Đồ án trạm biến áp thiết kế trạm biến áp 22011022kv

- Trạm biến áp không gian hay còn gọi là trạm biến áp khu vực: thường có điện áp sơ cấp lớn, cung cấp điện cho một khu vực phụ tải lớn ở các vùng miền, tỉnh thành, khu công nghiệp lớn…Đi

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

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22kV

Ngành: Kỹ Thuật Điện – Điện Tử

Chuyên ngành: Điện Công Nghiệp

Giảng viên hướng dẫn : T.S Đoàn Thị Bằng Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hoàng Vũ MSSV: 1411020361 Lớp : 14DDC03

TP Hồ Chí Minh, năm 2017

Viện Kỹ thuật Hutech

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ

THỰC HIỆN ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Sinh viên thực hiện đề tài

Họ tên : Nguyễn Hoàng Vũ MSSV : 1411020361 Lớp : Ngành : Chuyên ngành :

2 Tên đề tài: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV

Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV với các thông số sau:

- Có 2 đường dây, hệ số công suất cos  = 0,85

- Công suất: S max = 80 x 1,3 = 104 MVA

- Đồ thị phụ tải ở cấp 220kV như hình 1.1

2.2: Phụ tải ở 110kV:

- Có 4 đường dây, hệ số công suất cos  = 0,8

- Công suất: S max = 60 x 1,4 = 84 MVA)

- Đồ thị phụ tải ở cấp 110kV như hình 1.2

2.3: Phụ tải ở 22kV:

- Có 6 đường dây, hệ số công suất cos  = 0,85

- Công suất: S max = 40 x 1,3 = 52 (MVA)

- Đồ thị phụ tải ở cấp 22kV như hình 1.3

3 Nhiệm vụ thực hiện đề tài:

1 Cân bằng công suất phụ tải

2 Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp

3 Chọn máy biến áp điện lực

4 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

5 Sơ đồ nối điện

6 Tính toán ngắn mạch

7 Chọn khí cụ điện và các phần dẫn điện

8 Thiết kế phần tự dùng của máy biến áp

9 Tính toán kinh tế-kĩ thuật quyết định phương án thiết

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN

- Chương 5: Sơ đồ nối điện

4

Từ:23/10

Đến:29/10/17

- Chương 6: Tính toán ngắn mạch

5

Từ:30/10…

Đến:5/11/17

- Chương 7: Chọn khí cụ điện và phần dẫn điện

6

Từ:6/11…

Đến:12/11/17

- Chương 8: Thiết kế phần tự dùng của MBA

LỜI CẢM ƠN



Trong thời gian làm đồ án môn học , tôi đã nhận được nhiều sự giúp

đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, và bạn bè

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến T.S Đoàn Thị Bằng, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình làm đồ án môn học

Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một sinh viên, đồ án môn học này không thể tránh được những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô để tôi có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của mình, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này

Tôi xin chân thành cảm ơn!

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hướng dẫn : T.S Đoàn Thị Bằng

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Hoàng Vũ

Lớp : 14DDC03

MSSV : 1411020361

Tên đề tài : Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV

Điểm đánh giá : Xếp loại :

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017

Giáo viên hướng dẫn

(ký tên và ghi rõ họ tên)

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Giáo viên phản biện :

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Hoàng Vũ

Lớp : 14DDC03

MSSV : 1411020361

Tên đề tài : Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV

Điểm đánh giá : Xếp loại :

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017

Giáo viên phản biện

(ký tên và ghi rõ họ tên)

Mục Lục

PHẦN A:TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRẠM 1

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ TRAM BIẾN ÁP 1

CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHỤ TẢI 6

CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP 11

1 Phương án 1 12

2 Phương án 2: Dùng hai máy biến áp hai cuộn dây 220/110kV, và hai máy biến áp hai cuộn dây 110/22kV 13

3 Phương án 3 14

CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC 17

Bảng 4.1 19

2 Phương án 2: Dùng hai máy biến áp hai cuộn dây 220/110kV, và hai máy biến áp hai cuộn dây 110/22kV 20

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 25

CHƯƠNG 6: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP 35

6.2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP 36

6.2.1 Sơ đồ ở cấp 220kV 36

6.2.2 Sơ đồ ở cấp 110kV 36

6.2.3 Sơ đồ ở cấp 22kV 36

6.3 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP 36

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 38

II TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 3 PHA 39

1 Các đại lượng tính toán trong hệ đơn vị tương đối 39

2 Tính điện kháng trong hệ đơn vị tương đối 39

CHƯƠNG 8: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ PHẦN DẪN ĐIỆN 48

II CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ PHẦN DẪN ĐIỆN 49

1 Chọn máy cắt 49

2 Chọn dao cách ly 55

3 Chọn thanh góp- thanh dẫn 57

CHƯƠNG 9: THIÊT KẾ PHẦN TỰ DÙNG TRẠM BIẾN ÁP 69

CHƯƠNG 10: TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT 72

QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 72

PHẦN B: THIẾT KẾ CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 77

CHƯƠNG I: BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM BIẾN ÁP 77

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 91

PHẦN A:TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRẠM

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ TRAM BIẾN ÁP

I GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất trong hệ thống điện Nó có nhiệm vụ chính là biến điện áp đến một cấp thích hợp nhằm phục vụ cho việc truyền tải và cung cấp điện đến phụ tải tiêu thụ Trạm biến áp tăng áp nâng điện áp lên cao để truyền tải đi xa và ngược lại trạm biến áp hạ áp giảm điện áp xuống thấp thích hợp cấp cho phụ tải tiêu thụ Chính vì lẽ đó trạm biến áp thực hiện nhiệm vụ chính là nâng điện áp lên cao khi truyền tải Rồi những trung tâm tiếp nhận điện năng ( cũng là trạm biến áp) có nhiệm vụ hạ mức điện áp xuống để phù hợp với nhu cầu

II PHÂN LOẠI

Trạm biến áp được phân loại theo điện áp, quy mô và cấu trúc xây dượng của trạm Trạm phân phối điện chỉ gồm các thiết bị: Dao cách ly, máy cắt, thanh góp…

1 Theo điện áp có hai loại

- Trạm tăng áp: Thường đặt ở những nhà máy điện có nhiệm vụ nâng điện áp đầu cực máy phát lên cao để truyền đi xa

- Trạm hạ áp: Thường đặt ở những trạm phân phối nó nhận điện từ hệ thống truyền tải rồi giảm điện áp xuống cấp thích hợp để cung cấp điện cho phụ tải tiêu thụ

2 Theo mức độ quy mô của trạm biến áp, người ta chia làm hai loại

- Trạm biến áp không gian hay còn gọi là trạm biến áp khu vực: thường

có điện áp sơ cấp lớn, cung cấp điện cho một khu vực phụ tải lớn ở các vùng miền, tỉnh thành, khu công nghiệp lớn…Điện áp ở phía sơ cấp thường là 500, 220, 110kV Điện áp phía thứ cấp thường là 110, 66,35, 22, 15kV

- Trạm biến áp phân phối hay còn gọi là trạm biến áp địa phương: Nhận

điện từ các trạm biến áp trung gian ( trạm biến áp khu vực) để cung

cấp điện trực tiếp cho các phụ tải như xí nghiệp khu dân cư…qua các

đường dây phân phối

3 Theo cấu trúc xây dựng thì có hai loại

- Trạm biến áp ngoài trời: Phù hợp với các trạm khu vực và trạm địa phương có công suất lớn

- Trạm biến áp trong nhà: Phù hợp với trạm biến áp địa phương và cac

nhà máy có công suất nhỏ

4 Các thiết bị chính trong trạm biến áp

Máy biến áp (MBA) :là thiết bị truyền tải điện năng từ cấp điện áp cao

đến cao đến cấp điện áp khác

Máy biến áp dòng:

- Dùng biến đổi dòng điện sơ cấp về một giá trị dòng điện thích hợp ở

đầu ra thứ cấp

- Các loại biến dòng: Máy biến dòng loại một vòng quấn, máy biến

dòng kiểu bậc cấp, máy biến dòng thứ tự không, máy biến dòng kiểu

bù, máy biến dòng kiểu lắp sẵn

Máy biến dòng đo lường (BU)

- Dòng biến đổi điện áp về cấp điện áp tương ướng với thiết bị đo lường

tự động

- Các loại máy biến áp đặc biệt: Máy biến áp 3 pha năm trụ, máy biến

áp kiểu bậc cấp, máy biến áp kiều phân chia điện dung

Dao cách ly (CL):

- Là khí cụ điện có nhiệm vụ tạo một khoảng cách trông thấy được để

đảm bảo an toàn khi sữa chữa máy điện, máy biến áp, máy cắt điện,

đường dây… Đóng cắt khi không có dòng hoặc dòng nhỏ điện áp

không cao lắm, sau khi máy cắt đã cắt mạch điện

Máy cắt MC

- Dùng để đóng cắt một phần tử của hệ thống điện như máy phát, máy biến áp, đường dây…trong lúc bình thường cũng như sự cố

- Các loại máy cắt: Máy cắt nhiều đầu, máy cắt ít đầu, máy cắt không khí, máy cắt khí, máy cắt tự sinh khí, máy cắt chân không, máy cắt phụ tải

Chống sét van:

Dùng để bảo vệ các thiết bị trong trạm không bị hư hại khi có sóng điện áp khí quyển truyền vào đường dây tải điện

CB Dùng để đóng cắt dòng điện vào trạm

Sứ đỡ: Có tác dụng nâng đỡ đường dây tải điện trên không Sứ đỡ thường

để chế tạo mỗi sứ chịu được 25kV Nếu điện thế cao hơn thì ghép nối nhiều

sứ với nhau

III NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV với các thông số sau:

- Có 2 đường dây, hệ số công suất cos = 0,85

- Công suất: Smax = 80 x 1,3 = 104 ( MVA )

- Đồ thị phụ tải ở cấp 220kV như hình 1.1

2.2: Phụ tải ở 110kV:

- Có 4 đường dây, hệ số công suất cos = 0,8

- Công suất: Smax = 60 x 1,4 = 84 ( MVA )

- Đồ thị phụ tải ở cấp 110kV như hình 1.2

2.3: Phụ tải ở 22kV:

- Có 6 đường dây, hệ số công suất cos = 0,85

- Công suất: Smax = 40 x 1,3 = 52 ( MVA )

- Đồ thị phụ tải ở cấp 22kV như hình 1.3

IV TRÌNH TỰ THIẾT KẾ

-Cân bằng công suất phụ tải -Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp -Chọn máy biến áp điện lực -Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

- Sơ đồ nối điện -Tính toán ngắn mạch -Chọn khí cụ điện và các phần dẫn điện -Thiết kế phần tự dùng của máy biến áp -Tính toán kinh tế-kĩ thuật quyết định phương án thiết kế

-Thiết kế chống sét nối đất cho trạm

CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHỤ TẢI

I.KHÁI NIỆM

Cân bằng công suất là xem khả năng cung cấp và tiêu thụ điện có cân bằng hay không, Cân bằng công suất có vai trò quan trọng trong thiết kế cung cấp điện của trạm biến áp Biết rằng sự vận hành bình thường của hệ thống sẽ không được đảm bảo công suất của hệ thống đưa đến chỉ bằng phụ tải của nó Như vậy, việc cân bằng công suất cần thiết kế để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện lien tục và chất lượng điện năng

Phụ tải là một bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện, nó bieb61 đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác, để phục vụ cho sản xuất sinh hoạt, tùy theo tầm quan trọng của phụ tải đối với nền kinh tế mà phụ tải chia thành ba loại

II ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TỪNG CẤP ĐIỆN ÁP

1 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CẤP 220kV

Hình 2.1: Đồ thị phụ tải cấp 220kV

Sau khi tính ta được thông số cho cấp 220kV:

Thời gian Công suất phụ tải

Sau khi tính toán ta được thông số ch cấp 110kV

Thời gian Công suất phụ tải

Sau khi tính toán ta được thông số cho cấp 22k

Thời gian Công suất phụ tải

Bảng 2.3 4.ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA TRẠM

Đổ tổng hợp đổ thị phụ tải có thể dùng phương pháp thành lập bảng tổng hợp đồ thị phụ tải theo phương pháp thành lập bảng như sau

Bảng phân theo thời gian:

Từ…đến S220(MVA) S110(MVA) S22(MVA) Tự dùng(MVA) Tổng %

CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP

I.GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải và hệ thống Đối với trạm biến áp nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống đến trạm biến áp, có nhiệm vụ đảm bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đảm nhiệm Với các trạm biến áp tiêu thụ cũng có thể có máy phát dự phòng để cung cấp điện cho các phụ tải khi có sự cố trong hệ thống Trường hợp này các máy phát dự phòng được xem là nguồn

Do dó, hệ thống luôn được xem là thành phần quan trọng, cấu trúc của trạm biến áp phải luôn được giữ liên lạc chặt chẽ

Khi thiết kế trạm biến áp, chọn sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng quyết định đến toàn bộ thiết kế

Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc:

1 Có tính khả thi: tức là có thể chọn được tất cả các thiết bị chính như: máy biến áp, máy cắt… cũng có khả năng thi công, xây lắp và vận hành trạm

2 Đảm bảo tính liên tục chặt chẽ giữa các cấp điện áp, đặc biệt với hệ thống khi bình thường cũng như cưỡng bức (có một phần tử không làm việc)

3 Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai máy biến áp không cần thiết

4 Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt

5 Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không cần thay cấu trúc đã chọn Thường thiết kế một trạm biến áp có thể có nhiều phương án khác nhau, để chọn phương án ta cần cân nhắc các 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 năng tổng qua máy biến áp

II SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP

Trạm biến áp là một công trình nhận điện năng bằng một hay nhiều nguồn cung cấp với điện áp cao để phân phối cho các phụ tải ở các cấp điện

áp bằng hoặc bé hơn điện áp hệ thống Phần công suất được phân phối ở điện

áp bằng điện áp hệ thống thông qua máy biến áp hạ, phần còn lại qua máy biến áp có điện áp phù hợp với phụ tải

Phụ thuộc vào các cấp điện áp và công suất của phụ tải có thể sử dụng một trong hai phương án sau:

+ Qua máy biến áp giảm dần từ điện áp cao xuống

+ Dùng máy biến áp ba cuộn dây (hay máy biến từ ngẫu nếu U T  110kV)

Hình 3.1 Sơ đồ phương án thiết kế 1

Có những khuyết điểm:

- Khó chọn máy biến áp có công suất phù hợp

- -Công suất lớn kéo theo trọng lượng kích thước máy biến áp lớn có thể gây khó khăn khi vận chuyển và lắp đặt

- Do mạng cao áp và trung áp trực tiếp nối đất và có sự lien hệ về điện giữa cuộn cao và cuộn trung trong máy biến áp nên cần có chống sét van bố trí ở đầu vào ra máy biến áp

2 Phương án 2: Dùng hai máy biến áp hai cuộn dây 220/110kV,

và hai máy biến áp hai cuộn dây 110/22kV

Qua máy biến áp giảm dần từ điện áp cao xuống (U C U T U H), được sử dụng nhiều khi (S H S T)

Điện áp 22kV được lấy từ thanh góp 110kV qua 2 máy biến áp

-

Hình 3.2 Sơ đồ phương án thiết kế 2

Sơ đồ này được sử dụng khi phụ tải ở các cấp điện áp thấp bé hơn phụ tải ở điện áp cao hoặc khi không có máy biến áp 3 cuộn dây thích hợp

Phụ tải ở các cấp điện áp thấp phải bé hơn phụ tải ở các cấp điện áp cao

)

(S T S H

Máy biến áp cấp một (điện áp lớn nhất) phải tải công suất ở các cấp nối tiếp

do đó phải chọn công suất S lớn tổn hao có thể lớn

Xây dựng qua hai giai đoạn, giai đoạn đầu phụ tải ít xây dựng một cái trước sau đó phụ tải tăng thì ta xây dựng thêm một hay nhiều máy nữa Tuy vậy nó

có nhược điểm là máy biến áp cấp một phải tải cả công suất ở các cấp nối tiếp do đó phải chọn máy biến áp có công suất lớn nên tổn hao lớn

Qua các máy biến áp 2 cuộn dây cung cấp cho từng cấp điện áp thấp

3 Phương án 3

Dùng máy biến áp 2 cuộn dây 220/110kV, và hai máy biến áp hai cuộn dây 220/22kV để tải công suất từ điện áp cao sang trung và sang hạ

Hình 3.3 Sơ đồ phương án thiết kế 3

- Tăng số lượng máy biến áp dẫn đến chiếm nhiều diện tích Vốn đầu tư lớn, tổn thất điện năng lớn

- Tách máy biến áp thành hai phần riêng biệt phương án này sử dụng nhiều khi phụ tải U T và U H chênh lệch nhiều mà không thể dùng phương án 1 và

2 nói chung là phương án này có nhiều hạn chế nên ít được sử dụng

- Được sử dụng nhiều khi S H S T, nhưng khó tìm được máy biến áp hai cuộn dây có cùng công suất từ cao - trung, từ cao - hạ

4 Phương án 4: Sử dụng hai máy biến áp tự ngẫu ba cuộn dây để tải điện áp

cao sang trung và sử dụng máy biến áp hai cuộn dây để tải điện áp trung sang hạ

Hình 3.4

Ưu điểm:

- Độ tin cậy cao

- Đảm bảo cung cấp điện lien tục

- Sơ đồ cấu trúc rõ rang

- Tách máy biến áp thành hai phần riêng biệt

- Do đó ta chọn do đó ta chọn phương án 1,2 và 4 để tính toán về sau

CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC

I.KHÁI NIỆM

Máy biến áp là thiết bị quan trọng nhất và không thể thiếu trong trạm biến áp cũng như trong hệ thống điện Công dụng chính của máy biến áp là biến đổi điện năng thành các cấp khác, nhằm thực hiện những yêu cầu của trạm biến áp đó

Tuổi thọ và khả năng tải của máy biến áp phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ của máy biến áp Do đó, nếu chúng ta vận hành non tải hoặc quá tải nhiều dẫn đến tuổi thọ máy biến áp có thể kéo dài hoặc rút ngắn lại so với vận hành ở định mức Vì vậy, ta phải chọn lựa cho phù hợp và chú ý rằng nếu kéo dài tuổi thọ máy biến áp quá lâu đôi khi cũng là điều không tốt vì công nghệ sản xuất máy biến áp ngày càng phát triển Để tận dụng khả năng tải của máy biến áp có khoảng thời gian cho phép lớn hơn định mức gọi là quá tải máy biến áp:

K  với K qt - Hệ số quá tải

Khi chọn lựa máy biến áp phải đảm bảo các chế độ vận hành bình thường, quá tải, tính kinh tế và phải tính đến khả năng phát triển của phụ tải trong tương lai

Chọn lựa máy biến áp theo khả năng quá tải phải xét đến cả hai trường hợp sau:

- Quá tải bình thường hay quá tải một cách hệ thống

- Quá tải sự cố

II PHƯƠNG ÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Sử dụng một trong ba phương án sau:

- Từ đồ thị phụ tải của trạm ta có: Smax= 213.5 MVA

- Công suất của máy biến áp chọn theo điều kiện một máy biến áp nghỉ, máy còn lại với khả năng quá tải sự cố có khả năng cung cấp đủ Smax= 213.5 MVA

Kqtsc.Sđm > 213.5 MVA

- Máy biến áp đặt ngoài trời Kqtsc = 1.4; Sđm= 

4 1

5 213

152.5 MVA

- Từ bảng số liệu MBA tự ngẫu ba pha chọn được Sđm= 150 MVA

* Kiểm tra điều kiện quá tải của máy biến áp tự ngẫu ba pha S đm = 150 MVA:

- Vùng quá tải trên đồ thị phụ tải:

5 213

= 172.96 MVA Suy ra: K2đt=

15 1

) (

xS

t Si

2

) 5 213 9 0 (

6 717970

2 Phương án 2: Dùng hai máy biến áp hai cuộn dây 220/110kV,

và hai máy biến áp hai cuộn dây 110/22kV

Hình 4.3

*Chọn máy biến áp 220/110kV

Hình 4.4

- Tương tự phương án 1: Sđm > 152.5 MVA

- Ta không chọn máy biến áp hai cuộn dây có Sđm= 150 MVA ( vì thời gian quá tải lớn hơn 6 giờ)

- Vậy máy biến áp có Sđm= 250MVA > Smax= 213.5MVA, nên không cần kiểm tra qua tải của máy biến áp này

- Vậy ta chọn máy biến áp ba pha hai cuộn dây có Sđm= 250 MVA, mã hiệu ONAF

5 44

Từ bảng số liệu máy biến áp tự ngẫu ba pha chọn được Sđm= 30 MVA

* Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố cho máy biến áp S đm = 30 MVA này:

- Vùng quá tải trên đồ thị phụ tải:

5 44 1.483

= 41.21 MVA Suy ra: K2đt=

1

37 1

0.92 < 0.93 nên: K2=0.93xKmax= 0.93x1.483= 1.379

- Và xác định lại T2 theo biểu thức: T2= 2

max

2

) 9 0 (

) (

xS

t Si

2

) 5 44 93 0 (

84 23780

3 Phương án 4: Dùng hai máy biến áp tự ngẫu 220/110kV và hai máy biến

áp ba pha hai cuộn dây 110/22kV

Hình 4.6

* Chọn hai máy biến áp tự ngẫu 220/110kV

- Tương tự phương án 1: Sđm>152.5 MVA

- Ta không chọn máy biến áp tự ngẫu có Sđm=150MVA ( Vì thời gian quá tải lớn hơn 6 giờ)

- Vậy máy biến áp tự ngẫu có Sđm=250MVA thỏa mãn các điều kiện quá sự

Hình 4.8

- Tương tự phương án 2: Sđm >30.78MVA

- Ta không chọn máy biến áp ba pha hai cuộn dây có Sđm =30MVA.( Vì thời gian quá tải lớn hơn 6 giờ)

- Vậy máy biến áp ba pha hai cuộn dây có Sđm =60MVA thỏa mản các điều kiện quá tải sự cố

- Do máy biến áp hai cuộn dây có Sđm =60MVA > Smax =44.5MVA Nên không cần kiểm tra quá tải sự cố cho máy biến áp này

- Các thông số của máy biến áp ba pha hai cuộn dây 60MVA giống phương án 2 nên ta không nhắc lại

Tổng kết sơ bộ chọn máy biến áp:

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

TRONG MÁY BIẾN ÁP

I KHÁI NIỆM

Khi truyền tải điện năng từ trạm biến áp đến nơi tiêu thụ, ta cần dùng dây dẫn và máy biến áp, nên một phần điện năng bị tiêu hao do đốt qnong1 dây dẫn, do tạo ra các trường điện từ và các hiệu ứng khác Khi có dòng điện chây qua dây dẫn và máy biến áp vì chúng có điện trở và điện kháng nên bao giờ cũng có tổn thất nhất định về công suất tác dụng thuộc P và công suất phản kháng Q Số năng lượng điện năng mất mát đó biến thành năng lượng nhiệt làm nóng dây dẫn và máy biến áp cuối cùng tỏ ra không khí, không mang lại hiệu quả cao Cho nên ta cần tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp để so sánh nhưng phương án kinh tế hơn

II CÁCH TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC LOẠI MÁY BIẾN ÁP

1 Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn dây

- Khi không có đồ thị phụ tải :



1

2 0

đm N

S

S P n T

S

P n T P

n

A . 0. 1 . 12 . 2.

Trong đó: P N , P 0 - Tổn hao ngắn mạch và tổn hao không tải

đm

S - Công suất định mức máy biến áp

Si - Công suất của n máy biến áp ứng với thời gian ti

n - Số máy biến áp vận hành song song

0

P

 - tổn hao không tải

 : thời gian tổn thất công suất cực đại phụ thuộc vào thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax và cos

2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu

* Hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu:

P P

P P

P P

P P

* Tổn thất điện năng cấp điện áp 220/110/22kV:

- Khi có đồ thị phụ tải hình bậc thang, n máy làm việc song song

iT NT đm

iC

S

S P S

S P S

S P n

2 2

2 0

S : Công suất định mức máy biến áp

Si : Công suất của n máy biến áp ứng với thời gian ti

Sic , Sit , Sih : Công suất cuộn cao, trung, hạ ứng với thời gian ti

- Khi không có đồ thị phụ tải:

đmB

iT NT C

đmB

iC NC nam

S

S P S

S P S

S P n

t P n

2 2

2 2

2 0

III TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP

- Dùng hai máy biến áp tự ngẫu 220/110/22kV

- Từ các thông số của máy biến áp tự ngẫu 250MVA Bảng 4.1 ta tính được

hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu

P P

5 0

390 5

0

430 520

* 5

P P

5 0

430 5

0

390 520

* 5

0

390 5

0

430

* 5

- Dựa vào đồ thị phụ tải cuộn trung 110kV:

iT

iT t

S2 .

 =40.52x2 + 56.72x4+ 64.82x2 + 812x4 + 72.92x2 + 812x4 + 64.82x2 + 56.72x2 + 40.52x2= 105763

-Dựa vào đồ thị phụ tải cuộn cao 220kV:

-Tổn hao điện năng trong một ngày đêm của máy biến áp được tính:

2 2

iH NH đmB

iT NT đmB

iC NC

S

S P S

S P S

S P n

t P

n

A

=2 x 145 x 24 2

250 2

1

x (248585 + 105763 + 28441)= 21313.69 kW.h -Tổn thất điện năng trong một năm của hai biến áp tự ngẫu:

A ngaydem   

-Điện năng cung cấp trong 1 năm:

49 7779

0.0065%

1.2 Tổn thất điện năng trong hai máy biến áp tự dùng

- Là hai máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây có công suất Sđm= 0.4 MVA

- Tổn thất điện năng trong một ngày đêm được tính theo công thức:

i i đm

N

S n

P t P n

2 0

=2x1.2x24+ 0 4 24

4 0 2

5

114 45

= 1.514%

1.3 Tổn hao điện năng trong phương án 1

- Tổng tổn hao điện năng trong một ngày đêm:

2

1 ngaydem ngaydem

60 7824

0.00067%

Bảng tổng kết tổn thất phương án 1

% 100

A A

2 Tính tổn thất điện năng trong MBA ở phương án 2

2.1 Tồn thất điện năng trong 2 MBA cấp 220/110kV

- Hai máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây, mỗi máy có công suất 250MVA

- Dựa vào đồ thị cuộn trung 110kV:

-Tổn thất điện năng trong 1 ngày đêm:

i i đm

N

S n

P t P n

2 0

=2 x 68 x 24 + 105763 

250 2

- Điện năng cung cấp trong 1 năm:

0.279%

2.2 Tổn thất điện năng trong 2 máy biến áp cấp 110/22kV:

- Là 2 MBA 3 pha 2 cuộn dây có công suất 60MVA

- Dựa vào đồ thị cuộn hạ 22kV:

-Tổn thất điện năng trong 1 ngày đêm:

i i đm

N

S n

P t P n

2 0

=2 x 21 x 24 + 28441 

60 2

180

2

x 1719.02 Kw.h

- Tổn hao điện năng trong 1 năm:



A nam2 A ngaydem2.365= 1719.02 x 365= 627.44 Mw.h

- Điện năng cung cấp trong một ngày đêm:

Angaydem2=P i t i= 18.7x2 + 22.4x4 + 29.9x2 + 33.7x4 + 37.4x4 + 33.7x4 + 26.2x2 + 18.7x2 = 695.8 Mw.h

- Điện năng cung cấp trong 1 năm:

0.247%

2.3 Tổn thất điện năng trong hai máy biến áp tự dùng

- Là hai máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây có công suất Sđm= 0.4 MVA

- Tổn thất điện năng trong một ngày đêm được tính theo công thức:

i i đm

N

S n

P t P n

2 0

=2x1.2x24+ 0 4 24

4 0 2

5

114 45

= 1.514%

2.4 Tổng tổn hao điện năng của phương án 2

- Tổng tổn hao điện năng trong một ngày đêm:

2

1 ngaydem ngaydem



 + A ngaydem3= 3593.98+1719.02+123.6= 5436.6 (Kw.h)

- Tổng tổn hao điện năng trong một năm:





 A nam A nam1 A nam2+A nam3= 1311.80+627.44+45.114=1984.354 Mw.h

- Tổng điện ngăng cung cap61q trong một năm:

A= A nam1A nam2+A nam3 =468718+253967+2978.4=725663.4Mw.h

- Tỷ số điện năng tổn thất so với điện năng cung cấp:

354 1984

0.2734%