BO GIAO DUC VA DAO TAO
TRUONG DAI HOC KY THUAT CONG NGHE TP.HCM
“ KHOA DIEN - DIEN TU
NGANH DIEN CONG NGHIEP
NGUYEN THANH NGA 103103067
THIET KE TRAM BIEN AP 220/110/22KV
Trang 2BO GIAO DUC VA DAO TAO CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM
"RƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUAT CONG NGHỆ TP.HCM Đôc lập — Tu do — Hanh phtic
KHOA DIEN — DIEN TU
NHIÊM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Chú ý: SV phải đóng bản nhiệm vụ này vào trang thứ nhất của luận án
Họ và tên SV : Nguyén hart Nga su mssv: 403 1030€ 2
Ngành : Đ _ - LỚP „ 02/
1 Đầu để luận án tốt nghiệp:
“Thể kê hewn lũ ap 220 [AMO f2ESCM nb Ge BUM AZ CY
cap NA Ask AG LION by & dy Ayan L2 HH 20H gi HH HH tren
œ.= 4EfDIMMA Ẩnpoa Ôa aC, “` `
2 .Nhiệm vụ ( yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu ye
SR Mou Wat bat tu „140 Lay BU ,ÔỎ
hao, “UO VO dad Sn gu, = - ,,€Ô /2600 ,MHỆ t04 = Oa
tt KN cc 84 Si ncn SY HMB
"¬ ay TWA ony 20 A
| _- Thi kế 4s Gn tin lo Taw se "5¬
| pn BID ME ebay sd clu Tñ Tew Va = al “al sects -ee
3 Ngay giao nhiém vu luan dan: 11/03/2008
4 Ngay hoanthanhnhiém vu: 20/06/2008
| 5 Họ tên người hướng dẫn : Phân hướng dẫn :
Nội dung và yêu cầu LATN đã được thông qua NGƯỜI HƯỜNG DẪN CHÍNH
Trang 3LỜI CÁM ƠN
Trước hết em xin chân thành cám ơn toàn thể các thầy cô Trường Đại Hoc Kỹ Thuật Công Nghệ Đặc biệt là các thầy cô ở khoa Điện -Điện tử đã
truyền thụ những kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập và thí nghiệm
tạ1 trường
Xin chân thành cám ơn cô NGÔ LÂM ÁI NGẦN đã hết lòng hướng
dẫn tận tình cho Em những kiến thức quý báu để thực hiện đề tài này
Do còn thiếu kinh nghiệm thực tiễn, thời gian thực hiện để tài ngắn và kiến thức của em còn nhiều hạn chế nên những điều em trình bày trong luận
văn sẽ không tránh khỏi những sai sót Rất mông thầy cô hướng dẫn thêm
cho em để em rút ra được những kinh nghiệm quý báu nhằm hoàn thiện hơn
bắn luận văn này Cuối cùng xin chân thành cám ơn tất cả các Thầy, Cơ và
tồn thể các bạn sinh viên đã tận tình giúp đỡ trong thời gian qua
Sinh viên thực hiện
Trang 6MUC LUC so Lica PHAN I: THIẾT KẾ ĐIỆN
Chương I: Tổng quan về trạm biến áp cccnnhhhhhhhhhrrehherrreh Chương II :Xây dựng đồ thị phụ tải .cẶ cà S Hee Chương IH : Sơ đỒ cấu trúc _ c + hhhhhhhhhrrreririie Chương IV : Chọn máy biẾn áp -cc che Hư HH Chương V : Sơ đồ nối điện .- cà c2 HH tren Chương VI : Tính toán ngắn mạch chư hư
Chương VI : Tính toán tổn thất điện năng trong MBA -.cccc si ihhhhrree
Chương VIII : Tính toán kinh tế — kỹ thuật quyết định phương án Chương IV : Tính toán chọn khí cụ điện và phần dẫn điện . -
Chương X : Thiết kế tự dùng errr rer rrr errr rere rrr er errr ee eee Đ 0000 0000600 60 002249000 00005099 0 0000 B054 BAO ĐI HIẾU ĐA Đo m9 606080 6 00.6 6
PHAN IL: THIET KE CHONG SET VA NOI DAT
Chương I: chống sét đánh trực tiếp cho trạm ¬ ẽ.H -
Chương II : thiết kế nối đất cho trạm ¬W.RAẶaÁAaa, UỤU
Chương III : Chỉ tiêu chống sét cho đường dây cấp 110kV .ằ
Trang 7
LOI NOI DAU œ›Elca
Hiện nay, nước ta đang trên đường công nghiệp hoá hiện đại hoá, điện
năng được xem như dạng năng lượng giữ vai trò cốt yếu trong nền kinh tế, nhờ vào tính năng dễ dàng chuyển hoá từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác của điện năng (như cơ năng, quang năng, nhiệt năng) dễ dàng vận chuyển đi xa và các ưu việt khác
Trong nền công nghiệp hóa hiện đại, ngành điện giữ vai trò quan trọng,
nó ảnh hưởng trực tiếp đến nhiều ngành công nông nghiệp và cả các ngành dịch
vụ khác Do vậy khi thiết kế và xây dựng một nhà máy, một khu công nghiệp
hay một khu kinh tế nào đó thì việc trước tiên là phải xây dựng hệ thống biến áp cùng mạng lưới cung cấp điện, nhằm phân phối điện năng cho sản xuất và nhu cầu sinh hoạt của con người
Việc sản xuất và cung cấp luôn đi kèm với quá trình truyền tải, phân phối điện Trạm biến áp (chuyển đổi từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác) giúp
giảm bớt tổn thất điện năng trong quá trình truyền tải và việc phân phối điện - năng hợp lý hơn
Trong qua trình thực hiện luận án tốt nghiệp này không thể không có sai
sót, do nhiều yếu tố khách quan và chủ quan, rất mong sự đánh giá phê bình của
Trang 8LUAN VAN TOT NGHIEP PHAN I: THIET KET TRAM BIEN AP 220/110/22KV CHUONG 1: TONG QUAN VE TRAM BIEN AP 1.1 KHÁI NIỆM:
Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác Trạm biến áp đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống điện Dung lượng của các máy biến áp, vị trí, số lượng, phương thực vận hành của trạm có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện.Vì vậy việc lựa chọn cho trạm biến áp bao giờ cũng gắng liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện Hiện nay nước ta đang sử dụng các cấp điện áp sau: - Cấp cao áp: - 500kV: dùng cho hệ thống điện quốc gia nối liền ba miền Bắc - Trung - Nam
- 220kV: dùng cho mạng điện khu vực
-110kV: dùng cho mạng phân phối cung cấp cho các phụ tải lớn
* Cấp trung áp:
22kV: trung tính trực tiếp nối đất, dùng cho mạng địa phương, cung cấp cho các nhà máy vừa và nhỏ, khu vực dân cư
* Cấp hạ áp:
380/220V: dùng trong mạng điện hạ áp, trung tính nối đất trực tiếp
Trang 9LUAN VAN TOT NGHIEP
san nn Sr
1.2 PHAN LOAI TRAM BIEN AP:
1.2.1 Theo dién ap:
Khi phân loại theo điện áp thì trạm biến áp có thể là trạm tăng áp, trạm hạ áp và trạm trung gian
Trạm tăng áp thường đặt ở nhà máy điện, làm tăng áp từ máy phát lên điện áp
cao hơn để truyền tải điện năng đi xa: 13.8kKV/220kV, 10,5kV/110kV
Trạm hạ áp thường đặt ở các hộ tiêu thụ, để biến điện áp cao xuống điện áp
thấp hơn: 110/22kV, 15/0.4kV
Trạm trung gian thường đặt ở những nơi có các cấp điện áp khác nhau, làm
nhiệm vụ liên lạc giữa các lưới điện có cấp điện áp khác nhau: 500/220kV,
220/110kV
4.2.2 Theo địa dư:
Trạm biến áp khu vực: là trạm cung cấp điện cho một khu vực lớn như tỉnh, huyện, thành phố, khu công nghiệp
Trạm địa phương: là được cung cấp từ mạng phân phối, mạng địa phương Cung cấp cho từng xí nghiệp, hộ tiêu thụ
1.3 CẤU TRÚC TRAM BIEN AP:
* Trạm ngoài trời: các thiết bị đều đặt ngoài trời, phần phân phối điện áp thấp
hơn được đặt trong nhà và được đặt trong các tủ sắt trọn bỘ trong nhà
Ưu điểm: xây dụng nhanh, ít tốn kém, tăng khoảng cách an toàn giữa thiết bị với người vận hành,chi phí đầu tư ban đầu thấp
Nhượt điểm: do đặt ngoài trời nên chịu ảnh hưởng của thời tiết, khí
hậu điện tích lắp đặt lớn
* Trạm biến áp trong nhà: các thiết bị đều đặt trong nhà
Ưu điểm: do không bị ảnh hưởng của thời tiết khí hậu nên thiết bị có độ bên,
Trang 10LUAN VAN TOT NGHIEP
TH nu A AO
Nhượt điểm: chi phí đầu tư ban đầu lớn so với ngoài trời và khoản cách an toàn giỮa các thiết bị, người vận hanh không lớn
4.3.1 Só liệu ban đầu:
1 Đường dây nối từ hệ thống về trạm :
- Chiều dài 158 km
- Số đường dây: 6 dây
Trang 12
LUAN VAN TOT NGHIEP
CHUONG 2 : XAY DUNG DO THI PHU TAI 2.1 KHAI NIEM:
Cân bằng công suất là xem khả năng cung cấp điện và tiêu thụ điện có cân bằng hay không Cân bằng, công suất đóng vai trò quan trọng trong thiết kế cung cấp điện của trạm biến ap Biết rằng sự vận hành bình thường của hệ thống sẽ không được đảm bảo cong suat cua hé thong đưa đến chỉ bằng phụ tải của nó Như vây, việc cân bằng công suất cần thiết kế để 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, để phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt, tùy theo tầm quan trọng của phụ tải đối với nên kinh tế mà phụ tải chia làm 3 loại
+ Phu tai loai 1: la những phụ tải mà khi xảy ra sự cố nguỒn cung caapos sẽ gây ra thiệt hại lớn về kinh tế, đe dọa đến tính mạng của con người hoặc có ảnh hưởng đến chính trị
+ Phụ tải loại 2: là những phụ tải có tầm ¡quan trọng lớn, nhưng có sự cố về nguồn cung cấp điện chỉ thiệt hại về kinh tế, do ngưng sản xuất, hư hỏng sản phẩm, thiết bị, lãng phí nhân công
+ Phụ tải loại 3: là những phụ tải cho phép cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cho phép mắt điện trong thời gian sửa chữa và thay thế thiết bị khi có sự
cô
* Mức tiêu thụ điện năng luôn luôn thay đỗi theo thời gian Qui luật biến thiên
theo thời gian của phụ tải được biểu diễn trên hình vẽ gọi là 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 (giờ, ngày, tháng, năm)
2.2 DO TH! PHU TAI TUNG CAP THEO S (MVA):
Trang 13LUAN VAN TOT NGHIEP
Ta C6: Smax = 250 MVA ; cos@ = 0.78 =>P rax = Smax- COSY = 250.0,78 = 19S5MV
TY SmaxsPmax Va phần trăm công suất ứng với đồ thị ta tính được các giá trị thực
Trang 14LUAN VAN TOT NGHIEP
Hình 2.1 : Đồ thị phụ tải cấp 110kV
2.2.2 Đồ thị phụ tải cấp 22KV
Ta có:
Smax = 50MVA; coso = 0.75 =>Pmax = Smax cosg = 50.0,75 = 37,5 MW
Trang 15LUAN VAN TOT NGHIEP S(MVA) 4 | | | | po po j i { | | | | | | | | mm" a ee
eye 430 1 MVA, pone | 45 hạng 1 47,5 | | | | , 43,5
40 MVA | MVA_ |- MYA | MVA 40 MVA ¬ — Ơ | | | I | | | mm | | | mm" 20 | 1¬ |_ ~-—- {~~ 4-4, - | | | I Í | | | mm TL T | bó Tóc | | | | | i 0 4 8 12 18 22 24 T(h) Hình 2.2 : ĐỒ thị phụ tải cấp 22kV |
¡2.2.3 Đồ thị Phụ tải tổng của toàn trạm: Phụ tải tổng của toàn trạm:
| Šš = Siiokv + Š22kv + ŠTudung
| Trong đó:
| Ss : Công suất biễu kiến phụ tải toàn trạm
| S;;œ„ : Công suất biễu kiến phụ tải cấp 110kv
Trang 17LUAN VAN TOT NGHIEP
CHƯƠNG3: Sơ Đồ cầu Trúc
3.1 TONG QUAN:
Sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp là sơ đồ liên lạc giữa các phần tử có các cấp điện áp khác nhau Chọn cấu trúc trạm là một van dé quan trong vi nó ảnh hưởng dén viéc cung cap dién an toan, lién tuc cho phu tai
Tùy theo tính chất quan trong cUa trạm biến áp mà lựa chọn cấu trúc đơn giản
hay phức tạp
Mục đích của trạm cung cấp điện là phải đảm bảo cho các hộ tiêu thụ luôn luôn đủ điện năng với chất lượng nằm trong phạm vi cho phép
3.2 CÁC PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP: 3.2.1 Phương án 1: Toll | | In Ha ratte Hình 3.1.sơ đồ cấu trúc phương án 1 * Ưu điểm:
- Chiếm ít diện tích xây lắp đo chỉ có 2 máy biến áp
- Hiệu suất cao, tổn hao hạ áp và dòng từ hoá trong máy biến áp tư ngẫu nhỏ
| - Tổn hao điện năng nhỏ do chỉ sử dung hai may nién 4p
:_ * Nhượt điểm:
a
ee eee eee ec ee eee ee erence eee SS ỐỐỐốố
Trang 18
LUAN VAN TOT NGHIEP
ac GH HH HEngg
- ChỈ dùng được khi cả hai mạng điện cao và trung áp cùng nối đất trực tiếp
- Điện kháng trong cuỘn cao và trung áp nhỏ hơn nên dòng ngắn mạch trong mạng điện lớn 3.2.2 Phương án 2: 220KV 110KV Hình 3.2.sơ đồ cấu trúc phương án 2 * Ưu điểm:
- Chiếm ít diện tích xây lắp vì số lượng MBA ít
- Độ tin cậy cung cấp điện cao
Trang 19LUAN VAN TOT NGHIEP 110K V 110K V | | “ 22KV Hình 3.3.sơ đồ cấu trúc phương án 3 * Ưu điểm: - Khi hạ áp bị sự cỔ thì trung áp vẫn có thể làm viêc bình thường đảm bảo tính cung cấp điện - Do sử dụng 4 MBA 2 cuộn dây ,kích thước mỗi máy nhỏ nên dễ chuyên chở và thi công * Nhượt điểm:
- Sử dụng bốn MBA nên tổn hao điện năng lớn vì phải qua 2 lần MBA
Trang 20LUAN VAN TOT NGHIEP 220KV onan 8866 110KV 22KV 001111 [| HI | HH TH Hình 3.4.Sơ đồ cấu trúc phương án 4 ~=————— _—] † * ưu điểm :
- Do MBA I10kv 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 đâu tư ,tăng diện tích xây dưng
- Dung lượng MBA 2 cuộn dây 220/22kv sẽ lớn ,lãng phí vốn đầu tư 3.2.4 Đánh giá chung:
- Tram can thiết có 3 cấp điện áp và cấp điện áp lớn hơn 11OKV nên MBATN và MBA 3 cuộn dây được khuyên dùng do có lợi về mặt kinh tế nên phương án 1 & 2
được Ưu tiên chọn
sả Phuơng án 3 và 4 dùng đến 4 MBA : phương án 3 cung cấp cho phụ tải qua
2 lần biến áp sẽ gây ra tổn thất cao ,phương án 4 có dung 2 MBA 220/22kv không có
công suất nhỏ phù hợp ,không khả thi vì vậy bước đầu ta loại bỏ 2 phương án 3 và 4,không đưa vào tính toán để lựa chọn phương án tối ưư
Trang 21
LUAN VAN TOT NGHIEP Chương 4:Tính Toán Chọn Máy Biến Áp 4.1 Khái Niệm:
MBA có vai trò quan trọng trong hệ thống điện dùng để truyền trải và phân phối điện năng.Vốn đầu tư MBA chiếm một phần rất quan trọng trong tong sO von dau tư của hệ thống điện,vì vậy việc chọn số lượng MBA và công suất định mức của chúng là rất quan trọng
Công suất định mức của MBA là công suất lien tục đi qua MBA trong
suốt thời gian phục vụ của nó Ứng vói các điều kiện tiêu chuẩn: điện áp định mức
tầng số định mức và nhiệt độ môi trường làm mát định mức.MBA có những lúc vận
hành non tải thì có thể vận hành quá tải trong một thời gian mà không làm hư hỏng
ngay MBA
Khi tính tốn chọn cơng suất chon MBA trong thiết kế trạm biến áp và
nhà máy điện thường dựa trên qui định về quá tải cho phép của MBA:quá tải bình thường và quá tải sự cỐ
* Quá tải bình thường của MBA:
Quá tải bình thường là chế độ làm việc xét trong một khoảng thời
gian ngày đó (ngày.,tháng,năm),trong đó có 1 khoảng thời gian MBA làm việc quá tải
va khoảng còn lại của chu kỳ khảo sát MBA vận hành non tải (mang tải nhỏ hơn
định mức)
* Quá tải sự cố của MBA:
Khi 2 MBA vận hành song song mà một trong hai máy bị sự cố phải
nghỉ MBA còn lại phải vận hành ở chế độ quá tải lớn hơn định mức không phụ
thuộc vào môi trường xung quanh lúc sự cố trong thời gian 5 ngày đêm nếu thoả mản các điều kiện sau :
Theo đồ thị phụ tải đẳng trị về hai bậc,trong đó:K1< 0,93;K2< 1,4 đối
với MBA đặt ngoài trời và K2< 1,3 với MBA đặt trong nha,T2< 6 giờ,chú ý theo dõi
nhiệt độ của cuộn dây ko được vượt quá 140°C va tốt nhất là tăng cường tối đa các biện pháp làm mát MBA
* Các điều kiện để chọn MBA:
Trang 22
LUAN VAN TOT NGHIEP
Dung lượng của các MBA trong xí nghiệp nên đồng nhất, ít chủng loại
để giảm số lượng MBA dự phòng.Chọn công suất phải phù hợp với thiết kế MBA
có sẵn trên thị trường
Trạm đặt 2 MBA thì chọn công suất định mức của chúng phải xét đến
khả năng quá tải sự cố khi một trong hai máy bi hỏng thì máy còn lại vẫn phải dam
bảo cung câp điện cho phụ tải(ở chế độ làm việc bình thường cả hai máy đều làm
việc no tải)
Kpuc * Sams 2 Smax Trong đó :
K„;.: hệ sO quá tải sự cố
S„a„ : công suất cực đại của phụ tải
Samp : công suất định mức của máy biến áp
Theo đồ thị phụ tải ta có:
~ Scmax = $220max =300.5 MVA(cong suất cực đại qua cuỘn cao áp) - Stmax = Sttomax = 250 MVA(cong suất cực đại qua cuộn trung áp) - SHmax = SŠzama„ = 50 MVA(công suất cực đại qua cuộn hạ áp)
4.2 Chọn công suất MBA:
Chọn công suất MBA dựa vào đồ thị phụ tải tổng của trạm: STT | T(h) | Smeng(MVA) | 5zxv(MVA) | Si@v(MVA) | S;(MVA) Sx(%) 1 0+4 0,5 40 200 245 81,5 2 4+8 0,5 43 215 258.5 86 3 8+12 0,5 50 250 300,5 100 4 12+18 0,5 45 225 275,5 92 5 18+22 0,5 47,5 237,5 285,5 95 6 22+24 0,5 43,5 217,5 261,5 87 4.2.1 Lựa chọn cho Phương án 1: dùng 2 MBA tự ngẫu 3 pha
Trang 23LUAN VAN TOT NGHIEP Samc = Samt = Samp; Sama = & Samp SH mg )= Max ( 300.5; 250; 100) = 300.5 MVA a
Ta lay: Max ( SCmax; ŠTmax:
Vậy ta chọn công suất MBA theo công suất cực đại đi qua cuỘn cao :
300.5
Samp 2 14 =214,6MVA
= Chọn máy biến áp tự ngẫu: Trang 240 phụ lục 3 sách THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIÉN ÁP của thầy HUỲNH NHƠN
- Kiéu ATa TH, Samp = 300 MVA - Điện áp định mức các cấp (dây): Uc= 230 KV Ur=12IKV U„=38,5KV - Điện áp ngắn mạch giữa hai cuộn dây : ỦN %c.r = 11% UN %c.n = 32% Un “rt = 20% - Tén that ngan mach: APy-cr = 520 KW APy.cy = 430 KW APy.ru = 390 KW - Tổn hao không tải: APạs= 145 KW
Do Nga san xuat gia tién: 1460.000 USD
* Tuy nhiên MBA vừa chọn nêu trên có đảm bảo được các điều kiện vận hành với
đồ thị tương ứng hay không,ta cần kiểm tra lại các điều kiện sau:
- Kiểm tra thời gian quá tải trong 1 ngày đêm: Từ đổ thị phụ tải với Sam=300,5MVA thời gian quá tải liên tục từ 8 giờ đến 12 giờ là 4 giờ nhỏ hơn 6 gid
=>Dat
(en BEEEA.EDAAHAOIADEGOOOAOAIAAADDDODDOOHOAIEEADDDDDDDOOOOƠ.ggợnNNEaannnnsnnmeeemmmmmm========== ỀTTTTEREREỢRTT TT 0000000 T22EDD0000TTDDĐDD2Ẹ2Ẹ0500 NHAN 9aa9AAa8Aa8a8080n0nnn8n8nnỷnnnnnợnỹỷợ-aggnuơơơnng CC cốc mm eermmm Ố Ốc
Trang 24LUAN VAN TOT NGHIEP
e Kiém tra diéu kién K,q : Xét dang tri ving non tai 10 gid trudc trước thời
diém qua tai: 2 2 2% 2% ¬- [E522 - ps +28) 4:2155 2 _ sor uve Sư 1978 _ 9 66 <0.93=> Đạt S ame 300,5
* Vậy : tổng hợp từ các điều kiện trên MBA đã chọn đạt tiêu chuẩn vận hành * Chọn công suất MBA nối đất tạo trung tính :
Do MBA tự ngẫu khá đắt nên nếu sự cố phía 22kV quá nặng có thể gây hư hỏng MBA, đồng thời do nhu cầu hiện nay cấp 22kV cần có trung tính nối đất mà
trong phương án thiêt kế ta chọn MBA tự ngẫu có cuỘn tam giác, để nối đất tạo
trung tính cho lưới 22kV bên ngoài MBA ta dùng thêm MBA tạo trung tỉnh
| Thông thường ta chọn công suât MBA nối đất bằng 1/3 - 1/5 công suất MBA
chính Tra phụ lục 3 trang 242 của sách THIẾT KÉ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIÉN ÁP của thầy HUỲNH NHƠN ta chọn :
- Kiéu ATa TH, Samp = 100 MVA - Điện áp định mức các cấp (dây): Uc= 230 KV | Ur; = 121 KV | Un= 38,5 KV | - Điện áp ngắn mach gitra hai cu6n day : | Ux %e-t = 11% | DN %c-n = 31% | Uy “rp = 19%
| - Tén that ngan mach: APy = 260 KW - Tổn hao không tải:
APy =75 KW
Trang 25LUAN VAN TOT NGHIEP
Do Nga sản xuất giá tiền: 49600 USD
4.2.2 L Phương án 2: dùng 2 MBA ba pha 3 cuộn dây
- Chọn công suất MBA 3 pha,3 cuộn theo điểu kiện quá tải sự cố:
Ta có:
Kqwc-Šám È Smax
Với K„»e=1,4(do MBA đặt ngoài trời ) Smax=9(1 LOK V +22K V)max= 300,5MVA
Smax _ 300,5
=>§ =
đm Kqfsc 1,4 = 214,6MVA
V6i Sdm =214,6MVA , Trang 239 phụ lục 3 sách THIẾT KÉ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIÉN ÁP của thầy HUỲNH NHƠN
= Chọn máy biến áp 3 pha 3 cuộn dây: - Kiểu AT TH, Sam = 300 MVA - Điện áp định mức các cấp (dây): Uc=230 KV: Ur= 121 KV - Un=38,5 KV - Điện áp ngắn mạch giữa hai cuộn dây : UN %c.r= 11% UN %c.n = 32% Ủy %r.u = 20% - Tổn thất ngắn mạch: APw.cn= 520 KW - Tổn hao không tải: APạ= 145 KW
Do Pháp sản xuất giá tiền: 1460.000 USD
* Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :
Pe == ễễễễễẫễaắẽsãaẽayẽyẽraaynanã
Trang 26LUAN VAN TOT NGHIEP MBA đã chọn có công suất như phương án 1 nên không cần kiểm tra lại điều kiện vận hành 3.3.2 Chọn MBA tự dùng : Ta có Sa 0.5 MVA Chọn MBA tự dùng : S¿mp = 500 kVA
Chượng 5 : Sơ đỒ nôi điện
5.1 CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN NÓI ĐIỆN CHÍNH:
Sơ đồ nối điện là hình vẽ biểu diễn mối quan hệ giữa các thiết bị, khí cụ điện có nhiệm vụ nhận điện tỪ các nguồn để cung cấp phân phối cho cho phụ: tải cùng cấp điện áp
Sơ đồ nối điện có nhiều loại khác nhau phụ thuôc vào cấp điện áp, số phần
tt nguồn và tải, công suất tổng, tính chất quan trọng của phụ tải sƠ đồ nối điện cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
Tính đảm bảo cung cấp điện theo tầm quan trọng của phụ tải, tính đảm bảo này có thể đánh giá qua độ tin cậy cung cấp điện
Tính linh hoạt là sự thích Ứng với các chế độ khác nhau khi vận hành
Tính kinh tế: thể hiện ở vốn đầu tư ban đầu và chi phí hàng năm
Tính phát triển: sơ đồ nối điện không những thỏa mãn ở hiện tại mà còn phải
đáp Ứng với sự phát triển trong tương lai khi tăng thêm nguồn hay tải
5.2 Một số sơ đồ nối điện tiêu biểu:
a Sơ đỗ một hệ thỐng thanh góp :
(nn TE DGOOAOAGGỌDDHIAGOOAAUAA000000NnnnBnmSEm
Trang 27"mm E—ET——> => —E—“+ Hoke > e Đặc diém:
- Tất cả các phan tử (nguồn và tải) đều được nối vào thanh góp chung - Mỗi phần tử nối vào thanh góp phải có một máy cắt điện, hai bên máy cắt nói chung có 2 dao cách ly, trừ mạch máy phát điện có thê không cần dao cách ly vé phia máy phát, mạch máy biến áp 2 cuộn dây có thể không có dao cách ly về phía MBA Các dao cách ly này có nhiệm vụ đảm bảo an
toàn khi cần sửa chữa máy cắt điện
e Ưuđiểm:
- Đơn giản, rõ ràng
- Mỗi phần tử được 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 sửa chữa máy cắt điện trên mạch nào, các phụ tải nối vào mạch này
cũng bị mất điện
- Ngắn mạch trên thanh góp đưa đến cắt điện toàn bộ các phần tử Ngay cả
khi cần sửa chữa thanh góp hay các dao cách ly về phía thanh góp (gọi là
dao cách ly thanh góp) cũng sẽ mắt điện toàn bộ trong thời gian sửa chữa Do những ưu và khuyết điểm trên, sơ đồ này chỉ được sử dụng khi yêu cầu
về tinh dam bao không cao, các hỘ tiêu thụ thuộc loại 3, trường hợp này
thường chỈ có một nguồn cung cấp
Một hệ thống thanh góp có phân đoan : _—> h l SP kecZ : \ bị : — => +t „ \ | t
Với sơ đồ này, khi cần sửa chữa chỉ tiến hành cho từng phân đoạn, việc cung cấp điện được chuyển cho phân đoạn kia Khi sự cố xảy ra trên phân đoạn nào, máy cắt phân đoạn sẽ cắt sẽ cắt cùng với máy cắt của các
Ee
Trang 28LUAN VAN TOT NGHIEP
mạch trên phân đoạn đó, phân đoạn còn lại vẫn đảm bảo cung cấp điện bình thường
Với những ưu đi iễm đã nêu, sơ đò một hệ thống thanh góp có phan đoạn bằng máy cắt điện được sử dụng rất rộng rãi trong các trạm biến áp cũng như nhà máy điện khi điện áp không cao lắm ( 10; 22; 35; 110KV ) va số mạch không nhiều Đặc biệt hiện nay máy cắt điện SF6 có độ tin cậy cao, thời gian cần sửa chữa bảo quản ngắn, thời gian ngừng cấp điện do máy cắt sẽ rất bé —b $ơ đồ hai hệ thống thanh góp : bead TT neal | | 4 | |
Đặc điểm của sơ đồ này là có 2 hệ thống thanh g gop dong thời Mỗi phần tử qua một máy cắt nhưng rẽ qua 2 dao cách ly để nối vào 2 thanh gop, giữa 2 hệ thống thanh góp có mỘt máy cắt liên lạc ( MCy ) Hai hệ thống thanh gop co gia trị như nhau
Khuyết điểm của sơ đồ 2 thanh góp là phức tạp khi xây dựng cũng như vận hành, đặc biệt đóng cắt dao cách ly nếu nhằm lẫn có thê gây hậu quả nghiêm trọng
Sơ đồ này chỉ sử dụng với điện áp cao từ 22KV trở lên
Mặc dù có ưu điểm hơn và khắc phục được một số khuyết điểm của sơ đồ một thanh góp những để nâng cao hơn tính đảm bảo, ta cũng có thể làm như sau :
e Phân đoạn một thanh góp
e_ Đặt thêm thanh góp vòng
Trang 31LUAN VAN TOT NGHIEP
(nn eT
CHUONG 6: TINH TOAN NGAN MACH
6.1 KHÁI NIỆM CHUNG:
Ngắn mạch là sự cố thường xảy ra trong hệ thống điện do các pha chạm với nhau, chạm đất (trong hệ thống điện có trung tính nối đất) hoặc chạm dây trung tính
Để trạm vận hành bình thường và an toàn khi xảy ra sự cố trên một đường dây nào
đó thì cần có những thiết bị bảo vệ an toàn và các thiết bị này được tính toán, lựa chọn dựa trên cơ sở dòng ngắn mạch
* Các nguyên nhân khác gay ra ngắn mạch: - Do cách điện bị hư hỏng gay ra chạm mạch - Vật dẩn điện rơi vào đương dây đang vận hành
- Thao tác nhầm lẫn khi vận hành
* Hậu quả của ngắn mach:
- Tăng nhiệt độ tại điểm ngắn mạch,gay cháy nổ,phá hồng thiết bị
- Tạo ra một lực điện động lớn phá hỏng dây dẫn,sứ đở và uống cong dây dẫn - Nguồn công suất đổ về điển ngắn mạch,gây mất công suất cung cấp cho phụ tải | - Có thể dẫn đến lưới điện bị rã nếu không loại từ nhanh chống sự cố ngắn mạch
* Mục đích của việc tính toán ngắn mạch:
- Chọn các thiết bị bảo vệ thích hợp (máy cắt, kháng điện
- Tính toán giá trị role điều khiển máy cắt
- Giảm dòng ngắn mạch trong hệ thống - Nghiên cứu sự ổn định trong hệ thống
a SS
Trang 32LUAN VAN TOT NGHIEP
6.2 TINH TOAN NGAN MACH:
Chi tính ngắn mạch 3 pha do dòng điện ngắn mạch 3 pha lớn nhất và lớn hơn
dòng ngắn mạch 2 pha và 1 pha, tính dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối.Khi
tính với U > 1000 V có thể bỏ qua phần điện trở R mà chỉ xét đến điện kháng X, vì
Trang 33LUAN VAN TOT NGHIEP nk ane x U, Hệ sô có lợi trong MBA tự ngâu ø = le =] C 115 | = 0.5 230 6.2.2.2 Sơ đồ thay thế điện kháng tương đương: NHT= XL Ma Xa 220 kWV 47 TN: 110 kV T + X*EBC= Ms = } + ý 5¬ = Hình 6.1 Sơ đồ thay thế tưong đương phương án 1
6.2.2.3 Các trị số điện kháng của hệ thống và đường dây: XHT * Sen = 0.35 HT ca =044*158+.1056 230 chi „ 1000 Xu = Xi = 00 =0.08 Xa= Xa = Xo*L* =1.19 - Điện áp ngắn mach phần trăm các cuộn dây của MBA tự ngẫu: 9 0, 4 Un %c = 1 Uy oop + ecw Un Orn i Hest \-175 2 a a 2 0.5 0 0 0 2 Un Yor = + Uy, -1 on fr 4 Un Moon =;['*as- ot \=-63 a a 2 0.5 0.5 => Un%r7 = 0 9
Un %u = 1) Uv Moen , Unrn ~Uy%%(.r -1 2g hng TIỊn 2 a a 2\0.5 0.5 - Điện kháng các cuộn dây của máy biến áp tự ngấu :
ne na
Trang 34
LUAN VAN TOT NGHIEP a =—= ` TT” TT TKXP_BRBLRAIYRaRaaYYBYNNBR * 9 _* * Koa Xq = Unto" Sa _17.5"1000 _ 9 593 100*S,,,, 100*300 * 9 7 * — * * xi =X, = Unter *Sa = 651000 9916 = X'y=0 100*S,, 100*300 * 9 bổ + Xi =x, = Una * Sar _ 44571000 _ 14 93 100*S,,,, 100*300 6.2.2.4 Tinh ngan mach tai cac vi tri ngan mach: a Ngan mạch tại vị trí Ñ¡: x1 M2 /2 ——> 5 Ni X$1 = Xi + “2 = 0.08 +> =0.675 I oh 291 2 3.718(KA) Xx, 0.675 Tay
- Dong ngan mach xung kich tai diém ngan mach N;:
ier = In * Kye *® V2 =3.718 * 1.8 * V2 =9.464 (KA)
Trang 35LUAN VAN TOT NGHIEP X, Xyo = X1 + 5 +25; = 0.08 +7 +20, 583 = 1,841 I 5.02 I, = 0% = —— =2,726(KA N2 Xs 1,841 ( )
- Dong ngan mach xung kich tai diém ngan mach N>:
lao =lIna*kw„* V2 =2,726 * 1.8 * V2 = 6,939 (KA) c Ngắn mạch tại vị tri N3: hào X2/2 4 Ỉ Sử - XaXs+Xs _ Xa+Xs- —> N: X, XX; Xs; Xss=Xi 2+ + =0.08+ 1, an 0,583.14,83 +14,83 ~ 2,198 2 X,+X, 2 0,583 +14,83 I 26.24
I,, =) NX = 3198 = ——— =11,9(KA (KA)
- Dong ngắn mạch xung kích tại điểm ngắn mạch N::
ima = Ing * ka * V2 = 119*1.8* 42 =30,29 (KA)
6.2.3 Tinh toan ngan mạch cho phương án 2:
Trang 36
LUAN VAN TOT NGHIEP
6.2.3.2 So dé thay thé điện kháng tương đương: —†— NHT= N11 Na = X2 220 kV ⁄ Ni 110kV ⁄ Na = N*epec= Ns 7) = N*BH= NS 3 ⁄ 221IcV <
Hình 6.1 Sơ đồ thay thế tưong đương phương án 2
6.2.3.3 Các trị số điện kháng của hệ thống và đường dây: Xu = XI = xy Sur =035* 152 = 0.08 4000 S 1000 Xq= X;= Xo*L* — 3 = 0.4"158* 5 =1.19 cô] 307 - Điện áp ngắn mạch phần trăm các cuộn dây của MBA 3 pha, 3 cuộn day: 1 Un %c = =U y %e 7p tU y Ye —Uy Yop )= = (11 + 32-20) = 11.5 NI] — 2 Uy Yr = 2(Uy%.-; +Uy%„_„~Uy%4_„}= 2ú 1+20-32)=-0.5 => Chon Uy%r = 0 oo» — 1 1
Un %y = 5 Us Ye tUy %y- —Ux %e7) = 22 +20-~-11)= 20.5
- Điện kháng các cuộn dây của máy biến áp 3 pha, 3 cuộn day :
a
ee — TT TT
Trang 37LUAN VAN TOT NGHIEP x U%.* 5* _-“ _ 9 595 100*S,, 100*300 * 9 Ö„* ~ * * Xp =X, = Leer *Ses _ 0.571000 _ 0 no — Chọn XỈy=0 100*S,, 100300 * 0 * ok ig aXe = Uxtut Sa _ 205%1000 _ 9 6g, 100*S,, 100*300
Trang 39LUAN VAN TOT NGHIEP ee a SS L, da „0/22 - 16,82( KA) Xy, 1.56 lý; = - Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm ngắn mạch N:: lqa = 1w *kw* V2 = 16,82 *1.8* V2 =42,81 KA) Bảng tổng kết các thông số ngắn mạch các phương án : Điểm ngắn Phương án | mạch Uam(KV) |Xịi In (KV) Ixx (KA) Ny 220 0,675 3,718 9,464 1 N; 110 1,841 2,726 6,939 N; 22 2,198 11,9 30,29 N, 220 0,675 3,718 9,464 2 No 110 1,441 3,48 8,858 N; 22 1.56 16,82 42,81 CHUONG 7: TINH TON THAT ĐIỆN NANG 7.1 KHAI NIEM:
Khi có đòng điện chạy trong dây dẫn bao giờ cũng có tổn thất : công suất tác
dụng và công suất phản kháng (vì trong cuộn dây có điện trở và điện kháng)
Khi máy biến áp vận hành, bản thân nó tiêu thụ một lượng công suất gọi là
Trang 40LUAN VAN TOT NGHIEP
eA a nan nnnR-naanee
7.2 TINH TON THAT DIEN NANG:
7.2.1 Tính tổn thất cho phương án 1: gồm 2 MBA tự ngẫu
a Tổn thất cống suất của MBA:
Máy biến áp tự ngẫu có hệ số có lợi œ =0.5
Tổn thất công suất ngắn mạch : vì MBA tự ngau chi tính toán chế tạo cuộn
hạ và cuỘn trung bằng Su = Sr= œ.Sp; hay MBA có tỈ lệ công suất 100/100/ø Ne APy_¢ = 0.5 [arc + ¬ _ = 0.4520 + no - - =340(KW) AP,.„ =0.5 la + AP yor _ th = 0.4520 + 390 _ 430 =180(KW) œ? a 0.5? 0.5 ay AP yr
APy_y = 0.5 (Ae + Thơm can, v.] = 0 = + - s20] =1380(KW)
Vậy : Tổn thất công suất lúc cực đại của 2 MBA tự ngẫu bằng 2 2 2 AP vax =n* AP +2 APy ¢ Se mar + AP yy Sr max 4 AP, H max 255 2.5; 2.8, 2 2 2 = 2* 145 +2[ Tang) +180f 250 ) +1380 90.5 ) | = 542.62 (kW) 2* 300 2*300 2* 300 b Tổn thất điện năng của MBA : I Sic Si Sân + AA=ndP.T+—>))| AP eo + AR, pt APy in aT n dmB dmB dmB Voi AP, va AP, la tổn thất không tải và tổn thất ngắn mach trong các cuộn đây : Cao, Trung, Hạ
S¡: công suất truyền qua MBA tương ứng với thời gian Tì
Dựa vào đồ thị phụ tải cuộn trung cấp 110kv