Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế mạng điện khu vực có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải Loại I: 1. Nguồn cung cấp thứ nhất: hệ thống có công suất vô cùng lớn, hệ số cosφ trên thanh góp 110kV bằng 0,85. 2. Nguồn cung cấp thứ hai: nhà máy nhiệt điện có 4 tổ máy phát. Mỗi tổ máy có công suất định mức Pđm = 55 MW, cosφđm=0,85, Uđm = 10,5kV.
TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên : Trần Văn Thắng Lớp : T3 Ngành : Hệ Thống Điện Khoa : Điện Trường : Đại Học Bách Khoa Hà Nội I ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ: II CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU ∗ Nguồn cung cấp thứ nhất: hệ thống có cơng suất vơ lớn, hệ số cosφ góp 110kV 0,85 ∗ Nguồn cung cấp thứ hai: nhà máy nhiệt điện có tổ máy phát Mỗi tổ máy có cơng suất định mức Pđm = 55 MW, cosφđm=0,85, Uđm = 10,5kV ∗ Số liệu phụ tải cho phụ lục III.NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TỐN Phân tích đặc điểm nguồn phụ tải Cân công suất tác dụng phản kháng mạng điện Chọn phương án cung cấp điện hợp lý Chọn số lượng, công suất máy biến áp trạm, chọn sơ đồ trạm mạng điện Phân tích chế độ vận hành mạng điện Chọn phương thức điều chỉnh điện áp mạng điện Tính tốn tiêu kinh tế - kỹ thuật lưới điện thiết kế eBook for You Thiết kế mạng điện khu vực có nguồn cung cấp phụ tải MẶT BẰNG PHỤ TẢI: Mỗi ô 10 km 200 150 100 HT eBook for You NĐ 50 50 100 150 200 SỐ LIỆU PHỤ TẢI: Các hộ tiêu thụ 0,85 0,88 0,9 0,92 0,95 0,9 0,95 0,95 0,92 38 28 30 32 30 29 34 36 35 KT Các số liệu Phụ tải cực đại (MW) Hệ số công suất cosφ Mức đảm bảo cung cấp điện Yêu cầu điều chỉnh điện áp Điện áp danh định lưới điện 10 thứ cấp Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : Ngày……tháng ……năm …… Ngày hoàn thành nhiệm vụ : Ngày……tháng ……năm … CHỦ NHIỆM BỘ MÔN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Hoàng Việt ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ mụn h thng in Lời nói đầu Điện nguồn lượng đặc biệt quan trọng cần thiết cho quốc gia giới Tại Việt Nam, việc phát triển nguồn lượng trọng để bắt kịp với tốc ®é ph¸t triĨn kinh tÕ x· héi cđa ®Êt níc thời kỳ công nghiệp hoá đại hóa Trong hệ thống điện nước ta nay, trình phát triển phụ tải ngày nhanh nên việc quy hoạch, thiết kế phát triển mạng điện vấn đề quan tâm ngành điện nói riêng nước nói chung Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, với kiến thức đà học trường Đại học Bách khoa Hà Nội, em đà nhận đề tài tốt Trong trình làm đồ án vừa qua, với cố gắng nỗ lực thân, với giúp đỡ thầy cô giáo môn Hệ Thống Điện đặc biệt bảo tận tình thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Hoàng Việt, em đà hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Điện trường Đại học Bách khoa Hà Nội, thầy cô môn Hệ Thống Điện đà tận tình giúp đỡ bảo em năm học vừa qua Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo Nguyễn Hoàng Việt, người đà trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà Nội, tháng năm Sinh viên thực Trần Văn Thắng Giỏo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 eBook for You nghiệp : Thiết kế mạng điện khu vực ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA IN B mụn h thng in Lời nói đầu .1 phần 1: thiết kế lưới điện khu vực I II chương I:Phân tích nguồn phụ tải Các số liệu nguồn cung cấp phụ tải Phân tích nguồn phơ t¶i chương II:cân công suất-sơ xác định chế độ làm việc hệ thống điện nhà máy I Cân công suất tác dụng .7 II C©n b»ng công suất phản kháng chương iv:các phương án nối dây mạng điện, chọn phương án tối ưu I Dự kiến phương án nối dây mạng điện .14 II Lùa chän tiÕt diƯn d©y dÉn - tính tổn thất điện áp 19 chương v:so sánh phương án mặt kinh tế I Phương án I 43 II Phương án III 45 III Phương án V 46 ch¬ng vi:chọn máy biến áp sơ đồ nối điện I Chọn số lượng, công suất máy biến áp trạm tăng áp nhà máy điện 49 II Chọn số lượng công suất máy biến áp trạm hạ áp .50 III Chọn sơ đồ trạm sơ đồ hệ thống điện 51 chương vii:tính toán xác chế độ, cân công suất I Chế độ phụ tải cực đại .54 II Chế độ phụ tải cùc tiÓu 63 III ChÕ ®é sau sù cè 72 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 eBook for You I II chương III: lựa chọn điện áp Nguyên tắc chän .10 Chọn điện áp vận hành 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ mụn h thng in chương ix:tính toán tiêu kinh tế, kỹ thuật mạng điện I tính Tổn thất công suất tác dụng 92 II tính tổn thất điện mạng điện 92 III tính vốn đầu tư cho mạng điện 93 IV tính toán giá thành tải điện 94 phần 2:thiết kế trạm biến áp I Chọn máy biến áp sơ đồ trạm .97 II chọn thiết bị điện cao ¸p 98 III chọn thiết bị điện hạ áp 101 IV tÝnh toán ngắn mạch 105 V tính toán nối đất cho trạm biÐn ¸p 111 VI KÕt cÊu tr¹m .113 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống in T3 eBook for You chương viii: tính toán điện áp điểm mạng điện, lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp I tính toán điện áp điểm mạng điện 81 II chọn phương thức điều chỉnh điện áp mạng điện 86 N TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ mơn hệ thống điện PhÇn I ThiÕt kÕ líi điện khu vực Chương I Phân tích nguồn phụ tải I Các số liệu nguồn cung cấp phụ tải Sơ đồ địa lý 200 150 44,72 km 50 km eBook for You 72,8 km 104,4 km 80,62 km 72,11 km 100 60 km HT 76,16 km 50 NĐ 98,49 km 70,71 km 41,23 km 72,11 km 53,85 km 50 100 50,99 km 150 200 H×nh 1.1 - Sơ đồ địa lý lưới điện thiết kế Nh÷ng sè liƯu vỊ ngn cung cÊp Trong hƯ thèng ®iƯn thiÕt kÕ cã hai ngn cung cÊp ®ã lµ hệ thống điện nhà máy nhiệt điện Giỏo viờn hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện a) HƯ thèng ®iƯn HƯ thèng ®iƯn cã c«ng st v« cïng lín, hƯ sè c«ng st trªn gãp 110kV cđa hƯ thèng cosϕ = 0,85 Nên có liên hệ chặt chẽ hệ thống nhà máy điện để trao đổi công suất hai nguồn cung cấp cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc linh hoạt chế độ vận hành Mặt khác, hệ thống có công suất vô lớn chọn hệ thống nút cân công suất nút sở điện áp, không cần phải dự trữ công suất nhà máy nhiệt điện, công suất tác dụng công suất phản kháng dự trữ lấy từ hệ thống điện b) Nhà máy nhiệt điện - Công suất đặt : P = x 55 = 220 MW - HƯ sè c«ng st : cosϕ = 0,85 Phụ tải eBook for You - Điện áp định mức : Uđm = 10,5 kV Những số liƯu vỊ phơ t¶i B¶ng 1.1 - Sè liƯu vỊ phụ tải lưới điện thiết kế Pmax (MW) 38 28 30 32 30 29 34 36 35 Pmin (MW) 19 14 15 16 15 14,5 17 18 17,5 cosϕ 0,85 0,88 0,9 0,92 0,95 0,9 0,95 0,95 0,92 Qmax(MVAr) 23,55 15,11 14,53 13,63 9,86 14,05 11,18 11,83 14,91 Qmin (MVAr) 11,78 4,93 7,02 Smax (MVA) 44,71 31,82 33,33 34,78 31,58 32,22 35,79 37,89 38,04 Smin (MVA) 22,35 15,91 16,67 17,39 15,79 16,11 17,89 18,95 19,02 Sè liƯu Lo¹i phơ t¶i I 7,56 I 7,26 I 6,82 I I Yêu cầu ĐCĐA I 5,92 I 7,45 I KT ĐA thø cÊp (kV) I 5,59 10 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống in II Phân tích nguồn phụ tải Từ số liệu ta rút nhận xét sau: - Nhiệt điện không đủ cung cấp cho tất phụ tải, số phụ tải lấy công suất từ hệ thống Phụ tải 3,4,5,6 gần với nhiệt điện, nên ta bố trí nhận công suất trực tiếp từ nhiệt điện Phụ tải 2,7,8,9 gần hệ thống nên bố trí nhận điện trực tiếp từ hệ thống - Hệ thống nhiệt điện cách xa nhau, có phụ tải giữa, nên bố trí hệ thống nhiệt điện liên lạc với qua trạm trung gian phụ tải eBook for You - Các hộ loại yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao, cung cấp mạch kép vòng Giỏo viờn hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn h thng in Chương II Cân công suất - sơ xác định chế độ làm việc hệ thống điện nhà máy I Cân công suất tác dụng Phương trình cân bằng: PFNĐ + PFHT = Ptt = mPpt + Pm® + Ptd + Pdtr Trong đó: + PFNĐ công suất tác dụng nhà máy nhiệt điện phát eBook for You Công suất phát kinh tế máy phát nhiệt điện thường (80ữ90%)Pđm Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế 85%Pđm, nghĩa là: PNĐ = PKT = 85%Pđm = 0,85 x x 55 = 187 MW + PFHT công suất tác dụng lấy từ hệ thống + Ptt công suất tác dụng tiêu thụ mạng điện + Ppt tổng công suất tác dụng cực đại hộ tiêu thụ + m hệ số đồng thời xuất phụ tải cực đại (ở lấy m =1) Thay số vào ta có : mPpt = 292 MW + Pmđ tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp (chọn 5% mPpt) Pmđ = 5% x mΣPpt = 0,05 x 292 = 14,6 MW + Ptd tổng công suất tác dụng tự dùng nhà máy điện Chọn 10% x Pđm Ptd = 10% x P®m = 0,1 x 220 = 22 MW + Pdtr tổng công suất tác dụng dự trữ cđa toµn hƯ thèng Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hồng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện Bëi hệ thống điện có công suất vô lớn công suất dự trữ lấy từ hệ thống, nghĩa Pdtr = Công suất tiêu thụ mạng điện có giá trị: Ptt = 292 + 14,6 + 22 = 328,6 MW Trong chÕ ®é phơ tải cực đại hệ thống cần cung cấp công suất tác dụng cho phụ tải bằng: PHT = Ptt – PFN§ = 328,6 - 187 = 141,6 MW II Cân công suất phản kháng QFNĐ + QFHT + ΣQb = Qtt = mΣQpt + Σ∆QB + Σ∆QL - QC + Qtd + Qdtr Trong đó: + QFNĐ tổng công suất phản kháng nhà máy nhiệt điện phát eBook for You QFNĐ = PFNĐ x tgNĐ = 187 x 0,62 = 115,9 MVAr + QFHT lµ công suất phản kháng hệ thống cung cấp QFHT = PFHT x tgϕHT = 141,6 x 0,62 = 87,76 MVAr + Qpt tổng công suất phản kháng cực đại phụ tải Theo bảng số liệu phụ tải chương I ta có : Qpt = 128,65 MVAr + QB tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp Ta lấy : Σ∆QB = 15% x ΣQpt = 0,15 x 128,65 = 19,3 MVAr + QL tổng tổn thất công suất phản kháng đường dây mạng điện + QC tổng công suất phản kháng dung dẫn đường dây cao áp sinh Đối với bước tính sơ bộ, với mạng điện 110 kV ta coi QL = QC + Qtd tổng công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện Qtd = Ptd x tgtd cosϕtd = 0,75 → tgϕtd = 0,88 Thay sè vµo ta cã : ΣQtd = 22 x 0,88 = 19,36 MVAr + Qdtr tổng công suất phản kháng dự trữ toàn hệ thống , Qdtr = Giỏo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện tqd – thời gian độ, với ngắn mạch xa nguồn tqd = tc; cp - Ứng suất cho phép vật liệu làm dẫn Với dẫn nhôm : cp = 700 kG/cm2 Với dẫn đồng : cp = 1400 kG/cm2 tt - Ứng suất tính tốn : tt = M , kG/cm2 ; W W – Mo men chống uốn loại dẫn, kGm; M – Mo men uốn tính tốn : M= Ftt l , kGcm ; 10 l Ftt = 1, 76.10−2 ixk , kG ; a Với : l - Khoảng cách nhịp pha, cm; a - Khoảng cách pha , cm; Chọn Ta chọn dẫn tròn đồng, sơn để phân biệt pha có thơng số : Đường kính, mm Tiết diện, mm2 Trọng lượng, Kg/m Vật liệu I cf(A) 50,3 0,447 E- Cu – F37 179 II.3 Lựa chọn sứ cách điện Điều kiện Đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện Đại lượng chọn kiểm tra Uđm.S ≥ Uđm.m Điện áp định mức, kV Iđm.S ≥ Icb Lực cho phép tác động lên đầu sứ, kG Fcf Dòng ổn định nhiệt cho phép, kA I dm.nh ≥ I ∞ ≥ Ftt Trong : Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 100 eBook for You Ftt – Lực tính tốn tác dụng dịng điện ngắn mạch ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện Fcf - Lực cho phép tác động lực lên đầu sứ, Fcf = 0,6 Fph(Lực phá hoại ) k – Hệ số hiệu chỉnh, k = H' H H, H’ – Chiều cao ghi hình vẽ Trong : Chọn Chọn cách điện đỡ kiểu có chân sắt, có đai kim loại đầu sứ để bắt dẫn Điện áp định mức, kV Độ cao (mm) Lực phá hoại, kG 10 210 2000 ИШД II.4.Chống sét van: Các vị trí đặt chống sét van: Ta sử dụng cách đấu phương án : Đấu chống sét van vào trạm, vùa đảm bảo an tồn cho cầu chì tự rơi vừa thuận tiện cho sửa chữa thay chống sét van Điều kiện : U dmcsv ≥ U dm.m Dùng chống sét van SIEMENS chế tạo có thông số kĩ thuật cho bảng : Loại Vật liệu Uđm , kV Dịng điện phóng định mức, kA Vật liệu vỏ 3EA1 SiC 24 Nhựa III chän thiết bị điện hạ áp Khi chn cỏc thit b điện hạ áp ta dựa vào điều kiện sau: Ilvmax = Sdm 250 = = 360,84A 3.U dm 0,4 Udm ≥ Udmmạng Idmtb ≥ Ilvmax Yêu cầu bố trí thiết bị điện tủ hạ áp cho gọn thoáng, dễ kiểm tra thao tác III.1 Chọn cáp từ máy sang tủ phân phối Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 101 eBook for You Loại sứ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện Cáp chọn theo điều kiện phát nóng (áp dụng lưới hạ áp cơng nghiệp sinh hoạt đô thị ) Lựa chọn loại dây, tiết diện dây theo biểu thức : k1k2 Icp ≥ Ilvmax Chọn cáp đồng lõi cách điện PVC LENS chế tạo PVC(3 × 185 +1 × 70 ) Các thông số ghi bảng : F (mm2) m (kg/km) d (mm) Lõi Vỏ 15,6 50 59 Icp (A) (Ω/km) 200 C Trong nhà Ngoài trời Min Max 4G185 R0 8175 0,0991 434 450 a,Thanh hạ áp: Điều kiện Dùng dẫn cứng để đường dây đấu điện đến đường dây đấu điện sử dụng với dòng lớn Đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện k1.k2.Icf ≥ Icb Dịng phát nóng lâu dài cho phép , A Khả ổn định động cp ≥ tt Khả ổn dịnh nhiệt F ≥ I ∞ tqd Trong : k1 = – sử dụng với dẫn đặt đứng ; k1 = 0,95 – sử dụng với dẫn nằm ngang; k2 :Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ thoe môi trường : k2 = 70 − xq 70 − ch = 70 − 35 = 0,882 70 − 25 - Hệ số nhiệt độ, với đồng = 6, với nhôm = 11 ; tqd – thời gian độ, với ngắn mạch xa nguồn tqd = tc; cp - Ứng suất cho phép vật liệu làm dẫn Với dẫn nhôm : cp = 700 kG/cm2 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 102 eBook for You III.2 Chọn tủ phân phối : Tủ tự tạo có : cao 1,2m - rộng 0,8m – sâu 0,4 m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện Với dẫn đồng : cp = 1400 kG/cm2 tt - Ứng suất tính tốn : tt = M , kG/cm2 ; W W – Mo men chống uốn loại dẫn, kGm; M – Mo men uốn tính tốn : M= Ftt l , kGcm ; 10 Ftt – Lực tính tốn tác dụng dòng điện ngắn mạch l Ftt = 1, 76.10−2 ixk , kG ; a Với : Chọn Ta chọn góp đồng, tiết diện chữ nhật , sơn để phân biệt pha có thơng số : Kích thước,mm Tiết diện cảu thanh, m2 Trọng lượng,Kg/m 30x4 120 I cf (A) 1,066 475 b Chọn Áptomát tổng: Áptơmát thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức bảo vệ tải ngắn mạch Điều kiện: UđmA ≥ UđmLĐ IđmA ≥ Itt IcđmA ≥ IN Chọn Chọn áptômát Merlin Gerin chế tạo, có thơng số kĩ thuật : Áptơmát Loại UđmA , V IđmA , A Icđm , kA AT NS600E 500 600 15 c Chọn áp tô mát nhánh Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 103 eBook for You l - Khoảng cách nhịp pha, cm; a - Khoảng cách pha , cm; ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện Từ hạ áp có lộ có 360,84 = 120,3A Chọn áptơmát Merlin Gerin chế tạo, có thông số kĩ thuật : Ilv = Áptômát Loại UđmA , V IđmA , A Icđm , kA AT NS225E 500 225 7,5 d.Chọn máy biến dòng: Chọn máy biến dòng theo điều kiện sau: I tt 360,84 = = 300, A 1, 1,2 Udm ≥ Udmmạng Phụ tải thứ cấp BI bao gồm: Ampemét : 0,1 VA Công tơ hữu công : 2,5 VA Công tơ vô công : 2,5 VA Tổng phụ tải : 5,1 VA Chọn dùng biến dòng hạ áp công ty đo điện HÀ NỘI chế tạo, số lượng BI đặt pha đấu hình Loại Uđm , V Iđm , A I2đm , A Số vịng sơ cấp Dung lượng Cấp xác DB5/1 600 1506 10 0,5 Dây dẫn dùng dây đồng tiết diện 2,5 mm2 e Chọn công tơ đo đếm: Công tơ P+Q x (A) 220/380 (V) Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 Đồng hồ Vôn Đồng hồ Ampe ∃ 378 ∃ 378 104 eBook for You IdmBI ≥ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện f, Chọn sứ hạ Điều kiện Đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện Đại lượng chọn kiểm tra Uđm.S ≥ Uđm.m Điện áp định mức, kV Iđm.S ≥ Icb Lực cho phép tác động lên đầu sứ, kG Fcf Dòng ổn định nhiệt cho phép, kA I dm.nh ≥ I ∞ ≥ Ftt Trong : Fcf - Lực cho phép tác động lực lên đầu sứ, Fcf = 0,6 Fph(Lực phá hoại) k – Hệ số hiệu chỉnh, k = H' H H, H’ – Chiều cao ghi hình vẽ Loại Udm (kV) Uphá hoại (kV) F phá hoại (kg) Khối lượng (kg) -1-375 11 375 0,7 IV tính toán ngắn m¹ch - Giả thiết ngắn mạch xảy ngắn mạch pha đối xứng ta coi : I” = I ∞ - Thời gian tồn ngắn mạch thời gian bảo vệ Rơle Máy cắt I”: Dòng điện siêu độ I ∞ : Giá trị tức thời dòng điện ngắn mạch chế độ xác lập Ixk : Trị số tức thời dịng điện xung kích Ixb : Giá trị hiệu dụng lớn dòng ngắn mạch IV.1.Các bước tiến hành tính ngắn mạch: Tính ngắn mạch hai điểm theo sơ đồ sau: Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 105 eBook for You Chọn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện AC-150 dài km Đường dây 10 kV N1 N2 Đường dây 0,4kV eBook for You a.Tính ngắn mạch điểm N1: Ta tính ngắn mạch pha đối xứng nguồn coi có cơng suất vơ lớn trạm biến áp xa nguồn tính tốn ngắn mạch ta xem: IN = I” = I ∞ Sơ đồ thay : Điện kháng hệ thống : Utb = 1,05.Udm = 1,05.10 = 10,5 kV XHT = U dm 10,52 = = 0,441(Ω) SN 250 Điện trở điện kháng dây dẫn dây AC-150 Ta có: r0 = 0,65 (Ω/km) , x0 = 0,392 (Ω/km) & L = (km) RD1 = r0.L = 0,65.4 = 2,6 (Ω) XD1 = x0.L = 0,392.4 = 1,568 (Ω) Tổng trở từ hệ thống đến đầu điểm N1: ZΣ1 = RD1 +j(XHT + XD1) = 2,6 +j(1,568 +0,441) = 2,6+ j.2,009 (Ω) Dòng điện ngắn mạch pha: Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 106 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực IN = KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện U dm 10,5 = = 1,845 (kA) ZΣ1 3 (2,62 + 2,0092 ) Dịng điện xung kích tính tốn: Ixk2 = 2.k xk I N1 = 2.1,8.1,845 = 4,697(kA) b.Tính ngắn mạch điểm N2: Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp , ta coi MBA nguồn , điện áp phía hạ áp khơng thay đổi sảy ngắn mạch Do ta có: IN = I” = I ∞ Sơ đồ thay thế: Z BA = eBook for You Tổng trở biến áp quy hạ áp : ∆PN U dmBA U %.U dmBA 106 + j N 104 S dmBA S dmBA = 2, 05.0, 42 4,5.0, 106 + j .10 = 32,8 + j 72mΩ 1002 100 Cáp nối từ máy biến áp đến tủ phân phối dài 10 m , ta có: ZD2 = RD2 = 0,524.10.10-3 = 0,00524 (Ω) Tổng trở Aptomát tổng: ZAT = RAT +j XAT = (R1 + R2) + j XAT = 0,6 + 0,28+j0,36(mΩ) R1 : Điện trở tiếp xúc áptômát 200 A; R2 , XAT : Điện trở điện kháng cuộn dây bảo vệ q dịng AT Do ta có tổng trở: ZΣ2 = ZB + ZD2 + ZAT = 32,8+j72 +5,24+ 0,88 +j0,36 = 38,92+j 72,36 (Ω) Do dịng điện ngắn mạch pha: IN2 = U dm 400 = = 2,810(kA) 2 ZΣ 3 (38,92 + 72,36 ) Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 107 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ mơn hệ thống điện Dịng điện xung kích tính tốn: 2.k xk I N = 2.1,3.2,810 = 5,166(kA) Ixk2 = IV.2 Kiểm tra thiết bị điện chọn IV.2.1 Các thiết bị điện cao áp Cầu chì tự rơi : Kiểm tra : Đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức, kV Uđm.cc = 15 ≥ Uđm.m = 10 Dòng điện định mức, A Iđm.cc =100 ≥ Icb = 18,04 Công suất cát định mức, MVA Sđm.cắt = 3.10.100 ≥ SN = 3.10.1,845 Dòng điện cắt định mức, kA Iđm.cắt = 16 ≥ I’’ = 1,845 Thanh dẫn cứng : Ta có : 70 − xq 70 − ch = 70 − 35 = 0,882 , chọn k1 = 1; 70 − 25 eBook for You + k2 = + I cb = I qtMBA = 1, 25.I dm = 18, 04 A l a + Ftt = 1, 76.10−2 ixk = 1, 76.10 −2 +M= 120 4, 697 = 0,153 kG 65 Ftt l 0,153.120 = = 1,83 kGcm ; 10 10 + tt = M 1,83 = = 29, 05 kG/cm W 0, 063 Vì : Với dẫn trịn W = D3 32 = 3,14.0,83 = 0, 063 cm ; 32 Kiểm tra Đại lượng chọn kiểm tra Dịng phát nóng lâu dài cho phép , A Khả ổn định động Khả ổn dịnh nhiệt Điều kiện k1.k2.Icf = 214,33 ≥ Icb = 18,04 cp = 1400 ≥ tt = 29, 05 F=50,3 ≥ I ∞ tqd =6.2,810 0, = 14,106 Sứ cách điện +k= H ' 210 + = = 1, 019 , k.Ftt = 1,019.0,153= 0,155 kG H 210 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 108 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện + Fcf = 0,6.2000 = 1200 kG Kiểm tra Đại lượng chọn kiểm tra Đại lượng chọn kiểm tra Điện áp định mức, kV Lực cho phép tác động lên đầu sứ, kG Dòng ổn định nhiệt cho phép, kA Điều kiện Uđm.S = 10+ ≥ Uđm.m = 10 Iđm.S ≥ Icb : Chỉ áp dụng với sứ xuyên Fcf = 1200 ≥ Ftt = 0,157 I dm.nh ≥ I ∞ : Chỉ áp dụng với sứ xuyên 4.Chống sét van: Kiểm tra : IV.2.2 Các thiết bị điện hạ áp Chọn cáp từ máy sang tủ phân phối Cáp chọn theo điều kiện phát nóng (áp dụng lưới hạ áp công nghiệp sinh hoạt đô thị ) Lựa chọn loại dây, tiết diện dây theo biểu thức : k1k2 Icp ≥ Ilvmax Dòng hạ áp tổng MBA – 250 kVA : I tt = I dmB = 360,84 A Chọn cáp đồng lõi cách điện PVC LENS chế tạo PVC(3 × 185+1 × 70 ) Các thông số ghi bảng : F (mm2) m (kg/km) d (mm) Lõi Vỏ 15,6 50 59 Icp (A) (Ω/km) 200 C Trong nhà Ngoài trời Min Max 4G185 R0 8175 0,0991 434 450 Kiểm tra : +Vì t = 250 cáp đặt riêng rãnh nên k1 = k2 = 1, 434 >360,84 ⇒ chọn cáp thoả mãn + Không cần kiểm tra điều kiện ∆U đường dây ngắn ; + Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch : Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 109 eBook for You U dmcsv = 11 > U dm.m = 10 ⇒ Thỏa mãn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện F ≥ IN t 185 mm2 > 2,810 0,5 = 11,92 mm2 Vậy cáp chọn thỏa mãn 2.Thanh hạ áp: Tính toán + k2 = 70 − xq 70 − ch = 70 − 35 = 0,882 , chọn k1 = 1; 70 − 25 + I cb = I qtMBA = 1, 25.I dm = 451, 05 + Tính Ftt Dự định đặt góp pha cách 15 cm, đặt sứ khung tủ cách 70 cm : l 70 Ftt = 1, 76.10−2 ixk = 1, 76.10 −2 .5,166 = 0, 42 kG a 15 + tt = Ftt l 0, 42.70 = = 2,97 kGcm ; 10 10 eBook for You +M= M 2,97 = = 79, kG/cm W 0, 0375 Vì : Với dẫn tiết diện chữ nhật 25 × đặy đứng W= 25.32 = 0, 0375 cm ; Kiểm tra Đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện Dòng phát nóng lâu dài cho phép , A k1.k2.Icf = 475 ≥ Icb = 451.05 Khả ổn định động cp = 1400 ≥ tt = 79, Khả ổn dịnh nhiệt F=75 ≥ I ∞ tqd = 6.2,810 0,5 = 11,92 Chọn Áptomát tổng: Kiểm tra + IđmA = 600 ≥ Itt = 409,12A + Kiểm tra rheo điều kiện cắt dòng ngắn mạch : IcđmA = 15 > IN = 2,810 ⇒ Thỏa mãn Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 110 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện Chọn Áptomát nhánh: Khơng cần tính ngắn mạch N3, N4, N5 để xác định dòng ngắn mạch qua A3, A4, A5, áptơmát có dịng cắt định mức 7,5 kA, lớn trị số dòng ngắn mch tớnh toỏn V tính toán nối đất cho trạm biÕn ¸p Trong trạm biến áp nối đất an toàn nối đất làm việc thường nối chung với Điện trở nối đất toàn trạm biến áp hạ áp với công suất không 320 kVA thường có Rd ≤ 4Ω Căn vào điện trở xuất đất =0,4.104Ω.cm , mặt trạm có đủ điều kiện đóng cọc tiếp đất ta chọn phương án nối đất trạm, sau tính tốn điện trở nối đất phương án chọn Nếu trường hợp Rtt = 4Ω phương án nối đất đạt yêu cầu Rtt > 4Ω , ta phải sử lý cách đóng cọc điện trở nối đát đạt yêu cầu Mặt bố trí tiếp địa: Dự kiến phương án nối đất: +Ta sử dụng mạch vòng gồm cọc nối với Mạch vịng nối đất chơn bên trạm có chu vi ( 5+6 ).2 = 22 m - Cọc sử dụng loại cọc sắt góc L60x60x6 - Thanh ta dùng sắt dẹt 40x4 Dự kiến phương án nối đất hình vẽ Điện trở nối đất Hệ thống tính theo cơng thức sau: R HT = R c R t R c t + n.R t c Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 111 eBook for You Máy biến dòng: + IdmBI = 1056 > 300,7 A + UdmBI = 600 > UdmLĐ = 400 Các máy biến dòng đặt tủ phân phối hạ áp trạm biến áp có phụ tải nhỏ, dây dẫn từ BI đến đồng hồ ngắn ⇒ Dây dẫn dùng dây đồng tiết diện 2,5 mm2 đảm bảo độ xác cho đồng hồ đo đếm Vậy BI chọn thỏa mãn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện Trong đó: Rc : Điện trở cọc Rt : Điện trở n : Số cọc t; c: Hệ số sử dụng cọc Tính điện trở nối đất cọc: Cọc nối đất có điện trở tính theo cơng thức sau: Rc = at ttc 2.L 4.t + L (ln + ln ) 2. L d 4.t − L Trong : at ttc = katmc Thường lấy katmc = 1,4 eBook for You L: Chiều dài cọc L = 250 cm h : Độ chôn sâu h = 0,8 m t = h+ L/2 = 250/2+80 = 205 cm d: Đường kính cọc d= 0,95.b = 0,95.6 =5,7 (cm) Thay số vào ta có : 0,4.104.1,4 2.250 4.205 + 250 Rc = (ln + ln ) = 17,06(Ω) 2.3,14.250 5,7 4.205 − 250 Tính tốn điện trở nối đất : Điện trở nối đất tính theo biểu thức sau : k.L2 Rt = ln 2. L h.d Trong : L : Chiều dài (L =2200cm) h: Độ sâu (h=80 cm) d: Đường kính d=b/2=4/2=2 (cm) k = 5,68 Do : Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hồng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 112 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ môn hệ thống điện Điện trở nối đất tính : Rt = 0,4.104.1,6 22002.5,68 ln = 5,58(Ω) 2.3,14.2200 80.2 Điện trở nối đất tồn trạm : Tra bảng ta có : c = 0,7 t = 0,45 R HT = R c R t 17,06.5,58 = = 3,05(Ω) R c t + n.R t c 17,06.0,45 + 6.5,58.0,7 Vậy ta có RHT =3,05(Ω) < Rd = 4(Ω) Do phương án nối đất vạch đạt yêu cầu kỹ thuật KÕt cÊu tr¹m Do điều kiện phố phường chật hẹp dân cư đông Nên ta thiết kế trạm ta phải thiết kế trạm treo Các thông số trạm treo : - Diện tích mặt : 3m x 5m =15 m2 - Dựng cột ly tâm cao 11m , khoảng cách cột 3m - Dàn trạm cao 2,5m , tủ hạ áp có : Chiều cao 1,2m Chiều rộng 1m Bề dày 0,5m Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 113 eBook for You VI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ mơn hệ thống điện Tµi liƯu tham khảo Trần Bách Lưới điện hệ thống điện Tập - Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2000 Nguyễn Văn Đạm Mạng lưới điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm Thiết kế cấp điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch, Là Văn út, Phạm Văn Hoà, Đào Kim Hoa Nhà máy điện trạm biến áp (Phần điện) Nhà xuất khoa học kỹ thuật,1996 PGS.TS.Là Văn út Ngắn mạch hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ TS.Phạm Văn Hòa Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 Giỏo viờn hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 114 eBook for You thuËt, 2002 ... đường dây Từ kết ta chọn điện áp tải điện cho mạng điện thiết kế 110kV Giỏo viờn hng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu... Sơ đồ nối điện phương án III Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA IN B mụn h thng in Phương án. .. đồ nối điện phương án II Giỏo viờn hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạng điện khu vực KHOA ĐIỆN Bộ mụn h thng in Phương án