trạm biến áp

GVHD: Nguyễn Quang Thuấn MỤC LỤC PHẦN I. Trạm Biến Áp I. Tổng Quan Về Trạm biến áp: 1. Điện áp. 2. Phân loại Trạm Biến áp theo điện lực: 3. Công Suất Máy Biến áp: 4. Các đơn vị cần quan tâm trên trạm: II. Tính Toán Và Lựa Chọn Trạm Biến Áp Hạ Áp : 1. Xác định trung tâm phụ tải và vị trí đặt trạm: 2. Xác định số lượng biến áp (hộ loại 1, 2 và 3): 3. Xác định công suất trạm biến áp. 4. Xác định chế độ vận hành kinh tế Trạm Biến áp . 5. Lựa Chọn Đầu Phân Áp. III. Phân loại trạm biến áp 1. Trạm Biến Áp ngoài trời. 2. Trạm Biến Áp trong nhà. 3. Các Sơ Đồ Đấu Dây Trạm Biến Áp. PHẦN II- Thiết kế trạm biến áp treo công suất 250KVA – 22/0.4Kv I .Các số liệu ban đầu: Cung Cấp Điện 1 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn II. Chọn máy biến áp và sơ đồ nối dây: III. Chọn thiết bị điện áp cao: 1. Chọn cầu chì tự rơi: 2. Chọn sứ cao thế . 3. Chống sét van. 4. Chọn thanh dẫn xuống máy biến áp: IV. Chọn thiết bị điện hạ áp: 1.Chọn cáp từ máy sang tủ phân phối. 2.Chọn tủ phân phối . V. Tính ngắn mạch. 1. Các bước tiến hành tính ngắn mạch: 2. Kiểm tra khí cụ điện cao áp (Cầu chì tự rơi): 3. Kiểm tra khí cụ điện cao áp: VI. Tính toán nối đất cho trạm biến áp: 1. Tính điện trở nối đất của cọc: 2. Tính toán điện trở nối đất của thanh : VII. Kết cấu trạm KẾT LUẬN Cung Cấp Điện 2 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn Đề tài : Thiết kế trạm biến áp cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp co điện áp 22/0,4 Kv Cung Cấp Điện 3 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn PHẦN I. Trạm Biến Áp • Ta có thể thấy Máy biến áp được dùng ở mọi nơi, từ máy biến áp dân dụng dùng trong quạt điện đến máy biến áp dùng để ổn áp hoặc dùng trong các main board điện tử.v.v. Một trong những ứng dụng phổ biến là dùng trong điện lực: Trạm biến áp điện lực tăng hạ áp trong truyền tải điện. • Từ các loại máy biến áp nhỏ (máy biến áp khô giải nhiệt bằng gió, hiện tại đã chế tạo được công suất trên 2000 KVA), đến các máy biến áp lớn hơn có cuộn dây đặt ngập trong dầu (dầu để cách điện và tản nhiệt ra lá thép xung quanh máy). I. Tổng Quan Về Trạm biến áp: - Để truyền tải công suất điện lớn từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, thì giải pháp tăng điện áp để hạn chế tổn thất công suất và giảm giá thành đầu tư đường dây là một lựa chọn tối ưu. - Lượng công suất tải truyền đi càng lớn thì điện áp càng cao. 1.Điện áp. Người ta phân ra làm 4 cấp điện áp: • Siêu Cao Áp: Lớn Hơn 500 KV • Cao áp: 66kV, 110kV, 220kV và 500kV • Trung Áp: 6kV, 10kV, 15kV, 22kV và 35 kV • Hạ Áp: 0,4kV và 0,2kV và Các điện áp nhỏ hơn 1 KV. Cung Cấp Điện 4 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn 2.Phân loại Trạm Biến áp theo điện lực: Theo cách phân loại trên, ta lại có 2 tên trạm biến áp: • Trạm biến áp Trung gian: Nhận điện áp từ 220 KV – 35 KV biến đổi thành điện áp ra 35 KV – 15 KV theo nhu cầu sử dụng. • Trạm biến áp phân Xưởng hay Trạm biến áp phân phối: Nhận điện áp 35 KV – 6 KV biến đổi thành điện áp ra 0,4 KV – 0,22 KV => đây là trạm biến áp được dùng trong mạng hạ áp dân dụng tòa nhà, thường thấy là trạm 22/0,4 KV. 3. Công Suất Máy Biến áp: • Gồm các máy biến áp có cấp điện áp sơ/thứ cấp: 35/0.4KV, 22/0.4 KV, 10&6.3/0.4 KV • Công suất biểu kiến Trạm phổ biến: 50, 75, 100, 160, 180, 250, 320, 400, 500, 560, 630, 750, 800, 1000, 1250, 1500, 1600, 1800, 2000, 2500 KVA. • Các công ty Sản Xuất và thi công trạm Biến Áp như: Thibidi, Cơ điện Thủ Đức, Lioa.v.v. 4. Các đơn vị cần quan tâm trên trạm: • S: Công suất biểu kiến được ghi trên trạm biến áp (KVA) • P: Công suất tiêu thụ (KW) • Q: Công suất phản kháng (KVAr) • U: điện áp sơ cấp và thứ cấp của trạm (KV hoặc V). • I: Dòng điện thứ cấp (A), Dòng điện sơ cấp thường rất ít được quan tâm. II. Tính Toán Và Lựa Chọn Trạm Biến Áp Hạ Áp : 1. Xác định trung tâm phụ tải và vị trí đặt trạm: Cung Cấp Điện 5 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn • Tính toán trung tâm phụ tải và vị trí đặt trạm nhằm tiết kiệm dây dẩn, hạn chế sụt áp và tổn hao công suất của mạng điện. • Nhưng cân đối giữa tính mỹ quan công nghiệp, gần lưới điện lực và đảm bảo hành lang an toàn điện đường dây. 2. Xác định số lượng biến áp (hộ loại 1, 2 và 3): • Hộ loại 1: Duy trì nguồn điện liên tục trên đường dây hạ áp từ trạm, Cần 2 Máy Biến Áp trở lên trên 1 trạm. Hộ loại 1 là loại ảnh hưởng đến sinh mạng con người hoặc an ninh quốc gia. Như bệnh viện, trạm xá hoặc các tòa nhà quốc hội, các bộ quốc phòng.v.v. • Hộ loại 2: có ảnh hưởng về kinh tế, so sánh và chọn phương án một hay hai máy biến áp trên 1 trạm. VD: Nhà máy thép, nhà máy sản xuất kính .v.v. • Hộ loại 3: Mất điện ít ảnh hưởng đến kinh tế. Nên có thể cắt điện để sửa chữa. 3. Xác định công suất trạm biến áp (là S hoặc P nếu cho biết nhu cầu sử dụng trạm): • Tính toán công suất trạm hiện tại và phát triển trong tương lai. • Có nhiều cách tính toán công suất điện, 3 cách được dùng phổ biến nhất: Theo diện tích và nhu cầu sử dụng hoặc theo sản lượng hàng năm một sản phẩm trên một KW điện. Và theo công suất đặt và hệ số nhu cầu (liệt kê công suất từng thiết bị cụ thể). • Hộ loại 1 dùng 2 Máy Biến Áp, trong đó mỗi máy có thể chịu quá tải bằng 1,4 lần Công suất của máy trong 6 giờ. Công suất quá tải 1,4 lần đó bằng Công suất tính toán của tòa nhà xí nghiệp. Cung Cấp Điện 6 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn 4. Xác định chế độ vận hành kinh tế Trạm Biến áp: Đối với trạm từ 2 Máy Biến Áp Trở lên. • Vì quá trình tính toán thường dư công suất rất lớn so với tải thực, nên thời điểm tải nhỏ nhất có thể nhỏ hơn công suất của 1 Máy Biến Áp. • Vì vậy ta chỉ cần sử dụng 1 Máy Biến áp cho toàn bộ tải để tránh tổn hao điện không cần thiết nếu dùng 2 máy. 5. Lựa Chọn Đầu Phân Áp: • Các chế độ phụ tải như: dùng nhiều cực đại, dùng ít cực tiểu và xảy ra sự cố. • Mỗi chế độ trên ta cần đảm bảo điện áp trên thanh góp máy biến áp. Thường xãy ra nếu trạm đặt quá xa trung tâm phụ tải. III. Phân loại trạm biến áp. 1. Trạm Biến Áp ngoài trời: • Trạm ngoài trời thích hợp cho các trạm trung gian công suất lớn. Vì máy biến áp, thiết bị phân phối có kích thước lớn nên có đủ diện tích để lắp đặt các thiết bị này, tiết kiệm được chi phí xây dựng khá lớn. • Bao gồm các trạm: Trạm hợp bộ, trạm nền (đặt lên nền bê tông), trạm giàn(< 3x100 KVA), trạm treo (< 3x75 KVA), trạm kín (lắp đặt trong nhà), trạm trọn bộ(nhà lắp ghép). Tùy theo giá thành và nhu cầu mà ta lựa chọn các loại biến áp khác nhau. Cung Cấp Điện 7 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn Cung Cấp Điện 8 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn a.Trạm Treo: • là trạm mà toàn bộ các thiết bị cao hạ áp và máy biến áp đều được treo trên cột. MBA thường là loại môt pha hoặc tổ ba máy biến áp một pha. Tủ hạ áp được đặt trên cột. • Trạm này thường rất tiết kiệm đất nên thường được dùng làm trạm công cộng cung cấp cho một vùng dân cư. Máy biến áp của trạm treo thường có công suất nhỏ( 3 x 75 kVA), cấp điện áp 15¸22 / 0,4 kV, phần đo đếm được trang bị phía hạ áp. • Tuy nhiên loại trạm này thường làm mất mỹ quan thành phố nên về lâu dài loại trạm này không được khuyến khích dùng ở đô thị. b. Trạm Giàn: • Trạm giàn là loại trạm mà toàn bộ các trang thiết bị và máy biến áp đều được đặt trên các giá đỡ bắt giữa hai cột. Trạm được trang bị ba máy biến áp một pha ( 3 x 75 kVA) hay một máy biến áp ba pha( 400 kVA), cấp điện áp 15 22 kV /0,4 kV. • Phần đo đếm có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp. Tủ phân phối hạ áp đặt trên giàn giữa hai cột đường dây đến có thể là đường dây trên không hay đường cáp ngầm. • Trạm giàn thường cung cấp điện cho khu dân cư hay các phân xưởng. Cung Cấp Điện 9 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn c. Trạm nền: • Trạm nền thường được dùng ở những nơi có điều kiện đất đai như ở vùng nông thôn, cơ quan, xí nghiệp nhỏ và vừa. • Đối với loại trạm nền. thiết bị cao áp đặt trên cột, máy biến áp thường là tổ ba máy biến áp một pha hay một máy biến áp ba pha đặt bệt trên bệ ximăng dưới đất, tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà. • Xung quanh trạm có xây tường rào bảo vệ. Đường dây đến có thể là cáp ngầm hay đường dây trên không, phần đo đếm có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp. d. Trạm Hợp Bộ (integrated distribution substation - IDS): công suất từ 250 đến 2000 KVA • Đặt trên nền, Thi công lắp đặt dể dàng, Độ cách điện cấp K, độ an toàn cao. • hợp bộ với tủ điện hạ áp đặt trên trạm thành một khối. • không dùng khí SF6, thân thiện với môi trường. Cung Cấp Điện 10 [...]...GVHD: Nguyễn Quang Thuấn 2 Trạm Biến Áp trong nhà: Cung Cấp Điện 11 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn a Trạm Kín: • Trạm kín là loại trạm mà các thiết bị điện và máy biến áp được đặt trong nhà .Trạm kín thường được phân làm trạm công cộng và trạm khách hàng • Trạm công cộng thường được đặt ở khu đô thị hóa,khu dân cư mới để đảm bảo mỹ quan và an toàn cho người sử dụng • Trạm khách hàng thường được đặt trong... cầu VI Tính toán nối đất cho trạm biến áp: Trong các trạm biến áp thì nối đất an toàn và nối đất làm việc thường được nối chung với nhau Điện trở nối đất của toàn trạm biến áp hạ áp với công suất không quá 320 kVA thường có Rd ≤ 4 Ω Căn cứ vào điện trở xuất của đất của đất ρ =0,4.104 Ω.cm & mặt bằng của trạm có đủ điều kiện đóng cọc tiếp đất thì ta chọn phương án nối đất của trạm, sau đó tính toán điện... lắp đặt thiết bị và kết nối o Các trạm kiểu này chắc chắn, gọn đẹp thường được dùng ở các nơi quan trọng như cơ quan ngoại giao,văn phòng, khách sạn… Cung Cấp Điện 13 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn 4 Các Sơ Đồ Đấu Dây Trạm Biến Áp: PHẦN II- Thiết kế trạm biến áp treo công suất 250KVA – 22/0.4Kv Cung Cấp Điện 14 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn I Các số liệu ban đầu: 1 Trạm biến áp có công suất 250 kVA 2 Điện trở... ngắn mạch tại điểm N2: Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp , ta coi MBA là nguồn , vì vậy điện áp phía hạ áp không thay đổi khi sảy ra ngắn mạch Do đó ta có: IN = I” = I ∞ Sơ đồ thay thế: Tổng trở của Máy Biến Áp: 2 2 ∆Pn U dm 106 U n %.U dm 104 ZB = +j 2 Sdm Sdm 2 6 2 4,1.0,4 10 4.0,4 104 = +j = 10,496 + j25,6(mΩ) 2502 250 Cáp nối từ máy biến áp đến tủ phân phối dài 60 m , do đó ta có: ZD2 = RD2 =... máy biến áp và sơ đồ nối dây: 1 Chọn máy biến áp chế tạo tại Việt Nam 2 Ta chọn máy biến áp có hệ thống làm mát tự nhiên bằng dầu loại 250 kVA – 22/0,4 kV do ABB chế tạo có các thông số sau: Công suất Điện áp ΔP0 (kVA) (kV) 250 22/0,4 ΔPN UN Kích thước:Dài-rộng-cao Trọng lượng (W) (W) (%) 640 410 4 (mm) (kG) 1370-820-1485 1130 0 Cung Cấp Điện 15 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn III Chọn thiết bị điện áp cao:... Thuấn - Dựng 2 cột ly tâm cao 11m , khoảng cách cột là 3m - Dàn trạm cao 2,5m , tủ hạ áp có : Chiều cao 1,2m Chiều rộng 1m Bề dày Cung Cấp Điện 0,5m 30 GVHD: Nguyễn Quang Thuấn KẾT LUẬN Với đề tài thiết kế trạm biến áp cho xí nghiệp công nghiệp.Dưới sự chỉ dẫn nhiệt tình của thầy NGUYỄN QUANG THUẤN chúng em đã hiểu nhiều hơn về trạm biến áp của một xí nghiệp công nghiệp.Trong thời gian thực hiện không... chính (Ring Main Unit) thay cho kết cấu thanh cái, cầu dao, có bợ chì và cầu chì ống để bảo vệ máy biến áp có công suất nhỏ hờn 1000 kVA • Đối với loại trạm kiểu này cáp vào và ra thường là cáp ngầm Các cửa thông gió đều phải có lưới đề phòng chim ,rắn ,chuột và có hố dầu sự cố b Trạm Trọn Bộ: • Đối với nhiều trạm phức tạp đòi hỏi sử dụng cấu trúc nối mạng nguồn kiểu vòng hoặc tủ đóng cắt chứa nhiều máy... Chọn thiết bị điện hạ áp: Khi chọn các thiết bị điện hạ áp ta dựa vào những điều kiện sau: Sdm 250 = = 360,84A Ilvmax = 3.U dm 0,4 3 Udm ≥ Udmmạng Idmtb ≥ Ilvmax Yêu cầu bố trí thiết bị điện trong tủ hạ áp sao cho gọn thoáng, dễ kiểm tra và thao tác 1 Chọn cáp từ máy sang tủ phân phối Cáp chọn theo điều kiện phát nóng k Icp ≥ Ilvmax Tra bảng 4.3 Mạng lưới điện lấy k=1 (vì có 1 đường cáp làm việc); Cung... 80.2 Điện trở nối đất của toàn trạm : R c R t 17,08.31,5 R HT = = = 3,38(Ω) R c µ t + n.R t µc 17,08.0,45 + 6.31,5.0,8 Vậy ta có RHT =3,38(Ω) < Rd = 4(Ω) Do đó phương án nối đất vạch ra trên đây đạt yêu cầu về kỹ thuật VII Kết cấu trạm : Do điều kiện phố phường chật hẹp và dân cư đông Nen ta không thể thiết kế trạm bệt được do vậy ta phải thiết kế trạm treo Các thông số của trạm treo : - Diện tích mặt... trang 358 ta có: Tủ tự tạo có : cao 1,2m - rộng 0,8m – dày 0,3m chứa 1 AT; 3 A nhánh a) Thanh cái hạ áp: Chọn theo PL-10 giáo trình thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp ta có bảng sau: Kích thước Tiết diện thanh dẫn Trọng lượng Dòng điện cho phép thanh dẫn (mm2) (kg/m) (A) 30x4 120 1,066 475 b) Chọn Áptomát tổng: Căn cứ vào Ilvmax = 360,84 A Tra mục 3.10 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện tr.355 ta . tế Trạm Biến áp . 5. Lựa Chọn Đầu Phân Áp. III. Phân loại trạm biến áp 1. Trạm Biến Áp ngoài trời. 2. Trạm Biến Áp trong nhà. 3. Các Sơ Đồ Đấu Dây Trạm Biến Áp. PHẦN II- Thiết kế trạm biến áp. Thuấn MỤC LỤC PHẦN I. Trạm Biến Áp I. Tổng Quan Về Trạm biến áp: 1. Điện áp. 2. Phân loại Trạm Biến áp theo điện lực: 3. Công Suất Máy Biến áp: 4. Các đơn vị cần quan tâm trên trạm: II. Tính. điện áp từ 220 KV – 35 KV biến đổi thành điện áp ra 35 KV – 15 KV theo nhu cầu sử dụng. • Trạm biến áp phân Xưởng hay Trạm biến áp phân phối: Nhận điện áp 35 KV – 6 KV biến đổi thành điện áp