MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU Trang 1
TỔNG QUAN TRẠM BIẾN ÁP 2
I -Khái quát và phân loại trạm 2
II -Kết cấu của trạm biến áp . 2
III -Yêu cầu khi thiết kế . 2
IV -Nhiệm vụ thiết kế .3
V -Trình tự thiết kế 4
Chương 1:NHU CẦU PHỤ TẢI CÂN BẰNG CÔNG
SUẤT và ĐỒ THỊ PHỤ TẢI 5
I -Giới thiệu chung .5
II -Nhu cầu phụ tải .5
III -Cân bằng công suất 6
IV -Đồ thị phụ tải .7
V -Đồ thị phụ tải và cân bằng công suất .8
Chương 2:LỰA CHỌN VỊ TRÍ VÀ MÔ HÌNH XÂY
DỰNG TRẠM BIẾN ÁP BẮC BÌNH CHÁNH .13
I -Vị trí địa lý .13
II -Vị trí đặt trạm 13
III -Mô hình xây dựng trạm 110KV/22KV Bắc Bình Chánh .14
Chương 3:CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ
SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CHO TBA .15
I -Khái niệm .15
III -Chọn phương án thiết kế-Sơ đồ
cấu trúc TBA 110KV/22KV1 17
Chương 4:CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN . 22
I -Khái niệm .22
Chương 5:TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 30
I -Khái niệm 30
II -Chọn MBA cho trạm 110KV/22KV Bắc Bình Chánh .31
III -Chọn MBA tự dùng 22KV/0,4KV cho trạm .35
Chương 6:TỔN THẤT CÔNG SUẤT & ĐIỆN NĂNG CỦA MBA
I-Khái niệm .37
II-Tổn thất điện năng trong MBA 2 cuộn dây .37
III-Tổn thất công suất trong MBA 2 cuộn dây .37
IV-Tính toán tổn thất điện trong MBA 2 cuộn dây ở các phương án.38
Chương 7:TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH
DÒNG BÌNH THƯỜNG-DÒNG CƯỠNG BỨC 43
A-Tính toán dòng điện ngắn mạch .43
1 -Cơ sở tính toán ngắn mạch .43
2-Tính toán ngắn mạch cho từng phương án 45
B-Tính toán dòng làm việc bình thường và dòng cưỡng bức .50
I-Khái niệm .50
Chương 8:CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC
PHẦN DẪN ĐIỆN 53
I -Khái niệm chung 53
II -Những vấn đề chung có liên quan đến tính toán
để chọn khí cụ điện và phần dẫn điện .54
III-Chọn khí cụ điện cho trạm .56
A-Chọn thanh góp và dây dẫn .56
B-Chọn máy cắt điện .67
C-Chọn dao cách ly .71
D-Chọn máy biến điện áp-Máy biến dòng điện 73
I -Chọn máy biến điện áp (BU) 73
II-Chọn máy biến dòng điện(BI) .75
E-Chọn sứ cách điện .78
Chương 9:SO SÁNH TÍNH KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA CÁC
PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU .80
I -Khái niệm . 80
II -Đánh giá hiệu quả của các phương án . 80
III-Tính toán kinh tế cho từng phương án .82
IV-Đánh giá kinh tế kỹ thuật .90
Chương 10:THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BẢO VỆ VÀ
BẢO VỆRƠLE CHO TRẠM .92
I -Hệ thống tự động bảo vệ trạm biến áp .92
II-Hệ thống tự động bảo vệ cho trạm biến áp 110KV/22KV .96
Chương 11:CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CHO TRẠM .110
A-Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp .110
I-Khái niệm chung .110
II-Tính toán thiết kế chống sét đánh trực tiếp vào trạm .111
B-Bảo vệ chống sét đánh gián tiếp vào trạm .118
I -Khái niệm chung .118
II -Biện pháp bảo vệ và yêu cầu đối với việc bảo vệ
chống sét lan tryền vào trạm .118
III-Thiết bị chống sét van và việc chọn 118
C -Thiết kế lươi nối đất cho trạm biến áp .122
I -Khái niệm chung .122
II -Các yêu cầu kinh tế kỹ thuật khi thiết kế hệ thống nối đất cho trạm123
III-Trình tự tính toán nối đất .124
IV-Tính toán thiết kế nối đất cho trạm 124
V -Kiểm tra hệ thống nối đất theo yêu cầu chống sét .129
VI-Kiểm tra điện áp tiếp xúc và điện áp bước . 132
54 trang |
Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 8614 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Thiết kế trạm biến áp khu vực 110 kv/ 22 kv bắc Bình Chánh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
hời tiết,khí hậu,bụi ẩm,hoá chất…..diện tích xây
dựng trạm lớn gấp 2-4 lần so với trạm trong nhà.
Thiết bị phân phối ngoài trời thường được sử dụng ở cấp điện áp 35KV trở lên.
2-Mô hình xây dựng trạm biến áp 110KV/22KV Bắc Bình Chánh:
Từ phân tích trên và kết hợp với địa điểm đã xây dựng trạm.ta nhận thấy rằng :
Nếu chọn mô hình xây dựng trạm biến áp trong nhà là lãng phí vì thiết bị loại này rất đắt.Nhưng để vận hành an toàn thiết bị và giảm bớt ảnh hưởng của thời tiết và môi trường,mô hình xây dựng trạm biến áp Bắc Bình Chánh được đề nghị:
-Các thiết bị phân phối cấp điện áp 110 KV ,các máy biến áp được đặt ngoài trời.
-Các thiết bị phân phối cấp 22KV đặt trong nhà.
CHƯƠNG 3:
CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ
CẤU TRÚC CHO
áb
I-Khái niệm:
Sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sư liên quan giữa nguồn,tải và hệ thống điện.
Nguồn của trạm biến áp thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống đến trạm biến áp có nhiệm vụ đảm bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đảm nhận.Với các trạm biến áp tiêu thụ cũng có thể máy phát dự phòng để cung cấp điện cho các phụ tải khi có sự cố trong hệ thống,trường hợp này các máy phát dự phòng được xem là nguồn.Do đó,hệ thống luôn được xem là thành phần quan trọng,cấu trúc của trạm biến áp phải luôn luôn giữ liên lạc chặt chẽ.
Khi thiết kế nhà máy điện hay trạm biến áp, chọn sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng quyết định đến toàn bộ hệ thống thiết kế . Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc :
Có tính khả thi tức là có thể chọn được các thiết bị chính như : Máy Biến Áp ,Máy Cắt ... , cũng như có khả năng thi công, xây lắp và vận hành .
Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp với hệ thống khi làm việc bình thường cũng như khi làm việc quá tải.
Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai lần biến áp không cần thiết .
Vốn đầu tư hợp lý, diện tích chiếm càng bé càng tốt .
Có khả năng phát triển tải trong tương lai, không cần thay đổi cấu trúc đã chọn .
Thường một “ Nhà Máy Điện hay Trạm Biến Áp “ có nhiều phương án cấu trúc khác nhau, để chọn phương án nào cần cân nhắc các khía cạnh sau đây :
+ Số lượng Máy Biến Áp .
+ Tổng công suất của các Máy Biến Áp .
+ Tổng số vốn đầu tư mua Máy Biến Áp .
+ Tổn hao điện năng qua các Máy Biến Áp .
II-Phương án chọn máy biến áp:
1. Quá tải thường xuyên :
Quá tải thường xuyên của MBA là chế độ quá tải một phần thời gian phụ tải của MBA vượt quá công suất định mức của nó. phần còn lại của chu kì khảo sát (ngày, năm) , phụ tải của MBA thấp hơn công suất định mức đó. Với phụ tải như vậy thì hao mòn cách điện sau một chu kỳ khảo sát không vượt quá hao mòn định mức, tương ứng với nhiệt độ cuộn dây bằng 98oC. Khi quá tải thường xuyên, nhiệt độ điểm nóng nhất ( trong giờ phụ tải cực đại) của cuộn dây MBA vượt quá 98oC nhưng không vượt quá 140oC .
Đối với đồ thị phụ tải hai bậc, trình tự xác định quá tải cho phép của MBA theo đường cong khả năng tải được xác định như sau :
a. Dựa vào đồ thị tính toán cực đại, xác định loại và công xuất định mức biến áp Sđm , tính quá tải của nó :
b. Xác định hệ số tải bậc một :
c. Xác định hằng số thời gian của MBA . và tùy thuộc vào hệ thống làm mát, hằng số thời gian và nhiệt độ đẳng trị của mội trường làm mát mà chọn đường cong tính khả năng tải của MBA.
Bảng chọn đường cong khả năng tải : (Bảng 3-1)
Hệ thống làm mát
Hằng số thời gian của MBA
Số của biểu đồ ứng với nhiệt độ đẳng trị của môi trường làm mát Vo(dt).oC
Công suất
MBA
(MVA)
10
20
30
40
M
2,5
2,5
5
6
7
8
9
10
11
12
TỪ 0,001 đến 1,0
Lớn hơn 1,0 đến 6,3
`
2,5
3,5
17
18
19
20
21
22
23
24
Lớn hơn 6,3 đến 32
Lớn hơn 32 đến 63
` II,II
2,5
3,5
29
30
31
32
33
34
35
36
Từ 80 đến 125
Lớn hơn 125
d. Theo đường cong này và xuất phát từ hệ số phụ tải bậc một k1 và thời gian quá tải tính toán t để xác định hệ số quá tải cho phép k2cp.
e. So sánh k2 tính toán với k2cp . Nếu k2 £ k2cp thì MBA được phép quá tải ứng với chế độ làm việc của nó.
Trong trường hợp đồ thị phụ tải nhiều bậc, chúng ta biến đổi về đồ thị hai bậc đẳng trị. Trong đó phụ tải đẳng trị bậc một tính trong 10 giờ liền trước hay liền sau quá tải lớn nhất tùy thuộc vào phụ tải cực đại xuất hiện buổi chiều hay buổi sáng trong ngày .
* Phụ tải đẳng trị bậc một được tính theo công thức :
* Phụ tải đẳng trị bậc hai được tính theo công thức :
Trong đó :
Si : phụ tải bậc thứ I
ti : thời gian bậc thứ I
n1: Số bậc trong 10 giờ khi tính phụ tải bậc một
n2: Số bậc trong thời gian quá tải .
2-Quá tải sự cố : Đó là quá tải cho phép MBA làm việc với điều kiện sự cố
như bị hư hỏng một MBA ,nhiệt độ cho phép cực đại đối với dầu là 115oC
và đối với điểm nóng nhất của cách điện cuộn dây là 140oC .Trong điều
kiện làm việc đó, MBA được phép quá tải 40% nếu thời gian quá tải của
máy không vượt quá 6 giờ trong 5 ngày đêm và hệ số phụ tải bậc một k1
không vượt quá 0,93,quá tải sự cố cho phép k2cp=1,4,sử dụng khi lựa chọn
MBA theo điều kiện quá tải sự cố.
III-Chọn phương án thiết kế –sơ đồ cấu trúc cho trạm biến áp 110KV/22KV thiết kế:
Giai đoạn 1(2006-2011):Smax=57,76MVA.
Giai đoạn 2(2011-2018):Smax=144,54MVA.
Ta có đồ thị biểu diễn sự phát triển của phụ tải trong từng năm.
Từ đó có thể đưa ra các phương án để chọn các sơ đồ cấu trúc cho trạm như sau:
Các điều kiện chọn máy biến áp:
Điều kiện làm việc bình thường: Strạm > Sphụ tải
Khi có sự cố một máy biến áp(máy biến áp còn lại làm việc theo điều kiện quá tải sự cố):
Hệ số quá tải :
Hệ số mang tải(trước khi quá tải):
1-Phương án 1:
a-Giai đoạn đầu từ (2006-2011):
Lắp 2 máy biến áp 110KV/22KV có công suất 63 MVA vận hành song song
Kiểm tra điều kiện làm việc của trạm năm 2011.
Điều kiện làm việc bình thường:
Trạm có công suất là:Strạm=263 =126MVA > STrạmnăm2011 =57,76(MVA)
àĐạt yêu cầu.
Khi có sự cố một máy biến áp(MBA còn lại làm việc theo điều kiện quá tải sự cố):
àĐạt yêu cầu.
Hệ số mang tải(trước khi quá tải):
K1====0,81<0,93
àBảo đảm độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải từ năm 2006 đến 2011.
Đồ thị phụ tải như sau:
2-Giai đoạn thứ 2 (2011-2018):Lắp thêm 1 máy máy biến áp 110KV/22KV có công suất 63 MVA vận hành 3 máy:
Kiểm tra điều kiện làm việc của trạm năm 2018:
Điều kiện làm việc bình thường:
Trạm có công suất là:
Strạm=363 =189MVA>Strạmnăm2018=144,54(MVA) àĐạt yêu cầu.
Khi có sự cố một máy biến áp(2MBA còn lại làm việc theo điều kiện quá tải sự cố):Lúc này MBA làm việc non tải,nên ta không cần xét thời gian quá tải.
Hệ số mang tải(trước khi quá tải):
K1====0,81<0,93
àBảo đảm độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải từ năm 2006 -2018.
Do vậy :ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải sự cố trong giai đoạn này.
Ưu điểm:Độ tin cậy cung cấp điện cao.
Sơ đồ cấu trúc đơn giản, cung cấp điện đầy đủ theo yêu cầu của phụ tải.
Các thiết bị và khí cụ điện giống nhau ,dễ dàng thay thế khi bị sự cố một MBA.
Có công suất dự trữ khi nhu cầu phụ tải tăng lớn hơn dự định.
Khi có sự cố một MBA thì MBA còn lại vẫn đáp ứng được nhu cầu phụ tải trong khoảng thời gian hoặc cắt luân phiên bớt các phụ tải không quan trọng.
Khuyết điểm:Máy biến áp vận hành non tải ngay từ những giai đoạn đầu.
Nhận xét: Luôn bảo đảm cung cấp điện cho phụ tải trong từ 2006 đến 2018.
2-Phương án 2:
a-Giai đoạn đầu từ (2006-2011):
Lắp 3 máy biến áp 110KV/22KV có công suất 40 MVA để vận hành
Kiểm tra điều kiện làm việc của trạm năm 2011:
Điều kiện làm việc bình thường:
Trạm có công suất là:
Strạm=3x40 =120MVA>Strạmnam2011 = 57,76(MVA)
àĐạt yêu cầu.
Khi có sự cố một máy biến áp(2 MBA làm việc theo điều kiện quá tải sự cố):
àĐạt yêu cầu.
Hệ số mang tải(trước khi quá tải)
K1====0,64<0,93
b-Giai đoạn thứ 2 (2011-2018):
Lắp thêm 1 máy máy biến áp 110KV/22KV có công suất 40 MVA,vận hành 4 máy:
Kiểm tra điều kiện làm việc của trạm năm 2018:
Điều kiện làm việc bình thường:
Trạm có công suất là:
Strạm=4x40 =160 MVA>công suất của trạm năm 2018 là:144,54MVA
àĐạt yêu cầu.
Khi có sự cố một máy biến áp(3 máy biến áp còn lại làm việc theo điều kiện quá tải sự cố):
Hệ số quá tải:
àĐạt yêu cầu.
Hệ số mang tải(trước khi quá tải)
K1====0,64<0,93
àBảo đảm độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải từ năm 2006 2018.
Do vậy :ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải sự cố trong giai đoạn này.
Ưu điểm:
Độ tin cậy cung cấp điện cao.
Sơ đồ cấu trúc đơn giản, cung cấp điện đầy đủ theo yêu cầu của phụ tải.
Các thiết bị khí cụ điện giống nhau nên dễ dàng thay thế khi bị sự cố 1 MBA.
Có công suất dự trữ khi nhu cầu phụ tải tăng lớn hơn dự định.
Khi có sự cố một máy biến áp thì máy biến áp còn lại vân đáp ứng được nhu cầu phụ tải trong một khoảng thời gian ngắn hoặc cắt luân phiên bớt các phụ tải không quan trọng.
Khuyết điểm:
Máy biến áp vận hành non tải ngay từ những giai đoạn đầu.
Nhận xét:Phương án này luôn bảo đảm cung cấp điện cho phụ tải trong các năm từ 2006 đến 2018.
Do vậy :ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải sự cố.
BẢNG TỔNG KẾT CHỌN CÁC SƠ ĐỒ CẤU TRÚC :
(Bảng 3-2)
Phương án
Giai đoạn đầu
Giai đoạn thứ 2
1
(200642011):2x63MVA
(201242018):3x63MVA
2
(200642011):3x40MVA
(201242018):4x40MVA
Kết luận:Qua 2 phân tích các sơ lược của các phương án trên ta thấy phương án 1 là khả thi hơn phương án 2,vì phương án 2 có nhiều khuyết điểm hơn phương án 1.Để xét tính khả thi nhất cho sơ đồ cấu trúc trạm biến áp 110KV/22KV ở Bắc Bình Chánh ta đi vào xét về kinh tế và kỹ thuật để chọn ra phương án tối ưu.
Chương 4:
CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN
áb
I -Khái nệm:
Sơ đồ nối điện là một hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị, khí
cụ điện có nhiệm vụ nhận điện từ các nguồn điện để cung cấp phân phối
cho các cấp phụ tải cùng một cấp điện áp .
Nguồn điện có thể là máy biến áp, máy phát điện, đường dây cung cấp .
Phụ tải có thể là máy biến áp, đường dây ...v...v...
Mỗi nguồn hay tải gọi là một phần tử của sơ đồ nối điện .
Thanh góp là nơi tập trung các nguồn điện và phân phối cho các phụ tải .
Sơ đồ nối điện có rất nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào cấp điện áp
số phần tử nguồn và tải,công suất tổng,tính chất quan trọng của các phụ tải...
Sơ đồ nối điện cần thỏa mãn các yêu cầu sau :
Tính đảm bảo cung cấp điện theo yêu cầu hay sự quan trọng của phụ tải mà mức đảm bảo cần đáp ứng . Tính đảm bảo của sơ đồ nối điện có thể đánh giá qua độ tin cậy cung cấp điện, thời gian ngừng cung cấp điện, điện năng không cung cấp đủ cho các hộ tiêu thụ hay là sự thiệt hại của phụ tải do không đảm bảo cung cấp điện .
Tính linh hoạt : thể hiện sự thích ứng với các chế độ làm việc khác nhau .
Ví dụ: khi phải ngừng một phần tử nguồn hay phụ tải ( chế độ làm việc cưỡng bức )
Tính phát triển : sơ đồ nối điện cần thoả mãn không những ở hiện tại mà cả trong tương lai gần khi tăng thêm nguồn hay phụ tải . Khi phát triển không bị khó khăn hay phải phá bỏ thay đổi cấu trúc sơ đồ .
Tính kinh tế : thể hiện ở tính đầu tư ban đầu và các chi phí hàng năm .Ví dụ tổn thất điện năng qua máy biến áp . Cũng cần quan tâm tính hiện đại của sơ đồ cũng như xu thế chung, đặc biệt sự tiến bộ trong chế tạo, cấu trúc của các khí cụ điện như máy cắt điện, dao cách ly, máy biến dòng ...
Tính thẩm mỹ và tính khả thi .
An toàn cho người và thiết bị .
Trên thực tế để đảm bảo các yêu cầu là rất khó, vì yêu cầu về kỹ thuật càng cao thì chỉ tiêu kinh tế càng gia tăng . Những sự so sánh này cần phải có sự giải quyết một cách hợp lý để có lợi ích lâu dài .
1 -Phương án 1 :
Chọn sơ đồ hệ thống một thanh góp (Hình a).
Đặc điểm : tất cả các phần tử ( nguồn tải ) đều được nối vào thanh góp chung qua một máy cắt .
Ưu điểm : đơn giản, rõ ràng, mổi phần tử được nối riêng cho mạch đó .
Khuyết điểm :
Khi sửa chữa máy cắt điện trên mạch nào có các phụ tải nối vào mạch này cũng bị mất điện . Thời gian ngừng cung cấp điện phu thuộc vào thời gian sửa chữa máy cắt điện đó .
Ngắn mạch trên thanh góp sẽ dẫn đến cắt điện toàn bộ trên các phần tử . Ngay khi cần sửa chữa thanh góp hay dao cách ly về phía thanh góp cũng sẽ mất điện toàn bộ trong thời gian sửa chữa .
Kết luận : không đảm bảo cung cấp điện liên tục .
Hình a Hình b
2 - Phương án 2 :
Chọn sơ đồ hệ thống thanh góp có phân đoạn (Hình b).
Ưu điểm :
Thanh góp được phân thành nhiều phân đoạn bằng dao cắt ly hay bằng máy cắt điện, số phân đoạn được phân theo số nguồn cung cấp, mỗi một phân đoạn là một nguồn cấp và một phần các mạch tải .
Máy cắt điện hay dao cách ly có thể đóng hay cắt khi vận hành bình thường .
Khi sửa chữa chỉ cần cắt đoạn cần sửa chữa, việc cung cấp điện được cung cấp cho các phân đoạn kia .
Khi có sự cố nào đó trên trên một phân đoạn, máy cắt trên phân đoạn đó cắt, phân đoạn còn lại vẫn đảm bảo cung cấp điện bình thường .
Kết luận :Với những ưu điểm đã nêu trên, sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn bằng máy cắt điện dễ sử dụng, nên được sử dụng rộng rãi tại các trạm biến áp cũng như nhà máy điện khi điện áp không cao ( 10 KV , 22 KV , 35 KV , 110 KV ). Đặc biệt hiện nay máy cắt điện SF6 có độ tin cậy cao, thời gian cần sửa chưã bảo quản ngắn, thời gian ngừng cung cấp điện do máy cắt sẽ rất bé, nên sơ đồ này được sử dụng rộng rãi :là sơ đồ chủ yếu trong các trạm biến áp cung cấp điện ở nước ta .
Ngoài ra còn có thêm các hệ thống thanh góp vòng, sơ đồ hệ thống hai thanh góp, sơ đồ hệ thống hai thanh góp có hai máy cắt trên một mạch ...
3-Phương án 3: Chọn sơ đồ hệ thống có thanh góp vòng:
Hình a
Hình b
Tất cả các phần tử được nối vào thanh góp vòng qua dao cách ly vòng(CLV),một máy cắt vòng(MCV)cùng 2 dao cách ly hai bên được nối liên lạc giữa thanh góp vòng với thanh góp chính.
Nhiệm vụ của MCv để thay lần lượt cho máy cắt của bất kỳ phần tử nào khi cần sửa chữa mà không cần phải ngừng cung cấp điện phần tử đó bằng cách đi vòng qua MCv ,thanh góp vòng và CLV.
Nếu có hai phân đoạn có thể thực hiện theo sơ đồ (b) hoặc (c)ø nhờ có máy cắt vòng độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ cũng tăng lên,tuy nhiên sơ đồ thêm phức tạp và tăng vốn đầu tư.
Sơ đồ này chỉ được thực hiện chủ yếu với điện áp thường từ 110KV trở lên và số đường dây nhiều.
4-Phương án 4:
Chọn sơ đồ hai hệ thống thanh góp .
Đặc điểm của sơ đồ này là có hai hệ thống thanh góp đồng thời.Mỗi phần tử qua 1 máy cắt nhưng rẽ qua 2 dao cách ly để nối vào 2 thanh góp,giữa hai hệ thống thanh góp 1 máy cắt liên lạc( MCG ).Hai hệ thống thanh góp có giá tri như nhau.
Ưu điểm:
Sơ đồ này có ưu điểm nổi bật là khi cần sửa chữa 1 máy cắt của phần tử nào đó ,dùng máy cắt liên lạc MCG thay cho máy cắt này bằng cách chuyển đường đi qua thanh góp thứ 2,qua máy cắt MCG đi tắt qua máy cắt cần sửa chữa.Các phần tử còn lại làm việc trên thanh góp 1.
Khuyết điểm:
Khuyết điểm của sơ đồ hai hệ thống thanh góp này là phức tạp khi xây dựng cũng như vận hành,đặc biệt đóng cắt dao cắt ly nếu như nhầm lẫn có thể gây hậu quả nghiêm trọng.Sơ đồ này chỉ sử dụng với điện áp cao từ 110 KV trở lên.
5-Phương án 5:
Chọn sơ đồ đa giác.
Đặc biệt của sơ đồ này là tạo thành đa giác kín,số cạnh bằng số mạch trong sơ đồ,số máy cắt ít (số máy cắt /số mạch =1).
Ưu điểm:
Khi sửa chữa máy cắt bất kỳ,không có mạch nào mất điện,….số máy cắt bằng số mạch nên có lợi về kinh tế.
Khuyết điểm:
Khuyết điểm của sơ đồ đa giác là khi sửa chữa một máy bất kỳ đa giác không còn kín,đưa đến phân phối dòng điện qua máy cắt không đối xứng,dòng điện qua máy cắt có thể tăng gấp 2-3 lần so với bình thường,do đó phải chỉ định lại dòng điện cho các bảo vệ rơle…..Đặc biệt khi số cạnh tăng nhiều dẫn đến khi sự cố trên một phần tử nào đó có thể làm ngưng cung cấp điện cho một số mạch khác.Vì vậy sử dụng sơ đồ đa giác tối đa chỉ là 6 cạnh.Sơ đồ này thường sử dụng cho cấp điện áp cao của nhà máy thuỷ điện vì ở đây ít có khả năng phát trển đường dây và nguồn.
CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV BẮC BÌNH CHÁNH MÀ TA THIẾT KẾ:
Trạm biến áp 110KV/22KV thiết kế có các đặc điểm:
-Phía cao áp của trạm được cung cấp từ lưới điện 110 KV bằng 2 nguồn đến:Phú Định và Hóc Môn(2 đường dây lộ kép).
-Phía hạ áp của trạm cấp 22KV cấp cho tải bằng 6 lộ ra mà ta tự chọn.
Theo các đặc điểm này,tham khảo các sơ đồ nối điện cơ bản và các yêu cầu cấp điện của phụ tải ta chọn sơ đồ nối điện chính cho trạm như sau:
Hệ thống 110 KV:
Dựa vào đặc điểm trên ta chọn sơ đồ nối điện cho hệ thống cấp 110KV này là loại sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn,thanh góp 110KV được phân đoạn bằng máy cắt và dao cách ly.
Ưu điểm của sơ đồ:
Vận hành đơn giản nhưng độ tin cậy cung cấp điện cao.
Hệ thống 22 KV:
Hệ thống phân phối 22KV của trạm cũng được thiết kế theo sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn bằng máy cắt,bình thường máy cắt phân đoạn mở(chỉ đóng máy cắt phân đoạn khi vận hành 1 máy biến áp hoặc cần sửa chữa sự cố).Do đó sẽ hạn chế được dòng ngắn mạch và thực hiện bảo vệ Rơle đơn giản hơn.
Máy cắt sử dụng các tủ điện hợp bộ kiểu kéo có bao che bằng kim loại,lắp đặt trong nhà có đầy đủ các thiết bị đo lường như máy biến dòng điện(BI),máy biến điện áp(BU)chống sét và các thiết bị bảo vệ Rơle…….
Sơ đồ nối điện chính của trạm biến áp 110KV/22KV
Giai đoạn 1:Phươn án 1.
Giai đoạn 1:Phươn án 2
Giai đoạn 2:phương án1.
Giai đoạn 2:phương án 2.
Chương 5:
TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
áb
I-Khái niệm:
Máy biến áp là thiết bị biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác.Điện năng sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến các phụ tải tiêu thụ phải qua đường dây cao thế 500KV,220KV,110KV,66KV….Thường qua máy biến áp tăng áp từ điện áp máy phát (Umf)lên điện áp tương ứng.
Ở cuối đường dây cao áp lại cần máy biến áp giảm áp về điện áp thích hợp với mạng phân phối,Ví dụ như:22 KV,15KV,0,4KV….
Trong hệ thống lớn thường phải qua nhiều lần tăng giảm mới đưa điện năng từ các máy phát điện đến phụ tải tiêu thụ.Vì vậy tổng công suất máy biến áp trong hệ thống điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của các máy phát điện.
Mặc dù hiệu suất của các máy biến áp khá cao,tổn thất qua máy biến áp(DAMBA)hằng năm vẫn rất lớn.
1- Chọn số lượng máy biến áp :
Việc lựa chọn số lượng MBA dựa trên cơ sở kỹ thuật và kinh tế cho các giảm áp chính và các trạm biến áp phân xưởng có ý nghĩa quan trọng để xây dựng các sơ đồ cấp điện .
Khi chọn MBA điện lực cần sử dụng các số liệu chi phí hàng năm, vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm, độ tin cậy cung cấp điện, chi phí kim loại màu và công suất tải tiêu thụ là chỉ tiêu quyết định để chọn số lượng và công suất MBA .
2- Chọn công suất máy biến áp :
Trong hệ thống cung cấp điện việc lựa chọn công suất của MBA điện lực trong chế độ làm việc bình thường cũng như ở chế độ quá tải thường xuyên, đảm bảo chế độ làm việc của các phụ tải .
Độ tin cậy cung cấp điện khi có sự cố hư một máy biến áp thì máy biến áp còn lại phải đảm bảo yêu cầu cung cấp điện liên tục cho phụ tải .
3- Phạm vi yêu cầu khi chọn MBA .
Khi thiết kế trạm biến áp phải tính đến yêu cầu dự trữ dựa trên những nguyên tắc sau:
Hộ tiêu thụ loại 1 :
Cần cung cấp 2 nguồn điện độc lập, để đảm bảo cung cấp điện 24/24 thì từ một trạm biến thế, ít nhất mỗi phân đoạn thanh góp phải nối với máy biến áp và công suất chọn máy biến áp phải thoả điều kiện khi hư một trong hai máy phải đảm bảo cung cấp điện cho tất cả các hộ tiêu thụ loại một .
Hộ tiêu thụ loại 2 :
Là những phụ tải có tầm quan trọng lớn, nhưng khi xảy ra sự cố ngưng cung cấp điện chỉ làm thiệt hại về kinh tế do ngừng sản suất, hư hỏng sản phẩm, thiết bị, lãng phí lao động ... Đối với phụ tải loại này có thể cung cấp một đường dây và hai máy biến áp hoặc một đường dây một máy biến áp nhưng phải có nguồn dự trữ . Thời gian cho phép mất điện bằng thời gian đóng điện bằng tay .
Hộ tiêu thụ loại 3 :
Cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa và thay thế thiết bị khi sảy ra sự cố.
4- Dự trù khả năng phát triển tải .
Hàng năm sản lượng của khu công nghiệp ,nhà máy sẽ tăng, do vậy để xét đến khả năng tăng công suất tiêu thụ, nên dự tính khả năng tăng công suất bằng cách thay các máy biến áp hiện có bằng máy biến áp có công suất lớn hơn nhưng vẩn đảm bảo yêu cầu của hệ thống điện .
Lượng điện năng sản suất ra chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp, vì vậy vấn đề cung cấp điện cho lĩnh vực công nghiệp có ý nghĩa quan trọng đối với nền kinh tế quốc doanh .
Khi sử dụng máy biến áp cần lưu ý đến các đặc điểm sau :
Máy biến áp là thiết bị không phát ra điện năng mà chỉ truyền tải điện năng .Trong hệ thống điện chỉ có máy phát điện mới phát ra công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q .
Máy biến áp thường chế tạo trong nhà máy thành từng khối, phần tháo rời ra trong khi chuyên chở chiếm tỉ lệ rất nhỏ, cho nên trọng lượng kích thước chuyên chở rất lớn .Vì vậy khi sử dụng cần chú ý đến phương tiện và khả năng chuyên chở .
Tuổi thọ và khả năng tải của máy biến áp chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ khi vận hành .
Công suất của máy biến áp được chế tạo theo thang tiêu chuẩn của mỗi nước, thường cách nhau rất lớn, nhất là khi công suất càng lớn .
tải cho phép được quyết định sao cho nhiệt độ của cuộn dây và dầu của MBA trị số.
II-Chọn máy biến áp cho trạm 110KV/22KV Bắc Bình Chánh:
1-Phương án 1:
a-Giai đoạn đầu từ (2006-2011):
Lắp 2 máy biến áp 110KV/22KV có công suất 63 MVA vận hành song song.
Có các thông số như sau:
Công suất định mức: Sđm=63 MVA
Cấp điện áp : 115KV/22KV
Pha :3 pha
Tần số :50Hz
Điện áp :
+Cuộn cao:115KV6931,78%
+Cuộn ha ï:23KV
+ Cuộn D :11KV
Điện áp ngắn mạch : UN(%)=11,98%
Dòng điện không tải: Io(%)=0,2%
Tổn thất không tải :DP0=40,8(KW)