Báo cáo thí nghiệm môn học hệ thống cung cấp điện sử dụng phần mềm simaris để tính toán và chọn lựa dây dẫn, máy biến áp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BỘ MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN  BÁO CÁO THÍ NGHIỆM Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Bảo Anh Nhóm – L06: Trường Hoàng Huy – 1911266 Phùng Thanh Lâm - 2233182 Lê Văn Trường – 1912341 Thành Tuấn Vương – 1916008 Nguyễn Đạt Bửu Trung – 1431141 Tp Hồ Chí Minh – Tháng 5/2023 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh MỤC LỤC Bài 1: SỬ DỤNG PHẦN MỀM SIMARIS ĐỂ TÍNH TỐN VÀ CHỌN LỰA DÂY DẪN, MÁY BIẾN ÁP VÀ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT THEO SƠ ĐỒ CHO TRƯỚC Phần 1: Đề yêu cầu đề I) Đề bài: II) Các thông số cho trước: III) Nhiệm vụ: Phần 2: Báo cáo I) Nhập thông số: 1.1 Nhập thông số cho đường dây 1.2 Nhập thông số cho động 1.3 Nhập thông số cho 10 II) 2.1 III) Trình bày tính tốn cần thiết: 10 Tính tốn chiều dài đường dây: 10 Số liệu thu nhận: 12 3.1 Chọn dây dẫn độ sụt áp 12 3.2 Dòng ngắn mạch 12 3.3 Thiết bị bảo vệ 13 3.4 Chọn lọc CB 14 Bài 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM SIMARIS ĐỂ TÍNH TỐN VÀ CHỌN LỰA DÂY DẪN, MÁY BIẾN ÁP VÀ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT THEO SƠ ĐỒ CHO TÒA NHÀ 16 Phần 1: Đề yêu cầu đề 16 I) Đề bài: 16 II) Các thông số cho trước: 16 III) Nhiệm vụ: 17 Phần 2: Báo cáo 18 I) Nhập thông số: 18 1.1 Nhập thông số cho đường dây 18 1.2 Nhập thông số cho động 20 1.3 Nhập thông số cho 21 II) Trình bày tính tốn cần thiết: 21 Trang 41 Báo cáo thí nghiệm 2.1 III) Môn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh Tính tốn phân pha: 21 Số liệu thu nhận: 23 3.1 Chọn dây dẫn độ sụt áp 23 3.2 Dòng ngắn mạch 25 3.3 Thiết bị bảo vệ 27 3.4 Chọn lọc CB 28 Bài 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETABS ĐỂ TÍNH TỐN VÀ CHỌN LỰA DÂY DẪN CHO HỆ THỐNG ĐƯỜNG DÂY 22KV 32 Phần 1: Đề yêu cầu đề 32 I) Đề bài: 32 II) Các thông số cho trước: 32 III) Nhiệm vụ: 32 Phần 2: Báo cáo 34 I) Nhập thông số: 34 1.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 34 1.2 Nhập thông số thành phần mạch 34 II) 2.1 III) Trình bày tính tốn cần thiết: 39 Tính tốn tiết diện đường dây dòng sơ bộ: 39 Số liệu thu nhận: 40 3.1 Phân bố công suất 40 3.2 Độ sụt áp 40 Trang 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh Bài 1: SỬ DỤNG PHẦN MỀM SIMARIS ĐỂ TÍNH TỐN VÀ CHỌN LỰA DÂY DẪN, MÁY BIẾN ÁP VÀ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT THEO SƠ ĐỒ CHO TRƯỚC Phần 1: Đề yêu cầu đề I) - Đề bài: Sử dụng phần mềm SIMARIS để tính tốn chọn lựa dây dẫn, máy biến áp thiết bị đóng cắt cho phù hợp với sơ đồ sau Ghi chú: • Màu đỏ: Là máng cao, cách mặt đất 5m, dùng để di dây từ tủ động lực đến máy điện • Màu đen: Là máng ngầm đất, sâu 0,5m, dùng để dây lại Trang 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh • Màu xanh dương: tủ máy điện có mã số riêng, đặt sát đất II) Các thông số cho trước: Tên mã số Pdm(kW ) Tu dong luc_3 May_4 May_8 May_13 May_14 May_15 May_17 May_19 May_20 May_25 May_26 Tu dong luc_5 May_6 May_9 May_10 May_11 May_12 May_16 May_21 May_23 May_24 Tu dong luc_7 May_18 May_22 Tu phan phoi_1 May bien ap_2 III) 90 90 30 90 15 37 37 22 18.5 55 𝜼 0.78 0.78 0.75 0.72 0.81 0.77 0.79 0.89 0.93 0.78 𝒄𝒐𝒔𝝋 0.85 0.79 0.83 0.82 0.67 0.81 0.78 0.84 0.74 0.76 Kkd 4.5 4.5 4.5 2.5 2.5 5.5 4.5 Ksd 0.78 0.66 0.61 0.86 0.43 0.84 0.43 0.9 0.79 0.73 𝚫𝑼𝒄𝒑 % Kt X (m) Y (m) 2.3 0.92 25 17 45 13 25 29 29 49 53 61 17 25 21 17 21 13 25 57 45 13 57 29 29 13 41 49 37 37 37 41 61 37 45 69 61 69 81 57 57 85 29 37 2.5 2.7 2.2 2.8 2.2 2.6 2.7 2.2 2.2 2.2 55 22 11 37 75 55 18.5 15 11 0.72 0.88 0.85 0.72 0.78 0.9 0.93 0.81 0.73 0.77 0.81 0.79 0.9 0.84 0.81 0.88 0.66 0.68 3.5 3 3 5.5 0.44 0.44 0.7 0.77 0.77 0.88 0.85 0.75 0.78 2.2 2.7 2.5 2.6 2.2 2.1 2.7 2.4 2.2 90 11 0.77 0.86 0.66 0.81 4.5 4.5 0.57 0.89 0.94 0.98 2.7 2.8 0.93 2.9 Nhiệm vụ: - Vẽ nhập thông số cần thiết cho sơ đồ nguyên lý SIMARIS - Chạy tính tốn để chương trình chọn dây dẫn, máy biến áp thiết bị đóng cắt Trang 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh - Chỉnh định tay vị trí mà phần mềm khơng tính tốn - Xuất đánh giá kết đạt được: sụt áp, ngắn mạch, dịng cơng suất, chọn lọc CB Trang 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh Phần 2: Báo cáo I) Nhập thông số: 1.1 Nhập thông số cho đường dây - Với kiểu lắp đặt loại C có nghĩa là: - Một áp lõi nhiều lõi: cố định cách tường gỗ khoảng cách nhỏ 0,3 x đường kính cáp - Hai cáp lõi nhiều lõi: cáp không đục lỗ khay chạy ngang dọc - Độ sụt áp (%): Độ sụt áp điện áp đầu nguồn cao điện áp cuối nguồn Vì trình truyền tải bị phần lượng điện điện trở đường dây - Số lượng dây dẫn: Nếu dây không đáp ứng yêu cầu kỹ thuật sụt áp ta có để phân làm nhiều dây Trang 41 Báo cáo thí nghiệm - Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh Số mạch ba pha máng, ống, khay cáp Trang 41 Báo cáo thí nghiệm 1.2 - Môn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh Nhập thông số cho động Công suất P(kW): Công suất tác dụng cho đề Trang 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh • Hệ số khởi động: Hệ số cho biết dòng điện lúc khởi động động gấp lần điện áp định mức • Hệ số sử dụng: Hệ số thời gian sử dụng máy chu kỳ định, chu kỳ ngày, tuần, tháng,… • Hiệu suất: hệ số tránh hao hụt lượng, thường dao động mức từ 64% - 95% • Hệ số cơng suất cos(𝜑): Hệ số công suất cos phi thể tỉ lệ công suất tác dụng P công suất biểu kiến 1.3 - Nhập thông số cho Hệ số đồng thời: Hệ số thể có phần trăm tải sử dụng thời điểm tủ động lực tủ phân phối II) Trình bày tính tốn cần thiết: 2.1 Tính tốn chiều dài đường dây: - Dây cao: Gọi TU3 (xTU3, yTU3) tủ động lực 1, M8 (xM8, yM8) máy điện 8, ta tính chiều dài đường dây nối từ tủ động lực đến máy điện sau: L38 = xTU − xM + yTU − yM + 10 = 25 − 13 + 17 − + 10 = 48(m) Trang 10 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện Ik1minph _n (L1) Ik1minph _n (N) Ik1minph_ pe (L1) Ik1minph_ pe (PE) 10 5537.3 5537.3 4700.2 4700.2 B 6.2 7060.0 7060.0 6558.6 6558.6 can1 can2 can3 can4 2883.5 3717.8 4589.6 4809.6 2883.5 3717.8 4589.6 4809.6 2732.8 3020.6 3788.3 3987.4 2732.8 3020.6 3788.3 3987.4 can5 5007.5 5007.5 4168.7 4168.7 can6 3424.3 3424.3 3217.3 3217.3 can7 5471.8 5471.8 4602.3 4602.3 can8 can9 can10 4069.0 3772.8 4715.7 4069.0 3772.8 4715.7 3325.9 3526.1 3902.2 3325.9 3526.1 3902.2 LVMD 1.1 9437.5 9437.5 8805.8 8805.8 LVTS-I 9381.9 9381.9 8741.7 8741.7 tang1 8016.8 8016.8 7244.2 7244.2 tang2 7926.8 7926.8 7202.2 7202.2 tang3 7514.8 7514.8 6834.1 6834.1 Tu_dien_chi nh 9437.5 9437.5 8805.8 8805.8 3.3 GVHD: Nguyễn Bảo Anh Ikmax Ipk 10381 11731 7052.4 8368.8 9537.5 9797.4 10020 7970.0 10507 8868.1 8501.5 9688.1 13387 13346 12512 12398 12095 13387 10968 20976 6021.9 7624.6 9265.5 9671.8 10035 7084.6 10883 8292.0 7756.2 9498.7 25525 25409 22319 22427 21650 25525 Z1mi n Z1ma x 23.2 24.9 20.6 21.6 34.2 28.8 25.3 24.6 39.4 32.4 27.9 27.0 24.1 26.3 30.3 34.4 23.0 24.9 27.2 28.4 24.9 30.3 31.9 27.4 18.0 18.7 18.1 18.8 19.3 20.2 19.5 20.4 20.0 20.9 18.0 18.7 Thiết bị bảo vệ Vị trí Catalog reference DI-Type Loại Số lượng LVMD MV-SDF-200A Switch-disconnector with fuses, MV HV HRC LVMD SIB:3000613.25 4th F 4th F 4th F 4th F 5SL42407 5SL42507 5SL42637 5SY72637 5SL4 C40A /2P 5SL4 C50A /2P 5SL4 C63A /2P 5SY7 C63A /2P Miniature circuit-breaker Miniature circuit-breaker Miniature circuit-breaker Miniature circuit-breaker 1 5th 5SL42407 5SL4 C40A /2P Miniature circuit-breaker 3 Trang 27 41 Báo cáo thí nghiệm Vị trí Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh 5th 5th 5SL42507 5SL42637 5SL4 C50A /2P 5SL4 C63A /2P Miniature circuit-breaker Miniature circuit-breaker Số lượng tang1 tang1 tang1 5SL42327 5SY72327 5SY72407 5SL4 C32A /2P 5SY7 C32A /2P 5SY7 C40A /2P Miniature circuit-breaker Miniature circuit-breaker Miniature circuit-breaker tang2 tang2 tang2 tang2 5SY72327 5SY72407 5SY72507 5SY72637 5SY7 C32A /2P 5SY7 C40A /2P 5SY7 C50A /2P 5SY7 C63A /2P Miniature circuit-breaker Miniature circuit-breaker Miniature circuit-breaker Miniature circuit-breaker tang3 tang3 tang3 5SL42407 5SL42507 5SL42637 5SL4 C40A /2P 5SL4 C50A /2P 5SL4 C63A /2P Miniature circuit-breaker Miniature circuit-breaker Miniature circuit-breaker Tu_dien_chin h Tu_dien_chin h 3VA24635HN420AA0 3VA2M630 R630 ETU350 F/4P 4HB56673J Circuit-breaker LVTS-SS 6.2.1 LVTS-SS 6.2.2 LVTS-SS 6.2.3 LVTS-SS 6.2.4 LVTS-SS 6.2.5 3VA20105HN460AA0 3VA2M100 R100 ETU350 F/4P 3VA21165HN460AA0 3VA2M160 R160 ETU350 F/4P 3VA21165HN460AA0 3VA2M160 R160 ETU350 F/4P 3VA21165HN460AA0 3VA2M160 R160 ETU350 F/4P 3VA21165HN460AA0 3VA2M160 R160 ETU350 F/4P Circuit-breaker 3.4 Catalog reference Loại DI-Type Transformer 1 Circuit-breaker Circuit-breaker Circuit-breaker Circuit-breaker Chọn lọc CB Tên gọi Catalog reference In [A] IR [A] tR [s] CB 1.1b CB 6.1a CB 9.1a CB 9.2a CB 9.3a CB 9.4a CB 9.5a 3VA24635HN420AA0 3VA24635HN420AA0 3VA20105HN460AA0 5SY72327 5SY72407 5SL42327 5SL42327 630 630 100 32 40 32 32 630 630 95 32 40 32 32 10 10 10 - Isd [A] tsd [s] undirected undirected 2,520 0.4 5,040 0.4 950 0.4 - Ii [A] 5,670 5,670 1,200 160 200 160 160 Trang 28 41 Báo cáo thí nghiệm Tên gọi CB 9.6a CB 9.7a CB 9.8a CB 9.9a CB 9.10a CB 9.11a CB 10.1a CB 10.2a CB 10.3a CB 10.4a CB 10.5a CB 10.6a CB 10.7a CB 10.8a CB 10.9a CB 10.10a CB 10.11a CB 11.1a CB 11.2a CB 11.3a CB 11.4a CB 11.5a CB 11.6a CB 11.7a Catalog reference 5SY72407 5SY72407 5SY72407 5SY72407 5SY72407 5SY72407 3VA21165HN460AA0 5SY72407 5SY72407 5SY72327 5SY72507 5SY72507 5SY72637 5SY72407 5SY72507 5SY72407 5SY72637 3VA21165HN460AA0 5SL42507 5SL42507 5SL42637 5SL42507 5SL42507 5SL42507 Môn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh In [A] IR [A] tR [s] Isd [A] tsd [s] undirected undirected - Ii [A] 40 40 40 40 40 40 40 40 - 40 40 - - - 200 40 40 - - - 200 160 125 10 1,250 0.4 1,600 40 40 - - - 200 40 40 - - - 200 32 32 - - - 160 50 50 - - - 250 50 50 - - - 250 63 63 - - - 315 40 40 - - - 200 50 50 - - - 250 40 40 - - - 200 63 63 - - - 315 160 140 10 1,400 0.4 1,600 50 50 - - - 250 50 50 - - - 250 63 63 - - - 315 50 50 - - - 250 50 50 - - - 250 50 50 - - - 250 200 200 200 200 Trang 29 41 Báo cáo thí nghiệm Tên gọi CB 11.8a CB 11.9a CB 11.10a CB 11.11a CB 12.1a CB 12.2a CB 12.3a CB 12.4a CB 12.5a CB 12.6a CB 12.7a CB 12.8a CB 12.9a CB 12.10a CB 12.11a CB 13.1a CB 13.2a CB 13.3a CB 13.4a CB 13.5a CB 13.6a CB 13.7a Catalog reference 5SL42507 5SL42507 5SL42507 5SL42407 3VA21165HN460AA0 5SL42407 5SL42507 5SL42637 5SL42507 5SL42637 5SL42507 5SL42407 5SL42407 5SL42507 5SL42507 3VA21165HN460AA0 5SL42407 5SL42507 5SL42637 5SL42637 5SL42637 5SL42637 Môn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh In [A] IR [A] tR [s] Isd [A] tsd [s] undirected undirected Ii [A] 50 50 - - - 250 50 50 - - - 250 50 50 - - - 250 40 40 - - - 200 160 125 10 1,250 0.4 1,600 40 40 - - - 200 50 50 - - - 250 63 63 - - - 315 50 50 - - - 250 63 63 - - - 315 50 50 - - - 250 40 40 - - - 200 40 40 - - - 200 50 50 - - - 250 50 50 - - - 250 160 150 10 1,500 0.4 1,600 40 40 - - - 200 50 50 - - - 250 63 63 - - - 315 63 63 - - - 315 63 63 - - - 315 63 63 - - - 315 Trang 30 41 Báo cáo thí nghiệm Tên gọi CB 13.8a CB 13.9a CB 13.10a CB 13.11a Catalog reference 5SY72637 5SL42637 5SL42637 5SY72637 Môn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh In [A] IR [A] tR [s] Isd [A] tsd [s] undirected undirected Ii [A] 63 63 - - - 315 63 63 - - - 315 63 63 - - - 315 63 63 - - - 315 Trang 31 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh Bài 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETABS ĐỂ TÍNH TỐN VÀ CHỌN LỰA DÂY DẪN CHO HỆ THỐNG ĐƯỜNG DÂY 22KV Phần 1: Đề yêu cầu đề I) - Đề bài: Sử dụng phần mềm ETABS để tính toán chọn lựa dây dẫn cho hệ thống đường dây 22kV: • Mỗi tuyến dây có phân bố tọa độ chiều dài dây khác • Mỗi nút tiêu thụ công suất (MW, MVAr) khác - u cầu: • Sụt áp nút khơng q 5% • Phân bố cơng suất theo chiều dài dây • Tính dịng sơ chọn cáp phì hợp • Tính điện kháng, dung kháng, cảm kháng đường dây • Phân bố công suất cho mạng điện với giá trị trở kháng tính • Kiểm tra sụt áp II) Các thông số cho trước: Đoạn dây Chiều dài (km) X1 (m) Y1 (m) X2 (m) Y2 (m) X3 (m) Y3 (m) AB 11 0,8 10,5 4,1 14,4 3,2 11,3 BC 5,3 -4,1 13 -0,3 13,5 13,2 AC 12,8 2,2 14,9 0,3 11,6 -4 13,1 CD 5,6 1,7 13,5 Nút A B C D III) 4,6 11,2 1,8 11,4 Bảng 1: Bảng chiều dài tọa độ đường dây P (MW) Vô lớn 6,2 8,4 6,7 Bảng 2: Bảng công suất nút Q (MVAr) Vô lớn 6,1 9,3 8,9 Nhiệm vụ: - Vẽ nhập thông số cần thiết cho sơ đồ nguyên lý Etabs - Cho chương trình chạy phân bố công suất, lựa chọn tiết diện dây Trang 32 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện - Tính tốn dịng sơ tuyến dây - Tính tốn trở kháng đường dây - Kiểm tra lại độ sụt áp theo yêu cầu GVHD: Nguyễn Bảo Anh Trang 33 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh Phần 2: Báo cáo I) Nhập thông số: 1.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 1.2 Nhập thơng số thành phần mạch • Nguồn Power Grid: Trang 34 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh • Đường dây truyền tải: Trang 35 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh • Ở trang Parameter o Chọn kích cỡ cho dây, dây BC có S = 800 mm2 Tuy nhiên khơng có cáp phù hợp, nên chọn dây 400mm2 o Vì dây có tiết diện lớn nên chọn dây trung tính với dây pha Trang 36 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh • Ở trang Configution o Nhập thơng số tọa độ bố trí pha: Chọn phần General, sau nhập tọa độ cho pha o Chọn số dây cho pha Chọn dây cách 40cm Trang 37 41 Báo cáo thí nghiệm - Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh Tải: • Ở phần Loading o Nhập thông số công suất tác dụng P công suất phản kháng Q cho tải theo đề Trang 38 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện II) Trình bày tính tốn cần thiết: 2.1 Tính tốn tiết diện đường dây dòng sơ bộ: SAC = 𝐼𝐴𝐶̇ = (𝑆𝐵 +𝑆𝐶 )∗(𝐿𝐵𝐶 +𝐿𝐴𝐵 )+𝑆𝐵 ∗𝐿𝐴𝐵 𝐿𝐵𝐶 +𝐿𝐴𝐵 +𝐿𝐴𝐶 𝑠 √3∗𝑈đ𝑚 = (6.7+8.9𝑗+8.4+9.3𝑗)∗(5.3+11)+(6.2+6.1𝑗)∗11 12.8+5.3+11 GVHD: Nguyễn Bảo Anh = 40 858+28.42j = 1072.44 + 745.79j Trang 39 41 Báo cáo thí nghiệm - Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện GVHD: Nguyễn Bảo Anh Tương tự cho đường dây AB, BC, CD III) Công suất S(MVA) AC 40 858+28.42j AB 10.4995+11.79j BC 44.654+31.31j DC 67.01+88.99j Số liệu thu nhận: 3.1 Phân bố cơng suất 3.2 Độ sụt áp Dịng điện I(kA) 1072.44 + 745.79j 275.44+309.58j 1171.88+821.78j 175.83+233.56j Tiết diện dây( mm2) 630 70 800 35 - Có thể thấy sụt áp đừng dây AC 11% AB 9.5% Cả hai lớn 5% - Nên ta chọn lại phân pha bốn, khoảng cách phân pha 40cm Chạy lại phân bố công suất Ta có kết sau: Trang 40 41 Báo cáo thí nghiệm Mơn học: Hệ thống Cung cấp Điện - Kết sụt áp đường dây AC lớn 5%, - Nên ta tăng tiết diện dây AC lên 1000mm2, DC lên 120mm2 - Kết sụt áp đường dây AC cải thiện 4.9% < 5% GVHD: Nguyễn Bảo Anh Trang 41 41