luan anh ve he thong dien pot

Công suất của máy biến áp, vị trí, số lượng và phương thức vận hành của trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện..  Dung lượng và

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP NGOÀI TRỜI 1X2000KVA, ĐIỆN ÁP 22/0,4KV (+ 1 MÔ HÌNH TỦ PHÂN PHỐI ĐIỆN 3 PHA

0,4KV, 4 PHỤ TẢI)

GVHD: th.s NGUYỄN KHẮC TIẾN

1

NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN

1> Nguyễn Văn Thu 2> Nguyễn Văn Quyết 3>Nguyễn Văn Tuấn 4> Bùi Hữu Hoàng 5> Phạm Thanh Bình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ

KHOA : ĐIỆN- TỰ ĐỘNG HOÁ

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

 CHƯƠNG II : Tính chọn và kiểm tra các phần tử cao,hạ áp trong mạng

 CHƯƠNG III : Tính toán nối đất và chiếu sáng trong mạng đã chọn

 CHƯƠNG IV: Xây Dựng Mô Hình Ứng Dụng

 CHƯƠNG I : Tổng quan về trạm biến áp

Lời nói đầu

 Chúng ta đang sống trong thời đại với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật , một thời đại mà sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa được đặt lên hàng đầu.

 Nói đến công nghiệp hóa , hiện đại hóa thì không thể tách rời

được ngành điện, ngành điện đóng một vai trò mấu chốt trong quá trình đó.

 Trong ngành điện thì công việc thiết kế máy điện là một khâu vô cùng quan trọng, nhờ có các kĩ sư thiết kế máy điện mà các máy phát điện mới được ra đời cung cấp cho các nhà máy điện Khi điện đã được sản xuất ra thì phải truyền tải điện năng tới nơi tiêu thụ, trong quá trình truyền tải điện năng đó thì không thể thiếu được các trạm biến áp (TBA) dùng để tăng và giảm điện áp lưới sao cho phù hợp nhất đối với việc tăng điện áp lên cao để tránh tổn thất điện năng khi truyền tải cũng như giảm điện áp cho phù hợp với nơi tiêu thụ.

 Vì lí do đó mà việc tính toán cũng như việc thiết kế các trạm biến áp sao cho phù hợp địa hình để đảm bảo cho việc cung cấp Trạm biến áp 2000kVA là loại trạm được dùng rất phổ biến hiện nay do những

ưu điểm vượt trội của loại trạm này có được Vì vậy TBA 2000kVA được sử dụng rộng rãi và không ngừng được cải tiến sao cho phục vụ với nhu cầu sử dụng

 Bằng tất cả cố gắng của mình, với những kiến thức nhạn được từ các thầy cô trong trường và sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Khắc Tiến mà chúng em đã làm nên bài thiết kế tốt nghiệp này

Chương 1

 Trạm biến áp là một trong những bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điện, dùng để biến đổi từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác Công suất của máy biến áp, vị trí, số lượng và phương thức vận hành của trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện Vì vậy việc chọn các trạm biến áp bao giờ cũng phải gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện

 Dung lượng và các tham số khác của máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nó, vào cấp điện áp của mạng, vào phương thức vận hành của trạm biến áp vv…Vì thế để lựa chọn được trạm biến áp tốt nhất, chúng ta phải xét đến nhiều mặt và phải tiến hành tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật các phương án đề ra

Phần I:Tổng quan về trạm biến áp

 Phụ thuộc vào mục đích có thể phân loại trạm biến áp theo các cách sau:

 Theo điện áp chia thành trạm biến áp tăng áp và trạm biến áp giảm áp:

 Trạm biến áp tăng áp là trạm biến áp có điện áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ cấp Đây thường là trạm biến áp của các nhà máy điện tập trung điện năng của các máy phát điện để phát về hệ thống điện và phụ tải ở xa

 Trạm biến áp hạ áp là trạm biến áp có điện áp thứ cấp thấp hơn điện áp sơ cấp Đây thường là trạm biến áp có nhiệm vụ nhận điện năng từ hệ thống điện để phân phối cho phụ tải

Phần II: Các cách phân loại trạm biến áp

 Theo chức năng có thể chia thành trạm biến áp trung gian và trạm biến áp phân phối:

 Trạm biến áp trung gian hay thường gọi là trạm biến áp khu vực thường có điện áp sơ cấp lớn

( 500, 220, 110 kV ) để lien lạc với các phụ tải có điện áp khác nhau ( 220, 110, 22, 15 kV ) của các trạm biến áp phân phối

 Trạm biến áp phân hối hay còn gọi là trạm biến áp địa phương có nhiệm vụ phân phối trực tiếp cho các hộ sử dụng điện của xí nghiệp, khu dân cư, trường học…thường có cấp điện áp nhỏ ( 10, 6, 0,4

kV )

 Theo hình thức và cấu trúc của trạm người ta chia thành trạm ngoài trời và trạm trong nhà:

 Trạm kín thường có 2 kiểu trạm là trạm xây và trạm kiot Trạm xây tuy mức độ an toàn cao nhưng lại chiếm nhiều diện tích, thương từ 30-50m2 Trạm kiot có mức tản nhiệt kém, mùa hè nhiệt độ của trạm

có thể lên tới hơn 60°C Hơn nữa, hiệu suất khai thác công suất máy biến áp của trạm kiot khá thấp

Phân loại theo hình thức và cấu trúc

 + Trạm biến áp xây ưu điểm lớn nhất của nó là loại trạm kín nên hệ số an toàn của nó cao, nó không

bị giới hạn về công suất xây dựng, hiệu suất sử dụng công suất trạm lớn: nhược điểm của nó là diện tích chiếm chỗ là lớn và tổng mức đầu tư cao hơn so với các trạm biến áp có cùng công suất

 + Trạm Kiots: ưu điểm của nó là an toàn, nhỏ, gọn, đẹp, diện tích chiếm chỗ ít, và vốn đầu tư là nhỏ:

Nhưng loại trạm này có nhược điểm là cũng bị giới hạn về công suất xây dựng, thường những trạm Kiots chỉ xây dựng với CS từ 1000 kVA trở xuống, ngoài ra loại trạm này có nhược điểm lớn nhất là hiệu suất sử dụng thấp nhất trong những ngày hè nắng nóng như thế này thì hiệu suất sử dụng MBA của loại trạm này chỉ dơi vào khoảng 50% là cao (thế đã là đầu tư không hiệu quả rồi)

Ưu nhược điểm của trạm biến áp trong nhà

 + Trạm treo, trạm bệt: ưu điểm của loại trạm này là vốn đầu tư nhỏ, nhưng những loại trạm này lại

có rất nhiều nhược điểm như: là loại trạm hở nên hệ số an toàn thấp, không phù hợp với mỹ quan đô thị nên loại trạm này hiện nay thường được sử dụng ở vùng ngoại thành và các tỉnh lẻ, loại trạm này

bị giới hạn về công suất xây dựng, đối với TBA treo thì công suất xây dựng chỉ cho phép từ 630 kVA trở xuống

 + Trạm biến áp 1 cột kiểu mới: Đây cũng là loại trạm hở ngoài trời, nhưng các thiết bị phía cao thế

lại được đặt trong vỏ kín rất an toàn: Ưu điểm lớn nhất của loại trạm này là nhỏ gọn, phù hợp với mỹ quan đô thị, an toàn, hiệu suất sử dụng cao

 Tuy nhiên loại trạm này cũng có nhược điểm là; Có tổng mức đầu tư lớn hơn so với các loại trạm cùng

công suất, bị giới hạn về công suất xây dựng < 750 kVA

Ưu nhược điểm của trạm biến áp ngoài trời

 Việc phân tích ưu nhược điểm của các loại trạm trên chỉ mang tính chất so sánh sơ bộ về mặt kỹ

thuật và kinh tế: Việc sử dụng loại trạm biến áp nào còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nữa chứ không hẳn là thấy loại trạm này có nhiều ưu điểm mà ta bắt buộc phải sử dụng loại trạm đó.

 Trạm biến áp ngoài trời: ở đây các thiết bị như dao cách ly, máy cắt, máy biến áp, thanh góp… đều

đặt ngoài trời Riêng phần phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà, hoặc đặt trong các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng Loại này thích hợp cho các trạm trung gian công suất lớn, có đủ đất đai cần thiết để đặt các thiết bị ngoài trời Sử dụng loại trạm đặt ngoài trời sẽ tiết kiệm được khá lớn về kinh phí xây dựng nên được khuyến khích dùng ở các nơi có điều kiện

 Chọn cầu chì tự rơi:

 Điều kiện chọn cầu chì tự rơi:

 Điện áp định mức (kV): Uđm.cc ≥ Uđm.m

 Dòng điện định mức (A): Iđm.cc ≥ Icb

 Ta có:

 Điện áp định mức của mạng điện cao áp: Uđm.m = 22 kV

 Dòng cưỡng bức đi qua cầu chì chính là dòng quá tải của MBA, những giờ cao điểm cho MBA làm việc quá tải 30%:

 Icb = Iqt MBA = 1,3.Iđm MBA = 1,3.52,48=68,23(kA)

 Căn cứ vào 2 điều kiện trên ta chọn cầu chì tự rơi C710-213PB hãng CHANGE(MỸ) chế tạo có

các thông số sau:(hình ảnh)

Cầu trì tự rơi

Click icon to add picture

 2Chọn sứ cao thế :

 Điều kiện chọn sứ cao áp:

 Điện áp định mức (kV): Uđm.s ≥ Uđm.m

 Dòng điện định mức (A): Iđm.s≥ Icb

 Điện áp định mức của mạng điện cao áp: Uđm.m = 22 kV

 Theo phần trước ta có dòng cưỡng bức: Icb = 68,23 A.

 ( Phụ lục 2.28 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện)

Sứ đặt ngoài trời do Nga chế tạo loại 0WH-35-2000

 Chống sét van:

 Ta sử dụng cách đấu CSV vào trạm : Đấu chống sét van vào trạm, vừa đảm bảo an toàn cho

cầu chì tự rơi vừa thuận tiện cho sửa chữa thay thế chống sét van

 Điều kiện :

 Dùng loại chống sét van do Cooper (Mỹ)chế tạo có các thông số sau:

 ( Theo Sổ tay lựa chọn & tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV- Ngô Hồng Quang) loại

AZLP501B24

 Chú ý trước khi đặt chống sét van cần phải thử nghiệm các đặc tính kỹ thuật của chống

sét van, như: điện áp phóng điện,điện áp chịu đựng lớn nhất, điện áp dư, dòng điện rò…

 Chọn thanh dẫn xuống máy biến áp:

 Thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép: K1.K2.Icp ≥ Icb

 Trong đó:

 K1 = 1 vì thanh góp đặt đứng

 K2 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, K2 = 1.Ta chọn thanh đồng tròn có

sơn màu để phân biệt pha.

 Bảng thông số tra bảng 2 Phụ lục- 10 Giáo trình thiết kế nhà máy điện

 + Sử dụng máy cắt hạ thế ACB 3P 3200A để đóng cắt, bảo vệ phí thứ cấp máy biến thế 2000KVA.

Tính chọn và kiểm tra các phần tử cao ,hạ áp trong trạm

Phần 2: chọn các thiết bị hạ áp

 2Chọn tủ phân phối :

Tra giáo trình Hệ thống cung cấp điện trang 358 ta có:

Tủ tự tạo có : cao 1,2m - rộng 0,8m – dày 0,3m chứa 1 AT; 3 AN

Thanh cái hạ áp:

Thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép: k1.k2.Icp ≥ Icb

Trong đó:

k1 = 1 vì thanh góp đặt đứng

k2 = 1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường

Dòng điện cưỡng bức: Icb = 2886,8 A

Chọn theo PL-10 giáo trình thiết kế nhà máy điện vàtrạm biến áp ta có bảng sau: ta chọn mỗi pha ghép 3 thanh

 Tụ bù hạ thế:

Lắp mới 01 bộ tụ bù hạ thế 800KVAr.

 1Chọn cáp từ máy biến áp sang tủ phân phối.

Cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép:

k1.k2.Icp ≥ IttH

Trong đó:

k1 = 1 Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường

k2 = 1 Hệ số hiệu chỉnh có kể đến số lượng cáp đi chung một rãnh Icp : Dòng điện cho phép

IttH : Dòng điện tính toán phía hạ áp

IttH = Iđm MBA = 2886,8A

 Chọn Áptomát nhánh: Từ thanh cái hạ áp có 3 lộ ra có

Chương 2

 Tính ngắn mạch:

- Giả thiết ngắn mạch Xảy ra là ngắn mạch 3 pha đối xứng ta coi : I” = I

- Thời gian tồn tại của ngắn mạch bằng thời gian bảo vệ của Rơle và Máy cắt

I”: Dòng điện siêu quá độ

I : Giá trị tức thời của dòng điện ngắn mạch trong chế độ xác lập

Ixk : Trị số tức thời của dòng điện xung kích

Ixb : Giá trị hiệu dụng lớn nhất của dòng ngắn mạch

Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn

Các bước tiến hành tính ngắn mạchTính ngắn mạch tại hai điểm theo sơ đồ sau:

Tính ngắn mạch tại điểm N1:

Ta tính ngắn mạch 3 pha đối xứng và nguồn được coi là có công suất vô cùng lớn vì trạm biến áp ở xa nguồn khi tính toán ngắn mạch ta có thể xem: IN = I” = I Sơ đồ thay thế :

Tính ngắn mạch tại điểm N2:

Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp , ta coi MBA là nguồn , vì vậy điện áp phía hạ áp không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch Do đó ta có: IN = I” = I

Sơ đồ thay thế:

 Kiểm tra các khí cụ điện:

 Kiểm tra khí cụ điện cao áp (Cầu chì tự rơi):

Do đó cầu chì tự rơi đã chọn thoã mãn ( đạt yêu cầu).

 Kiểm tra khí cụ điện hạ áp:tương tự

Mặt bằng bố trí tiếp địa:

 Công suất tổng chiếu sáng cho trạm :Pcs=54,6x12= 655,2 w

 Ta chon đèn tuýp dài 1,2m , 1 máng đèn gồm 2 bóng 1 x 40w

 Vậy số bóng đèn cần lắp cho trạm biến áp là:

 Ngoài ra ta phải lắp hệ thống đèn chiếu sáng khẩn cấp đề phòng khi mất điện EMERGENCY ta lắp 2 đèn mỗi đèn 1 x 18w Một đèn lắp máy phát một đèn lắp MBA, bố trí như hình vẽ :

 Tủ điện chiếu sáng được lấy điện từ tủ điện tổng của trạm mặt đèn , vị trí đèn , vị trí công tắc thiết kế theo hình vẽ :

 Tủ điện và công tắc được lắp ngay lối cửa ra vào độ cao 1,2m so với mặt nền.

 Vị trí ổ cắm điện, điện thoại, mạng được đặt cao 0,45m so với mặt nền

Phần 2:Tính toán chiếu sáng cho trạm

Hình ảnh của máy biến áp 2000kVA 22/0.4kV

Một số hình ảnh của trạm biến áp,tủ điện,đường dây

Sơ đồ nguyên lý tủ hạ áp

Mặt bằng bản vẽ cơ khí tủ điện

Mặt cắt A-A của trạm

Mặt bằng trạm

Mặt cắt B-B

Sơ đồ nguyên lý đấu dây

Sơ đồ nối đất tiếp địa

Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến toàn thể quý thầy cô trong trường Đại Học Thành Đô ,đăc biệt các thầy cô trong khoa Điện-Tự Động Hóa đã dạy dỗ tận tình chúng em trong thời gian học tập tại trường.

Lời cảm ơn chân thành và sâu sắc,chúng em xin gửi đến gia đình, đã luôn sát cánh và động viên chúng em trong những giai đoạn khó khăn nhất.

Cuối cùng chúng em xin gửi những lời chúc tốt đẹp nhất tới toàn thể quý thầy cô.

Chúng em xin trân thành cảm ơn.

Hà nội ngày 12 tháng 6 năm 2012

The end

Chúc buổi lễ thành công tốt đẹp Chúng em xin chân thành cám ơn!

Chúc buổi lễ thành công tốt đẹp Chúng em xin chân thành cám ơn!