đồ án trạm biến áp 11022kv sử dụng 2 máy biến áp + Máy biến áp một pha, ba pha. + Máy biến áp hai cuộn dây, ba cuộn dây. + Máy biến áp có cuộn dây phân chia. + Máy biến áp tự ngẫu một pha, ba pha. + Máy biến áp tăng, máy biến áp hạ. + Máy biến áp có và không có điều chỉnh dưới tải.
MỤC LỤC CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP I TỒNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ MÁY BIẾN ÁP I KHÁI NIỆM II DẠNG CẤU TRÚC CỦA TRẠM BIẾN ÁP 10 CHƯƠNG III: CHỌN MÁY BIẾN ÁP - TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 11 I CHỌN MÁY BIẾN ÁP 11 II TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG: .17 III TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT: .19 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN DỊNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 20 I KHÁI NIỆM: 20 II TÍNH TỐN DỊNG NGẮN MẠCH: 20 CHƯƠNG V: CHỌN KHÍ CỤ VÀ PHẦN DẪN ĐIỆN 23 I CÁC VẤN ĐỀ CHUNG 23 II CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ PHẦN DẪN ĐIỆN .24 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA SỨ CÁCH ĐIỆN .51 Chọn sứ đỡ cho cấp điện áp 110 kV: .51 Chọn sứ đỡ cho cấp điện áp 22 kV: 53 CHƯƠNG VI: CHỌN THANH DẪN, THANH GÓP, DÂY DẪN TỪ NGUỒN ĐẾN VÀ MẠCH PHỤ TẢI 54 I Khái niệm : 54 Chọn dẫn .55 Chọn góp .56 II SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP .59 TỔNG QUÁT: 59 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP 110/22 kV: 60 CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ TỰ DÙNG CHO TRẠM BIẾN ÁP 61 GIỚI THIỆU CHUNG 61 CHỌN MBA TỰ DÙNG 61 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH TỰ DÙNG 0.4 kV 62 CHỌN CÁP NGẦM 63 CHỌN TỦ TỰ DÙNG 0,4 kV 63 CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT .64 CHO TRẠM BIẾN ÁP 110/22 kV .64 I) Khái niệm chung .64 II) Một số yêu cầu kinh tế- kỹ thuật 64 III) Cột thu sét phạm vi bảo vệ 65 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP CÂN BẰNG CÔNG SUẤT I TỒNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP - Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện trạm biến áp có nhiệm vụ biến điện áp đến cấp thích hợp nhằm phân phối đến phụ tải mà trạm biến đảm nhận cung cấp - Theo điện áp cha trạm biến áp thành loại: - Trạm tăng áp: Nâng điện áp từ cấp điện áp thấp lên điện áp cao để truyền tải xa, trạm thường đạt gần nhà máy điện - Trạm hạ áp: Lấy nguồn từ hệ thống xuống để cung cấp cho phụ tải tiêu thụ, thường đặt gần - Ngồi ra, dựa vào quy mơ trạm biến áp mà người ta chia thành hai loại: - Trạm biến áp khu vực: Thường có điện sơ cấp lớn để cung cấp cho khu vực phụ tải lớn vùng miền, tỉnh thành, khu vực, khu công nghiệp lớn… - Trạm biến áp phân phối hay trạm biến áp điạn phương: Lấy nguồn từ trạm biến áp khu vực biến đổi xuống cấp điện áp thích hợp để phân phối trực tiếp cho phụ tải tiêu thụ nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư,… Nội dung thiết kế đồ thị phụ tải: a) Nội dung thiết kế: Chọn vị trí đặt trạm: - Gần phụ tải - Thuận tiện cho việc thơng thương chun chở trang thiết bị, máy móc vật tư - xây dựng trạm Chọn nơi dễ dàng mở rộng phát triển trạm tương lai Nên chọn vị trí đặt trạm khơ ráo, tránh tình trạng ngập nước Không nên xây dựng tram thành phố mặt xây dựng lớn đòi hỏi - chi phí đầu tư cao, mỹ quan đo thị Tránh xa khu vực dân cư, khu vực kho bãi nhiên liệu, chất đốt dễ gây cháy nổ an tồn Tóm lại viêch chọn vị trí đặt trạm biến áp quan trọng đòi hỏi phải kết hợp nhiều yếu tố mặt kỹ thuât, kinh tế, môi trường mỹ quan nên cần cân nhắc kỹ lưỡng - Nội dung thiết kế: Chọ phương án cung cấp điện, sơ đồ nối điện cấp điện áp Tính tốn chọn MBA Tính tốn chọn dây dẫn, cáp nguồn đến mạch phụ tải Tính tổn thất công suất , tổn thất điện áp MBA - - Tính tốn ngắn mạch Chọn khí cụ điện ( Máy cắt, dao cách ly, BU, BI…) Sơ đồ nối điện ( Sơ đồ nguyên lý, vẽ mặt bằng, mặt cắt…) b) Đồ thị phụ tải: Số liệu thiết kế: Trạm biến áp nối với hệ thống 110KV có thơng số sau: Nguồn cung cấp:= 8000MVA Kháng trở hệ thống: XHT = 0,4 Ω Cung cấp điện cho hệ thống băng hai đường dây dài L = 30Km Phụ tải: Phụ tải thương nghiệp dịch vụ 22KV: Công suất: =10 MVA Hệ số công suất= 0.9 Cung cấp cho nhà máy đường dây dài L1 = 30KM Đồ thị phụ tải sau: Đồ thị phụ tải thương nghiệp dịch vụ 22 kV Thời gian (h) Công suất phụ tải S(MVA) P(MW) Q(MVAR) % Từ………đến 0……2 1.8 0.87 20 2……4 1.8 0.87 20 4…….6 1.8 0.87 20 6…….8 3.6 1.74 40 8…….10 3.6 1.74 40 10……12 10 4.36 100 12…….14 10 4.36 100 14…….16 10 4.36 100 16……18 10 4.36 100 18……20 10 4.36 100 20……22 7.2 3.49 80 22… 24 1.8 0.87 20 Bảng phụ tải thương nghiệp, dịch vụ 22 kV - Phụ tải tiêu dùng dân cư 22KV: Công suất: = 25 MVA Hệ số công suất= 0.85 Cung cấp cho nhà máy đường dây dài L2 = 30KM Đồ thị phụ tải sau: Đồ thị phụ tải Tiêu dùng dân cư 22 kV Thời gian (h) S(MVA) Công suất phụ tải P(MW) Q(MVAR) Từ………đến 0……2 4.25 2.63 2……4 4.25 2.63 4…….6 4.25 2.63 6…….8 10 8.5 5.26 8…….10 25 21.25 13.16 10……12 25 21.25 13.16 12…….14 25 21.25 13.16 14…….16 25 21.25 13.16 16……18 25 21.25 13.16 18……20 10 8.5 5.26 20……22 10 8.5 5.26 22… 24 4.25 2.63 Bảng phụ tải Tiêu dùng dân cư 22 kV - % 20 20 20 40 100 100 100 100 100 40 40 20 Phụ tải công nghiệp, xây dựng 22KV: Công suất: = 45MVA Hệ số công suất= 0.9 Cung cấp cho nhà máy đường dây dài L3 = 30KM Đồ thị phụ tải sau: Đồ thị phụ tải công nghiệp xây dựng 22 kV Thời gian (h) Công suất phụ tải S(MVA) P(MW) Q(MVAR) Từ………đến 0……2 13.5 12.15 5.88 2……4 13.5 12.15 5.88 4……6 13.5 12.15 5.88 6…….8 45 40.5 19.61 8…….10 45 40.5 19.61 10……12 45 40.5 19.61 12…….14 27 24.3 11.77 14…….16 45 40.5 19.61 16……18 45 40.5 19.61 18……20 45 40.5 19.61 20……22 13.5 12.15 5.88 22… 24 13.5 12.15 5.88 Bảng phụ tải công nghệp xây dựng 22 kV - % 30 30 30 100 100 100 60 100 100 100 30 30 Phụ tải nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản 22KV: Công suất: = 22MVA Hệ số công suất= 0.9 Cung cấp cho nhà máy đường dây dài L4 = 30KM Đồ thị phụ tải sau: Đồ thị phụ tải nông nghiệp lâm nghiệp, thủy sản 22 kV Thời gian (h) Từ……… đến 0……2 2……4 4……6 6…….8 8…….10 10……12 Công suất phụ tải S(MVA) P(MW Q(MVAR) % ) 1 10 0.9 0.9 0.9 10 10 0.44 0.44 0.44 4.36 10 10 10 10 4.36 10 4.36 10 12…….14 14…….16 10 4.5 2.18 4.36 50 10 16……18 10 4.36 10 18……20 0.9 0.44 10 20……22 0.9 0.44 10 22… 24 0.9 0.44 10 Bảng phụ tải nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản 22 kV Cân công suất phụ tải tồn trạm: 2.1 Cơng suất trạm đồ thị phụ tải 110/22 KV: a) Tổng hợp phụ tải TBA 110KV : + : Là công suất tự dùng trạm dùng vào việc chiếu sáng, làm mát cho MBA ( quạt, hệ thống bơm dầu, nước cưỡng bức…) Phụ tải cấp điện Stt Tỷ lệ (%S) áp (MVA) Thời gian (h) TN,DV TD,DC CN,XD 22KV 22KV 22KV Tổng NN,L N,TS 22KV →2 13.5 21.5 23.8 2→4 13.5 21.5 23.8 13.5 21.5 23.8 4 →6 6→8 10 45 10 69 76.6 8→10 25 45 10 84 93.3 10→12 10 25 45 10 90 100 12→14 10 25 27 67 74.4 14→16 10 25 45 10 90 100 16→18 10 25 45 10 90 100 10 18→20 10 10 45 66 73.3 11 20→22 10 13.5 32.5 36.1 12 22→24 13.5 Bảng tổng hợp phụ tải TBA 110/22 kV 21.5 23.8 b) Đồ thị phụ tải toàn trạm 110/22 KV: Dựa vào bảng tổng hợp phụ tải toàn trạm biến áp ta có đồ thị phụ tải sau: Đồ thị phụ tải 120 100 93.3 100 76.6 80 100 100 93.3 74.4 76.6 100 73.3 74.4 73.3 60 36.1 40 23.8 20 0 23.8 36.1 23.8 10 12 14 16 18 20 22 23.8 24 Tổng đồ thị phụ tải TBA 110/22 kV c) Nhận xét: Từ đồ thị phụ tải toàn trạm , ta nhận thấy phụ tải tiêu thụ không đều, thời gian phụ tải tiêu thụ công suât cao từ đến 20 Công suất cưc đại = 90MVA công suất cực tiểu = 21.5MVA, có chênh lệch lớn Do vậy, chọn máy biến áp cần lựa chọn khả tải để đảm bảo khả vận hành an toàn lâu dài CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ MÁY BIẾN ÁP I KHÁI NIỆM Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp sơ đồ diễn tả liên quan nguồn, tải hệ thống Đối với trạm biến áp nguồn thường đường dây cung cấp từ hệ thống đến trạm biến áp, có nhiệm vụ đảm bảo cung cấp cho phụ tải mà trạm biến áp đảm nhiệm Với trạm biến áp tiêu thụ có máy phát dự phòng để cung cấp điện cho phụ tải có cố hệ thống Trường hợp máy phát dự phòng xem nguồn Do đó, hệ thống xem thành phần quan trọng, cấu trúc trạm biến áp phải giữ liên lạc chặt chẽ Khi thiết kế trạm biến áp, chọn sơ đồ cấu trúc phần quan trọng có ảnh hưởng định đến toàn thiết kế Các yêu cầu chọn sơ đồ cấu trúc: Có tính khả thi: tức chọn tất thiết bị như: máy biến áp, máy cắt… có khả thi cơng, xây lắp vận hành trạm Đảm bảo tính liên tục chặt chẽ cấp điện áp, đặc biệt với hệ thống bình thường cưỡng (có phần tử không làm việc) Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai máy biến áp không cần thiết Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích bé tốt Có khả phát triển tương lai gần, không cần thay cấu trúc chọn Thường thiết kế trạm biến áp có nhiều phương án khác nhau, để chọn phương án ta cần cân nhắc khía cạnh sau: + Số lượng máy biến áp + Tổng công suất máy biến áp + Tổng vốn đầu tư mua máy biến áp + Tổn hao điện tổng qua máy biến áp Chọn số lượng MBA là: 1,2,3 Chọn số lượng MBA phải theo điều kiện: độ tin cậy cung cấp điện, công suất phụ tải cần cung cấp tính kinh tế Từ ta có phương án lựa chọn sau: Một MBA: Dùng trường hợp phụ tải không quan trọng, trạm cung cấp đường dây từ hệ thống đến Trạm biến áp xây dựng thường chia làm hai giai đoạn, giai đoạn đầu đặt MBA, mở rộng phụ tải tương lai đặt thêm MBA thứ hai Thiết kế có ưu điểm đặt MBA từ đầu Nếu chọn công suất MBA theo phụ tải sau phát triển thời gian đầu, Máy hoạt động non tải, tổn hao không tải lớn Nếu chọn công suất MBA theo phụ tải tại, mở rộng tải phải thay MBA có cơng suất lớn Theo thiết kế khả thi tính kinh tế, tính liên tục cung cấp điện trường hợp không cao Hai MBA: Là phương án sử dụng nhiều tính liên tục cung cấp điện Phương án thiết kế khi: - Có hai đường dây cung cấp điện từ hệ thống - Khi MBA có cơng suất khơng phù hợp - Khu vực lắp đặt trạm khơng có khả chun chở xây lắp MBA lớn Ba MBA: Phương án sử dụng trường hợp đặc biệt: - Khi khơng có hai MBA phù hợp - TBA xây dựng, phụ tải phát triển khơng có khả thay hai MBA mới, phải đặt thêm máy thứ Đặt ba MBA thường sử dụng vốn đầu tư cao, tăng diện tích xây dựng, xây dựng phức tạp Đặc biệt sử dụng MBA ba cuộn dây hay tự ngẫu không nên dùng ba MBA làm việc song song Uvq = 84 m r lg d kiểm tra ổn định nhiệt theo biểu thức: Schọn 2.3 chọn dây dẫn cấp điện áp : Dây dẫn cấp 110 kV Do phía 110 kV có đường dây vào cung cấp cho máy biến áp, công suất phụ tải tổng 90 MW, công suất lộ 45 MW Nên ta có dòng chạy dây dẫn: Ibmax = = = 295,2 (A) Giả thiết Tmax= 5000 giờ, nên ta chọn Jkt = 1,1 A/mm2 F == = 268,1 (mm2) Vậy tiết diện phía phụ tải 110 kV: Ta tra bảng: chọn tiết diện lõi thép AC- 300 mm2 S = 300 mm2 Icp = 697 A (vùng mát trời) Kiểm tra phát nóng: Chọn tiết diện dây tiêu chuẩn, với nhiệt độ tiêu chuẩn môi trường lúc chế tạo 25oC Và nhiệt độ môi trường xung quanh thực tế 40oC, hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ K= 0,81 Icp = 697.0,81= 564,57 (A) > Ibmax = 295,2 (A) Vậy dây dẫn mã hiệu AC-300 thõa mãn điều kiện Chọn dây dẫn phía 22 kV Chọn dây dẫn từ phía thứ cấp MBA đến 22 kV phía 22 kV có đường dây từ máy biến áp cung cấp cho phụ tải, công suất phụ tải tổng 90 MW, công suất lộ 45 MW Nên ta có dòng chạy dây dẫn: Ibmax = = = 984,1 (A) Giả thiết Tmax= 5000 giờ, nên ta chọn Jkt = 1,1 A/mm2 Vậy tiết diện phía phụ tải 22 kV: F == = 894,6 (mm2) 53 Ta tra bảng: chọn tiết diện lõi thép AC- 1000 (mm2) S = 1000 mm2 Icp = 1437 A (vùng mát trời) Kiểm tra phát nóng: Chọn tiết diện dây tiêu chuẩn, với nhiệt độ tiêu chuẩn môi trường lúc chế tạo 25oC Và nhiệt độ môi trường xung quanh thực tế 40 oC, hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ K= 0,81 Icp = 1437.0,81= 1163,97 (A) > Ibmax = 984,1 (A) Vậy dây dẫn mã hiệu AC-1000 thõa mãn điều kiện Chọn dây dẫn cho lộ phụ tải 22 kV phía 22 kV có lộ cung cấp cho phụ tải, công suất phụ tải 90 (MW) Do công suất lộ 22,5 (MW) nên ta có dòng chạy dây dẫn là: Ibmax = = = 738,1 (A) Giả thiết Tmax= 5000 giờ, nên ta chọn Jkt = 1,1 A/mm2 Vậy tiết diện phía phụ tải 22( kV) : F == = 671 (mm2) Ta tra bảng: chọn tiết diện lõi thép AC- 800 (mm2) S = 800 mm2 Icp = 1277 A (vùng mát ngồi trời) Kiểm tra phát nóng: Chọn tiết diện dây tiêu chuẩn, với nhiệt độ tiêu chuẩn môi trường lúc chế tạo 25oC nhiệt độ môi trường xung quanh thực tế 40 oC, hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ K= 0,81 Icp = 1277.0,81= 1034,37 (A) > Ibmax = 738,1 (A) Tiết diện dây dẫn AC-800 thỏa mãn điều kiện II SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP TỔNG QUÁT: Sơ đồ nối điện TBA sơ đồ biểu diễn quan hệ thiết bị khí cụ điện trạm , có nhiệm vụ nhận điện từ nguồn để cung cấp phân phối cho phụ tải cấp điện áp 54 - Nguồn điện MBA, máy phát điện, đường dây cung cấp Phụ tải la MBA, đường dây… Mỗi nguồn hay tải gọi phần tử sơ đồ nối điện Thanh góp nơi tập trung nguồn điện phân phối cho phụ tải Sơ đồ nối điện có nhiều dạng khác nhau, phụ thuộc vào cấp điện áp, số phần tử - nguồn, tải, cơng suất tổng, tính chất quan trọng phụ tải Yêu cầu sơ đồ nối điện làm việc đảm bảo, linh hoạt, kinh tế có khả phát triển tương lai Tính đảm bảo cung cấp theo yêu cầu hay quan trọng phụ tải mà mức đảm bảo cần đáp ứng Tính đảm bảo đánh giá qua độ tin cậy cung cấp điện, thời gian ngừng cung cấp điện, khả không đủ tiêu thụ cho hộ tiêu thụ hay thiệt hại phụ tải không đảm bảo cung cấp điện Tính linh hoạt thích ứng chế độ vận hành khác Từ phải có nhiều thiết bị sơ đồ có nhiều thiết bị xác suất cố lại tăng lên tính đảm bảo giảm xuống Vì tùy trường hợp cụ thể mà chọn sơ đồ có tính đảm bảo linh hoạt định Tính kinh tế: thể vốn đầu tư ban đầu chi phí hàng năm Ví dụ tổn thất qua MBA Cũng cần quan tâm đến tính đại sơ đồ xu chung, đực biệt tiến cơng nghệ chế tạo cấu trúc khí cụ điện Tính phát triển: sơ đồ nối điện cần thõa mãn mà tương lai gần tăng thêm nguồn hay tải Khi phát triểin khơng bị khó khăn hay phải phá bỏ thay đổi cấu trúc sơ đồ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP 110/22 kV: Trạm biến áp 110/22 có đặc điểm sau: Phía cao áp cung cấp từ lưới 110 kV đường dây, phía hạ áp có cấp điện áp 22 kV cấp cho phụ tải lộ nhằm đảm bảo cung cấp điện tốt cho phụ tải Qua phân tích hệ thống sơ dồ thiết kế trạm, ta thấy sơ đồ góp có phân đoạn máy cắt vừa mang tính kinh tế (ít máy cắt dao cách ly), phù hợp với quy mô cho trạm biến áp vừa nhỏ, hệ thống sơ đồ góp phân đoạn máy cắt đảm bảo cung cấp điện tốt liên tục Như ta chọn thiết kế trạm theo sơ đồ hệ thống điện góp có phân đoạn máy cắt hợp lý 55 CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ TỰ DÙNG CHO TRẠM BIẾN ÁP GIỚI THIỆU CHUNG Để truyền tải điện năng, phần cung cấp cho phụ tải thân trạm biến áp tiêu thụ lượng điện Phần điện tiêu thụ gọi điện tự dùng trạm biến áp Các phụ tải tự dùng trạm bao gồm bơm, quạt, chiếu sáng… tự dùng trạm khơng lớn thuộc phụ tải quan trọng tự dùng ảnh hưởng đến việc cung cấp điện cho hộ tiêu thụ Do thiết kế chọn phương án cung cấp theo sơ dồ phải đảm bảo liên tục điện áp tự dùng cho trạm biến áp 0,4 kV Nguồn tự dùng dược cung cấp từ máy biến áp tự dùng dự phòng lẫn qua tự động dóng nguồn dự trữ Vì trạm khơng có cấp 0,4 kV nên ta dùng máy biến áp tự dùng 22/0,4 kV chọn sơ đồ nối dây hệ thống góp có phân đoạn trình bày sau CHỌN MBA TỰ DÙNG Qua số trạm biến áp trung gian tham khảo trạm thực tế ta có bảng liệt kê sau: STT 10 Phụ tải Công suất Sđm (KVA) Động làm mát MBA 120 Điều khiển dụng cụ đo 12 Chiếu sáng bảo vệ 50 Điều chỉnh điện áp tải 10 Thông tin liên lạc 15 Hệ thống nạp DC 50 Chiếu sáng nhà điều khiển 35 Điều hòa nhiệt độ 30 Hệ thống thơng gió 22 Tổng cộng 344 Công suất máy biến áp tự dùng Theo bảng liệt kê ta thấy tổng công suất tự dùng toàn nhà máy 344 kVA , ta chọn máy biến áp cuộn dây mã hiệu THIBIDI 56 Điện áp Sđm Kiểu Giá (kVA) 400 Ca 2.34 In% (KV) 22 ∆P0 ∆Pn Kích thước (W) (W) (m) 427 382 Hạ 4.39 o TM Un % 2.1 0.4 D B C 1.65 1.35 2.5 Thông số máy biến áp tự dùng TÍNH TỐN NGẮN MẠCH TỰ DÙNG 0.4 kV Với mạng điện áp thấp (dưới kV), tính ngắn mạch ta phải tính phần điện trở điện kháng thiết bị mạng cần tính ngắn mạch Vì phần tự dùng có cơng suất nhỏ so với hệ thống, nên t xem hệ thống có cơng suất vơ lớn nghĩa sức điện động không đổi tổng trở bawdng kyoong Trong trường hợp ta bỏ qua phàn điện trở điện kháng dây dẫn tính ngắn mạch - Điện trở máy biến áp tự dùng: Điện kháng máy biến áp tự dùng: Tổng trở máy biến áp tự dùng: Dòng điện ngắn mạch góp: IN = Dòng ngắn mạch xung kích: ixk tự dùng = ta tra kxk = 1,2 , ixk = = 21,51 kA CHỌN CÁP NGẦM Cáp ngầm từ góp 22 kV đến MBA tự dùng, chọn với cáp phụ tải lộ góp 22 kV Chọn cáp ngầm từ MBA đến tủ tự dùng 0,4 kV Dòng điện bình thường: Chọn cáp ngầm hạ Cu\XLPE\PVC\DSTA – 0,6kV-240mm 2, có thông số kỹ thuật sau: - Tiết diện dây dẫn: 3*2M240 + M300 mm2 57 - Điện áp định mức : Uđm =0,6 kV - Dòng điện cho phép : Icp = 426.2 =852 A - Vật liêu dây dẫn: Đồng xoắn Kiểm tra cáp: Kiểm tra điều kiện làm việc cưỡng bức: K1.K2.Icp Ilvbt Với K1 = 0,9 hiệu số hiệu chỉnh theo nhiệt độ K2 hiệu số hiệu chỉnh theo số cáp đặt gần Chọn K2: 2.k1.k2.Icp = 2.0,9.1.426 = 766.8 A > 496 A, thỏa điều kiện phát nóng Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch ) Vậy cáp chọn thỏa mãn yêu cầu làm việc CHỌN TỦ TỰ DÙNG 0,4 kV ta sử dụng tủ tự dùng để cung cấp điện liên tục cho cáp phụ tải tự dùng tủ dành cho máy biến áp tự dùng, tủ lại làm phân đoạn lúc vận hành bình thường, CB phân đoạn đóng, có cố MBA CB máy biến áp dược ngắt ra, tải tự dùng cung cấp từ MBA lại 5.1 Chọn tủ dự dùng Chọn tủ phân phối hạ áp theo dạng Module lắp ghép sẵn, thành phần thiết bị chức kiểm tra chất lượng làm việc an toàn tin cậy CB tổng có thơng số sau: Iđm 45oC = 630 A > Ilvbt = 496,5 A Uđm = 0,6 kV > Umạng = 0,4 kV Icắt = 36 kA > IN =1 2,68A Inm = 50 kA > ixk = 21,51 kA 5.2 Chọn tủ phân đoạn tự dùng Ta có dòng làm việc : Imax = 496,5 A Ta củng chọn tủ tự dùng CB phân đoạn loại chọn cho tủ tự dùng MBA 58 CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP 110/22 kV I) Khái niệm chung sét tượng phóng điện khí đám mây giơng mang điện tích trái dấu với đất Điện áp mây giơng đất lên đến hàng chục, chí hàng triệu volt sét đánh làm hư hỏng thiết bị cách điện, gây gián đoạn cố cấp điện, làm thiệt hại kinh tế, gây nguy hiểm đến tính mạng người thiết kế hệ thống điện, trạm biến áp phải bảo vệ chống sét đánh II) trực tiếp cách có hiệu tin cậ Một số yêu cầu kinh tế- kỹ thuật Về mặt kỹ thuật: Phạm vi bảo vệ phải phủ kính tồn trang thiết bị điện, phận mang điện cơng trình phụ trợ quan trọng trạm chân kết cấu có đặt cột thu sét phải nối theo đường ngắn vào hệ thống nối đất trạm giao điểm đế Về mặt kinh tế: Chi phí xây dựng hệ thống thu set bé Mặt khác: Không gây cản trở cho vận hành trạm Không gây cản trở giao thơng Chú ý đến tính mỹ quan cơng trình III) Cột thu sét phạm vi bảo vệ a) Cột chống sét sử dụng kim thu sét - Kim thu sét làm thép ống thép đặt thẳng đướng - Bộ phận dẫn dòng điện sét: tạo thành thân kết cấu thép bê tơng cốt thép cơng trình hay dây thép có - tiếp diện khơng nhỏ 50 mm2 Bộ phận nối đất: hệ thống cột, đồng, thép nối liền với chôn đất có điện trở tản bé để dòng điện sét tản cách dể dàng đất b) Phạm vi bảo vệ cột thu sét Phạm vi bảo vệ cột thu sét Phạm vi bảo vệ cột thu sét hình chóp tròn xoay có đường sinh dạng hyperbol 59 Rx 1,6h Rx Phạm vi bảo vệ cột thu sét kim thu sét có độ cao h, độ cao cần bảo vệ hx, bán kính bảo vệ: rx = 1,6h thực tế để đơn giản người ta sử dụng công thức sau: Nếu: hx h rx = 1, h (1Nếu: : hx h rx = 0, 75 h (1-) Trong đó: - h: chiều cao cột thi sét hx: độ cao vật cần bảo vệ rx: bán kính bảo vệ cột tương ứng hx p = h 30 (m), p = 30m h 60m độ cao vượt lên vật bảo vệ cột thu sét = h - hx gọi độ cao hiệu dụng cột thu sét thiết kế để đơn giản người ta thường thiết kế dường sinh dang Rx hyperbol giới hạn khu vực bảo vệ đoạn thẳng ( hình vẽ): 0,2h 0,75h 2/3h 1,5h h hx Phạm vi bảo vệ cột thu sét (xác định đơn giản) Phạm vi bảo vệ hai kim thu sét có độ cao hai cột thu sét có độ cao, đặt cách khoảng a, trung tâm cột hình thành cột giả ho , phạm vi bảo vệ độ cao hx ho = h - a < 7h rx = 1,6.h.p rox = 1,6.h0.p rx = 1,6.h.p 60 O' R Rx H0 = Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét có độ cao khác Giả sử cột h1 > h2 Phạm vi bảo vệ hai cột xác định cách qua đỉnh cột thấp (h2), o vẽ đường thẳng ngang, cắt đường sinh phạm vi bảo vệ cột h1 điểm, điểm xem đỉnh cột thu sét giả tưởng h1’ = h2 khu vực o H0 bảo vệ cột thấp h2 h1’ cách khoảng a (củng xác dịnh a/2 trường hợp hai cột thu sét nhau) Củng tương tự ta xác định độ cao h0: h0 = h2 Hình Phạm 4.3: Phạm vi vệ bảocủa vệ2của cộtsét thucù s vi bảo cột2thu 61 Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét có độ cao khác Vùng bảo vệ ba cột thu sét Phạm vi bên tam giác bảo vệ thỏa D 8(h – hx)p , với D đường kính đường tròn ngoại tiếp tam giác A1 bx D b"x a2 b'x a3 Phạm vi bảo vệ ba cột thu sét 62 Vùng bảo vệ bốn cột thu sét: Phạm vi bên tam giác bảo vệ thỏa D 8(h – hx)p , với D đường kính đường tròn ngoại tiếp hình chữ nhật D Rx b'x bx Phạm vi bảo vệ bốn cột thu sét Trong đó: D hình tròn ngoại tiếp hình tam giác hay hình chữ nhật qua đỉnh cột thu sét Đối với tam giác đường kính D tính cơng thức: D= p: chu vi tam giác p= D 8(h-hx) c) Tính tốn bảo vệ chống sét cho trạm 110/22 kV Tổng quan trạm cần bảo vệ Thông số cụ thể trạm biến áp cần bảo vệ chống sét: Cập điện áp: 110/22 kV Số đường dây vào trạm: Chiều dài: l = 76 (m) 63 Chiều rộng : r = 74 (m) Chu vi trạm: C = 300 (m) Diện tích trạm: S = 5624 (m2) Trạm angten cao 30m đặt phía sân nằm hai máy biến áp tận dụng làm cột thu sét Số lượng máy biến áp: 55 m 55 m công suất: 125MVA chiều cao MBA:6m Trụ cổng đường dây 110 kV: Cao: 14m Xà đỡ sứ treo trụ cổng cao: 11m Độ cao góp: Cao: 8m MBA phòng điều hành, phòng làm việc, hệ thống phân phối nhà cao: 6m Chiều cao bờ rào: 2,5m Tính tốn bảo vệ cho trạm Sơ lược cách bố trí kim thu sét trạm: 58 m Cách bố trí kim thu sét cho trạm Cột 1, cột đặt trụ cổng đường dây 110 kV: cao 14m Cột A cột angten cao: 45m Xét tam giác cột A 2: Ta có chu vi tam giác: 64 p = = 84 D = = = 64,729 (m) Để bảo vệ thiết bị độ cao hx = 8m, độ cao cột thu sét là: D 8(h-hx) => h 16,09 (m Để bảo vệ thiết bị độ cao hx = 11m, độ cao cột thu sét là: D 8(h-hx) => h 19,091 (m) Vậy từ kết tính tốn ta chọn kim thu sét có chiều cao 3m gia cố thêm cho trụ đỡ thêm 3m Như cột thu sét 2, có độ cao 20m, cột angten cao 45m Kiểm tra lại phạm vi bảo vệ kim thu sét vừa chọn a) Phạm vi bảo vệ cột thu sét Phạm vi bảo vệ cột h = 20 m, hx = 11 m P = h = 20 (m) < 30 (m) Vì: hx = 11(m) h = 13.3(m) rx = 1,5h(1-) = 1,5.20(1-) = 9,375(m) Phạm vi bảo vệ cột h = 20 m, hx = m P = h = 20 (m) < 30 (m) Vì: hx = (m) h = 13.3(m) rx = 1,5h(1-) = 1,5.20(1-) = 15 (m) Phạm vi bảo vệ cột h = 20 m, hx = m P = h = 20 (m) < 30 (m) Vì: hx = (m) h = 13.3(m) rx = 1,5h(1-) = 1,5.20(1-) = 18,75 (m) Phạm vi bảo vệ cột h = 48 m, hx = 11 m Ta có: h = 48 (m) > 30 (m) => p = = = 0,79 Vì hx = 11 (m) h = 32 (m) rx = 1,5.h.p(1-) = 1,5.48.0,79(1-) = 40,59 (m) Phạm vi bảo vệ cột h = 48 m, hx = m Ta có: h = 48 (m) > 30 (m) => p = = = 0,79 Vì hx = (m) h = 32 (m) rx = 1,5.h.p(1-) = 1,5.48.0,79(1-) = 45,03 (m) Phạm vi bảo vệ cột h = 48 m, hx = m Ta có: h = 48 (m) > 30 (m) => p = = = 0,79 Vì hx = (m) h = 32 (m) rx = 1,5.h.p(1-) = 1,5.48.0,79(1-) = 47,99 (m) b) phạm vi bảo vệ cột thu sét có độ cao phạm vi bảo vệ cột với h = 20 (m), hx = 11 (m), a = 58 (m) 65 P = h = 20 (m) < 30 (m) h0 = h- = 20 - = 11,7 (m) > 11 (m) (thỏa mãn) Vì: hx = 11 (m) > h0 = 7,8 (m) r0x = 0,75.h0.(1-) = 0,75.11,7.(1-) = 0,525 (m) phạm vi bảo vệ cột với h = 20 (m), hx = (m), a = 58 (m) P = h = 20 (m) < 30 (m) h0 = h- = 20 - = 11,7 (m) > (m) (thỏa mãn) Vì: hx = (m) > h0 = 7,8 (m) r0x = 0,75.h0.(1-) = 0,75.11,7.(1-) = 2,775 (m) phạm vi bảo vệ cột với h = 20 (m), hx = (m), a = 58 (m) P = h = 20 (m) < 30 (m) h0 = h- = 20 - = 11,7 (m) > (m) (thỏa mãn) Vì: hx = (m) > h0 = 7,8 (m) r0x = 0,75.h0.(1-) = 0,75.11,7.(1-) = 4,275 (m) c) phạm vi bảo vệ cột có độ cao khác cột cột A: ta có: hcột 1= h1 = 20 m, hcột A = hA = 48 m khoảng cách cột a1-A = 55 m ta có: hA = 48 (m) > 30 (m) => p = = = 0,79 Độ cao cần bảo vệ: hx = 11 Gọi h1-A độ cao cột thu sét giả tưởng cột cột A: h1-A = h1 = 20 (m) Khoảng cách h1-A hA a’: a’ = 1,5.ha.p = 1,5.48.0,79 = 23,4 (m) Gọi b khoảng cách cột cột h1-A : b = a – a’ = 55 - 23,4 =31,6 (m) chiều cao bé cột cột h1-A bảo vệ là: h0 = h - = 20 - = 15,48 (m) > 11 (m) p = h1 = 20 (m) < 30 (m) Vì: hx = 11 (m) > h0 = 10,3 (m) r0x = 0,75h0(1- ) 0,75.15,48 (1- )= 3,36 (m) Với độ cao cần bảo vệ: hx =8 (m chiều cao bé cột cột h1-A bảo vệ là: h0 = h - = 20 - = 15,48 (m) > 11 (m) p = h1 = 20 (m) < 30 (m) Vì: hx = (m) < h0 = 10,3 (m) r0x = 1,5.h0(1- ) 1,5.15,48 (1- )= 8,22 (m) 66 Do khoảng cách cột cột A giống khoảng cách cột với cột A nên phạm vi bảo vệ chúng Kết luận: từ kết tính tốn trên, chiều cao kim thu sét chọn bảo vệ dược hoàn toàn trạm biến áp 110 kV sét đánh trực tiếp 67 ... 65 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP CÂN BẰNG CÔNG SUẤT I TỒNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP - Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện trạm biến áp có nhiệm vụ biến điện áp đến cấp thích hợp nhằm... loại: + Máy biến áp pha, ba pha + Máy biến áp hai cuộn dây, ba cuộn dây + Máy biến áp có cuộn dây phân chia + Máy biến áp tự ngẫu pha, ba pha + Máy biến áp tăng, máy biến áp hạ + Máy biến áp có khơng... song II DẠNG CẤU TRÚC CỦA TRẠM BIẾN ÁP Phương án: Dùng MBA pha cuộn dây Hệ thống 110 KV 22 KV Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp 110/22 kV Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: phương pháp sơ đồ tương đối rỏ rang,