Thiết kế trạm biến áp 220 110 22KV - Tác giả Lê Đinh Hương

Trạm biến áp là một khâu không thể thiếu trong hệ thống năng lượng, trạm biến áp dùng để biến đổi từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác giúp cho việc phân phối điện năng ở các cấp điệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KĨ THUẬT CÔNG NGHỆ TPHCM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn: lê đình, " đe, NlyZ——

Giáo viên phản biện:

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRUONG DAT HOC DL KY THUAT CONG NGHE Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

AO OR dot

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

Chú ý : SV phải đồng bản nhiệm vụ này vào trang thứ nhất của luận án

~~ ~—

Họ và tên SV: Nguyen cones -Lra đu Giang, Hà MSSV: Ả04Ll0.20 (6

Ngành : len ae (0a ¬ Nà lếp "¬ Lop: .! lệ NOC ¬

1 Déu để luận án tốt nghiệp :

vob Plata tod than» Ada.chan plug 9, Shige, RE

- 1n đeốn bụa về dl Mg sn Geol Do SOA PIA lipo <=

( J l -— af oy !

_ Lính .~ " Ce reo

4 Ngay hoan thanh nhiém vu :2/4/ 2009

5 Họ tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn

Nội dung và yêu cầu LATN đã được thông qua NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

Ngày AA thang -@Ônăm 200/2 (Kỷ và ghỉ rõ họ tên)

TRUONG KHOA

(Ñý và ghỉ rõ họ tên)

HA

)ẠI HQ KỶ THUẬT CÓ > seus — |

Trs./f2 đợc Cine

7

Léi mé đầu Trong nghanh kinh té thi nganh năng lượng có vai trò quan trọng, nó quyết định sự phát triển của mỗi quốc gia Song song với việc phát triển của kinh tế và đầu tư của nước ngoài vào Việt Nam ngày càng nhiều, các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp Do đó đòi hỏi một nguồn năng lượng có độ tin cậy chất lượng cao Muốn vậy trước hết ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện cho sản xuất

và nhu cầu sinh hoạt của con người

Trạm biến áp là một khâu không thể thiếu trong hệ thống năng lượng, trạm biến áp dùng để biến đổi từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác giúp cho việc phân phối điện năng ở các cấp điện

áp hợp lý và giúp giảm bớt tốn thất điện năng trong việc truyện tải

Việc xây dựng, thiết kế, vận hành trạm biến áp đúng kỹ thuật sẽ

mang lại lợi ích rất lớn

Trong suốt quá trình học tập tại trường, em đã được các thầy,

cô, tận tình chỉ dẫn những kiến thức ban đầu và hôm nay từ những

nên tảng đó, em thực hiện luận án tốt nghiệp “Thiết kế trạm biến áp

220/110/22KV”?với sự giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình của thầy Lê

Đình Lương

Bang tat cả lòng biết ơn chân thành, em xin được phép ghi nhận sự giúp đỡ quý báu của thầy Lê Đình Lương, cùng các Thây,

Cô và bạn bè đã giúp đỡ, động viên em hoàn thành luận án này

Trong suốt quá trình thực hiện luận án, do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế khó tránh khỏi những thiếu sót Kính mong

nhận được sự góp ý thông cảm và chỉ đẫn thêm của các T hầy, Cô và

- Trang 1 -

Đồ án tốt nghiệp

—————

SSS SS SSNS

MUC LUC

PHÂN I: THIẾT KÉ PHÀN ĐIỆN CHO TRẠM 22222222202 5

CHUONG I: TONG QUAN VỀ TRẠM BIÉN ÁP 55000001111 6

I GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIÉN ÁP tt 6

H PHÂN LOẠI cv 11122222 nnnEEEreeseeeeeeeeeeecee 6

HI - NỘI DUNG THIẾT KÉ VÀ ĐÒ THỊ PHỤ TẢI TRẠM BIẾN ÁP 7

H TRÌNH TỰ THIẾT KÉ 22222121211171E011110EEEEEeeeeeee 9

CHƯƠNG II: CẬN BẰNG CÔNG SUÁT PHỤ TẢẢI SS01111111 1n 11

I KHÁI NIỆM o ccccccccscsssssssssssssssssssssssssesssssesssssssssusuusistisiisssissstteseseeseeeeecc 11

I DO TH] PHY TAI TỪNG CÁP ĐIỆN ÁP 22 2 sessssssee 11

CHUONG IIT: CHON MAY BIEN AP uuu scccssssscsssssssssseesssssssssssssssssssseseccosecossesecsoce 16

I KHÁI NIEM o ccccccccssssssssssssssssssssssssssssssssssssssassususussusiisbisisssssssseeeseeeeecc 16

Il CHON CONG SUAT MAY BIEN ÁP 0n 18 CHUONG IV: SO DO CAU TRUC wisssssssssssccsssessssssssssssssssssssssassosssesssssssecossessseeecsesce 25

I KHÁI NIỆM 111112122112121112TTT TH 25

HH SƠ ĐÒ CẤU TRÚC TRẠM BIÉN ÁP 52 Theo 26

III LUA CHỌN PHƯƠNG ÁN KHẢ THI SE cc 26 CHUONG V: SO DO NÓI ĐIỆN s4 2 csu 2n HH2 00111111 31

I KHÁI NIỆM sss11111111111122212222TT TT nnnreeeeeeeeeeeeeeeee 31

CHUONG VI: TINH TOAN TON THAT DIEN NANG TRONG MAY BIEN AP n9 0000008010000 0400000000001T00 0110471010144 T101 H974 SE TS 1g 0n 2n 34

I KHÁI NYEM ooo ceccccccccccscccccccssssccsscececsccesceusccsscesssessesesssesestettesteeseeeeee 34

II CÁCH TINH TON THAT DIEN NANG CUA CAC LOAI MAY BIEN AP

IILTINH TOAN TON THAT DIEN NANG TRONG MBA CUA 2 PHUONG 1h 35 CHƯƠNGVII: TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH .20 00 000nnnnnn se, 45

- Trang

¬——————===

II TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH -222222U 45

HI TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO 2 PHƯƠNG ÁN -2 2 48

CHUONG VIII: CHQN MAY CAT ĐIỆN VÀ DAO CÁCH LY 57

I KHÁI NIỆM 2222 cttnn nhe 57

II CHON MAY CAT , DAO CÁCH LY & APTOMAT 22 57

I CHỌN MÁY CẮT CHO PHƯƠNG ÁN 1 52t 58

H CHỌN MÁY CẮT CHO PHƯƠNG ÁN 2 5 Ea 61

Ill CHON APTOMAT CAP 0.4kV TU DUNG CHO CA 2 PHUONG AN 64

I CHON DAO CÁCH LY CHO PHƯƠNG ÁN 1 222 t2 64

II CHỌN DAO CÁCH LY CHO PHƯƠNG ÁN2 - te 66

CHUONG IX: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHÀN DẪN ĐIỆN 71

IL.CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 5 na 71

II CHỌN MÁY BIÉN DÒNG ĐIỆN (8D TU 73

H CHỌN THANH DẪN & THANH GÓP So 75

TL CHON CAP ĐIỆN LỰC 2221112211222 79

CHUONG X: TU DUNG TRAM oeesscsssssssssssssccssecsssssecsssssssesssssesossssssecssteccosseeccossseccce 81

II SO SÁNH KINH TẾ & KỸ THUẬTT 111122 eeeeee 89

PHAN II: THIET KE CHONG SET CHO TRAM BIEN AP vescescscccccccoscccccoscccccc 90

CHUONG I: CHÔNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO TRẠM 91

IL.KHÁI NIỆM - 222222121111 - tre 0]

Il MOT SO YEU CAU KINH TẾ - KỸ THUẬT 2 ece 92

HI BẢO VỆ CHÓNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM 92

IV ÁP DỰNG TÍNH TOÁN CHO TRẠM te 97

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ NÓI ĐẤT CHO TRẠM 2222022225000 101

—————====—

- Trang 3-

Đồ án tốt nghiệp

——=ễ

I KHÁI NIỆM 222cc 101

ILTINH TOAN VA THIET KE HE THONG NOI ĐÁT(HTNĐ) 101

IH TÍNH TỎNG TRỞ SUNG CỦA HỆ THÓNG NÓI ĐÁT CÓ NÓI 106

IV ÁP DỤNG TÍNH TOÁN NÓI ĐÁT CHO TRẠM so Hư 106

CHUONG III: TINH CHi TIEU CHONG SET CHO DUONG DAY 110kV CÓ

DAY CHONG SET cccscccssssssssssssssssssssssccecssesssessssssesssasssssssssssssannnsessccescecsssseseccccs 116

IL.TÓNG QUAN 211211222222212122 TH Hee 116

ILXAC XUAT PHONG DIEN Vp TREN ĐƯỜNG DÂY 22 119

=————

EE

- Trang 4 -

Đồ án tốt nghiệp

CHUONG I TONG QUAN VE TRAM BIEN AP

I GIOI THIEU VE TRAM BIEN AP

ing với hệ thống phát triển năng lượng quốc gia phục vụ cho quá trình công

Cronies hoá hiện đại hoá đất nước Việc thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV,

nhằm tạo một hệ thống điện rộng lớn cung cấp điện năng cho nhu câu và phương

hướng phát kinh tế — xã hội của khu vực trong gia đoạn có dự tính đến sự phát triển về

sau

Về dung lượng máy biến áp, vị trí, số lượng và phương thức vận hành trạm biến

áp có ảnh hưởng lớn đến chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thông cung cấp điện Vì

vậy, việc thiết kế trạm biến áp bao giờ cũng gắn liền với lựa chọn phương án cung cấp

điện

Việc thiết kế trạm biến áp tốt nhất phải nhiều mặt và phải tiến hành tính toán so

sách kinh tế — kỹ thuật và tính đảm bảo cung cấp điện liên tục giữa các phương án đề

Ta

Il PHAN LOAI

Trong thiét ké va van hanh mạng điện thường gặp hai danh từ: trạm phân phối

điện và trạm biến áp Trạm phân phối điện chỉ gồm các thiết bị như: dao các ly, máy

cắt, thanh góp Dùng để nhận và phân phối điện năng đến phụ tải không có biến đổi

điện áp như trạm biến áp

1 Phân loại trạm biến áp theo nhiệm vụ

a Trạm biến áp chung còn gọi là trạm biến áp chính, trạm có nhiệm vụ nhận

điện của hệ thống với điện áp 220kV biến đổi thành cấp điện áp 110kV, 22kV, 0,4kV,

b Trạm biến áp phân xưởng: nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi

xuống các loại điện áp thích hợp để phục vụ cho các phụ tải phân xưởng

2 Theo hình thức hay cấu trúc của trạm mà chia trạm thành trạm ngoài trời

hoặc trạm trọng nhà

- Trang 6 -

—— SSNS

a Ngoài trời: tất cả các thiết bị đều đặt ngoài trời riêng phần phân phối điện áp

thì đặt trong nhà Trạm ngoài trời thích hợp cho các trạm trung gian công suất lớn có

đủ diện tích để đặt các thiết bị ngoài trời

b Trạm trong nhà: tất cả các thiết bị đều đặt trong nhà Loại này thường gặp ở các trạm biến áp, phân xưởng, trạm Gis

II - NỘI DUNG THIẾT KÉ VÀ ĐÒ THỊ PHỤ TẢI TRẠM BIẾN ÁP

THIET KE TRAM BIEN AP 220/110 /22 kV

- Xây dựng đồ thị phụ tải

- Cân bằng công suất

- Chọn sơ đồ cấu trúc cho trạm biến ap

- Chon MBA

— Tinh tén that dién nang

- Tính ngắn mach — chon may cat

- Chọn sơ đồ nối điện

- Tính kinh tế kỹ thuật - Chọn phương án thiết kế

- Chọn các khí cụ điện, phần dẫn điện

- Tu dung cua tram

- Tính bảo vệ chống sét đánh trực tiếp

- Tính nối đất cho trạm

- Tính toán sóng truyền theo đường dây vào trạm

- Tính toán chỉ tiêu chống sét cho đường dây

Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

Tính toán kinh tế - kỹ thuật quyết định phương án thiết kế

Chọn khí cụ điện và các phân dẫn điện

CHUONG II CAN BANG CONG SUAT PHU TAI

I KHAI NIEM

ân bằng công suất là xem khả năng cung cấp điện và tiêu thụ điện có cân băng

hay không Cân băng công suất đóng vai trò quan trọng trong thiết kế cung cấp

điện của trạm biến áp Biết rằng sự vận hành bình thường của hệ thống sẽ không

được đảm bảo công suất của hệ thống đưa đến chỉ bằng phụ tải của nó Như vậy, việc

cân bằng công suất cần thiết kế để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện liên tục và chất

lượng điện năng

Phụ tải là một bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện, nó biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác, để phụ vụ cho sản xuất và sinh hoạt, tuỳ theo

tầm quan trọng của phụ tải đối với nền kinh tế mà phụ tải chia làm 3 loại

+ Phụ tải loại 1: là những phụ tải mà khi xảy ra sự cố nguồn cung cấp sẽ gây ra thiệt

hại lớn về kinh tế, đe doạ đến tính mạng của con người hoặc có ảnh hưởng đến chính

trỊ

+ Phụ tải loại 2: là những phụ tải có tầm quan trọng lớn, nhưng có sự cố về nguồn

cung cấp điện chỉ thiệt hại về kinh tế, do ngưng sản xuất, hư hỏng sản phẩm, thiết bị,

lãng phí nhân công

+ Phụ tải loại 3: là những phụ tải cho phép cung cấp đien với mức độ tin cậy thấp, cho

phép mắt điện trong thời gian sửa chữa và thay thể thiết bị khi có sự có

II DO THI PHU TAI TUNG CAP DIEN AP

- Trang

12-+ Bốn đường đây ra

30 + Smax= 50 (MVA); Smin= 30 (MVA) + Cos@= 0.85 > tgp= 0.61

18 - 20 20-24

+ Smax= 135.5 (MVA); Smin= 66.5 (MVA)

® Bảng phân theo thời gian

áy biến áp là thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp khác Điện

M: sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa, phải

qua đường dây cao thế 500, 220, 110kV ., thường qua máy biến áp tăng từ

điện áp máy phát lên điện áp tương ứng Ơ cuối đường dây cao áp lại cần máy biến áp

giảm về điện áp thích hợp với mạng phân phối

Trong hệ thống lớn thường phải qua nhiều lần tăng, giảm mới đưa điện năng từ

các máy phát điện đến hộ tiêu thụ Vì vậy, tổng công suất máy biến áp trong hệ thống

điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của các máy phát

Máy biến áp thường chế tạo thành một khối tại nhà máy, phần có thể tháo rời ra

trong khi chuyên chở chiếm tỉ lệ rất nhỏ (khoảng 10%), cho nên trọng lượng kích

thước chuyên chở rất lớn

Chọn máy biến áp là một khâu quan trọng trong việc cung cấp điện liên tục cho

các phụ tải Vì khi có sự cố xảy ra với máy biến áp thì dẫn đến thất thoát về kinh tế —

vật chất Anh hưởng trực tiếp đến qui trình và tiến độ hoạt động của các hộ tiêu thụ

Chọn máy biến áp phải đảm bảo cung cấp điện trong khi làm việc bình thường cũng

như lúc quá tải Khi chọn máy biến áp phải chú ý đến khả năng phát triển của phụ tải

Tránh trường hợp vừa xây dựng xong trạm biến áp lại phải thay đổi hay đặt thêm máy

khi phụ tải tăng Điều này cần cân nhắc rất khoa học và thực tế mới có thể chọn công

suất tối ưu cần thoả mãn các điều kiện nêu trên

Số lượng công suất máy biến áp được xác định theo các tiêu chuẩn kinh tế — kỹ thuật

Máy biến áp có khi vận hành non tải, thì cũng có thể vận hành quá tải trong một

khoảng thời gian mà không làm hỏng máy biến áp Từ quan hệ về sự hao mòn của máy

biến áp, trong thời gian vận hành có thể tính được khả năng quá tải cho phép của nó

khi biết đồ thị phụ tải, để cho sự hao mòn trong thời gian không vượt quá định mức

Thường ta chọn máy biến áp theo 2 điều kiện sau:

1 Quá tải một cách hệ thống hay còn gọi là quá tải bình thường của máy biến áp

+ Qui tắc này được áp dụng khi chế độ bình thường hằng ngày có những lúc

máy biến áp vận hành non tải (K; <1) và có những lúc vận hành quá tải (Kạ >1)

+ Căn cứ vào đồ thị phụ tải qua máy biến áp có công suất bé hơn S„„„, lớn hơn

Simin:

Simin < SB < Sytax

+ Đẳng trị đồ thị phụ tải qua máy biến áp thành đồ thị phụ tải chỉ có hai bac Ky

và Kạ với thời gian qua tải T›

+ Từ đường cong khả năng tải của máy biến áp có công suất và nhiệt độ đẳng

trị môi trường xung quanh tương ứng xác định khả năng quá tải cho phép Kạ¿p tương

tng Ky, Ky va To

+ Néu Kocp > Ky nghĩa là máy biến áp đã chọn có khả năng vận hành với đồ thị

phụ tải đã cho và tuổi thọ của máy biến áp vẫn đảm bảo

+ Nếu K;cp < K; tức là máy biến áp đã chọn không có khả năng đảm bảo hai

điều kiện trên Do đó phải chọn máy biến áp có công suất lớn hơn

+ Khi đã chọn công suất máy biến áp lớn hơn Sw„„ của đô thị phụ tải không cần

kiểm tra khả năng này

+K¡,K;, K;ạcp, Tạ được tính theo sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp

của thầy Huỳnh Nhơn trang 32,33

2 Quá tải sự cố của máy biến áp

+ Khi hai máy vận hành song song mà một trong hài máy bị sự cố phải nghị,

máy biến áp còn lại có thể vận hành với phụ tải lớn hơn định mức không phụ thuộc

vào nhiệt độ môi trường xung quanh lúc sự cố trong khoảng thời gian 5 ngày đêm nếu

thoả mãn các điêu kiện :

- Trang 17-

Đồ án tốt nghiệp _—_—mm=mm—m——ễễễễễễễỄễỄễỶTỄễ -——————————-——————————-—-—-—

+ Theo đồ thị phụ tải đẳng trị về hai bậc trong đó : Kị < 0.93 ; Kạ < 1.4 đối với

máy biến áp đặt ngoài trời và Kạ < 1.3 đối với mày biến áp đặt trong nhà, T; < 6g

II CHON CONG SUAT MAY BIEN ÁP

1 Trường hợp chỉ có 1 máy biến áp

Katt» Samp = Smax Trong d6 : Kop: 1a kha nang qua tai thuong xuyén

2 Trường hợp có hai máy biến áp ghép song song

Công suất máy biến áp được chọn theo điều kiện một máy nghỉ, máy còn lại với

khả năng quá tải sự cố cho phép phải tải lớn hơn công suất cực đại của phụ tải

Kotsc » Samp = SMax

Theo điều kiện này không cần xét điều kiện bình thường vì Kạ„; lớn nhất chỉ

bằng 1.4 (máy biến áp đặc ngoài trời) Trong khi theo điều kiện bình thường chỉ cần:

SảmbB > 0.5X SMax Chọn theo điều kiện trên đưa đến công suất máy biến áp quá lớn do chế tạo máy

biển áp nhảy vọt, có thé không chọn công suất quá lớn mà xét khi sự cố 1 máy có thể

cắt một phần phụ tải loại 3, nếu cho phép thì hợp ly hon

3 Trương hợp có 3 máy biến áp ghép song song

+ Công suất máy biến áp chọn theo công thức:

SđmB È “Mạ

+ Kiêm tra I máy nghỉ hai máy còn lại với khả năng quá tải sự cô có thê tải

công suât cực đại

2 Kqsc Samp > SMax

SMax

Suy ra: y S đmB > 2xK

qtsc

> Ứng với các trường hợp trên ta chọn trường hợp có 2 máy biến áp ghép song song

phù hợp với sơ đô câu trúc và sô lượng máy biên áp đã chọn

- Trang 18 -

FDO thi phu tai toan tram

+ Smax= 127.5 (MVA); Smin= 66.5 (MVA)

* Bang phan theo thời gian

4.Chọn máy biến áp cho các phương án:

> Phương án 1: sử dụng hai máy biến áp từ ngẫu ghép song song nên ta chọn công suât máy biên áp theo điêu kiện quá tải sự cô

Max

K ptsc

Samp 2

Trong d6 : Kotso= 1.4 (vi máy bién áp đặt ngoài trời)

Suy ra: Samp 2 oe =91.07(MVA) + Từ đồ thị phụ tải nêu trên nên ta chọn máy biến áp từ ngẫu có công suất Sang

= 100(MVA) Thi ta thấy thời gian quá tai 16g > 6g thời gian quá tải cho phép Dẫn

đến không cho phép vận hành đối với đồ thị phụ tải đã cho

+ Vậy ta chọn 2 máy biến áp từ ngẫu 3 pha Mỗi máy có công suất Sang = 125(MVA) Thoả điều kiện thời gian quá tải 4g < 6g thời gian quá tải cho phép Nghĩa

là máy biến áp đã chọn có khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho

$ Kiểm tra điều kiện quá tải

+ Thời gian quá tải 4g < 6g thời gian quá tải cho phép

+ Trong điều kiện bình thường hệ số mang tải của mỗi máy biến áp

— max 1275

Ky = = = 0.51 < 0.93 2X Simp 2x125

+ Hai máy biến áp đặt ngoài trời nên kiểm tra điều kiện 1 may bi sự cố

KptX SamB > SMax Suy ra: l.4x 125 = 175 > Swax„ = 127.5 (MVAI

+ Vậy máy biến áp được chọn đã thoả mãn yêu cầu, cho phép làm việc với phụ tải đã cho

+ Do đó ta chọn đặt máy biến áp từ ngẫu có công suất Sam =125(MVA)NGA sản xuất Có các thông số kỹ thuật sau:

œ Bảng thông số kỹ thuật của MBA

- Trang

qísc Trong đó : K„¿= 1.4 (vì máy biến áp đặt ngoài trời)

127.5

> ose

Suy ra: Samp = _“ 91.07(MVA)

+ Tir dé thi phu tai néu trén nén ta chon máy biến áp 2 cuộn dây có công suất Samp = 1O0(MVA) Thi ta thấy thời gian qua tai 16g > 6g thoi gian qua tai cho phép

Dẫn đến không cho phép vận hành đối với đồ thị phụ tải đã cho

+ Vậy ta chọn 2 máy biến áp tự ngẫu, mỗi máy có công suất Samg = 125MVA)

Thoả điều kiện thời gian quá tải 4g < 6 g thời gian quá tải cho phép Nghĩa là máy biến

áp đã chọn có khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho

$ Kiểm tra điều kiện quá tải

+ Thời gian quá tải 4g < 6g thời gian quá tải cho phép

+ Trong điều kiện bình thường hệ số mang tải của mỗi máy biến áp

K„= “2x6, „ 2x125 =0.51<0.93

+ Hai máy biên áp đặt ngoài trời nên kiêm tra điêu kiện l máy bị sự cô

Koto X Samp 2 Smax

Suy ra : 1.4 x 125 = 175 > Simax = 127.5 (MVA)

+ Do đó ta chọn máy biến áp 2 cuộn dây có công suất Sam = 125(MVA)

œ Bảng thông số kỹ thuật MBA

+ Vì cập 110/22kV của phương án 2 sử dụng hai máy biến áp 2 cuôn dây ghép song

song nên ta chọn công suất máy biến áp theo điều kiện quá tải sự có:

5 max

Samp 2

ptsc Trong d6: Kgise= 1.4 (vi máy biến áp đặt ngoài trời)

Suy ra: Samp = = = 35.7(MVA)

+ Từ đồ thị phụ tải nêu trên nên ta chọn máy biến áp 2 cuộn dây có công suất

Samp = 35(MVA) Thi ta thay thoi gian qua tai 16g > 6g thời gian quá tải cho phép

Dẫn đến không cho phép vận hành đối với đồ thị phụ tải đã cho

+ Vậy ta chọn 2 máy biến ap 2 cuén dây, mỗi máy có công suat Samp =

40(MVA) Thoả điều kiện thời gian quá tải 4g < 6g thời gian quá tải cho phép Nghĩa

là máy biến áp đã chọn có khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho

$ Kiểm tra điều kiện quá tải

+ Thời gian quá tải 4g < 6g thời gian quá tải cho phép

+ Trong điều kiện bình thường hệ số mang tải của mỗi máy biến áp

Sia _ SŨ

Ky = = = 0.625 < 0.93 2x Sing 2x40

+ Hai máy biên áp đặt ngoài trời nén kiém tra diéu kién 1 máy bị sự cô

_——rs==.e===—————=—=:>———== TT ————-

- Trang 23 -

Đồ án tốt nghiệp

Kotot X Samp 2 Smax,Suy ra: 1.4 x 40 = 56 > Swax = 50 (MVAI)

+ Vậy máy biến áp được chọn đã thoả mãn yêu cầu, cho phép làm việc với phụ

tải đã cho

+ Do đó ta chọn máy biến áp 2 cuộn dây có công suất Sam = 40(MVA)

œ Bảng thông số kỹ thuật MBA

CHUONG IV

SO DO CAU TRUC

I KHAI NIEM

ơ đồ cấu trúc trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải và hệ

Sóng Đối với trạm biến áp nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống đến trạm biến áp, có nhiệm vụ dam bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đảm nhiệm Với các trạm biến áp tiêu thụ cũng có thể có máy phát dự phòng đề cung cấp điện cho các phụ tải khi có sự cố trong hệ thống Trường hợp này các máy phát dự phòng được xem là nguồn Do đó, hệ thông luôn được xem là thành phần quan trọng, cấu trúc của trạm biến áp phải luôn được gø1ữ liên lạc chặc chẽ

Khi thiết kế trạm biến áp, chọn sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng

đến quyết định đến toàn bộ thiết kế

Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc:

1 Có tính khả thi: tức là có thể chọn được các thiết bị chính như: máy biến áp, máy

cắt, cũng như có khả năng thi công, xây lắp và vận hành trạm

2 Đảm bảo liên tục chặt chẽ giữa các cấp điện áp, đặc biệt với hệ thống khi bình

thường cũng như cưỡng bức ( có một phần tử không làm việc ) |

3 Tén hao qua may bién áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai biến áp

không cần thiết

4 Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt

5 Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không cần thay cấu trúc đã chọn

Thường thiết kế một trạm biến áp có thể nhiều phương án khác nhau, để chọn phương án nào ta cần cân nhắc các khía cạnh sau:

+ Số lượng máy biến ap

+ Tổng công suất máy biến ap

+ Tổng vốn đầu tư mua máy biến áp

+ Tôn hao điện năng tông qua các máy biên áp

- Trang

25-Đồ án tốt nghiệp

ae

Te

II SO DO CAU TRUC TRAM BIEN AP

Trạm biên áp là một công trình nhận điện năng băng một hay nhiều nguồn cung

cấp với điện áp cao để phân phối cho các phụ tải ở các cấp điện áp bằng hoặc bé hơn

điện áp hệ thống Phần công suất được phân phối ở điện áp bằng điện áp hệ thống

không qua máy biến áp hạ, phần còn lại qua máy biến áp giảm áp có điện áp phù hợp

với phụ tải

Phụ thuộc vào các cấp điện áp, vào công suất của phụ tải có thể sử dụng một

trong ba phương án sau:

+ Qua máy biến áp giảm dần từ điện áp cao xuống

+ Dùng máy biến áp ba cuộn dây (hay máy biến áp từ ngẫu nếu U+> 110kV)

+ Qua các máy biến áp 2 cuộn dây cung cấp cho từng cấp điện áp thấp

II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KHẢ THỊ

Các phương án đề ra phải đảm bảo tính kinh tế và kỹ thuật Tính kỹ thuật được

đưa lên hàng đầu Vì trạm biến áp là một mắc xích quan trọng của hệ thống điện,

không thể ngưng hoạt động khi hệ thống đang vận hành, vì sẽ làm ảnh hưởng nặng nề

đến hệ thông, cũng như phụ tải

Qua đánh giá sơ bộ và lựa chọn ta đưa ra các phương án sau:

1.Phương án 1: Dùng hai máy biến áp tự ngẫu

$ Sơ đồ cầu trúc phương án 1

T——m——————=—==—=—b - —_———_—————————-————]

- Trang 26 -

- Phương án này cóưu điểm: -

+ Só lượng máy biến áp chỉ 2, chiếm ít diện tích xây lắp

+ Giá thành thấp

+ Tổn hao trong máy biến áp có thể nhỏ hơn khi dùng 2 máy biến áp 2 cuộn dây

- Tuy nhiên không phải trường hợp nào cũng khả thi:

+ Máy biến áp từ ngẫu chỉ chế tạo với điện 4p Up = 110kV

+ Khi công suất lớn kích thước và trọng lượng máy biến áp lớn có thể

không cho phép khi chuyên chở và xây lắp

2 Phương án 2 : Dùng máy biến áp 2 cuộn dây

So dé cấu trúc phương án 2

- Trang 27-

Tá

+ Sử dụng máy biến áp 2 cuộn dây để tải cơng suất từ điện áp cao sang trung, sang hạ

+ Phương án này cĩ nhược điểm là:

- Tăng số lượng máy biến áp

- Tách máy biến áp thành hai phần riêng biệt

3 Phương án 3 : Dùng hai máy biến áp tự ngẫu và hai máy biến áp hai cuộn dây

giảm dân từ điện áp cao xuơng

NaBRBRRaGGanararrnaannnnunnnnnnunnnnygnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnaaszơợ‹ynơơnơợszszsa‹ậyanẳỶnsszsaseraexeaaam—. eaeaea—.=e=e=——mm—===——=

Trang 28

Cái hd dd

Hình 4.3 Sơ đồ cầu trúc phương án 3

Ưu điểm của phương pháp này là độ tin cậy cung cấp điện cao, cấu trúc chặt chẽ, an

toàn

Khuyết điểm: sử dụng bốn máy biến áp nên chi phí tăng, chiếm diện tích lớn, phụ tải

15 kV phải qua hai lần biến áp nên tổn thất lớn

4 Phương án 4: Dùng 4 máy biến áp 2 cuộn dây tải công suất từ điện áp cao sang

trung hạ Sơ đồ cấu trúc đạng tách rời

a

- Trang 29-

Hinh 4.4 So do cau tric phwong dn 4

Phương án này có ưu điểm là độ tin cậy cung cấp điện cao Tuy nhiên sử dụng phương pháp này có nhược điểm là tăng số lượng máy biến áp dẫn đến tăng giá thành, tăng diện tích mặt bằng Trong phương án này ta có thể thay thế hai máy biến áp 2 cuộn dây bằng hai máy biến áp tự ngau cho tram 110 kV

NHAN XET CHUNG CHO CAC PHUONG AN:

Trong bốn phương án trên ta thấy rằng phương án 1 và 3 là được sử dụng rộng rãi trong thực tế Còn phương án 2 và 4 tính hợp lý không cao với những khuyết điểm nêu trên Do đó, để chọn ra phương án tối ưu nhất thiết kế ta phải

so sánh cụ thể hơn về kinh tế, kỹ thuật và các khía cạnh liên quan khác

Nên ta chọn phương án l và 3 để tiếp tục tính toán

—mm——==—==== -———————-———————= —==—————

- Trang 30 -

ơ đồ nối điện là một hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị, khí cụ điện có

S nhiệm vụ nhận điện từ các nguồn dé cung cấp phân phối cho các phụ tải cùng một cấp điện áp

+ Nguồn điện có thể là MBA, máy phát điện, đường dây cung cấp

+ Phụ tải có thể là MBA, đường đây

+ Thanh góp là nơi tập trung các nguồn điện và phân phối cho các phụ tải

Sơ đồ nối điện có nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào cấp điện áp, số phần tử nguồn và tải, công suất tổng, tính chất quan trọng của các phụ tải vì vậy, sơ đồ nối

điện cần thoả các điều kiên sau:

1 Tính đảm bảo cung cấp điện theo yêu câu, hay sự quan trọng của phụ tải mà mức đảm bảo cần đáp ứng Tính đảm bảo của sờ đồ nối điện có thể đánh giá qua độ tin cậy cung cấp điện, thời gian ngừng cung cấp điện, điện năng không cung cấp đủ cho các hộ tiêu thụ hay là sự thiệt hại của phụ tải do không đảm bảo cung cấp điện

2 Tính linh hoạt: là sự thích ứng với các chế độ làm việc khác nhau

3 Tinh phát triển: sơ đề nối điện cần thoả mãn không những hiện tại mà cả trong

tương lai gần khi tăng thêm nguồn hay tải Khi phát triển không bị khó khăn

hay phá bỏ thay đổi cấu trúc sơ đồ

4 Tính kinh tế: thể hiện ở vốn đầu tư ban đầu và các chỉ phí hằng năm

Dựa vào nội dung thiết kế trạm và các yéu cầu trên ta có sơ đồ nối điện như sau:

ILSO DO NOI DIEN

a

nd

- Trang

có một tốn thất nhất định về công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q Số năng lượng điện năng mắt mát đó biến thành nhiệt làm nóng dây dẫn và máy biến áp, cuối cùng toả ra ngoài không khí, không mang lại hiệu quả cao Cho nên ta cần tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp để so sánh những phương án kinh tế nhất

II CÁCH TÍNH TỎN THÁT ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC LOẠI MÁY BIẾN ÁP

1 Tén thất điện năng trong máy biến áp ba pha 2 cuộn dây

- Khi không có đồ thị phụ tải xác định theo biểu thức

+n: số máy biến áp làm việc Song

+: thời gian làm việc của máy biến áp (giờ)

+ §¡: công suất của n MBA tương ứng với thời gian {¡, + + : thời gian tốn thất công suất cực đại phụ thuộc vào thời gian str dung cong suat cuc dai Tmax Va coso

Ïï_"“————Bssx—m———=—ễễễễễ-> - ——————————————————————-————

- Trang

2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp từ ngẫu

- Hệ số có lợi của MBA từ ngẫu

APN.H =0.5—ŠY + —— œ XE APY cr) œ

- Khi có đồ thị phụ tải hình bậc thang, n máy làm việc song song

2

0X Sam

Trong do :

+ APo : ton thất không tải

+ APuc : tổn thất ngắn mạch cuộn cao

+ APxr :tồn thất ngắn mạch cuộn trung

+ APau : tổn thất ngắn mạch cuộn hạ

+n: số máy biến áp làm việc song song

+t: thời gian làm việc của máy biến áp (giờ)

+ Sam : công suất định mức của máy biến áp

- Khi không có đồ thị phụ tải

II TINH TOAN TON THAT DIEN NANG TRONG MBA CUA 2 PHUONG AN

1 Tính toán tốn thất điện năng trong MBA cho phương án 1

a Ton that dién ning trong hai may bién ap B, & B,

- Là hai máy biến áp từ ngẫu mỗi máy có công suất 1a Sam = 125 (MVA)

Trang 35

-Đồ án tốt nghiệp Nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnsznnnnazzszsszaasasasxsaa>>>œe=mmm=—mm-=-=esaeee=eeme=e-esseensm== =—

- Dựa vào đồ thị phụ tải cuộn hạ cấp 22kV ta có:

®“Bảng phân theo thời gian

- Dựa vào đồ thị phu tải cuộn cao 220kV

+ Vì chế độ công suất truyền từ cuộn cao sang trung và hạ nên

- Tổn hao điện năng trong l ngày đêm của hai MBA từ ngẫu được tính

AA,, =2x85x 24+ (135 x 264060 + 155114372 + 785 x 30800) = 6561.7(KW A)

-Tén that dién nang trong 1 năm của 2 MBA từ ngẫu

Anam (B1) ~ Api X 365 =6561.7 x365 = 2395(MW.h)

- Dién nang cung cap trong Ï ngày đêm

Aneay dem = »_Sit; cosp= A; + Ay + A;

Trong đó :

—ÿ—Ừ—ÿyýyýẹƑẶTÏẪ._.‹.yỹyẳyợýẹ;:Ỷ“-aczờợơnngnzzsaszszsxssngaasmm——————=—ễe=ễ.=ẽễÏễ

- Trang 3ð -