Đồ án trạm biến áp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP Ngành : CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Chuyên ngành : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn : ĐOÀN THỊ BẰNG Sinh viên thực : NGUYỄN ANH TUẤN MSSV : 1411020381 Lớp : 14DDC03 TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP (Do giảng viên hướng dẫn ghi giao cho sinh viên nộp văn phòng Viện 02 tuần đầu thực đồ án/khóa luận tốt nghiệp) Sinh viên thực đề tài Họ tên : NGUYỄN ANH TUẤN MSSV :1411020381 Lớp :14DDC03 Ngành : CƠ ĐIỆN - ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Chuyên ngành : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Tên đề tài: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV với thông số trang 02 đính kèm Nhiệm vụ thực đề tài: 1) Cân công suất phụ tải 2) Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp 3) Chọn máy biến áp điện lực 4) Tính tốn tổn thất điện máy bi ến áp 5) Sơ đồ nối điện 6) Tính tốn ngắn mạch 7) Chọn khí cụ điện phần dẫn điện 8) Thiết kế phần tự dùng máy biến áp 9) Tính tốn kinh t ế-kĩ thuật định phương án thi ết kế 10) Và Thiết kế chống sét nối đất cho trạm Ghi chú: Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên TP HCM, ngày … tháng … năm 20… Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP Họ tên SV: NGUYỂN ANH TUẤN Tuần Ca Ngày Ca Ngày Ca Ngày Ca Ngày Ca Ngày Ca Ngày Ca Ngày Ca Ngày Ca Ngày 10 Ca Ngày MSSV 1411020408 Lớp:14DDC03 Nội dung hướng dẫn Nội dung thực Giao đề tài đồ án Thiết kế Trạm Biến Áp 220/110/22kV Hướng dẫn sơ đồ cấu trúc trạm biến áp Hoàn thành tổng quan trạm biến áp cân công suất phụ tải Tìm phương pháp tối ưu cho trạm biến áp Hướng dẫn tính tốn đồ thị phụ tải cho trạm biến áp Chọn sơ đồ cấu trúc trạm biến áp Tính tốn thông số phương pháp cho trạm biến áp Chọn số lượng thông số máy biến áp Chọn máy biến áp, tính tốn tổn thất điện Tính tốn cơng suất MBA,tính tốn tổn thất điện năng, chọn MBA Chọn máy biến áp, tính tốn Tính tốn cơng suất tổn thất điện MBA,tính tốn tổn thất điện năng, chọn MBA Chọn khí cụ phần dẫn điện, Chọn máy cắt, dao cách ly, tự dùng trạm biến áp dẫn, dây dẫn, sứ cách điện… Tính tốn ngắn mạch, tính tốn tổn thất điện Tính tốn dòng ngắn mạch, tính tốn ngắn mạch pha Tính tốn chọn đưa phương án hợp lý phù hợp Chọn phương án hợp lý mặt an toàn điện, phù hợp với kinh tế Tổng kết kiểm tra lại chỉnh sửa chương đề tài Tổng kết kiểm tra lại chương đề tài Ký tên Viện Kỹ thuật Hutech NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ĐOÀN THỊ BẰNG Họ tên sinh viên : NGUYỄN ANH TUẤN Lớp : 14DDC03 Tên đề tài: ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP ĐIỂM ĐÁNH GIÁ: XẾP LOẠI: TP.HCM, ngày 10 tháng 01 năm 2018 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ( Ký ghi rõ họ tên) Viện Kỹ thuật Hutech NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN : Họ tên sinh viên : NGUYỄN ANH TUẤN Lớp : 14DDC03 Tên đề tài: ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP ĐIỂM ĐÁNH GIÁ: XẾP LOẠI: TP.HCM, ngày 10 tháng 01 năm 2018 GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN (Ký ghi rõ họ tên) LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, cơng nghiệp điện lực đóng vai trò quan trọng công xây dựng phát triển kinh tế quốc dân Các yêu cầu sử dụng điện thiết kế điện ngày tăng Việc trang bị kiến thức nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt người, cung cấp điện cho thiết bị khu vực kinh tế, nông thôn, khu chế xuất, xí nghiệp cần thiết Điện đóng vai trò quan trọng sử dụng rộng rãi thiếu sống sản xuất Vì xây dựng nhà máy, khu vực kinh tế, khu công nghiệp,… vấn đề xây dựng hệ thống để cung cấp điện cho hộ tiêu thụ thiếu Để đảm bảo cho việc cung cấp điện tốt, đòi hỏi phải xây dựng hệ thống điện gồm khâu sản xuất, truyền tải, phân phối điện hoạt động thống với Trong đó, trạm biến áp có vai trò quan trọng nhất, muốn truyền tải điện xa giảm điện áp xuống thấp cho phù hợp với nơi tiêu thụ ta dùng biến áp kinh tế thuận tiện ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP Em thực gồm phần: Phần A: Tính tốn tìm hiểu thiết kế trạm biến áp Phần B: Thiết kế chống sét nối đất cho trạm biến áp Tuy hồn thành đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận góp ý thầy bạn để đề tài em hồn thiện Xin trân trọng cảm ơn! TP.Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2018 Sinh viên thực Nguyễn Anh Tuấn MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU PHẦN A: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRẠM CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TRẠM BIẾN ÁP .1 I II KHÁI NIỆM VỀ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN LOẠI III NHIỆM VỤ THIẾT KẾ IV TRÌNH TỰ THIẾT KẾ CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHỤ TẢI I KHÁI NIỆM II ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TỪNG CẤP ĐIỆN ÁP CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP 10 I GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ CẤU TRÚC 10 II SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP 11 III NHẬN XÉT 15 CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC 16 I KHÁI NIỆM 16 II KHẢ NĂNG QUÁ TẢI CỦA MÁY BIẾN ÁP .17 III PHƯƠNG ÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 19 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA 24 I KHÁI NIỆM 24 II CÔNG THỨC TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 24 III TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 25 CHƯƠNG 6: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP 34 I TỔNG QUÁT 34 II SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA PHƯƠNG ÁN .35 CHƯƠNG 7:TÍNH TỐN NGẮN MẠCH .36 I KHÁI NIỆM 36 II TRÌNH TỰ TÍNH TỐN NGẮN MẠCH .37 CHƯƠNG 8: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ PHẦN DẪN ĐIỆN 41 I CÁC VẤN ĐỀ CHUNG 41 II CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC 42 III IV TÍNH TỐN VÀ CHỌN CÁC LOẠI KHÍ CỤ 43 CHỌN MÁY BIẾN DÒNG VÀ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 49 CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ PHÀN TỰ DÙNG TRẠM BIẾN ÁP 57 I CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG .57 II TÍNH TỐN NGẮN MẠCH CHO CẤP ĐIỆN ÁP 0,4KV 59 III CHỌN CÁP NGẦM VÀ TỦ TỰ DÙNG 60 CHƯƠNG 10:TÍNH TỐN KINH TẾ-KĨ THUẬT 60 I KHÁI NIỆM 60 II TÍNH TỐN 62 III KẾT LUẬN 62 PHẦN B: THIẾT KẾ CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP CHƯƠNG I: BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM BIẾN ÁP I KHÁI NIỆM CHUNG 63 II PHẠM VI BẢO VỆ CỦA CỘT THU SÉT 64 III CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT KINH TẾ KHI DÙNG HỆ THỐNG CỘT THU SÉT ĐỂ BẢO VỆ SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM BIẾN ÁP 65 IV ÁP DỤNG TÍNH TỐN CHO TRẠM 68 CHƯƠNG II TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP I KHÁI NIỆM .77 II.TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 77 III.ÁP DỤNG TÍNH TỐN CHO TRẠM 79 IV NỐI ĐẤT AN TOÀN CHO CẤP 22KV .81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHẦN A: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ TRẠM CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP I GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện Nó có nhiệm vụ biến điện áp đến cấp thích hợp nhằm phục vụ cho việc truyền tải cung cấp điện đến phụ tải tiêu thụ Trạm biến áp tăng áp nâng điện áp lên cao để truyền tải xa, ngược lại trạm biến áp giảm điện áp xuống thấp thích hợp để cấp cho phụ tải tiêu thụ Chính lẽ trạm biến áp thực nhiệm vụ nâng điện áp lên cao truyền tải, trung tâm tiếp nhận điện (cũng trạm biến áp) có nhiệm vụ hạ mức điện áp xuống để phù hợp với nhu cầu II PHÂN LOẠI Trạm biến áp phân loại theo điện áp, quy mô cấu trúc xây dựng trạm Trạm phân phối điện gồm thiết bị như: dao cách ly, máy cắt, thành góp,… Theo điện áp có hai loại: - Trạm tăng áp: thường đặt nhà máy điện có nhiệm vụ nâng điện áp đầu cực máy phát lên cao để truyền tải xa - Trạm hạ áp: thường đặt trạm phân phối, nhận điện từ hệ thống truyền tải giảm điện áp xuống cấp thích hợp để cung cấp điện cho phụ tải tiêu thụ Theo mức độ quy mô trạm biến áp, người ta chia thành hai loại: - Trạm biến áp trung gian hay gọi trạm biến áp khu vực: thường có điện áp sơ cấp lớn, cung cấp điện cho khu vực phụ tải lớn vùng miền, tỉnh thành, khu công nghiệp lớn,… Điện áp phía sơ cấp thường 500; 220; 110KV, điện áp phía thứ cấp thường 110; 66; 35; 22; 15 KV - Trạm biến áp phân phối hay gọi trạm biến áp địa phương: nhận điện từ trạm biến áp trung gian (trạm biến áp kh u vực) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải xí nghiệp, khu dân cư,… qua đường dây phân phối Theo cấu trúc xây dựng có hai loại sau: - Trạm biến áp trời: Phù hợp với trạm khu vực trạm địa phương có cơng suất lớn - Trạm biến áp nhà: Phù hợp với trạm địa phương nhà máy có cơng suất nhỏ Các thiết bị trạm biến áp: - Máy biến áp (MBA): Là thiết bị truyền tải điện từ cấp điện áp đến cấp điện áp khác - Máy biến dòng: Dùng biến đổi dòng điện sơ cấp giá trị dòng điện thích hợp đầu thứ cấp Các loại: máy biến dòng kiểu vòng quấn, máy biến dòng kiểu bậc cấp, máy biến dòng thứ tự khơng, máy biến dòng kiểu bù, biến dòng kiểu lắp sẵn - Máy biến áp đo lường (BU): Dòng biến đổi điện áp cấp điện áp tương ứng với thiết bị đo lường, tự động,… Các loại biến áp đặc biệt: biến áp kiểu pha năm trụ, máy biến áp kiểu bậc cấp, máy biến áp kiểu phân chia điện dung - Dao cách ly(CL): khí cụ điện có nhiệm vụ tạo khoảng cách trông thấy để đảm bảo an toàn sửa chữa máy phát điện, máy biến áp, máy cắt điện, đường dây,… Đóng cắt khơng có dòng dòng nhỏ, điện áp khơng cao, sau máy cắt cắt mạch điện - Máy cắt(MC): Dùng để đóng cắt phần tử hệ thống điện máy phát, máy biến áp, đường dây… lúc bình thường gặp cố Các loại: máy cắt nhiều dầu, máy cắt dầu, máy cắt khơng khí, máy cắt khí, máy cắt sinh khí, máy cắt chân khống, máy cắt phụ tải - Chống sét van: Dùng để bảo vệ thiết b ị trạm khơng bị hư hại có song q điện áp khí vào từ đường dây tải điện - CP:Dùng để đóng cắt dòng điện vào trạm - Sứ đỡ: Có tác dụng nâng đỡ đường dây tải điện không Sứ đỡ chế tạo sứ chịu 25KV Nếu điện cao ghép nối nhiều sứ với D= a.a' 67,3.51,5   78,7m h 44 Vùng bốn cột thu sét bảo vệ thỏa điều kiện: D  8(h  hx ).P Vật cần bảo vệ cao cấp điện áp 220KV có độ cao h x =15.5m Do đó: h  78,7 D  15.5  25,3m ( Với p=1 h