thiết kế trạm biến áp 0kv bình chánh

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN hghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg

Trang 1

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP

80Thursday, June 13, 20249:35:14 PM9:35:14 PM80Thursday, June 13, 20249:35:14 PM9:35:14 PM80Thursday, June 13, 20249:35:14 PM9:35:14 PM

hghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoi

hghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoi

hghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoi

80hghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoiThursday, June 13, 2024

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài

Họ và tên: TRẦN DUY LỘC MSSV: 15092801

2 Tên đề tài

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22 kV BÌNH CHÁNH

3 Nhiệm vụ (Nội dung và số liệu ban đầu)

Thiết kế trạm biến áp 110/22 kV có các thông số như sau:

suất ( %)

Trang 3

c Tự dùng của trạm biến áp:

Tự dùng của trạm có các thông số như sau: - Công suất: Smax = 1 MVA

- Hệ số công suất: cosϕ = 0,83

- Đồ thị phụ tải tự dùng như sau: Thời

Công suất S

Trang 4

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Trang 5

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

hghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoihghieh euu tihh hihh tai ehihh va kha hahg thchh toah tai eohg ty moi truohg do thi xuah mci ehuohg my ha hoi802413069:35:13 PM9:35:13 PM802413069:35:13 PM9:35:13 PM802413069:35:13 PM9:35:13 PM

Trang 6

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 2

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 4

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 5

3 Nhận xét chung về NMĐ hoặc TBA đang thiết kế 11

CHƯƠNG 2 PHỤ TẢI ĐIỆN 13

2 Quá tải của MBA 24

CHƯƠNG 5 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 33

1 Khái niệm 33

2 Một số sơ đồ nối điện cơ bản 34

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 39

1 Khái niệm 39

2 Trình tự tính toán ngắn mạch ba pha 41

3 Tính toán ngắn mạch cho trạm biến áp đã cho 42

CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 48

1 Tổn thất điện năng trong MBA 3 pha 3 cuộn dây 48123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 7

CHƯƠNG 8 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN 52

1 Khái niệm chung 52

2 Các khí cụ điện 52

3 Phần dẫn điện: 56

4 Các điều kiện chung để chọn khí cụ và phần dẫn điện 57

5 Chọn máy cắt điện, máy cắt phụ tải, dao cách ly 59

6 Chọn máy biến dòng điện (BI) 66

7 Chọn máy biến điện áp (BU) 68

Trang 8

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1.Khả năng quá tải ngắn hạn của MBA - 26

Bảng 2.Công suất phụ tải theo giờ - 28

Bảng 3 Công suất phụ tải tự dùng - 28

Bảng 4.Tổng hợp công suất phụ tải ở hai cấp điện áp 110 và 22kV - 28

Bảng 5.Thông số MBA 3 pha 3 cuộn dây 110kV - 29

Bảng 6 Bảng kiểm tra khả năng quá tải sự cố MBA - 30

Bảng 7 Thông số MBA 3 pha 2 cuộn dây ( phần tự dùng ) - 31

Bảng 8.Các trị số điện kháng của các phần tử được tính trong hệ cơ bản - 41

Bảng 9.Tổng kết các giá trị ngắn mạch đã tính - 47

Bảng 10.Tổng hợp các điều kiện để chọn thiết bị bảo vệ - 59

Bảng 11.Điều kiện để chọn máy cắt - 60

Bảng 12.Thông số máy cắt SF6 loại Я϶ 110-23 - 61

Bảng 13.Kiểm tra điều kiện vận hành của máy cắt 110kV - 61

Bảng 14.Thông số máy cắt kiểu BBI- 35 - 62

Bảng 15.Kiểm tra điều kiện vận hành an toàn của máy cắt 22kV - 63

Bảng 16.Thông số dao cách ly 110kV đã chọn - 64

Bảng 17.Kiểm tra điều kiện vận hành của DCL 110kV - 64

Bảng 18.Thông số DCL 22kV đã chọn - 65

Bảng 19.Kiểm tra điều kiện vận hành DCL 22kV - 66

Bảng 20.Các dụng cụ đo trên các pha của BI - 67

Bảng 21.Thông số kỹ thuật của BI loại TФ3M110B-1 - 68

Bảng 27.Thông số dây dẫn từ hệ thống đến đầu sơ cấp MBA - 74

Bảng 28.Thông số dây dẫn từ đầu thứ cấp MBA đến thanh góp 22kV - 75

Bảng 29.Thông số dây dẫn từ thanh góp 22kV đến các phụ tải - 76

Trang 9

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 Đồ thị phụ tải của trạm biến áp theo tỉ lệ phần trăm 27

Hình 2.Đồ thị phụ tải tổng 29

Hình 3 Sơ đồ hệ thống 1 thanh góp 34

Hình 4.Sơ đồ hệ thống 1 thanh góp có phân đoạn 35

Hình 5.Sơ đồ hai thanh góp 37

Hình 6.Sơ đồ tổng quát toàn trạm 38

Hình 7 Máy cắt không khí Misubishi 52

Hình 13.Máy biến dòng đo lường trung thế 1 pha 55

Hình 14.Máy biến áp đo lường 3 pha 56

Trang 10

CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP

1 Khái niệm

Khi thiết kế nhà máy điện ( NMĐ), người thiết kế nhận được nhiệm vụ có ghi rõ nội dung cần được thực hiện cũng như các số liệu liên quan tối thiểu Các số liệu và tài liệu khác, người thực hiện có thể tự phân tích suy ra hoặc tham khảo ở các tài liệu khác, phần này cần ghi xuất xứ va giải trình Tất cả những số liệu này là pháp lý cơ bản và là căn cứ chính để thực hiện thiết kế

Người thiết kế cũng cần phải trình bày quan điểm của mình về nhiệm vụ khi thực hiện Khi thiết kế phải luôn luôn bám sát các quan điểm và số liệu trong tính toán cũng như giải trình, tuyệt đối không tự thêm bớt hoặc mâu thuẫn với quan điểm và số liệu cơ bản có tính pháp lý

Phần tổng quan này rất cần thiết không thể thiếu trong thuyết minh của thiết kế bằng cách tóm tắt và trình bày trong chương tổng quan

2 Các số liệu cơ bản 2.1 Hệ thống điện

NMĐ được thiết kế nối vào hệ thống điện, còn TBA được nhận điện từ hệ thống, cho nên cần có số liệu sau đây:

- Điện áp hệ thống (UHT) - là điện áp ở đó NMĐ sẽ liên lạc với hệ thống,

hoặc điện áp mà TBA sẽ nhận điện, thường là điện áp lớn nhất trong phần thiết kế

- Số đường dây, chiều dài đường dây – là khoảng cách về điện giữa NMĐ

hay TBA với hệ thống điện Đây là cơ sở để tính điện kháng từ hệ thống đến NMĐ hay TBA

- Tổng công suất của hệ thống ( SHT) và hệ số dự phòng của hệ thống

( KdpHT ) – đây là cơ sở để tính công suất lớn nhất trong NMĐ và công suất có

thể nhận được khi NMĐ bị sự cố Khi thiết kế NMĐ không có trường hợp sự

Trang 11

thống Công suất của một máy phát điện không được lớn hơn công suất dự phòng của hệ thống

2.3 Các phụ tải điện ở các cấp điện áp

Mỗi cấp điện áp nếu có phụ tải thì cần có:

- Điện áp: Ui

- Công suất cực đại: Smax.i

- Số đường dây - Đồ thị phụ tải - Tính chất phụ tải

3 Nhận xét chung về NMĐ hoặc TBA đang thiết kế

3.1 Tóm tắt các số liệu chính: - Các số liệu từ nhiệm vụ

- Các số liệu tự thu thập ( hệ thống điện, đồ thị phụ tải )

Trang 12

3.2 Nhận xét về các phụ tải và NMĐ hoặc TBA - Tính chất và mức độ quan trọng của phụ tải - Tỷ lệ công suất của nhà máy so với hệ thống 3.3 Những điều kiện hạn chế trong thiết kế:

- Khả năng vận chuyển

- Diện tích xây dựng nhà máy,TBA - Vốn đầu tư

- Thời gian xây dựng

Trang 13

CHƯƠNG 2 PHỤ TẢI ĐIỆN 1 Khái niệm

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

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

P – Công suất tác dụng( đơn vị: W) Q – Công suất phản kháng ( đơn vị: VAr) S – Công suất biểu kiến ( đơn vị: VA) Về trị số:

𝑆 = √𝑃2+ 𝑄2

𝑃 = 𝑆 cos 𝜑; 𝑄 = 𝑆 sin 𝜑 Điện năng A là công suất tiêu thụ trong thời gian T

𝐴 = ∫ 𝑃(𝑡)𝑑𝑡 = ∑ 𝑃𝑖𝑇𝑖𝑇

0Đơn vị: Wh, kWh

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

- Phụ tải chiếu sang

Phân loại theo khu vực sử dụng: - Phụ tải công nghiệp - Phụ tải nông nghiệp - Phụ tải sinh hoạt

Phân loại theo mức độ quan trọng:

- Phụ tải loại 1: khi mất điện ảnh hưởng đến tính mạng con người, thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân hoặc ảnh hưởng lớn đến chính trị

Trang 14

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

- Phụ tải loại 3: về nguyên tắc có thể mất điện thời gian ngắn mà không ảnh hưởng đến các hộ tiêu thụ

Từ đồ thị phụ tải hằng ngày suy ra 𝑃𝑚𝑎𝑥𝑃𝑚𝑖𝑛𝑇𝑚𝑎𝑥𝐴𝑛𝑔à𝑦 đê𝑚

𝑇𝑚𝑎𝑥 = 𝐴 𝑃⁄ 𝑚𝑎𝑥

Đồ thị phụ tải hằng ngày được sử dụng khi thiết kế để chọn công suất MBA, tính toán các phần dẫn điện, để tính toán tổn thất điện năng MBA - Đồ thị phụ tải hằng năm: tùy theo mục đích sử dụng, đồ thị phụ tải hằng

năm có thể biểu diễn dưới hai dạng: đồ thị phụ tải theo mùa ( hè và đông ) và đồ thị từ tháng 1 đến tháng 12

3 Tổng hợp đồ thị phụ tải

Tổng hợp đồ thị phụ tải là cộng hai hay nhiều đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp do

nhà máy hoặc TBA cần cung cấp điện Phụ tải tổng này bao gồm cả phần tổn hao trong

truyền tải ( qua máy biến áp ) và phần tự dùng phục vụ cho việc sản xuất và truyền tải điện năng ( tự dùng ) Ptd

Tự dùng của NMĐ xác định theo biểu thức :

Trang 15

𝑃𝑡𝑑 = 𝛼 ∑ 𝑃𝑚𝑓(0.4 + 0.6 ∑ 𝑃𝑡

∑ 𝑃𝑚𝑓) Trong đó:

α – hệ số tự dùng phụ thuộc vào loại NMĐ và công suất của các tổ máy Pmf

∑ 𝑃𝑚𝑓 – tổng công suất đặc của các tổ máy phát ∑ 𝑃𝑡 – tổng công suất phát ra tại các thời điểm

0.4 là 40% công suất tự dùng không phụ thuộc vào công suất phát ra 0.6 là 60% công suất tự dụng phụ thuộc vào công suất phát ra

Nếu không có các số liệu cụ thể có thể xác định hệ số α một cách gần đúng như sau: - Với NMĐ kiểu tua bin ngưng hơi: α = 8 ÷ 12%

- Với NMĐ kiêu tua bin khí : α = 4 ÷ 6% - Với nhà máy thủy điện : α = 0.5 ÷ 2%

Trị số nhỏ sử dụng cho các nhà máy có công suất lớn, thường từ 100MW trở lên Trị số lớn sử dụng cho các nhà máy có công suất nhỏ, thường từ 50MW trở xuống Tự dùng của TBA không phụ thuộc hoàn toàn vào công suất của TBA mà chủ yếu vào TBA có hay không có người trực thường xuyên, và vào hệ thống làm lạnh của MBA ( có quạt, có hệ thống bơm dầu, nước cưỡng bức)

Thường công suất tự dùng của trạm từ 50 ÷ 500kVA

Trang 16

CHƯƠNG 3 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP

Đối với TBA nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống đến TBA, có nhiệm vụ đảm bảo cung cấp cho các phụ tải mà TBA đảm nhận Với các TBA tiêu thụ cũng có thể có máy phát dự phòng để cung cấp cung cấp điện cho các phụ tải khi có sự cố trong hệ thống, trường hợp này các máy phát dự phòng được xem là nguồn Do đó, hệ thống luôn được xem là thành phần quan trọng, cấu trúc của NMĐ hay TBA phải luôn luôn được giữ liên lạc chặt chẽ

Khi thiết kế NMĐ hay TBA, chọn sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng quyết định đến toàn bộ thiết kế Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc:

1- 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

2- Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặc biệt với hệ thống khi bình thường cũng như cưỡng bức ( có một phần tử không làm việc được ) 3- Tổn hao qua MBA bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai lần MBA không cần thiết

4- Vốn đầu tư hợp lí, chiếm diện tích càng bé càng tốt

5- Có khả năng phát triển trong tương lai, không cần thay cấu trúc đã chọn Thường một NMĐ hay TBA có thể có nhiều phương án cấu trúc khác nhau, để chọn phương án nào cân nhắc các khía cạnh sau đây:

Trang 17

- Số lượng MBA

- Tổng công suất các MBA: ∑𝑆đ𝑚.𝐵- Tổng vốn đầu tư mua MBA: ∑𝑉𝐵

- Tổn hao điện năng tổng qua các MBA: ∑∆𝐸𝐵

2 Sơ đồ cấu trúc của TBA

TBA là một công trình nhận diện bằng một hay hai nguồn cung cấp với điện áp cao để phân phối cho các phụ tải ở các cấp điện áp bằng hoặc bé hơn điện áp hệ thống Phần công suất được phân phối ở điện áp bằng điện áp hệ thống không qua MBA hạ, phần còn lại qua MBA giảm có điện áp phù hợp với phụ tải

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

- Quan MBA giảm dần từ điện áp cao xuống

- Dùng MBA ba cuộn dây ( hay MBA tự ngẫu nếu điện áp trung lớn hơn hoặc bằng 110kV)

- Qua các MBA hai cuộn dây cung cấp cho từng cấp điện áp thấp

3 Phương án thiết kế

a Một MBA được dùng trong trường hợp:

- Phụ tải thuộc loại không quan trọng Trạm thường được cung cấp bằng một đường dây từ hệ thống đến

- TBA xây dựng thường chia làm hai giai đoạn, giai đoạn đầu đặt một máy, khi phụ tải phát triển ( trong 2,3 năm ) sẽ đặt them MBA thứ hai Thiết kế như vậy có ưu điểm không phải đặt hai máy ngay từ đầu nếu chọn công suất MBA theo phụ tải sau khi phát triển, giai đoạn đầu MBA làm việc non tải, tổn hao không tải lớn Còn nếu chọn công suất theo phụ tải hiện tại, khi phát triển phải thay MBA lớn hơn Trường hợp này cho phép giai đoạn đầu vận hành một MBA thường ít có khả năng sự cố MBA, do MBA còn mới, tuổi thọ còn cao Hơn nữa thiết kế như vậy vốn đầu tư ban đầu nhỏ, tận dụng vốn đầu tư tốt hơn

b Hai MBA là phương án được sử dụng nhiều nhất vì tính đảm bảo cao

Phương án này được thiết kế khi:

- Có hai đường dây cung cấp từ hệ thống

Trang 18

- Khi không có MBA lớn phù hợp với phụ tải

- Không có khả năng chuyên chở và xây lắp MBA lớn

c Ba MBA chỉ được sử dụng trong trường hợp đặc biệt:

- Khi không có hai MBA phù hợp

- TBA đã xây dựng, khi phát triển phụ tải không có khả năng thay hai máy mới phải đặt them máy thứ ba

Đặt ba MBA thường đưa đến tăng vốn đầu tư, tăng diện tích xây dựng, phức tạp trong xây lắp Đặc biệt khi sử dụng MBA ba cuộn dây hay tự ngẫu không nên dùng ba MBA làm việc song song

+ Phương án 1

Phương án này được sử dụng:

- Khi phụ tải ở các cấp điện áp thấp hơn phụ tải ở cấp điện áp cao 𝑆𝑇 > 𝑆𝐻

- Khi không có MBA ba cuộn dây thích hợp MBA ba cuộn dây chỉ chế tạo với điện áp thấp bằng hoặc lớn hơn 6kV, 10kV, 22kV,…Phương án này có nhược điểm là MBA cấp một ( điện áp lớn nhất ) phải tải cả công suất ở các cấp nối tiếp, do đó phải chọn công suất lớn hơn, tổn hao có thể lớn vì vậy không nên sử dụng khi phụ tải 𝑆𝐻 ≥ 𝑆𝑇

Chú ý: ở đây không nên sử dụng ≥ 3 MBA ba cuộn dây hay từ ngẫu, vì vậy sẽ

dẫn đến không tốt khi bố trí thiết bị phân phối điện

Phương án này có nhiều ưu điểm:

- Số lượng MBA chỉ có hai, chiếm ít diện tích xây lắp - Giá thành thấp

- Tổn hao trong MBA có thể nhỏ hơn các phương án 1, 3 vì không phải qua

Trang 19

Tuy nhiên, không phải trường hợp nào cũng khả thi vì:

- MBA ba cuộn dây chỉ chế tạo với điện áp UH ≥ 6kV - MBA từ ngẫu chỉ chế tạo với điện áp UT ≥ 110kV

- Khi công suất lớn kích thước và trọng lượng MBA lớn có thể không cho phép chuyên chở và xây lắp

- Khi công suất của các cuộn chênh lệch quá nhiều ( vì MBA chỉ chế tạo ) công suất bé nhất cũng bằng 2/3 công suất định mức: 100/100/66,7; 100/66,7/66,7; 100/66,7/100 điều nhày dẫn đến cuộn công suất bé sẽ non tải

Thích hợp nhất là khi phụ tải ở UT hoặc UH ≥ 20% công suất định mức của MBA: SH ≥ 20% SđmB; ST ≥ 20% SđmB

+ Phương án 3

Dùng MBA hai cuộn dây để tải công suất từ điện áp cao sang trung và sang hạ Phương án này có nhược điểm là:

- Tăng số lượng MBA dẫn đến chiếm nhiều diện tích

- Tách MBA thành hai phần riêng biệt ( hai TBA đặt chung một nơi) Tuy nhiên phương án này sử dụng khi phụ tải UT và UH chênh lệch nhiều mà

không thể dùng phương án 1 và 2 Ví dụ, khi điện áp cao là 22kV, điện áp của

phụ tải là 6 (15kV) và 0,4 kV …

Nói chung phương án ba có nhiều hạn chế và ít được sử dụng

Trang 20

Với những ưu, nhược điểm của những phương án thiết kế kể trên, ta chọn phương án tối ưu nhất là sử dụng 2 MBA vận hành song song

Trang 21

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

Trong hệ thống lớn thường phải qua nhiều lần tăng, giảm mới đưa được điện năng từ các máy phát đến hộ tiêu thụ Vì vậy, tổng công suất MBA trong hệ thống điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của các máy phát điện

Mặc dù hiệu suất của các MBA tương đối cao, tổn thất qua MBA ( ∆AB) hằng năm vẫn rất lớn

1.1 Các đặc điểm cần lưu ý khi sử dụng MBA

- MBA là thiết bị không phát ra điện năng mà chỉ truyền tải điện năng Trong hệ thống điện chỉ có máy phát điện mới phát ra công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q

- MBA thường chế tạo thành một khối tại nhà máy, phần có thể tháo rời ra trong khi chuyên chở chiếm tỉ lệ rất nhỏ ( khoảng 10% ), cho nên trọng lượng kích thước

chuyên chở rất lớn Ví dụ, MBA hai cuộn dây 115/38,5 kV ; công suất 80 MVA

trọng lượng tổng là 105 tấn, phần cần chuyên chở không thể tách rời là 91,5 tấn; có kích thước: dài 7,4m; rộng 5,3m; cao 6,8m Vì vậy sử dụng cần chú ý phương tiện và khả năng chuyên chở khi xây lắp

- Tiến bộ khoa học về chế tạo ( chủ yếu về vật liệu cách điện, thép từ ) tiến bộ rất nhanh , cho nên các MBA chế tạo càng về sau kích thước, trọng lượn, tổn hao và cả giá thành đều nhỏ hơn Vì vậy, khi chọn công suất MBA cần tính đến khả năng tận dụng tối đa ( xét khả năng quá tải cho phép ) tránh sự vận hành non tải MBA đưa đến tổn hao không tải lớn, kéo dài thời gian sử dụng ( tuổi thọ ) không cần thiết

Trang 22

- Tuổi thọ và khả năng tải của MBA chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ khi vận hành Nhiệt độ các phần của MBA không chỉ phụ thuộc vào công suất qua MBA mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh và phương pháp làm lạnh

- Công suất định mức của MBA được chế tạo theo thang tiêu chuẩn của mỗi nước, thường cách nhau lớn, nhất là khi công suất càng lớn Điều này đưa đến nếu tính

toán không chính xác có thể phải chọn MBA có công suất lớn không cần thiết Ví

dụ, không chọn được MBA 125 MVA phải chọn 200MVA

- Khi chọn công suất của MBA phải chú ý đến khả năng phát triển của phụ tải, tránh trường hợp vừa xây dựng xong TBA lại phải thay đổi hay đặt them máy khi phụ tải tăng Điều này cần cân nhắc rất khoa học và thực tế mới có thể chọn công suất tối ưu cần thỏa mãn tất cả các điều đã tra trên

- MBA hiện nay có nhiều loại:

 MBA một pha, ba pha

 MBA hai cuộn dây, ba cuộn dây

 MBA có cuộn dây phân chia

 MBA tự ngẫu một pha, ba pha

 MBA tăng, MBA hạ

 MBA có và không có điều chỉnh dưới tải

- MBA lại do nhiều nước chế tạo theo tiêu chuẩn khác nhau, điều kiện làm việc cũng có thể khác nhau khi thiết kế cũng cần chú ý khía cạnh này

1.2 Hệ thống làm lạnh MBA

Có nhiều phương pháp, mỗi phương pháp làm lạnh yêu cầu điều kiện vận hành nhất định, khi không thực hiện đúng qui định có thể làm tăng nhiệt độ MBA đưa đến giảm tuổi thọ, thậm chí dẫn đến cháy nổ MBA

- Làm mát MBA theo qui luật tự nhiên: dầu trong MBA vận động theo qui tắc tự nhiên, nóng bốc lên cao truyền ra ngoài các cánh làm mát và tản ra môi trường xung quanh chạy về phía dưới vào trong MBA Công suất loại này thường không lớn khoảng 16 MVA trở lại Yêu cầu khi lắp đặt phải thoáng, có không khí xung quanh liên thông tốt ( trong nhà, ngoài trười )

Trang 23

- Làm mát MBA bằng dầu có thể thêm quạt để tăng cường khả năng trao đổi nhiệt và tản nhiệt Nhờ có quạt nên nhiệt độ vỏ của MBA giảm có thể tăng công suất Yêu cầu khi vận hành với công suất lớn hơn 30% công suất định mức phải đóng tất cả quạt thông gió

- Làm mát bằng phương pháp tuần hoàn cưỡng bức dầu và có tăng thêm quạt Dầu không phải chuyển vận tự nhiên mà nhờ vào bơm dầu tuần hoàn tạo tốc độ chuyển vận nhanh hơn điều kiện tản nhiệt tốt hơn, có thể chế tạo đến công suất định mức 80 MVA

- Làm mát dầu bằng nước: dầu trong MBA do bơm tuần hoàn cưỡng bức chuyển vận vào bộ phận làm mát bên ngoài ống dẫn có hệ thống bơm nước do bơm nước cung cấp và dẫn nhiệt lượng ra môi trường khác Hệ thống làm mát phức tạp cho nên chỉ sử dụng khi công suất định mức lớn

Trong tất cả MBA trên, dầu đồng thời cách điện và tham gia vào việc làm mát MBA

- Làm sạch kiểu khô: Khi công suất MBA nhỏ, điện áp nhỏ MBA có thể cách điện bằng vật liệu đơn giản không cần dùng dầu, tản nhiệt bằng đối lưu không khí có thể thêm quạt tăng cường Giá thành loại này thường đắt hơn làm lạnh bằng dầu nhưng MBA gọn và sử dụng tiện lợi hơn

1.3 Các thông số định mức MBA

- Công suất định mức 𝑆đ𝑚𝐵 là công suất liên tục truyền của MBA trong thời hạn phục vụ ( tuổi thọ ) ứng với các điều kiện tiêu chuẩn do nhà chế tạo qui định như điện áp định mức, tần số định mức đặc biệt là nhiệt độ môi trường làm mát Ví dụ, MBA do Nga chế tạo có qui định

- Nhiệt độ của môi trường xung quanh là +20oC

- Độ tăng nhiệt của cuộn dây so với môi trường xung quanh là +65oC - Độ tăng nhiệt của lớp dầu trên bề mặt so với môi trường xung quanh với MBA có hệ thống làm lạnh tự nhiên và có quạt là +55oC Với MBA có hệ thống làm lạnh cưỡng bức là +40oC.Phụ thuộc vào điều kiện môi trường và tuổi thọ yêu cầu công suất định mức của MBA có thể thay đổi, tuy nhiên không được vượt quá

Trang 24

điều kiện giới hạn về nhiệt độ của vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện trong MBA Với các MBA hiện nay 𝜗𝑐𝑝đ𝑚 = 98𝑜𝐶

- Khả năng quá tải của MBA: thực tế vận hành, môi trường xung quanh không thể luôn giống như qui định Phụ tải qua MBA cũng không thể giữ hằng số bằng định mức mà luôn thay đổi, phần lớn thời gian thấp hơn định mức, do đó tuổi thọ của MBA bị kéo dài Chú ý, kéo dài tuổi thọ không phải lúc nào cũng tốt vì như vậy sẽ không kịp thời thay thế MBA mới Với sự tiến bộ công nghệ chế tạo hiện nay, MBA cũng như các thiết bị khác luôn luôn cải tiến về kích thước, trọng lượng, tổn hao trong MBA, ngay cả giá thành cũng ngày càng hạ Để tận dụng khả năng tải của MBA có khoảng thời gian cho phép vận hành với công suất lớn hơn định mức gọi là quá tải MBA:

𝐾𝑞𝑡 = 𝑆𝑣ậ𝑛 ℎà𝑛ℎ

𝑆đị𝑛ℎ 𝑚ứ𝑐 trong đó 𝐾𝑞𝑡: là hệ số quá tải

2 Quá tải của MBA

MBA có những lúc vận hành non tải, thì cũng có thể vận hành quá tải trong một khoảng thời gian mà không làm hỏng ngay MBA Từ quan hệ về sự hao mòn của MBA trong thời gian vận hành có thể tính được khả năng quá tải cho phép của MBA khi biết đồ thị phụ tải, để cho sự hao mòn trong thời gian tổng không vượt quá định mức

2.1 Quá tải một cách hệ thống (hay còn gọi là quá tải bình thường của MBA) :

Quy tắc này được áp dụng khi chế độ bình thường hằng ngày có những lúc MBA vận hành non tải ( K1 > 1)

Trình tự tính toán như sau:

- Căn cứ vào đồ thị phụ tải qua MBA chọn MBA có công suất bé hơn Smax, lớn hơn Smin : 𝑆𝑚𝑖𝑛 < 𝑆𝐵 < 𝑆𝑚𝑎𝑥

- Đẳng trị đồ thị phụ tải qua MBA thành đồ thị phụ tải chỉ có 2 bậc K1 và K2

với thời gian quá tải T2

- Từ đường cong khả năng tải của MBA có công suất và nhiệt độ đẳng trị môi trường xung quanh tương ứng xác định khả năng quá tải cho phép K2cp

Trang 25

Nếu K2cp > K2 nghĩa là MBA đã chọn có khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho mà không lúc nào 𝜗𝑐𝑑 > 1400𝐶 và tuổi thọ của MBA vẫn đảm bảo

Nếu 𝐾2𝑐𝑝 < 𝐾2 tức là MBA đã chọn không có khả năng đảm bảo 2 điều kiện trên Do đó phải chọn MBA có công suất lớn hơn

Khi chọn công suất MBA lớn hơn Smax của đồ thị phụ tải không cần phải kiểm tra khả năng này

Cách đẳng trị đồ thị phụ tải nhiều bậc về đồ thị phụ tải có 2 bậc

- Căn cứ vào SđmB đã chọn tính hệ số tải K1 của các bậc đồ thị phụ tải

𝐾1 = 𝑆𝑖

𝑆đ𝑚𝐵 {𝐾𝑖 > 1: 𝑞𝑢á 𝑡ả𝑖𝐾𝑖 < 1: 𝑛𝑜𝑛 𝑡ả𝑖}

- Xác định K2, T2 bằng cách đẳng trị vùng có Ki > 1 theo công thức

𝐾𝑖 = √∑(𝐾𝑖2𝑇𝑖)∑ 𝑇𝑖Nếu:

 𝐾đ𝑡 ≥ 0,9𝐾𝑚𝑎𝑥 thì K2 = K2đt và T2 =∑Ti

 𝐾đ𝑡 < 0,9𝐾𝑚𝑎𝑥; K2= 0,9 Kmax và xác định lại T2 theo biểu thức

𝑇2 = ∑(𝐾𝑖2𝑇𝑖)(0,9𝐾𝑚𝑎𝑥)2

Trường hợp có nhiều vùng không liên tục có K > 1 chỉ lấy vùng cao có ∑ 𝐾𝑖2𝑇𝑖 lớn nhất để tính K2 như trên

Các vùng còn lại sẽ xét khi xác định K1

Trường hợp đặc biệt chỉ có một bậc K > 1; K2 = Kmax và T2 = Ti

- Xác định K1: chỉ cần đẳng trị đồ thị phụ tải trong khoảng thời gian 10h trước vùng đã tính K2 ( kể cả phần có K > 1 ) không được xét trong trường hợp trên nếu xảy ra trong khoảng 10h, cũng theo biểu thức:

𝐾1đ𝑡 = √∑(𝐾𝑖2𝑇𝑖)10

Trang 26

Ở đây ∑ 𝑇𝑖 = 10 𝑔𝑖ờ Nếu vùng trước K2 không đủ 10h có thể lấy 10h sau vùng K2

Nếu cả trước và sau K2 đều bé hơn 10h thì gộp cả phần phía sau ra phía trước cho đủ 10h vì đây là đồ thị phụ tải hằng ngày phần này sẽ là phần đầu của ngày trước

Nếu cả hai phần trước và sau không đủ 10h nghãi là phần quá tải đã có T2 > 14h, nên MBA không có khả năng tải với đồ thị phụ tải đã cho, không cần tiếp tục tính mà phải nâng công suất MBA lên và tính lại từ đầu

2.2 Quá tải sự cố MBA

Khi hai MBA vận hành song song mà một trong hai bị sự cố phải nghỉ, MBA còn lại có thể vận hành với phụ tải lớn hơn định mức không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh lúc sự cố trong thời gian năm ngày đêm nếu thỏa mãn các điều kiện:

Theo đồ thị phụ tải đẳng trị về hai bậc trong đó K1 < 0,93; K2 < 1,4 đối với MBA đặt ngoài trời và K2 < 1,3 với MBA đặt trong nhà, T2 < 6h, chú ý theo dõi nhiệt độ của cuộn dây không được vượt quá 140oC và tốt nhất là tăng cường tối đa biện pháp làm lạnh MBA

2.3 Quá tải ngắn hạn MBA

Trong trường hợp đặc biệt, để hạn chế cắt phụ tải, có thể vận hành theo khả năng quá tải ngắn hạn của MBA không cần phải tính K1, K2 và T2 như trên mà sử dụng bảng sau đây:

Bảng 1.Khả năng quá tải ngắn hạn của MBA

Khả năng

Thời gian quá tải(phút)

2.4 Trình tự tiến hành khi chọn công suất MBA

Trước khi tiến hành chọn công suất MBA cần có các thông số:

Trang 27

- Phụ tải và đồ thị phụ tải công suất các cuộn dây của MBA, (đối với MBA hai cuộn dây chỉ cần đồ thị phụ tải chung qua MBA )

- Khả năng ứng dụng loại MBA ( một pha, hai pha, bap ha, từ ngẫu, ba cuộn dây, tăng, hạ,…)

- Thông số giới hạn của các loại MBA do các hãng sản xuất

Khi không có MBA công suất thích hợp có thể dùng hai MBA song song thành một và được xem là một MBA, không giả thiết vận hành một máy khi máy kia nghỉ, khi gặp sự cố, khi sửa chữa… nghỉ cả hai máy

 Giải quyết bài toán:

1 Chọn MBA phần cao của trạm

Bước 1: Chọn MBA theo đồ thị phụ tải đã cho Theo yêu cầu đề bài, ta có

Từ đồ thị phụ tải ta tính được công suất theo giờ:

Hình 1 Đồ thị phụ tải của trạm biến áp theo tỉ lệ phần trăm

Trang 28

Bảng 2.Công suất phụ tải theo giờ

Trang 29

Từ bảng tổng hợp công suất ta có đồ thị phụ tải tổng như hình:

Từ đồ thị phụ tải ta có:

𝑆đ𝑚𝐵 ≥ 𝑆𝑚𝑎𝑥𝐾𝑞𝑡𝑠𝑐 =

Trang 30

- Giá tiền: 72 300 ( rúp ) / 1 máy tương đương 26.000.000 VND( giá tham khảo)

- Xuất sứ: Nga

- Lưu ý: ta chọn MBA 3 cuộn dây nhưng thực chất chỉ sử dụng 2 cuộn dây vì chỉ có

2 cấp điện áp (110/22kV) Cuộn còn lại ta nối đất mục đích để triệt tiêu sóng hài bậc cao

Bước 2: Kiểm tra quá tải MBA

- Ta không kiểm tra quá tải làm việc bởi vì tổng công suất 2 MBA 3 pha 3 cuộn dây mà ta đã chọn là 50 MVA Trong khi 𝑆𝑚𝑎𝑥 = 35 𝑀𝑉𝐴 nên trạm hầu như chỉ vận hành ở chế độ non tải

- Kiểm tra quá tải sự cố MBA: Ta có bảng giá trị như sau:

Bảng 6 Bảng kiểm tra khả năng quá tải sự cố MBA

Thời

gian 0 – 6h 6 – 8h 8 – 12h

12 – 13h

13 – 18h

18 – 22h

22 – 24h

𝑆𝑖 17.7 29.7 31.5 24.8 35 29.7 24.6

𝐾𝑖= 𝑆𝑖

lượng tổng

Trang 31

Thời gian cho phép quá tải đối với MBA đặt ngoài trời là 6h So sánh đối chiếu với bảng tính toán quá tải sự cố Ta có kết luận:

- Máy biến áp 25MVA mà ta đã chọn không thể vận hành quá tải với đồ thị phụ

tải đã cho Bởi vì thời gian quá tải liên tục theo tính toán lên đến 8h

2 Chọn MBA cho phần tự dùng trong trạm biến áp

Phụ tải địa phương có các thông số sau: - Công suất: Smax = 1 MVA

- Hệ số công suất: cosφ = 0,83 - Đồ thị phụ tải tự dùng như sau:

Với SđmB như trên ta chọn 1 MBA 3 pha 2 cuộn dây làm việc có thông số như sau:

Bảng 7 Thông số MBA 3 pha 2 cuộn dây ( phần tự dùng )

Kiểu 𝑆đ𝑚(MVA)

Điện áp (kV)

𝑈𝑁% ∆𝑃0(kW)

- Xuất xứ: Nga - Giá tiền: 4000 rup ( tham khảo )

Trang 32

- Kích thước: 2.7 x 1.6 x 3.15 (m) - Trọng lượng: 6 tấn

Vì chỉ có máy có 𝑺đ𝒎𝑩 luôn lớn hơn hoặc bằng 𝑺𝒎𝒂𝒙 nên ta không cần kiểm tra quá tải làm việc bình thường cũng như quá tải sự cố

Trong trường hợp cần sửa chữa hoặc bảo trì MBA ta dùng lưới điện từ địa phương

Trang 33

CHƯƠNG 5 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 1 Khái niệm

Sơ đồ nối điện là một hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị, khí cụ điện có nhiệm vụ nhận 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 cầu sau:

1- Tính đảm bảo cung cấp điện theo yêu cầu hay sự quan trọng của phụ tải mà

mức đảm bảo cần đáp ứng Tính đảm bảo của sơ đồ nối điện có thể đánh giá qua độ tin cậy cung cấp điện, thời gian ngừng cung cấp điện, điện năng không cung cấp đủ cho các hộ tiêu thụ hay là sự thiệt hại của phụ tải do không đảm bảo cung cấp điện

2- Tính linh hoạt, là sự thích ứng với các chế độ làm việc khác nhau

3- Tính phát triển: sơ đồ nối điện cần thỏa mãn không những hiện tại mà cả

trong tương lai gần khi tăng thêm nguồn hay tải Khi phát triển không bị khó khăn hay phá bỏ thay đổi cấu trúc sơ đồ

4- Tính kinh tế: thể hiện ở vốn đầu tư ban đầu và các chi phí hằng năm Ví dụ,

tổn thất điện năng qua MBA Cũng cần quan tâm tính hiện đại của sơ đồ cũng như xu thế chung, đặc biệt sự tiến bộ trong chế tạo, cấu trúc của các khí cụ điện như máy cắt, dao cách ly …

Trang 34

2 Một số sơ đồ nối điện cơ bản a Sơ đồ một hệ thống thanh góp

Đặc điểm sơ đồ này là tất cả các phần tử ( nguồn, tải ) đều được nối vào thanh góp chung qua một máy cắt Hai bên máy cắt nói chung có hai dao cách ly, trừ mạch máy phát điện có thể không cần dao cách ly về phía máy phát

- Ưu điểm: đơn giản, rõ ràng, mỗi phần tử được thiết kế riêng cho mạch đó khi vận hành sửa chữa,…mạch này không ảnh hưởng trực tiếp đến các mạch khác

- Khuyết điểm:

 Khi sửa chữa máy cắt điện trên mạch nào, các phụ tải nối vào mạch đó cũng bị mất điện Thời gian ngừng cung cấp điện phụ thuộc vào thời gian sửa chữa máy cắt

 Ngắn mạch trên thanh góp đưa đến cắt điện toàn bộ các phần tử Ngay cả khi cần sửa chữa thanh góp hay các dao cách ly về phía thanh góp ( hay còn gọi là dao cách ly thanh góp ) cũng sẽ bị mất điện toàn bộ trong thời gian sửa chữa

Do những khuyết điểm trên, sơ đồ này chỉ được sử dụng khi yêu cầu về đảm bảo tính cung cấp điện không cao, các hộ tiêu thụ thuộc loại 3 Trong trường hợp chỉ có một nguồn cung cấp, để tăng cường tính đảm bảo cho sơ đồ này người ta thường dùng biện pháp sau:

Trang 35

Thanh góp được phân thành đoạn bằng một dao cách ly, một máy cắt hoặc một máy cắt và 2 dao cách ly Số phân đoạn được phân theo số nguồn cung cấp Mỗi phân đoạn có một nguồn cung cấp và một phần các mạch tải

Máy cắt điện hay dao cách ly phân đoạn có thể đóng hay cắt khi vận hành bình thường Điều này phụ thuộc vào sự lựa chọn cân nhắc của bộ phận vận hành, vì đóng hay cắt đều có ưu khuyết điểm riêng của nó

Dùng dao cách ly phân đoạn rẻ tiền hơn nhưng không linh hoạt và đảm bảo bằng dùng máy cắt

Khi đã phân đoạn bằng máy cắt thì các phụ tải loại một sẽ được cung cấp điện từ hai đường dây nối vào hai phân đoạn khác nhau, do đó không còn mất điện do bất kỳ nguyên nhân nào cần cắt, nghỉ một đường dây hay một phân đoạn

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

Khi sự cố trên một phân đoạn nào, máy cắt phân đoạn đó sẽ cắt cùng với máy cắt của các mạch trên phân đoạn đó, phân loại còn lại đảm bảo cung cấp điện bình thường Tất nhiên trong thời gian này tính đảm bảo có giảm nhưng xác suất xuất hiện sự cố trong thời gian này thấp

Hình 4.Sơ đồ hệ thống 1 thanh góp có phân đoạn

Trang 36

Sơ đồ này được sử dụng rộng rãi trong các TBA như NMĐ khi điện áp thấp ( 10, 22, 35, 110kV ) và số mạch không nhiều Đặc biệt hiện nay máy cắt SF6 có độ tin cậy cao, thời gian cần sửa chữa ( hay bảo quản ) ngắn, thời gian ngừng cung cấp điện do máy cắt rất bé

b Sơ đồ hai thanh góp

- Một thanh góp làm việc, một thanh góp dự phòng: các phần tử nối vào thanh góp

làm việc qua máy cắt và dao cách ly thuộc thanh góp đó đóng, còn dao cách ly kia cắt Với chế độ làm việc này, sơ đồ trở thành sơ đồ tương đương hệ thống thanh góp không phân đoạn, do đó có các ưu khuyết điểm đã nêu trên Tuy nhiên, với sơ đồ này có ưu điểm hơn ở chỗ một khi thanh góp bị sự cố, hay sửa chữa, toàn bộ được chuyển sang làm việc ở thanh góp thứ hai, chỉ mất điện trong thời gian thao tác đóng – cắt

Sơ đồ này có ưu điểm nổi bật là khi cần sửa chữa một máy cắt của phần tử nào đó, dùng máy cắt liên lạc MCG thay cho máy cắt này bằng cách chuyển đường đi qua thanh cái thứ hai, qua MCG đi tắt qua máy cắt cần sửa chữa Tất nhiên phải ngừng thời gian ngắn để cách ly máy cắt cần sửa chữa và nối tắt lại

- Đồng thời làm việc cả hai thanh góp: trong chế độ này các mạch nguồn cũng như

các mạch tải được phân đoạn đều trên hai thanh góp, máy cắt liên lạc đóng làm nhiệm vụ của máy cắt phân đoạn tương ứng với sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn Khi sự cố trên thanh góp chỉ mất một phần trong thời gian và ngắn chuyển sang vận hành trên thanh góp kia

Sơ đồ hai thanh góp khắc phục được một số khuyết điểm của sơ đồ một thanh góp nhưng để nâng cao hơn tính đảm bảo cũng có thể

 Phân đoạn một thanh góp: thanh góp này trở thành thanh góp chính, thanh góp kia trở thành phụ Với sơ đồ thanh góp có phân đoạn có thể là hai hay một máy cắt liên lạc MCG và thanh góp phụ chỉ thay một phân đoạn khi cần sữa chữa, lúc này MCG nối vào phân đoạn được thay thế đóng vai trò máy cắt phân đoạn, nghĩa là luôn luôn làm việc trong chế độ có hai phân đoạn, do đó có tính đảm bảo cao

Trang 37

 Đặt thêm thanh góp vòng (sơ đồ hai hệ thống thanh góp có thanh góp vòng ) Máy cắt vòng MCV và thanh góp vòng có nhiệm vụ tương tự như trong sơ đồ một thanh góp có thanh góp vòng Ở đây máy cắt vòng và máy cắt liên lạc có nhiệm vụ trùng nhau Trường hợp số đường dây không nhiều lắm có thể bỏ bớt máy cắt liên lạc, nhưng cần thêm dao cách ly phụ để có thể làm nhiệm vụ máy cắt liên lạc giữa hai hệ thông thanh góp chính

Hình 5.Sơ đồ hai thanh góp

Trang 38

Với 2 MBA mà ta đã chọn và yêu cầu của tải ta có được sơ đồ nối điện dạng tổng quát như sau:

Hình 6.Sơ đồ tổng quát toàn trạm

Trang 39

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 1 Khái niệm

Mục đích tính toán dòng ngắn mạch (IN) để phục vụ cho việc chọn các khí cụ điện (máy cắt, kháng điện, biến dòng, biến điện áp) và các phần dẫn điện (dây dẫn, thanh dẫn, cáp) Có nhiều phương pháp tính dòng ngắn mạch nhưng với yêu cầu trên chỉ cần dùng phương pháp đơn giản, nếu cần và khi có yêu cầu, có thời gian có thể áp dụng chương trình mẫu và thực hiện trên máy tính

a Nguyên nhân gây ra ngắn mạch:

Nguyên nhân chủ yếu gây ra ngắn mạch là do cách điện bị hỏng Lý do làm cách điện bị hỏng chủ yếu là do sét đánh, quá điện áp nội bộ, cách điện dùng lâu quá già cỗi, trông nom các thiết bị không chu đáo…

Do những nguyên nhân cơ học trực tiếp như: Thả diều, chim đậu, cây đổ vào đường dây điện…

b Hậu quả của việc ngắn mạch:

Dòng điện gia tăng đột ngột phá hỏng các thiết bị điện, phần dẫn điện Do tác dụng nhiệt và lực điện động của dòng ngắn mạch lớn có thể phá huỷ trụ điện, sứ đỡ, hoặc uốn cong thanh góp

Gây sụt áp trong hệ thống điện gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến các thiết bị điện Phá hủy tính ổn định của hệ thống

c Mục đính tính toán ngắn mạch:

Mục đích tính dòng ngắn mạch là để chọn các khí cụ và các phần tử có dòng điện chạy qua để tính được dòng ngắn mạch trước hết phải lập sơ đồ tính điện kháng phần tử, chọn các đại lượng cơ bản như công suất cơ bản và điện áp cơ bản Chọn các đại lượng cơ bản lên xuất phát từ yêu cầu đơn giản nhất cho việc tính toán Thường người ta chọn công suất cơ bản là 100, 1000 ( MVA ) hoặc một trong những công suất của nguồn cung cấp Còn điện áp cơ bản lấy theo định mức của cấp điện áp đó là: 110 ; 37 ; 22 ; 18 ;15,75 ; 13,8 ; 6,3; 3,15 ;0,4

Trang 40

Chỉ tính ngắn mạch ba pha (N(3)) vì thường dòng ngắn mạch ba pha lớn hơn dòng ngắn mạch 2 pha (N(2)) và một pha (N(1))

Nguồn cung cấp cho dòng ngắn mạch là hệ thống, các máy phát nhiệt và thủy điện Máy bù đồng bộ, động cơ điện chỉ xét khi ngắn mạch trên cực của nó vì khi ngắn mạch qua điện kháng lớn, các dòng ngắn mạch này nhỏ và đã tắt

Sức điện động của các nguồn khi ngắn mạch ở xa qua điện kháng lớn (x∗đm > 3)được coi là không đổi

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

Tính ngắn mạch trong hệ tương đối với công suất cơ bản (Scb), điện áp cơ bản (Ucb) và suy ra dòng cơ bản (Icb) ở từng cấp điện áp (khi chỉ có một hoặc hai cấp điện áp mới tính trong hệ có tên):

𝐼𝑐𝑏 =𝑆𝑐𝑏

 Scb - chọn tùy ý, có thể là 100MVA, 1000MVA hay bằng công suất tổng hệ thống (SHT)

 Ucb - chọn bằng điện áp trung bình của các cấp tương ứng: 500; 230; 115;