Dự án “Dự án đầu tư xây dựng Hạ tầng kỹ thuật : Khu phố PalmGarden Phú Quốc” Theo tính toán thiết kế, toàn bộ dự án sẽ được cấp điện hạ thế từ 01 trạm biến áp 220,4kV công suất 1x1500kVA. Ngoài ra, để cấp điện liên tục cho hệ thống bơm chữa cháy, hệ thống đèn đường giao thông, đèn cảnh quan và các công trình điểm nhấn khi có sự cố xảy ra (mất pha, thấp áp, quá áp, mất nguồn) trên nguồn điện lưới chính, dự án sẽ trang bị một hệ thống máy phát điện dự phòng diezen công suất 100kVA đủ khả năng cấp điện cho các phụ tải trên.
Trang 1THUYẾT MINH THIẾT KẾ BẢN VẼ THI CÔNG
TRẠM BIẾN ÁP 22/0,4kV – 1x1500kVA
VÀ MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG DIEZEN
Dự án “Dự án đầu tư xây dựng Hạ tầng kỹ thuật : Khu phố PalmGarden Phú Quốc”
Theo tính toán thiết kế, toàn bộ dự án sẽ được cấp điện hạ thế từ 01 trạm biến áp 22/0,4kV công suất 1x1500kVA
Ngoài ra, để cấp điện liên tục cho hệ thống bơm chữa cháy, hệ thống đèn đường giao thông, đèn cảnh quan và các công trình điểm nhấn khi có sự cố xảy ra (mất pha, thấp
áp, quá áp, mất nguồn) trên nguồn điện lưới chính, dự án sẽ trang bị một hệ thống máy phát điện dự phòng diezen công suất 100kVA đủ khả năng cấp điện cho các phụ tải trên
A Trạm biến áp.
Trạm biến áp trọn bộ 22/0,4kV có những ưu điểm sau :
+ Tính kinh tế cao
+ Tuổi thọ cao
+ Hiệu suất ứng dụng cao
- Có các ngăn chống bụi, côn trùng
- Cách tản nhiệt thông thoáng
- Lắp đặt nhanh, dễ dàng
- Phụ kiện đầu nối an toàn + Thích hợp với mọi môi trường
+ Tiết kiệm diện tích
+ An toàn trong vận hành
+ Thao tác dễ dàng
I Kết cấu của trạm biến áp trọn bộ 22/0,4kV
Trạm biến áp trọn bộ gồm :
- Vỏ trạm
- Ngăn thiết bị đóng cắt và đo lường trung thế
- Ngăn máy biến áp
Trang 2- Ngăn thiết bị đóng cắt hạ thế và thiết bị bù
- Các phụ kiện đầu nối
Vỏ trạm:
Vỏ trạm được chế tạo từ thép tấm dày 2mm Vỏ trạm phải được bảo vệ bằng sơn tĩnh điện và có phương pháp thông gió phù hợp để nhiệt độ các thiết bị bên trong trạm không được vượt quá giá trị cho phép
Vỏ trạm bao gồm :
a Khung:
Khung được chế tạo từ thép hình và thép tấm dày 2 3mm đảm bảo thuận lợi chomm đảm bảo thuận lợi cho việc chế tạo và lắp đặt Khung trạm phải đảm bảo đủ cứng vững trong quá trình cẩu, vận chuyển toàn bộ trạm
b Mái:
Mái được chế tạo từ thép tấm dày 2 3mm đảm bảo thuận lợi chomm có các gân tăng cứng để tăng cường độ bền cho mái Mái phải có lớp lót cách nhiệt tốt đảm bảo cho trạm hoạt động tốt khi nhiệt độ môi trường lên tới 400C Ngoài ra mái phải được tạo độ dốc thích hợp để thoát nước Trong trường hợp cần thiết có thể tháo rời được mái một cách dễ dàng
c Cửa:
Cửa ngăn trung thế và hạ thế được chế tạo từ thép tấm dày 2mm hai lớp và được lắp với hệ thống bản lề chắc chắn, đảm bảo độ cứng vững, an toàn Cửa mỗi ngăn đều được lắp khoá Clemon ở giữa Cửa đảm bảo độ chắc chắn và thuận lợi khi đóng mở cửa Cửa buồng máy biến áp được làm từ thép tấm dày 2mm uốn gấp khúc với khoảng cách phù hợp để tránh hắt cơ học và tạo khe hở thông gió làm mát cho máy biến áp nhưng vẫn đảm bảo độ kín khi vận hành Cửa này được lắp với khung trạm qua hệ thống bản lề và khoá đặc biệt có thể tháo rời ra khỏi vỏ trạm mà không ảnh hưởng đến không gian khi mở cửa buồng máy biến áp Khoá được bố trí đóng mở trong khoang hạ thế để ngăn ngừa người không có phận sự có thể mở buồng máy biến áp
d Thông gió:
Đối với trạm biến áp công suất lớn, ngoài thông gió tự nhiên phải kết hợp thông gió
nhân tạo bằng quạt gió được điều khiển theo nhiệt độ của máy biến áp để đảm bảo hiệu quả hoạt động của máy biến áp.Việc tính toán và thiết kế hệ thống thông gió do nhà chế tạo quyết định
e Khoang chứa dầu:
Khoang chứa dầu được thiết kế nằm trong móng của trạm Khoang chứa dầu có thể tích đảm bảo dầu máy biến áp không tràn ra ngoài khi có sự cố chảy dầu máy biến áp
Trang 3g Ngăn thiết bị đóng cắt trung thế :
Ngăn thiết bị đóng cắt trung thế chế tạo kiểu hợp bộ (RMU) được bố trí ở một đầu của trạm Trong ngăn thiết bị đóng cắt trung thế có bố trí tủ cầu dao phụ tải để đấu nối cáp, tủ máy cắt SF6 và tủ đo lường trung thế kèm chống sét van cũng như các đồng
hồ đo đếm điện năng Tất cả các thiết bị trung thế phải được chế tạo bởi các hãng có
uy tín như Schneider; ABB; Siemens kèm theo các phụ kiện cần thiết Tất cả các thiết
bị đều được thiết kế nhằm ngăn ngừa ngắn mạch hay sự cố do côn trùng và các động vật gây ra Vỏ tủ phải được chế tạo đảm bảo độ bảo vệ chống tiếp cận nguy hiểm (ít nhất là IP4X) Các chức năng điều khiển đều được bố trí ở mặt trước thuận lợi cho quá trình thao tác, vận hành
h Buồng máy biến áp:
Buồng máy biến áp được thiết kế đủ rộng để phù hợp với việc lắp đặt máy biến áp.
Buồng máy biến áp phải đảm bảo có thể tháo rời được máy biến áp khi thay thế hoặc vận chuyển nếu cần Cửa buồng máy biến áp được bố trí hai bên để thuận lợi cho việc quan sát, kiểm tra tình trạng hoặc bảo dưỡng máy biến áp khi cần thiết
i Ngăn hạ thế :
Ngăn hạ thế bao gồm các thiết bị đóng cắt hạ thế và hệ thống các thiết bị bù Ngăn
hạ thế phải đủ rộng để lắp đặt các thiết bị phân phối hạ thế như máy cắt không khí, cầu dao, áptômát, hệ thống bù và các thiết bị đo lường điều khiển Ngăn hạ thế phải đảm bảo việc đấu nối thuận lợi giữa hệ thống thanh cái với phía hạ áp máy biến áp cũng như các đầu ra bằng cáp điện dẫn tới các phụ tải
k Các phụ kiện khác:
Các phụ kiện khác trong trạm phải đảm bảo được việc đấu nối hoàn chỉnh bên trong trạm bao gồm đấu nối giữa các ngăn thiết bị đóng cắt trung thế với các máy biến áp bằng các trung áp và đấu nối máy biến áp với ngăn hạ thế bằng hệ thống thanh cái Ngoài ra trạm biến áp trọn bộ phải có hệ thống thoát hồ quang khi có sự cố đảm bảo an toàn trong khi vận hành
II Các đặc tính kỹ thuật của trạm biến áp trọn bộ
Sơ đồ nối điện chính của trạm biến áp trọn bộ thể hiện trong các bản vẽ.
Phía trung áp 22kV được bảo vệ bằng máy cắt SF6, phía hạ áp được bảo vệ bằng máy cắt không khí Đo đếm điện năng thực hiện tại phía trung áp 22kV Bảo vệ quá điện
áp bằng các chống sét van đặt ở phía 22kV và 0,4kV
Toàn khu vực được cấp điện từ 2 trạm biến áp 22/0,4kV, bao gồm:
1 Máy biến áp 22/0,4kV
Trang 4 Máy biến áp 22/0,4kV - 1500kVA có các thông số kỹ thuật như sau:
kiểu kín Công suất kVA 1500
Điện áp cuộn dây cao thế V 22000
Điện áp cuộn dây hạ thế V 400
Điều chỉnh điện áp ở phía cao thế % 22kV 2x2.5
Điện áp ngắn mạch % 4-6
Tổn hao không tải W 13mm đảm bảo thuận lợi cho05
Tổn hao ngắn mạch W 13mm đảm bảo thuận lợi cho680
Độ ồn dB 63mm đảm bảo thuận lợi cho
Nhiệt độ môi trường lớn nhất 0C 40
Độ tăng nhiệt độ của dầu 0C 60
Độ tăng nhiệt độ của bối dây C 65
Hệ thống điện áp sử dụng cao nhất kV 24kV
Điện áp thử cuộn cao áp ở 50Hz, 1phút kV 50
Khả năng chịu điện áp xung cuộn cao áp kV 125
Vật liệu dây dẫn - Cao thế
- Hạ thế
Đồng Đồng Kích thước phủ bì (tham khảo):
- Dài mm
- Rộng mm
- Cao mm
1950 1290 2020 Trọng lượng dầu Kg 895
Trang 5Trọng lượng toàn bộ máy Kg 43mm đảm bảo thuận lợi cho42
Các phụ kiện đi kèm
1
2
3mm đảm bảo thuận lợi cho
4
5
6
Chỉ thị mức dầu Van giảm áp
Rơ le hơi có tiếp điểm Nhiệt kế có tiếp điểm Bình hút ẩm
Hộp đấu dây
2 Thiết bị đóng cắt trung áp 22kV
Thiết bị đóng cắt trung áp 22kV là loại trọn bộ của các hãng nổi tiếng như Schneider; ABB; Siemens
Trong dự án sử dụng loại 5 khoang thiết bị :
- 02 khoang kết nối với lưới bằng cáp điện có cầu dao phụ tải(DE-I) 24kV-63mm đảm bảo thuận lợi cho0A-20kA/1s
- 01 khoang đo lường trung thế với máy biến điện áp và các thiết bị đo lường kết hợp với chống sét van trung thế (DE-mt)
- 02 khoang bảo vệ bằng máy cắt SF6 tới máy biến áp (DE-B) 24kV-200A-20/1s (trong đó có 01 khoang dự phòng)
a Khoang kết nối với lưới bằng cáp điện (DE-I)
Khoang kết nối với lưới có các đặc tính kỹ thuật chính như sau:
- Điện áp định mức : 22kV
- Điện áp chịu đựng lớn nhất : 24kV
- Dòng điện định mức: 63mm đảm bảo thuận lợi cho0A
- Cấp cách điện :
+ Điện áp tần sốnguồn định mức : cách điện : 50 kV +Điện áp chịu xung sét định mức : cách điện : 125 kV
- Khả năng cắt :
+ Dòng điện định mức : 63mm đảm bảo thuận lợi cho0A
+ Dòng không tải của máy biến áp : 16A + Dòng không tải của cáp điện : 50A
Trang 6- Khả năng chịu dòng ngắn mạch :20kA/1s
- Độ bền :
+ Độ bền 1000 lần + Độ bền điện : 100 lần đóng cắt với Iđm ; cos=0,7 Khoang kết nối với lưới phải có khẳ năng làm việc trong phạm vi thay đổi nhiệt độ
từ –50C 400C Dao cắt tải chỉ được thao tác tại chỗ bằng tay
Khoang liên kết với lưới gồm các thiết bị chính sau :
- Dao cắt tải và dao tiếp địa
- Hệ thống thanh cái 3mm đảm bảo thuận lợi cho pha
- Bộ truyền động
- Bộ chỉ thị điện áp
- Khóa liên động
- Bộ sấy
- Bộ đầu nối dùng cho cáp khô
b Khoang bảo vệ bằng máy cắt (DE-B)
Khoang bảo vệ bằng máy cắt SF6 có các đặc tính kỹ thuật chính như sau :
- Điện áp định mức : 22kV
- Điện áp chịu đựng lớn nhất 24 kV
- Dòng điện định mức : 200A
- Cấp cách điện :
+ Điện áp tần số nguồn định mức : cách điện : 50 kV + Điện áp chịu xung sét định mức : cách điện : 125 kV
- Khả năng cắt:
+ Dòng điện ngắn mạch : 20kA/1s + Dòng điện không tải của máy biến áp : 16A + Dòng điện không tải của cáp điện : 50A
- Độ bền :
+ Độ bền cơ : 10000 lần + Độ bền điện : 25 lần với IN=16kA
10000 với Iđmvà cos=0,7
Trang 7Khoang máy cắt phải có khả năng làm việc trong khoảng nhiệt độ thay đổi từ –50C
400C
Máy cắt phải được thao tác bằng tay hoặc bằng điện Ngoài ra có thể vận hành từ
xa Khoang máy cắt phải có chức năng kết nối với hệ thống máy tính của dây chuyền
bê tông lạnh
Thiết bị chính của khoang bảo vệ bằng máy cắt SF6 bao gồm :
+ Cầu dao cách li và cầu dao tiếp địa + Máy cắt SF6 – 200A
+ Bộ thanh cái 3mm đảm bảo thuận lợi cho pha – 63mm đảm bảo thuận lợi cho0A + Bộ truyền động cho máy cắt + Bộ truyền động cho dao cách li + Bộ chỉ thị điện áp
+ Bộ ba máy biến dòng + Tiếp đỉêm phụ cho máy cắt + Đầu nối dùng cho cáp khô + Dao tiếp địa phía hạ nguồn + Tiếp điểm phụ cho dao cách li + Bảo vệ bằng Rơle kỹ thuật số + Khoá liên động dùng chìa + Bộ sưởi
+ Cuộn đóng và cắt + Bộ đấu số lần thao tác bằng tay Khoang bảo vệ bằng máy cắt SF6 phải được trang bị Rơle kỷ thuật số có thể thực hiện các chức năng đóng cắt mà không cần nguồn điện áp phụ từ bên ngoài
c Khoang đo lường trung thế và chống sét van (DE-Mt)
Khoang đo lường trung thế có các đặc tính kỹ thuật chính như sau:
- Điện áp định mức : 22kV
- Điện áp chịu đựng lớn nhất : 24kV
- Cấp cách điện:
+ Điện áp tần số nguồn định mức : cách điện : 50 kV + Điện áp chịu xung sét định mức : cách điện : 125 kV
Trang 8- Khả năng chịu dòng ngắn mạch: 20kA Khoang đo lường trung thế phải có khả năng làm việc trong khoảng nhiệt độ thay đổi từ –50C 400C
Khoang đo lường trung thế bao gồm các thiết bị chính sau:
- Đo lường dao cách li và tiếp địa
- Bộ thanh cái 3mm đảm bảo thuận lợi cho pha 63mm đảm bảo thuận lợi cho0A
- Bộ truyền động cho dao cách li
- Bộ 3mm đảm bảo thuận lợi cho cầu chì trung áp 6,3mm đảm bảo thuận lợi choA
- Ba máy biến điện áp đấu Yo/Yo/ dùng cho hệ thống điện ba pha với trung tính cách li
- Chống sét van 22kV
- Bộ công tắc cách li mạng hạ áp
- Bộ cầu chì dùng cho mạch hạ áp
- Bộ chỉ thị cầu chì nổ
- Bộ sấy Ngoài ra khoang đo lường trung thế phải đủ rộng để có thể lắp được các hệ thống đo lường
d Yêu cầu về hệ thống bảo vệ và đo lường trung áp
Hệ thống điều khiển, bảo vệ đo lường trung áp của trạm biến áp trọn bộ 22/0,4kV phải có chức năng sau :
- Có thể điều khiển tại chổ bằng tay và bằng điện hoặc điều khiển từ xa
- Có khả năng kết nối với hệ thống máy tính của dây chuyền bê tông lạnh
* hệ thống bảo vệ: Chức năng của hệ thống bảo vệ bao gồm:
- Bảo vệ quá dòng 3mm đảm bảo thuận lợi cho pha: 50 –51
- Bảo vệ dòng thứ tự không: 50N – 51N
- Bảo vệ quá dòng thứ tự không có hướng: 67N
- Bảo vệ quá điện áp: 59
- Bảo vệ thấp áp: 27
- Bảo vệ quá tải: 49
* Hệ thống đo lường: Chức năng của hệ thống đo lường bao gồm:
Trang 9- Đo dòng điện các pha A.
- Đo điện áp các pha V
- Đo tần số lưới điện F
- Đo công suất vô công KVARh; KVAR
- Đo công suất hữu công KW.h; KW
Đồng hồ đo lường phải là đồng hồ điện tử kỹ thuật số có các chức năng, đo đếm 3mm đảm bảo thuận lợi cho giá và phải có khả năng kết nối với hệ thống máy tính
3 Thiết bị đóng cắt hạ áp:
Thiết bị đóng cắt hạ áp dùng cho trạm biến áp trọn bộ: là máy cắt không khí họ Masterpact NW, có dòng điện định mức 2500A, với bộ điều khiển Micrologic, có màn hình tinh thể lỏng kết hợp với các phím di chuyển dơn giản người sử dụng có thể truy cập và cài đặt các thông số cần thiết
Chức năng bảo vệ của máy cắt không khí:
- Tính chọn lọc
- Bảo vệ quá tải
- Bảo vệ ngắn mạch có trọn lọc
Bộ điều khiển phải có đầy đủ chức năng đo đếm được thể hiện trên màn hình tinh thể lỏng:
- Điện áp lưới V
- Dòng điện tải A
- Tần số lưới F
- Công suất KW; KWh; KVAR; KVARh
Ngoài ra máy cắt không khí phải có khả năng kết nối với hệ thống máy tính của dây truyền bê tông lạnh
Đặc tính kỹ thuật của máy cắt không khí Masterpact 2500:
Máy cắt không khí Masterpact NW – 2500 dùng để đóng cắt phía hạ áp máy biến
áp 22/0,4kV – 1600kVA có các đặc tính kỹ thuật sau:
- Số cực: 4P
- Điều khiển bằng tay và bằng điện
- Đấu nối: Cố định
- Dòng điện định mức ở 50 C: 2500 A
- Cấp cách điện: 750 V
Trang 10- Điện áp cách điện định mức: 8kV.
- Cấp điện áp làm việc: 690V
- Tần số lưới điện: 50/60 HZ
- Loại máy cắt ACB/ NW - 2500
- Khả năng ngắn mạch: 65kA/1s
- Có chức năng cách ly
- Tuổi thọ: Cơ khí: 6000 lần
Điện : 3mm đảm bảo thuận lợi cho000 lần
Bộ bảo vệ: Rơ le Micrologic
4 Thiết bị bù công suất phản kháng ở phía 0,4kv
Để đảo bảo hệ số công suất đạt được yêu cầu của ngành điện phải tiến hành bù tự động công suất phản kháng cho các phụ tải điện Phương án được đưa ra là: Đấu nối các bộ tụ bù với thanh cái hạ áp máy biến áp bằng các contactor được điều khiển tự động theo hệ số công suất của phụ tải sao cho hệ số công suất chung > 0,9
Các bộ tụ bù phải đảm bảo được yêu cầu sau:
- Khả năng quá tải: 1,3mm đảm bảo thuận lợi cho Iđm
- Khả năng quá áp: 1,1 Uđm
- Vận hành liên tục ở nhiệt độ môi trường tới 40 C
Các bộ tụ sẽ được sẽ được đấu nối theo sơ đồ
Điện áp định mức của bộ tụ bù là 3mm đảm bảo thuận lợi cho80V
Dung lượng của mỗi bộ tụ được tính trọn căn cứ vào công suất của trạm biến áp Điện trở phóng điện của bộ tụ phải đảm bảo được điều kiện điện áp dư trên tụ 50V trong 1 phút
Bộ tụ bù cho máy biến áp 22/0,4kV - 1500kVA.
- Toàn tương tự:
Công suất tính toán của phụ tải:
=S cos =1500.0,7=1050 (kW)
tt
Dung lượng bù được xác định theo công thức:
ù tt ( 1 2) (kVAR)
Q P tg tg
ù tt 1050.(1,02 0, 426).0,9 561,3mm đảm bảo thuận lợi cho (kVAR)
b
Trang 11Chọn dung lượng bù:
Qbù = 600kVAr/máy biến áp
- Với tổng dung lượng bù cho trạm tính được khoảng 600kVAr, chọn thiết bị bù gồm 10 cấp động 50kVAr và 2 cấp nền 50kVAr
B Máy phát điện dự phòng diezen.
I Giới thiệu chung
Một bộ máy phát diezel phải được trang bị Máy phát này thuộc loại máy phát diezel công nghiệp đặt cố định và được trang bị một bình nhiên liệu, cơ cấu điều khiển, hệ thống dầu bôi trơn, hệ thống làm mát, hệ thống điện khởi động một chiều và các thiết
bị hoà đồng bộ cho việc lắp đặt ngoài trời và hệ thống bảo vệ
Các bộ và các thiết bị phụ của nó cần phải độc lập với nhau về mặt vật lý, cơ khí và điện để đảm bảo không có bất cứ sự cố nào có thể làm hư hại cả hai bộ máy Tương tự như vậy, mỗi bộ và các thiết bị phụ của nó có thể vận hành độc lập và có khả năng đáp ứng được công suất của toàn nhà máy
II Nguyên lý thiết kế
1 Máy phát diezel phải là loại tự khởi động không yêu cầu nguồn điện bên ngoài
để khởi động
2 Máy phát diezel phải có công suất đủ để cung cấp điện nhằm duy trì cho các phụ tải cần thiết trong trường hợp sự cố mất nguồn điện lưới chính với mức độ dự phòng tối thiểu là 10%
3mm đảm bảo thuận lợi cho Các phụ tải được cấp điện bởi máy phát diezel trong điều kiện sự cố cần phải
có tối thiểu, bao gồm các phụ tải sau đây:
Toàn bộ bóng đèn cao áp chiếu sáng đường giao thông
Toàn bộ bóng đèn chiếu sáng cảnh quan, chiếu sáng trang trí, chiếu sáng đài phun nước
Cấp nguồn cho toàn bồ bơm và đèn chiếu sáng đài phun nước, tiểu cảnh
Cấp nguồn chiếu sáng cổng chảo
Cấp nguồn cho trạm bơm chữa cháy
Và các phụ tải khác
4 Máy phát diezel phải có khả năng thực hiện được đầy đủ các chức năng của mình cũng như của máy phát còn lại trong trường hợp máy này ngừng hoạt động
5 Đóng cắt máy phát diezel sẽ không được thực hiện tự động khi phục hồi nguồn xoay chiều thông thường, mà nó chỉ bằng tay của người vận hành