LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP THIẾT KÉ TRẠM BIẾN ÁP 110kV/22kV NGÃ BA DÒNG

TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110kV/22kV NGÃ BA DÒNG Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực MSSV LỚP KHĨA : GVCN.PHAN KẾ PHÚC : NGUYỄN QUỐC TỐN : 811237D : 08DD1N : 08 TP.Hồ Chí Minh tháng 07/2009 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập rèn luyện lớp nhằm đánh giá khả sinh viên, nhà trường, thầy cô tiến hành cho sinh viên nghành Hệ Thống Điện thực luận án tốt nghiệp môn học: “THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP” cho sinh viên Để hồn thành tốt tập trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tồn thể q thầy Khoa Điện-Điện Tử Trường Đại Học Tôn Đức Thắng hết lòng truyền đạt kiến thức quý báo cho chúng em suốt trình học tập Đặc biệt xin cám ơn Thầy Phan Kế Phúc người trực tiếp hướng dẫn giúp em thực tốt khóa luận mơn học Tuy tập hồn thành hạn chế kiến thức kinh nghiệm thực tế Em mong đóng góp bạn bè dẫn thêm từ phía q thầy tập thêm hoàn chỉnh phần trang bị cho em thêm nhiều kiến thức bổ ích Xin chân thành cảm ơn! (Người thực hiện) Nguyễn Quốc Toán TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc Tp.Hồ Chí Minh,ngày tháng năm 20 PHIẾU CHẤM BẢO VỆ KLTN,ĐATN (Dành cho người hướng dẫn/phản biện) Họ tên sinh viên: MSSV: _ Nghành (chuyên nghành): _ Đề tài: _ Họ tên người hướng dẫn/phản biện: Tổng quát thuyết minh: Số trang _ Số chương Số số liệu _ Số hình vẽ Số tài liệu tham khảo _ Phần mềm Hiện vật (sản phẩm) _ Những ưu điểm KLTN,ĐATN: _ _ _ Những thiếu sót KLTN,ĐATN: _ _ _ Đề nghị:Được bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không bảo vệ Ba câu hỏi sinh viên phải trả lời trước hội dồng: a. b. c. Đánh giá chung (bằng chữ :giỏi, khá, trung bình ): Điểm /10 Ký tên (ghi rõ họ tên) BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN -Giáo viên hướng dẫn : GVCN PHAN KẾ PHÚC -Họ tên sinh viên : NGUYỄN QUỐC TỐN -MSSV : 0811237D -Lớp : 08DD1N -Tên đề tài : “THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP” -Nhận xét giáo viên hướng dẫn: BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT -Giáo viên hướng dẫn : GVCN.PHAN KẾ PHÚC -Họ tên sinh viên : NGUYỄN QUỐC TỐN -MSSV : 0811237D -Lớp : 08DD1N -Tên đề tài : “THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP” -Nhận xét giáo viên duyệt: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP110KV/22KV LUẬN VĂN TỐT NGHIEÄP MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Trang TỔNG QUAN TRẠM BIẾN ÁP I-Khái quát phân loại trạm II-Kết cấu trạm biến áp III-Yêu cầu thiết kế IV-Nhiệm vụ thiết kế Trình tự thiết kế Chương 1:NHU CẦU PHỤ TẢI CÂN BẰNG CÔNG SUẤT ĐỒ THỊ PHỤ TẢI 1.1Giới thiệu chung 1.2Nhu cầu phụ tải 1.3Cân công suất 1.4Đồ thị phụ tải 1.5Đồ thị phụ tải cân công suất Chương 2:LỰA CHỌN VỊ TRÍ VÀ MƠ HÌNH XÂY DỰNG TRẠM BIẾN ÁP NGÃ BA DỊNG 2.1Vị trí địa lý 10 2.2Vị trí đặt trạm 10 2.3Mơ hình xây dựng trạm 110KV/22KV Ngã Ba Dịng 11 2.3.1Phân tích loại trạm 11 2.3.2Thiết bị đặt trời 11 Chương 3:CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CHO TBA 3.1Khái niệm 13 3.2Phương án chọn MBA 13 3.2.1Quá tải thường xuyên 13 3.2.2Quá tải cố 15 3.3Chọn phương án thiết kế-Sơ đồ cấu trúc TBA 110KV/22KV 15 Chương 4:CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 4.1Khái niệm 19 4.2 Chọn sơ dồ nối điện cho trạm biến áp 110kV/22kV 24 Chương 5:TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 5.1Khái niệm 27 5.1.1Chọn số lượng MBA 27 5.1.2Chọn công suất MBA 27 5.1.3Phạm vi yêu cầu chọn MBA 27 5.1.4Dự trữ khả phát triển tải 28 5.2 Chọn MBA cho trạm 110KV/22KV Ngã Ba Dòng 28 5.3 Chọn MBA tự dùng 22KV/0,4KV cho trạm 33 Chương 6:TỔN THẤT CÔNG SUẤT & ĐIỆN NĂNG CỦA MBA 6.1Khái niệm 35 6.2Tổn thất điện MBA cuộn dây 35 6.3Tổn thất công suất MBA cuộn dây 36 6.4Tính tốn tổn thất điện MBA cuộn dây phương án 36 SVTH :NGUYỄN QUỐC TOÁN Trang THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP110KV/22KV LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Chương 7:TÍNH TỐN DỊNG ĐIỆN NGẮN MẠCH DỊNG BÌNH THƯỜNG-DỊNG CƯỠNG BỨC 7.1Tính tốn dịng điện ngắn mạch 42 7.1.1Cơ sở tính tốn ngắn mạch 42 7.1.2Tính tốn ngắn mạch cho phương án 44 7.2Tính tốn dịng làm việc bình thường dịng cưỡng 50 7.2.1Khái niệm 50 7.2.1Tính tốn dịng làm bình thường dịng cưỡng cho phương án 50 Chương 8:CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN 8.1Khái niệm chung 54 8.1.1Các khí cụ điện 54 8.1.2Phần dẫn điện 55 8.2Những vấn đề chung có liên quan đến tính tốn để chọn khí cụ điện phần dẫn điện 55 8.2.1Các chế độ làm việc mạng điện 55 8.2.2Điều kiện chung chon thiết bị 56 8.3Chọn khí cụ điện cho trạm 57 8.4Chọn góp dây dẫn 57 8.4.1Chọn góp 57 8.4.2Chọn dây dẫn 62 8.5Chọn máy cắt điện 69 8.5.1 Chọn máy cắt 110kV 69 8.5.2 Chọn máy cắt 22kV 70 8.5.3Chon máy cắt lộ 22kV 71 8.5.4Chọn CB cho cấp 0.4kV 72 8.6Chọn dao cách ly 73 8.7Chọn máy biến điện áp-Máy biến dòng điện 75 8.7.1Chọn máy biến điện áp (BU) 75 8.7.2Chọn máy biến dòng điện(BI) 78 8.8Chọn sứ cách điện 80 Chương 9:SO SÁNH TÍNH KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 9.1Khái niệm 83 9.2Đánh giá hiệu phương án 83 9.3Tính tốn kinh tế cho phương án 85 9.4Đánh giá kinh tế kỹ thuật 94 Chương 10:THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BẢO VỆ VÀ BẢO VỆRƠLE CHO TRẠM 10.1Hệ thống tự động bảo vệ trạm biến áp 96 10.1.1Nhiệm vụ bảo vệ 96 10.1.2Giới thiệu số bảo vệ 97 10.1.3Bảo Rơle cho trạm 99 10.2Hệ thống tự động bảo vệ cho trạm biến áp 110KV/22KV 100 10.2.1Tính tốn phân bố dịng ngắn mạch 100 10.2.2Tính tốn cho chế độ 102 10.3Các bảo vệ rơle cho trạm 110kV/22kV 109 10.3.1Bảo vệ so lệch dọc góp BA 109 SVTH :NGUYỄN QUỐC TỐN Trang THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP110KV/22KV LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 10.3.2Kiểm tra độ nhạy rơle KBCH-130 111 10.4 Bảo vệ dòng điện 113 Các bảo vệ dự trữ khác rơle 114 Chương 11:CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CHO TRẠM 11.1Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp 116 11.1.1Khái niệm chung 116 11.2Tính tốn thiết kế chống sét đánh trực tiếp vào trạm 117 11.3Bảo vệ chống sét đánh gián tiếp vào trạm 124 11.3.1Khái niệm chung 124 11.3.2Biện pháp bảo vệ yêu cầu việc bảo vệ chống sét lan tryền vào trạm 124 11.3.3Thiết bị chống sét van việc chọn 125 11.4Tính tốn cho chống sét van 126 11.5Thiết kế lươi nối đất cho trạm biến áp 129 11.5.1Khái niệm chung 129 11.5.2Các yêu cầu kinh tế kỹ thuật thiết kế hệ thống nối đất cho trạm 130 11.5.3Trình tự tính tốn nối đất 131 11.5.4Tính tốn thiết kế nối đất cho trạm 131 11.6Kiểm tra hệ thống nối đất theo yêu cầu chống sét 136 11.6.1Nguyên tắc kiểm tra 136 11.6.2Xát định tổng trở xung 137 11.6.3Kiểm tra điện áp tiếp xúc điện áp bước 139 11.7 Kiểm tra điện áp tiếp xúc điện áp bước 140 11.7.1 Quy định nối đất an toàn 140 11.7.2Xác định điện áp tiếp xúc max 141 11.7.3Xác định điện áp bước max 142 SVTH :NGUYỄN QUỐC TOÁN Trang THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV LUẬN VĂN TỐT NGHIEÄP LỜI MỞ ĐẦU Hiện ,đất nước ta đường cơng nghiệp hố,hiện đại hố, đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng.Nhu cầu sử dụng điện tất lĩnh vực ngày tăng.Vì vậy,cơng nghiệp điện lực giữ vai trị quan trọng phát triển kinh tế ổn định xã hội.Để đảm bảo cho việc cung cấp điện tốt ,đòi hỏi phải xây dựng hệ thống điện gồm khâu sản xuất ,truyền tải ,phân phối điện hoạt động cách thống với Trong ,Trạm Biến Ap có vai trị quan trọng.Vì muốn truyền tải điện xa ta phải tăng điện áp sau giảm điện áp xuống thấp cho phù hợp với nơi tiêu thụ.Dùng biến áp tiện lợi kinh tế Năng lượng yếu tố quan trọng việc đáp ứng nhu cầu lĩnh vực : công nghiệp, nông nghiệp sinh hoạt Một lực lượng đông đảo cán khoa học kỹ thuật ngành điện tham gia thiết kế lắp đặt công trình cung cấp điện Thiết kế hệ thống nhà máy điện trạm biến áp việt làm khó, cơng trình điện dù nhỏ u cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt chuyên ngành : cung cấp điện, thiết bị điện, kỹ thuật cao áp, an toàn điện Ngoài người thiết kế cịn có hiểu biết xã hội, mơi trường, đối tượng cấp điện Cơng trình thiết kế dư thừa gây lãng phí nguyên vật liệu, làm ứ đọng vốn đầu tư Cơng trình thiết kế sai thiếu hiểu biết hay chạy theo lợi nhuận gây hậu : gây cố điện, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tài sản nhân dân Luận văn “Thiết Kế Trạm Biến Áp” trình bước thiết kế cần thiết, dẫn từ cơng thức tính toán để lựa chọn phần tử hệ thống thích hợp cho trạm điện Thiết kế trạm biến áp nhằm giúp sinh viên làm quen với cơng việc thiết kế cịn giúp cho thân có tác phong làm việc độc lập Do thời gian tài liệu hạn chế, kinh nghiệm thực tiễn em chưa có nhiều nên đồ án thiết kế khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý nhận xét thầy bạn Cuối em xin chân thành cảm ơn quí thầy cô khoa Điện -Điện Tử đặc biệt thầy Phan Kế Phúc tận tình hướng dẫn,chỉ bảo động viên em suốt trình thực Luận Văn Tốt Nghiệp SinhViên: NGUYỄN QUỐC TOÁN Lớp : 08DD1N MSSV : 811237D TP Hồ Chí Minh Tháng 7-2009 SVTH :NGUYỄN QUỐC TỐN Trang THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP (1s) (10s) Dịng phóng định mức Tần số định mức Chiều cao Điện áp dư so với sóng dịng 8/20 µ s 0,5KA 1KA 10KA 5KA 10KA 20KA 24,4KV 23,1KV 10KA 50Hz 640mm 40,9KV 41,7KV 43,4KV 47,7KV 50,4KV 55,5KV Chiều dài phóng điện b ề m ặt Amax=440mm Trọng lượng 16Kg Giá tiền 800USD/1pha 11.5-THIẾT KẾ LƯỚI NỐI ĐẤT CHO TRẠM: 11.5.1-Khái niện chung: Tác dụng nối đất để tản dòng đ iện cố(rò cách điện,ngắn m ạch chạm đất ho ặc dòng đ iện sét)và giữ cho điện th ế phần tử nối đất thấp Do trạm biến áp cấp 110KV nên nối đất dùng chung cho nối đất chống sét, nối đất làm việc,nố i đất an tồn • Nối đất làm việc:Bảo đảm làm việc bình thường củ a thiết bị theo chế độ quy định • Nối đất an toàn:Bảo đảm an toàn cho người vận hành có tượng rị điện chạm vỏ • Nối đất chống sét:Có nhiệm vụ tản dịng sét vào đất,để đảm bảo điện áp đặt lên thiết b ị có sét đánh khơng qua cao,tránh gây phóng điện Ngồi để giảm bớt chi phí xây d ựng hệ thống nố i đất,chúng ta tận dụ ng kết cấu kim loại chơn đất ống nước,móng cột… Để tản dòng điện sét gọi nối đất tự nhiên có điện trở tản Rtn.Thơng thường phần nối nối đất tự nhiên đạt yêu cầu(Rtn>0,5 Ω )nên ta cần phải xây dựng thêm nối đất nhân tạo Rnt theo quy định điện trở tổng nố i đất tự nhiên nối đất nhân tạo là: Rnđ = Rtn × R nt Rtn + R nt Rnđ=0.33( Ω )