TRƯỜNG ĐẠI HỌC KĨ THUẬT CƠNG NGHỆ TPHCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
NGÀNH ĐIỆN CƠNG NGHIỆP C5 đj ã 8 t2 NGUYEN TRƯỜNG GIANG 104103016 THIET KE TRAM BIEN AP 220/110/22kV CHUYEN NGANH: DIEN CONG NGHIEP I DO AN TOT NGHIEP
Giáo viên hướng dẫn: lê đình, " đe, NlyZ——
Trang 2BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRUONG DAT HOC DL KY THUAT CONG NGHE Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
KHOA ĐIỆN-ĐIỆNTỦ ỐC oO@
AO OR dot
NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Chú ý : SV phải đồng bản nhiệm vụ này vào trang thứ nhất của luận án
~~ ~—
Họ và tên SV: Nguyen cones -Lra đu Giang, Hà MSSV: Ả04Ll0.20 (6
Ngành : len ae (0a ¬ Nà lếp "¬ Lop: .! lệ NOC ¬
1 Déu để luận án tốt nghiệp : " "` ` ` teu beh áp 221416./.22.bW 2 Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu) : f ¬` " / hal " gulag clung a Ne Ana, Woo BMG ọ ¬E aS me ( / “th SCM PIE No UDR Chin strc baci ¬ v* ( Ị "- _ cha bu đục H css _tin} dai ctla Avi) tg ¬ ¬ — 6 | ẹ of Ị
vob Plata tod than» Ada.chan plug 9, Shige, RE
- 1n đeốn bụa về dl Mg sn Geol Do SOA PIA lipo <=
( J l -— af oy !
_ Lính .~ " Ce reo 4 Ngay hoan thanh nhiém vu :2/4/ 2009
5 Họ tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn
Nội dung và yêu cầu LATN đã được thơng qua NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH
Ngày AA thang -@Ơnăm 200/2 (Kỷ và ghỉ rõ họ tên)
TRUONG KHOA
(Đý và ghỉ rõ họ tên)
HA
)ẠI HQ KỶ THUẬT CĨ > seus — |
KHOA DIEN- Dina’ Le định đàma
Trang 3
7 Léi mé đầu
Trong nghanh kinh té thi nganh năng lượng cĩ vai trị quan trọng, nĩ quyết định sự phát triển của mỗi quốc gia Song song với việc phát triển của kinh tế và đầu tư của nước ngồi vào Việt Nam ngày càng nhiều, các nhà máy, xí nghiệp, khu cơng nghiệp Do đĩ địi hỏi một nguồn năng lượng cĩ độ tin cậy chất lượng cao Muốn vậy trước hết ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện cho sản xuất và nhu cầu sinh hoạt của con người
Trạm biến áp là một khâu khơng thể thiếu trong hệ thống năng lượng, trạm biến áp dùng 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 hợp lý và giúp giảm bớt tốn thất điện năng trong việc truyện tải
Việc xây dựng, thiết kế, vận hành trạm biến áp đúng kỹ thuật sẽ mang lại lợi ích rất lớn
Trong suốt quá trình học tập tại trường, em đã được các thầy, cơ, tận tình chỉ dẫn những kiến thức ban đầu và hơm nay từ những nên tảng đĩ, em thực hiện luận án tốt nghiệp “Thiết kế trạm biến áp 220/110/22KV”?với sự giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình của thầy Lê Đình Lương
Bang tat cả lịng biết ơn chân thành, em xin được phép ghi nhận sự giúp đỡ quý báu của thầy Lê Đình Lương, cùng các Thây, Cơ và bạn bè đã giúp đỡ, động viên em hồn thành luận án này
Trang 4Dé an tét nghiép
—————
SSS SS SSNS
MUC LUC
PHÂN I: THIẾT KÉ PHÀN ĐIỆN CHO TRẠM 22222222202 5
CHUONG I: TONG QUAN VỀ TRẠM BIÉN ÁP 55000001111 6
I GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIÉN ÁP tt 6 H PHÂN LOẠI cv 11122222 nnnEEEreeseeeeeeeeeeecee 6 HI - NỘI DUNG THIẾT KÉ VÀ ĐỊ THỊ PHỤ TẢI TRẠM BIẾN ÁP 7 H TRÌNH TỰ THIẾT KÉ 22222121211171E011110EEEEEeeeeeee 9
CHƯƠNG II: CẬN BẰNG CƠNG SUÁT PHỤ TẢẢI SS01111111 1n 11
I KHÁI NIỆM o ccccccccscsssssssssssssssssssssssssesssssesssssssssusuusistisiisssissstteseseeseeeeecc 11
I DO TH] PHY TAI TỪNG CÁP ĐIỆN ÁP 22 2 sessssssee 11
CHUONG IIT: CHON MAY BIEN AP uuu scccssssscsssssssssseesssssssssssssssssssseseccosecossesecsoce 16
I KHÁI NIEM o ccccccccssssssssssssssssssssssssssssssssssssssassususussusiisbisisssssssseeeseeeeecc 16
Il CHON CONG SUAT MAY BIEN ÁP 0n 18 CHUONG IV: SO DO CAU TRUC wisssssssssssccsssessssssssssssssssssssssassosssesssssssecossessseeecsesce 25
I KHÁI NIỆM 111112122112121112TTT TH 25
HH SƠ ĐỊ CẤU TRÚC TRẠM BIÉN ÁP 52 Theo 26
III LUA CHỌN PHƯƠNG ÁN KHẢ THI SE cc 26 CHUONG V: SO DO NĨI ĐIỆN s4 2 csu 2n HH2 00111111 31 I KHÁI NIỆM sss11111111111122212222TT TT nnnreeeeeeeeeeeeeeeee 31
I.SƠ ĐỎ NĨI ĐIỆN 0 222211 31
CHUONG VI: TINH TOAN TON THAT DIEN NANG TRONG MAY BIEN AP n9 0000008010000 0400000000001T00 0110471010144 T101 H974 SE TS 1g 0n 2n 34
I KHÁI NYEM ooo ceccccccccccscccccccssssccsscececsccesceusccsscesssessesesssesestettesteeseeeeee 34
Trang 5
¬——————===
I KHÁI NIỆM 212 1 Hee 45
II TRÌNH TỰ TÍNH TỐN NGẮN MẠCH -222222U 45
HI TÍNH TỐN NGẮN MẠCH CHO 2 PHƯƠNG ÁN -2 2 48
CHUONG VIII: CHQN MAY CAT ĐIỆN VÀ DAO CÁCH LY 57 I KHÁI NIỆM 2222 cttnn nhe 57
II CHON MAY CAT , DAO CÁCH LY & APTOMAT 22 57 I CHỌN MÁY CẮT CHO PHƯƠNG ÁN 1 52t 58
H CHỌN MÁY CẮT CHO PHƯƠNG ÁN 2 5 Ea 61 Ill CHON APTOMAT CAP 0.4kV TU DUNG CHO CA 2 PHUONG AN 64
I CHON DAO CÁCH LY CHO PHƯƠNG ÁN 1 222 t2 64 II CHỌN DAO CÁCH LY CHO PHƯƠNG ÁN2 - te 66
CHUONG IX: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHÀN DẪN ĐIỆN 71 IL.CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 5 na 71 II CHỌN MÁY BIÉN DỊNG ĐIỆN (8D TU 73 H CHỌN THANH DẪN & THANH GĨP So 75
TL CHON CAP ĐIỆN LỰC 2221112211222 79
CHUONG X: TU DUNG TRAM oeesscsssssssssssssccssecsssssecsssssssesssssesossssssecssteccosseeccossseccce 81 I KHÁI NIỆM tt HH 81 CHƯƠNG XI: TÍNH TỐN KÍNH TÉ-KỸ THUẬT QUYÉT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIET KE o sccccscscssssssssssssssssssssssssssesssssssssssssecessssssusassasosesasesesesesscesssssssseessececc 85 I KHÁI NYEM oo ooccccccccssssssssssessssssssssssssssssscssssesssssesivisesseseessttttiteeeeeeeecco 85 TL, PHAN TÍNH TỐN 22222211 87
II SO SÁNH KINH TẾ & KỸ THUẬTT 111122 eeeeee 89 PHAN II: THIET KE CHONG SET CHO TRAM BIEN AP vescescscccccccoscccccoscccccc 90
CHUONG I: CHƠNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO TRẠM 91 IL.KHÁI NIỆM - 222222121111 - tre 0]
Il MOT SO YEU CAU KINH TẾ - KỸ THUẬT 2 ece 92
HI BẢO VỆ CHĨNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM 92
IV ÁP DỰNG TÍNH TỐN CHO TRẠM te 97 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ NĨI ĐẤT CHO TRẠM 2222022225000 101
—————====—
Trang 6Đồ án tốt nghiệp
——=ễ
I KHÁI NIỆM 222cc 101 ILTINH TOAN VA THIET KE HE THONG NOI ĐÁT(HTNĐ) 101 IH TÍNH TỎNG TRỞ SUNG CỦA HỆ THĨNG NĨI ĐÁT CĨ NĨI 106
IV ÁP DỤNG TÍNH TỐN NĨI ĐÁT CHO TRẠM so Hư 106 CHUONG III: TINH CHi TIEU CHONG SET CHO DUONG DAY 110kV CĨ
DAY CHONG SET cccscccssssssssssssssssssssssccecssesssessssssesssasssssssssssssannnsessccescecsssseseccccs 116 IL.TĨNG QUAN 211211222222212122 TH Hee 116 ILXAC XUAT PHONG DIEN Vp TREN ĐƯỜNG DÂY 22 119
=————
EE
Trang 8Dé an tét nghiép
CHUONG I
TONG QUAN VE TRAM BIEN AP
I GIOI THIEU VE TRAM BIEN AP
ing với hệ thống phát triển năng lượng quốc gia phục vụ cho quá trình cơng
Cronies hố hiện đại hố đất nước Việc thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV,
nhằm tạo một hệ thống điện rộng lớn cung cấp điện năng cho nhu câu và phương hướng phát kinh tế — xã hội của khu vực trong gia đoạn cĩ dự tính đến sự phát triển về sau
Về dung lượng máy biến áp, vị trí, số lượng và phương thức vận hành trạm biến
áp cĩ ảnh hưởng lớn đến chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thơng 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 thiết kế trạm biến áp tốt nhất phải nhiều mặt và phải tiến hành tính tốn so
sách kinh tế — kỹ thuật và tính đảm bảo cung cấp điện liên tục giữa các phương án đề Ta
Il PHAN LOAI
Trong thiét ké va van hanh mạng điện thường gặp hai danh từ: trạm phân phối điện và trạm biến áp Trạm phân phối điện chỉ gồm các thiết bị như: dao các ly, máy
cắt, thanh gĩp Dùng để nhận và phân phối điện năng đến phụ tải khơng cĩ biến đổi
điện áp như trạm biến áp
1 Phân loại trạm biến áp theo nhiệm vụ
a Trạm biến áp chung cịn gọi là trạm biến áp chính, trạm cĩ nhiệm vụ nhận
điện của hệ thống với điện áp 220kV biến đổi thành cấp điện áp 110kV, 22kV, 0,4kV,
b Trạm biến áp phân xưởng: nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi xuống các loại điện áp thích hợp để phục vụ cho các phụ tải phân xưởng
2 Theo hình thức hay cấu trúc của trạm mà chia trạm thành trạm ngồi trời hoặc trạm trọng nhà
—— — ce a lS /
Trang 9—— SSNS
a Ngồi trời: tất cả các thiết bị đều đặt ngồi trời riêng phần phân phối điện áp
thì đặt trong nhà Trạm ngồi trời thích hợp cho các trạm trung gian cơng suất lớn cĩ
đủ diện tích để đặt các thiết bị ngồi trời
b Trạm trong nhà: tất cả các thiết bị đều đặt trong nhà Loại này thường gặp ở các trạm biến áp, phân xưởng, trạm Gis
II - NỘI DUNG THIẾT KÉ VÀ ĐỊ THỊ PHỤ TẢI TRẠM BIẾN ÁP THIET KE TRAM BIEN AP 220/110 /22 kV
- Xây dựng đồ thị phụ tải
- Cân bằng cơng suất
- Chọn sơ đồ cấu trúc cho trạm biến ap - Chon MBA
— Tinh tén that dién nang
- Tính ngắn mach — chon may cat - Chọn sơ đồ nối điện
- Tính kinh tế kỹ thuật - Chọn phương án thiết kế
- Chọn các khí cụ điện, phần dẫn điện - Tu dung cua tram
- Tính bảo vệ chống sét đánh trực tiếp - Tính nối đất cho trạm
- Tính tốn sĩng truyền theo đường dây vào trạm
Trang 12Dé an tét nghiép —— Lựa chọn phương án tối ưu Chọn máy biến áp Sơ đề nĩi điện Tính dịng điện ngắn mạch
Tính tốn tổn thất điện năng trong máy biến áp
Trang 13CHUONG II CAN BANG CONG SUAT PHU TAI I KHAI NIEM
ân bằng cơng suất là xem khả năng cung cấp điện và tiêu thụ điện cĩ cân băng hay khơng Cân băng cơng suất đĩng vai trị quan trọng trong thiết kế cung cấp điện của trạm biến áp Biết rằng sự vận hành bình thường của hệ thống sẽ khơng được đảm bảo cơng suất của hệ thống đưa đến chỉ bằng phụ tải của nĩ Như vậy, việc cân bằng cơng 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, nĩ biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác, để phụ vụ cho sản xuất và sinh hoạt, tuỳ theo tầm quan trọng của phụ tải đối với nền kinh tế mà phụ tải chia làm 3 loại
+ Phụ tải loại 1: là những phụ tải mà khi xảy ra sự cố nguồn cung cấp sẽ gây ra thiệt hại lớn về kinh tế, đe doạ đến tính mạng của con người hoặc cĩ ảnh hưởng đến chính trỊ
+ Phụ tải loại 2: là những phụ tải cĩ tầm quan trọng lớn, nhưng cĩ 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 cơng
+ Phụ tải loại 3: là những phụ tải cho phép cung cấp đien với mức độ tin cậy thấp, cho phép mắt điện trong thời gian sửa chữa và thay thể thiết bị khi cĩ sự cĩ
Trang 16Đồ án tốt nghiệp 4 Đồ thị tong hợp của toan trạm khi qua máy biến áp Độ thị phụ tải tồn trạm S(MVA) 127.5 75.5 121.5 76.5
Trang 18-Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG III CHON MAY BIEN ÁP I KHAI NIEM
áy biến áp là thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp khác Điện
M: sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa, phải qua đường dây cao thế 500, 220, 110kV ., thường qua máy biến áp tăng từ điện áp máy phát lên điện áp tương ứng Ơ cuối đường dây cao áp lại cần máy biến áp giảm về điện áp thích hợp với mạng phân 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 cơng suất máy biến áp trong hệ thống điện cĩ thể bằng 4 đến 5 lần tổng cơng suất của các máy phát
Máy biến áp thường chế tạo thành một khối tại nhà máy, phần cĩ 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 cĩ sự cố xảy ra với máy biến áp thì dẫn đến thất thốt về kinh tế — vật chất Anh hưởng trực tiếp đến qui trình và tiến độ 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 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 đổi hay đặt thêm máy khi phụ tải tăng Điều này cần cân nhắc rất khoa học và thực tế mới cĩ thể chọn cơng suất tối ưu cần thoả mãn các điều kiện nêu trên
Trang 19Máy biến áp cĩ khi vận hành non tải, thì cũng cĩ thể vận hành quá tải trong một khoảng thời gian mà khơng làm hỏng máy biến áp Từ quan hệ về sự hao mịn của máy biến áp, trong thời gian vận hành cĩ thể tính được khả năng quá tải cho phép của nĩ khi biết đồ thị phụ tải, để cho sự hao mịn trong thời gian khơng vượt quá định mức
Thường ta chọn máy biến áp theo 2 điều kiện sau:
1 Quá tải một cách hệ thống hay cịn gọi là quá tải bình thường của máy biến áp + Qui tắc này được áp dụng khi chế độ bình thường hằng ngày cĩ những lúc máy biến áp vận hành non tải (K; <1) và cĩ những lúc vận hành quá tải (Kạ >1)
+ Căn cứ vào đồ thị phụ tải qua máy biến áp cĩ cơng suất bé hơn S„„„, lớn hơn Simin:
Simin < SB < Sytax
+ Đẳng trị đồ thị phụ tải qua máy biến áp thành đồ thị phụ tải chỉ cĩ hai bac Ky
và Kạ với thời gian qua tải T›
+ Từ đường cong khả năng tải của máy biến áp cĩ cơng suất và nhiệt độ đẳng trị mơi trường xung quanh tương ứng xác định khả năng quá tải cho phép Kạ¿p tương tng Ky, Ky va To
+ Néu Kocp > Ky nghĩa là máy biến áp đã chọn cĩ khả năng vận hành với đồ thị
phụ tải đã cho và tuổi thọ của máy biến áp vẫn đảm bảo
+ Nếu K;cp < K; tức là máy biến áp đã chọn khơng cĩ khả năng đảm bảo hai điều kiện trên Do đĩ phải chọn máy biến áp cĩ cơng suất lớn hơn
+ Khi đã chọn cơng suất máy biến áp lớn hơn Sw„„ của đơ thị phụ tải khơng cần kiểm tra khả năng này
+K¡,K;, K;ạcp, Tạ được tính theo sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp của thầy Huỳnh Nhơn trang 32,33
2 Quá tải sự cố của máy biến áp
+ Khi hai máy vận hành song song mà một trong hài máy bị sự cố phải nghị, máy biến áp cịn lại cĩ thể vận hành với phụ tải lớn hơn định mức khơng phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trường xung quanh lúc sự cố trong khoảng thời gian 5 ngày đêm nếu thoả mãn các điêu kiện :
Trang 20Đồ án tốt nghiệp
_—_—mm=mm—m——ễễễễễễễỄễỄễỶTỄễ -——————————-——————————-—-—-—
+ Theo đồ thị phụ tải đẳng trị về hai bậc trong đĩ : Kị < 0.93 ; Kạ < 1.4 đối với
máy biến áp đặt ngồi trời và Kạ < 1.3 đối với mày biến áp đặt trong nhà, T; < 6g
II CHON CONG SUAT MAY BIEN ÁP 1 Trường hợp chỉ cĩ 1 máy biến áp
Katt» Samp = Smax
Trong d6 : Kop: 1a kha nang qua tai thuong xuyén 2 Trường hợp cĩ hai máy biến áp ghép song song
Cơng suất máy biến áp được chọn theo điều kiện một máy nghỉ, máy cịn lại với khả năng quá tải sự cố cho phép phải tải lớn hơn cơng suất cực đại của phụ tải
Kotsc » Samp = SMax Š Max K Suy ra: Samp = ptsc
Theo điều kiện này khơng cần xét điều kiện bình thường vì Kạ„; lớn nhất chỉ bằng 1.4 (máy biến áp đặc ngồi trời) Trong khi theo điều kiện bình thường chỉ cần:
SảmbB > 0.5X SMax
Chọn theo điều kiện trên đưa đến cơng suất máy biến áp quá lớn do chế tạo máy biển áp nhảy vọt, cĩ thé khơng chọn cơng suất quá lớn mà xét khi sự cố 1 máy cĩ thể cắt một phần phụ tải loại 3, nếu cho phép thì hợp ly hon
3 Trương hợp cĩ 3 máy biến áp ghép song song + Cơng suất máy biến áp chọn theo cơng thức:
SđmB È “Mạ
+ Kiêm tra I máy nghỉ hai máy cịn lại với khả năng quá tải sự cơ cĩ thê tải cơng suât cực đại
2 Kqsc Samp > SMax SMax
Suy ra: y S đmB > 2xK
qtsc
> Ứng với các trường hợp trên ta chọn trường hợp cĩ 2 máy biến áp ghép song song phù hợp với sơ đơ câu trúc và sơ lượng máy biên áp đã chọn
Trang 21
FDO thi phu tai toan tram a I ~*4 l a I a es 5 l wi i ~ Q Uy Pm ccc e cece cree ne] œ I on I B c© WP a-MM AT NN i | SO I wm} - - eed eo re i WY Poy S27 7777777 oO NAN ¬—¬ ¡ a 22277 77 + | rm OH mm N [oe eee œ ST I © woe ee eee S Pin = Ia ¬ ~_——¬— IỎøđẸg % c¬ i = ~o noe eee eee eed © I wn WF tự) i i of re qe! 0 ~ > i KEL Am ® = | 9 DY) \O + l = oO
Trang 22Đồ án tốt nghiệp 10 | 20-22 63 30 0.5 93.5 69 11 | 22-24 45 30 0.5 75.5 57.7 Swax = 127.5(MVA) Suin= 66.5 (MVA)
4.Chọn máy biến áp cho các phương án:
> Phương án 1: sử dụng hai máy biến áp từ ngẫu ghép song song nên ta chọn cơng suât máy biên áp theo điêu kiện quá tải sự cơ
Max
K ptsc
Samp 2
Trong d6 : Kotso= 1.4 (vi máy bién áp đặt ngồi trời) Suy ra: Samp 2 oe =91.07(MVA)
+ Từ đồ thị phụ tải nêu trên nên ta chọn máy biến áp từ ngẫu cĩ cơng suất Sang = 100(MVA) Thi ta thấy thời gian quá tai 16g > 6g thời gian quá tải cho phép Dẫn
đến khơng cho phép vận hành đối với đồ thị phụ tải đã cho
+ Vậy ta chọn 2 máy biến áp từ ngẫu 3 pha Mỗi máy cĩ cơng suất Sang = 125(MVA) Thoả điều kiện thời gian quá tải 4g < 6g thời gian quá tải cho phép Nghĩa
là máy biến áp đã chọn cĩ khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho
$ Kiểm tra điều kiện quá tải
+ Thời gian quá tải 4g < 6g thời gian quá tải cho phép
+ Trong điều kiện bình thường hệ số mang tải của mỗi máy biến áp — max 1275 Ky = = = 0.51 < 0.93 2X Simp 2x125 + Hai máy biến áp đặt ngồi trời nên kiểm tra điều kiện 1 may bi sự cố KptX SamB > SMax
Suy ra: l.4x 125 = 175 > Swax„ = 127.5 (MVAI
+ Vậy máy biến áp được chọn đã thoả mãn yêu cầu, cho phép làm việc với phụ tải đã cho
+ Do đĩ ta chọn đặt máy biến áp từ ngẫu cĩ cơng suất Sam =125(MVA)NGA sản xuất Cĩ các thơng số kỹ thuật sau:
œ Bảng thơng số kỹ thuật của MBA
Trang 23
20-—=—====——ềÝềễ======ềễễễEễễễễễễồƯïẽễễễễễễŠễễễẽŠễễẼ F EỄE-ễ- _—_— Điện áp(KV) Ton that (KW) Kích thước Trọng lượng Un (%) , lọ APN (m) (tân) | Cao | Trung Hạ (%) AP, C/T | C/H | T/H C/T | CH | TH] D B C | Dầu | tổng 230 121 38.5 11 31 19 0.5 85 290 | 235 230 13 5.84 | 8.05 | 63.5 184.6 Giá tiền : Mỗi MBA từ ngẫu : 1200.000 USA > Phương án 2: * Chọn máy biến áp cấp 220/110kV
+ Vì cấp 220/110kV của phương án 2 sử dụng hai máy biến áp 2 cuộn dây ghép song song nên ta chọn cơng suất máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố Ss max Samp 2 kK qísc Trong đĩ : K„¿= 1.4 (vì máy biến áp đặt ngồi trời) 127.5 > ose
Suy ra: Samp = _“ 91.07(MVA)
+ Tir dé thi phu tai néu trén nén ta chon máy biến áp 2 cuộn dây cĩ cơng suất Samp = 1O0(MVA) Thi ta thấy thời gian qua tai 16g > 6g thoi gian qua tai cho phép
Dẫn đến khơng cho phép vận hành đối với đồ thị phụ tải đã cho
+ Vậy ta chọn 2 máy biến áp tự ngẫu, mỗi máy cĩ cơng suất Samg = 125MVA)
Thoả điều kiện thời gian quá tải 4g < 6 g thời gian quá tải cho phép Nghĩa là máy biến áp đã chọn cĩ khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho
$ Kiểm tra điều kiện quá tải
+ Thời gian quá tải 4g < 6g thời gian quá tải cho phép
+ Trong điều kiện bình thường hệ số mang tải của mỗi máy biến áp
— Đ max 12745
K„= “2x6, „ 2x125 =0.51<0.93
+ Hai máy biên áp đặt ngồi trời nên kiêm tra điêu kiện l máy bị sự cơ
Koto X Samp 2 Smax
Trang 24Đồ án tốt nghiệp + Vậy máy biến áp được chọn đã thoả mãn yêu cầu, cho phép làm việc với phụ tải đã cho
+ Do đĩ ta chọn máy biến áp 2 cuộn dây cĩ cơng suất Sam = 125(MVA)
Trang 25-a -a a a a AAR ®-Bảng phân theo thời gian Cấp 22 kV TT Giờ (MVA) coso = 0,85 1 0-2 30 2 2-6 40 3 6- 10 50 4 10— 14 37.5 5 14-18 40 6 18 - 20 35 7 20 — 24 30
+ Vì cập 110/22kV của phương án 2 sử dụng hai máy biến áp 2 cuơn dây ghép song song nên ta chọn cơng suất máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cĩ:
5 max
Samp 2
ptsc
Trong d6: Kgise= 1.4 (vi máy biến áp đặt ngồi trời) Suy ra: Samp = = = 35.7(MVA)
+ Từ đồ thị phụ tải nêu trên nên ta chọn máy biến áp 2 cuộn dây cĩ cơng suất Samp = 35(MVA) Thi ta thay thoi gian qua tai 16g > 6g thời gian quá tải cho phép
Dẫn đến khơng cho phép vận hành đối với đồ thị phụ tải đã cho
+ Vậy ta chọn 2 máy biến ap 2 cuén dây, mỗi máy cĩ cơng suat Samp =
40(MVA) Thoả điều kiện thời gian quá tải 4g < 6g thời gian quá tải cho phép Nghĩa là máy biến áp đã chọn cĩ khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho
$ Kiểm tra điều kiện quá tải
+ Thời gian quá tải 4g < 6g thời gian quá tải cho phép
Trang 26Đồ án tốt nghiệp
Kotot X Samp 2 Smax,Suy ra: 1.4 x 40 = 56 > Swax = 50 (MVAI)
+ Vậy máy biến áp được chọn đã thoả mãn yêu cầu, cho phép làm việc với phụ tải đã cho
+ Do đĩ ta chọn máy biến áp 2 cuộn dây cĩ cơng suất Sam = 40(MVA)
Trang 27
CHUONG IV SO DO CAU TRUC
I KHAI NIEM
ơ đồ cấu trúc trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải và hệ Sĩng Đối với trạm biến áp nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống
đến trạm biến áp, cĩ nhiệm vụ dam bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đảm nhiệm Với các trạm biến áp tiêu thụ cũng cĩ thể cĩ máy phát dự phịng đề cung cấp điện cho các phụ tải khi cĩ sự cố trong hệ thống Trường hợp này các máy phát dự phịng được xem là nguồn Do đĩ, hệ thơng luơn được xem là thành phần quan trọng, cấu trúc của trạm biến áp phải luơn được gø1ữ liên lạc chặc chẽ
Khi thiết kế trạm biến áp, chọn sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng cĩ ảnh hưởng
đến quyết định đến tồn bộ thiết kế
Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc:
1 Cĩ tính khả thi: tức là cĩ thể chọn được các thiết bị chính như: máy biến áp, máy
cắt, cũng như cĩ khả năng thi cơng, xây lắp và vận hành trạm
2 Đảm bảo liên tục chặt chẽ giữa các cấp điện áp, đặc biệt với hệ thống khi bình
thường cũng như cưỡng bức ( cĩ một phần tử khơng làm việc ) |
3 Tén hao qua may bién áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai biến áp
khơng cần thiết
4 Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt
5 Cĩ khả năng phát triển trong tương lai gần, khơng cần thay cấu trúc đã chọn Thường thiết kế một trạm biến áp cĩ thể nhiều phương án khác nhau, để chọn phương án nào ta cần cân nhắc các khía cạnh sau:
+ Số lượng máy biến ap + Tổng cơng suất máy biến ap + Tổng vốn đầu tư mua máy biến áp
+ Tơn hao điện năng tơng qua các máy biên áp
Trang 28
25-Đồ án tốt nghiệp ae
Te
II SO DO CAU TRUC TRAM BIEN AP
Trạm biên áp là một cơng trình nhận điện năng băng một hay nhiều nguồn cung cấp với điện áp cao để phân phối cho các phụ tải ở các cấp điện áp bằng hoặc bé hơn điện áp hệ thống Phần cơng suất được phân phối ở điện áp bằng điện áp hệ thống khơng qua máy biến áp hạ, phần cịn lại qua máy biến áp giảm áp cĩ điện áp phù hợp với phụ tải
Phụ thuộc vào các cấp điện áp, vào cơng suất của phụ tải cĩ thể sử dụng một trong ba phương án sau:
+ Qua máy biến áp giảm dần từ điện áp cao xuống
+ Dùng máy biến áp ba cuộn dây (hay máy biến áp từ ngẫu nếu U+> 110kV) + Qua các máy biến áp 2 cuộn dây cung cấp cho từng cấp điện áp thấp
II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KHẢ THỊ
Các phương án đề ra phải đảm bảo tính kinh tế và kỹ thuật Tính kỹ thuật được
đưa lên hàng đầu Vì trạm biến áp là một mắc xích quan trọng của hệ thống điện, khơng thể ngưng hoạt động khi hệ thống đang vận hành, vì sẽ làm ảnh hưởng nặng nề đến hệ thơng, cũng như phụ tải
Qua đánh giá sơ bộ và lựa chọn ta đưa ra các phương án sau: 1.Phương án 1: Dùng hai máy biến áp tự ngẫu
$ Sơ đồ cầu trúc phương án 1
T——m——————=—==—=—b - —_———_—————————-————]
Trang 29a ằẰằĂẰŸễŸŠ<=-Ÿ ẽẼỄẼỮ -ẽẽ-= Uc = Unt = 220kV TUỆ Uy = 22 kV Ur= 110kV NA yoy 4 yyy dt Uy; = 0.4kV + yyy dtd Hình 4.1 Sơ đồ cẫu trúc phương án 1 Sử dụng hai máy biến áp từ ngẫu cho các cấp điện áp 200/110/22kV Vi Uc= 220kV; Uy = 100kV ; Uy = 22kV
- Phương án này cĩưu điểm: -
+ Sĩ lượng máy biến áp chỉ 2, chiếm ít diện tích xây lắp
+ Giá thành thấp
+ Tổn hao trong máy biến áp cĩ thể nhỏ hơn khi dùng 2 máy biến áp 2 cuộn dây
- Tuy nhiên khơng phải trường hợp nào cũng khả thi:
+ Máy biến áp từ ngẫu chỉ chế tạo với điện 4p Up = 110kV
+ Khi cơng suất lớn kích thước và trọng lượng máy biến áp lớn cĩ thể
khơng cho phép khi chuyên chở và xây lắp
2 Phương án 2 : Dùng máy biến áp 2 cuộn dây
So dé cấu trúc phương án 2
LR ESTATES
Trang 30Đồ án tốt nghiệp Tá Lộ 4 ty 4 U =0.4kV ree tb dd Hinh 4.2 So dé cau tric phương Gan 2 + Sử dụng máy biến áp 2 cuộn dây để tải cơng suất từ điện áp cao sang trung, sang hạ
+ Phương án này cĩ nhược điểm là: - Tăng số lượng máy biến áp
- Tách máy biến áp thành hai phần riêng biệt
3 Phương án 3 : Dùng hai máy biến áp tự ngẫu và hai máy biến áp hai cuộn dây giảm dân từ điện áp cao xuơng
NaBRBRRaGGanararrnaannnnunnnnnnunnnnygnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnaaszơợ‹ynơơnơợszszsa‹ậyanẳỶnsszsaseraexeaaam—. eaeaea—.=e=e=——mm—===——=
Trang 31if Ty hn tty TTTỊ Cái hd dd
Hình 4.3 Sơ đồ cầu trúc phương án 3
Ưu điểm của phương pháp này là độ tin cậy cung cấp điện cao, cấu trúc chặt chẽ, an tồn
Khuyết điểm: sử dụng bốn máy biến áp nên chi phí tăng, chiếm diện tích lớn, phụ tải
15 kV phải qua hai lần biến áp nên tổn thất lớn
4 Phương án 4: Dùng 4 máy biến áp 2 cuộn dây tải cơng suất từ điện áp cao sang trung hạ Sơ đồ cấu trúc đạng tách rời
a
Trang 32Đồ án tắt nghiệp ol] — U=110kV U=22 kV re t bo deh] Tied U=04kV eyed d
Hinh 4.4 So do cau tric phwong dn 4
Phương án này cĩ ưu điểm là độ tin cậy cung cấp điện cao Tuy nhiên sử dụng phương pháp này cĩ nhược điểm là tăng số lượng máy biến áp dẫn đến tăng giá thành, tăng diện tích mặt bằng Trong phương án này ta cĩ thể thay thế hai máy biến áp 2 cuộn dây bằng hai máy biến áp tự ngau cho tram 110 kV
NHAN XET CHUNG CHO CAC PHUONG AN:
Trong bốn phương án trên ta thấy rằng phương án 1 và 3 là được sử dụng rộng rãi trong thực tế Cịn phương án 2 và 4 tính hợp lý khơng cao với những khuyết điểm nêu trên Do đĩ, để chọn ra phương án tối ưu nhất thiết kế ta phải so sánh cụ thể hơn về kinh tế, kỹ thuật và các khía cạnh liên quan khác
Nên ta chọn phương án l và 3 để tiếp tục tính tốn
—mm——==—==== -———————-———————= —==—————
Trang 33CHƯƠNG V: SO DO NOI DIEN I KHAI NIEM
ơ đồ nối điện là một hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị, khí cụ điện cĩ
S nhiệm vụ nhận điện từ các nguồn dé cung cấp phân phối cho các phụ tải cùng một cấp điện áp
+ Nguồn điện cĩ thể là MBA, máy phát điện, đường dây cung cấp
+ Phụ tải cĩ thể là MBA, đường đây
+ Thanh gĩp là nơi tập trung các nguồn điện và phân phối cho các phụ tải Sơ đồ nối điện cĩ nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào cấp điện áp, số phần tử nguồn và tải, cơng suất tổng, tính chất quan trọng của các phụ tải vì vậy, sơ đồ nối
điện cần thoả các điều kiên sau:
1 Tính đảm bảo cung cấp điện theo yêu câu, hay sự quan trọng của phụ tải mà mức đảm bảo cần đáp ứng Tính đảm bảo của sờ đồ nối điện cĩ thể đánh giá qua độ tin cậy cung cấp điện, thời gian ngừng cung cấp điện, điện năng khơng cung cấp đủ cho các hộ tiêu thụ hay là sự thiệt hại của phụ tải do khơng đảm bảo cung cấp điện
2 Tính linh hoạt: là sự thích ứng với các chế độ làm việc khác nhau
3 Tinh phát triển: sơ đề nối điện cần thoả mãn khơng những hiện tại mà cả trong
tương lai gần khi tăng thêm nguồn hay tải Khi phát triển khơng bị khĩ khăn
hay phá bỏ thay đổi cấu trúc sơ đồ
4 Tính kinh tế: thể hiện ở vốn đầu tư ban đầu và các chỉ phí hằng năm
Dựa vào nội dung thiết kế trạm và các yéu cầu trên ta cĩ sơ đồ nối điện như sau:
ILSO DO NOI DIEN
a
nd
Trang 36-Đồ án tốt nghiệp CHUONG VI: TINH TOAN TON THAT DIEN NANG TRONG MAY BIEN AP I KHAI NIEM
hi truyén tai dién năng từ trạm biến áp đến các nơi tiêu thụ, ta cần phải dùng dây dẫn và máy biến áp, nên một phần điện năng tất nhiên bị tiêu hao do đốt nĩng dây dẫn, do tạo ra các trường điện từ và các hiệu ứng khác Khi cĩ dịng điện chạy qua dây dẫn và máy biến áp, vì chúng cĩ điện trở và điện kháng nên bao giờ cũng cĩ một tốn thất nhất định về cơng suất tác dụng P và cơng suất phản kháng Q Số năng lượng điện năng mắt mát đĩ biến thành nhiệt làm nĩng dây dẫn và máy biến áp, cuối cùng toả ra ngồi khơng khí, khơng mang lại hiệu quả cao Cho nên ta cần tính tốn tổn thất điện năng trong máy biến áp để so sánh những phương án kinh tế nhất
II CÁCH TÍNH TỎN THÁT ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC LOẠI MÁY BIẾN ÁP
1 Tén thất điện năng trong máy biến áp ba pha 2 cuộn dây - Khi khơng cĩ đồ thị phụ tải xác định theo biểu thức 2 AA =nxÁP, xt+ ƠÊN „ Šmac n Sam - Khi cĩ đồ thị phụ tải xác định theo biểu thức AP AA =nx AP, xt+ Nx xs? xt, n §2 dm Trong đĩ: + APạ: tốn thất khơng tải + APy: tốn thất ngắn mạch
+n: số máy biến áp làm việc Song
+: thời gian làm việc của máy biến áp (giờ)
+ §¡: cơng suất của n MBA tương ứng với thời gian {¡,
+ + : thời gian tốn thất cơng suất cực đại phụ thuộc vào thời gian str dung cong suat cuc dai Tmax Va coso
Ïï_"“————Bssx—m———=—ễễễễễ-> - ——————————————————————-————
Trang 3734-— T A _ 2S; x t; max — Smax Š max
2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp từ ngẫu
- Hệ số cĩ lợi của MBA từ ngẫu Ur œ=l——> Ức AP AP APy.c = 0.5(APN cp +R - RTE) œ œ AP AP APy.t = 0.5(APy cp +N ~ EEA) œ œ AP AP
APN.H =0.5—ŠY + —— œ XE APY cr) œ
- Khi cĩ đồ thị phụ tải hình bậc thang, n máy làm việc song song
AA =nx AP, xt+ lAPxc (ESếtc)+ APyr(ŒSƒ?t+) + AP (>Sậtu )|
2
0X Sam
Trong do :
+ APo : ton thất khơng tải
+ APuc : tổn thất ngắn mạch cuộn cao + APxr :tồn thất ngắn mạch cuộn trung
+ APau : tổn thất ngắn mạch cuộn hạ
+n: số máy biến áp làm việc song song +t: thời gian làm việc của máy biến áp (giờ)
+ Sam : cơng suất định mức của máy biến áp - Khi khơng cĩ đồ thị phụ tải 1 2 2 q2 5 S AA =nx AP, xt APNC max € To +APNT at TT +APNH max H Ty dm dm dm
II TINH TOAN TON THAT DIEN NANG TRONG MBA CUA 2 PHUONG AN
1 Tính tốn tốn thất điện năng trong MBA cho phương án 1 a Ton that dién ning trong hai may bién ap B, & B,
- Là hai máy biến áp từ ngẫu mỗi máy cĩ cơng suất 1a Sam = 125 (MVA)
Trang 38
-Đồ án tốt nghiệp Nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnsznnnnazzszsszaasasasxsaa>>>œe=mmm=—mm-=-=esaeee=eeme=e-esseensm== =— Trong d6 :A Py cr = 290(kW) A PN.TH — 235(kW) A PNCH — 230(kW) - Hệ sơ cĩ lợi : - Vơn thât cơng suât của các cuộn APy cy AP, 230 235 AP ¢ = 0.5(APy 6p + _— _ = 0.5(290 + = 052) =135(KM) APy„ =0.5(AP¿ „+ 2w _ wag) = 0.5(290 + = ` _ va =155(KW) APy„ = 0.5 bệ + u - cr) = 0.5( = + = ° ~290) =785(KW)
Trang 39NHưNEAHansaraaaanunnnnnngnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnassuơơơơơợsszszszssasaeas>>———m—mm—=-ằ==.Ắ.—.—-.—.— ee.e - ® "Bảng phân theo thời gian Cấp 110 kV TT Giờ (MVA) coso = 0,85 1 0-4 36 2 4-6 45 3 6-8 63 4 8 - 10 81 5 10 — 16 90 6 16 - 18 81 7 18 - 20 72 8 20~22 63 9 22 - 24 45 Ta cĩ: XS x1„~ =36°x4+45?x2+63?x2+81?x2+90?x6+812?x2+72?x2+63?x2+ 45? x2 =114372(MVA.A)
- Dựa vào đồ thị phu tải cuộn cao 220kV
Trang 40Đồ án tốt nghiệp 6 10— 12 90 37.5 127 96.3 7 12-14 90 37.5 127 96.3 8 14-18 81 40 121 100 9 18 - 20 72 35 107 79.3 10 20-22 63 30 93 69 1] 22 - 24 45 30 75 57.7 Ta cĩ : Si x Tie = (66? + 76? +85? +113? +1217 +127? +127? +107? +93? +752)x2+1212x4 = 264060(MVA°.h)
- Tổn hao điện năng trong l ngày đêm của hai MBA từ ngẫu được tính
AA =nxAP, xt+ lAPwc (Sễtc)+ APur(ŒS‡tr)+ APvu (S3 ) nx Sâm Trong đĩ :+ APN.c = 135(kW) + APyt = 155(kW) + APyiy = 785(kW) + APo = 85(kW) ;n=2 ;t=24 ; Sam = 125 (MVA) + IS xT, =264060(MVA? A) + ZS) xT, =114372(MVA’ A) + 5S, x7 =30800(M⁄42.h) Do đĩ : 1 2125? AA,, =2x85x 24+ (135 x 264060 + 155114372 + 785 x 30800) = 6561.7(KW A) -Tén that dién nang trong 1 năm của 2 MBA từ ngẫu Anam (B1) ~ Api X 365 =6561.7 x365 = 2395(MW.h) - Dién nang cung cap trong Ï ngày đêm
Aneay dem = »_Sit; cosp= A; + Ay + A;
Trong đĩ :
—ÿ—Ừ—ÿyýyýẹƑẶTÏẪ._.‹.yỹyẳyợýẹ;:Ỷ“-aczờợơnngnzzsaszszsxssngaasmm——————=—ễe=ễ.=ẽễÏễ