THIẾT kế TRẠM BIẾN áp hợp bộ KIOSK 220,4 kv CHO KHU dân cư NAM sài gòn chuyên đề máy BIẾN áp hợp bộ PAD MOUNTED

Ngoài ra phải đảm bảo về mặt kinh tế, antoàn,… Một phương án thiết kế hợp lý là khi thỏa mãn và kết hợp hài hòa giữa các yêucầu sau: - Đảm bảo chất lượng điện năng - Độ tin cậy tùy theo

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP HỢP BỘ KIOSK 22/0,4 kV CHO KHU DÂN CƯ

NAM SÀI GÒNChuyên đề: MÁY BIẾN ÁP HỢP BỘ PAD - MOUNTED

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay việc phát triển đô dị kéo theo nhu cầu điện năng ngày càng tăng cao

Để đáp ưng và đảm bao cung cấp điện năng đây đủ kịp thời với chất lượng cao, ngànhđiện đã và đang từng bước nâng cấp hệ lưới điện cả về truyền tải và phân phối Trạmbiến áp phân phối là mắc xích quan trong nhất trong hệ thống phân phối điện năng và

có đặc thù riêng cho từng khu vực cần lắp đặt, nhất là trong khu vực nội thành

Trạm biến áp đặt trong khu vực phải đáp ứng nhiều tiêu như vừa phải an toàn,nhỏ gọn, thích hợp với hệ thống lưới điện Ngoài ra còn phải đảm bảo được mỹ quan

đô thị

Trạm biến áp hợp bộ kiểu kiosk là một trong các kiểu trạm biến áp kiểu mới, tíchhợp nhiều chức năng, thích hợp dùng trong môi trường đô thị, có mức độ bảo vệ cao,cũng như đa dạng trong thiết kế, để phù hợp với từng công trình Đó là động lực để tôinghiên cứu và thực hiện đề tài này

 Các kiểu trạm biến áp

- Trạm biến áp trên cột (trạm treo, trạm dàn,…)

- Trạm biến áp mặt đất (trạm hở, trạm bệt, trạm trệt,…) - xa xưa rồi

- Trạm biến áp trong nhà (trạm kín, trạm xây)

- Trạm biến áp trên trụ (trạm trụ thép)

- Trạm Kiosk (trạm hợp bộ, compact) - gồm nhiều module

1.2 PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP

TBA loại này thích hợp cho các có công suất lớn, đủ điều kiện về đất đại để đặtcác trang thiết bị Các TBA ngoài trời tiết kiệm rất nhiều kinh phí xây dựng nênkhuyến khích dùng nếu có điều kiện.

1.3 YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP

Trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ phải đảm bảo đủ điện năng cùng vớichất lượng nằm trong phạm vi cho phép Ngoài ra phải đảm bảo về mặt kinh tế, antoàn,… Một phương án thiết kế hợp lý là khi thỏa mãn và kết hợp hài hòa giữa các yêucầu sau:

- Đảm bảo chất lượng điện năng

- Độ tin cậy tùy theo tính chất phụ tải

- Vốn đầu tư thấp

- An toàn cho người và thiết bị

- Thuận tiện vận hành và sửa chữa

- Có tính khả thi

1.4 KHÁI QUÁT VỀ PHỤ TẢI

Phụ tải là một khu dân cư tại thành phố Hồ Chí Minh, gồm 4 khu chính, côngsuất ngang nhau và có tổng công suất cực đại là 850kW Hệ số công suất lúc phụ tảicực đại là 0.8 và lúc cực tiểu là 0.85

Bảng 1.1 Công suất phụ tải trong ngày

Yêu cầu thiết kế:

- Trạm biến áp đặt trước khu dân cư

- Phần trung thế có thiết bị đóng cắt bảo vệ MBA

- Phần hạ thế bao gồm ACB tổng và 4 MCCB cho 4 khu vực và 1 MCCB dựphòng

- Thiết kế phải đảm bảo các tiểu chuẩn của điện lực thành phố

Chương 2: ĐỒ THỊ PHỤ TẢI VÀ TÍNH TOÁN CÁC HỆ SỐ

CỦA CÔNG TRÌNH 2.1 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI

2.1.1 Định nghĩa

Quy luật biến thiên của phụ tải theo thời gian được biểu diễn trên hình vẽ gọi là

đồ thị phụ tải Trục tung của đồ thị có thể biểu diễn : công suất tác dụng, công suấtphản kháng, công suất biểu kiến ở dạng đơn vị có tên hay tương đối Còn trục hoànhbiểu diễn thời gian

2.1.2 Phân loại

- Theo công suất có đồ thị phụ tải công suất tác dụng, đồ thị công suất phảnkháng và đồ thị phủ tải công suất biểu kiến

- Theo thời gian có độ thị phụ tải ngày, tháng, năm,

- Theo địa lý có độ thì phụ tải toàn hệ thống, của hộ tiêu thụ,…

Đồ thị phụ tải rất cần thiết cho việc thiết kế và vận hành hệ thống điện, nhằm tối

ưu hóa phân bố công suất

Đồ thị phụ tải của TBA dùng để chọn dung lượng máy biến áp (MBA), tính toántổn thất điện năng trong MBA, chọn sơ đồ nối dây,…

2.1.3 Cách xác định phụ tải hằng ngày theo %Smax

Đồ thị phụ tải vẽ ngày vẽ theo Watt kế tự ghi là chính xác nhất, nhưng cũng cóthể vẽ theo phương pháp từng điểm Nghĩa là cứ sau một khoảng thời gian lại ghi chỉ

số phụ tải rồi nối lại thành các đường gấp khúc

2.2 TÍNH TOÁN HỆ SỐ THỜI Tmax

1.1.1 Xác định thời gian sử dụng công thức lớn nhất (Tmax)

Điện năng tiêu thụ của phụ tải phụ thuộc và phụ tải và thời gian vận hành Tuynhiên trong quá trình vận hành, phụ tải luôn biến thiên Vì thế để thuận tiện trong quátrình tinh toán người ta giả thiết phụ tải luôn không đổi và bằng phủ tải lớn nhất Do

đó thời gian dùng diện lúc này là thời gian tương đương về phương diện tiêu thụ điệnnăng.

Với giả thiết như thế thì thời gian dùng diện ở phụ tải lớn nhất này (thường lấybằng phụ tải tính toán) được gọi là thời gian sử dụng công suất lớn nhất

1.1.2 Tính toán Tmax trong một ngày

Tmax (năm)= Tmax (ngày).365 = 4270,5 giờ (2-3)

Vậy nếu giả thiết rằng ta luôn sử dụng phụ tải lớn nhất và không đổi thì thời giancần thiết Tmax để cho phụ tải tiêu thụ một lượng điện năng bằng lượng điện do phụtải thực tế ( biên thiên) tiêu thụ trong một năm làm việc được gọi là thời gian sử dụngcông suất lớn nhất

2.2.2 Xác định thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất

Chương 3: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Tính toán phụ tải là công việc vô cùng quan trọng vì nếu xác định phụ tải nhỏhơn thực tế sẽ làm giảm tuổi thọ các thiết bị, có thể xảy ra sự cố cháy nổ vô cùng nguyhiểm

Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng cho phép được gọi là phụ tải tính toánkhông đổi, tương đương với phụ tải thực tế thay đổi theo thời gian và cũng gây nênhiểu ứng nhiệt Do đó về phương diện kỹ thuật, nếu ta chọn các thiết bị điện theo phụtải tính toán thì có thể đảm bảo an toàn thiết bịt trong các điều kiện vận hành

Các phương xác định phụ tải tính toán:

- Dựa vào kinh nghiệm: Phương pháp này phụ thuộc vào hệ số kinh nghiệmthiết kế cũng như vận hành để tổng kết và đưa ra các hệ số tính toán Đặcđiểm của phương pháp này là thuận tiện nhưng chỉ cho kết quả gần đúng

- Phương pháp lý thuyết xác suất và thống kê: Phương pháp này có kể đến ảnhhưởng của nhiều yếu tố Vì thế kết quả tính toán có chính xác hơn nhưngviệc tính toán khá phức tạp

3.2 MỤC ĐÍCH VIỆC XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI

- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phần phối điện áp từ lưới 1000Vtrở lên

- Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp

- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối

- Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ

 Số liệu ban đầu:

- Công suất cực đại của phụ tải: P = 850 kW

- Hệ số công suất:

 Lúc tải cực đại cos = 0,80

 Lúc tải cực tiểu cos = 0,85

Chương 4: CHỌN SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP

VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ LIÊN QUAN 4.1 GIỚI THIỆU VỀ MÁY BIẾN ÁP

- Phân loại theo cấu tạo: MBA 1 pha, MBA 3 pha

- Phân loại theo công dụng: MBA thí nghiệm, MBA đo lường, MBA chuyêndụng (luyện kim, hàn, chỉnh lưu, ), MBA điện lực,

- Phân loại theo phương thức làm mát: MBA dầu, MBA khô,…

- Phân loại theo vị trí lắp đặt: MBA trong nhà, MBA ngoài trời

MBA là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống điện (HTĐ), tổng công suất cácMBA lớn gấp 4 đến 5 lần tổng công suất các máy phát điện Vì thế vốn đầu tư choMBA rất nhiều nên đặt ra yêu cầu phải chọn số lượng MBA hợp lý sao cho số lượng

và công suất là nhỏ nhất nhưng vẫn đảm bảo an toàn cup cấp điện cho các hộ tiêu thụ.Chọn MBA bao gồm chọn loại, số lượng, công suất định mức và hệ số biến áp.Hiệu suất của MBA có thể cao tuy nhiên vẫn có tổn thất điện năng Công suất càng lớnthì tổn thất cũng lớn, nên tổn thất điện năng hằng năm cũng rất lớn Việc sử dụng 1MBA 3 pha thay cho việc dùng 3 MBA 1 pha sẽ tiết kiệm chi phí và giảm hao tổn nănglượng khi vận hành từ 12% đến 25% Ngoài ra còn có MBA tự ngẫu thường dùng

4.1.3 Các cấp tỷ số biến áp thông dụng

MBA 1 cấp điện áp: 10/0.4kV, 15/0.4kV, 22/0.4kV, 35/0.5kV

MBA 2 cấp điện áp: 10(22)/0.4kV, 15(22)/0.4kV

4.2 NGUYÊN TẮC CHỌN CÔNG SUẤT

1.1.1 Chọn theo điều kiện quá tải thường xuyên

Quá tải thường xuyên của MBA là chế độ quá tải mà một phần thời gian phụ tảicủa MBA vượt quá công suất định mức của máy Phần thời gian còn lại của chu kỳ,MBA hoạt động thấp hơn công suất định mức tương ứng với nhiệt độ cuộn dây bằng

98 0C nhưng không vượt quá 140 0C

4.2.1 Chọn theo điều kiện quá tải sự cố

Quá tải sự cố là quá tải cho phép MBA làm việc trong điều kiện sự cố khi hưhỏng một trong các máy biến áp làm việc song song mà không gây hư hỏng chúng.Như vậy trị số quá tải cho phép được quyết định sao cho nhiệt độ của cuộn dây và dầuMBA không quá giá trị cho phép đê không ảnh hưởng đến sự quá trình làm việc bìnhthường của MBA Nhiệt độ cực đại đối với dầu là 115 0C và đối với điểm nóng nhấtcủa cách điện cuộn dây là 140 0C

Trong điều kiện sự cố, MBA được phép quá tải 40% nếu thời gian quá tải củamáy không vượt quá 6 giờ trong năm ngày đêm và hệ số phụ thuộc tải bậc một khôngvượt quá 0.93

Quá tải sử cố cho phép Kcp = 1.4 sử dụng khi lựa chọn MBA theo điều kiện sự

cố Ngoài ra để chọn công suất MBA cho TBA thì cần phải căn cứ vào các yêu cầusau:

- Nếu trạm chỉ có 1 MBA thì chọn công suất định mức của nó trên cơ sở xétđến khả năng quá tải thường xuyên

- Nếu trạm có 2 MBA thì chọn công suất định mức phải xét đên quá tải sự cốkhi hư hỏng một trong 2 MBA đó Trong điều kiện bình thường MBA làmviệc non tải

4.3 CHỌN SỐ LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP

 Các yêu cầu kinh tế kỹ thuật khi chọn MBA

- An toàn, liên tục cung cấp điện

- Vốn đầu từ thấp

- Chi phí vận hành và bảo trì hằng năm thấp

- Số lượng MBA không nên chọn quá 2 máy để đơn giản trong lắp đặt và

dự phòng

 Kết luận: dựa vào yêu cầu cung cấp điện của công trình (hộ loại 3) và kếthợp các yêu cầu kinh tế kỹ thuật ta quyết định chọn 01 MBA

4.4 CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP

1.1.1 Quy phạm về MBA của Điện lực thành phố Hồ Chí Minh

 Loại MBA ngâm trong dầu:

- 2 cuộn dây ngâm trong dầu

- Lắp đặt và vận hành trong nhà và ngoài trời đều được

- Độ cao không quá 1000m so với mực nước biển

- Nhiệt độ môi trường xung quanh:

 Trung bình: 30 oC

 Cực đại: 40 oC

- Tổ đấu dây của MBA:

- MBA 3 pha tổ đấu dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp phải là D/yo -11

- Lõi từ và các cuộn dây MBA

- Cuộn dây phía sơ cấp được thiết kế vận hành ở cấp điện áp pha-đất là 15hoặc 22kV đối với MBA 3 pha

- Việc đổi cấp điện áp phải được tiền hành ở bên ngoài, không cần mởthùng máy

- Lõi từ và cuộn dây MBA được đặt trên khung đỡ, có tai móc chắc chắn, để

- Thùng máy tối thiểu có 2 móc chắc chắn để nâng hạ MBA

- MBA 3 pha phải có mặt chân đế thích hợp để đặt trên giàn hoặc trên nền.

- Thùng MBA phải có tối thiểu 2 điểm nối đất, bên dưới và bên hông máybằng bu long M12, thích hợp để nối với dây đồng tiết diện 25-70 mm2

- Dầu cách điện:

- Mỗi MBA phải được cung cấp đầy đủ dầu cách điện cần thiết để vậnhành

- Dầu cách điện phải là loại dầu khoáng mới, chưa sử dụng được sản xuất

và thử nghiệm theo tiêu chuẩn IEC 60296 hoặc tiêu chuẩn ASTM D3487

- Các đầu nối tại vật cách điện xuyên trung thế được lắp đầu cosse loại ép,

có khả năng đấu nối với tiết diện 50mm2

- Các đầu nối của MBA 3 pha nhìn từ trên xuống, được bố trí như sau:

+ + + +

n a b c

A B C+ + +Đối với MBA 3 pha cực đấu dây trung tính phải có tiết diện mặt cắt dẫn điệnkhông nhỏ hơn 50% tiết diện cực đấu dây pha

Các đầu nối sơ cấp và thứ cấp được đánh dấu rõ ràng và không tẩy xóa được

 Thông số kỹ thuật”

- Điện áp định mức sơ cấp: 22kV

- Điện áp định mức thứ cấp: 0,4

- Cấp cách điện: LI 125/AC50/AC3

- Khả năng quá tải: theo IEC 60076-7

Độ tăng nhiệt độ so với môi trường xung quanh:

- Trung bình cuộn dây: 65oC

- Cực đại lớp dầu trên cùng: 60oC

- Trở kháng ngắn mạch tối thiểu :

- Công suất MBA từ 100- 630kVA : Un%4%

- Công suất MBA từ 750- 1250kVA : Un% 5%

- Công suất MBA từ 1500- 2500kVA : Un% 6%

Tổn hao trong MBA đối với MBA 1000kVA:

- Tổn hao không tải Po 980 W

- Tổn hao không tải Pn 8550 W

1.1.2 Tính toán chọn MBA

Các công trình có cosφ thấp phải được bù cosφ theo yêu cầu của điện lực Nếunhư đã chọn máy biến áp theo phụ tải tính toán chưa bù công suất phản kháng thì côngsuất máy sẽ lớn hơn nhiều so với công suất máy yêu cầu sau khi bù Điều đó dẫn tới sửdụng máy kém hiệu quả kinh tế do non tải(làm tăng vốn đầu tư, tổn hao không tảilớn).Ngay từ đầu,với sự khẳng định là thế nào cũng sẽ phải bù,ta nên chọn biến áp kếthợp với bù cosφ ngay từ đầu Như thế ta sẽ chọn được máy biến áp hợp lý, kinh tếhơn

Trước hết,căn cứ vào công thức ta tính được tổng công suất Q cần bù trong côngtrình để nâng coslên cos= 0.95

- Tổn hao không tải: Po = 980 W

- Dòng điện không tải: Io% = 1%

 Kết luận: MBA đáp ứng các quy phạm của điện lực thành phố.

4.5 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ CỦA MÁY

- Công suất MBA: 1000 kVA

- Điện trở MBA: 4,14

- Điện kháng MBA: 24,2

- Tổn hao ngắn mạch: Pn = 8550 W

- Tổn hao không tải: Po = 980 W

- Dòng điện không tải: Io% = 1%

Chương 5: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

5.1 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT

Tổn thất trong MBA gồm 2 phần: Tổn thất lõi sắt và tổn thất đồng

Tổn thất đông phụ thuộc vào phụ tải, khi công suất phụ tải bằng công suất địnhmức thì tổn thất đồng bằng công suất ngắn mạch

Tổn thất sắt bao gồm tổn từ trễ của thép làm mạch từ và dòng điện xoát trong lõithép Tổn thất này phụ thuộc vào tần số và mật độ từ thông trong mạch, không phụthuộc vào dòng điện và không thay đồ cho dù phụ tải có thay đổi hoặc hoạt độngkhông tải

Tổn thất điện năng trong MBA được xác định theo công thức sau:

AMBA = Po.t + Pn (5-10)

Trong đó:

- Po : tổn thất công suất tác dụng không tải

- Pn : tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch

- Sptmax : phụ tải toàn phần thường lấy bằng Stt

- Sđm : Công suất định mức MBA

- t : thời giân vận hành thực tế( MBA thường sẽ được đóng điện suốt một nămnên t = 8760 giờ)

- : thời gian tổn thất công suất lớn nhất : được tính ở phần trước

Vậy tổn thất điện năng trong trạm được xác định như sau:

AMBA = 980.8760 + 8550.(2 2427.25 = 29337,7875 kWh

 Kết luận: tổn thất điện năng hằng năm là 29337,7875 kWh

5.2 TÍNH TOÁN ĐIỆN NĂNG CUNG CẤP HẰNG NĂM VÀ PHẦN TRĂM TỔN THẤT

 Điện năng cung cấp hằng năm

Có thể tính điện năng cung cấp hằng năm theo công thức sau:

A = Ptt.Tmax = 850 4745 = 4033250 kWh (5-11)

Trong đó:

- Ptt: phụ tải tính toán, đơn vị (kW)

- Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (giờ)

Điện năng cung cấp hằng năm của trạm: A = 4033250 kWh

Phần trăm tổn thất điện năng hằng năm của trạm: A% = 0,72 %

Chương 6: TÍNH TOÁN SỤT ÁP VÀ CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP 6.1 SỤT ÁP QUA MÁY BIÊN ÁP KHI TRẠM HOẠT ĐỘNG BÌNH THƯỜNG VÀ KHI XẢY RA SỰ CỐ

Tổn thất điện áp của máy biến áp được tính theo công thức:

U = = (V) (6-13)

Trong đó:

- P: công suất tác dụng của MBA (kW)

- Q: công suất phản khàng của MBA (kWAR)

Công suất biểu kiến khi phụ tải cực đại Smax = Stt

Gọi Pmax là công suất tác dụng của MBA lúc tải lớn nhất Sụt áp quá MBA khitải lớn nhất được xác định như sau:

 Sụt áp qua máy biến áp khi sự cố

 Vì vận hành 1 MBA nên trường hợp này ta không xét đến

6.2 CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP

Đây là bài toán của lưới điện cần lựa chọn được đầu phan áp cho máy biến ápđặt tại các trạm biến áp trung gian nhằm đảm bảo điện áp vận hành :cực đại,cực tiểu va

sự cố

Trình tự chọn đầu phân áp như sau:

 Xác định điện áp tính toán của đầu phân áp của máy biến áp ở chế độ cực đại

Cuối cùng kiểm tra độ lệch điện áp của thanh các hạ áp trong ba chế độ Nếu cả

ba chế độ đều thỏa mãn điều kiện thì chọn máy biến bình thường với phân áp tiêuchuẩn đã chọn.Nếu một trong ba chế độ điện áp không thỏa mãn thì phải chọn dùngmáy biến áp điều áp dưới tải và tiếp tục chọn ba đầu phân áp tiêu chuẩn cho ba chế độvận hành

Cần lưu ý là máy biến áp điều áp dưới tải đắt gấp khoảng 1,4 lần máy biến ápđiều chỉnh thường, cho nên chỉ khi không chọn được máy biến áp điều chỉnh thườngmới chọn máy biến áp điều áp dưới tải Cụ thể như sau:

Với phụ tải loại 1 (không cho phép cắt điện): bất kể yêu cầu điều chỉnh thườnghay khác thường

Nếu chọn được 1 đầu phân áp cố định thỏa mãn yêu cầu điện áp ở thanh cái hạ áp

cả ba chế độ phụ tải thì chỉ chọn máy biến áp điều chỉnh thường

Nếu không chọn được máy biến áp điều chỉnh thường, nghĩa là không chọn đượcmột đầu phân áp cố định thỏa mãn cả ba chế dộ điện áp thì chọn máy biến áp điềuchỉnh lưới điện

Với phụ tải loại 3 (cho phép cắt điện khi cần thiết), bất kỳ yêu cầu điện chỉnhđiện áp thường hay khác thường chỉ chọn máy biến áp điều chỉnh thường

Nếu chọn được 1 đầu phân áp cố định thỏa mãn cả 3 chế độ điện áp thì tốt nhất,khi đó mặc dù phụ tải thường xuyên biến động, máy biến áp vẫn làm việc liêntục,không cần cắt điện để thay đổi nấc điều chỉnh

Nếu không chọn được 1 đầu phân áp cố định thì vẫn dùng máy biến áp thường.Khi đó phải chọn ba đầu phân áp tương ứng với ba chế độ điện áp Khi phụ tải thay đổi(cực đại, cực tiểu, sự cố) thì phải cắt biến áp ra khỏi lưới để thay đổi nất điều chỉnh,trạm tạm thời ngừng cấp điện trong thời gian vài phút

 Theo thông số MBA, ta có các đầu phân áp 2x 2,5% là:

 Chọn đầu phân áp lúc MBA hoạt động bình thường

- Điện áp phía hạ hạ lúc không tải: Uhakt = 0,4 kV

- Điện áp phía trung áp lúc phụ tải cực đại:

Upatb = = 21,57 kV

 Chọn đầu phân áp 0% = 22kV

Kiểm tra phía thứ cấp ta có:

 Chọn đầu phân áp -2,5% = 21,45 kV

Kiểm tra phía thứ cấp ta có:

U-2,5% = 0,4 = 0.378 ~ 0,38 (không đạt yêu cầu)

 Chọn đầu phân áp -5% = 20.9 kV

Kiểm tra phía thứ cấp ta có:

U0% = 0,4 = 0.368 < 0,38 (không đạt yêu cầu)

Lúc phụ tải cực tiểu:

U-2,5% = 0,4 = 0.416 (đạt yêu cầu)

Vậy chọn ta chọn đầu phân áp -5% = 20.9 kV

 Lúc xảy ra sự cố

Trường hợp này ta không xét do sử dụng 1 MBA

7.2 NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ

7.2.1 Nguyên nhân

Chủ yếu do cách điện bị hư hỏng, ngoài ra còn một số nguyên nhân khác như:

- Sét đánh trực tiếp

- Quá điện áp nội bộ

- Cách điện bị già cối (do thời gian sử dụng quá lớn)

- Trông mon, bảo dưỡng thiết bị không đúng qui định

- Các nguyên nhân cơ học trực tiếp hoặc do thao tác sai của nhân viên vậnhành

- Có thể phá hoại sự ổn định và làm gián đoạn hệ thống điện

- Ngắn mạch gây ra dòng thứ tự không gây nhiễu loạn đường dây thông tin vàtín hiệu ở gần

- Ngắn mạch hai pha: Kí hiệu N2, xác suất chiếm 10%

- Ngắn mạch một pha: Kí hiệu N1,1, xác suất chiếm 65%

- Ngắn mạch một pha chạm đất: Kí hiệu N1,1, xác suất chiếm 20%

7.3 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN NGĂN MẠCH

- Xác định khả năng sự cố ngắn mạch lớn nhất có thể xảy ra trong hệ thống

- Lựa chọn thiết bị và khí cụ như: dao cắt tải, cầu chì, busbar, …

- Chọn phuong án hạn chế dòng ngắn mạch

- Tính toán thiết kế relay bảo vệ

7.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH

 Các giả thiết

 Tính chính xác IN là một vấn đề rất khó khăn, nhất là đối với sơ đồ phức tạp,

có nhiều nguồn cung cấp Khi giải quyết một bài toán thực tế không đòi hỏi

độ chính xác cao lắm có thể sử dụng những phương pháp tính toán thựcdụng, gần đúng, nhằm giảm bớt sự phức tạp và đơn giản trong tính toán Cáctính toán với giả thiết đơn giản có độ chính xác đủ phù hợp với yêu cầu thiết

- Bỏ qua dòng điện từ hoá của các máy biến áp

- Coi hệ thống là ba pha đối xứng

- Không xét đến điện dung trừ khi có đường dây cao áp tải điện đi cực xa

- Chỉ xét tới điện trở tác dụng nếu r∑ ≥ 0,3.x∑ Trong trường hợp đó r∑ vàx∑ là điện trở và điện kháng đẳng trị từ nguồn đến điểm ngắn mạch

- Phụ tải xét gần đúng và được thay thế bằng tổng trở cố định tập trung tạimột nút chung

- Sức điện động của tất cả các nguồn ở xa điểm ngắn mạch (xtt >3)được coi như không đổi

- Các bước thực hiện

- Lập sơ đồ thay thế điện kháng các phần

- Chọn các đại lượng cơ bản như công suất cơ bản, điện áp cơ bản,…

- Tất cả sức điện động đều trùng pha nhau

- Các sức điện động của nguồn ở xa điểm ngắn mạch nhất được coi là

- Bỏ qua điện trở và điện dung của đầu cáp nối vào trạm.

7.5 TÍNH NGẮN MẠCH CHO TRẠM

Chọn các đại lương

- Ucb1 = Udm1B = 22kV : điện áp định mức phía cao áp

- Ucb2 =Udm2B = 0,4kV : điện áp định mức phía hạ áp

- X’HT = 0.1 dvtd : Điện kháng tương đối phía hệ thống

- SN = SCBHT = 300MVA :Công suất ngắn mạch hệ thống

o Dòng điện thực thế phía cao áp:

o Chọn cách điện bằng cao su, vì Tmax =4745 giờ < 5000 nên ta lấy Jkt = 3,1

o Suy ra tiết diện cáp: S = = 8,47 mm2

Theo quy định hiện hành của Điện Lực nhằm đảm bảo độ an toàn cho đường dâykhi xảy ra ngăn mạch và có thể mở rộng phụ tải sau này tiết diện cáp ngầm được dùngphổ biến hiện này là 3x50mm2 với tiết diện lõi là 8,9 mm

Hình 7.3 Bảng tiết diện cáp ngầm

= 62,9 kA

IXK2 = IN.1,8 = 160 kA

Chương 8: LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ CÁC PHỤ KIỆN CHO TBA

Thực tế hiện này nhu cầu về đất đặt trạm đang ngày càng quan trọng khi mà đôthị ngày càng phát triển Việc có được một vị trí, diện tịch lơn để xây dựng trạm biến

áp đã trở nên quá xa xỉ Bên cạnh đó, các trạm biến áp được đặt gần trung tâm các khucân cư còn phải đảm bảo được sự an toàn, mỹ quan đô thị Quan trọng nhất chính là sựthay đổi của ngành điện, nâng cấp hệ thống từ đi trên không sang ngầm hóa (đặc biệt

là khu vực nội thành như Hà Nội, Hồ Chí Minh, ) Vì thế các trạm biến áp phải đượcthiết nhỏ gọn, an toàn ít diện tích mà phải đảm bảo mỹ quan đô thị Để làm được điều

đó thì thiết kế của trạm cũng phải được thiết kế hợp lý và đặc biệt là các thiết bị bêntrong phải phù hợp với thiết kế nhằm đảm bảo các tiêc chí trên

8.1 CÁC QUY PHẠM VỀ THIẾT BỊ TRONG TRẠM BIẾN ÁP CỦA ĐIỆN LỰC

8.1.1 Tủ điện trung thế

 Mô tả:

Các loại tủ điện 22(24)kV-630A sử dụng ngoài trời bao gồm cấu hình các tủ daocắt tải, loại không mở rộng được, sử dụng trong nhà lắp đặt trong vỏ tủ để có thể sửdụng ngoài trời Các cấu hình tủ:

 Điều kiện vận hành:

Tủ điện được thiết kế vận hành ngoài trời, trên phạm vi TP Hồ Chí Minh, có cácđiều kiện sau:

- Biên độ không quá 1000m từ mặt nước biển

- Nhiệt độ tối đa của môi trường xung quanhL 40oC

- Vật liệu chế tạo: Thép tấm, thép mạ hay thép không rỉ, nhựa tăng cường sợithủy tinh, vật liệu khác tốt hơn.

- Vỏ tủ phải có cửa, để cho phép vận hành các dao cắt tải, và dao cắt tải+ cầuchì

- Kích thước: tùy nhu cầu sử dụng

- Cấp an toàn khi sự cố phát sinh: IAC: AFLR

- Sự liên tục cung cấp điện: Khi mở một dao cắt tải, các dao còn lại vãn đảmbảo hoạt động bình thường

- Dao cắt tải với chì ống bảo vệ máy biến thế phải sử dụng loại chì ống cắtnhanh theo tiêu chuẩn IEC 60282-1 Khi chì ống nỏ một chốt búa trong chìống bung ra và tác động lên dao cắt tải

- Môi trường cắt cảu dao cắt tải phải là SF6

- Môi trường cách điện: SF6

 Loại đóng cắt MBA: 200A

 Thanh cái: 630A

- Độ bền xung điện áp: 125kA

- Khả năng ổn định nhiệt: 20kA/3s

 Kích thước tối đa:

 Dao cắt tải 24kV 630A: 310x900x1700mm

 Dao cắt tải + chì ống trung thế 24kV 200A: 430x900x1700mm

- Điều kiện sử dụng: trong nhà

- Cấp an toàn khi sự cố phát sinh hồ quang trong tủ: IAC: AFLR – không hạnchế tiếp cận từ phía trước, sau và 2 bên

- Các dao cắt tải sử dụng phải là loại có 3 vị trí: ON/OFF/EARTH

- Tất cả các sứ cách điện đều là loại nhựa đúc Bakelit

- Môi trường cắt của dao cắt tải: SF6 hoặc chân không

- Môi trường cách điện : SF6

Thông số kỹ thuật

- Điện áp định mức: 22(24)kV

- Tần số định mức: 50Hz

- Dòng điện định mức:

 Dao cắt tải đóng cắt cáp ngầm: 630A

 Dao cắt tải đóng cắt MBA, có kết hợp chì trung thế: 200A

 Thanh cái 630A

- Loại sử dụng trong nhà để bảo vệ MBA

- Chì thuộc loại cắt nhanh

- Thành phần dây chảy được đặt trong ống cát thạch anh để có thể dập hồquang nhanh chóng

- Điện áp định mức: 22kV

- Dòng điện định mức: 16, 20, 25, 31,5 40, 50, 63A

- Tần số định mức: 50Hz