luận văn kỹ thuật điện, điện tử thiết kế trạm biến áp 220kv - 110kv - 22kv - võ ngọc tùng (01 - 2005)

Khi thiết kế một trạm biến áp ,ta luôn quan tâm đến công suất của máy biến áp khi chọn cho phù hợp , mà còn xem đến các phụ tải.Vì vậy việc lựa chọn máy biến áp bao giờ cũng gắn liền với

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DL KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài :

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22KV

GVHD : HUỲNH NHƠN SVTH : VÕ NGỌC TÙNG MSSV : 00ĐĐC134

LỚP : 00ĐC01

Trang 2

Tp Hồ Chí Minh Tháng 01 -2005

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

-

Trang 4

MỤC LỤC

PHẦN A: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN

Chương II: PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Trang 3

Chương III: CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM Trang 8

Chương IX: TÍNH TOÁN KINH TẾ – KỸ THUẬT QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Trang 43 Chương X: PHẦN DẪN ĐIỆN Trang 45

PHẦN B: CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT

Chương I: BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO HỆ THỐNG Trang 59 Chương II: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM Trang 74

Trang 5

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP CỦA HUỲNH NHƠN

2 KĨ THUẬT CAO ÁP CỦA HOÀNG VIỆT

3 THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP NGUYỄN HỮU KHÁI

4 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN PHAN THỊ THANH BÌNH

DƯƠNG LAN HƯƠNG PHAN THỊ THU VÂN

Trang 6

Luận Aùn Tốt Nghiệp GVHD :HUỲNH NHƠN

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP

Những năm gần đây , thực hiện chính sách đổi mới, ngành công nghiệp thiết bị điện và vật liệu điện đã có những bước phát triển đáng kể.với mục đích không ngừng phát triển , luôn đẩy mạnh nền công nghiệp thiết bị điện và vật liệu điện để phục vụ cho công cuộc phát triển điện trong thời kỳ công nghiệp hoá , hiện đại hoá đất nước Trạm biến áp là một trong những vấn đề cơ bản của hệ thống cung cấp

điện.Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện này sang cấp điện khác để đến người sử dụng

Khi thiết kế một trạm biến áp ,ta luôn quan tâm đến công suất của máy biến áp khi chọn cho phù hợp , mà còn xem đến các phụ tải.Vì vậy việc lựa chọn máy biến áp bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn các phương án cung cấp điện cho phù hợp để không ảnh hưởng đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

Công suất và các tham số khác của máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải cấp điện của mạng Vì vậy , để lựa chọn trạm biến áp tốt nhất chúng ta phải xét đến rất nhiều mặt và phải tiến hành tính toán và so sánh kinh tế kỹ thuật giữa các phương án đã đưa ra

Trong thiết kế và vận hành mạng điện thừơng gặp : Trạm phân phối điện và trạm biến áp

Trạm phân phối điện bao gồm : Các thiết bị điện , cầu dao ,máy cắt , thanh góp … dùng để nhận và phân phối điện cho các phụ tải các thiết bị này không thể biến đổi điện năng

Trạm biến áp không những có các thiết bị trên mà còn có các máy biến áp dùng để biến điện áp từ cao xuống thấp và ngược lại.Do đó người ta phân loại trạm biến áp theo nhiệm vụ sau :

 Trạm biến áp tăng áp :Là trạm biến áp thường được đặt ở nhà máy điện hay ở nơi thích hợp với nhiệm vụ biến đổi điện áp ở đầu cực máy phát lên các cấp điện áp cao hơn thích hợp với hệ thống điện và truyền tải đi xa

 Trạm biến áp trung gian :Là trạm biến áp liên lạc giữa hai hay nhiều cấp điện áp khác nhau của hệ thống điện

 Trạm biến áp khu vực : Là trạm nhận điện từ hệ thống để biến đổi xuống cấp điện áp thích hợp , phù hợp với nhu cầu sử dụng điện

Những yêu cầu khi thiết kế một trạm biến áp :

 Phụ tải luôn được cung cấp liên tục

 Hạn chế tối đa việc xảy ra sự cố mất điện

 Thao tác ,vận hành đơn giản phù hợp với từng cấp điện áp

 Tính kinh tế cao

Trang 7

Tất cả các yêu cầu trên phải lựa chọn rất kĩ trước khi đưa vào thiết kế , nhưng vấn đề còn tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ , khả năng đầu tư , điều kiện về mặt bằng để thiết kế cho trạm

Trang 8

CHƯƠNG II: PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG

SUẤT

I/KHÁI NIỆM CHUNG

Phụ tải là các thiết bị hay tập hợp các khu vực gồm nhiều thiết bị sử dụng điện năng để biến đổi thành các dạng năng lượng khác như : quang năng , nhiệt năng, cơ năng, hoá năng Do đó phụ tải đóng vai trò quan trọng đối với người vận hành và thiết kế Vì vậy , bất kì một công trình cung cấp điện nào dù lớn hay nhỏ luôn đảm bảo các thông số vận hành , giữ vững chất lượng điện áp , tiết liệm điện năng Từ đó góp phần giảm giá thành và tổn thất trong khâu chuyển tải điện năng Chính những điều kiện trên mà phải cần người thiết kế tiến hành xác định và phân loại phụ tải nhằm đáp ứng yêu cầu chất lượng điện của các phụ tải

Có 3 loại phụ tải theo mức độ quan trọng:

 Phụ tải loại 1: Khi mất điện ảnh hưởng đến tính mạng con người , thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân hoặc ảnh hưởng đến chính trị

 Phụ tải loại 2: Khi mất điện có ảnh hưởng đến nền kinh tế , sản xuất nhưng không nghiêm trọng như loại 1

 Phụ tải loại 3: Về nguyên tắc co ùthể mất điện thời gian ngắn không ảnh hưởng nhiều đến các hộ tiêu thụ

Khi thiết kế cung cấp điện cho các phụ tải cần chú ý:

 Đối với phụ tải loại 1: Khu công nghiệp , các thành phố lớn, các khu vực ngoại giao, công sở quan trọng , các bệnh viện … cần phải đảm bảo điện liên tục Do đó phải có ít nhất 2 nguồn độc lập hoặc phải có nguồn dự phòng thường trực

 Đối với phụ tải loại 2: khu công nghiệp nhỏ, khu vực sinh hoạt đông dân, …nói chung cũng quan trọng nhưng không bằng loại 1.Khi thiết kế có thể cân nhắc giữa yếu tố kỹ thuật với vốn đầu tư Nếu không làm tăng vốn đầu tư nhiều hoặc không phức tạp khó khăn lắm nên thiết kế 2 nguồn cung cấp có thể chuyển đổi khi có sự cố 1 nguồn

 Đối với phụ tải loại 3: Chủ yếu là các khu dân cư khi thiết kế có thể chỉ có 1 nguồn cung cấp

Theo nhiệm vụ thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV đặt trong địa bàn nào đó có nhận điện từ 2 nguồn : nguồn vào là 220KV hạ áp xuống

 Cấp 110KV cung cấp cho phụ tải có Smax=40MVA, Smin=30MVA, cos =0,8 từ

Trang 9

khiển , chiếu sáng sinh hoạt Tất cả các nhu cầu trên được lấy tư øcấp điện áp

0,4KV.Do đó , công suất tự dùng là Std=500KVA(STD=0,5MVA) cos =0,76

II/ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Cân bằng công suất đóng vai trò quan trọng trong thiết kế cung cấp điện hay thiết kế trạm biến áp Biết rằng sự vận hành của hệ thống sẽ không đảm bảo nếu công suất của hệ thống bị thiếu so với công suất phụ tải phát ra Vì vậy , hệ thống không những phải cung cấp đảm bảo cho phụ tải lúc cực đại mà phải lớn hơn Phần lớn hơn đó chính là công suất mà trạm sẽ phát triển thêm

Cân bằng công suất làcân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng Sự thiếu hụt 1 trong 2 đại lượng này sẽ ảnh hưởng đến chất lượng điện năng và yêu cầu cung cấp điện Trong mạng điện thường tổn thất công suất phản kháng lớn hơn công suất tác dụng , sự thiếu hụt công suất phản kháng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng điện năng ở các hộ tiêu thụ

Trạm biến áp được cung cấp từ hệ thống bằng 2 đường dây 220KV dài 120KM có S=4000MVA,xht=0,4

 Phụ tải110KV có Smax=40MVA,Smin=30MVA, cos =0,8 từ 2 đường dây

 Phụ tải22KV có Smax=20MVA,Smin=15MVA, cos =0,78 từ 2 đường dây

 Cấp tự dùng 0,4KV có Std=500KVA(STD=0,5MVA) cos =0,76

III/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)

Ơû đây ta quan tâm đến đồ thị phụ tải hằng ngày , thời gian trong 24 giờ , có thể bắt đầu từ giờ bất kì Nhưng để dễ dàng trong tính toán ta chọn móc thời gian 0 đến 24 giờ Phụ tải có thể vẽ bằng trị thực theo tỉ lệ được chọn thích hợp hay vẽ bằng phần trăm so với trị cực đại(SMAX, PMAX).đồ thị phụ tải thường được vẽ dưới dạng bậc thang

Đồ thị phụ tải hằng ngày được sử dụng khi thiết kế chọn công suất của máy biến áp , tính toán các phần dẫn điện, tính toán tổn thất điện năng của máy biến áp 1/ đồ thị phụ tải cấp 110KV

T(giờ)

4 8 12 20 24

Trang 10

24

21

18 2/ ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CẤP 22KV

T(giờ)

4 8 12 16 20 24

Trang 11

Bảng cân bằng công suất

3/CHỌN CÔNG SUẤT TỰ DÙNG CHO TRẠM

4/ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TOÀN TRẠM

Để tổng hợp đồ thị phụ tải ta dùng phương pháp vẽ tất cả các đồ thị phụ tải , cộng tất cả các công suất của từng phụ tải lại với nhau và sau đó cộng thêm phần tự dùng (hay tổn hao)

Trong đó S công suất biểu kiến(MVA)

Hệ số cos của trạm:

cos=

79,05

,02040

76,0

*5,078,0

*208,0

*403

21

3cos32cos21cos1

S S

S Si

9,36 9,98 12,48 11,85 12,48 9,36

Trang 12

S(MVA) STT T(H)

110 (KV) 22(KV)

TỰ DÙNG (MVA)

TỔNG (MVA)

45,5 48,5 60,5 59,5 55,5 45,5

Đồ thị tổng hợp toàn trạm

Từ đồ thị phụ tải tổng của trạm ta xác định công suất phụ tải toàn trạm khi làm việc ở mức độ cực đại là 60,5 MVA ứng với thời gian làm việc 4 giờ trong mỗi ngày đêm

.Còn công suất phụ tải toàn trạm khi làm việc ở mức độ min là 45,5MVA trong thời gian 8 giờ (từ 0 đến 4 và 20 đến 24)

Như vậy chọn máy biến áp có công suất 60MVA là hợp lý

45,5 48,5

60,5 59,5 55,5

45,5 S=60MVA S(MVA)

T(giờ)

4 8 12 16 20 24

Trang 13

CHƯƠNG III : CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA

TRẠM

I) KHÁI QUÁT

ơ đồ cấu trúc là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn , tải và hệ thống điện 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 nhận 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 , trong trường hợp này các máy phát dự phòng được xem là nguồn

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

Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc:

Tính linh hoạt : Cấu trúc đơn giản ,thích hợp với các trạng thái vận hành khác nhau của hệ thống Do đó, sơ đồ phải có nhiều thiết bị , nhưng sơ đồ có nhiều thiết bị thì xác suất sự cố lại tăng và do đó tính đảm bảo giảm xuống , vì vậy từng trường hợp cụ thể mà ta chọn sơ đồ có tính đảm bảo và tính liên tục

Tính phát triển :Đảm bảo làm việc tin cậy cho giai đoạn hiện tại và phát triển phụ tải trong tương lai theo dự báo kế hoạch

Tính hiện đại và vận hành an toàn đảm bảo khi thi công sửa chữa và vận hành các bộ phận riêng biệt mà không cần phải cắt điện

Tính đảm bảo theo yêu cầu cung cấp điện , chẳng hạn tải quan trọng phải dùng 2 máy biến áp và được cung cấp từ 2 đường dây từ 2 nguồn độc lập

II) SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

 Sơ đồ cấu trúc rõ ràng, linh hoạt, độ tin cậy cung cấp điện cao

 Trạm ít máy biến áp ,vận hành đơn giản, giá thành thấp

Khuyết điểm:

Không phải trườnghợp nào cũng có máy thích hợp , máy biến áp có thể có kích thước và trọng lượng lớn

S

Trang 14

* Sơ đồ cấu trúc phương án 1:

Trang 15

CHƯƠNG IV: CHỌN MÁY BIẾN ÁP

I/TỔNG QUÁT

áy biến áp là thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp khác Điện năng sản suất từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa phải qua đường dây cao thế 220, 110, 500KV … 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

 Việc lựa chọn số lượng và công suất các máy biến áp trên cơ sở kỹ thuật và kinh tế cho các trạm biến áp có ý nghĩa quan trọng để khi xây dựng các sơ đồ cấp điện

 Khi chọn số lượng và công suất máy biến áp điện lực cấn sử dụng các số liệu về chi phí hằng năm, vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm là chỉ tiêu quyết định để chọn số lượng và công suất của máy biến áp

 Khi chọn công suất máy biến áp cần phải đảm bảo chế độ làm việc hợp lý về kinh tế Thêm vào đó phụ tải của máy biến áp trong điều kiện bình thường không được làm giảm tuổi thọ của máy

 Phải dự trù khả năng phát triểnphụ tải để xác định dung lượng máy biên áp cho hợp lý vì hàng năm sản lượng của khu công nghiệp, nhà máy tăng lên Trong phạm vi yêu cầu của việc thiết kế trạm biến áp cung cấp điện ở các cấp 220/110/22KV Xét về khía cạnh cấp điện thì việc lựa chọn máy biến áp từ ngẫu hợp lý hơn so với máy biến áp 3 cuộn dây về kinh tế và kỹ thuật

II/CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHÍNH CHO CÁC PHƯƠNG ÁN

1.PHƯƠNG ÁN 1

a) Chọn máy biến áp A1 và A2 (220 KV)

Hai máy này có nhiệm vụ cung cấp điện cho toàn trạm

Phụ tải có công suất tổng 60,5 MVA , trong đó:

Smax = 40 MVA là công suất phụ tải cấp 110 KV

Smax = 0,5 MVA là công suất phụ tải cấp tự dùng 0,4 KV

5,60

Trong đó Kqtsc=1,4 vì máy biến áp đặt ngoài trời

Chọn 2 máy biến áp co ùcông suất Sđmba=63 MVA

5,602

Trang 16

Như vậy máy biến áp đã chọn đảm bảo công suất cung cấp

Vậy chọn máy biến áp kiểu T do NGA sản xuất có các thông số sau :

 Điện áp cuộn cao UC = 230 KV

 Điện áp cuộn hạ UH = 115 KV

 Điện áp ngắn mạch UN% = 12

 Dòng không tải I0% = 0,2

 Tổn thát không tải P0 = 35 KW

 Tổn thất ngắn mạch PN = 215 KW

 Giá : 600 * 103 USD

b) Chọn máy biến áp A3 và A4 (110 KV)

5,20

max



Chọn 2 máy biến áp co ùcông suất Sđmba=16 MVA

5,202

Như vậy kiểm tra điều kiện ta thấy máy đảm bảo công suất cung cấp

Vậy chọn máy biến áp kiểu TMH do NGA sản xuất có các thông số sau :

 Dòng không tải I0% = 0,1

 Khối lượng : 49 tấn

 Giá : 300 * 103 RUP

c) Chọn máy biến áp A5 và A6 (22 KV)

Hai máy này có nhiệm vụ cung cấp điện cho tự dùng

Phụ tải có công suất tổng 0,5 MVA

5,0

Trang 17

Chọn 2 máy biến áp có công suất Sđmba=0,5MVA

* Kiểm tra

-Trong điều kiện bình thường có hệ số mang tải của mỗi máy là

Kpt = 0,5

5,0

*2

5,02

Như vậy máy đảm bảo công suất cung cấp

Vậy chọn máy biến áp kiểu TM do ABB sản xuất có các thông số sau :

 Điện áp cuộn hạ UH = 0,4 KV

 Khối luợng :1,695 tấn

 Giá : 4 *103 USD

Bảng tổng hợp của phương án 1

2.PHƯƠNG ÁN 2

a) Chọn máy biến áp từ ngẫu B1 và B2

Hai máy này có nhiệm vụ cung cấp điện cho toàn trạm

5,60

Chọn 2 máy biến áp có công suất Sđmba= 60 MVA

GIÁ (USD) T

220

110 0,4

12

10

4

0,2 0,1

600 *103

300 *10 3

4 *10 3

Trang 18

Kpt = 0,5

60

*2

5,602

Như vậy máy đảm bảo cung cấp 100% công suất

Vậy chọn máy biến áp kiểu ATTH do NGA sản xuất có các thông số sau :

 Điện áp cuộn cao UC= 230 KV

 Điện áp cuộn cao UT= 121 KV

 Điện áp ngắn mạch UN(C-T)% = 9,35

 Điện áp ngắn mạch UN(C-H)% = 34

 Điện áp ngắn mạch UN(T-H)% = 22,9

 Dòng không tải I0% = 2

 Tổn thát không tải P0 = 82,3 KW

 Tổn thất ngắn mạch PN(C-T) = 268 KW

 Tổn thất ngắn mạch PN(C-H) = 268 KW

 Tổn thất ngắn mạch PN(T-H) = 268 KW

 Khối lượng : 166,3 tấn

 Giá : 94* 103 RUP

b) Chọn máy biến áp B3 và B4

Hai máy này có nhiệm vụ cung cấp điện cho tự dùng

Phụ tải có công suất tổng 0,5 MVA

5,0

max



Chọn 2 máy biến áp co ùcông suất Sđmba=0,5 MVA

* Kiểm tra

-Trong điều kiện bình thường có hệ số mang tải của mỗi máy là

Kpt = 0,5

5,0

*2

5,02

dmBA

S

 0,93 như vậy là hợp lý

Do máy đặt ngoài trời nên ta kiểm tra khi 1 máy bị sự cố

1,4*Sđmba = 1,4*0,5=0,7 MVA

Như vậy máy đảm bảo cung cấp 100% công suất

Vậy chọn máy biến áp kiểu TM do NGA sản xuất có các thông số sau :

 Điện áp cuộn hạ UH = 0,4 KV

Trang 19

 Khối luợng :1,695 tấn

60 0,5

9,35 34 22,9 82,3

1

268 268

PN t-h

K.L Tấn

Giá RUP

268 166,3

1,695

94*1034*103

Trang 20

CHƯƠNG V: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN

I/KHÁI QUÁT

ơ đồ nối điện là 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

Sơ đồ nối điện có nhiều mạng 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 , để chọn 1

sơ đồ nối điện thích hơp cho trạm ta cũng phải căn cứ vào các yêu cầu sau :

 Tính đảm bảo :Cung cấp điện theo yêu cầu hay sự quan trong của phụ tải , luôn đánh giá qua độ tin cậy cung cấp điện, thời gian ngừng cung cấp điện…

 Tính linh hoạt :Có nhiều chế độ làm việc khác nhau khi có sự cố xảy ra

 Tính phát triển :Luôn luôn đáp ứng được nhu cầu dùng điện ngay hiện tại vàcần tăng thêm các nguồn hay tải trong tương lai và vận hành đơn giản

 Tính kinh tế : Thể hiện ở vốn đầu tư và các chi phí hằng năm

1/Sơ đồ hệ thống thanh góp

Tất cả các phần tử (nguồn ,tải) đều được vào thanhgóp chung qua một máy cắt Hai bên máy có 2 dao cách ly , nhưng máy biến áp 2 cuộn dây có thể không có dao cách

ly về phía máy biến áp Các dao cách ly này có nhiệm vụ đảm bảo toàn khi cần sửa chữa máy cắt điện

Sơ đồ 1 hệ thông thanh góp có ưu điểm : 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

Tuy nhiên nó có 1 số khuyết điểm:

 Khi sử chữa máy cắt điện trên mạch nào , các phụ tải nối vào mạch đó cũng bị mất điện thời gian cung cấp điện phụ thuộc vào thời gian sữa chữa máy cắt điện đó

 Ngắn mạch trên thanh góp dẫn đến cắt điện toàn bộ các phần tử ngay cả khi sửa chữa thanh góp hay các dao cách ly về phía thanh góp

Tóm lại do có nhiều khuyết điểm trên , sơ đồ này chỉ sử dụng khi yêu cầu đảm bảo không cao, các hộ tiêu thụ loại 3.Trong trường hợp này chỉ có 1 nguồn cung cấp Để tăng cường tính đảm bảo cho sơ đồ ta có các dạng thanh góp

a)Phân đọan thanh góp

Sơ đố hệ thống thanh góp có phân đoạn bằng máy cắt điện được sử dụng rộng rãi trong trạm biến áp cũng như trong nhà máy điện khi điện áp không cao và số mạch không nhiều

b) Đặt thêm thanh góp vòng

Sơ đồ này chỉ thực hiện chủ yếu ở điện áp cao thường từ 110KV trở lên và có số đường dây nhiều

S

Trang 21

Với 110KV số đường dây  8

Với 220KV số đường dây  6

2/ Sơ đồ 2 hệ thống thanh góp

Mỗi phần tử qua một máy cắt nhưng rẽ qua 2 dao cách ly để nối vào 2 thanh góp giữa 2 hệ thống thanh góp có 1 may cắt liên lạc (MCG) Hai hệ thống thanh góp có giá trị như nhau

Sơ đồ 2 hệ thống thanh góp chỉ sử dụng với điện áp cao từ 110KVtrở lên Ngoài các dạng thanh góp trên còn rất nhiều hệ thống thanh góp

II/Chọn lượng thanh góp cho từng phương án

Từ các sơ đồ nối điện trên với các ưu điểm và khuyết điểm cũng như tính linh hoạt củacác phụ tải , đồng thời xét đến mức độ kỹ thuật về vận hành cũng như về kinh tế bảo dưỡng các khí cụ điện của trạm như ở nước ta hiện nay Ta xét đến mức độ tin cậy của thiết bị ta chọn sơ đồ nối điện cho 2 phương án như sau :

Số đường dây đi vào là 2

Còn số đường dây đi ra là 4

Chính lẽ đó tổng số đường dây là 6 cho nên ta chọn sơ đồ hệ thống 2 thanh góp để đảm bảo tính cung cấp điện cao

* Cấp 22KV

Do điện áp thấp 22KV nên ta chọn sơ đồ 1 hệ thống thanh góp dùng máy cắt hợp bộ

2/ Phương án 1

Còn đối với phương án 2 ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu

- Cấp 220kv :Do có 2 đường dây từ hệ thống đi vào và 2 dây từ máy biến áp đi xuống nên ta dùng sơ đồ 1 hệ thống thanh góp có phân đoạn

cấp 110KV : Do có 2 dây từ cuộn trung và đi ra 2 tải nên ta cũng dùng sơ đồ 1 hệ thống thanh góp có phân đoạn

- Cấp 22KV :Do đây làcấp có mức điện áp thấp nên ta dùng hệ thống 1 thanh góp dùng máy cắt hợp bộ

Trang 22

3/Sơ đồ nối địên của phương án 2

22 KV

0,4 KV

Trang 23

Trang 24

Trang 25

Trang 26

Luận Aùn Tốt Nghiệp GVHD: HUỲNH NHƠN

SVTH: VÕ NGỌC TÙNG Trang 19

CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN

NGẮN MẠCH

I/khái niệm

ục đích của tính toán ngắn mạch ( IN ) đe åphục vụ cho việc chọn khí cụ điện ( máy cắt , kháng điện , biến dòng , biến điện áp) và các phần dẫn điện (dây dẫn , thanh góp , cáp) Có nhiều phương pháp tính dòng ngắn mạch nhưng chỉ cần dùng phương pháp đơn giản

Chỉ tính ngắn mạch 3 pha vì thường dòng ngắn mạch 3 pha lớn hơn dòng ngắn mạch 2 pha và 1 pha

Khi tính toán ngắn mạch trong hệ thống U1000V có thể bỏ qua thành phần điện trở

R mà chỉ xét đến điện kháng X,vì R thường nhỏ hơn X nhiều Còn khi tính ngắn mạch trong mạng U1000V thì mới xét đến R

Để tính toán ngắn mạch trước hết ta phải thành lập sơ đồ thay thế và chọn các đại lượng cơ bản như :

1/ Tính ngắn mạch cho hệ thống trên 1000V

 Điện kháng tương đối cơ bản của đường dây

x0 :Điện kháng của 1Km chiều dài đường dây(/KM)

ta lấy x0=0,4 (/ km) : đường dây trên không

l: Chiều dài đường dây

 Điện kháng tương đối cơ bản của hệ thống

X*cb(ht)=x*ht

HT

cb

S S

 Điện kháng tương đối cơ bản của máy biến áp hai cuộn dây

X*cb(BA)=

dmBA

cb N

S

S U

100

%

M

Trang 27

Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : HUỲNH NHƠN

SVTH : VÕ NGỌC TÙNG Trang 20

X*cb(T)=

dmBA

cb T N

S

S U

S

S U

 : Hệ số có lợi của máy biến áp từ ngẫu

Trị số dòng ngắn mạch

2/ Tính ngắn mạch trong mạng hạ thế U 1000V

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

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

- Không thể bỏ qua điện trở R,vì Rvà X tương đối nhau

- Điện trở RB và điện kháng XB của máy biến áp xác định theo biểu thức:





m S

U P

S

U

U % 210310

)( m

Trong đó UX%:nh phần phản kháng của điện áp ngắn mạch xác định theo biểu

thức

UX%= 2

% 2

(U N  U R

UR% : thành phần tác dụng của UN% xác định theo biểu thức

Trang 28

Trang 29

1000

 (KA) Điện kháng tương đối cơ bản của hệ thống

xht(cb)=xht 0,1

4000

1000

*4,

1000

*120

*4,0



Dòng điện ngắn mạch tại N1

IN1 = 4,56( )

55,0

51,2

1

KA x

1000

 (KA) Điện kháng tương đối cơ bản của máy biến áp hai cuộn dây A1 và A2 (vì UdmBA U cb)

)115(

)110(

*60

*100

1000

*14

*100

%

2 2 2

2



cb dm dmBA

cb N

U

U S

S U

Điện kháng tổng tương đối cơ bản

Ta chỉ cần cộng thêm điện kháng 2 máy biến áp A1và A2

Trang 30

IN2 = 2,93( )

71,1

02,5

1

KA x

)22(

*15

*100

1000

*5,10

*100

%

2 2 2

cb N

U

U S

S U

Ta chỉ cần cộng thêm điện kháng 2 máy biến áp A3và A4

x3 = x2+

2

) 2

1,25

3

KA x

Trang 31

Tại điểm ngắn mạch N4 có Sht  50 SBA

10

*)4,0(

*710

2

3 2 2

3 2

U P

dm

dm N

XB

dm

dm X

Trong đó

% 2

*10

(U N  U R = (4)2 (1,4)2 3,74

 XB= 11990,39( ) 11,99( )

)(5,0

10

*)4,0(

*74,3

*3

2

*4,0

23

KA Z

220

110

22 0,4

4,56 3,34 5,43 36,15

10,96 8,5 13,82 91,76 II/ PHƯƠNG ÁN 2

Từ phương án 2 ta có sơ đồ biến đổi tương đương:

Trang 32

1) Ngắn mạch tại N1

1000

 (KA) Điện kháng tương đối cơ bản của hệ thống

xht(cb)=xht 0,1

4000

1000

*4,

Điện kháng tương đối cơ bản của đường dây

1000

*120

*4,

Trang 33

Điện kháng tổng tương đối cơ bản của đường dây và hệ thống



IN1 = 4,56( )

55,0

51,2

1

KA x

9,225,0

3435,9(5,0)

N U U

5,0

345,0

9,2235,9(5,0)

N U U

 0

 UN%T=0

5,0

9,225,0

34(5,0)

N U U U



)115(

)110(

*60

*100

1000

*77,15

*

*100

*

%

2 2 2

cb C N

U

U S

S U

)115(

)110(

*60

*100

1000

*0

*

*100

*

%

2 2 2

2



cb dm dmBA

cb T N

U

U S

S U

)115(

)110(

*60

*100

1000

*22,52

*

*100

*

%

2 2 2

cb H N

U

U S

S U

x2= x1+ 1,86

2

02

62,255,02

2     

cbT cbC x x

IN2 = 2,69( )

86,1

02,5

2

KA x

Trang 34

1000

 (KA) Điện kháng tổng tương đối cơ bản

x3= x1+ 10,56

2

7,82

62,255,02

2     

cbH cbC x x

IN3 = 2,37( )

56,10

1,25

3

KA x

4) Dòng ngắn mạch tại N4

Tại điểm ngắn mạch N4 có Sht  50 SBA

10

*)4,0(

*710

2

3 2 2

3 2

U P

dm

dm N

XB

dm

dm X

)( m

Trang 35

% 2

*10

(U N  U R = (4)2 (1,4)2 3,74

 XB= 11990,39 ) 11,99( )

)(5,0

10

*)4,0(

*74,3

*3

2

*4,0

23

KA Z

220

110

22 0,4

4,56 2,69 2,37 36,15

4,6 6,84 6,03 91,76

Trang 36

Luận Án tốt nghiệp GVHD : HUỲNH NHƠN

CHƯƠNG VII : TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

1/ PHƯƠNG ÁN 1

 Tổn thất điện năng trong máy biến áp 2 cuộn dây 220/110KV

Ta có các thông số

dm

N ngaydem     

28996

*215

*2

124

*35

*2

*35,2465365

*

A nam  ngaydem  



 Tổn thất điện năng cấp 110/22KV

Ta có các thông số:

dm

N ngaydem     

7468

*103

*2

124

*13

*35,2126365

*

A nam  ngaydem  



* Tổn thất điện năng máy biến áp 22/0,4KV

Trang 37

)(

dm

N ngaydem     

24

*7

*2

124

*

*2

)(

[

2 2

2

BA dm

H N i

i dmBA

T N i

i dmBA

C N ngaydem S t

S

P t

S S

P t

S S

P n t P n

)(48180365

*132365

nam nam A A A

 = 899854,2 + 776118,32 +48180

= 1724152,52 MWH Như vậy tổn thất của phương án 1 là: 1724152,52

2) PHƯƠNG ÁN 2

 Tổn thất điện năng máy biến áp từ ngẫu

Ta có các thông số

2

1

2 ) ( 2

) ( )

C N T

C N C

N

P P

P

134)(

2

1

2 ) ( 2

) ( )

T N T

C N T

N

P P

P

1876)

(2

1

) ( 2

) (

Trang 38

)(

[

2 2

2

BA dm

H N i

i dmBA

T N i

i dmBA

C N ngaydem S t

S

P t

S S

P t

S S

P n t P n

Ta có bảng phụ tải 110KV như sau

STT T(GIỜ) S(MVA) P(MW) Q(MVAR)

Phụ tải cấp hạ(22KV)

Ta có bảng như sau:

STT T(GIỜ) S(MVA) P(MW) Q(MVAR)

9,36 9,984 12,48 11,856 12,48 9,36

Trang 39



S2iC t 452*4+482*4+602*4+ 592**4+ 552*4+452*4= 65840

Vậy tổn thất điện năng trong 1 ngày đêm

)(82,7670)]

7468(60

1876)

28996(60

134)65840(60

134[2

124

*5,82

*2

2 2

*82,7670365

A NAM ngay  



 Tổn thất điện năng trong máy biến áp cuộn dây(22/0,4)

dm

N ngaydem     

6

*7

*2

124

*5,0

*2

)(

[

2 2

2

BA dm

H N i

i dmBA

T N i

i dmBA

C N ngaydem S t

S

P t

S S

P t

S S

P n t P n

)(48180365

*132365

3,2799849

Như vậy tổn thất của phương án 2 là: 2848029,3 (KWH)

Bảng tổng hợp của 2 phương án

TT Tổn thất điện năng(KWH) PHƯƠNG ÁN 1 1724152,52

PHƯƠNG ÁN 2 2848029,3

Trang 40

CHƯƠNG VIII CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN

A/CHỌN MÁY CẮT CHO PHƯƠNG ÁN 1

1) Chọn máy cắt cho cấp 220KV

5,603

403

max

A U

Định dạng
Số trang	93
Dung lượng	1,17 MB