Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Vũ Minh Phƣơng Lớp : Đ5H4 Ngành học : Hệ Thống Điện TÊN ĐỀ TÀI: PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN I Các số liệu ban đầu Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện gồm 04 tổ máy, công suất tổ máy PđmF = 100 MW Hệ số tự dùng αTD = 9.5%, cos = 0,83 Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải hạ áp, trung áp phát hệ thống Phụ tải cấp điện áp máy phát UF 10,5 kV Pmax = 20 MW, cos = 0,87 Gồm kép công suất MW, dài km; đơn công suất MW, dài km Biến thiên phụ tải ghi bảng Tại địa phƣơng dùng máy cắt hợp có dòng điện định mức Icắt 21 kA tcắt=0,7s cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ 70 mm²; Phụ tải cấp điện áp trung UT (110 kV) Pmax= 140MW; cosφ = 0,86 Gồm kép x 70 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Phụ tải cấp điện áp cao UC (220 kV) Pmax= 180MW; cosφ = 0,86 Gồm kép x 90 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Nhà máy liên lạc với hệ thống điện đường dây kép 220 kV dài 30 km Hệ thống có cơng suất (không kể nhà máy thiết kế) : SđmHT= 5000 MVA, điện kháng ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống : X*HT= 0,85, cơng suất dự phòng hệ thống : SdtHT = 180 MVA Công suất toàn nhà máy : ghi bảng VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp toàn nhà máy Giờ 0÷ 6÷ 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24 80 80 70 80 100 90 80 PUT(%) 90 80 90 90 90 80 80 PUC(%) 90 80 90 90 90 80 80 PTNM(%) 80 80 90 100 100 90 90 PUF(%) PHẦN 2: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO CÔNG SUẤT 500KVA CUNG CẤP CHO MỘT KHU ĐÔ THỊ Xác nhận khoa Giáo viên hƣớng dẫn TS.Nguyễn Nhất Tùng VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện LỜI NÓI ĐẦU Ngày nhu cầu sử dụng lượng gia tăng mạnh mẽ tất nước giới.Trong đó, nhu cầu lượng điện đặt cho ngành điện lực quốc gia khó khăn lớn Việc đáp ứng nhu cầu sử dụng công nghiệp sử dụng điện sinh hoạt với chất lượng điện tốt, cung cấp điện liên tục, an toàn vấn đề thiết với quốc gia Việc sử dụng nguồn lượng có việc quy hoạch, khai thác nguồn lượng cách hợp lý, đảm bảo an ninh lượng mà vấn đề mang nhiều ý nghĩa kinh tế, trị, xã hội…Sau học xong chương trình ngành hệ thống điện, xuất phát từ nhu cầu thực tế, em giao nhiệm vụ thiết kế nội dung sau: Phần I: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện, gồm tổ máy với công suất tổ máy 100MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp điện áp trung áp 110 kV, phụ tải cấp điện áp cao áp 220 kV phát hệ thống Phần II: Thiết kế trạm biến áp treo công suất 500kVA cung cấp cho khu đô thị Hà Nội, tháng năm 2015 Sinh viên VŨ MINH PHƢƠNG VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện LỜI CẢM ƠN Q trình thiết kế tốt nghiệp khơng củng cố lại kiến thức học mà giúp em có hiểu biết xác đầy đủ hệ thống điện nói chung nhà máy nhiệt điện nói riêng Trong q trình làm với nỗ lực thân song kiến thức hạn chế thời gian có hạn nên luận văn tốt nghiệp tránh khỏi sai sót Vì em mong bảo thầy, cô để luận văn em hoàn thiện Qua đây, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Nhất Tùng trực tiếp hướng dẫn bảo em suốt trình làm luận văn, thầy, cô giáo môn giúp đỡ em hoàn thành nhiêm vụ thiết kế tốt nghiệp Em xin trân trọng cảm ơn ! VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện NHẬN XÉT (Giáo viên hƣớng dẫn) Hà Nội , ngày tháng Giáo viên hướng dẫn VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 năm Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện NHẬN XÉT (Giáo viên phản biện) Hà Nội , ngày tháng Giáo viên phản biện VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 năm Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện MỤC LỤC PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN CHƢƠNG I TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 1.1 Chọn máy phát điện 1.2 Tính tốn cân cơng suất 1.2.1 Cơng suất phát tồn nhà máy 1.2.2 Tính tốn phụ tải tự dùng 1.2.3 Tính tốn phụ tải cấp điện áp khác 1.2.4 Công suất phát hệ thống 1.3 Đề xuất phƣơng án nối dây .8 CHƢƠNG II TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 13 A PHƢƠNG ÁN 13 2.1 Phân bố công suất cấp điện áp MBA 13 2.2 Chọn loại công suất định mức MBA 14 2.2.3 Kiểm tra tải MBA 15 2.3 Tính tốn tổn thất điện MBA .19 B PHƢƠNG ÁN .21 2.1 Phân bố công suất cấp điện áp MBA .21 2.2 Chọn loại công suất định mức MBA 22 2.2.3 Kiểm tra tải MBA 23 2.3 Tính tốn tổn thất điện MBA 27 CHƢƠNG III.TÍNH TỐN KINH TẾ KỸ THUẬT- CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU 28 1.Phƣơng án 29 3.2 Phƣơng án 31 CHƢƠNG IV TÍNH TỐN NGẮN MẠCH .33 4.1 Chọn điểm ngắn mạch 33 4.2 Lập sơ đồ thay 34 VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chun ngành kĩ thuật điện 4.2.1 Tính tốn cho sơ đồ thay 34 4.2.2 Sơ đồ thay điện kháng đầy đủ 35 4.3 Tính tốn ngắn mạch theo điểm 36 4.3.1 điểm ngắn mạch N1 36 4.3.2 điểm ngắn mạch N2 39 4.3.3 điểm ngắn mạch N3 41 4.3.4 điểm ngắn mạch N3’ 44 4.3.5 điểm ngắn mạch N4 45 CHƢƠNG V CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 46 5.1 Tính tốn dòng cƣỡng cấp điện áp 46 5.1.1 Cấp điện áp 220 kV 46 5.1.2 Cấp điện áp 110kV 46 5.1.3 Cấp điện áp 10,5kV 46 5.2 Chọn máy cắt dao cách ly 48 5.2.1 Chọn máy cắt 48 5.2.2 Chọn dao cách ly 49 5.3 Chọn cứng đầu cực máy phát 49 5.3.1 Chọn loại tiết diện 50 5.3.2 Kiểm tra ổn định ngắn mạch 51 5.3.5 Chọn sứ đỡ cho dẫn cứng 53 5.4 Chọn dẫn mềm .54 5.5 Chọn cáp kháng điện đƣờng dây 60 5.5.1 Chọn cáp cho phụ tải điện áp máy phát 60 5.5.2 Chọn kháng điện đƣờng dây 63 5.6 Chọn máy biến áp đo lƣờng 67 5.6.1 Chọn máy biến dòng điện 67 5.6.2 Chọn máy biến điện áp 71 VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện 5.7 Chọn chống sét van 71 CHƢƠNG VI TÍNH TỐN TỰ DÙNG .75 6.1 Chọn sơ đồ tự dùng 75 6.2.Chọn máy biến áp tự dùng 76 6.3 Chọn khí cụ điện tự dùng 77 PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO CÔNG SUẤT 500 kVA CUNG CẤP CHO MỘT KHU ĐÔ THỊ CHƢƠNG I CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 81 1.1 Xác định phụ tải tính tốn .81 1.2 Chọn máy biến áp 81 1.3.Sơ đồ đấu điện trạm biến áp .81 CHƢƠNG II CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN 84 2.1 Chọn thiết bị điện cao áp 85 2.2 Chọn thiết bị điện hạ áp 86 2.3 Tính tốn ngắn mạch kiểm tra thiết bị ,khí cụ điện chọn 90 CHƢƠNG III.TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 96 Điện trở nối đất 96 3.2 Điện trở nối đất cọc 96 3.3 Điện trở nối đất hệ thống cọc 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO .98 VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN CHƢƠNG I: Bảng 1.1 Thông số máy phát điện Bảng 1.2 Bảng biến thiên công suất phụ tải toàn nhà máy Bảng 1.3 Bảng biến thiên công suất phụ tải tự dùng Bảng 1.4 Bảng biến thiên công suất cấp điện áp máy phát Bảng 1.5 Bảng biến thiên công suất cấp điện áp trung Bảng 1.6 Bảng biến thiên công suất cấp điện áp cao Bảng 1.7 Bảng cân công suất tổng hợp nhà máy điện Hình 1.1 Đồ thị phụ tải tồn nhà máy Hình 1.2 .Đồ thị phụ tải tự dùng Hình 1.3 .Đồ thị phụ tải cấp máy phát Hình 1.4 Đồ thị cấp điện áp trung Hình 1.5 Đồ thị cấp điện áp cao Hình 1.6.Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy điện Hình 1.7.Phương án I Hình 1.8 Phương án II Hình 1.9 Phương án III Hình 1.10 Phương án IV CHƢƠNG II: Bảng 2.1 Phân công suất MBA TN phương án I Bảng 2.2 Thông số MBA cuộn dây phương án I Bảng 2.3 Thông số MBA tự ngẫu phương án I VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Chƣơng2: CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN Trong việc thiết kế sơ đồ trạm, thiết bị đóng cắt nhƣ bảo vệ cho trạm biến áp nhà máy cần phải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật nhƣ phải hợp lý mặt kinh tế nhà máy Tuy nhiên, thực tế khó mà đảm bảo đƣợc yêu cầu trên, cho nên, ta cần phải so sánh tồn diện sở lợi ích lâu dài lợi ích chung kinh tế Đặc điểm TBA hạ áp với máy biến áp cách nối máy biến áp với đƣờng dây cung cấp điện điện áp cao.Theo quan điểm kĩ thuật, việc nối máy biến áp đƣờng dây thông qua dao cách ly máy cắt điện thỏa mãn hoàn toàn yêu cầu kĩ thuật áp dụng cho trƣờng hợp Song thực tế máy cắt điện đắt tiền cho vốn đầu tƣ doanh nghiệp, đặc biệt phức tạp bố trí vận hành.Vì việc sử dụng máy cắt điện đƣợc áp dụng trạm biến áp doanh nghiệp thực đƣợc giải pháp sau : Nối qua dao cách ly cầu chì Nối qua dao cách ly cầu chì máy cắt phụ tải Do đặc điểm sở sản xuất với phụ tải quan trọng, nên ta sử dụng sơ đồ nối phía cao áp máy biến áp đƣợc nối qua cầu chì tự rơi dao cách ly đến nguồn cung cấp Phía hạ áp đƣợc cấp điện thơng qua aptômát tổng aptômát nhánh 2.1 Chọn thiết bị điện cao áp : Trƣớc tiên tính tốn thơng số phục vụ cho việc chọn lựa MBA: 630kVA - 22/0,4kV, có dòng điện định mức phía cao áp là: Ilvmax= IđmB = SdmB 630   16,53(A) 3.U dm 3.22 MBA đƣợc phép tải 25% nên dòng điện cƣỡng là: Ilvcb = 1,25 Iđm = 1,25 16,53 = 20,66( A) Đối với thiết bị cao áp ta chọn theo điều kiện sau: Uđmtb ≥ Uđmmạng = 22 kV Idmtb ≥ Ilvcb = 20,66 A 2.1.1 Chọn cầu dao phụ tải : Cầu dao phụ tải làm nhiệm vụ cách ly đóng cắt dòng phụ tải Tra bảng 2.29 sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện 0,4-500kV - Ngô Hồng Quang Chọn cầu dao phụ tải ABB chế tạo có thông số sau: VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 84 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Loại Uđm (kV) Iđm (A) INcat (kA) IN (kA) 1s/3s 24 400 40 16/10 NPS24 B1-K4J2 Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật cầu dao phụ tải 2.1.2 Chọn cầu chì tự rơi : Cầu chì tự rơi thiết bị điện dùng để đóng cắt khơng tải cho TBA vừa làm nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch bảo vệ tải Tra bảng 2.21 trang sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện 0,4-500 kV-Ngô Hồng Quang Chọn cầu chì tự rơi SIEMENS chế tạo có thơng số sau : Uđm Iđm INcat Loại cầu chì (kV) (A) (kA) 3GD1 405-4B 24 40 25 Khối lƣợng (kg) 3,8 Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật cầu chì tự rơi 2.1.3 Chọn chống sét van : Nhiệm vụ chống sét van chống sét đánh ngồi đƣờng dây khơng truyền vào trạm biến áp trạm phân phối Tra bảng 2.21 sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện 0,4-500kV - Ngô Hồng Quang Chọn chống sét van SIEMENS chế tạo có thơng số sau: Loại 3G4 Vật liệu Cacbua Silic(SiC) Udm (kV ) IPdm (kA) 24 Vật liệu vỏ Sứ Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật chống sét van 2.1.4 Chọn sứ cao : Ta chọn sứ Nga chế tạo có thơng số sau : Udm (kV) F (kg) Kiểu OHC-35-500 35 500 Upđ khô (kV) Chiều cao (mm) 110 412 Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật sứ cao 2.1.5 Chọn dẫn đồng: Chọn tiết diện dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: K1.K2.ICP  Ilvcb = 20,66 A VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 85 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Với : K1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt K1  75  35  0,88 75  25 K2 – hệ số hiệu chỉnh số cáp đặt song song Cáp đơn K2 = ICP  Vậy : Ilvcb 20,66   23,47 A K1.K 0,88 Ta chọn dẫn đồng đặc tiết diện tròn (PL bảng 10.2 –Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp): Đƣờng kính (mm) Icp (A) 155 Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật dẫn đồng 2.2 Chọn thiết bị điện hạ áp : Dòng điện định mức phía hạ áp là: Ilvmax=Iđm = SdmB 630   909,32(A) 3.U dm 3.0,4 Dòng điện cƣỡng phía hạ áp là: Ilvcb = 1,25 Iđm = 1,25 909,32= 1136,65( A) Khi chọn thiết bị điện hạ áp ta dựa vào điều kiện sau: Uđm ≥ Uđmmạng = 0,4 kV Iđmtb ≥ Ilvcb = 1136,65 A 2.2.1 Chọn cáp hạ lộ tổng từ MBA đến tủ phân phối: Do chiều dài cáp ngắn, nên ta chọn cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép Ta có điều kiện: K1.K2.ICP  Ilvmax = 909,32A 1,3.K1.K2.ICP  Ilvcb = 1136,65 A Với : K1 – hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ,ứng với môi trƣờng đặt cáp: K1  75  35  0,88 75  25 K2 – hệ số hiệu chỉnh số cáp đặt song song Cáp đơn K2 = Vậy ICP   Ilvcb 1136,65   933,57 A K1.K 1,3 0,88.1,3 Chọn cáp đồng BS6622 DELTA có thơng số sau: (Bảng 4.27 –Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV ) VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 86 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện F(mm2) r0 (/km) 630 0,110 x0(/km) 0,103 ICP(A) 1056 Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật cáp đồng hạ áp 2.2.2 Chọn Aptomat tổng Aptomat đƣợc chọn theo điều kiện UđmA  Uđm mạng = 0,4kV IđmA  Ilvmax = 909,32 A ICđmA  IN Bảo vệ q dòng thao tác đóng cắt mạch hạ Aptomat Merlin Gerin chế tạo có thông số sau: UdmA (V) Loại IđmA(A) I CđmA(KA) C1001L 1000 65 690 Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật Atptomat tổng 2.2.3 Chọn Aptomat nhánh : Vì từ cao áp có lộ cung cấp cho phụ tải ta coi công suất lộ nhƣ nên aptomat nhánh đƣợc chọn theo điều kiện sau: UđmA  Uđm mạng = 0,4kV IđmA  909,32  227,33 A Ilvmax = 4 ICđmA  IN Vậy chọn Aptomat nhánh Aptomat Merlin Gerin chế tạo (bảng 3.5 trang 148) có thơng số sau: UdmA (V) Loại IđmA(A) I CđmA(KA) NS250L 250 50 690 Bảng 2.8 Thông số kỹ thuật Atptomat nhánh 2.2.4 Chọn hạ áp : Chọn tiết diện dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: ICP  Ilvcb = 1136,65 A Tra bảng 10-1 sách thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp PGS.TS Phạm Văn Hòa (Chủ biên) ThS.Phạm Ngọc Hùng Chọn đồng tiết diện chữ nhật có sơn màu để phân biệt pha, thơng số cho bảng sau: VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 87 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Kích thƣớc (mm) 60  F (mm2) 480 M(kg/m) 4,272 ICP (A) 1320 Bảng 2.9 Thông số kỹ thuật hạ áp 2.2.5 Chọn máy biến dòng : Chọn máy biến dòng theo điều kiện sau: Udm ≥ Udmmạng = 0,4kV IdmBI ≥ Ilvcb = 1136,65 A Chọn máy biến dòng Nga chế tạo, có thông số kỹ thuật sau: Loại Uđm (kV) Iđm (A) Idđm (kA) Cấp xác TПM- 6 5-1500 125 0,5 Bảng 2.10: Thông số kỹ thuật máy biến dòng 2.2.6 Chọn sứ đỡ : Tra bảng 9-1 sách thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áo PGS.TS.Phạm Văn Hòa (Chủ biên) ThS.Phạm Ngọc Hùng Ta chọn sứ o1-10YT3 Nga chế tạo có thơng số sau: Loại sứ 01-20YT3 Uđm (kV) UPđ khô (kV) 11 Phụ tải phá hoại (kg) 250 Chiều cao (mm) 62 Bảng 2.11: Thông số kỹ thuật sứ đỡ 2.2.7 Chọn chống sét van hạ áp : Chống sét van đƣợc chọn có điện áp định mức phù hợp với điện áp định mức mạng : UđmCSV  Uđmmạng = 0,4kV Dùng chống sét van Liên bang Nga chế tạo có thông số kỹ thuật cho bảng sau : Loại PBK-0,5Y Uđm Umax Uđánh thủng Uđánh thủng xung kích (kV) (kV) f=50Hz tpđ=210s (kV) (kV) 1,3 1,9 - 2,5 0,5 0,5 Bảng 2.12: Thông số kỹ thuật chống sét van hạ áp 2.2.8 Chọn thiết bị đo đếm điện : VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 88 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Tên đồng hồ Đơn vị Loại Ampe - mét Vôn - mét Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng A V Wh  378 378 MV3 E4 MV3 E4 R VAh Cấp xác 1,5 1,5 1,5 Công suất tiêu thụ (VA) Cuộn điện Cuộn áp dòng điện 0,1 2 0,5 1,5 0,5 Bảng 2.13: Thông số kỹ thuật thiết bị đo đếm điện Để đảm bảo độ bền học, ta chọn dây dẫn nối từ biến dòng đến dụng cụ đo dây dẫn đồng sợi bọc nhựa PVC tiết diện 2,5mm2 trở lên vỏ bọc có màu tƣơng ứng với màu quy ƣớc pha 2.2.9 Chọn cáp đầu nhánh Cáp đƣợc chọn theo điều kiện sau : - Dòng làm việc lâu dài cho phép : K1.K2.Icp  909,32  227,33 A Itt = 4 Với : K1 – hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ,ứng với môi trƣờng đặt cáp K1  70  42  0,789 70  25 K2 – hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ,kể đến số lƣợng cáp chung rãnh.( n=4) lấy K2 = 0,87 Vậy ICP  227,33  331,17 0,789.0,87 Chọn cáp đồng hạ áp lõi + trung tính cách điện PVC, hãng LENS chế tạo có thông số sau: (Bảng 4.23 –Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV ) ICP(A) F(mm2) r0 (/km) Trong nhà Ngoài trời x120+ 70 0,153/0,268 343 346 Bảng 2.14: Thông số kỹ thuật cáp đầu 2.2.10.Chọn tủ phân phối hạ áp - Sử dụng loại tủ sơn tĩnh điện : Tủ gồm hai ngăn đƣợc lắp cột cạnh máy biến áp Trong lắp đặt hệ thống đếm điện -Ngăn đếm: Gồm TI 1500/5A, đồng hồ công tơ tác dụng pha 380/220-5A, công tơ phản kháng pha 380/220 V -5A -Ngăn phân phối bảo vệ gồm có : 01 Aptơmát tổng C1001L 1000A 04 Aptômát nhánh NS250L 250A Merlin Gerin chế tạo Chọn tủ phân phối 0,4kV có kích thƣớc cao 1,2m - rộng 0,8m – dày 0,6m ( Lƣu ý : Hai bên mặt trƣớc thành tủ nên bố trí khe thơng gió để làm mát ) VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 89 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyờn ngnh k thut in sơ đồ nguyên lý trạm biến áp treo 500 kVA - 22/0,4kV 22kV Đ-ờng dây không 22kV cầu dao phụ tải NPS24B1-K4J2 Cầu chì tù r¬i 3GD1 405-4B Chèng sÐt van 3G4 Thanh dÉn đồng tròn phi 6mm mba eemc 630kVA-22/0,4kV Cáp đồng BS6622 (1,2x0,8x0, m) Máy biến dòng T M- Công tơ hữu công 380/220-5A Công tơ vô công 380/220-5A Aptomat tỉng C1001L Thanh c¸i 0,4kV Aptomat nh¸nh NS250L Chèng sÐt van PBK-0,5Y C¸p xt trun 0,4kV kWh kVAr h A A A V 0, kV Hình 3.2 Sơ đồ ngun lý trạm biến áp treo 2.3 Tính tốn ngắn mạch kiểm tra thiết bị ,khí cụ điện chọn 2.3.1 Tính tốn ngắn mạch Tính tốn ngắn mạch để xác định trị số dòng điện ngắn mạch nhằm kiểm tra thiết bị chọn Vì yêu cầu tính dòng ngắn mạch để kiểm tra khí cụ điện chọn nên ta chọn điểm ngắn mạch nhƣ hình vẽ: VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 90 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện CDPT CCTR N1 MBA AT N2 AN N3 Hình 2.2: Sơ đồ vị trí điểm ngắn mạch Chọn điểm ngắn mạch: Để kiểm tra thiết bị phía cao áp ta chọn điểm ngắn mạch N1 Để kiểm tra thiết bị điện phía hạ áp 0,4kV ta chọn điểm ngắn mạch N2 , N3: N2 – Kiểm tra cáp hạ lộ tổng áptômát tổng N3 – Kiểm tra áptômát nhánh cáp lộ phụ tải Giả thiết ngắn mạch xảy dạng ngắn mạch pha đối xứng coi nguồn có cơng suất vơ lớn Vì trạm biến áp đƣợc coi xa nguồn, nên tính tốn ngắn mạch ta " xem: IN = I = I Điện kháng hệ thống đƣợc tính gần qua cơng suất ngắn mạch máy cắt đầu nguồn: SN = 300 MVA Đƣờng dây 20kV không cấp điện cho trạm biến áp sử dụng dây dẫn loại AC-120 có chiều dài 10km Dây AC-120 có r0 = 0,27 (Ω/km) ; x0 = 0,4 (Ω/km) Điện trở đƣờng dây : RD = ro.l = 0,27.10 = 2,7  Điện kháng đƣờng dây : XD = xo.l = 0,4.10 =  2.3.1.1.Tính tốn ngắn mạch phía cao áp 22kV : Sơ đồ thay tính ngắn mạch điểm N1 : VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 91 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện XHT ZD N1 Hình 2.3: Sơ đồ thay ngắn mạch điểm N1 Ta có : Utb = 1,05Uđm = 1,05.22=23,1 kV Điện kháng hệ thống là: XHT U2tb 23,12    1,78 SN 300 Tổng trở đƣờng dây 10kV cấp điện cho TBA: ZD = 2,7 + j4 Vậy tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N1 là: Z1  R d2  (Xd  X ht )2  2,7  (1,78  4)  6,38 Dòng ngắn mạch điểm N1 : I N1  U tb 23,1   2,1(kA) 3.Z1 3.6,38 Dòng điện xung kích là: ixk1 = 1,8 IN1 = 1,8 2,1 = 5,3 kA 2.3.1.2.Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp 0,4kV Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp, ta coi MBA hạ áp nguồn (vì đƣợc nối với hệ thống có cơng suất vơ lớn), điện áp phía hạ áp không thay đổi xảy ngắn mạch, ta có: IN = I " = I Sơ đồ thay nhƣ sau : ZB ZC ZAT N2 ZTC ZAN N3 Hình 2.4: Sơ đồ thay ngắn mạch điểm N2, N3  Tính dòng ngắn mạch điểm N2 : Tổng trở Máy Biến Áp: 2 PN Udm 106 U N %.U dm 104 ZB  j n.Sdm n.Sdm Trong đó: PN , UN : Là tổn hao ngắn mạch (kW) điện áp ngắn mạch (%) máy biến áp U dm ,Sdm n : Điện áp định mức (kV) công suất định mức (kVA) máy biến áp : Số máy biến áp đặt trạm VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 92 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện ZB  6,04.0,42.106 4,5.0,42.104  j  2,43  j11,42(m) 1.6302 1.630 Tổng trở cáp nối từ máy biến áp tủ hạ áp : ZC = RC + j XC Cáp nối từ máy biến áp tủ hạ áp có : r0 = 0,110m/m, x0 = 0,103m/m Giả sử cáp có chiều dài 3m ta đƣợc : ZC = 0,110.3 + j0,103.3 = 0,33 + j0,309 m Tổng trở áp tô mát là: ZAT = 0,12 + j 0,094 m Do ta có tổng trở tính tới điểm N2: Z2 = ZB + ZC + ZAT = 2,43+ j11,42+0,33+ j0,309 + 0,12 + j0,094 = 2,88 +j 11,823 (Ω) Do dòng điện ngắn mạch điểm N2: I N2 U dm U dm 0,4.103     18,98(kA) 3.Z2 R 22  X 22 2,882  11,8232 Dòng điện xung kích tính tốn điểm ngắn mạch N2: i xk2  2.K xk I N2  2.1,3.18,98  34,89(kA)  Tính dòng ngắn mạch điểm N3: Ta có tổng trở hạ kich thƣớc 60x8 mm LTC = 0,6m ; r0 = 0,042 m/m ; x0 = 0,163 m/m ZTC = ( 0,042+ j 0,163 ) 0,6 = 0,0252 + j 0,1m Tổng trở áp tô mát nhánh là: ZAN = 0,15+ j 0,1m Do ta có tổng trở tính tới điểm N3: Z3 = Z2 + ZTC + ZAN = 2,88 +j11,823+0,0252+ j0,1+ 0,15 + j0,1 = 3,06 +j12,02 (Ω) Do dòng điện ngắn mạch điểm N3: I N3  U dm U dm 0,4.103    18,62(kA) 2 2 3.Z3 R  X3 3,06  12,02 Dòng điện xung kích tính tốn điểm ngắn mạch N3: i xk3  2.K xk I N3  2.1,3.18,62  34,23(kA) 2.3.2 Kiểm tra thiết bị, khí cụ điện chọn 2.3.2.1 Kiểm tra cầu dao phụ tải : Điều kiện kiểm tra: + UđmCD = 24kV  Uđm mang = 22kV + IđmCD = 400 A > ICb =20,66A + IđmN1-3s = 10kA > IN = 2,1 kA + Iđmcat = 40kA > IN1 = 2,1kA VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 93 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện  thoả mãn điều kiện 2.3.2.2 Kiểm tra cầu chì tự rơi: Điều kiện kiểm tra: + UđmCC = 24kV  Uđm mạng = 22kV + IđmCC = 25A > ICb =20,66 A + IđmCắt = 40kA > IN1 = 2,1 kA  thoả mãn điều kiện 2.3.2.3 Kiểm tra sứ đỡ cao áp: Điều kiện kiểm tra: + UđmSứ =35kV  Uđm mạng =22kV + Ftt  FCP Trong đó: + FCP= 0,6 FPh= 0,6.500=300 kG l a + Ftt=1,76 10-8 .i xk1 Với cấp điện áp  35kV thì:l=80200 cm ; a = 30 100 cm ta chọn: l=120cm ; a=60 cm  Ftt =1,76.10-8 120 (5,3.103 ) =0,99 kG 60 Ta thấy: FC = 500 kG > Ftt= 0,99 kG  Đạt yêu cầu 2.3.2.4 Kiểm tra hạ áp : Kiểm tra 0,4kV theo điều kiện ổn định động:  = M W  CP Trong đó: + M : Là mơ men uốn tính tốn + W : Là mơ men chống uốn dẫn Ta có: M = Ftt l l l = 1,76 10-8 .i 2xkN2 (kG/cm) 10 a 10 Với: l = 50 cm : Là khoảng cách sứ đỡ a = 15 cm : Là khoảng cách pha ixkN2 = 34890 A 50 50 348902 = 357,08 kG.cm 15 10 2 b.h 0,8.6  W = = 4,8 cm3 6 357,08 M   = = = 74,39kG/cm2 W 4,8  M = 1,76 10-8 Mà hạ áp đồng 608mm, có: CP = 1400 kG/cm2 VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 94 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện   = M = 74,39 kG/cm2 < CP = 1400 kG/cm2 W  Đạt yêu cầu 2.3.2.5 Kiểm tra Aptomat tổng: Điều kiện kiểm tra: + UđmA =690V > Uđm mạng =400V + IđmA =1000A  Ilvmax = 909,32 A + ICđmA = 65kA  IN2 = 18,98 kA  Đạt yêu cầu 2.3.2.6 Kiểm tra Aptomat nhánh NS160L Điều kiện kiểm tra: + UđmA =690V > Uđm mạng =400V + IđmA = 250 A  Ilv = 227,33A + ICđmA = 50kA  IN3 = 18,62 kA  Đạt yêu cầu VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 95 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện Chƣơng 3: TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP Hệ thống nối đất đƣợc kết cấu thép góc L60x60x6mm dài l = 2,5m chúng đƣợc nối với thép dẹt 40x4mm tạo thành mạch vòng nối đất xung quanh trạm biến áp Các cọc đóng sâu đƣợc chơn sâu h = 0,8m Mặt trạm là: l1xl2 = (6x4)m2 Điện trở suất đất đo = 0,4.104 (cm) Hệ số hiệu chỉnh theo mùa cọc nối đất là: Hệ số mùa an toàn Kmt = 1,6; Kmc = 1,4 Yêu cầu điện trở nối đất trạm có Uđm = 22kV : Rnđ   3.1 Điện trở nối đất Điện trở nối đất đƣợc tính theo cơng thức sau :  K.L2 Rt  ln 2.L d.h Trong :  = đo.Kmt = 0,4.104.10-2.1,6 = 64 m L chu vi mạch vòng : L = (6+4).2 = 20m b 40.103  0,02m d đƣờng kính thanh, thép dẹt nên : d   2 K hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K = f (l1/l2)=f(6/4)=f(1,5)=5,81 64 5,81.202  Rt  ln  6,053 2..20 0,02.0,8 3.2 Điện trở nối đất cọc Điện trở nối đất cọc tính theo cơng thức: Rc    2l 4t  l  ln  ln 2.l  d 4t  l  Trong đó:  = đo.Kmc = 0,4.104.10-2.1,4 = 56 m l chiều dài cọc: l = 2,5m d đƣờng kính cọc, cọc thép góc L60x60x6 nên d = 0,95b VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 96 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện d = 0,95.60.10-3 = 0,057 m t l 2,5 h  0,8  2,05m 2  Rc  56  2.2,5 4.2,05  2,5  ln  ln  17,073 2..2,5  0,057 4.2,05  2,5  3.3 Điện trở nối đất hệ thống cọc Mặt bố trí tiếp địa: 1.Cọc Thanh thép 0,7m 0,8m 2,5m 4m 3m 6m Hình 3.1 Sơ đồ mặt bố trí tiếp địa Tra tài liệu kỹ thuật điện cao áp ta có hệ số sử dụng cọc là: t = 0,36; c = 0,56 Điện trở nối đất hệ thống cọc : R ht  R c.R t 17,073.6,053   3,107 R c t  n.C R t 17,073.0,36  8.0,56.6,053 Ta có : Rht = 3,107 < Rđ = 4 Vậy hệ thống nối đất thiết kế cho trạm đạt yêu cầu kỹ thuật Kết Luận: Trong phần ta thiết kế trạm hạ áp 22/0,4 kV công suất 500KVA cung cấp cho khu dô thị.Ta chọn máy biến áp,khí cụ điện kiểm tra điều kiện an toàn kỹ thuật đảm bảo yêu cầu VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 97 Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành kĩ thuật điện TÀI LIỆU THAM KHẢO THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Tác giả: PGS-TS PHẠM VĂN HÒA( Chủ biên), Ths PHẠM NGỌC HÙNG NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT NGẮN MẠCH VÀ ĐỨT DÂY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Tác giả: PGS-TS PHẠM VĂN HÒA NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT SỔ TAY LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN (Từ 0,4-500kV) Tác giả: NGÔ HỒNG QUANG NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT VŨ MINH PHƢƠNG – Đ5H4 trang 98 ... .Đồ thị phụ tải tự dùng Hình 1.3 .Đồ thị phụ tải cấp máy phát Hình 1.4 Đồ thị cấp điện áp trung Hình 1.5 Đồ thị cấp điện áp cao Hình 1.6 .Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy điện Hình 1.7.Phương án. .. biến điện áp cấp điện áp 110kV Hình 5.1 Mặt cắt dẫn hình máng Hình 5.2.Hình vẽ chọn sứ Hình 5.3 Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương Hình 5.4 Sơ đồ cấp điện cho phụ tải địa phương kháng... đầu tư chi phí vận hành phương án Bảng3.7.Tính tốn so sánh kinh tế phương án Hình 3.1 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án I Hình 3.2 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án II CHƢƠNG IV: Bảng 4.1 Tổng