thiết kế trạm biến áp 220 0 38kv

42123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu

Trang 1

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220/110/38kV ( Phần Điện )

111Thursday, June 13, 20249:39:47 PM9:39:47 PM111Thursday, June 13, 20249:39:47 PM9:39:47 PM111Thursday, June 13, 20249:39:47 PM9:39:47 PM

hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loai

hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loai

hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loai

111hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaiThursday, June 13, 2024

Trang 2

LỜI MỞ ĐẦU

Là một sinh viên đang học tập và rèn luyện tại trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, em cảm thấy một niềm tự hào và động lực to lớn cho sự phát triển của bản thân trong tương lai Sau bốn năm học đại học, dưới sự chỉ bảo, quan tâm của các thầy cô, sự nỗ lực của bản thân, em đã thu được những bài học rất bổ ích, được tiếp cận các kiến thức khoa học kĩ thuật tiên tiến phục vụ cho lĩnh vực chuyên môn mình theo đuổi Có thể nói, những đồ án môn học, bài tập lớn hay những nghiên cứu khoa học mà một sinh viên thực hiện chính là một cách thể hiện mức độ tiếp thu kiến thức và vận dụng sự dạy bảo quan tâm của thầy cô

Chính vì vậy em đã dành thời gian và công sức để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp “Thiết kế trạm biến áp 220/110/38kV” này như một cố gắng đền đáp công ơn của thầy cô cũng như tổng kết lại kiến thức thu được sau một quá trình học tập và rèn luyện tại trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh

Trong thời gian học tập cũng như thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp em luôn nhận được sự chỉ bảo, động viên tận tình của các thầy cô, gia đình và các bạn, đặc biệt là sự hướng dẫn của thầy Phan Lâm Vũ đã giúp em hoàn thành tốt khóa luận này

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn Thầy Phan Lâm Vũ và các thầy, các cô cùng toàn thể các bạn đã hỗ trợ em làm khóa luận này

Trang 3

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:

2 Tên đề tài:

Thiết kế trạm biến áp 220/110/38kV

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

- Thiết kế trạm biến áp 220/110/38kV với số liệu như sau:

 Trạm biến áp cung cấp cho phụ tải:

110kV: Công suất max 120MW, hệ số công suất 0,86 bằng 4 đường dây 38kV: Công suất max 50MW, hệ số công suất 0,87 bằng 6 đường dây Hệ thống có công suất 8000 MW, XHT = 0,14 ; Bằng hai đường dây dài 180km ở cấp điện áp 220kV, hệ số công suất là 0,85

Trang 4

- NHIỆM VỤ:

 Xây dựng đồ thị phụ tải các cấp điện áp: 110kV, 38kV, tự dùng

 Chọn sơ đồ cấu trúc, sơ đồ nối điện cho trạm biến áp

 Chọn máy biến áp cho trạm biến áp

 Tính toán dòng ngắn mạch

 Tính toán tổn thất trong máy biến áp

 Tính toán kinh tế - kỹ thuật

 Chọn các thiết bị điện cho trạm biến áp

 Vẽ sơ đồ nối điện của trạm biến áp

 Vẽ sơ đồ mặt cắt của trạm biến áp

 Vẽ sơ đồ mặt bằng của trạm biến áp

4 Kết quả dự kiến

Hoàn thành thiết kế phần điện của trạm biến áp 220kV/110kV/38kV

Giảng viên hướng dẫn

Trang 5

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Trang 6

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 1

1.2NHỮNG VẤN ĐỀ CHÍNH KHI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 2

1.3GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP SẼ THIẾT KẾ 4

CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ NỐI ĐIỆN CỦA TRẠM BIẾN ÁP 12

3.1GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ CẤU TRÚC 12

3.2CHỌN SỐ LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP 13

3.3CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC 13

3.4NHẬN XÉT 17

3.5CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 18

CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP 21

6.2CÔNG THỨC TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA 33

6.3TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA 35

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT 38

7.1KHÁI NIỆM 38

7.2CÔNG THỨC TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT 39

7.4TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT 41

7.5NHẬN XÉT 42

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loai1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM

Trang 7

CHƯƠNG 8: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ PHẦN DẪN ĐIỆN 43

8.1KHÁI NIỆM CHUNG 43

8.2NHỮNG VẤN ĐỂ CHUNG 44

8.3CHỌN MÁY CẮT, DAO CÁCH LY CHO PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 47

8.4CHỌN THANH DẪN – THANH GÓP- DÂY DẪN 52

8.5CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (BU) 62

8.6CHỌN BIẾN DÒNG ĐIỆN (BI) 69

9.6CHỌN THANH CÁI, THANH GÓP CHO TỦ TỰ DÙNG 91

TỔNG KẾT CÁC THIẾT BỊ DÙNG CHO TBA 92hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loai

1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM

Trang 8

DANH SÁCH HÌNH VẼ

HÌNH 1 SƠ ĐỒ TỰ DÙNG 86

HÌNH 2 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA TRẠM BIẾN ÁP 100

HÌNH 3 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG CỦA TRẠM BIẾN ÁP 101

HÌNH 4 SƠ ĐỒ MẶT CẮT ĐƯỜNG DÂY 220kV TỚI MBA 102

HÌNH 5 SƠ ĐỒ MẶT CẮT ĐƯỜNG DÂY 110kV 103

HÌNH 6 SƠ ĐỒ MẶT CẮT ĐƯỜNG DÂY 38kV 104

HÌNH 7 SƠ ĐỒ MẶT CẮT THANH CÁI 105

HÌNH 8 SƠ ĐỒ MẶT CẮT TỰ DÙNG 106 hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loai

1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM

Trang 9

DANH SÁCH BẢNG

BẢNG 1.2 TỔNG HỢP ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TBA 10BẢNG 2.5 TỔNG HỢP DÒNG NGẮN MẠCH 32 BẢNG 3.6 TỔNG HỢP TỔN THẤT MBA CỦA TBA 37hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loai1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM

Trang 10

1.1.2 Phân Loại:

- Theo điện áp thì có hai loại:

 Trạm tăng áp: thường đặt ở nhà máy điện, có nhiệm vụ tăng điện áp ở đầu cực máy phát lên cao để truyền tải đi xa

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

- Theo mức độ quy mô của trạm biến áp người ta chia làm hai loại:

 Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp khu vực, thường có điện áp sơ cấp lớn cung cấp cho một khu vực có phụ tải lớn ở một vùng miền, tỉnh thành, khu công nghiệp lớn, Điện áp ở phía sơ cấp thường là 500, 220, 110kV, điện áp phía thứ cấp thường là 110, 66, 35, 22, 15kV

 Trạm biến áp phân phối hay còn gọi là trạm biến áp địa phương, nhận điện từ các máy biến áp trung gian (Trạm biến áp khu vực) để cung cấp trực tiếp cho các phụ tải như xí nghiệp, khu dân cư… Qua các đường dây phân phối

- Theo cấu trúc xây dựng thì có hai loại sau:

 Trạm biến áp ngoài trời phù hợp với các trạm biến áp khu vực và trạm biến áp địa phương có công suất lớn

hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loai1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM

Trang 11

 Trạm biến áp trong nhà phụ hợp với các trạm địa phương và các nhà máy có công suất nhỏ

1.1.3 Các thành phần chính của trạm biến áp:

- 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 điều hành - Khu vực phòng phân phối

1.2 NHỮNG VẤN ĐỀ CHÍNH KHI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP

1.2.1 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 ở các trung tâm thành phố vì sẽ làm tăng chi phí đầu tư cũng

như làm mất mỹ quan đô thị

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

- Tránh đặt trạm ở các vùng đất dễ sạt lở - Tránh xa các khu vực dễ cháy nổ

 Tóm lại: việc chọn vị trí cố định đặt trạm biến áp là khá quan trọng vì nó sẽ quyết định về chi phí, tính an toàn và thuận tiện khi vận hành

Trang 12

1.2.2 Yêu cầu khi thiết kế trạm biến áp:

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

 Đảm bảo chất lượng điện năng

 Đảm bảo độ tin cậy cao (tùy theo tính chất loại phụ tải)  Vốn đầu tư thấp

 An toàn cho người và thiết bị

 Thuận tiện cho việc sửa chữa, vận hành  Có tính khả thi

- Tuy nhiên những yêu cầu trên thường mâu thuẫn với nhau do đó khi thiết kế cần kết hợp hài hòa từng yêu cầu để tạo ra phương án tối ưu

Trang 13

1.3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP SẼ THIẾT KẾ

1.3.1 Hệ thống:

Trạm biến áp được nối với hệ thống có các thông số như sau: - Công suất hệ thống: Pht = 8000 MW

- Điện kháng hệ thống: Xht = 0,14 - Hệ số công suất: cos = 0,85

- Cung cấp điện cho trạm bằng hai đường dây dài 180 km - Công suất biểu kiến hệ thống: Sht = Pht

Phụ tải cấp 110kV có các thông số sau:

- Công suất: Smax = 139,5 MVA, Pmax = 120 MW - Hệ số công suất: Cos = 0,86

- Số đường dây : 4 - Phụ tải loại : ngày

- Đồ thị phụ tải ở cấp 110 kV như sau:

Trang 14

1.3.3 Phụ tải cấp 38kV:

Phụ tải cấp 38kV có các thông số sau:

- Công suất : Smax = 57,5 MVA, Pmax = 50 MW - Hệ số công suất : Cos= 0,87

- Số đường dây : 6 - Phụ tải loại : ngày

- Đồ thị phụ tải ở cấp như sau:

Thời gian 0h – 6h 6h – 8h 8h – 11h 11h – 14h 14h – 18h 18h – 21h 21h – 24h

0h - 5h5h - 8h8h - 12h12h - 15h15h - 18h18h - 22h22h - 24h

Đồ Thị phụ tải 110 kV

S%

Giờ hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loai

1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM

Trang 15

- Tự dùng của trạm có công suất : Smax = 0,5 MVA

Trang 16

CHƯƠNG 2: TỔNG HỢP ĐỒ THỊ PHỤ TẢI

2.1 KHÁI NIỆM

- Tổng hợp đồ thị phụ tải là cộng hai hay nhiều đồ thị phụ tải ở nhiều cấp điện áp do trạm biến áp cung cấp điện Phụ tải 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 của trạm biến áp không phụ thuộc hoàn toàn vào công suất của trạm biến áp mà chủ yếu phụ thuộc và trạm biến áp có hay không có người trực thường xuyên và vào hệ thống làm mát của máy biến áp (làm mát tự nhiên, quạt gió, hệ thống bơm dầu, nước tuần hoàn cưỡng bức, )

2.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA CẤP 110kV

- Phụ tải cấp 110kV có các thông số sau:

 Công suất : Smax = 139,5 MVA, Pmax = 120 MW

 Hệ số công suất: Cos = 0,86

 Số đường dây : 4

 P = S.Cos  ; Q = P.tg  Với S = Smax.S%

0h - 5h5h - 8h8h - 12h12h - 15h15h - 18h18h - 22h22h - 24h

S%

Giờ hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loai

1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM

Trang 17

S%

Giờ - Từ thông số trên ta có bảng sau:

2.3 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CẤP 38kV

- Phụ tải cấp 38kV có các thông số sau:

 Công suất : Smax = 57,5 MVA, Pmax = 50 MW

 Hệ số công suất : Cos = 0,87

 Số đường dây : 6

 P = Si cos ; Q = Pi tg Với S = Smax X S%

Trang 18

- Từ thông số trên ta có bảng sau:

2.4 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA TRẠM BIẾN ÁP

2.4.1 Tự dùng của TBA:

- Để truyền tải điện năng ngoài thành phần cung cấp cho các phụ tải, bản thân TBA cũng cần tiêu thụ một lượng điện năng Phần điện năng này được gọi là điện tự dùng của TBA

- Với TBA điện tự dùng phụ thuộc vào loại TBA (trạm khu vực, trạm địa phương) và có hay không có nhân viên trực thường xuyên… Không phụ thuộc vào tổng công suất trạm

- Đối với trạm biến áp Khu Vực, ta chọn tự dùng lớn nhất Std max = 0,5 MVA

Trang 19

Phụ tải theo từng cấp điện áp (MVA), (MW) U110kV U38kV Tự

Trang 20

0->5 5->66->88->1111->1212->1414->1515->1818->2121->2222->24

Đồ Thị phụ tải TRẠM BIẾN ÁP

S%

Giờ

- Hệ số công suất của toàn trạm là :

costb = S1 max cos1+S2 max cos2

S1 max + S2 max = 139,5 0,86 + 57,5 0,87

139,5+57,5 = 0,86- Tổng công suất của toàn trạm là: Strạm.max = 197,5 (MVA)

- Công suất tác dụng của toàn trạm là: Ptrạm.max = 170 (MW) - Công suất của hệ thống: Pht = 8000 (MW)

 Vậy ta có Pht > Ptrạm nên hệ thống luôn đáp ứng đủ công suất khi trạm có công suất đạt giá trị cực đại

2.5 NHẬN XÉT

- Trên đồ thị phụ tải của trạm trung gian ta thấy phụ tải tiêu thụ không đều, đồ thị không bằng phẳng, thời gian tiêu thụ phụ tải điện năng nhiều nhất vào lúc từ 08

giờ đến 11 giờ Công suất tiêu thụ cực đại là 197,5 MVA và ít nhất là 85 MVA

vào lúc 0 giờ cho đến 5h và 22 giờ cho đến 24 giờ

- Độ chênh lệch giữa hai giá trị này là tương đối cao, do đó khi chọn lựa MBA cần chú ý đến khả năng quá tải và tuổi thọ của MBA

Trang 21

CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ NỐI ĐIỆN CỦA TRẠM BIẾN ÁP

3.1 GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

- Sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải và hệ thống điện

- Đối với trạm biến áp, nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống đến trạm biến áp, có nhiệm vụ đảm bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đảm nhận

- Khi thiết kế trạm biến áp, sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng quyết định đến toàn thiết kế Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ:

 Có tính khả thi tức là có thể chọn được các thiết bị chính như máy biến áp, máy cắt… Cũng như có khả năng thi công xây lắp vận hành

 Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặc biệt với hệ thống khi bình thường cũng như cưỡng bức

 Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai lần biến áp không cần thiết

 Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt

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

- Trong thực tế rất khó đảm bảo các yêu cầu vì các điều kiện có sự mâu thuẫn với nhau vì vậy trong từng trường hợp cụ thể ta chọn sơ đồ thích ứng để đảm bảo tính kỹ thuật cũng như tính kinh tế

- Khi thiết kế trạm biến áp ta đưa ra nhiều phương án khả thi trên cơ sở phân tích ưu khuyết điểm của từng phương án sao cho phương án kinh tế và kỹ thuật hợp lý nhất

Trang 22

3.2 CHỌN SỐ LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP

- Chọn số lượng máy biến áp cho từng cấp điện áp của trạm phải căn cứ vào những điều kiện: độ tin cậy, cung cấp điện, công suất của phụ tải cần cung cấp và tính kinh tế

hơn Tuy nhiên, tính liên tục trong cung cấp điện trong trường hợp này là không cao

3.2.2 Hai máy biến áp:

- Là phương án được sử dụng nhiều nhất vì tính đảm bảo liên tục cung cấp điện cao Phương án thường được thiết kế khi:

 Có hai đường dây cung cấp từ hệ thống

 Khi không có một máy biến áp lớn phù hợp với phụ tải

 Không có khả năng chuyên chở và xây lắp một máy biến áp lớn

3.2.3 Ba máy biến áp:

- Phương án này chỉ được sử dụng khi không có hai máy biến áp phù hợp hoặc trạm đã xây dựng mà phụ tải phát triển không có khả năng thay thế hai máy mới phải đặt thêm máy thứ ba

- Đặt ba máy biến áp ngay từ đầu thường ít được sử dụng vì vốn đầu tư cao, diện tích xây lắp lớn và phức tạp

3.3 CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

3.3.1 Nhận định chung:

- Trạm biến áp thiết kế gồm cấp điện áp 220kV (cấp hệ thống), 110kV và 38kV (cấp phụ tải) Trong đó cấp 110kV là phụ tải loại 1 và 38kV là phụ tải loại 1,2 và 3 nên không thể dùng một máy biến áp làm máy biến áp chính vì khi sự cố sẽ mất điện hoàn toàn Do đó ta cần dùng hai máy biến áp làm hghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loaihghieh euu xae dihh eae doah dhc bcreode eho loai tram ham gah melcleuec puihpuehervic uhue vu giam dihh loai

1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM1112413069:39:46 PM9:39:46 PM

Trang 23

HÌNH 1: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC SỬ DỤNG 2 MBA TỰ NGẪU

máy biến áp chính để đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải loại 1 và cũng không thể dùng nhiều hơn vì chi phí cao

3.3.2 Ta xem xét một số phương án sau:

 Phương án 1: dùng 2 MBA tự ngẫu 220/110/38kV:

 Phụ tải cấp điện áp 110kV và 38kV được lấy từ cuộn trung và cuộn hạ của

 Khó chọn MBA có công suất phù hợp

 Công suất lớn kéo theo chọn lựa MBA lớn, có thể gặp khó khăn khi vận chuyển, lắp đặt

Trang 24

 Phương án 2: dùng 2 MBA 2 cuộn dây 220kV, 110kV và 2 MBA 2 cuộn dây 110kV, 38kV

- Ưu điểm:

 Độ tin cậy cao

 Đảm bảo cung cấp điện liên tục

 Tổn thất điện năng lớn vì cấp 38kV phải qua hai lần hạ áp liên tục

HÌNH 1 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC SỬ DỤNG 2 MÁY BIẾN ÁP 2 CUỘN DÂY

Trang 25

 Phương án 3: dùng hai MBA hai cuộn dây 220kV, 110kV và 2 MBA hai cuộn dây 220kV, 38kV

- Ưu điểm:

 Độ tin cậy cao

 Đảm bảo cung cấp điện liên tục

HÌNH 2 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC SỬ DỤNG 4 MBA 2 CUỘN DÂY

Trang 26

3.4 NHẬN XÉT

- Phương án 1 đơn giản vì chỉ sử dụng 2 MBA nên nhìn sơ bộ sẽ tổn hao điện năng nhỏ hơn 2 phương án còn lại, hơn nữa khi sử dụng ít MBA thì số lượng máy cắt sẽ ít và diện tích trạm sẽ nhỏ

- Phương án 2 sử dụng bốn MBA sẽ tốn nhiều diện tích trạm, chi phí cao Mặt khác, phụ tải 38kV phải chịu tổn thất qua hai lần giảm áp nên hiệu suất truyền tải giảm, chi phí tăng

- Phương án 3 ngoài việc phải sử dụng bốn MBA nó còn có nhược điểm lớn nhất là độ lệch điện áp giữa sơ cấp và thứ cấp lớn (220kV/38kV) làm tính khả thi của phương án giảm vì hầu như không chọn được MBA thích hợp nếu đặt hàng thì sẽ làm tăng chi phí và khó thay thế sau này

 Kết Luận: Trong 3 phương án trên ta chọn Phương án 1 vì có nhiều ưu

điểm và phù hợp với yêu cầu thiết kế trạm biến áp, đáp ứng thực tế của ngành điện nước ta về phương diện kỹ thuật cũng như các yêu cầu về kinh tế

HÌNH 1: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC SỬ DỤNG 2 MBA TỰ NGẪU

Trang 27

3.5 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN

3.5.1 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 điện để cung cấp phân phối cho các phụ tải cùng một cấp điện áp

- Nguồn điện có thể là máy phát điện, máy biến áp, đường dây cung cấp… - Phụ tải có thể là máy biến áp, 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 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 qua trong của các phụ tải…

3.5.2 Yêu cầu của sơ đồ nối điện:

- Tính đảm bảo cung cấp điện: theo yêu cầu hay sự quan trọng của phụ tải mà mức độ đảm bảo tương 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

- Tính linh hoạt: thể hiện sự thích ứng với các chế độ làm việc khác nhau Ví dụ: khi phải ngừng một phần từ nguồn (chế độ làm việc cưỡng bức) - Tính phát triển: sơ đồ nối điện phải đáp ứng không những ở hiện tại mà cả

trong tương lai gần khi tăng thêm nguồn hay tải Khi phát triển gặp khó khăn hay phải phá bỏ thay đổi cấu trúc sơ đồ hiện hữu

- Tính kinh tế: thể hiện ở vốn đầu tư ban đầu và các chi phí hằng năm Tính kinh tế của sơ đồ được quyết định bởi hình thức thanh góp, khí cụ và số lượng thiết bị dùng cho sơ đồ

Ví dụ: tổn thất điện năng qua MBA

- Tính hiện đại: cần quan tâm đến tính hiện đại của sơ đồ cũng như xu thế chung, đặc biệt sự tiết bộ trong chế tạo, cấu trúc của các khi cụ điện như máy cắt điện

Trang 28

3.5.3 Các dạng sơ đồ nối điện cơ bản:

- Sơ đồ hệ thống một thanh góp

- Sơ đồ hệ thống một thanh góp có phân đoạn - Sơ đồ hệ thống một thanh góp có thanh góp vòng - Sơ đồ hệ thống hai thanh góp

- Sơ đồ hệ thống hai thanh góp có phân đoạn - Sơ đồ hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng - Sơ đồ đa giác

3.5.4 Chọn sơ đồ nối điện:

- Đối với cấp 220/110/38kV ta dùng hệ thống một thanh góp phân đoạn để đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ

 phương án: ta chọn phương án dùng cuộn trung của MBA tự ngẫu cấp điện

cho phụ tải 110kV và cuộn hạ của MBA tự ngẫu cấp điện cho phụ tải cấp 38kV, với cấp điện áp 220kV và 110kV ta dùng sơ đồ 1 thanh góp phân đoạn để đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải loại 1 và cấp 38kV cấp cho hộ tiêu thụ

loại 3 ta dùng 1 thanh góp để giảm diện tích lắp đặt và chi phí lắp đặt

Trang 29

Trang 30

CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP

4.1 KHÁI NIỆM

- Máy biến áp là thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp khác Điện năng sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa phải qua đường dây cao thế 110, 220, 500kV … Thường qua máy biến áp tăng áp lên điện áp tương ứng

- Ở cuối đường dây cao áp lại cần máy biến áp giảm điện áp thích hợp với mang phân phối Ví dụ 38, 22, 15, 0.4kV…

- Trong hệ thống lớn phải qua nhiều lần tăng, giảm mới đưa được điện năng từ các máy phát điện tới hộ tiêu thụ Vì vậy tổng công suất máy biến áp 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 máy biến áp tương đối cao nhưng tổn thất qua máy biến áp hằng năm vẫn rất lớn

4.1.1 Khi sử dụng máy biến áp cần lưu ý các đặc điểm sau đây:

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

- Máy biến áp thường chế tạo thành một khối tại nhà máy, phần có thể tháo rời ra trong khi vận chuyển chiếm tỉ lệ rất nhỏ (khoảng 10%), cho nên trọng lượng kích thước chuyên chở rất lớn Vì vậy khi thiết kế cần chú ý đến 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 máy biến áp chế tạo càng về sau kích thước, trọng lượng, tổn hao và cả giá thành đều bé hơn Do đó, khi chọn công suất máy biến áp cần tính khả năng tận dụng tối đa (xét khả năng quá tải cho phép) tránh sự vận hành non tải máy biến áp đưa đến tổn hao không tải lớn, kéo dài thời gian sử dụng không cần thiết

Trang 31

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

- Công suất định mức của máy biến áp 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 tính toán không chính xác có thể phải chọn máy biến áp lớn không cần thiết

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

- Máy biến áp hiện nay có nhiều loại:

 Máy biến áp một pha, ba pha

 Máy biến áp hai cuộn dây, ba cuộn dây

 Máy biến áp có cuộn dây phân chia

 Máy biến áp tự ngẫu một pha, ba pha

 Máy biến áp tăng áp, hạ áp

 Máy biến áp có và không có điều áp dưới tải

- Máy biến áp 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

4.1.2 Hệ thống làm mát máy biến áp

- Có nhiều phương pháp, mỗi phương pháp làm mát yêu cầu điều kiện vận hành nhất định, khi không thực hiện đúng quy định có thể làm tăng nhiệt độ máy biến áp đưa đến giảm tuổi thọ, thậm chí đưa đến cháy máy biến áp - Làm mát máy biến áp có các phương pháp sau:

 Làm mát máy biến áp theo quy luật tự nhiên

 Làm mát máy biến áp bằng dầu có thêm quạt để tăng cường khả năng trao đổi nhiệt và tản nhiệt

Trang 32

 Làm mát bằng phương pháp tuần hoàn cưỡng bức dầu và có tăng thêm quạt

 Theo đồ thị phụ tải đẳng trị về hai bậc, trong đó K1 < 0,93 ; K2 < 1,4 đối với máy biến áp đặt ngoài trời và K2 < 1.3 nếu máy biến áp đặt trong nhà, T2 < 6giờ, chú ý theo giỏi nhiệt độ của cuộn dây không được vượt quá 140o C và tốt nhất là tăng cường tối đa các biện pháp làm mát MBA

 Chế độ quá tải sự cố là chế độ cho phép làm việc của máy biến áp trong điều kiện sự cố nên ta chọn máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố:

 Smax: là công suất cực đại của tải qua máy biến áp Căn cứ vào SđmB đã chọn tính hệ số tải Ki của các bậc đồ thị phụ tải:

Trang 33

Xác định K2, T2 bằng cách đẳng trị vùng có Ki > 1 theo công thức: K2đt = √∑(Ki2.Ti)

∑ Ti

Nếu K2đt > 0,9 Kmax thì K2 = kđt và T2 = ∑Ti Nếu K2đt < 0,9 Kmax thì K2 = 0,9 Kmax

Và T2 được xác định theo công thức sau: T2 = √ ∑(Ki2.Ti)

- Trường hợp nếu có nhiều vùng không liên tục có Ki > 1 thì lấy vùng nào có tổng ∑(Ki2 Ti) lớn nhất để tính K2 như trên, các vùng còn lại để xem xét khi xác định K1

- Xác định K1 chỉ cần đẳng trị đồ thị phụ tải trong khoảng thời gian 10 giờ trước vùng đã tính K2 (kể cả phần có K1 > 1 không xét trong trường hợp trên trong khoảng 10 giờ) theo công thức:

K1đt = √∑(Ki2.Ti)

- Nếu chọn máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố, thì K1<0,93 ; K2< 1.4 ; T2<6 giờ Chú ý theo dõi nhiệt độ của cuộn dây không vượt quá 140oC và tốt nhất là tăng cường tối đa các biện pháp làm lạnh máy biến áp để máy

biến áp vận hành đạt hiệu quả cao nhất 4.2.2 Chọn số lượng máy biến áp:

- Số lượng và công suất của máy biến áp được xác định theo các tiêu chuẩn kỹ thuật sau:

 An toàn, liên tục cung cấp điện  Vốn đầu tư bé nhất

 Chi phí vận hành hàng năm thấp nhất

 Ngoài ra còn chú ý đến việc tiêu tốn kim loại ít nhất, các khí cụ và thiết bị điện phải có thể thay thế một cách dễ dàng, dung lượng máy biến áp trong một trạm nên đồng nhất…

Trang 34

4.2.3 Tính toán chọn công suất máy biến áp : Chọn 2 máy biến áp tự ngẫu:

Đồ thị phụ tải của toàn trạm

- Từ đồ thị phụ tải , ta có:

Smin ≤ SđmMBA ≤ Smax  85 (MVA) ≤ SđmB ≤ 197,5 (MVA) Và SđmB ≥ Smax

Kqtsc = 197,5

1,4 = 141,07 (MVA) Với Kqtsc = 1,4 (ngoài trời)

 Kết Luận : Vậy chọn MBA tự ngẫu 3P giảm áp có SđmB = 180 ( MVA)

Trang 35

- Kiểm tra quá tải sự cố:

Thời gian

(h) 0-5 5-6 6-8 8-11 11-12 12-14 14-15 15-18 18-21 21-22 22-23 Si (MVA) 85 112,9 118,7 197,5 168,7 112,9 118,7 146,6 116,3 99 85

Kết luận : vậy ta chọn MBA với SđmB = 180 (MVA) thỏa các điều kiện quá tải sự cố

- Thông số MBA tự ngẫu 3P Sđm = 180 MVA có thông số sau :

Trang 36

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH

5.1 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

- Khi đánh giá và lựa chọn nhà máy điện, hệ thống cũng như trạm biến áp không những cần quan tâm đến dòng điện và điện áp bình thường mà còn phải quan tâm đến vấn đề ngắn mạch Dòng điện khi ngắn mạch lớn hơn nhiều lần so với dòng điện định mức nên có thể gây ra ứng suất nhiệt và ứng suất động rất lớn Trong trường hợp ngắn mạch chạm đất có thể sinh ra điện áp tiếp xúc không cho phép và xảy ra hiện tượng nhiễu trong hệ thống điện - Nếu dòng điện ngắn mạch không được tính đến trong giai đoạn thiết kế, thì

những hậu quả của nó có thể làm hư hỏng thiết bị cũng như các khi cụ điện và nguy hiểm cho cả con người Dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất có thể cũng cần phải xác định vì nó có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn thông số kỹ thuật cho các thiết bị bảo vệ

5.1.1 Khi tính toán dòng điện ngắn mạch cần quan tâm các giả thiết sau:

- Chỉ tính ngắn mạch ba pha N, vì thường dòng ngắn mạch ba pha lớn hơn dòng ngắn mạch hai pha N và một pha N

- 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 (Xđm>3) được coi là không đổi

- Khi tính toán ngắn mạch trong hệ thống U > 1000V 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 < 1000V mới xét đến R

Trang 37

- Có thể xem dòng ngắn mạch không đổi trong thời gian tồn tại ngắn mạch, do đó :

I’’ = It = Iôd

Trong đó:

I’’: là dòng điện ngắn mạch siêu quá độ It : là dòng điện ngắn mạch tại thời điểm t Iôd: là dòng điện ngắn mạch ổn định

- Tính ngắn mạch trong hệ tương đối với Scb và Ucb, khi chỉ có một hoặc hai cấp điện áp mới tính trong hệ có tên:

- Tính trị số cơ bản tương đối của các điện kháng Xi

- Lần lượt biến đổi sơ đồ về sơ đồ đẳng trị chỉ có một nguồn và điện kháng tổng tương đương cho từng điểm ngắn mạch X∑ 𝑖

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

Trang 38

- Điện kháng máy biến áp:

 Máy biến áp tự ngẫu :

 Các đại lượng cơ bản:

- Công suất cơ bản: Scb = 1000 MVA

- Điện áp cơ bản : Ucb1 = 220 kV; Ucb2 = 121 kV; Ucb3 = 38,5 kV - Từ đó suy ra dòng điện cơ bản:

Icb1 = Scb√3.Ucb1 =

√3.220= 2,62 (kA)

√3.121= 4,77 (kA)

Trang 39

 Xd = X0.l Scb

U2cb = 0,4 180 1000

- Sơ đồ thay thế điện kháng:

HÌNH 3 SƠ ĐỒ NGẮN MẠCH CỦA TBA

Trang 40

 Hệ số có lợi của MBA tự ngẫu:

 Điện kháng tương đường tính đến thời điểm ngắn mạch: XN1 = XHT + 12.Xd = 0,0148 + 1

 Điện kháng tương đường tính đến thời điểm ngắn mạch: XN2 = XHT + 12.Xd + 1

2(XC + XT)

= 0,0148 + 12.1,48 + 12.(0,5278 + 0,083) = 1,06 (đvtđ)

 Dòng điện ngắn mạch siêu quá độ: