đồ án hế thống cung cấp điện Phụ tải động lực gồm các động cơ trang bị cho các máy trong phân xưởng. Để có các số liệu tính toán thiết kế sau này ta chia các thiết bị phân xưởng thành các nhóm. Việc chia nhóm cần phải căn cứ vào các nguyên tắc sau: Các thiết bị gần nhau đưa vào 1 nhóm, mỗi nhóm không quá 8 thiết bị là tốt nhất. Đi dây thuận lợi, không chồng chéo, gấp khúc. Góc gãy > 120¬o Ngoài ra phải kết hợp công suất của các nhóm gần bằng nhau. Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng, công suất của các máy công cụ và sự bố trí, sắp sếp các máy ta chia các thiết bị trong phân xưởng thành 3 nhóm và ta đi xác định phụ tải tính toán của từng nhóm.
Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung MỤC LỤC Lời Nói Đầu PHẦN XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG SCCK VÀ TỒN BỘ NHÀ MÁY CƠ KHÍ HÀ NỘI I.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG .4 1.Xác định phụ tải động lực 1.1.Chia nhóm thiết bị .4 2.Tính tốn công suất phân xưởng sở công suất nhóm 12 II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA TỒN NHÀ MÁY 13 Xác định phụ tải chiếu sáng toàn nhà máy 14 1.1 Chiếu sáng đất trống đường 14 Phụ tải tính tốn tồn nhà máy 15 PHẦN THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CUNG CẤP CHO PHÂN XƯỞNG 18 I.Đặt vấn đề 18 II Tính chọn thiết bị mạch phân xưởng .19 Chọn aptomat bảo vệ cho đường cáp từ tủ động lực tới máy 19 Chọn ATM cho nhóm máy .21 Chọn ATM bảo vệ cho đầu vào tủ động lực .22 Chọn ATM tổng cho phân xưởng 22 Chọn aptomat cho phụ tải chiếu sáng : 23 Chọn dây dẫn .23 6.1 Chọn cáp dẫn điện từ tủ động lực đến thiết bị 24 6.2 Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực .26 Chọn tủ cho phân xưởng 27 7.1 Chọn tủ động lực cho nhóm máy 28 PHẦN 3THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CUNG CẤP CHO TOÀN NHÀ MÁY 30 I Đặt vấn đề 30 II Chọn sơ đồ cung cấp điện bên cho nhà máy 31 Phương án cung cấp điện cho nhà máy .33 1.1 Chọn sơ đồ nhà máy 34 Chọn dung lượng số lượng mba phân xưởng,vị trí đặt TBA 35 2.1 Xác định vị trí đặt TBA 35 SVTH: Tống Ngọc Hiếu MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung Tổn thất TBA : 48 4.1 Xác định tổn thất MBA: 48 PHẦN 4CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN 51 I Chọn thiết bị mạng điện nhà máy: .51 Chọn thiết bị cao áp: 51 1.1 Chọn dây dẫn cung cấp cho nhà máy: 51 Chọn thiết bị hạ áp : 55 2.1 Chọn áp tô mát đầu MBA : ATM 55 Tính tốn ngắn mạch cho tồn nhà máy 62 3.1.TÍNH NGẮN MẠCH TẠI ĐIỂM F1: .62 Kiểm tra thiết bị 82 4.1 Kiểm tra thiết bị cao áp 83 PHẦN THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ VÀ ĐO LƯỜNG CHO TRẠM BIẾN ÁP 92 I Thiết kế hệ thống bảo vệ 92 Bảo vệ phía cao áp .92 Bảo vệ phía hạ áp 92 Bảo vệ điện áp lan truyền 93 II Thiết kế hệ thống đo lường .94 Chọn máy biến dòng cho đồng hồ đo lường .95 Chọn thiết bị đo 95 Chọn công tơ tác dụng công tơ phản kháng 96 III Trang bị bảo vệ rơ le 97 3.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh 50 98 3.2 Bảo vệ dòng cực đại 51 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 SVTH: Tống Ngọc Hiếu MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung Lời Nói Đầu Nhờ có thành cơng cải cách kinh tế, đất nước ta đà phát triển với tiến vượt bậc thành tựu to lớn mặt Ngành Điện với phương châm ‘‘Điện khí hóa phải bước’’ góp phần khơng nhỏ vào thành cơng đó, niềm tự hào cho sinh viên ngành Điện chúng em đồng thời nhân tố thúc đẩy chúng em không ngừng học tập rèn luyện Trong học kỳ III, năm học 2022-2023, em giao đề tài đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng SCCK nhà máy khí hà nội hướng dẫn trực tiếp cô thầy TS.Nguyễn Hiền Trung, môn Hệ thống điện,Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Sau thời gian làm đồ án hướng dẫn tận tình thầy cô giáo môn Hệ thống điện, đặc biệt thầy TS.Nguyễn Hiền Trung, đến đồ hoàn thành với đầy đủ nội dung yêu cầu xong khả hạn chế, kiến thức chuyên môn thực tế chưa đầy đủ, tài liệu tham khảo đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì em mong thầy cô giáo bổ sung sửa chữa để đồ án em thêm hoàn thiện Cuối em xin gửi tới thầy giáo, cô giáo - người giúp đỡ tạo điều kiện thuân lợi để em hoàn thành đồ án lời cảm ơn chân thành nhất! ĐHKTCN Thái Nguyên, ngày 11 tháng năm 2023 Sinh viên thiết kế: Tống Ngọc Hiếu Lớp: K56TDH.01 GVHD: TS.Nguyễn Hiền Trung SVTH: Tống Ngọc Hiếu MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung PHẦN XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG SCCK VÀ TỒN BỘ NHÀ MÁY CƠ KHÍ HÀ NỘI • Phụ tải phân xưởng gồm loại - Phụ tải động lực - Phụ tải chiếu sáng I.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG 1.Xác định phụ tải động lực 1.1.Chia nhóm thiết bị Phụ tải động lực gồm động trang bị cho máy phân xưởng Để có số liệu tính tốn thiết kế sau ta chia thiết bị phân xưởng thành nhóm Việc chia nhóm cần phải vào nguyên tắc sau: Các thiết bị gần đưa vào nhóm, nhóm khơng q 12 thiết bị tốt Đi dây thuận lợi, không chồng chéo, gấp khúc Góc gãy > 120o Ngồi phải kết hợp cơng suất nhóm gần Căn vào mặt phân xưởng, công suất máy cơng cụ bố trí, sếp máy ta chia thiết bị phân xưởng thành nhóm ta xác định phụ tải tính tốn nhóm - SVTH: Tống Ngọc Hiếu MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung 1.2.Xác định phụ tải tính tốn nhóm a Nhóm máy I Stt Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm Cos ϕ ksd ( kW ) Máy phay lăn 1 0,70 0,16 Máy phay vạn 0,70 0,16 Máy tiện ren I7763A 4,5 0,65 0,16 Máy tiện ren IA62 10 0,60 0,16 Máy tiện ren 20 0,65 0,16 Máy khoan đứng 2A125 2,8 0,70 0,16 Máy khoan bàn 7,8 0,85 0,65 0,16 Thiết bị không dùng điện Máy giũa 11 1 0,60 0,16 Số thiết bị nhóm máy n = 10 Thiết bị có cơng suất lớn máy tiện ren : Pmax = 20 (kW) =>Thiết bị có cơng suất lớn ½ cơng suất máy có cơng suất lớn 0,5.Pđmmax = 10 kW => n1 = Tổng công suất n thiết bị có nhóm : P = 1+7+4,5+10+20+2,8+0,85*2+1 = 47,15(kW) Tổng công suất n1 thiết bị SVTH: Tống Ngọc Hiếu MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung P1 = 10+20 = 30(kW) Số thiết bị điện có hiệu : n* = P* = n1 n P1 P = = 0,22 = 30 47,15 = 0,63 Từ n* P* tra bảng 2-2 ( trang 32 - tài liệu số 1) Ta : n*hq = f ( n*,P*) = 0,42 Số thiết bị dùng điện có hiệu nhq = n*hq n = 0,42*9= 3,78 => nhq = Ta có : ksdtb I = ∑n t=1 PdmI ksdi ∑n t=1 PdmI = (1+7+4,5+10+20+2,8+0,85∗2+1)∗0,16= 47,15 = 0,16 Từ nhq = ksdtb I = 0,16 Tra bảng 2.1 ( trang 34 - tài liệu số 1) Ta có : kmax I = f(nhq, ksdđm I) = f( 4;0,16) = 3,11 Cơng suất tính tốn nhóm I Ptt I = kmax I ksdtb I.∑ni=1 PdmI = 3,11* 0,16 * 47,15 = 23,46 Hệ số công suất cos ϕ nhóm phụ tải : ∑n i=1 PdmI cos ϕ cosϕtb I= = ∑n i=1 PdmI 1∗0,7+7∗0,7+4,5∗0,65+10∗0,6+20∗0,65+2,8∗0,7+0,85∗2∗0,65+1∗0,6 47,15 = 0,66 Ta có: Udm=Ud, tính cho mạng hạ áp nên: Ud = √3.Uf = √3.220 = 381,05 (V) = 0,38 (kV) Vậy ta có : SVTH: Tống Ngọc Hiếu MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung + Cơng suất tồn phần nhóm máy I : Stt I = PttI cosϕtbI = 23,46 0,66 = 35,54 (kVA) + Dịng phụ tải tính tốn nhóm máy I là: Itt I = SttI √3.Udm = 35,54 √3.0,38 = 53,99 (A) + Công suất phản kháng nhóm máy I là: 2 Qtt I = √SttI − PttI = √35,542 − 23,462 = 26,69 (kVAr) b Nhóm máy II Stt Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(kw) Cos ϕ ksd Máy mài tròn vạn 12 4,5 0,60 0,16 Máy tiện ren 13 8,1 0,60 0,16 Máy tiện ren 14 10 0,60 0,16 Máy tiện ren 15 14 0,60 0,16 Máy xọc 19 2,8 0,60 0,16 Bàn thử nghiệm thiết bị điện 20 0,60 0,16 Số thiết bị nhóm máy n = Thiết bị có cơng suất lớn máy tiện ren : Pmax = 14 (kW) =>Thiết bị có cơng suất lớn ½ cơng suất máy có cơng suất lớn 0,5.Pđmmax = 7kW => n1 = SVTH: Tống Ngọc Hiếu MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung Tổng công suất n thiết bị có nhóm : P = 4,5+8,1+10+14+ 2,8+7 = 46,4(kW) Tổng công suất n1 thiết bị P1 = 8,1+10+14+7=39,1 (kW) Số thiết bị điện có hiệu : n* = P* = n1 = = 0,66 n P1 39,1 P 46,4 = = 0,84 Từ n* P* tra bảng 2-2 ( trang 32 - tài liệu số 1) Ta : n*hq = f ( n*,P*) = 0,75 Số thiết bị dùng điện có hiệu nhq = n*hq n = 0,75*6 = 4,5 => nhq = Ta có : ∑n t=1 PdmII ksdi ksdtb= ∑n t=1 PdmII = (4,5+8,1+10+14+2,8+7)∗0,16 46,4 = 0,16 Từ nhq = ksdtb II = 0,16 Tra bảng 2.1 ( trang 34 - tài liệu số 1) Ta có : kmax II = f(nhq, ksdđm II) = f( 5;0,16) = 2,87 Cơng suất tính tốn nhóm II Ptt II = kmax II ksdtb II.∑ni=1 PdmII = 2,87 * 0,16 * 46,4 = 21,30 Hệ số cơng suất cos ϕ nhóm phụ tải : cosϕtbII = ∑n i=1 PdmII cos ϕ ∑n i=1 PdmII = (4,5+8,1+10+14+ 2,8+7)∗0,60 46,4 = 0,6 Ta có: Udm=Ud, tính cho mạng hạ áp nên: Ud = √3.Uf = √3.220 = 381,05 (V) = 0,38 (kV) SVTH: Tống Ngọc Hiếu MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung Vậy ta có : + Cơng suất tồn phần nhóm máy I : Stt II = PttII = cosϕtbII 21,30 0,6 = 35,5 (kVA) + Dòng phụ tải tính tốn nhóm máy I là: Itt II = SttII √3.Udm = 35,5 √3.0,38 = 53,93 (A) + Cơng suất phản kháng nhóm máy II là: 2 Qtt II = √SttII − PttII = √35,52 − 21,302 = 28,4 (kVAr) c Nhóm máy III STT Tên thiết bị Kí hiệu Số lượng Pđm( kW ) Cos ϕ Máy bào ngang 22 4,5 0,60 Máy khoan đứng 23 4,5 0,60 0,16 Khoan bàn 24,26 0,65 0,60 0,16 Máy dây 28 1 0,60 0,16 Máy cưa kiểu đai 1 0,60 0,16 Máy mài thô 30 2,8 0,60 0,16 Máy hàn điểm pha 31 4,5KVA 0,60 0,35 29 ksd 0,16 • Quy đổi máy biến áp hàn pha từ chế độ làm việc ngắn hạn sang dài hạn Pđmmh = Pđm × cos 𝜑 × √𝜀% = 4,5 0,6 = 2,7(kW) Quy đổi pha sang pha : SVTH: Tống Ngọc Hiếu MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung Giả sử máy hàn mắc vào pha A : 𝑃𝐴 = 2,7 (𝑘𝑊) Tổng công suất định mức thiết bị pha nhóm máy III là: ΣP3f = 4,5+4,5+0,65*2+1+1+2,8+2,7 = 17,8 (kW) =>PKCB%= 𝛥𝑃𝐾𝐶𝐵 𝛴𝑃3𝑓 100% = 2,7 17,8 100% = 0,1378 ≈ 13,78% < 15% Như lượng phụ tải không cân nhỏ mười lăm phần trăm (15%) tổng cơng suất thiết bị pha nhóm, xác định phụ tải tính tốn máy hàn pha H coi thiết bị pha có cơng suất tương đương P3f= P1f = 2,7 (kw) - Số thiết bị có nhóm là: n = +) Thiết bị có cơng suất lớn máy bào ngang : Pmax = 4,5 (kW) +) Số thiết bị có cơng suất đặt lớn 1/2 cơng suất máy có cơng suất lớn nhất: 0,5.Pđmmax = 2,25 (kW) => n1 = +) Tổng cơng suất n thiết bị có nhóm P = 4,5+4,5+0,65*2+1+1+2,8+2,7=17,8( kW) +) Tổng cơng suất n1 thiết bị P1 = 4,5+4,5+2,7+2,7=14,4 (kW) Ta có n* = n1 P* = n = = 0,5 14,4 P1 = = 0,80 17,8 P Từ n* P*, tra bảng 2-2 ( trang 32 -tài liệu số 1) SVTH: Tống Ngọc Hiếu 10 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung * Kiểm tra cáp dây dẫn * Từ hạ áp đên tủ phân phối Z(1)c3 = 20,7 +j11,5 Gọi S1 phụ tải phân xưởng sửa chữa khí S1 = 75,23 + j58,18(kVA) Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp P1 R1 +Q1 X1 →U1 = U = 75,23.20,7+58,18.11,5 380 = 5,85 (V) Kiểm tra ổn định nhiệt: Sc1 Sodn Sodn = .I t gt t gt = t tdATM + 0,05. ''2 = 0,05 + 0,15 = 0, (s) I∞ = IF3 = (kA) Sodn = 6.8 √0,2 = 21,46 (mm2 ) Sc1 = 3G35 (mm2 ) Ta thấy: Sc1 Sodn nên cáp thỏa mãn điều kiện * Từ tủ phân phối đến tủ động lực Z(1)c4 = 45,82 +j0,87 Gọi S2 phụ tải nhóm II: S2 = 21,30+j28,4 (kVA) Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp: P1 R1 +Q1 X1 →U1 = U = 21,30.45,82+28,4.0,87 380 = 2,63 (V) Kiểm tra ổn định nhiệt: Sc2 Sodn Sodn = .I t gt SVTH: Tống Ngọc Hiếu 90 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung t gt = t tdATM3 + 0,05. ''2 = 0,05 + 0,05 = 0,1 (s) I∞ = IF4 = 3,26 (kA) Sodn = 6.3,26 √0,1 = 6,18 (mm2 ) Sc2 = 4G10 (mm2 ) Ta thấy: Sc2 Sodn nên cáp thỏa mãn điều kiện * Từ tủ động lực đến máy xọc Z(1)C5 = 186,9 +j1,4 Gọi S3 phụ tải máy xọc : S3 = 2,8 + j2 (kVA) Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp: ΔU3 = P3 R3 +Q3 X3 U = 2,8.186,9+2.1,4 380 = 1,38 (V) Kiểm tra ổn định nhiệt: Sdd Sodn Sodn = .I t gt t gt = t tdATM + 0,05. ''2 = 0,05 + 0,05 = 0,1 (s) I∞ = IF5 = 2,06 (kA) Sodn = 6.2,06 √0,1 = 3,9 (mm2 ) Sdd = 4G4(mm2 ) Ta thấy: Sdd Sodn nên dây dẫn thỏa mãn điều kiện SVTH: Tống Ngọc Hiếu 91 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung PHẦN V THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ VÀ ĐO LƯỜNG CHO TRẠM BIẾN ÁP I Thiết kế hệ thống bảo vệ Bảo vệ phía cao áp Vì nhà máy có cơng suất nhỏ nên để phù hợp kinh tế lẫn kĩ thuật ta cần chọn bảo vệ cho MBA máy cắt đặt đầu vào MBA Hình 5.1: Máy cắt chân khơng phía cao áp Bảo vệ phía hạ áp Để bảo vệ có cố tải, ngắn mạch, giảm thấp điện áp, ta sử dụng aptomat để bảo vệ Do aptomat có ưu điểm sau: - Vẫn đảm bảo có cố ngắn mạch , mạng điện bảo vệ an tồn - An tồn cầu chì - Aptomat thiết bị vừa đóng cắt vừa bảo vệ mạch điện - Tự động cắt điện có cố chập mạch - Có thể thay cầu dao, đóng cắt nhanh, giảm tượng hồ quang, tải dòng điện tự ngắt điện xác cầu dao, khơng cần nối lại dây cầu chì SVTH: Tống Ngọc Hiếu 92 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung Hình 5.2: ATM bảo vệ phía hạ áp Bảo vệ điện áp lan truyền Để chống sét lan truyền từ đườg dây vào trạm ta phải đặt chống sét van cao áp trạm Căn cấp điện áp phía cao áp trạm ta chọn chống sét van kẽm oxit (ZnO) Bởi ZnO có ưu điểm sau: Chống sét ZnO bảo vệ tốt hơn, có kích thước trọng lượng nhỏ khả hấp thụ mạnh nên cho phép giảm cách đáng kể thể tích tác dụng Khả chịu đựng ZnO tốt vùng bị ô nhiễm, chống sét ZnO có vỏ cách điện, kích thước nhỏ gọn, có độ bền điện cao, không bị ảnh hưởng chấn động va chạm từ bên Nhận biết đặc điểm chống sét kẽm oxit (ZnO) ta định chọn loại chống sét SVTH: Tống Ngọc Hiếu 93 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung để bảo vệ cho hệ thống Hình 5.3: Chống sét van cao áp Tra bảng 8.2 (Trang 381- Sổ tay tra cứu lựa chọn thiết bị điện 0,4 đến 500kV Ngô Hồng Quang) ta chọn chống sét van kẽm oxit: loại (MO) 3EG4 có thơng số sau: Loại LA-22 (kV) Điện áp cho phép lớn Udm (kV) Dòng điện phóng định mức (kA) Vật liệu vỏ 22 40,5 Sứ Udm Bảng 5.1: Thông số chống sét van cao áp II Thiết kế hệ thống đo lường Để theo dõi tình trạng làm việc thiết bị điện Kiểm tra chất lượng điện năng, kiểm tra phát loại trừ cố hệ thống CCĐ Việc đặt thiết bị đo lường cịn có tác dụng định phương thức vận hành cho thiết bị, có kế hoạch sửa chữa, đại tu thiết bị Để trực tiếp kiểm tra chất lượng điện hộ phụ tải, để kiểm tra lệch pha dòng điện mạch ta đặt hệ thống đo lường phía hạ áp MBA -Hệ thống đo lường gồm: SVTH: Tống Ngọc Hiếu 94 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung +3 đồng hồ Ampemét để đo dòng điện pha kiểm tra cân pha +1 đồng hồ Vơn mét khố chuyển đổi để đo điện áp pha điện áp dây +1 đồng hồ ốtmét để đo cơng suất tác dụng +1 đồng hồ VAR để đo công suất phản kháng +1 đồng hồ đo lượng tác dụng +1 đồng hồ đo lượng phản kháng Chọn máy biến dòng cho đồng hồ đo lường -Điều kiện chọn: UđmBI Uđmmạng = 0,4(kV) IđmBI Ilvmax = 1,4.1250 √3.0,4 = 2525,90 (A) Căn tiêu chuẩn đầu máy biến dòng điện (A) Tra bảng 8.6 (Trang 384 –Sổ tay tra cứu lựa chọn thiết bị điện 0,4 đến 500kV Ngô Hồng Quang ), ta chọn máy biến dòng điện hạ áp U 600(V) Công ty Thiết bị đo điện chế tạo: Mã sản phẩm Dòng sơ cấp (A) Dòng thứ cấp (A) Dung lượng Cấp xác BD38 3000 15 0,5 Bảng 5.2: Thơng số máy biến dịng Chọn thiết bị đo • Chọn Ampemet Chọn ampemet có dịng định mức là: Iđm = (A) Tra bảng 7-13 TKCCĐ ta chọn ampemét loại -377 có số liệu kỹ thuật bảng • Chọn Vonmet Vơnmét đo điện áp thứ cấp MBA có điện áp 1000 V Ta đo trực tiếp không cần qua MBA đo lường SVTH: Tống Ngọc Hiếu 95 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung Tra bảng 7-13 TKCCĐ ta chọn vơnmét loại -377 có số liệu kỹ thuật bảng • Chọn Oátmét VAR mét Cuộn dịng ốt mét nối nối tiếp qua cuộn thứ cấp BI, cuộn áp nối trực tiếp vào điện áp 1000 V Tra bảng 7-13 TKCCĐ ta chọn oátmét VAR mét có số liệu kỹ thuật bảng Cấp xác Cơng suất tiêu thụ (VA) Giới hạn đo Dụng cụ đo Kiểu Ampemét -377 1,5 Vonmét -377 1,5 0,1 Oátmét D-335 1,5 0,5 1,5 1kW800MW Varmét D335/1 1,5 0,5 1,5 1kVar800kVar Cuộn dòng Cuộn áp Trực tiếp Gián tiếp 120 A 515 kA 100600 V 450V450kV Bảng 5.3: Bảng thông số thiết bị đo Chọn công tơ tác dụng công tơ phản kháng Công tơ tác dụng công tơ phản kháng chọn tương tự oátmét VAR mét Tra bảng 7-12 TKCCĐ ta chọn cơng tơ CAZ Và CP4 có thông số sau: Tên gọi Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Giới hạn đo Kiểu Cấp xác CAZ I CP4 510 Trực tiếp I 510 Gián tiếp U I U 220380 (103000)/5 220380 U I U 220380 (203000)/5 220380 Bảng 5.4: Thông số công tơ phản kháng công tơ tác dụng SVTH: Tống Ngọc Hiếu 96 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung III Trang bị bảo vệ rơ le Trang bị bảo vệ dòng 50 51 cho MC phía cao áp Yêu cầu phối hợp đặc tính bảo vệ bảo vệ 50 51 với đặc tính ATM phía 0,4kV MBA để đảm bảo tính chọn lọc Điểm ngắn mạch Dòng ngắn mạch (kA) Pha Pha đất pha Đầu cực MBA 22 kV 4,78 4,13 4,7 (dòng bảo vệ rơ le) TG 0,4 kV TBA 49,22 12,62 46,66 Bảng 5.5: Thơng số ngắn mạch phía cao áp pha 4,73 47,66 + Chọn máy biến dòng (CT): Điện áp định mức:Uđm CT ≥ Uđm lưới = 22kV Dòng điện định mức: Iđm CT ≥ Ilvmax IlvMax = 2371,06 √3.22 = 62,22 (A) Chọn máy biến dòng có tỷ số biến đổi 100/5= 20 → Điện trở tải phía thứ cấp thân CT RS = 0,05 * Kiểm tra CT Dòng tải thứ cấp CT 62,22/20 = 3,11 (A) nấc chỉnh rơ le gần (A) với công suất 7SJ600 lấy theo catalog < 0,2 VA ZR max = S I2 = 0,1 25 = 0,004Ω Giả thiết chiều dài dây dẫn từ CT tới rơle 25 m với điện trở dây dẫn R L = 25.0,007 = 0,175 SVTH: Tống Ngọc Hiếu 97 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung Do tổng trở tải lớn CT là: ZS = R S + 2R L + ZR = 0,004 + 2.0,175 + 0,05 = 0,404Ω Hiệu chỉnh Z theo nhiệt độ, giả thiết nhiệt độ tăng tới 400C tương ứng với hệ số hiệu chỉnh 1,13: Z ′ s = 1,13.0,404 = 0,456Ω Quy đổi dòng ngắn mạch ngồi (ngắn mạch góp 0,4 kV phía hạ áp MBA) max phía 22 kV phía thứ cấp: Is1 IN1max 10,11 103 = = = 18,38 (A) 22 k BA nCT1 10 0,4 Dòng điện 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: IS2 = 20.5 = 100 A Dòng thứ cấp CT xét kiểm tra điều kiện bão hòa: Is = max{Is1 , Is2 } = 72,54 (A) Điện áp phía thứ cấp CT xảy ngắn mạch lớn phía 10 kV: Us = Is Zs′ = 18,38.0,456 = 8,38 (V) Do ta chọn CT loại model JKW-6C loại C100 (với catalog hình dưới) có ZSđmCT=1 Uk = 100 V Như vậy, CT chọn thỏa mãn US < Uk 3.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh 50 SVTH: Tống Ngọc Hiếu 98 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung Dòng khởi động bảo vệ dòng cắt nhanh: Ikd50 = k dt INmax kdt hệ số dự trữ, thường chọn kdt=(1,5÷4) Chọn kdt=1,5 INmax : dòng ngắn mạch lớn qua bảo vệ 50 INmax= 10,11 A Ikđ50 = 1,5.10,11 = 15,16(A) Dòng khởi động relay 7SJ600: IkđRL = Ikd 15,16 = = 0,75 (A) CTR 20 Dòng đặt cho relay: IđatRL IkdRL SVTH: Tống Ngọc Hiếu Chọn IđặtRL=70 99 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung Tỷ số máy biến dòng: Ipickup = 700 500 = 14 (A) Thời gian đặt bảo vệ rơ le là: t= 0,01s 3.2 Bảo vệ dòng cực đại 51 Dòng khởi động bảo vệ: 𝐼𝑘đ𝑏𝑣 = 𝑘đ𝑡 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 = 2.62,22 =124,44 (A) Trong đó: k đt = hệ số dự trữ Ilvmax dòng điện làm việc lớn Dòng khởi động relay: IkđRL = SVTH: Tống Ngọc Hiếu Ikđbv 124,44 = = 6,2(A) CTR 20 100 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung Dòng đặt cho relay: IđatRL IkdRL , chọn I đặtRL=10 Việc phải lựa chọn loại đặc tính rơ le 7SJ600 (nếu chọn loại rơ le khác xem catalog loại rơ le đó): k= IN 849,09 = = 6,84 CTR IđRL 20.6,2 Thời gian tối đa loại trừ cố bảo vệ chính: t = t ATM + t Trong tATM thời gian bảo vệ ATM cấp (xác định từ đặc tính phối hợp ATM cấp dưới) t=(0,2÷0,5)s Chọn t=0,3s ATM cấp cắt 0,1s → t= 0,4s (Theo thông tư 39 thời gian loại trừ cố lớn cho phép phía trung áp trạm 110 kV 0,5s, thời gian trạm phân xưởng phải nhỏ nữa.) Ta có với đặc tính inverse theo chuẩn IEC: TMS = t(k0,02 −1) 0,14 = 0,4.(6,84 0,02 −1) 0,14 = 0,11 Chọn TMS=0,1 Thời gian làm việc thực tế: t 51 = TMS 0,11 k0,02 −1 = 0,08.0,11 6,84 0,02 −1 = 0,05 Ipickup = k đt Ilv max Trong đó: kdt =(1,5÷2) hệ số dự trữ, chọn kdt=2 Ilvmax : dòng làm việc lớn chạy qua MC Ipickup = 2.62,22 = 124,44 (A) Qua tỷ số máy biến dòng: Ipickup = SVTH: Tống Ngọc Hiếu 101 124,44 100 = 1,24 (A) MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung Bảo vệ role Bảo vệ rơle sử dụng rộng rãi để bảo vệ cố bên máy biến áp có độ nhậy cao Sự cố bên máy biến áp cố xuất bên vỏ thùng máy biến áp có kèm theo hồ quang điện đốt nóng chi tiết, dẫn tới dầu bị phân huỷ (bị Crắc kinh) phá huỷ vật liệu cách điện, tạo bay Hơi lên bình dãn dầu đặt phía máy biến áp thơng với khí Tín hiệu chuyển động dầu phía bình dẫn dầu đượcc sử dụng để thực bảo vệ gọi bảo vệ rơle a) Cấu tạo rơle Rơle bao gồm vỏ gang có dạng ống ba chạc có mặt bích để nối với ống dẫn tới bình dãn dầu (hình 7-25).Trong vỏ rơle đặt hai phao di động 2a 2b có dạng hình trụ kín đặt dầu Các phao quay tự xung quanh trục cố định Trên đầu phao đặt tiếp điểm thuỷ ngân 3, ống thuỷ tinh có gắn tiếp điểm đựng thuỷ ngân Ở vị trí xác đị phao, thuỷ ngân nối kín tiếp điểm Các tiếp điểm nối với dây dẫn cách điện cáp mềm để đưa bên vỏ rơle Hình 5-25 Vị trí cấu tạo rơ le Dây dẫn cáp mềm không làm ảnh hưởng tới quay phao Tiếp điểm phao dùng để báo tín hiệu, tiêp điểm dùng để cắt máy cắt Phao đặt phần vỏ rơle, phao ngang mức ống nối SVTH: Tống Ngọc Hiếu 102 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung từ máy biến áp đến bình dẫn dầu, cho dầu chuyển động làm ảnh hưởng đến b) Nguyên lý tác động bảo vệ Rơle đặt thấp mức dầu bình dẫn dầu, rơle luôn đầy dầu Các phao luôn đẩy lên phía tới vị trí cao phụ thuộc vào cách kẹp vào trục, vị trí tiếp điểm mở Khi cố nhẹ sinh chậm tạo bọt khí nhỏ chuyển động phía bình dãn dầu, qua rơle, bọt khí điền kín phần vỏ rơle, đẩy dầu tụt xuống Tuỳ theo giảm mức dầu, tiếp điểm (số 1) khởi động, sau khoảng thời gian, phụ thuộc vào cường độ tạo bọt khí, phao đạt tới vị trí mà tiếp điểm rơle đóng lại, báo tín hiệu Sơ đồ bảo vệ ro le SVTH: Tống Ngọc Hiếu 103 MSSV: K205520216516 Đồ án môn học GVHD: TS Nguyễn Hiền Trung TÀI LIỆU THAM KHẢO Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp đô thị nhà cao tầng ( Tài liệu ) – Nguyễn Công Hiền - Nhà XBKH KT Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV ( Tài liệu ) – Ngô Hồng Quang – Nhà XBKH KT SVTH: Tống Ngọc Hiếu 104 MSSV: K205520216516