1. Chọn dây dẫn phía 110kV
a. Chọn tiết diện cáp ngầm
Có Ilvbt = 330,7 A Tiết diện kinh tế của cáp ngầm là:
330, 7 132, 28 lvbt kt kt J F I 2 2,5 mm
Vậy ta chọn sợi cáp có tiết diện 200mm2
b. Kiểm tra điều kiện phát nóng
- Kiểm tra phát nóng của cáp trong điều kiện làm việc bình thường * Điều kiện IhccpIlvbt
Trong đó là dòng điện cho phép lâu dài đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ. Có Icphc n.k .k .I1 2 cp
Với:
Icp = 650A dòng điện cho phép của sợi cáp Cu/XLPE 1x(200)mm2
k1 = 0,87 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ của môi trường xung quanh t = 35oC
n = số hệ thống cáp song song trong giá cáp Ta chọn với 1 sợi cáp thì n = 1
k2 = 1 là hệ số hiệu chỉnh theo cấu hình cáp đi trong mương cáp =330,7
hc
Icp 1 0,87.1.650 565,5A I bt A Vậy ta chọn mỗi pha 1 sợi cáp 1x200mm2
- Kiểm tra phát nóng của cáp trong điều kiện làm việc sự cố
*Điềukiện . .
hc
k Iqtc cpIsc k I sc cb
+ Trong đó là dòng điện cho phép lâu dài đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ.
+ kqtc hệ số mang tải cho phép của cáp khi sự cố xác định theo hệ số
mang tải của cáp lúc bình thường. Với kqtc 1,3 nếu k
t ≤ 80% và kqtc 1 nếu k
/ hc t cb cp k I I 330,7 59% 565,5 cb t hc cp I k I thì hệ số kqtc 1, 3 Kqtc.Icphckqtc.525,9 ≥ k Isc. cb Với:
Icp = 650A dòng điện cho phép của sợi cáp Cu/XLPE 1x(400)mm2
1, 4
sc
k hệ số quá tải của MBA khi 01 MBA bị sự cố
Vậy: K Iqtc. cphc 1,3.565,5 735.15A> I ksc cb 1,4.330,7 462,98A
Vậy việc lựa chọn cáp mỗi pha 1 sợi cáp 1x200mm2 là thỏa mãn điều kiện phát nóng lâu dài trong điều kiện làm việc bình thường cũng như trong chế độ sự cố MBA.
c. Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt
* Điều kiện: Fdd
Trong đó: Fdd là tiết diện dây dẫn (mm2)
Đối với dây cáp lõi đồng C =141A2/s
Vậy 6 BN 15,63.10 2 2 28,03mm 400mm C 141 2. Chọn cáp phía 35kV a. Chọn tiết diện cáp ngầm Có Ilvbt = 944.8 A Tiết diện kinh tế của cáp ngầm là:
944,8 377,9 lvbt kt kt J F I 2 2,5 mm
Vậy ta chọn sợi cáp có tiết diện 400mm2
- Kiểm tra phát nóng của cáp trong điều kiện làm việc bình thường * Điều kiện IhccpIlvbt
Trong đó là dòng điện cho phép lâu dài đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ. Có Icphc n.k .k .I1 2 cp
Với:
Icp = 905A dòng điện cho phép của sợi cáp Cu/XLPE 1x(400)mm2
k1 = 0,87 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ của môi trường xung quanh t = 35oC
n = số hệ thống cáp song song trong giá cáp Ta chọn với 1 sợi cáp thì n = 1
k2 = 1 là hệ số hiệu chỉnh theo cấu hình cáp đi trong mương cáp hc
Icp 1 0,87.1.905 787.35A I bt944,8A
Vậy 1 sợi cáp không thỏa mãn điều kiện ta chọn 2 sợi cáp hc
=> Icp 2 0,87.0,93.905 = 1464,5 Vậy ta chọn mỗi pha 02 sợi cáp 1x400mm2
- Kiểm tra phát nóng của cáp trong điều kiện làm việc sự cố *Điềukiện k Iqtc. hccpIsc k I sc. cb
+ Trong đó là dòng điện cho phép lâu dài đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ.
+ kqtc hệ số mang tải cho phép của cáp khi sự cố xác định theo hệ số
mang tải của cáp lúc bình thường. Với kqtc 1,3 nếu k t ≤ 80% và kqtc 1 nếu k t >80% / hc t cb cp k I I
944,8 65% 1464,5 cb t hc cp I k I thì hệ số kqtc 1, 3 Kqtc.Icphckqtc.1464,5 ≥ k Isc. cb Với:
Icp = 905A dòng điện cho phép của sợi cáp Cu/XLPE 1x(400)mm2
1, 4
sc
k hệ số quá tải của MBA khi 01 MBA bị sự cố
Vậy: K Iqtc. cphc1,3.1464,5 1903,8A> I ksc cb 1,4.944,8 1322,7A
Vậy việc lựa chọn cáp mỗi pha 2 sợi cáp 1x400mm2 là thỏa mãn điều kiện phát nóng lâu dài trong điều kiện làm việc bình thường cũng như trong chế độ sự cố MBA.
c. Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt
* Điều kiện: Fdd
Trong đó: Fdd là tiết diện dây dẫn (mm2)
Đối với dây cáp lõi đồng C =141A2/s
Vậy
6
BN 15,63.10 2 2
28,03mm 400mm
C 141
Kết luận: Lựa chọn cáp ngầm 35kV mỗi pha 2 sợi cáp 38,5kV- Cu/PVC/XLPE/AWA/PVC-1x400mm2 từ MBA T2 sang tủ lộ tổng 35kV .
3. Chọn dây dẫn phía 22kV
a. Chọn tiết diện dây dẫn
Có Ilvbt 1581,4A
Tiết diện kinh tế của dây dẫn là: 1581,4 632,6 kt kt J F Imax 2 2,5 mm
Vậy ta chọn sợi cáp có tiết diện 400mm2
b. Kiểm tra điều kiện phát nóng
- Kiểm tra phát nóng của cáp trong điều kiện làm việc bình thường Điều kiện IcphcIlvbt
Trong đó là dòng điện cho phép lâu dài đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ.
Có
hc
Icp n.k .k .I1 2 cp
Với:
Icp = 905A dòng điện cho phép của 1 sợi cáp
k1 = 0,87 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ của môi trường xung quanh t = 35oC
n = số hệ thống cáp song song trong giá cáp Ta chọn 2 sợi cáp thì n = 2
k2 = 0,93 là hệ số hiệu chỉnh theo cấu hình cáp đi trong mương cáp. Vậy
hc
Icp2.0,87.0,93*905 1464,47A I bt 1581,4A
Với 2 sợi cáp thì không thỏa mãn điều kiện ta chọn 3 sợi cáp 2196,7
hc
=>Icp 3.0,87.0,90*905 A
Vậy ta chọn mỗi pha 03 sợi cáp 1x400mm2
- Kiểm tra phát nóng của cáp trong điều kiện làm việc sự cố Điều kiện k Iqtc. cphcIsc k I sc. cb
Trong đó là dòng điện cho phép lâu dài đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ.
kqtc hệ số mang tải cho phép của cáp khi sự cố xác định theo hệ số mang
tải của cáp lúc bình thường
1,3 kqtc nếu k t ≤ 80% và kqtc1 nếu k t >80% / hc t cb cp k I I Với: 1581, 4 72% 2196, 7 cb t hc cp I k I thì hệ số kqtc 1,3
Icp = 905A dòng điện cho phép của sợi cáp Cu/XLPE 1x(400)mm2
1,4
sc
k hệ số quá tải của MBA khi 01 MBA bị sự cố
Vậy: Kqtc.Icphc 1,3.2196, 72855,7A> Iksc cb 1,4.1581,4 2214A
Vậy việc lựa chọn cáp mỗi pha 3 sợi cáp 1x400mm2 là thỏa mãn điều kiện phát nóng lâu dài điều kiện làm việc bình thường và chế độ sự cố MBA
c. Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt
Điều kiện: Fdd
Trong đó: - Fdd là tiết diện dây dẫn (mm2)
Đối với dây cáp lõi đồng C =141A2/s
Vậy
6
BN 21,25.10 2 2
32,69mm 400mm
C 141
Kết luận: Lựa chọn cáp ngầm mỗi pha 3 sợi cáp 24kV- Cu/PVC/XLPE/AWA/PVC-1x400mm2 từ MBA T2 sang tủ lộ tổng 432 và từ MBA T1 sang tủ lộ tổng 431.
Bản vẽ
CHƯƠNG 4: TỰ DÙNG VÀ NỐI ĐẤT, CHỐNG SÉT 4.1. Nguồn điện tự dùng
4.1.1. Máy biến áp tự dung
Công suất của nguồn tự dùng đã được tính toán trên cơ sở các phụ tải tự dùng của trạm như sau: Các động cơ đóng cắt, dao cắt ly, các động cơ quạt gió, điều hòa, điều chỉnh điện áp, bơm và các thiêt bị chiếu sáng…..
Trạm hiện tại đang được bố trí lắp đặt 2 máy biến áp 35/0,4kV công suất mỗi máy là 100kVA.
4.1.2 Nguồn tự dùng xoay chiều 380/220V AC
Nguồn điện tự dùng xoay chiều 380/220V được cấp từ MBA tự dùng như đã nêu ở trên. Phía 0,4kV của MBA tự dùng được đấu vào tủ điện xoay chiều 380/220V đặt trong phòng điều khiển bằng cáp lực 0,6/1kV – Cu/PVC – 4x95mm2.
Hệ thống điện xoay chiều này được bảo vệ bằng các áp tô mát đặt trong tủ xoay chiều. Trong tủ điện có thiết bị tự động đóng nguồn dự phòng để đảm bảo cấp điện cho các phụ tải an toàn, chắc chắn từ một trong hai máy biến áp tự dùng.
4.1.3. Nguồn điện tự dùng 1 chiều 220V DC
Các phụ tải dùng điện một chiều 220V sẽ được cấp điện từ tủ phân phối điện một chiều qua các áp tô mát. Tủ điện một chiều được cấp nguồn một chiều từ hai tủ chỉnh lưu dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều và từ bộ ắc quy 220V một chiều.
Để đảm bảo an toàn, thanh cái điện một chiều cũng phải có thiết bị tự động đóng dự phòng để tự động chuyển đổi nguồn cấp điện. Ắc quy của trạm sử dụng loại có dung lượng 220V – 120Ah phù hợp với công suất tiêu thụ của các phụ tải trạm.
1. Hệ thống chiếu sáng
Chiếu sáng là một yêu cầu không thể thiếu trong việc thiết kế trạm biến áp Việc bố trí vị trí chiếu sáng, công suất và số lượng đèn có một ý nghĩa không nhỏ đổi việc vận hành và bảo vệ trạm, đảm bảo nhanh trong khắc phục sự cố trong trạm vào ban đêm, đáp ứng yêu cầu an toàn cho người.
1.1. Hệ thống chiếu sáng trong nhà
Chiếu sáng làm việc trong nhà điều khiển và phân phối bằng hệ thống đèn nê-ông và đèn sợi đốt và được cấp nguồn bằng hệ thống điện tự dùng xoay chiều 380V/220V.
Chiếu sáng sự cố bằng các đèn sợi đốt và được cấp nguồn bằng hệ thống điện tự dùng 1 chiều 220V DC. Các đèn chiếu sáng sự cố được đặt tại phòng điều khiển, phòng phân phối, phòng ắc quy.
Các phòng làm việc và phòng bảo vệ, nghỉ cả,….. được chiếu sáng bằng các đèn huỳnh quang.
1.2. Hệ thống chiếu sáng ngoài trời
Chiếu sáng sân phân phối của trạm được thực hiện bởi các dàn đèn pha 04 bóng, công suất mỗi bóng là 1000W được treo trên cột chiếu sáng độc lập ở độ cao 16m. Góc chiếu và độ chiếu sáng được thiết kế bao trùm toàn bộ trong phạm vi hàng rào trạm.
Chiếu sáng nội bộ máy biến áp được thực hiện bởi 2 máy biến áp đèn pha, công suất mỗi bóng là 500W treo trên cột chiếu sáng độc lập ở độ cao 16m.
Chiếu sáng xung quanh trạm được thiết kế bằng các đèn cầu, công suất 100W lắp trên các cột cao 3,4m. Các cột đèn được đặt sát tường rào trạm và cứ khoảng 25 – 35m được bố trí một cột đèn
2. Hệ thống điều hòa và thông gió
Để tạo ra một môi trường làm việc tốt cho người quản lí và vận hành cũng như đảm bảo yêu cầu về bảo vệ thiết bị trong phòng điều khiển và phân phối.
3. Hệ thống điều hòa không khí
+ Phòng phân phối có kích thước 14,4 x 8,2 x 3,8m , trong đó có đặt các thiết bị có tỏa nhiệt. Căn cứ vào điều kiện khí hậu khu vực đạt trạm, căn cứ vào yêu cầu nhiệt độ của phòng phân phối, căn cứ vào kết cấu của vật liệu làm nhà, phòng sẽ được trang bị 04 máy điều hòa với công suất là: 24000BTU.
+ Phòng điều khiển có kích thước là 12,4 x 8,6 x 3,8. Tương tự như trên ta cũng lắp đặt 04 máy điều hòa công suất là : 24000BTU.
+ Phòng làm việc có kích thước là 3,6 x 4,2 x 3m căn cứ vào nhu cầu của phòng làm việc, căn cứ vào kết cấu của vật liệu làm nhà, phòng sẽ được trang bị 01 máy điều hòa có công suất là 12000BTU.
4. Thông gió
+ Phòng có ắc quy do thường xuyên đóng cửa, để đảm bảo cho người quản lý vận hành, kiểm tra định kỳ phòng được bố trí một quạt hút có công suất hút đạt lưu lượng 350m3/h.
+Phòng vệ sinh được bố trí 02 quạt hút có công suất hút đạt lưu lượng 350m3/h.
4.2. Chọn máy biến áp tự dùng1. Phụ tải tự dùng trong trạm 1. Phụ tải tự dùng trong trạm
Bảng 4.1: Công suất tự dùng của trạm
STT Tên phụ tải Công
suất đặt (kW)
Cos Tg Kđt Công suất sử dụng
P (kW) Q (kVAR)
1 Chiếu sáng ngoài trời 9,21 1 0 0,4 3,68 0
2 Chiếu sáng nhà PPĐK 4 1 0 1 4 0
3 Chiếu sáng khu 2,5 1 0 0,8 2 0
4 Cho điều hòa thông gió 30 0,85 0,62 0,8 24 38,7
5 Bơm nước 1,5 0,85 0,62 0,4 0,6 0,97
6 Quạt máy biến áp 20 0,84 0,65 0,85 17 26,2
7 2 bộ nạp 54 0,86 0,59 0,35 18,9 32
8 Bộ phụ nạp 48Kv 10 0,86 0,59 0,35 3,5 5,9
9 Điều chỉnh điện áp MBA 2,5 0,87 0,8 1 0,25 0,31
Tổng 73,93 104,08
2. Tính toán chọn công suất máy biến áp tự dùng
Nguồn tự dùng luôn phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các thiết bị trong tram biến áp. Vậy nên công suất của MBA tự dùng STD �Stải TD Max .Giả sử một thời điểm nào đó sử dụng tất cả các phụ tải tự dùng trong trạm biến áp
+ Công suất tự dùng của trạm: Stt = = = 127,66kVA
+ Do trạm có người trực thường xuyên lên công suất tự dùng yêu cầu là:
Syc = 0,75 x 127,66 = 95,75kVA
Hiện tại trạm đang sử dụng 2 máy biến áp tự dùng có thống số kĩ thuật là
STT Loại MBA Sdm (kVA) Điện áp (kV) Tổn thất (W) UN % I0 % Cao Thấp P0 PN 1 3 pha, 2 cuộn dây, ngoài trời
100 38,5 0,4 305 1506 4,31 0,93
Căn cứ vào công suất tự dùng yêu cầu của trạm, đặc điểm của trạm biến áp là cần phải dự phòng 100% công suất nên chọn 2 máy biến áp tự dùng cho trạm (Do yêu cầu đảm bảo cung cấp điện dự phòng liên tục cho các thiết bị trong trạm)
Vậy 2 máy biến áp tự dụng hiện tại của trạm đáp ứng được nhu cầu sử dụng không cần phải lắp đặt thêm.
4.3.Bảo vệ chống sét
Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho các thiết bị điện và các công trình khác đặt trong trạm biến áp thực hiện bằng các cột thu lôi. Cột thu lôi gồm có kim thu lôi bằng kim loại đặt trên cột cao hơn vật được bảo vệ để thu sét và dây dẫn sét xuống đất cùng với trang thiết bị nối đất.
Không gian gần cột thu lôi mà vật được bảo vệ đặt trong đó rất ít có khả năng sét đánh gọi là phạm vi bảo vệ của cột thu lôi. Phạm vi bảo vệ của cột thu lôi là hình nón cong tròn xoay có tiết diện ngang là những hình tròn ở độ cao hx
có bán kính rx. Trị số của bán kính rx được xác định theo công thức đơn giản sau:
+ Khi hx ≤ 2h/3 rx = (1,5h –1,875hx).p + Khi hx > 2h/3 rx = (0,75h – 0,75hx).p Trong đó: h – Chiều cao của cột thu lôi.
hx – chiều cao của đối tượng cần bảo vệ p – hệ số Với h ≤ 30m thì p = 1
h > 30m thì p= 5,5 / 2
Nếu diện tích của trạm biến áp lớn ta phải đặt nhiều cột thu lôi sao cho các trạm biến áp nằm trong phạm vi bảo vệ.
Đối với trường hợp hai cột thu lôi khoảng cách a giữa hai cột phải thỏa mãn a /ha ≤ 7 thì hai cột thu lôi mới có tác dụng hỗ trợ lẫn nhau, trong đó ha = h -hx là chiều cao tác dụng của cột thu lôi. Bề ngang hẹp nhất của phạm vi bảo vệ ở độ cao hx đươc tính theo công thức sau:
Độ cao thấp nhất của phạm vi bảo vệ được xác định:
0 7 a h h 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1,5 (1 ) p khi h