Đồ án Hệ thống điện Trịnh quang huy

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng LỜI MỞ ĐẦU Ngày nước ta cơng cơng nhiệp hóa đại hóa đât nước ngành cơng nghiệp điện lực đóng vai trò quan trọng cơng xây dựng phát triển kinh tế quốc dân Các yêu cầu sử dụng điện thiết bị điện ngày tăng Cùng với phát triển nhanh chóng xã hội ngày kèm theo lượng điện sử dụng ngày tăng, đòi hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện để đủ cung cấp điện cho phụ tải Vậy nên việc tìm hiểu, nghiên cứu tính tốn thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp điều quan trọng cần thiết Trong trình học tập nghiên cứu trường em nhà trường khoa hệ thống điện giao cho nhiêm vụ thiết kế đồ án môn học “ Thiết kế phần điện nhà máy điện” Trong q trình hồn thành đồ án mơn học em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới cô T.S Nguyễn Nhất Tùng thầy giáo trường Đại học Điện lực nói chung thầy cô giáo khoa hệ thống điện nói riêng tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án trình hồn thành đồ án em khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong thầy bảo thêm để em hiểu sâu mơn học để em có tảng vững để bước vào thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 24 tháng 10 năm 2014 Sinh viên Trịnh Quang Huy Sinh viên: Trịnh Quang Huy Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Trịnh Quang Huy Lớp : Đ5H4 Ngành : Hệ Thống Điện TÊN ĐỀ TÀI: PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN I Các số liệu ban đầu Thiết kế phần điện cho nhà máy thủy điện gồm 04 tổ máy, công suất tổ máy Pđm = 120 MW (Smax khô =0,8Smax mưa ) Hệ số tự dùng αTD = 0,7%, cos = 0,85 Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải hạ áp, trung áp, cao áp phát hệ thống : Phụ tải địa phương 11 kV Pmax = 16 MW, cos = 0,84 Gồm lộ kép công suất lộ MW, dài km; đơn công suất lộ MW, dài km Biến thiên phụ tải ghi bảng Tại địa phương dùng máy cắt hợp có dòng điện định mức Icắt 21 kA tcắt = 0,7s cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ 70 mm²; Phụ tải cấp điện áp trung UT (110 kV) Pmax= 180MW; cosφ = 0,86 Gồm kép x 60 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Phụ tải cấp điện áp cao UC (220 kV) Pmax= 140 MW; cosφ = 0,86 Gồm kép x 70 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Nhà máy liên lạc với hệ thống điện đường dây kép 220 kV dài 12 km Hệ thống có cơng suất (khơng kể nhà máy thiết kế) : SđmHT= 5000 MVA, điện kháng ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống : X*HT= 0,83, cơng suất dự phòng hệ thống : SdtHT = 150 MVA Cơng suất tồn nhà máy : ghi bảng Sinh viên: Trịnh Quang Huy Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp toàn nhà máy 0 5 8 11 11 14 14 17 17 20 20 22 22 24 t(h) P ĐP(t) 70 85 80 85 85 100 90 70 P UT(t) 70 80 90 100 80 90 80 70 P UC(t) 90 90 90 80 80 90 100 90 Phần 2: Thiết kế trạm biến áp treo 22/0,4kV Spt=400(kVA) H.S làm luận văn G.V hƣớng dẫn Trịnh Quang Huy TS.Nguyễn Nhất Tùng Sinh viên: Trịnh Quang Huy Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN CHƢƠNG I: TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 1.2.1 Tính tốn phụ tải cấp điện áp phát UF 1.2.3 Tính toán phụ tải cấp điện áp cao (220 kV) 1.2.4 Tính tốn cơng suất phát nhà máy điện 1.2.5 Tính tốn cơng suất tự dùng nhà máy 1.2.6 Công suất phát hệ thống 1.2 CHỌN PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY 1.3.1 Phương án 1: 1.3.2 Phương án 10 1.3.3 Phương án 11 1.3.4 Phương án 12 1.3 Kết luận .12 CHƢƠNG 2: TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 13 A Phƣơng án .13 2.1.A Phân phối cơng suất cho máy biến áp lúc bình thường 13 2.2.A Chọn máy biến áp 14 2.3.A Kiểm tra điều kiện tải 15 2.4.A Tính tổn thất điện máy biến áp .18 B Phƣơng án .21 2.1.B Phân phối cơng suất lúc bình thường 21 2.2.B Chọn máy biến áp 22 2.3.B Kiểm tra điều kiện tải 22 2.4.B Tính tổn thất điện máy biến áp 26 CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN KINH TẾ -KĨ THUẬT VÀ CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU .29 3.1 Phƣơng án 29 Sinh viên: Trịnh Quang Huy Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng 3.1.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 29 3.1.1 Tính toán kinh tế-kĩ thuật 29 3.2 Phƣơng án 31 3.2.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 31 3.2.1 Tính toán kinh tế-kĩ thuật 31 3.3 Lựa chọn phƣơng án tối ƣu 32 CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 34 4.1 Chọn điểm ngắn mạch 34 4.2 Lập sơ đồ thay 35 4.3 Tính dòng ngắn mạch theo điểm 37 4.3.1 Ngắn mạch N1 38 4.3.2 Ngắn mạch N2 .40 4.3.3 Ngắn mạch N3 .43 4.3.4 Ngắn mạch N3’ 46 4.3.5 Ngắn mạch N4 46 4.4 Kết luận 47 CHƢƠNG 5: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 48 5.1 Tính tốn dòng cƣỡng cấp điện áp 48 5.1.1 Các mạch phía 220 kV .48 5.1.2 Các mạch phía 110 kV .49 5.1.3 Các mạch máy phát 50 5.2 Chọn máy cắt dao cách ly 50 5.2.1 Chọn máy cắt 50 5.2.2 Chọn dao cách ly 52 5.3 Chọn dẫn cứng đầu cực máy phát .52 5.3.1 Chọn loại tiết diện 53 5.3.2 Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch .54 5.3.3 Kiểm tra ổn định động ngắn mạch .54 5.3.4 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng .56 5.3.5 Chọn sứ đỡ dẫn cứng 57 5.4 Chọn góp mềm .58 5.4.1 Chọn tiết diện dẫn, góp mềm 58 5.4.2 Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch .59 5.4.3 Kiểm tra điều kiện vầng quang 63 5.5 Chọn cáp chọn kháng điện đƣờng dây 64 5.5.1 Chọn cáp .64 5.5.2 Chọn kháng điện đường dây .66 Sinh viên: Trịnh Quang Huy Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng 5.6 Chọn máy biến áp đo lƣờng 71 5.6.1 Chọn máy biến dòng(BI) 71 5.6.2 Chọn máy biến điện áp (BU) 75 5.7 Chống sét van 78 CHƢƠNG VI: TÍNH TỐN TỰ DÙNG 80 6.1 CHỌN SƠ ĐỒ TỰ DÙNG 80 6.2 CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CHO TỰ DÙNG 80 6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng riêng 80 6.2.2 Chọn máy biến áp tự dùng chung 81 6.2.3 Chọn máy cắt khí cụ điện .82 PHẦN 2: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO 22/0,4kV Spt=400(kVA) 85 CHƢƠNG 8: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO TRẠM 86 8.1 Chọn máy biến áp 86 8.2 Sơ đồ nối điện cho trạm biến áp .86 CHƢƠNG 9: CHỌN CÁC THIẾT BỊ, KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP VÀ HẠ ÁP .88 9.1 Lựa chọn thiết bị điện cao áp 88 9.2 Lựa chọn thiết bị điện hạ áp 91 CHƢƠNG 10: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ .97 10.1 Tính tốn ngắn mạch 97 10.2 Tính tốn ngắn mạch phía cao áp 22kV 98 10.3 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp 0,4kV 98 10.4 Kiểm tra thiết bị chọn 100 10.4.1 Kiểm tra cầu dao phụ tải NPS 24 B1/A1_A4 - 24kV : 100 10.4.2 Kiểm tra cầu chì tự rơi 3GD1-403-4B- 24kV : .100 10.4.3 Kiểm tra sứ đỡ cao áp 0WH-35-2000: 100 10.4.4 Kiểm tra hạ áp : 100 10.4.5 Kiểm tra Aptomat tổng EA603-G-3P/600A: 101 10.4.6 Kiểm tra Aptomat nhánh SA403-H-3P/250A: 101 CHƢƠNG 11: TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP .102 11.1 Điện trở nối đất .102 11.2 Điện trở nối đất cọc 102 11.3 Điện trở nối đất hệ thống cọc 103 KẾT LUẬN CHUNG 104 Sinh viên: Trịnh Quang Huy Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1.1: Thông số máy phát điện .2 Bảng 1.1.2 Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát Bảng 1.1.3:Công suất phụ tải cấp điện áp trung Bảng 1.1.4.Công suất phụ tải cấp điện áp cao Bảng 1.1.5 Công suất phụ tải toàn nhà máy Bảng 1.1.6.Cân cơng suất tồn nhà máy .6 Bảng 1.1.7.Bảng tổng kết công suất max, nhà máy Bảng 2.1.A Bảng phân phối cơng suất cho phía MBA liên lạc 14 Bảng 2.2.A Thông số máy biến áp B1 B4 14 Bảng 2.3.A Thông số máy biến áp tự ngẫu B2 B3 15 Bảng 2.1.B Bảng phân phối công suất cho phía MBA liên lạc 22 Bảng 2.2.B Thông số máy biến áp B3 B4 22 Bảng 2.3.B Thông số máy biến áp tự ngẫu B1 B2 22 Bảng 2.4.B Bảng phân phối cơng suất cho phía MBA liên lạc .27 ảng 3.1: Tổng kết hai phương án 33 Bảng 4.1: Kết tính tốn ngắn mạch 47 Bảng 1: Bảng tổng kết dòng điện cưỡng cấp điện áp 50 Bảng 2: Thông số máy cắt 51 Bảng 3: Thông số dao cách ly 52 Bảng 4: Thông số dẫn cứng đầu cực máy phát 54 Bảng 5: Thông số sứ đỡ 57 Bảng 5.6 Bảng thơng số dây dẫn góp mềm cấp điện áp 220 kV 110 kV 58 Bảng 7: Phân bố cơng suất qua kháng tình 69 Bảng 8: Thông số máy cắt cho cáp 71 Bảng 9: Thông số máy biến dòng cấp điện áp máy phát 11 kV 72 Bảng 10: Thông số dụng cụ phụ tải BI 73 Bảng 5.11: Thông số BI cấp 110KV 220KV .74 Bảng 5.12: Thông số BU cấp điện áp 11 kV 75 Bảng 14: Thông số BU cấp điện áp 110kV 220kV 77 Bảng 5.15: Thông số chống sét van góp .78 Bảng 5.16: Thông số chống sét van trung tính MBA cuộn dây 79 Bảng 6.1 Thông số MBA tự dùng riêng .81 Bảng 6.2 Thông số MBA tự dùng chung .81 Sinh viên: Trịnh Quang Huy Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng Bảng 6.3 Thông số máy cắt tự dùng .82 Bảng 6.4 Thông số dao cách ly chọn 82 Bảng 6.5 Thông số aptomat chọn 83 Bảng 9.1 Thông số kỹ thuật MBA 86 Bảng 9.1 Thông số kỹ thuật cầu dao phụ tải 89 Bảng 9.2 Thông số cầu chì tự rơi 89 Bảng 9.3 Thông số sứ cao áp 90 Bảng 9.5 Thông số cáp hạ áp 92 Bảng 9.6 Thông số Aptomat tổng 92 Bảng 9.7 Thông số Aptomat nhánh .92 Bảng 9.8 Thông số hạ áp 93 Bảng 9.9 Thơng số máy biến dòng 93 Bảng 9.10 Thông số sứ đỡ .93 Bảng 9.11 Thông số thiết bị đo đếm điện 94 Sinh viên: Trịnh Quang Huy Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1.1 Đồ thị cơng suất phụ tải cấp máy phát Hình 1.1.2: Đồ thị phụ tải trung áp Hình 1.1.3 : Đồ thị phụ tải cao áp Hình 1.1.4: Đồ thị cơng suất phụ tải tồn nhà máy Hình 1.1.5: Đồ thị tồn nhà máy mùa khơ mùa mưa Hình 2.1.A : Sơ đồ nối dây phương án .13 Hình 2.2.A Sơ đồ phân bố công suất phương án cố hỏng MF-MBA B4 16 Hình 2.3.A Sơ đồ phân bố công suất cố hỏng MBATN B2 phụ tải trung max .17 Hình 2.1 Sơ đồ nối dây phương án 21 Hình 2.2 Sơ đồ phân bố công suất phương án cố hỏng MF-MBA B4 23 Hình 2.3 Sơ đồ phân bố công suất cố hỏng MBATN B2 phụ tải trung max .25 Hình 2.4 Sơ đồ phân bố công suất cố hỏng MBATN B2 phụ tải trung .26 Hình 4.1 Sơ đồ điểm ngắn mạch 35 Hình 1: Sơ đồ thiết bị phân phối 48 Hình 5.2 Thanh dẫn cứng 54 Hình 5.3 Sứ đỡ dẫn cứng .57 Hình 5.2: Sơ đồ chọn kháng điện cho phụ tải địa phương 67 Hình 3: Sơ đồ cấp điện cho phụ tải địa phương kháng kép 69 Hình 4: Sơ đồ nối dụng cụ đo vào biến điện áp vào biến dòng điện mạch máy phát .73 Hình 6.1 Sơ đồ nối điện tự dùng 80 Hình 8.1 Sơ đồ nối điện trạm biến áp treo 22/0,4kV 87 Hình 9.1 Mơ hình dao cách ly .88 Hình 9.2 Mơ hình cầu chì tự rơi 89 Hình 9.3 Mơ hình sứ cao 90 Hình 9.4 Mơ hình chống sét van 90 Hình 9.5 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp treo 400 kVA-20/0,4kV 96 Hình 11.1 Sơ đồ hệ thống nối đất 103 Sinh viên: Trịnh Quang Huy Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng  Chọn sứ cao - Hình 9.3 Mơ hình sứ cao Công dụng: Cách điện dây dẫn với tầng xà Điều kiện chọn sứ cao áp: UdmS  Udmmang = 22kV Kiểm tra ổn định động: F’tt ≤ Fcp= 0,6.Fph Ta chọn sứ cao áp Liên Xô chế tạo có thơng số sau : Bảng 9.3 Thơng số sứ cao áp Kiểu Udm (kV) F (kg) Upđ khô (kV) Upđướt (kV) Trọng lượng (kg) 0WH-35-2000 35 2000 120 80 44,6  Chọn chống sét van(CSV) - Hình 9.4 Mơ hình chống sét van Cơng dụng: Để bảo vệ chống sét lan truyền từ đường dây vào TBA Điều kiện: UdmCSV  Udmmang = 22kV Chọn chống sét van SIEMENS chế tạo có thơng số kỹ thuật cho bảng sau: Bảng 9.5 Thông số chống sét van Loại Vật liệu Uđm(kV) Dòng điện định mức (kA) Vật liệu vỏ 3EG4 Cacbua Silic 24 Sứ Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page 90 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng  Chọn dẫn đồng hình tròn xuống MBA Chọn tiết diện dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: 0,866.Icp  Ilvcb = 14,695(A) Ở ta chọn dẫn đồng đặc tiết diện tròn với đường kính 7(mm); Icp = 195(A) có sơn để phân biệt pha 9.2 Lựa chọn thiết bị điện hạ áp Các thiết bị hạ áp đặt ngăn hạ áp Ngăn hạ áp thực chất tủ phân phối có đầy đủ thiết bị đóng cắt đo đếm điện năng, làm nhiệm vụ phân phối điện cho phụ tải Dòng điện định mức phía hạ áp là: Ilvmax = SdmB 400   577,35(A) 3.Udm 3.0, Dòng cưỡng phía hạ áp: k S qt dmB 1, 4.400 I    808, 29  A  cb 3.U 3.0, dmH Khi chọn thiết bị điện hạ áp ta dựa vào điều kiện sau: Udm ≥ Udmmang = 0,4 (kV) Idmtb ≥ Ilvmax = 577,35 (A)  Chọn cáp từ MBA sang tủ phân phối: Do chiều dài cáp ngắn, nên ta chọn cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép Ta có điều kiện: k1.k 2.Icp  Ilvmax  577,35(A) Với : k1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt k  65  35  0,866 65  25 k2 – hệ số hiệu chỉnh số cáp đặt song song Cáp đơn k2 = I I 577,35  lv max   666,68  A  cp k k 0,866.1 Chọn cáp đồng hạ áp lõi cách điện PVC, hãng LENS chế tạo có thơng số sau: Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page 91 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng Bảng 9.5 Thông số cáp hạ áp ICP(A) F(mm ) r0 (/km) (3x300)+(1x150) Trong nhà Ngoài trời 565 693 0,114/0,220  Chọn aptomat tổng - Điều kiện chọn aptomat tổng: U  0,  kV  + Điều kiện điện áp: U dmA luoi + Điều kiện dòng điện: I dmA I  577,35(A) ; ICđmA  IN lv max Bảng 9.6 Thông số Aptomat tổng Udm IđmA (V) (A) 600 600 Loại EA603-G Số cực (kA) Kích thước IN 25 rộng sâu 210 130 cao 275  Chọn aptomat nhánh Giả thiết từ cao áp có ba lộ cung cấp cho phụ tải ta coi công suất lộ nên aptomat nhánh chọn theo điều kiện sau: UđmA  Uđm mạng = 0,4kV IđmA  Ilvmax = 577,35/3 = 192,45 (A) ICđmA  IN Vậy chọn Aptomat nhánh Nhật chế tạo có thơng số sau: Bảng 9.7 Thơng số Aptomat nhánh Udm IđmA (V) (A) 600 250 Loại SA403-H Số cực (kA) Kích thước IN 25 cao 257 rộng sâu 185 103  Chọn hạ áp Chọn tiết diện dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page 92 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng Icp  Icb = 808,29 (A) Chọn đồng tiết diện chữ nhật có sơn màu để phân biệt pha, thơng số cho bảng sau: Bảng 9.8 Thông số hạ áp Kích thước F (mm) (mm2) 50  250 ICP M(kg/m) (A) 2,225 860  Chọn máy biến dòng BI Máy biến dòng điện chọn theo điều kiện sau : Điện áp định mức : UdmBI  Udmmạng = 0,4 (kV) Dòng điện định mức sơ cấp : IdmBI  Icb= 808,29(A) Cấp xác BI chọn phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo Chọn máy biến dòng cơng ty thiết bị đo điện chế tạo, có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 9.9 Thơng số máy biến dòng Loại BD19 Uđm Iđm (kV) 0,5 (A) Số Cuộn dây thứ cấp Dung lượng (VA) Cấp xác 1000 15 0,5  Chọn sứ đỡ Ta chọn sứ o-1-1250YT3 Liên Xơ chế tạo có thơng số sau: Bảng 9.10 Thông số sứ đỡ Loại sứ o-1-1250YT3 Uđm UPđ khô (kV) (kV) Sinh viên: Trịnh Quang Huy 11 Phụ tải phá hoại Chiều cao (kg) (mm) 250 62 Page 93 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng  Chọn thiết bị đo đếm điện Bảng 9.11 Thông số thiết bị đo đếm điện Công suất tiêu thụ (VA) Tên đồng hồ Đơn vị Loại Cấp xác Ampe - mét A  378 1,5 Vơn - mét V 378 1,5 Công tơ tác dụng Wh MV3E4 1,5 0,5 VAh MV3E4 R 1,5 0,5 Cơng tơ phản kháng Cuộn điện áp Cuộn dòng điện 0,1 Để đảm bảo độ bền học, ta chọn dây dẫn nối từ biến dòng đến dụng cụ đo dây dẫn đồng sợi bọc nhựa PVC tiết diện 2,5mm2 trở lên vỏ bọc có màu tương ứng với màu quy ước pha  Chọn cáp đầu nhánh Cáp chọn theo điều kiện sau : - Dòng làm việc lâu dài cho phép : Ilvmax = 577,35/3 =192,45 (A) k1.k2.Icp  Với : k1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt k  65  45  0,71 65  25 k2 – hệ số hiệu chỉnh số cáp đặt song song ( n=3) lấy k2 = 0,9  I cp  I lv max 192, 45   301,173  A  3.K1.K 0, 71.0,9 Chọn cáp đồng hạ áp lõi + trung tính cách điện PVC, hãng LENS chế tạo có thơng số sau: Bảng 10.12 Thơng số cáp hạ áp ICP(A) F(mm ) ( x150)+(1x 70) Sinh viên: Trịnh Quang Huy r0 (/km) 0,206/0,443 Trong nhà Ngoài trời 300 304 Page 94 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ  GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng Chọn tủ phân phối hạ áp Sử dụng loại tủ sơn tĩnh điện : Tủ gồm hai ngăn lắp cột cạnh máy biến áp Trong lắp đặt hệ thống đếm điện - Ngăn đếm: Gồm TI 600/5A, đồng hồ công tơ tác dụng pha 380/2205A công tơ phản kháng pha 380/220 V -5A - Ngăn phân phối đo lường bảo vệ gồm có : TI- 600/5A, Ampemet 0 600 A, vôn mét 0450 ,lắp 01 Aptômát tổng 600A 03 Aptômát nhánh 200A Nhật Chọn tủ phân phối 0,4kV có kích thước cao 1,2m - rộng 0,8m – dày 0,6m ( Lưu ý : Hai bên mặt trước thành tủ nên bố trí khe thơng gió để làm mát ) Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page 95 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng Hình 9.5 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp treo 400 kVA-20/0,4kV Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page 96 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng CHƢƠNG 10: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 10.1 Tính tốn ngắn mạch Tính tốn ngắn mạch để xác định trị số dòng điện ngắn mạch nhằm kiểm tra thiết bị chọn Vì yêu cầu tính dòng ngắn mạch để kiểm tra khí cụ điện chọn nên ta chọn điểm ngắn mạch hình vẽ CDPT CCTR N1 MBA AT N2 AN N3 Hình 10.1 Vị trí điểm ngắn mạch Chọn điểm ngắn mạch: Để kiểm tra thiết bị phía cao áp ta chọn điểm ngắn mạch N1 Để kiểm tra thiết bị điện phía hạ áp 0,4kV ta chọn điểm ngắn mạch : N2 – Kiểm tra cáp hạ lộ tổng áptômát tổng N3 – Kiểm tra áptômát nhánh cáp lộ phụ tải Giả thiết ngắn mạch xảy dạng ngắn mạch pha đối xứng coi nguồn có cơng suất vơ lớn Vì trạm biến áp coi xa nguồn, nên tính tốn ngắn mạch ta xem: IN = I " = I Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page 97 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng Điện kháng hệ thống tính gần qua công suất ngắn mạch máy cắt đầu nguồn: SN = 300 MVA Đường dây 22kV không cấp điện cho trạm biến áp sử dụng dây dẫn loại AC-120 có chiều dài 10km Dây AC-120 có r0 = 0,25 (Ω/km) ; x0 = 0,377 (Ω/km) Điện trở đường dây : RD = ro.l = 0,25.10 = 2,5  Điện kháng đường dây : XD = xo.l = 0,377.10 = 3,77  10.2 Tính tốn ngắn mạch phía cao áp 22kV Sơ đồ thay tính ngắn mạch điểm N1 : XHT ZD N1 Ta có : Utb = 1,05Uđm = 23,1kV Điện kháng hệ thống là: X HT U 2tb 23,12    1,778 () SN 300 Tổng trở đường dây 22kV cấp điện cho TBA: ZD = 2,5 + j 3,77 Vậy tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N1 là: Z1  R 21  X21  2,52  (1,778  3,77)  6,085( ) Dòng ngắn mạch điểm N1là : I N1  Dòng điện xung kích là: ixk1 = 1,8 U tb 23,1   2,192 (kA) 3.Z1 3.6,085 IN1 = 1,8 2,192 = 5,579 (kA) 10.3 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp 0,4kV Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp, ta coi MBA hạ áp nguồn (vì nối với hệ thống có cơng suất vơ lớn), điện áp phía hạ áp không thay đổi xảy ngắn mạch, ta có: IN = I " = I Sơ đồ thay sau : ZB ZC ZAT N2 ZTC ZAN N3 Tính dòng ngắn mạch điểm N2 : Tổng trở Máy Biến Áp: Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page 98 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng 2 Pn Udm 106 U n %.Udm 104 ZB  j Sdm Sdm 5,75.0, 10 4.0, 42.104  j  5,75  j.16(m) 4002 400 Tổng trở cáp nối từ máy biến áp tủ hạ áp : ZC = RC + j XC Cáp nối từ máy biến áp tủ hạ áp có : r0 = 0,07(m/m), x0 = 0,06(m/m) Giả sử cáp có chiều dài 3m ta : ZC = 0,07.3 + j0,6.3 = 0,21 + j0,18 (m) Tổng trở áp tô mát là: ZAT = 0,12 + j 0,094 (m) Do ta có tổng trở tính tới điểm N2: ZΣ2 = ZB + ZC + ZAT = 5,75+ j.16+0,21+ j0,18 + 0,12 + j0,094 = 6,08+j16,274(Ω) Do dòng điện ngắn mạch điểm N2: IN2 = U dm 400   13,293(kA) 2 Z 3 (6,08  16,274 ) Dòng điện xung kích tính tốn điểm ngắn mạch N2: ixk2 = 2.k xk IN2  2.1,8.13,293  33,838(kA) Tính dòng ngắn mạch điểm N3 : Ta có tổng trở hạ áp kich thước 50x5 mm LTC = 0,6m ; r0 = 0,08 m/m ; x0 = 0,18 m/m ZTC = ( 0,08 + j0,18 ) 0,6 = 0,048 + j0,108 m Tổng trở áptômát nhánh là: ZAN = 0,36 + j 0,28 m Do ta có tổng trở tính tới điểm N3: ZΣ3 = ZΣ2 + ZTC + ZAN = 6,08+j16,274+ 0,048 + j0,108 + 0,36 + j0,28 = 6,488 +j6,662 (Ω) Do dòng điện ngắn mạch điểm N3: IN3 = U dm 400   24,834(kA) 2 Z 3 (6, 488  6,662 ) Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page 99 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng Dòng điện xung kích tính toán điểm ngắn mạch N3: ixk3 = 2.k xk I N3  2.1,8.24,834  63,217(kA) 10.4 Kiểm tra thiết bị chọn 10.4.1 Kiểm tra cầu dao phụ tải NPS 24 B1/A1_A4 - 24kV : Điều kiện kiểm tra: + UđmCD = 24(kV) ≥ Udm mang = 22(kV) + IđmCD = 400 (A) ≥ Ilvcb = 14,695(A) + IđmN-3s = 10(kA) ≥ IN1 = 2,192 (kA) + IđmCắt = 40(kA) ≥ IN1 = 2,192( kA )  thoả mãn điều kiện 10.4.2 Kiểm tra cầu chì tự rơi 3GD1-403-4B- 24kV : Điều kiện kiểm tra: + UđmCC = 24(kV) > Uđm mạng = 22(kV) + IđmCC = 16 (A) > ICb = 14,695 (A) + IđmCắt = 40(kA) > IN1 = 2,192 (kA)  thoả mãn điều kiện 10.4.3 Kiểm tra sứ đỡ cao áp 0WH-35-2000: Điều kiện kiểm tra: + UdmSứ = 35(kV) > Udm mạng = 22(kV ) + Ftt  FCP Trong đó: + FCP = 0,6 FPh = 0,6 2000 = 1200 kG + Ftt = 1,76 10-8 l i xk1 a Với cấp điện áp  35kV thì: l = 80  200 cm ; a = 30  100 cm Ta chọn: l = 120 cm ; a = 60 cm  Ftt = 1,76 10-8 120  5,579.103  = 1,095 kG 60 Ta thấy: FCP = 1200 kG > Ftt =1,095 kG  thỏa mãn 10.4.4 Kiểm tra hạ áp : Kiểm tra 0,4kV theo điều kiện ổn định động:  = M  CP W Trong đó: + M : Là mơ men uốn tính tốn Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page 100 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng + W : Là mô men chống uốn dẫn Ta có: M = Ftt L L L = 1,76 10-8 .i 2xkN2 (kG/cm) 10 a 10 Với: L = 50 cm : Là khoảng cách sứ đỡ a = 15 cm : Là khoảng cách pha ixkN2 = 33838 (A)  M = 1,76 10-8 W =   = 50 50 = 335,87 (kG.cm) .338382 15 10 b.h 0,5.52 = 2,08 (cm3)  6 335,87 M = = 161,476 (kG/cm2) 2,08 W Mà hạ áp đồng 50  5mm, có: CP = 1400 (kG/cm2)   = M = 161,476 (kG/cm2 ) < CP = 1400 (kG/cm2 ) Thỏa mãn W 10.4.5 Kiểm tra Aptomat tổng EA603-G-3P/600A: Điều kiện kiểm tra: + UđmA = 600V > Uđm mạng + IđmA = 600A  Itt = 577,35A + ICđmA = 25kA  IN2 = 13,293kA  Thỏa mãn 10.4.6 Kiểm tra Aptomat nhánh SA403-H-3P/250A: Điều kiện kiểm tra: + UdmA = 600V > Uđm mạng + IđmA = 250A  Itt /3 = 192,45A + ICđmA = 25kA  IN3 = 24,834k Sinh viên: Trịnh Quang Huy  Thỏa mãn Page 101 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng CHƢƠNG 11: TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP Hệ thống nối đất kết cấu thép góc L60x60x6mm dài l = 2,5m chúng nối với thép dẹt 40x4mm tạo thành mạch vòng nối đất xung quanh trạm biến áp - Các cọc đóng sâu chơn sâu h = 0,8m - Mặt trạm là: l1 x l2 = (6 x 4)m2 - Điện trở suất đất đo = 0,4.104 (cm) - Hệ số hiệu chỉnh theo mùa cọc nối đất là: - Hệ số mùa an toàn Kmt = 1,6; Kmc = 1,4 - Yêu cầu điện trở nối đất trạm có Uđm = 22kV : Rnđ   11.1 Điện trở nối đất Điện trở nối đất tính theo cơng thức sau :  K.L2 Rt  ln 2.L d.h Trong :  = đo.Kmt = 0,4.104.10-2.1,6 = 64 m L chu vi mạch vòng : L = (6+4).2 = 20m d đường kính thanh, thép dẹt nên : d b 40.10 3   0, 02 (m) 2 K hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K = f (l1/l2)=f(6/4)=f(1,5)=5,81  Rt  64 5,81.202 ln  6,053 2..20 0,02.0,8 11.2 Điện trở nối đất cọc Điện trở nối đất cọc tính theo cơng thức: Rc    2l 4t  l  ln  ln 2.l  d 4t  l  Trong đó: = đo.Kmc = 0,4.104.10-2.1,4 = 56 m l chiều dài cọc : l = 2,5m d đường kính cọc, cọc thép góc L(60x60x6) nên d = 0,95b Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page 102 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng -3 d = 0,95.60.10 = 0,057 m t=  Rc  l 2,5 +h = + 0,8 = 2,05m 2 56  2.2,5 4.2,05  2,5  ln  ln  17,073Ω 2.π.2,5  0,057 4.2,05  2,5  11.3 Điện trở nối đất hệ thống cọc Mặt bố trí tiếp địa: 1.Cọc Thanh thép 0,7m 0,8m 2,5m 4m 3m 6m Hình 11.1 Sơ đồ hệ thống nối đất Tra tài liệu kỹ thuật điện cao áp ta có hệ số sử dụng cọc là: t = 0,36; c = 0,56 Điện trở nối đất hệ thống cọc : R ht  R c.R t 17,073.6,053   3,107Ω R c ηt  n.ηC R t 17,073.0,36  8.0,56.6,053 Ta có : Rht = 3,107 < Rnđ = 4 => Vậy hệ thống nối đất thiết kế cho trạm đạt yêu cầu kỹ thuật Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page 103 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng KẾT LUẬN CHUNG Trong phần đồ án, ta tiến hành thiết kế, tính tốn cho lưới điện khu vực hoàn chỉnh Từ số liệu ban đầu, ta thực việc phân tích nguồn phụ tải, cân cơng suất tác dụng cơng suất phản kháng, từ sơ xác định chế độ làm việc nguồn chia nhóm phụ tải theo nguyên tắc phụ tải gần nhóm Sau tiến hành tính tốn tiêu kỹ thuật tổn hao điện áp điện tiêu kinh tế nhóm Ta chọn phương án tối ưu cho nhóm Sau tổ hợp phương án tối ưu nhóm ta phương án tối ưu mạng điện thiết kế Trên sở đó, ta tiến hành chọn máy biến áp sơ đồ trạm, tính tốn xác cân công suất chế độ phương án Dựa vào kết tính tốn điện áp nút phụ tải, ta chọn phương thức điều chỉnh điện áp thích hợp cho máy biến áp Cuối cùng, ta tính tốn tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện thấy mạng điện thiết kế hợp lý Phần đồ án ta tiến hành thiết kế trạm biến áp công suất 400kVA.Ta lựa chọn trạm treo để thiết kế Sau lựa chọn thiết bị cao áp hạ áp ta tính ngắn mạch Từ kiểm tra thiết bị chọn Thiết lập hệ thống nối đất chống sét cho toàn trạm Việc thực đồ án giúp em vận dụng kiến thức học, qua có nhìn chi tiết cho công việc thiết kế lưới điện Hy vọng đồ án tài liệu tham khảo hữu ích cho bạn sinh viên chuyên ngành hệ thống điện Sinh viên: Trịnh Quang Huy Page 104 ...Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành KTĐ TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC GVHD: T.S Nguyễn Nhất Tùng THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC NHIỆM VỤ THIẾT KẾ... sinh viên : Trịnh Quang Huy Lớp : Đ5H4 Ngành : Hệ Thống Điện TÊN ĐỀ TÀI: PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN I Các số liệu ban đầu Thiết kế phần điện cho nhà máy thủy điện gồm 04... SđmHT= 5000 MVA, điện kháng ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống : X*HT= 0,83, cơng suất dự phòng hệ thống : SdtHT = 150 MVA Cơng suất tồn nhà máy : ghi bảng Sinh viên: Trịnh Quang Huy Luận văn tốt