Đồ án: thiết kế lưới điện khu vực

PHẦN THỨ NHẤT THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI I. Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải. 1. Sơ đồ địa lý: 2. Những số liệu về nguồn cung cấp: a. Nhà máy thuỷ điện: Công suất đặt: P1=3x80=240MW Hệ số công suất: cosφ=0,85 Điện áp định mức: Uđm=10,5kV b. Hệ thống điện: Công suất đặt: P1=4x50=200MW Hệ số công suất: cosφ=0,85 Điện áp trên thanh cái cao áp: Uđm=10,5kVĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2 3. Những số liệu về phụ tải: Được biểu diễn như bảng sau Phụ tải Số liệu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P max(MW) 30 28 30 32 30 32 32 28 22 Pmin(MW) 18 16,8 18 19,2 18 19,2 19,2 16,8 13,2 cosϕ 0,95 0,9 0,9 0,92 0,9 0,95 0,85 0,92 0,9 Loại hộ phụ tải I I III I I I I III I Yêu cầu đc U KT T KT KT T T KT T KT Điện áp thứ cấp 22 22 22 22 22 22 22 22 22 Pmin = 0,6 Pmax Tmax=4800h Giá điện năng tổn thất: 500 đkWh. Giá trị bù là 150.000kVar Phụ tải xa nguồn nhất là phụ tải 8 với khoảng cách là 86 km Phụ tải gần nguồn nhất là phụ tải 9 với khoảng cách là 51 km Nhà máy 1 cung cấp cho các phụ tải 1,2,3,4,5 với tổng công suất là 150 MW Nhà máy 2 cung cấp cho các phụ tải 6,7,8,9 với tổng công suất là 114 MW II. Phân tích nguồn và phụ tải. Từ những số liệu như trên ta có thể rút ra những nhận xét như sau: Hệ thống được thiết kế gồm 2 nhà máy loại nhiệt điện cung cấp cho 9 hộ phụ tải trong đó có: Phụ tải số 1,2, , 4, 5, 6, 7 và 9 là hộ loại I Phụ tải số 3, 8 là hộ loại III Đa số các phụ tải đều nằm ở lân cận 2 nhà máy đây là một điều kiện rất thuận lợi để đề ra các phương án nối dây, kết hợp việc cung cấp điện cho các hộ phụ tải và nối liên lạc giữa 2 nhà máy thành một hệ thống điện. Để đảm bảo cung cấp điện ta phải chú ý đến các hộ phụ tải, tính chất của các hộ tiêu thụ điện để có phương thức cung cấp điện nhằm đáp ứng được yêu cầu của các hộ dùng điện. Theo như sơ đồ bố trí vị trí các phụ tải và vị trí của các nhà máy điện ta thấy rằng: Phụ tải xa nguồn nhất đó là phụ tải 8 với khoảng cách tới nguồn là 86 km, còn phụ tải gần nguồn nhất là phụ tải 9 với khoảng cách tới nguồn là 51 km.ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3 Các hộ phụ tải 1, 2, 3, 4, 5 ở gần nhà máy nhiệt điện 1, nên phương án nối dây có xu hướng do nhà máy 1 cung cấp. Các hộ phụ tải còn lại ở gần hệ thống điện nên phương án nối dây chủ yếu do nguồn của nhà máy 2 cung cấp. Tóm lại khi ta thiết kế mạng điện này ta cần chú ý các điều kiện sau: Phân tích và dự báo phụ tải phải chính xác. Đảm bảo cho nhà máy vận hành với công suất tối thiểu và ở chế độ cực đại thì phải thoả mãn nhu cầu của phụ tải. Đảm bảo được các điều kiện về khí tượng, thuỷ văn, địa chất, địa hình, giao thông vận tải. Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải, nhất là các hộ phụ tải loại I. Dựa vào khả năng cung cấp điện của các nhà máy và yêu cầu của các phụ tải ta định chế độ vận hành cho các nhà máy điện sao cho kinh tế nhất và đảm bảo ổn định cho hệ thống. CHƯƠNG II:ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4 ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HAI NHÀ MÁY I.Cân bằng công suất trong nhà máy điện. Để hệ thống điện làm việc ổn định đảm bảo cung cấp điện cho các hộ phụ tải điện thì nguồn điện phải đảm bảo cung cấp đủ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q cho các hộ phụ tải, tức là ở mỗi thời điểm nào đó phải luôn luôn tồn tại sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ của các hộ phụ tải và công suất tiêu tán trên các phần tử của hệ thống. Mục đích của phần này là ta tính toán xem nguồn phát có đáp ứng đủ công suất tác dụng và công suất phản kháng cho các hộ phụ tải không? Từ đó định ra phương thức vận hành cho nhà máy cũng như lưới điện nhằm đảm bảo cung cấp điện cũng như chất lượng điện năng tức là bảo đảm tần số và điện áp luôn luôn ổn định trong giới hạn cho phép. 1.Cân bằng công suất tác dụng: Nếu công suất tác dụng của nguồn điện nhỏ hơn yêu cầu của phụ tải thì tần số sẽ giảm và ngược lại. Cân bằng công suất tác dụng sẽ có tính chất toàn hệ thống, tần số ở mọi nơi trong hệ thống điện luôn như nhau. Phương trình cân bằng: ΣPF = m.ΣPPT+ ΣΔPmd+ ΣPtd+ ΣPdtr Trong đó: ΣPF: là tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện m : là hệ số đồng thời, trong đồ án này lấy m=1 ΣPPT: là tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ ΣΔPmd: là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp, trong đồ án này ta lấy ΣΔPmd = 10%mΣPPT ΣPtd: là tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện có giá trị trong khoảng 8 14%.( m.ΣPpt + ΣΔPmd). Ở đây ta chọn = 10%. ΣPdtr: là tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống. ΣPdtr = ΣPF m.ΣPpt ΣΔPmd ΣPdtr Tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống thường nằm trong khoảng 1015% tổng công suất phụ tải và không được bé hơn công suất của một tổ máy trong mạng Thay số vào ta được: Tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện: ΣPF= 3 x 80 + 4 x 50 = 440 MW Tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ: ΣP pt=150 + 114 = 264 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp: ΣΔPmd=10%.m.ΣPpt= 10%.1.264= 26,4 MW Tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện: ΣPtd= 10% (m.ΣPF + ΣΔPmd) = 10%.(1.264+26,4) = 29,04 MW Tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống :ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5 ΣPdtr = 440 – 1.264 –26,4 –29,04 = 120,56 MW Ta có ΣPdtr = 120,56 MW > 80 MW là công suất của tổ máy lớn nhất nên hệ thống luôn luôn đảm bảo đủ công suất trong mọi chế độ vận hành . 2. Cân bằng công suất phản kháng: Nếu công suất phản kháng phát nhỏ hơn yêu cầu thì điện áp giảm và ngược lại. Khác với công suất tác dụng, cân bằng công suất phản kháng vừa có tính chất hệ thống vừa có tính chất địa phương, có nghĩa là chỗ này của hệ thống có thể đủ nhưng chỗ khác của hệ thống lại thiếu công suất phản kháng. ™ Phương trình cân bằng công suất phản kháng: ΣQF+ΣQb= m.ΣQPT+ΣΔQB+ΣΔQL ΣΔQC+ ΣQtd+ ΣQdtr Trong đó: ΣQF: là tổng công suất phản kháng định mức của các nhà máy điện ΣQPT: là tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải ΣΔQB: là tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp, trong đồ án này ta lấy ΣΔQB=15%ΣQpt ΣΔQL: là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng điện ΣΔQC: là tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây cao áp sinh ra, đối với bước tính sơ bộ điện ở điện áp 110kV, ta coi: ΣΔQC= ΣΔQL ΣQtd: là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện được xác định theo công thức: ΣQtd= ΣPtd.tgφtd Ta chọn tgφtd=0,882 ΣQdtr: là tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống, có thể lấy bằng công suất phản kháng của tổ máy lớn nhất trong hệ thống . Sau khi tính toán ta thấy nếu ΣQb>0 ⇒ phải tiến hành bù sơ bộ và ưu tiên cho các hộ ở xa có hệ số cosφ thấp trước. Công suất bù sơ bộ cho phụ tải thứ i được tính như sau: Qbi=QiPi.tgφi’=Qi Qi’ Thay số vào ta được: Tổng công suất phản kháng định mức của các nhà máy điện: ΣQF= ΣPF.tgφF= 440tg(arccos(0,85))= 272,7 MVAr Tổng công suất khản kháng cực đại của các phụ tải: ΣQPT= ΣQmaxi = 9,9+ 13,6 + 14,5 +13,6 +14,5 +10,5 + 19,8 +11,9 + 10,7 = 119 MVAr Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp: ΣΔQB=15%.ΣQpt=15%.119 = 17,85 MVAr Tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy: ΣQtd= ΣPtd.tgφtd= 29,04.0,882= 25,6 MVAr. Tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống : ΣQdtr=QFmax=PFmax.tgφF = 80.0,62 = 49,6 MVArĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6 Tổng công suất phản kháng cần bù là: ΣQb= = m.ΣQPT+ΣΔQB + ΣQtd + ΣQdtr ΣQF = 119+ 17,85+ 25,6+ 49,6 272,7 = 60,65 MVAr < 0 ⇒ không phải bù sơ bộ Vậy qua kết quả tính toán ta thấy tổng công suất phản kháng yêu cầu của các hộ phụ tải có giá trị nhỏ hơn công suất phản kháng của nguồn cung cấp nên ta không cần phải bù sơ bộ công suất phản kháng. II. Xác định phương thức vận hành cho 2 Nhà máy 1. Phụ tải cực đại. ΣP yc = ΣPpt + ΣPmđ + ΣPtd = 264 + 26,4 + 29,04 = 319,44 MW Để đảm bảo cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống, ta huyđộng tổ máy có công suất lớn hơn trong hệ thống nhận phụ tải trước để đảm bảo tính kinh tế hơn. Ở trường hợp này nhà máy 1 có công suất đơn vị của mỗi tổ máy lớn nhất → Xét Nhà máy 1trước. Ta cho Nhà máy 1 phát 85% công suất cực đại PNĐ1 = 85% . 240 = 204 MW Tự dùng 20,4 MW Phát trên lưới : 204 –20,4 = 183,6 MW Lượng công suất nhà máy 2 đảm nhiệm: PNĐ2 = 319,44 – 204 =115,44 = 57,7% P2đm Không thoả mãn phụ tải kinh tế 60 – 85% Ta phát Nhà máy 1 với công suất 80% công suất cực đại PNĐ1 = 80%.240 = 192 MW Tự dùng 19,2 MW Phát lên lưới 192 – 19,2 = 172,8 MW Lượng công suất Nhà máy 2 đảm nhận: PNĐ2 = 319,44 – 192 = 127,44 = 63,72% P2đm Thoả mãn điều kiện phụ tải kinh tế Trong đó lượng tự dùng: 12,74 MW Phát lên lưới:: 127,44 – 12,74 = 114,7 MW 2. Chế độ phụ tải min. Pmin =60%.Pmax = 60%.319,44 = 191,66 Ta cho vận hành 2 tổ máy Nhà máy điện 1 và 2 tổ máy Nhà máy điện 2. Nhà máy điện 1 phát 75% công suất 1 tổ máy: 2.80.75% = 120MW Công suất tự dùng : 12 MW Công suất phát lên lưới: 120 – 12 =108 MW ⇒ Nhà máy 2 đảm nhận 191,66 – 120 = 71,66 = 71,66% P2đm Trong đó phần tự dùng là 7,16 MW Phát lên lưới : 71,66 – 7,16 =64,5 MW.ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 7 3. Chế độ sự cố. Với giả thiết sự cố nghiêm trọng nhất là Nhà máy điện 1 hỏng một tổ máy . Khi đó : ΣP yc = ΣPpt + ΣΔPmd + ΣPtd = 319,44 MW PNĐ1 = 160 MW Trong đó tự dùng 16 MW Phát lên lưới: 160 –16 =144 MW. Lượng công suất mà Nhà máy 2 đảm nhận: 319,44 – 160 = 159,44 MW chiếm 79,7% công suất nhiệt điện 2 với tự dùng 15,94 MW Phát lên lưới: 159,44 –15,94 = 143,5 MW Nhà máy Phụ tải cực đại Phụ tải cực tiểu Chế độ sự cố PF(MW) Số tổ máy làm việc PF(MW) Số tổ máy làm việc PF(MW) Số tổ máy làm việc 1 192 (80%) 240 3x80 120 = 75% (160) 2x80 160 = 100% (160 ) 2x80 2 127,44 (63,7%) 200 4x50 71,66=71,66% (100) 2x50 159,44=79,7% (200) 4x50 CHƯƠNG III:ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8 DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN CỦA LƯỚI ĐIỆN, TÍNH TOÁN SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN. LỰA CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP. I. Dự kiến các phương án của lưới điện. Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện năng của các hộ phụ tải, vào đặc điểm và hiện trạng làm việc của 2 nhà máy điện với các hộ phụ tải trên sơ đồ địa lý, ta đưa ra một số phương án nối dây. Khu vực nhà máy nhiệt điện 1 cung cấp điện cho các hộ phụ tải lân cận nó là 1, 2, 3, 4, 5. Khu vực nhà máy nhiệt điện 2 cung cấp chủ yếu cho các hộ phụ tải 6, 7, 8, 9. Nhà máy và hệ thống liên hệ thông qua đường dây liên lạc nối qua phụ tải 6. Việc lựa chọn các phương án phải đảm bảo các yêu cầu chính sau: Cung cấp điện liên tục Đảm bảo chất lượng điện cao Đảm bảo tính linh hoạt của mạng điện Đảm bảo tính kinh tế và có khả năng phát triển Đảm bảo an toàn cho con người và cho thiết bị 1. Các phương án của lưới điện: Sau khi xem xét các phương án ta đưa ra 5 phương án như sau: Phương án 1:ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 9 Phương án 2: Phương án 3:ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 10 Phương án 4: Phương án 5: II. Lựa chọn cấp điện áp cho các phương án. Việc chọn cấp điện áp vận hành của hệ thống điện là rất quan trọng. Tuỳ thuộc vào giá trị công suất cần truyền tải và độ dài của đường dây tải điện mà ta chọn độ lớn của điện áp vận hành sao cho thích hợp nhất. Nếu công suất truyền tải lớn và tải điện đi xa, nếu dùng điện áp lớn thì có lợi vì giảm được đáng kể tổn thất công suất truyền tải trên đường dây nhưng làm tăng tổn thất công suất vầng quang và phải chi phí vốn đầu tư vào cách điện cho đường dây và máy biến áp.ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 11 Để xác định cấp điện áp cho hệ thống, theo kinh nghiệm thiết kế đã đưa ra được công thức: U = 4,34. L +16.P () Trong đó: L: khoảng cách truyền tải (km) P: công suất truyền tải trên đường dây (MW) Để đơn giản ta chỉ xét cho lưới điện hình tia như sau : Ta xét phân bố công suất trên đoạn N16 N2 ( N1 và N2 là ký hiệu của các nhà máy nhiệt điện 1 và nhiệt điện 2 ) + Tổn thất công suất trên tuyến N11, N12, N13, N14, N15. ΔP= 10%.(30+28+30+32+30)= 15 MW + Công suất truyền tải trên tuyến N16. PN16= PF1 ΣPpt 1,2,3,4,5 ΔP – Ptd1 = 192 – 150 – 15 19,2 = 7,8 MW. Một cách gần đúng: QN16= 7,8.tgϕF= 7,8. 0,62= 4,836 MVAr ⇒Tuyến N26 SN26= S6 – SN16= 32+j 10,52 – 7,8j 4,84 = 24,2 + j 5,68 Dựa trên công thức kinh nghiệm (), để tính toán điện áp cho lưới điện, ta có bảng kết quả sau:ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 12 Đường dây Công suất P(MW) Chiều dài L(km) UTT(kV) UVH(kV) N11 30 64 101,2 110 N12 28 73 99,06 110 N13 30 54 98

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN THỨ NHẤT THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI I Các số liệu nguồn cung cấp phụ tải Sơ đồ địa lý: Những số liệu nguồn cung cấp: a Nhà máy thuỷ điện: Công suất đặt: P1=3x80=240MW Hệ số công suất: cosφ=0,85 Điện áp định mức: Uđm=10,5kV b Hệ thống điện: Công suất đặt: P1=4x50=200MW Hệ số công suất: cosφ=0,85 Điện áp cao áp: Uđm=10,5kV ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Những số liệu phụ tải: Được biểu diễn bảng sau Phụ tải Số liệu Pmax(MW) Pmin(MW) cosϕ Loại hộ phụ tải Yêu cầu đ/c U Điện áp thứ cấp 30 18 0,95 28 16,8 0,9 30 18 0,9 32 19,2 0,92 30 18 0,9 32 19,2 0,95 32 19,2 0,85 28 16,8 0,92 22 13,2 0,9 I KT 22 I T 22 III KT 22 I KT 22 I T 22 I T 22 I KT 22 III T 22 I KT 22 Tmax=4800h Pmin = 0,6 Pmax Giá điện tổn thất: 500 đ/kWh Giá trị bù 150.000/kVar - Phụ tải xa nguồn phụ tải với khoảng cách 86 km - Phụ tải gần nguồn phụ tải với khoảng cách 51 km Nhà máy cung cấp cho phụ tải 1,2,3,4,5 với tổng công suất 150 MW Nhà máy cung cấp cho phụ tải 6,7,8,9 với tổng công suất 114 MW II Phân tích nguồn phụ tải Từ số liệu ta rút nhận xét sau: Hệ thống thiết kế gồm nhà máy loại nhiệt điện cung cấp cho hộ phụ tải có: Phụ tải số 1,2, , 4, 5, 6, hộ loại I Phụ tải số 3, hộ loại III Đa số phụ tải nằm lân cận nhà máy điều kiện thuận lợi để đề phương án nối dây, kết hợp việc cung cấp điện cho hộ phụ tải nối liên lạc nhà máy thành hệ thống điện Để đảm bảo cung cấp điện ta phải ý đến hộ phụ tải, tính chất hộ tiêu thụ điện để có phương thức cung cấp điện nhằm đáp ứng yêu cầu hộ dùng điện Theo sơ đồ bố trí vị trí phụ tải vị trí nhà máy điện ta thấy rằng: Phụ tải xa nguồn phụ tải với khoảng cách tới nguồn 86 km, phụ tải gần nguồn phụ tải với khoảng cách tới nguồn 51 km ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Các hộ phụ tải 1, 2, 3, 4, gần nhà máy nhiệt điện 1, nên phương án nối dây có xu hướng nhà máy cung cấp Các hộ phụ tải lại gần hệ thống điện nên phương án nối dây chủ yếu nguồn nhà máy cung cấp Tóm lại ta thiết kế mạng điện ta cần ý điều kiện sau: Phân tích dự báo phụ tải phải xác Đảm bảo cho nhà máy vận hành với công suất tối thiểu chế độ cực đại phải thoả mãn nhu cầu phụ tải Đảm bảo điều kiện khí tượng, thuỷ văn, địa chất, địa hình, giao thông vận tải Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải, hộ phụ tải loại I Dựa vào khả cung cấp điện nhà máy yêu cầu phụ tải ta định chế độ vận hành cho nhà máy điện cho kinh tế đảm bảo ổn định cho hệ thống CHƯƠNG II: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HAI NHÀ MÁY I.Cân công suất nhà máy điện Để hệ thống điện làm việc ổn định đảm bảo cung cấp điện cho hộ phụ tải điện nguồn điện phải đảm bảo cung cấp đủ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q cho hộ phụ tải, tức thời điểm phải luôn tồn cân công suất phát công suất tiêu thụ hộ phụ tải công suất tiêu tán phần tử hệ thống Mục đích phần ta tính tốn xem nguồn phát có đáp ứng đủ công suất tác dụng công suất phản kháng cho hộ phụ tải khơng? Từ định phương thức vận hành cho nhà máy lưới điện nhằm đảm bảo cung cấp điện chất lượng điện tức bảo đảm tần số điện áp luôn ổn định giới hạn cho phép 1.Cân công suất tác dụng: Nếu công suất tác dụng nguồn điện nhỏ yêu cầu phụ tải tần số giảm ngược lại Cân cơng suất tác dụng có tính chất tồn hệ thống, tần số nơi hệ thống điện ln Phương trình cân bằng: ΣPF = m.ΣPPT+ ΣΔPmd+ ΣPtd+ ΣPdtr Trong đó: ΣPF: tổng cơng suất tác dụng định mức nhà máy điện m : hệ số đồng thời, đồ án lấy m=1 ΣPPT: tổng công suất tác dụng cực đại hộ tiêu thụ ΣΔPmd: tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp, đồ án ta lấy ΣΔPmd = 10%mΣPPT ΣPtd: tổng công suất tác dụng tự dùng nhà máy điện có giá trị khoảng - 14%.( m.ΣPpt + ΣΔPmd) Ở ta chọn = 10% ΣPdtr: tổng công suất tác dụng dự trữ toàn hệ thống ΣPdtr = ΣPF - m.ΣPpt - ΣΔPmd - ΣPdtr Tổng công suất tác dụng dự trữ toàn hệ thống thường nằm khoảng 10-15% tổng công suất phụ tải không bé công suất tổ máy mạng Thay số vào ta được: Tổng công suất tác dụng định mức nhà máy điện: ΣPF= x 80 + x 50 = 440 MW Tổng công suất tác dụng cực đại hộ tiêu thụ: ΣPpt=150 + 114 = 264 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp: ΣΔPmd=10%.m.ΣPpt= 10%.1.264= 26,4 MW Tổng công suất tác dụng tự dùng nhà máy điện: ΣPtd= 10% (m.ΣPF + ΣΔPmd) = 10%.(1.264+26,4) = 29,04 MW Tổng công suất tác dụng dự trữ toàn hệ thống : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ΣPdtr = 440 – 1.264 –26,4 –29,04 = 120,56 MW Ta có ΣPdtr = 120,56 MW > 80 MW công suất tổ máy lớn nên hệ thống luôn đảm bảo đủ công suất chế độ vận hành Cân công suất phản kháng: Nếu công suất phản kháng phát nhỏ yêu cầu điện áp giảm ngược lại Khác với công suất tác dụng, cân công suất phản kháng vừa có tính chất hệ thống vừa có tính chất địa phương, có nghĩa chỗ hệ thống đủ chỗ khác hệ thống lại thiếu cơng suất phản kháng ™ Phương trình cân công suất phản kháng: ΣQF+ΣQb= m.ΣQPT+ΣΔQB+ΣΔQL- ΣΔQC+ ΣQtd+ ΣQdtr Trong đó: ΣQF: tổng cơng suất phản kháng định mức nhà máy điện ΣQPT: tổng công suất phản kháng cực đại phụ tải ΣΔQB: tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp, đồ án ta lấy ΣΔQB=15%ΣQpt ΣΔQL: tổng tổn thất công suất phản kháng đường dây mạng điện ΣΔQC: tổng công suất phản kháng dung dẫn đường dây cao áp sinh ra, bước tính sơ điện điện áp 110kV, ta coi: ΣΔQC= ΣΔQL ΣQtd: tổng công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện xác định theo công thức: Ta chọn tgφtd=0,882 ΣQtd= ΣPtd.tgφtd ΣQdtr: tổng công suất phản kháng dự trữ tồn hệ thống, lấy cơng suất phản kháng tổ máy lớn hệ thống Sau tính tốn ta thấy ΣQb>0 ⇒ phải tiến hành bù sơ ưu tiên cho hộ xa có hệ số cosφ thấp trước Công suất bù sơ cho phụ tải thứ i tính sau: Qbi=Qi-Pi.tgφi’=Qi- Qi’ Thay số vào ta được: Tổng công suất phản kháng định mức nhà máy điện: ΣQF= ΣPF.tgφF= 440tg(arccos(0,85))= 272,7 MVAr Tổng công suất khản kháng cực đại phụ tải: ΣQPT= ΣQmaxi = 9,9+ 13,6 + 14,5 +13,6 +14,5 +10,5 + 19,8 +11,9 + 10,7 = 119 MVAr Tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp: ΣΔQB=15%.ΣQpt=15%.119 = 17,85 MVAr Tổng công suất phản kháng tự dùng nhà máy: ΣQtd= ΣPtd.tgφtd= 29,04.0,882= 25,6 MVAr Tổng cơng suất phản kháng dự trữ tồn hệ thống : ΣQdtr=QFmax=PFmax.tgφF = 80.0,62 = 49,6 MVAr ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tổng công suất phản kháng cần bù là: ΣQb= = m.ΣQPT+ΣΔQB + ΣQtd + ΣQdtr - ΣQF = 119+ 17,85+ 25,6+ 49,6- 272,7 = -60,65 MVAr < ⇒ bù sơ Vậy qua kết tính tốn ta thấy tổng cơng suất phản kháng u cầu hộ phụ tải có giá trị nhỏ công suất phản kháng nguồn cung cấp nên ta không cần phải bù sơ công suất phản kháng II Xác định phương thức vận hành cho Nhà máy Phụ tải cực đại ΣPyc = ΣPpt + ΣPmđ + ΣPtd = 264 + 26,4 + 29,04 = 319,44 MW Để đảm bảo cân công suất tác dụng hệ thống, ta huyđộng tổ máy có công suất lớn hệ thống nhận phụ tải trước để đảm bảo tính kinh tế Ở trường hợp nhà máy có cơng suất đơn vị tổ máy lớn → Xét Nhà máy 1trước Ta cho Nhà máy phát 85% công suất cực đại PNĐ1 = 85% 240 = 204 MW Tự dùng 20,4 MW Phát lưới : 204 –20,4 = 183,6 MW Lượng công suất nhà máy đảm nhiệm: PNĐ2 = 319,44 – 204 =115,44 = 57,7% P2đm Không thoả mãn phụ tải kinh tế 60 – 85% Ta phát Nhà máy với công suất 80% công suất cực đại PNĐ1 = 80%.240 = 192 MW Tự dùng 19,2 MW Phát lên lưới 192 – 19,2 = 172,8 MW Lượng công suất Nhà máy đảm nhận: PNĐ2 = 319,44 – 192 = 127,44 = 63,72% P2đm Thoả mãn điều kiện phụ tải kinh tế Trong lượng tự dùng: 12,74 MW Phát lên lưới:: 127,44 – 12,74 = 114,7 MW Chế độ phụ tải Pmin =60%.Pmax = 60%.319,44 = 191,66 Ta cho vận hành tổ máy Nhà máy điện tổ máy Nhà máy điện Nhà máy điện phát 75% công suất tổ máy: 2.80.75% = 120MW Công suất tự dùng : 12 MW Công suất phát lên lưới: 120 – 12 =108 MW ⇒ Nhà máy đảm nhận 191,66 – 120 = 71,66 = 71,66% P2đm Trong phần tự dùng 7,16 MW Phát lên lưới : 71,66 – 7,16 =64,5 MW ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chế độ cố Với giả thiết cố nghiêm trọng Nhà máy điện hỏng tổ máy Khi : ΣPyc = ΣPpt + ΣΔPmd + ΣPtd = 319,44 MW PNĐ1 = 160 MW Trong tự dùng 16 MW Phát lên lưới: 160 –16 =144 MW Lượng công suất mà Nhà máy đảm nhận: 319,44 – 160 = 159,44 MW chiếm 79,7% công suất nhiệt điện với tự dùng 15,94 MW Phát lên lưới: 159,44 –15,94 = 143,5 MW Nhà máy Phụ tải cực đại PF(MW) 192 (80%) 240 127,44 (63,7%) 200 Số tổ máy làm việc 3x80 Phụ tải cực tiểu PF(MW) 120 = 75% (160) 4x50 71,66=71,66% (100) Số tổ máy làm việc 2x80 2x50 Chế độ cố PF(MW) Số tổ máy làm việc 2x80 160 = 100% (160 ) 159,44=79,7% 4x50 (200) CHƯƠNG III: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN CỦA LƯỚI ĐIỆN, TÍNH TỐN SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP I Dự kiến phương án lưới điện Căn vào yêu cầu cung cấp điện hộ phụ tải, vào đặc điểm trạng làm việc nhà máy điện với hộ phụ tải sơ đồ địa lý, ta đưa số phương án nối dây Khu vực nhà máy nhiệt điện cung cấp điện cho hộ phụ tải lân cận 1, 2, 3, 4, Khu vực nhà máy nhiệt điện cung cấp chủ yếu cho hộ phụ tải 6, 7, 8, Nhà máy hệ thống liên hệ thông qua đường dây liên lạc nối qua phụ tải Việc lựa chọn phương án phải đảm bảo yêu cầu sau: Cung cấp điện liên tục Đảm bảo chất lượng điện cao Đảm bảo tính linh hoạt mạng điện Đảm bảo tính kinh tế có khả phát triển Đảm bảo an toàn cho người cho thiết bị Các phương án lưới điện: Sau xem xét phương án ta đưa phương án sau: Phương án 1: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phương án 2: Phương án 3: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phương án 4: Phương án 5: II Lựa chọn cấp điện áp cho phương án Việc chọn cấp điện áp vận hành hệ thống điện quan trọng Tuỳ thuộc vào giá trị công suất cần truyền tải độ dài đường dây tải điện mà ta chọn độ lớn điện áp vận hành cho thích hợp Nếu cơng suất truyền tải lớn tải điện xa, dùng điện áp lớn có lợi giảm đáng kể tổn thất cơng suất truyền tải đường dây làm tăng tổn thất cơng suất vầng quang phí vốn đầu tư vào cách điện cho đường dây máy biến áp 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN THỨ HAI THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHƯƠNG I : THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP I.Mở đầu Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống cung cấp điện, khâu thiếu hệ thống lượng Trạm biến áp dùng để biến đổi lượng từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác, với phát triển hệ thống lượng quốc gia, nước ta ngày xuất nhiều trạm biến áp công suất lớn Các trạm biến áp, trạm phân phối, đường dây tải điện với nhà máy phát điện làm thành hệ thống phát truyền tải điện thống Trong đồ án thiết kế cấp điện nhiệm vụ thiết kế trạm biến áp nhiệm vụ quan trọng nhất, quan tâm hàng đầu vì: + Dung lượng máy biến áp, vị trí, số lượng phương thức vận hành trạm biến áp có ảnh hưởng lớn đến tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống cung cấp điện + Nếu thiết kế mà tính tốn, chọn thiết bị khơng phù hợp với thực tế u cầu xẩy khả năng: Gía thành cơng trình thiết kế cao, khơng đảm bảo tiêu kinh tế, ảnh hưởng trực tiếp đến chế độ vận hành trạm Máy biến áp non tải hay đầy tải, thiết bị làm việc không dẫn đến gây cố lan tràn + Khi thiết kế mà ta lựa chọn thiết bị điện đúng, phù hợp với yêu cầu phụ tải khơng tiết kiệm chi phí, vốn đầu tư mà đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện đảm bảo tính an tồn cao vận hành, tổn hao điện áp công suất nhỏ Để tiến hành thiết kế trạm biến áp ta phải thực công việc sau: Lựa chọn phần tử hệ thống cấp điện: + Chọn máy biến áp sơ đồ nối dây trạm + Chọn thiết bị điện cao áp + Chọn thiết bị điện hạ áp Tính tốn ngắn mạch kiểm tra thiết bị điện chọn + Tính tốn ngắn mạch + Kiểm tra khí cụ điện chọn Tính tốn nối đất cho trạm biến áp Các số liệu ban đầu trạm cần thiết kế cho sau: + Trạm biến áp có cơng suất 100 kVA, loại máy biến áp ba pha, tần số 50 Hz Cung cấp cho khu dân cư, có ba lộ hạ áp với điện áp 0,4 kV + Điện áp sơ cấp máy biến áp 22 kV, điện áp thứ cấp máy biến áp 0,4 kV 119 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Điện trở suất đất : ρ = 0,4.104 Ω.cm + Công suất ngắn mạch : S = 250 MVA Phương án cấp điện cho trạm: + Với công suất trên, ta thiết kế trạm biến áp trạm treo, loại trạm mà toàn thiết bị điện cao áp, tủ hạ áp máy biến áp đặt cột, nằm giá đỡ + Trạm biến áp đấu nối theo kiểu nhánh rẽ đơn lưới điện trung áp không điện áp 22 kV Trong trạm biến áp thiết kế đặt máy biến áp, phía cao áp lắp đặt ba cầu chì tự rơi (CCTR) vào ba pha, ba chống sét van Phía hạ áp đặt tủ phân phối, tủ gồm thiết bị : Máy biến dòng điện (BI), aptomat tổng (AT), aptomat nhánh (AN) đồng hồ thị, đo đếm, công tơ vô công – hữu công Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp trang bên II.Lựa chọn phần tử hệ thống cấp điện 1.Lựa chọn máy biến áp Ta coi máy biến áp nhiệt đới hố, cơng suất định mức máy biến áp chọn sau: SđmB ≥ Stt Trong đó: SđmB : cơng suất định mức máy biến áp Stt : cơng suất tính toán phụ tải máy biến áp Thay số ta có: SđmB ≥ 100 kVA Vậy ta chọn máy biến áp có cơng suất định mức 100 kVA, ABB chế tạo, thông số kỹ thuật máy biến áp bảng sau: Công suất (kVA) 100 UCđm UHđm ΔP0 ΔPN UN(%) (kV) (kV) (W) (W) 22 0,4 320 2050 Kích thước (mm) Dài-Rộng-Cao Trọng lượng (kG) 900-730-1365 630 2.Chọn thiết bị điện cao áp: Các thiết bị điện cao áp chọn theo điều kiện sau: UđmTBC ≥ Uđmmạng IđmTBC ≥ Itt Trong đó: UđmTBC : điện áp định mức thiết bị phía cao áp Uđmmạng : điện áp định mức mạng điện, có giá trị Uđmmạng=22 kV IđmTBC : dòng điện định mức thiết bị phía cao áp Itt : dịng điện tính tốn chạy qua thiết bị, xác định sau: 120 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I tt = I dmB = S dmB 3.U dmmang = 100 3.22 = 2,62( A) 121 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP a.Chọn cầu chì tự rơi: Dựa vào hai điều kiện trên, ta chọn cầu chì tự rơi loại : 3GD1-401-4B, hãng SIEMENS chế tạo, có thơng số bảng sau: Loại cầu chì Uđm (kV) Iđm (A) IcắtN (kA) IcắtNmin (A) ΔP (W) 3GD1-401-4B 24 40 25 35 b.Chọn chống sét van: Dựa vào hai điều kiện trên, ta chọn chống sét van (CSV) loại: LGA 34/30, hãng LG Hàn Quốc chế tạo, có thơng số bảng sau: Loại (CSV) Uđm (kV) LGA 34/30 22 Điện áp phóng điện max (kV), ứng với dịng Is(kA) kA kA 10 kA 20 kA 30 kA 46 48 50 54 58 Upđ (kV) 44 c.Chọn sứ cao thế: Dựa vào hai điều kiện trên, ta chọn sứ loại Type-24, Việt Nam chế tạo, có thơng số bảng sau: Kiểu sứ Uđm (kV) F (kG) Upđkhô (kV) Upđướt (kV) M (kG) Type-24 24 1370 95 65 2,3 d.Chọn dẫn xuống máy biến áp: Ta chọn dẫn theo dòng làm việc lớn Ilvmax, dùng đồng trịn, có thơng số bảng sau: Loại Đường kính (mm) ICP (A) Thanh đồng trịn 220 3.Chọn thiết bị điện hạ áp: a.Chọn cáp từ máy biến áp sang tủ phân phối: Do chiều dài đường cáp ngắn (3-5)m, nên ta chọn cáp theo dịng tính tốn: 122 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K.ICP ≥ Itt 123 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong đó: Itt : dịng điện làm việc tính tốn chạy qua cáp, xác định sau I tt = I dmB = S dmB 3.U Hdmmang = 100 3.0,4 = 144,34( A) K : hệ số, với nhiệt độ trung bình nước ta 200C, tra bảng ta có: K=0,94 ICP : dịng điện cho phép cáp Từ ta chọn cáp đồng lõi, cách điện PVC hãng LENS chế tạo, có thơng số bảng sau: Loại Tiết diện (mm2) ICP (A) r0 (Ω/km) 4G-35 35 158 0,524 b.Chọn Aptomat: Ta có Aptomat chọn theo điều kiện sau: UđmA ≥ Uđmmạng=0,4 kV IđmA ≥ Itt Chọn Aptomat tổng AT : Theo tính tốn ta có: I tt = I dmB = S dmB 3.U Hdmmang = 100 3.0,4 = 144,34( A) Từ điều kiện ta chọn Aptomat nhật chế tạo có thơng số bảng sau: R X Iđm Uđm Ixk Loại (kV) (kA) (A) (mΩ) (mΩ) EA203-G 0,4 160 18 0,74 0,55 Chọn Aptomat nhánh AN : Từ hạ áp có ba lộ cung cấp cho khu dân cư, ta coi cơng suất lộ nhau, ta chọn ba Aptomat nhánh loại sau: UđmAN ≥ Uđmmạng=0,4 kV IđmAN ≥ Itt/3=144,34/3=48,11 A Từ điều kiện ta chọn Aptomat nhật chế tạo có thông số bảng sau: R X Uđm Iđm Ixk Loại (kV) (kA) (A) (mΩ) (mΩ) EA103-G 0,4 100 14 1,3 0,86 124 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP c.Chọn hạ áp: Ta chọn hạ áp theo dịng điện tính tốn Itt=144,34 (A), chọn đồng, có sơn màu để phân biệt pha, có thơng số bảng sau: Kích thước (mm) F (mm2) M (kg/m) ICP (A) R (mΩ) X (mΩ) 25x3 75 0,668 340 0,268 0,2 d.Chọn máy biến dòng: Ta có điều kiện để chọn máy biến dịng là: UđmBI ≥ Uđmmạng=0,4 kV IđmBI ≥ Icb/1,2 Trong đó: UđmBI, IđmBI : dòng điện điện áp định mức BI Uđmmạng : điện áp định mức mạng điện Icb : dòng điện cưỡng chạy qua BI, dòng điện xác định sau: S dmB I cb = I dmB = 3.U Hdmmang 100 = 3.0,4 = 144,34( A) Từ điều kiện ta chọn máy biến dịng Liên Xơ chế tạo, có thơng số bảng sau: Loại Uđm (kV) Iđm (A) Cấp xác S (VA) TKΦ - 0,5 0,5 300/5 0,5 15 e.Chọn sứ hạ áp: Ta chọn sứ hạ áp Liên Xơ chế tạo, có thông số kỹ thuật bảng sau: Kiểu Uđm (kV) F (kG) Upđkhô (kV) M (kg) 0φ-1-375 375 11 0,7 f.Chọn thiết bị đo đếm điện năng: Chọn Volmet: ∃378 125 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chọn Ampemet: ∃378 Chọn Wattmet: 3x5A-220/380 (V) Chọn công tơ hữu công: MV3E4 Chọn công tơ vô công: MV3E4R Chọn chỉnh mạch yΠ-5113/Л46 g.Chọn cáp nhánh cho lộ ra: Do chiều dài đường cáp ngắn, nên ta chọn cáp nhánh theo dòng điện tính tốn: K.ICP ≥ Itt Trong đó: Itt : dịng điện làm việc tính tốn chạy qua cáp Từ hạ áp có ba lộ cung cấp cho khu dân cư, ta coi công suất lộ nhau, ta chọn cáp nhánh cho lộ có tiết diện nhau, dịng điện tính tốn chạy qua cáp nhánh xác định sau : S dmB 1 100 I tt = I dmB = = = 48,11( A) 3 3.U Hdmmang 3.0,4 K : hệ số, với nhiệt độ trung bình nước ta 200C, tra bảng ta có: K=0,94 ICP : dịng điện cho phép cáp Từ ta chọn cáp đồng lõi, cách điện PVC hãng LENS chế tạo, có thơng số bảng sau: r0 ICP Tiết diện (A) (mm ) (Ω/km) 4G-25 25 127 0,727 III.Tính tốn ngắn mạch-kiểm tra thiết bị chọn 1.Tính tốn điểm ngắn mạch: Các điểm ngắn mạch cần tính tốn sơ đồ ngun lý trạm biến áp cho hình vẽ sau: Loại CCTR N1 BA C¸p AT N2 AN AN AN N3 126 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong đó: + Điểm ngắn mạch N1 để kiểm tra cầu chì tự rơi + Điểm ngắn mạch N2, N3, để kiểm tra thiết bị điện hạ áp Ta giả thiết ngắn mạch xảy ngắn mạch ba pha đối xứng nguồn coi có cơng suất vơ lớn Vì trạm biến áp coi xa nguồn nên tính tốn ngắn mạch ta tính gần sau: IN = I’’ = I∞ Điện kháng hệ thống tính gần qua cơng suất ngắn mạch máy cắt đầu nguồn: X HT = U dm SN Như dòng ngắn mạch ba pha xác định theo công thức sau: IN = I’’ = I∞ = U dm 3.Z ∑ Trong đó: ZΣ : tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch IN, I’’, I∞ : dòng điện ngắn mạch thời điểm bất kỳ, thời điểm ban đầu thời điểm vơ Trị số dịng ngắn mạch xung kích xác định sau: I xk = 1,8 2.I N a.Tính ngắn mạch điểm N1: Ta có sơ đồ thay tính tốn: HT XHT N1 Theo đề ta có cơng suất ngắn mạch máy cắt đầu nguồn là: SN = 250 MVA Ta có điện kháng hệ thống là: X HT = U dm 22 = = 1,936(Ω) 250 SN Dòng điện ngắn mạch điểm N1 là: IN1 = U dm X HT = 22 3.1,936 = 6,56(kA) Dịng điện ngắn mạch xung kích điểm N1 là: I xkN1 = 1,8 2.6,56 = 16,7(kA) b.Tính ngắn mạch điểm N2: 127 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khi tính tốn ngắn mạch điểm N2, ta coi trạm biến áp nguồn, ta có sơ đồ thay tính tốn sau: BA ZB ZC ZAT N2 Trong đó: Tổng trở máy biến áp là: ZB = 2 ΔPN U dm U N %.U dm 2,05.0,4 4.0,4 6 10 10 + j = 10 + j 10 2 S dm 100 S dm 100 = 32,8 + j 64(mΩ) Tổng trở cáp là: Zc=r0.lc=0,524.4.10-3=2,096.10-3 (Ω)=2,096 (mΩ) Tổng trở Aptomat tổng AT là: ZAT = 0,74+j0,55 (mΩ) Tổng trở tính từ nguồn(MBA) tới điểm ngắn mạch N2 là: ZΣ = Zc+ ZAT+ ZB=2,096 + 0,74+j0,55+ 32,8+j64 =35,64+j64,55 (mΩ) Dòng điện ngắn mạch điểm N2 là: IN2 = U Hdm 3.Z ∑ = 400 35,64 + 64,55 = 3,13(kA) Dòng điện ngắn mạch xung kích điểm N2 là: I xkN = 1,8 2.3,13 = 7,97(kA) c.Tính ngắn mạch điểm N3: Ta có sơ đồ thay tính tốn: BA ZB ZC Z AT Z TC Z AN N3 Trong đó: Các tổng trở Zc, ZAT, ZB có giá trị tính Tổng trở hạ áp là: ZTC = 0,268+j0,2 (mΩ) Tổng trở Aptomat nhánh AN là: ZAN = 1,3+j0,86 (mΩ) Tổng trở tính từ nguồn(MBA) tới điểm ngắn mạch N3 là: ZΣ = Zc+ ZAT+ ZB+ ZTC+ ZAN =2,096 + 0,74+j0,55+ 32,8+j64+0,268+j0,2+1,3+j0,86 =37,21+j65,61 (mΩ) Dòng điện ngắn mạch điểm N3 là: IN3 = U Hdm 3.Z ∑ = 400 37,212 + 65,612 = 3,06(kA) Dòng điện ngắn mạch xung kích điểm N3 là: I xkN = 1,8 2.3,06 = 7,79(kA) 128 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.Kiểm tra khí cụ điện chọn: a.Kiểm tra cầu chì tự rơi: Ta có điều kiện để kiểm tra cầu chì là: Iđmcắt ≥ IN1 Sđmcắt ≥ SN1 Trong đó: Iđmcắt = 40 (kA) IN1 = 6,56 (kA) Sđmcắt = Uđm Iđmcắt = 22.40 = 1524,2 (MVA) SN1 = Uđm IN1 = 22.6,56 = 250 (MVA) Ta thấy: Iđmcắt = 40 (kA) ≥ IN1 = 6,56 (kA) Sđmcắt = 1524,2 (MVA) ≥ SN1 = 250 (MVA) Kết luận: Vậy cầu chì chọn làm việc an toàn b.Kiểm tra cáp hạ áp: Ta kiểm tra cáp hạ áp theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch sau: F ≥ α.IN2 t qd Trong đó: α : hệ số nhiệt độ, với cáp đồng chọn có α = tqđ : thời gian quy đổi, ta lấy thời gian tồn ngắn mạch tqđ =0,8 F : tiết diện cáp, F = 35 (mm2) Thay số ta được: α.IN2 t qd =6.3,13 0,8 =16,8 (mm2) Suy ra: F = 35 (mm2) ≥ α.IN2 t qd = 16,8 (mm2) Kết luận: Vậy cáp chọn làm việc an toàn c.Kiểm tra dẫn hạ áp: Thanh dẫn hạ áp kiểm tra theo điều kiện ổn định động: δ tt = M ≤ δ cp W Trong đó: M: momen uốn tính tốn tác động lên dẫn W: momen chống uốn dẫn δtt, δcp : ứng suất tính tốn ứng suất cho phép dẫn Ta có: Momen uốn tính tốn tác động lên dẫn xác định sau: M = Ftt L L L = 1,76.10 − 2.( ).i xk2 10 10 a Với: 129 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP L: khoảng cách sứ pha, lấy L=70 (cm) a : khoảng cách pha, lấy a=15 (cm) Ftt : lực tính tốn dịng ngắn mạch Thay số vào ta được: M = Ftt 70 70 L L L = 1,76.10 − 2.( ).i xk2 = 1,76.10 − 2.( ).7,97 = 36,5( KG.cm) 10 10 15 10 a Momen chống uốn dẫnlà: W= b.h 0,3.2,5 = = 0,31(cm ) 6 Với: b, h : chiều rộng chiều cao dẫn b h Suy ứng suất tính tốn dẫn là: δ tt = M 36,5 = = 117,74 (KG/cm ) W 0,31 Ta thấy: δtt = 117,74 (KG/cm2) < δcp = 1400 (KG/cm2) Kết luận: Vậy dẫn chọn làm việc an toàn d.Kiểm tra máy biến dòng điện: Ta kiểm tra máy biến dòng điện theo điều kiện sau: + Dòng sơ cấp định mức : I1đmBI ≥ Itt/1,2 + Công suất cuộn thứ cấp : S2đmBI ≥ Stt Ta có: I1đmBI = 300 (A) ≥ Itt/1,2 = 144,34/1,2 = 120,28 (A) Với Stt cơng suất tính tốn phụ tải thứ cấp BI, chế độ phụ tải định mức, tính cách gần ta có: Stt= SCơng tơ tác dụng + SCông tơ phản kháng = + = 10 (VA) Ta thấy: S2đmBI = 15 (VA) ≥ Stt = 10 (VA) Kết luận: Vậy máy biến dịng chọn làm việc an tồn e.Kiểm tra Aptomat: + Ta kiểm tra Aptomat tổng theo điều kiện sau: ixkAT ≥ IxkN2 Thay số vào ta có: 130 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ixkAT = 18 (kA) ≥ IxkN2 = 7,97 (kA) + Ta kiểm tra Aptomat nhánh theo điều kiện sau: ixkAN ≥ IxkN3 Thay số vào ta có: ixkAN = 14 (kA) ≥ IxkN3 = 7,79 (kA) Kết luận: Vậy Aptomat chọn làm việc an toàn g.Kiểm tra sứ đỡ: + Ta kiểm tra sứ đỡ theo điều kiện sau: Fcp ≥ Ftt Trong đó: Fcp : lực cho phép tác động lên đầu sứ, xác định sau Fcp = 0,6 Fph Fph : lực cho phép phá hoại sứ, với sứ chọn ta có Fph=375 (kG) Ftt : lực tính tốn tác động lên sứ, xác định sau L Ftt = 1,76.10 − 2.( ).i xkn a Thay số ta được: Fcp = 0,6 Fph = 0,6.375 = 225 (kG) L − 70 ).7,97 = 5,22 (kG) Ftt = 1,76.10 − 2.( ).i xkn = 1,76.10 ( 15 a Ta thấy: Fcp = 225 (kG) ≥ Ftt = 5,22 (kG) Kết luận: Vậy sứ chọn làm việc an toàn f.Kiểm tra cáp nhánh lộ ra: Ta kiểm tra cáp nhánh theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch sau: F ≥ α.IN3 t qd Trong đó: α : hệ số nhiệt độ, với cáp đồng chọn có α = tqđ : thời gian quy đổi, ta lấy thời gian tồn ngắn mạch tqđ =0,8 F : tiết diện cáp, F = 25 (mm2) Thay số ta được: α.IN3 t qd =6.3,06 0,8 =16,42 (mm2) Suy ra: F = 25 (mm2) ≥ α.IN3 t qd = 16,42 (mm2) Kết luận: Vậy cáp chọn làm việc an tồn 131 ĐỒ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP N IV V.Tính toán n nối đất cho c trạm biến b áp: Tác dụụng nối đất để tản dòng điện, đ giữ g mức điiện thấpp (gầần khhông) c vật liệuu nối đất Đảm Đ bảo ự làm việcc bình thườ ờng củaa thiết bị, ngồi n cịịn nối đất điểm trung g tính m mạng điện n pha dâây Tất cáác trạm biếến áp hệ thống cấp c điện đđều phải có ó hệ thốngg nối đấtt, với điện trở nối đấtt yêu cầu làà : Rnđ ≤ (Ω) n đất cho o hệ thốngg bao gồm thép góc L 60x60x66 dài Dự kiến nối 2,5 (m), đượcc đóng thành cọc theeo mạch vịịng quanh trạm, cọc c chơn c sâuu mặtt đất 0,77 (m) Các thép p dẹt đượcc hàn với cọc c độ sââu 0,8 (m) Sơ đồ đ mặt bằn ng, mặt cắt hệ th hống nối đđất trạm m hìnhh vẽ sau u: + Trìình tự tính tốn nối đất đ cho trạm m sau: Điện trrở suất củaa đất biến đổi đ phạm p vi rộnng, trị số trrong mùa mưa m mùa khô khác k xa nhau, ttính tốn taa phải hiệu chỉnh theoo hệ số mùùa kmùùa, ta lấy giiá trị hệ h số mùa llà kmùa = 1,,4 Xác địịnh điện trở nối đất củủa cọcc: R1c = 0,00 0298.ρ = 0,,00298.1,4.0,4.104 = 16,688 (Ω Ω) Xác địịnh sơ số s cọc theoo công thứcc: n= R1c η c Rd Troong đó: R1c : làà điện trở nối n đất củaa cọc Rđ : điện trở củủa thiết bị nối đất theeo quy địnhh Rđ ≤ (Ω Ω) d cọc, trra bảng ta có ηc = 0,88 ηc : hệ số sử dụng Thhay số ta cóó: n= R1c 16,688 = = 5,2 (cọc) η c Rd 0,8.4 Ta dự định đóng cọc sắắt góc L 600x60x6, dàài 2,5 (m), sâu mặt m đấtt 0,7 (m) thheo mạch vòng v quanhh trạm Điện trở khuếch tánn cọcc là: 132 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Rc = R1c 16,688 = = 3,48 (Ω) η c Rd 0,8.6 Ta dùng nối thép dẹt, có chiều rộng (cm), nối nối qua cọc với tổng chiều dài nối (5+6).2=22(m)=2200 (cm) Xác định điện trở nối nằm ngang: Rt = 0,366 2.L2 (Ω) ρ max lg L b.t Trong đó: ρmax : điện trở suất đất độ sâu chôn nằm ngang L : chiều dài mạch vòng tạo nên nối b : chiều rộng nối nằm ngang t : chiều sâu chôn nối, lấy giá trị t = 0,8 (m) Khi tính điện trở suất đất độ sâu ta phải nhân thêm với hệ số Thay số ta được: Rt = 0,366 2.L2 0,366 2.2200 ρ max lg = 0,4.10 4.3 lg = 8,945 (Ω) L b.t 2200 4.80 Tra bảng ta có hệ số sử dụng : ηt = 0,45 Vậy điện trở thực tế nối : Rt' = Rt ηt = 8,945 = 19,88 (Ω) 0,45 Suy điện trở thiết bị nối đất : Rnđ = Rc Rt' 3,48.19,88 = = 2,96 (Ω) ' Rc + Rt 3,48 + 19,88 Ta thấy: Rnđ = 2,96 (Ω) < Rnđyc = (Ω) thoả mãn yêu cầu nối đất cho trạm Vậy : Thiết kế hệ thống nối đất cho trạm ta dùng cọc sắt góc L 60x60x6 dài 2,5 (m), chơn thành mạch vịng với chu vi mạch vòng 2200 (cm), nối với thép dẹt kích thước 4x40, chơn độ sâu so với mặt đất 0,8 (m) Sau thực nối đất ta có điện trở thực tế hệ thống nối đất : Rnđ = 2,96 (Ω) < (Ω) V.Sơ đồ mặt bằng, mặt đứng mặt cắt trạm biến áp (Trang bên) 133 ... SN 1-1 = 30+j 9,86 N 1-1 N 1-2 SN 1-2 = 28+j 13,56 SN 1-3 = 30+j 14,53 N 1-3 SN 1-4 = 32+j 19,83 N 1-4 N 1-5 SN 1-5 = 30+j 14,53 N 1-6 SN 1-6 = 7,8 + j 4,836 SN 2-6 = 24,2 + j5,68 N 2-6 SN 2-7 = 32+j 19,83 N 2-7 N 2-8 ... 13,56 N 1-2 SN 1-3 = 30+j 14,53 N 1-3 N 1-4 SN 1-4 = 31,81+j 14,13 N 1-5 SN 1-5 = 30,19+j 14,03 4-5 S 4-5 = 0,19-j 0,5 SN 1-6 = 7,8 + j 4,836 N 1-6 N 2-6 SN 2-6 = 24,2 + j5,68 SN 2-7 = 32+j 19,83 N 2-7 SN 2-8 = 28+j... N 2-6 : ΔU NII −6 = 53.13,72 + 23,54.13,42 100 = 8,62% 110 Đoạn N2 -6 -N1 ΔU N − − N = 4,45 + 8,62 = 13,07 % Ta có bảng tổng kết sau: Đoạn N 1-1 N 1-2 N 1-3 N 1-4 N 1-5 N 1-6 N 2-6 6-7 N2 -6 -N1 N 2-9 -8