Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứuChương 1:Tổng quan về công trình BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌ
Trang 1Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/6.6kV - 2x40MVA
(NHÀ MÁY XI MĂNG HÒN CHÔNG – KIÊN GIANG)
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
Ts Trần Trung Tính Trần An Nhiên (MSSV: 1041083)
Ngành Kỹ thuật Điện – Khóa 30
Tháng 11/2008
Trang 2
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
Trường Đại học Cần Thơ Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Khoa Công Nghệ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn Kỹ thuật Điện
PHIẾU ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Năm học 2008 – 2009
1 Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Ts Trần Trung Tính
2 Tên đề tài: Thiết kế trạm biến áp 110/6.6kV – 2x40MVA (Nhà máy xi măng Hòn Chông – Kiên Giang)
3 Địa điểm, thời gian thực hiện:
Địa điểm: Bộ môn Kỹ thuật Điện – Khoa Công Nghệ - Trường Đại học Cần Thơ Nhà máy xi măng Hòn Chông – Kiên Giang
Thời gian thực hiện: 12 tuần
4 Họ và tên sinh viên thực hiện: Trần An Nhiên
MSSV: 1041083
Lớp: Kỹ thuật Điện K30
5 Mục đích của đề tài: Thiết kế trạm biến áp đảm bảo yêu cầu kỹ thuật – kinh tế đề ra
6 Kinh phí dự trù thực hiện đề tài: 478000 (bốn trăm bảy mươi tám ngàn đồng)
Cán bộ hướng dẫn Sinh viên thực hiện
Trang 3Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Ts Trần Trung Tính
Tên đề tài: Thiết kế trạm biến áp 110/6.6kV – 2x40MVA (Nhà máy xi măng Hòn Chông – Kiên Giang)
Họ và tên sinh viên thực hiện: Trần an Nhiên
MSSV: 1041083
Lớp: Kỹ thuật Điện K30
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
Cần thơ, ngày ….tháng … năm 2008 Cán bộ hướng dẫn
Trang 4Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG
Họ và tên cán bộ phản biện: Ts Trần Trung Tính
Tên đề tài: Thiết kế trạm biến áp 110/6.6kV – 2x40MVA (Nhà máy xi măng Hòn Chông – Kiên Giang)
Họ và tên sinh viên thực hiện: Trần an Nhiên
MSSV: 1041083
Lớp: Kỹ thuật Điện K30
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
Cần thơ, ngày ….tháng … năm 2008 Cán bộ phản biện
Trang 5Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Cần Thơ, cũng như trong suốt quá trình làm luận văn, em đã được quý thầy cô tận tình chỉ bảo
Xin chân thành cám ơn:
- Ban giám hiệu trường Trường Đại học Cần Thơ
- Ban chủ nhiệm Khoa công Nghệ
- Các thầy, cô trong Bộ môn Điện, đặc biệt là thầy Trần Trung Tính đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ
- Bộ phận Bảo trì Điện, Nhà máy xi măng hòn Chông – Kiên Giang đã chỉ dạy và cung cấp tài liệu
- Gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên trong suốt quá trình học tập
Chân thành cám ơn!
Cần thơ, ngày 10 tháng 11 năm 2008 Sinh viên thực hiện
Trần An Nhiên
Trang 6Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
LỜI NÓI ĐẦU
Điên năng ngày càng có vai trò quan trọng trong đời sống xã hội, trong công nghiệp, nông nghiệp cũng như sinh hoạt hàng ngày Sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện sao cho hiệu quả nhất là một bài toán khó Vói một sinh viên chuyên ngành điên, việc nghiên cứu, thiết kế trạm biến áp là công việc mang lại kiến thức cho bản thân và
xã hội Đó là lý do tôi chọ đề tài thiết kế trạm biến áp
Trạm biến áp là công trình quan trọng trong hệ thống điện Vì vậy thiết kế trạm không phải chỉ áp dụng những lý thiết thuần túy mà làm được, nó đòi hỏi những kinh nghiệm thực tế phù hợp với từng yêu cầu cụ thể Dưới đây là luân văn tốt nghiệp vói những nội dung cơ bản nhất về thiết kế trạm
Luận văn gồm 9 chương:
- Chưong 1: Tổng quan về công trình
- Chương 2: Khảo sát phần điện
- Chương 3: Sơ đồ nối điện
- Chương 4: Tính toán các dòng điện
- Chương 5: Sơ lược về thiết bị
- Chương 6: Chọn thiết bị
- Chương 7: Hệ thống điện tự dung
- Chương 8: Nối đất và chống sét
- Chương 9: Hệ thống bảo vệ trạm biến áp
Vì là lần đầu làm luận văn với một đề tài lớn, cũng như việc hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm thực tế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn sinh viên
Cần thơ, ngày 10 tháng 11 năm 2008 Sinh viên thực hiện
Trần An Nhiên
Trang 7Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
KẾT LUẬN
Qua 12 tuần làm luận văn, tuy thời gian tương đối ngắn nhưng tôi đã tham khảo nhiều tài liệu, thực tập thực tế về trạm biến áp, và cuối cùng, cũng đã hoàn thành luận văn đúng tiến độ
Luận văn tốt nghiệp đã mang lại cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quý báo về trạm biến áp, cũng như được tiếp xúc với những thầy cô, cán bộ kỹ thuật trong ngành điện Qua đó, tôi đã học hỏi được rất nhiều về kiến thức cũng như tác phong trong công việc, làm quen với môi trường làm việc công nghiệp, áp lực cao Từ đó tôi
có thể tự tin đi làm ngay sau khi ra trường
Rất cám ơn thầy Ts Trần Trung Tính và Nhà máy xi măng Hòn Chông đã tạo điều kiện cho tôi thực tập song song với quá trình làm luận văn
Dù đã nhiều lần chỉnh sữa nhưng quyển luận văn này không thể tránh khỏi thiếu sót Mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn
Trang 8Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Đào Minh Trung (2004), Thiết kế trạm biến áp công suất 63MVA – 110/22kV, Luận
văn tốt nghiệp đại học Kỹ thuật Điện, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ
2 Trần Quốc Anh, Nguyễn Hoài Nam (2003), Thiết bị trạm biến áp 110kV, Trường
trung học Điện Lực 2
3 Trần Quốc Anh (2003), Hệ thống bảo vệ trạm biến áp, Trường trung học Điện Lực
2
4 Huỳnh Nhơn (2007) Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp, Nhà xuất bản Đại học
Quốc gia TP Hồ chí Minh
5 Ngô Hồng Quang, Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0.4 – 500kV, Nhà xuất
bản khoa học và kỹ thuật
Trang 9Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1
1.1Mục đích xây dựng 1
1.2Cơ sở pháp lý 1
1.3Giới thiệu công trình 1
1.4Địa điểm xây dựng và vận hành trạm 2
1.4.1 Yêu cầu 2
1.4.2 Điều kiện tự nhiên khu vực 2
CHƯƠNG 2 3
KHẢO SÁT PHẦN ĐIỆN 3
2.1 Các đường dây đấu nối vào trạm 3
2.2 Hiện trạng nguồn và lưới điện khu vực 3
2.2.1 Nguồn công suất 3
2.2.2 Lưới điện khu vực 3
2.2.2.1 Lưới truyền tải 3
2.2.2.2 Lưới phân phối 4
2.2.3 Tình hình phụ tải của nhà máy 4
2.3 Nhận xét 5
2.3.1 Về cấp điện áp 5
2.3.2 Về công suất 5
CHƯƠNG 3 8
SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 8
3.1 Điều kiện ban đầu 8
3.2 Phân tích phương án 9
3.3 Kết kuận 9
CHƯƠNG 4 10
TÍNH TOÁN CÁC DÒNG ĐIỆN 10
4.1 Tính dòng định mức 10
4.1.1 Phía 110kV 10
4.1.2 Phía 6.6kV 10
4.2 Tính dòng ngắn mạch 11
4.2.1 Tại thanh cái 110kV 11
4.2.2 Tại thanh cái 6.6kV 11
CHƯƠNG 5 13
SƠ LƯỢC VỀ THIẾT BN 13
5.1 Máy biến áp 13
5.1.1 Sơ lược về máy biến áp 13
5.1.2 Cấu tạo 14
Trang 10Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
5.1.3 Nguyên lý làm việc 14
5.2 Máy cắt 14
5.3 Dao cách ly 15
5.4 Máy biến dòng điện 16
5.5 Máy biến điện áp 16
5.6 Chống sét van 17
5.6.1 Cấu tạo 18
5.6.2 Nguyên lý hoạt động 18
5.7 Thanh dẫn 18
5.8 Tủ hợp bộ 19
CHƯƠNG 6 20
CHỌN THIẾT BN 20
6.1 Chọn thiết bị 110kV 20
6.1.1 Máy cắt 20
6.1.1.1 Điều kiện chọn máy cắt 20
6.1.1.2 Thông số máy cắt được chọn 20
6.1.2 Dao cách ly 20
6.1.2.1 Điều kiện chọn dao cách ly 20
6.1.2.2 Thông số dao cách ly được chọn 21
6.1.3 Máy biến dòng điện 21
6.1.3.1 Điều kiện chọn máy biến dòng điện 21
6.1.3.2 Thông số máy biến dòng được chọn 22
6.1.4 Máy biến điện áp 23
6.1.4.1 Điều kiện chọn máy biến điện áp 23
6.1.4.2 Thông số máy biến dòng được chọn 23
6.1.5 Thanh dẫn 24
6.1.5.1 Điều kiện chọn thanh dẫn 24
6.1.5.2 Thông số thanh dẫn được chọn 25
6.1.6 Sứ cách điện 26
6.1.6.1 Điều kiện chọn sứ cách điện 26
6.1.6.2 Thông số sứ cách điện được chọn 26
6.1.7 Dây dẫn, cáp 27
6.1.7.1 Điều kiện chọn dây dẫn, cáp 27
6.1.7.2 Thông số dây dẫn, cáp được chọn 27
6.1.8 Chống sét van 28
6.1.8.1 Chống sét phía 110kV 28
6.1.8.2 Chống sét phía 6.6kV 28
6.2 Chọn máy biến áp 29
6.3 Tính tổn thất điện năng 29
6.4 Chọn thiết bị 6.6kV 29
6.4.1 Tủ lộ tổng 29
6.4.2 Tủ lộ ra 30
Trang 11Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
6.4.3 Tủ cầu dao cắm 30
6.4.4 Tủ máy cắt phân đoạn 30
6.4.5 Tủ biến điện áp 30
6.4.6 Thanh cái 31
6.4.7 Chọn cáp 6.6kV 31
CHƯƠNG 7 33
HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ DÙNG 33
7.1 Sơ lược về hệ thống điện tự dùng 33
7.1.1 Tự dùng xoay chiều 33
7.1.2 Tự dùng một chiều 33
7.1.3 Sơ đồ điện tự dùng 33
7.2 Chọn thiết bị tự dùng 34
7.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng 34
7.2.2 Tính ngắn mạch 36
7.2.3 Chọn cáp 0.4kV 37
7.2.4 Chọn aptomat 38
CHƯƠNG 8 39
NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 39
8.1 Hệ thống nối đất 39
8.1.1 Khái niệm 39
8.1.2 Cách nối đất 39
8.1.3 Yêu cầu của hệ thống nối đất 40
8.1.4 Tính toán thiết kế hệ thống nối đất theo IEEE STD 80 - 1976 40
8.1.4.1 Các điều kiện thiết kế 40
8.1.4.2 Tính điện trở nối đất 40
8.2 Hệ thống chống sét 41
8.2.1 Giới thiệu về sản phNm 42
8.2.1.1 Kim thu sét 42
8.2.1.2 Cáp thoát sét 43
8.2.2 Cách xác đinh bán kính vùng bảo vệ 43
CHƯƠNG 9 45
HỆ THỐNG BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 45
9.1 Sơ lược về hệ thống bảo vệ trạm biến áp 45
9.1.1 Vai trò của hệ thống bảo vệ 45
9.1.2 Yêu cầu chung đối với hệ thống bảo vệ 45
9.1.3 Chức năng bảo vệ 45
9.2 Phân loại bảo vệ 46
9.2.1 Bảo vệ không điện 46
9.2.1 Bảo vệ điện 47
9.3 Nguyên tắc tác động 47
9.3.1 Bảo vệ quá dòng điện có thời gian 47
9.3.1.1 Bảo vệ quá dòng cấp 1 47
Trang 12Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
9.3.1.2 Bảo vệ quá dòng cấp 2 48
9.3.2 Bảo vệ quá dòng chạm đất tác động có thời gian 49
9.3.2.1 Bảo vệ quá dòng chạm đất cấp 1 51
9.3.2.2 Bảo vệ quá dòng chạm đất cấp 2 51
9.3.3 Bảo vệ quá dòng có hướng và có hướng chạm đất 51
9.3.4 Bảo vệ so lệch máy biến áp 51
9.3.5 Bảo vệ giới hạn chạm đất cuộn dây máy biến áp 52
9.3.6 Bảo vệ khoảng cách 53
9.3.7 Bảo vệ tự đóng lại 54
9.3.2 Bảo vệ kiểm tra đồng bộ 55
9.4 Phối hợp bảo vệ giữa các rơ le 56
9.5 Rơ le kỹ thuật số 58
9.5.1 Giới thiệu 58
9.5.2 Chức năng 58
9.5.3 Các loại rơ le đang sử dụng 58
LIỆT KÊ THIẾT BN VẬT LIỆU 60
MỤC LỤC BẢNG
Trang 13Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
Bảng 2.1: Đặc điểm lưới truyền tải 110kV 3
Bảng 2.2: Phụ tải ngày 20/8/2008 của Nhà máy 4
Bảng 2.3: So sánh hai phương án 6
Bảng 3.1: Các phương án của sơ đồ nối điện chính 8
Bảng 6.1: Thông số máy cắt được chọn và kiểm tra 19
Bảng 6.2: Thông số dao cách ly được chọn và kiểm tra 20
Bảng 6.3: Thông số máy biến dòng được chọn và kiểm tra 21
Bảng 6.4: Phụ tải thứ cấp BI 21
Bảng 6.5: Thông số máy biến điện áp được chọn và kiểm tra 22
Bảng 6.6: Phụ tải thứ cấp BU 22
Bảng 6.7: Cách tính momen chống uốn của thanh dẫn 23
Bảng 6.8: Thông số sứ được chọn và kiểm tra 25
Bảng 7.1: Phụ tải tự dùng của trạm 33
Bảng 2.2: Phụ tải chiếu sáng sân trạm 35
Bảng 8.1: Bán kính bảo vệ của kin thu sét Dynasphere 42
Bảng 8.2: Bán kính cạnh tranh của các đỉnh nhọn 42
MỤC LỤC HÌNH
Trang 14Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
Hình 2.1: Đồ thị phụ tải ngày 20/8/2008 của Nhà máy 5
Hình 2.2: Sơ đồ một máy biến áp 6
Hình 2.3: Sơ đồ hai máy biến áp đấu song song 6
Hình 3.1: Sơ đồ hình chữ H 7
Hình 4.1: Sơ đồ thay thế khi tính ngắn mạch 10
Hình 5.1: Máy biến áp lực 12
Hình 5.2: Máy cắt SF6 13
Hình 5.3: Dao cách ly 14
Hình 5.4: Máy biến dòng điện 15
Hình 5.5: Máy biến điện áp 16
Hình 5.6: Chống sét van 16
Hình 5.7: Tủ hợp bộ 18
Hình 6.1 : Cách tính lực tác động lên sứ 25
Hình 7.1: Sơ đồ hệ thống điện tự dùng 33
Hình 7.2: Máy biến áp dự phòng 35
Hình 7.3: Sơ đồ tự dùng 36
Hình 7.4: Aptomat 37
Hình 8.1: Kim thu sét và cáp thoát sét Ericore 41
Hình 8.2: Phạm vi bảo vệ trạm biến áp 43
Hình 9.1: Sơ đồ khối chung của bảo vệ không điện 45
Hình 9.2: Sơ đồ khối chung của bảo vệ điện 46
Hình 9.3: Sơ đồ nguyên lý tác động của rơ le 51 47
Hình 9.4: Sơ đồ nguyên lý tác động của rơ le 50/51 48
Hình 9.5: Sơ đồ nguyên lý tác động của rơ le 50/51N 49
Hình 9.6: Sơ đồ nguyên lý tác động của rơ le 50/51GN 49
Hình 9.7: Sơ đồ nguyên lý tác động của rơ le 67/67N 50
Hình 9.8: Sơ đồ nguyên lý tác động của rơ le 87T 51
Hình 9.9: Sơ đồ nguyên lý tác động của rơ le 50REF 52
Hình 9.10: Sơ đồ nguyên lý tác động của rơ le 21 53
Hình 9.11: Phạm vi bảo vệ của rơ le 50/51N 53
Hình 9.12: Sơ đồ nguyên lý tác động của rơ le 79 54
Hình 9.13: Sơ đồ nguyên lý tác động của rơ le 25 55
Hình 9.14: Tủ bảo vệ trạm biến áp 56
Hình 9.15: Rơ le kỹ thuật số 58
TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG TRONG THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
TT TIÊU CHUẨN Ý NGHĨA
( giữ nguyên mẫu tiếng anh)
1 IEC 60076 Power transformer
Trang 15Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
2 IEC 60137 Bushings for alternating voltage above 1000V
3 IEC 60214 On – load tap changers
4 IEC 60233 Tests on hollow insulators
5 IEC 60296 Speccfication for unused mineral insulating oils for
transformers and reactors
6 IEC 60354 Loading guide for transformers
7 IEC 60422 Supervision and maintenance for mineral insulating
oils in electrical equipment
8 IEC 60529 Classification of degree of protection provided by
enclosures
9 IEC 65042 Application guide for on-load tap changers
10 IEC 60551 Determination of transformer and reactor sound levels
11 IEC 60599 Interpretation of the analysis of gases in transformers
and other oil-filled electrical equipment in service
12 IEC 56 High voltage alternating current circuit breakers
13 IEC 94-1 Lightning arresters Part 1 non linear resistor types for
AC systems
14 IEC 129 AC disconnectors (insulators) and earthing switches
15 IEC 137 Bushings for alternating voltage above 1000V
16 IEC 233 Tests for hollow insulators for use in electrical
equipment
17 IEC 267 Guide to testing of circuit breakers with respect to
out-of-phase switching
18 IEC 273 Dimensions of indoor and outdoor post insulators and
post insulator unit for systems with nominal voltage rather than 1000V
19 IEC 376 Specification and acceptance of a new sulfur
22 IEC 60044-1&6 Current transformers
23 IEC 60044-2 Voltage transformers
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
Trang 16Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
1.1 Mục đích xây dựng
Xây dựng mới trạm biến áp (TBA) sẽ đáp ứng được nhu cầu phụ tải ngày càng tăng của nhà máy, làm cơ sở vững chắc tin cậy từ đó sẽ phát huy được thế mạnh của nền công nghiệp miền Nam, hiện liên kết lưới trong khu vực còn rất yếu, do đó trạm
sau khi vận hành sẽ làm cơ sở cho sự phát triển lưới điện của tỉnh và toàn khu vực
Việc hạn chế sử dụng chế độ máy phát sẽ mang lại lợi ích môi trường do hạn chế phát sinh các khí như: COx, NOx, SOx …
Vận hành song song giữa nhà máy điện và trạm biến áp sẽ tăng cao tính ổn định cung cấp điện cho nhà máy , đây là ưu điểm lớn nhất nhằm đem lại lợi thế kinh tế cho nhà máy
1.2 Cơ sở pháp lý
Trạm biến áp nhà máy xi măng Holcim nằm trong tổng thể các công trình lưới điện miền Nam theo tổng sơ đồ 5 giai đoạn 2001- 2010 có xét đến 2020
Thiết kế kỹ thuật của công trình được dựa trên cơ sở sau đây:
Hợp đồng cung cấp điện số 01/2006-HD được ký kết giữa Điện lực Kiên Giang
và nhà máy xi măng Holcim Việt Nam
Hợp đồng kinh tế số 5594/HNPJ/2005 được ký kết giữa nhà máy xi măng Holcim và Công ty Tư vấn Xây dựng Điện 2
Văn bản số 1767/CV-ĐL2-4 ngày 9/3/2006 của Công ty Điện lực 2 về việc thoả thuận đấu nối TBA 110/6.6 kV nhà máy xi măng Holcim vào lưới điện Quốc Gia Báo cáo khảo sát kỹ thuật TBA 110/6.6 kV nhà máy xi măng Holcim do Xí nghiệp Khảo sát Tổng hợp Miền Nam – Công ty Tư Vấn Xây dựng Điện 2 lập tháng 01/2006
1.3 Giới thiệu công trình
Trạm biến áp là công trình để chuyển đổi điện áp từ cấp này sang cấp khác Do
đó, có thể là trạm tăng áp hay trạm giảm áp Trạm tăng áp thường đặt tại các nhà máy điện, làm nhiệm vụ tăng điện áp từ cấp máy phát lên điện áp cao hơn để truyền tải đi
xa Trạm hạ áp thường đặt ở các hộ tiêu thụ để biến đổi từ điện áp cao sang điện áp thấp phù hợp với yêu cầu sử dụng
Phía sơ cấp và thứ cấp của TBA có các thiết bị phân phối (TBPP) tương ứng, có nhiệm vụ nhận điện từ nguồn cung cấp và phân phối đi nơi khác Trong thiết bị phân phối có các khí cụ điện đóng cắt, điều khiển, bảo vệ và đo lường
Trạm biến áp 110/6.6 kV nhà máy ximăng Holcim là trạm phụ tải, cung cấp điện năng cho nhà máy ximăng Holcim Việt Nam tại xã Dương Hoà, huyện Kiên Lương, tỉnh Kiên Giang, cách nhà máy điện hiện hữu 110m, cách đường nhựa đi chùa Hang 260m Địa hình khu vực trạm là khu đất trống, bằng phẳng
Trang 17Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1:Tổng quan về công trình
1.4 Địa điểm xây dựng và vận hành trạm
1.4.1 Yêu cầu
Gần trung tâm phụ tải
Thuận lợi cho các đường dây 110kV và 6.6kV đấu nối vào trạm
Ảnh hưởng đến môi trường là thấp nhất
Thuận lợi cho việc vận chuyển thiết bị nặng
Đảm bảo việc mở rộng trạm nếu nhu cầu mở rộng trạm của khu vực tăng lên Mang tính mỹ quan cao, tạo nét văn minh đô thị
Đảm bảo cung cấp điện theo yêu cầu phụ tải
Thuận tiện và an toàn lúc vận hành và xử lý sự cố
Hợp lý về kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật,
1.4.2 Điều kiện tự nhiên khu vực
Khu vực dự kiến xây dựng trạm (khảo sát kỹ thuật) có cấu tạo địa chất đến độ sâu 12m tương đối đơn giản: đất nền gồm 2 lớp trong đó lưu ý lớp 1 (bùn sét) là lớp đất yếu, cần phải được xử lý gia cố mới có thể đáp ứng làm nền móng công trình Nước ngầm trong khu vực trạm có tính ăn mòn bê tông trung bình theo pH, yếu theo CO2(TCVN 3994 – 85) Điện trở suất trung bình của đất là 9.7 Ω.m (đo bằng máy M416 của Nga)
Nhiệt độ trung bình (0C) : 27 Nhiệt độ cao nhất (0C) : 40 Nhiệt độ thấp nhất (0C) : 13,8
Số ngày có dông trong năm : 130
Số giờ duy trì dông sét trong năm : 147 Nhiễm bNn khí quyển: khu vực dự kiến xây dựng trạm nằm trên vùng châu thổ với hệ thống song rạch bị nhiễm mặn
Tài liệu khảo sát điều kiện tự nhiên khu vực đảm bảo yêu cầu thiết kế
CHƯƠNG 2
KHẢO SÁT PHẦN ĐIỆN
2.1 Các đường dây đấu nối vào trạm
Trang 18Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 2: Khảo sát phần điện
Điểm đầu: Cột cuối đường dây 110kV Kiên Lương 2 Điểm cuối: TBA 110/6.6kV nhà máy xi-măng Holcim Khoảng cách: 11km
Dây dẫn: AC – 240mm2Dòng tải tối đa: 610A
2.2 Hiện trạng nguồn và lưới điện khu vực
2.2.1 Nguồn công suất
Hiện nay nguồn cung cấp cho các huyện thuộc tỉnh Kiên Giang chủ yếu lấy từ đường dây 220kv Trà Nóc - Rạch Giá, đường dây 220kV Cai Lậy – Rạch Giá và TBA 220/110kV Rạch Giá
Riêng huyện Kiên Lương lấy nguốn từ:
TBA 110/15kV Kiên Lương : 2x30MVA
TBA 110/15kV Kiên Lương 2 : 1x25MVA
Nhà máy ximăng Holcim được cung cấp điện từ hệ thống máy phát Diesel 30MVA
2.2.2 Lưới điện khu vực
2.2.2.1 Lưới truyền tải
Bảng 2.1: Đặc điểm lưới truyền tải 110kV (Nguồn: Cty Điện lực Kiên Giang)
Hiện trạng lưới truyền tải 110kV của khu vực như sau:
1 Rạch Giá - Rạch Giá ACSR - 185 10
2 Rạch Giá - Kiên Lương ALMELEC - 180 68.5
3 Rạch Giá - Vị Thanh ACKP - 185 53.5
4 Rạch Giá - Thốt Nốt ACSR - 185 48 Khu vực trạm cách xa trạm truyền tải, các đường dây 35kV truyền tải với khoảng cách xa và cơ sở hạ tầng đã xuống cấp nên không thể đáp ứng công suất của nhà máy
2.2.2.2 Lưới phân phối
Tại khu vực nhà máy chỉ còn 2 tuyến đường dây 22kV (xuất phát từ trạm 110kV kiên Lương) tuy nhiên cũng không đáp ứng công suất rất lớn của nhà máy
2.2.3 Tình hình phụ tải của nhà máy
Trang 19Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 2: Khảo sát phần điện
Đồ thị phụ tải hàng ngày: Smax là lúc nhà máy vận hành hết công suất, Smin là lúc thiết bị được bảo trì hoặc gặp sự cố
Bảng 2.2: Phụ tải ngày 20/8/208 của nhà máy
Trang 20Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 2: Khảo sát phần điện
Pmax 20.7MW
Pmin 13MW
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 t(h)
Hình 2.1: Đồ thị phụ tải một ngày 20/8/2008 của nhà máy
Nguồn cấp điện của nhà máy là 6 tổ máy phát nhiệt điện, với tổng công suất
30MW, nếu xảy ra sự cố sẽ không có nguồn dự phòng
Phía sơ cấp: 110kV, chọn theo hiện trạng mạng điện khu vực
Phía thứ cấp: 6.6kV, chọn theo yêu cầu của nhà máy
2.3.2 Về công suất trạm
TBA 110/6.6kV là công trình lớn, tốn nhiều vốn đầu tư và còn có ảnh hưởng đến cả mạng điện khu vực Nên không thể thiết kế trạm để đáp ứng nhu cầu ngắn hạn rồi sau đó thay mới khi phụ tải tăng lên Do đó phải dựa vào yêu cầu công suất của nhà máy có tính đến tương lai và nằm trong đề án phát triển mạng điện khu vực tính đến năng 2020
Thông thường có hai phương án để lựa chọn công suất máy biến áp trong trạm:
- Phương án 1: sử dụng 1MBA với công suất MBA được chọn như sau:
Trang 21Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 2: Khảo sát phần điện
SMBA > Smax
Chọn MBA có công suất 63MVA
Hình 2.2: Sơ đồ trạm với 1MBA
- Phương án 2: sử dụng 2MBA đấu song song, công suất của mỗi MBA được chọn như sau:
SMBA > Smax/2
Chọn 2 MBA, mỗi máy có công suất 40MVA
Hình 2.3: Sơ đồ trạm với 2MBA đấu song song
Để chọn được phương án tối ưu, ta so sánh giữa hai phương án:
Bảng 2.3: So sánh giữa hai phương án
So sánh Phương án 1MBA
(63MVA)
Phương án 2MBA (2x40MVA)
Ưu điểm - Tổn thất điện năng ít
- Chiếm ít diện tích xây dựng
- Không có khả năng mở rộng
- Không có MBA dự phòng khi 1MBA gặp sự cố
-Tổn thất điện năng lớn -Chiếm nhiều diện tích xây dựng
63MVA
Trang 22Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 2: Khảo sát phần điện
Mặt khác, theo Hợp đồng mua bán điện giữa Điện lực Kiên Giang và Nhà máy
xi măng Hòn Chông từ tháng 01/2009 (sau khi xây dựng dây chuyền hai) về sau như sau :
- Công suất sử dụng lớn nhất: 55 MW
- Công suất sử dụng nhỏ nhất: 35 MW
- Số giờ hoạt động trong ngày: 24 giờ
- Điện năng sử dụng bình quân tháng: 28.000 MWh
Do đó, chọn công suất MBA của trạm là 2x40MVA
Trang 23Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 3: Sơ đồ nối điện
CHƯƠNG 3
SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN
3.1 Điều kiện ban đầu
Sơ đồ nối điện chính của lưới điện cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Đảm bảo cung cấp điện liên tục theo yêu cầu phụ tải
- Thuận tiện và an toàn lúc vận hành và sửa chữa
- Hợp lý về kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
Dựa vào yêu cầu trên, sơ đồ nối điên chính của trạm được dự kiến lựa chọn theo các phương án sau:
- Phương án 1: Sơ đồ hình H (với 5 máy cắt) có by-pass đường dây
- Phương án 2: Sơ đồ hình H (với 5 máy cắt) không có by-pass đường dây Các phương án về sơ đồ nối điện chính được thể hiện như hình:
a) phương án 1 b) phương án 2
Hình 3.1: Sơ đồ hình chữ H
Trang 24Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 3: Sơ đồ nối điện
3.2 Phân tích phương án
Bảng 3.1: Các phương án của sơ đồ nối điện chính
Chiếm nhiều diện tích hơn Thiết
bị lắp đặt nhưng ít vận hành dễ gây hư hỏng, sự cố
Không linh động khi xảy ra
sự cố máy cắt phân đoạn
Trang 25Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 4: Tính toán các dòng điện
CHƯƠNG 4
TÍNH TOÁN CÁC DÒNG ĐIỆN
4.1 Tính dòng dịnh mức
Dòng định mức thiết bị của ngăn lộ ra (vào) phía cao thế dựa trên công suất tối
đa có thể truyền qua trạm
Thông số đầu vào:
Điện áp định mức phía sơ cấp:UHV = 110 kV
Điện áp định mức phía thứ cấp:ULV = 6.6 kV
Công suất qua cuộn tam giác MBA: SMBA = 40 MVA
Công suất lớn nhất truyền qua trạm: SHT = 100 MVA
.8.0
= 167.97 A Dòng cho phép ứng với hệ số quá tải của nhà máy:
.1,1
.8.0
= 2799.27 A Dòng cho phép ứng với hệ số quá tải của nhà máy:
.1,1
= 3849.00 A Trong đó,
kqt = 1.1 là hệ số quá tải cho phép của nhà máy
klt = 0.8 là hệ số vận hành liên tục máy biến áp
Trang 26Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 4: Tính toán các dòng điện
4.2 Tính dòng ngắn mạch
4.2.1 Tại thanh cái 110kV
Dòng ngắn mạch tại thanh cái 110kV của trạm 110/6/6kV nhà máy xi măng Holcim do Viện Năng lượng tính là IN1 = 3.8kA
4.2.2 Tại thanh cái 6.6kV
Dòng ngắn mạch tại thanh cái 6.6kV của trạm sẽ được tính theo sơ đồ thay thế như sau:
Hình 4.1: Sơ đồ thay thế khi tính ngắn mạch
Áp dụng phương pháp tính dòng ngắn mạch trong hệ tương đối cơ bản Chọn :
Công suất cơ bản của hệ thống: Scb = 100 MVA
Điện áp cơ bản tại thanh cái 110kV: Ucb1 = 115 kV
Điện áp cơ bản tại thanh cái 6.6kV: Ucb2 = 6.3 kV
Trang 27Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 4: Tính toán các dòng điện
Điện kháng của hệ thống trong hệ tương đối cơ bản:
X*ht =
1
1
3 cb N
cb
I U
S
S U
.100
= 0.275 pu Dòng ngắn mạch ba pha tại thanh cái 6.6kV
Trường hợp vận hành 2 MBA song song:
Trang 28Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện
từ, biến đổi dòng điện xoay chiều từ cấp điện áp này thành dòng điện xoay chiều ở cấp điện áp khác với tần số không đổi
Trong HTĐ người ta dùng các MBA tăng áp hay giảm áp, hai cuộn dây hay ba cuộn dây, MBA ba pha hay tổ ba MBA một pha
Các MBA ba pha hai hay ba cuộn dây được sử dụng rộng rãi trong HTĐ Cũng
vì lý do kinh tế nên MBA ba pha được sử dụng rộng rải hơn tổ ba MBA một pha Giá thành của MBA ba pha nhỏ hơn (20-25%), còn tổn hao điện năng khi vận hành nhỏ hơn (12-15%) so với nhóm ba MBA một pha có cùng công suất Tổ ba MBA một pha chỉ được dùng khi không có khả nămg chế tạo MBA ba pha hoặc điều kiện chuyên chở
bị hạn chế
Trang 29Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
5.1.2 Cấu tạo
Máy biến áp gồm có ba phần chính: mạch từ, dây quấn và vỏ máy biến áp
- Mạch từ máy biến áp được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện tạo thành mạch vòng kín, giữa các lá thép có sơn cách điện
- Dây quấn là bộ phận dẫn điện của máy biến áp làm nhiệm vụ nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra, kim loại làm dây quấn bằng đồng, cũng có thể bằng nhôm nhưng không phổ biến Dây quấn có hai loại:
Dây quấn sơ cấp: là dây quấn nhận năng lượng từ nguồn
Dây quấn thứ cấp: là dây quấn cung cấp năng lượng cho phụ tải
- Vỏ máy biến áp gồm hai phần: thùng và nắp thùng
5.1.3 Nguyên lý làm việc
Máy biến áp làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng diện từ Nếu cuộn dây sơ cấp có n1 vòng, nối vào nguồn cung cấp xoay chiều U1 , sẽ tạo ra trong cuộn dây sơ cấp dòng điện xoay chiều I1, dòng điện xoay chiều I1 sinh ra từ thông xoay chiều trong mạch từ, móc vòng với cuộn dây thứ cấp có n2 vòng, tạo ra một điện áp xoay chiều U2 Nếu cuộn thứ cấp liền mạch sẽ sinh ra dòng điện xoay chiều I2
Nếu bỏ qua tổn hao trong mạch từ và các cuộn dây, ta sẽ có:
C-nameplate
D-position indicator
E-housing SF6-inside
G-mounting
Trang 30Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
Nhiệm vụ: đóng cắt dòng không tải hoặc có tải, cắt dòng sự cố
Yêu cầu phải đóng cắt nhanh, chắc chắn, tin cậy và an toàn
Có nhiều loại máy cắt: máy cắt dầu, máy cắt khí nén, máy cắt chân không…Với cấp điện áp 110 kV, được sử dụng nhiều nhất là máy cắt khí SF6 vì khả năng dập hồ quang hiệu quả Máy cắt khí SF6 có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động như sau: Buồng dập hồ quang nằm bên trong cột sứ, nạp khí SF6 từ 3.5 – 8 bar, bên trong buồng dập hồ quang có tiếp điểm chính, tiếp điểm chịu hồ quang của phần cố định và phần động, phần tiếp điểm động được nối với thanh truyền bằng phíp cách điện, được đưa ra bên ngoài liên kết với hệ thống truyền động bằng các khớp nối, tay đòn Cơ cấu truyền động thường sử dụng bằng khí nén hoặc lò xo Đầu vào ở trên cột sứ và đầu ra ở dưới cột sứ Khi máy cắt cắt, áp suất tạo ra bởi việc nén khí SF6 do sự chuyển động của tiếp điểm động trên tiếp điểm tĩnh cùng với áp suất tạo ra do hồ quang sẽ làm dịch chuyển hồ quang trong khí SF6 khiến hồ quang bị dập tắt dễ dàng
Dao cách ly hoạt động là nhờ vào sự hoạt động của hệ cơ điều khiển qua thao
tác đóng cắt bằng điện hoặc bằng cơ (thao tác bằng cần quay tay)
Ngoài ra còn có dao tiếp đất có tác dụng đảm bảo an toàn cho thiết bị và con người khi thao tác, sửa chữa Dao tiếp đất thường được liên động với dao cách ly theo nguyên tắc dao cắt ly đóng thì dao tiếp đất mở và ngược lại
Trang 31Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
5.4 Máy biến dòng điện
Nhiệm vụ:dùng để biến đổi dòng điện từ trị số lớn xuống trị số nhỏ, nhằm tạo ra dòng thích hợp cho việc đo lường hoặc bảo vệ Thường dòng thứ cấp máy biến dòng có các gia trị 1A cho lưới truyền tải vào 5A cho lưới phân phối
Máy biến dòng có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động như sau:
Hình 5.4: Máy biến dòng điện
Cấu tạo: gồm một mạch từ trên đó có quấn cuộn dây sơ cấp nối tiếp với mạch điện cao (trung) thế, và một hay vài cuộn thứ cấp
Nguyên tắc hoạt động: máy biến dòng hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, thông qua mạch từ lỏi thép biến đổi dòng điện lớn phía cao áp sang dòng điện nhỏ cung cấp cho các phụ tải thứ cấp Tổng trở mạch ngoài của CT rất nhỏ nên có thể coi CT làm việc trong tình trạng ngắn mạch
Có hai loại CT chính là CT dòng cho đo lường và CT dùng cho bảo vệ
5.5 Máy biến điện áp
Nhiệm vụ: tạo ra điện áp thích hợp cho việc đo lường và bảo vệ
Cũng giống như các MBA thông thường khác, máy biến điện áp cũng hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ Tuy nhiên việc cách điện với cấp điện áp cao là một vấn đề lớn về kỹ thuật và kinh tế Do đó máy biến điện áp kiểu tụ (CVT) được ứng dụng ở đây CVT có cấu tao như sau:
Cấu tạo: gồm hai bộ tụ điện mắc nối tiếp đấu trực tiếp và lưới cao áp, một cuộn dây sơ cấp đấu song song với tụ chịu áp thấp từ 10-15kV, một hay nhiều cuộn thứ cấp quấn cùng mạch từ với cuộn sơ cấp sẽ cung cấp điện áp ra thích hợp Để đảm bảo độ
Trang 32Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
ổn định điện áp ra, người ta mắc nối tiếp với cuộn sơ cấp cuộn kháng và bộ chống nhiễu
Trang 33Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
Nhiệm vụ: bảo vệ quá điện áp phần mang điện do quá điện áp khí quyển và quá trình đóng cắt không tải gây nên
5.6.1 Cấu tạo
Gồm hai phần tử chính: là khe hở phóng điện và điện trở làm việc (một số loại
còn có nam châm vĩnh cữu để dịch chuyển hồ quang)
- Khe hở phóng điện của chống sét van là một chuỗi các khe hở nhỏ có nhiệm
5.6.2 Nguyên lý hoạt động:
Khi có sóng sét truyền tới đầu cực chống sét, điện áp tăng lên rất cao, làm xuất hiện sự phóng điện qua các khe hở, lúc này điện trở làm việc của nó giảm xuống rất nhỏ, nhờ vậy dòng điện sét được tháo xuống đất, sau đó dòng điện sét giảm rất nhanh, điện trở làm việc tăng cao đột ngột, dòng điện hồ quang qua các khe hở giảm xuống và
bị dập tắt ở các khe này
Dòng điện bị ngắt hoàn toàn , lúc này điện áp đặt vào chống sét là điện áp lưới
có trị số nhỏ không đủ gây ra phóng điện
5.7 Thanh dẫn
Nhiệm vụ: dùng để đấu nối các thiết bị trong trạm, đấu nối giữa trạm và hệ thống Có các loại thanh dẫn mềm hoặc cứng, thanh dẫn trần hoặc có vỏ bọc với hình dáng và kích thướt khác nhau Yêu cầu chung đối với thanh dẫn là phải dẫn điện tốt, có
độ bền cơ và nhiệt cao, cấu tạo đơn giản
Tùy dòng tải mà chia làm thanh dẫn đơn hay thanh dẫn ghép (hai hay ba thanh trên một pha), hình chữ nhật, hình tròn hay hình máng (để giảm hiệu ứng mặt ngoài và tăng khả năng làm mát)
Trang 34Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
5.8 Tủ hợp bộ
a) Tủ điều khiển b) Tủ bảo vệ (control panel) (protection panel) Hình 5.7: Tủ hợp bộ
Tủ hợp bộ là tổ hợp các phần tử đóng cắt, đo lường, bảo vệ được lắp ráp tại nhà máy với độ tin cậy cao, kích thước nhỏ gọn, an toàn, dễ bảo dưỡng, thay thế nhằm làm đơn giản hóa và rút ngắn thời gian trong các khâu thiết kế, lựa chọn, lắp đặt, thử ngiệm các thiết bị điện như trước đây
Theo cấp điện áp, tủ hợp bộ được chia làm ba loại: tủ hợp bộ cao áp (thường được cách điện bằng khí SF6), tủ hợp bộ trung và hạ áp (cách điện bằng không khí)
Trang 35Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
6.1.1.1 Điều kiện chọn máy cắt
Máy cắt được chọn và kiểm tra theo các điều kiện sau:
- Điện áp định mức: UđmMC≥ UHT
- Dòng điện định mức: IđmMC≥ I1đm
- Dòng điện cắt định mức: IcđmMC ≥ IN1
- Ổn định lực điện động: Ilđđ ≥ IxkN1
- Ổn định nhiệt: I2nh.tnh ≥ BN (không cần kiểm tra nếu Icđm ≥ 1000V)
6.1.1.2 Thông số máy cắt được chọn
Bảng 6.1: Thông số máy cắt được chọn và kiểm tra
6.1.2 Dao cách ly
6.1.2.1 Điều kiện chọn dao cách ly
Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau:
Trang 36Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 6: Chọn thiết bị
- Điện áp định mức: UđmMC≥ UHT
- Dòng điện định mức: IđmMC≥ I1đm
- Ổn định lực điện động: Ilđđ ≥ IxkN1
- Ổn định nhiệt: I2nh.tnh ≥ BN (không cần kiểm tra nếu Icđm ≥ 1000V
6.1.2.2 Thông số dao cách ly được chọn
Bảng 6.2: Thông số dao cách ly được chọn và kiểm tra
6.1.3 Máy biến dòng điện
6.1.3.1 Điều kiện chọn máy biến dòng
Máy biến dòng điện được chọn theo các điều kiện sau:
Fcp ≥ FttTrong đó,
Fcp – lực tác động cho phép lên đầu sứ
Ftt – lực tác động tính toán đặt lên đầu sứ BI Tuy nhiên điều kiện này đã được áp dụng cho việc tính toán lựa chọn thanh cái, nên không cần kiểm tra điều kiện này đối với máy biến dòng
Ổn định nhiệt (I1đm.Knh.đm)2.tnh.đm ≥ BN
Trong đó,
Knh.đm – bội số ổn định nhiệt định mức của BI
Trang 37Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 6: Chọn thiết bị
Tnh.đm – thời gian ổn định nhiệt định mức
BN – xung nhiệt của dòng điện ngắn mạch
Đối với BI có dòng định mức trên 1000A thì không cần kiểm tra ổn định nhiệt
6.1.3.1 Thông số máy biến dòng điện chọn
BI được chọn và kiểm tra như sau:
Bảng 6.3: Thông số máy biến dòng được chọn và kiểm tra
Đại lượng được chọn và kiểm tra Kết quả
Dòng định mức sơ cấp 300-600-1200 > I1đm.HT = 230.94A Dòng định mức thứ cấp 1A
Dùng cho đo lường 0.5 Cấp
chính xác Dùng cho bảo vệ 5P20 Công suất định mức 30 VA > S2 = 26 VA
Watt kế tự ghi
Công tơ tác dụng
Công tơ phản kháng
Chọn BI 123kV, 300-600-1200/1-1-1-1A với hai mạch dùng cho đo lường, hai mạch dùng cho bảo vệ Vậy biến dòng diện đã chọn thỏa yêu cầu kỹ thuật
Trang 38Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 6: Chọn thiết bị
6.1.4 Máy biến điện áp
6.1.4.1 Điều kiện chọn máy biến điện áp
Máy biến điện áp được chọn theo các điều kiện:
- Cấp chính xác: theo dụng cụ có yêu cầu cao nhất
- Về điện áp: UđmBU = UHT
- Về công suất: tổng phụ tải nối vào BU bé hơn công suất định mức (SđmBU) tương ứng với cấp chính xác
ΣS2 ≤ SđmBUTrong đó,
ΣS2 = 2 2
)()(∑P + ∑Q là tổng phụ tải của BU tính bằng VA
6.1.4.2 Thông số máy biến điện áp được chọn
Máy biến điện áp được chọn và kiểm tra như sau:
Bảng 6.5: Thông số BU được chọn và kiểm tra
Phụ tải thứ cấp của BU như sau:
74 + = 84.16 (VA) Vậy chọn VT 123kV – 110:√3/0.11:√3/0.11:√3 – 100VA
Trang 39Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 6: Chọn thiết bị
6.1.5 Thanh dẫn
6.1.5.1 Điều kiện chọn thanh dẫn
Thanh dẫn được chọn và kiểm tra theo các điều kiện sau:
- Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép, (A)
K1.K2.Iđm.TC ≥ Iđm.HT
- Khả năng ổn định động, (kg/cm2) σcp ≥ σtt
- Khả năng ổn định nhiệt, (mm2)
S ≥ α.Ixk t qd
Trong đó,
K1 – hệ số hiệu chỉnh theo cách đặt thanh góp
K2 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, nhiệt độ trung bình tại nơi xây dựng trạm là 300C nên lấy K2 = 0.94
σcp - ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh góp
Với thanh góp đồng, σcp.Cu = 1400 kg/cm2
Với thanh góp nhôm, σcp.Al = 700 kg/cm2
σtt - ứng suất tính toán xuất hiện trong thanh góp do tác động của dòng ngắn mạch
l – khoảng cách giữa các sứ của một pha
a – khoảng cách giữa các pha
W – momem chống uốn của thanh dẫn
Momen chống uốn của các loại thanh dẫn:
Bảng 6.7: Cách tính momen chống uốn của thanh dẫn Với D là đường kính ngoài, d là đường kính trong của thanh dẫn
Thanh chữ nhật đặc
Thanh chữ nhật rỗng Thanh tròn đặc Thanh tròn rỗng
Trang 40Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
6.1.5.2 Thông số thanh dẫn được chọn
Thanh dẫn được chọn và kiểm tra theo các điều kiện sau:
.
K K
I đm HT
=
94.0
94.230
= 245.68 A Chọn:
Khoảng cách giữa các pha, a = 2 m Khoảng cách giữa hai sứ của một pha, l = 8 m
Dòng ngắn mạch xung kích tại thanh dẫn 110kV, ixkN1 = 9.67 kA Suy ra:
Lực tính toán do tác dụng của dòng ngắn mạch, Ftt = 6.58 kg Momen uốn tính toán, M = 526.4kG.cm
Momen chống uốn, W = 14.74 cm3 Ứng suất tính toán do tác động của dòng ngắn mạch, σtt = 35.71 kg/cm2Kiểm tra:
Dòng định mức thanh dẫn Iđm.TC = 500A > Dòng cho phép Icp = 245.68A Ứng suất cho phép σcp.Al = 700 kG/cm2 > Ứng suất tính toán σtt = 35.71 kg/cm2
Thanh dẫn dạng ống nên không cần kiểm tra ổn định nhiêt
Vậy chọn thanh dẫn 123kV – 2000A
6.1.6 Sứ cách điện
6.1.6.1 Điều kiện chọn sứ cách điện
Sứ cách điện được chọn và kiểm tra theo các điều kiện sau