Đang tải... (xem toàn văn)
Cuốn sách Phần trạm biến áp cấp điện áp 110kV (Tập 2) trình bày hướng dẫn tính toán trong phần trạm biến áp cấp điện áp 110kV. Nội dung phần 1 của cuốn sách trình bày: tính toán cơ khí thanh cái ống, tính toán trào lưu công suất, ngắn mạch hệ thống; tính toán lựa chọn định mức, công suất thiết bị; tính toán điện tụ dùng AC, DC; tính toán chống sét, tính toán nối đất, tính toán chiếu sáng, tính toán hệ thống điều hòa nhiệt độ vá thông gió. Mời các bạn cùng tham khảo.
TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM QUY ĐỊNH VỀ CÔNG TÁC THIẾT KẾ DỰ ÁN LƯỚI ĐIỆN CẤP ĐIỆN ÁP 110KV – 500KV (Ban hành theo Quyết định số 1289/QĐ-EVN ngày 01/11/2017 Tập đoàn Điện lực Việt Nam) PHẦN TRẠM BIẾN ÁP CẤP ĐIỆN ÁP 110kV TẬP HƯỚNG DẪN TÍNH TỐN Hà Nội 2017 Quy định công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV - Số bình chọn theo điều kiện đảm bảo giá trị điện áp cực đại cho phép hệ thống điện chiều - Dung lượng hệ thống ắc qui chọn theo điều kiện điện áp sau 5h phóng điện với dòng điện phụ tải thường xuyên đảm bảo giá trị điện áp cực tiểu theo yêu cầu hệ thống điện tự dùng chiều 4.2.2 Số liệu đầu vào - Công suất hệ thống bảo vệ rơ le, tự động, đo lường, tín hiệu - Cấp nguồn động chiều (máy cắt, dao cách ly ) - Công suất hệ thống điều khiển, hệ thống máy tính - Cơng suất hệ thống thơng tin liên lạc, Scada - Công suất hệ thống chiếu sáng cố - Lập bảng kê phụ tải tự dùng chiều PHỤ TẢI Thường xuyên Ngắn hạn Hệ thống bảo vệ … Dự phịng Tổng cộng 4.2.3 Nội dung tính toán - Phụ tải hệ thống điện chiều trạm chia thành loại: - Phụ tải thường xuyên bao gồm: Hệ thống đèn chiếu sáng cố cho nhà chức năng: nhà điều khiển trung tâm, nhà trạm bơm, nhà thường trực Hệ thống cấp nguồn cho tủ điều khiển, bảo vệ máy biến áp ngăn lộ đường dây hệ thống Nguồn tín hiệu hệ thống phòng cháy chữa cháy Hệ thống máy tính trạm Phụ tải tức thời: rơ le trung gian, mạch cuộn đóng cuộn cắt máy cắt - Lựa chọn ắc qui gồm lựa chọn số bình dung lượng bình theo yêu cầu kỹ thuật để đảm bảo hệ thống điện chiều trạm làm việc an toàn tin cậy - Số bình chọn theo điều kiện đảm bảo giá trị điện áp cực đại cho phép hệ thống điện chiều - Dung lượng hệ thống ắc qui chọn theo điều kiện điện áp sau phóng điện với dịng điện phụ tải thường xuyên đảm bảo giá trị điện áp cực tiểu theo yêu cầu hệ thống điện tự dùng chiều - Số ngăn ắc quy tính theo cơng thức: Tập 2: Hướng dẫn tính tốn 20 Quy định công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV n Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV U V max U U ZLE max Trong đó: n : Số ngăn Uv max : Điện áp chiều yêu cầu cực đại cho phép (Uv max = 1,1*Uht) ∆Umin : Điện áp rơi ắc quy phụ tải nhỏ (∆Umin = 1V) UZLE max : Điện áp nạp cực đại ngăn (UZLE max = UZLE + 1%, UZLE =1,4V/ngăn điện áp nạp từ từ) - Điện áp ngăn nhỏ nhất: U Z N Uv UV U max n : Số ngăn : Điện áp chiều yêu cầu cực tiểu cho phép (Uv min= 0,85* Uht) ∆Umax : Điện áp rơi ắc quy phụ tải lớn (∆Umax = 2V) UZmix : Điện áp cực tiểu ngăn ⇒ UZmix =1,1V/ngăn Phụ tải cố Isc kéo dài suốt thời gian cố: - Sự cố nguồn chiếu sáng làm việc, chiếu sáng cố cấp nguồn qua chuyển đổi DC/AC, riêng chiếu sáng sực cố nhà Trạm bơm cấp nguồn chiếu sáng cố Dòng tính tốn để chọn ắc quy: I tt I tx I sc Ptx P SC U HT U HT Trong đó: Itx : dịng phụ tải thường xuyên Isc : dòng phụ tải cố kéo dài suốt thời gian cố Ptx : công suất phụ tải thường xuyên Psc : cơng suất phụ tải cố Dịng tính tốn ngắn hạn để kiểm tra ắc quy: I tt ngh I tt I sc' I tt Pcc max U HT Với Pcc max công suất lớn cung cấp cho chu trình cắt máy cắt cố ngắn hạn I’sc dòng phụ tải cố ngắn hạn Tập 2: Hướng dẫn tính tốn 21 Quy định cơng tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV Thời gian quy đổi từ dịng điện phóng thường xun (Itt) dịng điện phóng cực đại (Itt.ngh): Tqd T5h * I tt I tt.ngh Với T5h thời gian dịng điện phóng định mức (5h) Chọn dung lượng ắc quy: C Itt *T5h I sc' *Tqd Kiểm tra ắc quy chọn dịng điện phóng tính tốn ngắn hạn: I tt ngh I cp.ngh 2,5I cp Trong đó: Icp.ngh dịng điện phóng cho phép ngắn hạn Icp dịng điện phóng cho phép lâu dài với thời gian phóng 5h Tính chọn tủ nạp: a) Dịng điện định mức tủ nạp cần thỏa mãn điều kiện: In.đm ≥ In + Ipt Trong đó: In.dm - dịng điện định mức tủ nạp ắc quy Ipt - dòng phụ tải thời gian nạp In = 0,2xC - dòng điện nạp 4.2.4 Kết lựa chọn - Căn kết tính tốn số liệu đầu vào để lựa chọn hệ thống ắc quy áp tô mát cho hệ thống tự dùng DC - Tùy thuộc vào điều kiện vận hành từ khu vực để lựa chọn chủng loại ắc quy cho phù hợp như: Nickel-Cadmium (NiCd), axit chì kín (SEAL LEAD ACID)… Tập 2: Hướng dẫn tính tốn 22 Quy định công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV Chương TÍNH TỐN CHỐNG SÉT, NỐI ĐẤT, CHIẾU SÁNG 5.1 TÍNH TỐN CHỐNG SÉT 5.1.1 Cơ sở - Phạm vi bảo vệ phải phủ kín toàn trang thiết bị điện phận mang điện trạm nhằm loại trừ giảm nhỏ xác suất sét đánh trực tiếp vào thiết bị - Trạm bảo vệ chống sét đánh trực tiếp dây thu sét kim thu sét lắp đặt cột cổng cột chiếu sáng - Khoảng cách từ dây chống sét đến dây dẫn khoảng cột tính tốn đảm bảo quy phạm hành 5.1.2 Số liệu đầu vào - Mặt bố trí kim chống sét, độ cao đinh kim chống sét - Mặt bố trí dây chống sét, độ cao treo dây chống sét, độ võng dây chống sét - Mặt thiết bị cao độ cần bảo vệ chống sét 5.1.3 Nội dung tính tốn 5.1.3.1 Tính tốn phạm vi kim thu sét a) Phạm vi bảo vệ độ cao hx kim thu sét có chiều cao h: - Cơng thức tính tốn: 1, 25 hx h rx 1,5h (1 ) h h hx h rx 0,75 h (1 x ) h hx Trong : h : cao độ đỉnh kim thu sét hx : cao độ cần bảo vệ rx : bán kính phạm vi bảo vệ kim thu sét b) Phạm vi bảo vệ độ cao hx kim thu sét có chiều cao cách khoảng a: - Cơng thức tính toán: ho h a 1, 25 h x ) ho box 1,5 ho (1 ho h h x ho box , 75 ho (1 x ) ho hx Tập 2: Hướng dẫn tính tốn 23 Quy định công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV Trong đó: h : cao độ đỉnh kim thu sét hx: cao độ cần bảo vệ a : khoảng cách kim thu sét ho : cao độ đỉnh kim thu sét giả tưởng nằm kim thu sét box: bán kính phạm vi bảo vệ ứng với chiều cao ho c) Phạm vi bảo vệ độ cao hx cột thu sét có chiều cao khác nhau: - Cơng thức tính tốn: Nếu: Nếu: ht < a' hc a’ = a - 1,5 (0,8hc – ht) h0 = ht hx < 1,25h X ho box = 1,5h0 (1 ) h0 hx > h ho bx = 0,75h0 (1 X ) h0 ht > a' hc a’ = a - 0,75 (c – ht) h0 = ht hx < 1,25h X ho box = 1,5h0 (1 ) h0 hx > h ho box = 0,75h0 (1 X ) h0 Trong đó: ht: cao độ đỉnh kim thu sét cột thấp hc: cao độ đỉnh kim thu sét cột cao hx: cao độ cần bảo vệ a: khoảng cách kim thu sét a’: khoảng cách kim thu sét thấp kim thu sét giả tưởng h0: cao độ đỉnh kim thu sét giả tưởng nằm kim thu sét thấp kim thu sét giả tưởng b0x: bán kính phạm vi bảo vệ ứng với chiều cao h0 5.1.3.2 Kết lựa chọn - Từ kết tính tốn theo cơng thức trên, ta vẽ phạm vi bảo vệ kim thu sét cho toàn trạm ứng với chiều cao cần bảo vệ Phạm vi bảo vệ kim thu sét phải bao trùm toàn khu vực phân phối - Trong trường hợp D ρ2 o 1.2 l 2 H 1 (l H ) Trong đó: ρ1: điện trở suất lớp đất (Ωm) ρ2: điện trở suất lớp đất (Ωm) H: độ dày lớp đất (m) l: độ dài cọc (m) h: độ chôn sâu lưới nối đất (m) - Điện trở tương hỗ cọc lưới: Rm a 2Lc L ln ' K1 c K2 1 L h A Trong đó: ρa: điện trở suất biểu kiến qua lớp cọc Lc: tổng chiều dài lưới nối đất bao gồm cọc K1, K2: số (tra đồ thị) Hằng số K1, K2 tra theo đồ thị (Figure 25: Coefficients k1 and k2 of Schwarz’s formula – p.67– std 80:2000) theo công thức nội suy: K1 0,4x Tập 2: Hướng dẫn tính tốn L 1,41 W 27 Quy định công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV K2 0,15x L 5,5 W Trong đó: L: chiều dài trung bình lưới nối đất (m) W: chiều rộng trung bình lưới nối đất (m) - Điện trở nối đất toàn hệ thống nối đất 1 Rht kn ( ) Rnd Rgem 1 Hệ số ảnh hưởng hệ thống: kn = 0,9 Theo quy phạm điện trở yêu cầu hệ thống nối đất cho phép là: Ryc = 0,5Ω Nếu kết tính tốn điện trở nối đất tồn hệ thống Rht đảm bảo yêu cầu cho phép hệ thống nối đất ≤ Ryc = 0,5Ω - Tính tốn dựa theo tiêu chuẩn IEEE Std 80- 2000: Điện áp tiếp xúc cho phép: Etouch 50 = 0,116 t (1000 + 1,5Cs.s) Điện áp bước cho phép: Estep 50 = 0,116 t (1000 + 6.Cs.s) Trong đó: t thời gian trì cố (t = 0,5s) điện trở suất lớp cát san trạm (m) s điện trở suất lớp đá rải trạm Cs hệ số tính đến tiếp xúc lớp đá bề mặt với lớp đất phía 1 Cs = 1- 0,106 s 0,106 2h s a) Tính tốn điện áp tiếp xúc lớn nhất: - Điện áp tiếp xúc lớn tính theo cơng thức sau: Em = .Km.Ki.Ig /L Trong đó: điện trở suất đất trạm (m) Km hệ số khoảng cách xác định theo công thức Tập 2: Hướng dẫn tính tốn 28 Quy định cơng tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV Km = Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV Kii h D2 ( D h) [ln( + )+ ln ] 16hdc 4dc Kh (2n 1) Ddc 2 Với: * D khoảng cách dẫn lưới (m) * n = na.nb.nc.nd Với: na = 2.LC LP ; nb = LP A 0, A L x L y Lx L y ; nc = A nd = D Lx L y nc = : lưới hình vng, chữ nhật nd= : lưới hình vng, chữ nhật, hình - L Với: Lc tổng chiều dài nối đất lưới (m) Lp chu vi lưới nối đất (m) Lx chiều dài trung bình lưới nối đất (m) Ly chiều rộng trung bình lưới nối đất (m) A diện tích lưới nối đất (m²) hệ số biểu thị ảnh hưởng độ chôn sâu (h) lưới * Kh = 1 h / ho nối đất (ho độ chôn sâu tham khảo: ho= 1m) * Kii = hệ số liên hệ đến phân bố cọc ( 2n) / n * dc đường kính dây rải (m) Ki hệ số có xét đến gia tăng mật độ dịng điện góc lưới Ki = 0,644 + 0,148 n Ig dòng điện tản vào lưới tính cơng thức sau: Ig = Sf Df C IN Với: * Sf = 0,7 hệ số phân dòng điện cố tản vào đất thơng qua dây chống sét, dây trung tính nối đất * Df = 0,5 hệ số suy giảm thành phần chiều * C = 0,5 hệ số hiệu chỉnh thiết kế xét gia tăng dòng điện cố * IN trị số dòng điện ngắn mạch pha (A) Tập 2: Hướng dẫn tính tốn 29 Quy định cơng tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV L’ = LC + [1,55 + 1,22 ( Lr L L2y x Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV )].LR :chiều dài hiệu lưới nối đất (m) b) Tính toán điện áp bước lớn nhất: Điện áp tiếp xúc lớn tính theo cơng thức sau: Es = .Ks.Ki.Ig/Ls Trong đó: điện trở suất đất trạm (m) Ks hệ số khoảng cách tính tốn Es xác định theo cơng thức Ks = 1 n2 + + (1 0,5 ) ] D 2h D h [ Với: * D khoảng cách dẫn lưới (m) * n = na.nb.nc.nd LS = 0,75 LC + 0,85 LR: chiều dài hiệu lưới nối đất (m) 5.2.2.2 Kết lựa chọn - Giá trị cực đại phép theo tiêu chuẩn: ≤ 0,5 Trong trường hợp tăng cường bổ sung thêm giếng nối đất khơng lớn >0,5 áp dụng Theo điều I.7.42 Qui phạm trang bị điện năm 2006, vùng đất có điện trở suất lớn 500Ωm, phép tăng giá trị điện trở suất nối đất trang bị nối đất lên đến 0,001ρ[Ω] không lớn 5 5.3 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 5.3.1 Cơ sở - Để đảm bảo độ rọi phù hợp với chức làm việc phòng, phương án thiết kế chiếu sáng nhân tạo trạm thiết kế với phương án sử dụng đèn LED mang lại hiệu suất phát sáng cao tiết kiệm điện tiêu thụ trình hoạt động - Hệ thống chiếu sáng nhân tạo trời dùng để chiếu sáng cho thiết bị nhân viên vận hành trạm thao tác đóng/cắt thiết bị Chiếu sáng nhân tạo ngồi trời phía sân phân phối có độ rọi yêu cầu Eyc = 10lux Sử dụng đèn pha LED 220V có cơng suất phù hợp 5.3.2 Số liệu đầu vào - Mặt bố trí đèn chiếu sáng; - Cao độ lắp đặt đèn - Quang thông đèn - Số đèn Tập 2: Hướng dẫn tính tốn 30 Quy định công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV - Độ rọi yêu cầu 5.3.3 Nội dung tính tốn 5.3.3.1 Phương pháp tính tốn hệ thống chiếu sáng nhà sử dụng phương pháp hệ số sử dụng: E = N.m.K.M./A Trong đó: -E : độ rọi (lux) -N : số bóng đèn - m: quang thông đèn (lumen) -K : hệ số sử dụng, phụ thuộc vào hệ số phản xạ tường, trần số kích thước phịng (I) -M : hệ số suy giảm bụi bẩn già hố đèn - A : diện tích chiếu sáng (m²) 5.3.3.2 Phương pháp tính tốn hệ thống chiếu sáng ngồi trời sử dụng phần mềm tính tốn chiếu sáng - Số đèn cần dùng: n E.S k.Z F ksd E = 10 (lux) : độ rọi trung bình S (m²) : diện tích cần chiếu sáng k = 0,9 : hệ số dự trữ Z = 1,4 : hệ số tính tốn F (lm) : quang thơng đèn ksd = 0,42 : hệ số sử dụng 5.3.3.3 Kết lựa chọn - Việc bố trí đèn chiếu sáng có hợp lý đạt hiệu độ rọi u cầu Tập 2: Hướng dẫn tính tốn 31 Quy định công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV Chương TÍNH TỐN HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA NHIỆT ĐỘ VÀ THƠNG GIĨ 6.1 CƠ SỞ - Để đảm bảo môi trường làm việc cho thiết bị trạm biến áp đặc biệt thiết bị điều khiển bảo vệ, thiết bị thơng tin dùng kỹ thuật số, phịng Điều khiển, phịng Thơng tin cấp nguồn AC/DC, phịng làm việc nhà Bay housing bố trí điều hòa nhiệt độ (Đ.H) 6.2 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO - Mặt phịng Điều khiển, phịng Thơng tin cấp nguồn AC/DC, phòng làm việc nhà Bay housing; - Bố trí thiết bị phịng Điều khiển, phịng Thơng tin cấp nguồn AC/DC, phịng làm việc nhà Bay housing; - Số lượng người lớn tập trung phòng chức 6.3 NỘI DUNG TÍNH TỐN Xác định nguồn nhiệt tỏa phòng: Qtoa Q1 Q2 Q3 Q4 - Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng: Q1= NS Với NS tổng công suất tất đèn chiếu sáng - Nhiệt người tỏa ra: Q2 n q 103 Trong đó: n- số người làm việc phịng q- nhiệt tồn phần tỏa từ người - Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt: Q3 n q 103 Trong đó: n- số máy tính điều khiển dự kiến q- phát nhiệt trung bình máy tính điều khiển - Nhiệt xạ mặt trời vào phòng điều khiển: Q4 Qk Qbc Trong đó: Tập 2: Hướng dẫn tính tốn 32 Quy định cơng tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV Qk – xạ nhiệt qua kính: Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV Qk 0.001 I s,d Fk T1 T2 T3 T4 Is,d – cường độ xạ mặt trời mặt đứng, phụ thuộc vào hướng địa lý – W/m²( tra bảng 2.20 Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia số liệu điều kiện tự nhiên dùng xây dựng) Fk - diện tích phần kính chịu xạ mặt trời, (m²) T1 - hệ số suốt kính (cửa kính lớp = 0,90); = 0,80); T2 - hệ số mức độ bẩn mặt kính (mặt kính đứng lớp T3 - hệ số che khuất cánh khung cửa (cửa sổ lớp kính thẳng đứng khung nhơm = 0,75 ÷ 0,79) T4 - hệ số che khuất hệ thống che nắng (kính sơn trắng đục = 0,65 ÷ 0,80) Qbc – xạ mặt trời qua bao che ( chủ yếu mái bê tông): Qbc 0,055 0.001 k F ES I S T4 IS – cường độ xạ mặt trời lên bề mặt bao che (W/m²) k – bê tông 150mm, không trát (3,3W/m².K) F - diện tích bề mặt nhận xạ mặt trời, (m²) ES - hệ số xạ mặt trời bề mặt bao che T4 - hệ số mức độ bẩn mặt kính (mặt kính đứng lớp Xác định nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che: = 0,80) Qtt 0,001 ki Fi Di Trong đó: ki 1/( R1 Ri ) R1 – nhiệt trở tỏa nhiệt = 0,15 W/m².K (khi vách tiếp xúc trực tiếp với khơng khí bên ngồi) = 0,20 W/m².K (khi vách tiếp xúc gián tiếp với khơng khí bên ngồi) Ri i / i nhiệt trở lớp vật liệu có bề dày δi (m) hệ số dẫn nhiệt λi(W/m.K) Di = hệ số nhiệt quán (độ dày quy ước) Xác định nhiệt tổn thất theo khối thể tích khơng khí phòng: Qttkk 0,001V qv (t N tT ) / 0,163 Trong đó: qv =0,2 tổn thất nhiệt riêng cho m³ thể tích phịng chênh lệch nhiệt độ 1°C (chọn cho phòng tầng trệt) Tập 2: Hướng dẫn tính tốn 33 Quy định cơng tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 110kV đến 500kV Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV V – thể tích phịng tN – nhiệt độ trời tT – nhiệt độ nhà Xác định lượng nhiệt thừa theo nhiệt có: QT Qtoa Qtt Qttkk Xác định suất gió cần thiết: LV 1,1631000 QT ( Kcal / m3 ) 1,2 0,24 (tT tV ) Trong đó: tV = tT – 10 nhiệt độ thổi vào từ bên Xác định suất lạnh cần thiết: Qo LV kq Trong đó: kq – suất lạnh máy/năng suất gió máy Đối với máy điều hòa cục loại cục chọn kq = 6.4 KẾT QUẢ LỰA CHỌN Chọn máy lạnh có cơng suất lạnh Q (Btu/h) Số máy lạnh cần thiết : n Tập 2: Hướng dẫn tính toán Qo Q 34 ... điện 11 0kV sau: 11 0/35/22kV, 11 0/22kV, 11 0/22 -1 5 kV, 11 0 /15 kV - Điện áp MBA (giảm áp) : 11 5/38,5/23kV, 11 5/23 /11 kV, 11 5/23 -1 5 ,75 /11 kV 11 5 /15 ,75 /11 kV Tùy thuộc lưới điện hữu khu vực mà sử dụng cấp. .. tính tốn 11 Quy định công tác thiết kế dự án lưới điện cấp điện áp từ 11 0kV đến 500kV Phần trạm biến áp cấp điện áp từ 11 0kV 2.5 .1 Cơ sở - Biến điện áp đo lường dùng để biến đổi điện áp từ trị...TẬP ĐỒN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM QUY ĐỊNH VỀ CƠNG TÁC THIẾT KẾ DỰ ÁN LƯỚI ĐIỆN CẤP ĐIỆN ÁP 11 0KV – 500KV (Ban hành theo Quyết định số 12 89/QĐ-EVN ngày 01/ 11/ 2 017 Tập đoàn Điện lực Việt Nam) PHẦN TRẠM