Thiết kế trạm biến áp 1103522 kv yên mỹ

Kinh tế Yên Mỹ hiện được đánh giá là một trong những huyện phát triển kinh tếnăng động của tỉnh Hưng Yên.. Phụ tải trong khu vực Từ hiện trạng phân bố lưới điện của Huyện, việc xác định

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quantâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khoá luậntốt nghiệp.

Hà Nội, tháng 12 năm 2018Sinh viên thực hiện

Lê Thị Dung

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước quá trình pháttriển sản xuất được nâng cao Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực côngnghiệp, dịch vụ, đời sống sinh hoạt tăng trưởng không ngừng

Xuất phát từ thực tế việc cung cấp điện cho các khu dân cư, công trìnhkhoa học, xây dựng hay sản xuất là một vấn đề ngày càng cấp bách, đòi hỏi chấtlượng điện năng cung cấp phải tốt, giá thành rẻ và hợp lý Chính vì lẽ đó mà cácnhà máy điện, các trạm phân phối, các trạm biến áp trung gian ngày càng phảiđược tăng lên để có nguồn điện hợp lý đến tổng khu vực, trong nhà máy, hộ tiêuthụ Việc giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế, kĩ thuật trong thiết kế xây dựng vàvận hành chúng mang lại lợi ích cho sự phát triển của ngành điện hiện nay

Được sự phân công của bộ môn Hệ Thống Điện – Khoa Cơ Điện - Học Viện

Nông Nghiệp Việt Nam, cùng với sự hướng dẫn của thầy Đào Xuân Tiến, em đã thực hiện đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế trạm biến áp 110/35/22 kV Yên Mỹ ”.

Nội dung đề tài gồm 8 chương

Chương 1 : Khảo sát khu vực thiết kế trạm biến áp

Chương 2 : Tính toán thiết kế trạm biến áp

Chương 3 : Tính toán ngắn mạch

Chương 4 : Lựa chọn và kiểm tra thiết bị trong trạm

Chương 5 : Thiết kế bảo vệ rơle và lựa chọn rơle cho trạm

Chương 6 : Bảo vệ quá điện áp và nối đất

Chương 7 : Hệ thống điện tự dùng và thông tin liên lạc

Chương 8 : Biện pháp thi công và lắp đặt

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI NÓI ĐẦU ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH ix

CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT KHU VỰC THIẾT KẾ TRẠM 1

1.1 Đặc điểm tự nhiên và tình hình kinh tế xã hội 1

1.1.1 Vị trí địa lý 1

1.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 2

1.2 Hiện trạng nguồn lưới điện hiện tại 4

1.2.1 Nguồn điện 4

1.2.2 Lưới điện 110k V 4

1.2.3 Lưới điện phân phối 5

1.2.4 Nguồn lưới điện huyện Yên Mỹ 5

1.2.5 Sự cần thiết của việc lắp đặt trạm 5

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 7

2.1 Phụ tải trong khu vực 7

2.2 Xác định phụ tải tính toán 7

2.2.1 Tổng hợp phụ tải theo lộ 7

2.2.2 Bảng tổng hợp phụ tải của các lộ 8

2.3 Dự báo phụ tải 8

2.3.1 Mục đích 8

2.3.2 Các phương pháp dự báo phụ tải 9

2.4 Chọn vị trí lắp đặt trạm 13

2.4.1 Yêu cầu 13

2.4.2 Địa điểm xây dựng trạm 13

2.5 Tính toán lựa chọn công suất MBA 13

2.6 Lựa chọn sơ đồ nối điện chính và mặt bằng bố trí thiết bị 14

2.6.1 Sơ đồ nối điện chính 14

2.6.2 Mặt bằng bố trí thiết bị trong trạm 17

2.7 Tính toán thiết kế đường dây 17

2.7.1 Vạch tuyến đường dây 17

2.7.2 Tính toán, chọn tiết diện đường dây 110kV 18

2.7.3 Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài cho phép 19

2.7.4 Chọn cáp 35kV 19

2.7.5 Chọn cáp hạ áp 22kV 20

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 21

3.1 Mục đích của tính toán ngắn mạch 21

3.2 Sơ đồ thay thế và tính toán ngắn mạch 21

3.2.1 Sơ đồ vị trí cần tính ngắn mạch 21

3.2.2 Tính toán ngắn mạch tại thanh cái cao áp (N1) 23

3.2.3 Tính toán ngắn mạch tại thanh cái 22kV (N2) 23

3.2.4 Tính toán ngắn mạch tại thanh cái 35kV (N3) 24

3.2.5 Tính toán dòng điện cưỡng bức 25

3.2.6 Tính toán xung lượng nhiệt ngắn mạch (BN) 25

CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ TRONG TRẠM .28

4.1 Lựa chọn và kiểm tra khí cụ điện 28

4.1.1 Chọn và kiểm tra máy cắt 28

4.1.2 Chọn và kiểm tra dao cách ly 31

4.1.3 Chọn máy biến điện áp BU 33

4.1.4 Chọn máy biến dòng BI 35

4.1.5 Chọn chống sét van 38

4.1.6 Lựa chọn sứ cách điện 40

4.1.7 Lựa chọn thanh dẫn, thanh góp 42

4.2 Chọn các tủ phân phối hợp bộ 22kV 45

4.2.1 Chọn tủ lộ tổng 22kV 45

4.2.3 Tủ tự dùng 22kV 48

4.2.4 Tủ đo lường 22kV kiêm phân đoạn 49

4.3 Tủ hợp bộ 35kV 49

4.3.1 Tủ lộ tổng 35kV 49

4.3.2 Tủ lộ đi 35kV 51

4.3.3 Tủ tự dùng 35kV 52

4.3.4 Tủ đo lường 35kV 53

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE VÀ LỰA CHỌN RƠLE CHO TRẠM 54

5.1 Khái quát về bảo vệ rơle 54

5.1.1 Sự cố trong hệ thống điện 54

5.1.2 Nhiệm vụ của bảo vệ rơle và các hình thức bảo vệ rơle 54

5.1.3 Đặc điểm của bảo vệ rơ le 55

5.2 Các loại bảo vệ cho khối đường cáp 56

5.2.1 Bảo vệ dòng điện cực đại (51) 56

5.2.2 Bảo vệ cắt nhanh (50) 57

5.3 Lựa chọn bảo vệ rơ le cho trạm 58

5.3.1 Bảo vệ đường dây 58

5.3.2 Bảo vệ MBA 61

5.4 Lựa chọn rơ le và tính toán các thông số đặt, kiểm tra độ nhạy của hệ thống bảo vệ 61

5.4.1 Lựa chọn rơ le 61

5.4.2 Tính toán các thông số đặt, kiểm tra độ nhạy của hệ thống bảo vệ 63

CHƯƠNG 6: BẢO VỆ QUÁ ĐIỆN ÁP VÀ NỐI ĐẤT CHO TRẠM 70

6.1 Cơ sở lý thuyết 70

6.1.1 Các yêu cầu kỹ thuật về chống sét 70

6.1.2 Tính toán bảo vệ chống sét 71

6.1.3 Bảo vệ chống sét đánh lan truyền vào trạm 75

6.2 Hệ thống nối đất 75

6.2.1 Nối đất và trang bị nối đất 75

6.2.2 Tính toán nối đất cho trạm 76

CHƯƠNG 7: HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ DÙNG VÀ THÔNG TIN LIÊN LẠC 79

7.1 Hệ thống điện tự dùng 79

7.1.1 Nguồn điện tự dùng 79

7.2 Hệ thống chiếu sáng cho trạm biến áp 83

7.3 Hệ thống thông tin liên lạc 83

7.4 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 84

7.5 Hệ thống camera giám sát 85

7.5.1 Mục đích 85

7.5.2 Phạm vi và vị trí lắp đặt 85

CHƯƠNG 8: BIỆN PHÁP THI CÔNG VÀ LẮP ĐẶT TRONG TRẠM 86

8.1 Các yêu cầu về công tác lắp đặt 86

8.1.1 Lắp đặt MBA 86

8.1.2 Lắp đặt hệ thống làm mát 86

8.1.3 Lắp đặt thùng dầu phụ 86

8.1.4 Lắp đặt máy cắt 87

8.1.5 Lắp đặt dao cách ly 88

8.1.6 Lắp đặt biến dòng 88

8.1.7 Lắp đặt máy biến điện áp 88

8.1.8 Lắp đặt chống sét van 89

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90

1 Kết luận 90

2 Kiến nghị 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2-10: Tổng hợp phụ tải của các lộ 8

Bảng 2-11: Bảng thống kê phụ tải của huyện Yên Mỹ 11

Bảng 2-12: Bảng thống kê phụ tải của Huyện Yên Mỹ 12

Bảng 2-13: Bảng dự báo phụ tải huyện Yên Mỹ 12

Bảng 2-13 Bảng thông số máy biến áp 14

Bảng 3-1: Kết quả tính toán ngắn mạch 25

Bảng 4-1: Các điều kiện chọn máy cắt 28

Bảng 4-2: Thông số máy cắt 110kV 29

Bảng 4-3: Bảng thông số kỹ thuật của máy cắt 35kV 29

Bảng 4-4: Bảng thông số kỹ thuật của máy cắt 22kV 30

Bảng 4-5: Các điều kiện chọn dao cách ly 31

Bảng 4-6: Thông số dao cách ly phía 110kV 32

Bảng 4-7: Thông số dao cách ly phía 35kV 32

Bảng 4-8: Thông số dao cách ly phía 22kV 33

Bảng 4-9: Thông số máy biến điện áp phía 110kV 34

Bảng 4-10: Thông số máy biến điện áp phía 22kV 34

Bảng 4-11: Thông số máy biến điện áp phía 35kV 35

Bảng 4-12: : Các điều kiện chọn máy biến dòng 36

Bảng 7-1: Phụ tải tự dùng trong trạm 110kV Yên Mỹ 82

Bảng 7-2: Thông số kĩ thuật của MBA tự dùng 22kV, 35kV 82

Bảng 7-3: Đặc tính kĩ thuật của Ắc quy 83

DANH MỤC HÌNH

Hình 3-1: Sơ đồ vị trí tính toán ngắn mạch 21

Hình 3-2: Sơ đồ thay thế ngắn mạch 21

Hình 3-3: Sơ đồ tính toán ngắn mạch phía 110kV 23

Hình 3-4: Sơ đồ tính toán ngắn mạch phía 22kV 23

Hình 3-5: Sơ đồ tính toán ngắn mạch phía 35kV 24

Hình 4 -1: sơ đồ chọn sứ 41

Hình 6-1: Sơ đồ bố trí cột thu sét 73

Hình 6-2: Sơ đồ bố trí cột thu sét vùng 2 75

CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT KHU VỰC THIẾT KẾ TRẠM

1.1 Đặc điểm tự nhiên và tình hình kinh tế xã hội

1.1.1 Vị trí địa lý

- Yên Mỹ là huyện đồng bằng nằm ở phía Bắc của tỉnh Hưng Yên Diệntích tự nhiên của toàn huyện là 92,50 km2 Phía Đông và Đông Nam giáphuyện Ân Thi, phía Tây giáp huyện Văn Giang, phía Tây Nam giáphuyện Khoái Châu, phia Bắc giáp huyện Mỹ Hào Là một địa bàn trung tâm đầumối của tỉnh

Mỹ ( huyện lị)

a Địa hình

Huyện Yên Mỹ có độ cao trung bình từ 3 - 4m, thoải dần từ Tây Bắcxuống Đông Nam, theo hướng chung của tỉnh Hưng Yên Địa hình này khôngcản trở đến việc cơ giới hóa và thủy lợi hóa trong quá trình phát triển nôngnghiệp

b Khí hậu

Huyện nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình từ18-27 ºC , lượng mưa hàng năm từ 1.600 – 1.700 mm và tập trung vào các tháng8,9 Đặc điểm trên tạo thuận lợi cho việc phát triển nông nghiệp, song ở Yên Mỹvào mùa đông thường hanh khô thiếu nước

c Giao thông

Toàn huyện có 655,01 km đường bộ, trong đó: Quốc lộ 30,78 km; tỉnh lộ37,6 km; đường huyện 18,24 km; đường xã quản lý 568,38 km Các tuyến

đường quốc lộ, tỉnh lộ phân bô đồng đều trên toàn lãnh thổ; trục Đông Tây cótuyến Quốc lộ 5 và đường cao tốc Hà Nội - Hải phòng đang triển khai xâydựng; trục Bắc Nam có tuyến Quốc lộ 39A và đường liên tỉnh Hà nội - HưngYên là điều kiện thuận lợi để lưu thông trên địa bàn vùng kinh tế trọng điểm BắcBộ.

1.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội

a Kinh tế

Yên Mỹ hiện được đánh giá là một trong những huyện phát triển kinh tếnăng động của tỉnh Hưng Yên Cơ cấu kinh tế huyện chuyển dịch tích cực theohướng tăng nhanh tỷ trọng công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp và thương mại -dịch vụ, giảm mạnh tỷ trọng nông nghiệp Những năm qua, bằng những chínhsách thiết thực và chiến lược đầu tư đúng hướng, Yên Mỹ đã trở thành điểm đếnhấp dẫn của các nhà đầu tư trong và ngoài nước

Cơ cấu kinh tế: Nông nghiệp 3,22%; Công nghiệp, xây dựng 83,25,%;Thương mại - dịch vụ 13,54%

b Kết cấu hạ tầng

Hệ thống hạ tầng đô thị được mở rộng, chỉnh trang theo quy hoạch đượcphê duyệt, bộ mặt đô thị ngày càng khởi sắc Các công trình hạ tầng đã đượcquan tâm đầu tư mới và cải tạo nâng cấp, đã từng bước hiện đại hóa và đầu tưđồng bộ Đã xây dựng hạ tầng kỹ thuật khu chợ và nhà ở thương mại quy mô6,2ha, kinh phí 40,66 tỷ đồng Xây dựng hệ thống vỉa hè, chiếu sáng, thoát nướctuyến đường ĐH42 qua thị trấn Mở rộng nhà máy nước sinh hoạt tại thị trấnYên Mỹ bằng nguồn vốn doanh nghiệp Đang thực hiện đầu tư giai đoạn 2 khudân cư mới thị trấn Yên Mỹ để tạo nguồn đầu tư xây dựng

c Văn hóa xã hội

- Giáo dục – đào tạo

Giáo dục - Đào tạo tiếp tục được tập trung đầu tư để tạo bước chuyển biến

trường học được nâng lên đáng kể Đã xây dựng mới 158 phòng học kiên cố,cao tầng và các công trình phụ trợ với tổng giá trị là 123,767 tỷ đồng Tỉnh đầu

tư xây dựng mới trường PTTH Minh Châu, xây dựng nhà lớp học và nhà bộmôn cho trường THPT Triệu Quang Phục và THPT Yên Mỹ với 75 phòng học,tổng giá trị là 52.412 tỷ đồng Đã có thêm 11 trường đạt chuẩn Quốc gia, nângtổng số trường đạt chuẩn Quốc gia lên 24 trường, trong đó Mầm Non 4 trườngđạt 23,5%; Tiểu học 13 trường đạt 65%; THCS 7 trường đạt 38,8%; THPT 1trường đạt 33,3% Đến hết năm 2015 có 3/17 xã, thị trấn đạt tiêu chí về cơ sở vậtchất giáo dục, đạt 18,75%

- Y tế

Cơ sở vật chất trang thiết bị phục vụ công tác khám chữa bệnh cho nhândân được đầu tư đáng kể Trong 5 năm đã cải tạo, nâng cấp, xây dựng mới 11trạm y tế tại các xã, thị trấn với tổng giá trị là 24,024 tỷ đồng Đến năm 2015 có12/17 xã, thị trấn đạt chuẩn quốc gia về y tế đạt 74,7%; 100% thôn có cán bộ y tếtrạm y tế đạt chuẩn quốc gia Trung tâm Y tế huyện đã được Tỉnh đầu tư xâydựng nâng cấp và trang bị thiết bị khá hiện đại, phục vụ tốt hơn công tác khámchữa bệnh cho nhân dân, tổng kinh phí xây dựng là 20,267 tỷ đồng

- Môi trường

Xây dựng mới 9 điểm tập kết rác thải, tổng giá trị là 3,140 tỷ đồng, duy trìhoạt động của 63 bãi chôn lấp rác thải quy mô thôn, trên 90 tổ vệ sinh môi trườngvới trên 200 lao động Đến nay đã cơ bản xử lý được rác thải sinh hoạt, vận chuyển

đi bãi Đại Đồng 25% và khắc phục được tình trạng ô nhiễm môi trường rác sinh hoạttrên địa bàn Có 5 xã, thị trấn được cấp nước sinh hoạt từ hệ thống cấp nước tậptrung Đang thực hiện đầu tư xây dựng hệ thống cấp nước sinh hoạt tập trung tại xãTân Việt để cấp nước cho 2 xã Lý Thường Kiệt và Tân Việt

- Văn hoá, thể thao

Các công trình phục vụ hoạt động văn hóa, thể thao đã được quan tâm đầu

tư, và từng bước thực hiện xã hội hóa trong đầu tư: Đã xây dựng nhà tập luyện

thể thao của huyện, tổng giá trị là 7,079 tỷ đồng và hoạt động thường xuyên đápứng nhu cầu luyện tập của cán bộ công chức của huyện Phong trào xã hội hóaxây dựng nhà văn hóa, sinh hoạt cộng đồng, sân thể thao ở các khu dân cư,thôn, xóm phát triển mạnh, góp phần tạo chuyển biến tích cực trong hoạt độngvăn hóa, thể dục thể thao Toàn huyện có 40/85 thôn có nhà văn hoá 100% sốlàng có điểm sinh hoạt văn hóa 52 sân thể thao, 9 xã có sân bóng đá.

- Quốc phòng - An ninh

Đã thực hiện xây dựng mới Doanh trại Ban chỉ huy quân sự huyện vớitổng kinh phí là 31,450 tỷ đồng Xây dựng và mở rộng trụ sở Công an huyện vớitổng kinh phí khoảng 8 tỷ đồng Tạo điều kiện tốt hơn về cơ sở vật chất, nângcao chất lượng, khả năng phòng thủ, sẵn sàng chiến đầu của lực lượng vũ trangtrong huyện góp phần giữ vững an ninh trật tự, an toàn xã hội

Phát huy nội lực, thu hút ngoại lực phục vụ công cuộc phát triển kinh tế

-xã hội là hướng đi đúng đắn mà Đảng bộ, chính quyền và nhân dân Yên Mỹ đãlựa chọn và đang tiếp tục đẩy mạnh triển khai, đưa Yên Mỹ trở thành một trongnhững " địa chỉ vàng '' của các nhà đầu tư trong và ngoài nước Diện mạo kinh tếYên Mỹ đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa với nhữngsắc màu tươi mới

1.2 Hiện trạng nguồn lưới điện hiện tại

II (E28.9), Văn Giang (E28.11), Minh Đức (E28.12), Minh Hải (E28.13), Tân

1.2.3 Lưới điện phân phối

Khu vực Hưng yên có hơn 1.643 km đường dây trung thế, 1 TBA trunggian với công suất 6.500 kVA ; 3.226 TBA phân phối với tổng công suất là2.087 MVA, hơn 1.643 km đường dây trung thế và 5.295 km dường dây hạ thế.Tính đến nay đa phần các trạm biến áp vận hành tương đối ổn định đảm bảođược nhu cầu cung cấp điện cho sản xuất và sinh hoạt của nhân dân trên địa bàntỉnh Tuy nhiên, vẫn còn một số lượng nhỏ các trạm đang vận hành ở chế độ đầytải và ngành điện đang tiến hành xây dựng kế hoạch nâng cấp công suất trạm đểđảm bảo việc cung cấp điện được tốt hơn

1.2.4 Nguồn lưới điện huyện Yên Mỹ

Hiện tại lưới điện lưới điện phân phối huyện Yên Mỹ gồm 2 cấp điện áp35kV và 22kV Huyện Yên Mỹ được cấp điện từ trạm 110kV GiaiPhạm(E28.5); 110kV Minh Đức (E28.12) và 110kV Khoái Châu (E28.8)

Huyện được cấp từ trạm 110kV Giai Phạm qua 4 lộ 472E28.5 ; 474E28.5;475E28.5; 477E28.5, trạm 110kV Minh Đức qua 2 lộ: 471E28.12; 477E28.12

và trạm 110kV Khoái Châu (E28.8) qua 2 lộ 371E28.8; 371E28.8

1.2.5 Sự cần thiết của việc lắp đặt trạm

Huyện Yên Mỹ được cấp điện từ ba trạm 110kV Giai Phạm, Khoái Châu

và Minh Đức Nhưng hiện nay ba trạm này đã đầy tải, bán kính cấp điện đườngdây trung thế không đảm bảo dẫn đến tổn thất điện áp lớn

Theo quy hoạch của lưới điện Hưng Yên, việc phát triển phụ tải ở khuvực Huyện trong những năm tới sẽ tăng đáng kể Trong khi đó trong khu vựcHuyện chưa có TBA trung gian nào

Với thống kê của Điện Lực Hưng Yên thì các lộ 472E28.5 ; 474E28.5;475E28.5; 477E28.5 của trạm 110kV Giai Phạm; lộ 471E28.12; 477E28.12trạm 110kV Minh Đức và lộ 371E28.8; 373E28.8 của trạm 110kV Khoái Châuhiện tại đã đầy tải và không còn đảm bảo bán kính cấp điện cho phụ tải huyệnYên Mỹ dẫn đến tổn thất điện áp lớn Vì vậy việc thiết kế xây dựng TBA 110kV

Yên Mỹ là rất cần thiết, TBA này sẽ thực hiện san tải cho các trạm 110kV GiaiPhạm, Minh Đức, Khoái Châu bằng việc là ta sẽ cắt một phần phụ tải cấp điệncủa Huyện từ các trạm đó để đấu nối vào thanh cái trạm 110kV Yên Mỹ.

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP

2.1 Phụ tải trong khu vực

Từ hiện trạng phân bố lưới điện của Huyện, việc xác định phụ tải củaHuyện được căn cứ trên các trạm biến áp phân phối hiện có của Huyện từ đó tatiến hành phân nhóm phụ tải nhằm đưa ra được sơ đồ cung cấp điện hợp lý ,chọn dung lượng máy biến áp và vị trí đặt trạm biến áp trung gian một cách tối

Vì vậy, dự báo phụ tải phải thực hiện sao cho sự phỏng đoán không phải

là một chiều mà phải phù hợp với sự phát triển của thực tế Dự báo phụ tải đượcxét trên 2 phương diện : thời gian và vùng lãnh thổ

+ Phương diện thời gian:

- Dự báo dài hạn: thời gian dự báo từ 10 đến 20 năm

- Dự báo trung hạn: thời gian dự báo từ 5 đến 10 năm

- Dự báo ngắn hạn: thời gian dự báo nhỏ hơn 5 năm

+ Phương diện lãnh thổ:

- Dự báo cấp quốc gia

- Dự báo khu vực

- Dự báo địa phương

2.3.2 Các phương pháp dự báo phụ tải

a Phương pháp tính hệ số vượt trước

Hệ số vượt trước K là tỷ số giữa nhịp độ phát triển năng lượng điện vớinhịp độ phát triển của toàn bộ nền kinh tế quốc dân Như vậy căn cứ vào nhịp độphát triển thực tế trong thời gian vừa qua (thường lấy bằng 5 10 năm) chúng taxác định hệ số vượt trước K và từ đó xác định được điện năng ở năm dự báo

At = K V%.Ah (kWh) (2-1)Trong đó:

K : hệ số vượt trước trong giai đoạn hiện tại

V%: mức tăng trưởng nền kinh tế quốc dân ở giai đọan dự báo

Ah,At : lượng điện năng của năm cơ sở và của năm cần dự báo

Hệ số vượt trước K có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn 1 và chịu tác động củanhiều yếu tố như: Xu hướng ngày càng sử dụng rộng rãi điện năng vào cácngành kinh tế quốc dân, do tiến bộ của khoa học kĩ thuật mà suất tiêu hao điệnnăng cho mỗi đơn vị sản phảm ngày càng giảm… Vì vậy phương pháp hệ sốvượt trước chỉ nêu lên được xu thế phát triển trong tương lai với mức độ chínhxác không cao

b Phương pháp ngoại suy

Nội dung của phương pháp này là nghiên cứu diễn biến của phụ tải trongcác năm quá khứ tương đối ổn định và tìm ra quy luật biến đổi phụ tải phụ thuộcvào thời gian, từ đó sử dụng mô hình tìm được để tính cho giai đoạn dự báo Cóthể có rất nhiều dạng hàm xu thế, thông thường được xác định qua phương pháptương quan hồi quy Ta xét một dạng chính của hàm hồi quy:

c Phương pháp tính trực tiếp

Nội dung của phương pháp này là xác định nhu cầu điện năng của năm dựbáo dựa trên tổng sản lượng kinh tế của các ngành năm đó và suất tiêu hao điệnnăng với từng loại sản phẩm Đối với những trường hợp không có suất tiêu haođiện năng thì căn cứ vào công suất tính toán, công suất trung bình cho một đơn

vị đó và chỉ tiêu phát triển tại thời điểm dự báo

Phương pháp này có ưu điểm xác định được công suất dự báo và tỷ lệ sửdụng điện năng giữa các ngành kinh tế, giữa các khu vực Tuy nhiên độ chínhxác của phương pháp hụ thuộc vào quy hoạch kinh tế của khu vực dự báo

a Phương pháp tương quan

Nội dung của phương pháp là nghiên cứu mối tương quan giữa điện năng tiêuthụ và các chỉ tiêu kinh tế khác như sản lượng, nền kinh tế quốc dân… Dựa trên mốiquan hệ tương quan đã xác định và dựa vào dự báo sự phát triển nền kinh tế chúng ta

dự báo được nhu cầu điện năng Nhược điểm của phương pháp này là muốn lậpđược nhu cầu dự báo điện năng phải dự báo được nhu cầu phát triển kinh tế.

b Phương pháp đối chiếu

Nội dung của phương pháp là so sánh nhu cầu phát triển điện năng củacác nước có hoàn cảnh tương tự Phương pháp này tính toán đơn giản và chokết quả tương đối chính xác nên được dùng trong các dự báo tầm ngắn và tầmtrung

c Phương pháp chuyên gia

Nội dung của phương pháp này là dựa trên sự hiểu biết sâu sắc củachuyên gia Các chuyên gia sẽ đưa ra dự báo của mình, phương pháp này hiệnnay được sử dụng rộng rãi để dự báo tầm chung và tầm xa

Dựa theo tình hình thực tế và kiến thức đã học, ta chọn dự báo phụ tảitheo phương pháp ngoại suy theo thời gian

Theo thống kê của Điện Lực Hưng Yên, phụ tải của huyện qua các nămtrong bảng số liệu:

Bảng 2-11: Bảng thống kê phụ tải của huyện Yên Mỹ

Các hệ số a,b xác định theo phương pháp bình phương cực tiểu, mà từ đó

có thể thiết lập hệ phương trình sau:

Từ các giá trị xác định được trong bảng 2-11 thay vào công thức (2-3) ta

có được hệ phương trình sau:  55a 15b

Thay vào công thức (2-2) ta được phương trình: S t = 3071.t+77075

Từ hàm tìm được ta dự báo phụ tải cho các năm từ 2018 đến năm 2025:

Bảng 2-13: Bảng dự báo phụ tải huyện Yên Mỹ

phát triển của phụ tải nên ta cần phải xây dựng trạm biến áp mới để cung câp đủđiện cho nhu cầu của huyện.

2.4 Chọn vị trí lắp đặt trạm

2.4.1 Yêu cầu

Việc lựa chọn địa điểm đặt trạm phải tuân theo các tiêu chuẩn sau:

+ Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến

+ An toàn, liên tục cung cấp điện

+ Thao tác vận hành, quản lý dễ dàng

+ Tiết kiệm vốn đầu tư chi phí vận hành hàng năm nhỏ nhất

+ Giao thông thuận lợi cho việc vận chuyển thiết bị cho trạm

+ Phù hợp với quy hoạch chung của Tỉnh Hưng Yên, quy hoạch phân khu

và quy hoạch điện

2.4.2 Địa điểm xây dựng trạm

Vị trí đặt trạm được xác định theo công thức :

i i

i

x s X

s

 Trong đó: xi, yi - là tọa độ của các điểm phụ tải, nhóm tải

Si - là công suất của nhóm tải thứ iQua tìm hiểu cùng sự khảo sát thực tế ta xác định được vị trí đặt trạmnằm ở thị trấn Yên Mỹ- huyện Yên Mỹ -Hưng Yên

2.5 Tính toán lựa chọn công suất MBA

Việc chọn số lượng, dung lượng máy biến áp phải đảm bảo yêu cầu vềkinh tế và kỹ thuật, phù hợp với từng loại phụ tải và các yêu cầu kỹ thuật:

+ Phải đảm bảo cung cấp điện với từng loại phụ tải

+ Hạn chế dòng ngắn mạch, thuận tiện cho bố trí phương án dự phòng vàphát triển sau này

+ Đảm bảo vận hành linh loạt, kinh tế

Căn cứ vào tổng công suất tính toán và dự báo phụ tải đến năm 2025 củatoàn huyện, ta có Stti.2018= 92458 (kVA); Stt2025=113927(kVA)

Công suất định mức của máy biến áp được chọn theo điều kiện: Sđm.BA ≥

Stt

Vậy ta lắp đặt 02 MBA 63 MVA cấp điện cho huyện

Chọn MBA 115/38,5/23 kV công suất 63MVA do MBA Đông Anh chế

tạo với các thông số như sau:

Bảng 2-13 Bảng thông số máy biến áp

Tổn

hao(kW)

Dòng điện không tải

I 0 %

Điện áp ngắn mạch U N %

Kích thước bao gói(m

Trọng lượng

CaoC

Dầu(l)

Toànbộ(tấn)

41 235 0,22 10,5 10,5 10,5 6,5 5,1 6,3 32800 108

2.6 Lựa chọn sơ đồ nối điện chính và mặt bằng bố trí thiết bị

2.6.1 Sơ đồ nối điện chính

Sơ đồ nối điện của trạm phải thỏa mãn các điều kiện sau:

+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải trong chế độ làm việcbình thường cũng như sự cố

+ Khi có phần tử nào bị sự cố sơ đồ phải cho phép thao tác bằng tay hoặc

tự động một cách nhanh chóng để loại bỏ sự cố ra khỏi lưới

+ Hợp lý về kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu về mặt kỹ thuật

+ Sơ đồ cần tính đến sự phát triển mở rộng trong tương lai, việc mở rộng sơ

đồ yêu cầu dễ thực hiện, ít bổ sung thêm và không làm gián đoạn việc cung cấp điện

+ Có giá thành và chi phí vận hành thấp, an toàn cho người và thiết bị khibảo dưỡng sửa chữa

 Sơ đồ nối điện phía cao áp 110lkV

Trạm sẽ đấu nối với đường dây 110kV 177E28.10 và 171E28.1

Sơ đồ nối điện chính phía 110kV được chọn là sơ đồ cầu đầy đủ, sơ đồ

này có các ưu điểm:

+ Tạo mạch vòng, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

+ Đảm bảo độ linh hoạt trong mọi trường hợp vận hành của lưới điệnTrong sơ đồ nối điện phía 110kV có:

+ Ngăn đường dây 177 và 171, mỗi ngăn gồm có: 1 MC; 2 DCL; 1 máybiến điện áp TU; 1 máy biến dòng TI

+ Ngăn cầu 112 gồm : 2 DCL; 1MC; 2 máy biến điện áp

+ Ngăn máy biến áp, mỗi ngăn biến áp gồm: 2 DCL; 1 MC; 4 chống sétvan; 1 dao cách ly đất; 1 máy biến dòng điện TI

 Sơ đồ nối điện phía 35kV

Sơ đồ phía 35kV dùng sơ đồ hệ thống một thanh góp C31, phía 35kVgồm có:

+ Một tủ lộ tổng

+ Hai ngăn lộ 371 và 373

+ Một ngăn máy biến áp tự dùng TD31

+ Một ngăn tủ đo lường kiêm dao cắm TUC31

+ Một tụ bù ngang TBN 301- 6MVAr

 Sơ đồ nối điện phía 22kV

Sơ đồ phía 22kV dùng sơ đồ hệ thống một thanh góp, có máy cắt phânđoạn

- Phân đoạn 1 (C41) gồm các tủ sau :

+ Một tủ lộ tổng

+ Hai ngăn lộ 472 và 474

+ Một ngăn máy biến áp tự dùng TD41

+ Một ngăn tủ đo lường kiêm dao cắm TUC41

- Phân đoạn 2 (C42) gồm các tủ sau:

+ Một tủ lộ tổng

+ Hai ngăn lộ 475 và 477

+ Một ngăn máy biến áp tự dùng TD42

+ Một ngăn tủ đo lường kiêm dao cắm TUC42

Sơ đồ nối điện được thể hiện ở phụ lục hình 2.1

+ Phần ngoài trời: Gồm hệ thống phân phối 110kV , MBA lực, MBA tựdùng

+ Phần trong nhà: Bao gồm các thiết bị phân phối 35kV, 22kV, các thiết

bị bảo vệ và điều khiển

Sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị trong trạm được thể hiện ở phụ lục hình 2.2 2.7 Tính toán thiết kế đường dây

2.7.1 Vạch tuyến đường dây

Việc lựa chọn và vạch tuyến đường dây là công việc khởi đầu của nhiệm

vụ thiết kế đường dây Nó có tính chất quyết định về mặt thi công, vận hành vàyếu tố kinh tế, kỹ thuật

Các yêu của của việc thiết kế đường dây cung cấp cho trạm là:

+ Quan tâm đúng mức tới quy hoạch toàn diện, tình hình khí tượng thủyvăn, địa chất, nguồn cung cấp nguyên vật liệu, điều kiên thi công và quản lý vậnhành sau này, điều kiện vận hành cần lưu ý tới thời gian khắc phục sự cố phảinhanh chóng, tránh thiệt hại cho sản xuất

+ Cố gắng chọn tuyến đường dây đi sát đường giao thông để vận chuyểnnguyên vật liệu, đồng thời chiều dài là ngắn nhất

+ Xác định vị trí vượt sông lớn, đường quốc lộ đường tàu hỏa, vượtđường dây hạ áp thông tin Điều quan trọng nhất là phải đảm bảo vận hành antoàn cho đường dây và các công trình nó đi qua

+ Hạn chế việc giải phóng mặt bằng khi vạch tuyến thi công Có thể điềuchỉnh khoảng vượt trong một phạm vi nhất định cho phù hợp với các công trình

kiến trúc hoặc đường giao thông hiện có.

Theo quy hoạch lưới điện của Điện lực Yên Mỹ và tình hình thực địa tavạch tuyến đường dây như sau:

+ Điểm đầu: đấu nhánh rẽ kiểu chuyển tiếp (transit) tại cột néo số 34thuộc đường dây 110kV E28.1

+ Điểm cuối: xà póoc tích TBA 110kV Yên Mỹ

2.7.2 Tính toán, chọn tiết diện đường dây 110kV

Các phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp

 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế: jkt

- Tiết diện dây dẫn:

Ilvbt : Dòng qua dây dẫn trong điều kiện làm việc bình thường

BN: Xung lượng nhiệt

 Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất điện áp cho phép:

 U tt  U cp 7)

(2- Chọn tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát nóng cho phép: Icp

Do đặc điểm của đường dây dẫn 110k V có chiều dài ngắn, và truyền tảicông suất lớn, nên tiết diện dây được chọn theo mật độ dòng kinh tế

Mật độ dòng điện kinh tế sẽ được tính:

kt lvbt

kt

IJF

 (2-8)Tùy theo thời gian sử dụng công suất cực đại, vật liệu làm dây dẫn, sốmạch nhánh vùng lãnh thổ ta xác định được Jkt , ta chọn Jkt =1,1 (A/mm2) ứngvới Tmax =3000-5000(h), loại dây thép nhôm trần (Trang 48 – 3)

Fkt = = 150 (mm2)

Quy chuẩn ta chọn tiết diện dây AC150 ta tra được [I]cp = 440(A)

2.7.3 Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài cho phép

Điều kiện : Ihccp [I]cp

Icphc = [I]cp.Kθ (2-9)Trong đó : Icphc – Dòng điện cho phép lâu dài sau khi hiệu chỉnh nhiệt độ

[I]cp – Dòng điện cho phép lâu dài

Kθ – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ

Với nhiệt độ môi trường cao nhất là 40 ta có Kθ = 0,71 (Phụ lục 17 – 3)

lvbt

cp

n

I I

k :Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường

kn : hệ số hiệu chỉnh theo số sợi cáp đặt trong một rãnh

Cáp được đặt trong mương cáp có nhiệt độ môi trường θmt = +150C,

Ta có : lvbt

cp

n

I I

K K

 = = 889 (A) Dựa vào Icp (tra bảng 4.42-6) ta chọn cáp 22kV bằng đồng cách điện XLPE doALCATEL chế tạo tiết diện 630mm2 [I]cp = 956 (A) > Icp = 889 (A)

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 3.1 Mục đích của tính toán ngắn mạch

- Lựa chọn khí cụ điện phù hợp, chịu được dòng điện trong thời gian xảy

ra ngắn mạch

- Tính toán hiệu chỉnh các thông số của rơ le

- Lựa chọn sơ đồ thích hợp để giảm dòng ngắn mạch

- Nghiên cứu các hiện tượng khác nhau về chế độ hệ thống như quá trìnhquá độ điện cơ, quá trình quá độ điện từ,hiện tưởng cộng hưởng, quá điện áp

3.2 Sơ đồ thay thế và tính toán ngắn mạch

Khi lập sơ đồ để tính dòng ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện cần chọnchế độ làm việc nặng nề nhất nhưng phải phù hợp với điều kiện làm việc thực tế.Điểm ngắn mạch thực tế là điểm khi xảy ra ngắn mạch mà tại đó dòng ngắnmạch đi qua khí cụ điện là lớn nhất

Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb

Phía 110 kV : 100 0,5

cb cb

cb

S I

+ Đường dây AC300 có: x0 = 0,404 ( / km) 

+ Đường dây AC150 có: x0 = 0,358 ( / km) 

Công suất cắt của máy cắt đầu nguồn SN = 850 (MVA)Nguồn sức điện động đẳng trị E’’=1

Tính toán điện kháng:

+ Điện kháng nguồn:

cb HT

+ Điện kháng của máy biến áp 3 pha 3 dây quấn:

Điện kháng cuộn cao áp MBA:

Hình 3-3: Sơ đồ tính toán ngắn mạch phía 110kV

Ta có: Xtđ1 = XHT + XD1 + XD2 = 0,12+0,018+0,0027 =0,14

''

* N1

Ixk = Kxk IN = = 9,08 (kA)Công suất ngắn mạch:

X td2

E N2

Hình 3-4: Sơ đồ tính toán ngắn mạch phía 22kV

Ta có: Xtđ2 = Xtđ1 + X C 0,14 0,17 0,225

''

* N tñ2

Hình 3-5: Sơ đồ tính toán ngắn mạch phía 35kV

Ta có: Xtđ3 = Xtđ2 + XH 0,225 0,11 0,28

''

* N3 tñ3

N3 tb N3

Kết quả tính toán ngắn mạch được thống kê ở bảng sau:

Bảng 3-1: Kết quả tính toán ngắn mạch

Các dòng điện

ngắn mạch

Dòng điện ngắn mạch 3 pha (kA)

Dòng điện ngắn mạch xung kích

(kA)

Công suất ngắn mạch (MVA)

3.2.5 Tính toán dòng điện cưỡng bức

+ Phía thanh cái cao áp 110 kV :

dmBA qt cb

3.2.6 Tính toán xung lượng nhiệt ngắn mạch (B N )

Trong thực tế tính toán trị số BN có thể được tính theo phương pháp gầnđúng sau:

Trong đó:

BNCK - Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch chu kỳ

BNKCK - Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch không chu kỳ

+ Xung lượng nhiệt thành phần chu kì:

2 NCK N td

ngắn mạch t và tỉ số

''I

I

  , tức là ttd = f (t,β), giá trị t), giá trị ttd được tra theo đồ thị

+ Xung lượng nhiệt của thành phần không chu kì:

2 t 2

 Xung lượng nhiệt phía 110kV

Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch chu kỳ : Vì trạm biến áp xa nguồn nên IN =

I∞

Suy ra: =1

Mà thời gian ngắn mạch phụ thuộc vào thời gian tác động của bảo vệ rơ le

và thời gian cắt của máy cắt:

t= tbv + tcmc= 0,02+0,12=0.14sTra đường cong quan hệ ttd = f (t,β), giá trị t) – 2 ta được ttd= 0.2 s

+ Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch không chu kỳ:

 Xung lượng nhiệt phía 35kV

+ Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch chu kỳ:

NCK N3 td

B  I t  0, 2 5 ,57.10  6, 2 10 A s

+ Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch không chu kỳ:

 Xung lượng nhiệt phía 22kV

+ Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch chu kỳ:

CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ TRONG TRẠM

4.1 Lựa chọn và kiểm tra khí cụ điện

4.1.1 Chọn và kiểm tra máy cắt

Máy cắt là thiết bị dùng trong mạng điện cao áp khi thao tác dùng để đóngcắt dòng điện phụ tải và dòng sự cố khi ngắn mạch hoặc khi sửa chữa Đó là loạithiết bị đóng cắt làm việc tin cậy

Máy cắt được chọn theo phương pháp dòng điện định mức, loại máy cắt, kiểmtra ổn định động, kiểm tra ổn định nhiệt và khả năng cắt trong tình trạng ngắn mạch

Bảng 4-1: Các điều kiện chọn máy cắt

Điện áp định mức (kV) Uđm MC Uđm MC ≥ Uđm.m

Dòng định mức máy cắt (kA) Iđm MC Iđm MC ≥ Icb max

Dòng điện ổn định động (kA) Iôdd Iôdd ≥ Ixk

ôdn

ôdn dt

+ Iôdd - Dòng điện ổn định động (kA)

+ Iôdn - Dòng điện ổn định nhiệt (A)

+ Sđm c - Công suất cắt định mức (MVA)

 Chọn máy cắt phía 110kV

Chọn loại máy cắt 3 pha ngoài trời, cách điện bằng SF6 loại FA123-40 doMERLIN GERIN chế tạo có các thông số sau

Dòng điện làm việc cưỡng bức: Icb 110 = 460(A)

Dòng điện định mức Iđm (A) = 3150 (A) > Icb 110 = 460 (A)

Dòng điện ổ định động Iôdd = 102 (kA) > Ixk = 9,08 (kA)

Không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt với thiết bị có Iđm > 1 (kA)

Bảng 4-3: Bảng thông số kỹ thuật của máy cắt 35kV

Kiểm tra máy cắt:

Điện áp định mức máy cắt Uđm.MC = 36 (kV) > Uđm mạng= 35(kV)

Dòng điện làm việc cưỡng bức : Icb22 = 1450 (A)

Dòng điện định mức máy cắt Iđm.MC = 1600(A) > Icb22 = 1450 (A)

Dòng điện ổn định động Iôdd =80 (kA) > Ixk = 14,18 (kA)

Dòng điện làm việc cưỡng bức : Icb22 = 2310 (A)

Dòng điện định mức máy cắt Iđm.MC = 2500(A) > Icb22 = 2310 (A)

Dòng điện ổn định động Iôdd =80 (kA) > Ixk = 28,36 (kA)

Công suất cắt định mức:

Sđm MC = 3.Uđm MC IcMC = 3 24 40 = 1663(MVA)

Sđm MC =1663(MVA)> SN 2 = 1130 (MVA)

Thỏa mãn điều kiện

4.1.2 Chọn và kiểm tra dao cách ly

Nhiệm vụ chủ yếu của dao cách ly là tạo ra một khoảng hở cách điệnđược trông thấy giữa bộ phận đang mang điện và bộ phận cắt điện nhằm mụcđích đảm bảo an toàn Do vậy ở những nơi cần sửa chữa người ta luôn đặt thêmdao cách ly ngoài các thiết bị đóng cắt khác.

Dao cách ly không có bộ phận dập tắt hồ quang nên không thể cắt đượcdòng điện lớn Nếu nhầm lẫn dùng dao cách ly để đóng cắt dòng điện lớn thì cóthể phát sinh hồ quang gây nguy hiểm Do vậy dao cách ly chỉ dùng để đóng cắtkhi không có dòng điện

Dao cách ly được chế tạo với các cấp điện áp khác nhau, có loại một pha

và ba pha, có loại đặt trong nhà và ngoài trời

Các điều kiện lựa chọn dao cách ly:

Bảng 4-5: Các điều kiện chọn dao cách ly

Điện áp định mức (kV) Uđm DCL ≥ Uđm.m

Dòng điện định mức (A) Iđm DCL ≥ Icb max

Kiểm tra ổn định động (kA) Iôdd ≥ Ixk

Kiểm tra ổn định nhiệt (kA) Iôdn ≥ BN

Trong đó: Uđm DCL: Điện áp định mức của dao cách ly

Iđm DCL: Dòng điện cắt định mức của dao cách ly

Iôdd : Dòng điện ổn định động định mức của dao cách ly

Iôdn: Dòng điện ổn định nhiệt định mức của dao cách ly

 Chọn dao cách ly phía 110kV

Chọn dao cách ly hãng GROUPENSCHNEIDER mã hiệu: 123/800- Chém ngang

SGCP-Bảng 4-6: Thông số dao cách ly phía 110kV

Dòng điện định mức Iđm = 800 (A) > Icb 110 = 460 (A)

Dòng điện ổn định động Iôdd = 80 (kA) > Ixk = 9,08(kA)

Không cần kiểm tra điều kiên ổn định nhiệt với thiết bị có Iđm >1 (kA)

Dòng điện định mức Iđm = 2500(A) > Icb 35 = 1450 (A)

Dòng điện ổn định động Iôdd = 128 (kA) > Ixk = 14,18(kA)

Không cần kiểm tra điều kiên ổn định nhiệt với thiết bị có Iđm >1 (kA)

 Chọn dao cách ly phía 22kV

Dao cách ly phía 22kV được chọn cho các tủ trung áp nên ta chọn daocách ly loại PH-35/3200 - Chém ngang: