Đồ án trạm biến áp thiết kế trạm biến áp 22011022kv

- Trạm biến áp không gian hay còn gọi là trạm biến áp khu vực: thường có điện áp sơ cấp lớn, cung cấp điện cho một khu vực phụ tải lớn ở các vùng miền, tỉnh thành, khu công nghiệp lớn…Đi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22kV

Chuyên ngành: Điện Công Nghiệp

Giảng viên hướng dẫn : T.S Đoàn Thị Bằng Sinh viên thực hiện : Lê Minh Thái MSSV: 1311020343 Lớp: 14DDC04

TP Hồ Chí Minh, năm 2017

Viện Kỹ thuật Hutech

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ

THỰC HIỆN ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Sinh viên thực hiện đề tài

Họ tên : Lê Minh Thái MSSV : 1311020343 Lớp : Ngành : Chuyên ngành :

2 Tên đề tài: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV

Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV với các thông số sau:

- Có 2 đường dây, hệ số công suất cos = 0,85

- Công suất: Smax = 80 x 1.1=88 MVA

- Đồ thị phụ tải ở cấp 220kV như hình 1.1

2.2: Phụ tải ở 110kV:

- Có 4 đường dây, hệ số công suất cos = 0,8

- Công suất: Smax = 60 x 1.35=81(MVA)

- Đồ thị phụ tải ở cấp 110kV như hình 1.2

2.3: Phụ tải ở 22kV:

- Có 6 đường dây, hệ số công suất cos = 0,85

- Công suất: Smax = 40 x 1.1=44(MVA)

- Đồ thị phụ tải ở cấp 22kV như hình 1.3

3 Nhiệm vụ thực hiện đề tài:

1 Cân bằng công suất phụ tải

2 Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp

3 Chọn máy biến áp điện lực

4 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

5 Sơ đồ nối điện

6 Tính toán ngắn mạch

7 Chọn khí cụ điện và các phần dẫn điện

8 Thiết kế phần tự dùng của máy biến áp

9 Tính toán kinh tế-kĩ thuật quyết định phương án thiết

Viện Kỹ Thuật Hutech

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN

- Chương 5: Sơ đồ nối điện

4

Từ:23/10

Đến:29/10/17

- Chương 6: Tính toán ngắn mạch

5

Từ:30/10…

Đến:5/11/17

- Chương 7: Chọn khí cụ điện và phần dẫn điện

6

Từ:6/11…

Đến:12/11/17

- Chương 8: Thiết kế phần tự dùng của MBA

Tôi xin chân thành cảm ơn!

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hướng dẫn : T.S Đoàn Thị Bằng

Họ và tên sinh viên : Lê Minh Thái

Lớp : 14DDC04

MSSV : 1311020343

Tên đề tài : Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV

Điểm đánh giá : Xếp loại :

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017

Giáo viên hướng dẫn

(ký tên và ghi rõ họ tên)

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Giáo viên phản biện :

Họ và tên sinh viên : Lê Minh Thái

Lớp : 14DDC04

MSSV : 1311020343

Tên đề tài : Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV

Điểm đánh giá : Xếp loại :

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017

Giáo viên phản biện

(ký tên và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

PHẦN A:TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRẠM 11

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ TRAM BIẾN ÁP 11

I GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP .11

II PHÂN LOẠI .11

III NHIỆM VỤ THIẾT KẾ .13

IV TRÌNH TỰ THIẾT KẾ .15

CHƯỜNG 2: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHỤ TẢI 16

I.KHÁI NIỆM .16

II ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TỪNG CẤP ĐIỆN ÁP .17

CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP 21

I.GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ CẤU TRÚC .21

II SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP .22

III NHẬN XÉT 27

CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC 29

I.KHÁI NIỆM .29

II PHƯƠNG ÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP .32

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP .41

I KHÁI NIỆM 41

II CÁCH TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC LOẠI MÁY BIẾN ÁP .41

III TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 43

CHƯƠNG 6: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP 52

I TỔNG QUÁT 52

II CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP 53

III SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP 54

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 55

I KHÁI NIỆM 55

II TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 3 PHA 56

CHƯƠNG 8: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ PHẦN DẪN ĐIỆN 67

I CÁC VẤN ĐỀ CHUNG 67

II CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ PHẦN DẪN ĐIỆN 71

CHƯƠNG 9: THIÊT KẾ PHẦN TỰ DÙNG TRẠM BIẾN ÁP 92

I CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG 92

II TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO CẤP ĐIỆN ÁP 0.4KV 93

CHƯƠNG 10: TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT 96

QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .96

I KHÁI NIỆM 96

PHẦN B: THIẾT KẾ CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP

101

CHƯƠNG I: BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM BIẾN ÁP 101

I KHÁI NIỆM CHUNG 101

II PHẠM VI BẢO VỆ CỦA CỘT THU SÉT .102

III CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT KINH TẾ KHI DÙNG HỆ THỐNG CỘT THU SÉT ĐỂ BẢO VỆ SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO TRẠM BIẾN ÁP .106

IV ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO TRẠM 106

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 116

I KHÁI NIỆM .116

II.TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT .116

III.ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO TRẠM 118

IV NỐI ĐẤT AN TOÀN CHO CẤP 22KV 119

PHẦN C: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 122

I KẾT LUẬN .122

II HƯỚNG PHÁT TRIỂN .122

TÀI LIỆU THAM KHẢO 123

PHẦN A:TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRẠM

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ TRAM BIẾN ÁP

I GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất trong hệ thống điện Nó có nhiệm vụ chính là biến điện áp đến một cấp thích hợp nhằm phục

vụ cho việc truyền tải và cung cấp điện đến phụ tải tiêu thụ Trạm biến áp tăng

áp nâng điện áp lên cao để truyền tải đi xa và ngược lại trạm biến áp hạ áp giảm điện áp xuống thấp thích hợp cấp cho phụ tải tiêu thụ

Chính vì lẽ đó trạm biến áp thực hiện nhiệm vụ chính là nâng điện áp lên cao khi truyền tải Rồi những trung tâm tiếp nhận điện năng ( cũng là trạm biến áp)

có nhiệm vụ hạ mức điện áp xuống để phù hợp với nhu cầu

II PHÂN LOẠI

Trạm biến áp được phân loại theo điện áp, quy mô và cấu trúc xây dượng của trạm Trạm phân phối điện chỉ gồm các thiết bị: Dao cách ly, máy cắt, thanh góp…

1 Theo điện áp có hai loại

- Trạm tăng áp: Thường đặt ở những nhà máy điện có nhiệm vụ nâng điện

áp đầu cực máy phát lên cao để truyền đi xa

- Trạm hạ áp: Thường đặt ở những trạm phân phối nó nhận điện từ hệ thống truyền tải rồi giảm điện áp xuống cấp thích hợp để cung cấp điện cho phụ tải tiêu thụ

2 Theo mức độ quy mô của trạm biến áp, người ta chia làm hai loại

- Trạm biến áp không gian hay còn gọi là trạm biến áp khu vực: thường có điện áp sơ cấp lớn, cung cấp điện cho một khu vực phụ tải lớn ở các vùng miền, tỉnh thành, khu công nghiệp lớn…Điện áp ở phía sơ cấp thường là

500, 220, 110kV Điện áp phía thứ cấp thường là 110, 66,35, 22, 15kV

- Trạm biến áp phân phối hay còn gọi là trạm biến áp địa phương: Nhận

điện từ các trạm biến áp trung gian ( trạm biến áp khu vực) để cung cấp

điện trực tiếp cho các phụ tải như xí nghiệp khu dân cư…qua các đường

dây phân phối

3 Theo cấu trúc xây dựng thì có hai loại

- Trạm biến áp ngoài trời: Phù hợp với các trạm khu vực và trạm địa phương có công suất lớn

- Trạm biến áp trong nhà: Phù hợp với trạm biến áp địa phương và cac nhà

máy có công suất nhỏ

4 Các thiết bị chính trong trạm biến áp

4.1 Máy biến áp (MBA) :là thiết bị truyền tải điện năng từ cấp điện áp cao

đến cao đến cấp điện áp khác

4.2 Máy biến áp dòng:

- Dùng biến đổi dòng điện sơ cấp về một giá trị dòng điện thích hợp ở đầu

ra thứ cấp

- Các loại biến dòng: Máy biến dòng loại một vòng quấn, máy biến dòng

kiểu bậc cấp, máy biến dòng thứ tự không, máy biến dòng kiểu bù, máy

biến dòng kiểu lắp sẵn

4.3 Máy biến dòng đo lường (BU)

- Dòng biến đổi điện áp về cấp điện áp tương ướng với thiết bị đo lường tự

động

- Các loại máy biến áp đặc biệt: Máy biến áp 3 pha năm trụ, máy biến áp

kiểu bậc cấp, máy biến áp kiều phân chia điện dung

4.4 Dao cách ly (CL):

- Là khí cụ điện có nhiệm vụ tạo một khoảng cách trông thấy được để đảm

bảo an toàn khi sữa chữa máy điện, máy biến áp, máy cắt điện, đường

dây… Đóng cắt khi không có dòng hoặc dòng nhỏ điện áp không cao lắm, sau khi máy cắt đã cắt mạch điện

4.5 Máy cắt MC

- Dùng để đóng cắt một phần tử của hệ thống điện như máy phát, máy biến

áp, đường dây…trong lúc bình thường cũng như sự cố

- Các loại máy cắt: Máy cắt nhiều đầu, máy cắt ít đầu, máy cắt không khí, máy cắt khí, máy cắt tự sinh khí, máy cắt chân không, máy cắt phụ tải

4.6 Chống sét van:

Dùng để bảo vệ các thiết bị trong trạm không bị hư hại khi có sóng điện

áp khí quyển truyền vào đường dây tải điện

4.7 CB Dùng để đóng cắt dòng điện vào trạm

4.8 Sứ đỡ: Có tác dụng nâng đỡ đường dây tải điện trên không Sứ đỡ

thường để chế tạo mỗi sứ chịu được 25kV Nếu điện thế cao hơn thì ghép nối nhiều sứ với nhau

III NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV với các thông số sau:

- Có 2 đường dây, hệ số công suất cos = 0,85

- Công suất: Smax = 80 x 1.1=88 ( MVA )

- Đồ thị phụ tải ở cấp 220kV như hình 1.1

2.2: Phụ tải ở 110kV:

- Có 4 đường dây, hệ số công suất cos = 0,8

- Công suất: Smax = 60 x 1.35= 81 ( MVA )

- Đồ thị phụ tải ở cấp 110kV như hình 1.2

2.3: Phụ tải ở 22kV:

- Công suất: Smax = 40 x 1.1= 44 ( MVA )

- Đồ thị phụ tải ở cấp 22kV như hình 1.3

IV TRÌNH TỰ THIẾT KẾ

-Cân bằng công suất phụ tải -Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp -Chọn máy biến áp điện lực -Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

- Sơ đồ nối điện -Tính toán ngắn mạch -Chọn khí cụ điện và các phần dẫn điện -Thiết kế phần tự dùng của máy biến áp -Tính toán kinh tế-kĩ thuật quyết định phương án thiết

kế

-Thiết kế chống sét nối đất cho trạm

CHƯỜNG 2: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHỤ TẢI

I.KHÁI NIỆM

Cân bằng công suất là xem khả năng cung cấp và tiêu thụ điện có cân bằng hay không, Cân bằng công suất có vai trò quan trọng trong thiết kế cung cấp điện của trạm biến áp Biết rằng sự vận hành bình thường của hệ thống sẽ không được đảm bảo công suất của hệ thống đưa đến chỉ bằng phụ tải của nó Như vậy, việc cân bằng công suất cần thiết kế để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện lien tục và chất lượng điện năng

Phụ tải là một bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện, nó bieb61 đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác, để phục vụ cho sản xuất sinh hoạt, tùy theo tầm quan trọng của phụ tải đối với nền kinh tế mà phụ tải chia thành ba loại

II ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TỪNG CẤP ĐIỆN ÁP

1 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CẤP 220kV

Hình 2.1: Đồ thị phụ tải cấp 220kV

Sau khi tính ta được thông số cho cấp 220kV:

Thời gian Công suất phụ tải

Sau khi tính toán ta được thông số ch cấp 110kV

Thời gian Công suất phụ tải

Bảng 2.3 4.ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA TRẠM

Đổ tổng hợp đổ thị phụ tải có thể dùng phương pháp thành lập bảng tổng

hợp đồ thị phụ tải theo phương pháp thành lập bảng như sau

Bảng phân theo thời gian:

Thời

Từ…đến S220(MVA) S110(MVA) S22(MVA) Tự dùng(MVA) Tổng %

CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP

I.GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải

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

hệ thống đến trạm biến áp, có nhiệm vụ đảm bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đảm nhiệm Với các trạm biến áp tiêu thụ cũng có thể có máy phát

dự phòng để cung cấp điện cho các phụ tải khi có sự cố trong hệ thống Trường hợp này các máy phát dự phòng được xem là nguồn Do dó, hệ thống luôn được xem là thành phần quan trọng, cấu trúc của trạm biến áp phải luôn được giữ liên lạc chặt chẽ

Khi thiết kế trạm biến áp, chọn 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:

1 Có tính khả thi: tức là có thể chọn được tất cả các thiết bị chính như: máy biến áp, máy cắt… cũng có khả năng thi công, xây lắp và vận hành trạm

2 Đảm bảo tính liên tục chặt chẽ giữa các cấp điện áp, đặc biệt với hệ thống khi bình thường cũng như cưỡng bức (có một phần tử không làm việc)

3 Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai máy biến áp không cần thiết

4 Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt

5 Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không cần thay cấu trúc đã chọn Thường thiết kế một trạm biến áp có thể có nhiều phương án khác nhau, để chọn phương án ta cần cân nhắc các khía cạnh sau:

+ Số lượng máy biến áp

+ Tổng công suất máy biến áp

+ Tổng vốn đầu tư mua máy biến áp

+ Tổn hao điện năng tổng qua máy biến áp

II SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP

Trạm biến áp là một công trình nhận điện năng bằng một hay nhiều nguồn cung cấp với điện áp cao để phân phối cho các phụ tải ở các cấp điện áp bằng hoặc bé hơn điện áp hệ thống Phần công suất được phân phối ở điện áp bằng điện áp hệ thống thông qua máy biến áp hạ, phần còn lại qua máy biến áp

có điện áp phù hợp với phụ tải

Phụ thuộc vào các cấp điện áp và công suất của phụ tải có thể sử dụng một trong hai phương án sau:

+ Qua máy biến áp giảm dần từ điện áp cao xuống

+ Dùng máy biến áp ba cuộn dây (hay máy biến từ ngẫu nếu U T  110kV)

Hình 3.1 Sơ đồ phương án thiết kế 1

Có những khuyết điểm:

- Khó chọn máy biến áp có công suất phù hợp

- -Công suất lớn kéo theo trọng lượng kích thước máy biến áp lớn có thể gây khó khăn khi vận chuyển và lắp đặt

- Do mạng cao áp và trung áp trực tiếp nối đất và có sự lien hệ về điện giữa cuộn cao và cuộn trung trong máy biến áp nên cần có chống sét van bố trí

ở đầu vào ra máy biến áp

2 Phương án 2: Dùng hai máy biến áp hai cuộn dây 220/110kV, và

hai máy biến áp hai cuộn dây 110/22kV

Qua máy biến áp giảm dần từ điện áp cao xuống (U C U T U H), được sử dụng nhiều khi (S H S T)

Điện áp 22kV được lấy từ thanh góp 110kV qua 2 máy biến áp

-

Hình 3.2 Sơ đồ phương án thiết kế 2

Sơ đồ này được sử dụng khi phụ tải ở các cấp điện áp thấp bé hơn phụ tải ở điện

áp cao hoặc khi không có máy biến áp 3 cuộn dây thích hợp

Phụ tải ở các cấp điện áp thấp phải bé hơn phụ tải ở các cấp điện áp cao

)

(S T S H

Máy biến áp cấp một (điện áp lớn nhất) phải tải công suất ở các cấp nối tiếp do

đó phải chọn công suất S lớn tổn hao có thể lớn

Xây dựng qua hai giai đoạn, giai đoạn đầu phụ tải ít xây dựng một cái trước sau

đó phụ tải tăng thì ta xây dựng thêm một hay nhiều máy nữa Tuy vậy nó có nhược điểm là máy biến áp cấp một phải tải cả công suất ở các cấp nối tiếp do

đó phải chọn máy biến áp có công suất lớn nên tổn hao lớn

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

3 Phương án 3

Dùng máy biến áp 2 cuộn dây 220/110kV, và hai máy biến áp hai cuộn dây 220/22kV để tải công suất từ điện áp cao sang trung và sang hạ

Hình 3.3 Sơ đồ phương án thiết kế 3

- Tăng số lượng máy biến áp dẫn đến chiếm nhiều diện tích Vốn đầu tư lớn, tổn thất điện năng lớn

- Tách máy biến áp thành hai phần riêng biệt phương án này sử dụng nhiều khi phụ tải U T và U H chênh lệch nhiều mà không thể dùng phương án 1 và 2 nói chung là phương án này có nhiều hạn chế nên ít được sử dụng

- Được sử dụng nhiều khi S H S T, nhưng khó tìm được máy biến áp hai cuộn dây có cùng công suất từ cao - trung, từ cao - hạ

4 Phương án 4: Sử dụng hai máy biến áp tự ngẫu ba cuộn dây để tải điện áp

cao sang trung và sử dụng máy biến áp hai cuộn dây để tải điện áp trung sang

hạ

Hình 3.4

Ưu điểm:

- Độ tin cậy cao

- Đảm bảo cung cấp điện lien tục

- Sơ đồ cấu trúc rõ rang

- Tách máy biến áp thành hai phần riêng biệt

- Do đó ta chọn do đó ta chọn phương án 1,2 và 4 để tính toán về sau

CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC

I.KHÁI NIỆM

Máy biến áp là thiết bị quan trọng nhất và không thể thiếu trong trạm biến áp cũng như trong hệ thống điện Công dụng chính của máy biến áp là biến đổi điện năng thành các cấp khác, nhằm thực hiện những yêu cầu của trạm biến

áp đó

Tuổi thọ và khả năng tải của máy biến áp phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ của máy biến áp Do đó, nếu chúng ta vận hành non tải hoặc quá tải nhiều dẫn đến tuổi thọ máy biến áp có thể kéo dài hoặc rút ngắn lại so với vận hành ở định mức Vì vậy, ta phải chọn lựa cho phù hợp và chú ý rằng nếu kéo dài tuổi thọ máy biến áp quá lâu đôi khi cũng là điều không tốt vì công nghệ sản xuất máy biến áp ngày càng phát triển Để tận dụng khả năng tải của máy biến áp có khoảng thời gian cho phép lớn hơn định mức gọi là quá tải máy biến áp:

K  với K qt - Hệ số quá tải

Khi chọn lựa máy biến áp phải đảm bảo các chế độ vận hành bình thường, quá tải, tính kinh tế và phải tính đến khả năng phát triển của phụ tải trong tương lai Chọn lựa máy biến áp theo khả năng quá tải phải xét đến cả hai trường hợp sau:

* Quá tải bình thường (quá tải một cách hệ thống):

Quá tải thường xuyên của MBA là chế độ quá tải một phần thời gian phụ tải của MBA vượt quá công suất định mức của nó, phần còn lại của chu kì khảo sát (ngày, năm) phụ tải của MBA thấp hơn công suất định mức đó Với phụ tải như vậy thì hao mòn cách điện sau một chu kỳ khảo sát không vượt quá hao mòn định mức, tương ứng với nhiệt độ cuộn dây bằng 980·C nhưng không vượt quá 1400 C

Để tránh khả năng quá tải cho phép thường xuyên của 3 MBA trong những giờ phụ tải cực đại ngày đêm, cần phải phân tích, tính toán chế độ nhiệt độ của

nó Nói cách khác, phải tính toán sự thay đổi nhiệt độ dầu và cuộn dây MBA cũng khá phức tạp nên trong thiết kế người ta xây dựng biểu đồ về khả năng quá tải của MBA được cho trong các tài liệu thiết kế

Các biểu đồ về khả năng của MBA đươc xây dựng trên cơ sở đồ thị phụ tải hai bâc đẳng trị của MBA Trục hoành của đường cong tính toán chỉ hệ số k1(hệ

số phụ tải bậc một) tức là phụ tải một với phụ tải định mức, còn trục tung chỉ hệ

số quá tải cho phép Kcp Các đường cong xây dựng ứng với thời gian quá tải khác nhau từ (t = 0,5- 24 giờ)

Đối với đồ thị phụ tải hai bậc, trình tự xác định quá tải cho phép của MBA theo đường cong khả năng tải được xác định như sau:

- Dựa vào đồ thị tính toán cực đại, xác định loại và công suất dịnh mức biến

áp Sđm, và tính quá tải của nó:

- Theo đường cong này và xuất phát từ hệ số phụ tải bậc một k1 và thời gian quá tải tính toán t để xác định hệ số quá tải cho phép k2cp

- So sánh k2 tính toán với k2cp Nếu k2 k2cp thì MBA được phép quá tải ứng với chế độ làm việc của nó

Trong trường hợp đồ thị phụ tải nhiều bậc, chúng ta biến đổi về đồ thị hai bậc đẳng trị Trong đồ thị phụ tải đẳng trị bậc một tính trong 10 giờ liền trước

hay liền sau quá tải lớn nhất tùy thuộc vào phụ tải cực đại xuất hiện chiều hay buổi sáng trong ngày

* Phụ tải đẳng trị bậc một đươc tính theo công thức:

* Phụ tải đẳng trị bậc hai được tính theo công thức:

Trong đó:

Si: phụ tải bậc thứ i Ti: thời gian bậc thứ i n1: số bậc trong 10 giờ khi tính phụ tải bậc một n2: số bậc trong thời gian quá tải

Trường hợp xuất hiện hai lần quá tải so với công suất định mức của MBA thì cực đại nhỏ hơn được dùng để tính phụ tải đẳng trị bậc một S1dt Tính S1dt

tiến hành trong 10 giờ ở trước hay sau cực đại lớn nhất tùy thuộc vào cực đại nhỏ hơn Nói cách khác khi biểu đồ phụ tải có hai cực đại thì tính toán đẳng trị bậc hai đối với cực đại nào có tổng đạt giá trị lớn nhất Khi đó nếu phụ tải cực đại xuất hiện vào buổi chiều (thứ hai về thời gian) thì lúc tính phụ tải đẳng trị bậc một sẽ bao gồm 10 giờ liền sau phụ tải bậc hai Nếu MBA làm việc

cả năm với một đồ thị phụ tải giống nhau thì khi đánh giá phụ tải cho phép người ta dùng nhiệt độ đẳng trị của môi trường làm mát hằng năm Nếu đồ thị

phụ tải của MBA thấp hơn mùa đông thì nên sử dụng nhiệt độ đẳng trị của môt trường làm mát theo vùng và tính quá tải cho phép riệng biệt đối với mùa đông

và mùa hè

* Quá tải sự cố:

Đó là quá tải cho phép MBA làm việc với điều kiện sự cố (ví dụ như bị hư hỏng một MBA khi hai máy làm việc song song) mà không gây hỏng chúng Như vậy trị số cho phép được quyết định sao cho nhiệt độ của cuộn dây và dầu của MBA không ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường tiếp theo của máy Nhiệt độ cho phép cực đại đối với dầu là 115 và đối điểm nóng nhất của cách điện l40

Trong điều kiện làm việc đó, MBA được phép quá tải 40% nếu thời gian quá tải của máy không vượt quá 6 giờ trong 5 ngày đêm và hệ số phụ tải bậc một k1 không vượt quá 0,93

Quá tải sự cố cho phép k2cp = 1,4 nên xem như một hệ số tính toán nào đó,

sử dụng khi lựa chọn MBA theo điều kiện quá tải sự cố Trị số quá tải cho phép trong vận hành được quyết định phụ thuộc vào điều kiện cụ thể như đồ thị phụ tải và nhiệt độ môi trường làm mát

II PHƯƠNG ÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP.

Sử dụng một trong ba phương án sau:

1 Phương án 1:

Hình 4.1

Phương án này dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để cung cấp cho phụ tải 220kV, 110kV, 22kV, từ chương II tổng hợp phụ tải ta có

Hình 4.2

- Từ đồ thị phụ tải của trạm ta có: Smax= 213.5 MVA

- Công suất của máy biến áp chọn theo điều kiện một máy biến áp nghỉ, máy còn lại với khả năng quá tải sự cố có khả năng cung cấp đủ Smax= 213.5 MVA

Kqtsc.Sđm > 213.5 MVA

- Máy biến áp đặt ngoài trời Kqtsc = 1.4; Sđm= 

4 1

5 213

152.5 MVA

- Từ bảng số liệu MBA tự ngẫu ba pha chọn được Sđm= 150 MVA

* Kiểm tra điều kiện quá tải của máy biến áp tự ngẫu ba pha S đm = 150 MVA:

- Vùng quá tải trên đồ thị phụ tải:

5 213

= 172.96 MVA Suy ra: K2đt=

15 1

) (

xS

t Si

2

) 5 213 9 0 (

6 717970

Bảng 4.2

2 Phương án 2: Dùng hai máy biến áp hai cuộn dây 220/110kV, và

hai máy biến áp hai cuộn dây 110/22kV

Hình 4.3

*Chọn máy biến áp 220/110kV

Hình 4.4

- Tương tự phương án 1: Sđm > 152.5 MVA

- Ta không chọn máy biến áp hai cuộn dây có Sđm= 150 MVA ( vì thời gian quá tải lớn hơn 6 giờ)

- Vậy máy biến áp có Sđm= 250MVA > Smax= 213.5MVA, nên không cần kiểm tra qua tải của máy biến áp này

- Vậy ta chọn máy biến áp ba pha hai cuộn dây có Sđm= 250 MVA, mã hiệu ONAF

-Thông số MBA:

Kiểu Sđm

(MVA)

Điện áp (kV) Un(%) I (%) Po(Kw) P N(Kw) Cao Hạ

5 44

Từ bảng số liệu máy biến áp tự ngẫu ba pha chọn được Sđm= 30 MVA

- Vùng quá tải trên đồ thị phụ tải:

5 44

= 41.21 MVA Suy ra: K2đt=

1

37 1

0.92 < 0.93 nên: K2=0.93xKmax= 0.93x1.483= 1.379

- Và xác định lại T2 theo biểu thức: T2= 2

max

2

) 9 0 (

) (

xS

t Si

2

) 5 44 93 0 (

84 23780

3 Phương án 4: Dùng hai máy biến áp tự ngẫu 220/110kV và hai máy biến áp

ba pha hai cuộn dây 110/22kV

Hình 4.6

* Chọn hai máy biến áp tự ngẫu 220/110kV

Hình 4.7

- Ta không chọn máy biến áp tự ngẫu có Sđm=150MVA ( Vì thời gian quá tải lớn hơn 6 giờ)

- Vậy máy biến áp tự ngẫu có Sđm=250MVA thỏa mãn các điều kiện quá sự cố

- Do máy biến áp tự ngẫu có Sđm=250MVA > Smax =213.5MVA Nên không cần kiểm tra quá tải sự cố cho máy biến áp này

- Các thông số của máy biến áp tự ngẫu 250MVA giống phương án 1 nên ta không nhắc lại

* Chọn hai máy biến áp ba pha hai cuộn dây 110/22kV:

Đồ thị phụ tải:

Hình 4.8

- Tương tự phương án 2: Sđm >30.78MVA

- Ta không chọn máy biến áp ba pha hai cuộn dây có Sđm =30MVA.( Vì thời gian quá tải lớn hơn 6 giờ)

- Vậy máy biến áp ba pha hai cuộn dây có Sđm =60MVA thỏa mản các điều kiện quá tải sự cố

- Do máy biến áp hai cuộn dây có Sđm =60MVA > Smax =44.5MVA Nên không cần kiểm tra quá tải sự cố cho máy biến áp này

- Các thông số của máy biến áp ba pha hai cuộn dây 60MVA giống phương

án 2 nên ta không nhắc lại

Tổng kết sơ bộ chọn máy biến áp: