Thiết kế chi tiết và tính chọn cho TBA 160kV

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp điện. Việc thiết kế tính toán trạm biến áp có ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng cho phụ tải, đồng thời ảnh hưởng đến chi phí vận hành, đầu tư của mạng điện.

Đồ án tốt nghiệp Phần II: Thiết kế trạm biến áp 160 kVA – 10/0,4 kV Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp 1.1 Đặt vấn đề Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống cung cấp điện Việc thiết kế tính toán trạm biến áp có ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện cho phụ tải, đồng thời ảnh hưởng đến chi phí vận hành, đầu tư mạng điện 1.1.1 Nội dung thiết kế TBA  Chọn máy biến áp sơ đồ nối dây trạm  Chọn thiết bị điện cao áp hạ áp  Tính ngắn mạch, kiểm tra thiết bị chọn  Tính toán nối đất cho TBA 1.1.2 Các số liệu trạm biến áp cần thiết kế  Công suất định mức: Sđm = 160 kVA  Điện áp định mức : 10/0,4 kV  Điện trở suất đất : ρ = 0,4.104 Ω.cm  Công suất ngắn mạch : SN = 30 MVA 1.1.3 Phương án dự kiến Với công suất trạm cho, dự kiến lắp đặt TBA kiểu treo, kiểu trạm toàn thiết bị điện cao áp hạ áp với MBA đặt cột Đối với tủ phân phối hạ thiết kế giàn trạm hay thiết kế buồng phân phối đất tùy theo điều kiện cụ thể Ưu điểm TBA kiểu treo tiết kiệm diện tích, giảm đáng kể chi phí đầu tư Dù dùng phổ biến, nhiên, loại trạm với đường dây không thường làm mỹ quan thành phố nên lâu dài loại trạm thường không khuyến khích dùng đô thị Trạm biến áp thiết kế kiểu trạm treo đặt MBA có công suất 160 kVA – 10/0,4 kV cột Phía cao áp lắp cầu chì trời tự rơi để bảo vệ MBA ngắn mạch chống sét van để chống sóng sét truyền từ đường dây vào phá hoại MBA Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp Phía hạ áp đặt tủ phân phối hạ 0,4 kV Trong có: áptômát tổng (AT) áptômát nhánh (AN), đồng hồ AMPE đo cường độ dòng điện trạm, đồng hồ Vôn, kèm chỉnh mạch để kiểm tra điện áp pha, công tơ vô công, công tơ hữu công để đo công suất tiêu thụ trạm, biến dòng (TI) 1.2 Chọn máy biến áp sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 1.2.1 Chọn máy biến áp Chọn máy biến áp ba pha hai dây quấn loại 160 kVA – 10/0,4 kV ABB chế tạo có có thông số kỹ thuật sau: Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật máy biến áp Sđm (kVA) 160 Điện áp định mức, kV Tổn thất, W Cao áp Hạ áp ∆P0 ∆Pn 10 0,4 500 2950 Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 4,5 Đồ án tốt nghiệp 1.2.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp Hình II.1.1 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp 1.3 Chọn thiết bị điện cao áp hạ áp Việc chọn thiết bị điện có ý nghĩa quan trọng đảm bảo cho hệ thống cung cấp điện vận hành an toàn, tin cậy kinh tế 1.3.1 Chọn thiết bị điện cao áp Chọn cầu chì tự rơi Cầu chì tự rơi chọn theo điều kiện:  UđmCC ≥ UđmLĐ  IđmCC ≥ Icb  Icđm ≥ I’’  Scđm ≥ S’’ Dòng điện lớn làm việc lâu dài qua cầu chì I cb dòng làm việc lớn MBA Trong cao điểm cho phép MBA tải 30% Vậy dòng cưỡng bằng: S 160 dmB Icb = IqtMBA = 1,3.IđmBA = 1,3 3.U = 1,3 3.10 = 12 A dm Tra bảng 2.1 trang 104 sách: Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV tác giả Ngô Hồng Quang ta chọn cầu chì tự rơi Chance (Mỹ) chế tạo có thông số sau: Bảng 1.2 Thông số cầu chì tự rơi Loại cầu chì C710 - 114PB Ulvmax, Iđm, IN, Trọng lượng, kV A kA kg 15 100 16 7,98 Chọn sứ cao Tra PL III - 21 - trang 275- Giáo trình thiết kế cấp điện, ta chọn sứ cao đặt trời Liên xô chế tạo, có thông số sau: Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.3 Thông số sứ cao Kiểu Uđm, F, UPh.đ khô, UPh.đ ướt, Khối lượng, kV 10 kg 500 kV 50 kV 34 kg 4,1 OШH - 10 - 500 Chọn chống sét van Chọn chống sét van (CSV) theo điều kiện điện áp :UđmCSV ≥ UđmLĐ Chọn chống sét van Liên Xô chế tạo PBП - 10 có thông số sau: Bảng 1.3 Thông số chống sét van Loại PBП 10 UđmCSV, kV Ucpmax, kV 10 Điện áp đánh thủng f=50 Hz, Điện áp đánh thủng xung kích kV kV 25 50 12,7 = – 10s, Khối lượng, kg Chọn dẫn đầu vào trạm biến áp Dòng điện làm việc lớn nhất: I lvmax = S 160 = = 9,23 A 3U 3.10 dmB dm Thanh dẫn chọn theo Ilvmax độ bền học, ta chọn dẫn đồng tròn có đường kính 8mm có sơn màu để phân biệt pha Bảng 1.4 Thông số dẫn đầu vào trạm biến áp Loại Đường kính, mm ICP, A Thanh đồng tròn 235 1.3.2 Chọn thiết bị hạ áp Các thiết bị hạ áp chọn theo điều kiện:  UđmtbH ≥ Udm mạngH  IđmtbH ≥ I lvmax Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp đó: Ilvmax dòng điện lớn chạy qua thiết bị phía hạ áp I lvmax = S 3U = dmB dmH 160 = 230,94 A 3.0,4 Chọn cáp tổng hạ áp từ sứ hạ MBA đến tủ phân phối Chọn cáp đồng hạ áp lõi cách điện PVC, hãng LENS chế tạo có thông số sau: Bảng 1.5 Thông số cáp tổng hạ áp F(mm2) r0 200C, Ω/km x150+70mm2 0,206 ICP, A Trong nhà Ngoài trời 300 304 Chọn áptômát tổng Chọn theo dòng điện cưỡng chạy qua áptômát: Điều kiện: I đmA ≥ Icb= 1,3.Ilvmax =1,3 230,94 = 300,2 A Chọn áptômát tổng loại hãng Merlin Gerin chế tạo Bảng 1.6 Thông số aptomat tổng Loại Số cực Uđm, V Iđm, A Icắt N, kA NS400N 690 400 10 Chọn áptômát nhánh Từ hạ áp có lộ cung cấp cho hộ tiêu thụ, coi công suất lộ công suất nhánh là: I lvmax = I lvnhanh = I lvH 230,94 = = 76,98 A 3 Chọn áptômát nhánh hãng Merlin Gerin chế tạo: Bảng 1.7 Thông số Aptomat nhánh Loại Số cực Uđm, kV Iđm, A Icắt N, kA NC 125H 0,415 125 10 Chọn cáp xuất tuyến Điều kiện: I đmA ≥ Ilvmax với Ilvmax = 76,98 A Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp Chọn cáp đồng lõi cách điện PVC LENS chế tạo: Bảng 1.8 Thông số cáp xuất tuyến d, mm F, mm Lõi G 25 6,0 M, Vỏ Min Max 20,5 25,5 kg/km 1294 r0 200C, Ω/km Icp, Trong nhà Ngoài trời 0,727 144 127 Chọn hạ áp Chọn hạ áp dạng hình chữ nhật đồng, góp đặt nằm ngang, đặt góp pha cách 15 cm Mỗi đặt hai sứ khung tủ cách 70 cm Thanh góp chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: k1.k2.Icp ≥ Icb đó: k1 = 0,95 với góp đặt nằm ngang; k2 - Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường , k2 = Do đó: Icp ≥ Icb 230,94 = = 243,1 A 0,95 0,95 Theo bảng 7.2 sách sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV tác giả Ngô Hồng Quang: dẫn chọn có thông số kĩ thuật sau: Bảng 1.9 Thông số góp Kích thước, Tiết diện thanh, mm2 mm 30x3 90 Khối lượng, Icp, ro, xo, kg/m 0,8 A 405 mΩ/m 0,223 mΩ/m 0,189 Chọn sứ hạ áp Sứ cách điện chọn theo điều kiện:  UđmS ≥ Uđm.LĐ = 0,4 kV;  IđmS ≥ Ilv max = 76,98 A;  Lực cho phép tác động lên đầu sứ Fcp = 0,6.Fph ≥ k.Ftt ; Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện Đồ án tốt nghiệp  Dòng ổn định nhiệt cho phép : Iđm.nh ≥ I∞ Các thông số kỹ thuật sứ hạ áp chọn cho bảng: Bảng 1.10 Thông số sứ hạ áp Loại sứ Oφ-1-375 Uđm, UPđ khô, Fphá hoại, Khối lượng, kV kV 11 kg 375 kg 0,7 Chọn biến dòng điện Điều kiện chọn máy biến dòng:  Uđm BI ≥ Uđm.LĐ = 0,4 kV;  Iđm BI ≥ Ilv max = 76,98;  Phụ tải cuộn thứ cấp S2đmBI ≥ Stt Chọn BI Liên Xô chế tạo, số lượng 3BI đặt pha, đấu hình Theo bảng 8.9 sách sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV tác giả Ngô Hồng Quang, BI chọn có thông số kĩ thuật sau: Bảng 1.11 Thông số biến dòng điện Loại TKM – 0,5 Uđm, Iđm, kV A 0,5 200 Cấp xác 0,5 S, VA 10 Chọn thiết bị đo đếm Bảng 1.12 Thông số thiết bị đo đếm Tên đồng hồ Ký hiệu Loại Cấp Công suất tiêu thụ, VA Cuộn điện áp Cuộn dòng điện Am Pe - mét A (0 ÷ 400)A 1,5 Vôn - mét V (0 ÷ 450)V 1,5 Công tơ tác dụng Wh Wh TBĐ ĐA TBĐ 1,5 W 1,5 3W Công tơ phản VArh VArh kháng Chọn dây dẫn từ BI đến dụng cụ đo ĐA Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 0,1 Đồ án tốt nghiệp Để đảm bảo độ bền học ta chọn loại dây đồng sợi bọc nhựa PVC có tiết diện ≥ 2,5mm2 10 Chọn chống sét van hạ áp Chọn chống sét van điện áp thấp loại PBH Liên Xô chế tạo để bảo vệ điện áp cho cách điện thiết bị xoay chiều tần số 50 Hz Tra bảng 8.4 sách sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV tác giả Ngô Hồng Quang chống sét van chọn có thông số kĩ thuật Bảng 1.13 Thông số chống sét van hạ áp Loại UđmCSV, Ucpmax, PBH-0,5 Y1 kV kV 0,5 0,5 Điện áp đánh Điện áp đánh thủng Khối lượng, xung kích thủng f=50, kg Hz = – 10s, kV 2,5 3,5-4,5 2,0 11 Chọn tủ phân phối hạ áp Chọn vỏ tủ hạ áp nhà máy thiết bị điện Đông Anh chế tạo Trên khung tủ làm sẵn lỗ gá dày đặc để lắp giá đỡ tùy ý theo thiết bị chọn lắp đặt Bảng 1.14 Thông số tủ phân phối hạ áp Kích thước Số cánh cửa tủ Dài Rộng Sâu 1200 800 400 1.4 Tính toán ngắn mạch kiểm tra thiết bị điện lựa chọn Ngắn mạch tình trạng cố nghiêm trọng thường xảy hệ thống cung cấp điện Các dạng ngắn mạch thường xảy là: ngắn mạch ba pha, hai pha ngắn mạch pha chạm đất Trong đó, ngắn mạch pha nghiêm trọng Vì người ta thường vào dòng ngắn mạch ba pha để lựa chọn kiểm tra thiết bị điện 1.4.1 Tính toán ngắn mạch Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 10 Đồ án tốt nghiệp Giả thiết ngắn mạch xảy ngắn mạch ba pha đối xứng coi nguồn có công suất vô lớn, coi trạm biến áp xa nguồn nên tính toán ngắn mạch lấy: IN = I " = I∞ = U dm 3.ZΣ đó: IN: dòng điện ngắn mạch, kA; I’’: dòng điện ngắn mạch siêu độ, kA; I∞ : giá trị dòng điện ngắn mạch chế độ xác lập kA; U: điện áp đường dây, kV; Z ∑ : tổng trở đường dây đến điểm ngắn mạch, Ω Các điểm ngắn mạch cần tính toán sơ đồ :  Điểm N1: Kiểm tra cầu chì tự rơi phía cao áp  Điểm N2, N3: Kiểm tra thiết bị hạ áp Tính ngắn mạch phía cao áp (N1) +/ Sơ đồ thay thế: Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 11 Đồ án tốt nghiệp HT XHT XD N1 +/ Chọn đại lượng bản: Utb1= 0,4 kV Utb2=10,5 kV Điện kháng hệ thống điện : U dm 102 = XHT = = 3,3 Ω SN 30 Điện kháng đường dây từ trạm biến áp khu vực đến trạm biến áp phân phối đường dây dài 2,5km,dây AC-70 XD = x0.l = 0,44.2,5 = 1,1 Ω Dòng điện ngắn mạch ba pha bằng: IN1 = U tb = 3.(X HT + X D ) 10, = 1,37kA 3.(3,3 + 1,1) Trị số dòng điện xung kích (Vì ngắn mạch xa nguồn nên kxk=1,8): ixk1 = 1,8 IN1 = 1,8 1,37 = 3,5 kA Tính ngắn mạch phía hạ áp Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp coi máy biến áp hạ áp nguồn Vì vậy, điện áp phía hạ áp không thay đổi ngắn mạch Do ta có IN = I " = I∞ Mặt khác, phải xét đến điện trở, điện kháng tất phần tử mạng như: máy biến áp, dây dẫn, cuộn dòng điện áptômát, … a Tính ngắn mạch điểm N2 + Sơ đồ thay thế: HT ZB ZC ZAT N2 Tổng trở máy biến áp là: Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 12 Đồ án tốt nghiệp ZB = Δ PN U 2dm U N %.U dm 10 106 + j Sdm 100.Sdm 2,95.0, 42 4,5.0, 42 10 104 = 18,43 + j 45mΩ + j 1602 160 = Cáp từ máy biến áp đến tủ phân phối cáp x150+70mm Giả thiết cáp nối từ máy biến áp đến tủ phân phối dài 10m r0 = 0,206 mΩ/m x0 = 0,07 mΩ/k (lấy gần đúng) Do đó, tổng trở cáp là: ZC = (0,206 + j 0,07 ) 10 = 2,06 + j 0,7 mΩ Tổng trở cuộn dây bảo vệ dòng điện áptômát tổng có I đm=400A tra bảng 3.54 sách sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500kV tác giả Ngô Hồng Quang: ZAT = 0,12 + j 0,094 mΩ Vậy tổng trở điểm ngắn mạch N2 là: ZΣ = ZB + ZC + ZAT = 18,43 + j 45+ 2,06 + j0,7 + 0,12 + j0,094 = 20,61 + j45,794 mΩ Vậy: ZΣ = 20, 612 + 45, 794 = 49,9 m Ω Dòng điện ngắn mạch ba pha bằng: IN = U dm 400 = = 4, 63 kA 3.ZΣ 3.49,9 Trị số dòng điện xung kích ( Vì ngắn mạch xa nguồn nên kxk=1,8): ixk2 = 1,8 IN2 = 1,8 4,63 = 11,78 kA b Tính ngắn mạch điểm N3 Sơ đồ thay thế: Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 13 Đồ án tốt nghiệp ZB HT ZC ZAT ZTC ZAN N3 Tổng trở hạ áp tra sổ tay được: ZTC = l.( r0TC + x0TC ) =1,2.(0,223+ j0,189) = 0,268 + j0,227 mΩ Tổng trở cuộn dây bảo vệ dòng điện áptômát nhánh có I đm=125A tra bảng 3.54 sách sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500kV tác giả Ngô Hồng Quang: ZAN = 0,74 + j0,55 mΩ Vậy tổng trở điểm ngắn mạch N3 là: Z∑3 = Z∑2 + ZTC + ZAN = (19,79 + j45,794) + (0,268 + j0,227) + (0,74 + j0,55) = 20,68 + j46,548 mΩ Do đó: Z∑3 = 20, 682 + 46,5482 = 50, 93 mΩ Dòng điện ngắn mạch ba pha bằng: IN3 = U dm 400 = = 4,53 kA 3.ZΣ 3.50,93 Dòng điện xung kích (Vì ngắn mạch xa nguồn nên kxk=1,8): ixk3 = 1,8 IN3 = 1,8 4,53 = 11,54 kA 1.4.2 Kiểm tra thiết bị lựa chọn Kiểm tra cầu chì tự rơi Điều kiện kiểm tra: Sđm cắt ≥ SN1; Iđm cắt ≥ IN1 Cầu chì tự rơi chọn có: Iđm cắt = 16 kA > IN1 = 3,5 kA Sđm cắt = 3.U đm.Iđm cắt = 10.16 = 277, 128 MVA Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 14 Đồ án tốt nghiệp SN1 = Uđm.IN1 = 10 1,37 = 23,73 MVA Vậy Sđm cắt > SN1 Do cầu chì tự rơi chọn đạt yêu cầu Kiểm tra cáp hạ áp Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt: Fô.đ.n ≥ α IN t qd đó: α : hệ số nhiệt Với cáp lõi đồng: α = 6; tqđ: thời gian qui đổi, lấy thời gian tồn ngắn mạch Vì coi ngắn mạch hệ thống cung cấp điện ngắn mạch xa nguồn nên tqđ = 0,5s; IN = IN2 = 4,63 kA Ta có: α.IN t qd = 6.4,63 0,5 = 19,64 < F = 150 mm2 Vậy cáp chọn thỏa mãn yêu cầu Kiểm tra áptômát áptômát tổng IcđmA = 10 kA ≥ I N2 = 4,63 kA Vậy áptômát tổng đạt yêu cầu áptômát nhánh IcđmAN = 10 kA ≥ I N3 = 4,53 kA Vậy áptômát nhánh đạt yêu cầu Kiểm tra hạ áp Kiểm tra ổn định lực điện động: Khi có ngắn mạch sảy ra, dòng điện ngắn mạch chạy qua làm cho chịu lực lớn, rung động làm cho bị uốn cong dẫn đến phá hoại sứ đỡ Do phải kiểm tra theo điều kiện sau : δtt ≤ δcp Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 15 Đồ án tốt nghiệp Lực tác dụng lên dẫn ixk gây ra: L Ftt = 1, 76.10-2 .i 2xk a đó: L=70 cm khoảng cách sứ đỡ cái; a=15 cm khoảng cách pha; Ixk=3,5 kA dòng điện xung kích ngắn mạch Do đó: Ftt = 1, 76.10−2 70 3,52 = 1, 006 kg 15 Mô men uốn: M= Ftt L 1, 006.70 = = 7, 04 kg.c m 10 10 Ứng suất tính toán: δ tt = M W đó: W mô men chống uốn dẫn trụ thẳng góc phương lực tác dụng Ở đặt nằm ngang nên: W= b.h Với b = mm, h = 30mm, ta có: 0,3.32 W= = 0, 45cm3 Vậy: δ tt = 7, 04 = 15, kg/cm 0, 45 Ứng suất cho phép với đồng 1400 kg/ cm2 > δtt = 15,6 kg/ cm2 Do dẫn chọn đảm bảo điều kiện ổn định động Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 16 Đồ án tốt nghiệp Điều kiện kiểm tra: Fô.đ.n ≥ Fmin = α I∞ t qd đó: α : hệ số nhiệt Với đồng: α = 6; tqđ: thời gian qui đổi, chọn theo điều kiện cắt Aptomat Lấy tqđ = 0,5s; Fmin: tiết diện tính toán nhỏ đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt I∞ = IN2 = 4,63 kA Ta có: Fmin = α.IN2 t qd = 6.4,63 0, = 19,64 mm2 < F = 90 mm2 Vậy chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt Kiểm tra sứ đỡ hạ áp Điều kiện kiểm tra: FCP > Ftt đó: FCP = 0,6 FPh = 0,6 375 = 225 kg Ftt = F1 H +h/2 l H +h/2 = 1,76 10-2 .ixk2 H a H Vì l = 70 cm ; a = 15 cm ; h = cm ; H = 6,5 cm Do đó: Ftt =1,76 10-2 6,5 + / 70 11, 782 =14,98 kg 6,5 15 Ta thấy: FCP =225 kg > Ftt=14,98 kg nên sứ chọn thỏa mãn yêu cầu Kiểm tra biến dòng Công suất định mức thứ cấp BI là: S đmBI =10 VA > Stt = 7,1 VA, BI chọn thoả mãn điều kiện 1.5 Tính toán nối đất cho trạm biến áp Tác dụng nối đất để tản dòng điện, giữ mức điện thấp vật nối đất, đảm bảo làm việc bình thường thiết bị Ngoài việc nối đất phần không mang điện (tủ điện, vỏ máy…) để đảm bảo an toàn cho người vận hành Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 17 Đồ án tốt nghiệp Dự kiến hệ thống nối đất bao gồm thép góc L60 × 60 × dài 2,5m nối với thép tròn Φ 12, tạo thành mạch vòng nối đất bao quanh trạm biến áp Các thép góc đóng sâu đất 0,7m, thép tròn hàn chặt với cọc độ sâu 0,8m  Điện trở nối đất yêu cầu trạm biến áp : Rnđyc ≤ Ω  Điện trở suất đất : ρ = 0,4.104 Ω cm  Hệ số hiệu chỉnh theo mùa điện trở cọc là: K mt = 1,6; K mc = 1,4 Hình II.1.2 Sơ đồ mặt mặt cắt hệ thống nối đất trạm biến áp 1.5.1 Tính điện trở nối đất Điện trở nối đất tính theo công thức sau: Rt = ρ kL2 ln 2πL h.d đó: ρ =ρ d0 K mt = 0,4.104.10-2.1,6 = 64 Ωm; L: tổng chiều dài lấy chu vi L= (10+5).2 =30m; h: độ sâu (h = 80 cm); d: đường kính thép tròn d = 0,012 m; k : hệ số phụ thuộc vào hình dạng hệ thống nối đất, K = f(l 1/l2).Theo thiết kế mạch vòng ta có l1/l2 =10/5=2 Tra bảng 2.6 sách hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp KTĐCA tác giả Nguyễn Minh Chước k=6,42 Do điện trở nối đất tính: Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 18 Đồ án tốt nghiệp Rt = 64 6, 42.30 ln = 4,52 Ω 2π 30 0, 012.0,8 1.5.2 Tính điện trở nối đất cọc Giả thiết: + Số cọc cần phải đóng n; + Khoảng cách cọc a = L/n; + Chiều dài cọc l=2,5m Nếu lấy tỷ số a/l=2 a = 2.2,5 = m Vậy số cọc phải đóng là: n= L 30 = = cọc a Tra tài liệu KTĐCA ta có hệ số sử dụng cọc ηt =0,48, ηcoc = 0,75 Điện trở nối đất n cọc tính theo công thức: Rc = ρ 2.l 4t + l (ln + ln ) 2π l d 4t − l đó: ρ : điện trở suất hiệu chỉnh theo mùa ρ = ρ d k cm = 0,4.104.102.1,4 = 56 Ω.m ; l: chiều dài cọc (l=250 cm); t = h + L/2 = 80 + 250/2 = 205 cm; d: đường kính cọc d = 0,95b = 0,95.6 = 5,7 cm Thay số vào ta có: 56 2.2,5 4.1,95 + 2,5 RC = 2π 2,5 (ln 0, 057 + ln 4.1,95 − 2,5 ) = 17,07 Ω 1.5.3 Điện trở nối đất toàn trạm RC Rt 17, 07.4,52 RHT = R η + n.R η = 17, 07.0, 48 + 6.4,52.0, 75 = 2,70 Ω C t t C Vậy ta có RHT = 2,70 Ω < Ryc = Ω Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 19 Đồ án tốt nghiệp Do phương án nối đất vạch đạt yêu cầu kỹ thuật Kết luận: Hệ thống nối đất dùng cọc thép L60 × 60 × dài 2,5m nối với thép tròn Φ 12, tạo thành mạch vòng nối đất bao quanh trạm biến áp Các thép góc đóng sâu mặt đất 0,7m, thép tròn hàn chặt với cọc độ sâu 0,8m thõa mãn yêu cầu mặt kỹ thuật Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 20 Đồ án tốt nghiệp Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 21 [...]... số phụ thuộc vào hình dạng của hệ thống nối đất, K = f(l 1/l2).Theo thiết kế mạch vòng ta có l1/l2 =10/5=2 Tra bảng 2.6 sách hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp KTĐCA của tác giả Nguyễn Minh Chước được k=6,42 Do đó điện trở nối đất của thanh được tính: Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 18 Đồ án tốt nghiệp Rt = 64 6, 42.30 2 ln = 4,52 Ω 2π 30 0, 012.0,8 1.5.2 Tính điện trở nối đất của cọc Giả thiết: + Số... = 0,4.104 Ω cm  Hệ số hiệu chỉnh theo mùa của điện trở cọc và thanh là: K mt = 1,6; K mc = 1,4 Hình II.1.2 Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt hệ thống nối đất trạm biến áp 1.5.1 Tính điện trở nối đất của thanh Điện trở nối đất của thanh được tính theo công thức sau: Rt = ρ kL2 ln 2πL h.d trong đó: ρ =ρ d0 K mt = 0,4.104.10-2.1,6 = 64 Ωm; L: là tổng chi u dài lấy bằng chu vi L= (10+5).2 =30m; h: là độ sâu (h... thấy: FCP =225 kg > Ftt=14,98 kg nên sứ được chọn thỏa mãn yêu cầu 6 Kiểm tra mấy biến dòng Công suất định mức thứ cấp BI là: S đmBI =10 VA > Stt = 7,1 VA, như vậy BI đã chọn thoả mãn điều kiện 1.5 Tính toán nối đất cho trạm biến áp Tác dụng nối đất là để tản dòng điện, giữ mức điện thế thấp trên các vật được nối đất, đảm bảo sự làm việc bình thường của thiết bị Ngoài ra việc nối đất các phần không... 11,54 kA 1.4.2 Kiểm tra các thiết bị đã lựa chọn 1 Kiểm tra cầu chì tự rơi Điều kiện kiểm tra: Sđm cắt ≥ SN1; Iđm cắt ≥ IN1 Cầu chì tự rơi đã chọn có: Iđm cắt = 16 kA > IN1 = 3,5 kA Sđm cắt = 3.U đm.Iđm cắt = 3 10.16 = 277, 128 MVA Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 14 Đồ án tốt nghiệp SN1 = 3 Uđm.IN1 = 3 10 1,37 = 23,73 MVA Vậy Sđm cắt > SN1 Do đó cầu chì tự rơi đã chọn đạt yêu cầu 2 Kiểm tra cáp... α I∞ t qd trong đó: α : là hệ số nhiệt Với thanh đồng: α = 6; tqđ: là thời gian qui đổi, chọn theo điều kiện cắt của Aptomat Lấy tqđ = 0,5s; Fmin: là tiết diện tính toán nhỏ nhất đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt I∞ = IN2 = 4,63 kA Ta có: Fmin = α.IN2 t qd = 6.4,63 0, 5 = 19,64 mm2 < F = 90 mm2 Vậy thanh cái đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt 5 Kiểm tra sứ đỡ hạ áp Điều kiện kiểm tra: FCP > Ftt... đường dây, kV; Z ∑ : tổng trở đường dây đến điểm ngắn mạch, Ω Các điểm ngắn mạch cần tính toán trong sơ đồ :  Điểm N1: Kiểm tra cầu chì tự rơi phía cao áp  Điểm N2, N3: Kiểm tra các thiết bị hạ áp 1 Tính ngắn mạch phía cao áp (N1) +/ Sơ đồ thay thế: Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 11 Đồ án tốt nghiệp HT XHT XD N1 +/ Chọn các đại lượng cơ bản: Utb1= 0,4 kV Utb2=10,5 kV Điện kháng của hệ thống điện... máy biến áp đến tủ phân phối là cáp 3 x150+70mm 2 Giả thiết cáp nối từ máy biến áp đến tủ phân phối dài 10m r0 = 0,206 mΩ/m x0 = 0,07 mΩ/k (lấy gần đúng) Do đó, tổng trở của cáp là: ZC = (0,206 + j 0,07 ) 10 = 2,06 + j 0,7 mΩ Tổng trở của cuộn dây bảo vệ quá dòng điện của áptômát tổng có I đm=400A tra bảng 3.54 sách sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500kV của tác giả Ngô Hồng Quang: ZAT... 1,8 2 4,63 = 11,78 kA b Tính ngắn mạch tại điểm N3 Sơ đồ thay thế: Phan Văn Hải TC-K46 - Hệ Thống Điện 13 Đồ án tốt nghiệp ZB HT ZC ZAT ZTC ZAN N3 Tổng trở thanh cái hạ áp tra trong sổ tay được: ZTC = l.( r0TC + x0TC ) =1,2.(0,223+ j0,189) = 0,268 + j0,227 mΩ Tổng trở của cuộn dây bảo vệ quá dòng điện của áptômát nhánh có I đm=125A tra bảng 3.54 sách sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500kV... L/n; + Chi u dài cọc l=2,5m Nếu lấy tỷ số a/l=2 thì a = 2.2,5 = 5 m Vậy số cọc phải đóng là: n= L 30 = = 6 cọc a 5 Tra tài liệu KTĐCA ta có hệ số sử dụng của thanh và cọc là ηt =0,48, ηcoc = 0,75 Điện trở nối đất của n cọc được tính theo công thức: Rc = ρ 2.l 1 4t + l (ln + ln ) 2π l d 2 4t − l trong đó: ρ : điện trở suất được hiệu chỉnh theo mùa ρ = ρ d 0 k cm = 0,4.104.102.1,4 = 56 Ω.m ; l: là chi u...Đồ án tốt nghiệp Giả thiết ngắn mạch xảy ra là ngắn mạch ba pha đối xứng và coi nguồn có công suất vô cùng lớn, coi trạm biến áp ở xa nguồn nên khi tính toán ngắn mạch lấy: IN = I " = I∞ = U dm 3.ZΣ trong đó: IN: dòng điện ngắn mạch, kA; I’’: dòng điện ngắn mạch siêu quá độ, kA; I∞ :