Thiết kế trạm biến áp 220 110KV trung gian Tiền Giang

  - Trạm Biến Aùp đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống năng lượng .Cùng với sự pháttriển của hệ thống năng lượng điện quốc gia,dẫn đến ngày càng xuất hiện nhiều nhà máy điệnvà t

  

- Trạm Biến Aùp đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống năng lượng Cùng với sự pháttriển của hệ thống năng lượng điện quốc gia,dẫn đến ngày càng xuất hiện nhiều nhà máy điệnvà trạm biến áp có công suất lớn Việc giải quyết đúng đắn các vấn đề kinh tế –kỹ thuật trongthiết kế, xây dựng và vận hành chúng sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với nền kinh tế quốcdân nói chung và đối với ngành điện công nghiệp nói riêng

- Để đảm bảo cho việc cung cấp điện được tốt đòi hỏi phải xây dựng được một hệthống điện gồm các khâu sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng hoạt động một cáchthống nhất với nhau Trong đó trạm biến áp đóng vai trò rất quan trọng vì muốn truyền tải điệnnăng đi xa hoặc giảm điện áp xuống thấp cho phù hợp nơi tiêu thụ ta dùng biến áp là kinh tế vàthuận tiện nhất

- Công nghiệp điện lực giữ vai trò rất quan trọng trong việc xây dựng đất nước Khi xâydựng một thành phố, một khu công nghiệp, một nhà máy, một vùng kinh tế trọng điểm… chúng

ta phải nghỉ ngay đến một hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của conngười, cung cấp cho các thiết bị của khu vực kinh tế và của nhà máy

- Tính phức tạp của trạm biến áp không những về đặt trưng cấu trúc của nó, mà phải còndự báo sự phát triển của nó trong tương lai phân cấp trong không gian và tính đa chỉ tiêu cầnthoả mãn nhưng không tồn tại mâu thuẩn giữa chúng ( vốn đầu tư nhỏ, độ tin cậy cao, thời gianxây dựng ngắn chất lượng điện năng tốt)

- Quyển luận án này được thực hiện trên kết quả học tập cùng với sự hướng dẫn tậntình của thầy PHAN KẾ PHÚC và các tài liệu tham khảo

  

Em xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ và các thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử đã cung cấp các kiến thức cần thiết và cơ bản nhất trong ngành điện công nghiệp trong quá trình học tại trường.

Với những kiến thức lý thuyết đã học tại trường, các tài liệu tham khảo và học hỏi những người làm công việc thiết kế Tuy nhiên trong quá trình thiết kế không thể tránh khỏi những sai sót và kiến thức còn hạn chế Rất mong được sự đóng góp ý kiến và nhận được sự phê bình của thầy cô.

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy PHAN KẾ PHÚC và các thầy cô trong bộ môn điện công nghiệp đã giúp em hoàn thành tập luận án này.

Sinh Viên Nguyễn Văn Bé Tám

MẠNG CUNG CẤP VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN BÙI NGỌC THƯTHIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP HUỲNH NHƠN

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN PHAN THỊ THANH BÌNH

DƯƠNG LAN HƯƠNGPHAN THỊ THU VÂN

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP NGUYỄN HỮU KHÁISỔ TAY TRA CỨU CÔNG NGHIỆP

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO KHÁC

CẨM NANG ĐÓNG CẮT CỦA HÃNG ABB

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP -1

I/ Giới thiệu tổng quát về trạm biến áp -1

II/ Phân loại -1

III/ Các yêu cầu chính khi thiết kế trạm biến áp -2

IV/ Vị trí đặt trạm -3

V/ Nhiệm vụ của trạm biến áp được thiết kế -3

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH NHU CẦU PHỤ TẢI -4

I/ Cân bằng công suất -4

II/ Đồ thị phụ tải của trạm -4

CHƯƠNG III: CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA TRẠM -9

I/ Tổng quát -9

II/ Các dạng sơ đồ cấu trúc của trạm -9

III/ Các dạng sơ đồ nối điện -14

CHƯƠNG IV: CHỌN MÁY BIẾN ÁP -19

I/ Tổng quát -19

II/ Chọn máy biến áp chính cho trạm -20

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO TRẠM BIẾN ÁP -25

I/ Các vấn đề chung -25

II/ Tính toán ngắn mạch ba pha cho các phương án -28

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG -35

I/ Khái niệm -35

II/ Các công thức tính toán -35

III/ Tính toán tổn thất điện năng cho phương án 1 -36

IV/ Tính toán tổn thất điện năng cho phương án 3 -37

CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN CHO MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY -39

I/ Khái niệm chung -39

II/ Lựa chọn máy cắt và dao cách ly -46

CHƯƠNG VIII: SO SÁNH KINH TẾ KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 47

CHƯƠNG IX:LỰA CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN -52

I/ Tổng quát -52

II/ Chọn thanh góp thanh dẫn -52

III/ Chọn máy biến dòng điện (BU) và biến điện áp (BI) -61

IV/ Lựa chọn chống sét van -67

V/ Lựa chọn sứ cách điện -69

CHƯƠNG X: ĐIỆN TỰ DÙNG TRONG TRẠM BIẾN ÁP -72

I/ Khái niệm chung -72

II/ Nguồn tự dùng trong trạm -72

III/ Chọn công suất máy biến áp tự dùng -72

IV/ Chọn cáp và CB hạ áp -73

CHƯƠNG XI: THIẾT KẾ CHỐNG SÉT TRẠM BIẾN ÁP -74

I/ Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp -74

II/ Các phương án thiết kế bảo vệ chống sét -75

III/ Tính toán cụ thể chống sét đánh trực tiếp vào trạm -79

CHƯƠNG XII: THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM -90

I/ Giới thiệu một số loại rơle thường dùng trong trạm biến áp -90

II/ Tính toán dòng ngắn mạch của trạm biến áp -93

CHƯƠNG XIII: LỰA CHỌN RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP -100

I/ Bảo vệ thanh góp 22KV -100

III/ Bảo vệ máy biến áp ba cuộn dây -102

CHƯƠNG XIV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT -106

I/ Khái niệm chung -106

II/ Các yêu cầu kỹ thuật thiết kế hệ thống nối đất cho trạm -106

III/ Tính toán nối đất cho trạm biến áp -107

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP

I- GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ TRẠM BIẾN ÁP :

- Trạm biến áp là một công trình dùng để chuyển đổi điện năng từ cấp nàysang cấp khác, để chuyển tải hoặc phân phối cho các trạm biến áp khác Đườngdây tải điện, trạm biến áp và các máy phát điện tạo thành một hệ thống truyền tảithống nhất vì vậy trạm biến áp phụ thuộc vào hệ thống điện và nhu cầu truyền tảicủa phụ tải để đảm bảo tính cung cấp điện cao

- Khi thiết kế trạm biến áp thì phải đảm bảo sau cho phụ tải được liên tụccung cấp điện Đây là một vấn đề quan trọng trong thiết kế Hạn chế tối đa sự cốxảy ra mất điện Đồng thời khi thết kế ta phải dự báo được phụ tải phát triểntrong tương lai Vì vậy khi thiết kế trạm phải có hai nguồn cung cấp trở lên vàtrong trạm phải có dự trữ kể cả máy biến áp dự phòng và nguồn điện phải có khảnăng truyền tải cho nhau

II- PHÂN LOẠI

1- Theo nhiệm vụ:

- Trạm biến áp trung gian : Là trạm lấy điện từ hệ thống 220KV,110KVcung cấp cho các trạm biến áp nhỏ hơn như:110KV, 35KV, 22KV Nói cách kháclà trạm biến áp trung gian làm nhiệm vụ liên lạc giữa lưới điện có các cấp điệnáp khác nhau

- Trạm biến áp địa phương : Là trạm nhận điện từ các trạm biến áp khuvực, điện áp cung cấp là 10,6KV,0,4KV cho các nhà máy xí nghiệp, các khu dân

cư bằng các đường dây phân phối

2- Theo vị trí :

- Trạm biến áp ngoài trời : Là trạm có các thiết bị đặt ngoài trời còn các bộphận phân phối thấp và bộ phận điều khiển được đặt trong nhà Với loại này cầnmặt bằng rộng và ở nơi ít bụi, xây dựng trạm này sẽ tiết kiệm được kinh phí

- Trạm này được cách điện bằng không khí ATS

- Trạm biến áp trong nhà: Là trạm gồm các thiết bị đặt trong nhà với loạinày không cần mặt bằng rộng có thể xây dựng ở nơi ít bụi nhưng vốn đầu tư cao

3- Theo cơ chế vận hành:

- Trạm tăng áp: Thường đặt ở các nhà máy điện làm nhiệm vụ tăng điện áplên cao hơn để truyền tải đi xa

- Trạm giảm áp : Thường đặt ở gần nơi tiêu thụ, phân phối nhằm chuyễnđổi điện áp cao xuống điện áp thấp phù hợp với nhu cầu sử dụng

- Trạm trung gian: Là dùng để liên lạc giữa hai nơi có cấp điện áp khácnhau trong hệ thống điện.

4- Các kết cấu cơ bản của trạm biến áp:

- Các thiết bị trong trạm máy cắt, dao cách ly, BU, BI đo luờng, hệ thốngthanh cái

- Các thiết bị điều khiển: Thiết bị điều chỉnh điện áp, dòng điện, cảm biếnbáo hiệu, tần số, đồng hồ chỉ thị…

- Hệ thống điện tự dùng trong trạm lấy điện từ máy biến áp hạ áp 22/0,4KVngoài ra trạm còn có hệ thống điện dự phòng 220VDC hoặc 110VDC lấy điện từ hệthống Acquy và bộ nghịch lưu của trạm

- Hệ thống chống sét: Sét truyền từ đường dây vào trạm ta dùng chống sét van,chống sét đánh trực tiếp vào trạm dùng hệ thống kim thu sét

- Hệ thống thông tin liên lạc: Dùng để liên lạc và vận hành trạm theo lệnhcủa trung tâm điều độ hệ thống điện Miền Nam và trung tâm điều độ hệ thốngđiện Quốc Gia

• Những đặt điểm cơ bản của hộ tiêu thụ :

 Hộ tiêu thụ điện là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống phânphối điện và cung cấp điện Tuỳ theo tính chất quan trọng và mức độsử dụng điện năng của hộ tiêu thụ mà người ta chia phụ tải ra làm 3loại :

 Phụ tải loại I: Là những hộ tiêu thụ mà khi có sự cố mất điện gâyhậu quả nghiêm trọng nguy hiểm đến tính mạng con người, làm thiệthại nền kinh tế Đối với phụ tải loại I không cho phép mất điện phảicung cấp điện liên tục, thường phụ tải loại I phải có tối thiểu hainguồn đến và có nguồn dự phòng

 Phụ tải loại II: Là những hộ tiêu thụ khi có sự cố mất điện thì nó chỉgây thiệt hại về kinh tế như nhà máy ngừng sản suất, lãng phí sứclao động

 Phụ tải loại III: Là những hộ tiêu thụ thuộc quần chúng nhân dân tứclà hộ tiêu thụ cung cấp điện với mức độ thấp và cho phép mất điệntrong khoảng thời gian nhất định

III- CÁC YÊU CẦU CHÍNH KHI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP :

- Khi thiết kế một trạm biến áp thì mục tiêu cơ bản của nhiệm vụ thiết kếlà phải đảm bảo cho các hộ tiêu thụ điện luôn thoả mãn về chất lượng điện năngcung cấp liên tục, đảm bảo đủ điện áp…

• Một phương án cung cấp điện được xem là hợp lý khi thỏa mãn các điềukiện sau

Vốn đầu tư nhỏ, chú ý đến tiết kiệm ngoại tệ vật tư hiếm

 Chi phí vận hành hàng năm thấp

 Thuận tiện cho vận hành và mở rộng trạm

 Tổn thất công suất trong máy biến áp phải nhỏ nhất

 Nên người thiết kế phải biết so sánh chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật giữa cácphương án để chọn ra một phương án tối ưu

• Các yêu cầu khi thiết kế trạm biến áp

 Xác định phụ tải tính toán để đánh giá nhu cầu điện năng từng khu vực từđó lựa chọn phương án cung cấp điện

 Xác định phương án về nguồn, vị trí, công suất loại nguồn đến và trầmquan trọng của trạm

 Xác định cấu trúc của mạng điện

 Chọn các giải pháp công nghệ chính như sơ đồ nối điện chính, tính toánngắn mạch chống sét cảm ứng điện từ , đo lường điều kiện cần thiết phảitính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khi thiết kế trạm

IV -VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM

- Vị trí đặt trạm thõa mãn các yêu cầu sau

- Gần tâm phụ tải, gần đường ôtô thuận tiện cho việc chuyên chở các thiết

bị đến trạm đặt biệt là các máy biến áp, gần công trình phục vụ công cộng nhưđường cấp thoát nước, đường dây thông tin liên lạc, chữa cháy…

- Trạm biến áp thiết kế trong tập đồ án này được đặt ở tỉnh Tiền Gianghướng từ Thành Phố Mỹ Tho vế Cai Lậy cạnh quốc lộ I cách khu công nghiệpMỹ Tho khoảng 2km Trạm nhận điện từ 2 nguồn đến đó là từ Thành Phố Hồ ChíMinh về và từ Cai Lậy lên tất cả các thiết bị cao áp đặt ngoài trời, thiết bị trungáp đặt trong nhà

V - NHIỆM VỤ CỦA TRẠM BIẾN ÁP ĐƯỢC THIẾT KẾ:

- Nhiệm vụ của luận văn tốt nghiệp này là thiết kế trạm biến áp trung gianTiền Giang 220KV/110KV

- Công suất hệ thống 6000MVA

- Dòng điện nắng mạch từ Thành Phố Hồ Chí Minh đến Tiền Giang là30(KA) ( 220KV ) và từ Cai Lậy lên là 27KA ( 220KV )

 Thiết kế sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt

 Thiết kế chống sét, hệ thống nối đất cho trạm

 Thiết kế bảo vệ rơle

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH NHU CẦU PHỤ TẢI

I- CÂN BẰNG CÔNG SUẤT:

- Cân bằng công suất đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế trạm biếnáp Để đảm được sự cân bằng công suất trong trạm biến áp thì hệ thống cung cấpđiện không những cung cấp đủ điện năng cho phụ tải lúc cực đại mà còn lớn hơn

- Bình thường công suất biểu kiến S bao gồm công suất thực P và công suấtphản kháng Q Vậy cân bằng công suất là cân bằng công suất phản kháng vàcông suất tác dụng Sự thiếu hụt một trong hai đại lượng này đều ảnh hưởng đếnchất lượng điện năng và yêu cầu cung cấp điện

1- Mất cân bằng công suất:

- Khi đảm bảo cân bằng công suất giữa nguồn và phụ tải của trạm biến ápthì chế độ làm việc ổn định của hệ thống được xác lập đảm bảo duy trì trị số trạngthái của hệ thống ( Tần số và điện áp ) tại các phụ tải

- Khi sự cân bằng bị phá vỡ tần số và điện áp biến đổi cho đến khi xác lậpsự cân bằng ứng với vị trí xác lập mới của tần số và điện áp

- Quá trình biến đổi công suất và các chỉ tiêu chất lượng điện năng khi mấtcân bằng xảy ra rất phức tạp, vì giữa chúng có mối quan hệ tương hổ nhau Do đóthực tế đã lý tưởng hoá, xem sự thay đổi cân bằng công suất tác dụng (P) ảnhhưởng chủ yếu đến tần số và sự thay đổi cân bằng công suất phản kháng (Q) ảnhhưởng chủ yếu đến điện áp

- Công suất tác dụng hệ thống (PHT) được xem là đủ khi FHT = Fđm = 50Hz

2- Ảnh hưởng của mất cân bằng công suất đến sự làm việc của tải:

- Khi cân bằng công suất bị phá vỡ, tần số (F), điện áp (U) lệch khỏi trịđịnh mức thì các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của thiết bị dùng điện sẽ kém đi làm choqui trình công nghệ bị ảnh hưởng xấu , gây thiệt hại về kinh tế và có thể làm hưhỏng thiết bị nặng nề

- Nói chung, sự biến thiên tần số (F) và điện áp (U) trong hệ thống điện thìcó ảnh hưởng đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phụ tải Vì vậy ta cần phảicó biện pháp để đều chỉnh tần số và điện áp một cách hợp lý

II- ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA TRẠM:

- Mức tiêu thụ điện năng luôn thay đổi theo thời gian Qui luật biến thiêncủa phụ tải theo thời gian được biểu diễn trên hình vẽ được gọi là đồ thị phụ tải

-Đồ thị phụ tải có thể phân loại theo công suất S, P, Q theo thời gian Đồthị phụ tải rất cần thiết cho việc thiết kế và vận hành hệ thống điện Khi biết

được đồ thị phụ tải toàn hệ thống điện ta có thể phân bố công suất tối ưu cho cáctrạm biến áp trong hệ thống điện

1- Đồ thị phụ tải cấp 22KV:

Smax =20 MVAcosϕ = 0,8Uđm = 22 KV

P = Scosϕ

Q = Ptgϕ

S = P2 +Q2 Bảng cân bằng công suất ở cấp điện áp 22KV

Đồ thị phụ tải cấp điện áp 22KV:

2- Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110KV:

8

100

706050

8090

1014

16

12 19

20

Smax = 120KVcosϕ = 0,8Uđm = 110KV

P = Scosϕ

Q = Ptgϕ

S = P2 +Q2 Bảng cân bằng công suất cấp điện áp 110KV

Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110KV:

3- Đồ thị phụ tải của toàn trạm

100

706050

8090

65

91 104

P∑ toàn trạm = P ∑ qua MBA = P1 + P2

Q∑ toàn trạm = Q ∑ qua MBA = Q1 + Q2

i i

P = Scosϕ(MW)

136

150

Std = (0,2% ÷0,5%)S∑ quaMBAChọn Stdi = 0,2%Smaxqua MBA = *150 0,3( )

100

2,0

MVA

=

td i

i S S

S∑ ′ = ∑ +Bảng cân bằng công suất có tính đến công suất tự dùng

STT

Thời gian(giờ)

P = Scosϕ(MW)

150

100

50

101,3

120,3 90,3

136,3

150,3

97,3

16

I- TỔNG QUÁT:

- Sơ đồ cấu trúc có nhiệm vụ liên lạc giữa nguồn với tải thông qua các thiết

bị điện, tạo thành một hệ thống điện hoàn chỉnh, còn gọi là sơ đồ nối điện củatrạm

Một sơ đồ hoàn chỉnh phải thoả mãn các yếu tố sau:

- Tính linh hoạt: cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng Sơ đồ của trạm phảithích ứng với các trạng thái vận hành khác nhau trong hệ thống điện điều này còntuỳ thuộc vào mức độ quan trọng của phụ tải, công suất lớn nhất của phụ tải vàgam của máy biến áp mà ta chọn sơ đồ sau cho tối ưu nhất

- Tính kinh tế: chọn sơ đồ sau cho đảm bảo được độ tin cậy cung cấp điệncao, đảm bảo đủ điện năng cho phụ tải, các thiết bị trong trạm hoạt động ở chế độđịnh mức

II- CÁC DẠNG SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA TRẠM:

- Để chọn sơ đồ cấu trúc của trạm thì có nhiều phương án, các phương ánnày phụ thuộc vào số lượng máy biến áp

- Sau đây là một số phương án cần xem xét:

1-Phương án 1:

- Sử dụng máy biến áp ba pha hai cuộn dây:

Ưu điểm:

HT 220KV

110KV

0,4KV 22KV

- Dạng sơ đồ này đơn giản dễ sử dụng sử dụng máy biến áp ba hai cuộndây có kích thước và khối lượng tương đối nhỏ dễ vận chuyễn có khả năng cungcấp điện liên tục khi bị sự cố hay sửa chữa, công suất cuộn hạ thấp.

Nhược điểm:

- Máy này không có cuộn triệt tiêu sóng hài bậc cao

- Số lượng máy biến áp tương đối nhiều, tốn thiết bị đóng cắt

3- Phương án 3:

HT220KV

110KV

0,4KV22KV

- Sử dụng máy biến áp ba pha ba cuộn dây:

Ưu điểm:

- Vận hành đơn giản, thiết bị đóng cắt ít

- Diện tích mặt bằng nhỏ

- Hiện nay máy biến áp ba pha ba cuộn dây được sử dụng rộng rãi

- Cuộn hạ áp đấu tam giác dùng để chống sét và khử sóng hài rất tốt

- Sơ đồ có cấu trúc đơn giản

Nhược điểm:

- Tổn thất máy biến áp lớn hơn máy biến áp tự ngẫu

- Giá thành tương đối cao

- Kích thước tương đối lớn chuyên chở tương đối khó khăn tốn diện tích xâydựng

HT 220KV

0,4KV

110KV

22KV

4- Phương án 4:

- Sử dụng máy biến áp tự ngẫu :

Ưu điểm:

- Máy biến áp tự ngẫu cuộn hạ bỏ không để khử sóng hài bậc cao

- Máy biến áp tự ngẫu nhẹ hơn máy biến áp ba pha ba cuộn dây, rẽ tiềnhơn máy biến áp ba pha ba cuộn dây

- Các cấp điện áp điều có trung tính nối đất thoả mãn được điều kiện lướiđiện việt nam

Nhược điểm:

- Khi sử dụng máy này cần phải đặt thiết bị bảo vệ tốt cho các cuộn dây

- Để sử dụng máy này thì trung tính của cuộn cao cuộn trung phải nối đấttrực tiếp và điện áp cuộn cao có trung tính trực tiệp nối đất

5- Phương án 5:

HT 220KV

110KV

0,4KV3- Phương án 3:

- Sử dụng máy biến áp ba pha ba cuộn dây:

22KV

- Sử dụng máy biến áp ba cuộn dây có cuộn hạ để hở:

Ưu điểm:

- Trong sơ đồ cấu trúc này vẫn đảm bảo tính cung cấp điện liên tục

- Cuộn hạ đấu tam giác để khử sóng hài bậc cao

Nhược điểm:

- Sử dụng nhiều máy biến áp, tốn thiết bị đóng cắt, giá thành cao

- Máy biến áp ba pha ba cuộn dây giá thành đắt hơn máy biến áp tự ngẫu

- Trọng lượng lớn chiếm diện tích

Nhận xét các phương án:

- Thông qua các sơ đồ cấu trúc trên ta nhận thấy phương án 1 sử dụng máybiến áp ba pha hai cuộn dây có giá thành rẽ hơn máy biến áp tự ngẫu và máybiến áp ba cuộn dây, trọng lượng và kích thước nhẹ, dể vận chuyễn, chiếm diệntích ít, vẫn đảm bảo tính liên tục cung cấp điện

- Phương án 3 sử dụng máy biến áp ba cuộn dây nó vẫn đảm bảo tính liêntục cung cấp điện tuy giá thành tương đối đắt, trọng lượng tương đối lớn, tổn haonhiều nhưng có số lượng máy biến áp ít dẫn đến thiết bị đóng cắt ít và máy biếnáp này cũng được sử dụng rộng rãi trong thực tế

- Các phương án 2,4,5 có số lượng máy biến áp tương đối nhiều, tốn kémthiết bị đóng cắt bảo vệ, tổn thất qua hai lần biến áp vận hành không kinh tế Vậycác phương án này không phù hợp để thiết kế

HT 220KV

110KV

0,4KV 22KV

⇒ Qua các sơ đồ cấu trúc trên ta chọn phương án 1 và 3 để thiết kế Nhưng để chọn phương án cụ thể nào thì ta phải tiến hành so sánh kinh tế – kỹthuật để chọn phương án tối ưu.

III- CÁC DẠNG SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN:

1- Khái niệm chung:

-Trong nhà máy điện và trạm biến áp các thiết bị điện, khí cụ điện đượckết nối với nhau thành sơ đồ điện Yêu cầu của sơ đồ nối điện là phải làm việc ổnđịnh với độ tin cậy cao, cấu tạo đơn giản vận hành an toàn Dễ dàng thay thế haysửa chữa khi có sự cố, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

a) Sơ đồ một hệ thống thanh góp:

* Sơ đồ một hệ thống thanh góp không phân đoạn

-Sơ đồ một hệ thống thanh góp không phân đoạn có nhược điểm là khi sửachữa thanh góp, máy cắt hay dao cách ly của bất cứ mạch nào cũng phải cắt điệntoàn bộ nguồn cung cấp, do đó phải ngừng làm việc trong thời gian sửa chữa

-Để sửa chữa máy cắt của đường dây bất kỳ phải cắt điện đường dây đó vàhộ dùng điện phải ngừng cung cấp trong thời gian sửa chữa

* Sơ đồ hệ thống một thanh góp có phân đoạn.

- Sơ đồ hệ thống một thanh góp có phân đoạn có thể khắc phục đựơc nhượcđiểm của sơ đồ một hệ thống thanh góp không phân đoạn, nâng cao được tính liên

DCLMC

TGDCL

DCLMCDCL

tục cung cấp điện cho phụ tải, vận hành dễ dàng, tuy nhiên nó cũng có khuyếtđiểm là bị sự cố hay sửa chữa thì phụ tải nối vào phân đoạn đó bị mất điện.

Tóm lại: ba dạng sơ đồ trên khi có sự cố vẫn có phụ tải bị mất điện, để

khắc phục nhược điểm này ta có dạng sơ đồ sau

b) Sơ đồ hai hệ thống thanh góp:

* Sơ đồ hai hệ thống thanh góp không phân đoạn:

- Sơ đồ hai hệ thống thanh góp không phân đoạn là mỗi phần tử qua mộtmáy cắt nhưng rẽ qua hai dao cách ly để nối vào hai thanh góp, giữa hai thanhgóp có một máy cắt liên lạc Hai thanh góp có giá trị như nhau

- Sơ đồ này có hai chế độ làm việc:

 Một thanh góp làm việc và một thanh góp dự phòng các phần tử nối vàothanh góp làm việc qua máy cắt và dao cách ly thuộc thanh góp đóng cònthanh góp kia ngắt

 Sơ đồ này còn có một ưu điểm nổi bậc là khi cần sửa chữa máy cắt củaphần tử nào đó dùng máy cắt liên lạc thay cho máy cắt này bằng cáchchuyễn đường qua thanh góp thứ hai chỉ mất một thời gian thao tác

 Đồng thời làm việc cả hai thanh góp: Trong chế độ này mạch nguồn cũngnhư mạch tải được phân bố đều trên hai thanh góp, máy cắt liên lạc đónglàm nhiệm vụ của máy cắt phân đoạn Khi sự cố trên thanh góp chỉ mấtmột phần trong thời gian ngắn và chuyễn sang vận hành ở thanh góp kia

* Sơ đồ hệ thống hai thanh góp có phân đoạn:

- Phân đoạn một thanh góp: thanh góp này trở thành thanh góp chính, thanhgóp kia trở thành thanh góp phụ ( chỉ phân đoạn một thanh góp ) Với sơ đồ thanhgóp có phân đoạn có thể là hai hay một máy cắt liên lạc MCG nối và thanh gópphụ chỉ thay một phân đoạn khi cần sửa chữa, lúc này máy cắt MCG nối vào phânđoạn được thay thế đóng vai trò máy cắt phân đoạn, nghĩa là luôn luôn làm việctrong chế độ hai phân đoạn, do đó tính đảm bảo cao hơn

Tóm lại: Vì tính chất quan trọng của phụ tải không được mất điện, đồng

thời phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao nên ta chọn sơ đồ hai hệ thốngthanh góp 220KV đầu vào của máy biến áp chọn sơ đồ hệ thống hai thanh góp

DCLDCL

cho cấp 110KV và chọn tủ hợp bộ cho một hệ thống thanh góp có máy cắt phânđoạn cho cấp 22KV

2- Sơ đồ nối điện chính của các phương án:

22KV

CHƯƠNG IV CHỌN MÁY BIẾN ÁP

I- TỔNG QUÁT:

- Máy biến áp là thiết bị không phát ra điện năng mà chỉ truyền tải điệnnăng Trong hệ thống điện chỉ có máy phát điện mới phát ra công suất tác dụng Pvà công suất phản kháng Q

- Máy biến áp thường chế tạo thành một khối tại nhà máy, phần có thể lấyrời ra trong quá trình chuyên chở là rất nhỏ ( khoảng 10% ) cho nên kích thướcchuyên chở rất lớn

- Việc chọn số lượng máy biến áp dựa trên cơ sở kinh tế – kỹ thuật chotrạm có ý nghĩa quan trọng để xây dựng các cơ sở hợp lý cho trạm

1- Chọn số lượng máy biến áp :

- Đối với máy biến áp tự ngẫu chỉ được sử dụng khi trung tính của cuộn caovà cuộn trung điều nối đất trực tiếp, đối với cấp điện áp 220-500KV thì sử dụngmáy biến áp tự ngẫu có hiệu quả kinh tế nhất

- Khi chọn máy biến áp tự ngẫu cần chú ý : công suất cuộn hạ chỉ chế tạobằng αSđm

- Để tính cung cấp điện cao thì mổi trạm biến áp có ít nhất là 2 máy, mà 2máy này phải hoạt động hổ trợ cho nhau khi có sự cố 1 máy

2- Chọn công suất máy biến áp :

- Khi chọn công suất máy biến áp, cần phải đảm bảo chế độ làm việc hợplý về mặt kinh tế kỹ thuật, đảm bảo độ dự trữ tốt nhất trong khã năng phát triểnphụ tải ở tương lai trong khoảng 5 đến 10 năm

- Công suất máy biến áp không những đảm bảo đủ yêu cầu công suất màcòn có thêm công suất dự trữ có sẵn trong máy để khi máy biến áp có sự cố thìcác máy còn lại phải đảm bảo được toàn bộ công suất yêu cầu

a - Quá tải sự cố :

- Là chế độ quá tải cho phép trong một số trường hợp ngoại lệ với thời gianhạn chế để không gián đoạn cung cấp điện

- Khi hai máy biến áp vận hành song song mà một trong hai máy bị sự cốphải nghỉ Máy biến áp còn lại có thể vận hành với phụ tải lớn hơn định mứckhông phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh lúc sự cố

- Chọn công suất máy biến áp phải thoả mãn các điều kiện quá tải sự sốsau:

b- Quá tải thường xuyên :

- Khi quá tải bình thường nhiệt độ điểm nóng nhất của cuộn dây khôngvượt quá 14000C và nhiệt độ lớp dầu phía trên không vượt quá 9500C

- Hệ số quá tải thường xuyên có thể xác định từ đồ thị phụ tải của trạm nhưsau:

- Ta qui đồ thị phụ tải của trạm về hai bậc

+ Ta tính hệ số quá tải K2 =

• Trong đó: Si: phụ tải trong thời gian ti

- Dựa vào đồ thị hình k trang 16 sách hướng dẫn thiết kế cung cấp điện củacác tác giả: Phan Thị Thanh Bình – Phan Thị Thu Vân – Dương Lan Hương, từthời gian tính toán ta xác định được K2 cho phép ( K2cp )

- So sánh K2 tính toán ( K2tt ) với K2cp nếu :

 K2tt ≤ K2cp thì máy biến áp được phép quá tải thường xuyên ứng với chế độlàm việc của nó

 K2tt ≥ K2cp thì máy biến áp không được phép sử dụng

 Nếu đồ thị có vùng quá tải buổi chiều thì ta tính lui về 10h trước đó

 Nếu đồ thị có vùng quá tải vào buổi sáng thì ta tính lui về 10h sau đó

 Nếu đồ thị phụ tải có hai cực đại trong một ngày thì phụ tải đẳng trị bậc haitính đối với cực đại nào có ∑S * i t i đạt trị số lớn nhất, khi đó chọn đượcSđt2 thì Sđt1 sẽ tính trong hai trường hợp trên

 Nếu Sđt2 < 0,9Smax

 Thì lấy Sđt2 = 0,9Smax còn thời gian cấp thứ hai tính như sau:

2 2 2)9,0

++

++

+

n i i

n i

i i

n

n n

t

t S t

t t

t S t

S t S

1

1 2

2 1

2 2

2 2 1

2 1

*

*

*

*

II- CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHÍNH CHO TRẠM:

- Trạm biến áp trung gian là trạm quan trọng cung cấp cho các trạm khuvực đảm tính liên tục cung cấp điện cho trạm tốt nhất

- Vì tính chất quan trọng của trạm chọn máy biến áp theo điều kiện quá tảithường xuyên qui về đồ thị phụ tải hai bậc và kiểm tra

- Các thông số của đồ thị phụ tải:

 Cấp 110KV: Smax = 130 (MVA) cosϕ =0,8

 Cấp 22KV :Smax = 20 (MVA) cosϕ =0,8

 Cấp 0,4KV: S = 0,3 (MVA) cosϕ =0,8

- Từ đồ thị phụ tải của toàn trạm ta có:

Smax = 150 (MVA)

- Công suất tự dùng của trạm biến áp là:

S = 0,3(MVA)

⇒Công suất Smax của toàn trạm ( bao gồm cả công suất tự dùng )

S∑ toàn trạm = 150 + 0,3 = 150,3(MVA)

- Qui đổi đồ thị phụ tải toàn trạm về đồ thị phụ tải hai bậc:

- Giả sử máy biến áp hoạt động 6h trong 24h (một ngày đêm)

6

2

*3,1364

*3,

*3,1052

*3,1014

*3,

1

++

+

=

dt

- Đồ thị phụ tải của trạm ở dạng hai bậc:

- Vậy ta phải chọn máy biến áp sau cho Gam máy nằm trong điều kiện:

97,1(MVA) < SđmBA < 145,7(MVA)

T(giờ)

97,1

SđmBA145,7

S(MVA)

- Đồng thời phải thoả điều kiện K2cp ≥ K2tt hệ số K2cp tra đồ thị hình K trang

16 sách hướng dẫn thiết kế cung cấp điện của các tác giả Phan Thị Thu Vân –Phan Thị Thanh Bình – Dương Lan Hương Có hai khả năng để chọn máy biến ápđó là

SđmBA1 = 125(MVA)SđmBA2 = 100(MVA)

- Hệ số quá tải

18,1125

7,1452

- Hệ số non tải

125

1,97

dmBA

dt

S S

- Sử dụng hệ số K1 = 0,77 và thời gian quá tải t2 = 6h tra đồ thị hình K trang

16 sách hướng dẫn thiết kế cung cấp điện của các tác giả Phan Thị Thu Vân –Phan Thị Thanh Bình – Dương Lan Hương Ta được K2 cho phép

K2cp = 1,19

- So sánh hệ số quá tải tính toán với hệ số quá tải cho phép ta thấy

K2cp = 1,19 ≥ K2tt =1,18 (thoả điều kiện)

- Vậy chọn máy biến áp có công suất định mức Sđm = 125 (MVA) hoạt độngđược phép quá tải thường xuyên mà không làm hư hại đến máy biến áp

- Bình thường máy biến áp hoạt động ở chế độ quá tải thường xuyên thì hệsố quá tải là Kqttx = 1,2

 Kiểm tra khả năng quá tải sự cố của máy biến áp

- Công suất máy biến áp được chọn theo điều kiện một máy biến áp nghỉ.Máy biến áp còn lại hoạt động với khả năng quá tải sự cố có khả năng cung cấpđủ Smax = 145,7(MVA)

Kqtsc* SđmBA ≥ SmaxtrạmKqtsc* SđmBA = 1,4*125 = 175(MVA) ≥ Smaxtrạm = 145,7(MVA)

⇒Thoả điều kiện

- Khi máy biến áp đặt ngoài trời thì Kqtsc = 1,4

Kqt = 1,16 1,4

125

7,145

dmBA

S S

⇒Thoả điều kiện

93,077,0125

1,97

dmBA

dt

S S

⇒Thoả điều kiện quá tải sự cố

SđmBA ≥ 0,5 Smax = 0,5* 147,5 = 72,8(MVA)

- Vậy chọn máy biến áp có công suất định mức Sđm = 125(MVA) thoả điềukiện quá tải sự cố và quá tải thường xuyên.

1-Chọn máy biến áp cho phương án 1:

a) Chọn máy biến áp cho cấp điện áp 220/110KV

- Để đảm bảo tính cung cấp điện liên tục cho trạm biến áp ta đặt hai máybiến áp ba pha hai cuộn dây Mỗi máy có công suất định mức SđmBA = 125(MVA)

- Kiểm tra lại điều kiện quá tải của máy biến áp khi có sự cố một máy

- Khi hai máy hoạt động, theo điều kiện quá tải sự cố ở hiện tại

1,4* SđmBA=1,4* 125 = 175(MVA) ≥ Smax = 150,3(MVA)

⇒Vậy hai máy này đảm bảo cung cấp điện liên tục khi có sự cố một máy

bị hư hỏng hay sửa chữa

• Các thông số của máy biến áp ba pha hai cuôn dây:

 Kiểu ONAF

 Nước sản xuất AEG

 Điện áp danh định:230/115KV

 Công suất danh định Sđm = 125MVA

 Tổn thất không tải ∆P0 =50(KW)

 Tổn thất ngắn mạch ∆P N =330 KW( )

 Điện áp ngắn mạch UN% = 12%

 Dòng điện không tải I0 = 0,35%

 Giá tiền một máy biến áp 950.000 USD

b) Chọn máy biến áp cho cấp 110/22KV:

- Đồ thị phụ tải ở cấp 22KV có các thông số :

Smax = 20(MVA)Cosϕ = 0,8Std = 0,3(MVA)

- Chọn máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố :

Smax∑ cấp 22KV = Smax +Std = 20 + 0,3 =20,3(MVA)

4,1

3,204,1

- Kiểm tra điều kiện quá tải của máy biến áp:

+ Khi hai máy chạy định mức:

2* Sđm = 2* 16 = 32 (MVA)

⇒ Smax = 20,3 (MVA) ⇒thoả điều kiện+ Khi một máy bị sự cố máy kia cò nhiệm vụ cung cấp đủ công suất khophụ tải ở cấp đó

1,4*Smax = 1,4*16 = 22,4MVA

⇒ Smax = 20,3 (MVA)

⇒ Thỏa điều kiện quá tải sự cố khi một máy biến áp bị ngừng hoạt động,nhưng phải tăng cường các biện pháp làm mát tối đa và chỉ được quá tải 6h trongmột ngày và chỉ được liên tục trong 5 ngày đêm

• Các thông số của máy biến áp cấp 110/22KV 3 pha 2 cuộn dây

 Máy biến áp kiểu ONAN:

 Công suất định mức Scđm = 115 (KV)

 Điện áp cuộn hạ Uhđm = 22 KV

 Điện áp ngắn mạch UN% = 10

 Dòng điện không tải i0% = 0,1

 Tổn thất không tải ∆Po = 13 KW

 Tổn thất ngắn mạch ∆PN = 103 (KW)

 Kích thước D – R – C : 7,7 – 4,05 – 5,5 (m)

 Trọng lượng 49 (tấn)

 Giá tiền 1 máy 300.103 (USD)

 Nước sản xuất AEG

* Chọn máy biến áp cho phương án 3:

- Phương án 3 gồm có 2 máy biền áp 3 pha 3 cuộn dây:

- Công suất máy biến áp được chọn theo điều kiện quá tải sự cố khi1 máybiến áp nghỉ máy biến áp còn lại phải có khả năng cung cấp đủ công suất Smax =150,3 (MVA):

4,1

3,150

 Công suất định mức Sđm = 125 (MVA)

 Điện áp cuộn cao Uc = 230 KV

 Điện áp cuộn trung Ut = 115 KV

 Điện áp cuộn hạ UH = 22 KV

 Điện áp ngắn mạch:

UNC – T % = 10,38%

UNC – H % = 17%

UNT – H % = 6,03%

 Tổn thất không tải ∆Po = 47 (KW)

 Tổn thất ngắn mạch:

 Trọng lượng 158 (tấn)

 Giá tiền 1 máy 1200.103 (USD) Nước sản xuất AEG

* Chọn công suất máy biến áp tự dùng:

- Vì 2 máy biến áp làm việc song song nên chọn theo điều kiện quá tải sựcố:

SđmTD = (0,2% ÷0,5%)*SΣ maxquaMBASđmTD =

3,1

2,

0 SΣmax quaMBA

= 1000,2*1501,3 = 230 (KVA)

⇒ Chọn SđmBATD = 250 (KVA)

 Điện áp cuộn cao UC = 15/20 (KV)

 Điện áp cuộn hạ UH = 0,4 (KV)

 Điện áp ngắn mạch UN% = 5%

 Dòng điện không tải iO% = 2%

 Tổn thất không tải ∆Po = 900 (W)

 Tổn thất ngắn mạch ∆PN = 4400 (W)

 Kích thước D – R – C : 1,52 – 1,01 – 1,83 (m)

 Trọng lượng 1,439 (tấn)

 Giá tiền 1 máy 3,13.103 (USD)

 Kiểu CTY

 Nước sản xuất: VN

CHƯƠNG V TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO TRẠM BIẾN ÁP

I -CÁC VẤN ĐỀ CHUNG:

1-Mục đích tính dòng nắng mạch:

- Để phục vụ cho việc lựa chọn các khí cụ điện, lựa chọn phương án hạnchế dòng ngắn mạch, tính toán bảo vệ rơle

2- Các dạng ngắn mạch thường gặp:

 Ngắn mạch ba pha: xác suất xảy ra là 5%

 Ngắn mạch hai pha: xác suất xảy ra là 10%

 Ngắn mạch hai pha chạm đất : xác suất xảy ra là 20%

 Ngắn mạch một pha : xác suất xảy ra là 65%

- Trong các dạng ngắn mạch trên ngắn mạch một pha xảy ra nhiều nhấtcòn ngắn mạch ba pha xảy ra nhiều nhất còn ngắn mạch ba pha xảy ra ít nhấtnhưng dòng ngắn mạch ba pha lớn nhất gây tác động xấu nhất đến tình trạng làmviệc của hệ thống điện

3-Các nguyên nhân gây ra ngắn mạch:

 Cách điện vận hành lâu ngày bị lão hoá

 Sét đánh vào đường dây gây quá điện áp trên dây dẫn, đánh thủng cáchđiện

 Cột bị ngã, cây chạm hay ngã vào đường dây

 Đào đất chạm phải cáp ngầm

4-Hậu quả của ngắn mạch:

- Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng và thường xuyên xảy ra tronghệ thống điện Khi xảy ra ngắn mạch thì dòng điện tại nơi ngắn mạch sẽ tăng rấtcao còn điện áp giảm xuống Dòng điện ngắn mạch sẽ tăng nhiệt độ của các thiết

bị và vật dẫn lên dẫn đến hư hỏng thiết bị, bên cạnh đó gây ra lực điện động lớnlàm phá huỷ thiết bị,vật dẫn, sứ đỡ…

5-Phương pháp tính toán dòng ngắn mạch:

- Để đơn giản trong việc tính toán, trong thiết kế ta có giả thiết sau:

-Tất cả suất điện động trùng pha nhau

-Sức điện động của các nguồn cung cấp ở xa điểm ngắn mạch xem nhưkhông đổi

-Bỏ qua dòng từ hoá trong máy biến áp, bỏ qua những dòng điện ngang.-Điện trở tác dụng chỉ xét đến khi RZ ≥0,3*XZ

* Các thông số cần thiết trong hệ thống tương đối cơ bản:

- Ta chọn các đại lượng trong hệ cơ bản như sau:

 Công suất cơ bản hệ thống ScbHT = 6000MVA

 Điện áp cơ bản cấp 220KV: Ucb = 230KV

 Điện áp cơ bản cấp 110KV: Ucb = 115KV

 Điện áp cơ bản cấp 22KV : Ucb = 23KV

 Điện kháng cơ bản của hệ thống:

XHTcb = X* *

ht

cb

S S

- Hoặc XHTcb =

Nmht

cb

S S

- SNmHT: công suất ngắn mạch của hệ thống

- Nếu biết truớc dòng ngắn mạch hệ thống thì

XHTcb =

Nht

cb

I I

- INHT: dòng ngắn mạch hệ thống ( KA )

- Điện kháng đường dây:

cb

cb ddcb

U

S l x

X = 0 * * 2

- Điện kháng của máy biến áp ba pha hai cuộn dây:

dmBA

cb N

BAcb

S

S U

100

%

=

- Trong đó: SđmBA: công suất định mức của máy biến áp

- Điện kháng của máy biến áp ba pha ba cuộn dây:

dm

cb H

NT T

NC H

NC C

S

S U

U U

X *( % % %)*

100

*2

NC H

NT T

NC T

S

S U

U U

X *( % % %)*

100

*2

NC H

NT H

NC H

S

S U

U U

X *( % % %)*

100

*2

NT H

NC T

NC C

S

S U

U U

X *( % % %)*

100

*2

cb H

NC H

NT T

NC T

S

S U

U U

X *( % % %)*

100

*2

NC H

NC H

NT H

S

S U

U U

X *( % % %)*

100

*2

- Đối với máy biến áp tự ngẫu thì kể đến hệ số có lợi α, α được tính nhưsau:

- Điện trở và điện kháng của máy biến áp cỡ nhỏ:

)(10

B

S

U P R

)(10

B

S

U U X

%

%

X R

S

P

U = ∆

2 2

*

dm N

Z R

U I

- Đối với cấp điện áp >1000 (V) thì kxk = 1.8

- Đối với cấp điện áp <1000 (V) thì kxk = 1.5

II TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH BA PHA CHO CÁC PHƯƠNG ÁN:

1-Tính toán ngắn mạch cho phương án 1:

 Chọn các đại lượng có bản sau:

• Công suất cơ bản Scb = SHT = 6000 (MVA)

• Điện áp cơ bản cấp 220(KV) là:Ucb1 = 230(KV)

• Điện áp cơ bản cấp 110(KV) là Ucb2 = 115(KV)

• Điện áp cơ bản cấp 22(KV) là Ucb3 = 23(KV)

 Dòng điện ngắn mạch từ Tp.HCM đến Tiền Giang là 30(KA) cấp 220(KV)

 Dòng điện ngắn mạch từ Cai Lậy lên là 27 (KA) cấp 220(KV)

-Dòng điện cơ bản cấp 220(KV)

6000

= 15,06 (KA)-Dòng điện cơ bản cấp 110(KV)

6000 = 150,06 (KA)

- Sơ đồ thay thế trong hệ đơn vị tương đối cơ bản

- Vì trạm biến áp được cung cấp bởi 2 đường dây từ Tp.HCM và Cai Lậynên ta có 2 nguồn đến:

-Dòng điện ngắn mạch từ Tp.HCM đến Tiền Giang là 30 (KA) cấp

S

=

230

*30

*3

6000

= 0,05

-Dòng điện ngắn mạch từ Cai Lậy lên là 27 (KA) cấp 220(KV)

IN2 = 27 (KA)xHT2 =

S

=

230

*27

*3

6000

= 0,56

- Chiều dài đường dây từ TP.HCM đến Tiền Giang la øl1 = 60 (Km)

xo = 0,48 (Ω/Km)xd1 = xo* l1*

1 2

- Đường dây từ Cai Lậy đến Tiền Giang là l2 = 30 (Km)

xo = 0,4 (Ω/Km)xd2 = xo* l2*

2 2

- Các thông số tính ngắn mạch của máy biến áp cấp 220/110 (KV) là

S

S U

UN% = 12%

SđmBA1 = 125 (MVA)xBA1 =

125

6000

*100

S

S U

UN% = 10%

SđmBA2 = 16 (MVA)xBA2 = *600016

100

10

= 37,5

• Sơ đồ thay thế sau khi rút gọn:

-Tính ngắn mạch N1 tại thanh cái 220 (KV)

xHT =

2 1

2

1*

HT HT

HT HT

x x

x x

+ = 00,,55+*00,,5656 = 0,26

xd =

2 1

2

1*

d d

d d

x x

x x

+ = 22,,7272*+11,,3636 = 0,9

x∑ 1= xHT + xd = 0,26 +0,9 = 1,16-Dòng điện ngắn mạch:

ixk = 2* kxk * IN1= 2* 1,8 * 12,98 = 33,04 (KA)-Tính ngắn mạch N2 tại thanh cái 110(KV)

ixk = 2* kxk * IN2= 2* 1,8 * 7,45 = 18,96 (KA)

- Tính ngắn mạch N3 tại thanh cái 22(KV)

= 0,26 + 0,9 +

2

76,5 + 2

5,37 = 2,79-Dòng điện ngắn mạch:

ixk = 2* kxk * IN3= 2* 1,8 * 6,6 = 16,8 (KA)

Bảng kết quả tính toán ngắn mạch cho phương án 1

2-Tính toán ngắn mạch cho phương án 3

• Chọn các đại lượng có bản sau:

 Công suất cơ bản Scb = SHT = 6000 (MVA)

 Điện áp cơ bản cấp 220(KV) là:Ucb1 = 230(KV)

 Điện áp cơ bản cấp 110(KV) là Ucb2 = 115(KV)

 Điện áp cơ bản cấp 22(KV) là Ucb3 = 23(KV)

• Dòng điện ngắn mạch từ Tp.HCM đến Tiền Giang là 30(KA) cấp 220(KV)

• Dòng điện ngắn mạch từ Cai Lậy lên là 27 (KA) cấp 220(KV)

- Dòng điện cơ bản cấp 220(KV)

6000

= 15,06 (KA)-Dòng điện cơ bản cấp 110(KV)

6000 = 150,06 (KA)

- Sơ đồ thay thế trong hệ đơn vị cơ bản:

- Vì Trạm biến áp được cung cấp bởi 2 đường dây từ Tp.HCM và Cai Lậynên ta có 2 nguồn đến:

- Dòng điện ngắn mạch từ Tp.HCM đến Tiền Giang là 30 (KA) cấp

S

=

230

*30

*3

6000

= 0,05

-Dòng điện ngắn mạch từ Cai Lậy lên là 27 (KA) cấp 220(KV)

IN2 = 27 (KA)xHT2 =

S

=

230

*27

*3

6000

= 0,56

- Chiều dài đường dây từ thành phố HCM đến Tiền Giang la øl1 = 60 (Km)

xo = 0,4 (Ω/Km)xd1 = xo* l1*

1 2

- Đường dây từ Cai Lậy đến Tiền Giang là l2 = 30 (Km)

xo = 0,4 (Ω/Km)xd2 = xo* l2*

2 2

- Điện kháng của máy biến áp ba pha ba cuộn dây

cb H

NT H

NC T

NC C

S

S U

U U

X *( % % %)*

100

*2

03,65,0

1738,10(

*100

*2

077,2125

6000

*)5,0

175,0

03,638,10(

*100

*21

*)

%

%

%(

*100

*21

<

−

=

−+

=

−+

−

dm

cb H

NC H

NT T

NC

S U

U U

X

αα

0

=

⇒ X T

56,8125

6000

*)38,105,0

175,0

03,6(

*100

*21

*100

*21

=

−+

=

=

−+

T NC H

NC H

T

X

αα

-Tính ngắn mạch N1 tại thanh cái 220(KV)

16,126,09,0

06,151

-Dòng điện xung kích

ixk = 2*kxk*IN1 = 2*1,8*12,98 = 33,04(KA)-Tính ngắn mạch N2 tại thanh cái 110(KV)

2

75,726,09,0

-Dòng điện ngắn mạch

04,5

12,302

32,92

56,82

75,726,09,022

X X x x x

-Dòng điện ngắn mạch N3 tại thanh cái 22(KV)

)(16,1632,9

6,1503

-Dòng điện xung kích

ixk = 2*kxk*IN3 = 2*1,8*16,16 = 41,13(KA)Bảng tổng kết dòng ngắn mạch của phương án 3

CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

I-KHÁI NIỆM:

- Điện năng tiêu thụ phụ thuộc vào phụ tải và thời gian vận hành máy biếnáp Song trong quá trình vận hành, phụ tải luôn biến đổi làm cho máy biến áp đôikhi chạy quá tải, đôi khi chạy non tải gây ra tổn hao lớn trong quá trình vận hànhmáy biến áp, đặt biệt là máy biến áp chạy non tải gây ra tổn hao rất lớn

- Thời gian tổn thất công suất lớn nhất (ký hiệu là τ ) thời gian mà trongđó mạng điện liên tục chuyên chở công suất lớn nhất Pmax hay Imax thì sẽ gây ra tổnthất điện năng trong mạng điện sau một năm vận hành

II-CÁC CÔNG THỨC TÍNH TOÁN:

1-Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn dây:

A= ∆ + ∆

∆

Với

dmB N

cu

S

S P

P 2max

2 max =∆ *

∆

Hay

dm i i N

S

t S P n t P n

n : Số máy biến áp làm việc song song

t : Thời gian làm việc của máy biến áp (giờ)Si: Công suất của n máy biến áp tương ứng với thời gian ti

τ : Thời gian tổn thất công suất cực đại

2-Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha ba cuộn dây :

365

*)]

*

*

*(

*

124

2 1 2

0

dmB

n i

iH iH NH

dmB

n i

iT iT NT

dmB

n i

iC iC NC

S

t S P

S

t S P

S

t S P

n P

P P

∆

=

∆

)(

NT T

NC NT

P P

∆

=

∆

)(