Thiết kế hệ thống điện trạm biến áp 220 110 22 kv

z BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH VIỆN KỸ THUẬT  BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22 kV Ngành: Kỹ thuật điện – điện tử Chuyên ngành: Điện công nghiệp Giảng viên hướng dẫn : Đoàn Thị Bằng Sinh viên thực : Nguyễn Minh Trọng Lớp : 14DDC03 MSSV : 1411020338 TP Hồ Chí Minh, 10/2017 ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG BM01/QT05/ ĐT-KT Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC (Do giảng viên hướng dẫn ghi giao cho sinh viên nộp văn phòng Viện 02 tuần đầu thực đồ án môn học) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Nguyễn Minh Trọng Ngành : Kỹ thuật điện, điện tử MSSV: 1411020338 Lớp:14DDC03 Chuyên ngành : Điện công nghiệp Tên đề tài: Thiết kế phần điện trạm biến áp 220/110/22kV với thông số trang 02 đính kèm Nhiệm vụ thực đề tài: Cân công suất phụ tải Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp Chọn máy biến áp điện lực Tính tốn tổn thất điện máy biến áp Sơ đồ nối điện Tính tốn ngắn mạch Chọn khí cụ điện phần dẫn điện Thiết kế phần tự dùng máy biến áp Tính tốn kinh tế-kĩ thuật định phương án thiết kế 10 Thiết kế chống sét nối đất cho trạm Ghi chú: Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên TP HCM, ngày 03 tháng 10 năm 2017 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV với thông số sau: Điện áp hệ thống: UHT = 220kV, số đường dây SHT= 8000 ( MVA); xht = 0,4 () Các phụ tải cấp điện áp: 2.1: Phụ tải 220kV: - Có đường dây, hệ số cơng suất cos = 0,85 - Công suất: Smax = 80 x 1,3 ( MVA ) - Đồ thị phụ tải cấp 220kV hình 1.1 100 100S% 90 80 70 60 60 50 50 40 30 20 10 0 90 90 80 80 70 50 t(h) 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1.1: Đồ thị phụ tải cấp 220kV 2.2: Phụ tải 110kV: - Có đường dây, hệ số cơng suất cos = 0,8 - Công suất: Smax = 60 x 1,4 ( MVA ) - Đồ thị phụ tải cấp 110kV hình 1.2 100 100S% 100 90 90 80 80 80 70 70 70 60 50 50 50 40 30 20 10 t(h) 0 10 12 14 16 18 20 Hình 1.2: Đồ thị phụ tải cấp 110kV 22 24 ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG 2.3: Phụ tải 22kV: - Có đường dây, hệ số cơng suất cos = 0,85 - Công suất: Smax = 40 x 1,1 ( MVA ) - Đồ thị phụ tải cấp 22kV hình 1.3 100 S% 100 90 90 90 80 80 70 70 60 60 50 50 50 40 30 20 10 0 10 12 14 16 18 Hình 1.3: Đồ thị phụ tải cấp 22kV 20 22 t(h) 24 ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG BM04/QT05/ĐTKT Viện Kỹ thuật Hutech BẢN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN HỌC (GVHD nộp Bản nhận xét Văn phòng Viện) Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài (sĩ số nhóm 1): (1) NGUYỄN MINH TRỌNG MSSV: 1411020338 Lớp: 14DDC03 (2) MSSV: ………………… Lớp: (3) MSSV: ………………… Lớp: Ngành : Kỹ thuật điện – điện tử Chuyên ngành : Điện công nghiệp Tên đề tài: Thiết kế phần điện trạm biến áp 220/110/22kV Tổng quát ĐA: Số trang: 112 Số chương: 11 Số bảng số liệu: 15 Số hình vẽ: 27 Số tài liệu tham khảo: Phần mềm tính tốn: Số vẽ kèm theo: Hình thức vẽ: Autocad Hiện vật (sản phẩm) kèm theo: Nhận xét: a) Về tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: b) Những kết đạt ĐA: c) Những hạn chế ĐA: Đề nghị: Được bảo vệ (hoặc nộp ĐA để chấm)  Không bảo vệ  TP HCM, ngày 10 tháng 01 năm 2018 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Ghi chú: Đính kèm Phiếu chấm điểm ĐA/KLTN ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG BM03/QT05/ĐTKT Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC: TRẠM BIẾN ÁP Họ tên SV: Nguyễn Minh Trọng MSSV: 1411020338 Lớp: 14DDC03 Nội dung hướng dẫn Nội dung thực Giao đề tài: Thiết kế phần Tìm hiểu trạm biến áp Ca: Ngày: 3/10/2017 điện trạm biến áp 220/ 110/ 22 kV 220/110/22kV Ca: Ngày: 11/10/2017 Tổng quan trạm biến áp Tính tốn công suất, cân cân phụ tải công suất vẽ đồ thị phụ tải toàn trạm Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp Ca:3 Ngày:18/10/2017 Ca: Ngày: 25/10/2017 Sơ đồ cấu trúc chọn phương án thiết kế trạm biến áp Chọn máy biến áp điện lực Chọn máy biến áp điện lực, tính tổn thất điện tính tổn thất điện trong máy biến áp máy biến áp Tính tổn thất điện Tính tổn thất điện Ca: máy biến áp vẽ sơ máy biến áp vẽ sơ Ngày: 01/11/2017 đồ nối điện đồ nối điện Ca: Ngày: 08/11/2017 Ca: Ngày: 15/11/2017 Ca: Ngày: 23/11/2017 Chọn sơ đồ nối điện tính Chọn sơ đồ nối điện tính tốn ngắn mạch tốn ngắn mạch Thiết kế chống sét nối đất Thiết kế chống sét nối đất Chọn khí cụ điện phần Chọn khí cụ điện phần dẫn điện cho trạm biến áp dẫn điện cho trạm biến áp Tính phần tự dùng cho trạm Tính phần tự dùng cho trạm biến áp chọn phương án biến áp chọn phương án thiết kế thiết kế Ca: hệ thống cho trạm biến áp Ngày: 30/11/2017 10 Hoàn thiện báo cáo Ca: Ngày: 07/12/2017 hệ thống cho trạm biến áp Hoàn thiện báo cáo Ký tên ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU PHẦN A: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ TRẠM CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1 Giới thiệu trạm biến áp: 1.2 Phân loại trạm biến áp: 1.2.1 Theo điện áp: .4 1.2.2 Theo chức năng: 1.2.3 Theo cấu trúc: 1.3 Các thiết bị trạm biến áp: 1.4 Những vấn đề thiết kế trạm biến áp: .5 1.4.1 Vị trí đặt trạm biến áp xác định dựa điều kiện sau: 1.4.1 Yêu cầu thiết kế trạm biến áp: .6 1.5 Nhiệm vụ thiết kế: 1.5.1 Điện áp hệ thống: .6 1.5.2 Các phụ tải cấp điện áp: 1.6 Trình tự thiết kế: CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHỤ TẢI 2.1 Khái niệm cân công suất: .9 2.2 Đồ thị phụ tải cấp điện áp: 2.1.1 Đồ thị phụ tải cấp 220kV: 2.1.2 Đồ thị phụ tải cấp 110kV: 10 2.1.3 Đồ thị phụ tải cấp 22kV: 11 2.1.4 Đồ thị phụ tải trạm: 12 CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHỤ TẢI 3.1 Khái niệm: .14 3.2 Sơ đồ cấu trúc chọn phương án thiết kế cho trạm biến áp: 14 3.2.1 Phương án 1: Sử dụng máy biến áp từ ngẫu cuộn dây Phụ tải cấp 22kv lấy từ cuộn hạ MBA 14 3.2.2 Phương án 2: Dùng máy biến áp hai cuộn dây 220/110 kv máy 3.2.3 biến áp hai cuộn dây 110/22 kv 16 Phương án 3: Dùng máy biến áp hai cuộn dây 220/110 kv máy biến áp hai cuộn dây 220/22 kv 17 ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP 3.2.4 GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG Phương án 4: Sử dụng máy biến áp từ ngẫu cuộn dây để tải công suất từ điện áp cao sang trung sử dụng máy biến áp cuộn dây để tải công suất từ điện áp trung sang hạ 18 3.3 Nhận xét: 19 CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC 4.1 Khái niệm chung: 20 4.1.1 Khi sử dụng máy biến áp cần lưu ý đặc điểm sau: 20 4.1.2 Hệ thống làm mát máy biến áp: .21 4.2 Khả tải máy biến áp: 22 4.2.1 Quá tải bình thường (qua tải thường xuyên): 22 4.2.2 Qua tải cố: 23 4.3 Các phương án chọn máy biến áp: .24 4.3.1 Phương án 1: 24 4.3.2 Phương án 2: 26 4.3.3 Phương án : 29 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN TỔN THẤT TRONG MÁY BIẾN ÁP 5.1 Khái niệm: .32 5.2 Cách tính tổn thất điện loại máy biến áp: .32 5.2.1 Tổn thất điện trog máy biến áp pha cuộn dây: 32 5.2.2 Tổn thất điện trog máy biến áp từ ngẫu: 32 5.3 Tính tổn thất điện máy biến áp: 33 5.3.1 Tính tổn thất điện MBA phương án 1: 33 5.3.2 Tính tổn thất điện MBA phương án 2: 36 5.3.3 Tính tổn hao điện MBA phương án 4: 38 CHƯƠNG 6: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 6.1 Khái niệm: .42 6.2 Các dạng sơ đồ nối điện bản: 43 6.2.1 Nhóm thứ nhất: 43 6.2.2 Nhóm thứ hai: .44 6.2.3 Nhóm thứ ba: 45 6.2.4 Sơ đồ cầu: 46 6.3 Chọn sơ đồ nói điện cho phương án: 47 6.3.1 Sơ đồ nối điện phương án 1: .48 6.3.2 6.3.3 Sơ đồ nối điện phương án 2: .49 Sơ đồ nối điện phương án 4: .50 CHƯƠNG 7: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 7.1 Lý thuyết tính tốn ngắn mạch: 51 ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG 7.1.1 Khi tính tốn ngắn mạch cần quan tâm đến giả thiết sau: 53 7.1.2 Trình tự tính tốn ngắn mạch ba pha: 53 7.2 Tính tốn ngắn mạch: 52 7.2.1 Các công thức cần thiết để xác định điện kháng: 53 7.2.2 Các đại lượng bản: 53 7.3 Tính ngắn mạch cho phương án: 54 7.3.1 Phương án 1: 54 7.3.2 7.3.3 Phương án 2: 57 Phương án 4: 59 CHƯƠNG 8: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN 8.1 Khái niệm chung: 62 8.1.1 Các khí cụ điện: .63 8.1.2 Các phần dẫn điện: 63 8.2 Những vấn đề có liên quan đến tính tốn để chọn khí cụ điện phần dẫn điện: 63 8.2.1 Tính tốn chế độ làm việc: 63 8.2.2 Tính tốn xung nhiệt dòng ngắn mạch: 64 8.2.3 Các điều kiện chung để chọn khí cụ phần dẫn điện: 64 8.3 Chọn máy cắt, dao cách ly cho phương án: 65 8.3.1 Máy cắt: 65 8.3.2 Dao cách ly: .70 8.4 Thanh dẫn – góp: 74 8.4.1 Thanh dẫn – góp đơn, tiết diện hình chữ nhật: 74 8.4.2 Chọn dây dẫn: 75 8.4.3 Chọn dẫn – góp: 75 8.5 Chọn máy biến dòng(BI), máy biến điện áp (BU): 77 8.5.1 Máy biến dòng (BI): 77 8.5.2 Chọn máy biến dòng (BI): .79 8.5.3 Máy biến điện áp (BU): 80 8.5.4 Chọn máy biến điện áp (BU): 81 CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ PHẦN TỰ DÙNG CỦA TRẠM BIẾN ÁP 9.1 Chọn máy biến áp tự dùng: 84 9.2 Tính toán ngắn mạch cho cấp điện áp 0,4kV: .85 9.3 Chọn cáp ngầm tủ tự dùng: 85 9.3.1 Chọn cáp ngầm từ máy biến áp đến tủ tự dùng 0,4 kV: 85 9.3.2 Chọn tủ tự dùng 0,4 kV: 86 ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP GVHD: ĐỒN THỊ BẰNG CHƯƠNG 10: TÍNH TỐN KINH TẾ - KỸ THUẬT LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 10.1 Khái niệm: .87 10.1.1 Chi phí kinh tế dược xác định sau: 87 10.1.2 Phí vận hành năm: 87 10.1.3 Vốn đầu tư: 87 10.2 Phần tính tốn: .89 10.2.1 Phương án 1: 89 10.2.2 Phương án 2: 89 10.2.3 Phương án 4: 89 10.3 So sánh kinh tế kỹ thuật: 90 PHẦN B: THIẾT KẾ CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP CHƯƠNG 1: BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM 1.1 Khái niệm chung: 91 1.2 Phạm vi bảo vệ cột thu sét: .92 1.2.1 Phạm vi bảo vệ cột thu sét: 92 1.2.2 Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét: 93 1.2.3 Phạm vi bảo vệ nhiều cột thu sét: .94 1.3 Các yêu cầu kỹ thuật kinh tế dùng hệ thống cột thu sét để bảo vệ sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp: 95 1.3.1 Về mặt kỹ thuật: .95 1.3.2 Về mặt kinh tế: .95 1.3.3 Các mặt khác: 95 1.4 Áp dụng tính tốn cho trạm: 95 1.4.1 Cấp 220 kV: .95 1.4.2 1.4.3 1.4.4 1.4.5 Cấp 110 kV: .98 Kiểm tra phạm vi bảo vệ cột thu sét chọn: 99 Cấp 22 kV: .103 Kết luận chung cột thu sét, kim thu sét trạm: .104 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN NỐI ĐẤT 2.1 Khái niệm: .105 2.2 Tính tốn thiết kế hệ thống nối đất: 105 2.2.1 Hệ thống nối đất tự nhiên: 105 2.2.2 Hệ thống nối đất nhân tạo: 106 2.2.3 Hệ thống nối đất làm việc: 106 2.2.3 Hệ thống nối đất bảo vệ: 106 2.3 Áp dụng tính tốn nối đất cho trạm: 107 2.3.1 Tính tốn điện trở nối đất tự nhiên khu vực phân phối 220kV: 107 ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG Khu vực Vị trí cột D(m) h a (m) h x (m) h tt (m) I 1-2-4-5 72.1 9.01 15.5 24.5 II 2-3-5-6 61.3 7.66 15.5 23.16 III 4-5-7 67.3 8.4 15.5 23.9 IV 5-7-9 78.7 9.8 15.5 25.3 V 5-6-9 52.08 6.51 15.5 22.01 Bảng 1.1: Bảng phân bố vị trí cột thu sét vùng cấp 220kV Để đảm bảo an toàn đem lại mỹ quan cho trạm ta chọn toàn độ cao cột thu sét cấp 220KV 25m 1.4.1.6 Bán kính bảo vệ cột cấp 220KV ( cột 1, 2, 3, 4, 5, 6): Ta có: - (h  hx ) P( Với p=1 h