MỤC LỤC Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1. Giới thiệu chung hệ thống điện nước ta .......................................................1 1.2. Giới thiệu sơ lược về trạm biến áp ...............................................................2 1.2.1. Khái niệm ..............................................................................................2 1.2.2. Phân loại ................................................................................................2 1.2.3. Một số thiết bị sử dụng trong trạm..........................................................3 1.3. Đồ thị phụ tải................................................................................................3 1.4. Yêu cầu của đề bài........................................................................................4 Chương 2 CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA TRẠM BIẾN ÁP 2.1. Khái quát về sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp................................................6 2.2. Các phương án lựa chọn sơ đồ cấu trúc trạm biến áp ....................................6 2.2.1. Trường hợp 1: cấu trúc trạm sử dụng một MBA (ba cuộn dây hoặc tự ngẫu) hoặc hai MBA hai cuộn dây...............................................................6 2.2.2. Trường hợp 2: cấu trúc trạm sử dụng hai MBA song song......................7 2.2.2.1. Phương án 1: trạm sử dụng hai MBA tự ngẫu...................................8 2.2.2.2. Phương án 2: trạm sử dụng hai MBA 3 cuộn dây .............................8 2.2.3. Trường hợp 3: trạm biến áp sử dụng nhiều hơn 2 MBA song song .........9 2.2.3.1. Phương án 3: trạm sử dụng 4 MBA 2 cuộn dây (C – T, T – H).........9 2.2.3.2 Phương án 4: trạm sử dụng 4 MBA 2 cuộn dây (C – T, C – H) .........9 Chương 3 CHỌN MÁY BIẾN ÁP 3.1. Tổng quan .................................................................................................. 11 3.1.1. Khái niệm về máy biến áp .................................................................... 11 3.1.2. Quá tải của MBA ................................................................................ 12 3.2. Chọn MBA cho các phương án................................................................... 14 3.2.1 Số liệu ban đầu...................................................................................... 14 3.2.2. Tính toán cụ thể ................................................................................... 18 Chương 4 TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 4.1. Giới thiệu sơ lược về tổn thất điện năng .................................................... 28 4.1.1. Khái quát.............................................................................................. 28 4.1.2. Tổn thất điện năng trong máy biến áp................................................... 28 4.2. Tính toán tổn thất cụ thể cho từng phương án ............................................. 31 4.2.1. Phương án 1: trạm sử dụng hai MBA tự ngẫu....................................... 31 4.2.2. Phương án 2: trạm sử dụng hai MBA ba cuộn dây................................ 32Mục lục SVTH: Nguyễn Đăng Khởi ii 4.2.3. Phương án 3: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, T – H) ...... 33 4.2.4. Phương án 4: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, C – H)...... 33 Chương 5 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 5.1. Giới thiệu ................................................................................................... 35 5.1.1. Khái niệm chung về tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện .............. 35 5.1.2. Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch .............................................. 35 5.1.3. Các giả thiết để tính toán ngắn mạch .................................................... 36 5.1.4. Trình tự tính toán dòng điện ngắn mạch 3 pha...................................... 36 5.2. Tính toán cụ thể cho các phương án đã chọn............................................... 38 5.2.1. Phương án 1: trạm sử dụng hai MBA tự ngẫu....................................... 38 5.2.2. Phương án 2: trạm sử dụng hai MBA ba cuộn dây................................ 42 5.2.3. Phương án 3: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, T – H) ...... 43 5.2.4. Phương án 4: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, C – H)...... 46 Chương 6 TÍNH DÒNG BÌNH THƯỜNG – DÒNG CƯỠNG BỨC 6.1. Khái niệm chung ........................................................................................ 49 6.2. Tính toán cụ thể cho các phương án............................................................ 50 6.2.1. Phương án 1: trạm sử dụng hai MBA tự ngẫu....................................... 50 6.2.2. Phương án 2: trạm sử dụng hai MBA ba cuộn dây................................ 52 6.2.3. Phương án 3: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, T – H) ...... 54 6.2.4. Phương án 4: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, C – H)...... 56 Chương 7 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 7.1. Khái niệm................................................................................................... 58 7.2. Các dạng sơ đồ nối điện cơ bản .................................................................. 58 7.2.1. Sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn ........................................ 59 7.2.2. Sơ đồ hai hệ thống thanh góp ............................................................... 59 7.3. Chọn sơ đồ nối điện ứng với các phương án ............................................... 60 7.3.1. Phương án 1: trạm sử dụng hai MBA tự ngẫu....................................... 61 7.3.2. Phương án 2: trạm sử dụng hai MBA ba cuộn dây................................ 62 7.3.3. Phương án 3: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, T – H) ...... 63 7.3.4. Phương án 4: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, C – H)...... 64 Chương 8 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC THIẾT BỊ DẪN ĐIỆN 8.1. Máy cắt điện............................................................................................... 65 8.1.1. Cơ sở lựa chọn ..................................................................................... 65 8.1.2. Lựa chọn cụ thể.................................................................................... 67 8.2. Dao cách ly................................................................................................. 72 8.2.1. Cơ sở lựa chọn ..................................................................................... 72 8.2.2. Lựa chọn cụ thể.................................................................................... 72Mục lục SVTH: Nguyễn Đăng Khởi iii 8.3. Chọn thanh góp .......................................................................................... 75 8.3.1. Cơ sơ lựa chọn .................................................................................. 75 8.3.2. Lựa chọn cụ thể................................................................................. 77 8.4. Máy biến dòng điện (BI)............................................................................. 83 8.4.1. Cơ sở lựa chọn ..................................................................................... 83 8.4.2. Lựa chọn cụ thể.................................................................................... 85 8.5. Máy biến điện áp (BU) ............................................................................... 88 8.5.1. cơ sở lựa chọn ...................................................................................... 88 8.5.2. Lựa chọn cụ thể.................................................................................... 88 8.6. Sứ cách điện ............................................................................................... 91 8.6.1. Cơ sở lựa chọn ..................................................................................... 91 8.6.2. Lựa chọn cụ thể.................................................................................... 92 8.7. Cáp điện lực ............................................................................................... 94 8.7.1. Cơ sở lựa chọn ..................................................................................... 94 8.7.2. Lựa chọn cụ thể.................................................................................... 95 8.8. Chống sét van........................................................................................... 101 8.8.1. Cơ sở lựa chọn ................................................................................... 101 8.8.2. Các cách đặt chống sét van................................................................. 102 8.8.3. Lựa chọn cụ thể.................................................................................. 103 Chương 9 SO SÁNH KINH TẾ KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 9.1. Giới thiệu chung....................................................................................... 104 9.2. Về kinh tế 9.1.1. Tính toán vốn đầu tư của thiết bị (V).................................................. 106 9.1.2. Tính phí tổn vận hành hằng năm (P)................................................... 106 9.1.3. Tính toán cụ thể ................................................................................. 107 9.2. Về kỹ thuật............................................................................................... 111 9.3. Kết luận.................................................................................................... 111 Chương 10 TỰ DÙNG TRONG TRẠM BIẾN ÁP 10.1. Khái niệm............................................................................................... 112 10.2. Sơ đồ tự dùng của trạm biến áp............................................................... 112 10.3. Chọn công suất máy biến áp tự dùng ...................................................... 113 10.3.1. MBA tự dùng chính.......................................................................... 113 10.3.2. MBA tự dùng dự phòng ................................................................... 113 10.4. Chọn MBA tự dùng cụ thể cho trạm ....................................................... 113 10.5. Tính toán ngắn mạch cho cấp 0,4 kV...................................................... 115 10.6. Chọn cáp và CB hạ áp ............................................................................ 115Mục lục SVTH: Nguyễn Đăng Khởi iv 10.6.1. Chọn cáp từ MBA đến tủ tự dùng..................................................... 115 10.6.2. Chọn CB hạ áp................................................................................. 117 Chương 11 CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP 11.1. Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp ................................... 118 11.2. Bảo vệ bằng cột thu sét........................................................................... 119 11.2.1. Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét................................................... 119 11.2.2. Hai cột thu sét .................................................................................. 120 11.2.3. Phạm vi bảo vệ của nhiều cột thu sét ................................................ 121 11.3. Thiết kế chống sét đánh trực tiếp cho trạm bằng cột thu sét .................... 122 11.4. Bảo vệ chống sét đường dây tải điện ...................................................... 128 11.4.1. Phạm vi bảo vệ dây chống sét .......................................................... 129 11.4.2. Phạm vi bảo vệ của hai đường dây chống sét.................................... 130 Chương 12 NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 12.1. Khái niệm............................................................................................... 131 12.2. Cách thực hiện nối đất ............................................................................ 132 12.2.1. Nối đất tự nhiên (Rtn)........................................................................ 132 12.2.2. Nối đất nhân tạo (Rnt)....................................................................... 132 12.3. Các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật khi thiết kế hệ thống nối đất cho trạm và đường dây tải điện ................................................................................... 133 12.4. Tính toán thiết kế nối đất cho trạm biến áp ............................................ 133 12.4.1. Tính toán nối đất tự nhiên................................................................. 134 12.4.2. Tính toán nối đất nhân tạo ................................................................ 135 Phụ lục ........................................................................................................... 136 Kết luận Tài liệu tham khảoLỜI NÓI ĐẦU Chúng ta biết rằng đất nước ta đang tiến hành công nghiệp hoá để hiện đại hoá. Trong công nghiệp hoá thì điện khí hoá là nhiệm vụ rất quan trọng, vì thế sẽ tiến tới toàn dân đều có điện dùng, một lưới điện chằng chịt sẽ bao phủ từ Bắc đến Nam phục vụ cho sản xuất và đời sống. Nhà máy điện và trạm biến áp là các khâu không thể thiếu được trong lưới điện đó. Cùng với sự phát triển của đất nước, nhu cầu sử dụng điện dân dụng và công nghiệp của cả nước rất lớn, đòi hỏi hệ thống điện phải đáp ứng kịp thời nhu cầu phát triển đó. Điện năng là một dạng năng lượng ngày nay rất phổ biến. Cùng với đà phát triển của đời sống xã hội, điện năng đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, giữ vai trò rất quan trọng trong giai đoạn phát triển hiện nay. Có thể nói mọi lĩnh vực, mọi ngành nghề trong sản xuất và đời sống đều liên quan đến ngành công nghiệp điện. Điện năng được sử dụng rộng rãi, thuận tiện trong đời sống và sản xuất là bởi vì điện có thể truyền tải đi xa, nhanh, hiệu suất cao và dễ dàng biến đổi thành các dạng năng lượng khác. Chính vì vậy, nhiều nhà máy điện cũng như trạm biến áp công suất lớn đã được xây dựng để đáp ứng tốc độ phát triển mạnh mẽ đó. Việc giải quyết đúng đắn các vấn đề kinh tế kỹ thuật trong thiết kế, xây dựng và vận hành trạm biến áp sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với nền kinh tế quốc dân nói chung và hệ thống điện nói riêng. Nội dung luận văn bao gồm 12 chương: Chương1: Tổng quan về hệ thống điện và trạm biến áp Chương 2: Chọn sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp Chương 3: Chọn máy biến áp Chương 4: Tính toán tổn thất điện năng Chương 5: Tính toán ngắn mạch Chương 6: Tính dòng bình thường dòng cưỡng bức Chương 7: Sơ đồ nối điện Chương 8: Chọn khí cụ điện và các thiết bị dẫn điện Chương 9: So sánh kinh tế kỹ thuật các phương án và chọn phương án tối ưu Chương 10: Tự dùng trong trạm biến áp Chương 11: Chống sét Chương 12: Nối đất cho trạm biến áp Do đây mới là lần đầu tiên thực hiện một đề tài có qui mô lớn như vậy, do hạn chế về nhiều mặt, chủ yếu là hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm thực tế vàthời gian thực hiện đề tài nên khó tránh những thiếu sót. Mong các quí thầy cô góp ý để nội dung của luận văn được hoàn thiện hơn. Cần Thơ, tháng 12 năm 2005 Sinh viên thực hiện Nguyễn Đăng KhởiChương 1: Tổng quan về hệ thống điện và trạm biến áp SVTH: Nguyễn Đăng Khởi 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điện nước ta Hệ thống điện là một bộ phận quan trọng của hệ thống năng lượng bao gồm các nhà máy điện, mạng truyền tải điện và hộ sử dụng điện. + Nhà máy điện: có nhiệm vụ biến đổi các năng lượng khác nhau (nhiệt năng, thuỷ năng, hoá năng) thành điện năng. + Mạng điện (đường dây dẫn điện, trạm biến áp) có nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ sử dụng điện. + Hộ sử dụng điện: có nhiệm vụ biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng (nhiệt năng, quan năng…) theo yêu cầu. Mặc dù đã có nhiều cố gắng, ưu tiên xây dựng đầu tư và phát triển hệ thống điện nhưng Việt Nam vẫn còn là một trong những nước có các chỉ tiêu về điện năng vào loại thấp trên thế giới. Hiện nay, nước ta đang sử dụng các cấp điện áp sau: + Cấp cao áp: 500 kV – dùng cho hệ thống điện quốc gia nối liền ba miền Bắc, Trung, Nam. 220 kV – dùng cho mạng điện khu vực. 110 kV – dùng cho mạng phân phối, cung cấp cho các phụ tải lớn. + Cấp trung áp: 22 kV – dùng cho mạng điện địa phương, cung cấp cho các nhà máy vừa và nhỏ, cung cấp cho các khu dân cư. + Cấp hạ áp: 380220 V – dùng trong mạng hạ áp, trung tính nối đất trực tiếp. Do lịch sử hiện nay ở nước ta cấp trung áp còn dùng các cấp điện áp là 66, 35, 15, 10 và 6 kV. Nhưng trong tương lai các cấp điện áp nêu trên sẽ được cải tạo để thống nhất thành cấp điện áp 22 kV. Tuy có nhiều cấp điện áp khác nhau nhưng khi thiết kế, chế tạo và vận hành, thiết bị điện được chia làm hai loại cơ bản: + Thiết bị điện hạ áp có U 1000 V. + Thiết bị điện cao áp có U > 1000 V. Nguồn cung cấp cho trạm biến áp thường được lấy từ lưới hệ thống. Lưới hệ thống là một tập hợp gồm các đường dây truyền tải, các trạm biến áp khu vực, nối liền các nhà máy điện tạo thành hệ thống điện. Hệ thống điện được phân chia thành: + Lưới hệ thống (220 kV đến 500 kV). + Lưới truyền tải (35, 110, 220 kV). + Lưới phân phối trung áp (6, 10, 15, 22, 35 kV). + Lưới phân phối hạ áp (220, 380 V). Trong đó điện áp 35 kV có thể dùng cho lưới truyền tải và lưới phân phối.Chương 1: Tổng quan về hệ thống điện và trạm biến áp SVTH: Nguyễn Đăng Khởi 2 1.2. Giới thiệu sơ lược về trạm biến áp 1.2.1. Khái niệm Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng trong hệ thống điện. Trạm biến áp là nơi biến đổi năng lượng điện từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Thông thường khi truyền tải điện năng từ nhà máy điện đi xa để giảm tổn thất điện năng người ta nâng cấp điện áp lên cao và khi đến gần tải tiêu thụ thì giảm cấp điện áp xuống. Các trạm có nhiệm vụ nối các đường dây với các cấp điện áp khác nhau trong cùng hệ thống và trực tiếp cung cấp điện năng cho các hộ tiêu thụ. 1.2.2. Phân loại trạm biến áp Phụ thuộc vào mục đích có thể phân loại trạm biến áp theo các cách khác nhau: Theo điện áp chia thành trạm biến áp tăng, trạm biến áp giảm: + Trạm biến áp tăng là trạm biến áp có điện áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ cấp. Đây thường là các trạm biến áp của các nhà máy điện tập trung điện năng của các máy phát điện để phát về hệ thống và phụ tải ở xa. + Trạm biến áp hạ là các trạm biến áp có điện áp thứ cấp thấp hơn điện áp sơ cấp. Đây thường là các trạm biến áp có nhiệm vụ nhận điện năng từ hệ thống để phân phối cho phụ tải. Theo chức năng chia thành trạm biến áp trung gian và trạm biến áp phân phối: + Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp khu vực thường có điện áp sơ cấp lớn (500, 220, 110 kV) để liên lạc với các phụ tải có điện áp khác nhau (220, 110, 22, 15 kV) của trạm biến áp phân phối. + Trạm biến áp phân phối hay còn gọi là trạm biến áp địa phương: trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi thành các điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải phân xưởng, khu dân cư, trường học… Phía sơ cấp thường là 35 kV, 15 kV, 10 kV, 6 kV, còn phía thứ cấp có các loại điện áp 220127 V, 380220 V hoặc 660 V. Theo cấu trúc chia thành trạm biến áp trong nhà và trạm biến áp ngoài trời: + Trạm biến áp trong nhà: đây là kiểu trạm mà toàn bộ các thiết bị điện cao, hạ áp và MBA đều được đặt trong nhà máy bằng. Nhà được xây thành nhiều ngăn để tiện thao tác, vận hành cũng như tránh sự cố lan tràn từ phần này sang phần khác. Loại trạm này thường gặp ở các trạm biến áp phân xưởng hoặc các trạm biến áp của các khu vực trong thành phố. + Trạm biến áp ngoài trời: ở trạm này các thiết bị phía điện áp cao đều đặt ngoài trời, còn phần phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hoặc đặt trong các tủ sắt chế tạo sẳn chuyên dùng để phân phối phần hạ áp. Xây dựng trạm ngoài trời sẽ tiết kiệm được kinh phí xây dựng hơn so với xây dựng trạm trong nhà. Ngoài các loại trạm biến áp kể trên trong hệ thống điện còn có các trạm đóng cắt điện (trạm không có máy biến áp), trạm nối (làm nhiệm vụ liên lạc giữa hai hệ thống có tần số khác nhau), trạm chỉnh lưu (biến dòng điện xoay chiều thành mộtChương 1: Tổng quan về hệ thống điện và trạm biến áp SVTH: Nguyễn Đăng Khởi 3 chiều) và trạm nghịch lưu (biến dòng một chiều thành xoay chiều) để phục vụ cho việc tải điện đi xa bằng dòng điện một chiều. 1.2.3. Một số thiết bị sử dụng trong trạm biến áp Ngoài ra, ở các phía cao của trạm biến áp có các thiết bị phân phối (TBPP) tương ứng: TBPP cao áp và TBPP hạ áp. TBPP có nhiệm vụ nhận điện năng từ một nguồn cung cấp và phân phối điện đi nơi khác qua các đường dây điện. Trong TBPP có các khí cụ điện đóng cắt, điều khiển, bảo vệ và đo lường Máy cắt điện: là khí cụ điện dùng để đóng cắt một phần tử của hệ thống điện như MBA, đường dây… trong lúc làm việc bình thường cũng như khi có sự cố (ngắn mạch). Dao cách ly: là khí cụ điện có nhiệm vụ tạo một khoảng cách trông thấy để đảm bảo an toàn khi sửa chữa MBA, máy cắt, đường dây… Máy cắt phụ tải: là khí cụ điện chỉ đóng cắt được dòng điện trong chế độ làm việc bình thường, không có khả năng đóng cắt dòng ngắn mạch. Cầu chì: là khí cụ dùng để cắt mạch điện khi ngắn mạch và khi quá tải trong mạch hình tia. Cầu chì tự rơi: thực chất là cầu chì nhưng có cấu tạo đặc biệt, khi cắt sẽ cắt luôn dao cách ly. Máy biến dòng điện: biến đổi dòng điện trong mạch điện có điện áp cao về dòng điện tương ứng với thiết bị đo lường, tự động bảo vệ rơle và cách ly với mạng cao áp để đảm bảo an toàn cho người sử dụng, tiêu chuẩn hoá các thiết bị đo lường tự động… Máy biến điện áp: biến đổi điện áp cao về điện áp thấp, cũng phục vụ cho đo lường tự động… Dây dẫn là dây mềm, tiết diện tròn có thể dùng một hay nhiều sợi phụ thuộc vào dòng điện. Thanh dẫn là thanh cứng, tiết diện hình chữ nhật, hình tròn rỗng… có thể dùng một hoặc hai thanh ghép chặt nhau phụ thuộc vào dòng điện. Cáp điện lực: là dây dẫn mềm được bọc cách điện theo điện áp định mức. 1.3. Đồ thị phụ tải Đồ thị phụ tải là hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa công suất phụ tải (P, Q, S) theo thời gian t: S = f(t) P = f(t) Q = f(t) Đồ thị phụ tải có thể phân loại theo công suất, theo thời gian, theo địa dư. Khi phân loại theo công suất có đồ thị phụ tải công suất tác dụng, đồ thị phụ tải công suất phản kháng và đồ thị công suất biểu kiến. Theo thời gian phân loại có đồ thị phụ tải năm, đồ thị phụ tải ngày, v.v… Theo địa dư có phụ tải toàn hệ thống, đồ thị phụ tải của nhà máy điện hay của trạm biến áp, đồ thị phụ tải của hộ tiêu thụ…Chương 1: Tổng quan về hệ thống điện và trạm biến áp SVTH: Nguyễn Đăng Khởi 4 Đồ thị phụ tải rất cần thiết cho thiết kế và vận hành hệ thống điện. Khi biết đồ thị phụ tải toàn hệ thống điện có thể phân bố tối ưu công suất cho các nhà máy điện trong hệ thống, xác định mức tiêu hao nhiên liệu… Đồ thị phụ tải ngày của nhà máy hay trạm biến áp dùng để chọn dung lượng máy biến áp (MBA), tính toán tổn thất điện năng trong MBA, chọn sơ đồ nối dây…Với đồ thị phụ tải cực đại hàng tháng có thể đưa ra kế hoạch tu sửa thiết bị, v.v… Do đó, việc thu nhập số liệu ban đầu là rất quan trọng trong việc thiết kế trạm biến áp, đặc biệt là đồ thị phụ tải. Nếu việc ước lượng phụ tải quá lớn thì tất nhiên sẽ gây lãng phí, vốn đầu tư bị ứ đọng. Ngược lại, nếu ước lượng phụ tải quá nhỏ thì sẽ không đáp ứng được nhu cầu cung cấp điện. Vì thế, việc phân tích kỹ lưỡng đồ thị phụ tải sẽ giúp cho người thiết kế có hướng đi chính xác trong việc lựa chọn phương án tối ưu vừa đảm bảo về mặt kỹ thuật, vừa đảm bảo tính kinh tế trong việc thiết kế trạm biến áp. 1.4 Yêu cầu của đề bài Thiết kế trạm biến áp 22011022 kV với các yêu cầu: Thiết kế phần điện Thiết kế nối đất chống sét cho trạm Các bản vẽ liên quan. Các số liệu đề bài: Thông số của hệ thống: + Công suất của hệ thống: SHT = 6000 MVA + Hệ thống đến trạm bằng hai đường dây với chiều dài 60 kmdây + Trở kháng của hệ thống: 0,32 Ωkm. + Toàn bộ đường dây vào trạm được bảo bằng dây chống sét TK70 Số liệu phụ tải: + Cấp 110 kV: Công suất cực đại: Pmax = 60 MVA Hệ số cosφ = 0,76 Số phát tuyến: 4 Đồ thị phụ tải:
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22 kV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Đào Minh Trung SINH VIÊN THỰC HIỆN Nguyễn Đăng Khởi (MSSV:1010867) Ngành Kỹ thuật Điện - Khoá 27 Tháng 12/2005 Mục lục MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1 Giới thiệu chung hệ thống điện nước ta 1.2 Giới thiệu sơ lược trạm biến áp 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Phân loại 1.2.3 Một số thiết bị sử dụng trạm 1.3 Đồ thị phụ tải 1.4 Yêu cầu đề Chương CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA TRẠM BIẾN ÁP 2.1 Khái quát sơ đồ cấu trúc trạm biến áp 2.2 Các phương án lựa chọn sơ đồ cấu trúc trạm biến áp 2.2.1 Trường hợp 1: cấu trúc trạm sử dụng MBA (ba cuộn dây tự ngẫu) hai MBA hai cuộn dây 2.2.2 Trường hợp 2: cấu trúc trạm sử dụng hai MBA song song 2.2.2.1 Phương án 1: trạm sử dụng hai MBA tự ngẫu 2.2.2.2 Phương án 2: trạm sử dụng hai MBA cuộn dây 2.2.3 Trường hợp 3: trạm biến áp sử dụng nhiều MBA song song 2.2.3.1 Phương án 3: trạm sử dụng MBA cuộn dây (C – T, T – H) 2.2.3.2 Phương án 4: trạm sử dụng MBA cuộn dây (C – T, C – H) Chương CHỌN MÁY BIẾN ÁP 3.1 Tổng quan 11 3.1.1 Khái niệm máy biến áp 11 3.1.2 Quá tải MBA 12 3.2 Chọn MBA cho phương án 14 3.2.1 Số liệu ban đầu 14 3.2.2 Tính tốn cụ thể 18 Chương TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 4.1 Giới thiệu sơ lược tổn thất điện 28 4.1.1 Khái quát 28 4.1.2 Tổn thất điện máy biến áp 28 4.2 Tính tốn tổn thất cụ thể cho phương án 31 4.2.1 Phương án 1: trạm sử dụng hai MBA tự ngẫu 31 4.2.2 Phương án 2: trạm sử dụng hai MBA ba cuộn dây 32 SVTH: Nguyễn Đăng Khởi i Mục lục 4.2.3 Phương án 3: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, T – H) 33 4.2.4 Phương án 4: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, C – H) 33 Chương TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 5.1 Giới thiệu 35 5.1.1 Khái niệm chung tính tốn ngắn mạch hệ thống điện 35 5.1.2 Nguyên nhân hậu ngắn mạch 35 5.1.3 Các giả thiết để tính tốn ngắn mạch 36 5.1.4 Trình tự tính tốn dịng điện ngắn mạch pha 36 5.2 Tính tốn cụ thể cho phương án chọn 38 5.2.1 Phương án 1: trạm sử dụng hai MBA tự ngẫu 38 5.2.2 Phương án 2: trạm sử dụng hai MBA ba cuộn dây 42 5.2.3 Phương án 3: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, T – H) 43 5.2.4 Phương án 4: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, C – H) 46 Chương TÍNH DỊNG BÌNH THƯỜNG – DỊNG CƯỠNG BỨC 6.1 Khái niệm chung 49 6.2 Tính tốn cụ thể cho phương án 50 6.2.1 Phương án 1: trạm sử dụng hai MBA tự ngẫu 50 6.2.2 Phương án 2: trạm sử dụng hai MBA ba cuộn dây 52 6.2.3 Phương án 3: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, T – H) 54 6.2.4 Phương án 4: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, C – H) 56 Chương SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 7.1 Khái niệm 58 7.2 Các dạng sơ đồ nối điện 58 7.2.1 Sơ đồ hệ thống góp có phân đoạn 59 7.2.2 Sơ đồ hai hệ thống góp 59 7.3 Chọn sơ đồ nối điện ứng với phương án 60 7.3.1 Phương án 1: trạm sử dụng hai MBA tự ngẫu 61 7.3.2 Phương án 2: trạm sử dụng hai MBA ba cuộn dây 62 7.3.3 Phương án 3: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, T – H) 63 7.3.4 Phương án 4: trạm sử dụng bốn MBA hai cuộn dây (C – T, C – H) 64 Chương CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC THIẾT BỊ DẪN ĐIỆN 8.1 Máy cắt điện 65 8.1.1 Cơ sở lựa chọn 65 8.1.2 Lựa chọn cụ thể 67 8.2 Dao cách ly 72 8.2.1 Cơ sở lựa chọn 72 8.2.2 Lựa chọn cụ thể 72 SVTH: Nguyễn Đăng Khởi ii Mục lục 8.3 Chọn góp 75 8.3.1 Cơ sơ lựa chọn 75 8.3.2 Lựa chọn cụ thể 77 8.4 Máy biến dòng điện (BI) 83 8.4.1 Cơ sở lựa chọn 83 8.4.2 Lựa chọn cụ thể 85 8.5 Máy biến điện áp (BU) 88 8.5.1 sở lựa chọn 88 8.5.2 Lựa chọn cụ thể 88 8.6 Sứ cách điện 91 8.6.1 Cơ sở lựa chọn 91 8.6.2 Lựa chọn cụ thể 92 8.7 Cáp điện lực 94 8.7.1 Cơ sở lựa chọn 94 8.7.2 Lựa chọn cụ thể 95 8.8 Chống sét van 101 8.8.1 Cơ sở lựa chọn 101 8.8.2 Các cách đặt chống sét van 102 8.8.3 Lựa chọn cụ thể 103 Chương SO SÁNH KINH TẾ - KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 9.1 Giới thiệu chung 104 9.2 Về kinh tế 9.1.1 Tính tốn vốn đầu tư thiết bị (V) 106 9.1.2 Tính phí tổn vận hành năm (P) 106 9.1.3 Tính toán cụ thể 107 9.2 Về kỹ thuật 111 9.3 Kết luận 111 Chương 10 TỰ DÙNG TRONG TRẠM BIẾN ÁP 10.1 Khái niệm 112 10.2 Sơ đồ tự dùng trạm biến áp 112 10.3 Chọn công suất máy biến áp tự dùng 113 10.3.1 MBA tự dùng 113 10.3.2 MBA tự dùng dự phòng 113 10.4 Chọn MBA tự dùng cụ thể cho trạm 113 10.5 Tính tốn ngắn mạch cho cấp 0,4 kV 115 10.6 Chọn cáp CB hạ áp 115 SVTH: Nguyễn Đăng Khởi iii Mục lục 10.6.1 Chọn cáp từ MBA đến tủ tự dùng 115 10.6.2 Chọn CB hạ áp 117 Chương 11 CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP 11.1 Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp 118 11.2 Bảo vệ cột thu sét 119 11.2.1 Phạm vi bảo vệ cột thu sét 119 11.2.2 Hai cột thu sét 120 11.2.3 Phạm vi bảo vệ nhiều cột thu sét 121 11.3 Thiết kế chống sét đánh trực tiếp cho trạm cột thu sét 122 11.4 Bảo vệ chống sét đường dây tải điện 128 11.4.1 Phạm vi bảo vệ dây chống sét 129 11.4.2 Phạm vi bảo vệ hai đường dây chống sét 130 Chương 12 NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 12.1 Khái niệm 131 12.2 Cách thực nối đất 132 12.2.1 Nối đất tự nhiên (Rtn) 132 12.2.2 Nối đất nhân tạo (Rnt) 132 12.3 Các yêu cầu kinh tế kỹ thuật thiết kế hệ thống nối đất cho trạm đường dây tải điện 133 12.4 Tính toán thiết kế nối đất cho trạm biến áp 133 12.4.1 Tính tốn nối đất tự nhiên 134 12.4.2 Tính tốn nối đất nhân tạo 135 Phụ lục 136 Kết luận Tài liệu tham khảo SVTH: Nguyễn Đăng Khởi iv LỜI NÓI ĐẦU Chúng ta biết đất nước ta tiến hành công nghiệp hố để đại hố Trong cơng nghiệp hố điện khí hố nhiệm vụ quan trọng, tiến tới tồn dân có điện dùng, lưới điện chằng chịt bao phủ từ Bắc đến Nam phục vụ cho sản xuất đời sống Nhà máy điện trạm biến áp khâu khơng thể thiếu lưới điện Cùng với phát triển đất nước, nhu cầu sử dụng điện dân dụng công nghiệp nước lớn, đòi hỏi hệ thống điện phải đáp ứng kịp thời nhu cầu phát triển Điện dạng lượng ngày phổ biến Cùng với đà phát triển đời sống xã hội, điện đóng vai trị quan trọng kinh tế quốc dân, giữ vai trò quan trọng giai đoạn phát triển Có thể nói lĩnh vực, ngành nghề sản xuất đời sống liên quan đến ngành công nghiệp điện Điện sử dụng rộng rãi, thuận tiện đời sống sản xuất điện truyền tải xa, nhanh, hiệu suất cao dễ dàng biến đổi thành dạng lượng khác Chính vậy, nhiều nhà máy điện trạm biến áp công suất lớn xây dựng để đáp ứng tốc độ phát triển mạnh mẽ Việc giải đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật thiết kế, xây dựng vận hành trạm biến áp mang lại lợi ích khơng nhỏ kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Nội dung luận văn bao gồm 12 chương: Chương1: Tổng quan hệ thống điện trạm biến áp Chương 2: Chọn sơ đồ cấu trúc trạm biến áp Chương 3: Chọn máy biến áp Chương 4: Tính tốn tổn thất điện Chương 5: Tính tốn ngắn mạch Chương 6: Tính dịng bình thường - dịng cưỡng Chương 7: Sơ đồ nối điện Chương 8: Chọn khí cụ điện thiết bị dẫn điện Chương 9: So sánh kinh tế - kỹ thuật phương án chọn phương án tối ưu Chương 10: Tự dùng trạm biến áp Chương 11: Chống sét Chương 12: Nối đất cho trạm biến áp Do lần thực đề tài có qui mơ lớn vậy, hạn chế nhiều mặt, chủ yếu hạn chế kiến thức, kinh nghiệm thực tế thời gian thực đề tài nên khó tránh thiếu sót Mong q thầy góp ý để nội dung luận văn hoàn thiện Cần Thơ, tháng 12 năm 2005 Sinh viên thực Nguyễn Đăng Khởi Chương 1: Tổng quan hệ thống điện trạm biến áp CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1 Giới thiệu chung hệ thống điện nước ta Hệ thống điện phận quan trọng hệ thống lượng bao gồm nhà máy điện, mạng truyền tải điện hộ sử dụng điện + Nhà máy điện: có nhiệm vụ biến đổi lượng khác (nhiệt năng, thuỷ năng, hoá năng) thành điện + Mạng điện (đường dây dẫn điện, trạm biến áp) có nhiệm vụ truyền tải phân phối điện đến hộ sử dụng điện + Hộ sử dụng điện: có nhiệm vụ biến đổi điện thành dạng lượng (nhiệt năng, quan năng…) theo yêu cầu Mặc dù có nhiều cố gắng, ưu tiên xây dựng đầu tư phát triển hệ thống điện Việt Nam nước có tiêu điện vào loại thấp giới Hiện nay, nước ta sử dụng cấp điện áp sau: + Cấp cao áp: 500 kV – dùng cho hệ thống điện quốc gia nối liền ba miền Bắc, Trung, Nam 220 kV – dùng cho mạng điện khu vực 110 kV – dùng cho mạng phân phối, cung cấp cho phụ tải lớn + Cấp trung áp: 22 kV – dùng cho mạng điện địa phương, cung cấp cho nhà máy vừa nhỏ, cung cấp cho khu dân cư + Cấp hạ áp: 380/220 V – dùng mạng hạ áp, trung tính nối đất trực tiếp Do lịch sử nước ta cấp trung áp dùng cấp điện áp 66, 35, 15, 10 kV Nhưng tương lai cấp điện áp nêu cải tạo để thống thành cấp điện áp 22 kV Tuy có nhiều cấp điện áp khác thiết kế, chế tạo vận hành, thiết bị điện chia làm hai loại bản: + Thiết bị điện hạ áp có U 1000 V + Thiết bị điện cao áp có U > 1000 V Nguồn cung cấp cho trạm biến áp thường lấy từ lưới hệ thống Lưới hệ thống tập hợp gồm đường dây truyền tải, trạm biến áp khu vực, nối liền nhà máy điện tạo thành hệ thống điện Hệ thống điện phân chia thành: + Lưới hệ thống (220 kV đến 500 kV) + Lưới truyền tải (35, 110, 220 kV) + Lưới phân phối trung áp (6, 10, 15, 22, 35 kV) + Lưới phân phối hạ áp (220, 380 V) Trong điện áp 35 kV dùng cho lưới truyền tải lưới phân phối SVTH: Nguyễn Đăng Khởi Chương 1: Tổng quan hệ thống điện trạm biến áp 1.2 Giới thiệu sơ lược trạm biến áp 1.2.1 Khái niệm Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện Trạm biến áp nơi biến đổi lượng điện từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác Thông thường truyền tải điện từ nhà máy điện xa để giảm tổn thất điện người ta nâng cấp điện áp lên cao đến gần tải tiêu thụ giảm cấp điện áp xuống Các trạm có nhiệm vụ nối đường dây với cấp điện áp khác hệ thống trực tiếp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ 1.2.2 Phân loại trạm biến áp Phụ thuộc vào mục đích phân loại trạm biến áp theo cách khác nhau: - Theo điện áp chia thành trạm biến áp tăng, trạm biến áp giảm: + Trạm biến áp tăng trạm biến áp có điện áp thứ cấp lớn điện áp sơ cấp Đây thường trạm biến áp nhà máy điện tập trung điện máy phát điện để phát hệ thống phụ tải xa + Trạm biến áp hạ trạm biến áp có điện áp thứ cấp thấp điện áp sơ cấp Đây thường trạm biến áp có nhiệm vụ nhận điện từ hệ thống để phân phối cho phụ tải - Theo chức chia thành trạm biến áp trung gian trạm biến áp phân phối: + Trạm biến áp trung gian hay gọi trạm biến áp khu vực thường có điện áp sơ cấp lớn (500, 220, 110 kV) để liên lạc với phụ tải có điện áp khác (220, 110, 22, 15 kV) trạm biến áp phân phối + Trạm biến áp phân phối hay gọi trạm biến áp địa phương: trạm nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi thành điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải phân xưởng, khu dân cư, trường học… Phía sơ cấp thường 35 kV, 15 kV, 10 kV, kV, cịn phía thứ cấp có loại điện áp 220/127 V, 380/220 V 660 V - Theo cấu trúc chia thành trạm biến áp nhà trạm biến áp trời: + Trạm biến áp nhà: kiểu trạm mà toàn thiết bị điện cao, hạ áp MBA đặt nhà máy Nhà xây thành nhiều ngăn để tiện thao tác, vận hành tránh cố lan tràn từ phần sang phần khác Loại trạm thường gặp trạm biến áp phân xưởng trạm biến áp khu vực thành phố + Trạm biến áp trời: trạm thiết bị phía điện áp cao đặt ngồi trời, cịn phần phân phối điện áp thấp đặt nhà đặt tủ sắt chế tạo sẳn chuyên dùng để phân phối phần hạ áp Xây dựng trạm ngồi trời tiết kiệm kinh phí xây dựng so với xây dựng trạm nhà Ngoài loại trạm biến áp kể hệ thống điện cịn có trạm đóng cắt điện (trạm khơng có máy biến áp), trạm nối (làm nhiệm vụ liên lạc hai hệ thống có tần số khác nhau), trạm chỉnh lưu (biến dòng điện xoay chiều thành SVTH: Nguyễn Đăng Khởi Chương 1: Tổng quan hệ thống điện trạm biến áp chiều) trạm nghịch lưu (biến dòng chiều thành xoay chiều) để phục vụ cho việc tải điện xa dòng điện chiều 1.2.3 Một số thiết bị sử dụng trạm biến áp Ngồi ra, phía cao trạm biến áp có thiết bị phân phối (TBPP) tương ứng: TBPP cao áp TBPP hạ áp TBPP có nhiệm vụ nhận điện từ nguồn cung cấp phân phối điện nơi khác qua đường dây điện Trong TBPP có khí cụ điện đóng cắt, điều khiển, bảo vệ đo lường - Máy cắt điện: khí cụ điện dùng để đóng cắt phần tử hệ thống điện MBA, đường dây… lúc làm việc bình thường có cố (ngắn mạch) - Dao cách ly: khí cụ điện có nhiệm vụ tạo khoảng cách trơng thấy để đảm bảo an tồn sửa chữa MBA, máy cắt, đường dây… - Máy cắt phụ tải: khí cụ điện đóng cắt dịng điện chế độ làm việc bình thường, khơng có khả đóng cắt dịng ngắn mạch - Cầu chì: khí cụ dùng để cắt mạch điện ngắn mạch tải mạch hình tia - Cầu chì tự rơi: thực chất cầu chì có cấu tạo đặc biệt, cắt cắt ln dao cách ly - Máy biến dòng điện: biến đổi dịng điện mạch điện có điện áp cao dòng điện tương ứng với thiết bị đo lường, tự động bảo vệ rơle cách ly với mạng cao áp để đảm bảo an toàn cho người sử dụng, tiêu chuẩn hoá thiết bị đo lường tự động… - Máy biến điện áp: biến đổi điện áp cao điện áp thấp, phục vụ cho đo lường tự động… - Dây dẫn dây mềm, tiết diện trịn dùng hay nhiều sợi phụ thuộc vào dòng điện - Thanh dẫn cứng, tiết diện hình chữ nhật, hình trịn rỗng… dùng hai ghép chặt phụ thuộc vào dòng điện - Cáp điện lực: dây dẫn mềm bọc cách điện theo điện áp định mức 1.3 Đồ thị phụ tải - Đồ thị phụ tải hình vẽ biểu diễn quan hệ cơng suất phụ tải (P, Q, S) theo thời gian t: S = f(t) P = f(t) Q = f(t) - Đồ thị phụ tải phân loại theo cơng suất, theo thời gian, theo địa dư - Khi phân loại theo cơng suất có đồ thị phụ tải cơng suất tác dụng, đồ thị phụ tải công suất phản kháng đồ thị công suất biểu kiến Theo thời gian phân loại có đồ thị phụ tải năm, đồ thị phụ tải ngày, v.v… Theo địa dư có phụ tải tồn hệ thống, đồ thị phụ tải nhà máy điện hay trạm biến áp, đồ thị phụ tải hộ tiêu thụ… SVTH: Nguyễn Đăng Khởi Phương pháp thực đề tài:Tiến hành khảo sát đồ thị phụ tải thiết kế trạm biến áp 220/110/22 kV Sinh viên thực Cán hướng dẫn Nguyễn Đăng Khởi Đào Minh Trung Duyệt Bộ mơn Đồn Phú Cường Duyệt HĐ THI & XÉT TN KẾT LUẬN Qua 12 tuần thực luận văn, thời gian tương đối ngắn em tham khảo tài liệu, tiến hành tính tốn vấn đề liên quan đến đề tài cuối hoàn thành thời gian quy định Qua luận văn này, em học hỏi thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu nghề nghiệp tương lai Hiểu rõ khó khăn cần phải giải bắt tay vào nghiên cứu vấn đề khoa học, cách bố trí thời gian cách hợp lý khoa học hồn thành Do thời gian kiến thức cịn hạn chế, có thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, mong góp ý q thầy, cô bạn sinh viên để luận văn hoàn thiện Một lần nữa, em chân thành cảm ơn q thầy, Bộ mơn Kỹ thuật Điện đặc biệt thầy Đào Minh Trung nhiệt tình hướng dẫn, tất bạn sinh viên lớp Kỹ thuật điện K27 động viên, giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Qua thời gian học tập rèn luyện Trường Đại học Cần Thơ, suốt trình làm luận văn tốt nghiệp này, em q thầy, tận tình hướng dẫn truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu ngành điện Em xin chân thành cám ơn: - Ban giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ - Ban chủ nhiệm Khoa Cơng Nghệ - Các q thầy, Bộ môn Kỹ thuật Điện, đặc biệt thầy Đào Minh Trung tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu, giúp đỡ em hoàn thành luận văn - Cảm ơn gia đình tất bạn bè ln giúp đỡ, động viên suốt khố học đến hồn thành luận văn Tuy nhiên, hạn chế kiến thức, kinh nghiệm thực tế, tài liệu tham khảo, thời gian thực đề tài, nên không tránh khỏi sai lầm, thiếu sót Kính mong thầy hướng dẫn, q thầy, mơn bạn sinh viên góp ý để luận văn hồn thiện Chân thành cảm ơn! Cần Thơ, tháng 12 năm 2004 Sinh viên thực Nguyễn Đăng Khởi Phụ lục PHỤ LỤC Phụ lục 1: Đường cong xác định khả tải MBA 0,9 0,9 Phụ lục 2: Máy biến áp trung gian 115 kV/10 – 35 kV Công ty thiết bị Điện Đông Anh chế tạo Công suất (MVA) 25 40 63 Uđm (kV) 115/23 115/38,5/23 115/23-15,75 115/38,5/23 115/23-15,75 115/10,5 115/23 115/23-15,75 Tổn hao (kW) khơng tải có tải 22 23 23 28 28 41 41 41 126 138 135 185 180 235 235 235 SVTH: Đào Minh Trung Dịng điện khơng tải I0 % 0,41 0,33 0,42 0,33 0,28 0,22 0,22 0,22 Điện áp ngắn mạch UN % CT 10,3 12,2 10,5 12,2 12,2 CH 10,3 17,4 14,8 17,5 14,5 10,5 12,2 14,8 TH 6,5 6,5 Kích thước bao gói (m) dài rộng cao Trọng lượng (tấn) 5,2 6,2 5,4 6,2 6,2 6,0 6,2 6,5 6,2 4,5 4,18 5,58 5,5 4,9 4,4 5,6 4,36 5,6 4,8 5,8 5,0 6,0 5,11 6,3 53 60 57 86 81,92 97 102 108 138 Phụ lục Phụ lục Máy biến áp trung gian hai cuộn dây 115/23 kV Siemens chế tạo Sđm PN Kích thước Khối UN % P0 (MVA) (m) lượng (kW) (kW) ONAN ONAF ONAN ONAF ONAN ONAF dài rộng cao (tấn) 10 16 13 42 108 9,6 15,4 6,6 2,65 4,7 36 12,5 20 15 45 115 9,4 15,0 6,7 2,7 4,8 43 16 25 17 51 125 9,6 15,0 6,75 2,75 5,3 48 20 31,5 20 56 140 9,6 15,1 6,8 2,8 5,4 54 25 40 24 63 160 9,5 15,2 6,9 2,9 5,4 61 31,5 50 28 71 180 9,5 15,0 7,05 2,95 5,5 70 40 63 35 86 214 9,8 15,5 7,1 3,0 5,7 82 50 80 41 91 232 10,0 16,0 7,4 3,1 5,8 97 63 100 49 113 285 10,5 16,7 7,8 3,25 6,1 118 Phụ lục 4: Giá trị tỉ số x/r hệ số xung kích kxk ngắn mạch số điểm đặc trưng hệ thống điện TT Vị trí ngắn mạch đặc trưng mạch điện - Thanh góp – 10 kV trung tâm phát điện có máy phát công suất 30 – 60 MW - Sau cuộn kháng 1000 A, nối đến trung tâm phát diện điểm (mục I) - Thanh góp cao áp trạm biến áp tăng có máy công máy 100 MVA lớn - Như trên, có máy biến áp cơng suất máy 30 - 100 MVA - Thanh góp điện thứ cấp trạm biến áp hạ áp có máy biến áp công suất máy 100 MVA - Như trên, có máy biến áp cơng suất máy 30 100 MVA - Các điểm hệ thống điện xa máy phát điện (thanh góp thứ cấp trạm hạ áp có cơng suất máy biến áp 20 MVA nhỏ hơn, góp trạm mạng phân phối SVTH: Đào Minh Trung Tỉ số x r 40 80 20 60 30 60 20 50 20 40 15 30 15 bé Hệ số xung kích kxk 1,92 1,96 1,85 1,95 1,89 1,95 1,85 1,94 1,85 1,92 1,81 1,89 1,8 bé 139 Phụ lục Phụ lục 5: Máy cắt điện 123 kV loại SGF ABB chế tạo Loại máy cắt Uđm (kV) Iđm (A) INmax(kA) IN1s (kA) Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp (kV) Điện áp chịu đựng xung sét (kV) SGF 123n 123 1600 100 40 SGF 123n 123 2500 100 40 SGF 123n 123 2500 125 50 230 230 230 550 550 550 Phụ lục 6: Máy cắt điện SF6 trời 24 kV loại GI - E Schneider chế tạo Loại máy cắt Uđm (kV) Điện áp chịu đựng tần sẽố công nghiệp (kV) Điện áp chịu đựng xung sét (kV) Iđm (A) IN3s (kA) IN (kA) INmax (kA) 24GI – E16 24 24GI – E20 24 24GI – E25 24 24GI – E31 24 60 60 60 60 150 150 150 150 630 1250 1600 630 1250 1600 16 16 40 20 20 50 630 1250 1600 2000 3150 25 25 63 2000 3150 31,5 31,5 80 Phụ lục 7: Dao cách ly cao áp đặt ngồi trời Liên Xơ chế tạo Kiểu PЛHД-110/1000 PЛHД1-110/1000 PЛHД2-110/1000 POH-110Д/2000 POHЗ1-110Д/2000 POHЗ2-110Д/2000 PДHO-110M/600 PДHO-110M/1000 SVTH: Đào Minh Trung Uđm (kV) Iđm (A) INmax (kA) IN10s (kA) 110 1000 80 15 110 2000 80 25 110 110 600 1000 50 50 10 15 140 Phụ lục PЛHД-110/600 PЛHД1-110/600 PЛHД2-110/600 POH-220Д/2000 POHЗ1-220Д/2000 POHЗ2-220Д/2000 POHЗ-500Д/2000 POHЗ1-500Д/2000 POHЗ2-500Д/2000 110 600 80 12 220 2000 80 25 500 2000 55 21,6 Phụ lục 8: Hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh k2 Nhiệt độ môi trường xung quanh (0C) k2 10 1,15 15 1,1 20 1,05 25 30 35 0,94 0,88 40 0,82 45 0,75 Phụ lục 9: Dòng điện lâu dài cho phép đồng nhơm Kích thước (mm2) 25 x 30 x 30 x 40 x 40 x 50 x 50 x 60 x 60 x 60 x 60 x 10 80 x 80 x 80 x 10 100 x 100 x 100 x 10 120 x 120 x 10 Tiết diện (mm2 75 90 120 160 200 250 300 300 360 480 600 480 640 800 600 800 1000 960 1200 Khối lượng (kg/m) Đồng 0,668 0,800 1,066 1,424 1,780 2,225 2,676 2,670 3,204 4,272 5,340 4,272 5,698 7,120 5,340 7,120 8,900 8,460 10,65 SVTH: Đào Minh Trung Nhôm 0,203 0,234 0,324 0,432 0,540 0,675 0,810 0,810 0,972 1,295 1,620 1,295 1,728 2,160 1,620 2,160 2,700 2,600 3,240 Dòng điện cho phép (A) Mỗi pha Mỗi pha Mỗi pha ghép ghép Đồng Nhôm Đồng Nhôm Đồng Nhôm 340 265 405 305 475 365 625 480 700 540 860 665 955 740 1025 705 1125 870 1740 1350 2240 1710 1320 1025 2160 2680 2790 2180 1475 1155 2560 2010 3300 2650 1480 1150 2110 1630 2720 2100 1690 1320 2620 2040 2270 2620 1900 1480 3100 2410 3990 3100 1810 1425 2470 1935 3170 2500 2080 1625 3060 2390 3930 3050 2310 1820 3610 2860 4650 3640 2400 1900 3400 2650 4340 3380 2650 2070 4100 3200 5200 4100 141 Phụ lục Phụ lục 10: Máy biến dịng điện từ 35 đến 500 kV đặt ngồi trời Liên Xô (cũ) chế tạo Loại TФH-35M TФHД-110M TPH – 110Y1 TФHД-220 TФHKД-500 Cấp xác lõi thép 0,5 P 0,5 P 0,5 P1 P2 0,5 P1, P2 0,5 P1 P2 P3 0,5 P1 P2 P3 P1, P2 P3 P 0,5 Uđm (kV) 35 110 110 220 500 IđmSC (A) 800 1000 Phụ tải thứ cấp định mức Cấp Cấp xác 0,5 xác 0,8 0,8 Khối lượng (kg) 200 50 – 600 400 400 - 8000 500 500 – 7500 1000 – 1500 2000 300, 600 1200 500, 1000 2000 20 20 40 950 30 30 50 50 75 2130 4696 50 30 Phụ lục 11: Máy biến áp đo lường Liên Xô (cũ) chế tạo Loại Điện áp định mức (V) Sơ cấp HOM - 35 HOM - 35 - 54 HK -110 HKF -220 HK -220 HK -400 HK -500 35000 35000/ 11000/ 154000/ 220000/ 400000/ 500000/ SVTH: Đào Minh Trung Công suất định mức (VA) Cấp xác Thứ cấp 0,5 100 150 250 600 150 250 600 100/ 500 1000 100/ 500 1000 100/ 500 1000 100/ 300 500 1000 100/ 500 100/ Công suất lớn (VA) 2000 1500 2000 2000 2000 2000 2000 Khối lượng (kg) 248 200 875 2650 2650 6500 6960 142 Phụ lục Phụ lục 12: Máy biến áp đo lường kiểu hộp Siemens chế tạo Hệ thống góp Hệ thống góp 4MR12 4MR14 4MR22 4MR24 12 24 12 24 28 50 28 50 75 125 75 125 11,5/ 22/ 11,5 22 Thông số kỹ thuật Uđm (kV) U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) U chịu đựng xung (kV) U1đm (kV) U2đm (kV) 100, 110, 120 100/ , 110/ , 120/ Tải định mức (VA) 359 500 400 400 Trọng lượng (kg) 18 28 18 30 Phụ lục 13: Tham số kỹ thuật sứ đỡ sứ đứng, đặt nhà Liên Xô (cũ) chế tạo Kiểu Uđm (kV) Uph đ khô (kV) OШH-6-300 OШH-10-500 OШH-10-2000 OШH-35-1000 OШH-35-2000 OHC-110-2000 OHC-110-3000 10 10 35 35 110 110 38 50 50 120 120 190 190 Phụ tải phá hoại (KG) 300 500 2000 1000 2000 2000 3000 Khối lượng (kg) 2,54 4,1 12,1 32,6 44,6 81,2 81,7 Phụ lục 14: Cáp XLPE 19/33 kV, lõi đồng đai thép, loại BS 6622 DELTA chế tạo Iđm (A) Fđm (mm2) trực tiếp đất ống trời SVTH: Đào Minh Trung IN (kA) 0,2s 1s Iđất (kA) 2s 0,2s 1s 2s 143 Phụ lục 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 630 221 270 320 362 410 450 512 570 640 700 762 212 260 300 340 370 400 450 490 530 573 620 260 320 385 441 497 565 656 741 842 946 1056 15,2 21,9 30,4 38,5 47,3 59,3 78,1 98,0 >100 >100 >100 6,8 9,8 13,6 17,2 21,1 26,5 34,9 43,7 55,9 70,6 90,8 3,9 5,6 7,8 9,9 12,2 15,3 20,1 25,2 32,3 40,7 52,6 15,2 21,9 26,8 32,0 42,7 44,7 47,4 50,1 52,8 56,6 60,2 6,8 9,8 12,0 14,3 19,1 20,0 21,2 22,4 23,6 25,3 26,9 3,9 5,6 6,9 8,3 11,0 11,5 12,2 12,9 13,6 14,6 15,5 Phụ lục 15: Chống sét van Liên Xô (cũ) chế tao Loại Uđm (kV) Điện áp cho phép lớn (kV) Điện áp đánh thủng tần số 50 Hz (kV) PBM – 10 PBT – 10 PBC – 20 PBM – 20 PBC – 35 PBM – 35 PBO – 35 PBC – 110 PBT – 110 PBC – 220 PBT – 220 PBC – 500 PBT – 500 10 10 20 20 35 35 35 110 110 220 220 500 500 12,7 12,7 25 25 40,5 40,5 40,5 126 110 220 220 500 500 25 25 49 47 78 75 78 200 150 400 300 630 765 Điện áp đánh thủng xung kích (kV) 25,5 23,5 80 74 125 125 150 285 240 530 460 930 1700 Khối lượng (kg) 46,4 34 58 104 73 165 38 212 280 405 500 1000 1600 Phụ lục 16: Chống sét van Siemens chế tạo (loại cacbua silic) Loại Điện áp làm việc (kV) Dịng điện phóng định mức (kA) Vật liệu vỏ SVTH: Đào Minh Trung 3EA1 1 nhựa 3EG4 24 sứ 3EE1 42 sứ 144 Phụ lục Phụ lục 17: Hệ số KB phụ thuộc vào điện áp, công suất MBA Thông số MBA Điện áp cuộn cao MBA (kV) 35 Công suất định mức MBA (MVA) 16 > 16 Hệ số KB 1,6 110 32 > 32 1,7 1,5 220 106 > 160 1,4 1,3 Phụ lục 18: Định mức khấu hao chi phí vận hành Nhóm thiết bị 1- Đường dây tải điện không Cột kim loại bê tông: Đến 20 kV Từ 35 kV trở lên 2- Thiết bị điện thiết bị phân phối: Đến 150 kV Từ 220 kV trở lên 3- Đường dây cáp tải điện vỏ bọc chì đến 110 kV: Đặt đất nhà Đặt nước 4- Đường dây cáp tải điện vỏ bọc nhôm đến 10 kV: Đặt đất Đặt nhà 5- Đường dây cáp 20 đến 35 kV: Đặt đất nhà Đặt nước SVTH: Đào Minh Trung Định mức Khấu Chi phí Phụ hồi Sửa chữa hao vận hành Tổng cộng 0,6 0,4 3,6 2,4 0,4 5,6 2,8 3,5 3,5 2,9 2,9 6,4 6,4 9,4 8,4 0,3 0,6 2,3 4,6 2 4,3 6,6 0,3 0,3 4,3 2,3 2 6,3 4,3 0,4 0,8 3,4 5,8 2 5,4 7,8 145 Phụ lục Phụ lục 19: Máy biến áp hai cấp điện áp Công ty Thiết bị điện Đông Anh chế tạo Công suất (kVA) 320 400 500 630 Tổn hao (W) Uđm (kV) không tải có tải 700 700 790 840 850 920 940 960 1060 1100 1150 1250 3670 3670 3880 4460 4500 4600 5210 5270 5470 6010 6040 6210 6,3/0,4, 10/0,4 15/0,4, 22/0,4 35/0,4 6,3/0,4, 10/0,4 15/0,4, 22/0,4 35/0,4 6,3/0,4, 10/0,4 15/0,4, 22/0,4 35/0,4 6,3/0,4, 10/0,4 15/0,4, 22/0,4 35/0,4 Dòng Điện điện áp không ngắn tải mạch I0 % UN % 1,6 1,6 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4 4,5 1,4 4,5 1,4 5,5 Kích thước bao gói (mm) dài rộng cao Trọng lượng (kg) 1540 1590 1640 1590 1610 1710 1690 1720 1800 1790 1810 1900 860 880 900 920 930 960 950 960 1000 980 990 1080 1720 1750 1910 1760 1800 2010 1940 1950 2160 2010 2020 2160 1480 1600 1890 1800 2110 2650 2400 2600 2950 2510 2720 3020 Phụ lục 20: Cáp hạ áp lõi đồng, cách điện PVC, loại mềm CADIVI chế tạo Tiết diện (mm2) 1,0 1,5 2,5 3,5 4,0 6,0 10,0 16,0 25,0 35,0 70,0 SVTH: Đào Minh Trung Chiều dày cách điện (mm) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,2 1,2 1,4 1,4 1,6 1,8 Đường kính tổng thể (mm) 3,1 3,4 3,8 4,2 4,7 9,1 10,3 12,3 13,9 16,1 19,7 Phụ tải dòng điện (A) 18 23 36 41 47 59 73 108 130 165 212 146 Phụ lục 95,0 120,0 150,0 185,0 200,0 240,0 1,8 1,8 2,0 2,2 2,4 2,4 21,8 23,5 24,6 26,6 27,5 30,1 183 355 420 450 480 550 Phụ lục 21: Áptômát 415 Với loại Clipsal chế tạo (loại cực) Mã số 8TC100/20 8TC100/30 8TC100/40 8TC100/50 8TC100/60 8TC100/75 8TC100/100 8R3125/40 8R3125/63 8R3125/80 8R3125/100 8R3125/125 8R3160/160 8R3250/200 8R3250/250 8R3250/320 8R3250/400 8R3250/500 8R3250/630 8R3800/800 8R31250/1000 8R31250/1250 Iđm (A) 20 30 40 50 60 75 100 40 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 IN (kA) 14 25 30 35 50 60 Phụ lục 22: Điện trở suất vài loại đất Loại đất Đất cát Đất pha cát Đất pha đất sét Đất sét Điện trở suất (m) 400 300 100 60 SVTH: Đào Minh Trung Loại đất Đất đen Đất bùn Nước sông Nước biển Điện trở suất (m) 50 20 10 - 50 147 Phụ lục Phụ lục 23: Hệ số mùa ứng với loại điện cực nối đất chống sét Loại điện cực Điện cực kéo dài, chôn sâu 0,5 m Điện cực kéo dài, chôn sâu 0,8 – 1,0 m Cọc dài – m Nối đất chôn sâu với độ chôn sâu 2,5 – m Đất khô 1,4 1,25 1,15 1,0 Đất ẩm 1,8 1,45 1,3 1,1 Phụ lục 24: Tiêu chuẩn nối đất cột điện Điện trở suất đất (m) 100 100 < < 500 500 1000 1000 > Điện trở nối đất cột điện () R 10 R 15 R 20 R 30 Phụ lục 25: Hệ số hình dạng vài hệ thống nối đất thông dụng Sơ đồ bố trí l1 l2 SVTH: Đào Minh Trung l1/l2 K 5,53 1,5 5,81 6,42 8,17 10,4 148 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồ Văn Nhật Chương (2003),“Bài tập kỹ thuật điện cao áp”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh Huỳnh Nhơn (2002), “Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp”, NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Xn Phú - Nguyễn Cơng Hiền - Nguyễn Bội Khuê (1999), “Cung cấp điện”, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Ngô Hồng Quang (2002), “Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV”, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trịnh Hùng Thám - Nguyễn Hữu Khái - Đào Quang Thạch - Lã Văn Út Phạm Văn Hoà - Đào Kim Hoa (1996), “Nhà máy điện & trạm biến áp”, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Hồng Việt (2001), “Giáo trình kỹ thuật cao áp”, Trường Đại học kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh ... trạm biến áp theo cách khác nhau: - Theo điện áp chia thành trạm biến áp tăng, trạm biến áp giảm: + Trạm biến áp tăng trạm biến áp có điện áp thứ cấp lớn điện áp sơ cấp Đây thường trạm biến áp. .. thường 35 kV, 15 kV, 10 kV, kV, cịn phía thứ cấp có loại điện áp 220/127 V, 380/220 V 660 V - Theo cấu trúc chia thành trạm biến áp nhà trạm biến áp trời: + Trạm biến áp nhà: kiểu trạm mà toàn thiết. .. thống điện trạm biến áp 1.2 Giới thiệu sơ lược trạm biến áp 1.2.1 Khái niệm Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện Trạm biến áp nơi biến đổi lượng điện từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác