Đồ án Hệ thống điện NguyenDinhHuy

Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 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 : Nguyễn Đình Huy Lớp : Đ5H1 Ngành : Hệ Thống Điện TÊN ĐỀ TÀI PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN I Các số liệu ban đầu Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện gồm 04 tổ máy, công suất tổ máy PđmF = 63 MW Hệ số tự dùng αTD = 11.4%, cos = 0,84 Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải hạ áp, trung áp, cao áp phát hệ thống : Phụ tải cấp điện áp máy phát UF 10,5 kV Pmax = 10 MW, cos = 0,87 Gồm 02 lộ kép, công suất lộ 04 MW, dài km; đơn công suất lộ MW, dài 1,5 km Biến thiên phụ tải ghi bảng Tại địa phƣơng 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= 100MW; cosφ = 0,88 Gồm kép x 50 MW.Biến thiên phụ tải ghi bảng Phụ tải cấp điện áp cao UC (220 kV) Pmax= 80 MW; cosφ = 0,86 Gồm kép x 80 MW.Biến thiên phụ tải ghi bảng Nhà máy liên lạc với hệ thống điện đường dây kép 220 kV dài 10 km Hệ thống có cơng suất (khơng kể nhà máy thiết kế) : SđmHT= 4000 MVA, điện kháng ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống : X* HT= 0,85, cơng suất dự phòng hệ thống : SdtHT = 100 MVA Cơng suất tồn nhà máy : ghi bảng Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp toàn nhà máy SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng Giờ 0÷ 6÷ 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24 PUF(%) 70 80 80 80 90 90 80 PUT(%) 80 80 90 90 90 80 80 PUC(%) 90 80 60 90 90 100 80 PTNM(%) 80 80 90 100 100 95 90 PHẦN 2: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP THỰC TẾ Với “Chuyên đề xây dựng trạm biến áp NVH trung tâm Hà Đông” – 400 kVA – 22/0,4 kV TRƢỞNG KHOA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN TS TRẦN THANH SƠN SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 TS NGUYỄN NHẤT TÙNG Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng LỜI MỞ ĐẦU Ngày nhu cầu sử dụng lượng gia tăng mạnh mẽ tất nước giới.Trong đó, nhu cầu lượng điện đặt cho ngành điện lực quốc gia khó khăn lớn Việc đáp ứng nhu cầu sử dụng điện công nghiệp sử dụng điện sinh hoạt với chất lượng điện tốt, cung cấp điện liên tục, an toàn vấn đề thiết với quốc gia Việc sử dụng nguồn lượng có việc quy hoạch, khai thác nguồn lượng cách hợp lý, đảm bảo an ninh lượng mà vấn đề mang nhiều ý nghĩa kinh tế, trị, xã hội…Sau học xong chương trình ngành hệ thống điện, xuất phát từ nhu cầu thực tế, em giao nhiệm vụ thiết kế nội dung sau: Phần I: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện, gồm tổ máy với công suất tổ máy 63MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp trung áp 110 kV, phụ tải cấp điện áp cao áp 220 kV phát hệ thống qua đường dây kép dài 60 Km Phần II: Chuyên đề thiết kế trạm biến áp thực tế Em xin chân thành cám ơn: thầy, cô giáo khoa Hệ thống điện Trường đại học Điện Lực tận tâm truyền đạt kiến thức cho em trình học tập Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo Ts Nguyễn Nhất Tùng trực tiếp hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Do thời gian khả có hạn, tập đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận lời nhận xét, góp ý thầy cô bạn để em rút kinh nghiệm bổ xung kiến thức thiếu Em xin trân trọng cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng DANH MỤC BẢNG BIỂU Phần 1: Bảng 1.1: Thông số máy phát điện 15 Bảng 1.2: Công suất phát toàn nhà máy thời điểm 16 Bảng 1.3:Công suất tự dùng nhà máy thời điểm .16 Bảng 1.4:Công suất phụ tải điện áp cao thời điểm .17 Bảng 1.5:Công suất phụ tải điện áp trung thời điểm .18 Bảng 1.6:ông suất phụ tải địa phương thời điểm 18 Bảng 1.7:Tổng hợp phụ tải cấp điện áp công suất phát hệ thống 20 Bảng 2.1: Phân bố công suất cho cấp điện áp máy biến áp tự ngẫu 27 Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật máy biến áp hai cuộn dây B1 .28 Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật máy biến áp hai cuộn dây B4 .28 Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật máy biến áp tự ngẫu .29 Bảng 2.5: Phân bố công suất cho cấp điện áp máy biến áp tự ngẫu 35 Bảng 2.6: Thông số kỹ thuật máy biến áp hai cuộn dây B3,B4 35 Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật máy biến áp tự ngẫu .36 Bảng 2.8 : Tổn thất MBA phương án .41 Bảng 3.1: Vốn đầu tư cho máy biến áp phương án I 44 Bảng 3.2:Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối phương án I 44 Bảng 3.3: Vốn đầu tư cho máy biến áp phương án II 45 Bảng 3.4:Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối phương án II .45 Bảng 3.5 : So sánh vốn đầu tư chi phí phương án .46 Bảng 4.1: Kết tính tốn dòng ngắn mạch 58 Bảng 5.1: Bảng tổng kết dòng cưỡng 61 Bảng 5.2: Thơng số tính tốn thông số kỹ thuật máy cắt 61 Bảng 5.3: Thơng số tính tốn thơng số kỹ thuật dao cách ly 62 Bảng 5.4: Các thông số kỹ thuật dẫn hình máng .64 Bảng 5.5: Bảng thông số sứ .67 Bảng 5.6: Bảng thông số góp mềm 68 Bảng 5.7: Bảng tính ngắn mạch N1 thời điểm 70 Bảng 5.8: Bảng tính tốn ngắn mạch N2 thời điểm 71 Bảng 5.9: Bảng tổng hợp tính tốn ngắn mạch thời điểm 71 Bảng 5.10: Bảng chọn góp dẫn mềm chọn lại 73 Bảng 5.11: Thông số máy cắt cho cáp 79 Bảng 5.12: Thông số máy biến điện áp cấp 220kV 110kV 79 Bảng 5.13: Bảng phụ tải máy biến áp .80 Bảng 5.14: Bảng thông số máy biến điện áp cấp 10,5kV 80 Bảng 5.15: Bảng thơng số máy biến dòng cấp 220kV 110kV .82 SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng Bảng 5.16: Bảng công suất tiêu thụ cuộn dây dòng 83 Bảng 6.1: Thông số máy biến áp tự dùng cấp 6,3 kV .88 Bảng 6.2: Bảng thông số máy biến áp dự phòng .88 Bảng 6.3: Bảng thông số máy biến áp tự dùng cấp 0,4 kV .88 Bảng 6.4: Bảng thông số máy cắt tự dùng cấp điện áp máy phát 89 Bảng 6.5: Bảng thông số máy cắt tự dùng cấp 6,3kV .90 Bảng 6.6: Bảng thông số áp tô mát M12 91 Phần 2: Bảng 2.1: Thông số kĩ thuật MBA 97 Bảng 3.1 Danh mục thiết bị điện 102 Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật cầu dao phụ tải 102 Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật cầu chì tự rơi .102 Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật chống sét van .102 Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật sứ cao 103 Bảng 3.6: Thông số kỹ thuật cáp đồng hạ áp 103 Bảng 3.7: Thông số kỹ thuật Atptomat tổng 103 Bảng 3.8: Thông số kỹ thuật Atptomat nhánh 103 Bảng 3.9: Thông số kỹ thuật hạ áp 103 Bảng 3.10: Thông số kỹ thuật máy biến dòng 103 Bảng 3.11: Thông số kỹ thuật chống sét van hạ áp 104 Bảng 3.12: Thông số kỹ thuật thiết bị đo đếm điện 104 Bảng 3.13: Thông số kỹ thuật cáp đầu .104 SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng DANH MỤC HÌNH VẼ Phần 1: Hình 1.1: Đồ thị phụ tải tồn nhà máy .16 Hình 1.2: Đồ thị phụ tải tự dùng 17 Hình 1.3: Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao Uc 17 Hình 1.4: Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung UT 18 Hình 1.5: Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát UF 19 Hình 1.6: Đồ thị cơng suất phát hệ thống 19 Hình 1.7: Đồ thị phụ tải tổng hợp .20 Hình 1.8 : Phương án I………………………………………………………………………22 Hình 1.9 : Phương án II……………………………………… ……………………………23 Hình 1.10 : Phương án III………………………………………………….……………….24 Hình 1.11 : Phương án IV…………………………………….…………………………… 25 Hình 2.1: Sơ đồ nối điện phương án 26 Hình 2.2: Sự cố hỏng MBA dây quấn 30 Hình 2.3: Sự cố hỏng máy biến áp tự ngẫu .31 Hình 2.4: Sơ đồ nối điện phương án II 34 Hình 2.5: Sự cố hỏng MBA dây quấn 37 Hình 2.6: Sự cố hỏng MBA tự ngẫu thời điểm phụ tải trung cực đại 38 Hình 2.7: Sự cố hỏng MBA tự ngẫu thời điểm phụ tải trung cực tiểu 39 Hình 3.1 : Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 42 Hình 3.2 : Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 43 Hình 4.1: Hình vẽ điểm tính tốn ngắn mạch .47 Hình 4.2: Sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch 49 Hình 5.1: Mặt cắt dẫn hình máng 63 Hình 5.2: Sơ đồ chọn sứ 66 Hình 5.3: Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương 76 Hình 5.4: Sơ đồ nối dụng cụ đo vào biến điện áp biến dòng điện mạch MPĐ84 Hình 6.1: Sơ đồ nối điện tự dùng nhà máy nhiệt điện .86 Phần 2: Hình 3.1: Sơ đồ dấu dây trạm biến áp treo 22/0,4kV 100 SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng DANH MỤC VIẾT TẮT Viết tắt HTĐ Hệ thống điện NĐ Nhiệt điện NMĐ Nhà máy điện MF Máy phát MF-MBA Máy phát-máy biến áp MBA Máy biến áp TĐK Điều chỉnh kích từ MBA TN Máy biến áp tự ngẫu MC Máy cắt DCL Dao cách ly tđcb Tƣơng đối BI Máy biến dòng điện BU Máy biến điện áp DC Dòng điện chiều AC Dòng điện xoay chiều SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 10 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng Bảng 3.1: Danh mục thiết bị điện Phía cao áp Tên thiết bị Phía hạ áp Tên thiết bị Máy biến áp ABB 400 - 22/0,4kV Cáp hạ Cáp đồng lõi + trung tính Cầu dao phụ tải NPS24 B1-K4J2 Aptomat tổng MCCB-NS600N Cầu chì tự rơi F.C.O-22 Aptomat nhánh MCCB-NS225N Chống sét van LA-22 Máy biến dòng TI-600 Sứ cao SĐ-24 đồng hạ áp Đƣờng kính 250mm Thanh dẫn đồng đƣờng kính 7mm Chống sét van PHK-0,5Y Ngồi có số thiết bị hỗ trợ kèm nhƣ ghế sửa chữa, tay chuyền động, giàn thao tác… 3.2.2 Thông số kỹ thuật thiết bị điện cao áp a Cầu dao cho phụ tải Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật cầu dao phụ tải U dm (kV ) Loại NPS24 B124 K4J2 b Cầu chì tự rơi I N ( kA) I dm ( A) I Ncat (kA) 400 1s 3s 16 10 40 Bảng 3.3: Thơng số kỹ thuật cầu chì tự rơi Loại cầu chì F.C.O-22 c Chống sét van U dm (kV ) I dm ( A) I Ncat (kA) 22 100 10 Khối Lƣợng (kg) 8,5 Bảng 3.4:Thông số kỹ thuật chống sét van Loại Vật liệu U dm (kV ) I Pdm ( kA) Vật liệu vỏ LA-22 Ơ xít kẽm (ZnO) 22 Sứ SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 102 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng d Sứ cao Bảng 3.5:Thông số kỹ thuật sứ cao U dm (kV ) Kiểu SĐ-24 24 e.Thanh dẫn đồng Fph ( kg ) U pdkho ( kV ) U pduot ( kV ) 1400 85 60 Thanh dẫn đồng đặc có tiết diện tròn với đƣờng kính 7mm; với I cp = 195(A) 3.2.3 Thông số kỹ thuật thiết bị điện hạ áp a Cáp hạ lộ tổng từ MBA đến tủ phân phối Bảng 3.6: Thông số kỹ thuật cáp đồng hạ áp F ( mm ) I cp ( A) R0 ( / km) (3x300)+(1x150) b Aptomat tổng Ngoài trời 693 Trong nhà 565 0,07/0,193 Bảng 3.7: Thông số kỹ thuật Atptomat tổng I dm (A) Loại MCCB600 NS600N c Aptomat nhánh U dm (V) I CdmA (kA) R X 415 50 0,12 0,094 Bảng 3.8: Thông số kỹ thuật Atptomat nhánh I dm (A) Loại MCCB200 NS225N d.Thanh hạ áp U dm (A) I CdmA (kA) R X 415 35 0,36 0,28 Bảng 3.9: Thông số kỹ thuật hạ áp Kích thƣớc(mm) 50x5 e.Máy biến dòng F ( mm ) M(kg/m) I cp ( A) 250 2,225 860 Bảng 3.10: Thơng số kỹ thuật máy biến dòng Loại U dm (V) I dm (A) TI-600 600 5-1000 SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 Số cuộn dây thứ cấp 103 Dung lƣợng (VA) 2,5÷30 Cấp xác 0,5 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng f.Chống sét van hạ áp Bảng 3.11: Thông số kỹ thuật chống sét van hạ áp Loại U dm (kV) U max (kV ) PHK-0,5Y 0,5 0,5 g Các thiết bị đo đếm điện U danhthungxungkich Khi U danhthung t pd f=50Hz (kV) 1,3 10 s ( kV ) 1,9-2,5 Bảng 3.12: Thông số kỹ thuật thiết bị đo đếm điện Tên đồng hồ Ampe-mét Vôn-mét Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Công suất tiêu thụ Cuộn điện Cuộn dòng áp điện 0,1 Đơn vị Loại Cáp xác A V 378 378 1,5 1,5 Wh MV3 E4 1,5 0,5 VAh MV3 E4 R 1,5 0,5 Để đảm bảo độ bền học, ta chọn dây dẫn nối từ biến dòng đến dụng cụ đo dây dẫn đồng sợ bọc nhựa PVC tiết diện 2,5mm2 trở lên vỏ bọc có màu tƣơng ứng với màu quy ƣớc pha h Cáp đầu nhánh Bảng 3.13: Thông số kỹ thuật cáp đầu F ( mm ) R0 ( / km) I cp ( A) Trong nhà 343 Ngoài trời 346 (3x120)+(1x70) 0,153/0,268 i.Tủ phân phối hạ áp - Sử dụng loại tủ sơn tĩnh điện: Tủ gồm hai ngăn đƣợc lắp cột cạnh máy biến áp +Ngăn đếm: Gồm TI 600/5A, đồng hồ công tơ tác dụng pha 380/2205A, công tơ phản kháng pha 380/220 V -5A, Ampemet 0¸ 600 A, vơn mét 0¸450 +Ngăn phân phối bảo vệ gồm có: 01 Aptơmát tổng 600A 03 Aptômát nhánh225A Schneider, chống sét van PHK-0,5Y Chọn tủ phân phối 0,4kV có kích thƣớc cao 1,2m - rộng 0,8m – dày 0,6m ( Lƣu ý : Hai bên mặt trƣớc thành tủ nên bố trí khe thơng gió để làm mát ) SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 104 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM BIẾN ÁP TREO 400 kVA-22/0,4 kV SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM BIẾN ÁP TREO 400 kVA – 22/0,4 kV SAU KHI CHỌN THIẾT BỊ 22 kV Đƣờng dây không 22 kV Cầu dao phụ tải 22kV Cầu chì tự rơi F.C.O-22 kV Chống sét van LA-22 Thanh dẫn tròn Φ7 MBA ABB 400kVA-22/0,4kV Cáp đồng vỏ PVC lõi + trung tính (3x300)+(1x150)mm Tủ phân phối(1,2x0,8x0,6 m) Máy biến dòng TI-600V Cơng tơ hữu cơng 380/220-5A Công tơ vô công 380/220 V -5A Đồng hồ Ampemet Vônmet kWh kVAr h A A A V Aptomat tổng NS600N Thanh 0,4 kV Aptomat nhánh NS225N Chống sét van PBH-0,5Y Cáp xuất tuyến 0,4kV 0,4 kV Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp treo 3.3 Tính tốn ngắn mạch kiểm tra thiết bị chọn 3.3.1 Tính tốn ngắn mạch Tính tốn ngắn mạch để xác định trị số dòng điện ngắn mạch nhằm kiểm tra thiết bịđiện chọn Vì yêu cầu tính tốn ngắn mạch để kiểm tra khí cụ điện chọn nên ta SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 105 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng chọn cácđiểm ngắn mạch nhƣ hình vẽ: Hình 3.3: Sơ đồ 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 aptomat tổng N3-Kiểm tra aptomat 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 đƣợc coi xa nguồn, nên tính tốn ngắn mạch ta xem: I N SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 I” I 106 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng Điện kháng hệ thống đƣợc tính gần qua công suất ngắn mạch củamáy cắt đầu nguồn: SN = 300 MVA Đƣờng dây 22kV không cấp điện cho trạm biến áp sử dụng dây dẫn loại AC–120 km Dây AC-120 có r0 = 0,25 ( /km) ; x0 = 0,377 ( /km) Điện trở đƣờng dây : RD = ro.l = 0,25.10 = 2,5 (Ω) Điện kháng đƣờng dây : XD = xo.l = 0,377.10 = 3,77 (Ω) 3.3.1.1 Tính tốn ngắn mạch phía cao áp 22kV Sơ đồ thay tính ngắn mạch điểm N1: Hình 3.4: Sơ đồ thay ngắn mạch điểm N1 Ta có: Utb = 1,05Uđm = 23(kV) X HT Utb2 SN 232 1,76( ) 300 Tổng trở đƣờng dây 22kV cấp cho TBA ZD 2,5 3, 77 j Vậy tổng trở từ hệ thống đên điểm ngắn mạch là: Z R21 X 21 2,52 1, 76 3, 77 6, 07( ) Dòng điện ngắn mạch N1 là: I N1 Utb 3.Z 23 3.6,07 2,19(kA) Dòng điện xung kích là: ixk 1,8 2.I N1 1,8 2,19 5,57(kA) 3.3.1.2 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp 0,4kV Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp, ta coi MBA hạ áp nguồn đƣợc nối với hệ thống có cơng suất vơ lớn), điện áp phía hạ áp khơng thay đổi xảy ngắn mạch, ta có: I N I” I Sơ đồ thay nhƣ sau : Hình 3.5: Sơ đồ thay ngắn mạch điểm N2, N3 SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 107 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng +Tính dòng ngắn mạch điểm N2: Tổng trở Máy Biến Áp: Pn U dm 106 S dm ZB U %.U dm 10 j n S dm 5, 75.0, 42.106 4002 Với j 4.0, 42.104 400 5, 75 j.16(m ) Pn: công suất ngắn mạch máy biến áp Un%: điện áp ngắn mạch máy biến áp U dm , S dm lần lƣợt điện áp công suất máy biến áp Tổng trở cáp nối từ máy biến áp tủ hạ áp: Z c Cáp nối từ máy biến áp tủ hạ áp có: r0 Rc jX c 0, 07(m / m), x0 0, 06(m / m) Giả sử cáp có chiều dài 3m ta đƣợc: ZC 0, 07.3 j 0, 6.3 0, 21 0,18 j ( m ) Tổng trở áp tô mát là: Z AT 0,12 j 0, 094 (m ) Do ta có tổng trở tính tới điểm N2: Z ZB ZC 6, 08 Z AT 5, 75 j.16 0, 21 j.0,18 0,12 j.0, 094 j.16, 27(m ) Do dòng điện ngắn mạch điểm N2: IN2 U dm 3.Z 400 13, 29(kA) 6, 082 16, 27 Dòng điện xung kích tính toán điểm ngắn mạch N2: ixk 2.kxk I N 2.1,3.13, 29 24, 43(kA) Tính dòng ngắn mạch điểm N3 : Ta có tổng trở hạ kích thƣớc 50x5 (mm) LTC 0, 6m; r0 ZTC (0, 08 0, 08(m / m); x0 0,18(m / m) j.0,18).0, 0, 048 j.0,108(m ) Tổng trở áp tô mát nhánh là: Z AN 0,36 j.0, 28(m ) Do ta có tổng trở tính tới điểm N3: Z Z 6, 49 ZTc Z AN 6, 08 j.16, 27 0, 048 j.0,108 0,36 j.0, 28 j.16, 66(m ) Do dòng điện ngắn mạch điểm N3: SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 108 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ U dm IN3 400 Z GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng 12,92(kA) 6, 492 16, 662 Dòng điện xung kích tính tốn điểm ngắn mạch N3: ixk 2.kxk I N 2.1,3.12,92 23,75(kA) 3.3.2 Kiểm tra thiết bị, khí cụ điện chọn 3.3.2.1 Phía cao áp Máy biến áp: 400 kVA - 22/0,4 kV, có dòng điện định mức phía cao áp là: S dmB 3.U dmC I dmB 400 10, 49( A) 3.22 I lv max Máy biến áp đƣợc tải cho phép 25% nên dòng điện cƣỡng là: I lvcb 1, 25.I lv max 1, 25.10, 49 13,11( A) Vậy thiết bị điện cao áp ta chọn theo điều kiện sau: U dmtb U dmmang I dmtb I lvcb 22(kV ) 13,11(kV ) a Kiểm tra cầu dao phụ tải NPS 24 B1-K4J2 - 24kV Điều kiện kiểm tra: U dmCD 24(kV ) U dmmang I dmCD 400( A) I dmN 10(kA) 3s I dmcat 40(kA) 22(kV ) I Cb 13,11( A) IN I N1 2,19(kA) 2,19(kA) => Đạt yêu cầu b Kiểm tra cầu chì tự rơi F.C.O-22kV Điều kiện kiểm tra: U dmCC 22(kV ) U dmmang 22(kV ) I dmCC 100( A) I Cb 13,11( A) I dmcat 10(kA) I N1 2,19(kA) => Đạt yêu cầu c Kiểm tra sứ đỡ cao áp SĐ-24 Điều kiện kiểm tra: U dmSu Ftt 24(kV ) U dmmang 22(kV ) FCP SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 109 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng Trong đó: FCP Ftt 0, 6.FPh 0, 6.2000 1200(kG ) 1, 76.108 .i xk1 a Vậy với cấp điện áp 6† 35kV thì: l=80†200 cm; a=30 † 100 cm Ta chọn: l=120mm; a=60mm Ftt 1, 76.108 120 (5, 75.103 )2 60 1,16(kG) Ta thấy FCP 1400(kG ) Ftt 1,16(kG) => Đạt yêu cầu d Kiểm tra dẫn đồng Chọn tiết diện dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: K1.K I cp I lvcb = 13,11 (A) Với: K1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ K1 70 35 70 25 0,88 K – hệ số hiệu chỉnh số cáp đặt song song; cáp đơn: K = Ở chọn dẫn đồng đặc có tiết diện tròn với đƣờng kính 7mm; với I cp = 195(A) K1.K I cp =0,88.1.195=171,6(A) I lvcb = 13,11 (A) => Đạt yêu cầu e Kiểm tra chống sét vanLA-22 Điều kiện kiểm tra: UdmCSV=22 (kV)= Udmmang=22 (kV) => Đạt yêu cầu 3.3.2.2 Phía hạ áp Dòng điện định mức phía hạ áp là: I dmB S dmB 3U dmH 400 3.0, 577,35( A) Máy biến áp đƣợc phép tải 25% nên dòng điện cƣỡng là: I lvcb = 1, 25.I lv max 1, 25.577,35 721, 68( A) Vậy thiết bị điện cao áp ta chọn theo điều kiện sau: SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 110 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ U dmtb U dmmang I dmtb Ilvcb GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng 0, 4(kV ) 721,68( A) a.Kiểm tra cáp hạ lộ tổng từ MBA đến 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.K2 I cp Ilv max 1,3.K1.K2 I cp 577,35( A) Ilvcb 721,68( A) 70 35 70 25 Với: K1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ K1 0,88 K – hệ số hiệu chỉnh số cáp đặt song song; cáp đơn: K2 =1 Cáp đồng hạ áp có dòng điện cho phép trời Icp=693(A) K1.K2 I cp 0,88.1.693 609,84( A) Ilv max 1,3.K1.K2 I cp 1,3.0,88.1.693 792,79( A) 577,35( A) Ilvcb 721,68( A) => Đạt yêu cầu b Kiểm tra hạ áp Kiểm tra 0,4kV theo điều kiện ổn định động: M W cp Trong đó: + M Là mơ men uốn tính tốn + W Là mô men chống uốn dẫn Ta có: M Ftt l 10 1, 76.108 .ixkN (kG / cm) a 10 Với l=50 cm khoảng cách sứ đỡ a=15 cm khoảng cách pha ixkN 24, 43(kA) => M 1,76.10 W => b.h M W 50 50 (24, 43.10 3) 2xkN 175,07( kG/ cm) 15 10 0,5.52 175,07 2,08 2, 08(cm3 ) 84,17( kG / cm ) Mà hạ áp đồng 50 x 5mm, có SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 111 cp 1400(kG / cm2 ) Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ M W 84,17(kG / cm2 ) cp GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng 1400(kG / cm2 ) => Đạt yêu cầu c Kiểm tra Aptomat tổng MCCB-NS600N Điều kiện kiểm tra: U dmA 415(V ) U dmmang I dmA 600( A) I CdmA 50(kA) I tt 400(V ) 577,35( A) I N 13, 29(kA) => Đạt yêu cầu d Kiểm tra Aptomat nhánh MCCB-NS225N Điều kiện kiểm tra: U dmA 415(V ) U dmmang I dmA 200( A) I CdmA 35(kA) I tt 400(V ) 192, 45( A) I N 12,92(kA) => Đạt yêu cầu e Kiểm tra chống sét vanPHK-0,5Y Điều kiện kiểm tra: UdmCSV=0,5 (kV)> Udmmang=0,4 (kV) => Đạt yêu cầu f Kiểm tra máy biến dòng điện TI-600 Điều kiện kiểm tra: UdmBI=0,6 (kV)> Udmmang=0,4 (kV) IdmBI=1000 (A)> Ilvcb =721,68 (kV) => Đạt yêu cầu SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 112 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng CHƢƠNG IV: TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP Hệ thống nối đất đƣợc kết cấu thép góc L60x60x6mm dài l = 2,5m chúng đƣợc nối với thép dẹt 40x4mm tạo thành mạch vòng nối đất xung quanhtrạm biến áp Các cọc đóng sâu đƣợc chôn sâu h = 0,8m Mặt trạm là: l1xl2 = (6x4)m2 Điệntrở suất đất 0, 4.10 ( 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 Rnd 4.1 Điện trở nối đất Điện trở nối đất đƣợc tính theo cơng thức sau : Rt L ln Trong đó: K L2 d h K mt 0, 4.104.10 2.1, 64( m) L chu vi mạch vòng : L = (6+4).2 = 20 (m) d đƣờng kính thanh, thép dẹt nên : d b 40.103 0, 02(m) K hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K = f(l1/l2)=f(6/4)=f(1,5)=5,81 Rt 64 5,81.20 ln .20 0, 02.0,8 6, 05( ) 4.2 Điện trở nối đất cọc Điện trở nối đất cọc tính theo cơng thức: Rc l ln Trong đó: 21 4t ln d 4t K mc 0, 4.10 4.10 2.1, 56( m) l chiều dài cọc : l = 2,5m d đƣờng kính cọc, cọc thép góc L60x60x6 nên d = 0,95b d = 0,95.60.10-3 = 0,057 (m) SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 113 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ h t Rc GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng 2,5 0,8 2, 05(m) 56 2.2,5 ln .2,5 0,057 4.2,05 ln 4.2,05 17,07( ) 4.3 Điện trở nối đất hệ thống cọc Mặt bố trí tiếp địa: Hình 4.1: Sơ đồ mặt bố trí tiếp địa 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: Rc Rt 17, 07.6, 05 Rc t n c Rt 17, 07.0,36 8.0,56.6, 05 Ta có: Rht 3,11( ) Rd 4( ) Rht 3,11( ) Vậy hệ thống nối đất cho trạm đạt yêu cầu kỹ thuật SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 114 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng KẾT LUẬN CHUNG Theo đề tài thiết kế luận văn đƣợc thiết kế dựa nhiều môn chuyên nghành hệ thống điện: nhà máy điện, sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện, cao áp Và luận văn gồm phần chính: Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy Nhiệt Điện Phần 2: Thiết kế trạm hạ áp  Trong phần đƣợc thiết kế gồm chƣơng: Chƣơng 1: Tính tốn cân công suất chọn phƣơng án nối dây Chƣơng 2: Tính tốn chọn máy biến áp Chƣơng 3: Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phƣơng án tối ƣu Chƣơng 4: Tính tốn ngắn mạch Chƣơng 5: Chọn khí cụ điện dây dẫn Chƣơng 6: Tính tốn điện tự dùng  Trong phần đƣợc thiết kế gồm chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quát Chƣơng 2: Xác định phụ tải tính tốn chọn máy biến áp Chƣơng 3: Sơ đồ đấu điện chọn khí cụ điện, thiết bị điện Chƣơng 4: Tính tốn nối đất cho trạm biến áp SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 115 Trƣờng Đại Học Điện Lực Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Chuyên Ngành HTĐ GVHD:T.SNguyễn Nhất Tùng TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Phạm Văn Hòa, Phạm Ngọc Hùng Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2007 TS Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hòa Phần điện nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2007 PGS.TS Phạm Văn Hòa Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2006 Ngô Hồng Quang Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện Hoàng Hữu Thận Hƣớng dẫn thiết kế trạm biến áp SV:Nguyễn Đình Huy-Lớp Đ5H1 116 Trƣờng Đại Học Điện Lực ... 97 CHƢƠNG III: SƠ ĐỒ ĐIỆN VÀ CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN, THIẾT BỊ ĐIỆN 99 3.1 Sơ đồ đấu điện trạm biến áp 99 3.2 Các thiết bị điện, khí cụ điện đƣợc chọn thông số kỹ... phƣơng án đƣợc đƣa ta có nhận xét phƣơng án đơn giản kinh tế so với phƣơng án lại Do ta giữ lại phƣơng án phƣơng án để tính tốn kinh tế kỹ thuật nhằm chọn đƣợc sơ đồ nối điện tối ƣu cho nhà máy điện. .. dẫn hình máng 63 Hình 5.2: Sơ đồ chọn sứ 66 Hình 5.3: Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương 76 Hình 5.4: Sơ đồ nối dụng cụ đo vào biến điện áp biến dòng điện mạch