Thiết kế xuất tuyến trung áp trên không 22kv

Hiện nay, không chỉ tại các đô thị, mà còn ở những vùng nông thôn, nhu cầu sử dụng điện năng tăng lên nhanh chóng, số lượng phụ tải ngày càng lớn. Vì thế nên việc thiết kế một xuất tuyến trung áp và bảo vệ nó để cấp điện cho các hộ phụ tải là vấn đề căn bản và được ưu tiên hàng đầu. Chính vì vậy em đã lựa chọn đề tài cho luận văn tốt nghiệp: Thiết kế xuất tuyến trung áp 22 kV trên không (Design 22 kV overhead feeders). Nội dung phần này thực hiện thiết kế chọn dây dẫn, máy biến áp cho một xuất tuyến trung áp 22 kV trên không điển hình. Sau đó tính toán ngắn mạch, lựa chọn các khí cụ điện (cầu chì, máy cắt) và cài đặt các thông số cho rơle để bảo vệ cho đường dây và máy biến áp. Kiểm chứng các kết quả thực hiện sử dụng phần mềm ETAP.

Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Xuất Tuyến Trung Áp Trên Không 22kV [1] LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại Học Bách Khoa – Đại học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung q Thầy Cơ Khoa Điện – Điện Tử nói riêng, dạy dỗ, bảo, tạo điều kiện cho em học tập, nghiên cứu thực đề tài Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến thầy Phạm Đình Anh Khơi hướng dẫn tận tình, truyền đạt kinh nghiệm, kiến thức, người kiên nhẫn với em, dành thời gian quý báu để hướng dẫn, động viên, giúp đỡ em suốt q trình thực đồ án mơn học Bên cạnh em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình ln nguồn động lực to lớn tinh thần vật chất giúp em vững bước đường mà chọn Cám ơn bạn bè, anh chị nhiệt tình hỗ trợ lúc khó khăn nhờ thực tốt tiến độ định Mặc dù cố nhiều cố gắng hiểu biết kiến thức có nhiều hạn chế, thời gian có hạn kinh nghiệm thực tế cịn ít, nên q trình thực đề tài cịn mắc sai sót định Vì em mong có bảo đóng góp ý kiến thầy anh chị sinh viên để giúp em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Bộ mơn Hệ Thống Điện Thầy Phạm Đình Anh Khơi Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 22, tháng 12, năm 2020 Sinh viên thực Sinh Viên Thực Hiện: TĨM TẮT ĐỒ ÁN MƠN HỌC Hiện nay, khơng thị, mà cịn vùng nơng thôn, nhu cầu sử dụng điện tăng lên nhanh chóng, số lượng phụ tải ngày lớn Vì nên việc thiết kế xuất tuyến trung áp bảo vệ để cấp điện cho hộ phụ tải vấn đề ưu tiên hàng đầu Chính em lựa chọn đề tài cho luận văn tốt nghiệp: Thiết kế xuất tuyến trung áp 22 kV không (Design 22 kV overhead feeders) Nội dung phần thực thiết kế chọn dây dẫn, máy biến áp cho xuất tuyến trung áp 22 kV khơng điển hình Sau tính tốn ngắn mạch, lựa chọn khí cụ điện (cầu chì, máy cắt) cài đặt thơng số cho rơle để bảo vệ cho đường dây máy biến áp Kiểm chứng kết thực sử dụng phần mềm ETAP MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TĨM TẮT ĐỒ ÁN MƠN HỌC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH THIẾT KẾ XUẤT TUYẾN CHO ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHƠNG 22kV .9 CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN DÂY DẪN CHO XUẤT TUYẾN TRUNG ÁP 12 1.1 Tiêu chí chọn dây dẫn 12 1.2 Lựa chon dây dẫn cho phát tuyến 12 1.2.1 Kiểm tra dòng diện cho phép dâu dài 13 1.2.2 Kiểm tra theo điều kiện sụt áp cho phép 13 1.3 Lựa chọn dây dẫn cho xuất tuyến phụ 15 1.4 Tính tốn tổn thất cơng suất điện đường dây phân phối 20 1.4.1 Phát tuyến 20 1.4.2 Phát tuyến nhánh 21 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH CHO XUẤT TUYẾN TRUNG ÁP 23 2.1 Các thông số trạm 110/22 kV 23 2.2 Thông số xuất tuyến 22 kV 24 2.3 Tính tốn ngắn mạch 25 2.3.1 Ngắn mạch nút phát tuyến 26 2.3.2 Ngắn mạch nút nhánh 31 CHƯƠNG III: LỰA CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ XUẤT TUYẾN TRUNG ÁP 35 3.1 Lựa chọn công suất MBA phân phối 35 3.2 Bảo vệ MBA phân phối 36 3.2.1 Lựa chọn chì FCO (Fuse Cut Out) 36 3.2.2 Lựa chọn dây chì 41 3.2.3 Lựa chọn FCO cho mạch nhánh 42 3.3 Rơle máy cắt 45 3.3.1 Máy cắt 45 3.3.2 Rơle 47 3.4 Lý thuyết bảo vệ Rơle 48 3.4.1 Bảo vệ dòng điện 48 3.4.2 Bảo vệ dòng điện chạm đất 53 3.5 Phối hợp bảo vệ cầu chì 55 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN THƠNG SỐ CÀI ĐẶT RƠLE CHO MÁY CẮT Ở ĐẦU XUẤT TUYẾN 57 4.1 Chọn biến dòng bảo vệ cho hệ thống bảo vệ rơle phía 22 kV 57 4.2 Tính tốn thống số cài đặt 59 4.2.1 Chức bảo vệ dòng cực đại (BV51) 59 4.2.2 Chức bảo vệ dòng cắt nhanh (BV50) 61 4.2.3 Chức bảo vệ dịng cực đại thứ tự khơng (BV51N) 63 4.2.4 Chức bảo vệ dòng thứ tự không cắt nhanh (BV50N) 65 CHƯƠNG V: KIỂM TRA BẢO VỆ XUẤT TUYẾN TRUNG ÁP SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETAP 68 5.1 Xây dựng sơ đồ lưới điện 68 5.2 Khai báo thông số cho phần tử hệ thống 69 5.3 Các kết mô 69 5.3.1 Phân bố công suất sụt áp xuất tuyến 69 5.3.2 Mô ngắn mạch 70 5.4 Kiểm tra phối hợp thiết bị bảo vệ xuất tuyến xảy cố .72 Tài Liệu Tham Khảo 78 PHỤ LỤC 79 Phụ lục 1: Một số thiết lập cho phần tử ETAP: 79 Phụ lục 2: Kiểm tra phối hợp rơle FCO có cố 81 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thông số phụ tải xuất tuyến: 11 Bảng 1.2 Thông số chiều dài xuất tuyến trung áp: 11 Bảng 1.3 Mật độ dòng điện kinh tế [2] 12 Bảng 1.4 Thông số dây AC240 13 Bảng 1.5 Cơng suất tải phát tuyến (từ nút số đến nút số 6) 14 Bảng 1.6 Kết sụt áp đoạn phát tuyến 15 Bảng 1.7 hông số chiều dài nhánh 15 Bảng 1.8 Kết đẳng trị nút 17 Bảng 1.9 Dòng điện làm việc cực đại nhánh 17 Bảng 1.10 Thông số dây AC-120 18 Bảng 1.11 Kết sụt áp nhánh với dây AC-120 19 Bảng 1.12 Tổng kết kết chọn dây dẫn 20 Bảng 1.13 Kết tính tốn tổn thất tuyến 20 Bảng 1.14 Kết tính tốn sụt áp nhánh 22 Bảng 2.1 Thông số đường dây 22 kV 24 Bảng 2.2 Kết tính tốn ngắn mạch phát tuyến 30 Bảng 2.3 Thông số nhánh 31 Bảng 2.4 Kết tính tốn ngắn mạch nút nhánh 34 Bảng 3.1 Thông số MBA phân phối cấp điện áp 35 Bảng 3.2 Kết dòng cưỡng qua MBA 40 Bảng 3.3 Kết chọn chì FCO hãng CHANCE (Mỹ) [6] 41 Bảng 3.4 Kết lựa chọn dây chảy loại K cho phụ tải 42 Bảng 3.5 Dòng điện cưỡng qua nhánh 42 Bảng 3.6 Kết chọn FCO hãng CHANCE (Mỹ) [6] 43 Bảng 3.7 Kết lựa chọn dây chảy loại K cho nhánh rẽ theo dòng Icb .43 Bảng 3.8 Chọn dây chảy theo điều kiện phối hợp bảo vệ 45 Bảng Dây chảy bảo vệ nhánh rẽ 45 Bảng 3.10 Cơng thức đặc tính thời gian 51 Bảng 4.1 TCT dòng ngắn mạch lớn FCO nhánh (số liệu từ bảng 2.2) 59 Bảng 4.2 Kiểm tra phối hợp thời gian TH1, chức 51 FCO đầu nhánh 60 Bảng 4.3 Kiểm tra phối hợp thời gian TH1, chức 51 FCO đầu nhánh 61 Bảng 4 Thời gian tác động lớn FCO đầu nhánh 62 Bảng 4.5 Kết TCT dòng ngắn mạch chạm đất lớn FCO nhánh .63 Bảng 4.6 Kiểm tra phối hợp thời gian TH1, chức 51N FCO đầu nhánh .64 Bảng 4.7 Kiểm tra phối hợp thời gian TH2, chức 51N FCO đầu nhánh .65 Bảng 4.8 Thời gian tác động lớn FCO đầu nhánh 66 Bảng 4.9 Tổng kết thông số cài đặt rơle xuất tuyến 67 Bảng 5.1 So sánh sụt áp từ kết mô với kết tính tay (%) .69 Bảng 5.2 So sánh kết tính tốn ngắn mạch mơ ETAP với lý thuyết 71 Bảng 5.3 Kết phối hợp bảo vệ thiết bị nhánh 77 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ Trạm biến áp 110kV/ 22kV phía đầu nguồn .9 Hình 1.2 Sơ đồ phân bố phụ tải xuất tuyến 22kV 10 Hình 1.3 Cách bố trí dây dẫn cột 14 Hình 2.1 Sơ đồ ngắn mạch nút số 26 Hình 3.1 Bộ chì tự rơi dây chảy 36 Hình 3.2 FCO sứ treo cột điện 37 Hình 3.3 FCO tác động 38 Hình 3.4 Đặc tuyến MMT dây chảy hãng Chance 38 Hình 3.5 Đặc tuyến TCT dây chảy hãng Chance 39 Hình 3.6 Bảng phối hợp cầu chì loại K [5] 44 Hình 3.7 Rơle bảo vệ dòng hãng Siemens 47 Hình 3.8 Bảo vệ q dịng cực đại 48 Hình 3.9 Đặc tính thời gian độc lập 50 Hình 3.10 Đường đặc tính thời gian (tiêu ch̉n IEC 60255) 51 Hình 3.11 Bảo vệ cắt nhanh 52 Hình 3.12 Vùng bảo vệ BVCN 53 Hình 3.13 Bộ lọc thành phần thứ tự không 54 Hình 3.14 Phối hợp bảo vệ cầu chì – cầu chì 56 Hình 3.15 Phối hợp thời gian bảo vệ rơle – cầu chì 56 Hình 4.1 Sơ đồ nối dây biến dịng (BI) 57 Hình 5.1 Sơ đồ xuất tuyến 22 kV vẽ từ phần mềm ETAP 68 Hình 5.2 Kết sụt áp phân bố công suất xuất tuyến 69 Hình 5.3 Kết mô ngắn mạch nút phát tuyến 70 Hình 5.4 Kết mô ngắn mạch nút nhánh 70 Hình 5.5 Phối hợp bảo vệ xuất tuyến xảy cố ngắn mạch nhánh .72 THIẾT KẾ XUẤT TUYẾN CHO ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG 22kV Nội dung thực thiết kế chọn dây dẫn cho xuất tuyến trungáp 22 kV khơng điển hình Sau tính tốn ngắn mạch, lựa chọn khí cụ điện (máy biến áp, cầu chì, máy cắt) cài đặt thơng số cho rơle để bảo vệ cho đường dây máy biến áp Kiểm tra kết tính tốn thông số cài đăt rơle sử dụng phần mềm ETAP Các Số Liệu Và Giả Thiết Ban Đầu: Sơ đồ hệthống trạm biếnáp đầu nguồn xuất tuyến cho hình 1.1: Hình 1.1 Sơ đồ Trạm biến áp 110kV/ 22kV phía đầu nguồn -Các thơng số hệ thống:  Công suất ngắn mạch cua hệ thống: S(3)N= 5000 MVA, S(1)N= 3000 MVA  Chiều dài l = 50 km  Điện kháng đường dây x0= 0.4 Ω/km  MBA: Sđm= 63 MVA, UN% = 11.5% Đồ án thực việc tính tốn bảo vệ xuất tuyến trung áp 22 kV điển phần khoanh vùng hình 1.1, trường hợp hai máy cắt phân đoạn 110 kV 22 kV trạng thái đóng Giả sử phụ tải chọn phụ tải loại 3–loại phụ tải cho phép điện, cơng trình dân dụng, cơng trình phúc lợi, khu dân cư…với số sử dụng phụ tải cực đại năm Tmax22 kV= 3600 h/năm Hình 1.2 Sơ đồ phân bố phụ tải xuất tuyến 22kV -Tổng công suất phụ tải xuất tuyến: Stổng = 10 (MVA) -Để thuận tiện cho việc tính tốn sau ta thống kê thông số đặc trưng phụ tải chiều dài đường dây nút cho vào bảng đây: Bảng 1.1 Thơng số phụ tải xuất tuyến Vị Trí 2-7 3-9 3-10 4-11 5-13 5-14 Công suất (MVA) 1.5 1.5 1.5 1.5 Bảng 1.2 Thông số chiều dài xuất tuyến trung áp Đoạn 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 2-7 7-8 Chiều dài(km) 1 2 1 Đoạn 3-9 9-10 4-11 11-12 5-13 13-14 14-15 Chiều dài(km) 1 1 ... Hình 5.5 Phối hợp bảo vệ xuất tuyến xảy cố ngắn mạch nhánh .72 THIẾT KẾ XUẤT TUYẾN CHO ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG 22kV Nội dung thực thiết kế chọn dây dẫn cho xuất tuyến trung? ?p 22 kV khơng điển hình... nên việc thiết kế xuất tuyến trung áp bảo vệ để cấp điện cho hộ phụ tải vấn đề ưu tiên hàng đầu Chính em lựa chọn đề tài cho luận văn tốt nghiệp: Thiết kế xuất tuyến trung áp 22 kV không (Design... bảng 1.4, áp dụng cơng thức tính độ sụt áp trên, ta có kết sụt áp đoạn phát tuyến chính, xem bảng 1.6 Độ sụt áp đoạn tính tốn theo cơng thức [1] Bảng 1.6 Kết sụt áp đoạn phát tuyến Đoạn