Chương7 CHỌN MÁY BIẾN ÁP- MÁY PHÁT DỰ PHÒNG 3.1Chọn máy biến áp: 3.1.1 Tổng quan về chọn trạm biến áp, chọn cấp điện áp, sơ dồ cấp điện. Trạm biến áp: Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệthống cung cấp điện. - Theo nhiệm vụ, người ta phân ra thành hai loại trạm biến áp: + Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính: Trạm này nhận điện từ hệthống 35 220kV, biến thành cấp điện áp 15kV,10kV, hay 6kV, cá biệt có khi xuống 0.4 kV. + Trạm bíên áp phân xưởng: Trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gian và biến đổi thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải của các nhà máy, phân xưởng, hay các hộ tiêu thụ. Phía sơ cấp thường là các cấp điện áùp: 6kV, 10kV, 15kV,…. Còn phía thứ cấp thường có các cấp điện áp : 380/220V, 220/127V., hoặc 660V. -Về phương diện cấu trúc, người ta chia ra trạm trong nhà và trạm ngoài trời. + Trạm BA ngoài trời: Ở trạm này các thiết bò phía điện áp cao đều đặt ở ngoài trời, còn phần phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hoặc trong các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng để phân phối cho phía hạ thế. Các trạm biến áp có công suất nhỏ ( 300 kVA) được đặt trên trụ, còn trạm có công suất lớn thì được đặt trên nền bê tông hoặc nền gỗ. Việc xây dựng trạm ngoài trời sẽ tiết kiệm chi phí so với trạm trong nhà. + Trạm BA trong nhà: Ở tram này thì tất cả các thíêt bò điện đều được đặt trong nhà . - Chọn vò trí, số lượng và công suất trạm biếân áp: Nhìn chung vò trí của trạm biến áp cần thoã các yêu cầu sau: - Gần trung tâm phụ tải, thuận tiên cho nguồn cung cấp điện đưa đến. - Thuận tiên cho vận hành, quản lý. - Tiết kiệm chi phí đầu tư và chi phí vận hành,v.v… Tuy nhiên vò trí được chọn lựa cuối cùng còn phụ thuộc vào các điều kiện khác như: Đảm bảo không gian không cản trở đến các hoạt động khác, tính mỹ quan,v.v… Chọn cấp điện áp: Do nhà máy được cấp điện từ đường dây 15kV, và phụ tải của nhà máy chỉ sử dụng điện áp 220V ,và 380V. Cho nên ta sẽ lắp đặt trạm biến áp giảm áp 15/0.4kV để đưa điện vào cung cấp cho phụ tải của nhà máy. Sơ đồ cung cấp điện: Với lưới điện hạ áp cung cấp cho các xínghiệp, hộ tiêu thụ, thườøng thì người ta sẽ thực hiện theo hai sơ đồ nối dây chính sau: -Sơ đồ hình tia: Hình 3.1 Sơ đo mạchà hình tia Sơ dồ này có ưu điểm là: độ tin cậy cao, dể thực hiện các phương án bảo vệ và tự động hoá, dễ vận hành,… Nhưng có nhược điểm là vốn đầu tư cao. -Sơ đồ phân nhánh: Hình 3.2 Sơ đồ mạch phân nhánh Đối với sơ đồ này thì chi phí thấp hơn, tính linh hoạt cao hơn khi cần thay đổi quy trình công nghệ, sắp xếp lại các máy móc, Nhưng có nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện không cao. M M M MMM Sơ đồ hình tia được sử dụng khi có các hộ tiêu thụ tập trung tại điểm phân phối. Còn sơ đồ phân nhánh được dùng trong những phòng khá dài, các hộ tiêu thụ rải dọc cạnh nhau. Đối với mạng điện cung cấp cho nhà máy nhựa Tiên Tấn ta sẽ sử dụng kết hợp hai sơ đồ trên. Các thiết bò có công suất lớn sẽ đi dây riêng ( sơ đồ hình tia), còn các thiết bò có công suất trung bình và nhỏ thì có thể đi liên thông với nhau ( sơ đồ phân nhánh). 3.1.2 Chọn số lượng, công suất MBA: Về vệc chọn số lượng MBA, thường có các phương án: 1 MBA, 2 MBA, 3MBA. - Phương án 1 MBA: Đối với các hộ tiêu thụ loại 2 và loại 3, ta có thể chọn phng án chỉ sử dụng 1 MBA. Phương án này có ưu điểm là chi phí thấp, vận hành đơn giản, nhưng độ tin cậy cung cấp điện không cao. - Phương án 2 MBA: Phương án này có ưu điể là độ tin cậy cung cấp điện cao như chi phí khá cao nên thường chỉ sử dụng cho những hộ tiêu thụ có công súât lớn hoặc quan trọng ( hộ loại 1). - Phương án 3 MBA: Độ tin cậy cấp điện rất cao nhưng chi phí cũng rất lớn nên ít được sử dụng, thường chỉ sử dụng cho những hộ tiêu thụ dạng đạc biệt quan trọng. Do vậy mà tuỳ theo mức độ quan trọng của hộ tiêu thụ, cũng như các tiêu chí kinh tế mà ta chọn phương án cho thích hợp. 3.1.2.1 Khái niệm về quá tải MBA: Khi tính toán chọn MBA, thường thì phương pháp chọn lựa đơn giản là dựa trên các điều kiện quá tải cho phép của MBA. Quá tải một cách có hệthống hay còn gọi là quá tải bình thường của máy biến áp: Quy tắc này được áp dụng khi ở chế độ bình thường hàng ngày có những lúc máy biến áp vận hành non tải (K 1 <1) và có những lúc vận hành quá tải (K 2 >1). Trình tự tính toán như sau: - Căn cứ vào đồ thò phụ tải qua máy biến áp chọn máy biến áp có công suất bé hơn S max và lớn hơn S min (S max >S b >S min ) - Đẳng trò đồ thò phụ tải qua máy biến áp thành đồ thò phụ tải chỉ có hai bậc K 1 và K 2 với thời gian quá tải T 2 . - Từ đường cong khả năng tải của máy biến áp (MBA) có công suất và nhiệt độ đẳng trò môi trường xung quanh tương ứng xác đònh khả năng quá tải cho phép K 2cp tương ứng với K 1 ,K 2 và T 2 . - Nếu K 2cp > K 2 nghóa là MBA đã chọn có khả năng vận hành với đồ thò phụ tải đã cho mà không lúc nào nhiệt độ điểm nóng nhất của máy biến áp ( cd ) >140 0 C và tuổi thọ của máy biến áp vẩn đảm bảo. -Nếu K 2cp < K 2 tức là máy biến áp đã chọn không có khả năng bảo đảm hai điều kiện trên ,do đó phải chọn MBA có công suất lớn hơn. Khi đã chọn MBA có công suất lớn hơn S max không cần phải kiểm tra lại khả năng này. Cách đẳng trò đồ thò phụ tải nhiều bậc về đồ thò phụ tải có hai bậc: - Căn cứ vào S đmB đã chọn tính hệ số tải K i của các bậc đồ thò phụ tải. K i = dmB i S S K i > 1:quá tải (3.1) K i <1: non tải - Xác đònh K 2 , T 2 bằng cách đẳng trò vùng có K i >1 theo công thức : K đt2 = i i 2 i T TK (3.2) Nếu : K đt2 > 0,9 K max thì K 2 =K đt và T 2 = i T K đt2 < 0,9 K max thì K 2 = 0,9 K max và xác đònh lại T 2 theo biểu thức : T 2 = 2 i 2 i K90 TK ),( max (3.3) ` t Trường hợp có nhiều vùng không liên tục có K >1 chỉ lấy vùng nào có i 2 i TK lớn nhất để tính K 2 như trên, các vùng còn lại sẽ xét khi xác đònh K 1 . Trường hợp đặc biệt chỉ có một bậc K>1 thì K 2 =K max và T 2 =T i . -Xác đònh K 1 :chỉ cần đẳng trò đồ thò phụ tải trong khoảng thời gian 10 giờ trước vùng đã tính K 2 theo biểu thức : K đt1 = 10 TK i 2 i (3.4) Nếu vùng trước K 2 không đủ 10 giờ có thể lấy 10 giờ sau vùng K 2 . Nếu cả vùng trước và sau K 2 đều bé hơn 10 giờ thì gộp phần sau ra trước cho đủ 10 giờ vì đây là đồ thò phụ tải hàng ngày phần sau sẽ là phần đầu của ngày trước. Nếu cả hai phần gộp lại nhỏ hơn 10 giờ thì phần quá tải đã lớn hơn 14 giờ, lúc này không cần tính tiếp tục mà phải nâng công suất máy biến áp rồi tính lại từ đầu. Quá tải sự cố của máy MBA : Khi có hai (hoặc nhiều) máy biến áp vận hành song song mà một trong số máy bò sự cố phải nghỉ thì các máy biến áp còn lại có thể vận hành với phụ tải lớn hơn đònh mức không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh lúc sự cố trong thời gian 5 ngày đêm nếu thỏa mãn các điều kiện sau: 1 Theo đồ thò phụ tải đẳng trò về 2 bậc, trong đó K 1 < 0,93 ;K 2 <1,4 và T 2 < 6 giờ chú ý theo dõi nhiệt độ của cuộn dây không vượt quá 140 0 C và tốt nhất là tăng cường tối đa các biện pháp làm lạnh máy biến áp . 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 mà không cần tính đó K 1 ; K 2 và T 2 như trên mà sử dụng bảng sau: Khả năng quá tải 1,3 1,45 1,6 1,75 2 3 Thời gian quá tải (phút) 120 80 45 20 10 1,5 Nguyên tắc này chỉ đươc áp dụng đối với người vận hành trạm biến áp. . biến áp giảm áp 15/0.4kV để đưa điện vào cung cấp cho phụ tải của nhà máy. Sơ đồ cung cấp điện: Với lưới điện hạ áp cung cấp cho các xí nghiệp, hộ tiêu thụ, thườøng thì người ta sẽ thực hiện. áp: Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện. - Theo nhiệm vụ, người ta phân ra thành hai. áp chính: Trạm này nhận điện từ hệ thống 35 220kV, biến thành cấp điện áp 15kV,10kV, hay 6kV, cá biệt có khi xuống 0.4 kV. + Trạm bíên áp phân xưởng: Trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung