Đồ án Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 kV

bieán aùp theo ñieàu kieän quaù taûi söï coá, thì K1 < 0.93; K2 < 1.4; T2 < 6 giôø. Chuù yù theo doõi nhieät ñoä cuûa cuoän daây khoâng vöôït quaù 140oC vaø toát nhaát laø taêng cöôøng toái ña caùc bieän phaùp laøm laïnh maùy bieán aùp ñeå maùy bieán aùp vaän haønh ñaït hieäu quaû cao nhaát. Choïn soá löôïng maùy bieán aùp: Soá löôïng vaø coâng suaát cuûa maùy bieán aùp ñöôïc xaùc ñònh theo caùc tieâu chuaån kyõ thuaät sau: - An toaøn, lieân tuïc cung caáp ñieän. - Voán ñaàu tö beù nhaát. - Chi phí vaän haønh haøng naêm thaáp nhaát. - Ngoaøi ra coøn chuù yù ñeán vieäc tieâu toán kim loaïi maøu ít nhaát, caùc khí cuï vaø thieát bò ñieän phaûi coù theå thay theá moät caùch deã daøng, dung löôïng maùy bieán aùp trong moät traïm neân ñoàng nhaát … Tính toaùn choïn công suất máy biến áp maùy bieán aùp: Chọn 2 máy biến áp từ ngẫu: Ñoà thò phuï taûi cuûa toaøn traïm: TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 31 Töø ñoà thò phuï taûi, ta coù: Smin ≤ SñmMBA ≤ Smax  48.5 (MVA) ≤ SñmB ≤ 80.5 (MVA) vaø SñmB ≥ qtsc max K S = 4.1 5.80 = 57.5 (MVA) vôùi Kqtsc = 1.4 (do maùy bieán aùp ñaët ngoaøi trôøi)ø Vì theá caùc loaïi maùy bieán aùp từ ngẫu coù theå choïn: 63 MVA, 90 MVA Vôùi maùy bieán aùp töø ngaãu coù S = 63 MVA, ta tieán haønh kieåm tra quaù taûi söï coá cuûa maùy bieán aùp ta coù baûng giaù trò sau: Thời gian 0->4h 4->8h 8->12h 12->14h 14->16h 16->20h 20->24h Si (MVA) 48.5 64.5 80.5 70.5 70.5 80.5 64.5 Ki = Si/SB 0.77 < 1 1.02 1.28 1.12 1.12 1.28 1.02 (Ki)2 0.59 1.04 1.64 1.25 1.25 1.64 1.04 Ti (giôø) 4 4 4 2 2 4 4 (Ki)2*Ti 2.36 4.16 6.56 2.5 2.5 6.56 4.16 8 12 16 20 24 14 4 64.5 80.5 80.5 64.5 70.5 48.5 100 60.2 0 80.1 TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 32 K2ñt = i i 2 i T )T*K( ∑ ∑ = 20 16.456.65.25.256.616.4 +++++ = 1.15 max ñt2 K K = 28.1 15.1 = 0.898 < 0.9 nên K2 = 0.9*Kmax = 0.9*1.28 = 1.152 Vậy K2 = 1.152 < 1.4 T2 = 2 max i 2 i )K*9.0( )T*K(∑ = 2)28.1*9.0( 16.456.65.25.256.616.4 +++++ =4.46 Vậy T2 = 4.46 (giôø) < 6 (giôø). Vì theá ta tính K1 baèng caùch: K1ñt = 10 )T*K( i 2 i∑ = 10 28.316.436.2 ++ = 0.99 K1 = max 1 K K dt = 28.1 99.0 = 0.77 Vậy K1 = 0.77 < 0.93 Vậy máy biến áp tự ngẫu có Sđm = 63 MVA thỏa các điều kiện quá tải sự cố. Maùy bieán aùp từ ngẫu ba pha 63 MVA coù caùc thoâng soá sau: Sđm (MVA) Điện áp (kV) UN% I0% ∆P0 (kW) ∆PN (kW) Cao Trung Hạ C/T C/H T/H C/T C/H T/H 63 230 121 38.5 11 35 22 0.5 45 400 220 240 TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 33 Chọn 2 máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây: Thời gian S22 (MVA) STD (MVA) S22TD (MVA) 0 (h) -> 4 (h) 18 0.5 18.5 4 (h) -> 8 (h) 24 0.5 24.5 8(h) ->12(h) 30 0.5 30.5 12(h) ->14(h) 30 0.5 30.5 14(h) ->16(h) 30 0.5 30.5 16(h) ->20(h) 30 0.5 30.5 20(h) ->24(h) 24 0.5 24.5 Từ bảng phụ tải 22 kV và tự dung ta có Smax = 30.5 (MVA). Công suất máy biến áp chọn theo điều kiện 1 máy biến áp nghỉ, máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố có khả năng cung cấp đủ Smax = 30.5 (MVA) Ta có: Smin ≤ SñmMBA ≤ Smax  18.5 (MVA) ≤ SñmB ≤ 30.5 (MVA) vaø SñmB ≥ qtsc max K S = 4.1 5.30 = 21.8 (MVA) vôùi Kqtsc = 1.4 (do maùy bieán aùp ñaët ngoaøi trôøi)ø Vì thế maùy bieán aùp 3 pha 2 cuộn dây coù theå choïn: 30 MVA Ta tieán haønh kieåm tra quaù taûi söï coá cuûa maùy bieán aùp ta coù baûng giaù trò sau: 8 12 16 20 24 14 4 64.5 80.5 80.5 64.5 70.5 48.5 100 60.2 0 80.1 SB = 63MVA TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 34 Thời gian 0->4h 4->8h 8->12h 12->14h 14->16h 16->20h 20->24h Si (MVA) 18.5 24.5 30.5 30.5 30.5 30.5 24.5 Ki = Si/SB 0.62 < 1 0.81< 1 1.02 1.02 1.02 1.02 0.81< 1 (Ki)2 0.38 0.66 1.04 1.04 1.04 1.04 0.66 Ti (giôø) 4 4 4 2 2 4 4 (Ki)2*Ti 1.52 2.64 4.16 2.08 2.08 4.16 2.64 K2ñt = i i 2 i T )T*K( ∑ ∑ = 12 16.408.208.216.4 +++ = 1.02 max ñt2 K K = 02.1 02.1 = 1 > 0.9 nên K2 = K2ñt = 1.02 Vậy K2 = 1.02 < 1.4 Và T2 = 12 (giôø) > 6 (giôø) (không thỏa) Vậy ta chọn nâng công suất máy biến áp lên Sđm = 31.5 MVA Vì máy biến áp 31.5 MVA > Smax = 30.5 MVA nên không cần kiểm tra quá tải cho máy biến áp này Các thông số của máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây 31.5 MVA: Sđm (MVA) Điện áp (kV) UN% I0% ∆P0 (kW) ∆PN (kW) Cao Hạ 31.5 115 38.5 10.5 2.7 36 200 4.3 TÍNH TOAÙN TOÅN THAÁT TRONG MAÙY BIEÁN AÙP 4.3.1 Giới thieäu sô löôïc veà toån thaát trong maùy bieán aùp vaø heä thoáng ñieän: - Nhö chuùng ta ñaõ bieát toån thaát ñieän naêng trong heä thoáng ñieän, noùi chung gaây thieät haïi khoâng nhoû veà chi phí vaän haønh. Trong ñoù coù raát nhieàu toån thaát nhö: toån thaát trong maùy bieán aùp, toån thaát treân daây daãn khi truyeàn taûi, toån thaát vaàng quang (ñoái vôùi ñieän aùp cao), … trong ñoù toån thaát trong maùy bieán aùp laø toån thaát chuû yeáu. Toån thaát naøy goàm hai thaønh phaàn: o Toån thaát saét, noù khoâng phuï thuoäc vaøo phuï taûi vaø noù chính laø toån thaát khoâng taûi cuûa maùy bieán aùp. o Toån thaát ñoàng phuï thuoäc vaøo phuï taûi. Khi phuï taûi baèng coâng suaát ñònh möùc cuûa maùy bieán aùp thì toån hao naøy chính laø toån hao ngaén maïch . TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 35 - Coù raát nhieàu loaïi maùy bieán aùp nhö: maùy bieán aùp ba pha hai cuoän daây, ba pha ba cuoän daây, töï ngaãu ba pha, … Moãi loaïi maùy ñeàu coù caùch tính khaùc nhau. Tuy nhieân vì caùc maùy bieán aùp trong ba phöông aùn ta söû duïng laø maùy bieán aùp ba pha hai cuoän daây, ba pha ba cuoän daây, töï ngaãu ba pha neân ta chæ ñöa ra caùc coâng thöùc ñeå tính toån thaát cho ba loaïi maùy naøy. 4.3.1.1 Toån thaát ñieän naêng trong maùy bieán aùp töï ngaãu: - Heä soá coù lôïi cuûa maùy bieán aùp töï ngaãu: α = 1 – C T U U = 1 – 220 110 = 0,5 ∆PN.C = 0,5.       ∆ − ∆ +∆ 2 . 2 . . αα THNCHN CTN PPP ∆PN.T = 0,5.       ∆ − ∆ +∆ 2 . 2 . . αα CHNTHN CTN PPP ∆PN.H = 0,5.       ∆−∆+∆ CTNTHNCHN P PP .2 . 2 . αα - Khi coù ñoà thò phuï taûi toån thaát ñieän naêng qua maùy bieán aùp laø: ∆A = n.∆P0.t + n 1 .∑             ∆+∆+∆ i dm iH HN dm iT TN dm iC CN tS SP S SP S SP .... 2 2 .2 2 .2 2 . Trong ñoù: o ∆A – laø toån thaát ñieän naêng trong maùy bieán aùp tính trong moät ngaøy ñeâm. o n – laø soá maùy bieán aùp vaän haønh song song. o ∆P0 – laø toån thaát khoâng taûi. o t – laø thôøi gian vaän haønh trong moät ngaøy ñeâm. o ∆PN.C – laø toån thaát ngaén maïch trong cuoän cao. o ∆PN.T – laø toån thaát ngaén maïch trong cuoän trung. o ∆PN.H – laø toån thaát ngaén maïch trong cuoän haï. o SiC – laø coâng suaát truyeàn qua cuoän cao töông öùng vôùi thôøi gian ti. o SiT – laø coâng suaát truyeàn qua cuoän trung töông öùng vôùi thôøi gian ti. o SiH – laø coâng suaát truyeàn qua cuoän haï töông öùng vôùi thôøi gian ti. o Sñm – laø coâng suaát ñònh möùc cuûa maùy bieán aùp. 4.3.1.2 Toån thaát ñieän naêng trong maùy bieán aùp ba pha hai cuoän daây: - Khi coù ñoà thò phuï taûi toån thaát ñieän naêng qua maùy bieán aùp laø: ∆A = n.∆P0.t + n 1 .∆PN. ∑ ii dm tS S .. 1 2 2 Trong ñoù: o ∆A – laø toån thaát ñieän naêng trong maùy bieán aùp tính trong moät ngaøy ñeâm. TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 36 o n – laø soá maùy bieán aùp vaän haønh song song. o ∆P0 – laø toån thaát khoâng taûi. o t – laø thôøi gian vaän haønh trong moät ngaøy ñeâm. o ∆PN – laø toån thaát ngaén maïch trong maùy bieán aùp. o Si – laø coâng suaát truyeàn qua maùy bieán aùp töông öùng vôùi thôøi gian ti. o Sñm – laø coâng suaát ñònh möùc cuûa maùy bieán aùp. 4.3.1.3 Toån thaát ñieän naêng trong maùy bieán aùp ba pha ba cuoän daây: - Coi nhö tyû leä coâng suaát cuûa maùy bieán aùp laø 100/100/100, toån thaát ngaén maïch trong töøng cuoän daây maùy bieán aùp ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: ∆PN.C = 0,5.(∆PN.CT + ∆PN.CH - ∆PN.TH) ∆PN.T = 0,5.(∆PN.CT + ∆PN.TH - ∆PN.CH) ∆PN.H = 0,5.(∆PN.CH + ∆PN.TH - ∆PN.CT) - Chuù yù: Moät soá maùy bieán aùp nhaø cheá taïo chæ cho moät thoâng soá ∆PN.CH coù theå xem toån thaát ngaén maïch giöõa caùc cuoän daây baèng nhau vaø ñöông nhieân khi ñoù: ∆PN.C = ∆PN.T = ∆PN.H = 0,5.∆PN.CH - Khi coù ñoà thò phuï taûi toån thaát ñieän naêng qua maùy bieán aùp laø: ∆A = n.∆P0.t + dmSn 2. 1 . ( )∑ ∑∑ ∆+∆+∆ iHiHHNiTiTTNiCiCCN tSPtSPtSP ... 2.2.2. Trong ñoù: o ∆A – laø toån thaát ñieän naêng trong maùy bieán aùp tính trong moät ngaøy ñeâm. o n – laø soá maùy bieán aùp vaän haønh song song. o ∆P0 – laø toån thaát khoâng taûi. o t – laø thôøi gian vaän haønh trong moät ngaøy ñeâm. o Sñm – laø coâng suaát ñònh möùc cuûa maùy bieán aùp. o ∆PN.C – laø toån thaát ngaén maïch trong cuoän cao. o ∆PN.T – laø toån thaát ngaén maïch trong cuoän trung. o ∆PN.H – laø toån thaát ngaén maïch trong cuoän haï. o SiC – laø coâng suaát truyeàn qua cuoän cao töông öùng vôùi thôøi gian tiC. o SiT – laø coâng suaát truyeàn qua cuoän trung töông öùng vôùi thôøi gian tiT. o SiH – laø coâng suaát truyeàn qua cuoän haï töông öùng vôùi thôøi gian tiH. TÍNH TOAÙN TOÅN THAÁT ÑIEÄN NAÊNG MAÙY BIEÁN AÙP TỪ NGẪU )P( B∆ goïi laø toån thaát qua maùy bieán aùp BP∆ = OP∆ + 2       ×∆ ñmB t N S SP Maùy bieán aùp töø ngaãu caáp 220 kV / 110 kV / 22 kV vôùi caùc thoâng soá sau: TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 37 Tæ soá coâng suaát caùc cuoän cao, trung, haï laø 100 / 100 / α (vôùi C T U U −= 1α = 0.5). Sđm (MVA) Điện áp (kV) UN% I0% ∆P0 (kW) ∆PN (kW) Cao Trung Hạ C/T C/H T/H C/T C/H T/H 63 230 121 38.5 11 35 22 0.5 45 400 220 240 ∆PN.C = 0.5 ×       ∆ − ∆ +∆ 2 . 2 . . αα THNCHN CTN PPP = 0.5×       −+ 22 5.0 240 5.0 220400 = 160 (kW) ∆PN.T = 0.5 ×       ∆ − ∆ +∆ 2 . 2 . . αα CHNTHN CTN PPP = 0.5×       −+ 22 5.0 220 5.0 240400 = 240 (kW) ∆PN.H = 0.5 ×       ∆−∆+∆ CTNTHNCHN P PP .2 . 2 . αα = 0.5 ×       −+ 400 5.0 240 5.0 220 22 = 720 (kW) Ta có: ngaøyA∆ = 2× 0P∆ × t + 0.5×               ∆+∆+∆∑ I2 ñmB 2 IH NH2 ñmB 2 IT NT2 ñmB 2 IC NC t.S S .P S S .P S S .P vôùi I 2 IC T.S∑ = 48.5 2.4 + 64.52.4 + 80.52.4 + 70.52.2 + 70.52.2 + 80.52.4 +64.52.4 = 114414 (MVA)2.h. I 2 IT T.S∑ = 30 2.4 + 402.4 + 502.4 + 402.2 + 402.2 + 502.4 +402.4 = 42800 (MVA)2.h. I 2 IH T.S∑ = 18.5 2.4 + 24.52.4 + 30.52.4 + 30.52.2 + 30.52.2 + 30.52.4 + 24.52.4 = 17334 (MVA)2.h. Suy ra toån thaát ñieän naêng trong moät ngày đêm laø: ngaøyA∆ = 2× 45 × 24 + 2632 1 × × (160×114414 + 240×42800 + 720×17334) = 7332.4 kWh Vaäy toån thaát ñieän naêng trong moät naêm laø: naêmA∆ = 7332.4 × 365 = 2676326 (kWh). Phaàn traêm toån thaát: vôùi: Toång ñieän naêng tieâu thuï trong moät ngaøy: ngaøyA∑ = ∑ Pi × Ti = 38.4×4 + 51.2×4 + 64×4 + 56×2+56×2+64×4+51.2×4 = 1299.2 (MWh). Ñieän naêng tieâu thuï trong moät naêm laø: naêmA∑ = ngaøyA∑ × 365 = 1299.2 × 365 = 474208 (MWh). Toån thaát phaàn traêm ñieän naêng trong moät naêm: TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 38 %A∆ = %100* A A naêm ∑ ∆ = %100* 474208000 2676326 = 0.56% < 5% TÍNH TOAÙN TOÅN THAÁT ÑIEÄN NAÊNG MAÙY BIEÁN 3 PHA 2 CUỘN DÂY Khi coù ñoà thò phuï taûi ii đm N tS Sn P tPnA ××∆+×∆×=∆ ∑ 220 1 Ta có: II TS .2∑ = 30×4 + 40×4 + 50×4 + 40×2+40×2+50×4 + 40×4 = 1000 (MVA)2h 10005.31 1 2 20024362 2 ××+××=∆ ngàyA = 1828.8 (kWh) Vaäy toån thaát ñieän naêng trong moät naêm laø: naêmA∆ = 1828.8 × 365 = 667512 (kWh) TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 39 CHÖÔNG 5 TÍNH TOAÙN NGAÉN MAÏCH 5.1 LYÙ THUYEÁT TÍNH TOAÙN NGAÉN MAÏCH Khi ñaùnh giaù vaø löïa choïn nhaø maùy ñieän, heä thoáng cuõng nhö traïm bieán aùp khoâng nhöõng caàn phaûi quan taâm ñeán doøng ñieän vaø ñieän aùp bình thöôøng maø coøn phaûi quan taâm ñeán vaán ñeà ngaén maïch. Doøng ñieän khi ngaén maïch lôùn hôn nhieàu laàn so vôùi doøng ñieän ñònh möùc neân coù theå gaây ra öùng suaát nhieät vaø öùng suaát ñoäng raát lôùn. Trong tröôøng hôïp ngaén maïch chaïm ñaát coù theå sinh ra ñieän aùp tieáp xuùc khoâng cho pheùp vaø xaûy ra hieän töôïng nhieãu trong heä thoáng ñieän. Neáu doøng ñieän ngaén maïch khoâng ñöôïc tính ñeán trong giai ñoaïn thieát keá, thì nhöõng haäu quaû cuûa noù coù theå laøm hö hoûng thieát bò cuõng nhö caùc khí cuï ñieän vaø nguy hieåm cho caû con ngöôøi. Doøng ñieän ngaén maïch nhoû nhaát coù theå cuõng caàn phaûi xaùc ñònh vì noù coù yù nghóa quan troïng trong vieäc löïa choïn thoâng soá kyõ thuaät cho caùc thieát bò baûo veä. 5.1.1 Khi tính toaùn doøng ñieän ngaén maïch caàn quan taâm caùc giaû thieát sau: - Chæ tính ngaén maïch ba pha N(3), vì thöôøng doøng ngaén maïch ba pha lôùn hôn doøng ngaén maïch hai pha N(2) vaø moät pha N(1). - Nguoàn cung caáp cho doøng ngaén maïch laø heä thoáng caùc maùy phaùt nhieät vaø thuûy ñieän. Maùy buø ñoàng boä, ñoäng cô ñieän chæ xeùt khi ngaén maïch treân cöïc cuûa noù vì khi ngaén maïch qua ñieän khaùng lôùn, caùc doøng ngaén maïch naøy nhoû vaø ñaõ taét. - Söùc ñieän ñoäng cuûa caùc nguoàn khi ngaén maïch ôû xa qua ñieän khaùng lôùn (x*ñm > 3) ñöôïc coi laø khoâng ñoåi. - Khi tính toaùn ngaén maïch trong heä thoáng U > 1000V coù theå boû qua thaønh phaàn ñieän trôû R maø chæ xeùt ñieän khaùng X, vì R thöôøng nhoû hôn X nhieàu. Khi tính ngaén maïch trong maïng U < 1000V môùi xeùt ñeán R. 22 XRz += - Thôøi gian toàn taïi ngaén maïch baèng thôøi gian baûo veä relay (tbv) vaø thôøi gian maùy caét laøm vieäc (tMC): tN = tbv + tMC TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 40 - Coù theå xem doøng ngaén maïch khoâng ñoåi trong thôøi gian toàn taïi ngaén maïch, do ñoù: I’’ = It = Ioâñ trong ñoù: o I’’- laø doøng ñieän ngaén maïch sieâu quaù ñoä o It – laø doøng ngaén maïch taïi thôøi ñieåm t o Ioâñ – laø doøng ngaén maïch oån ñònh. - Tính ngaén maïch trong heä töông ñoái vôùi cbS vaø cbU ; khi chæ coù moät hoaëc hai caáp ñieän aùp môùi tính trong heä coù teân: cb cb cb U S I 3 = 5.1.2 Trình töï tính toaùn ngaén maïch ba pha: - Veõ sô ñoà heä thoáng caàn tính toaùn ngaén maïch vaø xaùc ñònh caùc ñieåm caàn tính toaùn ngaén maïch Ni. - Töø sô ñoà nguyeân lyù thay theá caùc phaàn töû baèng moâ hình hoaù cuûa noù, ghi vaø ñaùnh soá thöù töï xi cuûa caùc ñieän khaùng. - Choïn caùc thoâng soá trong heä cô baûn: Scb, Ucb suy ra Icb ôû caùc caáp caàn tính doøng ngaén maïch. - Tính trò soá cô baûn töông ñoái cuûa caùc ñieän khaùng xi. - Laàn löôït bieán ñoåi sô ñoà veà sô ñoà ñaúng trò chæ coù moät nguoàn vaø ñieän khaùng toång töông ñöông cho töøng ñieåm ngaén maïch xΣi. - Tính doøng ngaén maïch cuûa töøng ñieåm ngaén maïch theo bieåu thöùc i cb cbNikANi i Ni x I III x I ∑∑ === .; 1 * )( * o Trong ñoù: Icb – laø trò cô baûn cuûa doøng ngaén maïch töông öùng vôùi ñieän aùp taïi ñieåm ngaén maïch. 5.2 TÍNH TOAÙN NGAÉN MAÏCH - Traïm bieán aùp ñang thieát keá ñöôïc noái vôùi heä thoáng baèng hai ñöôøng daây vôùi chieàu daøi 35 km. 5.2.1 Tính toaùn ngaén maïch trong heä töông ñoái cô baûn: 5.2.1.1 Caùc coâng thöùc caàn thieát ñeå xaùc ñònh ñieän khaùng: TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 41 - Ñieän khaùng maùy bieán aùp: o Maùy bieán aùp töï ngaãu: % .CNU = 2 1       −+ αα % . % . % . THNCHN CTN UUU ⇒ xC = 100 % .CNU . dm cb S S % .TNU = 2 1       −+ αα % . % . % . CHNTHN CTN UUU ⇒ xT = 100 % .TNU . dm cb S S % .HNU = 2 1       −+ % . % . % . CTN CHNTHN UUU αα ⇒ xH = 100 % .HNU . dm cb S S - Ñieän khaùng ñöôøng daây: xd = x0.l. cb cb U S 2 vôùi: x0 = 0.4(Ω /km) – laø ñieän khaùng cuûa 1 km daây daãn; l – laø chieàu daøi daây daãn. - Ñieän khaùng cuûa heä thoáng: xHT = *HTx . cb HT S S 5.2.1.2 Caùc ñaïi löôïng cô baûn: Coâng suaát cô baûn: Scb =2000 MVA. - Ñieän aùp cô baûn: Ucb1 = 230 kV; Ucb2 = 121 kV; Ucb3 = 38.5 kV. - Töø ñoù suy ra doøng ñieän cô baûn: Icb1 = 1.3 cb cb U S = 230.3 2000 = 5.02 kA; Icb2 = 2.3 cb cb U S = 121.3 2000 = 9.54 kA. Icb3 = 3.3 cb cb U S = 5.38.3 2000 = 29.99 kA - Ta coù: o Ñieän khaùng cuûa heä thoáng: xHT = *HTx × cb HT S S = 0.35× 2000 2000 = 0,35 ñvtñ o Ñieän khaùng ñöôøng daây: xd = x0× l× 1 2 cb cb U S = 0.4×35× 2230 2000 = 0.53 ñvtñ Caùc thoâng soá cuûa maùy bieán aùp töï ngaãu 63 MVA: Sđm (MVA) Điện áp (kV) UN% I0% ∆P0 (kW) ∆PN (kW) TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 42 Cao Trung Hạ C/T C/H T/H C/T C/H T/H 63 230 121 38.5 11 35 22 0.5 45 400 220 240 - Sô ñoà thay theá ñieän khaùng: - Ta coù: o Ñieän khaùng cuoän cao cuûa maùy bieán aùp töï ngaãu: % .CNU = 2 1       −+ αα % . % . % . THNCHN CTN UUU = 2 1       −+ 5,0 22 5,0 3511 = 18.5% xC = 100 % .CNU . dm cb S S = 100 5.18 . 63 2000 = 5.87 ñvtñ o Ñieän khaùng cuoän trung cuûa maùy bieán aùp töï ngaãu: % .TNU = 2 1       −+ αα % . % . % . CHNTHN CTN UUU = 2 1       −+ 5,0 35 5,0 2211 = 0 xT = 100 % .TNU . dm cb S S = 100 0 . 63 2000 = 0 220KV HTX =0,35 CX =5.87 TX =0 110KV HX =16.35 22KV dX =0.53 dX =0.53 CX =5.87 TX =0 HX =16.35 1N 2N 3N TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 43 XHT Xd Xd N1 o Ñieän khaùng cuoän haï cuûa maùy bieán aùp töï ngaãu: % .HNU = 2 1       −+ % . % . % . CTN CHNTHN UUU αα = 2 1       −+ 11 5,0 35 5,0 22 = 51.5 % xH = 100 % .HNU . dm cb S S = 100 5.51 . 63 2000 = 16.35 ñvtñ - Ngaén maïch taïi N1: o Ñieän khaùng töông ñöông tính ñeán ñieåm ngaén maïch: 1N x = xHT + 2 1 .xd = 0.35 + 2 1 ×0.53 = 0.615 ñvtñ o Doøng ñieän ngaén maïch sieâu quaù ñoä: cbNI 1 = 1 1 Nx = 615.0 1 = 1.626 1NI = cbNI 1 .Icb1 = 1.626 × 5.02 = 8.16 kA o Doøng xung kích: ixk1 = 2 kxk× 1NI , vôùi kxk = 1.8 – laø heä soá xung kích. ixk1 = 2 ×1.8× 8.16 = 20.77 kA. - Ngaén maïch taïi N2: o Ñieän khaùng töông ñöông tính ñeán ñieåm ngaén maïch: 2N x = xHT + 2 1 .xd + 2 1 .(xC + xT) = 0.35 + 2 1 ×0.53 + 2 1 ×(5.87 + 0) = 3.550 ñvtñ o Doøng ñieän ngaén maïch sieâu quaù ñoä: cbNI 2 = 2 1 Nx = 550.3 1 = 0.282 2NI = cbNI 2 .Icb2 = 0.282×9.54 = 2.69 kA o Doøng xung kích: ixk2 = 2 ×kxk× 2NI , vôùi kxk = 1.8 – laø heä soá xung kích. ixk2 = 2 ×1.8×2.69 = 6.85 kA. - Ngaén maïch taïi N3: XHT XC XC XT XT Xd Xd N2 TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 44 o Ñieän khaùng töông ñöông tính ñeán ñieåm ngaén maïch: 3N x = xHT + 2 1 .xd + 2 1 .(xC + xH) = 0.35 + 2 1 ×0.53 + 2 1 ×(5.87 + 16.35) = 11.73 ñvtñ o Doøng ñieän ngaén maïch sieâu quaù ñoä: cbNI 3 = 3 1 Nx = 73.11 1 = 0.085 3NI = cbNI 3 .Icb3 = 0.085× 29.99 = 2.55 kA o Doøng xung kích: ixk3 = 2 kxk. 3NI , vôùi kxk = 1.8 – laø heä soá xung kích. ixk3 = 2 ×1.8 × 2.55 = 6.49 kA. Tính toaùn ngaén maïch ôû caáp ñieän aùp 0.4 KV: Do Smax.td = 500 kVA, neân ta choïn maùy bieán aùp TG5844 G coù thoâng soá: Sñm (kVA) Uñm.C (kV) U ñm.H (kV) UN (%) ∆P0 (W) ∆PN (W) Trọng lượng(kg) 630 24 0.4 6 1600 6300 2440 - Ñieän trôû RB cuûa maùy bieán aùp töï duøng: RB = )( 10)()( 2 đm 32 KVAS KVUWP B đmN ××∆ = 2 32 630 104.06300 ×× = 2.54 (mΩ ). - Ñieän khaùng XB cuûa maùy bieán aùp töï duøng: Ta có XB = đmB đmx S UU 32 10%10 ××× Với Ux% = 2R2N %)U(%)U( − = 22 16 − = 5.92 UR% = )(10 )( KVAS WP đmB N × ∆ = 63010 6300 × = 1 XHT XC XC XH XH Xd Xd N3 TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 45
XB = đmB đmx S UU 32 10%10 ××× = 630 104.092.510 32 ××× = 15.03 (mΩ ).
Ztñ = 2B 2 B )X()R( + = 22 03.1554.2 + = 15.24 (mΩ ). Toång trôû hai maùy bieán aùp töï duøng: Z = 2 Z tñ = 2 24.15 = 7.62 (mΩ ). - Doøng ñieän ngaén maïch taïi ñieän aùp 0.4 (kV): IN(0.4 KV) = Z U đm ×3 = 62.73 400 × = 30.31 (kA). - Doøng ñieän xung kích taïi caáp 0.4 KV: IXK = 2 × KXK× IN(0.4 KV) = 2 ×1.8× 30.31 = 77.16 (kA) Baûng toång hôïp tính toaùn doøng ñieän ngaén maïch: Ñieåm ngaén maïch Uñm (KV) IN (KA) IXK (KA) N1 220 8.16 20.77 N2 110 2.69 6.85 N3 22 2.55 6.49 Caáp 0.4 KV 0.4 30.31 77.16 TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 46 CHÖÔNG 6 CHOÏN KHÍ CUÏ ÑIEÄN VAØ PHAÀN DAÃN ÑIEÄN 6.1 KHAÙI NIEÄM CHUNG Ñeå vaän haønh ñöôïc traïm bieán aùp, ngoaøi thieát bò chính laø maùy bieán aùp coøn caàn coù caùc khí cuï ñieän vaø caùc phaàn daãn ñieän. Caên cöù vaøo nhieäm vuï, chöùc naêng cuûa caùc khí cuï ñieän coù theå phaân thaønh caùc loaïi sau ñaây: 6.1.1 Caùc khí cuï ñieän: 6.1.1.1 Caùc khí cuï ñieän ñoùng – môû: 1. Maùy caét: laø khí cuï ñieän duøng ñeå ñoùng caét moät phaàn töû cuûa heä thoáng ñieän nhö maùy bieán aùp, ñöôøng daây v.v… trong luùc laøm vieäc bình thöôøng cuõng nhö khi coù söï coá (ngaén maïch). 2. Dao caùch ly: laø khí cuï ñieän coù nhieäm vuï taïo moät khoaûng caùch troâng thaáy ñöôïc ñeå ñaûm baûo an toaøn khi söûa chöõa maùy bieán aùp, maùy caét, ñöôøng daây, … Dao caùch ly chæ ñoùng caét khi khoâng coù doøng hoaëc coù doøng nhoû, ñieän aùp khoâng cao laém. 3. Maùy caét taûi: laø khí cuï ñieän chæ ñoùng caét ñöôïc doøng ñieän trong cheá ñoä laøm vieäc bình thöôøng, khoâng coù khaû naêng ñoùng caét ñöôïc doøng ngaén maïch, söû duïng ôû caáp 24 kV trôû laïi. 4. Caàu chì: laø khí cuï ñieän ñeå caét maïch ñieän khi ngaén maïch vaø khi quaù taûi, söû duïng ôû caáp 35 kV trôû laïi, ôû maïch ñôn giaûn, khoâng quan troïng. 5. Caàu chì töï rôi: thöïc chaát laø caàu chì nhöng coù caáu taïo ñaëc bieät, khi noù caét maïch seõ caét luoân dao caùch ly (treân phaàn ñoäng cuûa dao caùch ly coù gaén chì). 6. Dao caùch ly töï ñoäng: thöïc chaát laø dao caùch ly nhöng coù theå ñoùng caét töï ñoäng. 7. Dao ngaén maïch (dao ñaát): laø khí cuï ñieän khoâng phaûi ñeå ñoùng caét maïch ñieän maø ñeå noái maïch ñieän xuoáng ñaát, taïo thaønh ngaén maïch nhaân taïo khi caàn thieát. 6.1.1.2 Caùc khí cuï ñieän phuïc vuï cho ño löôøng, töï ñoäng, baûo veä relay: TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 SVTH: TRẦN ANH TRUNG GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG 47 1. Bieán doøng: bieán ñoåi doøng ñieän lôùn trong maïch ñieän coù ñieän aùp cao veà doøng ñieän töông öùng vôùi thieát bò ño löôøng, töï ñoäng, baûo veä relay vaø caùch ly vôùi maïng cao aùp ñeå ñaûm baûo an toaøn cho ngöôøi söû duïng, tieâu chuaån hoùa ñöôïc thieát bò ño löôøng, … 2. Bieán ñieän aùp: bieán ñoåi ñieän aùp cao veà ñieän aùp thaáp töông öùng, duøng cho ño löôøng, töï ñoäng, baûo veä relay, … 6.1.1.3 Caùc khí cuï ñieän haïn cheá doøng ñieän ngaén maïch (khaùng ñieän): 1. Khaùng ñieän ñôn: thöôøng ñaët treân thanh goùp vaø ñöôøng daây. 2. Khaùng ñieän keùp: ñaët treân ñöôøng daây. 6.1.2 Phaàn daãn ñieän: Caên cöù vaøo caáu truùc, phaàn daãn ñieän ñöôïc phaân thaønh: 1. Daây daãn: laø daây meàm, tieát dieän troøn coù theå duøng moät hay nhieàu sôïi phuï thuoäc vaøo doøng ñieän, duøng söù treo, söù ñôõ ñeå caùch ly vôùi caùc phaàn noái ñaát. 2. Thanh daãn: laø thanh cöùng, tieát dieän hình chöõ nhaät, hình truï roãng, hình maùng, … coù theå duøng moät hoaëc hai thanh gheùp chaët nhau phuï thuoäc vaøo doøng ñieän, duøng söù ñôõ ñeå caùch ly vôùi ñaát. 3. Caùp löïc: laø daây daãn meàm ñöôïc boïc caùch ñieän theo ñieän aùp ñònh möùc. Khi laép ñaët coù theå choân döôùi ñaát hoaëc ñaët trong raõnh (haàm caùp) khoâng caàn söù caùch ñieän. 6.2 NHÖÕNG VAÁN ÑEÀ CHUNG COÙ LIEÂN QUAN ÑEÁN TÍNH TOAÙN ÑEÅ CHOÏN CAÙC KHÍ CUÏ ÑIEÄN VAØ PHAÀN DAÃN ÑIEÄN Khi vaän haønh, caùc khí cuï ñieän vaø phaàn daãn ñieän ñeàu phaûi chòu ñöôïc ñieän aùp cuûa maïng ñieän, doøng laøm vieäc lôùn nhaát chaïy qua laâu daøi, doøng ngaén maïch chaïy qua trong thôøi gian ngaén maïch (ngaén haïn). Cho neân khi tính toaùn phaûi xeùt vaø kieåm tra caùc cheá ñoä treân. 6.2.1 Caùc cheá ñoä laøm vieäc cuûa maïng ñieän: 6.2.1.1 Cheá ñoä laâu daøi: 1. Cheá ñoä bình thöôøng: laø khi caùc thieát bò ñeàu laøm vieäc vôùi phuï taûi khoâng vöôït quaù Smax. TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1