Luận án Thiết kế trạm biến áp 220/110kv trung gian Tiền Giang

kỹ thuật như sau + Đảm bảo cung cấp điện lúc làm việc bình thường cũng như lúc sự cố + Tính linh hoạt trong vận hành + Tính an toàn cho người và thiết bị II- SO SÁNH KINH TẾ KỸ THUẬT QUYẾT ĐỊNH CHỌN PHƯƠNG ÁN: 1-Phương án 1 ( sử dụng máy biến áp ba pha hai cuộn dây ) -Chi phí vốn đầu tư mau máy biến áp V = VB + VTBPP1 -Tính vốn đầu tư mua máy biến áp -Cấp điện áp 220/110(KV) có hai máy biến áp - Giá tiền một máy biến áp là 950.000 (USD) VB1 = 2* 950000 = 1.900.000 (USD) - Cấp điện áp 110/22(KV) có hai máy biến áp - Giá tiền một máy biến áp là 300.000 (USD) VB2 = 2* 300.000 = 600.000 (USD) - Vốn đầu tư mua máy biến áp cho phương án 1 V = VB1 + VB2 = 1.900.000 + 600.000 = 2.500.000 (USD) - Vốn đầu tư mua thiết bị phân phối - Cấp điện áp 220(KV) là sơ đồ hai hệ thống thanh góp có 5 máy cắt và 14 dao cách ly. Giá tiền 1 máy cắt là 45.000 (USD) và giá tiền 1 dao cách ly là 22.500 (USD) VMC220KV = 5 * 45.000 = 225.000 (USD) VDCL220KV = 14 * 22.500 = 315.000 (USD) - Cấp điện áp 110KV là sơ đồ hai hệ thống thanh góp có 5 máy cắt và 14 dao cách ly. Giá tiền 1 máy cắt 30.000 (USD) và giá tiền 1 dao cách ly là 11.500 (USD) VMC110KV = 5 * 30.000 = 150.000 (USD) VDCL110KV = 14 * 11.500 = 161.000 (USD) - Vốn đầu tư mua máy cắt hợp bộ lô tổng và phân đoạn. Có 3 máy cắt hợp bộ lô tổng và phân đoạn. Giá tiền 1 máy cắt hợp bộ là 30.000 (USD) VMCHBLT&PĐ = 3 * 30.000 = 90.000 (USD) - Vốn đầu tư mua máy cắt hợp bộ cho phụ tải. Có 4 máy cắt cho phụ tải. - - Giá tiền 1 máy cắt là 25.000 (USD) VMCHBPT = 4 * 25.000 = 100.000 (USD) - Tổng vốn đầu tư mua máy cắt hợp bộ cho thiết bị phân phối cấp 22(KV) VMCHB = VMCHBLT&PĐ + VMCHBPT = = 90.000 + 100.000 = 190.000 (USD) - Tổng vốn đầu tư cho thiết bị phân phối = 225.000 + 315.000 +150.000 + 161.000 + 190.000 = 1.041.000 (USD) Tính toán chi phí vận hành năm cho phương án 1: - Vốn đầu tư mua máy biến áp - Hệ số KB = 1,2 - Vốn đầu tư mua thiết bị phân phối V - Tổng vốn đầu tư cho phương án 1 V1,2 * 2.500.000 + 1.041.000 = = 4.041.000 (USD) - Tổng thất điện năng của phương án 1 năm = 2.667.649,75(KWh/năm) - Giá tiền 1 KWh điện là 0,05 (USD) - Hệ số vận hành của máy biến áp avh = 9,4% = 0,094 - Chi phí khấu hao atc = 1/8 = 0,125 - Chi phí vận hành năm của phương án 1: Ctt1 = ( avh + atc )V + năm = = ( 0,125 + 0,094 )*4.041.000 + 0,05*2.667.649,75 = =1.018.361,488 (USD) 2-Phương án 3 ( sử dụng máy biến áp ba pha ba cuộn dây ) - Chi phí vốn đầu tư mua máy biến áp V = VB + VTBPP2 - Tính vốn đầu tư mua máy biến áp. Có hai máy biến áp ba pha ba cuộn dây, giá tiền một máy biến áp ba pha ba cuộn dây là 1.200.000 (USD) VB = 2* 1.200.000 = 2.400.000 (USD) - Vốn đầu tư mua thiết bị phân phối - Cấp điện áp 220(KV) là sơ đồ hai hệ thống thanh góp có 5 máy cắt và 14 dao cách ly. Giá tiền 1 máy cắt là 45.000 (USD) và giá tiền 1 dao cách ly là 22.500 (USD) VMC220KV = 5 * 45.000 = 225.000 (USD) VDCL220KV = 14 * 22.500 = 315.000 (USD) - Cấp điện áp 110(KV) là sơ đồ hai hệ thống thanh góp có 5 máy cắt và 14 dao cách ly. Giá tiền 1 máy cắt 30.000 (USD) và giá tiền 1 dao cách ly là 11.500 (USD) VMC110KV = 5 * 30.000 = 150.000 (USD) VDCL110KV = 14 * 11.500 = 161.000 (USD) - Vốn đầu tư mua máy cắt hợp bộ lô tổng và phân đoạn. Có 3 máy cắt hợp bộ lô tổng và phân đoạn. Giá tiền 1 máy cắt hợp bộ là 30.000 (USD) VMCHBLT&PĐ = 3 * 30.000 = 90.000 (USD) - Vốn đầu tư mua máy cắt hợp bộ cho phụ tải. Có 4 máy cắt cho phụ tải. - Giá tiền 1 máy cắt là 25.000 (USD) VMCHBPT = 4 * 25.000 = 100.000 (USD) - Tổng vốn đầu tư mua máy cắt hợp bộ cho thiết bị phân phối cấp 22(KV) VMCHB = VMCHBLT&PĐ + VMCHBPT = = 90.000 + 100.000 = 190.000 (USD) - Tổng vốn đầu tư cho thiết bị phân phối = 225.000 + 315.000 +150.000 + 161.000 + 190.000 = = 1.041.000 (USD) Tính toán chi phí vận hành năm cho phương án 3: - Vốn đầu tư mua máy biến áp ) - Hệ số KB = 1,2 - Vốn đầu tư mua thiết bị phân phối V - Tổng vốn đầu tư cho phương án 1 V1,2 * 2.400.000 + 1.041.000 = = 3.921.000 (USD) - Tổng thất điện năng của phương án 1 năm = 2.593.663,416(KWh/năm) -Giá tiền 1 KWh điện là 0,05 (USD) - Hệ số vận hành của máy biến áp avh = 9,4% = 0,094 - Chi phí khấu hao atc = 1/8 = 0,125 - Chi phí vận hành năm của phương án 3: Ctt2 = ( avh + atc )V + năm = = ( 0,125 + 0,094 )*3.921.000 + 0,05*2.593.663,416 = = 988.382,17 (USD) Bảng so sánh chi phí các phương án: Phương án 1 1.018.361,488 (USD) Phương án 3 988.382,17 (USD) Kết luận: Về tính kỹ thuật: cả hai phương án đều có ưu điểm tính cung cấp điện liên tục cao nhưng phương án 3 có ưu điểm hơn là giá thành rẽ, tổn hao thấp, ít máy biến áp, ít thiết bị đóng cắt vận hành dễ dàng. - Về kinh tế: từ bảng so sánh kinh tế ta thấy phương án 3 kinh tế hơn phương án 1 Ta quyết định chọn phương án 3 làm phương án thiết kế CHƯƠNG IX LỰA CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN I- TÔNG QUÁT: - Khi dòng điện chạy qua dẫn, nhiệt độ của chúng sẽ tăng lên do tổn thất công suất biến thành nhiệt, người ta thấy rằng tổn thất công suất trên đường dây tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện. - Khi nhiệt độ dây dẫn tăng cao sẽ làm cho chúng mau hư hỏng cách điện vì vậy khi chọn dây dẫn phải qui định nhiệt độ cho phép. Trong vận hành bình thường cũng như khi ngắn mạch. Nhiệt độ của chúng không vượt quá giới hạn cho phép và khi đó dây dẫn ổ định nhiệt. Độ sụt áp Tổn thất công suất Độ bền cơ học trong điều kiện phát nóng II- CHỌN THANH DẪN THANH GÓP: - Thanh dẫn thanh góp và thiết bị điện dùng để kết nối các phần tử trong mạng điện làm việc trong nhà máy và trạm biến áp Thanh góp được phân làm hai loại thanh góp cứng và thanh góp mềm - Thanh góp cứng được làm bằng đồng, nhôm hoặc bằng sắt xi mạ có tiết diện cấu tạo như hình tròn, hình máng, hình chữ nhật. - Thanh góp mềm được làm bằng dây cáp nhôm, đồng hoặc nhôm lỏi thép theo dạng chùm dây kết xoắn. 1- Các phương pháp chọn thanh dẫn thanh góp: a) Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng: - Chọn dây dẫn theo điều kiện đốt nóng lâu dài cho phép trong trường hợp phụ tải cực đại lúc làm việc cưỡng bức. - Theo dòng lâu dài cho phép I’cp = Icp * K1*K2 Ilvmax - Trong đó: K1: Hệ số môi trường đặt cáp ( trong nhà , ngoài trời ) K2: Hệ số hiệu chỉnh số lượng cáp trong 1 rãnh Icp: Dòng điện lâu dài cho phép của dây dẫn b) Chọn dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: hoặc - Độ sụt áp của đường dây nhiều hay ít phụ thuộc vào (R) và (X) phương pháp này sử dụng cho những đường dây dài công suất lớn c) Chọn dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế: - Mật độ dòng kinh tế là số dòng điện lớn nhất chạy qua trong một đôn vị tiết diện kinh tế của dây dẫn và dây dẫn được chọn theo jkt thì mạng điện vận hành kinh tế nhất. JKT = - Trong đó: FKT: Tiết diện kinh tế của dây dẫn (mm2) Ilvmax: Dòng điện làm việc cực đại (A) - Mật độ dòng kinh tế được xác định đưa vào thời gian sử dụng công suất cực đại (Tmax) - Khi cần thiết có thể kiểm tra theo điều kiễn tổn thất điện áp và phát nóng: hoặc d) Điều kiện chọn thanh dẫn thanh góp: - Theo điều kiện lâu dài cho phép I’cp = K1*K2*Icp Ilvmax - Kiểm tra ổ định nhiệt khi ngắn mạch Schọn - Trong đó: + Tqđ: thời gian qui đổi + C: Hệ số vật liệu phụ thuộc vào cấu tạo thanh dẫn + I: Dòng điện ngắn mạch - Kiểm tra điều kiện vầng quang Uvq = 84*m*r*log Uđm - Trong đó: m: Hệ số xét đến bề mặt xù xì dây dẫn m = 0,93 0,98 đối với dây dẫn 1 sợi m = 0,83 0,87 đối với dây dẫn nhiều sợi vặn xoắn r: Bán kính ngoài của dây dẫn Dtb: Khoảng cách giữa các trục dẫn - Kiểm tra ổn định động của thanh dẫn đơn - Ứng suất tính toán + w: Phụ thuộc vào cách đặt thanh dẫn + l: Chiều dài khoảng cách giữa các sứ + Cấp 220(KV) l = 25* 14 = 350 (cm) + Cấp 110(KV) l=25* 7 = 150 (cm) + Cấp 22(KV) l= 25* 2 = 50 (cm) - Nếu đặt đứng W = - Nếu đặt ngang W = 2- Chọn dây dẫn cho từng thành phần: a) Chọn dây dẫn cho nguồn đến: - Nguồn đến trạm biến áp được thiết kế là từ Thành Phố Hồ Chí Minh đến Tiền Giang có chiều dài l1 = 60(km) và từ Cai Lậy lên có chiều dài l2 = 30(km) - Dựa vào đồ thị phụ tải cấp 110(KV) và 22(KV) ta có: Cấp 110(KV) Smax = 130(MVA) và cos = 0,8 Cấp 22(KV) Smax = 20 (MVA) và cos = 0,8 - Hệ số công suất của toàn trạm costrạm = = Uđm = 220(KV) - Công suất cực đại của toàn trạm có tính đến công suất tự dùng Smaxtrạm = 150,3 (MVA) Chọn dây dẫn cho tuyến 1 từ TP.HCM đến Tiền Giang có l1 = 60(km) Tmax = + 136,3*2 + 150,3*4 +88,3*2 = 2621,2 (MVA.h) Tmax = = giờ) - Tmax = 6563,5 (giờ) tra bảng trang 393 sách “ Mạng Cung Cấp Và Phân Phối Điện” tác giả Bùi Ngọc Thư JKT = 1(A/mm2) dây nhôm Icb = Ilvmax = SKT = = = 394,4 (A) - Tra sách “Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn chọn dây nhôm lõi thép AC tiết diện 400/22 (mm2)có các thông số sau: Ro = 0,073 ( ) Icp = 835 (A) r = 13,3 (mm) = 1,33 (cm) - Tra phụ lục 8 trang 256 sách “ Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp” khch = k2 = 0,9 k1 = 1,3 - Kiểm tra điều kiện I’cp = K1.K2.Icp Icp I’cp = 1,3*0,9*835 = 976,95 (A) Icp = 835 (A) - Kiểm tra điều kiện vầng quang Uvq > Uđm Uvq = 84*m*r*log - Với m hệ số xét đến bề mặt xù xì của dây dẫn, đối với dây nhóm lõi thép m = 0,83 0,87 Dtb: khoảng cách giữa các trục dây dẫn r: bán kính ngoài dây dẫn Dtb = 500(cm) r = 1,33(cm) m = 0,87 Uvq = 84*0,87*1,33*log = 250,3 (KV) Uvq = 250,3 (KV) > Uđm = 220 (KV) - Kiểm tra điều kiện sụt áp U% 10% U% = Ro = 0,073 () R = Ro*l1 = 0,073*60 = 4,38 () Xo = 0,4 () X = Xo* l1 = 0,4*60 = 24 () Smax = 150,3 (MVA) cos= 0,8 P = S* cos = 150,3*0,8 = 120,24 (MW) Q = P*tg = 120,24*tg(arccos 0,8) = 90,18 (MVAR) U% = = = 5,5% Vậy chọn dây nhóm lõi thép từ Tp.HCM đến Tiền Giang là dây AC – 400/22 (mm2 )đạt tiêu chuẩn so với điều kiện sụt áp cho phép Chọn dây dẫn cho tuyến 2 từ Cai Lậy đến Tiền Giang có l2 = 30(km) Tmax = + 136,3*2 + 150,3*4 +88,3*2 = 2621,2 (MVA.h) Tmax = = giờ) - Tmax = 6563,5 (giờ) tra bảng trang 393 sách “ Mạng Cung Cấp Và Phân Phối Điện” tác giả Bùi Ngọc Thư JKT = 1(A/mm2 )dây nhôm Icb = Ilvmax = SKT = = = 394,4 (A) - Tra sách “Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp” tác giả Huỳnh Nhơn chọn dây nhôm lõi thép AC tiết diện 400/22 (mm2 ) có các thông số sau: Ro = 0,073 ( ) Icp = 835 (A) r = 13,3 (mm) = 1,33 (cm) - Tra phụ lục 8 trang 256 sách “ Thiết Kế Nhà Máy Điện Và Trạm Biến Aùp” khch = K2 = 0,9 k1 = 1,3 - Kiểm tra điều kiện I’cp = K1.K2.Icp Icp I’cp = 1,3*0,9*835 = 976,95 (A) Icp = 835 (A) - Kiểm tra điều kiện vầng quang Uvq > Uđm Uvq = 84*m*r*log - Với m hệ số xét đến bề mặt xù xì của dây dẫn, đối với dây nhóm lõi thép m = 0,83 0,87 Dtb: khoảng cách giữa các trục dây dẫn r: bán kính ngoài dây dẫn Dtb = 500(cm) r = 1,33(cm) m = 0,87 Uvq = 84*0,87*1,33*log = 250,3 (KV) Uvq = 250,3 (KV) > Uđm = 220 (KV) - Kiểm tra điều kiện sụt áp U% 10% U% = Ro = 0,073 () R = Ro*l2 = 0,073*30 = 2,19 () Xo = 0,4 () X = Xo*l2 = 0,4*30 = 12 () Smax = 150,3 (MVA) cos= 0,8 P = S* cos = 150,3*0,8 = 120,24 (MW) Q = P*tg = 120,24*tg(arccos0,8) = 90,18 (MVAR) U% = = = 2,7% Vậy chọn dây nhôm lõi thép từ Cai Lậy đến Tiền Giang là dây AC – 400/22 (mm2 )đạt tiêu chuẩn so với điều kiện sụt áp cho phép b) Chọn thanh cái mềm cho cấp điện áp 220(KV) - Chọn thanh cái mềm dây nhôm lõi thép cho cấp điện áp 220(KV) theo điều kiện phát nóng. Dòng điện cưỡng bức cũng chính là dòng điện cực đại. Icb = Ilvmax = khch = 0,9 I’lvmax = + Chọn dây nhôm lõi thép có các thông số sau: + Dây AC tiết diện 400/22 (mm2) + Điện trở R0 = 0,073 () + Dòng điện cho phép Icp = 835 (A) + Kiểm tra điều kiện vầng quang Uvq > Uđm Dtb = 400 (cm) m = 0,83 r = 1,33 (cm) Uvq = 84* 0,83* 1,33* log Uvq = 229,7 (KV) > Uđm = 220 (KV) - Vậy chọn thanh cái mềm cấp điện áp 220(KV) thỏa mãn điều kiện vầng quang c) Chọn dây dẫn từ thanh cái mềm 220(KV) đến cuộn cao áp của máy biến áp: - Dây dẫn từ thanh cái 200(KV) đến cuộn cao áp của máy biến áp được chọn giống như thanh cái của máy biến áp. Nên cũng có các số liệu sau: - Chọn dây nhôm lõi thép AC tiết diện 185/24 (mm2) - Dòng điện cho phép Icp = 510 (A) d) Chọn thanh cái mềm cho cấp điện áp 110(KV): - Dòng điện làm việc cưỡng bức cũng chính là dòng làm việc cực đại Icb = - Trong đó: Smax110KV = 130(KV) Khch = 0,9 I’lv = Chọn dây AC tiết diện 300/39 (mm2) Icp = 690 (A) R0 = 0,096 r = 12 (mm) = 1,2 (cm) Dtb = 400 (cm) m = 0,83 Uvq = 84* 0,83* 1,2* log Uvq = 211 (KV) > Uđm = 110(KV) - Vậy thanh cái 110(KV) thỏa mãn điều kiện vầng quang e) Chọn dây dẫn nối từ thanh cái mềm đến cuộn trung áp của máy biến áp: - Dây dẫn nối từ thanh cái 110(KV) đến cuộn trung áp của máy biến áp được chọn giống như thanh cái của máy biến áp 110(KV) nên có các thông số sau: - Dây AC tiết diện 300/39 (mm2) - Dòng điện cho phép Icp = 690(A) f) Chọn dây dẫn từ cuộn hạ áp của máy biến áp đến thanh cái 22(KV): - Dây dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng Sđm = 125 (MVA) Ilvmax = - Sử dụng loại cáp đơn 1 pha 8 sợi Sdd1sợi = - Tra sách hướng dẫn “ Thiết kế Cung Cấp Điện” của các tác giả Phan Thị Thanh Bình – Phan Thị Thu Vân – Dương Lan Hương chọn cáp ngầm cách điện XLPE với các thông số sau. Sdd = 500 (mm2) Icp = 750 (A) g) Chọn thanh cái cứng cho cấp điện áp 22(KV): - Theo đồ thị phụ tải cấp điện áp 22(KV) ta có Smax = 20(MVA) cung cấp cho tự dùng và hộ tiêu thụ ở gần đó Ilvmax = - Tra sách hướng dẫn “ Thiết kế Cung Cấp Điện” của các tác giả Phan Thị Thanh Bình – Phan Thị Thu Vân – Dương Lan Hương chọn thanh dẫn cứng bằng đồng 1 thanh tiết diện 160 (mm2)kích thước 40x4(mm2) - Dòng điện cho phép Icp = 625 (A) - Kiểm tra điều kiện phát nóng Icp = 625 (A) > Ilvmax = 524,8 (A) I’cp = Icp* K1 *K2 > Icp I’cp = 0,94* 0,95* 625 = 558,1 (A) > Ilvmax = 524,8 (A) - Trong đó: k1 = 0,9 Ở nhiệt độ môi trường xung quanh 300C k2 = 0,95 Hệ số hiệu chỉnh thanh dẫn - Kiểm tra ổn định nhiệt Schọn = Snhiệt = BN = I2N22KV* tqđ = 16,162*1 = 261,1(KA2S) - Tra sách trang 105 sách “ Thiết Kế Nhà Máy Điện & Trạm Biến Aùp” tác giả Huỳnh Nhơn ta có Ccu = 171 Snhiệt = = 94,4 Smin = Schọn = 160(mm2) Snhiệt = 94,4 (mm2) - Kiểm tra lực điện động Ứng suất tính toán khi ngắn mạch = 1400(KG/cm2) Ứng suất vật liệu thanh dẫn - Mômen uốn M tác động lên thanh dẫn Ftt = 1,76*10-8 * *i2xk (KG) + Ftt: Lực điện động tác động lên thanh dẫn khi ngắn mạch đối với thanh giữa + l = 100 (cm) khoảng cách giữa các sứ đở thanh dẫn + a = 20 (cm) khoảng cách giữa các pha + ixk = 41,13 (KA) dòng điễn ngắn mạch xung kích 3 pha Ftt = 1,76*10-8* M = - Mômen chống uốn của thanh dẫn theo chiều thẳng góc với phương lực tác dụng W = 0,17*b*h2*n - Trong đó: b: Chiều dài thanh dẫn (cm) h: Chiều rộng thanh dẫn (cm) n: Số thanh - Vì kích thước chọn 40x4 (mm2) = 4x0,4(cm2) W = 0,17*b*h2*n = 0,17* 4*0,42*1 = 0,1cm3 - Ứng suất tính toán xác định theo biểu thức - Vì - Vì nên ta phải quay thanh thẳng đứng lên và tính lại W1 = 0,17*b2*h*n = 0,17*42*0,4*1 = 1,088 (cm3) - Ứng suất được tính lại như sau - Vậy Thỏa mãn điều kiện ứng suất cho phép III- CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (BU) VÀ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (BI): - Trong nhà máy điện và trạm biến áp người ta thường đặt các thiết bị đo lường để kiểm tra các thông số làm việc của hệ thống hoặc của thiết bị bảo vệ, các phần tử mang điện như máy phát, máy biến áp và đưa tín hiệu về dòng và áp cho các thiết bị đo lường hay thiết bị bảo vệ. 1- Điều kiện chọn và kiểm tra máy biến điện áp: - Biến điện áp dùng để biến đổi điện áp từ trị số lớn xuống trị số thích hợp để cung cấp cho các thiết bị đo lường, thiết bị bảo vệ rơle và tự động hoá. Như vậy các dụng cụ đo được tách ra khỏi mạch cao nên rất an toàn cho người. Cũng chính vì tính an toàn mà một trong những đầu ra của cuộn thứ cấp phải được nối đất. Các dụng cụ phía thứ cấp của máy biến áp có điện trở đất lớn nên có thể coi biến điện áp làm việc ở chế độ không tải. - Hệ số biến đổi định mức Kđm = - Trong đó:U1,U2 là điện áp định mức sơ cấp và thứ cấp U1 = U2*Kđm - Sai số của biến điện áp - Cấp chính xác của biến điện áp: - Căn cứ vào sai số của biến điện áp mà người ta đặt tên cho cấp chính xác của chúng, cấp chính xác của biến điện áp nói lên sai số lớn nhất khi nó làm việc trong điều kiện tần số 50Hz, điện áp định mức biến thiên trong khoảng U1 = (0,9 đến 1,1) U1đm còn phụ tải thứ cấp thay đổi trong giới hạn 0,25 đến giá trị định mức của BU và cos. Biến điện áp được chế tạo với các cấp chính xác sau: 0,2; 0,5; 1; 3 Điều kiện chọn BU: - BU được chọn theo các điều kiện sau SđmBU Stải UđmBU - Chọn dây dẫn đến các thiết bị đo lường tối thiểu phải 2,5 (mm2) để đảm bảo độ bền cơ - Kiểm tra điều kiện sụt áp cho phép và nhỏ hơn 5% điện áp định mức thứ cấp a) Chọn máy biến điện áp cấp 220(KV): Các thiết bị đo lường được nối chung vào mạch thứ cấp của BU STT Tên dụng cụ đo Loại Công suất(VA) Số lượng P (W) Q (Var) 1 Volt kế NE - 144 9 1 9 0 2 Watt kế PL - 14 10 3 30 0 3 Var kế QL – 13 2,5 3 7,5 0 4 Watt h C3 – V9 1,75 3 5,25 0 5 Var h C3 – V9 1,75 1 1,75 0 6 Watt kế tự ghi NE - 114 10 1 10 6 7 Var kế tự ghi NE – 114 10 1 10 6 8 Tần số kế FQ – 96 8 1 8 0 10 Tổng 81,5 12 - Điều kiện chọn máy biến điện áp UđmBU UđmHT SđmBU > S - Tổng công suất ba pha của các thiết bị đo lường S - Chọn máy biến điện áp kiểu VCU – 525 có các thông số sau: U1đm = 500/(KV) > UđmHT = 220(KV)] U1đm = 100/(V) SđmBU = 150(VA) - Cấp chính xác 0,5 Chọn dây dẫn nối từ BU đến các thiết bị đo lường - Chọn dây dẫn theo điều kiện sau U2đmdây = 100/(V) U2đmpha = 100(V) - Trong đó: Ptải = 81,5(W) = 18,8*10-3 l = 50 (m) Chọn dây dẫn bằng nhôm tiết diện Sdd = 2,5(mm2) - Kiểm tra điều kiện sụt áp cho phép R = - Vậy thỏa mãn điều kiện sụt áp cho phép b) Chọn máy biến điện áp cấp 110(KV): - Ở đây ta chọn thiết bị hoàn toàn giống cấp điện áp 220(KV) - Điều kiện chọn máy biến điện áp cấp 110(KV) SđmBU S - Chọn máy biến điện áp cấp 110(KV) có các thông số sau: - Kiểu VCU – 245 do hãng AEG chế tạo U1đm = 220/(KV) = 110(KV) U2đm = 100/(V) SđmBU = 150(VA) - Cấp chính xác 0,5 - Tần số 50(Hz) Chọn dây nối từ BU đến các thiết bị đo lường: - Chọn dây dẫn theo điều kiện sau U2đmdây = 100/(V)U2đmpha = 100 (V) - Trong đó: Ptải = 81,5(W) = 0,0175 l = 50 (m) Chọn dây nhôm có tiết diện Sdd = 2,5(mm2) - Kiểm tra điều kiện sụt áp cho phép R = pha - Vậy thoả mãn điều kiện sụt áp cho phép c) Chọn máy biến điện áp cho cấp điện áp 22(KV): - Do cấp điện áp 22(KV) trạm sử dụng tủ hợp bộ nên không cần chọn máy biến điện áp cho cấp này vì trong tủ hợp bộ đã có sẵn. 2- Điều kiện chọn và kiểm tra máy biến dòng điện: Uđm UHT IđmscIcb *Klđđ*IđmBI ixk I2nh* tnh BN - Cấp chính xác 0,5 Z2đmBI Z2= Zdụng cụ đo lường + Zdây dẫn Z2đm = I2đm = 1 (A) hoặc 5(A) nBI = - Cấp chính xác phù hợp với dụng cụ nối vào thiết bị vị trí thứ cấp - Chọn dây dẫn nối từ nơi đặt BI đến nơi đặt dụng cụ đo theo công thức Sdd = - Phụ tải thứ cấp Z2đm Z2 = Zdc + Zdd - Sau khi chọn BI phải kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt a) Chọn máy biến dòng cho cấp điện áp 220(KV): Bảng công suất tiêu thụ của các dụng cụ đo: Dung cụ đo Kiểu Pha A Pha B Pha C P (W) Q (VAR) P (W) Q (VAR) P (W) Q (VAR) Ampe Kế Ü- 335 3 3 3 3 3 3 Watt kế ¨ -305 3 3 0 0 3 3 Var kế 3 3 0 0 0 0 Cos kế 2,5 3 0 0 2,5 3 Công tơ tác dụng CA4Y-II672M 2,5 3 0 0 2,5 3 Công tơ phản kháng CP4Y-II673M 2,5 2,5 0 0 2,5 0,5 - Theo các số liệu tải của BI ta thấy pha A có công suất lớn nhất SmaxphaA = - Theo các số liệu tính toán ở phần ngắn mạch Ilvcb = 394,4 (A) ixk = 33,04 (KA) IN = 12,98 (KA) - Chọn máy biến dòng điện kiểu T 3M220B- I I Ilđđ = 25 (KA) Uđm = 220 (KV) Iđmsc = 500 (A) Iđmtc = 5 (A) Z2đm = 1,2 ( Uđm = 220(KV) UHT = 220(KV) Iđmsc = 500(A) Ilvcb = 394,4(A) *Ilđđ = * 25 = 35,4(KA) ixk = 33,04(KA) I2nh* tnh = 9,82* 3 = 288,12 (KA2S) BN = IN2*tqđ = 12,982*1 = 168,4(KA2S) I2nh * tnh BN - Chọn dây dẫn từ thiết bị đến dụng cụ đo lường ) l = 50 (m) Zdcđo lường = nBI = Zdd Z2đmBI – Zdcđo lường = 1,2 – 0,96 = 0,24 ( Zdd = Rdd = Sdd = - Vậy chọn dây dẫn bằng nhôm tiết diện Sdd = 4(mm2) b) Chọn máy biến dòng điện cho cấp điện áp 110(KV): - Các dụng cụ đo cũng chọn giống như cấp điện áp 220(KV) - Theo các số liệu tải của BI ta thấy pha A có công suất lớn nhất SmaxphaA = - Theo các số liệu tính toán ở phần ngắn mạch Ilvcb = 394,4 (A) ixk = 15,22 (KA) IN = 5,98 (KA) - Chọn máy biến dòng điện kiểu T 3M110B- 1 Ilđđ = 63 (KA) Uđm = 110 (KV) Iđmsc = 600 (A) Iđmtc = 5 (A) Z2đm = 4 ( Uđm = 110(KV) UHT = 110(KV) Iđmsc = 600(A) Ilvcb = 394,4(A) *Ilđđ = * 63 = 89(KA) ixk = 15,22(KA) I2nh* tnh = 132* 3 = 507 (KA2S) BN = IN2*tqđ = 5,982*1 = 35,76(KA2S) I2nh * tnh BN - Chọn dây dẫn từ thiết bị đến dụng cụ đo lường ) l = 50 (m) Zdcđo lường = nBI = Zdd Z2đmBI – Zdcđo lường = 4 – 0,96 = 3,04 ( Zdd = Rdd = Sdd = - Vậy chọn dây dẫn bằng nhôm tiết diện Sdd = 4(mm2) c) Chọn máy biến dòng điện cho cấp điện áp 22(KV): - Vì cấp điện áp 22(KV) đã có sẵn trong tủ hợp bộ nên không cần chọn máy biến dòng điện cho cấp này. IV- LỰA CHỌN CHỐNG SÉT VAN: - Chống sét van dùng để lựa chọn thiết bị phân phối điện năng và các trạm biến áp, đặt biệt là các máy biến áp điện lực chống lại quá điện áp khí quyển do sét đánh trực tiếp vào dây, hoặc sét đánh gần đường dây do cảm ứng tạo thành quá điện áp trên đường dây. Quá điện áp cũng có thể do đóng cắt đường dây hoặc máy biến áp không tải. Khi thiết kế và lựa chọn chống sét van cần phải tuân theo các tiêu chuẩn sau: + Điện áp đánh thủng + Mức bảo vệ + Khả năng hấp thụ năng lượng + Điện áp tần số tối đa - Theo IEC 99 – 4 điện áp liên tục của van chống sét không được thấp hơn trị số hiệu dụng của điện áp tần số nguồn có thể xảy ra ở đầu cực lâu hơn 10 phút trong lúc làm việc - Điện áp này được xác định dựa trên cơ sở của điện áp làm việc cao nhất tác động lên lưới đang xét ở chế độ làm việc bình thường. Nếu số liệu này không được xác định rõ ràng có thể lấy bằng điện áp cao nhất đối với thiết bị. - Van chống sét giữa các pha và đất + Đối với hệ thống có tổng trở nối đất nhỏ ( CE = 1,4 ) + Ult CE *1,05* Ulvmax/ + Đối với các hệ thống có sự cố chạm đất được bù hoặc trung tính cách ly ( CE =