THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220110KV TRUNG GIAN TIỀN GIANG

GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP I- GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ TRẠM BIẾN ÁP: - Trạm biến áp công trình dùng để chuyển đổi điện từ cấp sang cấp khác, để chuyển tải phân phối cho trạm biến áp khác Đường dây tải điện, trạm biến áp máy phát điện tạo thành hệ thống truyền tải thống trạm biến áp phụ thuộc vào hệ thống điện nhu cầu truyền tải phụ tải để đảm bảo tính cung cấp điện cao - Khi thiết kế trạm biến áp phải đảm bảo sau cho phụ tải liên tục cung cấp điện Đây vấn đề quan trọng thiết kế Hạn chế tối đa cố xảy điện Đồng thời thết kế ta phải dự báo phụ tải phát triển tương lai Vì thiết kế trạm phải có hai nguồn cung cấp trở lên trạm phải có dự trữ kể máy biến áp dự phòng nguồn điện phải có khả truyền tải cho II- PHÂN LOẠI 1- Theo nhiệm vụ: - Trạm biến áp trung gian : Là trạm lấy điện từ hệ thống 220KV,110KV cung cấp cho trạm biến áp nhỏ như:110KV, 35KV, 22KV Nói cách khác trạm biến áp trung gian làm nhiệm vụ liên lạc lưới điện có cấp điện áp khác - Trạm biến áp đòa phương : Là trạm nhận điện từ trạm biến áp khu vực, điện áp cung cấp 10,6KV,0,4KV cho nhà máy xí nghiệp, khu dân cư đường dây phân phối 2- Theo vò trí : - Trạm biến áp trời : Là trạm có thiết bò đặt trời phận phân phối thấp phận điều khiển đặt nhà Với loại cần mặt rộng nơi bụi, xây dựng trạm tiết kiệm kinh phí - Trạm cách điện không khí ATS - Trạm biến áp nhà: Là trạm gồm thiết bò đặt nhà với loại không cần mặt rộng xây dựng nơi bụi vốn đầu tư cao 3- Theo chế vận hành: - Trạm tăng áp: Thường đặt nhà máy điện làm nhiệm vụ tăng điện áp lên cao để truyền tải xa - Trạm giảm áp : Thường đặt gần nơi tiêu thụ, phân phối nhằm chuyễn đổi điện áp cao xuống điện áp thấp phù hợp với nhu cầu sử dụng SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang Luận n Tốt Nghiệp GVHD: Phan Kế Phúc - Trạm trung gian: Là dùng để liên lạc hai nơi có cấp điện áp khác hệ thống điện 4- Các kết cấu trạm biến áp: - Các thiết bò trạm máy cắt, dao cách ly, BU, BI đo løng, hệ thống - Các thiết bò điều khiển: Thiết bò điều chỉnh điện áp, dòng điện, cảm biến báo hiệu, tần số, đồng hồ thò… - Hệ thống điện tự dùng trạm lấy điện từ máy biến áp hạ áp 22/0,4KV trạm có hệ thống điện dự phòng 220VDC 110VDC lấy điện từ hệ thống Acquy nghòch lưu trạm - Hệ thống chống sét: Sét truyền từ đường dây vào trạm ta dùng chống sét van, chống sét đánh trực tiếp vào trạm dùng hệ thống kim thu sét - Hệ thống thông tin liên lạc: Dùng để liên lạc vận hành trạm theo lệnh trung tâm điều độ hệ thống điện Miền Nam trung tâm điều độ hệ thống điện Quốc Gia • Những đặt điểm hộ tiêu thụ :  Hộ tiêu thụ điện phận quan trọng hệ thống phân phối điện cung cấp điện Tuỳ theo tính chất quan trọng mức độ sử dụng điện hộ tiêu thụ mà người ta chia phụ tải làm loại :  Phụ tải loại I: Là hộ tiêu thụ mà có cố điện gây hậu nghiêm trọng nguy hiểm đến tính mạng người, làm thiệt hại kinh tế Đối với phụ tải loại I không cho phép điện phải cung cấp điện liên tục, thường phụ tải loại I phải có tối thiểu hai nguồn đến có nguồn dự phòng  Phụ tải loại II: Là hộ tiêu thụ có cố điện gây thiệt hại kinh tế nhà máy ngừng sản suất, lãng phí sức lao động  Phụ tải loại III: Là hộ tiêu thụ thuộc quần chúng nhân dân tức hộ tiêu thụ cung cấp điện với mức độ thấp cho phép điện khoảng thời gian đònh III- CÁC YÊU CẦU CHÍNH KHI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP: - Khi thiết kế trạm biến áp mục tiêu nhiệm vụ thiết kế phải đảm bảo cho hộ tiêu thụ điện thoả mãn chất lượng điện cung cấp liên tục, đảm bảo đủ điện áp… • Một phương án cung cấp điện xem hợp lý thỏa mãn điều kiện sau  Vốn đầu tư nhỏ, ý đến tiết kiệm ngoại tệ vật tư SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang Luận n Tốt Nghiệp GVHD: Phan Kế Phúc Chi phí vận hành hàng năm thấp Thuận tiện cho vận hành mở rộng trạm Tổn thất công suất máy biến áp phải nhỏ Nên người thiết kế phải biết so sánh tiêu kinh tế kỹ thuật phương án để chọn phương án tối ưu • Các yêu cầu thiết kế trạm biến áp  Xác đònh phụ tải tính toán để đánh giá nhu cầu điện khu vực từ lựa chọn phương án cung cấp điện  Xác đònh phương án nguồn, vò trí, công suất loại nguồn đến trầm quan trọng trạm  Xác đònh cấu trúc mạng điện  Chọn giải pháp công nghệ sơ đồ nối điện chính, tính toán ngắn mạch chống sét cảm ứng điện từ , đo lường điều kiện cần thiết phải tính toán tiêu kinh tế kỹ thuật thiết kế trạm IV -VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM - Vò trí đặt trạm thõa mãn yêu cầu sau - Gần tâm phụ tải, gần đường ôtô thuận tiện cho việc chuyên chở thiết bò đến trạm đặt biệt máy biến áp, gần công trình phục vụ công cộng đường cấp thoát nước, đường dây thông tin liên lạc, chữa cháy… - Trạm biến áp thiết kế tập đồ án đặt tỉnh Tiền Giang hướng từ Thành Phố Mỹ Tho vế Cai Lậy cạnh quốc lộ I cách khu công nghiệp Mỹ Tho khoảng 2km Trạm nhận điện từ nguồn đến từ Thành Phố Hồ Chí Minh từ Cai Lậy lên tất thiết bò cao áp đặt trời, thiết bò trung áp đặt nhà V - NHIỆM VỤ CỦA TRẠM BIẾN ÁP ĐƯC THIẾT KẾ: - Nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp thiết kế trạm biến áp trung gian Tiền Giang 220KV/110KV - Công suất hệ thống 6000MVA - Dòng điện nắng mạch từ Thành Phố Hồ Chí Minh đến Tiền Giang 30(KA) ( 220KV ) từ Cai Lậy lên 27KA ( 220KV )  Thiết kế sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt  Thiết kế chống sét, hệ thống nối đất cho trạm  Thiết kế bảo vệ rơle     SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH NHU CẦU PHỤ TẢI I- CÂN BẰNG CÔNG SUẤT: - Cân công suất đóng vai trò quan trọng việc thiết kế trạm biến áp Để đảm cân công suất trạm biến áp hệ thống cung cấp điện cung cấp đủ điện cho phụ tải lúc cực đại mà lớn - Bình thường công suất biểu kiến S bao gồm công suất thực P công suất phản kháng Q Vậy cân công suất cân công suất phản kháng công suất tác dụng Sự thiếu hụt hai đại lượng ảnh hưởng đến chất lượng điện yêu cầu cung cấp điện 1- Mất cân công suất: - Khi đảm bảo cân công suất nguồn phụ tải trạm biến áp chế độ làm việc ổn đònh hệ thống xác lập đảm bảo trì trò số trạng thái hệ thống ( Tần số điện áp ) phụ tải - Khi cân bò phá vỡ tần số điện áp biến đổi xác lập cân ứng với vò trí xác lập tần số điện áp - Quá trình biến đổi công suất tiêu chất lượng điện cân xảy phức tạp, chúng có mối quan hệ tương hổ Do thực tế lý tưởng hoá, xem thay đổi cân công suất tác dụng (P) ảnh hưởng chủ yếu đến tần số thay đổi cân công suất phản kháng (Q) ảnh hưởng chủ yếu đến điện áp - Công suất tác dụng hệ thống (PHT) xem đủ FHT = Fđm = 50Hz 2- Ảnh hưởng cân công suất đến làm việc tải: - Khi cân công suất bò phá vỡ, tần số (F), điện áp (U) lệch khỏi trò đònh mức tiêu kinh tế kỹ thuật thiết bò dùng điện làm cho qui trình công nghệ bò ảnh hưởng xấu , gây thiệt hại kinh tế làm hư hỏng thiết bò nặng nề - Nói chung, biến thiên tần số (F) điện áp (U) hệ thống điện có ảnh hưởng đến tiêu kinh tế kỹ thuật phụ tải Vì ta cần phải có biện pháp để chỉnh tần số điện áp cách hợp lý II- ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA TRẠM: - Mức tiêu thụ điện thay đổi theo thời gian Qui luật biến thiên phụ tải theo thời gian biểu diễn hình vẽ gọi đồ thò phụ tải -Đồ thò phụ tải phân loại theo công suất S, P, Q theo thời gian Đồ thò phụ tải cần thiết cho việc thiết kế vận hành hệ thống điện Khi biết SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp đồ thò phụ tải toàn hệ thống điện ta phân bố công suất tối ưu cho trạm biến áp hệ thống điện 1- Đồ thò phụ tải cấp 22KV: Smax =20 MVA cos ϕ = 0,8 m = 22 KV P = Scos ϕ Q = Ptg ϕ S = P2 + Q2 Bảng cân công suất cấp điện áp 22KV STT P = Scos ϕ (MW) Thời gian (giờ) Q = Ptg ϕ (MVar) 0→6 6→8 11,2 → 12 12,8 12 → 14 9,6 14 → 18 15,2 18 → 22 16 22 → 24 Đồ thò phụ tải cấp điện áp 22KV: 8,4 9,6 7,2 11,4 12 S(MVA) % 100 90 80 70 60 50 S = P2 + Q2 (MVA) 10 14 16 12 19 20 10 20 19 16 14 12 10 10 12 14 18 22 24 t(giờ) 2- Đồ thò phụ tải cấp điện áp 110KV: SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp Smax = 120KV cos ϕ = 0,8 m = 110KV P = Scos ϕ Q = Ptg ϕ S = P2 + Q2 Bảng cân công suất cấp điện áp 110KV STT P = Scos ϕ (MW) Thời gian (giờ) Q = Ptg ϕ (Mvar) 0→4 52 4→8 72,8 → 12 83,2 12 → 16 62,4 16 → 18 93,6 18 → 22 104 22 → 24 62,4 Đồ thò phụ tải cấp điện áp 110KV: S = P2 + Q2 (MVA) 65 91 104 78 117 130 78 39 54,6 62,4 46,8 70,2 78 46,8 S(MVA) 130 100 117 90 104 80 91 70 78 60 78 65 50 12 16 18 22 24 t(giờ) 3- Đồ thò phụ tải toàn trạm - Đồ thò phụ tải qua máy biến áp đồ thò phụ tải toàn trạm SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp P∑ toàn trạm = P∑ Q∑ toàn trạm = Q∑ qua MBA = P + P2 qua MBA = Q1 + Q2 S∑i = P 2∑i + Q2∑i Bảng cân công suất toàn trạm Thời gian (giờ) P = Scos ϕ (MW) Q = Ptg ϕ (MVAR) 0→4 4→6 6→8 → 12 12 → 14 14 → 16 16 → 18 60 80,8 84 96 72 77,6 108,8 45 60,6 63 72 54 58,2 81,6 S = P2 + Q2 (MVA) 75 101 105 120 90 97 136 18 → 22 22 → 24 120 70,4 90 52,8 150 88 STT Đồ thò phụ tải toàn trạm S(MVA) 150 150 136 120 101 100 105 90 97 88 75 50 12 14 16 18 22 24 t(giờ) -Công suất tự dùng trạm biến áp SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp Std = (0,2% ÷ 0,5%)S ∑ quaMBA Chọn Stdi = 0,2%Smaxqua MBA = ′ S ∑ i = S ∑ i + S td 0,2 * 150 = 0,3( MVA) 100 Bảng cân công suất có tính đến công suất tự dùng P = Scos ϕ (MW) Thời gian (giờ) Q = Ptg ϕ (MVAR) S = P2 + Q2 STT (MVA) 0→4 75 0,3 75,3 4→6 101 0,3 101,3 6→8 105 0,3 105,3 → 12 120 0,3 120,3 12 → 14 90 0,3 90,3 14 → 16 97 0,3 97,3 16 → 18 136 0,3 136,3 18 → 22 150 0,3 150,3 22 → 24 88 0,3 88,3 Đồ thò phụ tải toàn trạm có tính đến công suất tự dùng: S(MVA) 136,3 150 105,3 101,3 150,3 120,3 97,3 90,3 100 88,3 75,3 50 12 14 16 18 22 24 t(giờ) CHƯƠNG III CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CHO TRẠM SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp I- TỔNG QUÁT: - Sơ đồ cấu trúc có nhiệm vụ liên lạc nguồn với tải thông qua thiết bò điện, tạo thành hệ thống điện hoàn chỉnh, gọi sơ đồ nối điện trạm Một sơ đồ hoàn chỉnh phải thoả mãn yếu tố sau: - Tính linh hoạt: cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng Sơ đồ trạm phải thích ứng với trạng thái vận hành khác hệ thống điện điều tuỳ thuộc vào mức độ quan trọng phụ tải, công suất lớn phụ tải gam máy biến áp mà ta chọn sơ đồ sau cho tối ưu - Tính kinh tế: chọn sơ đồ sau cho đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao, đảm bảo đủ điện cho phụ tải, thiết bò trạm hoạt động chế độ đònh mức II- CÁC DẠNG SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA TRẠM: - Để chọn sơ đồ cấu trúc trạm có nhiều phương án, phương án phụ thuộc vào số lượng máy biến áp - Sau số phương án cần xem xét: 1-Phương án 1: HT - Sử dụng máy biến áp ba pha hai cuộn dây: 220KV 110KV 22KV 0,4KV Ưu điểm: SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp - Dạng sơ đồ đơn giản dễ sử dụng sử dụng máy biến áp ba hai cuộn dây có kích thước khối lượng tương đối nhỏ dễ vận chuyễn có khả cung cấp điện liên tục bò cố hay sửa chữa, công suất cuộn hạ thấp Nhược điểm: - Máy cuộn triệt tiêu sóng hài bậc cao - Số lượng máy biến áp tương đối nhiều, tốn thiết bò đóng cắt 2- Phương án 2: - Sử dụng máy biến áp hai cuộn dây: HT 220KV 110KV 22KV 0,4KV Ưu điểm: - Phương án đảm bảo tính cung cấp điện liên tục, sử dụng máy biến áp hai cuộn dây Nhược điểm: - Đối với sơ đồ có hai máy biến áp nhận điện từ 220KV xuống 110KV hai máy biến áp nhận điện từ 220KV xuống 22KV ( máy biến áp 220KV xuống 22KV loại máy có sản suất cuộn thứ cấp chòu cách điện cao, dẫn đến đắt tiền, gây tổn thất nhiều.Thiết bò đóng cắt nhiều, giá thành cao 3- Phương án 3: SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang 10 GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp STT Điểm ngắn NM pha mạch (KA) N1 5,94 N2 5,68 N3 13,73 Chế độ làm việc cố 2: NM pha (KA) 4,7 3,92 11,88 NM pha (KA) 5,4 4,53 13,73 STT NM pha (KA) 11,54 2,94 7,45 NM pha (KA) 13,32 3,39 8,6 Điểm ngắn mạch N1 N2 N3 NM pha (KA) 13,6 4,08 8,6 CHƯƠNG XIII LỰA CHỌN RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP I – BẢO VỆ THANH GÓP 22KV: - Bảo vệ so lệch dọc không hoàn toàn (87B): 50/51 - Nhiệm vụ bảo vệ: bảo vệ chống ngắn mạch góp phân đoạn 22KV - Cơ chế tác động: có ngắn mạch góp 22KV bào vệ tác động cắt phân đoạn sử dụng kháo liên kết để kòp thời cách ly với góp lại không ngắn mạch - Rơle sử dụng 7SJ60 Sơ đồ bảo vệ: SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang 100 GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp 50/51N 50/51N 52 52 52 50/51N 50/51N 50/51N 50/51N - Chế độ bảo vệ cắt nhanh (50) - Dòng điện làm việc xuất tuyến Imax = Icb = S pt * * U dm = 20 * * 22 = 131( A) - Chọn tỷ số biến dòng nBI = 400/5 - Chọn dòng danh đònh rơle: Ir = 5A - kat: hệ số an toàn, chọn kat = 1,3 Ingmax = 16100(A) - Dòng khởi động: Ikđ = k at * I ng max n BI = 1,3 * 16100 * = 156( A) 400 - Chọn dòng đặt cắt nhanh là: Iđ50 = 156(A) - Chế độ bảo vệ dòng cực đại (51) - Dòng điện khởi động + kat: hệ số an toàn, kat = 1,3 + kmm: hệ số mở máy, kmm = +ktv: hệ số trở về, ktv = 0,9 I kd = k at * k mm * I lv max 1,3 * *131 * = 0,9 * 400 = 2,36( A) k tv * n BI - Đặt dòng điện khởi động cho rơle Iđ51 = 2,36(A) SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang 101 GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp - Kiểm tra độ nhạy: - Trong đó: dòng điện ngắn mạch nhỏ vùng bảo vệ - Tra bảng tống kết tính toán ngắn mạch ta có: Inmin = 11500(A) I 11500 * N knh = I * n = 2,36 * 400 = 60,9 kd BI - Trong đó: dòng điện ngắn mạch nhỏ vùng bảo vệ - Vậy knh =60,9 > 1,5 ⇒ đạt yêu cầu - Chế độ bảo vệ chống chạm đất (51N): - Dòng điện khởi động: - I(3)Nmax: dòng điện ngắn mạch lớn vùng bảo vệ - Từ bảng tổng kết tính toán ngắn mạch ta có I(3)Nmax = 16100(A) - kđn: hệ số đồng nhất, kđn = - fi: sai số biến dòng, chọn fi = 0,1 k at * k dn * f i * I ( 3) N max 1,3 * * 0,1 * 16100 * = = 26,1( A) Ikđ = n BI 400 - Đặt dòng khởi động cho rơle: Iđ51 = 26,1(A) - Kiểm tra độ nhạy - I0min dòng điện thứ tự không nhỏ vùng bảo vệ 220KV - Từ bảng tổng kết tính toán ngắn mạch chương ta có 3*I0min =8,6(KA) = 8600(A) 3* I 8600 * - knh = I * n = 26,1 * 400 = 4,1 kd BI - Vậy ta có knh = 4,1 >1,5 ⇒ đạt yêu cầu 50/ II- BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP BA CUỘN DÂY: 51 - Sơ đồ bảo vệ: 87T 22KV 50/ 51 50/ 51N 50/ 51 SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang 102 110KV GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp       -Bảo vệ cắt nhanh, rơle sử dụng 7SJ60 gồm rơle: Bảo vệ dòng cắt nhanh (50) Bảo vệ dòng cắt nhanh, chống chạm đất (50N) Bảo vệ dòng có chỉnh đònh thời gian (51) Bảo vệ dòng, chống chạm đất có thời gian trễ (51) Rơle bảo vệ nhiệt máy biến áp (49) Bảo vệ dòng thứ tự nghòch (46) - Bảo vệ so lệch máy biến áp, rơle sử dụng 7SJ60 gồm rơle: - Rơle so lệch máy biến áp (87T) - Rơle đònh hướng công suất điện áp (87) - Tính toán bảo vệ:  Phía 220KV: - Dòng đònh mức Iđm = S dm * U dm = 125 * 220 = 328( A) - Dòng cưỡng bức: Iđm = 2*Iđm = 2*328 = 656(A)(khi có máy biến áp làm việc) - Chọn nBI = 400/5  Phía 110KV: - Dòng đònh mức Iđm = S dm * U dm = 125 * 110 = 656( A) - Dòng cưỡng bức: Iđm = 1,4*Iđm = 1,4*656 = 918(A)(khi có máy biến áp làm việc) - Chọn nBI = 600/5 SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang 103 GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp  Phía 22KV: - Dòng đònh mức Iđm = S dm * U dm = 125 * 22 = 3280( A) - Dòng cưỡng bức: Iđm = 1,4*Iđm = 1,4*3280 = 4592(A)(khi có máy biến áp làm việc) - Chọn nBI = 800/5 - Tính dòng khởi động: I kd = k at * k kck * k nh * f i * I ng max n BI (1) - Trong kkck: hệ số xét đến ảnh hưởng thành phần không chu kỳ dòng ngắn mạch (kkck = ÷ 3) Ingmax = 16,1(KA) = 16100(A) - Theo công thức (1) I kd = 1,3 * 2,5 * 0,1 * 16100 * = 65( A) 400 - Chọn dòng khởi động nhỏ Ikđmin= (10% - 50%)Ir Chọn Ikđmin = 0,3*Ir = 0,3*5 = 1,5(A) - Kiểm tra độ nhạy: - Dòng ngắn mạch nhỏ vùng bảo vệ vào rơle: I N = I N 11500 = = 28,7( A) n BI 400 - Dòng hãm qua rơle Ih = I N 28,7 = 14,37( A) 2 - Dựa vào đặt tuyến khởi động rơle xác đònh dòng khởi động rơle giao điểm hai đường: Ikđtt = Ikđmin + 0,2*Ih = 1,5 + 0,2*14,37 = 4,3(A) - Độ nhạy rơle: k nh = I N 28,7 = = 6,56 > 1,5 ⇒ đạt yêu cầu I kdtt 4,3 - Bảo vệ so lệch thứ tự không: Ingmax = 16100(A) - Theo công thức (1) ⇒ Ikđ = 65(A) 3I - Độ nhạy knh = I * n kd BI - Với 3I0min : dòng thứ tự không nhỏ xảy ngắn mạch chạm đất: - Tra bảng tổng kết tính toán ngắn mạch ta có: SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang 104 GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp 3I0min = 13,6(KA) = 13600(A) knh = 13600 * = 2,6 > 1,5 ⇒ đạt yêu cầu 65 * 400 - Bảo vệ chống chạm đất phía hạ áp máy biến áp(51N): - Từ bảng tổng kết tính toán ngắn mạch dòng ngắn mạch lớn qua BI là: Icđmax = 13,73(KA) = 13730(A) - Chọn dòng chạm đất báo tín hiệu: Ibth = 25(A) -Chọn dòng chạm đất khởi động cắt: * 13730 = 686,5( A) 100 Ikđcắt = 5%*Icđmax = - Chọn BI có nBI = 50/5 chọn dòng danh đònh rơle Ir = 5(A) - Dòng đặt báo tín hiệu: Iđặt = 25 * = 2,5( A) 50 - Dòng đặt cắt: Icắt = 13730(A) - Đặt thời gian cắt: tcắt = 0,2(s) - Bảo vệ tải máy biến áp: + Bảo vệ có hai cách tác động: + Báo tín hiệu tải nằm phạm vi cho phép + Đưa tín hiệu cắt máy cắt: tải vượt mức cho phép + Dòng đònh mức hạ máy biến áp: - Dòng đònh mức: Iđm = S dm * U dm = 125 * 10 3 * 22 = 3,28( KA) = 3280( A) - Dòng cưỡng Icb = 1,4*Iđm = 1,4*3280 = 4592(A) (khi máy biến áp bò cố) - Chọn dòng danh đònh rơle Ir = 5(A) - Chọn BI có nBI = 800/5 - Dòng khởi động báo tín hiệu: I dmH Ikđbth = n = BI 3280 * = 20,5( A) 800 - Chọn dòng đặt báo tín hiệu: Iđặt = 20,5(A) I cb - Giá trò khởi động cắt: Ikđcắt = n = BI 4592 * = 28,7( A) 800 - Thời gian cắt: tcắt = 1(s) Tóm lại: Vì thời gian có hạn tài liệu tham khảo hạn chế nên tập luận án yêu cầu tính toán bảo vệ rơle cho góp 22KV bảo vệ cho máy biến áp SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang 105 GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp CHƯƠNG XIV THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT I- KHÁI NIỆM CHUNG: - Tác dụng nối đất để tản vào đất dòng điện cố ( rò cách điện, dòng ngắn mạch chạm đất dòng điện sét) giữ cho điện phần tử nối đất thấp theo chức Nối đất hệ thống điện chia làm loại + Nối đất làm việc: - Có nhiệm vụ đảm bảo làm việc trang thiết bò điện điều kiện bình thường cố theo chế độ qui đònh Đó nối đất điểm trung tính SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang 106 Luận n Tốt Nghiệp GVHD: Phan Kế Phúc cuộn dây máy phát, máy biến áp công suất máy bù, nối đất máy biến áp đo lường nối đất hệ thống pha đất +Nối đất an toàn: - Có nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho người phục vụ cách điện bảo vệ hư hỏng gây rò điện, vỏ cáp, nối đất kết cấu kim loại trang thiết bò phân phối điện +Nối đất chống sét: - Nhằm tản dòng điện sét vào đất, giữ cho điện phần tử nối đất không cao, để hạn chế phóng điện ngược từ phần tử đến phận mang điện trang thiết bò điện khác II-CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM : 1.Các yêu cầu kinh tế kỹ thuật: - Hệ thống nối đất có trò số điện trở bé thực tốt nhiệm vụ tản dòng điện cố đất giữ điện thấp phần tử nối đất + Đối với nối đất làm việc, trò số điện trở nhỏ Ω + Đối với nối đất an toàn, trò số điện trở trang thiết bò điện trường hợp vào khoảng 0,5 Ω + Đối với nối đất chống sét điện trở tản nhỏ 10 Ω + Như vậy, trạm biến áp 220KV có nối đất làm việc, nối đất an toàn nối đất chống sét nối chung Do đó, hệ thống nối đất cho toàn trạm phải nhỏ 0,5 Ω theo qui phạm -Việc bảo vệ chống sét, chân cột có đặt kim thu sét phải đặt số cọc nối đất để tản dòng điện sét, nối vào lưới trạm - Để đảm bảo an toàn cho trạm, thông thường phải đặt lưới đẳng cách mặt đất 0,6m – 0,8m, với bước lưới không 10m, thường bước lưới bố trí - Điện trở nối đất toàn hệ thống theo qui phạm phải < 0,5 Ω Điện áp bước điện áp tiếp xúc phải nhỏ mức cho phép 2- Kết cấu hệ thống nối đất: - Hệ thống nối đất bao gồm cọc mạ kẽm đồng liên kết với thành mạch vòng rãi mặt trạm - Chọn tiết diện cọc phải đảm bảo khả truyền dòng ngắn mạch, đảm bảo độ bền, có tính đến khả ăn mòn độ bền thi công ( thời gian ăn mòn khoảng 100 năm) - Theo qui phạm nối đất nước ta qui đònh: - Cọc sử dụng thép không rỉ, đường kính 3- 6cm, dài – 3m SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang 107 GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp - Thanh sử dụng thép dẹp, tiết diện 5x40mm tròn đường kính 10 – 20 mm III- TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP: - Khi tính toán hệ thống nối đất phải kể đến thành phần nối đất tự nhiên kết cấu kim loại đất, để đến phần tử nối đất đường dây nối đến trạm Tổng hợp phần tử có điện trở tản tự nhiên, ký hiệu R tn - Thành phần thiết kế nối đất gọi nối đất nhân tạo (NĐNT), có điện trở tản nhân tạo, ký hiệu Rnt.Theo qui phạm điện trở tổng toàn hệ thống nối đất phải thoả mãn yêu cầu: R *R R = nt tn [...]... lấy Sđt2 = 0,9Smax còn thời gian cấp thứ hai tính như sau: S 2 dt 2 t 2 t2 = (0,9S max ) 2 SVTH: Nguyễn Văn Bé Tám Trang 20 GVHD: Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp II- CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHÍNH CHO TRẠM: - Trạm biến áp trung gian là trạm quan trọng cung cấp cho các trạm khu vực đảm tính liên tục cung cấp điện cho trạm tốt nhất - Vì tính chất quan trọng của trạm chọn máy biến áp theo điều kiện quá tải thường... Việc chọn số lượng máy biến áp dựa trên cơ sở kinh tế – kỹ thuật cho trạm có ý nghóa quan trọng để xây dựng các cơ sở hợp lý cho trạm 1- Chọn số lượng máy biến áp : - Đối với máy biến áp tự ngẫu chỉ được sử dụng khi trung tính của cuộn cao và cuộn trung điều nối đất trực tiếp, đối với cấp điện áp 220-500KV thì sử dụng máy biến áp tự ngẫu có hiệu quả kinh tế nhất - Khi chọn máy biến áp tự ngẫu cần chú ý... Phan Kế Phúc Luận n Tốt Nghiệp 4- Phương án 4: - Sử dụng máy biến áp tự ngẫu : HT 220KV 110KV 22KV 0,4KV3- Phương án 3: Sử dụng Ưu điểm: biếkhô n ng để khử sóng hài bậc cao - Máy biến áp tự ngẫu cuộnmá hạybỏ bay biến áp ba pha ba cuộn dây, rẽ tiền - Máy biến áp tự ngẫu nhẹáphơn má pha ba hơn máy biến áp ba pha ba cuộn dâ y n tính nối đất thoả mãn được điều kiện lưới - Các cấp điện áp điều có cuộ trung. .. trong máy biến áp ba pha hai cuộn dây: 1 * ∆Pcu max * τ n S 2 max Với ∆Pcu max = ∆PN * 2 S dmB ∑ S 2 i ti 1 Hay ∆A = n * ∆P0 * t + * ∆PN * 2 n S dm ∆A = n * ∆PFe * t + - Trong đó: n : Số máy biến áp làm việc song song t : Thời gian làm việc của máy biến áp (giờ) Si: Công suất của n máy biến áp tương ứng với thời gian ti τ : Thời gian tổn thất công suất cực đại 2-Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba... điều kiện) - Vậy chọn máy biến áp có công suất đònh mức S đm = 125 (MVA) hoạt động được phép quá tải thường xuyên mà không làm hư hại đến máy biến áp - Bình thường máy biến áp hoạt động ở chế độ quá tải thường xuyên thì hệ số quá tải là Kqttx = 1,2  Kiểm tra khả năng quá tải sự cố của máy biến áp - Công suất máy biến áp được chọn theo điều kiện một máy biến áp nghỉ Máy biến áp còn lại hoạt động với... từ đồ thò phụ tải của trạm như sau: - Ta qui đồ thò phụ tải của trạm về hai bậc + Ta tính hệ số quá tải K2 = S dt 2 S dm S dt1 + Ta tính hệ số non tải K1 = S dm - Công suất đẳng trò của máy biến áp trong khoảng thời gian xét được xác đònh như sau: n 2 2 2 S1 * t1 + S 2 * t 2 + + S n * t n = Sdt= t1 + t 2 + + t n ∑S 2 i i =1 * ti n ∑t i =1 i • Trong đó: Si: phụ tải trong thời gian ti - Dựa vào đồ thò... cao Nhược điểm: - Sử dụng nhiều máy biến áp, tốn thiết bò đóng cắt, giá thành cao - Máy biến áp ba pha ba cuộn dây giá thành đắt hơn máy biến áp tự ngẫu - Trọng lượng lớn chiếm diện tích Nhận xét các phương án: - Thông qua các sơ đồ cấu trúc trên ta nhận thấy phương án 1 sử dụng máy biến áp ba pha hai cuộn dây có giá thành rẽ hơn máy biến áp tự ngẫu và máy biến áp ba cuộn dây, trọng lượng và kích thước... toàn trạm ta có: Smax = 150 (MVA) - Công suất tự dùng của trạm biến áp là: S = 0,3(MVA) ⇒ Công suất Smax của toàn trạm ( bao gồm cả công suất tự dùng ) S ∑ toàn trạm = 150 + 0,3 = 150,3(MVA) - Qui đổi đồ thò phụ tải toàn trạm về đồ thò phụ tải hai bậc: - Giả sử máy biến áp hoạt động 6h trong 24h (một ngày đêm) S dt 2 = 150,3 2 * 4 + 136,3 2 * 2 = 145,7 (MVA) 6 - Công suất đẳng trò khi máy biến áp hoạt... 125(MVA) thoả điều kiện quá tải sự cố và quá tải thường xuyên 1-Chọn máy biến áp cho phương án 1: a) Chọn máy biến áp cho cấp điện áp 220/110KV - Để đảm bảo tính cung cấp điện liên tục cho trạm biến áp ta đặt hai máy biến áp ba pha hai cuộn dây Mỗi máy có công suất đònh mức SđmBA = 125(MVA) - Kiểm tra lại điều kiện quá tải của máy biến áp khi có sự cố một máy - Khi hai máy hoạt động, theo điều kiện quá... (tấn)  Giá tiền 1 máy 300.103 (USD)  Nước sản xuất AEG * Chọn máy biến áp cho phương án 3: - Phương án 3 gồm có 2 máy biền áp 3 pha 3 cuộn dây: - Công suất máy biến áp được chọn theo điều kiện quá tải sự cố khi1 máy biến áp nghỉ máy biến áp còn lại phải có khả năng cung cấp đủ công suất S max = 150,3 (MVA): S 150,3 max SđmBA = K = 1,4 = 107,3( MVA) qtsc ⇒ Chọn SđmBA = 125 (MVA) máy biến áp 3 pha ba ... Cai Lậy lên tất thiết bò cao áp đặt trời, thiết bò trung áp đặt nhà V - NHIỆM VỤ CỦA TRẠM BIẾN ÁP ĐƯC THIẾT KẾ: - Nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp thiết kế trạm biến áp trung gian Tiền Giang 220KV/110KV... 12 19 19 20 10 = 75 * + 1012 * + 105 * + 120 * + 90 * + 97 * + +1 362*2 + 1502*4 +8 82*2 = 300.050(MVA)2h n ∑S i =1 t iT iT = 65 * + 912 * + 104 * + 78 * + 117 * + 130 * + 78 * = = 224.770 (MVA)2h... với mức độ thấp cho phép điện khoảng thời gian đònh III- CÁC YÊU CẦU CHÍNH KHI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP: - Khi thiết kế trạm biến áp mục tiêu nhiệm vụ thiết kế phải đảm bảo cho hộ tiêu thụ điện thoả