Luận án Thiết kế trạm biến áp trung gian 220/110kv Hàm Thuận - Phan Thiết

h kinh tế của hai phương án. 4. So sánh kinh tế giữa hai phương án . Khi so sánh, phương án nào có vốn đầu tư và phí tổn hao hàng năm V,P đều bé thì được đánh giá là phương án tốt về mặt kinh tế. Tuy nhiên, thường gặp phương án có V bé hơn nhưng P lớn hơn và ngược lại. Trong trường hợp hợp này ta có tiêu chuẩn để đánh giá thời gian thu hồi chênh lệch vốn đầu tư T Trong đó: VI,VII : Vốn đầu tư phương án I,II. PI, PII : Phí tổn vận hành năm của phương I,II Thời gian thu hồi vốn đầu tư T thay đổi tuỳ theo tính chất của công trình và tình hình kinh tế của mỗi nước. Nhìn chung, ở những nước phát triển, tiềm năng kinh tế lớn thì ngươi ta quy định thới gian thu hồi thời gian thu hồi vốn đầu tư dài, còn ở những nước đang phát triển cần quay vòng vốn nhanh để xây đựng các công trình khác thì người ta qui định thời gian để thu hồi vốn đầu tư tương đối ngắn. Ơû nước ta qui định hệ số hiệu quả kinh tế định mức ký hiệu là kđm =0,2 và thời gian thu hồi Ký hiệu là Tm =5năm. Nếu T< Tđm thì phương án đó thu hồi vốn nhanh. So sánh kinh tế- kỹ thuật để chọn phương án tối ưu. Về mặt kinh tế đã trình bày ở trên. Về mặt kỹ thuật dựa vào các đặc điểm. + Tính đảm bảo cung cấp điện lúc làm việc bình thường cũng như bị sự cố + Tính linh hoạt trong vận hành. + Tính an toàn cho người và thiết bị. so sánh kinh tế- kỹ thuật và quyết định phương án phương án I Chi phí vốn đầu tư thiết bị trong thời hạn 1 năm. + Tính vốn đầu tư của MBA. VB = kB1*VB1+kB2*VB2. VB1 =2*950000 = 1900000(USD) VB2 =2*470000 = 940000(USD) kB1 = 1,4 đối với cấp điện áp 220/110 KV kB2 = 1,7 đối với cấp điện áp 110/22 KV VB = 1,4*1900000 + 1,7*940000 = 4258000(USD) + Vốn đầu tư thiết bị phân phối. VTBPH = 1341528 (USD) Tổng vốn đầu tư của toàn trạm. V = VB +VTBPP =4258000+1341528 = 5599528(USD) Chi phí tổn thất vận hành 1 năm. + Chi phí do khấu hao của thiết bị. + Chi phí do tổn thất điện năng phương án II Chi phí vốn đầu tư thiết bị trong thời hạn 1 năm. + Tính vốn đầu tư của MBA. VB = kB*VB = 2*1200000 = 2400000(USD) kB = 1,4 đối với cấp điện áp 220 KV VB = 1,4*2400000 = 3360000(USD) + Vốn đầu tư thiết bị phân phối. VTBPH = 1295528 (USD) Tổng vốn đầu tư của toàn trạm. V = VB +VTBPP =3360000+1295528 = 4655528(USD) Chi phí tổn thất vận hành 1 năm. + Chi phí do khấu hao của thiết bị. + Chi phí do tổn thất điện năng Bảng tổng kết vốn đầu tư và chi phí của hai phương án. Phương án I Vốn đầu tư thiết bị 5599528 (USD) Chi phí vận hành 554872(USD) Phương án II Vốn đầu tư thiết bị 4655528 (USD) Chi phí vận hành 441559(USD) Quyết định phương án thiết kế. Qua bảng tổng kết trên ta nhận thấy vốn đầu tư và chi phí vận hành của phương án II nhỏ hơn phương án I, vậy về mặt kinh tế thì phương án II có ưu điểm hơn. Về mặt kỹ thuật phương án II có nhiều ưu điểm hơn phương án I, có sơ đồ cấu trúc đơn giản hơn, ít tốn mặt bằng, độ tin cậy cao hơn, xác suất sự cố giảm do ít thiết bị hơn …. Tóm lại từ những điều kiện trên ta quyết định chọn phương án II là phương án tối ưu để thiết kế cho trạm. ChươngIX CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN Ngoài những thiết bị chính như MBA, các thiết bị đóng cắt (máy cắt, dao các ly….) còn có một hệ thống các thiết bị thanh dẫn, cáp điện lực, sứ cách điện để kết nối các thiết bị trong trạm tạo thành 1 hệ thống trạm biến áp hoàn chỉnh. Chọn thanh dẫn - thanh góp. Thanh dẫn – thanh góp là thiết bị điện dùng để kết nối các phần tử trong mạng điện, làm việc trong 1 nhà máy hoặc trạm biến áp. Thanh góp được phân thành 2 loại là thanh góp cứng và thanh góp mềm. + Thanh góp cứng được làm bằng đồng, nhôm hoặc sắt xi mạ có tiết diện cấu tạo theo hình tròn, hình máng, hình chử nhật. + Thanh góp mềm được làm bằng dây cáp nhôm, đồng hoặc dây nhôm lõi thép theo dạng chùm dây kết xoắn. Các điều kiện chọn thanh dẫn thanh góp. Chọn tiết diện thanh góp 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 - Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Trong đó: tqđ : Thời gian qui đổi (1s). C : hệ số phụ thuộc váo vật liệu cấu tạo của thanh dẫn. I = IN : Dòng điện ngắn mạch. - Kiểm tra vầng quang. Trong đó : m : Hệ số có xét đến độ xù xì của bề mặt dây dẫn. m = 0,93 - 0,98 đối với dây dẫn 1 sợi. m = 0,83 - 0,87 đối với dây dẫn nhiều sợi bện lại. r : Bán kính ngoài của dây dẫn(cm) a : khoảng cách giữa các trục giây dẫn. - Kiểm tra ổn định động cho thanh dẫn cứng. Trong đó : l : chiều dài khoảng cách giữa các sứ (cm). a : khoảng cách giữa các pha. Kiểm tra ổn định động cho thanh dẫn đơn. Ứng suất tính toán : W : Phụ thuộc vào khoảng cách đặt thanh dẫn. + Nếu đặt đứng : + Nếu đặt nằm ngang: 2. Chọn thanh góp mềm cho trạm. a. Chọn thanh góp mềm cho cấp điện áp 220KV. Ta có: Trong đó : + k1 =0,95 hệ số hiệu chỉnh khi đặt thanh dận nằm ngang + k2 : hệ số hiệu chỉnh, nếu là thanh dẫn trên không thì k2= 1. + k3 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh( nhiệt độ thanh dẫn là 700C, nhiệt độ môi trường xung quanh là 250C). Nhiệt độ tiêu chuẩn 350C ta tra được k3=0,88 Chọn thanh góp mềm loại dây nhôm lõi thép đặt ngoài trời có các thông số sau: + Tiết diện định mức : 450(mm2) + Đường kính dây : 27,3(mm) + Dòng điện cho phép : 900(A) - Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch . CAL = 88(A2*s/mm2) dây nhôm lõi thép Schon >Smin . - Kiểm tra điều kiện vầng quang. Trong đó : m = 0,87 r = 27,3/2 = 13,65(mm) = 1,365(cm) a = 400(cm) b. Chọn thanh góp mềm cho cấp điện áp 110KV. Ta có: Trong đó : k1, k2, k3 tương tự như ở thanh dẫn 220KV. Chọn thanh góp mềm loại dây nhôm lõi thép đặt ngoài trời có các thông số sau: + Tiết diện định mức : 400(mm2) + Đường kính dây : 25,6(mm) + dòng điện cho phép : 815(A) - Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch . Schon >Smin . - Kiểm tra điều kiện vầng quang. Trong đó : m = 0,87 r = 25,6/2 = 12,8(mm) = 1,28(cm) a = 300(cm) Chọn thanh góp cứng cho cấp điện áp 22KV - Chọn dòng điện làm việc bình thường lớn nhất. Trong đó : k1, k2, k3 tương tự như ở thanh dẫn 220KV. Chọn thanh dẫn nhôm, tiết diện hình chữ nhật có các thông số sau: Icp = 1625(A) Kích thước : 100*8(mm) Trọng lượng : 2,16(kg/m) - Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Do Icp >1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch. + Kiểm tra lực tác dụng lên thanh dẫn pha giữa. trong đó : l = 50(cm) a = 40(cm) + Mômen chống uốn (thanh đặt nằm ngang) + Mômen uốn M tác dụng lên thanh dẫn. + ứng suất tính toán. Ưùng suất cho phép đối với nhôm là 700(kg/cm2) Vậy thoả điều kiện. - kiểm tra tần số dao động của thanh dẫn + Tần số dao động + tần số dao động riêng của thanh dẫn được xác định theo biểu thức. (Hz) Trong đó : L : độ dài thanh dẫn giữa hai sứ (cm) E : modul đàn hồi của thanh dẫn EAL = 0,65*106(kg/cm2) J : momen quán tính của tiết diện thanh dẫn với trục thẳng góc với phương uốn (cm4) S : tiết diện thanh dẫn (cm2) S= 100*8 = 800(cm2) : khối lượng thanh dẫn. AL =2,74(g/cm3) Vậy : thoả điều kiện dao động khi cộng hưởng. Chọn dây dẫn. Trong mạng điện, dây dẫn được chọn theo điều kiện sau: + Chọn theo điều kiện phát nóng + Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. + Tiết diện cáp được chọn theo mật độ dòng kinh tế - Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng bình thường. Trong đó : Icpbt : dòng điện lầu dài cho phép của cáp. k1,k2,k3, :tra như ở thanh dẫn . - Kiểm tra ổn định nhiệt của mạch khi ngắn mạch - Kiểm tra nhiệt theo điều kiện vầng quang Nếu dẫn đi xa trong mạng điện phân phối đến 22KV, cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép 1. Chọn dây dẫn cho cấp điện áp 220KV: Dây dẫn này dùng để đấu nối từ thanh góp 220KV đến đầu cao áp của MBA dùng dây dẫn đặt ngoài trời - Tính dòng làm việc lớn nhất. Smax =167,6MVA Số tuyến đường dây là 2. - Tính tiết diện cáp theo mật độ dòng kinh tế Giả sử thời gian sử dụng công suất lớn nhất của trạm là Tmax =3000-5000 giờ vì chọn dây nhôm lỏi thép nên Jkt =1,4 (A/mm2), vậy ta chọn dây nhôm lỏi thép AC 200/27 Tiết diện nhôm : 200(mm2) Tiết diện thép : 26,6(mm2) Đường kính dây dẫn : 33(mm) Đường kinh lỏi thép : 22(mm) Dòng diện cho phép : 550(A) - Kiểm tra dây dẫn theo điều phát nóng bình thường(dòng lâu dài cho phép) Icp = 460(A) >Ilvmax = 220(A) thoả điều kiện. - kiểm tra ổn định nhiệt của dây dẫn khi ngắn mạch. - kiểm tra điều kiện vầng quang. Trong đó : r =3,3/2 = 1,65(cm) m = 0,87 Thoả điều kiện. 2. Chọn dây dẫn cho cấp điện áp 110KV: - Tính dòng làm việc lớn nhất. Smax =120MVA Số tuyến đường dây là 2. - Tính tiết diện cáp theo mật độ dòng kinh tế Vậy ta chọn dây nhôm lỏi thép AC 300/48 Tiết diện nhôm : 295(mm2) Tiết diện thép : 47,8(mm2) Đường kính dây dẫn : 24,1(mm) Đường kinh lỏi thép : 8,9(mm) Dòng diện cho phép : 680(A) - Kiểm tra dây dẫn theo điều phát nóng bình thường(dòng lâu dài cho phép) Icp = 568,5(A) >I lvbtmax =315(A) thoả điều kiện. - kiểm tra ổn định nhiệt của dây dẫn khi ngắn mạch. - kiểm tra điều kiện vầng quang. Trong đó : r =2,41/2 = 1,205(cm) m = 0,87 Thoả điều kiện. 3. chọn dây đẫn cho cấp điện áp 22KV: a. Chọn dây nối từ MBA đến thanh góp phụ tải. - Tính dòng làm việc lớn nhất. Smax =47,6MVA Số tuyến đường dây là 2. - Tính tiết diện cáp theo mật độ dòng kinh tế Vậy ta chọn dây nhôm lỏi thép AC 400/18 Tiết diện nhôm : 381(mm2) Tiết diện thép : 18,8(mm2) Đường kính dây dẫn : 26(mm) Đường kinh lỏi thép : 5,6(mm) Dòng diện cho phép : 815(A) - Kiểm tra dây dẫn theo điều phát nóng bình thường(dòng lâu dài cho phép) Icp = 681(A) >I lvbtmax =624,5(A) thoả điều kiện. - kiểm tra ổn định nhiệt của dây dẫn khi ngắn mạch. b. Chọn dây nối từ thanh góp đến các phụ tải. Thanh góp có 6 lộ ra. - Tính tiết diện cáp theo mật độ dòng kinh tế Vậy ta chọn dây nhôm 3 lỏi cách điện bằng XLPE do Goldstar chế tạo có các thông số sau Tiết diện : 185(mm2) Dòng diện cho phép : 475(A) - Kiểm tra dây dẫn theo điều phát nóng bình thường(dòng lâu dài cho phép) Icp = 397(A) >I lvbtmax =249,8(A) thoả điều kiện. - kiểm tra ổn định nhiệt của dây dẫn khi ngắn mạch. Vì đây là cáp 3 lỏi nên Smin của cáp là : Suy ra Schọn =185(mm2) > Smin=84,8(mm2) III. Lựa chọn và kiểm tra sứ cách điện Sứ có tác dụng vừa làm giá đở, treo các bộ phận mang điện, vừa làm vật cách điện giữa các bộ phận đối với đất, do đó sứ phải có khoảng cách phóng điện bề mặt cần thiết giữa giữa các phần có điện với đất, có đủ độ bền, chịu được lực điện động do dòng ngắn mạch gây ra, đồng thời phải chịu được điện áp lúc bình thường củng như lúc quá điện áp. Sứ cách điện có nhiều loại khác nhau : sứ treo, sứ đỡ ….dùng vào nhiều mục đích khác nhau, tuỳ theo vị trí sứ trong nhà hay ngoài trời, sứ dùng trong trạm hay đường dây. 1. Tính toán chọn sứ cho trạm: a. Chọn sứ đỡ cho thanh góp cứng 22KV. Sứ đỡ thanh góp cứng được chọn theo các điều kiện sau. - điện áp - Kiểm tra độ bền cơ Trong đó : : lực điện động tác động lên đầu sứ khi ngắn mạch 3 pha H : chiều cao của sứ : H’ : chiều cao từ đáy sư đến trọng tâm thanh dẫn. Điều kiện độ bền của sứ : Fph : lực phá hoại cho phép của sứ . Ftt : lực tác động lên thanh dẫn pha giữa. Chọn sứ sau cho : Chọn sứ đỡ đặt trong nhà của hãng ABB. + Điện áp cho phép : Ucp = 24(KV) + Điện áp chiệu xung nhiệt : Ux = 95(KV) + Lực phá hoại cho phép :Fph =5000(kg) + Chiều cao sứ :175(mm) * Kiểm tra sứ đã chọn Chiều cao sứ H=175(mm), bề dày thanh dẫn 8(mm) Suy ra H’ = H+b/2=175+8/2=179(mm) Fcp = 0,6*5000=3000(kg) Suy ra Fcp > thoả điều kiện b. Chọn sứ treo cho cấp điện áp 220,110(KV) chọn sứ theo điều kiện - điện áp - chiều dài rò phóng điện nhỏ hơn chiều dài cho phép. - Đảm bảo độ bền cơ khí khi tải trọng đường dây, gió, lực điện động, ở đây ta chỉ tính chọn sứ đảm bảo độ cách điện đối với tường cấp điện áp * Tính số bát sứ cách điện dùng cho chuổi sứ. Chiều dài đường rò yêu cầu của chuổi cách điện phải thoã. Trong đó : Lyc : chiều dài đường rò yêu cầu (cm) lqđ : chiều dài đường rò điện quy đổi (cm) Uđmmax : điện áp làm việc lớn nhất Cấp : 220KV là 245KV :110KV là 115KV K : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, phụ thuộc vào vật liệu cách điện, nếu dùng thuỷ tinh k=1. Măt khác : Iyc =n*lr . n : số bát sứ trong chuổi . lr : chiều dài đường rò 1 bát sứ trong tiêu chuẩn IEC quy định đối với sứ thuỷ tinh : lr =29(cm) Kiểm tra lại sứ đã chọn theo điều kiện quá điện áp nội bộ. Trong đó : k : hệ số khả năng phát sinh quá điện áp nội bộ thường ta lấy k=1,1 Uqđanb : điện áp tăng lên khi xảy ra quá điện áp nội bộ Uqđanb = 3*Uphađm. Uphsứ : điện áp phóng điện ước ở tần số 50Hz theo tiêu chuẩn IEC đối với sứ thuỷ tinh : Upđsứ =40(KV) * Chọn sứ treo cho cấp điện áp 220KV. Đối với vùng công nghiệp có nhiều bụi ta chọn Iqđ =2(cm/KV) Suy ra : lyc = lqđ *k*Uđmmax=2*1*245=490(cm) Số bát sứ là Chọn bát sứ là n=17 bát sứ cho cấp 220KV Kiểm tra cách điện theo điều kiện quá điện áp nội bộ n*Uphsứ =17*40=680KV k*Uqđanb = 1,1*3*230/=438KV suy ra : n*Uphsứ > k*Uqđanb thoả điều kiện. * Chọn sứ treo cho cấp điện áp 110KV. Đối với vùng công nghiệp có nhiều bụi ta chọn Iqđ =2(cm/KV) Suy ra : lyc = lqđ *k*Uđmmax=2*1*123=246(cm) Số bát sứ là Chọn bát sứ là n=9 bát sứ cho cấp 110KV Kiểm tra cách điện theo điều kiện quá điện áp nội bộ n*Uphsứ =9*40=360KV k*Uqđanb = 1,1*3*123/=360KV suy ra : n*Uphsứ > k*Uqđanb thoả điều kiện. IV. Chọn máy biến biến áp. Máy biến điện áp dùng để biến điện áp từ trị số lớn xuống trị số thích hợp để cung cấp cho các đồng hồ đo bảo vệ rơle và tự động hoá. Như vậy, các dụng cụ đo được tách ra khỏi mạch điện áp cao nên rất an toàn cho người. Cũng 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 biến điện áp có điện trở rất lớn nên có thể côi biến điện áp làm việc ở chế độ không tải, biến điện áp có các thông số sau: Hệ số biến đổi định mức : Trong đó : U1 ,U2 : điện áp định mức sơ cấp và thứ cấp. - 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 f=50Hz, điện áp định mức sơ cấp biến thiên trong khoảng U1 =(0,9 – 1,1)Uđm , còn phụ tải thứ cấp thay đổi trong giới hạng 0,25 đến giá trị định mức của BU và cos =0,8. Biến điện áp được chế tạo ứng với các cấp chính xác sau : 0,2;0,5;1;3;và 10. 1. Các điều kiện chọn biến điện áp. - Sơ đồ đấu dây và kiểu biến điện áp phải phù hợp với nhiệm vụ của nó. Để cung cấp cho công tơ chỉ cần hai máy biến điện áp 1 pha. Nếu đồng thời dùng biến điện áp để kiểm tra cách điện của mạng 3 pha trung tính cách điện 3-20KV dùng biến điện áp 3 pha năm trụ nối theo kiểu (sao đất-sao đất- tam giác hở) Mạng 35KV trở lên người ta dùng 3 máy biến điện áp 1 pha nối theo kiểu (sao đất-sao đất- tam giác hở) - Điều kiện về điện áp :điện áp của biến điện áp định mức phải phù hợp với biến điện áp của mạng. - Cấp chính xác : cấp chính xác phải lựa chọn phù hợp với điện áp lựa chọn. - Công suất định mức : tổng phụ tải nối vào biến điện áp phải nhỏ hơn hay bằng công suất định mức của biến điện áp với cấp chính xác đã chọn Khi tính không cần tính tổng trở dây dẫn vì ảnh hưởng của nó không đáng kể. - Chọn dây dẫn giữa biến điện áp và dụng cụ đo lường, tiết diện dây được chọn sao cho tránh tổn thất điện áp không vượt quá 0,5% điện áp định mức thứ cấp. Tiết diện dây dẫn tối thiểu đối với Cu =1,5(mm2) SAL =2,5(mm2) a. Chọn biến điện áp cấp 220KV Các thiết bị đo lường được nối chung vào mạch thứ cấp BU STT Tên dụng cụ đo Loại Công suất (W) cos SL P(W) Q(W) 1 Volt kế NE-144 9 1 3 27 2 Watt kế PL-14 10 1 2 20 3 Var kế QL-33 10 1 2 20 4 Watt h C3-V9 1,75 1 1 1,75 5 War h C3-V9 1,75 1 1 1,75 6 Watt kế tự ghi NE-144 10 0,8 1 10 6 7 Var kế tự ghi NE-144 10 0,8 1 10 6 8 Tần số kế FQ-96 8 1 1 8 9 Pha kế 9 1 1 9 10 Tổng số 107,5 12 - Điều kiện chọn máy biến điện áp Vậy ta chọn máy biến điện áp có các thông số sau: - Kiểu HK do hãng AEG sản xuất . - Điện áp định mức cuộn sơ cấp : - Điện áp định mức cuộn thứ cấp : - Công suất định mức tại cấp chính xác 0,5 là: S2đmBU = 150(VA) - Tần số : 50 -60HZ * chọn dây nối từ BU đến các dụng cụ đo lường : Dây dẫn phải đảm bảo độ bền cơ và độ suật áp cho phép - Để đảm bảo độ bền cơ ta chọn dây có tiết diện lớn hơn 1,5(mm). Chọn chiều dài dây dẫn từ BU đến các đồng hồ đo là 40(m) - Kiểm tra độ suật áp trên dây dẫn: Ta chọn dây dẫn bằng đồng nên Để đảm bảo độ bền cơ ta chọn dẫn bằng đồng có tiết diện S=3mm2 - Kiểm tra sụt áp : Vậy thoả điều kiện đã chọn. b. chọn biến điện áp cấp 110V. Ta chọn các thiết bị đo hoàn toàn giống như cấp điện áp 220KV - Điều kiện chọn máy biến điện áp Vậy ta chọn máy biến điện áp có các thông số sau: - Kiểu HK do hãng AEG sản xuất . - Điện áp định mức cuộn sơ cấp : - Điện áp định mức cuộn thứ cấp : - Công suất định mức tại cấp chính xác 0,5 là: S2đmBU = 150(VA) - Tần số : 50 -60HZ * chọn dây nối từ BU đến các dụng cụ đo lường : Dây dẫn phải đảm bảo độ bền cơ và độ suật áp cho phép - Để đảm bảo độ bền cơ ta chọn dây có tiết diện lớn hơn 1,5(mm). Chọn chiều dài dây dẫn từ BU đến các đồng hồ đo là 40(m) - Kiểm tra độ suật áp trên dây dẫn: Ta chọn dây dẫn bằng đồng nên Để đảm bảo độ bền cơ ta chọn ẫn bằng đồng có tiết diện S=2mm2. - Kiểm tra sụt áp : Vậy thoả điều kiện đã chọn. c. Chọn máy biến điện áp cho cấp 22KV do cấp điện áp 22KV trạm sử dụng tủ hợp bộ nên ta không cần chọn máy biến áp cho cấp điện áp này vì trong tủ hộp bộ đã có sẳn. V. Chọn máy biến dòng điện Biến dòng điện dùng để biến đổi dòng điện từ trị số lớn xuống trị số thích hợp thường là 5A trường hợp đặt biệt là 1(A) hay 10(A) với các dụng cụ đo như rơle và tự động hoá, cuộn sơ cấp của biến dòng có số vòng nhỏ, có khi chỉ vài vòng, còn cuộn dây thứ cấp có số vòng nhiều hơn và luôn được nối đất để đề phòng khi cách điện giữa sơ cấp và thứ cấp bị chọc thủng thì nguy hiểm cho dụng cụ đo phía thứ cấp và người phục vụ, phụ tải thứ cấp của biến dòng rất nhỏ vì vậy có thể côi biến dòng điện luôn làm việc trong trạng thái ngắn mạch. Trường hợp không có phụ tải thì phải nối tắt cuộn thứ cấp để tránh quá điện áp cháy biến dòng. Các thông số của biến dòng. - Hệ số biến đổi định mức I1đm , I2đm : là dòng định mức của cuộn sơ cấp và thứ cấp Sai số của biến dòng. Cấp chính xác của biền dòng : là sai số lớn nhất khi làm việc trong điều kiện : tần số 50Hz, phụ tải thứ cấp chính xác sau: 0,2;0,5;1;3và 10. 1. Các điều kiện chọn biến dòng : Sơ đồ nối dây và kiểu máy : sơ đồ nối dây có đủ 3 pha , 2 pha hay 1 pha tuỳ thuộc vào nhiệm vụ biến dòng. Kiểu biến dòng phụ thuộc vào vị trí đặt của chúng. - Điện áp định mức . - Dòng điện định mức sơ cấp . - Cấp chính xác : cấp chính xác của biến dòng phải chọn phù hợp với các yêu cầu của dụng cụ nối vào phía thứ cấp. - Phụ tải thứ cấp : tương tự với mỗi cấp chính xác biến dòng có 1 phụ tải nhất định ZđmBI . Để đảm bảo độ yêu cầu, tổng phụ tải thứ cấp Z2 của nó (kể cả dây dẫn) không vượt quá phụ tải định mức. Trong đó : Z : tổng phụ tải các dụng cụ đo. Zdd :tổng trở của dây dẫn nối BI với dụng cụ đo. Trường hợp giới hạn ta có : Ta có tiết diện dây: Trong đó : : điện trở suất của vật liệu cách điện. ltt : chiều dài tính toán của dây dẫn từ BI đến các dụng cụ đo lường. + Sơ đồ dùng 3 biến dòng trên 3 pha nối hình sao thì ltt =l + Sơ đồ dùng 2 biến dòng trên 2 pha nối hình sao thì ltt =l + Sơ đồ dùng 1 biến dòng trên 1 pha nối hình sao thì ltt =2*l - Tiết diện dây dẫn được chọn sao cho tổn thất điện áp trên nó không vượt quá 0,5% điện áp định mức thứ. Theo điều kiện sức bền cơ, tiết diện dây dẫn tối thiểu đối với đồng là 1,5(mm2) và đối với nhôm là 2,5(mm2) - Kiểm tra ổn định nhiệt + Ổn định nhiệt. Trong đó : knh là bội số ổn định nhiệt định mức ứng với thời gian ổn định nhiệt tnh. + Đối với biến dòng điện có dòng điện định mức trên 1000A thì không cần kiểm tra ổn định nhiệt. 2. Chọn biến điện áp cho trạm. a. Chọn biến điện áp cho cấp 220KV: Cấp chính xác là 0,5 Ưùng với cấp chính xác này, biến dòng có tổng trở ZđmBI =1,2( Bảng công suất tiêu thụ của các dụng cụ đo : STT Tên thiết bị Công suất tiêu thụ(VA) Pha A Pha B Pha C 1 Ampe kế 3 3 3 2 Watt kế 5 - 5 3 Var kế 5 - 5 4 Watt kế tự ghi 5 - 5 5 Var kế tự ghi 5 - 5 6 Watt giờ 0,525 - 0,525 7 Var giờ 0,275 0,55 0,275 8 Tổng 23,8 3,55 23,8 Ta thấy pha A và pha C mang tải nhiều nhất S=23,8(VA), với tổng trở các dụng cụ đo lường mắc vào pha A ( hoặc pha C ) là: I2đm : dòng điện định mức thứ cấp BI. Ta có : I2đm = 5A Vậy Chiều dài dây dẫn từ BI đến các dụng cụ đo là : ltt = 40m Ta có : Trong đó : : Điện trở suất của đồng ltt : Chiều dài tính toán từ BI đến các dụng cụ đo. Vậy ta chọn dây dẫn bằng đồng có tiết diện S=3(mm2) Chọn BI đặt ngoài trời có các thông số sau: - Kiểu : T3M220B-I - Điện áp định mức : UđmBI = 220KV - Dòng điện sơ cấp định mức : I1đm =600(A) - Dòng điện thứ cấp định mức : I2đm =5(A) - Dòng điện động cực đại : 40(KA) - Tần số định mức : 50-60 Hz. - Cấp chính xác : 0,5 * Kiểm tra ổn định động : b. Chọn biến điện áp cho cấp 110KV: Ta chọn các dụng cụ đo hoàn toàn giống như ở cấp điện áp 220KV, nên cách chọn BI, và chọn dây dẫn giống nhau chỉ khác về cấp điện áp. Chọn BI đặt ngoài trời có các thông số sau: - Kiểu : T3M110B-IIII - Điện áp định mức : UđmBI = 123KV - Dòng điện sơ cấp định mức : I1đm =1500(A) - Dòng điện thứ cấp định mức : I2đm =5(A) - Dòng điện động cực đại : 158(KA) - Tần số định mức : 50-60 Hz. - Cấp chính xác : 0,5 * Kiểm tra ổn định động : * Kiểm tra ổn định nhiệt : Do Iđmsc >1000A nên không cần kiểm