Đồ án thiết kế, thi công, lắp đặt MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNTP TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐIỆN THIẾT KẾ, THI CÔNG, LẮP ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP 22/0,4 kV, S=250 KVA PHƯỜNG HÒA CƯỜNG BẮC Người hướng dẫn: Th.s Nguyễn Văn Hòa Đồ án thiết kế, thi cơng, lắp đặt MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Đà nẵng, năm 2018 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.s Nguyễn Văn Hòa, người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt q trình làm khố luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường ĐH Cơng Nghệ Thực Phẩm HCM nói chung, thầy cô Bộ môn Kỹ Thuật Điện – Điện tử nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt q trình học tập hồn thành đồ án Đà Nẵng, ngày …….tháng …… năm 2018 Người thực Đồ án thiết kế, thi công, lắp đặt MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc (Trang dùng để đính kèm phiếu giao nhiệm vụ Đồ án mơn học có chữ ký Giảng viên hướng dẫn Bộ môn) Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hình thức trình bày: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Nội dung: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Phần đánh giá: …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Đồng ý (không đồng ý) bảo vệ: ……… , ngày tháng năm…… Người hướng dẫn Số trang Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi cơng MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc MỤC LỤC CHƯƠNG 1: Tổng quan trạm biến áp…………………………….trang 3-7 CHƯƠNG 2: Giới thiệu sơ thiết bị sơ đồ sợi trạm biến áp 22/0,4 kV…………………………………………………………… .trang Chương 3: Vẽ đồ thị phụ tải, tính hệ số Tmax,τmax…………….trang 9-12 Chương 4: Tính tốn phụ tải cho trạm biến áp…………………… trang 13-14 CHƯƠNG 5: Tính tốn lựa chọn thông số thiết bị…… trang 15-29 CHƯƠNG 6: Tính tốn nối đất…………………………………….trang 30-32 CHƯƠNG Kết thi công…………………………………… trang 33-41 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MBA: Máy biến áp lực BI: Máy biến dòng điện ATM: Áp tô mát kW: Đồng hồ đo đếm điện FCO: Cầu chì tự rơi Uc: Điện áp vận hành liên tục chống sét van Ip: Dòng điện phóng định mức chống sét Số trang Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1 CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN TRẠM BIẾN ÁP Trạm biến áp cơng trình để chuyển đổi điện áp từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác Trạm biến áp phân loại theo điện áp, địa dư • Theo điện áp: Gồm trạm biến áp tăng áp, trạm hạ áp, trạm trung gian  Trạm biến áp tăng áp thường đặt nhà máy điện, làm nhiệm vụ tăng điện áp từ máy phát lên điện áp cao để tải điện xa  Trạm biến áp hạ áp thường đặt hộ tiêu thụ, để biến đổi điện áp cao xuống điện áp thấp phù hợp chu nhu cầu sử dụng sinh hoạt  Trạm biến áp trung gian có nhiệm vụ liên lạc giữu hai cấp điện áp với • Theo địa dư: Gồm trạm biến áp khu vực trạm biến áp địa phương  TBA khu vực cung cấp từ mạng điện khu cực (Mạng điện hệ thống điện) để cung cấp điện cho khu vực rộng lớn bao gồm thành phố, hay cụm khu công nghiệp…  TBA địa phương trạm biến áp cung cấp từ mạng phân phối, mạng địa phương cung cấp cho xí nghiệp, hay trực tiếp cấp cho hộ tiêu thu với cấp điện áp thấp 1.2 CÁC CẤP ĐIỆN ÁP CỦA TRẠM BIẾN ÁP • Cấp cao áp: mạng điện ba pha trung tính trực tiếp nối đất - 500kV: Dùng cho hệ thống lưới điện quốc gia nối miền đất nước - 220kV: Dùng cho lưới truyền tải phân phối khu vực - 110 kV: Dùng cho lưới truyền tải phân phối khu vực lớn • Cấp trung áp: Là mạng điện ba pha trung tính nối đất trực tiếp - 22kV: Dùng cho mạng địa phương cấp điện cho phụ tải vừa nhỏ khu dân cư • Cấp hạ áp: 380/220 (V) gồm: - Mạng điện ba pha trung tính nối đất trực tiếp - Mạng điện pha dây pha dây 1.3 PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP Về hình thức cấu trúc trạm biến áp, trạm biến áp chia thành trạm biến áp nhà trạm biến áp trời 1.3.1 Trạm biến áp trời: Ở trạm biến áp thiết bị điện như: máy cắt, dao cách ly, góp… điều đặt ngồi trời Phần phân phối phía trung áp đặt trời, nhà, Số trang Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc tủ chuyên dùng Phần hạ áp thường đặt nhà tủ chuyên dùng chế tạo sẵn Trạm biến áp trời thích hợp cho trạm tăng áp, trạm giảm áp trạm biến áp trung gian có cơng suất lớn, đủ điện kiện đất đai để đặt trang thiết bị Các trạm biến áp trời tiết kiệm nhiều kinh phí xây dựng, nên khuyến khích dùng có điều kiện 1.3.2 Trạm biến áp nhà: Ở trạm biến áp thiết bị như: Dao cách ly, máy biến áp, máy biến dòng, cái… đặt nhà Ngồi để đảm bảo mỹ quan thành phố người ta xây trạm biến áp ngầm, loại tốn vận xây dựng, bảo dưỡng, sữa chữa Trong thực tế cần vào vị trí địa lí, cơng suất trạm, tính chất quang trọng phụ tải, mơi trường mỹ quan kinh phí mà ta đầu tư trạm biến áp hợp lý 1.4 CÁC TRẠM BIẾN ÁP THƯỜNG GẶP 1.4.1 Trạm biến áp kiểu treo: Trạm treo (hình 1) kiểu trạm toàn thiết bị cao áp, hạ áp máy biến áp đặt trụ bê tông Máy biến áp thường pha ba máy biến áp pha hay máy biến áp ba pha Tủ hạ áp đặt cạnh bên máy biến áp hay nguồn phân phối xây dựng đất Trạm treo có ưu điểm tiết kiệm đất, thích hợp cho cơng cộng thị, trạm biến áp quan Để đảm bảo an toàn cho phép dùng trạm treo cho máy biến áp công suất cỡ 250KVA, 3x75KVA, với cấp điện áp 22/0,4 kV, phần đo đếm trang thiết bị hạ áp Số trang Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Hình – Trạm biến áp kiểu treo 1.4.2 Trạm nền: Trạm thường dùng nơi có điều kiện đất đai nơng thơn, quan, xí ngiệp vừ nhỏ Đối với trạm máy thiết bị cao áp đặt cột, máy biến áp thường tổ hợp ba máy biến áp pha hay máy biến áp ba pha đặt bệ xi măng đất, tủ phân phối hạ áp đặt nhà Xung quanh xây tường rào bảo vệ (Hình 2) Đường dây đến đường cáp ngầm hay đường dây không, phần đo đếm thực phía trung áp hay phía hạ áp Hình 2- Trạm biến áp Số trang Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi cơng MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc 1.4.3 Trạm kín: Là loại trạm máy thiết bị điện máy biến áp đặt nhà (Hình 3) Trạm kín thường phân làm trạm cơng cộng trạm khách hàng - Trạm công cộng thường đặt khu thị hóa, khu dân cư, - đảm bảo mỹ quan an toàn cho người sử dụng Trạm khách hàng thường đặt khuôn viên khách hàng, khuynh hướng sử dụng nộ mạch vòng (Ring main unit) thay cho kết cấu cái, cầu dao, có bợ chì cầu chì ống để bảo vệ máy biến áp công suất nhỏ 1000KVA Trạm kín cần dùng phòng, phòng đặt thiết bị cao áp, phòng đặt máy biến áp, phòng đặt thiết bị phân phối hạ áp, dùng nơi cần an tồn, nơi nhiều khí bụi nơi có hóa chất ăn mòn Số trang Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Đối với trạm biến áp kín vào thường cáp ngầm, cửa thơng gió điều phải có lưới chống chim rắn, chuột có hố dầu cố Hình 3- Trạm kín 1.4.4 Trạm giàn: Trạm kín loại trạm mà thiết bị điện, máy biến áp đăt giá đỡ hai cột (Hình-4) Trạm đựơc trang bị máy biến áp nhỏ 400 kVA, cấp điện áp 22/04 kV Phần đo đếm thực phía trung áp hay phía hạ áp Tủ phân Số trang 10 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc 5.4.4 Kiểm tra khí cụ điện cao áp (cầu chì tự rơi) Iđmcắt ≥ IN1 Theo tính tốn ta có: IN1 = 6,81 (kA) Iđmcắt = 25 (kA) Do cầu chì tự rơi chọn thỏa mãn yêu cầu 5.4.5 Kiểm tra khí cụ điện hạ áp: a/ Thanh hạ áp: - Kiểm tra độ ổn định lực điện động: Khi có ngắn mạch xảy ra, dòng điện ngắn mạch chạy qua làm cho chịu lực điện động lớn, rung động làm cho bị uống cong sinh phá hoại sứ đỡ Do ta phải kiểm tra theo điều kiện sau: Scp ≥ Stt Ta có Scp = 1400 (kg/cm2) Ứng suất tính tốn tính theo biểu thức: Stt =1,76*102*L2*I2xk / 10*a*ω Trong đó: L =60 cm: Khoảng cách hai sứ đỡ a =14 cm: khoảng cách pha Ixk = 15.26 (kA): dòng xung kích điểm ngắn mạch N2 ω =0,17*b*h: Momen chống uống với (b=4mm; h=30mm) Thay vào ta có: Stt =1,76*102*602*15,262/ 10*14*0,17*4,3 =338,5 (kg/cm2) Vậy ta có: Scp ≥ Stt Do đảm bảo lực ổn định điện động - Kiểm tra ổn định nhiệt: Kiểm tra ổn định nhiệt dựa vào điều kiện sau: Fcp ≥ Ftt Ứng lực cho phép đầu sứ: Fcp =0,6*Fphá hoại = 0,6*375 = 225 (kg) Số trang 32 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi cơng MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Ứng lực tính tốn tính theo biểu thức: Ftt = 1,76*10-2*I2xk*L /a Với a = 14cm, L=60cm ta có: Ftt = 1,76*10-2*15,262*60 /14 =17,56 (kg) Do Fcp > Ftt nên sứ chọn đạt yêu cầu b/ Kiểm tra ATM tổng: Điều kiện kiểm tra: Ixkkt ≥ IxkN2 Trong đó: Ixkkt: Dòng điện xung kích tra bảng phục lục IV.10 ta có: Ixkkt = 42 (kA) IxkN2: Dòng xung kích tính tốn điểm ngắn mạch IxkN2 = 15,26 (kA) Vậy ATM tổng chọn thỏa mãn yêu cầu Số trang 33 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi cơng MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Chương 6: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT TRẠM BIẾN ÁP Trong trạm biến áp nói đất an tồn nối đất làm việc thường nối chung với Điện trở nối đất an toàn trạm biến áp với cơng suất khơng q 320 KVA thường có Rđ ≤ (Ω) Căn vào điện trở suất đất ρ = 0,4*104 (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 cho phương án chọn Nếu trường hợp Rtt ≤ 4(Ω) phương án nối đất đạt yêu cầu, Rtt ≥ 4(Ω) ta phải xử lý tiếp tục đóng cọc điện trở nối đất đạt yêu cầu Mặt bố trí tiếp địa: Dự kiến phương án nối đất: - Ta sử dụng mạch vòng gồm cọc nối với nhau: Cọc sử dụng loại cọc sắt góc L60x60x6 Thanh ta dùng sắt dẹt 40x4 Dự kiến phương án nối đất hình vẽ: Xét độ ẩm đất, độ ẩm đất thường dao động phụ thuộc vào mùa mưa hay mùa khơ, ta cần xác định điện trở nối đất theo mùa ρđất = ρđo* Kmùa Tra bảng phục lục ta có: Kmùa khô = 0,4 Kmùa lạnh = 1,6 Điện trở nối đất hệ thống tính theo cơng thức sau: Rht = Rc*Rt / Rc*µt +n.Rc+ µc Trong đó: Rc: Điện trở cọc nối đất Rt: Điện trở Số trang 34 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi cơng MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc n: Số cọc µt; µc: Hệ số sử dụng cọc • Tính điện trở nối đất cọc: Cọc nối đất đất có điện trở tính theo công thức sau: Rc = ρ/2.π.L(ln2 + 1/2.ln Trong đó: L: Chiều dài cọc (L =250 cm) T = h + L/2 = 250/2 +80 = 205 cm d: Đường kính cọc (d=0,95b =0,95*6 = 5,7 cm) Thay vào ta có: Rc = + = 17,8(Ω) • Tính điện trở nối đất thanh: Điện trở nối đất tính theo cơng thức sau: Rt = Trong đó: L: Chiều dài (L=250cm) h: Độ sâu (h=80cm) d: Đường kính (d=b/2 =4/2 =2cm) Tra bảng ta có: µt = 0,45; µc = 0,8 Do điện trở nối đất tính: Rt = 31,5(Ω) Điện trở nối đất toàn trạm: Rht = = 3,38(Ω) Vậy ta có Rht = 3,38(Ω) < Rđ = 4(Ω) Do phương án nối đất đạt yêu cầu kỹ thuật • Kết cấu trạm: Do điều kiện phố phường chật hẹp dân cư đông nên ta thiết kế trạm bệch mà phải thiết kế trạm treo Các thông số trạm treo: - Diện tích mặt là: 3mx5m = 15m2 Số trang 35 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc - Dựng 02 cột ly tâm cao 11m, khoảng cách 02 cột 3m Dàn trạm cao 2,5m, tủ hạ áp có: Chiều cao 1,2m Chiều rộng 1m Bề dày 0,5m Chương 7: KẾT QUẢ THI CÔNG Bảng kê vật tư, thiết bị chuẩn bị thi công: ST Tên thiết bị, vật tư Số lượng Đơn vị T Máy biến áp 250 KVA Đầu cap EIU –S-24/3 Sứ đỡ 1 Máy Đầu Cái Số trang 36 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Máy biến dòng điện 0,4 kV Cầu chì ống trung ATM Đồng hồ đo đếm điện Tủ điện hạ Colier kẹp cáp Co ống PVC ϕ114 Ống PVC luồn cáp hạ Chống sét cao thê Chống sét hạ thê Cẩu tụ hành 20 Trụ bê tông ly tâm Đà sắt đỡ Dây an toàn Bộ dụng cụ đồ nghề Kìm bấm đầu cose Thang nhơm rút Dây cẩu cáp mềm Bu lông bắt chân đế MBA Ty leo Dây đồng trần 50mm2 Số trang 37 3 01 02 03 06 03 01 01 05 05 04 01 01 02 04 04 05 Máy Cái Cái Cái Cái Cái Mét Ống Bộ Bộ Máy Trụ Cây Dây Bộ Bộ Cây Sợi Bộ Bộ Mét Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Thi cơng tiếp địa hố móng Số trang 38 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi cơng MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Dùng cầu đo tiếp địa F4105A để kiểm tra tiếp địa sau thi công, giá trị thời điểm đo 0,37 (Ω) gần với giá trị tính tốn nhỏ giá trị thiết kế Số trang 39 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Thi cơng đầu cáp ngầm trung 22 kV Số trang 40 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi cơng MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Tủ điện hạ áp sau khu lắp đặt Số trang 41 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi cơng MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Lắp đặt sứ đỡ dây dẫn xuông máy biến áp Số trang 42 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Máy biến áp 22/0,4 kV sau lắp đặt Số trang 43 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc FCO, Sứ, Thanh dẫn sau lắp Số trang 44 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi cơng MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Trạm biến áp 22/0,4 kV lắp hồn thành đóng điện Số trang 45 Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc KẾT LUẬN Sau hai tháng thực đồ án chuyên nghành điện: Thiết kế trạm biến áp 22/0,4 kV công suất 250 KVA hoàn thành hướng dẫn thầy: Thr.s Nguyễn Văn Hòa thầy khoa điện Qua đề tài em củng cố lại kiến thức học trình tự bước thiết kế trạm biến áp, cách lắp đặt lựa chọn thiết bị cho trạm vấn đề kinh tế kỹ thuật công tác lắp đặt vận hành trạm biến áp Vì thời gian kiến thức hạn chế nên trình thực đồ án khơng tránh khỏi sai sót Em kính mong q thầy cô cho em ý kiến, đánh giá để em rút kinh nghiệm thiết kế trạm biến áp hồn chỉnh có điều kiện làm tốt tương lai Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy: Th.s Nguyễn Văn Hòa thầy khoa điện giúp em hồn thành đề tài Sinh viên thực TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT THIẾT BỊ ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ IEC (Nhà xuất khoa học kỹ thuật) [2] THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN: tác giả Hồng Quan, Vũ Văn Tầm (Nhà xuất khoa học kỹ thuật) [3] THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP (Phần điện) – tác giả PGS: Nguyễn Hữu Khái, nhà xuất Khoa học kỹ thuật Số trang 46 ... án thi t kế, thi cơng, lắp đặt MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc (Trang dùng để đính kèm phiếu giao nhiệm vụ Đồ án mơn học có chữ ký Giảng viên hướng dẫn Bộ môn) Đồ án thi t kế, lắp đặt, thi. .. giáo trình thi t kế nhà máy điện Chủng loại Đường kính (mm) Icp (A) Thanh đồng tròn 235 Số trang 24 Đồ án thi t kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc 5.3 CHỌN THI T BỊ ĐIỆN... đồ sợi: ATM nhánh Số trang 11 Đồ án thi t kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc Nguồn đến FCO MBA BI ATM tổng kWW Chức năng, nhiệm vụ thi t bị sơ đồ: - FCO: Cầu chì tự rơi