Thiết kế trạm biến áp 110 22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải Phòng (Đồ án tốt nghiệp)

Thiết kế trạm biến áp 110 22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải PhòngThiết kế trạm biến áp 110 22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải PhòngThiết kế trạm biến áp 110 22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải PhòngThiết kế trạm biến áp 110 22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải PhòngThiết kế trạm biến áp 110 22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải PhòngThiết kế trạm biến áp 110 22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải PhòngThiết kế trạm biến áp 110 22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải PhòngThiết kế trạm biến áp 110 22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải PhòngThiết kế trạm biến áp 110 22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải PhòngThiết kế trạm biến áp 110 22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải Phòng

C ng hoà xã h i ch t Nam

c l p T Do H nh Phúc -o0o -

I H C DÂN L P H I PHÒNG

Sinh viên : L i H i Ninh_ MSV:1513102004

tài : Thi t k tr m bi n áp 110/22kV,c p

n cho khu công nghi p Nomura H i Phòng

NHI M V TÀI

1 N i dung và các yêu c u c n gi i quy t trong nhi m v tài t t nghi p ( v lý lu n, th c ti n, các s li u c n tính toán và các b n v )

2 Các s li u c n thi thi t k , tính toán

m th c t p t t nghi p

PH N NH N XÉT TÓM T T C A CÁN B NG D N

ng c i n i dung yêu c ra trong nhi m v t lý lu n th c ti n, tính toán giá tr s d ng, ch ng các b n v )

m c a cán b ng d n

m ghi b ng s và ch )

Cán b ng d n chính

(Ký và ghi rõ h tên)

NH C I CH M PH N BI N

TÀI T T NGHI P

tài t t nghi p v các m t thu th p và phân tích s

thuy t minh và b n v , giá tr lý lu n và th c ti tài

m c a cán b ch m ph n bi n

m ghi b ng s và ch )

i ch m ph n bi n

(Ký và ghi rõ h tên)

2

1.1 KHÁI NI M 2

1.2 .4

1.3 5

9

2.1 .9

2.2 .14

27

3.1 .27

3.2 .28

44

4.1 .44

4.2 55

62

5.1 .62

5.2 .67

80

81

L I M U ! - -

Tr m bi n áp là thi t b r t quan tr ng trong h th m nhi m

ch n áp u ngu n phát nh m gi m t n th t

cho các h tiêu th n s d ng

t t t nghi p này và quá trình tìm hi u th c ti n v tr m bi n áp

t i khu công nghi c hi tài t t nghi p: Thi t k

tr m bi n áp 110/22kV, c n cho khu công nghi p Nomura i s

ng d n t n tình c a th y giáo GS.TSKH Thân Ng c Hoàn cùng các th y

nh m truy n t c phân ph i t i h tiêu th Các tr m bi n

nh t thì chúng ta ph n nhi u m t, và ti n hành tính toán so sánh kinh

Tr m bi n áp khu v c cung c n t m ng n khu v c (m ng

n chính) c a h th cung c p cho các khu v c l m các thành ph , các khu công nghi i n áp c a tr m khu v p là 110

kV, 35 kV, 10 kV, 6 kV

nghi p hay tr c tuy n qua các h tiêu th n áp th

1.1.1.3 Phân lo i theo c u trúc xây d ng.

- Tr m bi n áp ngoài tr i:G m các ki m treo, tr m c p

- Tr m bi n áp trong nhà : Tr m bi n áp ki c dùng nh

t các thi t b cao áp, phòng máy bi n áp và

t các thi t b h áp.Tr m này n u có hai máy bi n áp cùng ho ng

Khí c t, c u dao, dao cách ly,

Ph ng giao thông d v n chuy n máy bi n

trên ta ch n tr m ngay khu công nghi p Nomura

1.2.2 Yêu c u khi thi t k tr m bi n áp

1.3 G

1.3.1 c v nhu c u s d ng c a khu công nghi p Nomura

nh t là các nghành công nghi p nên vi c xây d ng tr m bi t

c n thi t Nó s cung c n t t và nh cho toàn khu v c trong khu công nghi p hi

Ph t i tính toán tác d ng c a khu công nghi p :

B ng 1.1 B ng ph t i khu công nghi p

- Ngu n 1 chi u 110 ( VDC )

Dàn bình ACCU 110 ( V ) / 180 ( AH )Máy n p ACCU 220 ( V )/ 380 ( V ) _ 50 ( Hz )

T phân ph n 1 chi u

Thi t b thông tin liên l c

- T ng h p ph n t dùng trên kho ng 400 ( KVA )

thi t b n riêng l ho c các xí nghi p, các h tiêu th

tính toán ch h p lý v ch tiêu kinh t k thu t

Quy lu t bi n thiên c a ph t i theo th c bi u di n trên hình v

g th ph t i th ph t i theo th i gian g th ph t

th ph t th ph t i ngày i v i thi t k tr m bi n áp ta c n

bi ph t l a ch n công su t máy bi n áp

M c tiêu th i theo th i gian v th ph t i ngày:

Hình 2.1: ph t i ngày c a khu công nghi p Nomura

d ng d báo ng n h n thì máy bi n áp (MBA) s nhanh chóng b quá t i, còn

s d ng d báo dài h n thì nh u MBA s làm vi c non t y

s không ti t ki c v ng th i v i s phát tri n nhanh chóng

c t và công ngh thì MBA s b l i th i.Vì v y không nên xây d ng MBA s d ng trong th i gian quá dài

i v i tr m bi n áp khu công nghi p Nomura: ph t i c a nó ch y u

cung c n cho khu công nghi p, nên ph t i mang tính nh r t cao

- Tính linh ho t: ph i thích ng v i nhi u tr ng thái khác nhau

- Tính phát tri m b o v n hành hi n t i và có th phát tri n trong

thu c vào d báo k ho ch

- Tính kinh t có giá thành th m b o cho các yêu c u k thu t

2.1.3.1 Tiêu chu n l a ch n thi t b phân ph i:

- Vi c tính toán l a ch n thi t b phân ph i ph n nh t th và các h

b phân ph t trong nhà v i nh ng lý do sau:

- V kinh t : chi m di n tích xây d ng nh , chi phí mua s m thi t - b ,

- V m t k thu t: An toàn, ít x y ra s c

- T o v

Khi không có m t máy bi n áp l n phù h p v i ph t i

Không có kh ng và chuyên ch m t máy bi n áp

l n

c Ba máy bi n áp

- s d ng khi không có hai máy bi n áp phù h p

máy m i ph t thêm máy th ba

Khi 2 MBA làm vi c song song nên ta không c n tính quá t ng

c a 2 MBA

Quá t i s c :

Khi 2 máy bi n áp v n hành song song có 1 trong 2 máy g p s c ph i ngh , máy còn l i ph i cung c cho ph t u ki n quá t i cho phép

méo d ng, ch m Bu c ta ph i s d ng MBA 3 pha 3

cu n có t u dây Y / / Y Cu u ch ng sóng hài b c cao có 1

u n t

2.2.1 Tính toán t n th t công su t trong ngày

Thông s c a MBA:(do cu n trung MBA không s d ng nên trong tính toán

ta b qua cu n trung )

b Nguyên nhân gây ra ng n m ch:

Nguyên nhân ch y u gây ra ng n m n b h ng Lý do

V ng thi t b phân ph nh:

VTBPP= n1.VTBPP1+ n2 VTBPP2+ n3.VTBPP3

m ch thi t b phân ph i ng v i s c n áp u1,u2,u3

VTBPP1; VTBPP2; VTBPP3 là giá thành m i m ch thi t b phân ph ng

v i c n áp u1;u2;u3 bao g m c ti n mua; v n chuyên và xây l p

t ng chi phí s n xu t; trong tính toán ta có th b qua thành ph n này

p trung ngu n và phân ph i cho các ph t i.

n n có nhi u d ng khác nhau ph thu c vào c n áp, s

cho các ph t i hay không, s thi t h i c a các ph t i do không

m b o cung c n gây ra

b Tính phát tri n:

n c n th a mãn không nh ng trong hi n t i mà c

còn ph m b o v n hành an toàn cho nhân viên v n hành

hi n t i và có th m r ng, nâng cao công su t tr n chuy n trang thi t b khi thi công l t a ch a thay th thi t b ddàng trong th c t m b o các yêu c u trên r t là khó Vì n u thi t k

m b o yêu c u v k thu t càng cao thì ch tiêu kinh t u

b t bu c nh ng mâu thu n này c n có cho s so sánh, gi i quy t m t cách

cho thích h p v i tính ch t c a tr m thi t k l a ch n khi thi t k

ph i kinh t , an toàn, d v m b o cung c n liên t c cho khu công nghi p

2.2.6.1 Ch n n cho tr m Nomura (110/ 22 kV ):

c cung c p t i 110 kv b ng dây t Tr m V t Cách Phía h áp có c n áp 22 kV c p cho các ph t i b ng 7 l ra nh m

m b o cung c n t t cho khu công nghi p

Qua nh ng phân tích v các h th thi t k tr m, ta th y h th ng

n b ng máy c t v a mang tính kinh t ( ít máy

c t và dao cách ly), phù h p v i quy mô cho nh ng tr m bi n áp v a và nh

L A CH N THI T B N3.1 KHÁI NI M

i v i các thi t b c Máy c t, dao cách ly, c u trì ph i xét

n kh t c a chúng Ngoài ra còn ph n v t thi t b

b so v i m t bi n

3.2 L A CH N THI T B N

3.2.1 Ch n dây d n cho tr m bi n áp

3.2.1.1 Ch n dây d n cho phía 110kV

Do phía 110 KV ng dây vào và ra cung c p cho 2 máy bi n áp, công su t c a ph t i khu công nghi p là 51 (MW) Do v y công su t c a

m i l ra là 25,5 MW

Nên ta có dòng ch y trong dây d n:

Gi thi t Tmax = 5000 gi , nên ta ch n Jkt= 1,1A/mm2

Vây ti t di n dây d n phía ph t i 110 KV :

Ta tra b ng ch c ti t di n c a lõi thép AC-185(Tra b ng ph l c tài

Do phía 22 k ng dây ra t 2 máy bi n áp cung c p cho ph t i và công su t c a ph t i là 51 ( MW ) Do v y công su t c a m i l ra là 25,5(MW):

Nên ta có dòng ch y trong dây d n :

Gi thi t Tmax = 5000 gi , nên ta ch n Jkt= 1,1 A/mm2

Gi thi t Tmax = 5000 gi , nên ta ch n Jkt= 1.1 ( A/mm2)

V y ti t di n dây d n phía ph t i 22( kV) :

Tra b ng ta ch c ti t di n dây nhôm lõi thép AC 240(Tra b ng ph

3.2.2 Ch n thanh d n, thanh góp m m cho tr m bi n áp:

3.2.2.1 Công su t tiêu th trên thanh cái 110 kV

3.2.2.2 Ki m tra thanh góp phía 22 KV

- Công su t tiêu th trên thanh cái 22 kV

ng kính là 40 mm => Sthanh d n = 1256 ( mm2) (Tra b ng ph l c tài

Ch n ti t di n dây tiêu chu n, v i nhi tiêu chu n c ng lúc

an toàn và t o cho nhân viên s a ch a thi t b an tâm khi làm vi

nh n s a ch t thêm dao cách ly ngoài các thi t b t, dao cách ly không có b ph n d p h quang nên không th c n l n

vì v y dao cách ly ch t khi không có dòng

b Ch n dao cách ly cho c n áp 22 KV :

Dao cách ly ph n h áp 22 k c tính toán và l t kèm theo t

h p b trong l t t k này ta không c n ph i ch n dao cách ly c n áp 22 kV

A - Kho ng cách gi a các pha và A=300cm

Ixk - Dòng xung kích trên thanh d n 110 KV: Ixk = 6,49 (kA)

(kg/cm)0,0146 ( kN/cm )

F/tt = Ftt.(H/H/)

Hình 3.1: Tính toán s phía 110kV

Ch n các s C-450I YXA-T1có các thông s sau:

nh m c s : 110 kVChi u cao c a s : 1020 mm

Ph t i th c p c a BI r t nh , có th xem máy bi n dòng luôn luôn làm

r t l n nên có th coi BU làm vi c ch không t i.

ki u sao - sao - tam giác h

an toàn r t cao b ng h th ng c c l p Ngoài ra tr m còn ph i

c b o v ch ng sét hay không thì các thi t b n n i v i chú u ph i ch u tác d ng c a sét truy n t ng dây

Theo IEC ch i các thông s

nh: 110 kATiêu chu n IEC ch n c p 3 là c p có kh

Vi c tính toán bù công su t ph n trung th 22 k

h i ph i có nhi u thông s c n trung th trí l t các t bù

ng dây, ch làm vi c c c tính toán bù công su t ph n

T ng s n xu t có công su t 100 (KVar), 200(KVar), 300(KVar)

n công su t c a b t bù là 4 (MVar), v y m i pha là 1.33 (MVar) Trong thi t k ta ch n t lo i 300 (KVar) => s t ch n là:

So sánh kinh t ta ch n ki u n i t hình sao vì giá ti c t vi c có

l i công su t bù không b ng vi c ph i mua t c

3.2.8.2 Ki m tra l i t bù:

Sau khi ch n máy bù công su t ph c bù là:

V y sau khi bù, công su t ph n kháng c a tr m là:

Qsaubu = Q Qbù= 38,25-24,6=13,65(Mvar)Công su t bi u ki n c a tr m c a tr m sau khi bù là:

H s công su t t bù là:

y ch n máy có Qbù = 29.7 là hoàn toàn h p lí vì h s sông su t c a tr

th i ti t kh c nghi t ( nhi c ta thì nên dùng các c t thu sét (CTS).

nh t (ít t n kém, v t thép, d thi công l t, ít t n công s

u ki n k thu t cho phép, c n c g ng t n d ng k t c u công trình c a tr m

t h th dây, c pha chi

4.1.1.2.

H th c xây d ng không gây tr ng i cho s v n hành bình

ng c a tr m, cho s giao thông c a xe c i trong tr m (ví d :

chú n tính m quan c a công trình (ví d : không l n x n, không l nh , quá nhi

i v i khu v c tr m thu c c n áp 110KV tr i trung tính tr c

ti p n t V i c n áp này, m n xung khá cao và tr s n

h p v m c a tr m ph i tho mãn các yêu c u v m t k thu t, kinh t

c a Qui ph m b o v ch ng sét cho trang thi t b n l c và

c Ph m vi b o v c a hai c cao khác nhau :

Gi s c t h1> h2

(h2), v m ng th ng ngangg, nó c ng sinh ph m vi b o v c a c t

= h2và khu v c b o v gi a c t th p h2và cách nhau m t kho

Hình 4 : Ph m vi b o v c a hai c cao khác nhau

nh nh ng h p hai c t thu sét b ng nhau

cao h0:

d.Vùng b o v c a ba c t thu sét:

Hình 4.4: Ph m vi b o v hai c cao

th ng phân ph i trong nhà cao 6 m.

Chi u cao b rào: 2.5 (m)

4.1.2.2 Tính toán b o v cho tr m:

c cách b trí kim thu sét trong tr m:

Hình 4.7: Cách b trí kim thu sét cho tr m

C t 1, c t trên 2 tr c ng c ng dây 110 kV cao 14 m

Ki m tra l i ph m vi b o v c a các kim thu sét vùa ch n

- Ph m vi b o v c a 1 c t thu sét:

Ph m vi b o v c a m t c t h = 20 m, hx= 11 (m):

Ph m vi b o v c a 2 c cao khác nhau:

Ph m vi b o v c a 2 c cao khác nhau; c t 1 và c t A:

Ta có: hc t 1 = h1 = 20 m, hc t A= hA = 48 m ,

kho ng cách gi a 2 c t là a1- A = 55 m,

Ta có: hA=48 (m) > 30( m) => P = cao c n b o v : hx = 11 (m);

G i h1- A cao c a c t thu sét gi ng c a c t 1 và c t A, => h1-A

= h1= 20 (m)

=> Kho ng cách gi a h1-Avà hA

G i b là kho ng cách gi a c t 1 và c t h1-A => b = a 23.4 = 31.6 m

=> Chi u cao bé nh t gi a 2 c t 1 và c t h1-A có th b o v c là:

(th a mãn )( P = 1 vì h1= 20 (m) < 30( m))

Vì:

V cao c n b o v : hx = 8 (m);

=> Chi u cao bé nh t gi a 2 c t 1 và c t h1-A có th b o v c là:

(th a mãn )( P = 1 vì h1= 20 (m) < 30( m))

Vì:

Trong thi t k i v i c n áp 110 kV n t an toàn và n t

ch c dùng chung và th c hi n song song

4.2.2 Tính toán và thi t k h th ng n t

Nó g m m ch vòng n t ven chu vi tr m (Rmv), b n thân là m t m ch vòng thanh k t h p v i nhi u c c r u ven chu vi Trong ph m vi tr m còn

có m t h th ng thanh ngang, d c t o thành m i n t, có nhi m v cân

b ng th trong khu v c tr ti t thu n l i các thi t b n

Ngoài ra theo quy ph m c a yêu c u ch ng sét cho tr m phân ph n, thì trong m ng h p, khi n t ch ng sét v i n ng

các dây ch ng sét c ng dây n i vào tr m ph i

0= 0,8(m)

m= 1.6

-Hình 4.9: S

Nhi m v c a thi t k b o v relay là thi t b phát hi

hi t các ph n t ng thông qua máy c n Khi xu t hi n chlàm vi ng relay s phát hi n và tùy thu c theo yêu c u có

làm vi ng ho c báo tín hi u ho c cô l p hoàn toàn s c

- ng dây 110 KV:

m c 2.2.2)

- ng dây 22 KV: G ng dây có Smax = 60,56 MVA, dài 1 Km

u cho 7 l => công su t max m i l là: Smax l = 60,56/7=8,66(MVA)

vào ph t i ta ch n MBA cho ph t i 22 kv là 8,66 MVA, t u dây /Y

Ng n m ch 1 pha ch t:

5.1.4.2 Ng n m ch t i thanh góp 22 kV (N4):

Hình 5.2a:S thay th th t thu n Hình 5.2b th t không

D a theo tính toán ng n m ch c a thanh cái 110 kV ta có

- Khi v n hành thì bên trong máy áp có hai d ng s c n:

S c bên trong máy bi n áp: g m các s c bên trong vùng b o v c a máy bi n áp (bên trong v t BI)

S c bên ngoài máy bi n áp: g m các hi ng nguy hi m x y ra bên

s ng c t máy c ng th i có tín hi u báo s c máy bi n áp

ng nh m khi s c ngoài ph m vi b o v Các lo i b o v chính cho tr m.

v m t pha ho c các vòng dây ch m ch p nhau

tình tr ng v nhi t D u trong máy bi n áp h xu ng

- Khi có s c trong máy bi n áp, b o v ph t t t c các máy c t

n i vào máy bi ng h p các máy bi n áp làm vi c song song thì ch c t máy bi n áp b s c

- Dùng Relay lo i 7UT513 c a hãng Siemens

5.2.2.1 C u t o và nguyên lý c

Hình 5.5 c u t o và nguyên lý c a relay 7UT513

- Các h th ng b o v so l ch làm vi c theo nguyên lý so sánh dòng và vì

v c hi th ng cân b ng dòng Chúng s d ng nguyên t c trên th c t là dòng I r i kh i m ng b o v u ki n bình

không làm vi c sai t n không cân b ng này, vi c dùng bi n dòng

tính t tr r ng và giá tr c m ng t làm vi c ch n g n b ng tr s c m ng bão hòa, thì thành ph n không chu k c n ng n m ch IKCK = f(t) trong cu p t o nên s bi n thiên t thông không l h u

i sang cu n th c p

7UT513 bao g m b ph cân b n th c p c a bi n

a hành Cu n dây WP c n so l ch, cu n dây Wbmcung

c p ngu a hành Cu n dây cân b ng Wyp1 c m c vào m t nhánh c a b o v cân b n th c p S vòng dây c a cu n cân

b ng Wyp1 u ch nh b i con n i sao cho khi ng n m ch

i n trong cu n dây Wbm không có Khi các dòng so l ch gây ra không ch t các s c bên trong máy bi n áp mà còn

Vì hãm dòng t hóa làm vi c l p cho t ng pha, b o v v nn làm vi c

th xu t hi n ch các pha không có s c tuy v t b o v

C n l n c

các giá tr t c th i s lý giá tr t c th i b m c t nhanh ngay c khi sóng

n b g m m ch do bi n dòng b b o hòa

- T thông xoay chi u PCKkhép m ch qua khung t (1) t o ra cu n dây

Wbm m n I2 T thông không chu k PKCK i v i t

ch m theo th i gian nên không t n trong cu n dây Wbmmà toàn

b tiêu tán cho vi c t hóa m ch t

- Khi có cu n dây ng n m ch, thành ph n t thông xoay chi u PCK làm

- S c t ng FKCK c t o b n không chu k IPKCK không nh

ng b i cu n dây ng n m ch WK Vì t i c n không chu k IPKCK r n không chu k IPKCK không t o nên s n

c t o nên b i s c t ng FKCK = IPKCK.WPvà tác d ng t hóa c a nó th c

t không ph thu c vào cu n dây ng n m ch

- Cu n dây ng n m ch làm gi m s bi i thành ph n chu k