101 bài tập lưới điện, cung cấp điện, cơ khí đường dây phần 2

M ặt khác, lưới cung cấp điện làm nhiệm vụ cấp điện trực tiếp cho hộ tiêu th ụ nên biết chính xác phụ tải nào quan trọng không được phép cắt điện, phụ tải nào kém quan trọng có thế ngừng

TRAM BIEN AP & MAY BIEN AP

HUÔNG DÂN

Tram bien âp mà thiet bi chu yeu cûa nô là mây bien âp, dông vai

trô ra t quan trong trong hê thon g diên Viêc Ida chon düng vi tri dàt

tram , sd do tram , so lddng và çông su ât mây bien âp, Ida chon düng dâu

phân âp cüng nhd xâc dinh düng che dô vân hành kinh te tram bien âp

së nâng cao câc chï tiêu kinh tê - kÿ th u ât khi th iet ke, vân hành cûa hê

thông diên

1 X âc d in h v i tr i d ât câc tram b ien âp tr u n g g ia n , tram

p h ân p h o i tr u n g tâ m và tram b ie n âp p h â n p h o i

Vi tri toi du d à t câc loai tram diên ke trên là trung tâm phu tâi cûa

khu vdcm à tra m c à n c â p diên Giâ thiet cûa phu tâi trong khu vdc c.ô câc toa dô Xi, y; thi diem trong tâm phu tâi cô toa dô X, "V l à M ("X, Y) ddpc xâc dinh theo công thûc:

trong dô: Sj - công su â t cûa phu i thû i trong khu vdc

2 Xâc d in h so ldong ma> bien âp tron g m ot tram bien âp

Sô" ldo'ng mây bien âp dât trong mot tram chu yêu phu thuôc vào loai hô tiêu thu cûa phu tâi

- Tram cap diên cho hô loai 1 cân dât 2 mây bien âp;

(6.1)

- Trạm cấp điện cho hộ loại 2 (các xí nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, siêu thị V V ) thì xác định số lượng máy biến áp như sau:

+ Nếu có đủ sô" liệu về tổn thất kinh tế do m ất điện thì sử dụng công thức (2.3) để quyết định nên đặt 2 máy hay 1 máy biến áp+ Hoặc dùng 1 biến áp cộng với máy p h át điezen dự phòng

3 Xác đ ịn h cô n g su ât m áy b iến áp

Vối bài toán lưới điện (U > 110 kV), các trạm biến áp đểu là trạm

biến áp tru n g gian, ở đó cần biết phụ tải cực đại và cực tiêu để phục vụ

cho tín h toán các chế độ vận hành và điều chỉnh điện áp Ngoài ra mỗi trạm biến áp đểu câp điện cho một vùng khá lớn, ở đó có cả phụ tải loại

1 và loại 3, khó mà cắt phụ tải loại 3 khi xảy ra sự có) một biến áp trong trạm 2 máy Vì th ế công thức để xác định phụ tải tính toán như sau:

- Đối với trạm 1 máy:

Công thức (6.1) và (6.2) dùng cho các máy sản xuất nội địa cùng dùng cho các máy ngoại nhập đã nhiệt đới hoá Với các máy ngoại nhập chưa n h iệt đới hoá, cần phải hiệu chỉnh nhiệt độ, nghĩa là phải sử dụng công thức sau:

- Đối vối trạm 1 máy:

trong đó : khc - hệ sô' hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến sự chênh lệch nhiệt độ

giữa nơi chế tạo và nơi sử dụng máy:

100trong đó:

t, - nhiệt độ nơi sử dụng máy;

tu - n h iệt độ nơi chê tạo máy

Ví dụ, với máy biến áp do Nga chê tạo dùng ở Việt Nam có:

t0 = + 5°c (nhiệt độ trung bình tại Matcơva):

tị = + 24°c (nhiệt độ tru n g bình tại Hà Nội):

2 4 - 5

khc = 1 - - = 0.81

100

Với lưới cung cấp điện (U < 35 kV), chỉ cần tính toán ở chế độ cực

đại, theo công su ấ t tính toán xác định được trực tiếp từ phụ tải M ặt

khác, lưới cung cấp điện làm nhiệm vụ cấp điện trực tiếp cho hộ tiêu th ụ

nên biết chính xác phụ tải nào quan trọng không được phép cắt điện,

phụ tải nào kém quan trọng có thế ngừng cung cấp điện khi sự cô" một

máy biến áp để chọn biến áp được hợp lý hơn Ngoài ra, các biến áp ở

lưới cung cấp thường dùng hàng nội địa không cần hiệu chỉnh nhiệt độ

Công thức chọn công su ất biến áp cho trạm 1 và 2 máy như sau:

- Với trạm 1 máy:

Lĩ — ^tt

- Với trạm 2 máy, cấp cho phụ tải 100% là loại 1:

+ khi 2 máy làm việc : S(!.„K >

+ Khi 1 máy sự cô: SđmB >

(6.5)

( 6 6 )

(6.7)

N hận thây, trong trường hợp này kết quả chọn theo (6.7) bao giờ

cũng lớn hơn, nên chỉ cần chọn theo một công thức duy n h ất là 6.7

- Với trạm 2 máy cấp cho phụ tải loại 1 trong đó có a % loại 3, khi 2 máy làm việc bình thường chọn theo (6.6), sau đó kiểm tra lại điều kiện

sự cô" 1 máy, có cắt phụ tải loại 3:

C, ' s , s„ M s ,

trong đó : Ssc - công su ất phải cấp ngay cả khi sự cô’ 1 biến áp, đó chính

là phụ tải loại 1 không thể cắt điện

3 X ác đ ịn h ch ê độ vận hành k in h tê củ a trạm b iến áp

Với trạm biến áp đặt 2 máy, khi biết cả trị sô’ phụ tải max, min hoặc biết đồ thị phụ tải, ta cần xác định chê độ vận hành kinh tế của trạm , nghĩa là vận hành các máy biến áp sao cho tổn th ấ t điện năng trong trạm lấ nhỏ nhất

T rình tự xác định chế độ vận hành kinh tế của trạm như sau:

- Xác định Sgh - công su ất giới hạn đế chuyển chế độ vận hành trạm

từ 2 máy xuống 1 máy hoặc ngược lại:

- Căn cứ vào Smax, Smin hoặc vào trị sô' các mức công su ât trên biểu

đồ phụ tải quyết định vận h ành kinh tê trạm:

+ Với s > Sgh -» trạm vận h ành 2 máy;

+ Với s < Sgh -> trạm vận h ành 1 máy

4 Lựa ch ọn đầu phân áp

Đây là bài toán của lưới điện Cần lựa chọn được đầu phân áp cho máy biến áp đ ặt tại các trạm biến áp tru n g gian nhằm đảm bảo điện áp

th a n h góp hạ áp của trạm nằm trong phạm vi cho phép trong các chê độ vận hành: cực đại, cực tiểu và sự cố’

Đối vói trạm có yêu cầu điêu chỉnh điện áp khác thường, độ lệch điện áp trên th an h góp hạ áp của trạm quy định như sau:

^ (6.10)

- Trong chế độ phụ tải cực đại : SUmox % = + 5%

- Trong chế độ phụ tải cực tiểu: 5Umin % = 0%

- Trong chê độ sự cô: ÔUSC 0 - 5%

Đôi vối trạm có yêu cầu điều chỉnh thường, độ lệch được áp trên thanh góp hạ áp của trạm quy định như sau:

- Trong chế độ phụ tải cực đại :

- Trong chê độ phụ tải cực tiểu:

- Trong chế độ sự

SUmax % > + 2.5% "

SUmin % > + 7,5 % SUsc % >- 2,5%

T rình tự chọn đầu phân áp như sau:

Xác định điện áp tính toán của đầu phân áp của máy biến áp ỏ chế

chọn máy biến thường với phân áp tiêu chuẩn đã chọn Nếu một trong

ba chế độ điện áp không thoả mãn thì phải chọn dùng máy biến áp điều

áp dưới tải và tiếp tục chọn ba đầu phân áp tiêu chuẩn cho ba chế độ vận hành

Cần lưu ý là máy biến áp điểu áp dưối tải đ ắt gấp khoảng 1.4 lần máy biến áp điều chỉnh thường, cho nên chỉ khi không chọn được máy biến áp điều chỉnh thường mới chọn máy biến áp điều áp dưới tải Cụ thê như sau:

Với p h ụ tải loại 1 (không cho phép cắt điện): B ất kể yêu cầu điều

chỉnh thường hay khác thường

- Nếu chọn được 1 đầu phân áp cô" định thoả m ãn yêu cầu điện áp ở thanh cái hạ áp cả ba chê độ phụ tải thì chỉ chọn máy biến áp điều chỉnh thường

- Nêu không chọn được máy biến áp điểu chỉnh thường, nghĩa là

không chọn được một đầu phân áp cố định thoả m ãn cả ba chế độ điện

áp thì chọn máy biến áp điều chỉnh lưới điện

Với p h ụ tải loại 3 (cho phép cắt điện khi cần thiết), b ât kỳ yêu cầu

điện chỉnh điện áp thường hay khác thường chỉ chọn máy biến áp điều chỉnh thường

- Nếu chọn được 1 đầu phân áp cô định thoả m ãn cả 3 chế độ điện

áp thì tốt nhất, khi đó mặc dù phụ tải thường xuyên biến động, máy biến áp vẫn làm việc liên tục, không cần cắt điện để thay đổi nấc điều chỉnh

- Nếu không chọn được 1 đầu phân áp cố định thì vẫn dùng máy biến áp thường Khi đó phải chọn ba đầu phân áp tương ứng với ba chế

độ điện áp

Khi phụ tải thay đổi (cực đại, cực tiểu, sự cô) th ì phải cắt biến áp ra khỏi lưới để thay đổi nất điều chỉnh, trạm tạm thời ngừng cấp điện trong thòi gian vài phút

4 Chọn cô n g su ấ t b iến áp k ết hợp với bù coscp

Các xí nghiệp công nghiệp nếu có cosọ rấ t th ấp ( 0,5 - 0,7), chỉ vận hành một thòi gian ngắn (vài tháng) thì phải bù coscp theo yêu cầu của điện lực Nếu như đã chọn biến áp theo phụ tải tín h toán chưa bù công

suất phán kháng thì công su ấ t máy sẽ lớn hơn nhiều so với công suất máy yêu cầu sau khi bù Điều đó dẫn tới sử dụng máy kém hiệu quả kinh tế do non tải (làm tăng vốn đầu tư, coscp thấy, tổn hao không tải lớn) Ngay từ đầu, với sự khẳng định là th ế nào cũng sẽ phải bù, ta nên chọn biến áp k ết hợp với bù coscp ngay từ đầu ta sẽ chọn được máy biến

áp hợp lý

Trước hết, căn cứ vào công thức (3.8) ta tính được tổng công su ất Q cần bù trong xí nghiệp đê nâng coscpì lên C 0S(p2.

Qbỉ = P xN (tg<p, - tgcp2)Sau đó công su ấ t của máy biến áp được chọn theo công thức:

Giải

ỊChu công nghiệp thuộc hộ loại 1 nên phải đặt trạm 2 máy biến áp

1 Dùng máy nội địa do ABB hoặc Công ty T hiết bị điện Đông Anh chế tạo:

Chọn dùng máy biến áp 2 X 31.500 kVA - 110/22 k v

("1 • 2 •

ỉiáiĐặt hệ toạ độ xoy như trên hình 6.1, xác định được bảng ghi phụ tải

và toạ độ các xã trong huyện

1 Xác đ ịn h vị trí đặt trạm b iến áp tru n g gian

Trọng tâm phụ tải toàn huyện M (X, Y):

Vậy vị trí đ ặt trạm trung gian 110/10 kV cho huyện là điểm M (22,7; 25.3) Khảo sá t thấy vị trí này rất thuận tiện để xây dựng trạm vì nằm trên bãi đ ất cao, rộng và ngay bên cạnh đường liên huyện

2 Lựa ch ọ n b iến áp

Qua sô" liệu được cung cấp thì đây là huyện th u ần nông, không có phụ tả i công nghiệp, không có trạm bơm lớn nên có th ể coi phụ tải huyện là hộ loại 3, tạm thời chỉ cấp điện bằng 1 máy biến áp

Phụ tải điện toàn huyện, vói hệ số đồng thời kdt = 0,7, là:

Yêu cầu lựa chọn biến áp cho nhà máy

Giải

1 Chọn số lượng máy biến áp

Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện chọn số lượng máy biến áp là 2.Chọn sơ đồ nối dây: sơ đồ bộ máy phát - máy biến áp

Chọn chủng loại máy: vì hệ thống có công s u ấ t vô cùng lớn, để tiện giao lưu công su ấ t giữ 220 kV và 110 kV sử dụng máy biến áp tự ngẫu

2 Chọn công suất máy biến áp

Công su ấ t máy biến áp tự ngẫu được chọn theo công thức:

atrong đó:

a - hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu:

a - ƯC- U T _ 220-110

s th - công su ấ t thừa, đó chính là lượng công su ấ t p h át ra của nhà máy sau khi đã trừ đi công su ất tự dùng và công su ấ t của phụ

tải địa phương Đe xác định công suâ^t th ừ a cần lấy trị số phụ

tải địa phương thấp n h ất và công su ấ t tự dùng cao n h ất ứng

s th =

2 1 0 5 m i n t d m a x

2x100 n ,2 5 - 6 % r 2 x l 0 0 '

trong đó đã lấy Stdmax = 6% SF

Thaj' vào công thức (6.20) xác định được công su ất của biến áp tự ngẫu cần chọn:

SđmB > — 104 93 = 209,86 MVAChọn dùng máy biến áp tự ngẫu công suất 250 MVA-220/110/10,5 kV

B À I 6.4

Nhà máy cơ k hí nhỏ có Stt = 300 kVA, yêu cầu lựa chọn biến áp cho trạm biến áp của n h à máy

Giải

1 Chọn s ố lư ợ n g m áy b iến áp

Nhà máy cơ khí nhỏ chỉ thuộc hộ

loại 2, chỉ nên đ ặt một biến áp với

đường dây cung cấp lộ đơn, nếu có điều

kiện kinh phí thì đ ặt thêm máy phát

dự phòng có bộ phận tự động đóng cắt

nguồn dự phòng trong khoảng thòi

gian định trước (hình 6.2)

2 Chọn côn g su ất m áy biến áp

Vối trạm một máy, công suất biến

áp được chọn như sau:

dùng cho phụ tải loại 2.

SđmB > s u = 300 kVAChọn máy biến áp có công su ất 315 kVA

BÀI 6.5

N hà máy luyện kim có công su ất 600 kVA Yêu cầu lựa chọn máy biến áp 10/0,4 kV cho trạ m biến áp của nhà máy trong 2 trường hợp: 100% loại 1 và 40 % loại 3

Giải

1 Chọn số lượng máy biến áp

N hà máy luyện kim thuộc hộ loại 1, cần đ ặt 2 biến áp cho trạm biến áp nhà máy

2 Chọn công suất máy biến áp

- Trường hợp 100% phụ tải loại 1

- Trưồng hợp nhà máy có 40% phụ tải loại 3

Căn cứ vào hai điều kiện trê n chọn: 2 X 315 kVA - 10/0,4 kV

N h ậ n xét: Nếu khảo s á t biết được trong phụ tải loại 1 có một số

p h ần trạm nào đó hộ loại ba, thì khi sự cố 1 biến áp ta nên cắt số phần trăm loại ba đi sẽ chọn được công su ất biến áp hợp lý hơn, cụ thể là giảm vốn đầu tư và tăn g hệ sô" tải dẫn đến làm giảm tổn hao không tải máy biến áp Cụ thể vối bài toán trên:

Nếu không cắt phụ tải loại 3 sẽ phải chọn 2 máy 500 kVA, khi đó

hệ số tải của máy biến áp lúc 2 máy làm việc bình thường:

k t= T Ạ _ = ^ = 0,62SđmB 1000

Nếu cắt 40% phụ tải loại 3, chỉ cần chọn 2 máy 315 kVA, khi đó hệ

số tải của máy biến áp khi hai máy vận hành bình thưòng là:

Giải

Trước hết cần xác định phụ tải điện của siêu thị theo công thức (4.42) Lấy suất phụ tải với tầng 1 là P0 = 150 w /m 2, tầng 2 là P0 = 100 w /m 2, xác định được phụ tải tính toán của siêu thị là:

P st = P ti + PT2 = 150 X 750 + 100 X 750 = 187500 w = 187,5 kW Lấy cosọ = 0,8, phụ tải tín h toán toàn phần của siêu thị:

SST = = —— = 234,375 kVA

cos ọ 0,8Siêu thị thuộc hộ loại 2 thường được cấp điện bằng trạm biến áp 1 máy và một máy p h á t diezen dự phòng

Vậy chọn dùng 1 biến áp 250 kVA - 22/0,4 kV và một máy p h á t 250 kVA có aptom at nối liên động với aptom at của biến áp (xem hình 6.2)

BÀI 6.7

Xí nghiệp cơ khí có phụ tải điện 425 kW, cos<p = 0,6 Yêu cầu chọn biến áp k ết hợp với đ ặ t bù tụ điện phía th an h cái hạ áp để nâng cosọ

Để chọn máy biến áp kết hợp với bù tụ điện để n âng coscp lên 0,9, ta

phải vừa chọn biến áp vừa chọn bộ tụ

1 C họn b iến áp

Biến áp sẽ được chọn với công su ất sau khi đ ặt bù, nghĩa là với

coscp = 0,9 Phụ tải toàn phần của nhà máy

cosọ 0,9Chọn dùng một biến áp công su ất 500 kVA

2 C họn bộ tụ bù• • •

Tổng công su ất phản kháng cần bù để nâng coscp từ 0,6 lên 0,9 là:

Q b = P t t (tgcpi - tgcp2) = 425 (1,33 - 0,48) = 360 kVAr

Chọn dùng 8 bộ tụ điện 3 pha của DEA YEONG dung lượng 45 kVAr có

các thông số kỹ thuật cho trong bảng sau:

Loại tụ điện Q b, kVAr u đm, v ^đmi A S ố p h a S ố bộ tụ

BÀI 6.8

Một nhà máy cơ khí tru n g quy mô gồm 9 phân xưởng có m ặt bằng

cho trê n hình 6.3 Phụ tải tính toán và đặc tính phụ tải các phân xưởng

cho trong bảng kèm theo Yêu cầu lựa chọn số lượng, vị trí và công suất

các trạ m biến áp phân xưởng; xác định vị trí đ ặt trạm biến áp tru n g tâm

(TBATT) hoặc trạm phân phối trung tâm (TPPTT) của nhà máy

B ảng phụ tải tính toán các phân xưỏng

S Ố T T T ên p h â n xưởng s„ , kVA cosip Loại hộ

S ố % phụ tải loại 3

1 Chọn số lượng trạm biến áp phân xưởng

Căn cứ vào vị trí, công su ấ t tính toán của các phân xưởng ta sẽ đ ặt

Trạm 1: Cấp điện cho phân xưởng cơ khí sô" 1.

Trạm 2: Cấp điện cho phân xưởng cơ khí sô" 2

Trạm 3: Cấp điện cho phân xưởng cơ khí sô" 3

Trạm 4: Cấp điện cho phân xưởng cơ khí sô" 4, trạm bơm và

phân xưởng SCCK

Trạm 5: Cấp điện cho phân xưởng lắp ráp và nhà h àn h chính

Trạm 6: Cấp điện cho phân xưởng nhiệt luyện

2 Lựa chọn vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng (TBAPX)

Vị trí tôi ưu đ ặt TBAPX là trọng tâm phụ tải của phân xưởng

- Với trạm cấp điện cho 1 phân xưởng th ì trọng tâm phụ tải chính

là tâm hình học của phân xưởng (ta coi như phụ tải phân bô" đều trong

phân xưởng) Tuy nhiên trong phân xưởng đã đặt đầy máy móc do yêu

cầu th iết kê" công nghệ, ta phải dịch chuyển vị trí đ ặt trạm ra vị trí

th u ận lợi lân cận trọng tâm phụ tải, đó chính là vị trí đ ặ t kề phân xưởng

ở phía ngoài tường phân xưởng gần tâm hình học p h ân xưởng nh ất (xem

hình 6.4 các trạm B l, B2, B3, B6)

- Với TBAPX cấp điện cho 2, 3 phân xưởng thì vị trí đ ặt trạm tối ưu

là trọng tâm phụ tải của 2, 3 phân xưởng đó Tuy nhiên vị trí này sẽ

nằm ra ngoài khoảng trông, có thể gây cản trở giao thông hoặc làm m ất

mỹ quan công nghiệp, vị trí thích hợp trong trường hợp này là đặt trạm

kề vối phân xưởng có công suâ"t tính toán lốn nhâ"t dịch gần về phía các

phân xưởng còn lại (xem hình 6.4, các trạm B4, B5)

3 Lựa ch ọ n cô n g su ấ t m áy b iến áp tro n g c á c TBAPX

- Trạm B l Vì phân xưởng cơ khí sô" 1 thuộc hộ loại 1 nên phải đặt 2

máy Phân xưởng có 20% phụ tải loại 3, trường hợp 1 máy biến áp sự cô"

ta sẽ cắt 20% loại 3 đi, chỉ còn phải câ"p điện cho 80% phụ tải loại 1 Áp

Vậy tại trạm B I đ ặ t 2 máy biến áp 800 kVA

- Trạm B2 Tương tự trạm BI

= 1050 = 525 kVA 2

Sj„B a Ẽ » m ỉ m ■ 600 kVA

Vậy tại trạm B3 đ ặt 2 máy biến áp 800 kVA

- Trạm B4 T rạm này cấp điện cho 3 phân xưởng (phân xưỏng cơ khí

òô 4, trạm bơm và p h ân xưởng sửa chữa cơ khí):

S4 = 1200 kVA, coscp = 0,6 S4 = 720 + j 860 kVA

SB = 160 kVA, coscp = 0,8 -> Sg = 144 + j 96 kVA Ssch = 250 kVA, cos(p = 0,6 -> ỔSc = 150 + j 200 kVA Phụ tải tín h toán của cả 3 phân xưởng tức là phụ tải của trạm B4

Khi 1 biến áp sự cố ta sẽ cắt 20% phụ tải loại 3 của phân xưởng cơ khí sô" 4, cắt toàn bộ phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí Khi đó

- Trạm B5 : Trạm B5 cấp điện cho phân xưỏng lắp ráp và nhà h ành

chính:

SB5 — 4" ^HC

s 5 = 1100 kVA, cosọ = 0,6 -> S, = 660 + J 880 kVA

SdmB> - ^ = 7 1 7 k V A

1,4Vậy tại trạm B5 đ ặt 2 máy 800 kVA

- Trạm B6 Trạm này chỉ cấp điện cho phân xưởng nhiệt luyện,

phân xưởng này 100% loại 1, nghĩa là S3C = Stt áp dụng công thức (6.6)

và (6.7)

SdmB > ^ = 625 kVA

SdmB > - ^ = ^ = 893 kVA

Vậy tại trạm B6 đặt 2 máy bien áp 1000 kVA

Kết quả chọn máy biến áp cho các TBAPX ghi trong bảng tổng kết

Bảng k ết quả chọn máy biến áp cho các TBAPX

- Với các trạm cấp điện 2,3 phân xưởng, tâm phụ tải sẽ nằm trên đường nối trọng tâm hình học các phân xưởng Tuy nhiên, để đảm bảo

mỹ quan và không ảnh hưởng đến giao thông, ta cũng đặt kề với phân ưởng có phụ tải lớn n h ấ t dịch về phía các phân xưởng còn lại (trạm B4, B5)

5 V ị trí đặt TB A TT (hoặc TP P T T ) của nhà máy

Vị trí tối ưu đạt TBATT (hoặc TPPTT) của nhà máy là trọng tâm phụ tải của toàn nhà máy M (X, Y);

Để xác định M (X, Y) ta th àn h lập hệ toạ độ nhóm trên hình 6.4, sau đó xác định toạ độ của 9 phân xưởng, cuối cùng với các toạ độ của từng phân xưởng và phụ tải tính toán đã biết của từng phân xưởng xác định được toạ độ của điểm M (X, Y):

Trạm biến áp tru n g gian đặt hai máy biến áp 25.000 kVA - 110/11

kV điểu chỉnh điện áp dưới tải có số’ đầu phân áp là ± 9 X 1,78% Yêu cầu

lựa chọn loại máy và đầu phân áp cho máy biến áp, biết rằng:

- Phụ tải của trạm biến áp thuộc hộ loai 1.

- Yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường

- Điện áp tại th a n h cái hạ áp đã quy đối về cao áp tương ứng với ba chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu, sự cố là:

Với đầu phân áp tiêu chuẩn đã chọn, tín h được điện áp thực tại

th an h cái hạ áp trong ba chế độ phụ tải theo (6.15) - (6.17):

Nếu không yêu cầu th ậ t chính xác, chấp n hận điện áp tại thanh cái

hạ áp khi phụ tải cực tiểu lớn hơn 1,16% so với yêu cầu thì có thể

chọn máy biến áp thường với đầu phân áp cố định cho ba chế độ phụ tải:

Upate = 121,14 kV, tức là đặt nấc điều chỉnh n = 3

Nếu yêu cầu chính xác cao phải chọn máy biến áp điều áp dưới tải vối ba nấc điều chỉnh cho ba chế độ phụ tải như sau:

- Chế độ phụ tải cực đại: n = 3 -> Upatc = 121,141 kV;

- Chế độ phụ tải cực tiểu: n = 4 -» Upatc = 123,19 kV:

- Chế độ sự cố: n = 2 —> Upatc = 119,09 kV

Tiến hành kiểm tra các đầu phân áp đã chọn:

Kết luận: Chọn dùng máy biến áp điều áp dưới tải vối ba đầu phân

áp như trê n là thoả mãn

Giải

Vì trạm yêu cầu điều chỉnh áp thường Việc chọn đầu phân áp máy biến áp phải đảm bảo tiêu chuẩn quy định (6.11)

SUHmaxyc % - + 2,5% — >ƯHmaxyc - 10,25 kV;ÔƯHmmyc % ¿ +7,5%-> UHminyc > 10,75 kV;

S U hscvc% — —2,5% —> 1-1 Hscyc — 9,75 kV

Trước hết, căn cứ vào công thức (6.12) và (6.13) xác định điện áp

tín h toán của các đầu phân áp tương ứng với ba chế độ phụ tải:

Đ ầu phân áp tru n g bình:

Upatb = Upamax - Upamin = 103,565 kV

Máy biến áp điều chỉnh thường có 5 đầu p hân áp 0, ±2,5%, ±5%

N hìn vào trị số’ của các đầu phân áp nhận thấy, nếu chọn loại máy biến

áp 115/10,5 kV như trên (Ucdm = 115kV; UHdm = 10,5 kV) th ì không có

đầu phân áp nào thoả m ãn yêu cầu điều chỉnh điện áp ở trạm này ta

cần chọn loại máy biến áp điều chỉnh thường có điện áp định mức

110/10,5 kV

Chọn đầu phân áp tiêu chuẩn m = -2 -» Upatc = 104,5 kV

Kiểm tra đầu phân áp đã chọn cho ba chê độ điện áp:

Căn cứ vào UHdm của biến áp là llk V , áp dụng công thức (6.12), (6.13) tính được:

Cpamin U' uu H min • Ư Hdm

u H min yc

110,75.1110,75 = 113,32 kV;

Chọn đầu phân áp gần n h ấ t Upa2 = 117,875 kV = Upatc

Kiểm tra đầu phân áp đã chọn với 3 chế độ điện áp

u - U 9 4 5 9 - 1 05Ullsc % = -U H« u Hdm 100 = LU = -5,41 %

So sánh tiêu chuẩn (6.11)

ư Hmax % = 4.79% > +2,5% -» đạt yêu cầu

U Hmin % = 3,35% < +7,5% đạt yêu cầu

U Hsc % = -5,41% < -2,5% -> không đ ạt yêu cầu

ở chế độ sự cô" phải chọn n = -1, nghĩa là chọn đầu phân áp:Up.* = 112,125 kv Khi đó:

ư ' ư

u „ sc = Hsc * w Hdm

u p a t c

101.37.11 112,125 = 9,944 kV

ôUHsc % = ^ 1Hđm

ư,Hđm

9 9 4 4 - 1 0

10 100 = -0,56% > -2,5%

K ết lu ậ n : Qua tính toán ta quyết định chọn đầu phân áp cho máy

biến áp như sau:

- Trong chế độ cực đại, cực tiểu chọn chung 1 đầu phân áp 117, 875 kV

- Trong ch ế độ sự cô chọn đầu phân áp 112,125 kV

v ẫ n sử dụng máy biến áp điều chỉnh thường, khi chuyển nấc sẽ cắt tải (vì hộ loại 3 cho phép cắt điện khi cần thiết)

LựA CHỌN MÁY CẮT ĐIỆN, MÁY CẮT PHỤ TẢI, CẦU CHÌ,

DAO CÁCH LY CAO ÁP

HƯỚNG DẨN

1 Lựa ch ọn m áy cắ t đ iện

Máy cắt điện được chế tạo với điện áp u > 3 kV làm nhiệm vụ đóng

cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành, bảo dưỡng và cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện

Máy cắt điện được chọn kiểm tra theo các điều kiện ghi trong bảng 4.1

C á c đại lượng ch ọ n và kiểm tra Điểu kiện

Điện á p định m ức, kV UdmMC ^ UđmLĐ

Trong các biểu thức trên:

UđmLĐ - điện áp định mức của lưới điện, kV;

I,.b - dòng điện cưõng bức, là dòng điện làm việc lớn nhất qua máy

I" - dòng điện ngắn mạch siêu quá độ;

Ioo - dòng điện ngắn mạch vô cùng;

ixk - dòng điện ngắn mạch xung kích;

S” - công su ất ngắn mạch:

tnhdm - thời gian ổn định nhiệt định mức, nhà chế tạo cho tương ứng

với dòng ổn định nhiệt Inh đm;

t qd - thời gian quy đổi Trong tính toán thực tế thường lấy tqd bằng thời gian tồn tại ngắn mạch, nghĩa là bằng thòi gian cắt ngắn mạch, khi đó điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch:

'ị ^ nh d m

tc - thời gian cắt, thòi gian tồn tại ngắn mạch

2 Lựa ch on m áy cắt phụ tải

Máy cắt phụ tải có cấu tạo gồm dao cắt phụ tải (DCPT) và cầu chì, trong đó DCPT làm nhiệm vụ đóng cắt dòng tải để thao tác mạch điện phục vụ cho công tác vận hành, bảo dưỡng, còn cầu chì làm nhiệm vụ cắt dòng ngắn mạch

Máy cắt phụ tải chỉ chế tạo ở trung áp (3, 6, 10, 22, 35 kV)

Máy cắt phụ tải rẻ hơn máy cắt nhưng làm việc không chắc chắn, tin cậy bằng máy cắt

Máy cắt phụ tải được lựa chọn và kiểm tra theo các điểu kiện ghi trong bảng 7.2

C ác đại lượng c h ọ n và kiểm tra Đ iều kiện

C ác đại lượng ch ọ n và kiểm tra Điều kiện

C ác đại lượng ch ọ n và kiểm tra Điều kiện

BÀI TẬP VÀ BÀI GIẢIBÀI 7.1

Yêu cầu chọn MCI, MC2 phía cao áp trạm biến áp tru n g gian 110/10 kV đ ặt hai máy biến áp 2 X 10.000 kVA có sơ đồ trê n hình 7.1 Cho biết trị sô" dòng điện ngắn mạch tại th a n h cái cao áp I" = 20 kA

Vì máy cắt có l dm - 2000A, không cần kiểm tra ổn định nhiệt Các điều kiện chọn và kiểm tra khác ghi trong bcảng sau:

C á c đại lượng ch ọ n và kiểm tra Điều kiện

Điên á p đinh m ức, kV ơdmMC = 123 > UđmL0 = 1 1 0

C á c đại lương ch ọ n và kiểm tra Điều kiện

Điện á p định m ức, kV UđmDCL = 1 1 0 = UđmLQ

D òng điện định m ức, A Iđmoci “ 1000 > lcb= 183,92

D òng ổn định độ n g , kA Iđdm = 80 > ixk = 63 ,4 5

BÀI 7.3

Trạm biến áp trung

gian ngoài trời 110/35 kV

cấp điện cho một huyện đặt

một máy biến áp 10.000

kVA có sơ đồ cho trên hình

7.3 Yêu cầu lựa chọn máy

nhiều giờ non tải, khi cần

thiết trong những giò cao

điểm có thể cho phép quá tải 25% Vậy dòng điện làm việc lớn n h ấ t của

110/35 kV ngoài trời.

th u ậ t của máy cắt cho trong bảng sau:

Loai m áy c ắ t u dm, kV lđm> A ỈN3S' kA ^Nmax» kA S ố iượng, ch iếc

Bảng kết quả chọn và kiểm tra:

C á c đại lượng ch ọ n và kiểm tra Điều kiện

Điện á p định m ức, kV UdmMc = 3 6 > UđmLĐ = 3 5

D òng đ iện định m ức, A lđmMc = 6 3 0 > L = 2 0 6 ,4 4

D òng điện c ắ t định m ức, kA IcđmMC = 1 6 > I = 1 0

C ô n g s u ấ t c ắ t định m ức, MVA S can M c = V 3 3 6 1 6 > S " = 3 6 , 7 5 1 0

D òng điện ổn định động, kA h „ m = 4 0 > i * = 2 1 , 8 1 0

D òng điện ổn định nhiệt, kA Inh.dm = In3s = 1 6 > 1 0 .

Trong bảng trên, vì ngắn mạch 35 kV là ngắn mạch xa nguồn I" = I„, và đã lấy thời gian cắt là tc = 0,2 s

BÀI 7.4

Chọn máy cắt và dao cách ly cho mạch máy phát điện với các sô" liệusau:

Điện áp lưới điện: Udm|,B = 10 kV;

Dòng điện cưỡng bức: Icb = 3.600 A;

Dòng điện ngắn mạch chu kỳ: I" = 54,4 kA

Căn cứ vào các sô" liệu đã cho chọn máy cắt M r-10 và dao cách ly PBK - 10/4000 do Nga chế tạo có các thông số kỹ th u ậ t cho trong các bảng sau:

Bảng thông sô" kỹ th u ậ t của máy cắt M r -10

Loai m áy c ắ t u dm kV ^đrn' A In 3 s - k A ^Nmax S cdm, MVA

Bảng thông số kỹ th u ậ t của dao cách ly PBK - 10/4000

Loại d a o c á c h ly u dm, kV ^dmi A đm> ^A Nơi s ử d ụ n g

Không cần kiểm tra máy cắt và dao cách ly theo điều kiện ổn định nhiệt vì có dòng định mức lớn hơn 1000 A Các điều kiện chọn và kiểm tra khác cho trong báng sau:

Bảng chọn và kiểm tra máy cắt

C á c đại lượng ch ọ n và kiểm tra Đ iều kiện

Điện á p định m ức, kV UdmMC = 10 = UđmL0

D òng điện định m ức, A IđmMc = 5000 > lcb = 3 6 0 0

D òng điện c ắ t định m ức, kA IcdmMC = 106 > r = 54,4

C ô n g s u ấ t c ắ t định m ức, MVA S cdmMC = 5000 > S" = / } 10,5.54,4

D òng điện ổn định đ ộ n g , kA lđdm = 3 0 0 > i xk= 1,9 / 2 54.4

Bảng lựa chọn và kiểm tra dao cách ly

C á c đại lượng cn ọ n và kiếm tra Đ iểu kiện

Đ iện á p định m ức, kV UđmMC = 10 > UđmLĐ

D òng điện định m ức, A lđmMC = 4 0 0 0 > u = 3 6 0 0

D òng điện ổn định đ ộ n g , kA lddm = 200 > i xk= 1.9 / 5 4 ,4

B À I 7.5

Trạm phân phối tru n g tâm 22 kV của nhà máy quy mô lớn có sơ đồ cho trên hình 7.4 Yêu cầu lựa chọn các máy cắt trên sơ đồ Cho biết phụ tải tính toán của nhà máy Sịị = 8.000 kVA Nhà máy được cấp điện từ trạm biến áp tru n g gian 110/22 kV bằng đường dây trên không, dây 2AC-95 dài 3 km và máy cát đầu nguồn loại 8BJ50 có Icđm = 25 kA

Hình 7.4 Sơ đổ nguyên lý T P P TT của nhà máy

quy mỏ lớn bao gồm 5 TBAPX.

Chọn dùng loại máy cắt hợp bộ 8DC11 cách điện SFfi do Siem ens chế tạo, có các thông sô" kỹ th u ậ t cho trong bảng sau:

tại thanh cái T P P TT

Từ số liệu của máy cắt đầu nguồn, tính được:

Tổng trở ngắn mạch:

Z n— jXn + Zp —Rd+ j (X„ + XD)

= 0,99 + j (0,556 + 1,125) 0,99 + j 1,687 Q

Trị số dòng điện ngắn mạch tại thanh góp TPPTT:

In — I" - Ioc — u,b 23,1

Yêu cầu lựa chọn hai tủ

cao áp đầu và với th iết bị đóng

cắt là cầu dao - cầu chì

Cho biết dòng điện ngắn mạch

sau cầu chì có trị số I' = 8,5 kA.

Giải

Dòng điện làm việc lốn

n h ấ t qua DCL và cầu chì cao áp

chính là dòng quá tải sự cô" của Hình 7.6 Sơ đồ nguyên lý TBAPX đúc

Icb ~ IqtB — 1.4 IđmB - 14 X — J = — 18,5 A

Chọn dùng cầu chì ông 36kV của Siemens chế tạo có các thông sô"

kỹ th u ậ t cho trong bảng sau:

Loại c ầ u chì u đm, kV ^đm* A lcát min» A IcảtN- kA

Đã biết I" = 8,5 kA, tín h được dòng điện ngắn mr.ch xung kích:

ixk = 1,8 V2 I” = 1,8 V 2 8 ,5 = 21,57 kA

Ta có bảng kết quả kiểm tra dao cách ly và cầu chì như sau:

Bảng kết quả chọn và kiểm tra dao cách ly 35 kV

C á c đại lượng ch ọ n và kiểm tra Đ iều kiện

Bảng kết quả chọn và kiểm tra cầu chì ống 35 kV

C á c đại lượng ch ọ n và kiểm tra Điều kiện

Điện á p định m ức, kV tlđmcc “ 36 > UđmLĐ — 35

Loại tủ u đm, kV ^đmi A lN1s, kA ^ N m a x ' T hiết bị đ ặ t trong tủ

8D H 10 2 4 2 0 0 16 63 D ao c ắ t phụ tải c ầ u chi T hiết

bị đo íường

Dây chảy của cầu chì đặt trong tủ có dòng định mức Idc - 10 A

Tủ có dòng cắt ngắn mạch: IN1 s = 16 kA và INmax = 63 kA là hoàn toàn thoả m ãn điều kiện cắt dòng ngắn mạch của cầu chì và điều kiện

ổn định động, ổn định n h iệt của dao cắt phụ tải

Icdmcc = 16 kA > I” = 12,5 kAId.dm D C P T = 63 > IXk = 1,8 V2 12,5 — 31,725 kAUdmDCPT = 16 kA > L 12,5 J ụ 8,8 kA

V hil dm ' 1