Đang tải... (xem toàn văn)
PHẦN A. THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN GỒM: 1. Nhà máy nhiệt điện có: Công suất đặt: P = 3x100 MW và Hệ số công suất: cos = 0,85. 2. Hệ thống điện có: Công suất đặt vô cùng lớn và Hệ số công suất: cos = 0,85. 3. Có 9 phụ tải loại I và có Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax = 5000 h. PHẦN B: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP BỆT CÔNG SUẤT 100 KVA – 100,4 kV
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN A: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN KHU VỰC CÓ NGUỒN VÀ PHỤ TẢI CHƯƠNG I PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN CUNG CẤP VÀ CÁC PHỤ TẨI Để chọn phương án tối ưu cần tiến hành phân tích đặc diểm nguồn cung cấp điện phụ tải.Trên sở xác định công suất phát nguồn cung cấp dự kiến sơ đồ nối điện cho đạt hiệu kinh tế kĩ thuật cao I.1 Nguồn cung cấp điện Trong HTĐ có nguồn cung cấp : Hệ thống điện + Nhà máy nhiệt điện hệ thống 0,85 nên có đặc điểm: + Cần phải có liên hệ HT NM để trao đổi cơng suất hai nguồn cung cấp cần thiết + Chọn HT nút cân công suất , nút sở điện áp + Không cần phải dự trữ công suất nhà máy nhiệt điện 2.Nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện có tổ máy phát Mỗi tổ máy phát có cơng suất định mức P = 100 MW, cos = 0,85, U = 10,5 kV Có kết quả: Tổng công suất định mức NĐ × 100 = 300MW Cơng suất phát kinh tế máy phát NĐ thường (80 ÷ 90%)Pđm Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế 80% Pđm , nghĩa là: Pkt = 80% Pđm Trong chế độ phụ tải cực đại : Pkt = 80 × × 100 = 240 MW 100 Trong chế độ phụ tải cực tiểu, dự kiến ngừng tổ máy phát để bao dưỡng, hai máy phát lại phát 80% Pđm : Pkt = Hoàng quyền – HTĐ1 80 × × 100 = 160 MW 100 -1- eBook for You 1.Hệ thống điện Hệ thống điện có cơng suất vơ lớn, hệ số cos góp 110 kV ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khi cố ngừng máy phát, hai máy lại phát 100% Pđm , vậy: PF = × 100 = 200 MW Phần cơng suất thiếu chế độ vận hành cung cấp từ HTĐ I.2 Các phụ tải điện Trong HTĐ thiết kế có phụ tải Tất phụ tải hộ loại 1, có hệ số cơng suất cos = 0,9 Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax = 5000 h Các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Điên áp định mức mạng điện thứ cấp trạm hạ áp 10 kV Phụ tải cực tiểu 70% phụ tải cực đại Hộ tiêu thụ Smax=Pmax+jQ max, MVA Smax , MVA Smin=Pmin+jQ min, MVA Smin , MVA 36+j17,435 40 25,2+j12,2 28 38+j18,403 42,222 26,6+j12,9 29,6 48+j23,246 53,333 33,6+j16,3 37,3 48+j23,246 53,333 33,6+j16,3 37,3 50+j24,215 55,556 35+j17 38,9 36+j17,435 40 25,2+j12,2 28 40+j19,372 44,444 28+j13,6 31,1 38+j18,403 42,222 26,6+j12,9 29,6 30+j14,529 33,333 21+j10,2 23,3 Tổng 364+j176,3 404.44 254,8+j123,4 283.11 Hoàng quyền – HTĐ1 -2- eBook for You Bảng A.1 Thông số phụ tải CHƯƠNG II CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN II.1 Cân công suất tác dụng Đặc điểm quan trọng hệ thống điện : truyền tải tức thời điện +khơng thể tích trữ điện thành số lượng nhận thấy Tại thời điểm chế độ xác lập, nhà máy hệ thống cần phải phát công suất cân với công suất hộ tiêu thụ, kể tổn thất công suất mạng điện Cần phải có cơng suất tác dụng dự trữ hệ thống Dự trữ HTĐ vấn đề quan trọng Rút phưong trình cân công suất tác dụng chế độ phụ tải cực đại HTĐ thiết kế có dạng: PNÐ + PHT = m∑ Pmax + ∑ ∆P + Ptd + Pdt Trong đó: PNÐ _ tổng cơng suất tác dụng nhà máy nhiệt điện phát PHT _ công suất tác dụng lấy từ hệ thống m _ hệ số đồng thời xuất phụ tải cực đại ∑P max _ tổng công suất phụ tải chế độ cực đại ∑ ∆P _ tổng tổn thất mạng điện, tính sơ lấy: ∑ ∆P =5% ∑ P max Ptd _ công suất tự dùng nhà máy điện, lấy 10% tổng cơng suất đặt nhà máy Hồng quyền – HTĐ1 -3- eBook for You ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Pdt _ công suất dự trữ hệ thống, cân sơ cố thể lấy Pdt =10% ∑ P max , HTĐ có cơng suất vơ lớn cơng suất dự trữ lấy hệ thống, nghĩa : Ptt Pdt = 0; _ công suất tiêu thụ mạng điện; Tổng công suất tác dụng phụ tải cực đại xác định từ bảng A.1 : ∑P max = 364 MW Tổng tổn thất mạng điện ∑ ∆P = 5% ∑ Pmax =5%.364 = 18,2 MW Công suất tự dùng nhà máy điện : Do công suất tiêu thụ mạng điện : Ptt = 364 +18,2+30 = 412,2 MW Trong mục I.1 tính tổng công suất nhiệt điện phát theo chế độ kinh tế : PNĐ = Pkt = 240 MW Do chế độ phụ tải cực đại hệ thống cần cung cấp công suất cho phụ tải bằng: PHT = Ptt - PNĐ = 412,2 – 240 = 172,2 MW II.2 Cân công suất phản kháng Sản xuất tiêu thụ điện dòng điện xoay chiều địi hỏi phải có cân điện sản xuất điện tiêu thụ thời điểm Sự cân địi hỏi khơng công suất tác dụng, mà công suất phản kháng Sự cân công suất phản kháng có quan hệ với điện áp.Phá hoại cân công suất phản kháng dẫn đến thay đổi diện áp mạng điện Vì để dảm bảo chất lượng điện áp hộ tiêu thụ mạng điện hệ thống, cần tiến hành sơ cơng suất phản kháng Phưong trình cân công suất phản kháng chế độ phụ tải cực đại HTĐ thiết kế có dạng: QF + QHT = Qtt = m.∑Qmax + ∑ ∆QL − ∑QC + ∑∆Qb + Qtd + Qdt Hoàng quyền – HTĐ1 -4- eBook for You Ptd = 10%.Pđm = 0,1.300 = 30 MW ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong đó: QF - tổng công suất phản kháng NĐ phát ra; QHT- công suất phản kháng hệ thống cung cấp; ∑ Q - tổng công suất phụ tải chế độ cực đại; ∑ ∆Q - tổng tổn thất công suất phản kháng cảm kháng đường max L dây mạmg điên; ∑Q - tổng công suất phản kháng điện dung đường dây sinh C ra, tính sơ lấy: ∑ ∆Q b ∑ ∆Q L = ∑Q C ; - tổng tổn thất công suất phản kháng trạm biến áp, tính tốn sơ lấy ∑ ∆Q = 15% ∑ Qmax ; b Qtd - công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện; Qdt - công suất phản kháng dự trữ HT, cân sơ cố thể lấy 15% tổng công suất phản kháng phần bên phải phương trình cân Như vậy, tổng công suất phản kháng NĐ phát : QF = PF.tg F = 240.0,62 = 148,8 MVAr Công suất phản kháng hệ thống cung cấp : QHT = PHT.tg HT = 172,2.0,62 = 106,764 MVAr Tổng công suất phản kháng phụ tải cực đại xác định từ bảng 8.1 : ∑Q max = 176,3 MVAr Tổng tổn thất công suất phản kháng trạm biến áp : ∑ ∆Q b = 0,15 176,3 = 26,445 MVAr Công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện : Qtd = Ptd tg td Lấy cos td = 0,75 tg td = 0,88 Do : Qtd = 30.0,88 = 26,4 MVAr Như tổng công suất tiêu thụ mạng điện : Qtt = 176,3 + 26,445 + 26,4 = 229,145 MVAr Tổng công suất phản kháng HT NĐ phát : QF + QHT = 148,8 + 106,764 = 255,564 MVAr Hoàng quyền – HTĐ1 -5- eBook for You Đối với mạng điện thiết kế, Qdt = 0; ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhận xét : Công suất phản kháng nguồn cung cấp lớn công suất phản kháng tiêu thụ Vì khơng cần bù cơng suất phản kháng mạng điện thiết kế III.1 Dự kiến phương án Các tiêu kinh tế_ kĩ thuật phụ thuộc nhiều vào sơ đồ Các sơ đồ mạng điện cần phải: Có chi phí nhỏ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện Đảm bảo chất lượng điện Thuận tiện an tồn vận hành Có khả phát triển tương lai Để chọn sơ đồ tối ưu mạng điện ta sử dụng phương án nhiều phương án Từ vị trí cho phụ tải nguồn cung cấp, cần dự kiến số phương án phương án tốt chọn sở so sánh kinh tế _ kĩ thuật phương án Mức đảm bảo cung cấp điện loại I, nên sử dụng đường dây hai mach mạch vịng Trên sở ta đưa phương án dự kiến sau : a Phương án I 10 11 12 13 14 15 PA : I HTD ND 1 Hoàng quyền – HTĐ1 -6- 10 11 12 13 14 15 eBook for You CHƯƠNG III CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.Chọn điện áp định mức mạng điện Điện áp định mức mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất phụ tải, khoảng cách phụ tải nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện Điện áp định mức mạng điện chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện Có thể tính điện áp định mức đường dây theo cơng thức kinh nghiệm sau : U dm = 4,34 l + 16.P , kV Trong : l - khoảng cách truyền tải, km; P - công suất truyền tải đường dây, MW lN = 102 + 502 = 51Km ; lN = 202 + 602 = 63, 24 km lN = 202 + 702 = 72,8km lN = 102 + 702 = 70, km lH = 202 + 502 = 53,85km Tính điện áp định mức đường dây NĐ – – HT Công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ – xác định : PN4 = Pkt – Ptd – PN - ∆PN Trong đó: Pkt – tổng cơng suất phát kinh tế NĐ; Ptd – công suất tự dùng NMĐ; PN – công suất phụ tải nối với nhiệt điện PN = P5 + P6 + P7 + P8 ; ∆PN - tổn thất công suất đường dây nhiệt điện cung cấp ∆PN = 5% PN; Theo kết tính tốn: Pkt = 240 MW ; Ptd = 30 MW PN = P5 + P6 + P7 + P8 = 50 + 36 + 40 + 38 = 164 MW ∆PN = 5% PN = 0,05 164 = 8,2 MW Do : PN4 = 240 – 30 – 164 – 8,2 = 37,8 MW Công suất phản kháng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ – xác định gần : Hồng quyền – HTĐ1 -7- eBook for You lN = 302 + 502 = 58,3km ; ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP QN4 = PN4 tg 4 = 37,8 0,484 = 18,307 MVAr Như : • S N = 37,8 + j.18,307 MVA Dịng cơng suất truyền tải đường dây HT-4 : • • • S H = S - S N = 48+j23,246 – (37,8 + j.18,307 ) = 10,2 +j4,939 MVA Điện áp tính tốn đoạn đường dây NĐ-4 : U N = 4,34 51+ 16.37,8 = 111,141 kV Điện áp tính tốn đoạn đường dây HT-4 : U H = 4,34 53,85 + 16.10, = 63,94kV Bảng A.2 Điện áp tính tốn điện áp định mức mạng điện Đường Công suất Chiều dài Điện áp Điện áp dây truyền tải đường dây l ,km tính tốn định mức S,MVA U,kV mạng Uđm, kV NĐ – 37,8 + j.18,307 51 111,14 NĐ – 50+j24,215 58,3 127,15 NĐ – 36+j17,435 70,7 110,37 NĐ – 40+j19,372 63,24 115,09 NĐ – 38+j18,403 72,8 113,24 HT – 36+j17,435 72,8 110,55 HT –2 38+j18,403 63,24 112,44 HT – 48+j23,246 53,85 124,42 HT – 10,2 +j4,939 53,85 63,94 HT – 30+j14,529 63,24 101,15 110,00 Từ bảng A.2 ta chọn điện áp định mức mạng điện Uđm = 110 kV Chọn tiết diện dây dẫn Mạng điện 110 kV thực chủ yếu đường dây không Các đường dây sử dụng dây nhôm lõi thép(AC), Hoàng quyền – HTĐ1 -8- eBook for You Điện áp đường dây cịn lại tính tương tự Kết tính tổng hợp bảng A.2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đối với mạng điện khu vực, tiết diện dây dẫn chọn theo mật độ kinh tế dòng điện : F= I max J kt Trong đó: I max J kt 5000h : dịng điện chạy đường dây chế độ phụ tải cực đại, A; : mật độ kinh tế dòng điện, A/mm2 Với dây AC Tmax = J kt = 1,1 A/mm2 I max xác định theo công thức : Smax 103 , A n 3U dm Trong đó: n- số mạch đường dây; Uđm – điện áp định mức mạng điện,kV; Smax – công suất chạy đường dây phụ tải cực đại, MVA Dựa vào tiết diện dây dẫn tính theo công thức trên, tiến hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần kiểm tra điều kiện tạo thành vầng quang, độ bền học đường dây phát nóng dây dây dẫn chế độ cố Đối với đường dây 110 kV, để không xuất vầng quang dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F ≥ 70 mm Độ bền học đường dây không thường phối hợp với điều kiện vầng quang dây dẫn, không cần phải kiểm tra điều kiện Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường chế độ sau cố, cần phải có điều kiện sau : I sc ≤ I cf Trong : I sc - dòng điện chạy đường dây chế độ cố; I cf - dòng điện làm việc lâu dài cho phép dây dẫn a.Chọn tiết diện dây dẫn đường dây NĐ – Dòng điện chạy đường dây chế độ phụ tải cực đại : Hoàng quyền – HTĐ1 -9- eBook for You I max = ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 37,82 + 18,3072 = 10 = 103 = 110, 22 A 3U dm 3.110 SN IN Tiết diện dây dẫn : F= I N 110, 22 = = 100, mm2 J kt 1,1 Chọn : AC - 120 , với dòng cho phép Icf = 380 A Sau chọn tiết diện tiêu chuẩn cần kiểm tra dòng điện chạy đường dây chế độ độ sau cố Đối với đường dây liên kết NĐ -4- HT, cố xảy trường hợp: Ngừng mạch đường dây; Ngừng tổ máy phát điện; +Nếu ngừng mạch đường dây dịng điện chạy mạch cịn lại : I1sc = 2.IN4 = 2.100,2 = 200,4 A +Khi ngừng tổ MFĐ máy phát cịn lại phát 100% cơng suất Do tổng cơng suất phát NĐ : PF = 2.100 = 200 MW Công suất tự dùng nhà máy : Ptd = 0,1 200 = 20 MW Công suất chạy đường dây : PN4 = PF – Ptd – PN - ∆PN = 200 – 20 – 164 – 8,2 = 7,8 MW Công suất phản kháng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ – xác định gần : QN4 = PN4 tg 4 = 7,8 0,484 = 3,78 MVAr Như : • S N = 7,8 + j3,78 MVA Dòng cơng suất truyền tải đường dây HT-4 : • • • S H = S - S N = 48+j23,246 – (7,8 + j3,78 ) = 40,2 +j19,466 MVA Dòng điện chạy đường dây NĐ – : Hoàng quyền – HTĐ1 - 10 - eBook for You I1sc ≤ I cf Vậy : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 ∞ H H' 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 Trong : H, H’ – Chiều cao ghi hình vẽ Chọn Chọn cách điện đỡ kiểu có chân sắt, có đai kim loại đầu sứ để bắt dẫn Loại sứ ИШД Hoàng Quyền - HTĐ Điện áp định mức, Độ cao (mm) kV Lực phá hoại, kG 10 2000 210 -91- eBook for You ≥ Ftt ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II.4.Chống sét van: Vị trí đặt chống sét van: Ta sử dụng cách đấu CSV vào trạm : 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 thơng số kĩ thuật cho bảng : Loại Vật liệu Uđm , kV Dịng điện phóng định mức, kV Vật liệu vỏ 3EA1 SiC 24 Nhựa III Chọn thiết bị điện hạ áp: Khi chọn thiết bị điện hạ áp ta dựa vào điều kiện sau: Ilvmax = Sdm 100 = = 144,34A 3.U dm 0,4 Udm ≥ Udmmạng Hoàng Quyền - HTĐ -92- eBook for You CSV ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 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 Chọn cáp đồng lõi cách điện PVC LENS chế tạo PVC(3 × 35 +1 × 25 ) Các thơng số ghi bảng : 4G35 m d (mm) R0 Icp (A) (kg/km) Lõi Vỏ (Ω/km) 200 C Trong nhà Ngoài trời Min Max 7,1 23 28,5 1730 0,524 174 158 III.2 Chọn tủ phân phối : Tủ tự tạo có : cao 1,2m - rộng 0,8m – sâu 0,4 m 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 Dòng phát nóng lâu dài cho phép , A k1.k2.Icf ≥ Icb 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; Hoàng Quyền - HTĐ -93- eBook for You F (mm2) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 Ftt – Lực tính tốn tác dụng dòng điện ngắn mạch l Ftt = 1, 76.10−2 ixk , kG ; a l - Khoảng cách nhịp pha, cm; a - Khoảng cách pha , cm; Chọn Ta chọn góp đồng, tiết diện chữ nhật , sơn để phân biệt pha có thơng số : Kích thước, mm Tiết diện cảu thanh, mm2 Trọng lượng, Kg/m I cf(A) 25 × 75 0,668 340 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 áptơmát Merlin Gerin chế tạo, có thông số kĩ thuật : Áptômát Loại UđmA , V IđmA , A Icđm , kA AT NS225E 500 225 7,5 Hoàng Quyền - HTĐ -94- eBook for You Với : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP c Chọn áp tô mát nhánh 144,34 = 48,113A Chọn áptômát Merlin Gerin chế tạo, có thơng số kĩ thuật : Áptômát Loại UđmA , V IđmA , A Icđm , kA AT C100E 500 100 Từ hạ áp có lộ có Ilv = d.Chọn máy biến dòng: Chọn máy biến dòng theo điều kiện sau: I tt 144,34 = = 120, 28 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 dịng hạ áp cơng ty đo điện HÀ NỘI chế tạo, số lượng BI đặt pha đấu hình Loại Uđm , V Iđm , A I2đm , A Số vòng 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 Đồng hồ Vôn Đồng hồ Ampe P+Q ∃ 378 ∃ 378 x (A) 220/380 (V) f Chọn sứ hạ Điều kiện Đại lượng chọn kiểm tra Hoàng Quyền - HTĐ Điều kiện -95- eBook for You IdmBI ≥ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 H' 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 Trong : H, H’ – Chiều cao ghi hình vẽ Chọn Loại Udm (kV) Uphá hoại (kV) F phá hoại (kg) 11 375 -1-375 Khối lượng (kg) 0,7 IV Tính ngắn mạch: - Giả thiết ngắn mạch sảy 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: Hoàng Quyền - HTĐ -96- eBook for You H ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP AC - 50 dài km N1 MBA A1 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 : N1 HT XH RD XD Điện kháng hệ thống : Utb = 1,05.Udm = 1,05.10 = 10,5 kV U dm 10,52 XHT = = = 0,441(Ω) SN 250 Điện trở điện kháng dây dẫn dây AC-50 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) Hoàng Quyền - HTĐ -97- eBook for You N2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Dòng điện ngắn mạch pha: IN = U dm 10,5 = = 1,845 (kA) 2 ZΣ1 3 (2,6 + 2,009 ) Dòng 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: ZAT ZD2 N2 Tổng trở biến áp quy hạ áp : Z BA = ∆PN U dmBA U %.U dmBA 106 + j N 104 S dmBA S dmBA = 2, 05.0, 42 4,5.0, 42 106 + j .104 = 32,8 + j 72mΩ 100 100 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 dòng 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) ZΣ 3 (38,922 + 72,362 ) Dịng điện xung kích tính tốn: Hồng Quyền - HTĐ -98- eBook for You ZB ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 = 7,217 Công suất cát định mức, MVA Sđm.cắt = Dòng điện cắt định mức, kA Iđm.cắt = 16 ≥ I’’ = 1,845 3.10.100 ≥ SN = 3.10.1,845 Thanh dẫn cứng : Ta có : 70 − xq 70 − ch = 70 − 35 = 0,882 , chọn k1 = 1; 70 − 25 + I cb = I qtMBA = 1, 25.I dm = 1, 25 l a 100 = 7, 217 A 310 + Ftt = 1, 76.10−2 ixk = 1, 76.10−2 +M= eBook for You + k2 = 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 Điều kiện Dịng phát nóng lâu dài cho phép , A k1.k2.Icf = 214,33 ≥ Icb = 7,217 Khả ổn định động cp = 1400 ≥ tt = 29, 05 Khả ổn dịnh nhiệt F = 50,3 ≥ I ∞ tqd = = 6.2,810 0, = 14,106 Hoàng Quyền - HTĐ -99- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sứ cách điện +k= H ' 210 + = = 1, 019 , k.Ftt = 1,019.0,153= 0,155 kG H 210 + Fcf = 0,6.2000 = 1200 kG Kiểm tra Đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện Đại lượng chọn kiểm tra Uđm.S = 10+ ≥ Uđm.m = 10 Điện áp định mức, kV Iđm.S ≥ Icb : Chỉ áp dụng với sứ xuyên Lực cho phép tác động lên đầu sứ, kG Fcf = 1200 ≥ Ftt = 0,157 I dm.nh ≥ I ∞ : Chỉ áp dụng với sứ xuyên Dòng ổn định nhiệt cho phép, kA 4.Chống sét van: Kiểm tra : IV.2.2 Các thiết bị điện hạ áp Cáp từ máy sang tủ phân phối Kiểm tra : +Vì t = 250 cáp đặt riêng rãnh nên k1 = k2 = 1, 1.1.158 >144,3 ⇒ chọn cáp thoả mãn + Không cần kiểm tra điều kiện ∆U đường dây ngắn ; + Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch : F ≥ IN t 35 > 2,810 0,5 = 11,92 Vậy cáp chọn thỏa mãn 2.Thanh hạ áp: Tính tốn + k2 = 70 − xq 70 − ch = 70 − 35 = 0,882 , chọn k1 = 1; 70 − 25 + I cb = I qtMBA = 1, 25.I dm = 1, 25 100 = 180, 422 A 3.0, + Tính Ftt Dự định đặt góp pha cách 15 cm, đặt sứ khung tủ cách 70 cm : Hoàng Quyền - HTĐ -100- eBook for You U dmcsv = 11 > U dm.m = 10 ⇒ Thỏa mãn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP l 70 Ftt = 1, 76.10−2 ixk = 1, 76.10−2 .5,166 = 0, 42 kG a 15 +M= + tt = Ftt l 0, 42.70 = = 2,97 kGcm ; 10 10 M 2,97 = = 79, kG/cm W 0, 0375 Vì : Với dẫn tiết diện chữ nhật 25 × đặy đứng W= 25.32 = 0, 0375 cm3 ; Kiểm tra Đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện Dịng phát nóng lâu dài cho phép , A k1.k2.Icf = 299,88 ≥ Icb = 180,422 Khả ổn định động cp = 1400 ≥ tt = 79, Khả ổn dịnh nhiệt F = 75 ≥ I ∞ tqd = eBook for You = 6.2,810 0,5 = 11,92 Áptomát tổng: + IđmA = 225 ≥ Itt = 144,34 A + Kiểm tra rheo điều kiện cắt dòng ngắn mạch : IcđmA = 7,5 > IN = 2,810 ⇒ Áptômát chọn thỏa mãn Áptomát nhánh: A4 A3 N3 A5 N4 N5 Khơng cần tính ngắn mạch N3, N4, N5 để xác định dòng ngắn mạch qua A3, A4, A5, áptơmát có dịng cắt định mức kA, lớn trị số dòng ngắn mạch tính tốn Hồng Quyền - HTĐ -101- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Máy biến dòng: + IdmBI = 1056 > 120, 28 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 dã chọn thỏa mãn V Tính tốn nối đất cho trạm biến áp: 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 Ω.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 = Ω phương án nối đất đạt yêu cầu Rtt > Ω , 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 vòng nối đất chơn bên trạm có chu vi ( 5+6 ).2 = 22 m Hoàng Quyền - HTĐ -102- eBook for You 320 kVA thường có Rd ≤ Ω Căn vào điện trở xuất đất =0,4.104 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Cọc sử dụng loại cọc sắt góc L60x60x6 h L d eBook for You - Thanh ta dùng sắt rẹt 40x4 h L b 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 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: Hoàng Quyền - HTĐ -103- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP at ttc 2.L 4.t + L Rc = (ln + ln ) 2. L d 4.t − L Trong : at ttc = katmc Thường lấy katmc = 1,4 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 Rt = k.L2 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 = f( l1 ) = f( ) = 5,68 l2 Do : Điện trở nối đất tính : 0,4.104.1,6 2200 2.5,68 Rt = 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 Hoàng Quyền - HTĐ -104- eBook for You Tính tốn điện trở nối đất : Điện trở nối đất tính theo biểu thức sau : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 eBook for You VII Kết cấu trạm : Do điều kiện phố phường chật hẹp dân cư đông Nen 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 Hoàng Quyền - HTĐ -105- ... 5,65 12 ,1 5,38 10 , 79 11 , 69 12 ,13 14 ,95 8,72 8,72 13 ,38 11 ,2 11 ,85 12 ,93 1, 372 1, 662 1, 597 1, 90 2 1, 1 09 1, 1 09 1, 7 01 1,475 1, 3 89 1, 783 eBook for You Bảng A .9 Thông số đường dây mạng điện • Đường Ibt,... 12 ,13 1. 597 9, 54 58,3 70,7 265,08 10 , 79 14 ,95 1. 90 2 8,54 13 ,38 1. 7 01 9, 83 15 ,4 1. 95 8 2, 69 36+j17,435 10 4 ,97 95 ,43 NĐ – 40+j 19, 372 11 6,64 10 6,03 12 0 380 212 ,06 63,24 0,27 0,423 NĐ – 38+j18,403 11 0,8... 1, 372 1, 597 1, 90 2 1, 7 01 1 ,95 8 0,554 1, 7 01 1,475 1, 3 89 0, 892 1, 0265 S / km 2, 69 2,74 2, 69 2, 69 2, 69 2,58 2, 69 2,74 2,58 2,82 2,82 6, 89 6 ,12 9, 54 8,54 9, 83 11 ,14 8,54 5,65 12 ,1 10,76 12 ,38 eBook