Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện phan anh đức

Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung LỜI MỞ ĐẦU Là sinh viên học tập rèn luyện trường đại học Điện Lực, em cảm thấy niềm tự hào động lực to lớn cho phát triển thân tương lai Sau năm năm học đại học, bảo, quan tâm thầy cô, nỗ lực thân, em thu học bổ ích, đựơc tiếp cận kiến thức khoa học kĩ thuật tiên tiến phục vụ cho lĩnh vực chuyên môn theo đuổi Có thể nói, đồ án môn học, tập lớn hay nghiên cứu khoa học mà sinh viên thực cách thể mức độ tiếp thu kiến thức vận dụng dạy bảo quan tâm thầy cô Chính em dành thời gian công sức để hoàn thành đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế phần điện nhà máy điện ” cố gắng đền đáp công ơn thầy cô tổng kết lại kiến thức thu sau trình học tập rèn luyện trường đại học Điện Lực Trong thời gian học tập thời gian thực đề tài tốt nghiệp em nhận bảo, động viên tận tình thầy cô, gia đình bạn, đặc biệt hướng dẫn thầy giáo Đặng Thành Trung giúp em hoàn thành tốt đồ án Một lần em xin chân thành cảm ơn ThS Đặng Thành Trung thầy, cô toàn thể bạn môn Hệ thống điện Hà Nội ,ngày… tháng…năm 20… Sinh viên Phan Anh Đức Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung NHẬN XÉT (Giáo viên hướng dẫn) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……… Hà Nội ,ngày… tháng…năm 20… Chữ kí Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung NHẬN XÉT (Giáo viên phản biện) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……… Hà Nội ,ngày… tháng…năm 20… Chữ kí Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN Nhiệm vụ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phan Anh Đức Lớp: Đ4H1 Ngành: Hệ thống điện Cán hướng dẫn: ThS Đặng Thành Trung THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI 22/0,4 kV ĐỂ CUNG CẤP CHO MỘT KHU ĐÔ THỊ MỚI PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm tổ máy x 55 MW Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho phụ tải sau Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax = 10 MW, cos = 0,86 Gồm : kép x 3MW x km đơn x 2MW x km Biến thiên phụ tải ghi bảng Tại địa phương dùng máy cắt hợp với Icắt = 21 kA tcắt = 0,7 sec, cáp nhôm vỏ PVC với thiết diện nhỏ 70mm2 Phụ tải cấp điện áp trung 110 kV: Pmax= 70 MW, cos = 0,86 Gồm kép x 70 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV: Pmax= 60 MW, cos = 0,85 Gồm kép x 60 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Nhà máy nối với hệ thống 220 kV đường dây kép dài 50 km Công suất hệ thống ( không kể nhà máy thiết kế) : 3000 MVA; Công suất dự phòng hệ thống : 100 MVA; Điện kháng ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống X*HT = 1,2 Tự dùng :  = 8% , cos = 0,85 Công suất phát toàn nhà máy ghi bảng Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung Bảng biến thiên công suất Giờ 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24 S UF 80 80 70 70 70 80 90 100 90 90 80 S UT 90 90 80 80 80 90 90 100 90 80 80 S UC 70 70 80 80 90 90 90 90 100 90 80 S TNM 80 80 80 80 90 100 100 100 90 90 90 PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI 22/0,4 kV ĐỂ CUNG CẤP CHO MỘT KHU ĐÔ THỊ MỚI Trưởng khoa Giáo viên hướng dẫn TS Trầ n Thanh Sơn Ths Đặng Thành Trung Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN 10 CHƢƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY .11 1.1 Chọn máy phát điện 11 1.2 Tính toán cân công suất 11 1.2.1 Phụ tải toàn nhà máy 12 1.2.2 Phụ tải tự dùng 12 1.2.3 Tính toán phụ tải cấp điện áp 12 1.2.4 Công suất phát hệ thống 13 1.3 Đề xuất phương án nối điện 15 1.3.1 Phương án 15 1.3.2 Phương án 16 1.3.3 Phương án 17 1.3.4 Phương án 18 CHƢƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 20 A Phương án 20 2.1.A.Phân bố công suất cấp điện áp máy biến áp 20 2.2.A Chọn loại công suất định mức máy biến áp 21 2.3.A.Tính toán tốn thất điện máy biến áp 26 B Phương án 2: 28 2.1.B.Phân bố công suất cấp điện áp 28 2.2.B.Chọn loại công suất định mức máy biến áp 29 2.3.B Tính toán tốn thất điện máy biến áp 33 CHƢƠNG III TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU .35 3.1 Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối 35 3.1.1 Phương án 35 3.1.2 Phương án 36 3.2 Tính toán kinh tê, kỹ thuật Chọn phương án tối ưu 36 Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung 3.2.1 Các tiêu kinh tế phương án I 37 3.2.2 Các tiêu kinh tế phương án II 38 3.3 So sánh tiêu kinh tế, kỹ thuật Chọn phương án tối ưu 39 CHƢƠNG IV TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH 41 4.1 Chọn điểm ngắn mạch 41 4.2 Lập sơ đồ thay 42 4.3 Tính toán ngắn mạch theo điểm 43 4.3.1 Điểm ngắn mạc N1 43 4.3.2 Điểm ngắn mạch N2 46 4.3.3 Điểm ngắn mạch N3 48 4.3.4 Điểm ngắn mạch N3’ 50 4.3.5 Điểm ngắn mạch N4 51 CHƢƠNG V CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 52 5.1 Tính toán dòng cưỡng cấp điện áp 52 5.1.1 Cấp điện áp 220 kV 52 5.1.2 Cấp điện áp 110 kV 52 5.1.3 Cấp điện áp 10,5 kV 53 5.2 Chọn máy cắt Dao cách ly 54 5.2.1 Chọn máy cắt 54 5.2.2 Chọn dao cách ly 55 5.3 Chọn cứng đầu cực máy phát 55 5.3.1 Chọn loại tiết diện 56 5.3.2 Kiểm tra ổn định động ngắn mạch 57 5.3.3 Chọn sứ đỡ cho dẫn cứng 59 5.4 Chọn dẫn mềm 60 5.4.1 Chọn góp cấp điện áp 220(kV) 61 5.4.2 Chọn góp cấp điện áp 110(kV) 64 5.5 Chọn cáp kháng điện đường dây 66 5.5.1 Chọn cáp cho phụ tải điện áp máy phát 66 5.5.2 Chọn kháng điện đường dây 69 5.6 Chọn máy biến áp đo lường 72 5.6.1 Chọn máy biến dòng điện 72 Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung 5.6.2 Chọn máy biến điện áp 75 5.6.3 Hình vẽ sơ đồ nối dụng cụ đo 78 5.7 Chọn chống sét van 78 CHƢƠNG VI CHỌN SƠ ĐỒ VÀ CÁC THIẾT BỊ TỰ DÙNG 79 6.1 Sơ đồ tự dùng 79 6.2 Chọn thiết bị điện khí cụ cho tự dùng 81 6.2.1 Chọn máy biến áp 81 6.2.2 Chọn máy cắt 6,3(kV) 83 6.2.3 Tính toán ngắn mạch chọn Aptômat cầu dao 84 PHẦN II THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI 22/0,4 kV ĐỂ CUNG CẤP CHO MỘT KHU ĐÔ THỊ MỚI 86 CHƢƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 87 1.1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO TỪNG HỘ GIA ĐÌNH 87 1.1.1 Căn hộ loại 87 1.1.2 Căn hộ loại 89 1.1.3 Căn hộ loại 90 1.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO KHU ĐÔ THỊ MỚI 92 CHƢƠNG CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ 93 2.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP 93 2.2 CHỌN THIẾT BỊ TRUNG THẾ 93 2.2.1 Chọn dây dẫn từ điểm đấu nối vào trạm 93 2.2.2 Chọn thiết bị tủ điện trung 94 2.2.3 Tính toán ngắn mạch kiểm tra thiết bị phía cao áp 96 2.3 CHỌN THIẾT BỊ HẠ ÁP 97 2.3.1 Chọn áptômát 97 2.3.3 Tính toán dòng ngắn mạch kiểm tra thiết bị hạ áp 99 2.3.4 Chọn thiết bị đo lường 102 2.3.5 Chọn cáp liên lạc 104 2.4 CHỌN KÍCH THƯỚC TRẠM BIẾN ÁP HỢP BỘ 105 2.5 THIẾT KẾ CÁCH LẮP ĐẶT 106 CHƢƠNG Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 109 3.1 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA THANH 109 3.2 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA CỌC 109 3.3 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA HỆ THỐNG THANH CỌC 110 Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 10 CSV Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung LBS 630A LBS 630A LBS 200A CC 50A Đường dây 22kV cấp đến Cấp MBA 1250 kVA Đường dây 22kV cấp đến Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý ngăn trung TBA 2.2.3 Tính toán ngắn mạch kiểm tra thiết bị phía cao áp 22 kV DD AC-35 CDPT XHT CC ZD N1 MBA N1 Hình 2.2 Sơ đồ tính toán ngắn mạch phía cao áp Chọn điểm ngắn mạch N1 để kiểm tra thiết bị phía cao áp Giả thiết ngắn mạch xảy dạng ngắn mạch pha đối xứng coi nguồn có công suất vô lớn.Vì trạm biến áp coi xa nguồn nên tính toán ngắn mạch ta xem: IN = I " = I Công suất ngắn mạch tính đến trạm biến áp là: SN = 300 MVA Đường dây 22kV không cấp điện cho trạm biến áp sử dụng dây dẫn loại AC-35 có chiều dài km Dây AC-35 có: r0 = 0,85 (Ω/km) ; x0 = 0,414 (Ω/km) Điện trở đường dây : RD = ro.l = 0,85.2 = 1,7 () Điện kháng đường dây : XD = xo.l = 0,414.2 = 0,828 () Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 96 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung Ta có: Utb = 1,05Uđm = 23kV Điện kháng hệ thống là: X HT U 2tb 232    1,763 () SN 300 Tổng trở đường dây 22kV cấp điện cho TBA: ZD = 1,7 + j.0,828 () Vậy tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N1 là: Z1  R 21  X21  1,72  (1,763  0,828)2  3,1 () Dòng ngắn mạch điểm N1 : I N1  U tb 23   4, 28 (kA) 3.Z1 3.3,1 Dòng điện xung kích là: ixk1 = 1,8 IN1 = 1,8 4,28 = 10,9 (kA) Kiểm tra cầu dao phụ tải: Điều kiện kiểm tra: + UđmCD = 24 (kV) > Uđm mang = 22 (kV) + IđmCD = 200 (A) > ICB = 42,65 (A) + IđmCắt = 25 (kA) > IN1 = 4,28 (kA)  thoả mãn điều kiện Kiểm tra cầu chì cao áp: Điều kiện kiểm tra: + UđmCC = 24 (kV) > Uđm mạng = 22 (kV) + IđmCC = 50 (A) > ICB = 42,65 (A) + IđmCắt = 63 (kA) > IN1 = 4,28 (kA)  thoả mãn điều kiện 2.3 CHỌN THIẾT BỊ HẠ ÁP Các thiết bị hạ áp đặt ngăn hạ áp Ngăn hạ áp thực chất tủ phân phối có đầy đủ thiết bị đóng cắt đo đếm điện năng, làm nhiệm vụ phân phối điện cho phụ tải 2.3.1 Chọn áptômát Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 97 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung Phía hạ áp dùng aptomat tổng sau MBA aptomat nhánh cho lộ phụ tải Chọn aptomat tổng: Aptomat tổng chọn theo điều kiện tải bình thường MBA, điều kiện chọn kiểm tra sau :  UđmA  Uđm m  IđmA  I lvmax  IcđmA  IN Dòng điện làm việc lớn qua aptomat MBA bị tải xác định theo công thức : I lv max  kqt  SMBA U Hdm  1,3 1250  2345( A)  0,  Vậy nên ta chọn aptomat có dòng điện định mức 2500A Ta chọn aptomat tổng loại M25 có cực Merlin Gerin chế tạo Các thông số sau : UđmA = 690 V IđmA = 2500 A IcđmA = 70 kA Chọn aptomat nhánh: Các aptomat nhánh thường chọn theo công suất phụ tải nhánh Nếu chưa biết công suất phụ tải nhánh chọn tương đối theo dòng làm việc lớn qua MBA chia trung bình cho số lộ phụ tải Theo cách đó, chọn aptomat có dòng điện định mức 630A loại UCB-630L Huyndai chế tạo Các thông số sau: Số cực : Uđm : 380 V IcđmA : 100 kA 2.3.2 Chọn dẫn, sứ đỡ Trạm biến áp hợp sử dụng dẫn đồng để nối MBA với thiết bị đóng cắt làm hạ áp Các dẫn chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng lâu dài cho phép (k1k2Icp Ilvmax), sau kiểm tra khả ổn định động, khả ổn định nhiệt Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 98 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung Chọn dẫn Đối với dẫn nối MBA thiết bị đặt đứng, khoảng cách trung bình hình học pha 20cm, khoảng cách hai sứ đỡ 60cm Tiết diện chọn sau: k1.k2.Icp  Ilvmax Trong : k1 = với dẫn đặt đứng k2 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường Nhiệt độ môi trường xung quanh dẫn 350 C nhiệt độ chuẩn chế tạo dẫn nên k2 = 0,882 => I cp  I lv max 2345   2658( A) k1  k2 1.0,882 Vì vậy: Chọn dẫn đồng hình chữ nhật kép kích thước 100x8 (mm.mm) có Icp= 3060A Chọn Đối với hạ áp, đặt nằm ngang, khoảng cách trung bình hình học pha 20cm, khoảng cách hai sứ đỡ 60cm Tiết diện chọn sau: k1k2Icp  Ilvmax => I cp  I lv max 2345   2798( A) k1  k2 0,95.0,882 Với dẫn đặt nằm ngang k1=0,95 Vì vậy: Chọn đồng hình chữ nhật kép kích thước 100x8 (mm.mm) có Icp=3060A Chọn sứ đỡ Ta chọn sứ O-1-1250YT3 Liên Xô chế tạo có thông số sau: Bảng 2.4 Thông số sứ hạ áp Uđm UPđ khô Phụ tải phá hoại (kV) (kV) (kg) 11 750 O-1-20YT3 2.3.3 Tính toán dòng ngắn mạch kiểm tra thiết bị hạ áp Loại sứ Ta có sơ đồ thay thế: Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 99 Chiề u cao (mm) 72 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung MBA TD ZB AT ZTD N2 TC ZAT N2 AN N3 ZTC ZAN N3 Hình 2.3 Sơ đồ tính toán ngắn mạch phía hạ áp Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp ta coi MBA nguồn ( nối với hệ thống có công suất vô lớn ), điện áp phía hạ áp không thay đổi xảy ngắn mạch, ta có: IN = I " = I Dòng ngắn mạch N2 để kiểm tra aptomat tổng, N3 để kiểm tra aptomat nhánh Tổng trở MBA xác định theo công thức : ZB = R B + j X B = 2 PN U dm U N % U dm  10  j 104 Sdm Sdm 13,  0, 42  0, 42 10  j 104  1,39  j.7, 68(m) = 1250 1250 Do tổng trở dẫn, cái, aptomat tổng nhỏ so với tổng trở máy biến áp nên ta bỏ qua Khi coi dòng ngắn mạch điểm N2 N3 Dòng điện ngắn mạch tính theo công thức : IN  U 400   29,58(kA) 3Z  1,392  7, 682 Dòng điện ngắn mạch xung kích : ixk = 1,8  I N  1,8  29,58  75,32(kA) Kiểm tra aptomat Kiểm tra aptomat tổng: Điều kiện kiểm tra: Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 100 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung + UđmA = 690 (V)  Uđm mạng + IđmA =2500 (A)  I lvmax = 2345 (A) + ICđmA = 70 (kA)  IN = 29,58 (kA)  Đạt yêu cầu Kiểm tra aptomat nhánh: Điều kiện kiểm tra: + UđmA =380 (V) = Uđm mạng + IđmA = 630 (A) I lvmax = 2345/4 = 586 (A) + ICđmA = 100 (kA)  IN = 29,58 (kA)  Đạt yêu cầu Kiểm tra dẫn,  Kiểm tra điều kiện ổn định động dẫn, sau: Lực tác dụng dòng điện ngắn mạch lên dẫn : l 60 Ftt  1, 76 102   ixk2  1, 76 102   75,322  299,5(kG) a 20 Trong : l: khoảng cách sứ pha, (60cm) a: khoảng cách pha, (20cm) Mômen uốn tính toán : M Ftt  l 299,  60   1797(kGm) 10 10 Ứng suất tính toán :  tt  M W + Đối với dẫn đặt đứng ta có : h  b2 10.1   1,67 (cm3) W= 6 =>  tt  1797  1078, (kG/cm2) < cp = 1400 (kG/cm2) 1, 67 + Đối với đặt nằm ngang ta có : Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 101 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung W= =>  tt  b  h2 1.102   16, 67 (cm3) 6 1797  107,8 (kG/cm2) < cp = 1400 (kG/cm2) 16, 67 Như vậy: Các dẫn, chọn thoả mãn điều kiện ổn định động dòng điện ngắn mạch  Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dẫn, F   I N tqd  6.29,58 0,5  125,5 (mm2) Với :  : Hệ số nhiệt Với dẫn đồng  =6 tqd =0,5s : Thời gian cắt ngắn mạch Ta thấy: Ftd = 1000 (mm2) > 125,5 (mm2) Như vậy: So sánh với tiết diện dẫn, chọn ta thấy thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt Kiểm tra sứ đỡ Kiểm tra sứ đỡ theo điều kiện ổn định động : F’tt  Fcp Trong đó: Fcp = 0,6 Fph = 0,6 750 = 450 (kG) H' F  Ftt  H b 72  F  299,5  307,8 (kG)  F  450(kG) tt cp H 72 H ' tt => Vậy sứ chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 2.3.4 Chọn thiết bị đo lƣờng Các thiết bị đo đếm bao gồm :  công tơ hữu công (kWh) pha loại 230/400V 5A 50Hz cấp xác  công tơ vô công (kVArh) pha loại 230/400V 5A 50Hz cấp xác  đồng hồ Ampe có dòng điện định mức 5A, dải đo từ 0-2000A  đồng hồ Vol có thang đo 0-500V  Công tắc chuyển mạch Vol loại vị trí  cầu chì 5A bảo vệ cho mạch đo đếm  đèn báo pha  chống sét van pha  biến dòng pha Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 102 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung Tất đồng hồ công tơ nhà máy thiết bị đo Trần Nguyên Hãn chế tạo Chống sét van pha hãng SIEMENS chế tạo Biến dòng pha loại 4MA74 Siemens chế tạo có thông số sau: Bảng 2.5 Thông số máy biến dòng điện Uđm, kV 24 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’,kV 50 U chịu đựng xung 1,2/50 s, kV 125 I1đm, A 2500 I2đm, A Iôđ nhiệt 1s, kA 80 Iôđ động, kA 120 Trọng lượng, kG 25 Ta có sơ đồ nguyên lý ngăn hạ áp hình vẽ sau: Từ MBA đến A A A KVArh KWh V CMV R S x Cầu chì 1P – 5A T MCCB 3P-2500A UCB-630A UCB-630A UCB-630A Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý ngăn hạ Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 103 CSV UCB-630A Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung 2.3.5 Chọn cáp liên lạc Trong trạm có hai hệ thống cáp: + Cáp 24kV dùng sợi đơn, dùng để đấu nối từ thiết bị trung áp sang cực vào MBA Chọn loại cáp đồng, tiết diện cáp trung áp chọn theo điều kiện kinh tế sau : Fkt  I max 42, 65   13, 76 (mm ) jkt 3,1 Với jkt : mật độ dòng điện kinh tế Cáp đồng jkt = 3,1 (A/mm2) Theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch : F   I N tqd  6.25 0,5  106,1 (mm2)  : Hệ số nhiệt độ, với đồng  = IN : Dòng điện ngắn mạch phía trung áp, lấy theo dòng cắt ngắn mạch dao cắt phụ tải Như vậy: Chọn cáp tiết diện 120mm2 cách điện XLPE có đai thép ,vỏ PVC hãng Alcatel chế tạo Thông số kỹ thuật cáp sau : Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật cáp cao áp F r0 L0 C0 Icp mm2 /km mH/km F/km A 120 0,196 0,36 0,22 405 + Cáp hạ 1kV sợi đơn, dùng để đấu nối từ đầu MBA đến đầu vào khoang phân phối hạ áp Chọn cáp đồng, tiết diện cáp chọn theo điều kiện phát nóng : k1k2Icp  Ilvmax Trong : k1 : Hệ số kể đến môi trường đặt cáp, k1 =0,882 k2 : Hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặt rãnh k2=1  I cp  I lv max 2345   2658, 7( A) k1  k2 0,882.1 Như vậy: Chọn hai đường cáp có tiết diện đường 1000 mm2do hãng Lens lõi cách điện PVC hãng Lens chế tạo, có thông số sau: Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 104 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật cáp hạ áp F d lõi d vỏ d vỏ max M r0 Icp mm2 mm mm mm Kg/km /km A 1000 39,7 49,9 53 8260 0,02 1437 + Cáp hạ 1kV làm đầu nhánh Cáp chọn theo điều kiện dòng điện làm việc dài lâu cho phép: k1k2.Icp  Ilvmax = 781 (A) Với : k1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt k1 = 0,882 k2 – hệ số hiệu chỉnh số cáp đặt song song ( n=3) lấy k2 = 0,9  Icp  781  984,7 (A) 0,882.0,9 Như vậy: Chọn cáp có tiết diện 400 mm2 lõi cách điện PVC hãng Lens chế tạo, có thông số sau: Bảng 2.8 Thông số cáp hạ áp đầu nhánh F d lõi d vỏ d vỏ max M r0 Icp mm2 mm mm mm Kg/km /km A 630 29,7 39,9 43 6360 0,028 1108 2.4 CHỌN KÍCH THƢỚC TRẠM BIẾN ÁP HỢP BỘ Kích thước trạm dùng tủ RMU, 24kV, loại 8DJ10, cách điện SF6, 630A, 21kA hãng Siemens sản xuất : 3000x1700x2200 (mmxmmxmm) Kết cấu trạm sau :  Khung bao che: + Khung trạm khung chịu lực, chế tạo bàng thép dầy 2,5mm dập định hình liên kết hàn cho khoang, khoang ngăn cách vách ngăn phẳng làm thép dầy 2mm, kết cấu hàn ghép bulông liên kết khoang + Bao che trạm thông gió chế tạo thép 2mm dập định hình ghép dọc với tạo thành khe thông gió tự nhiên rộng (7-10)mm hàn thành Cấu tạo khe thông gió vừa đảm bảo Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 105 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung nước mưa không lọt vào phía trong, dùng que chọc vào Tổng diện tích thông gió đủ để giữ cho nhiệt độ trạm đạt mức cho phép + Nóc trạm chế tạo thép dày 2mm có cấu tạo khung chịu lực Nắp trạm lắp chụp lên khung trạm, khung trạm có khe thông gió tạo thành hệ thống gió đối lưu khe mái khe bao che xung quanh trạm + Mái che, thông gió cánh cửa trạm tạo nên tổng thể cho trạm thoả mãn tiêu chuẩn bảo vệ IP43 chống xâm nhập bên xâm nhập nước + Đế trạm làm thép dày 2,5mm, dập hình chữ C, cao 100mm, kết cấu hàn, kích thước đế thu vào so với đáy khung trạm chiều 10mm + Trạm cho phép tháo lắp dễ dàng tiện cho việc đưa MBA và khỏi trạm lắp ráp, thay bảo dưỡng + Cơ cấu thao tác : Bố trí tay thao tác trước cầu dao, phía cánh cửa bảo vệ bên thuận tiện cho thao tác quan sát trạng thái cầu dao  Cửa trạm: + Trạm có lắp cửa riêng cho khoang chiếu sáng cục cho trạm thực công tắc hành trình Mỗi cửa lắp công tắc hành trình cho phép tự bật sáng cửa mở cắt đóng + Cửa trạm vừa có chức bảo vệ trạm vừa làm nhiệm vụ che chắn bên cho cấu thao tác Cửa liên kết với khung lề cho phép góc mở 900, vật liệu chế tạo làm thép dày 2mm 2.5 THIẾT KẾ CÁCH LẮP ĐẶT Cách lắp đặt khoang cụ thể hình vẽ Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 106 2200 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung 3000 1700 Hình 2.5 Hình chiếu đứng, hình chiếu cạnh TBA hợp 3000 NGAN TRUNG THE (RMU) NGAN HA THE Hình 2.6 Hình chiếu TBA hợp Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 107 1700 MAY BIEN AP Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung 500 A A A V 6xBI 2500/5A MCCB UCB-630A 3xCu (100x10 ) 4MCCB UCB-630A 3x chống sét van Hình 2.7 Sơ đồ bố trí khoang hạ Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 108 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung CHƢƠNG TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP Hệ thống nối đất kết cấu thép góc L60x60x6mm dài l = 2,5m chúng nối với thép dẹt 40x4mm tạo thành mạch vòng nối đất xung quanh trạm biến áp Các cọc đóng sâu chôn sâu h = 0,8m Mặt trạm là: l1xl2 = (6x4)m2 Điện trở suất đất đo = 0,4.104 (cm) Hệ số hiệu chỉnh theo mùa cọc nối đất là: Hệ số mùa an toàn Kmt = 1,6; Kmc = 1,4 Yêu cầu điện trở nối đất trạm có Uđm = 22kV : Rnđ  3.1 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA THANH Điện trở nối đất tính theo công thức sau :  K.L2 Rt  ln 2.L d.h Trong :  = đo.Kmt = 0,4.104.10-2.1,6= 64 (m) L: chu vi mạch vòng : L = (6+4).2 = 20 (m) d : đường kính thanh, thép dẹt nên: d b 40.103   0,02 (m) 2 K hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K = f (l1/l2)=f(6/4)=f(1,5)=5,81 64 5,81.202  Rt  ln  6,053 () 2..20 0,02.0,8 3.2 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA CỌC Điện trở nối đất cọc tính theo công thức: Rc    2l 4t  l  ln  ln 2.l  d 4t  l  Trong đó:  = đo.Kmc = 0,4.104.10-2.1,4= 56 (m) Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 109 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung l : chiều dài cọc : l = 2,5m d : đường kính cọc, cọc thép góc L60x60x6 nên d = 0,95b d = 0,95.60.10-3 = 0,057 (m) t  Rc  l 2,5 h   0,8  2,05 (m) 2 56  2.2,5 4.2,05  2,5  ln  ln  17,073 () 2..2,5  0,057 4.2,05  2,5  3.3 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA HỆ THỐNG THANH CỌC Mặt bố trí tiếp địa: 1.Cọc Thanh thép 0,7m 0,8m 2,5m 4m 3m 6m Hình 3.1 Sơ đồ mặt bố trí tiếp địa Tra tài liệu kỹ thuật điện cao áp ta có hệ số sử dụng cọc là: t = 0,36; c = 0,56 Điện trở nối đất hệ thống cọc : R ht  R c.R t 17,073.6,053   3,107 () R c t  n.C R t 17,073.0,36  8.0,56.6,053 Ta có : Rht = 3,107 () < Rđ = () Vậy hệ thống nối đất thiết kế cho trạm đạt yêu cầu kỹ thuật Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 110 [...]... hệ thống: Smax = 108,21 MVA, Smin = 69,81(MVA) Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 14 t (h) Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung 1.3 Đề xuất các phƣơng án nối điện Có thể đưa ra một số nguyên tắc để đề xuất các phương án nối điện của nhà máy điện như sau: 1 Có hay không sử dụng thanh góp điện áp máy phát Giả thiết phụ tải địa phương trích điện từ đầu cực 2 tổ máy phát, khi đó lượng công suất được phép rẽ nhánh... về hệ thống Vậy: Có 2 mạch máy biến áp và 4 mạch đường dây nên ta dùng sơ đồ TBPP hai hệ thống thanh góp - Phía 110kV: Gồm có 1 lộ kép x 70 MW Vậy: Có 2 mạch máy biến áp và 2 mạch đường dây nên ta dùng sơ đồTBPP hai hệ thống thanh góp Vậy ta có sơ đồ thiết bị phân phối cho phương án 1 như sau: Lộ kép HT Lộ kép 220kV 110kV MCLL MCLL B1 B2 F1 B4 B3 F2 F3 F4 Hình 3-1 : Sơ đồ thiết bị phân phối phương án. .. Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 35 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung 3.1.2 Phƣơng án 2 Tương tự phương án 1 ta cũng có: - Phía 220kV: Gồm có 1 lộ kép x 60 MW Đường dây lộ kép truyền tải công suất về hệ thống Vậy: Có 3 mạch máy biến áp và 4 mạch đường dây nên ta dùng sơ đồ TBPP hai hệ thống thanh góp - Phía 110kV: Gồm có 1 lộ kép x 70 MW Vậy: Có 1 mạch máy biến áp và 2 mạch đường dây nên ta dùng sơ đồ TBPP... áp nên nguồn công suất thừa đi về phía hệ thống Do đó tổn thất công suất trong máy biến áp cao 1.3.2 Phƣơng án 2(Hình 1.3) Ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa 3 cấp điện áp, ở phía 110kV ta chỉ dùng một bộ MF - MBA và chuyển một bộ MF - MBA sang bên thanh cái điện áp cao 220kV để cung cấp thêm nguồn công suất phát về hệ thống Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 16 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung... các cấp điện áp bên cao và bên trung đồng thời được trích một phần để cung cấp cho phụ tải địa phương Ta dùng một bộ MF MBA để cung cấp điện cho phụ tải điện áp trung 110 kV, bên cao 220 kV ta dùng ba bộ MF - MBA Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 17 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung HT SUC S UT 220 kV B3 B2 B1 STD 110 kV F1 STD F2 STD B4 F3 STD B5 B6 SF STD F4 Hình 1.4: Sơ đồ nối điện của phương án 3 Ƣu... sơ đồ TBPP hai hệ thống thanh góp Vậy ta có sơ đồ thiết bị phân phối cho phương án 2 như sau: HT Lộ kép Lộ kép 220kV 110kV MCLL B1 F1 B4 B3 B2 F2 MCLL F4 F3 Hình 3-2 : Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 2 3.2 Tính toán kinh tê, kỹ thuật Chọn phƣơng án tối ƣu Phương án tối ưu được chọn phải căn cứ vào vốn đầu tư máy biến áp, thiết bị phân phối và chi phí vận hành hàng năm Việc tính toán về vốn đầu tư... ghép hai bộ MF - MBA hai cuộn dây vào phía trung áp 110kV (F3 - B3, F4 - B4) để cung cấp điện cho phụ tải trung áp Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 15 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung HT SUC SUT 220 kV 110 kV STD F1 B1 B2 SF STD SF B4 B3 STD STD F2 F3 F4 Hình 1.2: Sơ đồ nối điện của phương án 1 Ƣu điểm: - Sơ đồ nối điện đơn giản, cung cấp đủ công suất cho các phụ tải - Chỉ có hai chủng loại máy biến áp... hai cấp điện áp bên cao và bên trung đồng thời để cung cấp điện cho phụ tải địa phương Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 18 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung HT S UC SUT 220 kV B1 STD F1 110 kV B2 STD F2 B3 B4 B5 B6 STD SF STD F3 STD F4 Hình 1.5: Sơ đồ nối điện của phương án 4 Ƣu điểm: - Đảm bảo cung cấp điện liên tục Nhƣợc điểm: - Cách đấu nối sơ đồ phức tạp - Vốn đầu tư cho MBA rất cao, số lượng, chủng... Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 32 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung + Công suất thiếu về phía hệ thống so với lúc bình thường: Sthiếu= SVHT + SUC – SCC – Sbo = 97,74 + 63,53 – 34,12 – 63,57 = 63,58(MVA) Sthiếu = 63,58(MVA) ... 3.3 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA HỆ THỐNG THANH CỌC 110 Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện. .. ,ngày… tháng…năm 20… Chữ kí Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN Nhiệm vụ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phan Anh Đức... phát điện hệ thống trừ máy phát F2 Sv: Phan Anh Đức – Đại Học Điện Lực 41 Gvhd: ThS.Đặng Thành Trung - Tự dùng:Điểm ngắn mạch tính toán N4 có nguồn cung cấp hệ thống tất máy phát 4.2 Lập sơ đồ