Thiết kế trạm biến áp 220 110KW Nhơn Trạch Đồng Nai

Các trạm biến áp, trạm phân phối, đường dây tải điện cùng với nhà máy phát điện làm thành một hệ thống phát và truyền tải điện năng thống nhất.. Nhơn Trạch và các đường dây đấu nối nhằm

Trang 1

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời gian thực tập tốt nghiệp vào tháng 7 năm 2010 tại công ty Tư vấn và thiết kế điện 2 (PECC2) thuộc tổng công ty điện lực Việt Nam EVN em đã có cơ hội nhận được sự hướng dẫn và làm quen với công việc thiết kế nhà máy điện cũng như trạm biến áp Đó là động

cơ để em thực hiện đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành Công nghiệp tại đh Mở TPHCM với đề tài thiết

kế trạm biến áp 220/110Kv Nhơn Trạch Đồng Nai

Vì thời gian trong 12 tuần không đủ để hoàn thành tốt tất cả những yêu cầu trên thực tế nên những phần trình bày trong đồ án đa phần vẫn là những lý thuyết và tính toán cơ bản dựa trên những kiến thức được học tại trường và tài liệu tham khảo được giáo viên hướng dẫn cũng như kỹ sư của phòng thiết kế điện của PECC2 cung cấp

Vì không đủ thời gian nên vẫn chưa thể thực hiện phần Rờ le bảo vệ và chiếu sáng

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Trước hết cho em bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc của mình tới thầy cô trường Đại Học Mở TPHCM, tới thầy cô trong khoa Xây Dựng và Điện đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kinh nghiêm và kiến thức trong suốt những năm học qua

Em cũng xin trân trọng cảm ơn cô Phan Thị Thu Vân đã nhiệt tình hướng dẫn, động viên em trong khi thực hiện luận văn tốt nghiệp; cảm ơn các thầy cô trong hội động phản biện đã có ý kiến nhận xét, chỉ ra những sai sót của luận văn

Em đã nhận được sư giúp đỡ, động viên của gia đình và bạn bè Đây là nguồn động viên rất lớn cho em Em xin chân thành cảm ơn tất cả

Thành phố Hồ Chí Minh,27/7/2011

Sv Trương Minh Tuấn

Trang 3

MỤC LỤC

Lời mở đầu

Lời cảm ơn

Mục lục

1.5 Những yêu cầu khi thiết kế trạm biến áp – Hệ thống điện 5

1.6 Các tiêu chuẩn và quy phạm áp dụng về thiết kế trạm 5

Chương 2: NHU CẦU PHỤ TẢI- ĐỒ THỊ PHỤ TẢI

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG ,ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG 6

Chương 3: CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

ĐẤU NỐI VÀO HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA

18

III.2 Chọn sơ đồ cấu trúc và số lượng máy biến áp 18

IV.3 Phân tích và lựa chọn sơ đồ hệ thống thanh góp cho trạm 27

Chương V: CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Chương VI: TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH CHO TRẠM BIẾN ÁP

Chương VII: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC BỘ PHẬN DẪN ĐIỆN 40

Chương VIII: SO SÁNH KINH TẾ- KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG

55

Trang 4

VIII.1 Khái quát 55

Chương IX: BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP

IX.4 Các yêu cầu kinh tế- kỹ thuật khi dùng hệ thống cột thu sét để bảo vệ 69

X.2 Các yêu cầu kinh tế- kỹ thuật khi thiết kế hệ thống nối đất cho trạm biến áp 73

BẢN VẼ

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 5

[1] Hoàng Hữu Thuận, Hướng dẫn thiết kế trạm biến áp, Nhà xuất bản Khoa học – kỹ thuật [2] Trần Bách, Lưới điện và hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học – kỹ thuật

[3] TS Đào Quang Thạch, TS Phạm Văn Hòa , Phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp,

Nhà xuất bản Khoa học – kỹ thuật

[4] ThS Phạm Thị Thu Vân, An toàn điện, nhà xuất bản Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh

[5] PGS Nguyễn Hữu Khái, Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp , nhà xuất bản Khoa học –

kỹ thuật

Trang 6

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP

I.1 CHỨC NĂNG VÀ NHIỆM VỤ

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp

điện Trạm biến áp là một công trình điện để chuyển đổi điện áp từ cấp này sang cấp khác Các trạm biến áp, trạm phân phối, đường dây tải điện cùng với nhà máy phát điện làm thành một hệ thống phát và truyền tải điện năng thống nhất

• Trạm biến áp dùng để nâng cấp điện áp từ đầu máy phát ở nhà máy điện để truyền tải điện năng đi xa và hạ điện áp xuống để đưa điện năng đến hộ tiêu thụ

• Trạm biến áp còn được sử dụng để liên lạc giữa các nhà máy điện thành hệ thống điện thống nhất trong một khu vực, trong một miền…

I.2 PHÂN LOẠI TRẠM

Trạm biến áp được phân loại như sau: theo điện áp và theo địa dư

Theo điện áp: trạm biến áp có thể là trạm tăng áp, cũng có thể là trạm giảm áp hay trạm trung gian

• Trạm tăng áp thường đặt ở các nhà máy điện, làm nhiệm vụ tăng điện áp từ điện

áp máy phát điện lên điện áp cao hơn để tải điện năng đi xa

• Trạm hạ áp thường đặt ở các hộ tiêu thụ, để biến đổi điện áp cao xuống điện áp thấp hơn thích hợp với các hộ tiêu thụ điện

• Trạm biến áp trung gian chỉ làm nhiệm vụ lien lạc gữa hai lưới điện có cấp điện

• Trạm biến áp địa phương là những trạm biến áp được cung cấp từ mạng phân phối, mạng địa phương của hệ thống điện cấp cho vùng nông thông, miền núi, cho từng xí nghiệp…

I.3 MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG TRẠM 220/110 kV NHƠN TRẠCH

Trang 7

Văn bản số 1547/NPT-KH ngày 05/12/2008 của Tổng Công ty Truyền tải Điện Quốc Gia về việc giao nhiệm vụ lập dự án đầu tư dự án Trạm biến áp 220/110kV TP Nhơn Trạch và đường dây 220kV Nhơn Trạch 2 – TP Nhơn Trạch

Quyết định số 219/QĐ-NPT ngày 10/3/2009 của Tổng Công ty Truyền tải Điện Quốc Gia về việc phê duyệt nhiệm vụ phương án kỹ thuật và dự toán chi phí tư vấn lập

dự án đầu tư, thiết kế kỹ thuật, bản vẽ thi công, hồ sơ mời thầu dự án “Trạm biến áp 220/110kV TP Nhơn Trạch và các đường dây đấu nối”

Văn bản số 6338/UBND-CNN ngày 18/08/2009 của UBND tỉnh Đồng Nai thỏa thuận địa điểm xây dựng TBA 220/110kV TP Nhơn Trạch và hướng tuyến các đường dây 220kV, 110kV đấu nối

Quyết định số 54/QĐ-NPT ngày 22/01/2010 của Tổng Công ty Truyền tải Điện Quốc Gia về việc phê duyệt dự án đầu tư xây dựng công trình Trạm biến áp 220/110kV

TP Nhơn Trạch và các đường dây đấu nối

Báo cáo khảo sát kỹ thuật do Xí nghiệp Khảo sát tổng hợp miền Nam lập

I.3.2 MỤC TIÊU ĐẦU TƯ XÂY DỰNG

Trung tâm điện lực Nhơn Trạch bao gồm:

9 Tháng 03/2011 vận hành thương mại tổ máy TBK thứ 1 (250MW)

9 Tháng 10/2011 vận hành thương mại tổ máy TBH (250MW)

Đến cuối năm 2011 các NMNĐ thuộc TTĐL Nhơn Trạch dự kiến sẽ hoàn

thành với tổng công suất 1,200MW

Trạm biến áp 220/110kV TP Nhơn Trạch và các đường dây đấu nối nhằm tiếp nhận và truyền tải phần lớn năng lượng điện của Nhà máy nhiệt điện Nhơn Trạch 2 thông qua đấu nối và cấp điện cho lưới điện 110kV trong khu vực; hỗ trợ các nguồn 220kV hiện

có trong khu vực để đảm bảo cung cấp điện tin cậy cho các phụ tải tỉnh Đồng Nai và các khu vực lân cận; nâng cao tính ổn định, tin cậy cho hệ thống điện

Đầu tư xây dựng công trình "Trạm 220kV Nhơn Trạch ” nhằm đáp ứng yêu cầu phụ tải ngày càng tăng cao của tỉnh Đồng Nai ; đảm bảo chất lượng và giảm tổn thất điện năng, củng cố độ tin cậy và an toàn điện cho khách hàng, nâng cao hiệu quả kinh doanh

của ngành điện

I.4 CÔNG SUẤT TỰ DÙNG CHO TRẠM

Nguồn điện tự dùng cho trạm gồm nguồn điện tự dùng xoay chiều 380/220V (AC) và nguồn điện một chiều 110V (DC)

Trang 8

I.4.1 NGUỒN ĐIỆN TỰ DÙNG XOAY CHIỀU (AC)

Nguồn tự dùng xoay chiều được lấy từ cuộn thứ cấp của máy biến áp qua máy biến áp

tự dùng, công suất của máy biến áp tự dùng là 560kVA

Phía 0,4kV của máy biến áp 560kVA được dẫn đến hệ thống tự dùng 380/220V, từ các bảng điện để cung cấp cho các phụ tải tự dùng gồm: các quạt mát của máy biến áp lực, điều hòa nhiệt độ, chiếu sang trong nhà ngoài trời, điều chỉnh điện áp dưới tải, hệ thống máy lạnh trong nhà điều khiển, cấp điện cho trạm bơm, cứu hỏa, thông tin liên lạc v.v

I.4.2 NGUỒN ĐIỆN TỰ DÙNG MỘT CHIỀU (DC)

Nguồn điện tự dùng một chiều lựa chọn là 110V (DC) được cung cấp từ hệ thống accu chính, loại accu Nieken-cadium dung lượng 300Ah Hệ thống accu làm việc theo chế

độ nạp và phụ nạp thường xuyên qua 2 bộ chỉnh lưu có điện áp làm việc 380V (AC)

và dòng điện làm việc 60A cung cấp điện cho các phụ tải 110V DC của trạm: mạch điều khiển, mạch tự động, mạch bảo vệ, mạch tín hiệu, chuông đèn còi, chiếu sang sự

cố, thông tin liên lạc…

I.4.3 BẢNG TÍNH CÔNG SUẤT PHỤ TẢI TỰ DÙNG CỦA TRẠM

PHỤ TẢI TỰ DÙNG CỦA TRẠM CÔNG SUẤT LẮP ĐẶT

(KW)

PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO MBA STT TÊN GỌI

CÁC PHỤ

TẢI ĐIỆN

CÔNG SUẤT (KW)

SỐ LƯỢNG CÔNG SUẤT

CHUNG P(KW)

HIỆU SUẤT

(η) cos(φ) HỆ SỐ SỬ

DỤNG (α)

CÔNG SUẤT TÁC DỤNG P=αAP

η

CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Q=P.tg(φ)

Làm mát

cho MBA 5,4 04 21,6 0,835 0,84 0,85 21,38 13,90 Bơm dầu 33,3 02 66,6 0,835 0,84 0,85 67,8 44,07 Điều chỉnh

Trang 9

Công suất tính toán lớn nhất của phụ tải tự dùng Smax = 654,86 kVA

Do có người trực thường xuyên trong trạm, công suất máy biến áp có thể giảm 30%

Std ≥ = 503,73 kVA

Trong điều kiện sữa chữa cho phép quá tải 15%

Std ≥ = 437,78 kVA

Trang 10

Như vậy theo kết quả tính toán, để đảm bảo công suất cho phụ tải tự dùng của trạm cho cả giai đoạn mở rộng sau này, cần lắp đặt 2 máy biến áp tự dùng có cùng công suất 560kVA cho mỗi máy

I.5 NHỮNG YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP – HỆ THỐNG ĐIỆN

Mục tiêu cơ bản của nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cung cấp đủ điện năng cho hộ tiêu thụ với chất lượng tốt nhất Tuy nhiên, mục tiêu đó được thực hiện trong những rang buộc nhất định về vốn đầu tư, khả năng về vật tư, thiết bị, tiến độ thi công…

Nói chung một quyết định là tối ưu khi kết hợp hài hòa giữa mục tiêu và các ràng buộc Vì vậy phương án cung cấp điện là hợp lý khi thõa mãn các chỉ tiêu sau:

• Vốn đầu tư nhỏ

• Độ tin cậy cung cấp điện cao

• Phí tổn vận hành hàng năm thấp

• An toàn đối với người vận hành và thiết bị

• Đảm bảo chất lượng điện năng

Những chỉ tiêu trên thường mâu thuẫn, do đó phương án hợp lý là phải lựa chọn trên quan điểm thõa hiệp giữa các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật tùy thuộc vào từng hoàn cảnh

• Tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để chọn phương án thiết kế

I.6 CÁC TIÊU CHUẨN VÀ QUY PHẠM ÁP DỤNG VỀ THIẾT KẾ TRẠM

Quy định chung: 11-TCN-18-84

Tự động hóa và bảo vệ Replay: 11-TCN-20-54

Thiết bị phân phối và trạm biến áp: 11-TCN-21-84

Nghị định 54/1999/NĐ-CP về hành lang bảo vệ an toàn lưới điện cao thế của chính phủ

Các tiêu chuẩn Kỹ Thuật Điện quốc tế: IEC

Tiêu chuẩn về thiết kế kết cấu bê tông cốt thép: TCVN-5574-1991

Tiêu chuẩn về thiết kế kết cấu thép: TCVN-5575-1991

Tiêu chuẩn về thiết kế kết cấu xây dựng theo tải trọng và tác động: TCVN-2737-1995 Tiêu chuẩn về thiết kế tính toán nền móng: TCXD-40-1987

Tiêu chuẩn về thiết kế đường giao thông: TCVN-4054-1985

Tiêu chuẩn về phòng cháy chữa cháy: TCVN-5738-1993

Trang 11

CHƯƠNG II NHU CẦU PHỤ TẢI – ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG

ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG TRẠM

II.1 NHU CẦU PHỤ TẢI VÀ ĐỒ THỊ PHỤ TẢI

II.1.1 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHU CẦU PHỤ TẢI

Phương pháp tính hệ số vượt trước

Phương pháp này giúp ta thấy được khuynh hướng phát triển của nhu cầu và sơ bộ cân đối nhu cầu này với nhịp độ phát triển nền kinh tế quốc dân Phương pháp này chỉ nói lên một xu thế phát triển với một mức độ chính sác nào đó và trong tương lai, xu thế này chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như tiến bộ khoa học-kỹ thuật, điện năng được sử dụng ngày càng nhiều hoặc cơ cấu kinh tế không ngừng thay đổi …

Do đó hệ số vượt trươc có thể khác 1 và tăng hay giảm nhiều

Phương pháp tính trực tiếp

Nội dung của phương pháp này là xác định nhu cầu điện năng của năm dự báo, dựa trên tổng sản lượng kinh tế của các ngành năm đó và suất tiêu hao điện năng của từng loại sản phẩm phương pháp này cho ta kết quả chính xác với điều kiện nền kinh tế phát triển có kế hoạch và ổn định Phương pháp này thường dùng cho các

dự báo ngắn hạn

Phương pháp ngoại suy theo thời gian

Nội dung của phương pháp này là nghiên cứu sự diễn biến của nhu cầu điện năng trong thời gian quá khứ tương đối ổn định để tìm ra qui luật nào đó, rồi dùng nó để

dự đoán tương lai Ưu điểm của phương pháp này là dự báo khá chính xác nếu tương lai không bị nhiễu

Phương pháp tương quan

Nội dung của phương pháp này là nghiên cứu mối tương quan giữa điện năng tiêu thụ với các chỉ tiêu kinh tế khác như tổng giá trị sản lượng công nghiệp, tổng giá trị sản lượng nền kinh tế quốc dân… Dựa trên các mối tương quan đã được xác định

và dự báo về phát triển kinh tế mà chúng ta sẽ xác định được dự báo về nhu cầu điện năng.Nhược điểm của phương pháp này là muốn lập được nhu cầu điện thì yêu cầu phải lập các dự báo về sự phát triển của các thành phần trong nền kinh tế quốc dân

Phương pháp đối chiếu

Nội dung của phương pháp này là so sánh đối chiếu nhu cầu phát triển điện năng của các nước có hoàn cảnh tương tự Phương pháp này tính toán đơn giản và cho kết quả tương đối chính xác nên được dùng trong các dự báo tầm ngắn và trung bình

Phương pháp chuyên gia

Trang 12

Nội dung chính của phương pháp này là dựa trên sự hiểu biết sâu sắc của các chuyên gia giỏi Các chuyên gia sẽ đưa các dự báo của mình.Phương pháp này ngày nay được sử dụng rộng rãi để xây dựng các dự báo tầm trung bình và tầm xa

¾ Do đặc thù phát triển của Đồng Nai và các vùng lân cận ngày càng phát triển mạnh

mẽ Nhu cầu sử dụng điện năng trong thời gian tới chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố

vì vậy nên ta chọn phương pháp xác định phụ tải dựa theo dự báo của các chuyên gia (phương pháp chuyên gia) để xây dựng nhu cầu phụ tải của khu vực từ năm

2011 đến năm 2020

II.1.2 TÌNH HÌNH PHỤ TẢI KHU VỰC

Nhu cầu phụ tải

Nhu cầu phụ tải khu vực Nhơn Trạch như sau:

Phụ tải của khu vực Nhơn Trạch

Pmax (MW) 70.6 181.3 365.6 573.599

Các trạm biến áp 110kV khu vực trực tiếp nhận một phần nguồn công

suất từ trạm biến áp 220/110kV TP Nhơn Trạch như sau:

Các TBA 110kV khu vực trực tiếp nhận điệntừ TBA 220kV Nhơn Trạch

Như vậy, ngay từ năm 2009 cần thiết phải triển khai các công tác chuẩn

bị đầu tư để cuối năm 2011 đưa vào vận hành trạm biến áp 220/110kV

TP Nhơn Trạch

Tính công suất tải qua trạm

Công suất đặt, số lượng máy biến áp, công suất mỗi máy biến áp được

lựa chọn theonhu cầu phụ tải khu vực, lưới điện khu vực

Trang 13

Theo kết quả tính toán và phân tích trào lưu công suất, lượng công suất

truyền tải từ phía 220kV sang phía 110kV tại trạm biến áp 220/110kV

TP Nhơn Trạch ở các chế độ vận hành như sau:

Công suất truyền tải qua MBA 220/110kVtại TBA 220/110kV TP Nhơn

• Giai đoạn 2011-2016: Chọn MBA 220/110/22kV có công suất đủ để đáp ứng

nhu cầu phụ tải là 187MVA và hỗ trợ khi có sự cố là 199MVA

• Giai đoạn 2017-2020: trạm phải đáp ứng nhu cầu phụ tải với tốc độ tăng trưởng

20%

II.1.3 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI

Định nghĩa

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 có

thể biểu diễn: công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến ở dạng

đơn vị có tên hay tương đối, còn trục hoành biểu diễn thời gian

Đồ thị phụ tải có thể phân loại theo công suất, theo thời gian, theo địa dư

Khi phân loại theo công suất có đồ thị phụ tải công suất tác dụng, đồ thị phụ tải công

suất phản kháng và đồ thị phụ tải công suất biểu kiến Theo thời gian có đồ thị phụ tải

năm, đồ thị phụ tải ngày… Theo địa dư có đồ thị phụ tải toàn hệ thống, đồ thị phụ tải

của nhà máy điện hay trạm biến áp, đồ thị phụ tải của hộ tiêu thụ…

Đồ thị phụ tải rất cần thiết cho thiết kế và vận hành hệ thống điện Khi biết đồ thị phụ

tải toàn hệ thống điện có thể phân bố tối ưu công suất cho các nhà máy điện trong hệ

Trang 14

thống và các 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 tổn thất điện năng trong máy biến áp, chọn sơ đồ nối dây… Với đồ thị phụ tải cực đại hàng tháng có thể đưa ra kế hoạch tu sữa thiết bị

Đồ thị phụ tải ngày vẽ bằng oát kế tự ghi là chính xác nhất, cũng có thể vẽ theo phương pháp từng điểm, nghĩa là cứ sau mỗi khoảng thời thời gian thì ghi lại chỉ số phụ tải

Khi biết phụ tải ngày đêm của trạm, người vận hành có thể chủ động đóng hay cắt bớt máy biến áp để tránh tình trạng quá tải hay non tải

Đồ thị phụ tải của trạm biến áp 220/110kV Nhơn Trạch

Đối với trạm biến áp 220/110kV Nhơn Trạch dựa vào đồ thị phụ tải khu vực miền nam do Tổng Công Ty Điện Lực Việt Nam cung cấp Trên cơ sở đó xác lập đồ thị phụ tải cho trạm 220kV Nhơn Trạch, rồi giả thiết cấp điện áp 110kV là luôn luôn ổn định đối với phụ tải khu vực

Bảng số liệu cân bằng công suất theo thời gian vào năm 2011

Công suất tự dùng: 1,12 MVA

Trang 15

16h đến 18h

18h đến 22h 22h đến 24h

Trang 16

16h đến 18h

18h đến 22h22h đến 24h

Trang 17

II.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT NĂNG LƯỢNG

II.2.1 HIỆN TRẠNG NGUỒN VÀ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC

Trung tâm điện lực Nhơn Trạch bao gồm:

9 Tháng 10/2011 vận hành thương mại tổ máy TBH (250MW)

Đến cuối năm 2011 các NMNĐ thuộc TTĐL Nhơn Trạch dự kiến sẽ hoàn

thành với tổng công suất 1,200MW

II.2.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG

Trạm biến áp 220/110kV TP Nhơn Trạch và các đường dây đấu nối nhằm tiếp nhận

và truyền tải phần lớn năng lượng điện của Nhà máy nhiệt điện Nhơn Trạch 2 thông qua đấu nối và cấp điện cho lưới điện 110kV trong khu vực; hỗ trợ các nguồn 220kV hiện có trong khu vực để đảm bảo cung cấp điện tin cậy cho các phụ tải tỉnh Đồng Nai

và các khu vực lân cận; nâng cao tính ổn định, tin cậy cho hệ thống điện

năm 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

II.3 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG TRẠM

II.3.1 CÁC TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM TRẠM

Địa điểm của trạm biến áp cần thiết phải thõa mãn một số yêu cầu sau:

• Gần trung tâm phụ tải

• Thuận lợi cho các đường dây 220kV, 110kV nối vào trạm

• Thuận lợi việc thi công xây dựng trạm (vận chuyển, có mặt bằng phẳng san lấp, có điện, nước phục vụ thi công)

• Các điều kiện về địa hình địa chất và khí tượng cho việc xây dựng nền móng, san lấp mặ bằng, đường vận chuyển và vận hành trạm sau này

II.3.2 PHƯƠNG ÁN ĐỊA ĐIỂM

Địa điểm trạm biến áp 220/110kV TP Nhơn Trạch tại ấp Bàu Sen, xã

Phú Thạnh, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai

Thực phủ là mì, tràm, cây tạp và xoài

Trang 18

Bố trí tổng mặt bằng trạm

Tổng mặt bằng trạm biến áp 220/110kV TP Nhơn Trạch bố trí như sau:

Phía Đông giáp khu đất trồng mì, tràm, cây tạp và xoài Cách đường đất đỏ khoảng 20m và đường dây 110kV khoảng 500m

Phía Tây giáp khu đất trồng mì, tràm, cây tạp và xoài Cách khu tiểu thủ công nghiệp huyện Nhơn Trạch khoảng 100m

Phía Nam giáp khu đất trồng mì, tràm, cây tạp và xoài Cách đường quy hoạch 25C khoảng 400m

Phía Bắc giáp khu đất trồng mì, tràm, cây tạp và xoài Cách đường lộ địa phương khoảng 500m

II.4 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA KHU VỰC XÂY DỰNG TRẠM

II.4.1 Địa hình và địa mạo

Trạm biến áp 220/110kV TP Nhơn Trạch và các đường dây đấu nối nằm ở khu vực miền đông Nam Bộ có địa hình tương đối thấp và bằng phẳng, cao độ mặt đất dao động từ 6.0 đến 8.6m Thực phủ trong khu vực bao gồm: mì, tràm, cây tạp và cây ăn trái

Khu vực dự kiến xây dựng TBA220/110kV TP Nhơn Trạch và các đường dây đấu nối có

dạng địa mạo bóc mòn, một vài nơi địa hình thấp hơn địa mạo có dạng tích tụ

II.4.2 Địa chất

Đặc điểm địa chất

Căn cứ theo tài liệu khảo sát địa chất ở giai đoạn DAĐT và các lỗ khoan khảo sát tại vị trí trạm và các đường dây đấu nối trong giai đoạn TKKT (vị trí các lỗ khoan tại trạm xem trên bản vẽ bản đồ trạm biến áp tỷ lệ 1/500) cho thấy cấu tạo địa chất khu vực khảo sát từ mặt đất đến độ sâu

leixtoxen (QI-III)

Dựa vào tài liệu các lỗ khoan khảo sát thực địa và kết quả thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý đất trong phòng thì đặc điểm địa chất khu vực trạm biến áp và các đường dây đấu nối đến độ sâu 35.0m gồm có các lớp đất sau:

Lớp 2 (amQI-III): Á cát hạt mịn màu xám trắng, xám tro, trạng thái dẻo Lớp này nằm trên

bề mặt và gặp ở cả 2 lỗ khoan trong khu vực trạm, chiều dày lớp thay đổi từ 2.0 – 2.2m Lớp 3 (amQI-III): Á sét, sét màu xám vàng, nâu đỏ, xám vàng, xám trắng, trạng thái dẻo cứng đến cứng, chứa 5 – 20% kết vón laterit cứng chắc trung bình kích thước < 1.0cm Lớp này phân bố rộng khắp khu vực trạm, chiều dày lớp thay đổi từ 6.3 – 7.1m Kết quả xuyên tiêu chuẩn (SPT) trong lỗ khoan máy cho trị số N của lớp thay đổi từ 10 – 15 búa Lớp 4 (amQI-III):Á cát, cát hạt mịn – trungmàu xám vàng, xám nâu, xám trắng, trạng thái dẻo – cứng, chặt vừa, đôi chỗ chứa < 20% ạn thach anh cứng chắc kích thước < 1.0cm Lớp cũng có diện phân bố rộng trong toàn phạm vi trạm, chiều dày lớp chưa xác định được chính xác vì khoan đến độ sâu thiết kế lỗ khoan (35m) vẫn chưa dứt lớp (chiều dày

>25.9m) Kết qủa xuyên tiêu chuẩn SPT trong lỗ khoan máy cho trị số N thay đổi từ 12 –

22 búa

Trang 19

Tính chất cơ lý của đất nền

Tất cả các mẫu đất lấy trong các lỗ khoan đều đảm bảo đúng yêu cầu kỹ

thuật.Các mẫu nguyên dạng được lấy bằng dụng cụ chuyên dùng Công

tác thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý đất được thực hiện trong phòng theo quy

phạm của ngành Các mẫu đất nguyên dạng lấy trong lớp đất yếu được

mẫu đất nguyên dạng lấy trong các lớp đất tương đối tốt tiến hành thí

lý của các lớp đất xem ở bảng sau:

Chỉ tiêu cơ lý đất TBA 220/110kV TP Nhơn Trạch

16 Áp lực chịu tải tiêu chuẩn Ro (kG/cm2) 1.5 1.6 1.6

Ghi chú: Chỉ tiêu hệ số Cc, Cv của lớp 2 là chỉ tiêu cơ lý tham khảo giai

đoạn DAĐT

Trang 20

Địa chất thủy văn

Trong thời gian khảo sát địa chất vào tháng 3 và 4 năm 2010 khu vực trạm biến áp 220/110kV TP Nhơn Trạch và các đường dây đấu nối mực

hết độ sâu 8.0m không gặp nước ngầm Kết quả phân tích thành phần hóa học 1 mẫu nước lấy ở lỗ khoan KT09 cho thấy nước ngầm trong khu

(TCVN 3994 – 85)

II.4.3 Các hiện tượng địa chất vật lý, động đất, điện trở suất

II.4.3.1 Các hiện tượng địa chất vật lý, động đất

Trạm biến áp 220/110kV TP Nhơn Trạch và các đường dây 220-110kV đấu nối nằm trong khu vực có địa hình thấp, hiện tại các hoạt động địa

chất vật lý như xói mòn, sạt lở hầu như không xảy ra

Đo

điểm a=2 h=1 a=4 h=2 a=6 h=3 a=8 h=4 Vị trí

II.4.4 Điều kiện thủy văn công trình

II.4.4.1 Ðặc điểm chung

Khu vực TBA 220/110kV TP Nhơn Trạch và các đường dây đấu nối, nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa Đặc điểm cơ bản là: nền nhiệt

độ, độ ẩm cao và ít biến động Sự biến động của lượng mưa lớn, tốc độ

gió vừa, ảnh hưởng của bão không đáng kể

Trang 21

Trong năm, các yếu tố khí tượng phân thành 2 mùa rõ rệt:

Mùa khô dài từ tháng XI đến tháng IV năm sau, với nhiệt độ và lượng mưa thấp, chế độ thời tiết quy định bởi ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc Từ tháng II, dưới ảnh hưởng của

áp thấp cận xích đạo nhiệt độ không khí tăng dần

Mùa mưa kéo dài từ tháng V – X, chế độ thời tiết được quy định bởi sự thịnh hành của gió mùa Tây Nam, trong mùa này quan trắc được nhiệt độ và độ ẩm cao, lượng mưa chiếm 80 – 90% tổng lượng mưa trong năm Đầu mùa xuất hiện mưa rào nhiệt đới kèm theo dông sét, gió được tăng cường

Khi lập các thông số khí hậu thiết kế đã sử dụng các số liệu quan trắc tại trạm khí tượng Tân Sơn Hòa (1977-2008) do Đài KTTV khu vực Nam

Bộ, Phân viện KTTV&Môi trường Phía Nam cấp và các tài liệu sau:

Khí hậu Việt Nam - Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật

Số liệu khí hậu dùng trong thiết kế xây dựng (TCVN–4088–85) – NXB Xây dựng

Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế (TCVN–2737–1995) – NXB Xây dựng

Các báo cáo ĐD và TBA 110kV trở lên do các đơn vị trong Công ty CP TVXD Điện 2 lập trước đây

II.4.4.2 Các thông số khí hậu cơ bản

A gió Hướng gió thịnh hành:

Từ tháng XI - IV: Đông (E); Đông Bắc (NE)

Từ tháng V - X: Tây (W), Tây Nam (SW)

Tốc độ gió trung bình: 2.9 (m/s)

Tốc độ gió lớn nhất tính toán theo tài liệu quan trắc tốc độ gió lớn nhất tháng tại trạm khí tượng (1977-2008) ở độ cao cơ sở cách mặt đất 10m Phương pháp do Viện nghiên cứu năng lượng toàn liên bang Liên Xô (cũ)

đưa ra Kết qủa:

Chu kỳ lặp 1 lần trong 20 năm: Tại trạm Tân Sơn Hoà là 33,3m/s, tương ứng 62.4daN/m2 Chu kỳ lặp 1 lần trong 10 năm: Tại trạm Tân Sơn Hoà là 28m/s, tương ứng 45.5daN/m2

Tốc độ gió lớn nhất tính toán theo TCVN 2737 – 1995 ở độ cao cơ sở cách

mặt đất 10m:

Với chu kỳ lặp 1 lần trong 20 năm là 83daN/m2

Với chu kỳ lặp 1 lần trong 10 năm là 72daN/m2

Kiến nghị áp dụng thiết kế theo TCVN 2737-1995

Trang 22

Lượng mưa trung bình năm: 1926 mm

Lượng mưa ngày lớn nhất: 179 mm

Số ngày mưa trung bình: 158.8ngày

Tổng số giờ nắng trung bình năm: 2489 giờ

Phần lớn số giờ nắng nhiều nhất quan trắc được vào tháng 3 trong năm

Độ ẩm trung bình tương đối năm: 78.0%

Độ ẩm thấp nhất tương đối năm: 20.0%

D Sương mù, mây

Số ngày có sương mù trong năm: Không xuất hiện sương mù trong khu vực

Lượng mây tổng quan trung bình năm (phần mười bầu trời): 7.4 ngày

E Dông sét

Số ngày có dông trong năm: 67.5 ngày

Dông phần lớn là dông nhiệt, xuất hiện vào lúc nhiệt độ cao nhất, độ bất ổn của khí quyển mạnh mẽ nhất

Mật độ sét đánh khu vực có công trình: 13.7 (số lần/km2/năm)

F Bão và áp thấp nhiệt đới

Nhìn chung khu vực công trình ít chịu ảnh hưởng của bão và áp thấp

nhiệt đới

G Nhiễm bẩn khí quyển

Khu vực dự kiến xây dựng TBA 220/110kV TP Nhơn Trạch và các

đường dây đấu nối, không nằm gần các khu công nghiệp có nguồn gây

nhiễm bẩn Vì vậy kiến nghị:

Theo ảnh hưởng nhiễm bẩn đối với cách điện kiến nghị áp dụng thiết kế mức nhiễm bẩn cấp II

Theo ảnh hưởng ăn mòn của khí quyển đối với kết cấu kim loại kiến nghị áp dụng thiết kế

mức ăn mòn trên trung bình, vùng nhiệt đới - ẩm – Nhóm khí A

II.4.4.3 Điều kiện khí tượng công trình

Vị trí dự kiến xây dựng TBA 220/110kV TP Nhơn Trạch và các đường

không xẩy ra ngập lụt, hệ thống sông rạch trong khu vực chịu ảnh hưởng mạnh của thủy triều Biển Đông, đồng thời chịu ảnh hưởng của lượng nước thượng nguồn đổ về từ hệ thống sông Sài Gòn, Đồng Nai,

Sông Bé

Mực nước lũ thiết kế được tính toán theo tài liệu quan trắc mực nước tại trạm thủy văn Nhà Bè _ sông Nhà Bè (1981 – 2006) Kết qủa tính toán

đường tần suất mực nước lớn nhất như sau:

Trạm thủy văn Nhà Bè: n = 26; Hmax = 1.37; Cs = 1.72; Cv = 0.074

Trang 23

Tọa độ đường tần suất lý luận

Hp Nhà Bè (m) 1.78 1.71 1.65 1.56 1.51 Tuyệt đối

Từ kết quả tính toán tần suất mực nước lớn nhất và mực nước điều tra ở

Kiến nghị xây dựng cao độ mặt nền TBA bằng với cao độ mặt đường

nhựa trong khu vực trạm

Trang 24

CHƯƠNG III CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC ĐẤU NỐI VÀO HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA

III.1 CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

III.1.1 KHÁI QUÁT

Sơ đồ cấu trúc là sơ đồ thể hiện sự liên quan giữa các phần tử ở các cấp điện áp khác nhau Tùy theo yêu cầu thực tế của từng trạm biến áp mà có cấu trúc phù hợp

Đối với trạm biến áp, việc lựa chọn sơ đồ cấu trúc bao gồm chọn số lượng máy biến

áp, đề xuất phương án khả thi, phân tích ưu, khuyết điểm của từng phương án Loại bỏ những phương án không hợp lý và giữ lại những phương án khả thi Cuối cùng tính toán so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn ra một phương án duy nhất

Khi chọn sơ đồ cấu trúc của trạm cần phải dựa vào những yếu tố sau:

• Tổng sơ đồ phát triển hệ thống điện khu vực Miền Nam Việt Nam và sơ đồ cung cấp điện của khu vực xây dựng trạm

• Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho hộ tiêu thụ hay truyền tải công suất

III.2 CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ SỐ LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP

Sơ đồ cấu trúc của trạm 220kV Nhơn Trạch cũng phải có dạng đấu nối hợp lý với lưới điện 220kV (nguồn cung cấp) hiện hữu để đảm bảo kinh phí xây dựng đường dây đến trạm là ít nhất

Sơ đồ cấu trúc trạm 220kV Nhơn Trạch được chọn theo:

9 Số lượng và dung lượng máy biến áp

9 Đưa ra các phương án đấu nối khả thi

Từ những khái niệm trên đưa ra những phương án về sơ đồ cấu trúc như sau:

III.2.1 PHƯƠNG ÁN 1

Trước mắt, lắp 1 máy biến áp 220/110kV – AT3 250MVA (SđmB = 250MVA > Stải max năm = 124MVA), đến năm 2017 lắp thêm 1 máy biến áp 220/110kV – 250MVA.(2X250 MVA)

Trang 25

• Tuy nhiên, trạm biến áp Nhơn Trạch có thể lắp đặt một máy biến áp 220/110 kV –

250 MVA ở giai đoạn đầu vì khi trạm đấu nối vào hệ thống điện quốc gia sẽ là một nút trong mạch vòng kín nên nếu ở trạm xảy ra sự cố về máy biến áp thì máy biến

áp còn lại sẽ gánh công suất (1,4Sđmb = 350MVA) và trạm Tam Phước sẽ hỗ trợ một phần công suất cho trạm

Sơ đồ đấu nối trạm Nhơn Trạch vào hệ thống điện khu vực

Trang 26

III.2.2 PHƯƠNG ÁN 2

Lắp 2 máy biến áp 220/110kV – 125 MVA trong giai đoạn 1(2.SđmB = 2 125MVA >

Stải max năm = 124MVA), đến giai đoạn 2 (năm 2017) lắp đặt thêm 1 máy 220/110kv –

125 MVA( 3x125MVA), sau đó đến giai đoạn (năm 2019) lắp đặt thêm 1 máy 220/110kv – 125 MVA( 4x125MVA)

• Ưu điểm

9 Độ tin cậy cung cấp điện cao

9 Đủ công suất cung cấp cho phụ tải khi đưa vào vận hành và cả trong tương lai

9 Tổn thất điện năng và năng lượng thấp

• Nhược điểm

9 Chi phí xây dựng và vận hành cao

9 Chiếm nhiều diện tích

9 Sơ đồ phức tạp

• Nếu ở trạm xảy ra sự cố về một máy biến áp thì các máy biến áp còn lại sẽ gánh công suất (1,4.2.Sđmb = 350MVA) và trạm Tam Phước sẽ hỗ trợ một phần công suất cho trạm Khả năng xảy ra hai máy cùng xảy ra sự cố cùng lúc ra rất thấp và xem như

không xảy ra

III.3 ĐẤU NỐI TRẠM VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA

III.3.1 HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN 110-220KV KHU VỰC

Lưới 220kV

Đường dây:

- Đường dây 220kV đi nhà máy điện Nhơn Trạch: 02 mạch, dây ACSR-400

Trang 27

Trạm biến áp:

- TBA 220/110kV Cát Lái : Công suất 2x125MVA

- TBA 220/110kV Tam Phước : Công suất 125MVA

Lưới 110kV:

Đường dây:

- Đường dây 110kV Nhơn Trạch – Ông Kèo: 02 mạch, dây ACKP-240, dài 12km

- Đường dây 110kV Nhơn Trạch Tuy Hạ: 02 mạch, dây ACKP-240, dài 9,5km

Trạm biến áp:

- TBA 110/22kV Ông Kèo : Công suất 1x25MVA

- TBA 110/22/6kV Sunsteel : Công suất (25+40)MVA

III.3.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN

Từ vị trí TBA 220kV Nhơn Trạch và vị trí các TBA 110kV, 220kV trong khu vực, để cấp điện cho TBA 220kV Nhơn Trạch, đồng thời phù hợp với việc đấu nối xung quanh trạm, chọn phương án cấp điện như sau:

TBA 220kV Nhơn Trạch nhận điện bằng cách đấu nối chuyển tiếp trên đường dây 220kV từ Nhà máy điện Nhơn Trạch

Theo tính toán trào lưu công suất và khảo sát thực tế tuyến đường dây, phương án đảm bảo các điều kiện sau:

- Đáp ứng được yêu cầu truyền tải công suất

- Phù hợp với yêu cầu trước mắt và quy hoạch phát triển lâu dài của khu vực

- Khả thi về mặt tuyến đường dây

Trang 28

CHƯƠNG IV LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH

IV.1 KHÁI NIỆM CHUNG

Trong trạm biến áp các thiết bị và khí cụ điện được nối với nhau thành sơ đồ nối điện Yêu cầu của sơ đồ nối điện là làm việc đảm bảo, tin cậy, cấu tạo đơn giản, vận hành linh hoạt, kinh tế và an toàn cho con người

Tính đảm bảo của sơ đồ phụ thuộc vào vai trò quan trọng của phụ tải ( phụ tải loại 1,

2, hoặc 3) Nếu phụ tải loại 1 thì phải được cung cấp từ hai đường dây từ và từ hai nguồn độc lập, mỗi nguồn phải đảm bảo cung cấp đủ công suất khi một nguồn bị sự cố

và mở rộng trạm trong tương lai

Tính linh hoạt của sơ đồ thể hiện bởi khả năng thích ứng với nhiều trạng thái vận hành khác nhau

Tính kinh tế của sơ đồ được quyết định bởi hình thức thanh góp, số lượng và khí cụ dùng cho sơ đồ Hình thức thanh góp ảnh hưởng rất nhiều đến kết cấu thiết bị phân phối

Khi lựa chọn sơ đồ cần chú ý đến địa điểm của trạm là tăng áp hay giảm áp, các phương pháp hạn chế dòng ngắn mạch, và những vấn đề về độ tin cậy cung cấp điện

IV.2 CÁC DẠNG SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CƠ BẢN

Thanh góp là nơi nhận điện năng từ các nguồn cung cấp và phân phối cho các phụ tải.Đối với trạm 220/110kV thì thanh góp 220kV là nơi nhận điện từ các đường dây 220kV và cung cấp cho MBA.Thanh góp 110kV nhận điện từ MBA và cung cấp cho các phụ tải 110kV trong khu vực.Tất cả các nguồn đến và đi đều phải đặt máy cắt và dao cách ly

IV.2.1 SƠ ĐỒ MỘT HỆ THỐNG THANH GÓP

Sơ đồ 1 hệ thống thanh góp không phân đoạn có các ưu nhược điểm sau:

Trang 29

Hình 4-1.Sơ đồ một hệt hống thanh góp a) Không phân đoạn; b)phân đoạn bằng dao cách ly; c) phân đoạn bằng máy cắt

Ưu nhược điểm của hệ thống thanh góp có phân đoạn

Việc phân đoạn thanh góp sẽ tăng cường độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải Số phân

đoạn thường được xác định bằng số nguồn cung cấp, đa số trường hợp thì số phân

đoạn bằng số nguồn cung cấp.Số đường dây được phân phối giữa các phân đoạn sao

cho khi cắt 1 phân đoạn sẽ không dẫn đến ngừng làm việc của các hộ tiêu quan trọng

Do đó các hộ tiêu thụ quan trọng cần phải cung cấp từ 2 nguồn lấy từ hai phân đoạn

khác nhau

Trong điều kiện bình thường các phân đoạn có thể được nối với nhau hoặc độc

lập.Mỗi chế độ đều làm việc có những ưu nhược điểm riêng của nó.Khi các nguồn

cung cấp làm việc song song, thì chế độ vận hành của chúng kinh tế hơn nhưng nếu

xảy ra ngắn mạch 1 trong các phân đoạn thì tất cả các nguồn cung cấp bị cắt nên mất

điện toàn bộ.Ngược lại, khi các nguồn không làm việc song song với nhau, nếu có xảy

ra ngắn mạch ở phân đoạn nào thì chỉ mất điện các thiết bị nối với phân đoạn đó

Nhược điểm của sơ đồ 1 hệ thống thanh góp phân đoạn bằng máy cắt là khi có sự cố

hay sữa chữa phân đoạn các nguồn cung cấp và đường dây nối với phân đoạn đó phải

ngừng làm việc Khi sữa chữa máy cắt của 1 mạch nào đó , mạch đó tạm thời mất

điện

IV.2.2 SƠ ĐỒ MỘT HỆ THỐNG CÓ THANH GÓP ĐƯỜNG VÒNG

Sơ đồ này khắc phục được nhược điểm là sữa chữa máy cắt của mạch nào thì mạch đó

mất điện.Từ sơ đồ 1 hệ thống thanh góp ta đặt thêm 1 hệ thống thanh góp đường vòng

và máy cắt vòng (MCV).Hệ thống thanh góp đường vòng nối với mỗi mạch qua dao

cách ly vòng (CLV) và máy cắt vòng.Để sữa chữa bất kỳ máy cắt của đường dây mà

không gây mất điện bằng cách đưa vào vận hành MCV thay thế cho máy cắt đường

dây Khi hệ thống thanh góp làm việc được phân đoạn bằng máy cắt hay dao cách ly,

mỗi phân đoạn đặt 1 máy cắt vòng hoặc để tiết kiệm có thể đặt 1 máy cắt vòng dùng

chung cho cả 2 phân đoạn

Ngày nay hệ thống thanh góp đường vòng được ứng dụng rộng rãi trong thiết bị phân

phối điện áp từ 110kV trở lên

Trang 30

Hình 4-2.Sơ đồ hệ thống thanh góp có thanh góp đường vòng

IV.2.3 SƠ ĐỒ HAI HỆ THỐNG THANH GÓP

Mỗi nguồn cung cấp, mỗi phụ tải nối với thah góp qua một máy cắt và hai dao cách ly.Một hệ thống thanh góp làm viêc, một hệ thống thanh góp dự trữ.Các dao cách ly nối với thanh góp làm việc được đóng lại, các dao cách ly nối với thanh góp dự trữ được cắt ra.Sự liên lạc giữa hai thanh góp nhờ máy cắt nối (MCN)

Ưu điểm của hệ thống thanh góp là lần lượt sửa chữa từng thanh góp mà không có phụ tải nào mất điện, sửa chữa dao cách ly thanh góp của mạch nào thì chỉ mạch đó bị cắt điện, nhanh chóng phục hồi sự làm việc của thiết bị khi ngắn mạch trên hệ thống thanh góp làm việc, sửa chữa máy cắt của mạch bất kỳ mạch đó không phải ngừng làm việc lâu dài

Để sửa chữa thanh góp I đang làm việc cần phải chuyển đổi nguồn cung cấp và các đường dây nối với TG-I sang thanh góp TG-II Trước hết quan sát xem TG-II co bị ngắn mạch hay nối tắt gì hay không Nếu TG-II tốt thì đóng máy cắt nối (MCN), khi đó nếu xuất hiện ngắn mạch ở TG-II thì máy cắt nối sẽ tự động cắt dưới tác động của rơle của nó, các thiết bị nối với TG-I vẫn làm việc bình thường Nếu không tồn tại ngắn mạch trên TG-II thì máy cắt nối không bị cắt ra và TG-II có điện.Đóng tất cả các dây cách ly của nguồn cung cấp và đường dây nối với thanh góp dự trữ - II.Cắt tất cả dao cách ly nối với TG-I Sau cùng cắt máy cắt nối và hai dao cách ly của nó; thanh góp TG-I mất điện, thực hiện các biện pháp an toàn và tiến hành sửa chữa

Sửa chữa bất kỳ dao cách ly thanh góp nào cũng phải tiến hành các thao tác như sửa chữa thanh góp và dao cách ly thanh góp cần sửa chữa cần phải ngừng làm việc

Muốn sửa chữa máy cắt đường dây.Trước tiên cũng phải kiểm tra thanh góp dự trữ TG-II bằng cách đóng máy cắt nối.Nếu thanh góp dự trữ tốt thì ta cắt máy cắt nối ra Cắt máy cắt đường dây, cắt dao cách ly đường dây đó và dao cách ly thanh góp của

Trang 31

nó; thực hiện các biện pháp an toàn tháo gỡ đầu dây nối hai bên máy cắt và nối tắt

máy cắt lại Sau đó đóng dao cách ly đường dây và dao cách ly thanh góp của đường

dây vào thanh góp dự trữ TG-II.Cuối cùng đóng máy cắt nối, kết quả là đường dây có

điện, máy cắt đường dây được thay thế bằng máy cắt nối khi làm việc

Nhược điểm của sơ đồ hai hệ thống thanh góp là dùng dao cách ly đóng cắt các mạch

điện dòng song song.Nếu thao tác nhầm lẫn, ví dụ như cắt dao cách ly trước khi cắt

máy cắt sẽ gây ra phóng hồ quang và cháy nổ thiết bị.Mặt khác nếu không phân đoạn

thanh góp thì khi sự cố gây mất điện toàn bộ phụ tải.Khắc phục bằng cách cho vận

hành hai thanh góp làm việc song song, khi đó máy cắt nối đóng vai trò như máy cắt

phân đoạn

Hai hệ thống thanh góp dùng nhiều cho các trạm có điện áp cao từ 35kV trở lên.Dùng

sơ đồ này sẽ tốn nhiều dao cách ly, bố trí thiết bị phức tạp

Giả sử máy cắt 2 cần sửa chữa và ta tiến hành như Hình 4-3.b Sau khi thay thế máy

cắt 2 bằng máy cắt nối ta có chiều chuyền công suất là các đường đứt nét

Hình 4-3: Sơ đồ hệ thống hai thanh cái góp

IV.2.4.SƠ ĐỒ HAI HỆ THỐNG THANH GÓP ĐƯỜNG VÒNG

Sơ đồ hai hệ thống thanh góp có thanh góp đường vòng khắc phục được nhược điểm

của sơ đồ hai hệ thống thanh góp

Sửa chữa máy cắt của phụ tải bất kỳ vẫn không gây mất điện dù chỉ trong thời gian

thao tác.Ngoài máy cắt liên lạc giữa hai thanh góp chính còn có máy cắt vòng nối

thanh góp đường vòng với hai thanh góp chính

Trang 32

Hình 4-4: Sơ đồ hai hệ thống thanh góp có thanh góp đường vòng

Sơ đồ hai hệ thống thanh góp có thanh góp đường vòng đảm bảo tính liên tục cung cấp hơn nhưng tốn nhiều dao cách ly hơn.Sơ đồ này áp dụng rộng rãi cho trạm có điện áp

Sơ đồ này làm việc rất đảm bảo nhưng vốn đầu tư lớn vì số lượng máy cắt bằng hai lần

số mạch.Sơ đồ được áp dụng cho trạm từ 220kV trở lên

IV.2.6.SƠ ĐỒ HAI HỆ THỐNG THANH GÓP CÓ BA MÁY CẮT TRÊN MẠCH-

SƠ ĐỒ MỘT RƯỠI

Trong điều kiện làm việc bình thường tất cả máy cắt đều đóng và hai hệ thống thanh góp làm việc.Khi ngắn mạch trên mạch nào thì chỉ mạch đó mất điện Khi ngắn mạch trên thanh góp hoặc sữa chữa thanh góp, máy cắt bất kỳ không mạch nào mất điện Tính đảm bảo cao giống như sơ đồ hai hệ thống thanh góp có hai máy cắt trên một mạch, nhưng số lượng máy cắt ít hơn

IV.2.7 SƠ ĐỒ ĐA GIÁC

Thanh góp được ghép thành vòng kín, giữa hai máy cắt phân đoạn chỉ có một mạch và trên các mạch không có máy cắt bảo vệ riêng.Khi sữa chữa máy cắt bất kỳ thì không

có mạch nào mất điện.Tính đảm bảo cung cấp điện cao; nhưng sơ đồ này rẻ tiền vì số lượng máy cắt chỉ bằng số mạch

Trang 33

Tuy nhiên nhược điểm của sơ đồ này là khi sữa chữa máy cắt, dao cách ly thanh góp thì đa giác bị hở.Khi đó nếu xảy ra ngắn mạch ở mạch khác không gần kề với nó thì đa giác có thể bị tách ra làm hai phần, vì vậy dẫn đến một số đường dây hay máy biến áp

bị mất điện Các khí cụ điện phải chọn theo dòng điện cực đại đi qua nó khi đa giác bị

hở

Dòng điện này lớn hơn dòng điện làm việc qua khí cụ điện khi đa giác kín rất nhiều, vì vậy phải chọn khí cụ điện có dòng điện định mức lớn.Cấu tạo thiết bị phân phối của sơ

đồ đa giác phức tạp và bảo vệ rơle cho các đường dây, máy biến áp khó khăn hơn

IV.2.3 SƠ ĐỒ CẦU

Đặc điểm của sơ đồ cầu là số máy cắt ít hơn số mạch nhưng tính đảm bảo vẫn không kém.Sơ đồ cầu được áp dụng khi có bốn mạch

Sơ đồ cầu có máy cắt ở phía máy biến áp

Trong sơ đồ này về phía dây không có máy cắt mà chỉ có dao cách ly Khi sữa chữa máy cắt hay một sự cố máy biến áp hai đường dây vẫn làm việc bình thường Ngược lại khi sữa chữa một đường dây, một máy biến áp tạm thời bị mất điện.Sơ đồ này được tích hợp với trạm có phụ tải biến đổi liên tục với độ chênh lệch lớn và phải đóng, cắt máy biến áp thường xuyên

Sơ đồ cầu có máy cắt ở phía đường dây

Trong sơ đồ này về phía cao áp của máy biến áp không đặt máy cắt Sơ đò này thích hợp cho các trạm biến áp ít phải đóng cắt thường xuyên và chiều dài đường dây lớn

Sơ đồ cầu mở rộng

Dùng cho cả trường hợp có năm mạch; hai máy biến áp và ba đường dây hoặc hai đường dây và ba máy biến áp.Sơ đồ này có thể phát triển thành sơ đồ hệ thống một thanh góp

IV.3 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THANH GÓP CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110 NHƠN TRẠCH

Trạm biến áp 220/110 kV Nhơn Trạch nhận nguồn từ đường dây phía 220kV của nhà máy điện Nhơn Trạch, có hai lộ vào (trong giai đoạn 1) và 4 lộ vào (trong giai đoạn 2) được cung cấp từ nhiều nguồn Phía 110kV có khoảng 10 lộ ra cung cấp cho nhiều phụ tải đòi hỏi độ cung cấp điện ổn định nhưng đồng thời cũng phải đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật

Như vậy, qua sự so sánh các sơ đồ nối điện chính ở trên Do đặc điểm của sơ đồ hệ thống hai thanh góp có tính kinh tế và tính đảm bảo cung cấp điện cao, thuận lợi trong chế độ vận hành, đồng thời phù hợp với đặc điểm của trạm kế nên ta quyết định chọn

sơ đồ hai hệ thống thanh góp làm sơ đồ nối điện chính của trạm biến áp 220/110kV Nhơn Trạch ở cả hai cấp điện áp 220kV và 110kV

Trang 34

CHƯƠNG V CHỌN MÁY BIẾN ÁP TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA MÁY BIẾN ÁP

V.1 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP:

Trong chương III ta đã chọn sơ đồ nối điện chính ở phương án 1 và phương án 2 Hai phương án này được chọn làm phương án thiết kế Trạm biến áp 220/110kV Ta sẽ chọn số lượng và công suất các máy biến áp có thể lắp đặt cho trạm

V.1.1 PHƯƠNG ÁN 1:

* Giai đoạn 1: từ năm 2011 đến 2016 (1x250 MVA)

Điều kiện chọn SđmB>= Stải max=124 MVA

Nên :Lắp đặt một máy biến áp tự ngẫu 220/110kV – 250MVA có các thông số sau:

• Đơn giá: 2.574.799 USD

*Giai đoạn 2: từ 2017 đến 2020 (2x250 MVA)

Lắp đặt thêm một máy biến áp tự ngẫu 220/110kV – 250MVA có các thông số kĩ thuật giống máy biến áp đã lắp ở giai đoạn 1

Điều kiện: quá tải sự cố, 2 máy bình thường vận hành song song, khi hỏng 1 máy biến áp, máy còn lại được phép quá tải Kqt.SđmB trong 6 giờ liên tục

V.1.2 PHƯƠNG ÁN 2:

* Giai đoạn 1: từ năm 2011 đến 2016 (2x125MVA)

Lắp 2 máy biến áp tự ngẫu 220/110 – 125MVA có các thông số kĩ thuật sau:

• Cấp điện áp: 230/115/22kV – 3 pha

• Phía cao áp có 8 nấc chỉnh điện áp: 225 ± 8 x 1,25% kV

• Điện áp ngắn mạch:

Trang 35

• Đơn giá: 2x 1.514.587 USD = 3.029175 USD

Lắp 1 máy biến áp tự ngẫu 220/110kV – 125MVA có các thông số kĩ thuật giống máy biến áp đã lắp đặt ở phương án 1

V.2 TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA MÁY BIẾN ÁP

V.2.1 MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU:

Để xác định được tổn thất trong máy biến áp, ta phải xác định được tổn thất trong từng cuộn dây ứng với phụ tải trong lưới điện

Tổn thấy trong các cuộn dây điện áp cao, trung, hạ của MBA tự ngẫu:

α : Hệ số có lợi của MBA tự ngẫu: α

Vì số liệu nhà sản xuất chỉ cho tổn thất ngắn mạch ∆PN (KW) Do đó, để tính được công suất định mức cho từng cuộn dây, ta tính:

∆PN = ∆PN C-T = ∆PN C-H = ∆PN T-H

Do đó: ∆PNC = ∆PNT = ∆PNH = ∆PN/2

Công thức tính tổn thất điện năng:

] Với: n: số lượng máy biến áp

Trang 36

SiC, SiT, SiH : công suất của các cuộn cao, trung, hạ ứng với thời gian ti

Do khi thiết kế trạm biến áp Nhơn Trạch, công suất lấy ở cuộn hạ của máy biến áp tự

ngẫu chỉ dụng cho tự dung của trạm Nên có thể coi rằng công suất truyền từ cuộn cao

qua cuộn trung là 100%

∆ ( 2

i

dm

S S

∆A = 2530,8907 kWh

Trang 37

Tổn thất điện năng trong năm 2011: ∆Anăm = ∆Angàyx365

⇒∆Anăm = 923775,11 kWh Tổn thất điện năng trong 1 ngày năm 2012:

∆Angày = 1x38x24 + 3202

250 (103,95

2x4 + 127,432x4 + 132,652x4 + 96,382 + 141,532x3 + 1422x2 + 134,302x4 + 127,082x2)

∆Angày = 2922,69598 kWh

∆Angày = 1x38x24 + 3202

250 (122,25

2x4 + 149,872x4 + 136,012x4 + 113,352 + 166,462x3 + 1672x2 + 157,942x4 + 149,462x2)

∆Angày = 3693,1357 kWh

∆Angày = 1x38x24 + 3202

250 (130,89

2x4 + 123,582x4 + 170,332x4 + 1782 + 176,132x3 + 174,872x2 + 165,722x4 + 156,152x2)

∆Angày = 3933,7858 kWh

∆Angày = 1x38x24 + 3202

250 (146,33

2x4 + 138,172x4 + 190,432x4 + 1992 + 196,912x3 + 195,52x2 + 185,272x4 + 174,572x2)

∆Angày = 4688,9186 kWh

⇒∆Anăm = 1711455,3 kWh

Trang 38

Tổn thất điện năng trong 1 ngày năm 2016:

∆Angày = 1x38x24 + 3202

250 (175,01

2x4 + 165,242x4 + 227,752x4 + 2382 + 235,52x3 + 233,822x2 + 221,592x4 + 208,782x2)

∆Angày = 6314,4515 kWh

⇒∆Anăm = 2304774,79 kWh

• Giai đoạn 2: Lắp thêm 1 máy biến áp tự ngẫu 220/110kV – 250 MVA có cùng

thông số kỹ thuật như đã lắp đặt ở giai đoạn 1( 2x250MVA)

∆Angày = 5724,6603 kWh

Trang 39

⇒∆Anăm = 3600233 kWh Tổn thất điện năng trong 1 ngày năm 2020:

∆Angày = 5406,4848 kWh

∆Angày = 2x48x24 + 320 2

2 125× (103,95

2x4 + 127,432x4 + 132,652x4 + 96,382 + 141,532x3 + 1422x2 + 134,302x4 + 127,082x2)

∆Angày = 6325,3919 kWh

⇒∆Anăm = 2308768,06 kWh

Trang 40

Tổn thất điện năng trong 1 ngày năm 2013:

∆Angày = 2x48x24 + 320 2

2 125× (122,25

2x4 + 149,872x4 + 136,012x4 + 113,352 + 166,462x3 + 1672x2 + 157,942x4 + 149,462x2)

∆Angày = 7866,1692 kWh

∆Angày = 2x48x24 + 320 2

2 125× (130,89

2x4 + 123,582x4 + 170,332x4 + 1782 + 176,132x3 + 174,872x2 + 165,722x4 + 156,152x2)

∆Angày = 8346,9273 kWh

∆Angày = 2x48x24 + 320 2

2 125× (146,33

2x4 + 138,172x4 + 190,432x4 + 1992 + 196,912x3 + 195,52x2 + 185,272x4 + 174,572x2)

∆Angày = 9857,8372 kWh

∆Angày = 2x48x24 + 320 2

2 125× (175,01

2x4 + 165,242x4 + 227,752x4 + 2382 + 235,52x3 + 233,822x2 + 221,592x4 + 208,782x2)

∆Angày = 13108,903 kWh

⇒∆Anăm = 4784749,58 kWh

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	4,32 MB