Trạm biến áp

Trạm biến áp

GVHD : ThS Lê Phong Phú

CHUONG IV

TRAM BIEN AP

1 Tổng quan về chọn trạm biến áp :

1.1 Trạm biến áp:

Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện

Theo nhiệm vụ, người ta phân ra thành hai loại trạm biến áp:

+ Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính: Trạm này nhận điện từ hệ thống 35+ 220kV, biến thành cấp điện áp 15kV,10kV, hay 6kV, cá biệt có khi xuống 0.4 kV

+ Trạm biến áp phân xưởng: Trạm này nhận điện tỪ trạm biến áp trung gian và biến đổi thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải của các nhà máy, phân xưởng, hay các hộ tiêu thụ Phía sơ cấp thường là các cấp điện áp: 6kV, 10kV, 15kV, Còn phía thứ cấp thường có các cấp điện áp : 380/220V, 220/127V., hoặc 660V

Về phương diện cấu trúc, người ta chia ra trạm trong nhà và trạm ngoài trời + Trạm BA ngoài trời: Ở trạm này các thiết bị phía điện áp cao đều đặt Ở ngoài trời, còn phần phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hoặc trong các tỦ sắt chế tạo sẵn

chuyên dùng để phân phối cho phía hạ thé Cac tram biến áp có công suất nhỏ (< 300

kVA) được đặt trên trụ, còn trạm có công suất lớn thì được đặt trên nền bê tông hoặc nền

gỗ Việc xây dựng trạm ngoài trời sẽ tiết kiệm chi phí so với trạm trong nhà

+ Trạm BA trong nhà: Ở tram này thì tất cả các thiết bị điện đều được đặt trong nhà

Chọn vị trí, số lượng và công suất trạm biến áp:

Nhình chung vị trí cỦa trạm biến áp cần thỏa các yêu cầu sau:

* Gần trung tâm phụ tải, thuận tiên cho nguồn cung cấp điện đưa đến s* Thuận tiên cho vận hành, quản lý

Tiết kiệm chỉ phí đầu tư và chi phi van hanh,v.v

Tuy nhiên, vị trí được chọn lựa cuối cùng còn phụ thuộc vào các điều kiện khác như: Đảm bảo không gian không cản trở đến các hoạt động khác, tinh my quan,v.v

Trong luận văn này ta sẽ đặt trong tầng hầm vì yêu cầu về mặt bằng

Nhóm Thực Hiện:

Nhất Nguyên- Đình Nghị

TC DCN 08A Bài Tập Lén CCD

Chọn cấp điện áp: Do chung cư được cấp điện từ đường dây 15kV, và phụ tải củỦa chung cư chỉ sử dụng điện áp 220V ,và 380V Cho nên ta sé lắp đặt trạm biến áp giảm áp 15/0.4kV để đưa điện vào cung cấp cho phụ tải của chung cư

1.2 Chọn số lượng, công suất MBA:

Về việc chọn số lượng MBA, thường có các phương án: 1 MBA, 2 MBA,

3MBA

- Phương án 1 MBA: Đối với các hỘ tiêu thụ loại 2 và loại 3, ta có thể chọn phuong án chỉ sử dụng 1 MBA Phương án này có ưu điểm là chi phi thấp, vận hành đơn giản, nhưng độ tin cậy cung cấp điện không cao

- Phương án 2 MBA: Phương án này có ưu điểm là đỘ tin cậy cung cấp

điện cao như chỉ phí khá cao nên thường chỉ sử dụng cho những hộ tiêu thụ có

công suất lớn hoặc quan trọng ( hộ loại 1)

- Phương án 3 MBA: Độ tin cậy cấp điện rất cao nhưng chỉ phí cũng rất lớn nên ít được sử dụng, thường chỉ sử dụng cho những hộ tiêu thụ dạng đăc biệt

quan trỌng

Do vậy, tuỳ theo mức đỘ quan trọng của hộ tiêu thụ, cũng như các tiêu chí kinh tế mà ta chọn phương án cho thích hợp

II Vị trí số lượng trạm biến áp trong xí nghiệm

Vị trí tram biến p phải thỏa mn cc yu cầu cỏ bản sau đây

- An toan và lien tục cung cấp điện

- Gần trung tâm phụ tải , thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới

- Thao tc- Van hnh - Quản lý để dng

- _ Phịng nổ -Chy - Bụi bẩm

- _ Tiết kiệm vốn dầu tư- chi phí vận hành nhỏ

Vị trí của trạm biến p trung gian mn chọn gần trung tm phụ tải.song cần ch ý rằng đường dây dẫn đén trạm thường có cấp điện áp 110-220kv

Vị trí của trạm biến ấp phân xưởng có thể ỏ bên ngoài,liển kề hoặc bên trong phân xưởng

Số lượng trạm biến áp trong môt xí ngiệp phụ thuộc vào tính chấn quan trọng phụ tải

về mặt lien tục cung cấp điện

II Xác định dung lượng trạm và dung lượng máy biến áp

Dung lượng của máy biến áp trong một xí nghiệp nên đồng nhất

Sơ đồ nối dây của trạm nên đơn giản.đồng nhất và có chú ý đến sự phát triển của phụ tải sau ny

Nhóm Thực Hiện:

Nhất Nguyên- Đình Nghị

GVHD : ThS Lê Phong Phú

Trạm biến p cung cấp cho hộ tiu thụ loại I nn dung 2 my

IV Một số phương pháp chọn công suất may biến áp

4.1 xác định dung lượng máy biến áp phân xưởng theo mật độ phủ tải

A(KVA/m*

Phuong phap nay sé don gan chi can tinh mật độ phụ tải sau biểu thức sau đây rồi tra bản sẻ được công suất cần thiết cho trạm biến áp cần tính toán

Pp o=

Fcosp

P=k,.) Pa

Trong di

F : Diện tích khu vuc phy tai tap trung ,m?

> Pa: Tổng cơng suất đặt

Ki : Hệ số nhu cầu

Cosọ _ : Hệ số cơng suất trn thanh c¡ cầu trạm Bản xc dịnh dung lượng của tram theo ©

Mật độ phụ tải | Cơng suấttrạm | Mật đỘ phụ tải | Cơng suất rạm

KVA/m? một my biến p - KVA/m? hai my biến p -

KVA KVA 0,004 180 0,004 2x100

0,010 240 0,022 2x180

0,023 310 0,052 2x240

0,061 420 0,125 2x320

0,121 560 0,282 2x420

0,292 780 0,670 2x560

0,695 p1000 1,610 2x750

4.2 Xác định dung lượng MBA phân xưởng theo mật đỘ phụ tải và chi phí vận

hành hang nam.:

Bản xác định dung lương máy biến p

Nhóm Thực Hiện:

Nhất Nguyên- Đình Nghị

TC DCN 08A Bai Tap Lén CCD

Phí tổn đi năng trong mỘt năm cầu 1KV thiết bị š

(1KV - Năm) Cơng suất

5 0,006 0,009 0,013 180

- 0,012 0,012 0,032 240

0,018 0,036 0,051 0,075 320

0,036 0,068 0,118 0,170 420

0.083 0,162 0,276 0,400 560

0,205 0,390 0,670 0,970 750

Hai phương pháp trên hai được dùng trong tỉnh tốn sơ bộ

Khi cần tính tốn chính xác phải chon máy biến áp theo phương pháp khả

năng quá taÏ cho phép

4.3 Xc định dung lượng máy biến áp theo khả năng quá tải cho phép:

Sau khi xác định được phụ tải tính tốn phía điện áp thấp của MBA phân xưởng

cĩ chú ý dến sự pht triển của phụ tải sau ny v tính chất đồng thời của phụ tải là ta cĩ

đủ tư liệu để tính chọn dung lượng máy biến áp

Nhưng vì my biến p vận hnh với điều kiện khác với ddieuf kiện tiêu chuẩn đ chọn khi thiết kế chế tạo vì vậy phải hiệu chỉnh lại dung lượng máy biến áp đ chọn

Máy biến áp được thiêt kế ,chế tạo với tuổi thọ từ 17> 20 năm vận hành trong điều kiện lớp dầu phía trên khơng quá 90°C khi nhiệt độ tăng quá 8°C thì tuổi thọ my

giảm 50%

Nhiệt đỘ trung bình khi vận hnh vo khoản 70 — 80°C Nhiệt độ phát nĩng cục bộ

cho phép lớn hơn nhiệt đỘ trung bình 15°C Tất cả cc máy biến áp làm việt ở những nơi

cĩ nhiệt đỘ trung bình hang năm lớn hơn 5°C điều phải hiệu đính lại theo biểu thức

6y„—5

S=San(1-—” =( 1ng )

Trong đĩ

S : Dung lượng ở hiệu đính theo nhiệt đỘ trung bình KVA

Sim : Dung lượng định mức trn biển my KVA

Nhĩm Thực Hiện:

Nhất Nguyên- Đình Nghị

GVHD : ThS Lê Phong Phú

6, :Nhiệt đỘ trung bình hằng năm của môi trường đặc máy °C Khi nhiệt độ môi trường đặc máy có nhiệt độ cực đại lớn hơn 35°C thì ta phải

hiệu đính them một lần nữa

6„—35

100

S=San(1-

Trong do

9; : Nhiệt độ cực đại của môi trường đặc máy.°C

Qua hai lần hiệu đính theo nhiệt độ dung lượng của máy biến áp giảm đi khá lớn .Như vì phụ tải mua đông và mùa he khác nhau khá xa Máy biến áp lại có khả năng quá tải nhất định nên người ta đưa ra hai qui tắc quá tải cho phép

+ Qui tắc qu tải 3%

Nếu phụ tải vận hành thấp hơn phụ tải định mức 10% thì khi cần thiết

ci thé cho php qu tai 3%

Qui tắc này chỉ áp dụng khi nhiệt đỘ khong khí xung quanh khong qu 35°C

Biểu thức xc định mức quá tải cho phép 3%

100-k 59

10 (%)

m% =3

Km-70

Km Trong đó

K : Hệ số điền kính phụ tải K=}_1/241„

Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa bộ số quá tải m và thời gian quá tải cho phép

Twa/Tea

Nhóm Thực Hiện:

Nhất Nguyên- Đình Nghị

TC DCN 08A Bai Tap Ldn CCD

Gidi

s* Qui tắc tì

Trong cc thng 6,

suất đinh mức thì Rhicn

Nhưng mức quá tả tối đa

Kết hợp với cả 2 qui tắc

hơn 30%

Với MBA đặc trong nhà không cho phép quá tải hơn 20%

¡ trung bình cực đại hang năm nhỏ hơn công

o php qu tải với tỈ lệ tưng Ứng

6 á 15%

đặc ngoài trời không cho phép quá tải lớn

ma he

Bộ số qu tải :

m=I„z/Iaa cï quan hệ với thời gian qu tải cho php tạ Mức độ và thơi gian quá tải nói ở trên là uwngsa với trang thái làm việc bình thường của MBA

Trong trạng thái sự cố của mạng điện Máy biến áp được phép quá tải đến 140% Khả năng lúc quá tải sự cố của máy biến áp dầu làm mát tự nhiên

Bộ số qu tải m=l„u/lan 1:3 1.6 | 1.57 | 2.0 2.4 3.0

Thời gian cho php qu tai tạ -pht 120 | 30 15 | 75 | 3.5 | 1.5

V_ Xác định dung lượng MBA Với phụ tải không cân băng :

Trong một số xí nghiệp có nhiều phụ tải 1 pha.Máy biên áp của xi nghiệp

đó có khả năng làm việt với phụ tải không cân bằng giữa các pha

Trong trường hợp này ta không chọn dung lượng MBA theo pha có phụ tải lớn nhất mà chọn theo một phụ tải tính toán nhỏ hơn đẻ MBA được vận hành quá tải

cho phép được xác định như sau

Nhóm Thực Hiện:

Nhất Nguyên- Đình Nghị

GVHD : ThS Lê Phong Phú

Trong do

Ta : Ding điện pha A là pha có phụ tải lớn nhất

Izlc : Dịng điện pha B,C

lạ„ _ : Dịng điện định mức MBA

Cần ch ý rằng việt chọn dung lượng MBA SỐ lượng các trạm máy biến áp phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như.: :công suất của phụ t tải ,mức độ tập trung hai phân tán của phụ tải loại hộ dùng điện khả năng phát triển của phụ tải và các yêu cầu đặc biệc khác

Vi vậy cần phải xem xt cc yếu tố trn một cch tồn diện và lựa chọn phương án

dựa trên cơ sở tỉnh toán ,so sánh kinh tế - kỹ thuật

'VI Xác định dung lượng tối ưu của MBA Phân xưởng :

Điều kiện chọn MBA_ Ss> S„ là điểu khiện phát nóng

Đối với 1 phụ tải S„ cho trước thì cï nhiều máy biến áp có dung lượng khác nhau thỏa mn điều kiện phát nóng trên

Vi vay caanfn xt them điều kiện vận hành kinh tế,có ngĩa là đm bảo cho tổn thất

điện năng trong MBA là nhỏ nhất

S;>S„ v AAs Min

sY

AA, naryan (Se Ìx

‘dm

Trong do:

AP, :T6n that cong sudt khong tai KW

AP, _: Tổn thất cong suất tc dụng ngắn mạch KW

t : Thời gian vận hnh MBA 860 Giờ

7 : Thời gian chiệu tổn thất cong suất lớn nhất

Xét quan hệ giửa tổn thất điện năng với tham số của máy biến áp khi cho trước

chế độ vận hanh (t,S,.7 )

Nhóm Thực Hiện:

Nhất Nguyên- Đình Nghị

TC DCN 08A Bai Tap Ldn CCD

Nếu tăng dung lượng máy biến áp thì AF, y AP; tăng lên, cịn hệ số phụ tải Kz=S,/Sa„ giảm xuống

Điểm cực tiểu trên đồ thị là giá trị tối ưu

AAs

5-

3 eee

APN(Sp/Samn)ˆ7

1\2 345 67 89

Khi 7 t ÿ tải thi dung lượng tối ưu của MBA

càng tăng

,Máy biến áp càn vậ

'VII vận hnh trạm biến p

1 Khi niệm

- Khi thiết kế trạm biến p v cc thiết bị phn phối trong trạm

ngồi việc théa mn cc yu cầu về kinh tế-kỹ thuật cịn ch ý tới vấn đề an toàn

và thuận lợi trong vận hành

- Thiết kế v vận hnh cĩ quan hệ mật thiết với nhau, thực triễn vận hnh sé

giúp ta có nhỮng kinh nghiệm đề thiết kế,ngược lại vận hành là bước thử nghiệm lại xem thiết kế có tốt hay không

- Muốn vận hành tốt phải nắm vững tinh thần của bản thiết kế.Phải căn

cứ vào các qui trình qui phạm để để ra các qui định cụ thể trong vạn hành

2 Nguyn tắc vận hnh

- Khi bắt đầu cung cấp điện + Đóng các cầu dao cách ly của dường dây vào trạm

+ Đóng dao cách ly của thiết bị chống sét

Nhóm Thực Hiện:

Nhất Nguyên- Đình Nghị

GVHD : ThS Lê Phong Phú

+ Dong dao cach ly phân đoạn thanh cái cao áp và hạ áp

+ Đóng máy cắt cao áp của đường dây vào trạm

+ Đóng cầu dao sau đó đóng máy cắt của máy biến áp

+ Đóng máy cất hạ áp của máy biến á áp

+ Đóng máy cắt của cát đường dây về các phân xưởng

- Khi ngừng cung cấp điện + Cắt máy cắt củỦa các đường dây về các phân xưởng

+ Cắt tmy cất phía hạ p của my biến p

+ Cắt máy cắt sau đó cắt cầu dao cách ly phía cao áp của máy biến áp

+ Cắt máy cắt sau đó cắt cầu dao cách ly của đường dây vào trạm

- Đóng máy biến áp vào vận hành

+ Đóng máy cắt sau đó đóng cầu dao cách ly phía cao áp của máy biến áp

đưa vo vận hnh

+ Đóng máy cắt phía hạ áp của máy biến áp

+ Cắt máy cắt sau đó cắt cầu dao cách ly phía cao áp cỦa máy biến áp.-

Kiểm tra định kỳ

+ Kiểm tra màu sắc của dầu cách điện và kiểm tra độ cao của mức dầu + Kiểm tra sứ đỡ thanh góp

+ Kiểm tra chiếu sng

+ Kiểm tra phương tiện phịng chy chữa chy v bảo hộ lao động

VII tính tram biến p:

TN DIEN PaKw) | Kmax tgư Pit Qt Sư

M.BANG | TiCH

T.TRET | 384 15.188 1 0.99 15188 15036 3.1

TNG1 384 28.254 1.29 0.82 36447 29886 47

TANG2_| 384 13.480 1.38 0.67 18602 12463 2.23

Nhóm Thực Hiện:

Nhất Nguyên- Đình Nghị

TC DCN 08A Bài Tập L6n CCD TẦNG3 | 384 5.910 |2 1.04 11820 |12292 |17

TỔNG | 1536 62.832 82057 |69677 |1173

Sba=Stt * Kat *Kat =11.73*0.8*1.5=14.076KW

S'=Sba * (1- U'tb-5 )/100=14.076 * ( 1- 35-5 )/100 = 9.85KW

DK: S'>Sba cho nn ta chOn Sba = 25kw

Sba=Ste* Ket *Kat =25 * (1-35 — 5 )/100 = 17.5 kw thỏa điều kiện

Quy tắc qu tải 3%

m% = 17.5 *3 /100 = 0.525kw

Quy tắc qu tải 1%

m% = 17.5 * 1/100 = 0.175 kw

Ta co : YS =14.076 +9.85 +0.525 + 0.175 =24.626 (KW)

Ta chọn my biến p ba pha hai dy quấn do CHLB Nga chế tạo :

Loại my | Công Thon Thon

biếnp | suất gsố gsố

(kv) (%) | &kw) | &w) % (9) |(Q) | (evar)

6

Cuộ | Cuộn ncao | hap

p

Nhóm Thực Hiện:

Nhất Nguyên- Đình Nghị

- 10 -