Đồ án môn học trạm biến áp 110/22KV

Với mục đích chia sẻ cho những bạn cần tài liệu tham khảo khi làm đồ án môn học về thiết kế trạm biến áp 110/22Kv.

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIỚI THIỆU

Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng, bao gồm các nhà máy điện, mạng điện và các hộ tiêu thụ điện Điện năng được sản xuất ở nhà máy được truyền tải và phan phối đến nhà tiêu thụ bằng dây dẫn Trong quá trình truyền tải điện có phát sinh tổn thất trên đường dây nên trước khi truyền đi xa phải đưa lên điện cao áp để truyền tải và hạ xuống thấp ở điện áp tương ứng để đưa đến phụ tải Do đó trạm biến áp là một phần không thể thiếu trong hệ thống điện

Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp này sang cấp khác tủy theo yêu cầu, trạm biến áp còn là nơi phân phối điện năng đến các phụ tải Người ta phân loại trạm theo:

Trạm biến áp tăng áp: đặt ở các nhà máy điện làm nhiệm vụ tăng áp từ cấp điện áp máy phát lên cấp điện áp truyền tải

Trạm biến áp hạ áp: đặt ở gần các phụ tải làm nhiệm vụ biến đổi từ cấp điện áp truyền tải đến cấp điện áp phân phối theo yêu cầu của phụ tải

Trạm biến áp trung gian: làm nhiệm vụ liên lạc giữa hai lưới điện khác nhau

Trạm biến khu vực: được cấp điện từ mạng chính cung cấp cho các khu vực lớn: thành phố, khu công nghiệp

Trạm biến áp địa phương: được cấp điện từ mạng phân phối cấp điện cho các địa phương, nhà máy xí nghiệp nhỏ

CẤU TRÚC CỦA TRẠM BIẾN ÁP

1.2.1 Các thành phần chính của trạm biến áp

- Máy biến áp (MBA) trung tâm

- Hệ thống thanh cái, dao cách ly

- Hệ thống bảo vệ rơle

- Hệ thống chống sét nối đất

- Hệ thống điện tự dùng

- Khu vực phòng điều hành

- Khu vực phòng phân phối

1.2.2 Yêu cầu khi thiết kế

- Đảm bảo chất lương điện năng

- Độ tin cậy cao ( tùy theo tính chất loại phụ tải )

- An toàn cho người và thiết bị

- Thuận tiện sửa chữa vận hành.

NỘI DUNG ĐỀ TÀI

- Sơ đồ cấu trúc máy biến áp

- Tính tổn thất điện năng của trạm

- Chọn máy cắt, dao cách ly, BU, BI, sứ, chống sét van

- Chọn thanh góp – thanh dẫn, dây dẫn

- Bản vẽ và sơ đồ nối điện.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Sử dụng phương pháp thu thập thông tin từ nhiều nguồn như: tham khảo tài liệu trên mạng, sách NHÀ MÁY ĐIỆN, TRẠM BIẾN ÁP VÀ BẢO VỆ RƠ-LE của trường HUTECH, sử dụng phần mềm Autocad để vẽ sơ đồ

KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN

Đồ án gồm có 8 chương:

Chương 1: Giới thiệu đề tài

Chương 2: Đồ thị phụ tải và tính toán

Chương 3: Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp

Chương 4: Tổn thất điện năng của trạm

Chương 6: Chọn máy cắt, dao cách ly, BU, BI, sứ, chống sét van Chương 7: Chọn thanh góp – thanh dẫn, dây dẫn

Chương 8: Bản vẽ và sơ đồ nối điện

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI VÀ TÍNH TOÁN

KHÁI NIỆM

Mức tiêu thụ điện năng luôn thay đổi theo thời gian Quy luật biến thiên của phụ tải theo thời gian được biểu diễn trên hình vẽ gọi là đồ thị phụ tải Trục tung của đồ thị phụ tải có thể là: công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến Còn trục hoành biểu diễn theo thời gian Đồ thị phụ tải cần thiết cho thiết kế và vận hành hệ thống điện khi biết đồ thị phụ tải toàn hệ thống có thể phân bố tối ưu công suất cho các nhà máy điện trong hệ thống, xác định mức tiêu hao nhiên liệu Đồ thị phụ tải ngày của nhà máy hay trạm biến áp dùng để chọn dung lượng máy biến áp, tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp, chọn sơ đồ nối dây

CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA ĐỒ THỊ PHỤ TẢI

P =A T A: điện nằn sản xuất ra trong một khoảng thời gian (KWh)

 Thời gian sử dụng công suất cực đại:

 Hệ số điền kín đồ thị phụ tải: α = P P

Pmax: công suất cực đại trong thời gian t

 Hệ số sử dụng công suất đặt: n = P

Pđặt: công suất đặt bằng tổng công suất cực đại của thiết bị

 Thời gian tổn thất công suất cực đại: τ =∑ S T

 Thời gian sử dụng công suất đặt:

XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI

 Đồ thị phụ tải công suất S ( MVA )

Smax = 60 MVA Cos φ = 0.8 => tg φ = 0.75 Công suất tự dùng: Std = 0.3 MVA

Bảng tổng hợp phân bố công suất giờ của phụ tải:

Giờ S% P (MW) Q (MVar) S (MVA) Stự dùng (MVA) S∑ (MVA)

Từ bảng tổng hợp trên xây dưng được đồ thị phụ tải của toàn trạm:

TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO TRẠM

Chọn công suất máy biến áp:

- Máy biến áp được chọn theo điều kiện một máy nghỉ máy còn lại với khả năng quá tải sự cố cho phép tải phải hơn công suất cực đại của phụ tải tức là:

- Máy biến áp đặt ngoài trời nên Kqtsc = 1.4

Do đó ta chọn máy biến áp có công suất định mức là 50 MVA

+ Kiểm tra điều kiện quá tải:

Từ đồ thị phụ tải với SđmB = 50 MVA thì tổng thời gian quá tải là 5 giờ < 6 giờ

Các bước tính toán với SđmB = 50 MVA và kết quả thu được ghi trong bảng sau:

Xác định K2 bằng cách đẳng trị vùng có K1 > 1

 Vậy máy biến áp có SđmB = 50 MVA thỏa các điều kiện quá tải sự cố

 Chọn máy biến áp của SIEMENS có các thông số sau:

 Số lượng 2 máy biến áp

 Công suất định mức 50 MVA

 Tổn hao không tải 28 KW

 Tổn hao ngắn mạch 180 KW

 Trọng lượng (có dầu) 70 tấn

 Tản nhiệt bằng gió cưỡng bức

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC MÁY BIẾN ÁP

GIỚI THIỆU VỀ SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

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

- Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc:

+ Chọn phương án tối ưu nhất

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

- Sơ đồ vận hành rõ ràng, linh hoạt

- Giải quyết được vấn đề máy biến áp khi gặp sự cố

- Đảm bảo cung cấp điện liên tục

- Thích hợp cho việc cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng

- Máy biến áp thường làm việc non tải

- Chi phí xây dựng ban đầu tương đối cao

TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA TRẠM

TÍNH TOÁN CÁC TỔN THẤT

- Thời gian sử dụng công suất cực đại (Tmax)

- Thời gian tổn thất công suất cực đại (τ max) τ =∑ S t

- Tổn thất công suất (ΔP) trong máy biến áp:

- Tổn thất điện năng trong 1 ngày (ΔAngày):

- Tổn thất điện năng trong 1 năm (ΔAnăm):

TÍNH NGẮN MẠCH

THÔNG SỐ BAN ĐẦU

- Khi tính toán ngắn mạch cho mạng điện có U > 1000V ta cần giả thiết:

+ Bỏ qua điện trở R mả chỉ xét kháng điện X

+ Tất cả các suất điện động đều cùng pha

+ Sức điện động các nguồn ở xa điểm ngắn mạch xem như không đổi + Không xét đến phụ tải

+ Bỏ qua dòng từ hóa trong máy biến áp

+ Dòng ngắn mạch không đổi trong thời gian ngắn mạch

- Điện kháng trên 1 Km đường dây ( X0 = 0.4 Ω/Km )

- Hệ số xung kích: Kxk = 1.8

TÍNH NGẮN MẠCH

Biến đổi thành sơ đồ tương đương như hình:

- Điện kháng máy biến áp: x =U %

Từ kết quả trên ta lập được bảng sau: Điểm ngắn mạch Uđm (KV) XΣi Icbi (KA) INi (KA) Ixki (KA)

CHỌN MÁY CẮT, DAO CÁCH LY, BU, BI, CHỐNG SÉT VAN, SỨ

CHỌN MÁY CẮT

6.1.1 Khái niệm và điều kiện chọn máy cắt:

Máy cắt là một khí cụ điện quan trọng trong hệ thống điện, có chức năng đóng cắt mạch điện trong lúc vận hành bình thường cũng như khi có sự cố ngắn mạch, nhằm bảo vệ các thiết bị quan trọng trong hệ thống

Cơ sở chọn máy cắt:

1 Điện áp định mức của máy cắt: Uđm ≥ UHT

2 Dòng điện định mức của máy cắt: Iđm ≥ Icb.max

3 Dòng điện cắt định mức: Icắt.đm ≥ I ’’ N ( I ’’ N là dòng điện ngắn mạch )

4 Kiểm tra ổn định lực động điện khi ngắn mạch: ilđđ.đm ≥ ixk1

5 Kiểm tra ổn định nhiệt: (Inh.đm) 2 tnh ≥ BN, trong đó:

 Inh.đm : là dòng điện ổn định nhiệt định mức

 tnh : là thời gian ổn định nhiệt định mức

 BN : là xung nhiệt lượng của dòng điện ngắn mạch

- Thường thì ở cùng một cấp điện áp ta nên chọn cùng loại máy cắt, nhất là thiết bị phân phối từ cấp điện áp từ 35 KV trở lên Phía thiết bị phân phối cấp phụ tải ta nên chọn máy cắt hợp bộ

Lựa chọn máy cắt theo các điều kiện sau:

- Điện áp định mức của máy cắt: Uđm ≥ 110 KV

- Dòng điện định mức của máy cắt: Iđm ≥ Icb.max

- Dòng điện cắt định mức: Icắt.đm ≥ IN1 = 16.8 (KA)

- Kiểm tra ổn định lực động điện: ilđđ.đm ≥ ixk1 = 42.8 (KA)

Khi máy cắt có Icắt.đm ≥ 1000A thì không cần kiểm tra ổn định nhiệt

Vậy ta có thể chọn máy cắt sau:

Lựa chọn máy cắt theo các điều kiện sau:

- Điện áp định mức của máy cắt: Uđm ≥ 22 KV

- Dòng điện định mức của máy cắt: Iđm ≥ Icb.max

- Dòng điện cắt định mức: Icắt.đm ≥ IN2 = 14 (KA)

Khi máy cắt có Icắt.đm ≥ 1000A thì không cần kiểm tra ổn định nhiệt

Vậy ta có thể chọn máy cắt sau:

Dao cách ly là khí cụ điện có nhiệm vụ tạo một khoảng cách trông thấy được để đảm bảo an toàn khi sữa chữa máy phát điện, máy biến áp, máy cắt điện, đường dây v…v… Dao cách ly chỉ đóng cắt khi không có dòng điện hoặc dòng nhỏ, điện áp không cao lắm sau khi máy cắt đã cắt mạch điện Điều kiện chọn dao cách ly:

1 Điện áp định mức của máy cắt: Uđm ≥ UHT

2 Dòng điện định mức của máy cắt: Iđm ≥ Icb.max

3 Kiểm tra ổn định lực động điện khi ngắn mạch: ilđđ.đm ≥ ixk1

4 Kiểm tra ổn định nhiệt: (Inh.đm) 2 tnh ≥ BN, trong đó:

 Inh.đm : là dòng điện ổn định nhiệt định mức

 tnh : là thời gian ổn định nhiệt định mức

 BN : là xung nhiệt lượng của dòng điện ngắn mạch

- Thường thì ở cùng một cấp điện áp ta nên chọn cùng loại dao cách ly, nhất là thiết bị phân phối từ cấp điện áp từ 35 KV trở lên Phía thiết bị phân phối cấp phụ tải ta nên chọn máy cắt hợp bộ, dạng xe đẩy chẳng hạn, khi cắt máy cắt xong, kéo máy cắt ra là tương đương dao cách ly

Lựa chọn dao cách ly có các thông số như sau:

- Điện áp định mức của dao cách ly: Uđm ≥ 110 KV

- Dòng điện định mức của dao cách ly: Iđm ≥ Icb.max

Vậy ta có thể chọn dao cách ly sau:

Loại Uđm (KV) Iđm (A) Inh (KA) tnh (sec) Ilđđ (KA)

Lựa chọn dao cách ly có các thông số như sau:

- Điện áp định mức của dao cách ly: Uđm ≥ 22 KV

- Dòng điện định mức của dao cách ly: Iđm ≥ Icb.max

Vậy ta có thể chọn dao cách ly sau:

Loại Uđm (KV) Iđm (A) Inh (KA) tnh (sec) Ilđđ (KA)

CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP ( BU )

- Máy biến điện áp còn gọi là máy biến áp đo lường, ký hiệu BU hay TU, có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp bất kỳ xuống 100V hay 100/√3 V, cấp nguồn áp cho các mạch đo lường, điều khiển, tín hiệu, bảo vệ

- Máy biến áp đo lường được chế tạo với điện áp từ 3 KV trở lên, có loại khô hoặc loại dầu Loại khô chỉ đặt chi trạm phân phối trong nhà, loại dầu có thể đặt mọi nơi Cả hai đều được chế tạo loại 1 pha, 3 pha

- Máy biến áp đo lường được chế tạo theo các điều kiện sau: Điện áp: UđmBU = UHT

+ Cấp chính xác: xác định theo dụng cụ có yêu cầu cao nhất

+ Công suất định mức: ΣS2 ≤ SđmBU

+ Chọn dây dẫn nối BU với dụng cụ đo lường: Tổn thất điện áp trên dây dẫn không được lớn hơn 0.5% điện áp định mức thứ cấp và phải thõa mãn điều kiện độ bền cơ

- Điện áp định mức: UđmBU ≥ 110 KV

- Chọn cấp chính xác là 0.5

Bảng phụ tải đo lường của BU

Tên dụng cụ đo Số lượng Phụ tải biến điện áp

Chọn BU 1 pha có thông số sau:

Loại U1đm (KV) U2đm (V) Công suất

- Chọn dây dẫn nối từ BU đến dụng cụ đo theo điều kiện:

+ Độ sụt áp phần trăm:

- Với ρcu = 0.0188 Ωmm 2 /m; l= 30m; U2p là điện áp dây định mức thứ cấp

= 0.32 mm Vậy ta chọn Sdd =1.5 mm 2

- Điện áp định mức: UđmBU ≥ 22 KV

- Chọn cấp chính xác là 0.5

Bảng phụ tải đo lường của BU

Tên dụng cụ đo Số lượng Phụ tải biến điện áp

Chọn BU 1 pha có thông số sau:

Loại U1đm (KV) U2đm (V) Công suất

- Chọn dây dẫn nối từ BU đến dụng cụ đo theo điều kiện:

+ Độ sụt áp phần trăm:

- Với ρcu = 0.0188 Ωmm 2 /m; l= 30m; U2p là điện áp dây định mức thứ cấp

= 0.32 mmVậy ta chọn Sdd =1.5 mm 2

CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN ( BI )

- Máy biến dòng có chức năng biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số bất kỳ xuống 5A hay 1A, nhằm cấp nguồn dòng cho các mạch đo lường, bảo vệ, tín hiệu, điều khiển

- Máy biến dòng được chọn theo các điều kiện sau:

+ Điện áp định mức: UđmBI ≥ UHT √2.Kd.IđmBI ≥ ixk UđmBI ≥ UHT

+ Dòng điện định mức: IđmBI ≥ Icb

- Cấp chính xác: cấp chính xác của biến dòng phải phù hợp với cấp chính xác của các dung cụ nối vào phía thứ cấp

- Chọn máy biến dòng mắc hình Y, đặt trên cả 3 pha

- Điện áp định mức: UđmBI ≥ 110 KV

- Dòng điện ngắn mạch 3 pha: IN1 3 = 16.8 (KA)

- Dòng điện xung kích: Ixk1 = 42.8 (KA)

- Xung nhiệt của dòng điện ngắn mạch:

Với Ttđ = tck + tkck = tbv + tmc + tkck = 1 (s)

Với Scbmax = min{ Smax ; Kqtsc x SđmB }= min{ 60 ; 1.4x50 }MVA= 60 MVA Chọn BI co thông số sau:

- Kiểm tra lại điều kiện của BI:

- Kiểm tra ổn định lực điện động:

- Kiểm tra ổn định nhiệt:

Ta có : Inm 2.tnh = 68.3 2 x 3= 13994.6 (KA) 2 s > BN = 282.24 (KA) 2 s

+ Tổng trở của các thiết bị đo lường

+ Chọn dây dẫn từ BI đến dụng cụ đo là 50 m

 Chọn dây dẫn đồng có tiết diện 6 mm 2

 Như vậy chọn BI ở trên thỏa các điều kiện làm việc

- Do trạm 22 kV ta chọn thiết bị phân phối hợp bộ ( nhà máy chế tạo sẵn từng mạch bao gồm BI ) nên ta không cần chọn BI cho cấp điện này.

CHỌN SỨ CÁCH ĐIỆN

Sứ cách điện vừa có tác dụng làm giá đỡ hay treo các bộ phận mang điện vừa có tác dụng cách điện bộ phận đó với đất Do đó sứ cách điện phải đảm bảo được an toàn cách điện trong lúc vận hành bình thường cũng như khi bị sự cố

6.5.1 Sứ cách điện cho cấp 110 KV:

 Chọn sứ treo theo các điều kiện sau đây :

- Điện áp : UđmS  Uđm mạng

- Chiều dài rò phóng điện của mạng nhỏ hơn chiều dài cho phép của chuỗi sứ

- Đảm bảo độ bền cơ khi chịu tải trọng đường dây, gió, lực điện động

 Tính số bát sứ cách điện dùng cho chuỗi sứ :

Chiều dài đường rò yêu cầu của chuỗi sứ phải thỏa :

23 k: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ phụ thuộc vào vật liệu cách điện

Uđmmax : điện áp làm việc lớn nhất (kV)

Lqđ = 1,5 cm/kV : chiều dài đường rò điện quy định

Lyc = nLr : chiều dài đường rò điện yêu cầu n : số bát sứ

Lr = 20 cm : chiều dài đường rò 1 bát sứ

 Kiểm tra lại sứ đã chọn theo điều kiện quá điện áp nội bộ

K: hệ số do chú ý đến khả năng phát sinh lúc phát sinh qúa điện áp, điện áp nguồn tăng cao thông thường K = 1,1

Uqđanb = 3Up điện áp tăng lên khi xảy ra qúa điện áp nội bộ

Ta có : Lyc = Lqđ  k  Uđmmax = 1,51110 = 165 cm

- Theo quy phạm ta chọn tăng thêm một bát để dự phòng khi có 1 bát sứ bị hỏng trong chuỗi sứ

- Kiểm tra cách điện theo điều kiện quá điện áp nội bộ : n Upđư = 10  40 @0 kV

- Chọn dạng sứ treo, mỗi chuỗi sứ gồm 10 bát sứ có thông số sau:

+ Điện áp định mức 110 KV

+ Lực phá hoại 20 KN/Kg

6.5.2 Sứ cách điện cho cấp 22 KV:

- Điều kiện độ bền sứ :

- Chọn sứ cho thanh dẫn 22 KV là dạng sứ đỡ có thông số sau:

+ Lực phá hoại 30 KN/Kg

+ Phụ tải phá hoại 375 Kg

CHỌN CHỐNG SÉT VAN

Chống sét van là thiết bị chống sét xâm nhập từ đường dây vào trạm biến áp và máy phát điện Khi sét đánh trên đường dây hoặc cảm ứng vào đường dây, năng lượn dòng sét sẽ lan truyền trên dây dẫn dưới dạng sóng chạy, sóng sét là loại sóng cao tần, tức tốc độ biến thiên rất nhanh và chỉ kéo dài trên 1 khoảng nhỏ của dây dẫn, nhưng biên độ rất lớn Khi xâm nhập vào trạm biến áp hay thanh góp của nhà máy điện Chống sét van sẽ làm nhiệm vụ tháo sóng sét này xuống đất, hạn chế tác hại do sét gây ra Chống sét van được mắc ở thanh góp của trạm, của nhà máy điện hoặc đấu ở trung tính máy phát điện

6.6.1 Chống sét van cho cấp 110 KV:

- Chọn chống sét van loại EXLM của AEG chế tạo có thông số:

+ Điện áp lớn nhất mà chống sét van chịu được 77 KV

6.6.2 Chống sét van cho cấp 22 KV:

Do trạm 22 KV ta chọn thiết bị phân phối hợp bộ nên ta không cần chọn chống sét van cho cấp này

CHỌN THANH GÓP – THANH DẪN, DÂY DẪN

THANH GÓP – THANH DẪN

- Trong trạm biến áp, máy biến áp cùng với các khí cụ điện (máy cắt, dao cách ly,…) được nối với nhau bằng thanh dẫn, thanh góp và cáp điện lực thanh dẫn và thanh góp có 2 loại chính :

- Thanh dẫn cứng : thường dùng để làm thanh dẫn dưới 35kV ở các trạm biến áp, đoạn từ thiết bị phân phối đến máy biến áp tự dùng

- Thanh dẫn mềm (dây dẫn) : thường dùng để làm thanh dẫn cho thiết bị ngoài trời với điện áp từ 35kV trở lên

 Thanh dẫn – Thanh góp cứng

- Kiểm tra dòng cho phép : I ' CP  I CP K 1 K 2 K 3  I cb max

Icp : Là dòng cho phép khi nhiệt độ cho phép là 70 0 C và nhiệt độ môi trường xung quanh là 25 0 C, thanh dẫn đặt đứng

K1 : hệ số hiểu chỉnh theo môi trường xung quanh

K1 = 0.82 (nhiệt độ môi trường xung quanh 40 0 C)

K2 : hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc số dây song song

K3 : hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn nằm ngang

Nhiệt độ môi trường xung quanh ( 0 C)

- Kiểm tra ổn định nhiệt

C : hệ số phụ thuộc vào vật liệu thanh dẫn

B : là xung nhiệt tính toán

- Kiểm tra điều kiện ổn định lực động điện

Theo tiêu chuẩn độ bền cơ,ứng suất của vật liệu thanh dẫn không được lớn hơn ứng suất cho phép :  tt   cp

 cp : là ứng suất cho phép của vật liệu thanh dẫn

 tt : là ứng suất tính toán khi ngăn mạch, xác định như sau:

+ Lực động điện F tt tác động lên thanh dẫn khi ngắn mạch đối với pha giữa :

= 1.76 10 ixk : là dòng ngăn mạch xung kích ba pha (A) l : là khoảng cách giữa 2 sứ đỡ thanh dẫn liền nhau của một pha (cm) a : khoảng cách giưac các pha (cm)

+ Mômen uống M tác động lên thanh dẫn :

+ Ứng suất tính toán  tt xác định theo biểu thức:

M : là mômen tác động lên thanh dẫn

W : là mômen chống uốn của thanh dẫn đối với trục thẳng góc với phương của lực tác dụng (cm 3 ), nếu chọn thanh đơn đặt thẳng đứng thì :

 Thanh dẫn – Thanh góp mềm (dây dẫn)

- Kiểm dòng làm việc cho phép : I CP K 1 K 2 K 3 I CB MAX

Icp : Là dòng cho phép khi nhiệt độ cho phép là 70 0 C và nhiệt độ môi trường xung quanh là 25 0 C

K1, K2, K3 : là các hệ số hiệu chỉnh tương tự khi thanh dẫn đơn

- Kiểm tra ổn định nhiệt

C : hệ số phụ thuộc vào vật liệu thanh dẫn

B : là xung nhiệt tính toán

- Mật độ kinh tế của dòng điện : kt bt kt j

Ibtmax : là dòng điện bình thường cực đại (A)

Jkt : là mật độ kinh tế của dòng điện (A/mm 2 )

- Theo điều kiện vầng quang : U vq  U HT

UHT : là điện áp định mức nơi đặt dây dẫn

Uvq : là điện áp phát sinh vầng quang, nếu dây dẫn 3 pha được đặt trên 3 đỉnh tam giác đều thì có thể tính: r r a m

U vq  84 lg (kV) m : là hệ số xét đến độ xù xì của bề mặt dây dẫn

 m = 0.93 – 0.98 : dây dẫn chỉ có một sợi

 m = 0.83 – 0.87 : dây dẫn gồm nhiều sợi bền lại r : là bán kính ngoài dây dẫn (cm)

28 a : khoảng cách giữa các trục dây dẫn (cm)

Nếu các pha được bố trí trong mặt phẳng ngang thì có thể xác định biểu thức trên nhưng giảm đi 4% đối với pha giữa và tăng 6% đối với pha ngoài

U vq pha giua  96%.U vq ;;U vq pha ngoai 106%.U vq Để tránh hiện tượng vầng quang, chọn dây dẫn phía cao áp sao cho:

Trạm biến áp được thiết kế các thiết bị 110kV đặt ngoài trời nên ta chọn dây dẫn nhôm lõi thép làm thanh góp cho cấp điện này

- Kiểm tra dòng cho phép làm việc : I CP K 1 K 2 K 3 I CB MAX

+ Dòng cưỡng bức được tính khi thanh góp 110kV truyền tải toàn bộ công suất của các phụ tải 110kV

- Kiểm tra ổn định nhiệt :

Ta chọn thanh góp là dây nhôm lõi thép có các thông số sau :

Tiết diện (mm 2 ) Đường kính (mm)

Icp (A) Nhôm Thép Dây dẫn Lõi thép

- Kiểm tra điều kiện vầng quang

+ Với ba thanh góp đặt trong mặt phẳng ngang thì :

ữ = 96% = 0.96 234.12 = 224.75 ( ) > đ = 110 Như vậy thanh góp được chọn như trên là hợp lí

7.1.2 Chọn thanh góp 22 KV: Ở cấp điện áp 22kV được thiết kế đặt trong nhà, các thanh dẫn thanh góp của cấp điện này được đặt trong tủ hợp bộ Nên ta chọn thanh dẫn – thanh góp cứng để thiết kế

- Kiểm tra dòng cho phép làm việc : I CP K 1 K 2 K 3 I CB MAX

+ Dòng cưỡng bức được tính khi thanh góp 22kV truyền tải toàn bộ công suất của các phụ tải 22kV

Ta chọn thanh góp là thanh dẫn đồng mỗi pha 1 thanh có thông số sau :

Kích thước (mm 2 ) Tiết diện của 1 thanh (mm 2 ) Khối lượng (Kg) Icp (A)

- Kiểm tra điều kiện lực điện động: cp  tt

50 35600 = 80.3 ( ) + Mômen uống M tác động lên thanh dẫn :

10 = 1445.4 ( ) + Ứng suất tính toán  tt :

CHỌN DÂY DẪN TRÊN KHÔNG

Dây dẫn được chọn dựa vào các điều kiện sau : a Chọn dây dẫn theo dòng điện cho phép lâu dài : Icp.k  Icbmax

Trong đó : k = K1 K2 K3 = 0,836 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ b Theo mật độ kinh tế của dòng điện : Skt kt bt j

Trong đó : Ibtmax là dòng điện bình thường cực đại jkt là mật độ dòng kinh tế (A/mm 2 ) Khi Tmax > 5000 (h) thì jkt = 1 (A/mm 2 ) đối với dây nhôm lõi thép và jkt = 2 (A/mm 2 ) đối vơi cáp đồng c Theo điều kiện vầng quang : Uvq  UHT

Uvq = 84  m rlg r a d Kiểm tra ổn định nhiệt theo biểu thức :

B N e Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép : Nếu dây dẫn đi xa trong mạng điện phân phối đến 22 kv, cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép

7.2.1 Dây dẫn từ nguồn đến thanh cái 110 KV:

Chọn dây dẫn là dây nhôm lõi thép với thời gian sử dụng công suất cực đại > 5000 (h) nên ta có Jbt = 1 (A/mm 2 )

1 = 314 mm Thông số dây dẫn nhôm lõi thép:

Tiết diện chuẩn (nhôm/thép)

Tiết diện (mm 2 ) Đường kính (mm)

Nhôm Thép Dây dẫn Lõi thép

- Theo dòng cho phép lúc làm việc cưỡng bức

- Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch

- Kiểm tra điều kiện vầng quang

Uvp pha giữa = 96% x348.15 = 334.2 KV > 110 KV

Uvp hai bên = 94% x348.15 = 327.3 KV > 110 KV Vậy thoả điều kiện vầng quang

- Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép : ΔUmax < ΔUcp ớ : = 0.27Ω/ à = 0.4 Ω/

Vậy thoả điều kiện sụt áp cho phép

Do khoảng cách từ thanh góp 110 kV đến máy biến áp ngắn nên ta chọn dây dẫn như dây dẫn đã chọn làm thanh góp nhằm đơn giản trong việc lắp đặt

7.2.2 Dây cáp cho lộ tổng 22 KV :

- Cáp được dùng nối từ hạ áp MBA đến máy cắt lộ tổng, có chiều dài không lớn lắm Nên ta không chọn theo mật độ kinh tế mà chọn theo dòng cho phép làm việc lâu dài + Dòng điện làm việc bình thường của lộ tổng

+ Dòng điện ngăn mạch : IN2 = 14 (kA)

+ Dòng điện cưỡng bức : Icb = 2.51 (kA)

Ta chọn loại cáp 3 lõi bằng đồng, cách điện XLPE, vỏ bảo vệ PVC, có giáp băng kim loại bảo vệ, chôn trong đất có thông số sau :

Hãng sản xuất Tiết diện

(mm 2 ) Điện áp (kV) Độ sụt áp (mV)

- Kiểm tra điều kiện phát nóng bình thường :

K1 = 0.94 ứng với nhiệt độ môi trường 30 0 C

K2 = 0.9 hệ số điều chỉnh phụ thuộc số dây song song

- Kiểm tra phát nóng theo điều kiện cưỡng bức

Vì trạm ngắn mạch phụ thuộc vào thời gian tác động của bảo vệ rơ le và máy cắt : s t t t  bv  MC  0 02  0 12  0 14

Tra đồ thị T td  f ( t ,) ta được T td  0 2 s

Vậy cáp đã chọn thõa điều kiện ổn định nhiệt

 Cáp chọn đạt yêu cầu

7.2.3 Cáp cho các lộ xuất tuyến 22 KV :

Cáp dùng để nối từ các máy cắt lộ ra đến đầu của các đường dây phân phối

- Dòng làm việc bình thường của lộ xuất tuyến

- Dòng làm việc cưỡng bức của lộ xuất tuyến Icb = 2510 / 8 = 313.75 (A)

- Dòng điện ngắn mạch : IN = 14 (kA)

Tiết diện cáp được chọn theo mật độ dòng kinh tế, chọn cáp đồng,Tmax > 5000h nên tra được jkt = 2A/mm 2

Chọn cáp đồng 3 lõi có các thông số sau :

Hàng chế tạo Tiết diện (mm 2 ) Điện áp (kV) Dòng cho phép (A)