+ Tiết diện thanh góp được chọn theo điều kiện Jkt.
Với trạm thiết kế ta chọn thanh dẫn mềm cho phía cao áp, phía trung áp và phía hạ áp ta sử dụng cáp điện lực để dẫn điện đến các tủ phân phối tương ứng.
Với thanh góp mềm, tiết diện thanh góp được lựa chọn theo các điều kiện dòng điện cho phép lúc làm việc cưỡng bức và điều kiện tổn thất vầng quang. Uvq≥UđmLĐ
Dòng điện lớn nhất qua thanh góp là dòng định mức qua máy biến áp.
Ilvcb = 442,803 .115 3 1,4.63000 .U 3 S dm lvcb = = (A)
Do thời gian sử dụng công suất cực đại là Tmax =3000h-5000h giờ/năm Jkt
= 2,1 A/mm2 đối với dây đồng (tra bảng 4.3. Trị số Jkt theo Tmax và loại dây, trong sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV của Ngô Hồng Quang).
Tiết diện kinh tế của thanh cái là:
F = 210,85 2,1 442,803 J I kt clvcb = = (mm2)
Vậy quy chuẩn thanh dẫn M300mm2, có dòng cho phép Icp=880A, đường kính d = 22,05mm (tra bảng 4.2-sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV của Ngô Hồng Quang).
+ Kiểm tra theo điều kiện đốt nóng. K1K2Icptb≥Ilvcb
Do thanh dẫn đặt ngang nên hệ số K1 = 0,95
Với nhiệt độ môi trường cao nhất là 40oC. Ta có hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường K2=0,81 (tra trong bảng 41-Sách HT Cung Cấp Điện-Của
TS.Trần Quang Khánh).
Vậy: K1.K2.Icptb=0,95.0,81.880=677,16(A)> Icb = 442,803( A) + Kiểm tra theo khả năng ổn định nhiệt.
Fnh ≥ α.IN. tqd
Fnh=300 > 6.19,894. 0,5= 84,403 với α =6 và tqđ = tc=0,5 s + Kiểm tra điều kiện vầng quang.
Uvq = 84.m.r.lg
r Dtb
Dây M300 có d = 22,05 (mm)⇒r =1,103cm – bán kính ngoài dây dẫn. Dtb - Khoảng cách trung bình giữa các dây dẫn đối mạng 110kV là Dtb =4(m)
Vậy ta có: Uvq=84.0,85.1,103.lg1400,103=201kV>Uđm=110kV Như vậy vầng quang sẽ không phát sinh ở lưới điện này
Vậy thanh dẫn M300 đã chọn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đặt ra.
4.7. Chọn sứ cách điện
4.7.1. Các điều kiện chọn sứ
+ Loại sứ: Tuỳ thuộc vào công dụng và vị trí đặt mà ta chọn sứ cho thích hợp sứ đỡ trần dùng để dỡ các thanh dân trần, sứ xuyên dùng để đưa thanh dẫn trần qua vách ngăn hoặc tường.
+ Điện áp của sứ: Điện áp định mức của sứ không được nhỏ hơn điện áp định mức của nơi đặt sứ.
+ Dòng điện định mức: Điều kiệnnày chỉ ápdụng cho sứ xuyên Iđms ≥ Ilvcb.
+ Kiểm tra ổn định động của sứ: Đặc trưng cho độ bền của sứ và lực tác dụng lên đầu sứ Fcp được cho trong sổ tay kỹ thuật Ftt ≤ 0,6. Fcp.
Trong đó:
Ftt: Lực tính toán lớn nhất tác động lên đầu sứ khi ngắn mạch.
4.7.2. Chọn sứ đỡ đầu thanh dẫn
+ Loại sứ: Do thanh dẫn mềm nên ta sử dụng loại sứ treo. + Số bát sứ theo điện áp định mức và tình theo công thức.
n ≥
D U d. max
n- số bát sứ trong một chuỗi
d- tiêu chuẩn đường rò lựa chọn, d = 20 mm/kV
Umax- điện áp làm việc lớn nhất của đường dây, Umax = 123kV D- chiều dài đường rò của 1 bát sứ, D = 295 mm
Vậy n ≥ D U d. max = 8,33 295 123 . 20 =
Với cấp điện áp 110kV ta chọn số bát sứ trong mỗi chuỗi là 10 bát
Tra bảng phụ lục sách thiết kế nhà máy điện của Nguyễn Hữu Khái ta có thông số qua bảng sau:
Bảng 4.13. Thông số của sứ treo.
Loại Điện áp ( kV) Lực phá huỷ uốn Chiều cao
Danh định Phóng điện khô Phóng điện ướt 0HC-110/300 110 295 215 300 412 4.8. Chọn tủ phân phối 4.8.1. Tủ điều khiển CP1
- Thiết bị chỉ thị số nhiều chức năng, có khả năng lập trình dùng để đo lường các thông số chính: U, I, P, Q, F, hệ số công suất, dùng cho 2 phía của máy
biến áp.
- Khóa điều khiển kèm theo đèn báo vị trí không tương ứng của máy cắt và dao cách ly 110kV.
- Các bộ chỉ thị vị trí dao nối đất. - Khóa điều khiển tại chỗ và từ xa.
- Các Rơle trung gian, biến dòng trung gian, cầu chì, aptomat… - Sơ đồ nổi.
4.8.2. Tủ điều khiển CP2
- Ampe met kèm chỉnh mạch. - Vôn met.
-Bộ biến đổi đo lường P,Q,I,U.
- Khóa điều khiển kèm theo đèn báo vị trí không tương ứng của máy cắt và dao cách ly 110kV.
- Các bộ chỉ thị vị trí dao nối đất.
- Hộp đèn tín hiệu 16 cửa sổ kèm nút kiểm tra, nút giải trừ, nút nhận biết sự cố.
- Đèn báo mất nguồn tín hiệu.
- Các Rơle trung gian, biến dòng trung gian, cầu chì, aptomat… - Sơ đồ nổi.
4.8.3. Tủ lộ tổng 22kV
- Tiêu chuẩn IEC-62271-200. - Thanh cái: Cu, 2500A, 25 kA/1s. - Máy cắt 3 pha chân không hoặc SF6.
+ Tiêu chuẩn IEC-62271-100. + Dòng điện danh định 2500A. + Điện áp danh định 24kV.
+ Dòng cắt định mức: 25kA/1s. + Tổng thời gian đóng: ≤ 100 ms. + Tổng thời gian cắt : ≤ 70 ms. + Sô lần cắt dòng ngắn mạch định mức: ≥ 50 lần. + Chu kỳ hoạt động: M-0,3 s- Đ.M-3 phút- Đ.M. - Hộp đấu dây:
+ Bộ truyền động bằng lò xo (động cơ/ bằng tay). + Số lần đóng cắt cơ khí ≥ 10000 lần.
+ Thiết bị chống đóng lặp lại. + 01 cuộn đóng.
+ 01 cuộn mở.
+ Tiếp điểm phụ 12NO/12NC.
+ Các tiếp điểm phụ cho tín hiệu lên dây cót lò xo và điều khiển động cơ. -Thiết bị liên động điện.
- Thiết bị liên động cơ khí.
- Đện áp cho động cơ: 220V AC, cho cuộn đóng và cuộn cắt: 220V DC. - Dao nối đất: Loại 3 pha thao tác bằng tay.
- Biến dòng điện 1 pha theo tiêu chuẩn IEC-60044-1. + Tỷ số biến đổi 1000-1600-2000/1A.
+Số cuộn dây thứ cấp:3
+ Cấp chính xác : * Dùng trong đo lường: 0,5, 30VA. * Dùng cho bảo vệ : 5P20, 30VA.
- Thiết bị điều khiển và bảo vệ. + Áp tô mát cấp nguồn.
+ Khoá điều khiển kèm đèn báo vị trí không tương ứng của máy cắt. + Khoá lựa chọn điều kiển tại chỗ/ từ xa.
+ Khoá lựa chọn tần số để sa thải phụ tải gồm 5 vị trí OFF/F1/F2/F3/F4. + Bộ đếm điện năng nhiều giá có thể lập trình.
+ Hợp bộ rơle bao gồm chức năng:
* Bảo vệ quá dòng cắt nhanh và có thời gian (F50/51).
* Bảo vệ quá dòng chạm đất cắt nhanh và có thời gian (F50/51N). * Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt (F50BF).
+ Ampe mét kèm chỉnh mạch. + Rơle giám sát mạch cắt. + Sơ đồ nổi.
+ Một bộ rơle đi cắt và rơle trung gian.
4.8.4. Tủ lộ nhánh 22kV
- Tiêu chuẩn IEC-62271-200. - Thanh cái: Cu, 2500A, 25 kA/1s. - Máy cắt 3 pha chân không hoặc SF6.
+ Tiêu chuẩn IEC-62271-100. + Dòng điện danh định : 630A. + Điện áp danh định 24kV. + Dòng cắt định mức: 25kA/1s.
+ Tổng thời gian đóng ≤ 100 ms. + Tổng thời gian cắt ≤ 70 ms.
+ Sô lần cắt dòng ngắn mạch định mức ≥ 50 lần. + Chu kỳ hoạt động M-0,3 s- Đ.M-3 phút- Đ.M. - Hộp đấu dây:
+ Bộ truyền động bằng lò xo (động cơ/ bằng tay). + Số lần đóng cắt cơ khí ≥ 10000 lần.
+ Thiết bị chống đóng lặp lại. + 01 cuộn đóng.
+ 01 cuộn mở.
+ Tiếp điểm phụ 12NO/12NC.
+ Các tiếp điểm phụ cho tín hiệu lên dây cót lò xo và điều khiển động cơ. -Thiết bị liên động điện.
- Thiết bị liên động cơ khí.
- Đện áp cho động cơ: 220V AC, cho cuộn đóng và cuộn cắt: 220V DC. - Dao nối đất: Loại 3 pha thao tác bằng tay.
- Biến dòng điện 1 pha theo tiêu chuẩn IEC- 60044-1. + Tỷ số biến đổi 200-400-800/1A.
+Số cuộn dây thứ cấp: 2
+ Cấp chính xác : * Dùng trong đo lường: 0,5, 30VA. * Dùng cho bảo vệ : 5P20, 30VA. - Thiết bị điều khiển và bảo vệ.
+ Khoá điều khiển kèm đèn báo vị trí không tương ứng của máy cắt. + Khoá lựa chọn điều kiển tại chỗ/ từ xa.
+ Khoá lựa chọn tần số để sa thải phụ tải gồm 5 vị trí (OFF/F1/F2/F3/F4). + Bộ đếm điện năng nhiều giá có thể lập trình.
+ Hợp bộ rơle bao gồm chức năng:
* Bảo vệ quá dòng cắt nhanh và có thời gian (F50/51).
* Bảo vệ quá dòng chạm đất cắt nhanh và có thời gian (F50/51N). * Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt (F50BF).
* Tự động đóng lặp lại (F79). + Ampe mét kèm chỉnh mạch. + Rơle giám sát mạch cắt. + Sơ đồ nổi.
+ Một bộ rơle đi cắt và rơle trung gian.
CHƯƠNG 5 BẢO VỆ RƠLE
Các thiết bị và hệ thống bảo vệ đóng vai trò cực kỳ quan trọng, nó đảm bảo cho các thiết bị điện chủ yếu như máy phát điện, máy biến áp, đường dây dẫn điện trên không, cáp ngầm, thanh góp và các động cơ cỡ lớn… và toàn bộ hệ thống điện làm việc an toàn.
Các thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ phát hiện và loại trừ càng nhanh càng tốt phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống. Nguyên nhân gây hư hỏng, sự cố đối với các phần tử trong hệ thống điện rất đa dạng: do hiện tượng thiên nhiên như biến đổi
thời tiết, giông bão, động đất, lũ lụt, do máy móc hao mòn, già cỗi, do tai nạn ngẫu nhiên, do nhầm lẫn trong thao tác của nhân viên vận hành…
Ngày nay, khái niện rơle thường dùng để chỉ một tổ hợp thiết bị thực hiện một hoặc một nhóm chức năng bảo vệ và tự động hóa hệ thống điện, thoả mãn những yêu cầu kỹ thuật đề ra đối với nhiệm vụ bảo vệ của từng phần tử.
Để thực hiện được các chức năng và nhiệm vụ quan trọng đã đề cập ở trên, thiết bị bảo vệ phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau: tin cậy, chọn lọc, tác động nhanh, nhạy và kinh tế.