luận văn kỹ thuật điện, điện tử thiết kế trạm biến áp 220kv - 110kv - 22 kv - huỳnh minh dũng (01 - 2008)

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ a Độc lập — Tự do - Hạnh phúc dc lệ

Khoa dién — Điện tử

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP no SA — _ Ho tén: THWOCNH MINE DUNGussv: LE DHPT O30 1 Ea PP .- 1.Đầu để luận án tốt nghiệp: -. . .ˆ- AA Sa 22 .-ˆˆ- Ô`ÓŠÓŠÓ ỐỐ UG -_NÂ, câu tk VU rêu ak hi SON co "¬ ĐÁ 200 AC Ác AÁ Du eerreerrree bi M1 ' Y1 1 ¬ - N: Mề la bán VỆ Ea la = re RUN * + ĐC 000000000000000000000600000600606000009966000900009600660606009406004054000000000044000000000060000600004%6000040000000009090009600000000009009090 0e nessee c0 04 v000( (008006061

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận án: - - -E ccn n1 SH 1n ve

5 Họ và tên GV hướng dẫn Phần hướng dẫn

Mn WE AW NMG cece Uecessssssssesssseeessssen Á0

LG HH 9á ng ằ— LG ng kg n0 ke đề LG HH ng ve

Nội dung yêu cầu LATN đã được thông qua NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

Ngày tháng 42 năm 2+ (Ký và ghỉ rõ họ tên)

TRƯỞNG KHOA

(Ký và ghỉ rõ họ tên)

ĐẠI HỌC ;_ j.wal CONG NGHE ý

KHÓA „iÊy - ĐIỆN TỦ

7

Trang 3

Trong suốt quá trình học tập tại trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ, em đã được các Thay, Cô tận tình chỉ dẫn những kiến thức cơ bản Từ

những nền tảng và cơ sở đó, em đã được thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài “Thiết Kế Trạm Biến Áp 220/110/22 KV” với sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Võ Đình Nhật

Có lẽ không có từ ngữ nào có thể nói lên long biết ơn sâu sắc của em

đến các Thầy Cô đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu trong

bốn năm học Đại Học

Em xin chân thành cảm ơn các quý Thầy Cô, đặc biệt là sự giúp đỡ của Thầy Võ Đình Nhật đã dành thời gian quý báu và hướng dẫn tận tình

cho em hoàn thành cuốn luận văn tốt nghiệp này

Nhân đây tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các anh chị và các bạn đã

Trang 4

MỤC LỤC

PHAN I: PHAN DIEN

Chuong I : Tổng quan về trạm biến áp Chương II : Cân bằng công suất phụ tải ChươngII : Sơ đồ cấu trúc

ChươngIV : Chọn máy biến áp

ChươngV : Sơ đồ nối điện

ChươngVL : Tính toán ngắn mạch

Chương VII : Tính toán tốn thất điện năng trong MBA

Chương VII : Chọn khi cụ điện và các phần dẫn điện

Chuong IX : Tính toán kinh tế-kỹ thuật quyết định phương án

PHAN II : CHONG SET VA NOI DAT

Chương X : Tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho trạm biến áp ChươngXIL : Tính toán nối đất cho trạm

PHAN III : BAO VE ROLE CHO TRAM

Chương XI : Khái niệm về rơle

Chương XIH : Nguyên lý hoạt động của các loại rơle bảo vệ MBA Chương XIV: Tính toán bảo vệ MBA cho trạm

Trang 5

Cc

WUT TUT TUTTI TUT

Lời mở đầu

ca Gee

Điện năng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thong vận tải, giáo dục và đời sống con người Điện năng được sản xuất ra từ các nhà máy điện để cung cấp cho các hộ tiêu thụ Tốc độ tăng trưởng của ngành điện trung bình hang năm khoảng 15% Trong những năm tới nước ta cần phải xây dựng thêm nhiều nhà máy điện và trạm biến áp để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải Do đó

việc tìm hiểu, nghiên cứu tính toán thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp

là việc làm cần thiết

Trạm biến áp là một khâu không thể thiếu trong hệ thống năng lượng, trạm biến áp dung để biến đổi từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác giúp cho việc phân phối điện năng ở các cấp điện áp trở nên hợp lý và giúp giảm bớt tôn thất điện năng trong việc truyền tải Việc xây dựng, thiết kế và vận hành trạm biến áp đúng kỹ thuật sẽ mang lại lợi ích rất lớn

Chính vì lí do đó mà tôi thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài “Thiiết

Kế Trạm Biến Áp 220/110/22 KV” nhằm nâng cao thêm khả năng hiểu biết của mình cũng như vận dụng được những lý thuyết đã học vào thực tê

Trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này, do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế khó tránh khỏi những thiếu sót Kính mong

nhận được sự góp ý và chỉ dẫn của các Thay, Co va cac ban

Xin chan thanh cam on

Nguoi thuc hién

Trang 7

Luận văn tốt nghiệ Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV

CHUONGI -

TONG QUAN VE TRAM BIEN ÁP

I GIGI THIEU VE TRAM BIEN AP

Tram biến áp là một công trình dùng đê chuyên đổi điện năng từ cấp điện áp

này sang cấp điện áp khá€Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thông cung cấp

điện.Trạm biến áp được phân loại theo điện áp và địa dự 2 ;

$ Theo điện áp,trạm biến áp có thê là trạm tăng áp,cũng có thê là trạm hạ áp hay trạm trung gian :

® Tram tang ap thường đặt trong các nhà máy điện làm nhiệm vụ tăng

điện áp từ điện áp máy phát lên điện áp cao hon dé tai điện

năng di xa

e Trạm hạ áp thường đặt ở các hộ tiêu thụ để biến đôi điện áp cao xuống điện áp thập hơn thích hợp với các hộ tiêu thụ điện

se Tram biến áp trung gian chỉ làm nhiệm vụ liên lạc giữa hai lưới điện có cập điện áp khác nhau

* Theo địa dư,trạm biến á ap được phân loại thành trạm biến á áp khu vực và trạm biến áp địa phương :

¢ Tram biến á áp khu vực được cung cấp từ mạng điện khu vực của hệ thống điện để cung cập điện cho một khu vực rộng lớn bao gôm các thành phố,các khu công nghiệp Điện ap của trạm khu vực phía sơ cấp là: 500,220,110 KV; còn phía thứ cấp là: 220,110,35,22,10-hay 6 KV

¢ Tram bién áp địa phương là trạm biến áp được cung cấp điện từ mạng

phân phối,mạng địa phương của hệ thông điện cấp cho từng xi nghiệp hay trực tiếp cho các hệ tiêu thụ điện với điện á ap thir cấp thập hơn

% Về phương diện cầu trúc,người ta chia ra trạm ngoài trời và trạm trong nhà:

đặt ngoài trời còn phần phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hay

các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng dé phan phối phần hạ thế Xây dựng

trạm ngoài trời sẽ tiết kiệm kình phí xây dựng hơn so với xây dựng

trạm trong nhà

trong nhà

> Cùng với hệ thống phát triển năng lượng quốc gia phục vụ cho quá trình cơng nghiệp hố hiện đại hoá đất nước Việc thiết kế trạm biến á ap nham tao

Trang 8

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV

> về dung lượng máy biến á áp, vị trí, số lượng và phương thức vận hành trạm biến á áp có ảnh hưởng lớn đến chỉ tiêu kình tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện Vì vậy,việc thiết kế trạm biến áp bao giờ cũng gắn liền với lựa chọn phương án cung cấp điện

»> Việc thiệt kê trạm biến áp tốt nhất phải nhiều mặt và , phải tiến hành tính

toán so sánh kinh tế - kỹ thuật và tính đâm bảo cung cấp điện liên tục giữa các phương án đề ra

II KET CAU TRAM BIEN ÁP

Một trạm biến áp cơ bản phài có máy biển áp,các thiết bị phân phối,các thiết

bị phân phối có nhiệm vụ nhận điện từ nguồn sau đó phân phối đến các phụ tải nhờ đường dây

* Thiết bị phân phối gồm có thiết bị phân phối cao áp và thiết bị phân phối hạ áp,thường bao gôm :

> Khí cụ để đóng cắt lưới điện: máy | cắt,cầu dao,dao cách ly, áptomát > Các khí cụ đo lường: BU,BI,các đồng đo A,V,Wh,coso

> Khí cụ bảo vệ mach : relay,CB,FCO

III NHIEM VU THIET KE

s Nội dung Luận Văn Tốt Nghiệp này gồm ba phan :

> Thiet ke tram biến 4 ap 220/1 10/22 KV theo nhu cau cua phy tai

> Thiét ké chong sét và lưới nối đất cho trạm

» bảo vệ rơle (bảo vệ cho máy biến áp)

* Mục tiêu của việc thiết kế trong đề tài này là phục vụ nhu cầu về điện của một khu công nghiệp,nhu cầu về sinh hoạt và dịch vụ cho khu dân cư

IV TRÌNH TỰ THIET KE

* Theo sé liéu ban dau da cho, thiét kế trạm biến áp theo trình tự sau: 1.Cân bằng công suất phụ tải

2.Lựa chọn phương á án thiết kế

3.Chọn máy biển á áp

4.Chọn sơ đồ nối điện

3 Tính toán dòng điện ngắn mạch-dòng cưỡng bức

6.Tính tốn tổn thất cơng suất điện năng trong máy biến áp

7.Chọn khí cụ điện và các phan dan điện

8.Tính toán kinh tế - kỹ thuật và quyết định phương án thiết kế 9 Thiét ké chong sét và lưới nối đất cho trạm

10.Bảo vệ rơle cho máy biến áp trạm

m Ắ.ẳẮẦÖẦÖÖẦÖẦmmmmmsnrrmm>>asaraơaơaơợẹaxsaaởểäẳäaaarnẳẫäarnrvnvnvnvavnvanvararararnrnanrararararnrnrnarnanarararararararararaazờơn

GVHD: Võ Đình Nhật Trang - 3 —

Trang 9

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV CHƯƠNGII ; CAN BANG CONG SUAT PHU TAI LKHAI NIEM

Can bằng công suất là xem kha năng cung cấp điện và tiêu thụ điện có cân bằng hay không.Cân bằng công suất đóng vai trò quan trọng tring thié t ké cung cap điện của trạm biến ap Biết răng sự vận hành bình thường ủa-hệ t ông sẽ ẽ không được đảm bảo công suất của hệ thống dua dénchi bang phụ tải của nó Nhu vậy,việc

cân bằng công suất cần thiết kế đề đảm bảo nhu cầu cung cấp điện liên tục và chất

lượng điện năng

Phụ tải là một bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện,nó biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác, đề phục vụ cho sản suất và sinh hoạt Tuỳ theo tầm quan trọng của phụ tải đối với nền kinh tế mà phụ tải chỉa thành 3 loại:

> Phụ tải loại L: là những phu tải mà khi xây ra sự cố nguồn cung cấp sẽ gây ra thiệt hại lớn về kinh tế, đe doạ đến tính mạng của con người hoặc có ảnh hưởng lớn đến chính trị

» Phu tai logi 2: là những phụ tải có tâm quan trọng lớn,nhưng có sự cố về nguôn cung cấp điện chỉ thiệt hại về kinh tế do ngưng sản xuất,hư hỏng san pham,thiét bi ,lang phi công nhân

> Phụ tải loại 3: là những phụ tải cho phớp cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp,cho phép mất điện trong thời gian sữa chữa và thay thế thiết bị khi có sự cô

H CÂN BẰNG CÔNG SUÁT

Cân bằng công suất đóng vai trò quan trọng trong cung cấp điện,thiết kế một

nhà máy điện hay một trạm biến áp Can bằng công suất là cân bằng công suất phản

kháng va cong suat tác dụng.Sự thiếu hụt một trong hai đại lượng này sẽ ảnh hưởng xâu đến chất lượng điện năng và yêu cầu cung cấp điện.Vì vậy,việc cân bằng công suất là rất can thiét dé dam bao nhu cau cung cap va chat lượng điện

Ở đây,công suất của hệ thống Sur=141,17 MVA cung cấp từ hai đường

dây 220KV dài 120km cho cấp điện áp 110KV và cho phụ tải khu vực ở cấp điện

ap 22KV theo sy phat triển của phụ tải điện

IH ĐỎ THỊ PHỤ TẢI TỪNG CÁP ĐIỆN ÁP

Mức tiêu thụ điện năng luôn thay đổi theo thời gian Qui luật biến thiên của

phụ tải theo thời gian được biéu điển trên hình vẽ gọi là đồ thị phụ tải

> Đề thị phụ tải có thê phân loại theo công suất,theo thời gian và theo địa dư

> Dé thị phy tai rat can thiét trong việc thiết kế và vận hành hệ thống điện

GVHD: Võ Đình Nhật Trang - 4 -

Trang 10

Luận văn tốt nghiệ Thiết kế trạm biến á

> Khi biết đồ thị phụ tải của toàn hệ thống điện có thể phân bố tối ưu công suất cho các trạm biến áp trong hệ thống điện, xác định mức tiêu thụ Đồ thị phụ tải hàng ngày của trạm biến áp dùng dé chon dung lượng của máy biến ap, tính toán

Trang 11

Luận văn tốt nghiệ Thiết kế trạm biến á P% A 100 80 60 40 20 | | 1 Ị 1 | ! - >> 3 6 9 12 15 18 21 24 — giờ) t 0-3 3-6 6-9 | 9-12 | 12-15 | 15-18 | 18-21 | 21-24 Suo (MVA) | 75,29 | 56,47 | 65,88 | 94,11 | 94,11 | 84,7 847 |75,29 S22 (MVA) 9375 19375 |15 15 18,75 |1875 | 13,12 | 9,375 Ss = Stio+ Sx2_ | 84,665 | 65,84 | 80,88 | 109,11 | 112,86 | 103,45 | 97,82 | 84,66 $ Vậy ta có thể xây dựng được bản nhu cầu phụ tải trong từng năm theo biểu thức sau : P,=Po(i+g)" Trong đó : ` 4L

ví Pa : phụ tải vào cuôi năm thứ năm n

v Po: phy tai ban dau 7

+ g: suất tăng trưởng hàng năm của phụ tải

vn: số năm

(tra theo sách Hệ thông điện truyền tải và phân phối của Hồ Văn Hiến ở mục 13.9 Sw phat triển của phụ tải điện trang 509)

Trang 12

Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV Luận văn tốt nghiệ CHUONG III | SƠ ĐỎ CAU TRÚC I KHÁI NIỆM

Sơ đồ cầu trúc trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải và hệ thống Đối với trạm biến áp nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống

đến trạm biến áp,có nhiệm vụ đảm bảo cung cấp cho Các phụ tải mà trạm biến ap đảm nhiệm Với các trạm biến áp tiêu thụ cũng có thể có máy phát dự phòng dé cung cap dién cho cac phy tai khi có sự cô trong hệ thống Trường hợp này các may phát dự phòng được xem là nguồn Do đó, hệ thống luôn được xem là thành

phan quan trọng, cầu trúc của trạm biến áp phải luôn được giữ liên lạc chặt chẽ

Khi thiết kế trạm biến áp, chọn sơ đồ cấu trúc là thành phần quan trọng có ảnh hưởng quyết định đến toàn bộ quá trình thiết kế

Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cầu trúc :

1 Có tính khả thi : tức là có thể chọn được các thiết bị chính như : máy biến

áp,máy cắt,dao cách ly cũng như có khả năng thì công,xây lắp và vận hành

trạm

2, Đảm bảo liên tục chặt chẽ giữa các cán di ện áp, đặc biệt với hệ thông khi bình thường cũng như cưỡng bức (có một phan ft không làm việc )

3 Tôn hao qua máy biến ap thấp,tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai may | bién ap không cần thiết

4 Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng nhỏ càng tốt

5 Có khả năng phát triển trong tương lai gan,khéng can thay cau trúc đã chọn > Thường thiết kế một trạm biến ap co thể có nhiều phương án khác nhau,

để chọn phương á an nao ta cần cân nhắc các khía cạnh sau :

v Số lượng máy, biến áp

v Tông công suất máy biến áp v Tổng vốn đầu tư mua may biến áp

v Tổn hao điện năng tổng qua các máy biến á ap Z4 II SO DO CAU TRUC TRAM BIEN AP

Tram biến áp là một công trình nhận điện năng bằng một hay nhiều nguồn cung

cấp với điện áp cao để phân phôi cho các phụ tải ở các câp điện áp bằng hoặc nhỏ

hơn điện áp hệ thông Phần công suất được phân phối ở điện ap ằng điện áp hệ thống không qua máy biến áp hạ,phần còn lại qua máy biến áp giảm áp có điện áp

phù hợp với phụ tải

> Phụ thuộc vào các cấp điện áp, vào công suất của phụ tải có thể sử dụng một trong ba phương án sau :

v ,

GVHD: V6 Dinh Nhat Trang - 7 —

Trang 13

pms may bién áp ba cuộn dây hoặc máy biến áp tự ngẫu nếu

ue 220Kv Š |

v Qua các máy biến áp 2 cuộn dây cung cấp cho từng cấp điện áp thấp Các điều kiện chọn máy biến áp

> Điều kiện làm việc bình thường :

Stram > Sphụ tải |

> Khi có sự cô một máy bién ap:

(máy biến áp còn lại làm việc theo điều kiện quá tải sự cổ) | v Thời gian quá tải :

tqua tai € 6 giờ /(†1 ngày đêm) trong 5 ngày đêm liên tục > Hệ số quá tải : Ky =Ky= = <14 dmMBA * Hệ sô mang tải (trước khi quá tải) : (62: K,= —a-=1_10 <993 S amMBA S dmMBA 1 Phuong an 1 A A , “ So do cau trúc phương án 1 HT 220 (KV) 125 (MVA) 110 (KV) S So 30 (MVA) | 22 (KV) | | Lap 2 MBA 230/115 KV céng suat 125 (MVA) van hanh song song % Đô thị phụ tải cấp 110 KV :

Trang 14

Luận văn tốt nghiệ Thiết kế trạm biến á P% 4 100 , LA 60 | 40 20 Ị | Ị I 9 œ› E†————————— œ®&ẰL——————-——— 12 15 18 21 24 —* t(gid) + Đồ thị phụ tải cấp 22 KV : P% A 100 80 60 40 20 > 3 6 9 12 15 18 21 24 t(gid)

* Kiểm tra điều kiện làm việc của trạm

> Điều kiện làm việc bình thường : Trạm có công suất là :

Sưạm = 2 X 125 = 250 (MVA) > Stiomax + S22max=112,86 MVA

— đạt yêu câu Ộ ;

>Khi su cô 1 MBA (MBA còn lại làm việc theo điều kiện quá tải sự cô)

SammA> “ưeE=12> “E8 T5 =12s> 112,86 , >

— Dat yéu cau

Trang 15

Thiết kế trạm biến á Luân văn tốt nghiệ P% A 100 80 60 40 20 > 3 6 9 12 15 18 21 24 tggiờ) ® eA cA ` ^^ +

$* Kiểm tra điều kiện làm việc của trạm

> Điều kiện làm việc bình thường :

Trạm có công suất là :

Stram = 2 x 30 = 60 (MVA) > S22max™l 8,75 MVA —› đạt yêu cầu

>Khi sư cố 1 MBA (MBA còn lại làm việc theo điều kiện quá tải sự cổ)

SamunA > shat = 30> T =30 > 13,39

—> Đạt yêu cầu

> Pam bao dé tin cậy cung cấp điện cho phụ tải

Ưu điểm :

* D6 tin cay cung cấp điện cao

° - Cung câp điện đầy đủ theo yêu, cầu của phụ tải

¢ Cac thiết bị và các khí cụ điện giống nhau nên dễ dàng thay thế khi bị sự cố

một MBA

Khuyét điểm :

* May bién 4p van hanh non tai

Trang 17

Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV Luận văn tốt nghiệ — đạt yêu cầu

>Khi sự có 1 MBA (MBA còn lại làm việc theo điều kiện quá tải sự cổ)

SamMBA > Suse = 125> ae? = 125 > 112,86 — Dat yéu cầu

> Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải Ưu điểm :

* Détin cậy cung cấp điện cao

e Cung cập điện đầy đủ theo yêu cầu của phụ tải

° Cac thiết bị và các khí cụ điện giống nhau nên dễ dàng thay thé khi bị

su có một MBA Khuyết điểm :

« Máy biến áp vận hành non tải

» Chiêm diện tích xây dựng lớn (vì có đên 4 MBA) Nhận xét : ` ——— Phương án luôn đảm bảo cung câp điện cho phụ tải BẢNG TÓNG KÉT CHỌN CÁC SƠ ĐÒ CÁU TRÚC TT oS ) Phương án Giai đoạn 1) | Giai đoạn 2) 1 2x125MVA | 2x30 NVA 2 MBATN 2x125 MVA fe

GVHD: V6 Dinh Nhat Trang - 12 -

SVTH : Huynh Minh Ding

Trang 18

CH UON G IV

CHON MAY BIEN ÁP

I KHAI NIEM

f, ay bién ap là thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp khác Điện năng sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa,phải qua đường dây cao thé 500 KV, 220 KV, 110 KV ., thường qua máy biến áp tăng từ điện ap may phat lén dién ap tương ứng ở cuối đường dây caóap lại cân máy biến áp giảm về điện áp thích hợp với mạng ohân phối

> Trong hệ thống lớn thường phải qua nhiều lần tăng, giảm mới đưa điện năng

từ các máy phát điện đến hộ tiêu thụ Vì vậy, tổng công suất máy biến áp

trong hệ thông điện có thể băng 4 đến 5 lần tổng công suất của các máy phát

> Máy biến áp thường chế tạo thành một khối tại nhà máy, phần có thể tháo rời ra trong khi chuyên chở chiếm tỉ lệ rất nhỏ (khoảng 10%), cho nên trọng lượng kích thước chuyên chở rất lớn

> Chọn máy biến áp là một khâu quan trọng trong việc cung cấp điện liên tục

cho các phụ tải Vì khi có sự cô xảy ra với máy biến á ap thi dan dén thất thoát

về kinh tế - vat chat Anh hưởng trực tiếp đến qui trình và tiễn đệ hoạt động của các hộ tiêu thụ Chọn máy biến áp phải đảm bảo cung cấp, điện trong khi làm việc bình thường cũng như lúc quá tải Khi chọn máy biến á áp

phải chú ý đến khả năng phát triển của phụ tải Tránh trường hợp vừa xây dựng xong trạm biến áp lại phải thay đôi hay đặt thêm máy khi phụ tải tăng

Điều | nay can can nhắc rất khoa học và thực tế mới có thé chon công suất tôi

ưu cần thoả mãn các điều kiện nêu trên

> Số lượng công suất máy biến áp được xác định theo tiêu chuẩn kinh tế - kỹ

thuật sau :

v An toàn đảm bảo tính cung cấp điện Vốn đầu tư thấp nhất

v Chỉ phí vận hành nhỏ nhất

* Dung lượng máy biến áp trong một trạm nên đồng nhất

> Máy biến áp có khi vận hành non tải, thì cũng có thể vận hành quá tải trong một khoảng thời gian mà không làm hỏng máy biến áp Từ quan hệ về sự hao

mòn của máy biến ap, trong thời gian vận hành có thé tính được khả năng quá

tải cho phép của nó khi biết đồ thị phụ tải, để cho sự hao mòn trong thời gian không vượt quá định mức

—————————————— c5

SVTH: Huỳnh Minh Dũng

Trang 19

“ DIEU KIỆN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

1 Quá tải một cách hệ thông (quả tải bình hường của máy biến áp):

v Qui tắc này được áp dụng khi chế độ bình htường hằng ngày có những

lúc máy biến áp vận hành non tải (K;<l) và có những lúc vận hành quá tải

(K2>1) , ,

Căn cứ vào đồ thị phụ tải qua máy biến áp có công suat nhé hon Snax

lớn hơn SŠmin-

Simin < Sp < Smax `

Đăng trị đồ thị phụ tải qua máy biến áp thành đồ thị phụ tải chỉ có 2

bậc K; và K¿ với thời gian quá tải T›

Từ đường cong khả năng tải của máy biến áp có công suất và nhiệt độ

đẳng trị môi trường xung quanh tương ứng xác định khả năng quá tải cho phép Ko tương ứng với Kị,K¿, va To

* Nếu Kocp > Kg nghia la may bién ap da chon có khả năng vận hành với

đồ thị phụ tải đã cho và tuôi thọ của máy biến áp vẫn đảm bảo

* Nếu Kz«; < K¿ tức là máy biến á áp đã chọn không có khả năng đảm bảo hai điều kiện trên Do đó phải chọn máy biến áp có công suất lớn hơn

v Khi đã chọn công suất máy biến áp lớn hơn S„„„ của đồ thị phụ tải không cần kiểm tra khả năng này

VK, Ka , Kap , Tz duge tinh theo sach thiét ké nha may dién va tram biến áp của thay Huynh Nhon trang 32, 33

2 Quá tải sự cô của máy biến ap:

Khi hai may van hanh song song mà một trong hai máy bị sự cố phải

nghỉ thì máy biến áp còn lại có thể vận hành với phụ tải lớn hơn định mức không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh lúc sự cố trong khoảng thời gian

5 ngày đêm nếu thoả mãn các điều kiện (theo đồ thị phụ tải đẳng trị về 2 bậc) :

» K, < 0,93

» K.< 1,4 đối với máy biến áp đặt ngoài trời

K; < 1,3 đối với máy biến á áp đặt trong nhà

> Tạ<6giờ

H CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP

1 Trường hợp chỉ có 1 máy biến áp:

Kot - Samp 2 Smax

Trong d6 : Ko: 1a kha nang quá tải thường xuyên

2 Trường hợp có 2 máy biến áp ghép song song :

Trang 20

Snax

K qic

Suy ra : Samp 2

Theo diéu kign nay khéng can xét diéu kién binh htudng vi Kose lon nhat chi

bang 1,4 (máy biến áp đặt ngoài trời) Trong khi theo điều kiện bình thường chỉ

cần :

Samp 2 2 0, 3 Smax

Chon theo diéu kiện trên đưa đến công suất máy biến ap quá lớn do chế tạo

máy biến áp nhảy vọt, có thê không chọn công suất quá lớn mà xét khi sự cố 1 máy có thể cắt một phần phụ tải loại 3, nêu cho phép thì hợp lý hơn

3 Trường hợp có 3 máy biến áp ghép song song :

+ Công suât máy biến áp chọn theo công thức :

Sam 2 = Sax 5

+ Kiém tra một máy nghỉ, hai may còn lại với khả năng quá tải sự cô có thé tải cơng suất cực đại 2.Kotsc«SamB 2 Smax Suy ra: S S > max dmB 2K gisc

> Ứng với các trường hợp ta chọn trường hợp có 2 máy biến áp ghép song

song phù hợp với sơ đồ cầu trúc và số lượng máy biến áp đã chọn ở chương II

IH.CHỌN CAC MAY BIEN AP

,lrong chương 3 ta đã chọn được 2 phương á án thiết kế cho trạm Vậy ta sẽ chọn sô lượng và dung lượng của máy biến ap ở các phương án trên

1.Chọn máy biến áp phương án 1 thiết kế : 1.1_ Giai đoạn 1 (2x125 MVA)

Thông số kỹ thuật của một máy biến áp 230/115 KV công suất 125

(MVAL |

*Kiéu ONAF

* Nha san xuat AEG |

e Công suất định mức : S „= 125 MVA

» Cấp điện áp : 230/115 KV |

® Điện áp ngăn mạch : Ú „% = 12 (%) ° Dòng điện không tai : 1,% = 0,35 (%)

¢Tén thất khơng tải : APạ= 50 KW « Tôn thất ngan mach : APy= 330 KW

¢ Gid tién : 850.000 USD

1.2_Giai doan 2 (2x 30 MVA)

Trang 21

Thông số kỹ thuật của một máy biến áp 115/22 KV công suất 30 (MVA):

« Kiểu ONAN

e Nhà sản xuất AEG

e Công suất định mức : Sam = 30 (MVA) e Cấp điện áp : 115/22 (KV)

‹ Điện áp ngan mach : Un% = 13 (%) e Dòng điện không tải : lọ% = 0,15 (%) ¢ Tén that khéng tai : AP) = 17 (KW)

¢ Ton that ngan mach : APy= 132 (KW) * Kich thudc : D = 7,78(m)

B = 4,25 (m)

C = 5,6 (m) * Trọng lượng : 72 (tấn)

* Giá tiền : 470.000 USD

2.Chọn máy biến áp phương án 2 thiết kế : ;

Thông số kỹ thuật của một máy biến ấp tự ngẫu 230/121/38,5 KV công suật 125 (MVA): * Kiểu ATJILITH e Nhà sản xuất NGA se Công suất định mức : S „= 125 MVA e Cấp điện áp : 230/121/38,5 KV s Điện áp ngắn mạch U„% : CT: 11(%); CH: 31(%); TH: 19(%) * Dòng điện không tải : I,% =0,5 (%)

» Tổn thất không tải : APạ= 85 KW

¢ Ton thât ngắn mạch APy : CT: 290(KW); CH: 235(KW); TH:

230(KW)

« Giá tiền : 985.120 USD

3.Chọn máy biến áp tự dùng 22/0,4 KV cho trạm

- *> Nguôn tự dùng trong trạm biên áp có tâm quan trọng đặc biệt vì nó là

nguôn năng lượng dùng để thao tác các bộ phận truyền động, cơ cấu truyền

động,cơ cầu đóng cắt

_ » Tap hop cdc may céng tac truyền động bằng động cơ điện, thiết bị phân

phôi hạ áp, máy biên áp giảm áp, nguồn năng lượng độc lập (acquy), hệ thông điêu

khiên,tín hiệu thắp sáng, tạo thành hệ thông điện tự dùng của trạm biến áp

> Trạm biên áp chỉ có thê làm việc bình thường trong điều kiện hệ thống

điện tự dùng làm việc tin cậy Như vậy, yêu cầu cơ bản đối với hệ thông điện tự

dùng là độ tin cậy cao nhưng yêu câu kinh tê cũng không kém phân quan trọng

Trang 22

>» Trong trạm, nguồn tự dung chủ yếu ding dé chiéu sang an toan, sinh

hoạt, giải nhiệt làm mát, thiết bị bảo vệ, đo lường, thông tin và bơm nước, Công suất tự dùng nhỏ, thường theo tiêu chuẩn của trạm biến áp chuyên dùng cung cấp cho khu công nghiệp, công suất tự dùng khoảng 0,2% + 0,5% công suất của trạm

Đề đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, đảm bảo sự phát triên cỉa phụ tảo tự dùng trong tương lai t sử dụng, 2 máy biến áp 22/0,4 KV công suất 250 (KVA) vận hành song song co các thơng sơ :

*® Hãng sản xuất : ABB

° Công suất định mức : Sam = 250 (KVA)

° Cấp điện á ap : 22/0,4 (KV) ¢ Dién ap ngan mach : Uy% = 4% ` Tôn hao không tải : APo = 640 (W) © - Tổn hao ngắn mạch : APq =4100 (W) * Kích thước: Đài: A= 1370 (mm) Rộng : B = 820 (mm) Cao: C= 1485 (mm)

° Tong trong lượng : 1130 (kg)

Ngoài ra, ta còn cung cập hệ thong điện một chiều 110 Vpc cho trạm gồm 55 bình acquy, mỗi bình 2V mắc nối tiếp, có hệ thống tự động nạp điện

a

Trang 23

CHƯƠNG V SƠ ĐỎ NÓI ĐIỆN

I KHÁI NIỆM

tơ đồ nối điện là một hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị, khí cụ điện

có nhiệm vụ nhận điện từ các nguồn đề cung cấp phân phối cho các phụ tải cùng một câp điện áp

> Nguồn điện CÓ thể là máy biến áp, máy phát điện, đường dây cung cấp > Phụ tải có thé là máy biến áp, đường dây

> Mỗi nguồn hay tải gọi là một phần tử của sơ đồ nỗi điện

> Thanh góp là nơi tập trung các nguồn điện và phân phối cho các phụ tải

So đồ nối điện có nhiều dạng lhác nhau phụ thuộc vào cập diện áp, số phần tử

nguồn và tải, công suất tổng, tính chất quan trọng của các phụ tải

Vì vậy, sơ đồ nối điện cần thoả mãn các điều kiện sau :

1 Tính đảm bảo cung cấp điện theo yêu cầu hay sự quan trọng của phụ tải mà mức đảm bảo cần đáp ứng Tính đảm bảo của so đồ nối điện có thê đánh giá qua

độ tin cậy cung cấp điện, thời gian ngừng cung cấp điện, điện năng không cung cấp

đủ cho các hộ tiêu thụ hay là sự thiệt hại của phụ tải do không dam bao cung cap

điện

2 Tính linh hoạt : là sự thích ứng với các chế độ làm việc khác nhau

3 Tính phát triển : sơ đồ nối điện cần thoả mãn không những hiện tại mà cả trong tương lai gần khi tăng thêm nguồn hay tải Khi phat triển không bị khó khăn

hay phá bỏ thay đổi cấu trúc sơ đồ

4 Tính kinh tế : thê hiện ở vốn đầu tư ban đầu và các chỉ phí hàng năm

HH CAC DANG SO BO NOI DIEN CO BẢN

Căn cứ vào số thanh gop, vào số máy cắt điện cung cấp cho các phần tử, so đồ nối điện được chia thành các nhóm sau đây :

1 Sơ đồ một hệ thông thanh góp

a Sơ đồ một hệ thông thanh góp không phân đoạn (hình 5.1)

Trang 24

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV Đặc điểm của sơ đồ này là tất cả các phan tử (nguồn tải) đều được nổi vào

thanh góp chung qua một máy cắt Hai bên máy cắt nói chung có 2 dao cách ly, trừ mạch máy phát điện có thể không cần đao cách ly về phía máy phát, mạch máy biến áp hai cuộn dây có thê không có dao cách ly về phía máy biến áp Các dao cách ly này có nhiệm vụ đảm bảo an toàn khi cần sữa chữa máy cắt điện

> Ưu điểm :

v Đơn giản, rõ rang, mỗi phần tử được thiết kế riêng cho mạch đó

vˆ Khi vận hành,sửa chữa, mạch này không ảnh hưởng trực tiếp đến

các mạch khác

> Khuyết điểm : |

v Khi sửa chữa máy cắt điện trên mạch nào, các phụ tải nối vào mạch

đó cũng bị mất điện Thời gian ngừng cung cấp điện phụ thuộc vào

thời gian sửa chữa máy cắt điện đó

v Ngắn mạch trên thanh góp đưa đến cắt điện toàn bộ các phần tử

Ngay cả khi cân sửa chữa thanh góp hay các dao cách ly về phía thanh gop (goi la dao cach ly thanh gop) cting sé mất điện toàn bộ trong thời gian sửa chữa

Đo những khuyết điểm trên, sơ đồ này chỉ được sử dụng khi yêu cầu về tính

đâm bảo cung câp điện không cao,các hộ tiêu thụ thuộc loại 3 Trường hợp này chỉ có một nguôn cung cấp b.Sơ đồ một hệ thông thanh góp có phân đoạn (hình 5.2) a) b) C) Hình 5.2

> Thanh góp được phân đoạn bằng một dao cách ly (hinh 5.2a), hai dao cách ly (hình 5.2b), hoặc bằng máy cắt điện cùng 2 dao cach ly (hinh 5.2c) | Số phân đoạn được phân theo số nguồn cung cấp Mỗi phân đoạn có một

nguôn cung cấp và một phần các mạch tải |

¥ May cat điện 2 dao cách ly phân đoạn có thể đóng hay cắt khi vận |

hành bình thường Điều này phụ thuộc vào sự lựa chọn cân nhắc của bộ phận vận

hành, vì đóng hay cắt đều có ưu khuyết điểm của nó

¥ Ding dao cach ly dé phan doan ré tiền hơn nhưng không linh hoạt

đâm bảo bằng phân đoạn bằng máy cắt điện |

Trang 25

vx Khi đã phân đoạn bằng máy cắt thì các phụ tải loại 1 sẽ được cung

cấp điện từ hai đường dây nôi vào 2 phân đoạn khác nhau, do đó không còn mất

điện do bất kì nguyên nhân nào khi cần cắt, nghỉ một đường dây hay một phân

đoạn „

v' Khi cần sửa chữa chỉ tiễn hành cho từng phân đoạn, việc cung cấp điện được chuyền cho phân đoạn kia

v Khi sự cố trên một phân đoạn nào, máy cắt phân đoạn sẽ cắt cùng với máy cắt của các mạch trên phân đoạn đó, phân đoạn còn lại vẫn đảm bảo cung cấp điện bình thường Tất nhiên trong thời gian này tính đảm bảo có giảm nhưng xác

suất xuất hiện sự cổ trong thời gian này thấp

vx Nếu bình thường làm việc trong chế độ máy cắt phân đoạn cắt thì nên

đặt thêm bộ phận tự động đóng nguồn dự phòng Nhờ bộ phận này khi mất nguồn cung cấp trên phân đoạn nào đó, máy cắt phân đoạn sẽ tự động đóng lại và phân đoạn được cung cập từ phân đoạn kia

% Với những ưu điểm đã nêu trên, sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn bằng máy cắt điện được sử dụng rất rộng rãi trong các trạm biến á áp cung như nhà máy điện khi điện áp không cao lắm (10, 22, 35, 110 KV) và số mạch không

nhiều Đặc biệt hiện nay máy cắt điện khí SH có độ tin cậy cao, thời gian cân bảo quản, sửa chữa ngăn, thời gian ngừng cung cấp điện do máy cắt sẽ rất bé, nên sơ

đồ này càng được sử dụng rộng rãi hơn và là sơ đồ chủ yếu trong các trạm biến áp cung cấp điện hiện nay ở nước ta

e Sơ đồ một hệ thống thanh góp có thanh góp vòng (hình 5.3)

me lưng: 5 bì

† †

a) b)

> Tat cả các phần tử được nối vào thanh góp vòng qua dao cách ly vòng (CL,),

một máy cắt vòng (MC,) cùng hai dao cách ly hai bên được nối liên lạc giữa thanh

góp vòng với thanh góp chính (hình 5.3a)

> Nhiệm vụ của máy cắt vòng MC, dé thay lần lượt ho máy cắt của bat ki phan tử nào khi cân sửa chữa ma không cần ngừng cung cấp điện phần tử đó bằng cách đi vòng qua MC, , thanh góp vong va CL,

> Néu cé 2 phan đoạn có thể thực hiện theo sơ đồ (hình 5.3b) hoặc (hình 5.3c),

nhờ có máy cắt vòng độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ tăng lên, tuy nhiên sơ đồ thêm phức tạp và tăng vốn đầu tư Sơ đô này chỉ được thục hiện chủ yếu với điện áp thường từ 110KV trở lên và số đường dây nhiều

Trang 26

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế trạm biến ap 220/110/22 KV

2 Sơ đồ hai hệ thông thanh góp (hình 5.4) ft + Ff Aad

% Đặc điểm của sơ đồ (hình 5.4) là có hai hệ thống thanh góp đồng thời.Mỗi

phần tử qua một máy cắt nhưng rẽ qua hai dao cách ly để nối vào 2 thanh góp, giữa hai hệ thống thanh góp có một máy cắt liên lạc (MCQ) Hai hệ thong thanh gop co gia trị như nhau

> Uu diém :

So dé nay có ưu điểm nỗi bật là khi cần sửa chữa một máy cắt của phần tử nào đó, dùng máy cắt liên lạc MCc đi tắt qua máy cắt cần sửa chữa, các phần tử còn lại

làm việc trên thanh góp I

> Khuyét diém :

Khuyết điểm của sơ đồ hai hệ thống thanh | BOP là phức tạp khi xây dựng cũng

như vận hành, đặc biệt đóng cắt dao cách ly nếu như nhầm lẫn có thể gây hậu quả

nghiêm trọng

Sơ đồ này chỉ sử dụng với điện áp cao từ 110 KV trở lên

3 Sơ đồ hệ thông thanh góp 3 phần 2 (hình 5.5)

GVHD: Võ Đình Nhật TRƯỜNG ĐHDL - K Tá, Trang - 21 —

Trang 27

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế trạm biến á

Hinh 5.5

* Dac diém của sơ đồ này là tạo thành đa giác kín,số cạnh bằng số mạch trong sơ

đồ, sô máy cắt ít (sô máy cắt trên sô mạch là 1)

> Ưu điểm : , oo

Khi sửa chữa máy cat bat kỳ, không có mạch nào mắt điện, số máy cắt bằng số mạch nên có lợi về kinh tế

> Khuyết điểm : -

Khuyết điểm của sơ đồ đa giác là khi sửa chữa một máy cắt bất kỳ, đa giác

không còn kín, đưa đến phân phối dòng điện qua máy cắt không đối xứng, dòng điện

qua máy cắt có thé tăng gấp 2,3 lần so với bình thường, do đó phải chỉnh định lại

dòng điện cho các bảo vệ rơle Đặc biệt khi số cạnh tăng nhiều dẫn đến khi sự cố trên một phần tử nào đó có thể làm ngưng cung cấp điện cho một số mạch khác Vì

vậy chỉ sử dụng sơ đồ 3,4,5 và tối đa là 6 cạnh Sơ đồ này thường sử dụng ở điện áp

cao của các nhà máy thuỷ điện vì ở đây ít có khả năng phát triển đường dây và nguồn

Ill CHON SO DO NOI DIEN CHINH CHO TRAM BIEN AP 220/110/22 KV > Trạm biến áp 220/110/22 KV thiết kế có các đặc điểm :

v4 Phía cao áp của trạm được cung cấp từ lưới điện 220 KV bằng 2 lộ

đường dây đến (lộ kép) và lưới điện 110 KV với 4 lộ ra

v⁄ Phía hạ áp của trạm có cấp 22 KV cấp cho tải bằng 20 lộ ra

; > Theo các đặc điểm này, tham khảo các sơ đồ nối điện cơ bản và các yêu cầu câp điện của phụ tải ta chọn sơ đồ nối điện chính cho trạm như sau :

¢ Hé thong 220 KV va 110 KV

Dựa vào các đặc điểm ở trên ta lựa chọn sơ đồ nối điện cho hệ thống cấp 220

KV và 110 KV này là loại sơ đồ một hệ thông thanh góp có phân đoạn,thanh góp 220

KV va 110 KV được phân đoạn bằng máy cắt và dao cách ly

GVHD: Võ Đình Nhật Trang - 22 ~

Trang 28

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV > Ưu điểm : Vận hành đơn giản nhưng độ tin cậy rất cao

* Hệ thống 22 KV

Hệ thống phân phối 22 KV của trạm cũng được thiết kế theo sơ đồ một hệ

thông thanh góp, có phân đoạn bằng máy cắt, bình thường máy cắt phân đoạn mở (chỉ đóng máy cắt phân đoạn khi cắt vận hành một máy biến áp hay cân sửa chữa sự cố ) Do đó sẽ hạn chế được dòng ngắn mạch và thực hiện bảo vệ rơle đơm giản

hơn

Máy cắt sử dụng có tủ điện hộp bộ kiêu kéo có bao che bằng kim loại, lắp đặt trong nhà có day đủ các thiết bị đo wns như máy biến dòng điện, máy biến điện áp, chống sét và các thiết bị bảo vệ role,

——————————————————————————————————————

Trang 29

Luận văn tốt nghiệ Thiết kế trạm biến á

Trang 30

Luận văn tốt nghiệp : Thiết kế trạm biến áp

SƠ ĐÒ NÓI ĐIỆN CỦA PHƯƠNG ÁN 2 + MC2 MCI b ụ MCI \ Mert et TC 220 KV MBATD : 250 KVA

GVHD: V6 Dinh Nhat Trang - 25 ~

SVTH : Huynh Minh Ding

Trang 31

CHƯƠNG VI

TINH TOAN DONG NGAN MACH

I KHAI NIEM

LN lgắn mạch là hiện tượng 3 pha, hai pha chạm nhau hoặc 1 pha chạm đất trong

hệ thống điện có trung điểm nối đất trực tiếp Ngắn mạch xảy ra gây nguy hiểm cho thiết bị điện vì khi đó dòng ngắn mạch có chỉ sô rất lớn có thê làm hư hỏng nghiêm trọng cho hệ thong điện Đề tính toán ngắn mạch được chính xác trong một hệ thống điện là rất phức tạp và khó khăn,cho nên trong thực tế người ta sử dụng phương pháp thực dụng với việc đưa ra giả thuyết đơn giản hoá.Vì thực tế nó không đòi hỏi độ chính xác cao Do đó phương pháp tính thực dung có ưu điểm

tính toán đơn giản,nhanh chóng, tuy nhiên các kết quả tính được chỉ gần đúng Tất nhiên kết quả phải nằm trong phạm vi cho phép Bởi vì mục đích tính toán dòng

ngắn mạch (In) dé phục, vụ cho việc chọn | khí cụ điện (máy cắt, kháng điện, biến dòng, biến áp) và các phần dẫn điện (dây dẫn, thanh dẫn, cáp)

II TINH TOAN DONG NGAN MACH

1 Cơ sở tính toán ngắn mach a Khái niệm chung

Ngắn mach là tình trạng sự cỗ nghiêm trọng và thường xảy ra trong hệ

thống cung cấp điện Vì vậy các bộ phận trong hệ thông cung cấp điện phải được tính toán sao cho không những làm việc được trong tình trạng sự cô mà còn trong giới hạn cho phép

Đê lựa chọn các bộ phận của hệ thống điện chúng ta phải tính tốn các thơng số của ngắn mạch như : dòng điện ngắn mạch, công suất : ngắn mạch, Các

số liệu này đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế hệ thống bảo vệ cho hệ

thông điện, định phương hướng vận hành cho hệ thống điện Vì vậy tính toán ngắn mạch không thê thiếu được khi thiết kế hệ thống cung cấp điện

b Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch ` Nguyên nhân gây ra ngắn mạch :

¢ Do vận hành lâu ngày, cách điện bị lão hố

® Do sét đánh vào đường dây và thiết bị phân phôi ngoài trời hay do

quá điện ấp nội bộ

* Do hiện tượng chập các pha trong hệ thống cung cấp điện ** Hậu quả của ngắn mạch :

° Gây đốt nóng cục bộ các thiết bị

* Tạo ra lực điện động lớn phá huỷ trụ điện, sứ đỡ uốn cong thanh

dẫn

s Điện áp giảm xuống có thể làm động cơ ngừng quay, sản xuất bị ngưng hoạt động hay động cơ quay chậm và làm hư sản phẩm

————————

GVHD: V6 Đình Nhật Trang - 26 —

Trang 32

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV ® Làm hệ thong mat 6n định % Mục đích của tính tốn ngắn mạch : *® Lụa chọn các thiết bị điện và khí cụ điện : máy cắt, dao cách ly, sứ cách điện, thanh dẫn ® Lựa chọn hạn chế dòng ngắn mạch ® Tính tốn thiết kế bảo vệ cho hệ thống c©Ồ Phương pháp tính ngắn mạch

> Tính toán ngắn mach chính xác trong hệ thống điện rất phức tạp và

khó khăn, nên trong thực tế không cần đòi hỏi chính các cao, thường dùng phương

pháp gần đúng để tính ngắn mạch Và thường chỉ tính dòng ngắn mạch 3 pha (N)

vì thường dòng ngắn mạch 3 pha lớn hơn dòng ngắn mạch 2 pha (N?) và 1 pha

(N’)

> Dé tinh ngắn mạch cho trạm biến áp 220/110/22 KV thiết kế thì ta sử dụng phương pháp tính gần đúng trong hệ tương đối cơ bản

> Xuất phát từ yêu câu đơn giản hoá cho việc tính toán, nên thường chọn công suất cơ bản 100 MVA, 1000 MVA hoặc bằng công suất của hệ thong

Điện áp cơ bản lay theo từng cấp và chọn bằng điện áp trung bình của từng cap ay ¢ Chon: Sep = Sur = 141,17 MVA Ua = Up: Cap 220 KV : Us = 230 KV Cap HOKV: Uy, = 1IS KV Cấp 22KV :U¿=22KV *® Dòng cơ bản : Top = Sa v3x Oe ¢ Dong dién ngắn mạch trong hệ tương đổi cơ bản : 1 EN(b) # C— Xx x * Dòng điện ngắn mach trong hệ đơn vị có tên : In = EN(b) X Ícp * Dong điện xung kích : Ixx = V2xK xx Xu

Trong đó : 1 < Kx <2, thường chọn Kxx = 1,8 ở điện áp lớn hơn 1000 $ Điện kháng của các phần tử trong hệ tương đối cơ bản :

Trang 33

Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV Luận văn tốt nghiệ Trong đó : v Xạ : điện kháng của lkm đường dây (O / km).Lẩy Xạ=0,4 (Q/km) ` v L: chiêu dài đường dây (Km) > Điện kháng hệ thống : S ` XHr= : AT Trong đó :

Sur: công suất của hệ thống

> Điện kháng của máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây : Uy% Sis 100 ˆ Sims XMBA = Trong đó :

v4 Un% : điện áp ngắn mạch phân trăm v⁄ Samp : Công suất định mức máy biến áp

2.Tính toán ngắn mạch cho từng phương án

Chỉ tính ngắn mạch ở giai đoạn cuối của mỗi phương án ¢ Chon: Seb = Sut = 141,17 (MVA) Uo = Us: v Cấp 220 KV : Ua = 230 KV v Cập 110 KV: U„¿ = 115 KV Y Cap 22 KV: Us; =22KV * Dong co bản : : S 141,17 | Y Cap 220 KV : In, “P On NBxU, A3x230 ^ (KA) = ~—* = ——=Q,355(KA S, 141,17 BxU,, = V3x115 0,71(KA) v Cấp 22 KV :l„y= Se —= 14H ~3 +; P cb3 V3xU ys 43x 22 7(KA)

% Trị số điện kháng của các phần tử trong sơ đồ thay thé : Cấp 110 KV: l„¿ = » Điện kháng đường dây : _Xey= Xe.” xe = 0,13 > Dién khang hé thong : 4 XHr Ta xX HT X Sun % =aa_„ 0,2x 141,17 14117_ 0,2 > Điện kháng của máy biến áp:

" Điện kháng máy biên áp 230/115 KV công suật 125MVA, Dn%=12%

Trang 34

—Uy%_ S„ _ 12 14117

XMBA = “Top “Sip 100" 125

" Điện kháng máy biến áp tự ngẫu 230/121/38,5 KV công suất 125

=0,135

Có các thông số : Unoc-r =11%; Uncen =31%; Unser =19%

Usvic = 5 Uyyeny + aca Chat) = 14-2 =I7S Unser = 2(Uyse-r + v0 — SG) =2 (11+ =0 2)=0 Uyai = 2E + 9# —U.,)=2( +0 s~1)<449 Ta tính được điện kháng của các cuộn dây : Uyuc S¿ _ 17,5, 14L17 Xc= 100 S,, 100 125 =0,197 = Nwy x Sos =0 100 Sins = Uy v Su _ 445 14117 02 100 Sj, 100 125 " Điện kháng máy biến áp 115/22 KV công suất 30 MVA, Un%=13% Uy% Su _ 13 141,17 9 6] 100 Sy, 100 30

a.Tinh toan ngan mach cho phuong an 1 : ,

Dùng 2 MBA 230/115 KV có công suật 125 MVA va 2 MBA 115/22 KV có công suất 30 MVA

XMBA =

Trang 35

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế trạm biến dp 220/110/22 KV NI 220KV 2x 125 MVA N2 110 KV N3 22KV 2x30 MVA N4 70,4KV WUT Sơ Đồ Thay Thể 220 KV N2 Z 110 KV XB30 (| [| N3 2 22 KV | XB125 XBTD N4 70,4KV ST + Tính dòng ngắn mạch tai N1 ( trén thanh cai 220 KV ) | Xx Xã = Xir+ “2= 02+ = 0,265

GVHD: V6 Dinh Nhat Trang-30- _

Trang 36

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế trạm biến áp S%„ _ 14117 lại = RY U,, x3x230 * Dòng điện ngắn mạch trong hệ tương đối cơ bản : 1 1 ÍsN1(cb) XS, = oes 1,6

* Dòng điện ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên :

Ini = Tsn1@b) x loi = 1,6 x 0,354= 0,566 (KA) * Dong dién xung kích :

Ixqy = V2 x Kyg x [y= V2 x1,8x 0,566= 1,44 (KA)

% Tính dòng ngắn mạch tại N2 (trên thanh cái 110 KV) Xyo = Xi + “set= 0,265 + ae 0,332 1 = Se = _41a7 Oe J3xU, V3 x115 * Dòng điện ngắn mạch trong hệ tương đối cơ bản : | = _1 - 3,01 Xy, 0332 = 0,354 (KA) = 0,71 (KA) Ten2(cb) * ¢ Dong dién ngan mach trong hệ đơn vị có tên : N2 Í£N2(cb) x lp2 = 3,01 x 0,71= 2,13 (KA)

* Dong dién xung kích :

Ixko = V2 x Ky x Dy) = V2x1,8%2,13= 5,42 (KA) > Tinh déng ngan mach tai N3 (trén thanh cdi 22 KV) Xy3 = Xs + te = 0,332 + ovis 0,637 Sy 14117 _ lụa = =-———=3,7 iad 43x U3 23x22 &A) * Dòng điện ngắn mạch trong hệ tương đối cơ bản : lo Xs, ~ 907 te? ÍšN3(cb) = * Dòng điện ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên : ÍN3 = Is 3(cb) x li = 1,57 x 3,7= 5,81 (KA) ° Dòng điện xung kích : lxks = A2x K xJ„;= V2x1,8x5,81= 14,79 (KA) s* Tính đòng ngắn mạch tại N4 (trên thanh cái 0,4 KV)

MBA tự dùng 22/0,4 KV công suất 250 (KVA) có : AP) = 640 (W), APy = 4100 (W), Un% = 4%

Trang 37

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV Ur 10.Sime 10x250 1,64 () Ux% = 4|(U„%)?—(U,%)? = 4? -1,64? = 3,648 (%) — APy Uy 10° _ 4100x 0,47 x10° Rp 5 5 250? =] 0,496 (mQ) dmB 0 2 ? Xp = 10.0y 2%-ựu x10? = 10x 3,648 x 0,4 x10°= 23,347(mQ) Simp 250 Tổng trở của máy biến áp tự dùng : Zp = Ry +X," = 10,4967 + 23,347? = 25,598 (mQ) B B * Dong điện ngắn mạch chu kì : U, _ 400 th JZ2 Ja„25598 2 2 * Dòng xung kích : Ixx = V2.K vp Lycx * V2x 1,8 x 18,044 = 45,933 = 18,044 (KA) Incx *

b.Tính toán ngắn mach cho phương án 2 „

Dùng 2 MBATN 230/115/22 KV có công suất 125 MVA

—_—_—

Trang 38

Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV Luận văn tốt nghiệ NI HT 220 (KV) 125 MVA N2 22 (KV) 110 (KV) 4 XDAYTN N2 22 KV 2 110 KV SLL “> Tinh déng ngan mach tai N1 (trén thanh cai 220 KV) Xy1 = Xurt = =0,2+ 213 = 0,265 le = Se = 147 Oo NBxU, V3x230 ¢ Dong dién ngan mach trong hé tương đối cơ bản : 1 1 I NU(eb) = —_= _=3,77 Xy, 0,265 = 0,354 (KA)

* Dòng điện ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên :

Ini = = EÈNI(cb) x Io = 3, 77x 0, 354= | 33 (KA)

Trang 39

+ Tính dòng ngắn mạch tại N2 (trên thanh cái 110 KV) Xsa= Xmi + = 0,265 + 0,197 = 0,36 leg = See = 14M7 PP NB xUy, 3x115 e Dòng điện ngắn mạch trong hệ tương đối cơ ban : 1.1 = —_= 2,78 Xs, 0,36 =0/71 (KA) Í¿N2(cb) =

e Dòng điện ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên :

Ino = l¿N2(cb) x Top2 = 2,78 Xx 0,71= 1,97 (KA)

* Dong dién xung kích :

Lyne = V2 x Kye Lyp® V2 x1,8x1,97 = 5,015 (KA) “+ Tinh déng ngan mach tai N3 (trên thanh cái 22 KV) X;s= Xp;+ Ẩ= 036 + SỶ= 0,61 S, _ 14117 lea = PF NBxUy, -V3x22 * Dòng điện ngắn mạch trong hệ tương đối cơ bản : I | =164 = 3,7 (KA) Xs, 0,61

¢ Dong dién ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên :

In3 = EÈN3(cb) Xx hạ = 1,64 x 3,7= 6,07 (KA)

* Dong dién xung kich :

Ixx3 = V2 x Ky XIy3= V¥2x1,8x6,07= 15,45 (KA)

% Tính dòng ngắn mạch tại N4 (trên thanh cái 0,4 KV) (Tương tự như ở phương án 1)

MBA tự dùng 22/0,4 KV công suật 250 (KVA) có :

Trang 40

Luận văn tốt nghiệ Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV U, 400 lcK= 3 + —#—= ——2zzos= 18,044 (KA) 3 x 25,598 ® Dòng xung kích : Ixk = Ý2.K„„.J„„= Ý2x1,8x18,044 = 45,933 BANG TONG KET KET QUA DONG NGAN MACH O CAC PHUONG ÁN

an ngắn | (KV) (mQ) | (KA) (KA) | (KA) mach Phuong |_ 1 Ni | 220 | 0,265 0,354 | 16 | 0,566 | 1,44 an 1 2 N2 | 110 | 0,332 0,71 | 3,01 | 2,13 | 5,42 3 N3 22 | 0,637 3/7 | 1,57 | 5,81 | 14,79 4 N4 | 04 25,598 18,044 | 45,933 Phuong | 1 NI | 220 | 0,265 0,354 | 3,77 | 1,33 | 3,38 án 2 2 N2 | 110 | 0,332 0,71 | 2,78 | 1,97 | 5,015 3 N3 22 | 0,637 37 | 164 | 6,07 | 15,45 4 N4 | 0,4 25,598 18,044 | 45,933 ILTINH TOAN DONG LAM VIEC BINH THUONG VA DONG CUONG BUC 1.Khái niệm Cá khí cụ điện và dây dẫn có 2 trạng thái làm việc : bình thường và cưỡng bức

Ứng với 2 trạng thái trên có dòng bình thường lạ: và đòng cưỡng bức lọ;

Trạng thái làm việc bình thường là trạng thái không có phần tử nào của khu vực

đang xét bị cắt Dòng làm việc bình thường là dòng lớn nhất có thê có ở trạng thái này Dòng làm việc bình thường dùng đề chọn tiết điện dây dẫn và cáp theo điều kiện kinh tế

Trạng thái làm việc cưỡng bức là trạng thái làm việc nếu một phần tử nào đó của khu vực đang xét bị cắt Dòng cưỡng bức thường lớn hơn dòng làm việc bình

thường, dòng cưỡng bức cực đại l¿smax dùng dé chọn các khí cụ điện và dây dan

Việc tính toán dòng điện l„ và lu nhằm lựa chọn các thiết bị có đủ khả năng

mang tải trong mọi chê độ vận hành của lưới điện và có xét đến việc phát triển

trong tương lai

2 Tính toán dòng làm việcbình thường và dong cưỡng bức cÏto từng phương án

Ta tính dòng cưỡng bức theo công suất của trạm đề chọn các khí cụ điện và

các phần dẫn điện phù hợp với công suât của trạm dé trạm thiết kế mang tính đồng

bộ và có tính phát triển trong tương lai

a

Định dạng
Số trang	139
Dung lượng	8,16 MB