Thiết kế hệ thống điện gồm 2 nhà máy điện và một số phụ tải khu vực. Các số liệu ban đầu: NMĐI: 2 x 100 MW; cosfi =0,8 NMĐII: 3 x 50 MW; cosfi =0,8 PHẦN I: 1. Cân bằng công suất và phân bố công suất giữa 2 nhà máy, bù sơ bộ. 2. Vạch các phương án lưới điện hợp lý, so sánh các phương án đó về mặt kinh tế kỹ thuật và lựa chọn phương án tối ưu. 3. Lựa chọn các phần tử của lưới điện, sơ đồ lưới điện chính. 4. Tính toán bù kinh tế. 5. Tính chính xác các chế độ vận hành và bù kỹ thuật. 6. Tính điện áp tại cácđiểm và chọn đầu phân áp. 7. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lưới điện thiết kế. PHẦN II : Thiết kế 1 trạm biến áp phân phối 250 MVA - 22/0,4 kV.
TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆTNAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên : Chu Quang Cầu Lớp : 03 – Ngành : Hệ Thống Điện Khoa : Điện Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế hệ thống điện gồm nhà máy điện số phụ tải khu vực Các số liệu ban đầu: NMĐI x 100 MW ; cosφ =0,8 NMĐII x 50 MW ; cosφ =0,8 II NỘI DUNG THIẾT KẾ: PHẦN I : Cân công suất phân bố công suất nhà máy, bù sơ Vạch phương án lưới điện hợp lý, so sánh phương án mặt kinh tế kỹ thuật lựa chọn phương án tối ưu Lựa chọn phần tử lưới điện, sơ đồ lưới điện Tính tốn bù kinh tế Tính xác chế độ vận hành bù kỹ thuật Tính điện áp cácđiểm chọn đầu phân áp Tính tốn tiêu kinh tế kỹ thuật lưới điện thiết kế PHẦN II : Thiết kế trạm biến áp phân phối 250 MVA - 22/0,4 kV eBook for You I ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ: Mỗi ô 10 km SỐ LIỆU PHỤ TẢI: Phụ tải 10 Pmax (MW) 30 20 30 18 35 40 22 25 15 12 Pmin (%Pmax) 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50% UH (lv) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 cosφ 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 Loại hộ 1 1 1 1 1 Yêu cầu đ/c điện áp U KT KT KT KT KT KT KT KT KT KT Tmax (h) 4500 4500 4500 4500 4500 4500 4500 4500 4500 4500 eBook for You MẶT BẰNG PHỤ TẢI: Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : …………………………………………… Ngày hoàn thành nhiệm vụ : …………………………………………… Ngày……tháng ……năm CHỦ NHIỆM BỘ MÔN: (Ký ghi rõ họ tên) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: (Ký ghi rõ họ tên) eBook for You TS Ngơ Hồng Quang HỌC SINH ĐÃ HỒN THÀNH (Và nộp toàn thiết kế cho khoa) Ngày……tháng ……năm (Ký ghi rõ họ tên) Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện LỜI NÓI ĐẦU Điện dạng lượng sử dụng rộng rãi tất lĩnh vực hoạt động kinh tế đời sống người Nhu cầu sử dụng điện ngày cao, cần xây dựng thêm hệ thống điện nhằm đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ Hệ thống điện bao gồm nhà máy điện, mạng điện hộ tiêu thụ điện liên kết với thành hệ thống để thực trình sản xuất, truyền tải, phân phối tiêu thụ điện Mạng điện tập hợp gồm có trạm biến áp, trạm đóng cắt, đường dây không đường dây cáp Mạng điện dùng để truyền tải phân phối điện từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ Cùng với phát triển cơng nghiệp hố , đại hố đất nước Công nghiệp rộng rãi nghành kinh tế quốc dân Ngày kinh tế nước ta đà phát triển mạnh mẽ , đời sống không ngừng nâng cao, khu đô thị , dân cư khu công nghiệp xuất ngày nhiều , nhu cầu điện tăng trưởng không ngừng Để đáp ứng nhu cầu cung cấp điện ngày nhiều khụng ngừng đất nước điện thỡ cụng tỏc quy hoạch thiết kế mạng lưới điện vấn đề cần quan tõm ngành điện núi riờng nước núi chung Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện giúp sinh viên áp dụng kiến thức học để thực cơng việc Tuy lý thuyết phần giúp cho sinh viên hiểu thực tế đồng thời có khái niệm công việc quy hoạch thiết kế mạng lưới điện bước tập duợt đêt có kinh nghiệm cho cơng việc sau nhằm đápứng đắn kinh tế kỹ thuật công việc thiết kế xây dựng mạng lưới điện mang lại hiệu cao kinh tế phát triển nước ta nói chung ngành điện nói riêng Việc thiết kế mạng lưới điện phải đạt đuợc yêu cầu kỹ thuật đồng thời giảm tối đa vốn đầu tư phạm vi cho phép vô quan trọng đối vơi kinh tế nước ta Thực hiện: Chu Quang Cầu eBook for You điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng điện nguồn lượng sử dụng Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện Bản đồ án bao gồm hai phần: Phần thứ có nhiệm vụ thiết kế mạng điện khu vực gồm hai nhà máy nhiệt điện điện, trạm biến áp trung gian 10 phụ tải Phần thứ hai có nhiệm vụ tính tốn thiết kế cho trạm biến áp treo có cơng st cấp điện áp cho trước Q trình thiết kế đồ án tốt nghiệp em sử dụng tài liệu sau để tham khảo : Mạng hệ thống điện Nguyễn Văn Đạm Phan Đăng Khải Thiết kế Hệ thống Nguyễn Văn Đạm Nhà máy điện trạm biến áp cảu Trịnh Hoàng Thám, Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch, Lã Văn Út, Phạm Văn Hoà Tối ưu hoá chế độ Hệ thống điện Trần Bách Mạng lưới điện Nguyễn Văn Đạm Quang số tài liệu khác có liên quan.Nhờ bảo, góp ý thầy, giáo người quan tâm nên em hoàn thành đồ án Tuy nỗ lực nhiều thiếu kinh nghiệm thực tế kiến thức hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đánh giá, bảo thầy cô giáo để em mở rộng, nâng cao kiến thức Qua em xin chân thành cảm ơn thầy, thầy cô giáo môn Hệ Thống Điện, đặc biệt thầy giáo TS Ngơ Hồng Quang tận tình giúp đỡ em thời gian vừa qua Em mong muốn tiếp tục nhận giúp đỡ thầy, giáo q trình cơng tác sau Hà Nội, ngày … tháng … năm Sinh viên thực Chu Quang Cầu Thực hiện: Chu Quang Cầu eBook for You Sổ tay lựu chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 kV đến 500 kV tiến sĩ Ngô Hồng Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện CHƯƠNG I: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN 1.1 Phân tích nguồn điện cung cấp phụ tải: Phân tích nguồn phụ tải mạng điện phần quan trọng tính tốn thiết kế Tính tốn thiết kế có xác hay khơng hồn tồn phụ thuộc vào mức độ xác cơng tác thu thập phụ tải phân tích Phân tích nguồn việc làm cần thiết nhằm định hướng phương thức vận hành nhà máy điện, phân bố công suất tổ máy, hiệu suất, cosϕ khả điều chỉnh Các thông số phụ tải nguồn điện: Phụ tải 10 Pmax(MW) 30 20 30 18 35 40 22 25 15 12 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 Cosϕ 0,85 0,85 Qmax(MVAr) 18,59 12,39 18,59 11,16 21,69 24,49 13,63 15,49 9,30 7,44 Y/c đ/c U KT KT KT KT KT KT KT KT KT KT Loại PT I I I I I I I I I I Udm (kV) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Tmax = 4500h Phụ tải cực tiểu 50% phụ tải cực đại Hệ số đồng thời k = Các phụ tải phụ tải loại 1.1.2 Nguồn điện : Mạng điện thiết kế bao gồm hai nhà máy nhiệt điện cung cấp cho 10 phụ tải Nà máy nhiệt điện I gồm tổ máy, tổ máy có cơng suất định mức 100MW, công suất đặt: PĐNĐ = 2.100 = 200 MW Hệ số công suất Cosử = 0,8 Thực hiện: Chu Quang Cầu -3- eBook for You 1.1.1 Phụ tải: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện Nhà máy nhiệt điện II gồm tổ máy tổ máy có cơng suất định mức PFđm=50MW, công suất đặt PĐNĐ=3.50 = 150MW Hệ số công suất Cosử=0,8 Hai nhà máy đặt cách 140 Km theo đường thẳng Đặc điểm nhà máy nhiệt điện hiệu suất thấp (Khoảng 30%) thời gian khởi động lâu (nhanh từ đến 10 ), điều kiện làm việc nhà máy nhiệt điện ổn định, cơng suất phát thay đổi tuỳ ý, điều phù hợp với thay đổi phụ tải mạng điện Thời gian xuất phụ tải cực tiểu thường vài ngày, nên muốn đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải nằm rải rác xung quanh nhà máy nhiệt điện ta dùng nguồn điện dự phong nóng Chế độ làm việc nhà máy nhiệt điện đảm bảo tính kinh tế vận hành với (80 – 85%Pđm) Trong 10 phụ tải mạng điện hộ loại 1, hộ nằm nối dây, kết hợp với việc cung cấp điện cho phụ tải nố liền hai nhà máy Để đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ta phải quan tâm đến tính chất phụ tải, tạo phương thức cung cấp điện đáp ứng yêu cầu hộ phụ tải Thực hiện: Chu Quang Cầu -4- eBook for You rải rác xung quanh nhà máy nên tạo điều kiện thuận lợi cho việc vạch phương án Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện 1.2 Cân công suất tác dụng : Để đảm bảo cho mạng điện làm việc ổn định, đảm bảo cung cấp điện cho hộ phụ tải nguồn điện phải cung cấp đầy đủ công suất tác dụng công suất phản kháng cho phụ tải, tức thời điểm luôn tồn cân nguồn công suất phát nguồn công suất tiêu thụ cộng với công suất tiêu tán đường dây máy biến áp Mục đích phần ta tính tốn xem nguồn điện có đáp ứng đủ công suất tác dụng công suất phản kháng khơng Từ sinh phương thức vận hành cụ thể cho nhà máy điện, nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải chất lượng điện Khi tính tốn sơ ta coi tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp khơng đổi Nó tính theo % công suất phụ tải cực đại ΣPF = m ΣPPT + Σ∆PMĐ + ΣPTD+ ΣPDt Trong : - m hệ số đồng thời xuất phụ tải cực đại lúc, lấy m =1 - ΣPF tổng công suất nhà máy phát chế độ xét ( Sự cố, cực đại, cực tiểu ) ΣPF = (2.100) + (3.50) = 350 MW - ΣPPT : tổng công suất tác dụng phụ tải ΣPPT=ΣPPti=247 MW - Σ∆PMĐ : tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện ( Từ 5÷ %ΣPPT) ta lấy 8%ΣPPT Σ∆PMĐ=8%.247 = 19,76 MW - ΣPTD: Tổng công suất tác dụng tự dùng nhà máy điện ( Đối với nhiệt điện ta lấy %(m ΣPPT + Σ∆PMĐ ) ΣPTD=8%.(247 + 19,76) = 21,3408 MW - ΣPDT : Tổng công suất tác dụng dự trữ ΣPDt =ΣPF - m ΣPPT - Σ∆PMĐ - ΣPTD Thực hiện: Chu Quang Cầu -5- eBook for You Cân công suất tác dụng mạng điện biểu diễn công thức sau: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện = 350 - 247- 19,76 - 21,3408 = 61,8992 MW Thấy : ΣPDt = 61,8992 MW = 25,06%.ΣPPT Đối với hệ thống điện lớn ta thường có Pdt% = (10-15)% Ppt Do ta khơng cần phải đặt thêm tổ máy để dự phòng theo tính tốn 1.2.1 Chế độ phụ tải cực đại : Hai nhà máy điện nhiệt điện, nhà máy II có cơng suất nhỏ nên bố trí nhà máy I nhà máy chủ đạo Ta có cơng suất u cầu phụ tải (Pyc) khơng kể công suất dự trữ (Pdt) : ΣPyc = ΣPpt +Σ∆Pmđ +ΣPtd Thay số vào ta có : ΣPyc = 247 + 19,76 + 21,3408 = 288,1008 Lượng công suất yêu cầu chế độ phụ tải cực đại chiếm 82,31% tổng công suất eBook for You đặt nhà máy Giả sử nhà máy phát lên lưới 85% cơng suất, ta có : PF1=85%× 200 = 170 MW Lượng tự dùng nhà máy : Ptd1=8%×200 = 16 MW Nhà máy phải đảm nhận lượng công suất phát : PF2 = ΣPyc- PF1 = 288,1008- 170 = 118,1008 MW Lượng công suất yêu cầu phát nhà máy chiếm 118,1008/150 =78,73% công suất đặt nhà máy NĐII Lượng tự dùng nhà máy : Ptd2=ΣPtd - Ptd1 = 21,3408 - 16 = 5,3408 MW 1.2.2 Chế độ phụ tải cực tiểu : Theo đồ án chế độ phụ tải cực tiểu thỡ ∑Pmin = 50%.∑Pmax = 0,5.247 = 123,5 MW Ta có : ΣPyc = 50%×ΣPycMax=50%×288,1008 = 144,0504 MW Thực hiện: Chu Quang Cầu -6- Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện Ở chế độ cho phép phát đến 50% công suất đặt nhà máy, nên cắt bớt số tổ máy Giả sử cắt bớt NĐ1 tổ máy, tổ máy cịn lại phát với 70% cơng suất định mức Suy ra, công suất phát nhà máy là: PF1=70%×100 = 70 MW Lượng tự dùng NM1 : Ptd1=50%× Ptd1max = MW Nhà máy phải đảm nhận lượng công suất phát : PF2 = ΣPyc- PF1 = 144,0504 – 70 = 74,0504 MW Cho nhà máy NĐ2 vận hành tổ máy, NĐ2 đảm nhận 74,05 % công suất định 1.2.3 Chế độ cố: Giả thiết nhà máy nhiệt điện bị cố hỏng tổ máy.Khi tổ máy cịn lại phát với 100% cơng suất định mức Ở ta không xét đến cố xếp chồng ⇒ PF1sc= 100% 100 = 100 MW Do : ΣPyc = 288,1008 ⇒ nhà máy cần phát : PF2sc= 288,1008- 100 = 188,1008 MW Vậy nhà máy vận hành tổ máy với 100% công suất định mức chúng thỡ khụng đáp ứng yêu cầu công suất phụ tải Nhà máy NĐII phát thiếu lượng : Pthiếu = 188,1008-3.50= 38,1008 MW Thực hiện: Chu Quang Cầu -7- eBook for You mức chúng Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện Y = 0,04.311,95.109 +0,1.486,342.109 +500.10,276 2886,2.103 = 75,9415.109 (đ) Chi phí tính tốn hàng năm : Z =atc.K + Y = 0,125.798,292.109 +75,9415.109 =175,728.109 (đ) Tổng điện phụ tải yêu cầu : A = ΣPimax.Tmax = 4500.262 =1179000 (MWh) Giá thành tải điện : Y 75,9415.10 β = = = 64,412 (đồng/kWh) A 1179000.10 K 798,292.10 = = 3,046916.10 (đồng/kW) K0 = ΣPi max 262.10 eBook for You Tổng tổn thất công suất : ΣΔP = ΔPd +ΔPBA = 10,0706 (MW) Tổn thất cơng suất tính theo % : ΔP%= ΣΔP 10,0706 = = 3,844% ΣPi max 262 Tính tổn thất điện theo % : ΔA% = ΔA 29658,59 = = 2,516% A 1179000 Tổng dung lượng thiết bị bù : ΣQbù = Q2 +Q4 +Q6 = 2,1338+1,1916+9,3948 =12,7202 (MVAr) 8.3 Bảng tổng kết tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện : STT Các tiêu Đơn vị Giá trị 01 ΔUmaxbt% % 7,7559 Thực hiện: Chu Quang Cầu Ghi - 191 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện 02 ΔUmaxsc% % 15,5118 03 Tổng chiều dài đường dây km 709,7836 04 05 Tổng dung lượng TBA Tổng dung lượng bù MVA MVAr 860 12,7202 06 Vốn đầu tư: 109 đ 109 đ 311,95 486,342 798,292 262 Đường dây TBA Tổng vốn đầu tư: Tổng phụ tải max 08 Điện tải hàng năm MWh 1179000 09 Tổng tổn thất công suất ΣΔP MW 10,0706 10 Tổng tổn thất công suất ΣΔP% % 3,844 11 Tổng tổn thất điện ΣΔA MWh 29658,59 12 Tổng tổn thất điện ΣΔA% % 2,516 13 Phí tổn vận hành hàng năm 109 đ 75,9415 14 Giá thành tải điện đ/kWh 64,412 15 Giá thành xây dựng kW đặt 109đ/kW 3,04692 Thực hiện: Chu Quang Cầu eBook for You 07 109 đ MW Cả MBA tăng áp - 192 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện PHẦN II : THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO CÔNG SUẤT 250 KVA – 22/0,4 kV I Phần mở đầu: Trong ngành điện lực việc thiết kế trạm biến áp cơng việc quan tâm, tính toán cung cấp điện cho cụm dân cư, khu phố hay khu cơng nghiệp trạm biến áp thiết bị quan trọng hệ thống cung cấp điện Trong phần thiết kế trạm biến áp ta tiến hành công việc sau: Chọn máy biến áp sơ đồ nối dây trạm Chọn thiết bị điện cao áp Chọn thiết bị điện hạ áp eBook for You Tính tốn ngắn mạch để kiểm tra thiết bị chọn Tính tốn nối đất Các số liệu ban đầu: Trạm biến áp có cơng suất 250 kVA Điện trở suất đất =0,4.104 Ω.cm Công suất cắt ngắn mạch SN = 300 kVA II Chọn máy biến áp sơ đồ nối dây: Chọn máy biến áp chế tạo Việt Nam Ta chọn máy biến áp có hệ thống làm mát tự nhiên dầu loại 250 kVA – 22/0,4 kV ABB chế tạo có thơng số sau: Công suất Điện áp ΔP0 ΔPN (kVA) (kV) 250 22/0,4 UN Kích thước:Dài-rộng-cao Trọng lượng (W) (W) (%) 640 4100 Thực hiện: Chu Quang Cầu (mm) (kG) 1370-820-1485 1130 - 193 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện III Chọn thiết bị điện áp cao: Đối với thiết bị cao áp ta chọn theo điều kiện sau: Udmtb ≥ Udmmạng = 22 kV Dòng điện làm việc cực đại MBA: S 250 = = 7,72A 3.U dm 3.22 Idmtb ≥ Ilvmax = Udm ≥ Udmmạng Idmtb ≥ Ilvmax Chọn cầu chì tự rơi: Căn vào điều kiện ta chọn cầu chì tự rơi có thơng số sau: Kiểu Udmmax (kV) Idm (A) INmin (A) IcắtN (kA) Trọng lượng (kg) 3GD1401-5B 24 10 25 40 4,8 eBook for You Chọn sứ cao : ( Phụ lục 2.28 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện tr 347) Sứ đặt ngồi trời Liên Xơ chế tạo có thơng số sau: Kiểu Udm (kV) F (kg) Upđ khô (kV) Upđ ướt (kV) Trọng lượng (kg) 0WH-35-2000 35 2000 120 80 44,6 Chống sét van: Dùng loại chống sét van SIEMENS chế tạo có thơng số sau: ( Theo Sổ tay lựa chọn & tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV- Ngô Hồng Quang) Loại Vật liệu Udm (kV) Dịng điện phóng ĐM (A) Vật liệu vỏ 3EG6 Oxyt kim loại (MO) 24 10 Nhựa Về phía hạ từ tủ phân phối lộ cáp đường dây không cần đặt chống sét van hạ áp tủ phân phối Dùng chống set van hạ ap hãng SIEMENS chế tạo có thơng số kỹ thuật sau: Loại 5SD7003 Udm (kV) Số cực Dòng tháo sét ( kA) Khối lượng (kg) 0,28 Thực hiện: Chu Quang Cầu 100 0,825 - 194 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện Chọn dẫn xuống máy biến áp: Ta chọn dẫn theo độ bền học theo Ilvmax : Ilvmax = S 250 = = 6,56A 3.U dm 22 Ta chọn đồng tròn có sơn để phân biệt pha Bảng thơng số tra bảng Phụ lục- 10 Giáo trình thiết kế nhà máy điện: Chủng loại 235 eBook for You Thanh đồng trịn Đường kính (mm) Icp (A) Thực hiện: Chu Quang Cầu - 195 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện IV Chọn thiết bị điện hạ áp: Khi chọn thiết bị điện hạ áp ta dựa vào điều kiện sau: Ilvmax = Udm Sdm 3.U dm ≥ Udmmạng = 250 = 360,84A 0,4 Idmtb ≥ Ilvmax Yêu cầu bố trí thiết bị điện tủ hạ áp cho gọn thoáng, dễ kiểm tra thao tác Chọn cáp từ máy sang tủ phân phối Cáp chọn theo điều kiện phát nóng k Icp ≥ Ilvmax Tra bảng 4.3 Mạng lưới điện lấy k=1 (vì có đường cáp làm việc); Icp = 360,84 A Dựa vào điều kiện ta chọn cáp tiết diện cáp PVC (3x 150 + 1x 150)mm2 Tra bảng PL U.29 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện tr376 ta có thơng số sau: F (mm2) m d (mm) Lõi (kg/km) Vỏ R0 Icp (A) (Ω/km) 200 C Trong nhà Ngoài trời Min Max 4G150 14 44,5 52,5 6850 0,124 387 395 Chọn tủ phân phối : Tra giáo trình Hệ thống cung cấp điện trang 358 ta có: Tủ tự tạo có : cao 1,2m - rộng 0,8m – dày 0,3m chứa AT; A nhánh a) Thanh hạ áp: Chọn theo PL-10 giáo trình thiết kế nhà máy điện trạm biến áp ta có bảng sau: Kích thước Tiết diện dẫn Trọng lượng Dòng điện cho phép dẫn (mm2) (kg/m) (A) 30x4 120 1,066 475 b) Chọn Áptomát tổng: Thực hiện: Chu Quang Cầu - 196 - eBook for You Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện Căn vào Ilvmax = 360,84 A Tra mục 3.10 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện tr.355 ta chọn Aptomát Liên Xô chế tạo có thơng số sau: Loại Udm (V) Idm (A) Itđ tức thời (kA) R (mΩ) X(mΩ) AB-4 400 400 42 0,15 0,1 c) Chọn Áptomát nhánh: Từ hạ áp có lộ có IN = 360,84 = 120,28A Tra mục 3.10 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện tr.355 ta chọn Aptomát Liên Xô chế tạo có thơng số sau: Udm (V) Idm (A) Icắt A3130 400 200 tức thời (kA) R (mΩ) X(mΩ) 11 0,36 0,28 eBook for You Loại d) Chọn máy biến dòng: Chọn máy biến dòng theo điều kiện sau: IdmBI ≥ I tt 1,2 Udm ≥ Udmmạng Theo Sổ tay lựa chọn & tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV- Ngơ Hồng Quang ta có thơng số sau: Mã sản Dịng sơ Dịng Số vòng Dung Cấp Đường Trọng phẩm cấp (A) thứ cấp dây sơ lượng kính lượng (A) cấp (VA) xác (mm) (kg) 2,5 0,5 28 1,3 DR36 100 e) Chọn chống sét van hạ thế: Loại Thực hiện: Chu Quang Cầu Udm (kV) Uchọc thủng (kV) Uxk (kV) - 197 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện PBH 0,5 0,66 >105 3-4,5 f) Chọn công tơ đo đếm: Công tơ P+Q Đồng hồ Vôn Đồng hồ Ampe ∃ 378 ∃ 378 x (A) 220/380 (V) g) Chọn sứ hạ : Tra PL 2.27 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện ta chọn sứ -1-375 Liên Xơ chế tạo có thông số sau: Loại Udm (kV) Uphá hoại (kV) F phá hoại (kg) Khối lượng -1-375 Thực hiện: Chu Quang Cầu 11 375 eBook for You (kg) 0,7 - 198 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện V Tính ngắn mạch: - Giả thiết ngắn mạch sảy ngắn mạch pha đối xứng ta coi : I” = I ∞ - Thời gian tồn ngắn mạch thời gian bảo vệ Rơle Máy cắt I”: Dòng điện siêu độ I ∞ : Giá trị tức thời dòng điện ngắn mạch chế độ xác lập Ixk : Trị số tức thời dòng điện xung kích Ixb : Giá trị hiệu dụng lớn dịng ngắn mạch Các bước tiến hành tính ngắn mạch: eBook for You Tính ngắn mạch hai điểm theo sơ đồ sau: Tính ngắn mạch điểm N1: Ta tính ngắn mạch pha đối xứng nguồn coi có cơng suất vơ lớn trạm biến áp xa nguồn tính tốn ngắn mạch ta xem: IN = I” = I ∞ Sơ đồ thay : Thực hiện: Chu Quang Cầu - 199 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện Điện kháng hệ thống : Utb = 1,05.Udm = 1,05.22 = 23 kV U dm 232 XHT = = = 1,763.10−3 (Ω) SN 300 Điện trở điện kháng dây dẫn dây AC-150 Ta có: r0 = 0,21 (Ω/km) & x0 = 0,416 (Ω/km) & L = (km) RD1 = r0.L = 0,21.4 = 0,84 (Ω) Tổng trở từ hệ thống đến đầu điểm N1: ZΣ1 = RD1 +j(XHT + XD1) = 0,84+j(1,664+1,763.10−3 ) = 0,84+ j1,665 (Ω) Dòng điện ngắn mạch pha: U dm 22 IN = = = 6,81 (kA) ZΣ1 3 (0,842 + 1,6652 ) Tính tốn ngắn mạch điểm N2: Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp , ta coi MBA nguồn , điện áp phía hạ áp khơng thay đổi sảy ngắn mạch Do ta có: IN = I” = I ∞ Sơ đồ thay thế: Tổng trở Máy Biến Áp: ∆P U 106 U %.U dm 104 ZB = n 2dm +j n Sdm Sdm 4,1.0,4 10 4.0,4 104 = +j = 10,496 + j25,6(mΩ) 2502 250 Cáp nối từ máy biến áp đến tủ phân phối dài 60 m , ta có: ZD2 = RD2 = 0,124.60.10-3 = 0,0074 (mΩ) Tổng trở Aptomát tổng: ZAT = RAT +j XAT = 0,15+j0,1 (mΩ) Do ta có tổng trở: ZΣ2 = ZB + ZD2 + ZAT = 0,15+j0,1 +10,496 + j25,6 + 0,0074 Thực hiện: Chu Quang Cầu - 200 - eBook for You XD1 = x0.L = 0,416.4 = 1,664 (Ω) Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện = 10,653+j 25,7 (Ω) Do dịng điện ngắn mạch pha: U dm 400 IN2 = = = 8,3(kA) ZΣ 3 (10,6532 + 25,7 ) Dòng điện xung kích tính tốn: Ixk2 = 2.k xk I N = 2.1,3.8,3 = 15,26(kA) Kiểm tra khí cụ điện cao áp (Cầu chì tự rơi): Idm cắt ≥ IN1 Theo tính tốn ta có : IN1 = 6,81 kA Idmcắt = 25 kA eBook for You Do cầu chì tự rơi chọn thỗ mãn ( đạt yêu cầu) Kiểm tra khí cụ điện cao áp: Thanh hạ áp: - Kiểm tra ổn định lực điện động: Khi có ngắn mạch sảy , dòng điện ngắn mạch chạy qua làm cho chịu lực lớn, rung động làm cho bị uốn cong sinh phá hoại sứ đỡ Do ta phải kiểm tra theo điều kiện sau: Scp ≥ Stt Ta có Scp = 1400 kg/cm2 Ứng suất tính tốn tính theo biểu thức sau : 1,76.102.L2 i xk Stt = 10.a. Trong : L = 60 cm : Khoảng cách sứ đỡ a = 14 cm : Khoảng cách pha Ixk = 15,26 kA: Dòng xung kích điểm ngắn mạch N2 = 0,17.b.h : Mômen chống uốn Thực hiện: Chu Quang Cầu - 201 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện Với b=4 mm; h= 30 mm Thay vào ta có: 1,76.102.602.15,26 =338,5 (kg/cm2) 10.14.0,17.0,4.3 Vậy ta có : Scp ≥ Stt Stt = Do đảm bảo ổn định lực điện động - Kiểm tra ổn định nhiệt: Kiểm tra ổn định nhiệt dựa vào điều kiện sau: Fcp ≥ Ftt Ứng lực cho phép đầu sứ: Fcp = 0,6.Fphá hoại = 0,6.375 = 225 (kg) Ftt = 1,76.10-2 eBook for You Ứng lực tính tốn tính theo biểu thức: i L xk a Với a=14 cm & L =60 cm ta có : -2 15,26 60 = 17,56(kg) Ftt = 1,76.10 14 Do ta có : Fcp ≥ Ftt nên sứ chọn đạt yêu cầu - Kiểm tra Aptomát tổng: Điều kiện kiểm tra: Ixkkt ≥ I xkN2 Trong đó: Ixkkt : Dịng điện xung kích tra bảng phụ lục IV.10 ta có: Ixkkt = 42 (kA) I xkN2 : Dịng xung kích tính toán điểm ngắn mạch I xkN2 =15,26 (kA) Vậy Aptomát tổng chọn thoã mãn yêu cầu Thực hiện: Chu Quang Cầu - 202 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện VI Tính tốn nối đất cho trạm biến áp: Trong trạm biến áp nối đất an tồn nối đất làm việc thường nối chung với Điện trở nối đất tồn trạm biến áp hạ áp với cơng suất khơng q 320 kVA thường có Rd ≤ Ω Căn vào điện trở xuất đất đất =0,4.104 Ω.cm & mặt trạm có đủ điều kiện đóng cọc tiếp đất ta chọn phương án nối đất trạm, sau tính tốn điện trở nối đất phương án chọn Nếu trường hợp Rtt = Ω phương án nối đất đạt yêu cầu Rtt ≥ Ω , ta phải sử lý cách đóng cọc điện trở nối đát đạt yêu cầu eBook for You Mặt bố trí tiếp địa: Dự kiến phương án nối đất: - Ta sử dụng mạch vòng gồm cọc nối với - Cọc sử dụng loại cọc sắt góc L60x60x6 - Thanh ta dùng sắt rẹt 40x4 Dự kiến phương án nối đất hình vẽ Xét độ ẩm đất , độ ẩm đất thường có dao động phụ thuộc vào mùa mưa mùa khơ , ta xác định điện trở nối đất theo mùa d = dtmùa Tra bảng phụ lục ta có kmùa khô = 0,4 kmùa lạnh = 1,6 Điện trở nối đất Hệ thống tính theo cơng thức sau: Thực hiện: Chu Quang Cầu - 203 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện R HT = R c R t R c t + n.R t c Trong đó: Rc : Điện trở cọc Rt : Điện trở n : Số cọc t; c: Hệ số sử dụng cọc Tính điện trở nối đất cọc: Cọc nối đất có điện trở tính theo công thức sau: Rc = 2.L 4.t + L (ln + ln ) 2. L d 4.t − L Trong : eBook for You L: Chiều dài cọc L = 250 cm t = h+ L/2 = 250/2+80 = 205 cm d: Đường kính cọc d= 0,95.b = 0,95.6 =5,7 (cm) Thay số vào ta có : 0,4.104.1,4 2.250 4.205 + 250 Rc = (ln + ln ) = 17,08(Ω) 2.3,14.250 5,7 4.205 − 250 Tính tốn điện trở nối đất : Điện trở nối đất tính theo biểu thức sau : k.L2 Rt = ln 2. L h.d Trong : L : Chiều dài (L =250cm) h: Độ sâu (h=80 cm) d: Đường kính d=b/2=4/2=2 (cm) k = 5,81 Tra bảng ta có : Thực hiện: Chu Quang Cầu - 204 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện t = 0,45 c = 0,8 Do Điện trở nối đất tính : Rt = 0,4.104 2502.5,81 ln = 31,5(Ω) 2.3,14.250 80.2 Điện trở nối đất toàn trạm : R HT = R c R t 17,08.31,5 = = 3,38(Ω) R c t + n.R t c 17,08.0,45 + 6.31,5.0,8 Vậy ta có RHT =3,38(Ω) < Rd = 4(Ω) Do phương án nối đất vạch đạt yêu cầu kỹ thuật VII Kết cấu trạm : Do điều kiện phố phường chật hẹp dân cư đông Nên ta thiết kế eBook for You trạm ta phải thiết kế trạm treo Các thơng số trạm treo : - Diện tích mặt : 3m x 5m =15 m2 - Dựng cột ly tâm cao 11m , khoảng cách cột 3m - Dàn trạm cao 2,5m , tủ hạ áp có : Chiều cao 1,2m Chiều rộng 1m Bề dày Thực hiện: Chu Quang Cầu 0,5m - 205 - ... - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện eBook for You Phương án V Phương ánVI Thực hiện: Chu Quang Cầu - 13 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện 2.3.Lựa chọn điện áp định mức cho mạng. .. phương án lưới điện : eBook for You Phương án I Phương án II Thực hiện: Chu Quang Cầu - 11 - Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện eBook for You Phương án III Phương án IV Thực hiện: Chu Quang. .. cung cấp điện ngày nhiều khụng ngừng đất nước điện thỡ cụng tỏc quy hoạch thiết kế mạng lưới điện vấn đề cần quan tõm ngành điện núi riờng nước núi chung Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện