Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Trạm biến áp 110/22KV

Trong nghành điện lực việc thiết kế trạm biến áp là một công việc được quan tâm,vì khi tính toán cung cấp điện cho một cụm dân cư, một khu phố hay một khu công nghiệp thì trạm biến áp là một trong những thiết bị quan trọng trong hệ thống cung cấp điện.Trong các hệ thống điện, trạm biến áp ( TBA) được dùng rất rộng rãi. Nếu nhà máy điện làm nhiệm vụ sản xuất điện năng thì các trạm biến áp làm nhiệm vụ biến đổi điện áp, phục vụ cho việc truyền tải, phân phối năng lượng điện từ lưới điện có điện áp cao sang lưới điện có điện áp thấp. Các TBA, đường dây tải điện cùng với các nhà máy phát điện làm thành một hệ thống phát và truyền tải điện năng thống nhất.Trong quá trình truyền tải điện do có phát sinh tổn thất trên đường dây nên trước khi truyền tải đi xa ta phải nâng lên điện áp cao để truyền tải và hạ xuống thấp ở điện áp thích ứng để đưa đến phụ tải. Do đó trạm biến áp là phần tử không thể thiếu trong hệ thống điện

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TRẠM

BIẾN ÁP 110/22KV

TPHCM

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN TRẠM BIẾN ÁP

I CHỨC NĂNG, NHIỆM VỤ VÀ PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP

1 Chức năng, nhiệm vụ

Trong nghành điện lực việc thiết kế trạm biến áp là một công việc được quan tâm,vì khitính toán cung cấp điện cho một cụm dân cư, một khu phố hay một khu công nghiệp thì trạmbiến áp là một trong những thiết bị quan trọng trong hệ thống cung cấp điện

Trong các hệ thống điện, trạm biến áp ( TBA) được dùng rất rộng rãi Nếu nhà máy điệnlàm nhiệm vụ sản xuất điện năng thì các trạm biến áp làm nhiệm vụ biến đổi điện áp, phục vụcho việc truyền tải, phân phối năng lượng điện từ lưới điện có điện áp cao sang lưới điện có điệnáp thấp Các TBA, đường dây tải điện cùng với các nhà máy phát điện làm thành một hệ thốngphát và truyền tải điện năng thống nhất

Trong quá trình truyền tải điện do có phát sinh tổn thất trên đường dây nên trước khitruyền tải đi xa ta phải nâng lên điện áp cao để truyền tải và hạ xuống thấp ở điện áp thích ứng đểđưa đến phụ tải Do đó trạm biến áp là phần tử không thể thiếu trong hệ thống điện

2 Phân loại

a Trạm biến áp được phân loại theo cấp điện áp có 2 loại :

- Trạm biến áp tăng áp : làm nhiệm vụ truyền tải điện năng từ lưới điện có điện ápthấp lên lưới điện có điện áp cao hơn, phục vụ cho việc truyền tải điện đến các hộ tiêu thụ ở xa

- Trạm biến áp hạ áp : thường đặt ở những trạm phân phối, nó nhận điện từ hệthống truyền tải rồi giảm điện áp xuống cấp thích hợp để cung cấp điện cho các tải tiêu thụ

b Trạm biến áp được phân loại theo mức độ quy mô có 2 loại :

- Trạm biến áp trung gian (TBA khu vực ): thường có điện áp sơ cấp lớn, cung cấpđiện cho một khu vực phụ tải lớn ở các vùng miền , tỉnh thành, khu công nghiệp lớn…Điện ápphía sơ cấp thường là 500 KV, 220KV hay 110 KV, điện áp phía thứ cấp thường là 110 KV, 66

KV ,22 KV, 15 KV

- Trạm biến áp phân phối ( TBA địa phương ): nhận điện áp từ các trạm biến áptrung gian để cung cấp trực tiếp cho các phụ tải như xí nghiệp, khu dân cư… qua các đường dâyphân phối

c Trạm biến áp phân loại theo cấu trúc xây dựng có 2 loại :

 Trạm biến áp ngoài trời : phù hợp với các trạm khu vực và trạm địa phương cócông suất lớn

Trạm biến áp trong nhà: phù hợp với các trạm địa phương, và các nhà máy có côngsuất nhỏ

 Trong các trạm biến áp, ngoài máy biến áp còn có các trạm đóng cắt ở các cấpđiện áp của trạm

 Hiện nay nước ta đang sử dụng các cấp điện áp sau:

+ Cấp cao áp:

500kV dùng cho hệ thống điện quốc gia nối liền Bắc, Trung, Nam.

220kV dùng cho mạng điện khu vực và từng miền

110kV dùng cho mạng điện phân phối, cung cấp cho các phụ tải lớn

+ Cấp trung áp :

22kV trung tính nối đất trực tiếp dùng cho mạng điện địa phương, cung cấp cho các nhàmáy vừa và nhỏ, cung cấp cho các khu dân cư

+ Cấp hạ áp :

380/220V dùng trong mạng điện hạ áp, trung tính nối đất trực tiếp

3 Các thành phần chính của TBA

 Máy biến áp trung tâm

 Hệ thống thanh cái, dao cách ly

 Hệ thống relay bảo vệ

 Hệ thống nối đất, hệ thống chống sét

 Hệ thống điện tự dùng

 Khu vực phòng điề hành

 Khu vực phòng phân phối

4 Những vấn đề cần lưu ý khi thiết kế trạm biến áp

 Trạm biến áp nên đặt gần các phụ tải

 Thuận tiện giao thông để dễ dàng chuyên chở các thiết bị xây dựng trạm

 Không nên đặt trạm ở các trung tâm thành phố vì sẽ làm tăng chi phí đầu tư cũngnhư làm mất mỹ quan đô thị

 Nên đặt trạm ở những nơi khô ráo, tránh những khu vực ẩm ướt hoặc mực nướcngầm cao hơn đáy móng

 Tránh đặt trạm ở khu vực dễ sạt lỡ, dễ cháy nổ

 Việc chọn vị trí cố định đặt trạm biến áp là khá quan trọng vì nó sẽ quyết định vềchi phí, tính an toàn và thuận tiện khi vận hành

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG THIẾT KẾ

Trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ phải là đảm bảo đủ điện năng với chất lượngnằm trong phạm vi cho phép Ngoài ra phải đảm bảo về mặt kinh tế, an toàn… Một phương ánđược xem là hợp lý khi thỏa mãn các yêu cầu sau :

o Đảm bảo chất lượng điện năng.

o Đảm bảo độ tin cậy cao ( thùy theo tính chất loại phụ tải ).

o Vốn đầu tư thấp.

o An toàn cho người và thiết bị.

o Thuận tiện sữa chữa, vận hành

o Có tính khả thi

Nội dung thiết kế : Thiết kế trạm biến áp có 2 cấp điện áp 110/22 KV với số liệu như

sau :

 Cấp 110 kV :

- Số đường dây đi từ hệ thống vào thanh góp : 1

- Chiều dài l = 40 km

- Trở kháng đường dây

- Công suất ngắn mạch của hệ thống

 Cấp 22 kV:

- Số phụ tải từ thanh góp 22 kV: 4 phụ tải

- Hệ số công suất

- Công suất tự dùng 0,3 MVA,

- Công suất phản kháng tối đa

- Công suất phản kháng tối thiểu

Đồ thị phụ tải như sau :

CHƯƠNG II: PHỤ TẢI ĐIỆN

MỤC ĐÍCH:

Tìm hiểu phụ tải điện trong hệ thống điện Tính toán và hình thành đồ thị phụ tải tổng hợp cấp

22 kV và tự dùng

I KHÁI NIỆM

Phụ tải điện là các các thiết bị hay tập hợp các khu vực gồm nhiều thiết bị sử dụng điệnnăng để biến đổi thành các dạng năng lượng khác như: quang năng, nhiệt năng, cơ năng, hóanăng

Phụ tải điện có thể biểu diễn dưới dạng tổng quát: S = P + jQ

t P

0 ) (

II PHÂN LOẠI PHỤ TẢI ĐIỆN

Có các phân loại phụ tải điện như sau:

 Phân loại theo khu vực sử dụng:

- Phụ tải công nghiệp: cung cấp cho khu vực công nghiệp

- Phụ tải nông nghiệp: cung cấp cho khu vực nông nghiệp

- Phụ tải sinh hoạt : cung cấp cho khu vực dân cư

 Phân loại theo mức độ quan trọng:

- Phụ tải loại 1: khi mất điện ảnh hưởng nghiêm trọng tới tính mạng con người, thiệt hại nặng nề cho nên kinh tế quốc dân hoặc ảnh hưởng tới chính trị

- Phụ tải loại 2 : khi mất điện ảnh hưởng tới nền kinh tế, sản xuất nhưng không nghiêm trọng như tải loại 1

- Phụ tải 3 : về nguyên tắc có thể mất điện trong thời gian ngắn không ảnh hưởng nhiều tới các hộ tiêu thu

 Phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu, phụ tải có thể phân loại theo tính chất:

- Phụ tải động lực: cung cấp cho các động cơ điện

- Phụ tải chiếu sáng

 Các số liệu ban đầu của trạm cần thiết kế

 Cấp 110 kV :

- Số đường dây đi từ hệ thống vào thanh góp : 1

- Chiều dài l = 40 km

- Trở kháng đường dây

- Công suất ngắn mạch của hệ thống

 Cấp 22 kV:

- Số phụ tải từ thanh góp 22 kV: 4 phụ tải

- Hệ số công suất

- Công suất tự dùng 0,3 MVA,

- Công suất phản kháng tối đa

- Công suất phản kháng tối thiểu

III ĐỒ THỊ PHỤ TẢI

Đồ thị phụ tải là hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa công suất phụ tải ( S,P,Q ) theo thời gian (t)

Có 2 loại đồ thị phụ tải là đồ thị phụ tải hằng ngày và hằng năm

Sử dụng đồ thị phụ tải hằng ngày để chọn dung lượng MBA

Thời gian sử dụng công suất cực đại :

Thời gian tổn thất công suất cực đại :

 Đồ thị phụ tải cấp 22 kV :

Tính toán thời gian sử dụng công suất cực đại và thời gian tổn thất công suất cực đại hàng

 Tính toán số liệu tự dùng:

Smax = 0,3 (MVA); Cos  = 0,91 Sin  = 0,41

Trong đoạn 0 – 24h , ta có S = 30 MVA

P (MW)

Q (MVAR)

 Phụ tải tổng của cấp 22kV và tự dùng như sau:

Vì cosφ của các cấp điện áp gần bằng nhau nên ta tính phụ tải tổng của các cấp điện áp theo công thức:

S tổng = S 22KV + S TD

 Đồ thị phụ tải cấp 22kV và tự dùng 0,3MVA:

Tính toán thời gian sử dụng công suất cực đại và thời gian tổn thất công suất cực đại hàng

ngày của cấp 22kV và tự dùng

 Thời gian sử dụng công suất cực đại:

(giờ/ngày) =7654,05(giờ/năm)

 Thời gian tổn thất công suất cực đại:

giờ/ngày) = 6785,9 (giờ/năm)

CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP

MỤC ĐÍCH:

Dựa vào ưu và nhược điểm của các phương án sơ đồ mạng cấu trúc trạm biến áp, chọn ranhững phương án tối ưu nhất, đó là những phương án có tính khả thi cao, có lợi về kinh tế và cókhả năng phát triển trong tương lai gần nhất.Việc chọn một phương án sơ đồ cấu trúc trạm biếnáp là một phần quan trọng ảnh hưởng đến cả quá trình thiết kế trạm biến áp

I KHÁI NIỆM

Sơ đồ cấu trúc của TBA là sơ đồ liên lạc giữa nguồn (hệ thống) và các phụ tải thông quaMBA Khi thiết kế TBA, chọn sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng quyết định đếntoàn bộ thiết kế

Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc :

 Có tính khả thi tức là có thể chọn được các thiết bị chính như : MBA , máy cắt…,cũng như có khả năng thi công, xây lắp và vận hành

 Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặc biệt với hệ thống khi bình thườngcũng như cưỡng bức (có một phần tử không làm việc được)

 Tổn hao qua MBA nhỏ, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai lần biến ápkhông cần thiết

 Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng nhỏ càng tốt

 Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không cần thay cấu trúc đã chọn

Thường một TBA có thể có nhiều phương án cấu trúc khác nhau, để chọn phương án nào cần cân nhắc các khía cạnh sau đây :

 Số lượng MBA

 Tổng công suất các MBA :

 Tổng vốn đầu tư mua MBA :

 Tổn hao điện năng tổng qua các MBA :

Phụ thuộc vào các cấp điện áp , vào công suất của phụ tải có thể sử dụng một trong các phương án sau :

 Qua MBA giảm dần từ điện áp cao xuống đện áp thấp.

 Qua MBA ba cuộn dây hay MBA tự ngẩu nếu điện áp trung lớn hơn 110 kV.

 Qua MBA hai cuộn dây cho từng cấp điện áp.

II CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM BIẾN ÁP

1 Phương án 1:

 Ưu điểm:

-Thiết kế và lắp đặt đơn giản

-Chi phí xây dựng ít, diện tích mặtbằng nhỏ

- Thích hợp cho các vùng phụ tải không quan trọng (phụ tải loại 3)hoặc có nguồn dựtrữ từ trạm khác đến phụ tải khi gặp sự cố

 Khuyết điểm:

- Độ tin cậy cung cấp điện không cao

- Khi bảo trì trạm hay MBA gặp sự cốthì khu vực phụ tải mất điện hoàn toàn

- Giải quyết được vấn đề MBA khi gặp sự cố

- Đảm bảo cung cấp điện liên tục

- Thích hợp cung cấp điện cho cácphụ tải quan trọng

 Khuyết điểm:

- MBA thường làm việc non tải

- Chi phí xây dựng ban đầu tương đối cao

3 Phương án 3:

 Ưu điểm:

- Độ tin cậy cao

- Đảm bảo cung cấp điện liên tục trong nhiều trường hợp

-Không cần đặt thêm MBA khi phụ tảiphát triển

 Khuyết điểm:

- Tăng vốn đầu tư

- Chiếm nhiều diện tích mặt bằng

- Thi công và lắp đặt phức tạp

110 kV

22 kV

Hệ thống

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

Vì đề tài này thiết kế TBA có hai cấp điện áp 110/22 kV Đây là một trạm có quy mô đơngiản , trạm này là phần cuối của quá trình truyền tải điện năng, có chức năng biến đổi và phânphối điện đến các khu vưc phụ tải quan trọng ( cơ quan hành chính) hoặc khu vực phụ tải khôngquan trọng (khu dân cư) Trạm không phức tạp như các trạm có ba cấp điện áp và trạm được

cung cấp bằng một đường dây từ hệ thống đến, nên ta lựa chọn phương án 1 Sử dụng máy biến

áp 2 cuộn dây

22 kV

Hệ thống

110 kV

CHƯƠNG IV: CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC

MỤC ĐÍCH

Tính toán chọn máy biến áp có công suất phù hợp với yêu cầu của trạm đang thiết kế ,đảmbảo được an toàn khi cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ Từ đó có thể tiết kiệm được nhiều chiphí khác kèm theo

I KHÁI NIỆM

MBA là thiết bị truyền tải điện năng giữa các cấp điện áp khác nhau Điện năng được sảnxuất từ NMĐ được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa phải qua đường dây cao thế 110, 220, 500

kV … nên cần sử dụng MBA tăng áp từ điện áp máy phát lên điện áp tương ứng

Ở cuối đường dây cao áp cần MBA giảm về điện áp thích hợp với mạng phân phối 22, 15,0,4 kV …

Trong một hệ thống lớn thường phải qua nhiều lần tăng, giảm áp mới đưa được điện năngđến các hộ tiêu thụ

 Các điểm cần lưu ý khi sử dụng MBA:

- MBA có trọng lượng và kích thước lớn nên khi sử dụng cần chú ý đến phương tiệnvà khả năng vận chuyển

- Khi chọn công suất MBA cần xét đến khả năng phát triển phụ tải, khả năng quá tảicho phép để lựa chọn công suất tối ưu, tránh vận hành non tải gây tổn hao không tải lớn

- MBA được các nhà sản xuất khác nhau chế tạo theo những tiêu chuẩn khác nhau do

đó khi thiết kế cần chú ý đến điều kiện làm việc

II QUÁ TẢI CỦA MÁY BIẾN ÁP

Có 2 loại quá tải của MBA:

1 Quá tải sự cố của MBA:

Khi hai máy biến áp làm nhiệm vụ song song mà một trong hai bị sự cố phải nghỉ, máybiến áp còn lại có thể vận hành với phụ tải lớn hơn định mức không phụ thuộc vào nhiệt độ củamôi trường xung quanh lúc sự cố trong thời gian 5 ngày đêm nếu thỏa mãn các điều kiện sau :

Theo đồ thị phụ về đẳng trị K1 < 0,93, T2 < 6h Chú ý theo dõi nhiệt độ của cuộn dâykhông vượt quá 140 oC và tốt nhất là tăng cường tối đa các biện pháp làm lạnh MBA.

2 Quá tải thường xuyên ( bình thường ) của MBA:

Quá tải thường xuyên là chế độ quá tải một phần lớn thời gian phụ tải của máy biến ápvượt quá công suất định mức của nó, phụ tải của máy biến áp thấp hơn công suất định mức đó.Với phụ tải như vậy thì hao mòn cách điện sau 1 chu kì khảo sát không vượt quá độ mòn địnhmức

III CHỌN CÔNG SUẤT MBA TRONG TRẠM BIẾN ÁP:

Vì theo yêu cầu thiết kế của đề tài : “ Thiết kế trạm biến áp có hai cấp điện áp 110 kV/

22 kV “ có một dây đi từ hệ thống vào thanh góp , và theo sơ đồ cấu trúc đã chọn trong chương

III, trạm vận hành với sơ đồ có một MBA, nên ta chỉ xét trường hợp quá tải thường xuyên ( bình thường ) của MBA

Công suất MBA được chọn theo điều kiện:

Trong đó:

- SđmB : công suất định mức MBA

- Smax : công suất max của phụ tải

IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

 Trường hợp chỉ có một máy biến áp

 Đồ thị phụ tải

Công suất MBA được chọn theo điều kiện:

nên ta có thể chọn = 32 MVA và lặp được bảng sốliệu sau:

Hệ số tải được xác định 10 giờ trước vùng , tức là từ 0h đến 10h :

Với và giờ từ đường cong khả năng quá tải của MBA tìm được =1,02 > Cho nên MBA có = 32 MVA cho phép làm việc với đồ thị phụ tải đã cho, vàđược chọn

 Thông số của MBA

I KHÁI NIỆM:

Sơ đồ nối điện là một hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị, khí cụ điện có nhiệm vụnhận điện từ các nguồn để cung cấp phân phối cho các phụ tải cùng một cấp điện áp

 Nguồn điện có thể là MBA, máy phát điện, đường dây cung cấp

 Phụ tải có thể là MBA, đường dây

 Mỗi nguồn hay tải gọi là một phần tử của sơ đồ nối điện

Thanh góp là nơi tập trung các nguồn điện và phân phối cho các phụ tải

Sơ đồ nối điện có nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào cấp điện áp, số phần tử nguồn và tải,công suất tổng, tính chất quan trọng của các phụ tải … Sơ đồ nối điện cần thỏa mãn các yêu cầusau

 Tính đảm bảo cung cấp điện: theo yêu cầu hay sự quan trọng của phụ tải mà mức đảmbảo cần đáp ứng

 Tính linh hoạt: là sự thích ứng với các chế độ làm việc khác nhau

 Tính phát triển: sơ đồ nối điện cần thỏa mãn không những hiện tại mà cả trong tương laigần khi tăng thêm nguồn hay tải

 Tính kinh tế: thể hiện ở vốn đầu tư ban đầu và các chi phí hàng năm

II CÁC DẠNG SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CƠ BẢN:

Căn cứ vào số thanh góp, số máy cắt điện cung cấp cho các phần tử, sơ đồ nối điện đượcchia thành các dạng sau đây:

1 Sơ đồ một hệ thống thanh góp không phân đoạn:

Đặc điểm của sơ đồ này là tất cả các phần tử được nối vào thanh góp chung qua một máy cắt(MC) Hầu hết các máy cắt đều có lắp dao cách ly (DCL) về hai phía của MC

 Ưu điểm:

- Đơn giản, rõ ràng, chi phí thấp

- Mỗi phần tử được thiết kế riêng cho mạch đó, khi vận hành sửa chữa … mạch nàykhông ảnh hưởng trực tiếp đến mạch khác

2 Sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn:

Thanh góp được phân đoạn bằng một DCL (hình a) hai DCL (hình b) hoặc bằng MC (hìnhc) Mỗi phân đoạn có một nguồn cung cấp và một phần các mạch tải

Dùng DCL để phân đoạn rẻ tiền nhưng không linh hoạt và đảm bảo như phân đoạn bằng MCđiện.

Khi phân đoạn bằng MC thì các phụ tải loại một sẽ được cung cấp điện từ hai đường dây nốivào hai phân đoạn khác nhau, do đó sẽ đảm bảo được cung cấp điện liên tục

Khi cần sửa chữa chỉ tiến hành cho từng phân đoạn, việc cung cấp điện được chuyển chophân đoạn kia

Khi sự cố trên phân đoạn nào, chỉ có phân đoạn đó mất điện, các phân đoạn khác vẫn làmviệc bình thường

Với những ưu điểm trên, sơ đồ dạng này được sử dụng rộng rải trong các trạm biến áp cóđiện áp không cao ( 22, 35, 110 kV) và số mạch không nhiều

3 Sơ đồ một hệ thống thanh góp có thanh góp vòng:

Nếu có hai phân đoạn có thể thực hiện theo sơ đồ hình b hoặc hình c

Nhờ có MC vòng, độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ tăng lên, tuy nhiên sơ đồ thêm phứctạp và tăng vốn đầu tư

Sơ đồ này thực hiện chủ yếu ở điện áp cao từ 110 kV trở lên và số đường dây nhiều

4 Sơ đồ hai hệ thống thanh góp:

Sơ đồ có 2 hệ thống thanh góp đồng thời Mỗi phần tử qua một MC nhưng rẽ qua hai daocách ly để nối vào hai thanh góp, giữa hai hệ thống thanh góp có một MC liên lạc Hai hệ thốngthanh góp có giá trị như nhau Sơ đồ này có hai chế độ làm việc:

 Một hệ thống thanh góp làm việc, một hệ thống thanh góp dự phòng Với chế độ này, sơđồ trở thành hệ thống 1 thanh góp không phân đoạn Khi thanh góp này bị sự cố, hay sửa chữa,toàn bộ được chuyển sang thanh góp thứ hai, chỉ phải mất điện trong thời gian ngắn Khi cần sửachữa một MC của phần tử nào đó, dùng MC liên lạc thay cho MC này bằng cách chuyển đường

đi qua thanh góp thứ hai, các phần tử còn lại làm việc trên thanh góp một

 Đồng thời làm việc cả hai thanh góp Trong chế độ này các mạch nguồn cũng như mạchtải được phân đều trên hai thanh góp, MC liên lạc đóng, làm nhiệm vụ của MC phân đoạn tươngứng với sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn Khi sự cố trên thanh góp chỉ mất điện mộtphần trong thời gian ngắn và chuyển sang vận hành trên thanh góp kia

Sơ đồ hai thanh góp có khuyết điểm là phức tạp khi xây dựng cũng như vận hành, đặc biệtđóng cắt DCL nếu nhầm lẫn có thể gây hậu quả nghiêm trọng Sơ đồ này chỉ sử dụng với điện ápcao từ 110kV trở lên

5 Sơ đồ hai hệ thống thanh góp có phân đoạn một thanh góp:

Phân đoạn một thanh góp: thanh góp phân đoạn trở thành thanh góp chính, thanh góp kia trởthành thanh góp phụ Sơ đồ có thể có mộthoặc haiMC liên lạc và thanh góp phụ chỉ thay mộtphân đoạn khi cần sửa chữa, lúc này MC liên lạc nối vào phân đoạn được thay thế đóng vai trò

MC phân đoạn

Sơ đồ dạng này luôn làm việc trong chế độ có hai phân đoạn nên tính đảm bảo cao hơn

6 Sơ đồ hai hệ thống thanh góp có thanh góp vòng:

MC vòng và thanh góp vòng có nhiệm vụ tương tự như trong sơ đồ một thanh góp có thanhgóp vòng (Hình a) Ở đây MC vòng và MC liên lạc có nhiệm vụ giống nhau Trường hợp sốđường dây không nhiều lắm có thể bỏ bớt máy cắt liên lạc, nhưng cần thêm dao cách ly phụ(Hình b) để có thể làm nhiệm vụ máy cắt liên lạc giữa hai hệ thống thanh góp chính.

Sơ đồ hai hệ thống thanh góp có thanh góp vòng chỉ ứng dụng khi điện áp cao từ 110 kV trởlên và số đường dây nhiều Sơ đồ là nơi tập trung của nhiều nguồn lớn

III CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP

Từ những sơ đồ nối điện đã phân tích, có thể thấy sơ đồ một hệ thống một thanh góp khôngphân đoạn sẽ phù hợp cho trạm biến áp có các thông số nguồn, tải như yêu cầu thiết kế của đồ ánvì những ưu điểm như sau:

- Đơn giản, rõ ràng, mỗi phần tử được thiết kế riêng cho mạch đó Khi vận hànhsữa chữa mạch này không gây ảnh hưởng trực tiếp đến các mạch khác

- Trạm được dùng để phân phối điện cho các hô tiêu thụ loại 3

Vậy ta chọn sơ đồ một hệ thống thanh góp có nguồn , tải được nối vào thanh góp chung qua một máy cắt làm sơ đồ nối điện cho trạm biến áp.

 Cấp 110 kV : Ta sử dụng sơ đồ hệ thống một thanh góp không phân đoạn

 Cấp 22 kV : Ta sử dụng sơ đồ hệ thống một thanh góp có không phân đoạn và sử dụngmáy cắt hợp bộ

 Sử dụng máy biến áp hai cuộn dây, phía máy biến áp ta không dùng dao cách ly

IV SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN

110 kV

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH

Nguồn cung cấp cho dòng ngắn mạch là hệ thống, sức điện động của các nguồn khi ngắnmạch ở xa qua điện kháng lớn ( được coi là không đổi

Khi tính toán ngắn mạch trong hệ thống U > 1000 V có thể bỏ qua thành phần điện trở Rmà chỉ xét điện kháng X, vì R thường nhỏ hơn X nhiều Khi tính ngắn mạch trong mạng U <

1000 V mới xét đến R

Thời gian tồn tại ngắn mạch bằng thời gian bảo vệ rơle (tbv) và thời gian máy cắt làm việc(tMC) :

Tính ngắn mạch trong hệ tương đối với Scb và Ucb suy ra dòng cơ bản ở từng cấp điệnáp : (có thể chọn Scb và Ucb bằng SHT, UHT)

Trị số điện kháng của các phần tử được tính trong hệ cơ bản đã chọn theo biểu thức:

 Hệ thống :

 Đường dây :

 Máy biến áp :

Đối với MBA ba cuộn dây và MBA tự ngẫu cần xác định UN% giữa các cuộn :

 MBA ba cuộn dây có công suất các cuộn là 100/100/100 :

 MBA ba cuộn dây có công suất các cuộn là 100/100/66,7 :

 MBA tự ngẫu :

II TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

a Vẽ sơ đồ hệ thống cần tính toán ngắn mạch và xác định các điểm cần tính toán ngắnmạch Ni

b Từ sơ đồ nguyên lý, thay thế các phần tử bằng mô hình hóa của nó và đánh số thứ tự xi

của các điện kháng

c Chọn các thông số trong hệ cơ bản Scb, Ucb từ đó suy ra Icb ở các cấp cần tính dòngngắn mạch

d Tính trị số cơ bản tương đối của các điện kháng xi

e Lần lượt biến đổi sơ đồ về sơ đồ đẳng trị chỉ có một nguồn và điện kháng tổng tươngđương cho từng điểm ngắn mạch xi

f Tính dòng ngắn mạch của từng điểm ngắn mạch theo biểu thức :

Trong đó :

 : dòng ngắn mạch tại Ni trong hệ đơn vị tương đối

 : dòng ngắn mạch tại Ni trong hệ đơn vị có tên

 ixki : dòng xung kích tại Ni trong hệ đơn vị có tên

 kxk : hệ số xung kích (kxk = 1,8 khi điểm ngắn mạch xa nguồn)

III TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Sau khi tính toán kinh tế – kỹ thuật chon phương án tối ưu là phương án 1 sử dụng một máy biến áp

hai cuộn dây Sau đây ta sẽ tính toán ngắn mạch cho phương án này.

 Sơ đồ thay thế ban đầu:

Thực hiện tính toán ngắn mạch bằng phép tính toán thông thường :

 Lựa chọn và tính toán các giá trị cơ bản:

w Chọn Scb = 100 (MVA)

w Điện kháng trên 1 km đường dây: x0 =0,4 [ /km]

w Chọn Ucb : điện áp cơ bản được chọn bằng điện áp trung bình của các cấp điện áptương đương

U cb1 = 115 (kV)

U cb2 = 22 (kV) Dòng điện cơ bản: giá trị dòng điện cơ bản được tính theo mối quan hệ :

I cb =

w Dòng điện cơ bản tại TC 110 kV: Icb1 = = 0,502048(kA)

w Dòng điện cơ bản tại TC 22 kV: Icb2 = = 2.624319(kA)

 Tập hợp số liệu:

w Điện kháng hệ thống = = = 0,04 (đvtđ)

w Điện kháng đường dây

w Hệ số xung kích: Kxk=1,8

w Máy biến áp 2 cuộn dây : Sđm MBA = 32 MVA

Ngắn mạch tại N 1 :

w Điện kháng ngắn mạch tại vị trí N1:

w Dòng ngắn mạch ba pha tại N1:

w Dòng ngắn mạch xung kích:

Ngắn mạch tại N 2 :

w Điện kháng tương đương của máy biến áp:

w Điện kháng ngắn mạch tại vị trí N2:

w Dòng ngắn mạch ba pha tại N2:

w Dòng ngắn mạch xung kích:

 TỔNG HỢP KẾT QUẢ TÍNH TOÁN

Vị trí Điện áp

(KV)

I N (KA) I xk (KA)

Thực hiện tính toán ngắn mạch bằng chương trình “ PSS ADEPT” như sau :

 Lựa chọn và tính toán các giá trị cơ bản:

w Chọn Scb = 100 (MVA)

w Điện kháng trên 1 km đường dây: x0 =0,4 [ /km]

w Chọn Ucb : điện áp cơ bản được chọn bằng điện áp trung bình của các cấp điện áptương đương

U cb1 = 110 (kV)

U cb2 = 22 (kV)

w Điện kháng hệ thống = = = 0,04 (đvtđ)

w Điện kháng đường dây

w Hệ số xung kích: Kxk=1,8

w Máy biến áp 2 cuộn dây : Sđm MBA = 32 MVA

w

 Sơ đồ:

 Nhập thông số của hệ thống:

 Nhập số liệu đường dây:

 Nhập số liệu phía 110 kV:

 Nhập số liệu máy biến áp:

Nhập số liệu phía 22 kV: