Xem mẫu
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
TRƯỜNG ……………….
KHOA…………………..
----- -----
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
HỆ THỐNG CUNG
CẤP ĐIỆN
1
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
MỤC LỤC
PHẦN MỘT .......................................................................................................................... 3
THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP TỪ TRẠM BIẾN ÁP KHU VỰC ĐẾN
NHÀ MÁY ............................................................................................................................ 3
III. LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA SỨ CÁCH ĐIỆN:...................................... 9
IV: LỰA CHỌN CỘT: .................................................................................................. 10
V. LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ A3 ........... 14
5.1. Cấu trúc của trạm biến áp trung gian và trạm biến áp phân xưởng:
................................................................................................................................................... 14
NHẬN XÉT: ....................................................................................................................... 14
VI SƠ BỘ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN ........................................................... 15
THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP TRONG NHÀ MÁY ..................................... 40
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ: ........................................................................................................ 40
2.4. TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN..
................................................................................................................................................... 48
2.4.1 Phương án 1 :.......................................................................................................... 48
2.5 THIẾT KẾ CHI TIẾT MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY............... 60
PHẦN III .............................................................................................................................. 77
BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP TRẠM BIẾN ÁP 110/22
kV ............................................................................................................................................. 77
CHƯƠNG I ......................................................................................................................... 88
TÍNH NỐI TOÁN ĐẤT CHO TRẠM 110/22 kV .......................................... 88
II.1- Giới thiệu chung và một số vấn đề kỹ thuật khi tính toán nối đất
trạm biến áp. ....................................................................................................................... 88
ChươngIII: ......................................................................................................................... 109
Tính toán chỉ tiêu bảo vệ chống sét cho đường dây...................................... 109
III.1- lý thuyết tính toán.............................................................................................. 109
III.1.1- Phạm vi bảo vệ của một dây chống sét. ............................. 109
III.1.2.5- Góc bảo vệ chống sét của các pha .............................. 116
III. Tính toán các tham số sét đánh vào đường dây ............................... 116
U50% = 660kV ................................................................................................................... 117
CHƯƠNG IV ................................................................................................................... 124
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐÓNG DỰ TRỮ ............................. 124
I. Khái quát chung về hệ thống tự động đóng dự trữ: .................................. 124
2
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
PHẦN MỘT
THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP TỪ TRẠM BIẾN ÁP KHU VỰC ĐẾN
NHÀ MÁY
Số liệu thiết kế :
I. Hệ thống
Cấp điện áp :110 KV
Công suất 2 x 50000 = 100000 KVA = 100 MVA
2 đường dây dài 30 km
TRẠM BIẾN ÁP KHU VỰC
100 MVA - 220/110/22 KV
30km
110 KV
TRẠM BIẾN ÁP TRUNG GIAN
22KV
TRAM BIẾN ÁP CÁC
PHÂN XƯỞNG TRONG
NHÀ MÁY 22/0,4 KV
3
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
II. Xác dịnh phụ tải tính toán của nhà máy.
Vì các phân xưởng đã cho có công suất tính toán nên ta chỉ cần xác định công
suất chiếu sáng cho từng phân xưởng trong nhà máy.
Tính chiếu sáng cho phân xưởng đúc gang:
Công suất định mức: p dm = 400 kW
Diện tích phân xưởng: Fpx = 561 m 2
Để tính phụ tải ta chọn công suất chiếu sáng chung cho xưởng là: P0 = 0,015 kW/ m 2
F Po Pcs Pttpx Qttpx Stt
Tên Phân xưởng
TT
(m2) (W/m2) (kW) ( kW) (kVAr) ( kVA)
Ở đây ta dùng đèn sợi đốt có cosφcs =1 ; tgφcs = 0
Công suất chiếu sáng của phân xưởng là:
Pcspx = P0 .F = 561.0,015 = 8,4 kW/ m 2
Qcs = Pcs.tgφcs = 8,4.0 = 0 kVAr
Công suất tính toán của phân xưởng:
Pttpx = Ptt + Pcs = 400 + 8,4 =408,4 kW
Qttpx = Qtt + Qcs = 320 + 0 =320 kVAr
408,4 2 + 320 2 = 728,4kVA
Stt =
Tính tương tự cho các phân xưởng khác trong nhà máy thông số được ghi trong bảng:
Bảng 1.1 Ta có các thông số trong bảng
15 PX Cơ điện 870 15 13 250 200 330,4
16 PX Cơ khí 1 969 15 15 220 190 298
17 PX cơ khí 2 1044 15 16 300 200 327
4
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
18 PX Rèn dập 476 15 7.1 330 280 438
19 PX Đúc thép 561 15 8.4 400 380 557,8
20 PX Đúc gang 561 15 8.4 400 320 518.8
21 PX Mộc mẩu 476 15 7.1 180 140 234
22 PX lắp ráp 1102 15 17 200 180 281
23 PX kiểm nghiệm 621 15 7.1 140 120 189
24 PX Kho vật tư 943 15 14 50 35 72
25 PX kho sản phẩm 1392 15 21 50 25 75
26 Nhà hành chính 1872 15 28 120 85 170
27 Ga ra 170 15 3 3
28 Phòng bảo vệ 105 15 1.6 1.6
29 Tổng 11162 167 2640 2155
2.1 Diện tích tổng toàn bộ nhà máy
Diện tích tổng toàn bộ nhà máy: Fnm = 39816 m 2
Diện tích : Fpx = 11162 m 2
Diện tích khoảng trống : S kt = S nm - S CSPX = 39816 – 11162 =28654 m 2
Tổng công suất phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng:
( 1,6 + 3 + 16 + 15 + 13 + 7,1 + 17 + 28 + 20 +
∑P = = 167 kW
CSPX
+ 14 + 7,1 + 7,1 + 8,4 + 8,4 + 3 + 1,6)
Công suất phụ tải chiếu sáng khoảng trống ta chọn P 0 = 7 W/m 2
PCSKT = 28654.7 = 200kW
Công suất tính toán tác dụng của các phân xưởng
PTTi = (250 +220 +300 +330 +400 +400 +180 +200 +140+50 +50 +120) =2640 kW
Công suất tính toán của nhà máy:
29
PTTNM = K dt ∑ ( PTTi + PCSPX + PCSKT ) = 0.85.(2640+167+200) = 2540
15
Công suất tính toán phản kháng của nhà máy:
29
Q TTNM = K dt ∑ QTTI = 0,85.(200 +190 +200 +280+ 380 +320 +140 +180 +120 +
15
+35 +25 +85) = 0,85.2155 =1832 kVAR
Công suất trên thanh cái 110 kV của tram biến áp trung gian.
Khi tính toán gần đúng và sơ bộ thì ta có thể lấy:
5
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
Tổn thất công suất tác dụng của máy biến áp là 2% và tổn thất công suất phản kháng là
10%. Do vậy, công suất tính toán của phân xưởng là:
Ptt ∑ nm = Ptt ∑ nm .1,1 = 2540.1,1 = 2794 KW
Qtt ∑ nm = Qtt ∑ nm .1,02 = 1832.1,02 = 1869 KVAr
Phụ tải toàn phần khi tính tổn thất trong máy biến áp sẻ là
S tt nm = ( Ptt ∑ nm ) 2 + (Qtt ∑ nm ) 2 = (2794) 2 + 1869 2 = 3361KVA
Đối với đường dây điện áp 6KV,dùng dây nhôm thì ta có tổ công suất khi phụ
tải 1000 KVA là 71KW đối với một km chều dài.
Do vây đối với đường dây điện áp 110 KV, dùng dây nhôm ta tính theo tỷ lệ của hai
cấp đện áp ta có:
1 1
= = 71KW
2
62
U dm
1 1
= = xKW
U 2 dm 110 2
71.36
⇒x= = 0,21KW
12100
Do vậy với chiều dài là l = 30 km và phụ tải toàn nhà máy S ttnm = 3361KVA thì tổn thất
trên đường dây l là:
2 2
⎛ S pt ⎞ ⎛ 3361 ⎞
= ΔPL đm .⎜
⎜ 1000 ⎟ .L = 0,21.⎜ 1000 ⎟ .30 = 71KW
ΔPddl ⎟ ⎠
⎝
⎝ ⎠
Đối với công suất phản kháng ta chọn điện cảm kháng từ khoảng 0,35 ÷ 0,4 Ω / km do đó
ta tính được: Chọn x0 = 0,4Ω / km
( ) ( )
1 1
2 2
ΔQđ .dl = Ptt ∑ nm + Qtt ∑ nm x0 l = 2794 2 + 1869 2 .0,4.30 = 11KVA
2 2 3
110 110 .10
Như vậy: Công suất tín toán của trạm điện được khảo sát ở thanh cái điện áp 110
KV của nguồn điện là:
Ptt ∑ = Ptt ∑ nm + ΔPđdL = 2794 + 71 = 2865KW
.
Qtt ∑ = Qtt ∑ nm + ΔQđdL = 1869 + 11 = 1880 KVAR
Công suất tính toán trên thanh cái 110 KV là:
S tt ∑ = Ptt ∑ + Qtt ∑ = 2865 2 + 1880 2 = 3427 KVA
Ptt ∑ 2865
Cosϕ = = = 0,84
S tt ∑ 3427
2.2 Chọn thiết diện dây dẫn
6
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
Đường dây cung cấp từ trạm biến áp khu vực về tới trạm biến áp phân phối nhà
máy sử dụng đường dây trên không, lộ kép, dây nhôm lõi thép. Trong một số trường
hợp ta có thể dùng nhiều xuất tuyến từ TBAPP tới TBATT của nhà máy.
Các phân xưởng trong nhà máy có Tmax lớn nên dây dẫn sẽ được chọn theo điều
kiện mật độ dòng kinh tế Jkt (tra theo bảng 2. 10 trang 31 Thết kế CĐ) Ngô Hồng Quang
Khi đó mật độ dòng kinh tế Jkt của các nhà máy được chọn ở bảng 2.10 có J kt =1,1
Đối với mạng điện khu vực tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của
dòng điện nghĩa là :
I max
Fkt =
jkt
Dòng điện làm việc chạy trong dây.
Sttnm
I max = . (A)
n. 3U dm
Trong đó :
n - số mạch đường dây
Udm - điện áp định mức mạng điện , kV
Stt nm ở đây lấy theo phụ tải dự báo
Với lưới trung áp do khoảng cách tải điện xa tổn thất điện áp lớn vì thế ta phải
kiểm tra theo điều kiện tổn thất cho phép:
ΔUbtcp=5%.Udm
ΔUsccp=10%.Udm
2.3 Với cấp điện áp cao áp UCA = 110 kV
Chọn dây dẫn từ TBAKVđến TBAPP cho nhà máy cơ khí
A3
- Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn:
Dòng điện bình thường:
S tt ∑ 3427
= = 9.( A)
Ilvmax =
n. 3.U đm 2 3.110
Dòng điện cưởng bức:
S đmMC 31500
I cb = = = 83.( A)
n 3.U đm 2 3.110
7
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
- Tiết diện kinh tế:
I lv max 9
= = 8,2.mm 2
Ftt =
1,1
J kt
Do tiêu chuẩn của mạng điện cao áp tiết diện dây của mạng cao áp F tt ≥ 70 mm 2 để
đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt và vầng quang nên ta:
Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 70 mm2. tra bảng phụ lục 1 đặc tính kỹ thuât điện và
cơ lý dây (Trang 297 HƯỚNG DẨN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN ) của
Hoàng Hữu Thận: Ta chọn dây dẫn AC-70 có Icp = 265 A.ở nhiệt độ 25 0 C
Bảng 1.2 bảng chọn dây dẩn
Đường kính mm
Tiết diện chuẩn Tiết diện mm 2 I cp (A)
nhôm thép
Dây dẩn
Nhôm thép
70/11 68 11,30 11,4 265
- Kiểm tra dây dẫn khi sự cố đứt 1 dây:
Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất:
Isc=2.Ilvmax = 2.9 = 18 A < Icp = 265A
Kiểm tra điều kiện phát nóng cưởng bức.
I cp .k . > I cb :Trong đó k = 0,88 là hệ số hiệu chỉnh tốc độ:
I cp .k = 0,88.265 = 233,2 A > I cb = 83 A
Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng khi sự cố.
Kiểm tra điều kiện vầng quang
a tb
U vq = 84.m.r.lg ≥ U mang
r
Trong đó : m :Hệ số phụ thuộc vào độ nhẵn bề mặt dây dẩn; m = 0,85
r : bán kính ngoài của dây dẩn, cm
atb: khoảng cách trung bình hình học giữa các trục dây dẩn, cm
Do ba pha đặt trên mặt phẳng nằm ngang nên ta có: atb = 1,26.a
a : Là khoảng cách giữa các pha:
Khi tính diện áp vầng quang của hau pha bên cạnh thì được tính theo công thức:
a tb
U vq = 0,94.84.m.r.lg ≥ U mang
r
Với cấp điện áp 110 kV ta có a = 500 cm
8
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
1,14 1,26 × 500
U vq = 0,94.84.0,85. ≈ 116 > 110
kV
.lg
2 1,14/2
Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÇng quang.
- Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp:
Với dây AC-70 có khoảng cách trung bình hình học là Dtb=5m, với các thông số kỹ
thuật r0 = 0,46Ω/km; x0 = 0,442 Ω/km; l = 30 km.
Ptt ∑ .R + Qtt ∑ . X 2865.0,46 + 1880.0,442
.100 = .100 = 0,98%
ΔU % =
U dm 1000.2.110
ΔU% = 0,98% < ΔUcp% = 5%
Dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
PttNM, QttNM tính theo đơn vị KW và KVAr
Vậy chọn dây AC-70..
III. LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA SỨ CÁCH ĐIỆN:
Sứ cách điện vừa có tác dụng làm giá đở hoặc treo các bộ phận mang điện vừa
có tác dụng cách điện bộ phận với đất . Do đó sứ cách điện phải đảm bảo được an toàn
điện lúc vận hành bình thường cũng như khi sự cố.
1 Cơ sở chọn sứ treo cho các cấp điện áp.
Chọn sứ treo cho các cấp điện áp sau đây :
Điện áp: U đmS > U HT
Chiều dài rò phóng điện của mạng nhỏ hơn chiều dài cho phép của chuổi sứ đảm
bảo độ bền cơ khí khi tải trọng đường dây, gió, lực điện động
Tính số bát sứ cách điện dùng cho chuổi sứ :
Chiều dài đường rò của chuổi sứ phải thỏa mãn :
LCS > LYC = Lqđ .k .U đm max
Trong đó:
k : Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ phụ thuộc vào vật liệu cách điện
U dm max : Điện áp làm việc lớn nhất (kV)
L qd = 1,5cm / kV : chiều dài đường rò điện quy định.
L yc = n.Lr : chiều dài đường rò điện yêu cầu
n: là số bát sứ
Lr = 20cm: chiều dài đường rò một bát sứ
Kiểm tra lại sứ đã chọn theo điều kiện quá điện áp nội bộ.
9
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
K .U qđđ.nb < n.U pđđ
Trong đó:
K: Hệ số do chú ý đến khả năng phát sinh lúc phát sinh,lúc phát sinh quá
điện áp, điện áp nguồn tăng cao. Thông thường lấy k = 1,1
= 3 .U : Điện áp tăng lên khi xẩy ra quá điện áp nội bộ.
U qanb p
nU pdu = 40kV : điện áp phóng điện ướt ở tần số 50 Hz
* Chọn sứ treo cho đường dây 110 kV.
Ta có: L yc = Lqđ . k .U đm max = 1,5.1.110 = 165cm
Theo quy phạm ta chọn tăng thêm một bát sứ bị hỏng trong chuổi sứ.
L yc 165
Số bát sứ : n = +1 = + 1 = 9,25
Lr 20
Chọn n =10 bát sứ
Kiểm tra cách điện theo điều kiện quá điện áp nội bộ:
n.U pdu = 10.40 = 400kV
110
K U qdanb = 3.U p = 1,1.3. = 210kV
3
K .U qdanb < n.U pdu ⇔ 210 < 400 (Nên thỏa mãn điều kiên quá điện áp nội bộ)
IV: LỰA CHỌN CỘT:
Thiết kế cột là bài toán xây dựng
Trong quá trình lập đề án thiết kế đường dây, thông thường cột được chọn theo
đặc điểm của đường dây và sau đó được kiểm tra sức chựu tải của cột theo các điều
kiện tính toán.
Loại cột và chiều cao cột đã được xác định khi chia cột trên tuyến vấn đề còn lại
là lựa chọn kết cấu cột để thỏa mãn các yêu cầu thiết kế.
Đường dây có thể sử dụng nhiều loại kết cấu cột trong đó ba loại phổ biens nhất
là cột thép khung , cột bê tông ly tâm (BTLT) và cột thép đơn thân (TĐT)ngoài ra còn
nhiều loại cột khác cột gỗ, cột bê tông cốt thép (BTCT)vuông cột phi tiêu chuẩn.
Hiện tại ba loại cột được xem là hợp cách để đưa vào đề án đường dây là cột BTCT, cột
thép khung và cột thép đơn. Các loại cột khác chỉ được dùng trong hoàn cảnh đặc biệt.
Trong các loại cột cột BTCT và BTLT là được coi phổ thông .
Cột BTCT được ứng dụng chủ yếu trong các trường hợp sau đây:
• Đường dây phân phối đến 35 kV trừ trường hợp đường dây từ bốn mạch trở lên
10
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
• Đường dây mạch đơn đến 220kV , cở dây không quá AC 185
Cột thép đơn dược dùng chủ yếu cho các trường hợp sau đây:
• Đường dây đi trong khu đô thị phát triển, cần đảm bảo chiếm ít hành lang và
phối hợp cảnh quan môi trường.
• Đường dây ở vùng sâu vùng xa vận chuyển khó khăn.
• Các trường hợp đường dây quy mô lớn, nếu chứng minh được tính khả thi so với
các cột khác.
• Cột thép khung được sử dụng cho các trường hợp còn lại khi việc dùng cột thép
đơn hoặc BTCT không phù hợp.
4.1 Chon kích thước cột.
Kích thước hình học của cột gắn liền với việc bố trí dây trên cột, lựa chọn kích
thước xà và kết cấu xà và quyết định đến chiều cao của cột cũng như khoảng cột tính
toán.
Kích thước hình học của cột quyết định bởi các yếu tố sau:
• Khoảng ách an toàn giữa các dây dẩn với nhau.
• Khoảng ách an toàn giữa các dây mang điện với các phần tử còn lại nối đất
• Góc bảo vẹ của dây chống sét
• Số dây dẩn và dây chống sét cần bố trí trên cột
• Lựa chọn kiểu bố trí dây.
• Khoảnh cách an toàn tới mặt đất và các công trình vật thể trên mặt đất .
4.2 Lựa chon cột.
Đối với đường dây có điện áp 110 kV thường ta chọn cột BTCT hoặc cột thép vói mạng
điện này ta chọn cột thé.
Cột cao trung bình 28 m
Khoảng cách giữa các dây là: a = 500 cm = 5m
Móng cột 2,5m x2,5m
4.3 Tính chống sét.
Phương pháp bảo vệ chống sét.
Dây chống sét
Dây chống sét áp dụng cho đường dây 110 kV và cho một số đầu trạm 22 kV.
Dây chống sét bảo vệ chống sét dánh trực tiếp vào đường dây. Đặc trưng cơ bản của
dây chống sét là góc bảo vệ α
11
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
Tiêu chuẩn bảo vệ:
- Đường dây bố trí tam giác hay thẳng đứng:
α ≤ 30 0
- Đường dây bố trí nằm ngang:
α ≤ 20 0
Nối đất các cột.
Các cột nối đất theo quy định, với điện trở đất thỏa mãn các tiêu chuẩn
Tăng cường các điện.
Cần tăng cường cách điện ở các khoảng vượt có cột cao
12
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
13
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
V. LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ A3
5.1. Cấu trúc của trạm biến áp trung gian và trạm biến áp
phân xưởng:
Trạm biến áp trung gian lấy điện từ một nguồn cung cấp với điện áp cao sau đó
hạ áp để phân phối cho phụ tải ở các điện áp bằng hoặc bé hơn điện áp hệ thống. Phần
công suất được phân phối ở điện áp bằng điện áp hệ thống thông qua máy biến áp hạ
áp, phần còn lại qua máy biến áp giảm có điện áp phù hợp với tải.
Ta thấy rằng các phân xưởng của nhà máy đều có phu tải lọai I và loại II nên
trạm biến áp sẻ được cấp bởi hai đường dây từ trạm bieena áp khu vực và lộ ra cũng
được bố trí hai đường dây tới biến áp phân xưởng.
Dạng cấu trúc của biến áp trung gian như sau
TBATT
TA
NHẬN XÉT:
Từ các yêu cầu của sơ đồ cấu trúc ta đưa ra các phương án có thể các phương án
về số lượng chủng loại máy biến áp đáp ứng được yêu cầu về kỹ thuật , tức là về mức
độ đẩm bảo cung cấp điện và chất lượng điện năng theo yêu cầu của phụ tải. Trên cơ sở
các phương án đã nêu, tiến hành các tính toán cần thiết để chọn công suất máy biến áp
nhỏ cần tận dụng khả năng tải của các máy biến áp khi bình thường cũng như có sự cố
Khi tiến hành so sánh các phương án về kinh tế và kỹ thuật để chọn phương án tối ưu,
cần chú ý đến các điểm sau:
14
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
• Vốn đầu tư cho máy biến áp và vốn đầu tư cho thiết bị phân phối điện ở tất cả
các cấp điện áp , vì khi thay đổi máy biến áp thì dòng làm việc và dòng ngắn
mạch cũng thay đổi dẩn đến thay đổi thiết bị phân phối.
• Tổn thất điện năng trong các máy biến áp được tnhs the sơ đồ phụ tải, có lưu ý
sự phát triển của phụ tải.
• Mức quan trong của phụ tải, khi hỏng một máy biến áp các máy biến áp còn lại
phải đảm bảo chựu được mức quá tải trong một thời gian ngắn và phải cung cấp
đủ cho các phụ tải quan trong hay là phụ tải loại I
5.2 Đề xuất các phương án và sơ đồ cung cấp điện:
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của
nó. Vì vậy các sơ đồ cung cấp điện phải có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy cung
cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ, an toàn trong
vận hành khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các phụ tẩi mới
VI SƠ BỘ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN
6.1. Chọn công suất trạm biến áp trung tâm của nhà máy cơ
khí
Các phân xưởng của nhà máy được xếp vào hộ loại I ,II với phụ tải tính toán của
cả nhà máy cơ khí có kể đến sự phát triển trong 10 năm tới là:
SttNM(0)= 3427 kVA.
SttNM(10) = S rr 0 (1 + α 1 .t ) = 3427(1 + 0,05.10) = 5140 kVA
Ở đây: S tt - Công suất tính toán của nhà máy ở thời điểm ban đầu .
S ( t ) -Công suất tính toán sau t năm
α 1 -Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải cực đại tính toán
Hệ số phát triển α 1 đối với các nước dao động trong khoảng 0,03 đến 0,1
Vì vậy trạm biến áp trung tâm được đặt 2 máy biến áp và chọn máy biến áp của liên xô
24 − 5
sản xuất nên không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ (khc=1- = 0,81).
100
Xét trường hợp một máy biến áp bị sự cố máy biến áp còn lại có khả năng chạy
quá tải trong thời gian ngắn. Trong trường hợp này công suất máy biến áp được xác
định theo công thức sau:
Stt
- Chế độ bình thường: SđmBA ≥ , kVA
k hc .N B
15
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
Sttsc
- Chế độ sự cố: SđmBA ≥ , kVA
k hc .k qt .(N B -1)
Trong đó: - Sttsc là công suất mà phụ tải cần tải khi sự cố tức bị sự cố 1 máy
(Stt = Sttsc= SttNM(10)).
- kqt là hệ số quá tải (kqt=1,4).
- NB là số lượng MBA trong trạm (NB=2).
5140
= 3173 kVA
Vậy: SđmBA ≥
0,81 × 2
5140
= 4532 kVA
SđmBA ≥
0,81 × 1,4 × (2 − 1)
Tra bảng bảng 2.11 trang 623 CUNG CẤP ĐIỆN) Nguyễn Công Hiền,Nguyễn Bội
Khuê,Nguyễn xuân phú. Ta chọn được loại máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây do liên xô
chế tạo cho cấp điện áp 110kV, 22kV chế tạo theo các thông số như sau:
Bảng 1.3 thông số máy biến áp phân phối
ΔP0 ΔPn Un
Sdm I0
Tên trạm TBATT Uc/Uh [kV]
[kVA] [kW] [kW] [%] [%]
TM Γ 5600/110 5600 110/22 25,5 62,5 10,5 4,5
6.2. Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải
a, Tâm phụ tải điện
Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu:
n
∑ Pl → min
ii
1
Trong đó:
Pi và li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải.
Để xác định toạ độ của tâm phụ tải có thể sử dụng các biểu thức sau:
n n n
∑ S .x ∑ S .y ∑ S .z
i i i i i i
x0 = y0 = z0 =
; ;
1 1 1
n n n
∑S ∑S ∑S
i i i
1 1 1
Trong đó: x0; y0; z0 là toạ độ tâm phụ tải điện.
16
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
xi; yi; zi là toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một trục toạ độ XYZ tuỳ chọn.
Si là công suất của phụ tải thứ i.
Trong thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z. Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để
đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho
dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện.
n n
∑ S .x ∑ S .y
i i i i
129091.6 234677.2
Tâm phụ tải: x 0 = = 37 ; y 0 =
= = = 67
1 1
n n
3495.6 3495.6
∑S ∑S
i i
1 1
Bảng 1.4 .Bảng tổng hợp các thông số để tính toán tâm phụ tải điện
xi yi Si Si.xi Si.yi
Tên Phân xưởng
TT
(mm) (mm) (kVA)
15 PX Cơ điện 64 46 330.4 21145.6 15198.4
16 PX Cơ khí 1 64 90 298 19072 26820
17 PX cơ khí 2 64 76 327 20928 24852
18 PX Rèn dập 8 68 438 3504 29784
19 PX Đúc thép 22 85 557.8 12271.6 47413
20 PX Đúc gang 8 85 518.8 4150.4 44098
21 PX Mộc mẩu 22 68 234 5148 15912
22 PX lắp ráp 69 49 281 19389 13769
23 PX kiểm nghiệm 72 34 189 13608 6426
24 PX Kho vật tư 25 44 72 1800 3168
25 PX kho sản phẩm 72 28 75 5400 2100
26 Nhà hành chính 15 30 170 2550 5100
27 Ga ra 15 8 3 45 24
28 Phòng bảo vệ 50 8 1.6 80 12.8
3495.6 129091.6 234677.2
Tổng
• Biểu đồ phụ tải điện
Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm
của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỷ lệ xích nào đó
tuỳ chọn. Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tải
trong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó có cơ sở để lập các phương án cung cấp điện.
Biểu đồ phụ tải điện được chia thành hai phần:
+ Phụ tải động lực (phần hình quạt gạch chéo)
17
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
+ Phần phụ tải chiếu sáng (phần hình quạt để trắng)
Để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng, ta coi phụ tải của các phân
xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm
hình học của phân xưởng trên mặt bằng.
Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức:
Si
trong đó m là tỉ lệ xích, ở đây chọn m = 3 kVA/mm2
Ri =
m.π
Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công thức sau:
360.Pcs
α cs =
Ptt
Kết quả tính toán Ri và α csi của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được ghi trong bảng
1.5 :
Bảng 1.5 Biểu đồ phụ tải các phân xưởng
α0
TT Tên phân xưởng Pcs Ptt Stt R cs
(kW) (kW) (kVA) (mm)
15 PX Cơ điện 13 250 330.4 5.9 18.72
16 PX Cơ khí 1 15 220 298 5.6 24.5
17 PX cơ khí 2 16 300 327 5.8 19.2
18 PX Rèn dập 7.1 330 438 6.6 7.7
19 PX Đúc thép 8.4 400 557.8 7.7 7.56
20 PX Đúc gang 8.4 400 518.8 7.4 7.56
21 PX Mộc mẩu 7.1 120 234 5 21.3
22 PX lắp ráp 17 200 281 5.6 30.6
23 PX kiểm nghiệm 7.1 140 189 4.5 18.3
24 PX Kho vật tư 14 50 72 2.8 100.8
25 PX kho sản phẩm 21 50 75 2.8 151.2
26 Nhà hành chính 28 180 170 4.2 56
27 Ga ra 3 3 0.5 0
28 Phòng bảo vệ 1.6 1.6 0.4 0
29 Tổng
18
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
. Tính ngắn mạch cho mạng cao áp
1) Sơ đồ các điểm ngắn mạch:
- Sơ đồ nguyên lý rút gọn:
N1 N2
HT MC MC BATT
Đ D K :H T -T B A T T
- Sơ đồ thay thế
N1 N2
HT X Z Z
HT
DHT BATT
19
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- ĐỒ ÁN TÔT NGHIÊP GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
--- ---
2) Mục đích tính các điểm ngắn mạch
- Tính điểm ngắn mạch N1 để chọn và kiểm tra khí cụ điện phía cao áp trạm BATT 110
kV gồm máy cắt và thanh góp.
- N2,N3 để chọn và kiểm tra khí cụ điện phía hạ áp trạm BATT 22 kV gồm máy cắt,
thanh góp và các thiết bị trên đường dây từ TBA về các nhà máy.
3) Tính các thông số của sơ đồ thay thế
Ta tiến hành tính toán các thông số trong hệ đơn vị tương đối với
Scb = 2 × 50000 = 100 MVA và Ucb = Utb do đó ta có ngay (với Utb = 1,05.Udm):
Ucb22= Utb22 = 23kV; Ucb110 = Utb110 = 115 kV
* Điện kháng của hệ thống được tính theo công thức :
U 2 tb110 Scb
X HT = .
SN U 2 cb110
Trong đó:
SN - Công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực.
S N ≤ S MCdm = 31,5 MVA
115 2 100
X HT = = 3,17
.
31,5 115 2
* Điện trở và điện kháng của đường dây :
Scb
ZD = (r0 +jx 0 ).l.
U 2 cb110
Trong đó :
r0, x0 - điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn [Ω/km] .
l - Chiều dài đường dây [km].
- Với đường dây từ HT về TBATT:
1 100
Z DHT = (0,46 + j 0,442).30. = 0,052+j0,050
115 2
2
Bảng 1.5 Thông số các đường dây trên không
r0 x0 RDi XDi
Tiết diện
L
Lộ
Đường Dây
[mm2] [Ω/km] [Ω/km] [Ω] [Ω]
[Km ]
30 2
HT - TBATT AC-70 0.46 0.442 0.052 0.050
20
NGUYỄN ĐỨC TRƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
nguon tai.lieu . vn
