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

Do vậy khi thiết kế và xây dựng một nhà máy, một khu công nghiệp hay một khu kinh tế nào đó thì việc trước tiên là phải xây dựng hệ thống biến áp cùng mạng lưới cung cấp điện, nhằm phân

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC KY THUAT CONG NGHE TP.HCM

NGANH DIEN CONG NGHIEP

NGUYEN THANH NGA

103103067

THIET KE TRAM BIEN AP 220/110/22KV

vA BAO VE CHONG SET CHUYEN NGANH: DIEN CONG NGHIEP

BO GIAO DUC VA DAO TAO CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

"RƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUAT CONG NGHỆ TP.HCM Đôc lập — Tu do — Hanh phtic

KHOA DIEN — DIEN TU

NHIÊM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

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

Họ và tên SV : Nguyén hart Nga su mssv: 403 1030€ 2

Ngành : Đ _ - LỚP „ 02/

1 Đầu để luận án tốt nghiệp:

“Thể kê hewn lũ ap 220 [AMO f2ESCM nb Ge BUM AZ CY

cap NA Ask AG LION by & dy Ayan L2 HH 20H gi HH HH tren

œ.= 4EfDIMMA Ẩnpoa Ôa aC, “` `

2 .Nhiệm vụ ( yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu ye

hao, “UO VO dad Sn gu, = - ,,€Ô /2600 ,MHỆ t04 = Oa

tt KN cc 84 Si ncn SY HMB

| pn BID ME ebay sd clu Tñ Tew Va = al “al sects -ee

3 Ngay giao nhiém vu luan dan: 11/03/2008

4 Ngay hoanthanhnhiém vu: 20/06/2008

| 5 Họ tên người hướng dẫn : Phân hướng dẫn :

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

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

Xin chân thành cám ơn cô NGÔ LÂM ÁI NGẦN đã hết lòng hướng

dẫn tận tình cho Em những kiến thức quý báu để thực hiện đề tài này

Do còn thiếu kinh nghiệm thực tiễn, thời gian thực hiện để tài ngắn và kiến thức của em còn nhiều hạn chế nên những điều em trình bày trong luận

văn sẽ không tránh khỏi những sai sót Rất mông thầy cô hướng dẫn thêm

cho em để em rút ra được những kinh nghiệm quý báu nhằm hoàn thiện hơn

bắn luận văn này Cuối cùng xin chân thành cám ơn tất cả các Thầy, Cô và

toàn thể các bạn sinh viên đã tận tình giúp đỡ trong thời gian qua

Sinh viên thực hiện

NGUYÊN THANH NGÀ

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Chương I: Tổng quan về trạm biến áp cccnnhhhhhhhhhrrehherrreh

Chương II :Xây dựng đồ thị phụ tải .cẶ cà S Hee

Chương IH : Sơ đỒ cấu trúc _ c + hhhhhhhhhrrreririie

Chương IV : Chọn máy biẾn áp -cc che Hư HH

Chương V : Sơ đồ nối điện .- cà c2 HH tren

Chương VI : Tính toán ngắn mạch chư hư

Chương VI : Tính toán tổn thất điện năng trong MBA -.cccc si ihhhhrree

Chương VIII : Tính toán kinh tế — kỹ thuật quyết định phương án

Chương IV : Tính toán chọn khí cụ điện và phần dẫn điện . -

Chương X : Thiết kế tự dùng errr rer rrr errr rere rrr er errr ee eee Đ 0000 0000600 60 002249000 00005099 0 0000 B054 BAO ĐI HIẾU ĐA Đo m9 606080 6 00.6 6

PHAN IL: THIET KE CHONG SET VA NOI DAT

Chương I: chống sét đánh trực tiếp cho trạm ¬ ẽ.H -

Chương II : thiết kế nối đất cho trạm ¬W.RAẶaÁAaa, UỤU

Chương III : Chỉ tiêu chống sét cho đường dây cấp 110kV .ằ

Hiện nay, nước ta đang trên đường công nghiệp hoá hiện đại hoá, điện

năng được xem như dạng năng lượng giữ vai trò cốt yếu trong nền kinh tế, nhờ vào tính năng dễ dàng chuyển hoá từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác của điện năng (như cơ năng, quang năng, nhiệt năng) dễ dàng vận chuyển đi xa và các ưu việt khác

Trong nền công nghiệp hóa hiện đại, ngành điện giữ vai trò quan trọng,

nó ảnh hưởng trực tiếp đến nhiều ngành công nông nghiệp và cả các ngành dịch

vụ khác Do vậy khi thiết kế và xây dựng một nhà máy, một khu công nghiệp

hay một khu kinh tế nào đó thì việc trước tiên là phải xây dựng hệ thống biến áp cùng mạng lưới cung cấp điện, nhằm phân phối điện năng cho sản xuất và nhu cầu sinh hoạt của con người

Việc sản xuất và cung cấp luôn đi kèm với quá trình truyền tải, phân phối điện Trạm biến áp (chuyển đổi từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác) giúp

giảm bớt tổn thất điện năng trong quá trình truyền tải và việc phân phối điện

- năng hợp lý hơn

Trong qua trình thực hiện luận án tốt nghiệp này không thể không có sai

sót, do nhiều yếu tố khách quan và chủ quan, rất mong sự đánh giá phê bình của

quý Thầy Cô, quý bạn bè thân hữu để quyển luận án này thêm hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn

LUAN VAN TOT NGHIEP

Hiện nay nước ta đang sử dụng các cấp điện áp sau:

- Cấp cao áp:

- 500kV: dùng cho hệ thống điện quốc gia nối liền ba miền Bắc - Trung - Nam

- 220kV: dùng cho mạng điện khu vực

-110kV: dùng cho mạng phân phối cung cấp cho các phụ tải lớn

* Cấp trung áp:

22kV: trung tính trực tiếp nối đất, dùng cho mạng địa phương, cung cấp cho các nhà máy vừa và nhỏ, khu vực dân cư

* Cấp hạ áp:

380/220V: dùng trong mạng điện hạ áp, trung tính nối đất trực tiếp

Do lịch sử để lại hiện nay nước ta còn dùng các cấp trung áp: 66,35,15,10 và 6kV Nhưng trong tương lai sẽ thống nhất các cấp điện áp trên thành cấp 22kV

LUAN VAN TOT NGHIEP

1.2 PHAN LOAI TRAM BIEN AP:

1.2.1 Theo dién ap:

Khi phân loại theo điện áp thì trạm biến áp có thể là trạm tăng áp, trạm hạ áp

và trạm trung gian

Trạm tăng áp thường đặt ở nhà máy điện, làm tăng áp từ máy phát lên điện áp

cao hơn để truyền tải điện năng đi xa: 13.8kKV/220kV, 10,5kV/110kV

Trạm hạ áp thường đặt ở các hộ tiêu thụ, để biến điện áp cao xuống điện áp

thấp hơn: 110/22kV, 15/0.4kV

Trạm trung gian thường đặt ở những nơi có các cấp điện áp khác nhau, làm

nhiệm vụ liên lạc giữa các lưới điện có cấp điện áp khác nhau: 500/220kV,

220/110kV

4.2.2 Theo địa dư:

Trạm biến áp khu vực: là trạm cung cấp điện cho một khu vực lớn như tỉnh, huyện, thành phố, khu công nghiệp

Trạm địa phương: là được cung cấp từ mạng phân phối, mạng địa phương Cung cấp cho từng xí nghiệp, hộ tiêu thụ

1.3 CẤU TRÚC TRAM BIEN AP:

* Trạm ngoài trời: các thiết bị đều đặt ngoài trời, phần phân phối điện áp thấp

hơn được đặt trong nhà và được đặt trong các tủ sắt trọn bỘ trong nhà

Ưu điểm: xây dụng nhanh, ít tốn kém, tăng khoảng cách an toàn giữa thiết bị với người vận hành,chi phí đầu tư ban đầu thấp

Nhượt điểm: do đặt ngoài trời nên chịu ảnh hưởng của thời tiết, khí

hậu điện tích lắp đặt lớn

* Trạm biến áp trong nhà: các thiết bị đều đặt trong nhà

Ưu điểm: do không bị ảnh hưởng của thời tiết khí hậu nên thiết bị có độ bên,

tuổi thọ cao, ít bảo trì Diện tích xây dựng nhỏ hơn so với trạm ngoài trời

LUAN VAN TOT NGHIEP

Nhượt điểm: chi phí đầu tư ban đầu lớn so với ngoài trời và khoản cách an

toàn giỮa các thiết bị, người vận hanh không lớn

4.3.1 Só liệu ban đầu:

1 Đường dây nối từ hệ thống về trạm :

- Chiều dài 158 km

- Số đường dây: 6 dây

- Công suất phía hệ thống: 4000 MVA

LUAN VAN TOT NGHIEP

LUAN VAN TOT NGHIEP

CHUONG 2 : XAY DUNG DO THI PHU TAI 2.1 KHAI NIEM:

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

hay không Cân bằng, công suất đóng vai trò quan trọng trong thiết kế cung cấp điện

của trạm biến ap Biết rằng sự vận hành bình thường của hệ thống sẽ không được

đảm bảo cong suat cua hé thong đưa đến chỉ bằng phụ tải của nó Như vây, 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 phục vụ cho sản xuất và sinh

hoạt, tùy theo tầm quan trọng của phụ tải đối với nên kinh tế mà phụ tải chia làm

3 loại

+ Phu tai loai 1: la những phụ tải mà khi xảy ra sự cố nguỒn cung caapos sẽ

gây ra thiệt hại lớn về kinh tế, đe dọa 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 mắt điện trong thời gian sửa chữa và thay thế thiết bị khi có sự

cô

* Mức tiêu thụ điện năng luôn luôn thay đỗi theo thời gian Qui luật biến thiên

theo thời gian của phụ tải được biểu diễn trên hình vẽ gọi là đồ thị phụ tải

Đồ thị phụ tải là hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa công suất phụ tải (S, P, Q) theo thời

gian t (giờ, ngày, tháng, năm)

2.2 DO TH! PHU TAI TUNG CAP THEO S (MVA):

Trạm thiết kế cung cấp cho 2 phụ tải

+)Phụ tải cấp 110KV gồm 10 đường day có:

LUAN VAN TOT NGHIEP

Ta C6: Smax = 250 MVA ; cos@ = 0.78

=>P rax = Smax- COSY = 250.0,78 = 19S5MV

TY SmaxsPmax Va phần trăm công suất ứng với đồ thị ta tính được các giá trị thực

khác của công suất tác dụng và công suất biểu kiến:

LUAN VAN TOT NGHIEP

Hình 2.1 : Đồ thị phụ tải cấp 110kV

2.2.2 Đồ thị phụ tải cấp 22KV

Ta có:

Smax = 50MVA; coso = 0.75

=>Pmax = Smax cosg = 50.0,75 = 37,5 MW

Từ S„„„,P„„„ và phần trăm công suất ứng với đồ thị ta tính được các giá trị thực

khác của công suất tác dụng và công suất biểu kiến:

LUAN VAN TOT NGHIEP

eye 430 1 MVA, pone | 45 hạng 1 47,5 | | | | , 43,5

40 MVA | MVA_ |- MYA | MVA

¡2.2.3 Đồ thị Phụ tải tổng của toàn trạm:

Phụ tải tổng của toàn trạm:

| Šš = Siiokv + Š22kv + ŠTudung

| Trong đó:

| Ss : Công suất biễu kiến phụ tải toàn trạm

| S;;œ„ : Công suất biễu kiến phụ tải cấp 110kv

| Soy: Công suất biễu kiến phụ tải cấp 22kv

LUAN VAN TOT NGHIEP

Tùy theo tính chất quan trong cUa trạm biến áp mà lựa chọn cấu trúc đơn giản

- Chiếm ít diện tích xây lắp đo chỉ có 2 máy biến áp

- Hiệu suất cao, tổn hao hạ áp và dòng từ hoá trong máy biến áp tư ngẫu nhỏ

| - Tổn hao điện năng nhỏ do chỉ sử dung hai may nién 4p

:_ * Nhượt điểm:

a

Trang 10

LUAN VAN TOT NGHIEP

ac GH HH HEngg

- ChỈ dùng được khi cả hai mạng điện cao và trung áp cùng nối đất trực tiếp

- Điện kháng trong cuỘn cao và trung áp nhỏ hơn nên dòng ngắn mạch trong

- Chiếm ít diện tích xây lắp vì số lượng MBA ít

- Độ tin cậy cung cấp điện cao

- Chỉ sử dụng hai máy biến áp nên tổn hao điện năng nhỏ

LUAN VAN TOT NGHIEP

- Sử dụng bốn MBA nên tổn hao điện năng lớn vì phải qua 2 lần MBA

- Chỉ áp dụng khi phụ tải ở cấp điện áp thấp không lớn hơn so với phụ tải ở

LUAN VAN TOT NGHIEP

~=————— _—]

†

* ưu điểm :

- Do MBA I10kv và 220kv riêng biệt nên sự cố phía 110kv ít ảnh hưởng đến

phía mạng 22kv và ngược lại

* Nhược điểm :

- Nhiều MBA được sử dụng làm cho diện tích lắp đặt trạm lớn „không kinh

tế tăng vốn đâu tư ,tăng diện tích xây dưng

- Dung lượng MBA 2 cuộn dây 220/22kv sẽ lớn ,lãng phí vốn đầu tư

3.2.4 Đánh giá chung:

- Tram can thiết có 3 cấp điện áp và cấp điện áp lớn hơn 11OKV nên MBATN

và MBA 3 cuộn dây được khuyên dùng do có lợi về mặt kinh tế nên phương án 1 & 2

được Ưu tiên chọn

sả Phuơng án 3 và 4 dùng đến 4 MBA : phương án 3 cung cấp cho phụ tải qua

2 lần biến áp sẽ gây ra tổn thất cao ,phương án 4 có dung 2 MBA 220/22kv không có

công suất nhỏ phù hợp ,không khả thi vì vậy bước đầu ta loại bỏ 2 phương án 3 và

4,không đưa vào tính toán để lựa chọn phương án tối ưư

Trang 13

Công suất định mức của MBA là công suất lien tục đi qua MBA trong

suốt thời gian phục vụ của nó Ứng vói các điều kiện tiêu chuẩn: điện áp định mức

tầng số định mức và nhiệt độ môi trường làm mát định mức.MBA có những lúc vận

hành non tải thì có thể vận hành quá tải trong một thời gian mà không làm hư hỏng

ngay MBA

Khi tính toán chọn công suất chon MBA trong thiết kế trạm biến áp và

nhà máy điện thường dựa trên qui định về quá tải cho phép của MBA:quá tải bình

thường và quá tải sự cỐ

* Quá tải bình thường của MBA:

Quá tải bình thường là chế độ làm việc xét trong một khoảng thời

gian ngày đó (ngày.,tháng,năm),trong đó có 1 khoảng thời gian MBA làm việc quá tải

va khoảng còn lại của chu kỳ khảo sát MBA vận hành non tải (mang tải nhỏ hơn

định mức)

* Quá tải sự cố của MBA:

Khi 2 MBA vận hành song song mà một trong hai máy bị sự cố phải

nghỉ MBA còn lại phải vận hành ở chế độ quá tải lớn hơn định mức không phụ

thuộc vào môi trường xung quanh lúc sự cố trong thời gian 5 ngày đêm nếu thoả

mản các điều kiện sau :

Theo đồ thị phụ tải đẳng trị về hai bậc,trong đó:K1< 0,93;K2< 1,4 đối

với MBA đặt ngoài trời và K2< 1,3 với MBA đặt trong nha,T2< 6 giờ,chú ý theo dõi

nhiệt độ của cuộn dây ko được vượt quá 140°C va tốt nhất là tăng cường tối đa các

biện pháp làm mát MBA

* Các điều kiện để chọn MBA:

Trang 14

LUAN VAN TOT NGHIEP

Dung lượng của các MBA trong xí nghiệp nên đồng nhất, ít chủng loại

để giảm số lượng MBA dự phòng.Chọn công suất phải phù hợp với thiết kế MBA

có sẵn trên thị trường

Trạm đặt 2 MBA thì chọn công suất định mức của chúng phải xét đến

khả năng quá tải sự cố khi một trong hai máy bi hỏng thì máy còn lại vẫn phải dam

bảo cung câp điện cho phụ tải(ở chế độ làm việc bình thường cả hai máy đều làm

việc no tải)

Kpuc * Sams 2 Smax Trong đó :

K„;.: hệ sO quá tải sự cố

S„a„ : công suất cực đại của phụ tải

Samp : công suất định mức của máy biến áp

Theo đồ thị phụ tải ta có:

~ Scmax = $220max =300.5 MVA(cong suất cực đại qua cuỘn cao áp)

- Stmax = Sttomax = 250 MVA(cong suất cực đại qua cuộn trung áp)

- SHmax = SŠzama„ = 50 MVA(công suất cực đại qua cuộn hạ áp)

4.2 Chọn công suất MBA:

Chọn công suất MBA dựa vào đồ thị phụ tải tổng của trạm:

4.2.1 Lựa chọn cho Phương án 1: dùng 2 MBA tự ngẫu 3 pha

- Hệ số có lợi của MBA tự ngẫu :

Ta lay: Max ( SCmax; ŠTmax:

Vậy ta chọn công suất MBA theo công suất cực đại đi qua cuỘn cao :

300.5

Samp 2 14 =214,6MVA

= Chọn máy biến áp tự ngẫu: Trang 240 phụ lục 3 sách THIẾT KẾ NHÀ MÁY

ĐIỆN VÀ TRẠM BIÉN ÁP của thầy HUỲNH NHƠN

- Kiéu ATa TH, Samp = 300 MVA

- Điện áp định mức các cấp (dây):

Uc= 230 KV Ur=12IKV U„=38,5KV

- Điện áp ngắn mạch giữa hai cuộn dây :

- Tổn hao không tải:

APạs= 145 KW

Do Nga san xuat gia tién: 1460.000 USD

* Tuy nhiên MBA vừa chọn nêu trên có đảm bảo được các điều kiện vận hành với

đồ thị tương ứng hay không,ta cần kiểm tra lại các điều kiện sau:

- Kiểm tra thời gian quá tải trong 1 ngày đêm: Từ đổ thị phụ tải với

Sam=300,5MVA thời gian quá tải liên tục từ 8 giờ đến 12 giờ là 4 giờ nhỏ hơn 6 gid

=>Dat

(en BEEEA.EDAAHAOIADEGOOOAOAIAAADDDODDOOHOAIEEADDDDDDDOOOOƠ.ggợnNNEaannnnsnnmeeemmmmmm========== ỀTTTTEREREỢRTT TT 0000000 T22EDD0000TTDDĐDD2Ẹ2Ẹ0500 NHAN 9aa9AAa8Aa8a8080n0nnn8n8nnỷnnnnnợnỹỷợ-aggnuơơơnng CC cốc mm eermmm Ố Ốc

Trang 16

LUAN VAN TOT NGHIEP

e Kiém tra diéu kién K,q : Xét dang tri ving non tai 10 gid trudc trước thời

diém qua tai:

* Vậy : tổng hợp từ các điều kiện trên MBA đã chọn đạt tiêu chuẩn vận hành

* Chọn công suất MBA nối đất tạo trung tính :

Do MBA tự ngẫu khá đắt nên nếu sự cố phía 22kV quá nặng có thể gây hư

hỏng MBA, đồng thời do nhu cầu hiện nay cấp 22kV cần có trung tính nối đất mà

trong phương án thiêt kế ta chọn MBA tự ngẫu có cuỘn tam giác, để nối đất tạo

trung tính cho lưới 22kV bên ngoài MBA ta dùng thêm MBA tạo trung tỉnh

| Thông thường ta chọn công suât MBA nối đất bằng 1/3 - 1/5 công suất MBA

chính Tra phụ lục 3 trang 242 của sách THIẾT KÉ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM

BIÉN ÁP của thầy HUỲNH NHƠN ta chọn :

- Kiéu ATa TH, Samp = 100 MVA

| - Tén that ngan mach: APy = 260 KW

- Tổn hao không tải:

APy =75 KW

LUAN VAN TOT NGHIEP

Do Nga sản xuất giá tiền: 49600 USD

4.2.2 L Phương án 2: dùng 2 MBA ba pha 3 cuộn dây

- Chọn công suất MBA 3 pha,3 cuộn theo điểu kiện quá tải sự cố:

Ta có:

Kqwc-Šám È Smax Với K„»e=1,4(do MBA đặt ngoài trời )

Smax=9(1 LOK V +22K V)max= 300,5MVA

Smax _ 300,5

đm Kqfsc 1,4 = 214,6MVA

V6i Sdm =214,6MVA , Trang 239 phụ lục 3 sách THIẾT KÉ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ

TRẠM BIÉN ÁP của thầy HUỲNH NHƠN

= Chọn máy biến áp 3 pha 3 cuộn dây:

- Kiểu AT TH, Sam = 300 MVA

Do Pháp sản xuất giá tiền: 1460.000 USD

* Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :

Trang 18

LUAN VAN TOT NGHIEP

Chượng 5 : Sơ đỒ nôi điện

5.1 CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN NÓI ĐIỆN CHÍNH:

Sơ đồ nối điện là hình vẽ biểu diễn mối quan hệ giữa các thiết bị, khí cụ điện

có nhiệm vụ nhận điện tỪ các nguồn để cung cấp phân phối cho cho phụ: tải cùng cấp điện áp

Sơ đồ nối điện có nhiều loại khác nhau phụ thuôc vào cấp điện áp, số phần

tt nguồn và tải, công suất tổng, tính chất quan trọng của phụ tải sƠ đồ nối điện cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

Tính đảm bảo cung cấp điện theo tầm quan trọng của phụ tải, tính đảm bảo này có thể đánh giá qua độ tin cậy cung cấp điện

Tính linh hoạt là sự thích Ứng với các chế độ khác nhau khi vận hành

Tính kinh tế: thể hiện ở vốn đầu tư ban đầu và chi phí hàng năm

Tính phát triển: sơ đồ nối điện không những thỏa mãn ở hiện tại mà còn phải

đáp Ứng với sự phát triển trong tương lai khi tăng thêm nguồn hay tải

5.2 Một số sơ đồ nối điện tiêu biểu:

a Sơ đỗ một hệ thỐng thanh góp :

(nn TE DGOOAOAGGỌDDHIAGOOAAUAA000000NnnnBnmSEm

Trang 19

- Tất cả các phan tử (nguồn và tải) đều được nối vào thanh góp chung

- Mỗi phần tử nối vào thanh góp phải có một máy cắt điện, hai bên máy cắt

nói chung có 2 dao cách ly, trừ mạch máy phát điện có thê không cần dao

cách ly vé phia máy phát, mạch máy biến áp 2 cuộn dây có thể không có

dao cách ly về phía MBA Các dao cách ly này có nhiệm vụ đảm bảo an

toàn khi cần sửa chữa máy cắt điện

e Ưuđiểm:

- Đơn giản, rõ ràng

- Mỗi phần tử được thiết kế riêng cho mạch đó, khi vận hành sửa chữa

mạch này không ảnh hưởng trực tiếp đến các mạch khác

° Khuyết điểm:

- Khi sửa chữa máy cắt điện trên mạch nào, các phụ tải nối vào mạch này

cũng bị mất điện

- Ngắn mạch trên thanh góp đưa đến cắt điện toàn bộ các phần tử Ngay cả

khi cần sửa chữa thanh góp hay các dao cách ly về phía thanh góp (gọi là

dao cách ly thanh góp) cũng sẽ mắt điện toàn bộ trong thời gian sửa chữa

Do những ưu và khuyết điểm trên, sơ đồ này chỉ được sử dụng khi yêu cầu

về tinh dam bao không cao, các hỘ tiêu thụ thuộc loại 3, trường hợp này

thường chỈ có một nguồn cung cấp

Một hệ thống thanh góp có phân đoan :

Với sơ đồ này, khi cần sửa chữa chỉ tiến hành cho từng phân đoạn,

việc cung cấp điện được chuyển cho phân đoạn kia Khi sự cố xảy ra trên

phân đoạn nào, máy cắt phân đoạn sẽ cắt sẽ cắt cùng với máy cắt của các

Ee

Trang 20

LUAN VAN TOT NGHIEP

số mạch không nhiều Đặc biệt hiện nay máy cắt điện SF6 có độ tin cậy cao, thời gian cần sửa chữa bảo quản ngắn, thời gian ngừng cấp điện do máy cắt sẽ rất bé

—b $ơ đồ hai hệ thống thanh góp :

Khuyết điểm của sơ đồ 2 thanh góp là phức tạp khi xây dựng cũng như vận hành, đặc biệt đóng cắt dao cách ly nếu nhằm lẫn có thê gây hậu quả nghiêm trọng

Sơ đồ này chỉ sử dụng với điện áp cao từ 22KV trở lên

Mặc dù có ưu điểm hơn và khắc phục được một số khuyết điểm của sơ đồ một thanh góp những để nâng cao hơn tính đảm bảo, ta cũng có thể làm như sau :

e Phân đoạn một thanh góp

e_ Đặt thêm thanh góp vòng

Sơ đỒ 2 thanh gop co thanh gop vong chi Ứng dụng khi điện áp cao từ 110KV trở lên và số đường dây nhiều, sơ đồ là nơi tập trung của nhiều nguồn lớn, ví dụ : tram biến áp trung tâm

LUAN VAN TOT NGHIEP

LUAN VAN TOT NGHIEP

(nn eT

CHUONG 6: TINH TOAN NGAN MACH

6.1 KHÁI NIỆM CHUNG:

Ngắn mạch là sự cố thường xảy ra trong hệ thống điện do các pha chạm với

nhau, chạm đất (trong hệ thống điện có trung tính nối đất) hoặc chạm dây trung tính

Để trạm vận hành bình thường và an toàn khi xảy ra sự cố trên một đường dây nào

đó thì cần có những thiết bị bảo vệ an toàn và các thiết bị này được tính toán, lựa

chọn dựa trên cơ sở dòng ngắn mạch

* Các nguyên nhân khác gay ra ngắn mạch:

- Do cách điện bị hư hỏng gay ra chạm mạch

- Vật dẩn điện rơi vào đương dây đang vận hành

- Thao tác nhầm lẫn khi vận hành

* Hậu quả của ngắn mach:

- Tăng nhiệt độ tại điểm ngắn mạch,gay cháy nổ,phá hồng thiết bị

- Tạo ra một lực điện động lớn phá hỏng dây dẫn,sứ đở và uống cong dây

* Mục đích của việc tính toán ngắn mạch:

- Chọn các thiết bị bảo vệ thích hợp (máy cắt, kháng điện

- Tính toán giá trị role điều khiển máy cắt

- Giảm dòng ngắn mạch trong hệ thống

- Nghiên cứu sự ổn định trong hệ thống

a SS

Trang 24

LUAN VAN TOT NGHIEP

6.2 TINH TOAN NGAN MACH:

Chi tính ngắn mạch 3 pha do dòng điện ngắn mạch 3 pha lớn nhất và lớn hơn

dòng ngắn mạch 2 pha và 1 pha, tính dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối.Khi

tính với U > 1000 V có thể bỏ qua phần điện trở R mà chỉ xét đến điện kháng X, vì

R tương đối nhỏ hơn X rất nhiều

6.2.1 Các đại lượng trong hệ thống:

Hệ thống 220kV

Sur = 4000MVA Xyr = 0.35

LUAN VAN TOT NGHIEP

}

=

Hình 6.1 Sơ đồ thay thế tưong đương phương án 1

6.2.2.3 Các trị số điện kháng của hệ thống và đường dây:

Un %u = 1) Uv Moen , Unrn ~Uy%%(.r -1 2g hng TIỊn 2 a a 2\0.5 0.5

- Điện kháng các cuộn dây của máy biến áp tự ngấu :

ne na

Trang 26

- Dong ngan mach xung kich tai diém ngan mach N;:

ier = In * Kye *® V2 =3.718 * 1.8 * V2 =9.464 (KA)

b Ngắn mach tai vi tri N2:

LUAN VAN TOT NGHIEP

X, Xyo = X1 + 5 +25; = 0.08 +7 +20, 583 = 1,841

I 5.02

I, = 0% = —— =2,726(KA N2 Xs 1,841 ( )

- Dong ngan mach xung kich tai diém ngan mach N>:

lao =lIna*kw„* V2 =2,726 * 1.8 * V2 = 6,939 (KA)

- Dong ngắn mạch xung kích tại điểm ngắn mạch N::

ima = Ing * ka * V2 = 119*1.8* 42 =30,29 (KA)

6.2.3 Tinh toan ngan mạch cho phương án 2:

( Sử dụng 2 máy biến áp 3 pha ,3 cuộn dây)

Trang 28

LUAN VAN TOT NGHIEP

6.2.3.2 So dé thay thé điện kháng tương đương:

Hình 6.1 Sơ đồ thay thế tưong đương phương án 2

6.2.3.3 Các trị số điện kháng của hệ thống và đường dây:

Un %y = 5 Us Ye tUy %y- —Ux %e7) = 22 +20-~-11)= 20.5

- Điện kháng các cuộn dây của máy biến áp 3 pha, 3 cuộn day :

a

Trang 29

LUAN VAN TOT NGHIEP

6.2.3.4 Tinh ngan mach tai cac vi tri ngan mach:

a Ngan mach tai vi tri Ny:

LUAN VAN TOT NGHIEP

LUAN VAN TOT NGHIEP

Khi có đòng điện chạy trong dây dẫn bao giờ cũng có tổn thất : công suất tác

dụng và công suất phản kháng (vì trong cuộn dây có điện trở và điện kháng)

Khi máy biến áp vận hành, bản thân nó tiêu thụ một lượng công suất gọi là

tổn thất qua máy biến áp và được xác định :

LUAN VAN TOT NGHIEP

eA a nan nnnR-naanee

7.2 TINH TON THAT DIEN NANG:

7.2.1 Tính tổn thất cho phương án 1: gồm 2 MBA tự ngẫu

a Tổn thất cống suất của MBA:

Máy biến áp tự ngẫu có hệ số có lợi œ =0.5

Tổn thất công suất ngắn mạch : vì MBA tự ngau chi tính toán chế tạo cuộn

hạ và cuỘn trung bằng Su = Sr= œ.Sp; hay MBA có tỈ lệ công suất 100/100/ø

Vậy : Tổn thất công suất lúc cực đại của 2 MBA tự ngẫu bằng

S¡: công suất truyền qua MBA tương ứng với thời gian Tì

Dựa vào đồ thị phụ tải cuộn trung cấp 110kv

=>Bảng phân theo thời glan: