Đồ án tốt nghiệp Đậu ngọc mạnh

TRƯỜNG 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 : Đậu Ngọc Mạnh Lớp : Đ5H3 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 = 100 MW Hệ số tự dùng αTD = 10,8%, 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 cấp điện áp máy phát UMPĐ 11kV Pmax = 16 MW, cos = 0,87 Gồm kép công suất MW, dài km; đơn công suất 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= 160MW; cosφ = 0,86 Gồm kép x 80 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Phụ tải cấp điện áp cao UC (220 kV) Pmax= 180MW; cosφ = 0,85 Gồm kép x 140 MW; đơn x 40 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Nhà máy liên lạc với hệ thống điện đường dây kép 220 kV dài 50 km Hệ thống có cơng suất (khơng kể nhà máy thiết kế) : SđmHT= 6000 MVA, điện kháng ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống : X*HT= 0,85, cơng suất dự phòng hệ thống : SdtHT = 180 MVA Cơng suất tồn nhà máy : ghi bảng Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp toàn nhà máy t(h) 0 5 8 11 11 14 14 17 17 20 20 22 22 24 PMPĐ(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 PTNM(%) 80 80 90 100 100 90 90 90 PHẦN 2: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP THỰC TẾ Với “Chuyên đề xây dựng trạm biến áp Diễn Thành 8” – 250 kVA – 22/0,4 kV TRƯỞNG KHOA TS TRẦN THANH SƠN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS NGUYỄN NHẤT TÙNG Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng LỜI MỞ ĐẦU ===***=== Ngành điện nói riêng ngành lượng nói chung đóng góp vai trò quan trọng q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Nhà máy điện phần tử vô quan trọng hệ thống điện Cùng với phát triển hệ thống điện, phát triển hệ thống lượng quốc gia phát triển nhà máy điện Việc giải đắn vấn đề kinh tế kĩ thuật thiết kế nhà máy điện mang lại lợi ích khơng nhỏ kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Là sinh viên theo học ngành Hệ Thống Điện việc làm Luận văn tốt nghiệp thiết kế phần điện nhà máy điện giúp em biết cách thiết kế kĩ thuật, tối ưu kinh tế toán thiết kế phần điện nhà máy điện cụ thể Đồng thời hướng dẫn sinh viên biết cách đưa phương án nối điện kĩ thuật, biết phân tích, biết so sánh chọn phương án tối ưu biết lựa chọn khí cụ điện phù hợp Luận văn tốt nghiệp gồm phần: - Phần I: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện - Phần II: Thiết kế trạm biến áp thực tế với “Chuyên đề xây dựng trạm biến áp Diễn Thành 8” Trong thời gian làm bài, với cố gắng thân, đồng thời với giúp đỡ thầy cô giáo Khoa Hệ Thống Điện đặc biệt với giúp tận tình thầy giáo TS Nguyễn Nhất Tùng, em hồn thành tốt Luận văn tốt nghiệp Song thời gian kiến thức hạn chế nên làm khơng tránh khỏi thiếu sót Do kính mong nhận góp ý, bảo thầy giáo để em có kinh nghiệm chuẩn bị cho công việc sau Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Đậu Ngọc Mạnh SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo, cô giáo trường Đại học Điện Lực, đặc biệt thầy cô khoa Hệ Thống Điện, thầy dìu dắt, trang bị kiến thức q báu cho em suốt trình học tập trường Những kiến thức quý báu, giúp đỡ thầy giúp em hồn thành tốt nhiệm vụ kĩ sư tương lai sống Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Nhất Tùng tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em suốt trình thiết kế Luận văn tốt nghiệp Em xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Đậu Ngọc Mạnh SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ NỐI DÂY 1.1 Chọn máy phát điện 1.2 Tính tốn cân công suất 1.2.1 Cơng suất phát tồn nhà máy 1.2.2 Công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện .2 1.2.3 Tính tốn phụ tải cấp điện áp a) Phụ tải cấp điện áp máy phát UDP (11 KV) b) Phụ tải cấp điện áp trung UT (110 KV) c) Phụ tải cấp điện áp trung UC (210 KV) 1.2.4 Cân cơng suất tồn nhà máy 1.2.5 Sơ đồ tổng hợp toàn nhà máy .8 1.3 Đề xuất phương án nối dây 1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất phương án nối điện 1.3.2 Đề xuất phương án nối điện cụ thể 10 a) Phương án .10 b) Phương án .11 c) Phương án .12 1.4 Kết luận chương 13 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 14 A Phương án 14 2.1.A Phân bố cống suất cho MBA 14 a) MBA cuộn dây B3, B4 14 b) Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 .15 2.2.A Chọn máy biến áp 15 a) MBA hai cuộn dây B3, B4 15 b) Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 16 SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng 2.3.A Kiểm tra tải MBA có cố 16 a) Sự cố 1: Hỏng MF – MBA bên trung thời điểm phụ tải bên trung cực đại .16 b) Sự cố 2: Hỏng MBA tự ngẫu B2 thời điểm phụ tải trung cực đại 18 c) Sự cố 3: Hỏng MBA tự ngẫu B2 thời điểm phụ tải trung cực tiểu .19 2.4.A Tính tốn tổn thất điện máy biến áp 21 a) Tính tốn tổn thất điện sơ đồ MF – MBA hai cuộn dây 21 b) Tính tốn tổn thất điện MBA tự ngẫu .21 B Phương án 24 1.B Phân bố cống suất cho MBA 24 a) MBA cuộn dây B3, B4 24 b) Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 .24 2.2.B Chọn máy biến áp 25 a) MBA hai cuộn dây B3, B4 25 b) Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 .26 2.3.B Kiểm tra tải MBA có cố 26 a) Sự cố 1: Hỏng MF – MBA bên trung thời điểm phụ tải bên trung cực đại .26 b) Sự cố 2: Hỏng MBA TN B2 thời điểm phụ tải trung cực đại .27 2.4.B Tính tốn tổn thất điện máy biến áp 29 a) Tính tốn tổn thất điện sơ đồ MF – MBA hai cuộn dây 29 b) Tính tốn tổn thất điện MBA tự ngẫu .29 CHƯƠNG TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU .32 3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 32 3.1.1 Phương án 32 3.1.2 Phương án 34 3.2 Tính tốn kinh tế, kĩ thuật, chọn phương án tối ưu 35 3.2.1 Vốn đầu tư 36 SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng a) Phương án .36 b) Phương án .37 3.2.2 Chi phí vận hành hàng năm 38 a) Phương án .38 a) Phương án .38 3.2.3 Lựa chọn phương án tối ưu 39 3.3 Kết luận Chương 39 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 40 4.1 Chọn điểm ngắn mạch .40 4.2 Lập sơ đồ thay 41 4.3 Tính tốn ngắn mạch theo điểm 43 4.3.1 Xét điểm ngắn mạch N1 44 4.3.2 Xét điểm ngắn mạch N2 46 4.3.3 Xét điểm ngắn mạch N3 48 4.3.4 Xét điểm ngắn mạch N3’ 50 4.3.5 Xét điểm ngắn mạch N4 50 4.4 Kết luận Chương 51 CHƯƠNG 5: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN .52 5.1 Tính tốn dòng cưỡng cấp điện áp .52 5.1.1 Các mạch phía 220 kV .52 5.1.2 Các mạch phía 110 kV .54 5.1.3 Các mạch máy phát 54 5.2 Chọn máy cắt dao cách ly 55 5.2.1 Chọn máy cắt 55 5.2.2 Chọn dao cách ly 56 5.3 Chọn dẫn cứng đầu cực máy phát 57 5.3.1 Chọn loại tiết diện 57 5.3.2 Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch .59 SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng 5.3.3 Kiểm tra ổn định động ngắn mạch .59 5.3.4 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng 61 5.3.5 Chọn sứ đỡ dẫn cứng 61 5.4 Chọn góp mềm .62 5.4.1 Chọn tiết diện dẫn, góp mềm 63 5.4.2 Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch .63 5.4.3 Kiểm tra điều kiện vầng quang 68 5.5 Chọn cáp chọn kháng điện đường dây 69 5.5.1 Chọn cáp 69 5.5.1.1 Chọn cáp đơn .70 5.5.1.2 Chọn cáp kép .71 5.5.2 Chọn kháng điện đường dây .72 5.6 Chọn máy biến áp đo lường 76 5.6.1 Chọn máy biến dòng(BI) 76 5.6.2 Chọn máy biến điện áp (BU) 80 5.7 Chống sét van 83 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN TỰ DÙNG .85 6.1 Chọn sơ đồ tự dùng 85 6.2 Chọn máy biến áp 86 6.2.1 Cấp 6,3kV 86 6.2.2 Cấp 0,4 kV 87 6.3 Chọn máy cắt dao cách ly 87 6.4 Chọn Aptomat 89 KẾT LUẬN PHẦN I 91 SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng Bảng 3- 5: Thông số kỹ thuật cáp đồng hạ áp Icp (A) F (mm ) R0 (Ω/km) (3x240) +(1x95) Trong nhà Ngoài trời 501 538 0,0754/0,193 3.2.2.2 Thông số Aptomat tổng Bảo vệ q dòng thao tác đóng cắt mạch hạ áp Aptomat tổng pha Merlin Gerin chế tạo có thơng số sau: Bảng 3- 6: Thơng số kỹ thuật Atptomat tổng Loại Uđm (V) Iđm (A) ICđm (kA) NS400E 600 400 15 3.2.2.3 Thông số Aptomat nhánh Aptomat nhánh Merlin Gerin chế tạo có thông số sau: Bảng 3- 7: Thông số kỹ thuật Atptomat nhánh Loại Uđm (V) Iđm (A) ICđm (kA) NS250E 500 250 15 3.2.2.4 Thông số hạ áp Thanh đồng tiết diện chữ nhật có sơn màu để phân biệt pha, thơng số cho bảng sau: Bảng 3- 8: Thông số kỹ thuật hạ áp Kích thước(mm) F (mm2) M (kg/m) Icp (A) 40x4 160 1,424 625 3.2.2.5 Thông số máy biến dòng Máy biến dòng Liên Xơ chế tạo, có thơng số kỹ thuật sau: SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 102 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng Bảng 3- 9: Thơng số kỹ thuật máy biến dòng Loại Uđm (V) Iđm (A) TKM-0,5 0,5 5-800 Số cuộn dây Dung lượng Cấp thứ cấp (VA) xác 10 0,5 3.2.2.6 Thông số sứ đỡ Sứ Liên Xơ chế tạo có thơng số sau: Bảng 3- 10: Thông số kỹ thuật sứ đỡ Điện áp (kV) Loại Sứ Duy trì trạng Định mức O  -1-20YT3 Lực phá hoại nhỏ (Kg) Chiều cao(mm) 750 72 thái khô 11 3.2.2.7 Thông số chống sét van hạ áp Dùng chống sét van Liên Xô chế tạo : Bảng 3- 11: Thông số kỹ thuật chống sét van hạ áp Loại Udm (kV) Umax (kV) Uđánh thủng (f = 50Hz) (kV) PBH-0,5Y1 0,5 0,5 2,5 Uđt xung Khốilượng kích (2-10s) (kg) 3,5-4,5 2,0 3.2.3.8 Thông số thiết bị đo đếm điện Bảng 3- 12: Thông số kỹ thuật thiết bị đo đếm điện Tên đồng hồ Ký hiệu Loại Cấp xác Cơng suất tiêu thụ (VA) Cuộn áp Ampe-mét A  378 1,5 Vôn-mét V 378 1,5 Công tơ hữu công Wh MV3 E4 1,5 SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Cuộn dòng 0,1 0,5 103 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ Công tơ vô công VAh MV3 E4 R GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng 1,5 0,5 Để đảm bảo độ bền học, dây dẫn nối từ biến dòng đến dụng cụ đo dây dẫn đồng sợi bọc nhựa PVC tiết diện 2,5 mm2 trở lên vỏ bọc có màu tương ứng với màu quy ước pha 3.2.3.9 Thông số cáp đầu nhánh Cáp đồng hạ áp lõi + trung tính cách điện PVC, hãng LENS chế tạo có thơng số sau: Bảng 3- 13: Thơng số kỹ thuật cáp đầu Icp (A) F (mm ) (3x50) +(1x35) R0 (Ω/km) 0,3987/0,524 Trong nhà Ngoài trời 206 192 3.2.3.10 Thông số tủ phân phối hạ áp - Sử dụng loại tủ sơn tĩnh điện: Là tủ phân phối 0,4kV có kích thước cao 1,2m rộng 0,8m – dày 0,6m Tủ gồm hai ngăn lắp cột cạnh máy biến áp + Ngăn đếm: Gồm TI 800/5A, đồng hồ công tơ tác dụng pha 380/220V5A, công tơ phản kháng pha 380/220V -5A + Ngăn phân phối bảo vệ gồm có: 01 Aptômát tổng 400A 03 Aptômát nhánh 250A Merlin Gerin, Ampemet 0600 A, vôn mét 0450 V, chống sét van PBH-0,5Y1 (Lưu ý : Hai bên mặt trước thành tủ nên bố trí khe thơng gió để làm mát) SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 104 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng Hình 3- 2: Sơ đồ nguyên lí trạm biến áp treo Diễn Thành – 250 KVA-22/0,4 kV 3.3 Tính tốn ngắn mạch kiểm tra thiết bị, khí cụ điện 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 bị điện chọn.Vì u cầu tính tốn ngắn mạch để kiểm tra khí cụ điện chọn nên ta chọn điểm ngắn mạch hình vẽ: SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 105 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng 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 coi xa nguồn, nên tính tốn ngắn mạch ta xem: IN = I” = I 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 15 km - Dây AC-120 có r0 = 0,27 (/km) ; x0 = 0,423 (/km) Điện trở đường dây : Điện kháng đường dây : SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 RD = r0.l = 0,27.15 = 4,05 (Ω) XD = x0.l = 0,423.15 = 6,345 (Ω) 106 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng 3.3.1.1 Tính tốn ngắn mạch phía cao áp 22kV Hình 3- 4: Sơ đồ thay ngắn mạch điểm N1 Ta có: Utb = 1,05.Uđm = 23kV - Điện kháng hệ thống: X HT = U2tb 232 = =1,76(Ω) SN 300 - Tổng trở đường dây 22kV cấp cho TBA: ZD = 4,05 + j6,345 Vậy tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N1 là: ZN1 = R 2N1 +X2N1 = 4,052 + 1,76+6,345 = 9,06 (Ω) Dòng điện ngắn mạch N1 là: I N1 = U tb 23 = = 1,47 (kA) 3.Z N1 3.9,06 Dòng điện xung kích là: i xk1 =1,8 2.IN1 = 1,8 2.1,47 = 3,74 (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 (vì nối với hệ thống có cơng suất vơ lớn), điện áp phía hạ áp khơng thay đổi xảy ngắn mạch, ta có: IN = I” = I Sơ đồ thay sau : Hình 3- 5: Sơ đồ thay ngắn mạch điểm N2, N3 + Tính dòng ngắn mạch điểm N2: - Tổng trở Máy Biến Áp: ΔP U 106 U %.U dm 10 ZB = n 2dm +j N Sdm Sdm 4,1.0,42 106 4.0,42 104 + j = 10,496+j25,6 (mΩ) 2502 250 -  Pn: công suất ngắn mạch máy biến áp - UN%: điện áp ngắn mạch máy biến áp = Với: SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 107 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng - Uđm , Sđm điện áp công suất định mức máy biến áp - Tổng trở cáp nối từ máy biến áp tủ hạ áp: Zc = Rc + jXc Cáp nối từ máy biến áp tủ hạ áp có: r0 = 0,07 (mΩ/m), x0 = 0,06 (mΩ/m) Giả sử cáp có chiều dài 3m ta được: ZC = 0,07.3 + j0,06.3 = 0,21 + j0,18 (mΩ) - Tổng trở Aptomat tổng NS400E là: ZAT = 0,15 + j0,1 (mΩ) ( Tra Phụ lục 11 – Bảng 11.3 Tài liệu Thiết kế Phần điện NMĐ TBA) Do ta có tổng trở tính tới điểm N2: ZN2 = ZB +ZC +ZAT = (10,496 +j25,6) + (0,21+j0,18) + (0,15+j0,1) = 10,856 + j25,88 (m) + Do dòng điện ngắn mạch điểm N2: I N2 = U dm 3.Z N2 = 400 10,856 + 25,882  =8,23 (kA) Dòng điện xung kích tính tốn điểm ngắn mạch N2: i xk2 = 2.k xk IN2 = 2.1,3.8,23 = 15,13 (kA) + Tính dòng ngắn mạch điểm N3 : Ta có tổng trở hạ kích thước 40x4 (mm) LTC = 0,6 m; r0 = 0,125(mΩ/m); x0 = 0,17 (mΩ/m) ( Tra Phụ lục 11 – Bảng 11.5 Tài liệu Thiết kế Phần điện NMĐ TBA) ZTC = (0,125+j.0,17).0,6 = 0,075+j.0,102 (mΩ) - Tổng trở Aptomat nhánh NS250E là: ZAN = 0,36 + j.0,28 (mΩ) ( Tra Phụ lục 11 – Bảng 11.3 Tài liệu Thiết kế Phần điện NMĐ TBA) Do ta có tổng trở tính tới điểm N3: ZN3 = ZN2 +ZTC +ZAN = (10,856 + j25,88) + (0,075+ j0,102) + (0,31 + j0,24) = 11,234 + j26,222 (mΩ) + Do dòng điện ngắn mạch điểm N3: I N3 = U dm Z N3 400 = 11,234 +26,222  2 = 8,1 (kA) Dòng điện xung kích tính tốn điểm ngắn mạch N3: i xk3 = 2.k xk IN3 = 2.1,3.8,1 = 14,89 (kA) SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 108 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng 3.3.2 Kiểm tra thiết bị, khí cụ điện chọn + Phía cao áp: Máy biến áp HANAKA: 250 kVA - 22/0,4 kV, có dòng điện định mức phía cao áp là: IdmB = SdmB 250 = = 6,56 (A) = Ilvmax 3.UdmC 3.22 Máy biến áp tải cho phép 25% nên dòng điện cưỡng là: Ilvcb = 1,25.Ilvmax = 1,25.6,56 = 8,2 (A) Vậy thiết bị điện cao áp ta kiểm tra theo điều kiện sau: Udmtb  Udmmang = 22 kV Idmtb  Ilvcb = 8,2 A + Phía hạ áp: Dòng điện định mức phía hạ áp là: IdmB = SdmB 250 = = 360,84 (A) 3UdmH 3.0,4 Máy biến áp phép tải 25% nên dòng điện cưỡng là: Ilvcb = 1,25.Ilvmax =1,25.360,84 = 451,05 (A) Vậy thiết bị điện hạ áp ta kiểm tra theo điều kiện sau: Udmtb  Udmmang = 0,4 kV ; Idmtb  Ilvcb = 451,05 A 3.3.2.1 Kiểm tra cầu dao phụ tải NPS 24 B1-K5J2 Điều kiện kiểm tra: U dmCD = 24(kV) > U dmmang = 22(kV) IdmCD = 400(A) > I Cb = 8,2(A) IdmN-3s = 10(kA) > I N = 1,47(kA) Idmcat = 40(kA)> I N1 = 1,47(kA) => Đạt yêu cầu 3.3.2.2 Kiểm tra cầu chì tự rơi 3GD1 401-4B Điều kiện kiểm tra: U dmCC = 24(kV) > U dmmang = 22 (kV) I dmCC = 10(A) > I Cb = 8,2 (A) I dmcat = 40(kA) > I N1 = 1,47 (kA) SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 109 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng => Đạt yêu cầu 3.3.2.3 Kiểm tra sứ đỡ cao áp OHC-35-300 Điều kiện kiểm tra: UdmSu =35(kV) > Udmmang = 22 (kV); Ftt  Fcp Trong đó: Fcp = 0,6.FPh =0,6.300 = 180 (kG) Ftt =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 =1,76.10-8 120 (3,74.103 ) = 0,492(kG) 60 Ta thấy Fcp = 180(kG) > Ftt = 0,492 (kG) => Đạt yêu cầu 3.3.2.4 Kiểm tra dẫn đồng Ở chọn dẫn đồng đặc có tiết diện tròn với đường kính 7mm; với Icp = 195A Thanh dẫn đồng phải thỏa mãn điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: K hc Icp  Ilvcb = 8,2 A Với: Với K hc = bt θ cp - θ xq bt θ cp - θ ch Trong : Khc - Là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh bt bt θcp - Nhiệt độ cho phép vật liệu làm góp, lấy θcp = 700 C xq - Nhiệt độ môi trường xung quanh, lấy xq= 350C ch - Nhiệt độ chuẩn, lấy ch= 250C Thay số vào ta có: K hc = 70  35  0,882 70  25 => Khc.Icp = 0,882.195 = 171,99 (A) > Ilvcb = 8,2 (A) => Đạt yêu cầu SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 110 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng 3.3.2.5 Kiểm tra cáp hạ lộ tổng từ MBA đến tủ phân phối Do chiều dài cáp ngắn nên ta kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép Ta có điều kiện: K1.K Icp  Ilvmax = 360,84 (A) 1,3.K1.K Icp  Ilvcb = 451,05 (A) Trong đó: K2 - hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, cáp đơn nên K2 = K1 - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ , K1 = bt θ cp - θ xq θ bt cp - θ ch = 70 - 42 = 0,789 70 - 25 Cáp đồng hạ áp lõi + trung tính cách điện PVC, hãng LENS chế tạo có dòng điện cho phép trời Icp = 538 (A) K1.K Icp  0, 789.1.538  424, 482 (A)  Ilvmax = 360,84 (A) 1,3.K1.K Icp 1,3.0, 789.1.538  551,83(A)  Ilvcb = 451,05 (A) => Cáp chọn thỏa mãn yêu cầu 3.3.2.6 Kiểm tra hạ áp Tiết diện kiểm tra theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: K hc Icp  Ilvcb = 451,05 A Với: K hc = 70  35  0,882 70  25 Thanh đồng tiết diện chữ nhật chọn có Icp = 625 (A) => K hc Icp = 0,882.625 = 551,25 (A)  Ilvcb = 451,05 A (thỏa mãn) Kiểm tra 0,4kV theo điều kiện ổn định động: σ= Trong đó: Ta có: + M: mơ men uốn tính tốn + W: mô men chống uốn dẫn M= Với M  σcp W Ftt l 1 = 1,76.10-8 i 2xkN2 (kG/cm) 10 a 10 l = 50 cm khoảng cách sứ đỡ a = 15 cm khoảng cách pha ixkN2 = 15,13 (kA) SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 111 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ => M=1,76.10-8 W= => σ= GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng 50 50 (15,13.103 ) = 67,15 (kG/cm) 15 10 b.h 0,4.42 = = 1,07 (cm3 ) 6 M 67,15 = = 62,76(kG/cm ) W 1, 07 Mà hạ áp đồng 40 x mm, có σcp = 1400 (kG/cm2 ) σ= M = 62,76 (kG/cm ) < σcp =1400 (kG/cm ) => Đạt yêu cầu W 3.3.2.7 Kiểm tra sứ đỡ hạ áp O  -1-20YT3 Điều kiện kiểm tra: UdmSu = (kV) > Udmmang = 0,4 (kV); Ftt  Fcp Trong đó: Fcp = 0,6.FPh =0,6.750 = 450 (kG) Ftt =1,76.108 i xk3 a Trong đó: l=80÷200 cm; a=30 ÷ 100 cm Ta chọn l=120mm; a=60mm Ftt =1,76.10-8 120 (14,89.103 ) = 7,805(kG) 60 Ta thấy Fcp = 450(kG) > Ftt = 7,805 (kG) => Đạt yêu cầu 3.3.2.8 Kiểm tra Aptomat tổng NS400E Điều kiện kiểm tra: U dmA = 600(V) > U dmmang = 400(V) I dmA = 400(A) > I lvmax = 360,84(A) I CdmA =15(kA) > I N2 = 8,23(kA) => Đạt yêu cầu 3.3.2.9 Kiểm tra Aptomat nhánh NS250E Vì từ cao áp có ba lộ cung cấp cho phụ tải ta coi công suất lộ nên Aptomat nhánh kiểm tra theo điều kiện: U dmA = 500(V) > U dmmang  400 (V) 1 Idm  Ilvmax = 360,84 = 120,28 (A) 3 ICdmA = 15 (kA) > I N3 =8,1(kA) => Đạt yêu cầu SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 112 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng 3.3.2.10 Kiểm tra cáp đầu nhánh Cáp kiểm tra theo điều kiện sau: - Dòng làm việc lâu dài cho phép: K1.K Icp  Với: Ilvmax K1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt K1  = 360,84 = 120,28 (A) 70  42  0, 789 70  25 K2 – hệ số hiệu chỉnh số cáp đặt song song (n=3) Lấy K2 = 0,92 Cáp đồng hạ áp lõi + trung tính cách điện PVC, hãng LENS chế tạo có dòng điện làm việc cho phép ngồi trời Icp = 192 (A) => K1.K Icp  0, 789.0,92.192  139,37 (A)  Ilvmax = 120,28 (A) (thỏa mãn) => Đạt yêu cầu 3.3.2.11 Các thiết bị khác + Máy biến dòng TKM-0,5: UđmBI = 0,5 kV  Uđmmạng = 0,4 kV IđmSC = 800 (A)  Icb = 451,05 (A) => Đạt yêu cầu + Chống sét van: - Cao áp: 3EG4 UđmCSV = 24 (kV)  Uđmmạng = 22 (kV) - Hạ áp: PBH-0,5Y1 UđmCSV = 0,5 (kV)  Uđmmạng = 0,4 (kV) => Đạt yêu cầu SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 113 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng CHƯƠNG 4: 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 = (6x4)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   4.1 Điện trở nối đất Điện trở nối đất tính theo cơng thức sau : Rt = ρ K.L2 ln 2π.L d.h Trong đó: ρ=ρdo K mt =0,4.104 10-2 1,6 = 64 (Ωm) - L chu vi mạch vòng : L = (6+4).2 = 20 (m) - d đường kính thanh, thép dẹt nên : d = b 40.103 = = 0,02(m) 2 - Cọc đóng sâu h = 0,8 (m) - K hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K = f (l1/l2)=f(6/4)=f(1,5)=5,81 =>R t = 64 5,81.20 ln = 6,057(Ω) 2.π.20 0,02.0,8 4.2 Điện trở nối đất cọc Điện trở nối đất cọc tính theo cơng thức: Rc = ρ  2.1 4t+l  ln + ln 2.π.l  d 4t-1  Trong đó: ρ = ρdo K mc =0,4.104 10-2 1,4 = 56(Ωm) - l chiều dài cọc : l = 2,5m - d đường kính cọc, cọc thép góc L60x60x6 nên d = 0,95.b - d = 0,95.60.10-3 = 0,057 (m) 2,5 t= +h= +0,8 = 2,05(m) 2 SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 114 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ =>R c = GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng 56  2.2,5 4.2,05+2,5  ln + ln =17,081(Ω) 2.π.2,5  0,057 4.2,05-2,5  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: ηt = 0,36; ηc = 0,56 Điện trở nối đất hệ thống cọc: R ht = R c R t 17,081.6,057 = =3,11 (Ω) R c ηt +n.ηc R t 17,081.0,36+8.0,56.6,053 Ta có: R ht = 3,11(Ω) < Rd = (Ω) Vậy hệ thống nối đất cho trạm đạt yêu cầu kỹ thuật KẾT LUẬN PHẦN II Sau trình khảo sát, phân tích thực tế “Trạm biến áp treo Diễn Thành 8” với công suất 250 kVA -22/0,4 kV, việc thiết kế trạm biến áp treo hoàn chỉnh đồng thời đảm bảo yêu cầu kĩ thuật đề SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 115 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PSG.TS Phạm Văn Hòa: Ngắn mạch đứt dây Hệ thống điện, Nhà xuất KH&KT, 2006 PGS.TS Phạm Văn Hòa, Ths Phạm Ngọc Hùng, Thiết kế phần điện nhà máy điện Trạm biến áp, Nhà xuất KH&KT, 2006 TS Trần Quang Khánh, Giáo trình cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC, Nhà xuất KH&KT Ngô Hồng Quang, Sổ tay lựa chọn tra cứu thiệt bị điện từ 0,4 đến 500 kV, Nhà xuất KH&KT Hà Nội – 2002 Nguyễn Minh Chước, Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp Kĩ thuật điện cao áp, Hà Nội – 2002 SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 116 ... kinh nghiệm chuẩn bị cho công việc sau Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Đậu Ngọc Mạnh SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng... văn tốt nghiệp Em xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Đậu Ngọc Mạnh SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng... 115 SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành KTĐ GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SVTH: Đậu Ngọc Mạnh – Đ5H3 Luận