luận văn kỹ thuật điện, điện tử thiết kế trạm biến áp 220kv - 110kv - 22kv - đặng văn lợi (06 - 2008)

Việc thiết kế trạm biến áp 220/110/22KV, nhằm tạo một hệ thống điện rộng lớn cung cấp điện năng cho nhu cầu và phương hướng phát kinh tế — xã hội của khu vực trong gia đoạn có dự tính đế

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

HỌ VÀ TÊN: ĐẶNG VĂN LỢI MSSV: 103103060

THIẾT KẾ TRAM BIẾN ÁP 220kV/110kV/22kV

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM -_ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM Độc lập — Tự do - Hanh phúc

NHIEM VU LUAN AN TOT NGHIEP Chu y: SV phai dong ban nhiém vu nay vao trang thif nhat cla ludn dn

Họ và tên SV: ¿2/2 VAN LB boo MSSV : 103102066

Ngành : gân beg Lag lie GP Lớp : 25Š.2É1

I Đầu để luận án tốt nghiỆp:

" ?tuối kế Pb ae cự ám _ Án Le TH ướ bel Cheb

Bain LE Ca 4= -288/⁄4 8.& 1

2 Nhiệm vụ ( yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu ):

Phind Med, bing Gồy GA cher? SCF cha - tước AI

che Thee Ab, Bed Mee Map ECL ae, ab 75 ede — Chen, enki cal * Hen Me FE LE “5⁄2 24 + C2 (Clk hep

Mer, plete ah Mas p ke CMR CHE., “le Cebthi 2 cản ` died, bet m Ce, Putin sey

Mande dish, đao đực Ae cờ eh “2 Zee, Z2

BiB Fecth, -22 deh Che “đáy Aid “a6 he s77 2A

Ph k ci “8 Kibf,Ucee, petite, tS boule .ját:.A.x XS đa te ho} bop

3 Ngay giao nhiém vu ludn dn: 11/03/2008

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 20/06/2008

5 Họ tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn :

-“

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

Ngày 3O tháng 03 năm 2008 (ký và ghi rõ họ tên)

ĐẠI HỌC f.ï THUẬT (ÔNG NGHỆ

Ki:.¿ ĐIỆN DIbMT†

TS HỒ NGỌC BÁ

Nguyen ua Ninh

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đổ án tốt nghiệp này.Em xin chân thành cảm ơn qúy thầy cô

trong khoa Điện - Điện Tử Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố

Hồ Chí Minh đã trang bị và chỉ bảo,mang đến cho chúng em những kiến thức hết sức gúy bau

Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình không quản ngại khó khăn của Thầy

LÊ ĐÌNH LƯƠNG và cũng xin cám ơn quý Thầy Cô trong khoa Điện -Điện tử

đã tư vấn và giúp đỡ chúng em nhưng kiến thức quan trọng cũng như chỉ dẫn

và giúp đở em để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Vì thời gian có hạn và trình độ còn hạn hẹp nên không tránh khỏi thiếu sót

rất mong qúy thầy cô và các anh chị chuyên môn và các bạn sinh viên nhiệt tình chỉ dẫn và đóng góp ý kiến để tập đổ án này ngày càng hoàn thiện hơn

TP.HCM Tháng 06 năm 2008 Sinh viên thực hiện DANG VAN LOI

Trang 4

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, với chính sách mở cửa của Đẳng và Nhà Nước đã

làm cho nền kinh tế phát triển một cách nhanh chóng Nhất là về công nghiệp, các

thành tựu khoa học kỹ thuật trên thế giới đã nhanh chóng thâm nhập vào nước ta Đặc

biệt trong lĩnh vực Điện - Điện tử, sự xuất hiện những công nghệ hiện đại, những

dây chuyền sản xuất mới có mức độ tự động hóa cao với hệ thống Điêu Khiển tự

Động hiện đại đã làm cho các thành phần kinh tế trong nước phát triển vượt bậc cả

về số lượng lẫn chất lượng

Với sự phát triển như vậy đòi hỏi phẩi có một cơ sở hạ tầng vững chắc và đặc

biệt đòi hỏi ngành điện lực cung cấp điện phải hoàn chỉnh.Ở Thành Phố Hồ Chí Minh

hiện nay với sự phát triển và mở rộng của các khu công nghiệp,khu chế suất,khu dân

cư mới đòi hỏi phải có một hệ thống điện hiện đại và đồng bộ Chính vì điều đó mà

việc thiết kế tính toán xây dựng trạm biến áp lá cần thiết

Để hoàn thành đô án này em xin chân thành cám ơn Thầy NGUYỄN XUÂN

VINH và Thầy LÊ ĐÌNH LƯƠNG cùng các thầy cô trong Khoa Điện Do trình độ

còn giới hạn ở sinh viên nên trong quá trình thực hiện không tránh được những sai

lầm, thiếu sót Rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo thêm của các thầy cô để

chúng em hiểu rõ hơn về hệ thốngTrạm Biến Áp

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn các thầ y cô đã xây dựng và hướng dẫn chúng

em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

sinh viên thực hiện

DANG VAN LỢI

Trang 6

Chương III : Sơ đồ nối điện St ng 1 121211 E121 net rc 20

Chương IV : Tính toán ngắn mạch - c n 1n n TH HT HH nhe HH Hee 23 Chương V : Tính toán tổn thất điện năng trong MBA - 5 S2 na 33

Chương VI : chọn máy cắt điện và dao cách ly c n ST neo 41

Chương VỊI: Tính toán kinh tế - kỹ thuật quyết định phương án .- 52

Chương VHI : Chọn khí cụ điện và các phần dẩn điện SH nhe 56 Chương IX : Thiết kế tự dùng ác S ST HT HE HH Hee 65

PHẦN II : THIẾT KẾ CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT

Chương I: chống sét đánh trực tiếp cho trạm : 5s s nnn E 211121111 nàn 70

Chương II : thiết kế nối đất cho trạm .- 2n ST E2 ng rec 84

Chương HII : Chỉ tiêu chống sét cho đường dây cấp 220kV anh 97

Trang 7

Luận Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Trạm Biến Áp

_—=.—— ———————.————————————T—TTTmymmTTFEFE

TFÐƑT Ƒ —Ƒ—_—_—_—_— —_——_

PHẦN I THIET KE PHAN DIEN

Trang 8

CHUONG I TONG QUAN VE TRAM BIEN AP CAN BANG CONG SUAT PHU TAI

I GIGI THIEU VE TRAM BIEN AP

ùng với hệ thống phát triển năng lượng quốc gia phục vụ cho quá trình công Crrice 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 cầu 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 ra

II PHAN LOẠI

Trong thiết kế và vận hành mạng điện thường gap 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

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 ngoai 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, tram Gis

HI NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Nhiệm vụ của luận án này là thiết kế trạm biến áp 220/110/22KV với các số liệu

ban đầu như sau:

Trạm có 2 đường dây dẫn đến và phụ tải của các cấp bao gồm:

+ Phụ tải cấp 110KV có 4 đường dây

—Ä<.—- ————————————————————=

2

Trang 9

——————————.———————————————————ỄE—-

Smax = 50 MVA ; cos@= 0,86

+ Phụ tải cấp 22KV có 8 đường dây

Smax =20MVA; cosœ = 0.88

+ Nguồn cung cấp 220KV có 2 đường dây 80km

_ Sur = 7000MVA; cos@ = 0,8; X ur = 0,4

TRINH TU THIET KE

Phan!:

Cân bằng công suất

Chọn sơ đồ cấu trúc và MBA cho trạm biến áp

Tính tổn thất điện năng

Tính ngắn mạch - chọn máy cắt

Chọn sơ đồ nối điện

Tính kinh tế kỹ thuật - Chọn phương án thiết kế

Tính toán sóng truyền theo đường dây vào trạm

Tính toán chỉ tiêu chống sét cho đường dây

> Công suất ngắn mạch: 7000 MVA

>2 đường dây dài: 80 km

Trang 10

Trang 11

0 2 4 6 8 #10 12 14 16 18 20 22 24

Trang 12

——————Tmy——s“KƑ_ k

Theo số liệu ban đầu đã cho, thiết kế trạm biến áp theo trình tự sau:

Phan 1:

Cân bằng công suất

Chọn sơ đồ cấu trúc và MBA cho trạm biến áp

Tính tổn thất điện năng

Tính ngắn mạch - chọn máy cắt

Chọn sơ đồ nối điện

Tính kinh tế kỹ thuật - Chọn phương án thiết kế

Tính toán sóng truyền theo đường đây vào trạm

Tính toán chỉ tiêu chống sét cho đường dây

Các bản vẽ

Theo số liệu ban đầu đã cho, thiết kế trạm biến áp theo trình tự sau:

Cân bằng công suất phụ tải

Lựa chọn phương án tối ưu

Chọn máy biến áp

Sơ đồ nối điện

Tính dòng điện ngắn mạch

Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

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

băng hay không Cân bằng 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

Trang 13

—————————————————DD—Ừờ—

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 san xuất và sinh hoạt, tuỳ

theo tâm quan trọng của phụ tải đối với nên 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 điện với mức độ tin cậy thấp,

cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa và thay thế thiết bị khi có sự cố

Il DO THI PHU TAI TUNG CAP DIEN AP

20)

10 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h)

Trang 14

Trang 15

Bảng phân theo thời gian

Trang 16

_-——_———.———.———-————————— ————r——==e=e=e=—

on

4 Đồ thị tổng hợp của toàn trạm khi qua máy biến áp

* Bang phân theo thời gian toàn trạm

Trang 17

Thiế

Khi thiết kế trạm biến áp, chọn sơ đổ cấu trúc là phan quan trọng có ảnh hưởng đến quyết định đến toàn bộ thiết kế,

Các yêu cầu chính khi chọn sơ đề cấu trúc:

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

Ap, 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 Tổn hao qua máy biến 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 áp

+ Tổng công suất máy biến áp

+ Tổng vốn đâu tư mua máy biến áp

+ Tổn hao điện năng tổng qua các máy biến áp

II SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP

Trạm biến áp là một công trình nhận điện năng bằng 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 á 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

cT=T=————

Il

Trang 18

+ Dùng máy biến áp ba cuộn day (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

HI LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KHẢ THỊ

Các phương án để 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:

- Phương án này có ưu điểm:

+ Số 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 áp Ủy > 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

12

Trang 19

+ Phương án này có nhược điểm là:

- Tăng số lượng máy biến áp

- Tách máy biến áp thành hai phần riêng biệt

3 Phương án 3

Š Sơ đồ cấu trúc phương án 3

Dùng hai máy biến áp 3 cuộn dây

Sơ đồ này có ưu điểm là sử dụng ít máy biến áp, cấu trúc rõ ràng linh hoạt, độ tin cậy

cung cấp điện cao

Tuy nhiê n, khi sử dụng phương án này lại có nhữ ng nhượ c điểm:

- Giá thành cao hơn nhiều so vớ ¡ sử dụ ng phương án dùng hai máy biến á p tự ngẫu

-_ Kích thước lớ n, do đó khó chuyên chở khi xây dựng và diệ n tích chiếm chỗ lớn

-_ Khi công suất của các cuộn quá chênh lệch sẽ dẫn đến cuộn công suất bé sẽ non

———Ï————————ễ—_Ử —_

13

Trang 20

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

trung và hạ Sơ đồ cấu trúc trạm dạng tách rời

Phương án này có ưu điểm là độ tin cậy cung cấp điện cao Tuy nhiên, sử

dung phương pháp này có nhiều nhược điểm là tăng số lượng máy biến áp dẫn đến diện

tích tăng và tách trạm ra 2 phẩ n riêng biệt tương đương vớ ¡ hai trạ m biế n áp được xây

dự ng chung một địa điểm Trong phương án này, ta vẫn có thể thay thế máy biến áp hai

cuộn dây bằ ng máy biến áp tự ngẫu tương tự như ở phương án 2 Nói chung phương án

bốn có nhiều hạn chế và ít được sử dụng

14

Trang 21

5 TỔ NGKẾT

Ta nhận thấy rằng trong thực tế hai phương án 1 và 2 đượ c sử dụ ng phổ biến vì ở

phương án 3 và 4 tính hợ p lí không cao với những khuyết điểm nêu trê n Như vậy còn lại

phương án một và hai để ta lựa chọn Do đó để chọn ra phương án tối ưu nhất để thiết kế

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

V.CHON MAY BIEN AP

I KHAI NIEM

áy biến áp là thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp Mite Điện năng 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 Ở 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 Ảnh 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

đối 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 sau:

+ An toàn đảm bảo tính cung cấp điện

+ Vốn đầu tư thấp nhất

+ Chi phí vận hành bé nhất

+ Dung lượng máy biến áp trong một trạm nên đồng nhất

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

”_ ”—.rưannannnnmmmmmmm—m—m _

®=

15

Trang 22

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

Ki và K; với thời gian qua tải Tạ

+ 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 Kzxp

+K¡, K;, K;cp, T; được tính theo sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến

dp cia thay Huynh Nhon 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 nghỉ, 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 điều kiện :

+ Theo đồ thị phụ tải đẳng trị về hai bậc trong đó : K,< 0.93 ; K;ạ < 1.4 đối với máy biến áp đặt ngoài trời và K; < 1.3 đối với mày biến áp đặt trong nhà, Tạ < 6g

Il CHON CONG SUAT MAY BIEN AP

1 Trường hợp chỉ có 1 máy biến áp

Katt» Samp = Sax Trong d6 : Kaw: 14 kha nang qué tai thường xuyên

2 Trường hợp có hai máy biến áp ghép song song

Công suất máy biến áp được chọn theo điểu kiện một máy nghỉ, máy còn lại với khá năng quá tải sự cố cho phép phải tải lớn hơn công suất cực đại của phụ tải

Kase Sama = Smax

S Max

Suy ra: Samp 2 K

ptsc Theo điều kiện này không cần xét điều kiện bình thường vì Katse 16n nhat chi

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

SampB > Ô.5X SMax

——Ừ——————————T—————————TyTTTETTEFTTTTEFFT—

16

Trang 23

_——————————m—————c——c—cc—c-x—x—S=<=

Chọn theo điều kiện trên đưa đến công suất máy biến áp quá lớn do chế tạo

máy biến áp nhảy vọt, có thể không chọn công suất quá lớn mà xét khi sự cố I

máy có thể cắt một phần phụ tải loại 3, nếu cho phép thì hợp lý hơn

3 Trương hợp có 3 máy biến áp ghép song song

+ Công suất máy biến áp chọn theo công thức:

S Max

3 + Kiém tra 1 máy nghỉ hai máy còn lại với khẩ năng quá tải sự cố có thể tải

công suất cực đại

SamB 2

Max 2xK

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

song phù hợp với sơ đồ cấu trúc và số lượng máy biến áp đã chọn ở chương II

* Bang phân theo thời gian toàn trạm

Suy ra: Samp =

Trang 24

Smax = 70.5(MVA) 3 Syin = 32.5 (MV A)

ŠChọn máy biến áp cho phương án 1

+ Phương án 1: sử dụng hai máy biến áp từ ngẫu ghép song song nên ta chọn

công suất máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố

5 Samp 2 Max

K ptsc

Trong đó : Ku.= 1.4 (vì máy biến áp đặt ngoài trời)

Suy ra: Samp 2 ~ = 50.35(MVA)

+ Vậy ta chọn 2 máy biến áp tự ngẫu, mỗi máy có công suất Samg = 63(MVA) Thoả điều kiện thời gian quá tải 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 điểu 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

S max 70.5

= 0.55 < 0.93

""2xSimp 2x63

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

Koto X Sams = Smax

Suy ra: 1.4.x 63 = 88.2 >S,,, = 70.5 (MVA)

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

+ Do đó ta chọn 2 máy biến áp tự ngẫu có công suất Sz„ = 63(MVA), Nga sản xuất

# Bảng thông số kỹ thuật của MBA (Phụ lục trang 254 sách thiết kế NMĐ và TBA

Huỳnh Nhơn)

+Š Chọn máy biến áp cho phương án 2:

+ Vì cấp 220/110KV của phương án 2 sử dụng hai máy biến áp 3 cuén day ghép song song nên ta chọn công suất máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố:

Trang 25

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

Suy ra: Sams 2 = 50.35(MVA)

+ Vậy ta chọn 2 máy biến áp 3 cuộn dây , mỗi máy có công suất Sampg =

63(MVA) Thoả điều kiện thời gian quá tải thời gian quá tải cho phép Nghĩa là

máy biến áp đã chọn có kha 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

Kato: X SamB = Smax

Suy ra: 1.4.x 63 = 88.2 >S.ax = 70.5 (MVA)

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

Trang 26

——— —_—————————

CH UONG III

SƠ ĐỒ NỔI ĐIỆN

I KHÁI NIỆM

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

nhiệm vụ nhận điện từ các nguồn để 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 dây

+ 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:

I Tính đảm bảo cung cấp điện theo yêu cầu, 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 glan 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 Tính phát triển: sơ đổ 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 yêu cầu trên ta có sơ đô nối điện như

sau:

20

Trang 28

Thiết Kế Trạm Biến Áp Luận Án Tốt Nghiệp

® Sơ đồ nối điện phươn gán2

Trang 29

CHƯƠNG IV _ TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MACH

I KHÁI NIỆM

N gắn mạch là hiện tượng 3 pha, 2 pha chạm nhau hoặc một pha

chạm đất trong hệ thống điện có trung điểm nối đất trực tiếp Ngắn mạch xảy ra gây nguy hiểm cho thiết bị điện vì khi đó dòng ngắn mạch có trị số rất

lớn có thể làm hư hỏng nghiêm trọng cho hệ thống điện Để tính toán ngắn được

chính xác trong một hệ thống điện là rất phức tạp và khó khăn, cho nên trong thực

tế người ta sử dụng phương pháp thực dụng với việc đưa ra giả thiết đơn giản hoá

Vì thực tế nó không đòi hỏi độ chính xác cao Do đó phương pháp tính thực dụng có

ưu điểm tính toán đơn giản, nhanh chóng, tuy nhiên các kết quả tính được chỉ gần

đúng Tất nhiên kết quả tính được phải nằm trong phạm vi cho phép Bỡi vì mục

đích tính toán dòng ngắn mạch (Iụ) để phụ vụ cho việc chọn khí cụ điện ( máy cắt,

kháng điện, biến dòng, biến áp ) và các phân dẫn điện ( dây dẫn, thanh dẫn, cáp)

+ Trong dé: Sy chon tuy y, c6 thé 1A 100MVA, 1000MVA hay bằng công

suất tổng của hệ thống (Su)

U( chọn bằng điện áp trung bình của các cấp tương ứng: 500; 230; 115; 37;

- Lần lược biến đổi sơ đô về sơ đồ đẳng trị chỉ có một nguồn và điện kháng tổng

tương đương cho từng điểm ngắn mạch Xgi

- Tính dòng ngắn mạch của từng điểm ngắn mạch theo biểu thức

——>-———e——ee>——cTcycc—T—TTz-=nr-crỶ-cr-cr-c-sxcr-c-=-ckr-=rcrcrc=—== =xierx-x ree

23

Trang 30

Ten =X nicky = Leni X Teo = ° Si Si

+ Trong dé: Iy bang tri co ban cha dòng ngắn mạch tương ứng với điện áp tại điểm ngắn mạch

- Các phần tử tham gia vào sơ đồ tính toán được mô hình hoá như sau:

* Xo : điện kháng siêu quá độ dọc trục đối với nhiệt điện

*X 4: dién kháng quá độ dọc trục đối với thuỷ điện

+ Đường dây (DÐ) ở các cấp điện áp

*L: chiều dài đường đây (km),

* Xụ : điện kháng trên 1 km đường dây có thể lấy bằng 0.4 O/km

+ Kháng điện (K) trên thanh góp điện áp máy phát

* am : điện áp mức của kháng (KV)

* lạm : dòng điện định mức của kháng (KA)

* X,% : điện kháng tương đối tính bằng phần trăm của kháng

+ Máy biến áp (B)

* Samp : công suất định mức của máy biến dp (MVA)

>Điện áp định mức các cấp Un% : Điện áp ngắn mạch phần trăm

Với máy biến áp hai cuộn dây thì nhà chế tạo cho sắn

Với máy biến áp từ ngẫu và ba cuộn đây thường cho:

* Un%cu : dién áp ngắn mạch giữa cuộn cao với cuộn hạ

* UN%cr : điện áp ngắn mạch giữa cuộn cao với cuộn trung

* Un%ry : dién áp ngắn mạch g1ữa cuộn trung với cuộn hạ

Can tinh Uy% ctia cuộn cao, trung, hạ theo biểu thức

Khi công suất các cuộn đây là 100/100/100

]

Un %¢ = 3 Un “cr + Un %cH ~ Un %tH)

Un %7 = 2(UN “cr +UN TH — UN %ecH)

]

Unie = 5 (Un %cu + Un % ry - Un %cr)

Khi công vất của các cuộn đây là 100/100/66.7

Trang 31

Khi tính toán ngắn mạch trong mạng hạ thế khác với mạng cao thế

- Có thể tính trong hệ có tên, không cần tính trong hệ tương đối

- Không thể bỏ qua điện trở R, vì R và X tương đương nhau

- Điện trở Rạg và điện kháng X; của máy biến á áp xác định theo biểu thức

Trang 32

Trang 33

Trang 34

Trang 35

Luận Án Tốt N ghiệp ee Thiết Kế Trạm Biến Ap SE Tram Bien Ap

Trang 36

Uy %e =~ N € 2 (Uy Yep +U y% 4 -U,%, )=(114+28~12.6) N CT N CH N TH 2 =13.2

Uy %y -=U, % ey —Uy Yep +U y Yep) = 21~28+1246 =0

1

Uy %y = (Uy %er + Uy Yoon + Uy %qy) = 5 (M1 + 28 + 12.6) = 14.8

Suy ra: X= Uy x Scb _ 13.2 x1000 = 2.09

100xS, 100x63 _ Unser xSop _

Trang 37

- Dòng xung kich: véi K,, = 1.8

ig) =V2x Ky x Dy, = V2 x1.8x 6.99 =17.79(KA)

Trang 38

- Dòng xung kich : vdi Ky, = 1.8

igs =V2% Ky xy, = V2 x1.8x 10.178 = 25.91(KA)

Trang 39

hi truyền tải điện năng từ trạm biến áp đến các nơi tiêu thụ, ta cần phải dùng

Ka dẫn và máy biến áp, nên một phần điện năng tất nhiên bị tiêu hao do đốt

nóng dây dẫn, do tạo ra các trường điện từ và các hiệu ứng khác Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và máy biến áp, vì chúng có điện trở và điện kháng nên bao giờ cũng có một tốn thất nhất định về công suất tác dụng AP và công suất phản kháng

AQ Số năng lượng điện năng mất 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 TỔN THẤT 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

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

+ Sj: công suất của n MBA tương ứng với thời gian t,

+ + : thời gian tổn thất công suất cực đại phụ thuộc vào thời

gian sử dụng công suất cực đại T„¿„ và COSO

A _ XS; xt,

2 Tổn thất điện năng trong máy biến ấp từ ngẫu

- Hệ số có lợi của MBA từ ngẫu ơ

Trang 40

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

lAPxc (SSễtc)+ APuy(SSỆty)+ APug CS tạ )]

+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

AA = nx AP, xt+—] APye 2 1c +APNT 2 tr +APNH HTH

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

1 Tính toán tổn thất điện năng trong MBA cho phương án |

a Ton that dién nang trong hai máy biến áp Bị & B¿

- Là hai máy biến áp từ ngẫu mỗi máy có công suất là Sam = 63 (MVA)

Trong đó : Pqcr = 400(KW) ; Py ry = = 240(1KW) ; Pyicy = 220(KW)

- Hệ số có lợi :

œ=I- TT = I— Ô —os Uc 220

- Tổn thất công suất của các cuộn

Định dạng
Số trang	130
Dung lượng	4,65 MB

luận văn kỹ thuật điện, điện tử thiết kế trạm biến áp 220kv - 110kv - 22kv - đặng văn lợi (06 - 2008)

Điện trở tản của nối đất chống sét