 PHẦN B Chƣơng I: THIẾT KẾ ĐƢỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV 78 ChƣơngII:TÍNH TỐN NGẮN MẠCH.CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN 90 CÁC BẢN VẼ: Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 220/110/22kV Sơ đồ mặt bố trí thiết bị trạm biến áp 220/110/22 kV Sơ đồ mặt bảo vệ chống sét toàn trạm Sơ đồ nguyên lý đường dây phân phối 22kV LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, kinh tế nƣớc ta đà phát triển mạnh mẽ, năm gần với sách mở cửa nƣớc ta, nhiều nƣớc giới đầu tƣ vào hình thành khu công nghiệp phạm vi nƣớc Nhƣ nhu cầu điện lĩnh vực nông nghiệp, công nghiệp dịch vụ… không ngừng phát triển Để đáp ứng kịp thời nhu cầu phụ tải phát triển hệ thống nguồn lƣới điện quốc gia phải phát triển nhanh Nhiều nhà máy điện trạm biến áp có cơng suất lớn đƣợc xây dựng vào hoạt động Trong luận án thiết kế trạm biến áp thời gian kiến thức hạn chế nên phần thiết kế cịn thiếu sót, mong thầy sửa chữa đóng góp ý kiến để luận án hồn chỉnh Tơi xin chân thành cảm ơn tồn thể q thầy Trƣờng Đại Học Tôn Đức Thắng, Khoa Điện – Điện tử truyền đạt kiến thức cho suốt năm học Tôi xin cảm ơn thầy Phạm Nhất Phƣơng hƣớng dẫn bảo tận tình cho tơi bạn khố để hồn thành luận văn Tất kiến thức, kinh nghiệm học hỏi đƣợc trƣờng hành trang quý báo cho công việc sau Tôi mong quý thầy Trƣờng Đại Học Tôn Đức Thắng thầy Phạm Nhất Phƣơng nhận nơi chúng tơi lịng biết ơn sâu sắc SVTH : Lê Anh Tài LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG A-THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP I ĐẶT VẤN ĐỀ: Trạm biến áp phận quan trọng hệ thống điện, dùng để biến đổi từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác Cơng suất máy biến áp, vị trí, số lƣợng phƣơng thức vận hành trạm biến áp có ảnh hƣởng lớn đến tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống cung cấp điện Vì việc chọn trạm biến áp gắn liền với việc lựa chọn phƣơng án cung cấp điện Dung lƣợng thông số khác máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải nó, vào cấp điện áp mạng, vào phƣơng thức vận hành trạm biến áp…Vì để lựa chọn đƣợc trạm biến áp tốt phải xét đến nhiều mặt phải tiến hành tính tốn so sánh kinh tế - kỹ thuật phƣơng án đề Hiện nƣớc ta sử dụng cấp điện áp sau: - Cấp cao áp: + 500kV nối liền hệ thống điện quốc gia gồm ba miền Bắc-Trung-Nam + 220kV dùng cho mạng điện khu vực + 110kV dùng cho mạng phân phối cung cấp phụ tải lớn - Cấp trung áp: + 22kV trung tính trực tiếp nối đất, dùng cho mạng điện địa phƣơng, cung cấp nhà máy vừa nhỏ, cung cấp cho khu dân cƣ - Cấp hạ áp: + 380/220V dùng mạng điện hạ áp trung tính trực tiếp nối đất Do lịch sử để lại nƣớc ta cấp trung áp dùng 66kV, 35kV, 15kV, 10kV 6kV Nhƣng tƣơng lai cấp điện áp nêu đƣợc cải tạo để dùng thống cấp 22kV SVTH: LÊ ANH TÀI MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG II PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP: Phụ thuộc vào mục đích phân loại TBA theo cách sau: -Theo điện áp, chia thành TBA tăng áp TBA giảm áp: + TBA tăng áp TBA có điện áp thứ cấp lớn điện áp sơ cấp Đây thƣờng TBA nhà máy điện tập trung điện máy phát điện để phát hệ thống điện phụ tải xa + TBA hạ áp TBA có điện áp thứ cấp nhỏ điện áp sơ cấp Đây thƣờng TBA có nhiệm vụ nhận điện từ hệ thống điện để phân phối cho phụ tải - Theo chức chia thành TBA trung gian TBA phân phối: + TBA trung gian hay gọi TBA khu vực thƣờng có điện áp sơ cấp lớn (500, 220, 110kV) để liên lạc với phụ tải có điện áp khác (220, 110, 22, 15kV) TBA phân phối + TBA phân phối hay gọi TBA địa phƣơng có nhiệm vụ phân phối trực tiếp cho hộ sử dụng điện xí nghiệp, khu dân cƣ, trƣờng học… thƣờng có cấp điện áp nhỏ (10, 6, 0.4kV) - Theo hình thức cấu trúc trạm ta chia thành trạm trời trạm nhà: + TBA trời thiết bị điện nhƣ dao cách ly, máy cắt, máy biến áp, góp…đều đặt ngồi trời Riêng phần phân phối điện áp thấp đặt nhà, đặt tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng Loại thích hợp cho trạm trung gian có cơng suất lớn, có đủ đất đai cần thiết để đặt ngồi trời Sử dụng trạm trời tiết kiệm đƣợc lớn kinh phí xây dựng nên đƣợc khuyến khích dùng nơi có điều kiện + Trạm biến áp nhà có thiết bị đƣợc đặt nhà Loại trạm hay thƣờng gặp trạm phân xƣởng trạm biến áp khu vực thành phố SVTH: LÊ ANH TÀI MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG III DỮ LIỆU BAN ĐẦU: Đƣờng dây nối từ hệ thống đến TBA: - Chiều dài: 120 km - Số đƣờng dây: - Cơng suất ngắn mạch phía hệ thống: 4500MVA Số đƣờng dây từ trạm đến trạm khác: đƣờng dây, 80MW, cosφ =0.85 Phụ tải trạm: a Phía trung áp 110kV: Pmax = 40MW; đƣờng dây; cosφ =0.8 Phụ tải ngày theo % Pmax: Giờ % Pmax Giờ % Pmax 50 50 60 60 60 90 90 13 14 15 16 17 18 80 60 60 60 10 11 12 100 100 100 100 80 19 20 21 22 23 24 100 100 100 80 80 50 50 50 Phụ tải ngày theo công suất tác dụng P: Giờ 10 11 12 P(MW) 20 20 24 24 24 36 36 40 40 40 40 32 Giờ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 P(MW) 32 24 24 24 40 40 40 32 32 20 20 20 Phụ tải ngày theo công suất biểu kiến S: Giờ 10 11 12 S(MVA) 25 25 30 30 30 45 45 50 50 50 50 40 Giờ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 S(MVA) 40 30 30 30 50 50 50 40 40 25 25 25 SVTH: LÊ ANH TÀI MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG b Phía hạ áp 22kV: Pmax =20MW; đƣờng dây; cosφ =0.8.; Phụ tải ngày theo % Giờ % Pmax Giờ % Pmax Pmax : 10 11 12 40 40 50 50 80 80 80 70 70 70 90 90 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 60 60 60 100 100 100 50 50 50 70 70 70 Phụ tải ngày theo công suất tác dụng P: Giờ 10 11 12 P(MW) 8 10 10 16 16 16 14 14 14 18 18 Giờ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 P(MW) 12 12 12 20 20 20 10 10 10 14 14 14 Phụ tải ngày theo công suất biểu kiến S: Giờ S(t) 10 10 12.5 12.5 20 20 20 17.5 Giờ 10 11 12 13 14 15 16 S(t) 17.5 17.5 22.5 22.5 15 15 15 25 Giờ 17 18 19 20 21 22 23 24 S(t) 25 25 12.5 12.5 12.5 17.5 17.5 17.5 SVTH: LÊ ANH TÀI MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG CHƢƠNG II XÁC ĐỊNH CẤP TẢI ĐIỆN TỪ HỆ THỐNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP VÀ PHỤ TẢI ĐIỆN I CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN TỪ HỆ THỐNG VỀ TRẠM: Đặt vấn đề: Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp, việc chọn sơ đồ cung cấp chung xác định công suất hợp lý máy biến áp điện lực, vấn đề chọn cấp điện áp hợp lý cho sơ đồ Vì giá trị điện áp định thông số đƣờng dây tải điện, thiết bị trạm lƣới điện Trên thực tế ngƣời ta xác định điện áp hợp lý phi tiêu chuẩn theo công thức thực nghiệm Các công thức thực nghiệm: CHDC Đức, kỹ sƣ Wrikerl đề xuất công thức điện áp hợp lý phi tiêu chuẩn sau: U  S  l Trong đó: S – cơng suất truyền tải l – chiều dài đƣờng dây nối từ hệ thống trạm Nhƣ vậy: Chọn công suất tự dùng Ptd  0.32MW ; S td  0.4MVA (công suất tự dùng TBA nằm giới hạn (0.05 – 0.5), không phụ thuộc nhiều vào công suất trạm mà phụ thuộc vào trạm có ngƣời trực hay khơng ) Áp dụng: S  [(80  40  20  0,32) / 0,85]  82,54 MVA U  84,58  120  87,26 kV Ở Mỹ thực tế áp dụng công thức Still: U  4,34 l  16.P Trong đó: P – công suất truyền tải l – chiều dài đƣờng dây nối từ hệ thống trạm SVTH: LÊ ANH TÀI MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Áp dụng: GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG P  S cos   82,54.0,85  70,16 MW U  4,34 120  16.70,16  152,98 kV Công thức Still đƣợc Nicogxov X.N biến đổi thành dạng thuận tiện U  16.4 P.l  16.4 70,16.120  153,26 kV Theo cẩm nang kỹ thuật Thụy Điển: U  17 l 120  P  17  70,16  149,8 kV 16 16 Kết luận: Chọn cấp điện áp tải điện từ hệ thống trạm 220kV II XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA TỪNG CẤP ĐIỆN ÁP: Đặt vấn đề: Khi thiết kế cung cấp điện cho công trình nhiệm vụ xác định phụ tải điện cơng trình Tùy theo qui mơ cơng trình mà phụ tải đƣợc xác định theo phụ tải thực tế hay phải kể đến khả phát triển cơng trình tƣơng lai năm, 10 năm lâu Ngƣời thiết kế cần biết đồ thị phụ tải để chọn thiết bị điện nhƣ: máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, bảo vệ… để tính tổn thất cơng suất, điện áp, để chọn thiết bị bù Xác định phụ tải tính tốn xác điều cần thiết phụ tải xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có dẫn đến cháy nổ nguy hiểm Nếu phụ tải xác định lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị điện chọn lớn so với yêu cầu gây lãng phí cho nhà đầu tƣ Đồ thị phụ tải: Phụ tải điện hàm theo thời gian, phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ đặc điểm q trình cơng nghệ, chế độ vận hành SVTH: LÊ ANH TÀI MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG Phía trung áp 110kV: Giờ S(MVA) 25 25 30 30 30 45 45 50 Giờ 10 11 12 13 14 15 16 S(MVA) 50 50 50 40 40 30 30 30 Giờ 17 18 19 20 21 22 23 24 S(MVA) 50 50 50 40 40 25 25 25 S(MVA) 60 Phía trung áp 110kV 50 50 50 50 50 50 50 50 45 45 40 40 40 40 40 30 30 30 30 30 30 30 25 25 25 25 25 20 10 SVTH: LÊ ANH TÀI Giờ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG Đƣờng dây vừa có phụ tải phân bố lẫn tập trung: N A B Spb = Ppb + j.Qpb Stt = Ptt + j.Qtt Tính tổn thất cơng suất theo ba thành phần với giả thiết hệ số công suất phụ tải giống nhau: stt = l spb = l/3 s= l It Ipb S pb I pb  I tt  3.U l Ppb  3.r0 I pb I’ t S tt I  I pb I tt 3.U Ptt  3.r0 l.I tt2 P'  3.r0 l.I '2 Tổn thất cơng suất tính tổng thành phần tổn thất trên: P  Ptt  Ppb  P' Áp dụng chọn dây tính tốn sụt áp: Chọn dây cho phát tuyến chính: 28 km 1952,56 kVA 485,41 kVA kVA S pb  Ppb  Q pb  1500  1250  1952,56kVA 2 S tt  Ptt  Qtt  400  275  485,41kVA SVTH: LÊ ANH TÀI 84 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG Phụ tải tổng: S tổng = 1952,56+485,41 = 2437,97 kVA Phụ tải tƣơng đƣơng sụt áp tập trung tất cuối đƣờng dây: S td  x0  0,4  / km Giả thiết 1952,56  14  485,41  1461,7 kVA 28 , suy điện trở U cp %.10.U dm S td l r0, tt   x0 sin  cos  r0 : 5.10.22  0,4.0,6 1461,7.28   0,439  / km 0,8 r0  0,33  / km; d  13,5 mm; I cp  335 A Chọn dây AC-95 có: Dịng điện tổng: I tong  2437,97 22  63,98 A  I cp  335 A Cho khoảng cách trung bình pha đƣờng dây 22kV 1,37m suy cảm kháng: x0  0,144 lg( Dtb 1,37 )  0,016  0,144 lg( )  0,016  0,35 r 6,75 ( / km) Hằng số sụt áp: K%  r0 cos   x0 sin  0,33.0,8  0,35.0,6 100%  100%  97,934.10 6 ( % / kVA.km) 2 U dm 1000 22 1000 Sụt áp thực tế phát tuyến chính: U %  K %.S td l  97,934.10 6  1461,7  28  4,008%  U cp %  5% U tt %  K %  S tt  l  97,934.10 6  485,41 28  1,331% U pb %  K %  S pb  l  97,934.10 6  1952,56  14  2,677% Bảng tổng kết sụt áp phát tyến chính: Stt(kVA) stt(km) Spb(kVA) Spb(km) ΔUtt% ΔUpb% ΔU% 485,41 28 1952,56 14 1,331 2,677 4,008 I pb  S pb U  1952,56  22  51,24 A, l 28 Ppb  3.r0 I pb  3.0,33 .51,24  24259,96kW 3 SVTH: LÊ ANH TÀI 85 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP I tt  GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG S tt U  485,41  22  12,734 A Ptt  3.r0.l.I tt  3.0,33.28.12,734  4497,75kW I /  I pb  I tt  51,24  12,738  25,55 A P /  3.r0 l.I /  3.0,33.28.25,552  18095,68kW P  Ppb  Ptt  P /  4497,75  24259,96  18095,68  46853,4kW Bảng tổng kết tổn thất cơng suất phát tuyến chính: Stt r0 ( / km) 0,33 stt (kVA) (km) 485,41 28 Spb Spb Ptt Ppb ΔP’ ΔP (kVA) (km) (kW) (kW) (kW) (kW) 1952,56 14 4497,75 24259,96 18095,68 46853,4 Hệ số tổn thất: K tt  0,3.K pt  0,7.K pt  0,3.0,7  0,7.0,7  0,553 Tổn thất điện năm toàn mạng: A  P K tt 8760  46853,4  0,553  8760  226970,97 kWh  226,97MWh Điện tiêu thụ năm toàn mạng: A  Ppt K pt 8760  1900  0,7  8760  11650800 kWh  11650,8MWh Phần trăm tổn thất điện toàn mạng: An %  A 226,97 100%  100%  1,95% A 11650,8 III TÍNH TỐN CHI PHÍ HẰNG NĂM: Khái niệm: Tổng chi phí năm phát tuyến hay đƣờng nhánh tổng ba thành phần: TAC = AIC + AEC + ADC Trong đó: TAC: tổng chi phí năm AIC: chi phí đầu tƣ tƣơng đƣơng năm đƣờng dây AEC: chi phí tổn thất điện năm ADC: chi phí yêu cầu năm để bù vào tổn thất công suất phát tuyến SVTH: LÊ ANH TÀI 86 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG Cách xác định chi phí: Chi phí đầu tƣ tƣơng đƣơng năm đƣờng dây: AIC = ICF.iF.l Trong đó: ICF.: chi phí xây dựng đƣờng dây ($/km) Đƣờng dây khơng 22kV, mạch đơn cột BTCT 14m: ICF.=10000 – 17000 $/km iF.: hệ số khấu hao (giả thiết 0,1) l: chiều dài đƣờng dây hay đoạn đƣờng dây Chi phí tổn thất điện năm đƣờng dây (AEC): AEC  (P).K tt 8760.c ($ / km) Trong đó: P K tt : tổng tổn thất công suất phát tuyến : hệ số tổn thất công suất c: tiền điện, 0,05 $/kWh Chú ý: ính AEC cho đoạn dùng Pdoan thay P Chi phí yêu cầu năm để bù vào tổn thất công suất phát tuyến (ADC): ADC  (P).K PR K R K LSA.[(CG iG )  (CT iT )  (CS iS )] ($ / km) Trong đó: KPR: hệ số đỉnh tổn thất (giả thiết 0,82) KR: hệ số dự trữ (giả thiết 1,15) KLSA: hệ số tổn thất cho phép (giả thiết 1,03) CG: chi phí nguồn phát, (giả thiết 200 $/kW cơng suất phát) CT: chi phí hệ thồng truyền tải (giả thiết 65 $/kW) CS: chi phí hệ thống phân phối (giả thiết 20 $/kW) iG, iT, iS: hệ số khấu hao vốn cố định: iG = 0,2; iT = 0,125; iS = 0,125; SVTH: LÊ ANH TÀI 87 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG Tổng chi phí cho 1km chiều dài đƣờng dây: TAC 1km  TAC l ($ / km) TACnhanh  AIC  AEC   ADC Tổng chi phí năm toàn mạng: TAC  TACphattuyen  TACnhanh TAC  Giá thành tải điện cho 1kWh điện toàn mạng: A Tính tốn tổng chi phí năm: Chi phí đầu tƣ tƣơng đƣơng năm đƣờng dây: AIC = ICF.iF.l = 15000.0,1.28 = 42000 $ Chi phí tổn thất điện năm đƣờng dây: AEC  (P).K tt 8760.c  46853,4.0,553.8760.0,05  11348549,43 ($ / km) Chi phí yêu cầu năm để bù vào công suất phát tuyến: ADC  (P).K PR K R K LSA [(CG iG )  (CT iT )  (C S iS )]  46853,4.0,82.1,15.1,03.(200.0,2  65.0,125  20.0,125)  2303854,6 ($ / km) Tổng chi phí năm đƣờng dây: TAC = AIC+ AEC+ ADC = 42000 + 11348549,43 + 2303854,6 = 13694404,03($) Tổng chi phí năm 1km đƣờng dây: TAC 1km  TAC 13694404,03   489085,86 ($ / km) l 28 Giá thành tải điện cho 1kWh điện toàn mạng: TAC  13694404,03   1,175 ($ / kWh) A 11650800 SVTH: LÊ ANH TÀI 88 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG Kết luận: Chiều dài Chi phí Chi phí Chi phí Tổng chi phí mạng điện vốn đầu tƣ tổn thất điện vốn đầu tƣ để năm mạng điện bù vào tổn mạng AIC AEC thất công điện suất TAC ADC 28 SVTH: LÊ ANH TÀI 42000 11348549,43 89 2303854,6 13694404,03 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG CHƢƠNG II TÍNH TỐN NGẮN MẠCH LỰA CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN I ĐẶT VẤN ĐỀ: Các khí cụ điện phần dẫn điện hệ thống điện điều kiện vận hành hai chế độ nhƣ sau: - Chế độ làm việc lâu dài: chế độ khí cụ điện phần dẫn điện làm việc tin cậy chúng đƣợc chọn theo điện áp dòng định mức - Chế độ chịu dòng ngắn mạch (chế độ làm việc ngắn hạn): tình trạng ngắn mạch khí cụ điện phần dẫn điện làm việc tin cậy q trình lựa chọn chúng có thông số theo điều kiện yêu cầu, điều kiện ổn định động ổn định nhiệt Tất nhiên xảy ngắn mạch để hạn chế tác hại cần nhanh chóng loại trừ tình trạng ngắn mạch Nhƣ dịng ngắn mạch số liệu quan trọng để chọn kiểm tra thiết bị điện, nhiên cần tính dịng ngắn mạch ba pha dịng ngắn mạch ba pha thƣờng lớn dòng ngắn mạch hai pha Tóm lại, việc tính tốn xác dịng ngắn mạch lựa chọn đắn khí cụ điện phần dẫn điện có ý nghĩa quan trọng việc đảm bảo cho hệ thống điện cung cấp điện với độ tin cậy cao, vận hành an tồn kinh tế II TÍNH TỐN DỊNG NGẮN MẠCH BA PHA: Đƣờng dây tải điện: Sơ đồ thay đƣờng dây tải điện đƣợc thiết lập tuỳ thuộc cấp điện áp cấu trúc day dẫn (cáp hay đƣờng dây không) Các đƣờng dây khơng điện áp dƣới 35kV: Mỗi đoạn đƣờng dây thay tổng trở Trong trƣờng hợp điện dung ký sinh đƣờng dây đƣợc bỏ qua đồng thời coi đƣờng dây nhƣ phần tử có thơng số tập trung Trong hệ đơn vị có tên, xác định: R  r0 l  X  x0 l  SVTH: LÊ ANH TÀI 90 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG Z  R  jX  Trong thực nghiệm , để tính tốn: z  R2  X 2 Sơ đồ hệ thống điểm cần tính tốn ngắn mạch: N1 N2 14 km 28 km Tính tốn ngắn mạch N1, N2 a Tổng trở đƣợc tính đến điểm ngắn mạch N1, N2: Tại điểm đoạn phân bố phụ tải: (N1) R  r0  l  0,33  14  4,62(), X  x0  l  0,35  14  4,9() Z1  R  X  4,62  4,9  6,73() Tại điểm cuối đƣờng dây phụ tải: (N2) R  r0  l  0,33  28  9,24(), X  x0  l  0,35  28  9,8() Z  9,24  9,8  13,47() b Dòng điện ngắn mạch N1,N2 I n1  U 22000   3,27kA Z1 6,73 In2  U 22000   1,63kA Z 13,47 c Dịng điện xung kích điểm ngắn mạch ( SVTH: LÊ ANH TÀI 91 K xk  1,8 hệ số xung kích): MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG I xk N1  2.K xk I N1  2.1,8.3,27  8,32kA I xk N  2.K xk I N  2.1,8.1,63  4,15kA Kết luận: Ngắn mạch N1 Ngắn mạch N2 I "  I N1 (kA) I xk N1 (kA) I "  I N (kA) I xk N (kA) 3,27 8,32 1,63 4,15 4.Trƣờng hợp làm việc bình thƣờng: I tông'  S tn U  2437,97 22  63,98 A III.CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN: Chọn máy cắt cho cấp điện áp 22kV: + Điện áp định mức: U dm  22kV + Dòng điện cắt định mức: Icắt.dm ≥IN1=3,27 kA + Kiểm tra ổn định nhiệt: BN  I N2 Ttd  3,27 2.1,25  13,37 kA2 s I nh t nh  BN  13,37 kA2 s + Kiểm tra ổn định động: I ldd.dm  I xk  8,32 kA  Từ điều kiện ta chọn máy cắt điện có kí hiệu: BBT-20, có thông số nhƣ sau: Loại MC U dm (kV ) I dm (A) Icắt.dm(kA) I ldd (kA) I nh / t nh BBT-24 22 11200 160 160 160/4 (kA/s) Chọn dao cách ly cho cấp điện áp 22kV: + Điện áp định mức: U dm  22kV + Dòng điện định mức: SVTH: LÊ ANH TÀI 92 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG I dm  I tn  63,98 A + Kiểm tra ổn định nhiệt: BN  I N2 Ttd  1,632.1,25  3,32 kA2 s I nh t nh  BN  3,32 kA2 s + Kiểm tra ổn định động: I ldd.dm  I xk  4,15kA  Từ điều kiện ta chọn dao cách ly đặt ngồi trời có thơng số nhƣ sau: Loại MC U dm (kV ) I dm (A) I ldd (kA) PBP-24 22 6300 220 I nh / t nh (kA/s) 80/4 Chọn máy biến dòng (BI): a Điều kiện chọn máy biến dòng (BI): - Điện áp định mức: U dm.BI  U dm.HT Với U dm.HT : điện áp định mức nơi lắp đặt BI - Dòng điện định mức: I dm.BI  I cb max - Kiểm tra ổn định động: 2.K ldd I ldm  I xk Với K ldd bội số ổn định lực điện động: K ldd  I ldd I ldm - Kiêm tra ổn định nhiệt: ( K nh I ldm ) t nh  BN Với K nh bội số ổn định nhiệt: K nh  I nh I ldm - Phụ tải thứ cấp: Z 2dmBI  Z Với Z dmBI phụ tải định mức theo tổng trở tƣơng ứng với cấp xác cao nối vào phụ tải BI SVTH: LÊ ANH TÀI 93 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG - Tổng trở BI cung cấp cho dụng cụ đo xác định theo pha lớn Gồm có tổng trở dụng cụ đo nối tiếp tổng trở dây dẫn từ nơi đặt BI đến dụng cụ đo Z   Z 2dc  Rdd Với: - Z dc tổng trở dụng cụ đo Z dd tổng trở dây dẫn Z dd  Rdd   -  ltt Fdd đện trở suất vật liệu dây dẫn (  Cu  0,0188 .mm2 / m;  Al  0,0315 .mm2 / m; ) - Fdd l tt tiết diện dây dẫn ( mm2 ) chiều dài tính tốn (m), phụ thuộc vào cách nối dây BI - Để đảm bảo sức bền tiết diện dây dẫn không đƣợc bé giá trị sau: FCu  1,5 mm2 Đối với dây đồng Đối với dây nhôm FAl  2,5 mm2 - Nếu có dụng cụ đo điện (công tơ), để đảm bảo sai số điện áp rơi ( U ) thì: Đối với dây đồng: Đối với dây nhôm: FCu  2,5 mm2 FAl  mm2 b Chọn máy biến dòng điện BI cho cấp điện áp 22kV: - Chọn máy biến dịng hình Y, đặt ba pha: + Điện áp định mức: U dm.BI  22kV + Dòng điện định mức sơ cấp: I dm.BI  I tn  63,98 A SVTH: LÊ ANH TÀI 94 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG Chọn cấp xác 0.5, dịng thứ cấp Chọn biến dịng có thơng số sau: Loại U dm (kV ) Sơ cấp T  20 Cấp Z dmBI I ldd BI I nh / t nh Thứ ( ) (kA) (kA / s ) cấp xác 0,5 1,2 120 60/3 I dm.BI ( A) 24 6000 + Kiểm tra ổn định lực điện động: 2.K ldd I ldm  2.I ldd  2.120  169,7 kA  I xk  8,32 kA + Kiểm tra ổn định nhiệt: BN  I N2 Ttd  3,27 2.1,25  13,37 kA2 s  I nh t nh  60 2.3  10800 kA2 s  BN  13,37 kA2 s Vậy BI chọn thỏa điều kiện Chọn máy biến điện áp BU: a Điều kiện chọn máy biến điện áp (BU): Máy biến điện áp BU đƣợc chọn theo điều kiện sau: - Cấp xác: Theo dụng cụ có yêu cầu cao - Về điện áp: U dmBU  U dmHT - Về công suất: Tổng phụ tải nối vào BU bé công suất định mức ( S dmBU ) tƣơng ứng với cấp xác S dmBU  S Trong đó: S2 tổng phụ tải BU tính VA gồm công suất tác dụng P công suất phản kháng Q S  ( Pdc )  ( Qdc ) - Chọn dây dẫn nối từ BU đến dụng cụ đo theo hai yêu cầu sau: + Tổn thất điện áp U dây dẫn không đƣợc lớn 0,5% điện áp định mức thứ cấp + Thỏa mãn điều kiện độ bền nhƣ với dây dẫn BI, tiết diện tối thiểu dây đồng 1,5 mm dây nhôm 2,5 mm b Chọn máy biến điện áp BU cho cấp điện áp 22kV: SVTH: LÊ ANH TÀI 95 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG - Điện áp định mức: U dmBU  22kV - Chọn BU có cấp xác 0,5; BU nối Y0 / Y0 /  hở - Bảng phụ tải thứ cấp BU: Tên dụng cụ đo : Số lƣợng P(W) Q(Var) Vôn kế 7,2 Watt kế 3x1,8 Watt kế phản kháng 3x1,8 Công tơ 3x0,66 3x1,62 Công tơ phản kháng  Cos kế 3x0,66 3x1,62 3x2,5 3x1,62 Tần số kế 1x0,66 1x1,62 30,12 16,2 Tổng cộng  Phụ tải biến điện áp Tổng phụ tải BU: S  30,12  16,2  34,2 VA Vậy S 2dmBU  34,2VA Chọn BU pha có thơng số nhƣ sau: Loại 30M  / 2469Y1 U 1dm U dm Cấp Cơng suất ( kV ) (V ) xác (VA) 24000 / 100 / 0,5 75 - Chọn dây dẫn đồng nối từ BU đến dụng cụ đo theo điều kiện sau: Độ sụt áp phần trăm: U %  r I r S U 100  dd 100  dd2 100  0,5 U dm U dm U dm rdd   Trong đó: l Fdd   l.S 100  0,5 Fdd U 22dm  Fdd   SVTH: LÊ ANH TÀI 96 l.S 100 0,5.U 2dm MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Với: GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG  Cu  0,0188 .mm2 / m; l  80m; U 2dm điện áp pha định mức thứ cấp  Fdd  0,0188 Vậy chọn tiết diện dây dẫn: 80.34,2 100  1,6416 mm 2 0,5.100 / Fdd  1,7 mm2 : SVTH: LÊ ANH TÀI 97 MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình : THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐỊÊN VÀ TRẠM BIẾN ÁP TS HUỲNH NHƠN Nhà suất đại học quốc gia Giáo trình : NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP NHIỀU TÁC GIẢ Nhà suất khoa học kỹ thuật Giáo trình : KỸ THUẬT CAO ÁP TS HỒNG VIỆT Giáo trình : HƢỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN THEO TIÊU CHUÂN QUỐC TẾ IEC Nhà suất khoa học kỹ thuật Giáo trình : BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN NGUYỄN HOÀNG VIỆT Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP.HCM SVTH: LÊ ANH TÀI 98 MS: 756080D ... đáp ứng kịp thời nhu cầu phụ tải phát triển hệ thống nguồn lƣới điện quốc gia phải phát triển nhanh Nhiều nhà máy điện trạm biến áp có cơng suất lớn đƣợc xây dựng vào hoạt động Trong luận án thiết... Trƣờng Đại Học Tôn Đức Thắng thầy Phạm Nhất Phƣơng nhận nơi chúng tơi lịng biết ơn sâu sắc SVTH : Lê Anh Tài LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG A-THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHƢƠNG I TỔNG QUAN... 35kV, 15kV, 10kV 6kV Nhƣng tƣơng lai cấp điện áp nêu đƣợc cải tạo để dùng thống cấp 22kV SVTH: LÊ ANH TÀI MS: 756080D LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHẠM NHẤT PHƢƠNG II PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP: Phụ