(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm

(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế trạm biến áp 220 110 22 KV và hệ thống nối đất chống sét cho trạm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN/ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220, 110, 22 KV VÀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Chuyên ngành: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn : Hoàng Nguyên Phước Sinh viên thực : Hà Huy Phước MSSV : 1131031014 Lớp : 11VDC01 TP Hồ Chí Minh, 2018 LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… TP.HCM, tháng năm 2018 Giảng viên hướng dẫn Ký tên LỜI NÓI ĐẦU Năng lượng đóng vai trị quan trọng việc tạo cải vật chất phục vụ đời sống người Theo phát triển xã hội người khai thác nhiều nguồn lượng như: than đá, dầu mỏ, dịng nước chảy sơng biển, mặt trời, gió Nhưng ưu việt hết nguồn lượng điện Điện dễ dàng biến đổi thành nguồn lượng khác như: quang năng, nhiệt năng, Ngồi điện cịn nguồn lượng dễ truyền tải Tuy nhiên điện nguồn lượng đặc biệt Năng lượng không dễ dàng cất giữ dư thừa Do yêu cầu đặt sử dụng điện cho có hiệu Ngày lượng điện sử dụng rộng rãi lĩnh vực như: điện tử, giao thông vận tải, chiếu sáng cơng nghiệp Chính vai trò quan trọng lượng điện đ ối với đời sống xã hội mà điện coi thước đo trình độ văn minh phồn vinh quốc gia Trong bối cảnh nước ta kinh tế phát triển, điều gắn liền với đời hàng loạt nhà máy xí nghiệp, hình thành nên khu cơng nghiệp khu chế xuất điều làm cho nhu cầu sử dụng điện ngày nhiều Nhằm đẩy mạnh trình phát triển, biến nước ta từ nước nghèo nàn lạc hậu thành nước phát triển giàu mạnh Đảng nhà nước sức đạo thực q trình điện khí hóa tồn quốc Với giúp đỡ quốc tế kết hợp với nỗ lực nhân dân ta, xây dựng nhiều nhà máy có cơng suất lớn nhằm đáp ứng điện nước ta Bên cạnh ta xây dựng đội ngũ cán kĩ thuật đơng đảo, trình độ cao cung cấp điện Để hệ thống lại kiến thức học áp dụng vào thực tiễn với hướng dẫn tận tình thầy HỒNG NGUN PHƯỚC em xin nhận luận văn với đề tài “THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22 KV VÀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT CHO TRẠM” LỜI CÁM ƠN  Để đề tài hoàn thành theo thời gian yêu cầu khoa nhà trường để đạt kết không nỗ lực thân em mà cịn có giúp đỡ gia đình, bảo thầy cô giúp đỡ bạn sinh viên trường Đại học Công Nghệ TPHCM Sự dẫn thầy HOÀNG NGUYÊN PHƯỚC Em cám ơn thầy nhiệt tình cung cấp thơng tin hướng dẫn hỗ trợ kiểm tra, khắc phục số thông tin chưa xác Xin cám ơn bạn sinh viên lớp 11VDC01 giúp đỡ nhiều mặt như: phương tiện, sách vở, ý kiến Trong trình thực đồ án tốt nghiệp cố gắng song không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận góp ý phê bình dẫn q thầy bạn sinh viên EM XIN CHÂN THÀNH CÁM ƠN! MỤC LỤC  Lời nói đầu Trang Lời cảm ơn Trang Phần I: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22KV Trang Chương 1: Tổng quan trạm biến áp Trang Chương 2: Căn công suất đồ thị phụ tải Trang 12 Chương 3: Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp Trang 17 Chương 4: Tính tốn chọn máy biến áp Trang 22 Chương 5: Chọn sơ đồ nối điện Trang 31 Chương 6: Tính tốn dịng điện ngắn mạch Trang 38 Chương 7: Tính tốn tổn thất điện máy biến áp .Trang 51 Chương 8: Chọn máy cắt dao cách ly .Trang 63 Chương : Tính tốn kinh tế, kỹ thuật chọn phương án Trang 73 Chưong 10 : Chọn khí cụ điện phần dẫn điện Trang 77 Phần II: Chống sét bảo vệ cho trạm Trang 82 Chương 1: Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho trạm Trang 83 Chương : Thiết kế lưới nối đất cho trạm Trang 98 PHẦN I THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22 KV Nhiệm vụ thiết kế trạm 220/110 KV Đồ thị phụ tải cấp: - Nguồn cung cấp: đường dây 224kV; In =26,5kA; chiều dài 80km - Phụ tải cấp điện áp 110kV:  SMax = 580MVA;  Cosϕ = 0,85;  Số đường dây: 08;  Đồ thị phụ tải: - Phụ tải cấp điện áp 22kV:  SMax = 175MVA;  Cosϕ = 0,85;  Số đường dây: 08;  Đồ thị phụ tải: Nội dung thực Phần 1: Tính toán, thiết kế trạm biến áp Tổng quan trạm biến áp Cân công suất đồ thị phụ tải Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp Tính tốn chọn máy biến áp Chọn sơ đồ nối điện Tính tốn dịng điện ngắn mạch Tính tốn tổn thất điện máy biến áp Chọn máy cắt dao cách ly Tính tốn kinh tế, kỹ thuật chọn phương án 10 Chọn khí cụ điện phần dẫn điện Phần 2: Chuyên đề CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP I Giới thiệu trạm biến áp Trạm biến áp dùng để biến đổi điện từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác Nó đóng vai trị quan trọng hệ thống cung cấp điện Nhà máy điện trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện cung cấp điện cho phụ tải nơi khác xa hơn, khoảng cách xa nhiều số Sự chọn lựa trung tâm phát điện liên quan đến nhiều vấn đề cần số vốn đầu tư ban đầu lớn, phí tổn hao khai thác nhiều hay ít, vị trí cần thiết kế lắp đặt xa nơi công chúng để tránh gây bụi bặm ồn Do hầu hết nơi điện truyền tải, chuyên chở từ nơi (nhà máy phát điện) đến nơi tiêu thụ Sự truyền tải điện xa nảy sinh nhiều vấn đề, chi phí cho hệ thống truyền tải điện tổn hao điện Phương pháp hữu hiệu để giảm chi phí cách nâng mức điện áp lên cao, tiết diện dây cáp tổn hao điện truyền tải giảm đáng kể Tuy nhiên mức điện áp nâng đến cấp để phù hợp vớí vấn đề cách điện an toàn Hiện nước ta nâng mức điện áp lên đến 500 (KV) để tạo thành hệ thống điện hoàn hảo vận hành từ năm 1994 đến Chính lẽ trạm biến áp thực nhiệm vụ nâng điện áp lên cao truyền tải, trung tâm tiếp nhận điện (cũng trạm biến áp) có nhiệm vụ hạ mức điện áp xuống để phù hợp với nhu cầu II Phân loại Trong thiết kế vận hành mạng điện thường gặp hai danh từ: trạm phân phối điện trạm biến áp Trạm phân phối điện gồm thiết bị như: dao cách ly, máy cắt, góp… Dùng để nhận phân phối điện đến phụ tải khơng có biến đổi điện áp Phân loại trạm biến áp theo nhiệm vụ : - Trạm biến áp chung cịn gọi trạm biến áp chính, trạm có nhiệm vụ nhận điện áp hệ thống với điện áp 220 KV biến đổi thành cấp điện áp 110/ 22/ 0.4KV - Trạm biến áp phân xưởng: nhận điện áp từ trạm biến áp trung gian biến đổi xuống loại điện áp thích hợp để phục vụ cho phụ tải phân xưởng Theo hình thức hay cấu trúc trạm mà chia trạm thành trạm trời trạm nhà : - Ngoài trời: Tất thiết bị đặt trời riêng phần phân phối điện áp đặt nhà.Trạm ngồi trời thích hợp cho trạm trung gian cơng suất lớn có đủ điện tích để đặt thiết bị trời - Trạm nhà: Tất thiết bị đặt nhà.Loại thường gặp trạm biến áp, phân xưởng, trạm Gis  o o o o  -  - Các thiết bị trạm biến áp: Máy biến áp (MBA): Là thiết bị truyền tải điện từ cấp điện áp đến cấp điện áp khác Các thông số định mức máy biến áp: Công suất định mức máy biến áp Khả tải máy biến áp Điện áp định mức Tần số định mức Các loại máy biến áp: máy biến áp từ ngẫu, máy biến áp thông thường, máy biến áp cách ly Máy biến dòng (BI): Dùng biến đổi dòng điện sơ cấp giá trị dịng điện thích hợp đầu thứ cấp Các loại biến dòng: máy biến dòng kiểu vòng quấn, máy biến dòng kiểu bậc cấp, máy biến dòng thứ tự khơng, máy biến dịng kiểu bù, biến dịng kiểu lắp sẵn Máy biến áp đo lường (BU) : Dùng biến đổi điện áp cấp điện áp tương ứng với thiết bị đo lường, tự động… Với bán kính bảo vệ cột antena bảo vệ an toàn phạm vi nhà điều khiển nhà phân phối phần trạm Kết luận chung: Vậy qua kiểm tra việc phân bố cột chông sét hợp lý bảo vệ toàn thiết bị trạm 98 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NỐI ĐẤT CHO TRẠM I Khái niệm Nối đất trạm đóng vai trị quan trọng việc phát huy tác dụng bảo vệ hệ thống thu sét Nếu nối đất không đạt yêu cầu nhiều hậu cịn xấu khơng đặt hệ thống thu sét Đối với trạm ngồi trời có điện áp ≥110 KV, hệ thống thu sét đặt kết cấu cơng trình trạm Nên phần dịng sét tản qua mạch nối đất an tồn Vì vậy, trước tiên phải thiết kế hệ thống nối đất an tồn cho trạm sở tính tốn hệ thống nối đất theo u cầu chống sét, tản dòng sét điện áp giáng xung hệ thống nối đất phải bé để không gây phóng điện trạm II Tính toán thiết kế hệ thống nối đất (htnđ): Lưới điện áp 110KV trở lên thuộc hệ thống có trung tính trực tiếp nối đất, có dịng ngắn mạch chạm đất lớn 500A Theo phạm quy nối đất trang thiết bị điện trở nối đất an toàn trạm phải thỏa yêu cầu: R≤ 0,5∑ Điều kiện để giảm bớt chi phí xây dựng hệ thống nối đất, tiết kiệm vật liệu xây dựng Trong thiết kế cần tậ dụng kết cấu kim loại chôn đất vốn phục vụ cho mục đích khác tham gia tản dọng điện chạm đất, coi loại nối đất sẵn có nối đất tự nhiên có điện trở tản 𝑅𝑡𝑛 Nếu gọi phần nối đất phải thiết kê slaf nối đất nhân tạo có điện trở tản 𝑅𝑡𝑛 theo phạm quy sở tản tổng toàn hệ thống nối đát phải thỏa yêu cầu: R= 𝑅𝑡𝑛 𝑋𝑅𝑛𝑡 𝑅𝑡𝑛 +𝑅𝑛𝑡 ≤ 0.5∑ 𝑅𝑡𝑛≤ 1∑ Nối đất tự nhiên (𝑹𝒕𝒏 ): Phần nối đất có sẵn có cần tận dụng đường ống kim loại chôn ngầm tiếp xúc trực tiếp vào đất, trừ ống dẫn chất cháy nổ,vỏ cáp chì chơn ngầm đất (khơng dùng vỏ cáp nhơm có lớp bảo vệ chống ăn mịn), cốt thép móng bê tơng xà, cột trạm nối đất dây chống sét, cột điện đường dây dây chống sét kéo đến tận xà trạm 99 Điện trở nối đất tự nhiên tính sơ gần đúng, có tính chất ước lượng theo cơng thức tính điện trở tản điện cực (đối với ống kim loại vỏ cáp), điện trởnối đất cột đường dây truyền tải (đối với móng trụ xà) số liệu tin cậy có cách đo đạt chỗ  Sơ đồ thay tính 𝑅𝐶𝑆−𝐶 : Đó điện trở đầu vào mạch điện thông số tập trung tạo nên điện trở nối đất cột điện điện trở tác dụng dây chống sét cột 𝑅𝐶𝑆 𝑅𝐶𝑆−𝐶 = √𝑅𝐶 𝑋𝑅𝐶𝑆 𝑋𝑐𝑜𝑠ℎ (√ ) 𝑥𝑚 𝑅𝐶 Các thông số cần biết:  𝑅𝐶 : điện trở nối đất cột điện tới trạm Nếu điện trở suất dất khu vực có giá trị sau:  𝜌 >500 Ωm chọn 𝑅𝐶 = 15∑  𝜌 ηx= 0,82  𝑅𝑋 ∑= 53,4∗24,5 53,4+90∗24,5 ∗ = 0,7(Ω) 0,82 Kiểm tra điều kiện an tồn nối đất: Dịng sét tản qua hệ thống nối đất trạm tạo nên điện áp giáng tổng trở xung Trị số cực đại giá trị điện áp giáng bằng: 𝐼𝑠 ∗Z∑(0,𝜏ds) Với:  Is biên độ dòng sét đầu vào hệ thống nối đất Để không xảy hư hỏng cách điện trang thiết bị gây phóng điện ngược đến phận mang điện giá trị điện áp giáng không lớn mức cách điện xung trạm 𝐼𝑠 ∗Z∑(0,𝜏ds) ≤min (U0,5) Đối với trạm thiết kế mức cách điện xung bé mức cách điện xung cấp điện áp 110KV với U0,5= 660KV 110 Theo quy phạm chống sét, trạm có cơng suất lớn thơng số dịng sét chọn theo: Is = 150KA Thời gian đầu sóng : 𝜏𝑑𝑠 = 3,5𝜇𝑠 Kiểm tra theo điều kiện ta được: 𝑈𝑔𝑖á𝑛𝑔=150∗0,7=150𝐾𝑉