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

Trạm biến áp là một khâu không thể thiếu trong hệ thống năng lượng, trạm biến áp dùng để biến đổi từ cấp 1 điện áp này sang cấp điện áp khác giúp cho việc phân phối : điện năng ở các cấp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TPHCM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:

GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN:

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

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

Chú ý: SV phải đóng biên bản này vào trang thứ nhất của luận án

Họ và tên SV : Nguyễn Bá Hữu MSSV : 103103040

Ngành : Điện công nghiệp Lớp : 03DDC2

{ Đầu đề luận án tốt nghiệp: |

THIET KE TRAM BIEN AP 220/110/22KV LONG BINH

2 Nhiéin vu (yéu cau vé ndi dung va sé liéu ban dau ) :

Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV theo các số liệu sau 1/ Nguồn cung cấp 220KV có 2 dây vào trạm

2/ Phụ tải cấp 110KV có § đường dây ra

3/ Phụ tải cấp 22KV có 4 đường dây ra

4/ Thông số của máy biến áp 2xI25MVA

5/ Bang phân bố phụ tải của toàn tram

3 Ngày giao nhiệm vụ luận án : 11/03/2008

4 Ngày hòan thành nhiệm vụ : 19/06/2008

5 Họ tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn :

1 TS Nguyễn Thanh Phương / 50%

2/ Th§ Ngô Cao Cường 2/ 50%

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

Ngày 15 tháng 03 năm 2008 (ký và ghi rõ họ tên)

”

TRUGNG KHOA

ĐẠI HỌC tÝ THUAT CONG NOH p 2 Lquenm

TS HO NGOC BA TS NGUYEN THANH PHUONG

ee a ca ec me ee me re a ne te ay re mk ine mre ee na ee ee ee ee ee ee sen em cm mm

ee mm ek ea et ee ee mh ee mm ee ere ee ee eee eee ce ee ee

NHAN XET GIAO VIEN HUGNG DAN

a ey at ce see se er ee eee me me eee ee ee ee eee em

eS yd a eh ee a sm ee ee me a ee ne ar mm a ee mee ee ee ee

re em ee ee ee re ee re ee ee me emt ere ee re ee my a eee oe eee ee

SS ye sy mr ek se my cre nee mm ee ay ne eee eee ee ee

Se ee ee ee ee ee eee eee em mm cm mm

a a ee ee ee we ee ee eee eee ew eee

ee ee se te rs re ee sa me ee a ee ee | , ,

em re ce ee ke ae may ee ee ee ee ee ee ee we ee ne en em cm

a i i ee ee eee ee a a ee ee eee eee

ee ee rm ee ee re ee ee ee ee em ee eee ee eee ee oe ee ee ee HH mm mHÍ sản sen mm

Trong nghành kinh tế thì ngành 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 may,

xí nghiệp, khu công nghiệp Do đó đòi hỏi một nguôn 1| năng lượng có độ tin cậy chất lượng cao Muốn vậy trước

LÍ hết ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện cho sản xuất

| va nhu cau 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

1 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 tổn

'| thất điện năng trong việc truyền 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

| cc thay, cd, tan tình chỉ din những kiến thức ban đầu va

hôm nay từ những nền 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 thây Nguyễn Thanh Phương

Ề Bằng tất cả lòng biết ơn chân thành, em xin được 'Í phép ghi nhận sự giúp đỡ quý báu của thầy Nguyễn Thanh Phương, 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 dẫn

thêm của các Thầy, Cô và các bạn

Xin chân thành cảm ơn

THIET KE PHAN DIEN

GVHD: Ts.Nguyén Thanh Phuong 1 SVTH:|Nguyén Ba Hiru

Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Trạm Biến Áp

CHUONG I TONG QUAN VE TRAM BIEN AP

I GIGI THIEU VE TRAM BIEN AP

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

Cu, 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 chị 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

dé ra

I PHAN LOAI

Trong thiết kế và vận hành 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 ấp

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,

a Ngoài trời: tất cả các thiết bị đu 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

IIL 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

+ Phụ tải cấp 22KV có 6 đường dây

+ Nguồn cung cấp 220KV có 2 đường dây

GVHD: Ts.Nguyễn ThanhPhương 2 SVTH: Nguyễn Bá Hữu

sô

Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Trạm Biến Áp

+ Thông số của máy biến áp 125MVA(230/1 15/38.5)

II TRÌNH TỰ THIẾT KẾ

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

1 Cân bằng công suất phụ tải

2 Lựa chọn phương án tối ưu

3 Chọn các thông số của phụ tải phù hợp với máy biến áp

4 Sơ đồ nối điện

5 Tinh dong điện ngắn mach

6 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

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

Luan Van Tét Nghiép Thiết Kế Trạm Biến Ap

_ CHUONG IL CAN BANG CONG SUAT PHU TAI

I KHÁI NIỆM

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

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 xẩy 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

+ 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

II Đồ THỊ PHỤ TAI TUNG CẤP ĐIỆN ÁP

60

60 40+

20:

0 4 8 12 16 20 24 t(gid)

GVHD: Ts.Nguyén Thanh Phuong 4 SVTH: Nguyễn Bá Hữu

Luan Van Tét Nghiép Thiét Ké Tram Bién Ap

# Bang phan theo théi gi

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

®Bảng phân theo thời gian toần tram

GVHD: Ts.Nguyễn Thanh Phương 5 SVTH: Nguyễn Bá Hữu

86.98

80) 73.9 i ! : |_ 66.28 60+ i

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

S thống Đối với trạm biến áp nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống

đến trạm biến áp, có nhiệm vụ đảm 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 để

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 phân

quan trọng, cấu trúc của trạm biến áp phải luôn được giữ liên lạc chặc chẽ

Khi thiết kế trạm biến áp, chọn sơ đổ 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 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 gân, 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 dau tư mua máy biến áp

+ Tổn hao điện năng tổng qua các máy biến á áp

Il SO 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 á 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 á 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 Ur> 110KV)

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

GVHD: Ts.Nguyễn Thanh Phương 7 SVTH: Nguyễn Bá Hữu

Ill LYA CHON PHUONG AN KHA THI

- Phương án này có ưu điểm:

+ Số lượng máy biến áp chỉ 2, chiếm ít điện tích xây lắp

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

+ Máy biến áp từ ngẫu chỉ chế tạo với điện áp U; 3 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 ị

© Sơ đồ cấu trúc phương án 2

GVHD: Ts.Nguyễn Thanh Phương 8 SVTH: Nguyễn Bá Hữu

+ Phương án này có nhược điểm là:

- Tăng số lượng máy biến áp

- Tách máy biến áp thành hai phần riêng biệt

GVHD: Ts.Nguyễn Thanh Phượng 9 SVTH: Nguyễn Bá Hữu

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

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 nhiễu 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 xây 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 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 điểu 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 phi van 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 bién dp theo 2 diéu kién 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 dựng 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 qué tai (K>>1)

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

Luan Van Tét Nghiép Thiét Ké Tram Bién Ap

+ Dang tri dé thị phụ tải qua máy biến áp thành đồ thị phụ tải chỉ có hai bậc

K¡ 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 tươn

ứng Kỳ, K¿ và 1

+ Nếu K¿cp > K; nghĩa là

thị phụ tải đã cho và tuổi thọ củ

+ Nếu Kạcp< K; tức là

điều kiện trên Do đó phải chọn

+ Khi đã chọn công suất

cần kiểm tra khả năng này

+ Kị › K, > Kạcp › Tạ được

của thầy Huỳnh Nhơn trang 32,

ứng xác định khả năng quá tải cho phép Kx.; tương

máy biến áp đã chọn có khả năng vận hành với đô máy biến áp vẫn đảm bảo

y biến áp đã chọn không có khả năng đảm bảo hai máy biến áp có công suất lớn hơn

máy biến áp lớn hơn Sw„ của đồ thị phụ tải không

z

ính theo sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp

3,

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¿ <1.4 đối với

máy biến áp đặt ngoài ' trời và K¿ < 1.3 đối với mày biến áp đặt trong nhà, Tạ < 6g

II CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP

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 p

Kc -

Suy ra: Sams

Theo điều kiện này khôn bằng 1.4 (máy biến áp đặc ngoài

Samp Chon theo diéu kién trén máy biến áp nhảy vọt, có thể kh

có thể cắt một phân phụ tải loại

®Bảng phân theo thời gian toàn

ép phải tải lớn hơn công suất cực đại của phụ tải

> SMax

K

g cần xét diéu kién bình thu@ng vi Kgs In nhat chi

trời) Trong khi theo điều kiện bình thường chỉ cần:

Max = 130.5(MVA) ; Smin = 86.5 (MVA)

Š Chọn 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 |

Samp 2 Smax

ptsc

Trong d6 : Kase = 1.4 (vì máy biến áp đặt ngoài trời)

Suy ra: Samp 2 — = 93.21(MVA)

+ Từ đồ thị phụ tải nêu trên nên ta chọn máy biến áp từ ngẫu có công suất Samp = 120(MVA) Thì ta thấy thời gian quá tải 12g > 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 Samg =

125(MVA) Thoả điểu 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 đổ thị phụ tải đã cho

Kiểm tra diéu kiện quá tải

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

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

GVHD: Ts.Nguyễn Thanh Phương 12 SVTH: Nguyễn Bá Hữu

ATHHTH do Nga sản xuất có các

ø Bảng thông số kỹ thuật của M ~

pm đã thoả mãn yêu cầu, cho phép làm việc với

áp từ ngẫu có công suất Sam = 125(MVA) Kiểu

thông số kỹ thuật sau:

A

Chọn máy biến 4p cho }

rịi Chọn máy biến áp cấp 220/1

Suy ra: Samp 2 a1

+ Từ đồ thị phụ tải nêu trê

Samp = 120(MVA) Thi ta thay thị

Dẫn đến không cho phép vận hà

+ Vậy ta chọn 2 máy biế

125(MVA) Thoả điều kiện thời

Nghĩa là máy biến áp đã chọn có

Kiểm tra điều kiện quá tải

+ Thời gian quá tải 4g < 6g

+ Trong điều kiện bình thưi

n nên ta chọn máy biến ấp 2 cuộn dây có công suất

7i gian quá tải 12g > 6g thời gian quá tải cho phép

đối với đồ thị phụ tải đã cho

n áp 2 cuộn dây , mỗi máy có công suất Sang =

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

khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho

thời gian quá tải cho phép

ững hệ số mang tải của mỗi máy biến áp

ig = mm = 1305 — 0522 < 0,93 2x8» 2x125

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

Kotor X Samp 2 Smax

GVHD: Ts.Nguyén Thanh Phuor 1g 13 SVTH: Nguyễn Bá Hữu

Luan Van Tét Nghiép

Suy ra: 1.4x 125=175 >

+ Vậy máy biến áp được

phụ tải đã cho

+ Do đó ta chọn máy biến ONAF do AEG sản xuất

chọn đã thoả mãn yêu cầu, cho phép làm việc với

áp 2 cuộn dây có công suất Sam = 125(MVA) Kiểu

2KV tram

+ Vì cấp 110/22KV của phương ẩn 2 sử dụng hai máy biến áp 2 cuỗn dây ghép song

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

5 đmB > K

ptsc max L

Trong d6: Kgsc = 1.4 (vì máy biến áp đặt ngoài trời)

40.5 _

Suy ra: — =

y Simp — 1.4 28.93(MVA)

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

Samp = 30(MVA) Thi ta thay thd

Dẫn đến không cho phép vận hàn h đối với đổ thị phụ tải đã cho ¡ gian quá tải 20g > 6g thời gian quá tải cho phép

+ Vậy ta chọn 2 máy biến áp 2 cuỗn dây, mỗi máy có công sudt Sang =

40(MVA) Thoả điều kiện thời git

là máy biến áp đã chọn có khả nà

GVHD: Ts.Nguyễn Thanh Phươ

an quá tải 4g < 6g thời gian quá tải cho phép Nghĩa

ing vin hành với đồ thị phụ tải đã cho

14

hg SVTH: Nguyễn Bá Hữu

Luan Van Tét Nghiép | Thiết Kế Trạm Biến Áp

%Kiém tra diéu kién qué tai '

+ 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

y= pl = OF = 0.506 < 0.93 2x Sing 2x40

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

Kot X Samp 2 Swtax

Suy ra: 1.4x 40 =56 > Sw¿x = 40.5 (MVA)

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

phụ tải đã cho

+ Do đó ta chọn máy tiến ấp 2 cuộn dây có công suất Sam = 40(MVA) Kiểu

ONAN do AEG sản xuất

Giá tiên: MBA §$am = 125(MVA) : 9500000 USD

MBA Sam = 40 (MVA) : USD

ịChọn máy biến áp tự dùng

Tự dùng của trạm biến áp không phụ thuộc hoàn toàn vào công suất của trạm

mà a chil yếu ỗ trạm biến á áp có hai ti CÓ người trực ân xuyên, và dựa vào hệ

có các thông số kỹ thuật sau:

@ Bang thông số kỹ thuật của M

Luan Van Tét Nghiép Thiết Kế Trạm Biến Ap

CHƯƠNG V

SƠ ĐỒ NỔI ĐIỆN

I KHÁI NIỆM

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

Nghiệm 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:

1 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 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 Tính phát triển: sơ đồ 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 dấu 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 đồ nối điện như sau:

\ Sơ đồ nối điện phương án l

GVHD: Ts.Nguyễn Thanh Phương 16 SVTH: Nguyễn Bá Hữu

Luan Van Tét Nghiép

Sơ đồ nối điện phương án 2

TINH TOAN DONG NGAN MACH

I KHÁI NIỆM

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 (Iy) để phụ vụ cho việc chọn khí cụ điện ( máy cắt, kháng điện, biến dòng,

biến áp ) và các phân dẫn điện (day dan, thanh dẫn, cáp)

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

tương đương cho từng điểm ngắn mạch Xa

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

Luan Van Tét Nghiép

Với máy biến áp hai cuộn

Với máy biến áp từ ngẫu \

* Un%cy : điện áp 1

* Un%cr : điện áp T1

* Un%ry : dién ap r

Can tinh Un% cia cuén

Khi công suất các cuộn dâ

bản của dòng ngắn mạch tương ứng với điện áp tại

tính toán được mô hình hoá như sau:

ác thông số

ỒN? ÌN

áy phát (MVA)

mức (KV)

iêu quá độ dọc trục đối với nhiệt điện

uấ độ đọc trục đối với thuỷ điện

tương đối tính bằng phần trăm của kháng

¡nh mức của máy biến áp (MVA)

phần trăm

dây thì nhà chế tạo cho sắn

ya ba cuộn dây thường cho:

\gắn mạch giữa cuộn cao với cuộn hạ

Igắn mạch giữa cuộn cao với cuộn trung

\gắn mạch giữa cuộn trung với cuộn hạ

cao, trung, hạ theo biểu thức

Un%y =~ NOH 9S 0.67 cH 4 SN OTH UY % on 067 ON*cr)

GVHD: Ts.Nguyễn Thanh Phương 20 SVTH: Nguyễn Bá Hữu

Luan Van Tét Nghiép

Với máy biến áp từ ngẫu

Un%c =F Un %er

ỦN 2T = (Un%d

1 UN%, Un%y == N 79H 2

œ + Trong đó: V là hệ

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 Rg và điện kháng X; của máy biến áp xác định theo biểu thức

Luan Van Tét Nghiép

Suy ra: x, Unc XScb _18.5%1000 _ 4g

tương đương như sau:

J

Thiét Ké Tram Bién Ap

Luan Van Tét Nghiép

c Tinh ngin mach tai diém N3 (2

- Sơ đồ biến đổi tương đưc

- Tổng điện kháng

X Xy3 =Xy + 3 =1

- Dong xung kich

ing = V2 xK yy XIyg = V2 x1.8x 36.085 = 91.857(KA)

Luan Van Tét Nghiép

Xyr = Xeam X—2 = 0.4x—— = 0.057 ae et Sur 7000

+ Duong day: v6i L= 100 km ; Xp = 0.4

- Sơ đồ biến đổi tương dudng

GVHD: Ts.Nguyễn Thanh Phương 26 SVTH: Nguyễn Bá Hữu

Luan Van Tét Nghiép Thiét Ké Tram Bién Ap

- Sơ đồ biến đổi tương đưdng

2 N;

ng 27 SVTH: Nguyén Ba Hữu

- Dong xung kích: véi Ky = 1.8

jag = V2 x Ky, X Ly = V2 X1.8x 6.19 = 15.76(KA)

d Tinh ng4n mach tai diém N, (C

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

dây dẫn và máy biến áp, r

nóng dây dẫn, do tạo ra cá c trường điện từ và các hiệu ứng khác Khi có dòng ên một phần điện năng tất nhiên bị tiêu hao đo đốt

điện chạy qua dây dẫn và máy biến áp, vì chúng có điện trở và điện kháng nên bao

giờ cũng có một tổn thất nhất

kháng GQ Số năng lượng điện

định về công suất tác dụng ŒP và công suất phản hăng 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 điệ

án kinh tế nhất

n năng trong máy biến áp để so sánh những phương

II CÁCH TÍNH TỔN THẤT BIỆN NĂNG CỦA CÁC LOẠI MÁY BIẾN ÁP

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

- Khi không có đồ thị phụ

AA =nxAP, x(+ SẾN x

tải xác định theo biểu thức

2 max

áy biến áp làm việc song

GVHD: Ts.Nguyễn Thanh Phư

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

AA =nxAP, xt +—k_ fare (ZS2t¢) + APur ŒS†tr) + APH ŒSậtw)|

nxSẩm Trong đó :

+ APo: tổn thất không tải

+ APwc : tổn thất ngắn mạch cuộn cao

+ APaxr :tổn thất ngắn mạch cuộn trung

+ A Pnn : 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

2 2 2

AA =nxAP, <td, Smax to + APyr Smaxt tr +APNH Sax Ị

n Sam Sam Sam

I TINH TOAN TON THAT BIEN NANG TRONG MBA CỦA 2 PHƯƠNG ÁN

1 Tính toán tổn thất điện năng ong MBA cho phương án 1

a Tổn thất điện năng trong hai máy biến áp Bị & B;

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

Trong đó : APụcr = 290(KW) ; APNrn = 235(KW) ; APucu = 230(KW)

- Hệ số có lợi :

œ=l———=l———=0.5 Uc 220

- Tổn thất công suất của các cuộn

APyc = 0.5(APy op + ven _ Ahưm) — 9.50290 + 235 — 239) <1 55(KW)

Luan Van Tét Nghiép

-Dựa vào đồ thị phụ tải cuộn trui

phân theo thời øi

- Dựa vào đồ thị phụ tải cuộn cad 220KV

+ Vì chế độ công suất truy

- Tổn hao điện năng trong 1 ngày

GVHD: Ts.Nguyễn Thanh Phươ ng 31

- Điện năng cung cấp trong 1 ng

Angày đêm Sit, C

naêm 174

b Tổn thất điện năng trong 2 ME

- Là hai máy biến áp 3 ph

AP

AA ngay đêm(2) =X AP, xt an

- Tổn hao điện năng trong

h 2 cuộn dây mỗi máy có công suất Sam = 0.5

1 ngày đêm được tính theo công thức

- Điện năng cung cấp trong 1 ngày đêm

Angày đêm 4S; t, cos@p

Trong dé : S; = 0.5 (MVA) ; t= 24; vdi: cose = 0.78

Do đó:

A»gay đem) =l0.5 x 24 x 0.78 = 9.36(MW.h)

- Điện năng cung cấp trong một năm

Anima) = Angay dem X 365 = 9.36 x365 = 3416.4(MW.h)

- Tỷ số điện năng tổn thất so với điện năng cung cấp trong 1 năm

AAY = nim) 4199 = 48:80 , 109 = 1.41(%)

năm(2) 3416.4

c Tổng tổn hao điện năng phương án l

- Tổng tổn điện năng hao trong một ngày đêm

ZAA neay đêm = AA ngày đêm(1) † ÂÂ ngày đêm(2) = 5.440 + 0.132 =5.572(MW.h)

- Tổng tổn hao điện năng lrong một năm

2 Tính Toán Tổn Thất Điện Năng Cho Phương Ấn 2

a Tổn thất điện năng trong 2 MBA B¡ & B; cấp 220/110KV

- Là hai máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây mỗi máy có công suất Sam = 125

(MVA)

- Dựa vào đồ thị phụ tải chộn trung 110KV

®Bảng phân theo thời gian

GVHD: Ts.Nguyễn Thanh Phưởng 33 SVTH: Nguyễn Bá Hữu

Luan Van Tét Nghiép

- Tổn hao điện năng trong 1 năm

MA sear = SAngaoy teint) X 365 = 4045.71x365 = 1476.685(MW h)

- Điện năng cung cấp trong 1 ngày đêm

b Tén that dién nang trong 2 MBA B3 & By cap 110/22KV

- Là hai máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây mỗi máy có công suất Sam = 40