BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ok ok kegs SVTH: NGO VAN THANH MSSV: 05DC2_23 THIET KE TRAM BIEN AP 220/110/22KV
CHUYÊN NGÀNH : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn: TRÀN THANH SƠN } hobo
“T2 —Twaak Sr Tran [hen
Giáo viên phản biện: 9909%®%00%9%®06e99060đ9066e6e°606e00%x60090696 eesee
trơi =7 0ĐTP,HƠ CHÍ MINH ~ 08 - 2008
lẻ Nam
Trang 2BỘ GIÁO DUC VA BAO TẠO CONG 2.4 XA HOI CHU NGHĨA VIỆT NAM TRUONG DAI HOC KY THUAT CONG NGHE TP.HCM Độc lập - Tư do - Hanh phúc
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
NHIỆM VỤ LUẬN ÁN ?Õ? NGHIỆP
Chủ ý: SV phải đóng bản nhiệm vụ này vào trang :hứ nhất của luận án
—
Ho va tén SV: Nạo Vấn Vấn QUA MSSV: ake Ab
Ngành : Điện Cand ain su | SH nh Lớj : SA
Đầu đề luận án tốt nghiệp:
_ Thett KE” Tran Breve Ap .2922O© <M./.44Q K\M.2¿$ KV
_—
làn Nhiệm vụ ( yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu ) :
obo sc đa _ #6 PRC on
4 Chon “LUBA MG ths Ph nate ia ag
Soo Tank Kirt inne _
€ Teth tear hago mach V2 “hon da Ke hebe
Thiet KEN ACL TRL a chồng set
me
+
tạ) Ngày glao nhiệm vụ luậnán: 19/05/2008
+ Ngày boàn thành nhiệm vụ : 30/08/2008
1
Họ tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn :
¬1>~ - ry - op
Trang 3
Trường ĐHKTCN TPHCM Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Khoa Điện — Điện Tử Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc ĐẦU ĐỀ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Ngô Văn Thành Tên để tài : Thiết kế Trạm Biến Áp 220/110/22kV và chống sét với các thông số sau đây: I HỆ THỐNG : Cấp điện áp : 220kV
Công suất ngắn mạch : 7000MVA
Trang 5LOF CAM ON
Frude hét em xin gobi loi cam on stu sade đến tồn thể qu thẩy cơ của trường “Đại 2Ó0ẹc 200 Chuật Cong Wghé Thanh Dhéi Wé Chi Minh
trong thoi gian qua da tgn tinh day dé, truyền dat cho cuing em aliing
kiến thuíc oô cùng quý báu
làng của thầu cơ ồ kết quả nÏụv mong đợi: khóa học đã hoàn thànÉt oà Luin van tốt nghiệp sé khong thé hoan thainh néu khing có sự quan tim gitip dé tan tinh của các thâu cô trong “Khoa (Điện - “Điện Cứ
Guy nhién do kién thite cb han nên trong -uậm oăm chung cứu trình bày
Ditn - “Điện Cử, dat biét la Tein Thanh Son không quả khó nhọc, giờ
gitie dé tan tinh chi day, huéng dén chu déo gitip chiing em hon thanh
Luin van nay
CHT chin thanh cam on
Trang 6MUC LUC so LL] ee NHIEM VU THIET KE LOI CAM ON
TAI LIEU THAM THAO
CHƯƠNG I: TONG QUAN VE TRAM BIEN AP
1.Giới thiệu và phân loại về trạm biến áp trang]
2.Nội dung thiết kế trang 3
CHƯƠNG II: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHỤ TẢI
1.Khái niệm trang 8
2.Sơ đồ cấu trúc các phương án trang 9 CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TRAM BIEN AP
1.Khái niệm trang 14
2 Các sơ đồ nối điện cơ bản ở các cấp điện áp trang 14 3.Lựa chọn sơ đồ nối điện cho các phương án trang 18 CHUONG IV: CHON MAY BIEN AP BIEN LUC
1.Khái niệm trang 22
2.Khả năng quá tải của máy biến áp trang 24 3.Các phương án chọn máy biến áp trang 27 CHƯƠNG V: TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP
1.Khái niệm trang 33
2.Cách tính tổn thất điện năng của các loại máy biến áp trang 33 3.Tính tốn thất điện năng trong máy biến áp 3 phương án trang 35
CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH
1.Khái niệm trang 45
2.Phương pháp tính toán ngắn mạch trang 45
3.Tính toán ngắn mạch cho 3 phương án trang 49
CHƯƠNG VII.CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN
1.Khái nệm chung trang 60
2.Tính toán các chế độ làm việc trang 61
3.Chọn máy cắt điện, máy cắt phụ tải, dao cách ly trang 63
Trang 7
4.Chọn thanh góp-thanh dẫn trang 72
CHƯƠNG IIX:TÍNH TỐN KINH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KE
I.Khái niệm trang 88
H.Phần tính toán trang 91
HI.So sánh kinh tế kỹ thuật trang 93
CHUONG IX:THIET KE PHAN TU DUNG CUA TRAM BIEN AP
IL.Chọn máy biến áp tự dùng trang 95
II.Tính toán ngắn mạch cho cấp điện áp 0.4 KV trang 96
II.Chọn cáp ngầm và tủ tự dùng trang 97
CHƯƠNG X:BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VAO TRAM BIEN ÁP
I.Khái niệm chung trang 98
II.Phạm vi bảo vệ cột thu sét trang 99
III.Các yêu cầu kinh tế kỹ thuật khi dùng hệ thống cột thu sét trang 104
IV.Ap dụng tính toán cho tram trang 105
CHƯƠNG XI:TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP
I.Khái niệm trang 118
I.Tính toán và thiết kế hệ thống nối đất trang 118
IIL Ap dụng tính toán nối đất cho trạm trang 123 IV.Nối đất an toàn cho cấp 22KV trang 137
Trang 8
TAI LIEU THAM KHAO
Thiết Kế Nhà Máy Điện Và Trạm Biến Áp - Huỳnh Nhơn Nhà Máy Điện Và Trạm Biến Áp - Huỳnh Nhơn
Kỹ Thuật Điện Cao Áp — Hoàng Việt
Bài Tập Kỹ Thuật Điện Cao Áp - Hồ Văn Nhật Chương
Giáo Trình An Toàn Điện — Phan Thi Thu Van
Hướng Dẫn Thiết Kế Lắp Đặt Điện Theo Tiêu Chuẩn Quốc Tế IEC -
Schneider
AMR
Trang 9Luận văn tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan về trạm biến áp CHUONG I: TONG QUAN VE TRAM BIEN AP calls 1 KHÁI NIỆM : 1.1 Trạm biến áp :
Trạm biến áp (TBA) dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang
cấp điện áp khác Nói cách khác, TBA là một công trình thu nhận điện năng có điện áp U1 (điện áp sơ cấp) để phân phối cho các phụ tải có điện áp khác (điện áp thứ cấp) Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện Phụ thuộc vào mục đích có thể phân loại TBA theo các cách sau:
a Theo điện áp, chia thành TBA tăng và TBA giảm :
- TBA tăng là TBA có điện áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ cấp Đây thường là TBA của các nhà máy điện tập trung điện năng từ các máy phát (có điện áp 10,5kV; 13,8kV ) để phát về hệ thống điện và phụ tải ở xa (điện áp 66kV,
110KV, 320kV hay 500kV
- TBA hạ là các TBA có điện áp thứ cấp thấp hơn điện áp sơ cấp Đây
thường là các TBA có nhiệm Vụ nhận điện từ hệ thống rồi phân phối cho các phụ tải
Ù Theo chúc năng chia thành TBA trung gian và TBA phân phối:
- TBA trung gian hay còn gọi là TBA khu vực thường có điện áp sơ cấp lớn (110kV, 220kV, 500kV ) để phân phối cho các phụ tải có điện áp khác nhau
(220kV, 110kV, 22kV, 15kV ) của các TBA phân phối
- TBA phân phối hay còn gọi là TBA địa phương có nhiệm vụ phân phối
trực tiếp cho các hộ sử dụng điện của xí nghiệp, khu dân cư, trường học thường có
điện áp thứ cấp nhỏ (10kV, 6kV, 0.4kV ) |
c Về phương diện cấu trúc, chia ra tram ngoài trời, tram trong nha va tram
ngầm:
- TBA ngoài trời: các thiết bị điện áp cao đều đặt ngoài trời, còn phần
phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hoặc đặt trong các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng để phân phối phần hạ thế Xây trạm ngoài trời sẽ tiết kiệm được chỉ
phí xây dựng hơn so với xây dựng trạm trong nhà
- TBA trong nhà: là trạm gồm các thiết bị đặt trong nhà Với loại này
không cần mặt bằng rộng lắm, có thể xây dựng ở nơi ít bụi mà máy hoạt động được bình thường nhưng loại này cần vốn đầu tư khá cao
Trang 10Luận văn tốt nghiệ GIIớP Chương 1: Tổng quan về trạm biến á 8 & P Ngoài các loại trạm biến áp đã nêu trên còn có những TBA ngầm phục vụ cho các điều điện khắc nghiệt như chiến tranh và loại này rất tốn kém
-_ Hay trong hệ thống điện còn có các trạm đóng cắt điện (trạm không có máy biến áp), trạm nối làm nhiệm vụ liên lạc giữa hệ thống có tần số khác nhau, trạm
chỉnh lưn biến đổi dòng xoay chiểu AC thành dòng 1 chiều DC và trạm nghịch lưu biến đổi dòng 1 chiểu DC thành dòng xoay chiều AC để phục vụ cho việc tải đi xa
bằng dòng điện DC 1.2 Phụ tải điện :
Phụ tải điện là các thiết bị hay là tập hợp các khu vực gồm nhiều thiết bị sử
dụng điện năng để biến đổi thành các dạng năng lượng khác như quang năng, nhiệt năng, cơ năng, hóa năng Phụ tải điện được phân loại theo mục đích nghiên cứu :
1.2.1 Theo tính chất:
- Phụ tải động lực: cung cấp cho các động cơ điện - Phụ tải chiếu sáng
1.2.2 Theo khu vực sử dụng:
- Phụ tải công nghiệp: cung cấp cho khu công nghiệp - Phụ tải nông nghiệp: cung cấp cho khu vực nông nghiệp
- Phụ tải sinh hoạt: cung cấp cho vùng dân cư
1.2.3 Theo mức độ quan trọng:
- Phụ tải loại I: khi mất điện ảnh hưởng đến tính mạng con người, thiệt hại lớn cho kinh tế quốc dân hoặc ảnh hưởng lớn đến chính trị Phụ tải là các khu công nghiệp quan trọng , các thành phố lớn, các khu vực ngoại giao, công sở quan trọng, các hầm mỏ, bệnh viện, hâm giao thông dài, cần phải đảm bảo điện liên
tục, do đó phải có ít nhất 2 nguồn độc lập hoặc phải có nguồn dự phòng thường trực Nói cách khác là nặng về kỹ thuật, tính đảm bảo nên vốn đầu tư sẽ cao
- Phụ tải loại 2: khi mất điện có ảnh hưởng đến nên kinh tế nhưng không
nghiêm trọng như loại 1 Phụ tải là các khu công nghiệp nhỏ, địa phương, khu vực sinh hoạt đông dân phức tạp nói chung cũng quan trọng nhưng không bằng loại 1, khi thiết kế có thể cân nhắc giữa yếu tố kỹ thuật với vốn đầu tư Nếu không tăng vốn đầu tư nhiều hoặc không phức tạp khó khăn lắm thì nên thiết kế 2 nguồn cung cấp có thể chuyển đổi khi có sự cố 1 nguồn
- Phụ tải loại 3: về nguyên tắc có thể mất điện thời gian ngắn không ảnh hưởng nhiều đến các hộ tiêu thụ Chủ yếu là các khu dân cư, khi thiết kế có thể chỉ
1 nguồn cung cấp
Vì thế trong đồ án thiết kế cung cấp điện thì yêu cầu đầm bảo tính liên tục cho phụ tải là quan trọng Tuỳ theo tính chất quan trọng của phụ tải mà ta có các
loại phụ tải khác nhau Trong đồ án này, ta thấy rằng cần thiết kế một trạm biến áp
trung gian có phụ tải tổng hợp với chức năng là nhận điện áp từ hệ thống có cấp điện áp 220 KV cung cấp cho phụ tải và biến đổi thành các cấp điện áp 110 KV vã
Trang 11Luận văn tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan về trạm biến áp
22 KV cung cấp cho phụ tải khác Đây là trạm biến áp trung gian cung cấp điện cho phụ tải tổng hợp nên yêu cầu cung cấp điện là cao Từ những số liệu và yêu cầu đã đưa ra, ta xác định được trạm biến áp cần thiết kế được đưa nguồn từ hệ thống đến bằng hai đường dây để cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp 110 KV, 22 KV Vì thế, ta nên chọn thêm nguồn dự phòng ( dự trữ ) cho trạm với cấp
điện áp là 0.4 KV để đáp ứng các yêu cầu chiếu sáng, hệ thống điều khiển các
thiết bị đóng cắt và hệ thống làm mát máy biến áp
1.3 Đồ thị phụ tải :
Đồ thị phụ tải là hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa công suất phụ tải (S, P, Q)
theo thời gian t Đồ thị phụ tải có thể phân loại theo công suất, theo thời gian, theo
địa dư:
1.3.1 Theo công suất :
- Đồ thị phụ tải công suất tác dụng
- Đồ thị phụ tải công suất phản kháng - Đồ thị phụ tải công suất biểu kiến 1.3.2 Theo thời gian :
- Đồ thị phụ tải ngày: được sử dụng khi thiết kế để chọn cơng suất MBA, tính tốn các phần dẫn điện, tính tổn thất điện năng của MBA
- Đồ thị phụ tải tháng: đưa ra kế hoạch tu sửa thiết bị
- Đồ thị phụ tải năm: thường được dùng để xác định điện năng tiêu thụ
trong | năm, xác định chỉ phí nhiên liệu hàng năm, hiệu suất nhà máy, hệ số sử
dụng công suất đặt hoặc được sử dụng để qui định chế độ vận hành của nhà máy
điện đối với nhân viên vận hành, lập kế hoạch sữa chữa các tổ máy phát và chọn công suất máy phát điện khi thiết kế
1.3.3 Theo địa dư:
- Đồ thị phụ tải toàn hệ thống: dùng để phân bố công suất tối ưu cho các
nhà máy trong hệ thống, xác định mức tiêu hao nhiên liệu
—- Đồ thị phụ tấi của nhà máy điện hay của trạm biến áp - Đồ thị phụ tải của hộ tiêu thụ
2 NOI DUNG THIET KE :
Thiết kế phan điện và hệ thống chống sét - nối đất trạm biến áp
220/110/22kV với các thông số sau :
- Trạm biến áp được nối với hệ thống ( cấp điện áp 220kV ) bằng 2
đường dây dài 100 km, công suất ngắn mạch : Su = 7000 MVA, Xpr= 0,36 Q
Trang 12Ludn van t6t nghié §hiớp Chương 1: Tổng quan về trạm biến áp § q re cE - Phụ tải 110kV gồm 4 dudng day c6 : Smax = 30 MVA, cos ọ = 0,85 (đồ thị phụ tải : hình 1.1) - Phụ tải 22kV gồm 6 đường dây có : Sma„ = 20 MVA, cos ọ = 0,87 (đỗ thị phụ tải : hình 1.2) 2.1 Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110 kV: S% ị 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 > t (h) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1.1 Đồ thị phụ tải cấp 110kV Ta có : Sma„ = 50MVA và coso = 0,85 = Pmax = SmaxcOsọ = 50x0,85 = 42,5 MW (1.1)
TỪ Smax, Pmạ„ và phân trăm công suất ứng với đồ thị ta tính được các giá trị
thực khác của công suất tác dụng và công suất biểu kiến :
S(MVA) = SyaxS% (1.2)
P(MW) = Prax P% (1.3)
Ta thu được bảng số liệu sau :
Trang 13Luận văn tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan về trạm biến áp 6 | 20+22 70 29.8 70 35 7 | 22+ 24 50 21.3 50 25 2.2 Đồ thị phụ tải cấp điện áp 22 kV: | S% 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 t (h) 0 2 4 6 8 1012 14 16 18 20 22 24 Hình 1.2 Đồ thị phụ tải cấp 22kV | Ta c6:Smx = 30MVA va cos = 0,87 => Pmax = Smaxcos@ = 30x 0,87 = 26,1 MW
TW Smax> Pmax Va phan trăm công suất ứng với đồ thị ta tính được các giá trị
Trang 14Luận văn tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan về trạm biến áp 2.3 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn trạm : Phụ tải tổng hợp toàn trạm: S =~ Siow + Syopy + Sreiduong Trong đó :
Š> : công suất biểu kiến phụ tải tồn trạm
SŠ¡ioœv : cơng suất biểu kiến phụ tải cấp điện áp 110kV Š2zxv : công suất biểu kiến phụ tải cấp điện áp 22kV
Trang 15Luận văn tốt nghiệp l Chương 1: Tổng quan về trạm biến áp S% 80,4 MVA 100 90 80,2 70,3 66,3 54,5 50,5 40 30 20 10 77, A 64 A 56, A 40,4 MVA tứ) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1.3 Đồ thị phụ tải tổng của trạm Nhận xét :
Từ đồ thị phụ tải tổng hợp toàn trạm ta thấy công suất lớn tập trung chủ yếu vào ban ngày, (cực đại là 80,4MVA) vào ban đêm công suất sử dụng nhỏ hon và
nhỏ nhất là lúc nữa đêm (khoảng 1⁄2 công suất cực đại) sau đó tăng dân đến sáng Cho thấy phụ tải ở đây chủ yếu là các công ty, xí nghiệp hoạt động sắn xuất kinh
doanh vào ban ngày là chính, ban đêm cũng có hoạt động nhưng tỷ lệ ít hơn Từ
nhận xét trên ta có thể đánh giá được trạm đang thiết kế cung cấp điện cho phụ tải quan trọng vì vậy khi thiết kế ta cần chú trọng hơn đến tính đảm bảo cung cấp
điện
ar
Trang 16Luận văn tốt nghiệp Chương 2: Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp
CHƯƠNG II :
SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP
1 TONG QUAT:
Sơ đồ cấu trúc nhà máy điện và trạm biến áp là sơ dé diễn tả liên quan giữa nguồn, tải và hệ thống điện Đối với nhà máy điện, nguồn ở đây là các máy phát
điện, tải là phụ tải mà nhà máy phải cung cấp ở các cấp điện áp Hệ thống điện là
nơi nhà máy cần nối vào gồm nhiều nhà máy điện có công suất lớn hơn nhà máy
điện định thiết kế Bình thường nhà máy phát công suất thừa (sau khi đã cung cấp
cho các tải ) vào hệ thống, khi nhà máy thiếu công suất (công suất tổng của phụ tải
lớn hơn tổng công suất công suất của nhà máy ) hoặc khi một phần tử chính (máy phát, máy biến áp ) bị sự cố không làm việc, hệ thống có thể sử dụng công suất dự
trữ của hệ thống cung cấp về cho nhà máy để bù vào phần thiếu
Đối với trạm biến áp thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống đến
trạm biến áp, có nhiệm vu dam bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đầm nhận Với các trạm biến áp tiêu thụ cũng có thể có máy phát dự phòng để cung cấp
cho các phụ tải khi có sự cố trong hệ thống, trong trường hợp này các máy phát dự
phòng được xem là nguồn Do đó, hệ thống được xem là thành phân quan trọng, cấu trúc của nhà máy hay trạm biến áp phải luôn luôn được giữ liên lạc chặt chẽ
Khi thiết kế nhà máy điện hay trạm biến áp, chọn sơ đổ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng quyết định đến toàn bộ thiết kế Các yêu cầu chính khi
chọn sơ đồ cấu trúc:
a Có tính khả thi tức là có thể chọn được thiết bị chính như: máy biến áp,
máy cắt điện cũng như có khả năng thi công, xây lắp và vận hành
b Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặc biệt với hệ thống khi bình thường cũng như cưỡng bức (có một phần tử không làm việc được )
c Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua 2 lần biến áp không cần thiết
d Vốn đầu tr hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt
e ' Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không cần thay cấu trúc đã chọn -:
Trong trường hợp một nhà điện hay trạm biến áp có thể có nhiều phương án cấu trúc khác nhau, để chọn phương án nào cần cân nhắc các khía cạnh sau đây:
Trang 17Luận văn tốt nghiệp Chương 2: Sơ đỗ cấu trúc trạm biến áp
a eee
- Số lượng máy biến áp
- Tổng công suất các máy biến áp
- Tổng vốn đầu tư mua máy biến áp XS,,, - Tổng vốn đầu tư máy biến áp SƑ;
- Tổn hao điện năng tổng qua các máy biến áp }A4g
2 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP :
Trạm biến áp là công trình nhận điện bằng 1 hay 2 nguồn cung cấp với điện áp cao để phân phối cho các phụ tải ở các cấp điện áp bằng hoặc bé hơn điện Ap hệ thống Phân công suất được phân phối ở điện áp bằng 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
Trong sơ đồ này, ta thiết kế trạm biến áp có các cấp điện áp 220 KV, 110
KV, 22 KV thì có rất nhiều sơ đồ cấu trúc và phương án thiết kế khác nhau Tuy
nhiên không phải sơ đồ nào cũng thoả mãn điểu kiện quy định Vì thế, sơ đồ được
chọn phải mang tính khả thi và đảm bảo các yếu tố về kinh tế , kỹ thuật để ra 2.1 Phương án 1: Sử dụng 2 máy biến áp tự ngẫu : Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc phương án 1 * Uu điểm :
- Giá thành, kích thước, trọng lượng, tổn hao công suất của MBATN nhỏ
hơn so với MBA 3 cuộn dây cùng công suất, tiết kiệm được diện tích đặt
- Hiệu suất cao, tổn hao điện áp và dòng từ hóa MBA thấp
- Độ tin cậy cao
* Nhược điểm :
- Chỉ dùng MBATN khi trong hệ thống điện có điện áp cao và trung tính
nối đất trực tiếp vì nếu không nối đất trung tính, khi có 1 pha phía cao chạm đất, điện áp trung của các pha không chạm đất tăng lên nhiều lần
PA GGỌOỌOỌỚỌỌHGỌOỌƠỌỌỌỚTGỌỢỌGỌỌSẸSẸSỰS2S2ABn89Aa8a681010nnnxnuynnnnngnuơnnnuuzzờïnn
Trang 18Luận văn tốt nghiệp Chương 2: Sơ đỗ cấu trúc trạm biến áp
—_ỄỄỄ————.SsSộ
- Do có sự liên hệ về điện giữa cao áp và trung áp nên sóng quá điện áp có thể truyễển từ cao áp sang trung áp và ngược lại Vì vậy đầu ra của cao áp và trung áp của MBATTN phải đặt chống sét van
- Cần có cuộn thứ 3 (cuộn hạ) nối tam giác để giảm sóng hài bậc 3 khi
vận hành, phải có thiết bị tạo trung tính giả ở cuộn hạ áp
- Chỉ sử dụng được với dién 4p Uy 2110 kV 2.2 Phương án 2: Sử dụng 2 MBA ba pha ba cuộn day : 110kV Hình 2.2 Sơ đồ cấu trúc phương án 2 * Ưu điểm :
- Tổn hao năng lượng khi vận hành thấp
- Chiếm ít diện tích xây lắp vì số lượng MBA ít * Nhược điểm :
- Khi công suất lớn thì kích thước và trọng lượng MBA lớn gây khó khăn
cho việc chuyên chở và thi công
- Không phải lúc nào cũng có MBA thích hợp với các cấp điện áp và phụ
Trang 19Luận văn tốt nghiệp Chương 2: Sơ đỗ cấu trúc trạm biến áp Hình 2.3 Sơ đồ cấu trúc phương án 3 * Ưu điểm : - Do sử dụng 4 MBA 2 cuộn dây, kích thước mổi máy nhỏ nên để chuyên chở và thi công * Nhược điểm :
- Máy biến áp cấp 1 (điện áp lớn nhất) phải tải cả công suất ở các cấp
nối tiếp, do đó phải chọn công suất lớn, tổn hao lớn
Trang 20Luận văn tốt nghiệp Chương 2: Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp 220kV 22kV Hình 2.4 Sơ đồ cấu trúc phương án 4 * Ưu điểm :
- Do MBA 110kV và 220kV riêng biệt nên sự cố phía 110kV ít ảnh hưởng đến phía mạng 22kV và ngược lại
* Nhược điểm :
- Nhiều MBA được sử dụng làm cho diện tích lắp đặt trạm lớn, không kinh tế, tăng vốn đầu tư, tăng diện tích xây dựng
- Dung lượng MBA 2 cuộn dây 220/22kV sẽ lớn, lãng phí vốn đầu tư 2.2.5 Phương án 5:
- Sử dụng 2 máy biến áp từ ngẫu 3 cuộn dây
- Qua các máy biến áp 2 cuộn dây cung cấp cho từng cấp điện áp thấp Dùng máy biến áp 2 cuộn dây để tải công suất từ điện áp trung sang hạ
Điện áp 22KV được lấy từ thanh góp 110KV qua 2 máy biến áp
- Tăng số lượng MBA dẫn đến chiếm nhiều diện tích
iN EEE
Trang 21Luận văn tốt nghiệp Chương 2: Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp Uc=220kv ry (` ae Ut=110kv Utd=0.4kv Hinh 3.4
- Sử dụng 2 máy biến áp từ ngẫu 3 cuộn dây
- Qua các máy biến áp 2 cuộn dây cung cấp cho từng cấp điện áp thấp
Dùng máy biến áp 2 cuộn dây để tải công suất từ điện áp trung sang hạ
Điện áp 22KV được lấy từ thanh góp 110KV qua 2 máy biến áp - Tăng số lượng MBA dẫn đến chiếm nhiều diện tích
Ỉ
2.5 Nhận xét và đánh giá bước đầu về 5 phương án :
- Trạm cân thiết kế có 3 cấp điện áp và cấp điện áp lớn hơn 110kV nên các
MBATN hay MBA 3 dây quấn được khuyên dùng do các lợi điểm về mặt kinh tế nên các phương án 1;2 & 5 được ưu tiên chọn lựa -
-_ Theo tài liệu Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp của thầy Hùynh
Nhơn thì ở máy biến áp tự ngẫu ba cuộn dây, cấp điện áp hạ thấp nhất là 35KV Do đó, phương án 1 được lọai bỏ
Trang 22Luận văn tốt nghiệ kiuiýp Chương 3: Sơ đônối điện trạm biến á 4 D CHUONG III SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN ellso 1 KHAINIEM:
Sơ đồ nối điện là một hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị, khí cụ điện có nhiệm vụ nhận điện từ nguồn để phân phối cho các phụ tải cùng một cấp điện áp
Nguồn điện có thể là máy biến áp, máy phát điện, đường dây cung cấp
Phụ tải có thể là máy biến áp, dường dây Mỗi nguồn hay phụ tải gọi là một phần tử của sơ đồ nối điện
Thanh góp là nơi tập trung các nguồn điện và phân phối cho các phụ tải
Sơ đồ nối điện có nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào cấp điện áp, số phần tử nguồn và tải, công suất tổng, tính chất quan trọng của các phụ tải Sơ đồ nối điện cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Tính bảo đảm: cung cấp điện theo yêu cầu hay sự quan trọng của phụ tải mà
mức bảo đảm cần đáp ứng Tính đảm bảo của sơ đổ nối điện có thể 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 đảm bảo cung cấp điện
- Tính linh hoạt: là sự thích ứng với các chế độ làm việc khác nhau
Ví dụ: khi ngừng một phần tử nguồn hay tai( chế độ làm việc cưỡng bức)
- Tính phát triển: sơ đổ nối điện cần thỏa mãn không những hiện tại mà cả trong
tương lai gần khi tăng thêm nguồn hay tải Khi phát triển không bị khó khăn hay phải thay đổi cấu trúc sơ đô
- Tính kinh tế: thể hiện ở vốn đầu tư ban đâu và các chỉ phí hằng năm Ví dụ, tổn
thất điện năng qua máy biến áp Cũng cần quan tâm tính hiện đại của sơ đồ cũng như xu thế chung, đặc biệt sự tiến bộ trong chế tạo, cấu trúc của các khí cụ điện như máy
F4 tA
cắt điện
2 CÁC SƠ ĐỒ NỔI ĐIỆN CƠ BẢN Ở CÁC CẤP ĐIỆN ÁP:
2.1 Nhóm thứ nhất: Mỗi phần tử (nguồn, tải) chỉ qua một máy cắt điện
eS
Trang 23Luận văn tốt nghiệp ———————— g OỌẸ HH GA "GỌI nnGGG PTTHPHENTHP -HỢNGNHEPP-D-DH -S-HHHEEE HH Chương 3: Sơ đồnối điện trạm biến áp EEE
a Sơ đồ một hệ thống thanh góp:
cunh Di » ye »
Hình 6.1
* Đặc điểm: tất cả các phân tử đều được nối vào thanh góp chung Mỗi phần tử nối vào thanh góp phải có máy cắt, hai bên máy cắt có dao cách ly
* Ưu điểm: đơn giản, rõ ràng, mỗi phân tử thiết kế riêng cho mạch đó Khi vận hành sửa chữa mạch này không ảnh hưởng trực tiếp đến các mạch khác
* Khuyết điểm: Khi sữa chữa máy cắt trên mạch nào thì các phụ tải nối vào
Trang 24Luận văn tốt nghiệp Chương 3: Sơ đồnối điện trạm biến áp —= |
* Có thể dùng 01 dao cách ly; 02 dao cách ly hoặc sử dụng máy cắt Khi lựa chọn sử
dụng người thiết kế cần phải cân nhắc vì khi đóng cắt điện đều có ưu khuyê71t d8iểm của
nó
* Dùng dao cách ly để phân đoạn sẽ rẻ tiền hơn, nhưng không linh hoạt và đảm bảo an toàn bằng máy cắt điện
c Sơ đồ một hệ thống thanh góp có thanh góp vòng St | | ee | | | ra | * Sơ đồ này được sử dụng chủ yếu với điện áp cao, thường từ 110 KV trở lên và số đường dây nhiều a a Š £ 9 ° %
d Sơ đồ hai hệ thống thanh góp:
* Đặc điểm: 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 hai thanh góp, hai hệ thống thanh góp có máy
cắt liên lạc Hai thanh góp có giá trị như nhau
Trang 25Luận văn tốt nghiệp Chương 3: Sơ đônối điện trạm biến áp fo hoe tua ‡ 14 CL1" MCI cua Vu Taz 1 1 " TGL Hinh 6.2
* Ưu điểm: khi sửa chữa một máy cắt nào đó dùng máy cắt liên lạc thay cho máy cắt này bằng cách chuyển đường đi qua thanh góp thứ hai
* Khuyết điểm: phức tạp khi xây dựng cũng như khi vận hành, đặc biệt đóng dao cách ly nếu nhầm lẫn gây hậu quả nghiêm trọng
d Sơ đồ hai hệ thống thanh góp có thanh góp phân đoạn DL † Dê † n3 + 04 † `) S| 1) mì e Sơ đồ hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng Toe TG) 1 oA A |
rere HAY TIDHH HH TỌ-D-HHỢ-P-D-HHỢ DP P-P-.nHHHHPHHHHGGHHỤợGgHƯƯEựựƑ
Trang 26Luận văn tốt nghiệp Chương 3: Sơ đônối điện trạm biến áp
ie eee
* Các sơ đồ này khắc phục được một vài nhược điểm của sơ đô hệ thống hai
thanh góp trên, bảo đảm tính liên tục cup cấp điện, nhưng cấu tạo thiết bị phân phối phức tạp, chỉ phí cao
* Ngoài ra còn một số sơ đồ như sơ đồ cầu, sơ đổ đa giác có chức năng cải
thiện hơn so với các sơ đồ trên, nhưng phức tạp và tốn kém nên ít được sử dụng
3 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO CÁC PHƯƠNG ÁN
- Mỗi phần tử nối vào thanh góp hai bên máy cắt phải có một dao cách ly một máy cắt điện
-_ Trừ một máy phát điện có thể không cần dao cách ly về phía máy phát
- Khi cần sữa chữa trạm về phía C-T-H việc sử dụng hệ thống phân đoạn, dao cách ly, máy cắt tạo được nhiều thuận lợi tránh mất điện toàn phần khi có sự cố xây
ra Đối với phân đoạn: khi cần sữa chữa cho từng phân đoạn việc cung cấp được
chuyển cho phân đoạn kia |
- Máy cắt hay dao cách ly dùng để đóng hay cắt khi vận hành ở chế độ bình
thường tùy theo công suất phụ tải và sự lựa chọn cân nhắc của bộ phận vận hành
Dung phân đoạn dao cách ly tuy rẻ tiền hơn nhưng không linh hoạt bằng phân đoạn
máy cắt do đó tùy theo tính chất quan trong của phụ tải mà ta lựa chọn phương án
thích hợp
a SƠ ĐÔ NÓI ĐIỆN PHƯƠNG ÁN 2:
TRE OANH EEE 2 EHENnG
Trang 27Luận văn tốt nghiệp Chương 3: Sơ đônối điện trạm biến áp — oo | Ũ
b SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA PHƯƠNG ÁN 3
Trang 30| Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Chọn MBA và tính tổn thất điện năng CHƯƠNG IV : CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC 1 KHÁINIỆM
Máy biến áp là thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này dến 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 thế 550, 220, 110KV thường qua may phat (Ums) lên điện áp tương
ứng
Trong hệ thống lớn thường phải qua nhiều lân 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 thống điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của máy phát điện
~ ` th aw 2 + , a 2 nw n nw , rw? Z
Mặc dù hiệu suất của các máy biến áp tương đối cao, tổn thất qua máy biến áp
(A Ag) hang năm vẫn rất lớn
Khi sử dụng máy biến áp cần lưu ý các đặc điểm sau:
* Máy biến áp là thiết bị không phát hiện ra điện năng mà chỉ truyền tải điện năng Trong hệ thống điện chỉ có máy phát điện mới phát ra công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q
* Máy biến áp thường chế tạo thành một khối tại nhà máy, phân 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 Vì vậy khi sử dụng cần chú ý phương tiện và khả năng
chuyên chở khi xây lắp
* Tiến bộ khoa học về chế tạo (chủ yếu về vật liệu cách điện, thép từ) tiến bộ rất nhanh, cho nên các máy biến áp chế tạo càng về sau kích thước, trọng lượng, tổn hao và cả giá thành đều bé hơn Cho nên khi chọn công suất máy biến áp cần tính đến
khả năng tận dụng tối đa (xét khả năng quá tải cho phép) tránh sự vận hành non tải
máy biến áp đưa đến tổn hao không tải lớn, kéo dài thời gian sử dụng không cần thiết * Tuổi thọ và khả năng tải của máy biến áp chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ khi vận hành Nhiệt độ các phần của máy biến áp không chỉ phụ thuộc vào công suất qua
máy biến áp mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh và phương pháp làm lạnh Công suất định mức của máy biến áp được chế tạo theo thang tiêu chuẩn
EE
Trang 31Luận văn tốt nghiệp ———————.—.——————.——————-—=s .ỳnnaananieiiioiiooOOaooonoararaaaanannnngnnnnnnnnnnnunonnnnnu Chương 4: Chọn MBA và tính tổn thất điện năng
của mỗi nước, thường cách nhau quá lớn, nhất là khi công suất càng lớn Điều này đưa đến tính tốn khơng chính xác, có thể chọn máy biến áp lớn không cần thiết
* Khi chọn công suất của máy biến áp phải chú ý đến khả năng phát triển phụ
tải, tránh trường hợp vừa xây dựng xong trạm biến áp lại phải thay đổi hay thêm máy
khi phụ tải tăng Điều này cần cân nhắc rất khoa học và thực tế mới có thể chọn công suất tối ưu cần thỏa mãn các điều kiện đã nêu trên,
* Máy biến áp hiện nay có nhiều loại: + Máy biến áp một pha, ba pha
+ Máy biến áp hai cuộn dây, ba cuộn dây + Máy biến áp có cuộn dây phân chia + Máy biến áp tự ngẫu một pha, ba pha + Máy biến áp tăng, máy biến áp hạ
+ Máy biến áp có và không có điều chỉnh dưới tải
Chỉ được ghép bộ máy phát điện-máy biến áp hai cuộn dây vào thanh góp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này Có như vậy mới tránh
được trường hợp lúc phụ tải cực tiểu, bộ này không phát hết công suất hoặc công suất phải chuyển qua hai lân biến áp làm tăng tổn hao và gây quá tải cho MBA ba cuộn dây Đối với MBA tự ngẫu liên lạc thì không cần điều kiện này
Không nên dùng hai MBA hai cuộn dây hoặc từ ngẫu để liên lạc hay tải điện
giữa các cấp điện áp vì sơ đô thiết kế sẽ phức tạp
Không nên nối song song MBA hai cuộn dây với MBA ba cuộn dây vì không thường chọn được hai MBA có tham số phù hợp với điểu kiện vận hành song song
Vì vậy vốn đầu tư cho máy biến áp cũng rất nhiễu Người ta mong muốn chọn số lượng máy biến áp ít và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ Chọn máy biến áp trong nhà máy điện và trạm biến áp là chọn loại, số
lượng, công suất định mức và hệ số biến áp Bởi vậy người ta mong muốn giảm số bậc
biến áp, giảm công suất đặt của biến áp và sử dụng chúng có hiệu quả hơn Điều đó có thể đạt được bằng cách thiết kế hệ thống điện một cách hợp lý, dùng MBA từ ngẫu trong trường hợp có thể (110KV) trở lên, có trung tính trực tiếp nối đất), tận dụng khả
PROUAAAGOAO Ee
SVTH : Ngô Văn Thành Trang 23
Trang 32Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Chọn MBA và tính tổn thất điện năng
năng quá tải của MBA, không ngừng cải tiến cấu tạo của MBA, góp phần nâng cao độ
tin cậy và tiết kiệm nguyên vật liệu
Các MBA ba pha hai và ba cuộn dây được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện
MBÀA ba cuộn dây dùng khi cần có hai cấp điện áp ra Việc lắp đặt MBA ba cuộn dây
thay cho hai MBA hai cuộn dây sẽ tiết kiệm được diện tích, vật liệu và vốn đầu tư, đồng thời giảm được tổn hao khi vận hành MBA hai cuộn dây chỉ nên đặt ở trạm mà
trong tương lai tạm đó có thể cấp điện áp hạ khác hoặc phụ tải của cấp này nhỏ hơn
(10-15%) công suất
Cũng chính vì lý do kinh tế mà MBA ba pha được dùng rộng rãi hơn trong hệ thống điện Giá thành MBA ba pha nhỏ hơn khoảng (10-25%) so với nhóm ba MBA một pha cùng một công suất Tổ MBA một pha chỉ dùng khi không có khả năng chế
tạo MBA ba pha với công suất lớn cần thiết hoặc điều kiện chuyên chở không cho
phép
Trong hệ thống điện áp cao và trung tính trực tiếp nối đất thì ta thường dùng
MBA ti ngẫu Loại MBA này ưu việt hơn so với MBA thường Giá thành, chi phí vật liệu và tổn hao năng lượng khi vận hành của nó nhỏ hơn với MBA thường có cùng
công suất Cơng suất tồn phân, tần số, điện áp, dòng điện tổn hao công suất tác dụng, tổn hao công suất phản kháng và hệ số có lợi là các tham số cơ bản MBA Các tham
số này xét trong điều kiện chuẩn được gọi là tham số định mức
2 KHA NANG QUA TAI CUA MAY BIEN AP:
Giả sử một trạm biến áp hoạt động với một công suất định mức, để đảm bảo được tính hoạt động lâu dài ngoài trừ sự cố xảy ra Chúng ta nên tính đến khả năng
quá tải của nó
2.1 Quá tải bình thường (quá tải thường xuyên):
Quá tải thường xuyên của MBA là chế độ quá tải một phần thời gian phụ tải của MBA vượt quá công suất định mức của nó, phân còn lại của chu kì khảo sát (ngày, năm) phụ tải của MBA thấp hơn công suất định mức đó Với phụ tải như vậy thì hao mòn cách điện sau một chu kỳ khảo sát không vượt quá hao mòn định mức, tương ứng với nhiệt độ cuộn dây bằng 98°C nhưng không vượt qué 140°C
Để tránh khả năng quá tải cho phép thường xuyên của 3 MBA trong những giờ phụ tải cực đại ngày đêm, cần phải phân tích, tính toán chế độ nhiệt độ của nó Nói
Trang 33Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Chọn MBA và tính tổn thất điện năng
_-——————————-—. r-c——————————————-r r————————
cách khác, phải tính toán sự thay đổi nhiệt độ dầu và cuộn dây MBA cũng khá phức
tạp nên trong thiết kế người ta xây dựng biểu đổ về khả năng quá tải của MBA được cho trong các tài liệu thiết kế
Các biểu đồ về khả năng của MBA được xây dựng trên cơ sở đỗ thị phụ tải hai
bâc đẳng trị của MBA Trục hoành của đường cong tính toán chỉ hệ số k;(hệ số phụ tải bậc một) tức là phụ tải một với phụ tải định mức, còn trục tung chỉ hệ số quá tải cho phép K; Các đường cong xây dựng ứng với thời gian quá tải khác nhau từ (t=0, 5- 24
gid)
Đối với đồ thị phụ tải hai bậc, trình tự xác định quá tải cho phép qủa MBA theo đường cong khả năng tải được xác định như sau:
a Dựa vào đồ thị tính toán cực đại, xác định loại và công suất dịnh mức biến ấp
Sam, va tinh qua tai cua no:
5;
S dm
k,
b Xác định hệ số tải bậc một:
c Xác định hằng số thời gian của MBA và tùy thuộc vào hệ thống làm mát, hằng
số thời gian và nhiệt độ đẳng trị của môi trường làm mát mà chọn đường cong tính khả năng tải của MBA
d Theo đường cong này và xuất phát từ hệ số phụ tải bậc một k; và thời gian quá
tải tính toán t để xác định hệ số quá tải cho phép kạ¿
e So sánh k; tính toán với k;ạup Nếu kạ< k;„; thì MBA được phép quá tải ứng với
chế độ làm việc của nó
Trong trường hợp đồ thị phụ tải nhiều bậc, chúng ta biến đổi về đô thị hai bậc đẳng trị Trong đồ thị phụ tải đẳng trị bậc một tính trong 10 giờ liền trước hay lién sau quá tải lớn nhất tày thuộc vào phụ tải cực đại xuất hiện chiều hay buổi sáng trong ngày
* Phụ tải đẳng trị bậc một được tính theo công thức:
—— ea ET
Trang 34Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Chọn MBA và tính tổn thất điện năng
Trong đó:
Si: phu tải bậc thứ ¡ T¡: thời gian bậc thứ ¡
n1: số bậc trong 10 giờ khi tính phụ tải bậc một
n2: số bậc trong thời gian quá tải
Trường hợp xuất hiện hai lẫn quá tải so với công suất định mức của MBA thì cực
đại nhỏ hơn được dùng để tính phụ tải đẳng trị bậc một S;„ Tính § iat tiến hành trong 10 giờ ở trước hay sau cực đại lớn nhất tùy thuộc vào cực đại nhỏ hơn Nói cách khác
khi biểu đổ phụ tải có hai cực đại thì tính toán đẳng trị bậc hai đối với cực đại nào có tong >) Sr, đạt giá trị lớn nhất Khi đó nếu phụ tải cực đại xuất hiện vào buổi chiểu (thứ hai về thời gian) thì lúc tính phụ tải đẳng trị bậc một sẽ bao gồm 10 giờ liền sau
phụ tải bậc hai Nếu MBA làm việc cả năm với một đồ thị phụ tải giống nhau thì khi đánh giá phụ tải cho phép người ta dùng nhiệt độ đẳng trị của môi trường làm mát
hằng năm Nếu đồ thị phụ tải của MBA thấp hơn mùa đông thì nên sử dụng nhiệt độ
đẳng trị của môt trường làm mát theo vùng và tính quá tải cho phép riệng biệt đối với mùa đông và mùa hè
2.2 Quá tải sự cố:
Đó là quá tải cho phép MBA làm việc với điều kiện sự cố (ví dụ như bị hư hỏng
một MBA khi hai máy làm việc song song) mà không gây hỏng chúng Như vậy trị số cho phép được quyết định sao cho nhiệt độ của cuộn dây và dầu của MBA không ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường tiếp theo của máy Nhiệt độ cho phép cực đại đối
với dầu là 115 C và đối điểm nóng nhất của cách điện 140` C
|
a a eee eee ETS ENEN ERENT
Trang 35Luận văn tốt nghiệp er Chương 4: Chọn MBA và tính tổn thất điện năng
ERS
Trong điều kiện làm việc đó, MBA được phép quá tải 40% nếu thời gian quá tải của máy không vượt quá 6 giờ trong 5 ngày đêm và hệ số phụ tải bậc một kị không vượt quá 0,93,
Quá tải sự cố cho phép kạẹp = 1,4 nên xem như một hệ số tính toán nào đó, sử dụng khi lựa chọn MBA theo điều kiện quá tải sự cố Trị số quá tải cho phép trong vận
hành được quyết định phụ thuộc vào điều kiện cụ thể như đổ thị phụ tải và nhiệt độ môi trường làm mát 3 CÁC PHƯƠNG ÁN CHON MAY BIEN AP: a Phương án 2: Chọn công suất MBA dựa vào đồ thị phụ tải tổng của trạm ( bảng 1.3) : , | STT] t(h) | Styaang 322kV 110kV Sy Sz (MVA) | (MVA) | (MVA) | (MVA) (%) 1 | 0+2 0.4 15 25 40.4 50.3 2 |2+4 0.4 18 25 43.4 54.1 3 | 4+6 0.4 18 35 53.4 66.4 4 |6+8 0.4 24 40 64.4 80.1 5 |8 +12] 0.4 30 50 80.4 100 6 [12+14 0.4 27 50 77.4 96.2 7 H4+ 18 0.4 30 50 80.4 100 8 118+20) 0.4 24 40 64.4 80.1 9 20+22) 0.4 21 35 56.4 70.1 10 22+24) 0.4 15 25 40.4 50.3
Chọn MBA ba cuộn dây theo diéu kién quá tải sự cế : khi 1 MBA nghỉ do bị
sự cố , MBA còn lại với khả năng quá tải sự cố có khả năng cung cấp dl Sax =
80,5MVA
Ap dung cong thifc : Kotsc *Sams 2 Smax
(3.7)
LL HH HT TE
Trang 36Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Chọn MBA và tính tổn thất điện năng
——.——————————————————————————.— ———————r -—c—=
=© Sams 2 Smax / Kotse <> Samp = 80,4 / 1,4
2 57,5 MVA
(MBA đặt ngoài trời : K„e=1,4 )
Dựa vào điều kiện trên, tra tra tài liệu phụ lục 3 trang 239 ta chọn hai máy
biến áp ba pha ba cuộn dây ONAN công suất mổi máy là S =120 MVA có các thông số sau : Bảng 3.2 Thông số MBA 3 cuộn dây :
Kiểu | S„ | Điệnáp(KV) Tổn thất (KW) Uy(%) i(%) (MVAI C | T | H |AP, AP, C/T | C/H |T/H C/T| C/H | T/H ONAN | 120 | 230 | 115 | 22 | 47 252 10,3} 17 | 6,0 | 0,07 8 3
Ta chọn công suất MBA S = 120 MVA 1a do cdc MBA cé cong suat 63 va 75 KVA không thỏa điểu kiện thời gian quá tải trong một ngày đêm
Vậy :ta không cần kiểm tra lại ẩđk quá tải do công suất MBA ta chọn lớn hơn
Smaxnén MBA da chon dat tiéu chudn van hanh
b Phương án 3:
1 Xét quá tải sự cố của máy biến áp của trạm biến áp 220/110KV
Khi hai máy biến áp vận hành song song mà một trong hai máy bị sự cố phải
nghỉ, máy biến áp còn lại có thể vận hành với phụ tải định mức không phụ thuộc vào
nhiệt độ môi trường xung quanh lúc sự cố trong thời gian 5 ngày đêm nếu thỏa mãn các điều kiện:
Theo đồ thị phụ tải đẳng trị về hai bậc, trong đó K;<0, 93; K;<1, 4 đối với máy biến áp đặt ngoài trời và K¿<1, 3 với máy biến áp đặt trong nhà, T2<6 giờ, chú ý theo
dõi nhiệt độ của cuộn dây không được vượt quá 140” C và tốt nhất là tăng cường tối đa các biện pháp làm lạnh máy biến áp
Đồ thị phụ tải:
a ee EERE
Trang 37| ————_ễ———_ Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Chọn MBA và tính tổn thất điện năng << ome S% | 100 | 90 80,2 70,3 | 66,3 54,5 50,5 40 30 20 10 40,4 MVA t (h) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Hinh 4.2
Công suất máy biến 4p chon theo diéu kiện một máy biến áp nghỉ, máy biến áp
còn lại với khả năng quá tải sự cố có khả năng cung cấp đủ S„„„ = 80,4MVA
Ku„ Ss >80,4 MVA
Máy biến áp đặt ngoài trời Katse = 1, 4 Sp >= =57.4MVA
Vậy ta chọn MBA lớn hơn 57,4 MVA là đạt, nhưng dựa vào đồ thị phụ tải tổng,
MBA hoạt động cao điểm từ § đến 18h (10 giờ liên tục) với phụ tải 80,4 MVA Do đó, dựa vào phụ lục 1 ta chọn MBA có công suất 90 MVA
Không cần kiểm tra lại điều kiện vận hành vì S; > S max
Vay chọn máy biến áp có Sam; = 90 MVA có các thông số như sau:
Sdm | Dién 4p(KV)} Uy i(%) | Ap 0 Ap N Kích thước(m) Trọng Giá | Nước
Trang 38Luận văn tốt nghiệp ere re Chương 4: Chọn MBA và tính tổn thất điện năng ee 2 Xét quá tải sự cố của máy biến áp 110/22KV khu dân cư S(KVA) Â 50 50 40 20 10 | | Ị | Ị \ Ị | Ị Ị Ị | | T(h) { | | Ị | | { Ị Ị | | I | | | | | | | Ị ị ! | I t | : | I 1 8 12 16 20 24 Hinh 4.3
Công suất máy biến áp chọn theo điểu kiện một máy biến áp nghỉ, máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố có khả năng cung cấp đủ Smax = 30,4MVA
Kạs S; >30,4MVA |
Máy biến áp đặt ngoài trời Katse = 1, 4
S,> = 21,4MVA
Néu chon may bién 4p c6 Sgn = 25 MVA không thỏa do Tạ >6 giờ
Nên chọn máy biến áp có Sz„ = 30 MVA với Tạ =4 giờ(thỏa)
k2 = 0, 87 <0, 93 (thỏa) Suy ra S= (#2 _ [Gems oot + (24? x2) + (18? x2) =261MV4
Vậy máy bién 4p Samg = 30MVA thda man cdc diéu kién su cé
Sdm | Bién 4p(KV)|Un |i%) | AP,| AP,| Kích thước(m) | Trọng Giá | Nước
Trang 39Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Chọn MBA và tính tổn thất điện năng ———_—————_—_—_ c Phương án §: 1 Xét quá tải sự cố của máy biến áp của trạm biến áp 220/110KV Đồ thị phụ tải: S% 80,4 MVA 100 90 80,2 70,3 66,3 54,5 50,5 40 30 20 10 77, A 64 A 56, A 40,4 MVA t (h) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Tương tự phương án3: S¿„ >80,4 MVA
Ta chọn máy biến áp tự ngẫu có Sam; = 90 MVA thỏa mãn các điều kiện quá tải
Trang 40Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Chọn MBA và tính tổn thất điện năng _ờ——D——D— — —.—————-—————————-—————————————-r———T TT T—F—Ƒ—_—_—_ 1) | Ị ! I | { Ị | Ị | | 8 12 16 20 24 Hinh 4.8 Tương tự phương án 3: Sy, >30,4MVA
Ta chọn máy biến áp Sam; = 30MVA thỏa mãn các điều kiện sự cố Tổng kết sơ bộ chọn máy biến áp:
Phương Ấn Cấp điện áp Kiểu | Sdm(MVA) Máy biến áp
2 220/110/22KV ONAF 120 3 pha 3 cuộn day
220/110KV ONAF 90 3 pha 2 cuộn dây
3 110/22KV ONAN 30 3 pha 2 cuộn dây
Ị
220/110KV | ATOHTH 90 Tự ngẫu 3 pha
° 110/22KV ONAN 30 3 pha 2 cuộn dây
Bảng 4.1