Luận văn Thiết kế trạm biến áp 500/220/22 kv

nh cái UC=500 (KV): Nguồn cung cấp 500 KV có các thống số: Smax = ∑S = Stoàn trạm =580(MVA). Chiều dài đường dây: l = 100 (km). Số đường dây: n = 2. Dựa vào đồ thị phụ tải toàn trạm ta có: Tmax 220KV = 365* S T*S max 24 1i ii∑ = = 240*4 320*4 320*4 320*4 400*4 320*4 *365 400 + + + + + = 7008 (giờ). Tmax 22KV = 365* S T*S max 24 1i ii∑ = Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 41 = 108*4 144*4 144*4 144*4 180*4 108*4 *365 180 + + + + + = 6716 (giờ). Thời gian làm việc trung bình cực đại trong một năm: Tmax tb = 365* S T*S i 24 1i imaxi ∑ ∑ = = 400*7008 180*6716 400 180 + + = 6917 (giờ) > 5000 (giờ). Do Tmax tb > 5000 (giờ) Ta chọn dây nhôm lõi thép (Dây AC) với jkt = 1 A/mm2 - Dòng điện làm việc trên đường dây lúc vận hành bình thường: Imax = đm max U*3n S = 6 3 580*10 2 3 *500*10 = 335 (A). Với jkt = 1 A/mm2  Fkt = max 335 1kt I j = = 335 (mm2). Ta chọn dây AC có tiết diện AC – 400/93 với các thông số: - Tiết diện nhôm Snhôm = 406 (mm2). Đường kính lõi thép: 12,5 (mm). - Tiết diện thép Sthép = 93,2 (mm2). Điện trở 1 chiều khi 200C: 0.067 ( km/Ω ) - Đường kính dây dẫn = 29.1 (mm). - Dòng điện phụ tải cho phép: 835 (A) (Đặt ngoài trời). - Dòng điện phụ tải cho phép: 715 (A) (Đặt trong nhà). - Điện kháng trên đường dây trên không: xo = 0.396 ( km/Ω ). Đối với mạng điện có điện áp U = 500 KV: Khoảng cách trung bình giữa các pha là: 6,0 (m). Đối với mạng điện có điện áp U = 220 KV: Khoảng cách trung bình giữa các pha là: 4,0 (m). Đối với mạng điện có điện áp U = 110 KV: Khoảng cách trung bình giữa các pha là: 2,50 – 3,0(m). Đối với mạng điện có điện áp U = 22 KV : Khoảng cách trung bình giữa các pha là: 1,0 (m). Đối với mạng điện có điện áp U ≥ 110KV, thì độ sụt áp U∆ có: + btcpU∆ ≤ 10%Uđm. + sccpU∆ ≤ 20%Uđm. Đối với mạng điện có điện áp U ≤ 35KV, thì độ sụt áp U∆ có: + btcpU∆ ≤ 5%Uđm. + sccpU∆ ≤ 10%Uđm.  Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp: + btcpU∆ ≤ 10%Uđm  btcpU∆ ≤ 500 * 0.1 = 50 (KV). Ta có: đmU X*QR*PU +=∆ . Với: P = Smax * cos tbϕ Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 42 cos tbϕ = max 220 220 max 22 22 max 220 max 22 *cos *cos 400*0.9 180*0.85 400 180 KV KV KV KV KV KV S S S S ϕ ϕ+ + = + + = 0.885.  P = 580 * 0.88 = 513(MW). cos tbϕ = 0.88  tg tbϕ = 0.54. Q = Pmax * tg tbϕ = 513 * 0.54 = 277 (MVAR). R: Điện trở dây dẫn đang xét: R = 2 R / với R/o = /rθ * Ldd. θ = Là nhiệt độ môi trường θ = 300C. α = Hệ số nhiệt của điện trở. Với dây đồng, nhôm, nhôm lõi thép thì α = 0.004. /rθ = Là điện trở quy đổi về nhiệt độ của môi trường. /rθ = r0 * [(1 + α (θ - 20 0C)]. = 0.067 * [(1 + 0.004 * (30 -20 )] = 0.069 )km/(Ω . R = 2 R / = / * 0.069*100 2 2 r lθ = = 3.484 )(Ω . X = 0 * 0.396*100 2 2 x l = = 19.8 )(Ω .  đmU X*QR*PU +=∆ = 3 33.484*513*10 277*10 *19.8 500 + = 14.54 (KV). 14.54% *100% *100% 500đm U U U ∆ ∆ = = = 2.9% < 10% (Thoả điều kiện ).  Kiểm tra điều kiện đốt nóng lâu dài: Điều kiện: Icb ≤ Kqt * Icp. Với: Icb = 2 * Ibtmax = 2 * 335 = 670 (A). Đối với dây trần Kqt = 1.  Icb = 670 < Kqt * Icp = 1 * 835 = 835 (A) ( Thoả điều kiện đốt nóng lâu dài ).  Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch: Fchọn ≥ Fmin = C BN . Với C: Hệ số phụ thuộc vào vật kiệu vật dẫn. (Đồng: CCu = 171; Nhôm: CAl: 88). BN: Xung nhiệt của dòng ngắn mạch (A2.s). BN = qđ 2 t*I∞ . Thông thường chọn tqt = 1(s). ∞I = IN = 10.49 (KA). Fchọn = 406 (mm2) ≥ Fmin = C BN = 2 310.49 *10 88 = 119.2 (mm2). (Thoả điều kiện)  Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: Điều kiện: Uvq ≥ UHT. Với Uvq = 84 * m * r * lg r a Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 43 m: Hệ số xét độ xù xì của bề mặt dây dẫn (m = 0.95 đối với dây dẫn chỉ có một sợi). Uvq: Trị số hiệu dụng điện áp dây. r : Bán kính ngoài của dây dẫn  r = 14.55 (mm). a : Khoảng cách giữa các trục dây dẫn.  a =6 (m). Uvq = 84 * m * r * lg r a = 84 * 0.95 * 1.455 * lg 600 1.455 = 303 (KV) < UHT = 500 (KV). (Không thoả điều kiện). Vậy ta chọn 4 dây dẫn loại AC -400/93 là không hợp lý. Ta chọn 4 dây AC đặt cách nhau 20cm với các thông số: - Tiết diện AC – 95/141 - Tiết diện nhôm Snhôm = 91.2 (mm2). Đường kính lõi thép: 15.4 (mm). - Tiết diện thép Sthép = 141 (mm2). Điện trở 1 chiều khi 200C: 0.316 ( km/Ω ) - Đường kính dây dẫn = 19.8 (mm). - Dòng điện phụ tải cho phép: 330 (A) (Đặt ngoài trời). - Dòng điện phụ tải cho phép: 260 (A) (Đặt trong nhà). - Điện kháng trên đường dây trên không: xo = 0.445 ( km/Ω ). Đối với mạng điện có điện áp U = 500 KV: Khoảng cách trung bình giữa các pha là: 6,0 (m). Đối với mạng điện có điện áp U = 220 KV: Khoảng cách trung bình giữa các pha là: 4,0 (m). Đối với mạng điện có điện áp U = 110 KV: Khoảng cách trung bình giữa các pha là: 2,50 – 3,0(m). Đối với mạng điện có điện áp U = 22 KV : Khoảng cách trung bình giữa các pha là: 1,0 (m). Đối với mạng điện có điện áp U ≥ 110KV, thì độ sụt áp U∆ có: + btcpU∆ ≤ 10%Uđm. + sccpU∆ ≤ 20%Uđm. Đối với mạng điện có điện áp U ≤ 35KV, thì độ sụt áp U∆ có: + btcpU∆ ≤ 5%Uđm. + sccpU∆ ≤ 10%Uđm..  Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp: + btcpU∆ ≤ 10%Uđm  btcpU∆ ≤ 500 * 0.1 = 50 (KV). Ta có: đmU X*QR*PU +=∆ . Với: P = Smax * cos tbϕ cos tbϕ = max 220 220 max 22 22 max 220 max 22 *cos *cos 400*0.9 180*0.85 400 180 KV KV KV KV KV KV S S S S ϕ ϕ+ + = + + = 0.885.  P = 580 * 0.88 = 513(MW). cos tbϕ = 0.88  tg tbϕ = 0.54. Q = Pmax * tg tbϕ = 513 * 0.54 = 277 (MVAR). Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 44 R: Điện trở dây dẫn đang xét: R = 2 R / với R/o = /rθ * Ldd. θ = Là nhiệt độ môi trường θ = 300C. α = Hệ số nhiệt của điện trở. Với dây đồng, nhôm, nhôm lõi thép thì α = 0.004. /rθ = Là điện trở quy đổi về nhiệt độ của môi trường. /rθ = r0 * [(1 + α (θ - 20 0C)]. = 0.316 * [(1 + 0.004 * (30 -20 )] = 0.329 )km/(Ω . R = 2 R / = / * 0.329*100 2 2 r lθ = = 16.4 )(Ω . X = 0 * 0.445*100 2 2 x l = = 22.25 )(Ω .  đmU X*QR*PU +=∆ = 3 316.4*513*10 277*10 *22.25 500 + = 29.15 (KV). 29.15% *100% *100% 500đm U U U ∆ ∆ = = = 5.83% < 10% (Thoả điều kiện ).  Kiểm tra điều kiện đốt nóng lâu dài: Điều kiện: Icb ≤ Kqt * Icp. Với: Icb = 2 * Ibtmax = 2 * 335 = 670 (A). Đối với dây trần Kqt = 1.  Icb = 670 < Kqt * Icp = 1 * 4*330= 1320 (A) ( Thoả điều kiện đốt nóng lâu dài ).  Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch: Fchọn ≥ Fmin = C BN . Với C: Hệ số phụ thuộc vào vật kiệu vật dẫn. (Đồng: CCu = 171; Nhôm: CAl: 88). BN: Xung nhiệt của dòng ngắn mạch (A2.s). BN = qđ 2 t*I∞ . Thông thường chọn tqt = 1(s). ∞I = IN = 11,54 (KA). Fchọn = 406 (mm2) ≥ Fmin = C BN = 2 310.49 *10 88 = 119.2 (mm2). (Thoả điều kiện)  Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: Điều kiện: Uvq ≥ UHT. Với Uvq = 84 * m * r * lg r a m: Hệ số xét độ xù xì của bề mặt dây dẫn (m = 0.95 đối với dây dẫn chỉ có một sợi). Uvq: Trị số hiệu dụng điện áp dây. r : Bán kính ngoài của dây dẫn  r = 9.9(mm). a : Khoảng cách giữa các trục dây dẫn.  a =6 (m). Uvq = 84 * m * r * lg r a = 84 * 0.95 * 19.9* lg 6000 9.9 =2198(KV) > UHT = 500 (KV). ( thoả điều kiện). Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 45 Vậy ta chọn 4 dây dẫn loại AC - 95/141 là hợp lý.  Chọn thanh góp a. Chọn thanh góp ở cấp điện áp 500 KV: Dòng điện làm việc cưỡng bức: Ilvcb = 6 max 3 580*10 3 * 3 *500*10đm S U = = 669.7 (A). Dòng ngắn mạch tại điểm N2: IN2 = ∞I = 10.49 (KA). Dòng xung kích: Ixk = 26.7(KA). Căn cứ vào “Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp” của Huỳnh Nhơn ta chọn thanh ghóp mềm gồm ba dây nhôm lỏi thép đặt cách nhau 20cm với các thông số: - Tiết diện chuẩn: 150/34 - Tiết diện nhôm Snhôm = 148(mm2). Đường kính lõi thép: 7.5(mm). - Tiết diện thép Sthép = 18.8(mm2). - Đường kính dây dẫn = 17.5(mm). - Dòng điện phụ tải cho phép: 445 (A) (Đặt ngoài trời). - Dòng điện phụ tải cho phép: 365 (A) (Đặt trong nhà).  Kiểm tra theo điều kiện cho phép: Điều kiện: I’cp = Icp * K1 * K2 * K3 ≥ Icb max. Với K1: Hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn nằm ngang. K1 = 0.95. K2: Hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh. K2 = 0.88. K3: Số thanh góp. K3 = 2.  I’cp = 445 * 0.95 * 0.88 * 3 = 1116(A)  I’cp = 1116 ≥ Icb max. = 669.7 (A). ( Thoả điều kiện ).  Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện ổn định nhiệt: Điều kiện: Fchọn ≥ Fmin = C BN . Với C: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dây dẫn. CCu = 171; CAl = 88. Fchọn =580(mm2). Fmin = 2 310.49 *10 88 NB C = = 119 (mm2).  Fchọn > Fmin . ( Thoả điều kiện ). Fchọn = 148 (mm2) ≥ Fmin = C BN = 2 310.49 *10 88 = 119.2 (mm2). (Thoả điều kiện)  Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: Điều kiện: Uvq ≥ UHT. Với Uvq = 84 * m * r * lg r a m: Hệ số xét độ xù xì của bề mặt dây dẫn (m = 0.95 đối với dây dẫn chỉ có một sợi). Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 46 Uvq: Trị số hiệu dụng điện áp dây. r : Bán kính ngoài của dây dẫn  r = 8.75(mm). a : Khoảng cách giữa các trục dây dẫn.  a =6 (m). Uvq = 84 * m * r * lg r a = 84 * 0.95 * 8.75* lg 6000 8.75 =1980(KV) > UHT = 500 (KV). ( thoả điều kiện). b. Chọn thanh dẫn, thanh góp ở cấp điện áp 220 KV: Dòng điện làm việc cưỡng bức: Ilvcb = 6 max 3 400*10 3 * 3 *220*10đm S U = = 1049.7 (A). Dòng ngắn mạch tại điểm N2: IN2 = ∞I = 9.23(KA). Dòng xung kích: Ixk = 23.4(KA). Căn cứ vào “Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp” của Huỳnh Nhơn ta chọn thanh ghóp mềm gồm ba dây nhôm lỏi thép đặt cách nhau 20cm với các thông số: - Tiết diện chuẩn: 205/27 - Tiết diện nhôm Snhôm = 205(mm2). Đường kính lõi thép: 6.6(mm). - Tiết diện thép Sthép = 26.643.1(mm2). - Đường kính dây dẫn = 19.8(mm). - Dòng điện phụ tải cho phép: 610 (A) (Đặt ngoài trời). - Dòng điện phụ tải cho phép: 505 (A) (Đặt trong nhà).  Kiểm tra theo điều kiện cho phép: Điều kiện: I’cp = Icp * K1 * K2 * K3 ≥ Icb max. Với K1: Hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn nằm ngang. K1 = 0.95. K2: Hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh. K2 = 0.88. K3: Số thanh góp. K3 = 3  I’cp = 610 * 0.95 * 0.88 * 3 = 1529(A)  I’cp = 1529≥ Icb max. = 1049.7(A). ( Thoả điều kiện ).  Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện ổn định nhiệt: Điều kiện: Fchọn ≥ Fmin = C BN . Với C: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dây dẫn. CCu = 171; CAl = 88. Fchọn = 490 (mm2). Fmin = 2 39.23 *10 88 NB C = = 105 (mm2).  Fchọn > Fmin . ( Thoả điều kiện ).  Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: Điều kiện: Uvq ≥ UHT. Với Uvq = 84 * m * r * lg r a Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 47 m: Hệ số xét độ xù xì của bề mặt dây dẫn (m = 0.95 đối với dây dẫn chỉ có một sợi). Uvq: Trị số hiệu dụng điện áp dây. r : Bán kính ngoài của dây dẫn  r = 9.9(mm). a : Khoảng cách giữa các trục dây dẫn.  a =4 (m). Uvq = 84 * m * r * lg r a = 84 * 0.95 * 9.9* lg 4000 9.9 = 2059 (KV) > UHT = 500 (KV). ( thoả điều kiện). c. Chọn thanh dẫn, thanh góp ở cấp điện áp 22 KV: Dòng điện làm việc cưỡng bức: Ilvcb = 6 max 3 180*10 3 * 3 *22*10đm S U = =4723 (A). Dòng ngắn mạch tại điểm N1: IN = ∞I = 38.19(KA). Dòng xung kích: Ixk = 97.21 (KA). Căn cứ vào “Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp” của Huỳnh Nhơn ta chọn hai thanh dẫn cứng bằng đồng cứng hình chữ nhật có sơn với các thông số: - Dòng điện cho phép: Icp 4100 - Trọng lượng: 10.650kg/cm. - Tiết diện: 1200mm2. - Kích thước thanh dẫn: 120x10mm. -  Kiểm tra theo điều kiện cho phép: Điều kiện: I’cp = Icp * K1 * K2 * K3 ≥ Icb max. Với K1: Hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn nằm ngang. K1 = 0.95. K2: Hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh. K2 = 0.88. K3: Số thanh góp. K3 = 2  I’cp = 4100* 0.95 * 0.88 * 1 =6855 (A)  I’cp = 6855 ≥ Icb max. = 4723 (A). ( Thoả điều kiện ).  Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện ổn định nhiệt: Điều kiện: Fchọn ≥ Fmin = C BN . Với C: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dây dẫn. CCu = 171; CAl = 88. Fchọn = 75 (mm2). Fmin = 3 38.19 *10 171 NB C = =223(mm2).  Fchọn > Fmin . ( Thoả điều kiện ).  Kiểm tra điều kiện ổn định lực điện động: Điều kiện: cptt σ<σ . Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 48 Với ttσ : Ứng suất tính toán khi ngắn mạch. cpσ : Ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn.  cpCuσ = 1400 Kg/cm 2. cpAlσ = 700 Kg/cm 2. - Lực điện động tác dụng lên thanh dẫn khi ngắn mạch đối với thanh giữa: Ftt = 1.76 * 10-8 * 2)3(xki*a l . Chọn a = 100 (cm). l f *W*10 l cpmax σ =≤ . W=0.17*1*12 2*1=24.48 f = 1.76 * 10-8 * 2)3(xki*a 1 = 1.76 * 10-8 * (1/100) * (38.19* 103)2 = 0.25(kg/cm).  lmax = 10*24.48*700 0.25 = 827.8 (cm).  Chọn l = 1000 (cm).  Ftt = 1.76 * 10-8 * 2)3(xki*a l = 1.76 * 10-8 * 3 21000 *(38.19*10 ) 100 =256(kg). - Momen uốn M tác dụng lên thanh dẫn: M = * 256*1000 10 10 ttF l = =25600(kg.cm). - Ưùng suất tính toán được xác định: 25600 24.48 tt M W σ = = =1045.7kg/cm2 ≤ cpσ = 1400 (kg/cm 2). ( Thoả điều kiện ). ----
---- Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 49 CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH I.> Khái niệm: Mục đích tinh toán ngắn mạch IN để phục vụ cho việc lựa chọn các khí cụ điện ( Máy cắt, điện kháng, biến dòng, biến áp ) và các phần dẫn điện ( Dây dẫn, thanh dẫn, cáp). Có nhiều phương pháp tính dòng ngắn mạch nhưng với yêu cầu trên chỉ cần dùng phương pháp đơn giản, nếu cần và khi có yêu cầu, có thời gian có thể áp chương trình mẫu và thực hiện trên máy tính. Chỉ tính ngắn mạch 3 pha (N(3)) vì thường dòng ngắn mạch 3 pha lớn hơn dòng ngắn mạch 2 pha (N(2)) và một pha (N(1)). Nguồn cung cấp cho dòng ngắn mạch là hệ thống các máy phát nhiệt và thuỷ điện. Máy bù đồng bộ, động cơ điện chỉ xét khi ngắn mạch trên cực của nó vì khi ngắn mạch qua điện kháng lớn, các dòng ngắn mạch này nhỏ và đã tắt. Sức điện động của các nguồn khi ngắn mạch ở xa qua điện kháng lớn ở xa qua điện kháng lớn ( x*(đm) > 3) được coi là không đổi. Khi tính toán ngắn mạch trong hệ thống U >1000 V có thể bỏ qua thành phần điện trở R mà chỉ xét điện kháng X, vì R thường nhỏ hơn X rất nhiều. Khi tính ngắn mạch trong mạng nhỏ hơn 1000 V mới xét đến R. Z = 22 XR + Thời gian tồn tại ngắn mạch bằng thời gian bảo vệ Rơle ( tbv ) và thời gian máy cắt làm việc (tMC): TN = tbv + tMC Có thể xem dòng ngắn mạch không đổi trong thời gian ngắn mạch, do đó: I” = It = Iôđ Trong đó: I” : Dòng điện quá độ. It : Dòng ngắn mạch tại thời điểm t. Iôđ: Dòng ngắn mạch ổn định. Tính ngắn mạch trong hệ thống tương đối với Scb và Ucb. Khi chỉ có một hay hai cấp điện áp mới tính trong hệ đơn vị có tên: Icb = cb cb U*3 S Trong đó: Scb: Chọn tuỳ chọn, có thể là 100 MVA, 1000 MVA, hay bằng công suất tổng hệ thống ( SHT ). Ucb: Chọn bằng điện áp trung bình của các cấp điện áp tương ứng 500 KV, 230KV, 115 KV, 37 KV, 22 KV, 18 KV, 15.5 KV, 13.8 KV, 10.5 KV, 6.3 KV. Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 50 Các trị số điện kháng của các phần tử được tính trong hệ cơ bản đã chọn theo biểu thức: Phần tử Thông số xuất phát Trị số trong hệ có tên (Ω ) Trị số trong hệ tương đối cơ bản HTS∑ ; x * (đm) x = x*(đm)* HT 2 cb S U ∑ x*(cb) = x*(đm)* HT cb S S ∑ SN x = N 2 cb S U x*(cb) = N cb S S Hệ thống IN x = N cb I*3 U x*(cb) = cbN cb U*I*3 S Máy phát Sđm ; x”d% x = đm 2 cbd S*100 U*%x x*(cb) = đm cbd S*100 S*%x Máy biến áp Sđm ; UN% x = đm 2 cbN S*100 U*%U x*(cb) = đm cbN S*100 S*%U Đường dây l (km) ; Uđm x = xo*l x*(cb) = xo*l 2 cb cb U S Kháng điện xk% ; IđmK x = đmđm 2 cbk U*I3*100 U*%x x*(cb) = đm cbk I*100 I*%x II.> Trình tự tính toán ngắn mạch ba pha: 1. Vẽ sơ đồ hệ thống cần tính toán ngắn mạch và xác định các điểm cần tính toán ngắn mạch. 2. Từ sơ đồ nguyên lý thay thế các phần tử bằng mô hình hoá của nó và ghi đánh số thứ tự xi của các điện kháng. 3. Chọn các thông số trong hệ cơ bản: Scb, Ucb rồi suy ra Icb ở các cấp cần tính dòng ngắn mạch. 4. Tính trị số cơ bản tương đối của các điện kháng xi . 5. Lần lượt biến đổi sơ đồ về sơ đồ đẳng trị chỉ có một nguồn và điện kháng tổng tương đương cho từng điểm ngắn mạch. 6. Tính dòng ngắn mạch của từng điểm ngắn mạch theo biểu thức: I*Ni = ix 1 ∑ INi(KA) = I*Ni*Icb = i cb x I ∑ Trong đó: Icb: Bằng trị cơ bản của dòng ngắn mạch tương ứng với điện áp tại thời điểm ngắn mạch. III.> Tính toán dòng ngắn mạch: - Sơ đồ hệ thống cần tính toán dòng ngắn mạch: Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 51 XHT XC XC XH XH XB1 XB2 XTXT Xd Xd N1 N3 N2 Từ sơ đồ nguyên lý, ta có sơ đồ thay thế các phần tử như sau: 22 KV 500KV U H U C = U HT HỆ THỐNG U T 220 KV 0.4 KV Máy biến áp tự dùng B 1 B 1 6 đường dây 6 đường dây Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 52 Chọn Scb = SHT = 10000 (MVA). Ucb = Utb của từng cấp. UcbI = UtbI = UtbC = 500 (KV). UcbII = UtbII = UtbT = 230 (KV). UcbIII= UtbIII = UtbH = 22 (KV). Dòng điện cơ bản của từng cấp tương ứng: IcbI = Icb(220 KV) = (500 ) (500 )3 * cb KV cb KV S U = 1000 3 *500 = 11.54 (KA). IcbII = Icb(110 KV) = (220 ) (220 )3 * cb KV cb KV S U = 10000 3 *230 = 25.10 (KA). IcbIII = Icb(22 KV) = )KV22(cb )KV22(cb U*3 S = 10000 3 *22 = 262.43 (KA). Với X*(đm) = 0.3  XHT = X*(đm) * HT cb S S = 0.3 * (10000 / 10000) = 0.3 Xo = 0.4 Ω / Km.  Xd = xo* l* 2 cb cb U S = 0.4 * 100* (10000 / 5002) = 1.6 Ω . Ta có: UN%C-T = 9.5 %. UN %C-H = 29 %. UN %T-H = 17.5 %. α = 0.5: Hệ số tính toán hay hệ số mẫu của máy biến áp từ ngẫu. UN%C = 2 1 *( UN%C-T + α −HCN %U - α −HTN %U ) = 2 1 * (9.5 + 29 0.5 - 17.5 0.5 ) = 16.25%. UN%T = 2 1 *( UN%C-T + α −HTN %U - α −HCN %U ) = 2 1 * (9.5 + 17.5 0.5 - 29 0.5 ) = -6.75%.  UN%T = 0. UN%T = 2 1 *( α −HCN %U + α −HTN %U - UN%C-T) = 2 1 * ( 29 0.5 + 17.5 0.5 - 9.5) = 41.75 %. Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 53 XHT Xd Xd N1 XHT XC XC XT XT Xd Xd N2  XC = đm cbCN S*100 S*%U = 16.25*10000 100*501 = 3.24.  XT = đm cbTN S*100 S*%U = 0*10000 100*501 = 0.  XH = đm cbHN S*100 S*%U = 41.75*10000 100*501 = 8.3 Nếu ngắn mạch tại điểm N1: Ta có sơ đồ thay thế tại điểm 1: - Điện kháng tổng hợp tại điểm N1: 1X∑ = XHT + 2 Xd = 0.3+ 1.6 2 = 1.1 - Dòng điện ngắn mạch tại điểm N1: IN1 = 1 1cb X I ∑ = 11.54 1.1 = 10.49 (KA) - Dòng điện xung kích tại điểm N1: IXK1 = 2 * KXK* IN1 với KXK = 1.8 = 2 * 1.8 *10.49 = 26.7(KA). Nếu ngắn mạch tại điểm N2: Ta có sơ đồ thay thế tại điểm N2: Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 54 XHT XC XC XH XH Xd Xd N3 - Điện kháng tổng hợp tại điểm N2: 2X∑ = XHT + 2 Xd + 2 XX TC + = 0.3+ 1.6 2 + 3.24 0 2 + = 2.72 - Dòng điện ngắn mạch tại điểm N2: IN2 = 2 2cb X I ∑ = 25.10 2.72 = 9.23(KA) - Dòng điện xung kích tại điểm N2: IXK2 = 2 * KXK* IN2 với KXK = 1.8 = 2 * 1.8 *9.23= 23.4 (KA). Nếu ngắn mạch tại điểm N3: Ta có sơ đồ thay thế tại điểm N3: - Điện kháng tổng hợp tại điểm N3: 3X∑ = XHT + 2 Xd + 2 XX HC + = 0.3+ 1.6 2 + 3.24 8.3 2 + = 6.87 - Dòng điện ngắn mạch tại điểm N3: IN3 = 3 3cb X I ∑ = 262.43 6.87 = 38.19(KA) - Dòng điện xung kích tại điểm N3: IXK3 = 2 * KXK* IN3 với KXK = 1.8 = 2 * 1.8 *38.19 = 97.21 (KA). Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 55 Tính toán ngắn mạch ở cấp điện áp 0.4 KV: Các thông số của máy biến áp tự dùng: Công suất máy biến áp: Sđm = SB = 500 (KVA). Tổn thất không tải: ∆Po = 1 (KW). Tổn thất ngắn mạch: ∆PN = 7 (KW). Điện áp ngắn mạch phần trăm: UN (%) = 4%. - Điện trở RB của máy biến áp tự dùng: RB = 2 đmB 32 đmN S 10*U*P∆ = 2 32 )500( 10*)4.0(*7000 = 4.48 (mΩ ). - Điện kháng XB của máy biến áp tự dùng: XB = đmB 32 đmx S 10*U*%U*10 Với Ux% là thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch được xác định thao biểu thức: Ux% = 2R 2 N %)U(%)U( − UR%: Thành phần tác dụng của UN% xác định theo biểu thức: UR% = đmB N S*10 P∆ = 500*10 7000 =1.4%  Ux% = 2R 2 N %)U(%)U( − = 22 )4.1()4( − = 3.75.  XB = đmB 32 đmx S 10*U*%U*10 = 500 10*)4.0(*75.3*10 32 = 12 (mΩ ).  Ztđ = 2B 2 B )X()R( + = 22 )12()48.4( + = 12.81 (mΩ ). Tổng trở hai máy biến áp tự dùng: Z = 2 Z tđ = 2 81.12 = 6.405 (mΩ ). - Dòng điện ngắn mạch tại điện áp 0.4 (KV): IN(0.4 KV) = Z*3 Uđm = 310*405.6*3 4.0 − = 36.056 (KA). - Dòng điện xung kích tại cấp 0.4 KV: IXK = 2 * KXK* IN3 với KXK = 1.8 = 2 * 1.8 *36.056 = 92.78 (KA). Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 56 Bảng tổng hợp tính toán dòng điện ngắn mạch: Thứ tự Điểm ngắn mạch Uđm (KV) iX∑ IN (KA) IXK (KA) 1 N1 500 1.1 10.49 26.7 2 N2 230 2.72 9.23 23.4 3 N3 22 6.87 38.19 97.21 4 Cấp 0.4 KV 0.4 6.405 36.056 91.78 ----
---- Luận văn tốt nghiệp GVHD :Nguyễn Hùng SVTH: Nguyễn Văn Hùng_02DC09 Trang : 57 CHƯƠNG IX: CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN CHÍNH (MÁY CẮT, DAO CÁCH LY, BU, BI) III.> Khái niệm chung: Để vận hành được trong nhà máy điện và trạm biến áp, ngoài các thiết bị chính như máy biến áp, máy phát còn cần phải có các khí cụ điện và các phần dẫn điện. Căn cứ vào nhiệm vụ, chức năng của các khí cụ điện có thể phân thành các loại sau: 1.> Các khí cụ điện đóng mở: - Máy cắt điện: Là khí cụ điện dùng để đóng cắt một phần tử của hệ thống như máy phát, máy biến áp, đường dây … trong lúc làm việc bình thường cũng như khi có sự cố (ngắn mạch). - Dao cách ly: Là khí cụ điện có nhiệm vụ tạo một khoảng cách trông thấy được để đảm bảo an toàn khi sửa chữa máy phát điện, máy biến áp, máy cắt điện, đường dây … Trong khả năng, dao cách ly cũng có thể đóng cắt mạch điện trong một số trường hợp có giới hạn, nhưng nói chung là đóng cắt khi không có dòng hoặc dòng nhỏ, điện áp không cao lắm, sau khi máy cắt đã cắt mạch điện (th