luận văn kỹ thuật điện, điện tử thiết kế trạm biến áp 220kv - 110kv - 20kv - bùi văn cường

Nhà máy điện và trạm biến áp là các phần tử quan trọng trong hệ thống điện có thể cung cấp điện năng cho phụ tải ở một nơi khác xa hơn, khoảng cách xa đó nhiều cây số..  Theo địa dư : C

Trang 1

PHẦN I TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT

BỊ CHÍNH

Trang 2

Chương Mở đầu GIỚI THIỆU NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ

TRẠM BIẾN ÁP

I.GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP:

Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện

Nhà máy điện và trạm biến áp là các phần tử quan trọng trong hệ thống điện có thể cung cấp điện năng cho phụ tải ở một nơi khác xa hơn, khoảng cách xa đó nhiều cây số Sự chọn lựa một trung tâm phát điện liên quan đến nhiều vấn đề như cần một số vốn đầu tư ban đầu lớn, phí tổn hao khai thác nhiều hay ít, và vị trí cần thiết kế lắp đặt ở xa nơi công chúng để tránh gây bụi bậm và ồn ào Do đó ở hầu hết mọi nơi điện năng được truyền tải, chuyên chở từ một nơi nào đó (nhà máy phát điện) đến nơi tiêu thụ Sự truyền tải điện năng đi xa sẽ nãy sinh ra nhiều vấn đề, nhất là chi phí cho hệ thống các truyền tải điện và tổn hao điện năng Phương pháp hữu hiệu nhất để giảm đi chi phí này là bằng cách nâng mức điện áp lên cao, khi đó tiết diện dây cáp và tổn hao điện năng truyền tải giảm đáng kể Tuy nhiên mức điện áp chỉ nâng đến một cấp nào đó để phù hợp vơí vấn đề cách điện và an toàn Hiện nay nước ta đã nâng mức điện áp lên đến 500((kV)) để tạo thành một hệ thống điện hoàn hảo vận hành từ năm 1994 đến nay

Chính vì lẽ đó trạm biến áp thực hiện nhiệm vụ chính là nâng điện áp lên cao khi truyền tải, rồi những trung tâm tiếp nhận điện năng (cũng là trạm biến áp) có nhiệm vụ hạ mức điện áp xuống để phù hợp với nhu cầu Trạm biến áp có thể phân loại theo điện áp và địa dư

 Theo cấp điện áp : Như đã trình bày thì có trạm tăng áp, trạm hạ áp và trạm trung gian

 Theo địa dư : Có trạm biến áp khu vực (từ điện áp của mạng điện khu vực hay mang điện chính của hệ thống khu vực hay mạng điện chính của hệ thống thường là các trạm 110((kV)), 220((kV)), 500((kV)),…, nó chủ yếu cung cấp điện cho khu vực rộng lớn bao gồm các thành phố, các khu công nghiệp…), trạm biến áp địa phương Nhiệm vụ của trạm : Đuợc giao trong khuôn khổ đề tài luận án tốt

nghiệp là : thiết kế trạm biến áp trung gian cấp 220/110/20 kv với các số

Trang 3

liệu được ghi trong bản nhiệm vụ thiết kế Phụ tải được cho là khu vực thành phố , công nghiệp, phụ tải địa phương là khu dân cư

II.Phân tích nguồn cung cấp điện:

Trong thiết kế môn học thường chỉ cho một nhà mày điện cung cấp điện cho các phụ tải trong vùng và chỉ yêu cầu thiết kế từ thanh góp cao áp của trạm tăng áp của nhà máy điện trở đi nên cũng không cần phân tích nguồn điện Tuy nhiên, nguồn đó có thể là lưới điện quốc gia mà mạng điện sắp được thiết kế được cung cấp từ thanh góp của hệ thống, nhà máy nhiệt điện, nhà máy thủy điện…

Nguồn điện được giả thiết cung cấp đủ công suất tác dụng theo nhu cầu của phụ tải với một hệ số công suất qui định Điều này cho thấy nguồn có thể không cung cấp đủ yêu cầu về công suất kháng và việc đảm bảo nhu cầu điện năng phản kháng có thể thực hiện trong quá trình thiết kế bằng cách bù công suất kháng tại các phụ tải mà không cần phải tất cả đi từ nguồn

Trong giới hạn Luận văn tốt nghiệp này xét nguồn chủ yếu là hai nhà máy thủy điện Trị An và Đa Nhim cung cấp cho phụ tải của trạm, gồm các quận huyện, các khu dân cư và khu công nghiệp Hai nguồn được liên kết lại với nhau đảm bảo cung cấp điện liên tục

III.Phân tích phụ tải:

Phụ tải điện là số liệu ban đầu để giải quyết những vấn đề tổng hợp kinh tế kỹ thuật phức tạp khi thiết kế mạng điện Xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên khi thiết kế hệ thống nhằm mục đích vạch ra sơ đồ, lựa chọn và kiểm tra các phần tử của mạng điện như máy phát, đường dây, máy biến áp và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Vì thế, công tác phân tích phụ tải chiếm một vị trí hết sức quan trọng cần được thực hiện một cách chu đáo

Số liệu các phụ tải trong Luận Văn Tốt Nghiệp gồm : 16 phụ tải ứng với công suất lúc cực đại và cực tiểu, hệ số công suất và yêu cầu cung cấp điện

Các phụ tải gồm có :

2phụ tải cấp điện áp 220KV có công suất Smax = 75MVA

4 phụ tải cấp điện áp 110KV có công suất Smax = 100MVA

10 phụ tải cấp điện áp 20KV có công suất Smax = 50MVA

Hệ sốcông suất của các cấp điện áp là cos  =0,8

Trang 4

Chương I

TÍNH TOÁN LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN

CHÍNH

 XÁC ĐỊNH NHU CẦU PHỤ TẢI

I.Cân Bằng Công Suất

Khi thiết kế trạm biến áp nhất thiết phải xét đến khi cung cấp công suất của hệ thống TBA không thể đảm bảo chất lượng điện năng và tính liên tục cung cấp, khi công suất của hệ thống đưa đến trạm nhỏ hơn công suất phụ tải của trạm Vì vậy việc cân bằng công suất là cần thiết khi thiết kế

II.Đồ Thị Phụ Tải

 Smax= Pmax/ cos Smax = 75 MVA

Qmax = Pmax tg = 60 x 0.75 = 45 MVAR

Bảng phân bố công suất theo thời gian

Đồ thị phụ tải :

Công suất Thời gian

P (MW) Q

(MVAR) S (MVA) 0->6 42 31.5 52.5 6->12 48 36 60 12->14 54 40.5 67.5 14->16 60 45 75 16->18 48 36 60 18->24 42 31.5 52.5

t (giờ)

Trang 5

2.Phụ tải khu công nghiệp (cấp 110 KV)

Uđm = 110 KV

Pmax = 80 MW, cos = 0.8  tg = 0.75

 Smax= Pmax/ cos, Smax = 100 MVA

Qmax = Pmax tg = 80 x 0,s75 = 60 MVAR

P (MW) Q

(MVAR) S (MVA)

6->14 64 48 80 14->20 80 60 100 20->24 56 42 70

Đồ thị phụ tải

3.Phụ tải khu dân cư (cấp 20 KV)

Uđm = 20 KV

Pmax = 40 MW, cos = 0.8  tg = 0.75

 Smax= Pmax/ cos, Smax = 50 MVA

Qmax = Pmax tg =40 x 0,75 = 30 MVAR

Trang 6

Đồ thị phụ tải:

4.Đồ thị phụ tải tổng của trạm

Công suất lớn nhất của trạm

SmaxT =150 MVA

Cos của trạm

KDC KCN KDC KDC KCN KCN S S Cos S Cos S Cos       

8 , 0 50 100 8 , 0 50 8 , 0 100 Cos       tg=0,75 Công suất Thời gian P (MVA) Q (MVAR) S (MVA) 0->6 20 15 25 6->12 28 21 35 12->14 24 18 30 14->18 28 21 35 18->22 40 30 50 22->24 20 15 25 0 4 6 8 12 14 16 18 20 22 24 t(giờ)

25 50 35 30 S (MVA) 50

35

25

Trang 7

Bảng phân bố công suất tổng của trạm

Đồ thị phụ tải tổng của trạm

III.Chọn Sơ Đồ Cấu Trúc

Trong thiết kế nhà máy điện trạm biến áp Ơû đây đưa ra ít nhất là 2

phương án về sơ đồ cấu trúc Từ đó so sánh 2 phương án về kinh tế kỹ thuật

tổn thất và cuối cùng phương án nào tối ưu nhất là phương án đó được chọn

Sơ đồ cấu trúc là sơ đồ chỉ mối quan hệ giữa nguồn phụ tải hay giữa các

trạm biến áp với nhau Một sơ đồ cấu trúc được gọi là tối ưu khi nó đạt các

chỉ tiêu sau:

+Làm việc bảo đamû tin cậy

+Tính kinh tế cao

+Cấu tạo đơn giản vận hành linh hoạt

+Có thể thực thi

P (MVA) Q

(MVAR) S (MVA)

6->12 92 69 115 12->14 88 66 110 14->18 108 81 135 18->20 120 90 150 20->22 96 72 120 22->24 76 57 95

Trang 8

+Có thể phát triển trong tương lai

Với trạm biến áp 3 cấp 220/110/20KV chế độ trung tính của trạm nối đất trực tiếp nên quyết định chọn máy biến áp từ ngẫu là máy biến áp chính của trạm

Bởi vì máy biến áp từ ngẫu luôn lợi về mặt kinh tế hơn so với các loại MBA khác Và chọn sơ đồ nối điện là sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn

Ơû đây đưa ra 2 phương án nối dây được coi là tối ưu về vận hành và kỹ thuật

Trang 9

IV.Sơ Đồ Nối Điện Chính Của Các Phương Aùn

1.Sơ đồ nối điện chính cho phương án 1

20KV

110KV 220KV

B 2

B 1

Trang 10

2.Sơ đồ cho phương án 2

Trang 11

 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Sơ đồ nối điện chính của phương án 1

20KV

110KV 220KV

B 2

B 1

Trang 12

1.Chọn công suất MBA cho phương án 1

Theo sơ đồ đã chọn 2 MBA B1,B2 làm việc song song và đặt ngoài

trời Hai máy có công suất

Trạm gồm 3 cấp điện áp 220/110/20 KV có công suất lớn nhất là

150MVA

MBA được chọn là loại MBA từ ngẫu

Công suất MBA được chọn theo các điều kiện sau

1,4.Sđm  Smax

4 , 1

150 4

, 1

Smax



Bảng phân bố công suất tổng của trạm

Đồ thị phụ tải tổng

P (MVA) Q

(MVAR) S (MVA)

6->12 92 69 115 12->14 88 66 110 14->18 108 81 135 18->20 120 90 150 20->22 96 72 120 22->24 76 57 95

Trang 13

Đồ thị phụ tải 2 bậc như sau

Theo sơ đồ ta đã chọn 2 MBA B1, B2 làm việc song song đặt ngoài trời 2 máy cùng công suất

- Trạm gồm 3 cấp điện áp 220/110/20 KV có công suất I là 150 MVA

- MBA được chọn là loại MBA từ ngẫu

- Vậy công suất MBA được chọn theo các điều kiện sau

Công suất của MBA 1,4 Sđm  Smax

MVA 107 4 , 1

150 4

, 1

S

đm   

Vậy 2 MBA được chọn có công suất định mức là Sđm = 125 MVA do Nga chế tạo Có mã hiệu ATДЦTH hệ thống làm mát đối lưu cưỡng bức dầu và bộ phận làm lạnh được đặt sẵn trong thùng có quạt

+ Ở chế độ làm việc bình thường

Công suất phụ tải đẳng trị 10 giờ trước quá tải

MVA 3 , 110 10

2 110 6 115 2 95 S

2 2

2 1

125

110,3

100

75

50

25

Trang 14

Công suất phụ tải đẳng trị trong thời gian quá tải (6 giờ)

MVA1406

2.1504.135t

tSS

2 2

i i 2 i 2

3 , 110 S

S k

đmB

1 đt

1    Hệ số quá tải bậc 2

12 , 1 125

140 S

S k

đmB

2 đt

2   Với hệ thống làm mát ДЦ suy ra  = 2,5 Với  là hằng số thời gian phát nóng

Nhiệt độ đẳng trị ở đây được tính theo công thức

Độ hủy hoại trong một năm

T

1T

0 6 98 Vkk

125

110,3

100

75

50

25

Trang 15

6 98 Vkk

6 7 V 6 6 V 6 5 V 6 4 V 6 3 V 6 2 V 6 1 V

e e e e e

e e e e e e e 12 1

với:

Vkk :là nhiệt độ môi trường xung quanh

V1 -> V12: là nhiệt độ của 12 tháng trong năm

Bảng nhiệt độ từng tháng trong năm

Thay vào công thức :

12 1 e

e e e e e

e

12

1

6 1 , 26 6 7 , 26 6 8 , 26 6 1 , 27 6 1 , 27 6

5

,

27

6 3 , 28 6 3 , 28 6 9 , 28 6 9 , 27 6 7 , 26 6

557 , 4 6

98 Vkk

32 , 95 ln 6

98 Vkk

Từ đó suy ra Vđt =27,30C, MBA loại ATДЦTH với hệ thống làm mát

ДЦ hằng số thời gian  = 2,5 ,tqt = 6 giờ tra đường cong số 27 tìm được

K2cp = 1,33 >K2 như vậy MBA này cho phép làm việc với đồ thị phụ tải đã cho

Ở chế độ sự cố 1 MBA

Theo đồ thị phụ tải thì thời gian quá tải là 6 giờ Do đó khi bị sự cố 1 MBA thì một MBA còn lại vẫn có thể tải với

MVA1406

2.1504.135t

tSS

2 2

i i 2 i 2

2.1106.1152.95S

2 2

2 1

T 1 25,8 T 2 26,7 T 3 27,9 T 4 28,9

T 5 28,3 T6 28,3 T 7 27,5 T 8 27,1

T 9 27,1 T10 26,8 T 11 26,7 T 12 26,1

Trang 16

Khi 1 MBA bị sự cố thì công suất của MBA còn lại có thể làm việc ở chế độ quá tải sự cố là:

Kqt sc .Sđm>Smax 1,4.125=175 > Smax =150 MVA Và thời gian quá tải sự cố cho phép là không quá 6 giờ 1 ngày đêm trong 5 ngày đêm

Kiểm tra

93,088,0150

3,110S

S

đmB

1

đt   Vậy MBA ở trên đã thỏa các điều kiện nên MBA có SđmB=125 MVA được chọn Giá 2 300 000 USD

Trang 17

2 CHỌN CÔNG SUẤT MBA CHO PHƯƠNG ÁN 2

Sơ Đồ Nối Điện Chính Của Phương Aùn 2

Trang 18

A Chọn công suất MBA B1 và B2

Tương tự như ở phương án 1 Hai MBA này cũng làm việc song song và đặt ngoài trời có công suất được chọn theo

1,4 Sđm  Smax

MVA 107 4 , 1

150 4

, 1

S

đm   

Vậy 2 MBA được chọn có công suất định mức là Sđm = 125 MVA do Nga chế tạo Có mã hiệu ATДЦTH hệ thống làm mát đối lưu cưỡng bức dầu và bộ phận làm lạnh được đặt sẵn trong thùng có quạt

Ở chế độ làm việc bình thường

MVA 3 , 110 10

2 110 6 115 2 95 S

2 2

2 1

MVA 140 6

2 150 4 135 t

t S S

2 2

i i 2 i 2



Đồ thị phụ tải 2 bậc

Hệ số quá tải bậc 1

93 , 0 88 , 0 125

3 , 110 S

S k

đmB

1 đt

125

110,3

100

75

50

25

Trang 19

12 , 1 125

140 S

S k

đmB

2 đt

2   Với hệ thống làm mát ДЦ suy ra  = 2,5 với  là hằng số thời gian phát nóng

Nhiệt độ đẳng trị ở đây được tính theo công thức

Độ hủy hoại trong một năm

T

1 T

0 6 98 Vkk





6 98 Vkk

6 7 V 6 6 V 6 5 V 6 4 V 6 3 V 6 2 V 6 1 V

e e e e e

e e e e e e e 12 1

với

Vkk :là nhiệt độ môi trường xung quanh

V1 -> V12: là nhiệt độ của 12 tháng trong năm

Bảng nhiệt độ từng tháng trong năm

Thay vào công thức :

e e e e e

e e e e e e 12

1

6 1 , 26 6 7 , 26 6 8 , 26 6 1 , 27 6 1 , 27 6 5 , 27

6 3 , 28 6 3 , 28 6 9 , 28 6 9 , 27 6 7 , 26 6 8 , 25

557 , 4 6

98 Vkk

32 , 95 ln 6

98 Vkk

Từ đó suy ra Vđt =27,30C, MBA loại ATДЦTH với hệ thống làm mát

ДЦ hằng số thời gian  = 2,5 ,tqt = 6 giờ

Tra đường cong số 27 tìm được K2cp=1,33 >K2 như vậy MBA cho phép làm việc với đồ thị phụ tải đã cho

T 1 25,8 T 2 26,7 T 3 27,9 T 4 28,9

T 5 28,3 T6 28,3 T 7 27,5 T 8 27,1

T 9 27,1 T10 26,8 T 11 26,7 T 12 26,1

Trang 20

Theo đồ thị phụ tải thì thời gian quá tải là 6 giờ Do đó khi bị sự cố 1 MBA thì một MBA còn lại vẫn có thể tải với

MVA1406

2.1504.135t

tSS

2 2

i i 2 i 2

2.1106.1152.95S

2 2

2 1

3,110S

S

đmB

1

đt   Vậy MBA ở trên đã thỏa các điều kiện nên MBA có SđmB=125 MVA được chọn với các thông số như sau

Giá 2 300 000 USD

B Công Suất Của 2 Máy B3 Và B4

2 MBA làm việc song song đặt ngoài trời 2 MBA là loại MBA 2 cuộn dây

Điện áp định mức 110/20 KV

Công suất lớn nhất của 2 máy là Smax = 50 MVA

Công suất MBA được chọn như sau

1,4 SđmB  Smax

MVA 7 , 35 4 , 1

50 4 , 1

S

đmB   

Chọn máy có công suất SđmB =40 MVA

Trang 21

Ở chế độ làm việc bình thường

Đồ thị phụ tải

MVA 34 10

2 30 8 35 S

2 2

1

đt    Công suất phụ tải đẳng trị trong thời gian quá tải (4 giờ)

MVA 50 4

4 50 t

t S S

2 i

i 2 i 2



93 , 0 85 , 0 40

34 S

S k

đmB

1 đt

1     Hệ số quá tải bậc 2

25 , 1 40

50 S

S k

đmB

2 đt

2   

Theo đồ thị phụ tải thì ta thấy thời gian quá tải là 4 giờ Do đó khi bị

sự cố 1 MBA thì một MBA còn lại vẫn có thể tải với

MVA 50

Sđt2  Công suất phụ tải đẳng trị 10 giờ trước quá tải

MVA 34

Sđt1  Khi 1 MBA bị sự cố thì công suất của MBA còn lại có thể làm việc ở

chế độ quá tải sự cố là:

Kqt sc .Sđm>Smax 1,4.40=56 > Smax =50 MVA

Và thời gian quá tải sự cố cho phép là không quá 4 giờ 1 ngày đêm S đmB 0 4 6 8 12 14 16 18 20 22 24 t(giờ)

25 50 35 30 S (MVA) 50

40

35

25

Trang 22

Kiểm tra

40

34S

S

đmB

1 đt





Vậy MBA ở trên đã thỏa các điều kiện nên ta chọn MBA có SđmB=40 MVA Có mã hiệu TДH

Giá 1 200 000 USD

Bảng liệt kê các thông số của MBA

Điện áp (KV) UN% Tổn thất (KW) Giá

1 2 125 230 121 38,5 11 31 19 0,5 85 290 235 230

2 125 230 121 38,5 11 31 19 0,5 85 290 235

2

2 40 110 22 10,4 0,65 42 175

Mã hiệu Phương án 1 ATДЦTH

Mã hiệu Phương án 2 TДЦ

TДH

Trang 23

 TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

1 Tổn thất điện năng cho phương án 1:

Tổn thất điện năng của trạm được tính theo công thức

Để tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu cần phải xác định được tổn thất công suất riêng cho mỗi cuộn dây như sau:

iT NT dmB

iC

S

S P S

S P n

t P n

2 2

2 0

1

Thông số MBA từ ngẫu

SdmB = 125MVA

kw 85

P0 



kw 290

PNCT 



Kw 230 P

kw 235 P

H NT

H NC

230 5

0

235 5

0

230 5

0

235

2

2   ) =785kw Tổn thất điện năng là :

] T ) S P S P S P [(

S

1 n

1 t P n

iH H N 2 iT T N 2 iC C N 2

Trang 24

Trong đó :

3224502

9521202150413521106115695

706100880670

25450435230635625

2

1 24

7101



=0,07 USD/1kwh

Anăm x =2591920 x 0,07=181434,4 USD

2 Tổn thất điện năng cho phương án 2:

A.Tính tổn thất điện năng B1 ,B2

Tổn thất điện năng cho 2 MBA B1 ,B2 được tính tương tự như phương án 1

Với đồ thị phụ tải hình bậc thang khi có n máy vận hành song song

iT NT dmB

iC

S

S P S

S P n

t P n

2 2

2 0

1

Thông số MBA từ ngẫu

SdmB = 125MVA

kw85

P0 



kw 290

PNCT 



Kw 230 P

kw 235 P

H NT

H NC

230 5

0

235 5

0

230 5

0

235

2

2   ) =785kw

Trang 25

Tổn thất điện năng là :

] T ) S P S P S P [(

S

1 n

1 t P n

iH H N 2 iT T N 2 iC C N 2

9521202150413521106115695

706100880670

2

1 24

Thông số của MBA

Công suất định mức 40MVA Số lượng

Cấp điện áp Tổn thất không tải Tổn thất ngắn mạch Dòng không tải Điện áp ngắn mạch Giá tiền

2 121/ 38,5(KV)

KW 115

PO 



KW220

PN 

I%=2,6

5,10

%

UN  USD

Công thức tính tổn thất MBA B3&B4 khi có 2 MBA vận hành song song:

S

1 P n

1 T P n Avới:

290502

25450435230635625T

i 2

iH             



Tổn Thất Điện Năng Trong 1 Năm:

KWh 2016797 29050

40

1 220 2

1 24 115 2 365



Anăm x =2016797x 0,07=141175 USD

Anăm =2325415+2016797=4342394 KWh Tổng tổn thất điện năng phương án 1 2591920 KWh

Tổng tổn thất điện năng phương án 2 4342394 KWh

Trang 26

 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

1.Tính ngắn mạch cho phương án 1

A Vị trí những điểm cần tính ngắn mạch

Các thông số

Công suất cơ bảnScb 1000MVA

Điện áp cơ bản

Cấp điện áp 220KV:Ucb  Utb  230 KV

Dòng cơ bản ở các cấp:

Trang 27

cb cb

U 3

S I



Điện kháng tương đương đường dây:

2 cb

cb O

* dd ) cb (

U

S L X

với:

O

X :Điện kháng của 1 km chiều dài đường dây(  /km)

L :Chiều dài đường dây (km)

Điện kháng tương đương cơ bản của MBA từ ngẫu

) S

S )(

% U

)(

200

1 ( X

dmBA

cb )

H / T ( N )

H / C ( N )

T / C ( N

* C ) cb (

S )(

% U

)(

200

1 ( X

dmBA

cb )

H / C ( N )

H / T ( N )

T / C ( N

* T ) cb (

S

%)(

U

% U

)(

200

1 ( X

dmBA

cb )

T / C ( N )

H / T ( N )

H / C ( N

* H ) cb

5 , 0 U

U U

) cb (

cb N

X

I I



Trị số dòng ngắn mạch xung kích:

XK N

XK 2 I K

Trang 28

II.Tính Toán Ngắn Mạch cụ thể:

1.Phương án 1:

A.Tính toán ngắn mạch tải điểm N1(220KV):

Sơ Đồ Thay Thế:

KA 51 , 2 230 3

1000 U

3

S I

1000 S

S X

1000 083 , 0 S

S X X

HT cb

* HT

* HT ) cb

756 , 0 230

1000 100 4 , 0 U

S L X

cb

cb O

* dd ) cb (       

3863 , 0 2

756 , 0 0083 , 0 2

X X

X

* dd ) cb (

* HT ) cb (

* 1 ) cb



KA 498 , 6 3863 , 0

51 , 2 X

I

1 ) cb (

cb 1



KA 54 , 16 8 , 1 2 498 , 6 K I 2

2

4 2

XH



2

756 , 0 2

XC



Trang 29

B.Tính toán ngắn mạch tải điểm N2(110KV):

Trong phương án này sử dụng 2 MBA từ ngẫu nên

KA 02 , 5 115 3

1000 U

3

S I

19

% U

31

% U

11

% U

) H / T ( N

) H / C ( N

) T / C ( N



Hệ số có lợi của MBA từ ngẫu:0,5

Điện kháng tương đương cơ bản của MBA từ ngẫu:

H / T ( N )

H / C ( N )

T / C ( N

* C ) cb (

S

% U

200

1 X

125

1000 5

, 0

19 5 , 0

31 11 200

H / C ( N )

H / T ( N )

T / C ( N

* T ) cb (

S

% U

200

1 X

52 , 0 125

1000 5

, 0

31 5 , 0

19 11 200

T / C ( N )

H / T ( N )

H / C ( N

* H ) cb (

S

% U

200

1 X

4 125

1000 11 5 , 0

19 5 , 0

31 200

1 3863 , 0 ) X X

( 2

1 X

T ) cb (

* C ) cb (

* 1 ) cb (

* 2 ) cb



KA 07 , 6 8263 , 0

02 , 5 X

I

2 ) cb (

cb 2



KA 45 , 15 8 , 1 07 , 6 2 K

I 2

C.Tính Toán Ngắn Mạch Tại Điểm N3 (20kv)

KA 1 , 25 23 3

1000 U

3

S I

1 3863 , 0 ) X X

( 2

1 X

H ) cb (

* C ) cb (

* 1 ) cb (

* 3 ) cb



KA 13 , 8 0863 , 3

1 , 25 X

I

3 ) cb (

cb 3



KA6,208,113,82K

I2

iXK   N3 XK    

Trang 30

2.Phương án 2:

A.Tính toán ngắn mạch tại điểm N1(220KV):

Sơ đồ thay thế:

KA 51 , 2 230 3

1000 U

3

S I

1000 S

S X

1000 083 , 0 S

S X X

HT cb

* HT

* HT ) cb

756 , 0 230

1000 100 4 , 0 U

S L X

cb

cb O

* dd ) cb (       

3863 , 0 2

756 , 0 0083 , 0 2

X X

X

* dd ) cb (

* HT ) cb (

* 1 ) cb



KA 498 , 6 3863 , 0

51 , 2 X

I

1 ) cb (

cb 1



2

3988 , 2 2

XH



4 , 1 X

2

756 , 0 2

XC



Trang 31

KA 54 , 16 8 , 1 2 498 , 6 K I 2

B Tính ngắn mạch tại điểm N2 (110KV):

KA 02 , 5 115 3

1000 U

3

S I

5 , 10

% U

31

% U

11

% U

) H / T ( N

) H / C ( N

) T / C ( N



Hệ số có lợi của MBA từ ngẫu:0,5

Điện kháng tương đương cơ bản của MBA từ ngẫu:

H / T ( N )

H / C ( N )

T / C ( N

* C ) cb (

S

% U

200

1 X

125

1000 5

, 0

19 5 , 0

31 11 200

H / C ( N )

H / T ( N )

T / C ( N

* T ) cb (

S

% U

200

1 X

52 , 0 125

1000 5

, 0

31 5 , 0

19 11 200

T / C ( N )

H / T ( N )

H / C ( N

* H ) cb (

S

% U

200

1 X

4 125

1000 11 5 , 0

19 5 , 0

31 200

1 3863 , 0 ) X X

( 2

1 X

T ) cb (

* C ) cb (

* 1 ) cb (

* 2 ) cb



KA 07 , 6 8263 , 0

02 , 5 X

I

2 ) cb (

cb 2



KA45,158,107,62K

I2

iXK   N2 XK    C.Tính ngắn mạch tại điểm N3(20KV):

KA 1 , 25 23 3

1000 U

3

S I

1000 5 , 10 S

100

S

% U X

3 dmBA

cb N

* 3 BA ) cb

1 3863 , 0 ) X X

( 2

1 X

H ) cb (

* C ) cb (

* 1 ) cb (

* 3 ) cb



KA 46 , 10 3988 , 2

1 , 25 X

I

3 ) cb (

cb 3



KA 6 , 26 8 , 1 46 , 10 2 K

I 2

Trang 32

Chương 2

LỰA CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN

 CHỌN MÁY CẮT ĐIỆN

I Các Điều Kiện Để Chọn Máy Cắt:

Máy cắt được chọn theo các điều kiện: điện áp định mức, dòng điện định mức, kiểm tra ổn định động, tần số máy cắt

Theo các điều kiện sau:

Uđm MC : điện áp định mức máy cắt

Uđm MC : dòng điện định mức máy cắt

Icắt MC : dòng điện cắt qua máy cắt

I1đd MC : dòng lực điện động của máy cắt

Inh: dòng điện ổn định nhiệt đi qua khí cụ điện trong khoản thời gian tnh mà không gây hư hỏng thiết bị

BN: xung nhiệt của dòng ngắn mạch

tqđ: thời gian quy đổi

I’’: dòng điện siêu quá độ ban đầu được xem như là dòng điện ngắn mạch

Để đơn giản trong tính toán mà sai số có thể chấp nhận được

Ta chọn các thông số sau:

Kxk =1.8

tqđ = 1 sec

tnh = 1 sec II.CHỌN MÁY CẮT CHO PHƯƠNG ÁN 1

1.Chọn Và Kiểm Tra Máy Cắt Cho 2 Nguồn Vào Cấp 220 Kv :

3 220

10 ).

75 150 ( 3 U

S 3 U

đm pt đm

Trang 33

Icắt MC = 40kA  I’’ = IN1 = 6,498kA

I1đd MC = 100kA  Ixk = 16,54 kA Như vậy máy cắt được chọn vì đã thỏa mãn các điều kiện trên

Số lượng 4 bộ

Giá : 4 * 67488 USD

2.Chọn máy cắt cho 2 phụ tải cấp 220kv:

3 220

* 2

10 75 3 U

* 2

Giá: 3* 67488 USD

3 Chọn và kiểm tra máy cắt cấp 110kv:

ICBmax = 524 , 8 A

3 110

10 100 3 U

Giá: 3 * 34 889 USD

4.Chọn và kiển tra máy cắt cho 4 phụ tải cấp 110Kv:

3 110

* 4

10 100 3

U

* 4

Trang 34

I1đd MC = 50kA  Ixk = 15,45 kA

I2nh * tnh=502*3BN=I2N*tqđ=6,072*1=36,8(kA2S)

Như vậy máy cắt được chọn vì đã thoả mãn các điều kiện trên

Giá: 2 * 34 889 USD

5 Chọn và kiểm tra máy cắt cho cấp 20 Kv:

ICBmax = 1154 , 7 A

3 20

10 40 3 U

Iđm MC = 1250A  ICbmax = 1154,7A

Icắt MC = 16kA  I’’ = IN3= 8,13kA

I1đdMC=40kAIxk=20,6kA

Như vậy máy cắt được chọn vì đã thỏa mãn các điều kiện trên

Giá: 3 * 16538 USD

6 Chọn và kiểm tra máy cắt cho 10 phụ tải cấp 20 Kv:

3 20

* 10

10 50 3 U

* 10

Giá: 10 * 16538 USD

Trang 35

BẢNG THÔNG SỐ MÁY CẮT

III.CHỌN MÁY CẮT CHO PHƯƠNG ÁN 2

1.Chọn Và Kiểm Tra Máy Cắt Cho 2 Nguồn Vào Cấp 220 Kv :

3 220

10 ).

75 150 ( 3 U

S 3 U

đm pt đm

Giá : 4 * 67488 USD

2.Chọn máy cắt cho 2 phụ tải cấp 220kv:

3 220

* 2

10 75 3 U

* 2

Thông số tính toán Thông số định mức MC

590 6,498 16,54 3AQ1 4 245 4000 40 100 67488 N1

98 6,498 16,54 3AQ1 3 245 4000 40 100 67488 524,8 6,07 15,45 Яэ 3 110 1250 40 50 34889 N2

1154,7 8,13 20,6 8BM20 3 24 1250 16 40 16538 N3

144 8,13 20,6 8BM20 10 24 1250 16 40 16538

Trang 36

Giá: 3* 67488 USD

3 Chọn và kiểm tra máy cắt cấp 110kv:

ICBmax = 524 , 8 A

3 110

10 100 3 U

Giá: 5 * 34 889 USD

4.Chọn và kiển tra máy cắt cho 4 phụ tải cấp 110Kv:

3 110

* 4

10 100 3

U

* 4

Iđm MC = 1250A  ICbmax = 131A

Icắt MC = 40kA  I’’ = IN2 = 6,07kA

I1đd MC = 50kA  Ixk = 15,45 kA

I2nh * tnh=502*3BN=I2N*tqđ=6,072*1=36,8(kA2S)

Như vậy máy cắt được chọn vì đã thoả mãn các điều kiện trên

Giá: 2 * 34 889 USD

5 Chọn và kiểm tra máy cắt cho cấp 20 Kv:

ICBmax = 1154 , 7 A

3 20

10 40 3 U

Iđm MC = 1250A  ICbmax = 1154,7A

Icắt MC = 16kA  I’’ = IN3= 8,13kA

I1đdMC=40kAIxk=20,6kA

Trang 37

Giá: 3 * 16538 USD

6 Chọn và kiểm tra máy cắt cho 10 phụ tải cấp 20 Kv:

3 20

* 10

10 50 3 U

* 10

Giá: 10 * 16538 USD

BẢNG THÔNG SỐ MÁY CẮT

Thông số tính toán Thông số định mức MC

590 6,498 16,54 3AQ1 4 245 4000 40 100 67488 N1

Trang 38

 SO SÁNH KINH TẾ QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN

Tính kinh tế của các phương án được đánh giá theo vốn đầu tư ban đầu và các chi phí vận hành hàng năm

Hai phương án trên chỉ khác nhau về chi phí mua máy biến áp, máy cắt và chi phí tổn thất điện năng nên chỉ tính kinh tế dựa trên hai chi phí đó

Một phương án được gọi là tối ưu, nếu vốn đầu tư là ít nhất và độ tin cậy cung cấp điện cao Trong 2 phương án, phương án nào có chi phí đầu tư nhỏ và chi phí vận hành thấp thì phương án đó sẽ được chọn làm phương án kinh tế nhất

1.Tính toán phương án 1

A.Vốn đầu tư phương án 1

X1 =XMBA1 + X1LĐ,VC +XMC

Trong đó

XMBA1 =2x2 300 000 USD=4 600 000 USD

Chi phí lắp đặt vận chuyển MBA lấy gần đúng bằng 0,5% vốn đầu tư mua MBA

X1LĐ,VC =0,005x4 600 000=23 000 USD

Vốn đầu tư mua máy cắt gồm có: cấp 220KV gồm 7 *67448 máy cắt

Cấp 110KV gồm 7*34889 máy cắt Cấp 20KV gồm 13*16538 măy cắt Tổng chi phí mua máy cắt

XMC =931 633 USD Vậy X1=4 600 000 + 23 000+ 931 633 =5 554 663 USD

B.Phí tổn vận hành hàng năm

Y1 = avh X1 +.A1năm

Với:

avh :chi phí vận hành hàng năm lấy bằng 2% vốn đầu tư

 :giá 1 KWh lấy gần đúng bằng 0,07 USD/1KWh

A1năm : tổn thất điện năng của phương án 1 trong 1 năm

A1năm =2591920KWh

Y1=0,02 5 554 663 + 0,07 2591920 =292527 USD Tổng chi phí cho phương án 1 : C1 =X1 + Y1 =5554663 +292527= 5847190 USD

C.Phí tổn tính toán của trạm

Phí tổn tính toán của trạm được tính theo công thức

Z1 =Y1 +

tc

T

1.X1 Với:

Trang 39

T

1

: hệ số hiệu quả kinh tế

Nếu ta lấy Ttc là 10 năm thì phí tổn tính toán của trạm là

Z1 =292527+ 0,1 5554663 =847993 USD

2.Tính toán phương án 2

A.Vốn đầu tư phương án 2

Vốn mua 2 MBA B1 B2

X12 =XMBA12 + X12LĐ,VC +XMC Trong đó

XMBA12 =2x2 300 000 USD=4 600 000 USD Chi phí lắp đặt vận chuyển MBA lấy gần đúng bằng 0,5% vốn đầu tư mua MBA

X12LĐ,VC =0,005x 4 600 000=23 000 USD Vậy X12= 4 600 000 + 23 000=4 623 000 USD

Vốn mua 2 MBA B3 B4

X34 =XMBA34 + X34LĐ,VCTrong đó

XMBA34 =2x1 200 000 USD=2 400 000 USD Chi phí lắp đặt vận chuyển MBA lấy gần đúng bằng 0,5% vốn đầu tư mua MBA

X12LĐ,VC =0,005x 2 400 000=12 000 USD Vậy X34= 2 400 000 + 12 000=2 412 000 USD

Vốn đầu tư mua máy cắt gồm có: cấp 220KV gồm 7 *67448 ,máy cắt

Cấp 110KV gồm 9*34889 ,máy cắt Cấp 20KV gồm 13*16538 ,măy cắt Tổng chi phí mua máy cắt

XMC =1 001 441 USD

X =X12 + X34 =4623000 + 2412000+1001441=8036441 USD B.Phí tổn vận hành hàng năm

Y2 = avh X2 +.A2năm Với:

avh :chi phí vận hành hàng năm lấy bằng 2% vốn đầu tư

:giá 1 KWh lấy gần đúng bằng 0,07USD/1KWh

A2năm :tổn thất điện năng của phương án 2 trong 1 năm

Trang 40

Z2 =Y2 +

tc

T

1.X Với:

tc

T

1: hệ số hiệu quả kinh tế Nếu ta lấy Ttc là 10 năm thì phí tổn tính toán của trạm là

Z2 =323507+ 0,1 8036441= 1127151 USD 3.So sánh 2 phương án

Phí tổn tính toán của phương án 1

Z1 =847993 USD Phí tổn tính toán của phương án 2

Z2 =1127151 USD Như vậy Z1 < Z2 Vậy phương án 1 là phương án kinh tế hơn Do đó chọn phương án 1 là phương án thực thi của trạm

Định dạng
Số trang	94
Dung lượng	0,95 MB