ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TRẠM BIẾN ÁP Khái qt hệ thống trạm: .4 Phân loại trạm biến áp: Chọn vị trí đặt trạm: Thơng số trạm thiết kế: Kết cấu hệ thống phân phối Những u cầu thiết kế: Sơ lược nhu cầu khu cơng nghiệp sóng thần: Nhiệm vụ thiết kế: CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH PHỤ TẢI VÀ ĐỀ SUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Phân tích phụ tải: Dự báo phụ tải: Chọn sơ đồ cấu trúc cho trạm lựa chọn thiết bị : .9 CHƯƠNG III: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP CÓ TÍNH QUÁ TẢI BÌNH THƯỜNG VÀ QUÁ TẢI SỰ CỐ lựa chọn máy biến áp tính tải cho phương án 11 lựa chọn máy biến áp tính tải cho phương án 12 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN TỔN THẤT MÁY BIẾN ÁP TRONG NGÀY VÀ TRONG NĂM Tính toán cho phương án 1: .15 Tính toán cho phương án 2: .15 CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHA ĐỂ CHỌN MÁY CẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giới thiệu sơ lược ngắn mạch 17 Ngun nhân gây ngắn mạch 17 Hậu việc ngắn mạch: .17 mục đính tính tốn ngắn mạch: 17 Tính tốn ngắn mạch 17 Lựa chọn máy cắt cho phương án tương ứng với điểm ngắn mạch 23 CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN KINH TẾ ĐỂ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CHÍNH Tính vốn đầu tư thiết bò: .26 Phí tổn vận hành hàng năm: 26 Tính toán chi tiết cho phương án: .27 CHƯƠNG VII: CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHI TIẾT CHO TRẠM Khái niệm: 29 Chọn sơ đồ nối điện cho trạm: 30 CHƯƠNG VIII: CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN I/ Khái niệm .31 II/ Chọn thiết bò điện 31 Chọn dây dẫn cho trạm biến áp 31 Chọn dẫn, góp mềm cho trạm biến áp: 33 Lựa chọn dao cách ly (DCL): 35 Chọn sứ cách điện : .36 Lựa chọn máy biến dòng (BI): 38 lựa chọn máy biến điện áp (BU): 40 Lựa chọn chống sét van (LA): 41 Lựa chọn tụ bù: 42 CHƯƠNG IX: TỰ DÙNG TRONG TRẠM BIẾN ÁP I/ Khái niệm chung……………………………………………………………….42 II/ Tính tốn điện tự dùng trạm biến áp……………………………………42 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN II: THIẾT KẾ CHỐNG SÉT CHO TRẠM CHƯƠNG I: BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO TRẠM BIẾN ÁP I Chọn phương án bố trí kim thu sét 44 Về mặt kó thuật: .44 Các măt khác: 44 Chọn phương án bố trí hệ thống thu sét: 45 Xác đònh phạm vi bảo vệ cột thu sét: 45 II/ Tính tốn bảo vệ chống sét cho trạm 49 Tổng quan trạm cần bảo vệ: 49 Tính tốn bảo vệ cho trạm: 49 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT TRẠM BIẾN ÁP I Khái niệm chung 54 II Tính toán thiết kế hệ thống nối đất 54 Nối đất tự nhiên: 54 Nối đất nhân tạo: 55 III Tính tổng trở xung hệ thống thống nối đất có nối đất bổ xung .58 IV Kiểm tra hệ thống nối đất thiết kế theo điều kiện chống sét: 62 CHƯƠNG III: CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT CỦA ĐƯỜNG DÂY 110 KV Các thơng số đường dây .63 Xác định xác suất phóng điện đường dây 66 PHẦN III THIẾT KẾ RELAY BẢO VỆ CHO TRẠM CHƯƠNG I: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ BẢO VỆ RƠLE Nhiệm vụ u cầu hệ thống bảo vệ: 84 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Các đại lượng 85 Tính tốn thơng số điện kháng thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự khơng: 85 Tính tồn ngắn mạch, phân bố dòng trạm biến áp .86 CHƯƠNG II:THIẾT KẾ BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP III/Bảo vệ máy biến áp……………………………………………………………93 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN !  Trạm biến áp thiết bị quan trọng hệ thống điện, đảm nhiệm chức tăng điện áp đầu nguồn phát nhằm giảm tổn thất điện q trình truyền tải điện đến phụ tải tiêu thụ điện, đồng thời hạ điện áp hộ tiêu thụ điện sử dụng Trong đợt tốt nghiệp Em nhận đề tài “THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22 KV”.Hơm nay,em hồn thành xong đồ án tốt nghiệp theo thời gian qui định nhà trường Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Nhà Trường q Thầy-Cơ tạo điều kiện cho em hồn thành tốt nhiệm vụ giao Đặc biệt em cảm ơn sâu sắc đến Thầy Phạm Quang Minh Thầy Nguyễn Trung Thương nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ định hướng cho em việc thực đồ án hồn thành thời gian quy định Thời gian thực đồ án có hạn kiến thức em nhiều hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong đóng góp bảo q Thầy-Cơ để đồ án em hồn chỉnh Em chân thành cảm ơn! Bình Dương ,Ngày 20 tháng 03 năm 2011 Sinh viên thực Nguyễn Bảo Duy ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Chữ ký giáo viên phản biện: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIỚI THIỆU TỔNG QT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN: Thiết kế trạm biến áp 110/ 22 kV, máy biến áp x 63 ( MVA), cấp điện cho khu cơng nghiệp Sóng Thần huyện Dĩ An – Bình Dương Cơng suất nguồn: SN = 6000 (MVA) Cơng suất phụ tải: Ppt = 70 (MW) Hệ số cơng suất: cosφ = 0.8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN I: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP Khái qt hệ thống trạm: Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện trạm biến áp dùng để biến đổi điện từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác nhằm truyền tải điện xa phân phối tới hộ tiêu thụ Các trạm biến áp phân phối, đường dây truyền tải điện với nhà máy điện tạo thành hệ thống phát truyền tải thống Các nhà máy điện thường năm cách xa nơi tiêu thụ, việc truyền tải điện từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ gặp nhiều vấn đề, chi phí xây dựng đường dây tổn thất điện quan tâm nhiều phương pháp làm giảm tổn thất điện nâng cao điện áp truyền tải hạ áp đến nơi tiêu thụ Sự lựa chọn vị trí, cơng suất trạm biến áp nhu cầu phát triển tương lai nơi tiêu thụ Việc đầu tư xây dựng trạm biến áp tốn nên cần phải so sánh phương án, giải pháp kỹ thuật tiêu kinh tế cho hợp lý Việc lựa chọn để xây dựng trạm biến áp hệ thống phân phối tốt phải xét đến nhiều mặt, tiến hành tính tốn so sánh kinh tế kinh tế kỹ thuật phương án đề 10 Phân loại trạm biến áp: a Phân loại theo điện áp: Trạm biến áp tăng áp, giảm áp trạm trung gian Trạm tăng áp thường đặt gần nhà máy, nhằm tăng điện áp cao để truyền tải xa nhằm làm giảm tổn thất điện Trạm hạ áp thường đặt gần nơi tiêu thụ, để biến đổi điện áp cao xuống điện áp thấp phù hợp với nơi tiêu dùng Trạm trung gian làm nhiệm vụ lien lạc lưới điện có cấp điện áp khác b Phân loại theo địa dư: Trạm biến áp khu vực cung cấp điện từ mạng điện khu vực (mạng điện chính) hệ thống để cung cấp cho khu vực lớn bao gồm thành phố, khu cơng nghiệp điện áp trạm khu vực phía sơ cấp 110 kV, 35 kV, 10 kV, kV Trạm biến áp địa phương trạm cung cấp điện từ mạng điện phân phối hay mạng mang điện địa phương hệ thống điện cấp cho xí nghiệp hay trực tuyến qua hộ tiêu thụ điện áp thấp 11 Chọn vị trí đặt trạm: a Hiện trạng nguồn phụ tải: Phụ tải khu cơng nghiệp Sóng Thần vào khoảng 70 MW Các trạm biến áp khu vực lân cận: trạm gò đậu 110/ 22 kV, trạm tân định 500/ 220/ 110 kV ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b Cơ sở chọn vị trí đặt trạm: Vị trí đặt trạm định bở cơng suất phân bố đoạn cho trước, điện áp hệ thống độ sụt áp Vị trí trạm nhà ngồi trời, loại có ưu nhược điểm riêng Tùy theo tính chất u cầu vùng mà ta chọn vị trí cho thích hợp Những điểm cần xét đến chọn vị trí đặt trạm: + Càng gần trung tâm phụ tải tốt + Đặt vị trí cho tiềm tương lai đưa đến thuận lợi, khơng phụ thuộc vào độ sụt áp + Giá đất xây dựng trạm + Phải có đường giao thơng dể vận chuyển máy biến áp đến Qua sở ta chọn trạm khu cơng nghiệp sóng thần 12 Thơng số trạm thiết kế: Lưới điện truyền 110 kV: kết cấu lắp đặt ngồi trời Lưới điện phân phối 22 kV: lắp đặt nhà với kết cấu tử hợp Hệ thống điện tự dùng: + Nguồn soay chiều 220/ 380 V Tủ điện tự dùng hạ Chiếu sáng nhà điều khiển Hệ thống chiếu sáng bảo vệ trạm Làm mát máy biến áp + Nguồn điện chiều 110 VDC Dàn bình ACCU 110V / 180AH Máy nạp ACCU 220V/ 380 V _ 50 Hz Tủ phân phối điện chiều Các dụng cụ đo dếm điều khiển, đền mạch thao tác Thiết bị thơng tin liên lạc Tổng hợp phần tự dùng khoảng 400 KVA - Hệ thống điều khiển, bảo vệ relay đo đếm - Hệ thống thơng tin liên lạc - Nhà điều hành trạm - Mương dẫn cáp trạm - Hệ thống chống sét đánh trực tiếp vào trạm - Hệ thống tiếp địa trạm - Hàng rào bảo vệ chiếu sáng trạm 13 Kết cấu hệ thống phân phối - Máy biến áp phần tử quan trọng khơng thể thiếu, ngồi thiết bị phân phối bảo vệ hệ thống Các thiết bị có nhiệm vụ nhận từ nguồn đưa qua máy biến áp sau phân phối đến phụ tải thơng qua dây dẫn - Thiết bị phân phối gồm có thiết bị phân phối cao áp thiết bị phân phối hạ áp Nó chủ yếu bao gồm:  Khí cụ để đóng cắt lưới điện như: máy cắt, cầu dao, dao cách ly, aptomat,…  Các khí cụ đo lường như: BU, BI, đồng hồ đo A, V, Wh, Cosϕ,… ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Khí cụ bảo vệ mạch như: Relay, CB, FCO,… 14 Những u cầu thiết kế: - Mục tiêu phải đảm bảo cho phụ tải ln có điện chất lượng điện tốt phương án xem hợp lý thỏa mãn u cầu sau: + Vốn đầu tư nhỏ + Độ tin cậy cung cấp điện cao + Phí tổn vận hành hàng năm thấp + An tồn với người vận hành thiết bị + Chất lượng điện đảm bảo 15 Sơ lược nhu cầu khu cơng nghiệp sóng thần: Khu cơng nghiệp sóng thần nơi có nhiều tiềm phát triển kinh tế, nghàng cơng nghiệp nên việc xây dựng trạm biến áp cần thiết cung cấp điện tốt ổn định cho tồn khu vực khu cơng nghiệp tương lai 16 Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế trạm biến áp 110/ 22 kV cho khu cơng nghiệp sóng thần_ Dĩ An Lựa chọn thiết bị phân phối bảo vệ cho hệ thống Hệ thống phân phối trạm phải cung cấp điện tốt cho khu cơng nghiệp 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngắn mạch pha: X 1*∑ = 0.054(dvtd ) I (3) N1 = 9.63( KA) (Đã tính phần I, chương 5) (Đã tính phần I, chương 5) Ngắn mạch pha: I N(2)1 = 3 I N1 = *9.63 = 8.34( KA) 2 Ngắn mạch pha chạm đất: X 0tdHT = X 0*HT + X 0*tddd 110 = 0.051 + 0.111 = 0.162(dvtd ) 0.131 X 0*tdMBA = = 0.0655(dvtd ) X 0*tdHT * X 0*tdMBA 0.162*0.0655 * X 0∑ = * = = 0.047(dvtd ) X 0tdHT + X 0*tdMBA 0.162 + 0.0655 3* I cb1 3*0.52 I N* = * = = 10.06( KA) * * X 1∑ + X 1∑ + X ∑ 0.054 + 0.054 + 0.047 b) Ngắn mạch góp 22 KV (N4): Sơ đồ thay thứ tự thuận - - Sơ đồ thay thứ tự không Dựa theo tính tốn ngắn mạch 110 KV ta có Ngắn mạch pha: X 2*∑ = 0.1245(dvtd ) (Đã tính phần I, chương 5) I N(3)2 = 21.04( KA) (Đã tính phần I, chương 5) Ngắn mạch pha: I N(2)2 = 18.22( KA) - Ngắn mạch pha chạm đất: 91 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP X 0*∑ = 0.3275(dvtd ) I N(1)2 = 13.63( KA) Bảng tổng hợp dòng ngắn mạch Vị trí ngắn mạch I N(3) (KA) I N(2) (KA) I N(1) (KA) N1 (Tại góp 110 KV) 9.63 8.34 10.06 N2 (Tại góp 22 KV) 21.04 18.22 13.63 92 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP CHO TRẠM 110/ 22 KV Sơ đồ bảo vệ MBA: _ Trong giai đoạn nay, thiết kế bảo vệ rơle người ta thường dùng rơle kỹ thuật số ưu điểm tính làm việc nó:  Tích hợp nhiều tính vào bảo vệ  Tiêu thụ điện thấp chi tiết tác động khí  Độ tin cậy cao  Độ xác cao lọc số thuật toán đo lường tối ưu  Có thể tự động ghi chép lưu trữ liệu làm việc  Có khả giao tiếp đa phương tiện với thiết bò khác _ Khi vận hành bên máy áp có hai dạng cố bản: + Sự cố bên máy biến áp: gồm cố bên vùng bảo vệ máy biến áp (bên vò trí đặt BI) + Sự cố bên máy biến áp: gồm tượng nguy hiểm xảy bên máy biến áp tải, điện áp, tần số thấp, ngắn mạch Đối 93 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP với cố bên ngoài, bảo vệ dòng điện thường dùng làm bảo vệ dự trữ Máy biến áp không cho phép tải thời gian dài rơle nhiệt dùng để phát tình trạng tải cho tín hiệu báo động _ Rơle hơi: Thường rơle nhà chế tạo máy biến áp chế tạo kèm theo máy biến áp, rơle có tác dụng có cố bên thùng dầu máy biến áp, có hai mức tác động : + Mức 1: Tác động cố cuộn dây phát nóng mức có không khí tụ lại dầu bốc lên theo hướng bình dầu phụ làm rơle tác động báo tín hiệu làm việc không bình thường máy biến áp, mức rơle không tác động cắt máy cắt + Mức 2: Khi có cố nặng, hỗn hợp dầu bốc lên mạnh, rơle tác động cắt máy cắt đồng thời có tín hiệu báo cố máy biến áp _ Do tính toán thiết kế chọn phương án bảo vệ rơle phải đảm bảo:  Không tác động nhầm cố phạm vi bảo vệ  Các loại bảo vệ cho trạm  Các loại bảo vệ dự trữ cho trạm  Phối hợp thời gian tác động chọn lọc cho trạm _ Do yêu cầu làm việc nên máy biến áp có loại rơle thông dụng để bảo vệ:  Máy cắt AC: 52  Rơle dòng cắt nhanh : 50  Rơle dòng cực đại : 51  Rơle dòng chống chạm đất thời gian trễ: 51N  Rơle nhiệt độ: 49  Rơle so lệch máy biến áp: 87T 1/ BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP: CÁC SỰ CỐ VỀ MBA: - Các cố máy biến áp ngắn mạch pha, chạm đất pha cuộn dây, đầu ra, dẫn điện vào, vòng dây chạm chập máy biến áp - Ngắn mạch pha xảy thơng thường đầu dẫn điện vào máy biến áp, ngắn mạch cuộn dây pha máy biến áp xảy Thơng thường xảy chạm vỏ pha vòng dây chạm chập - Chế độ làm việc khơng bình thường máy biến áp chế độ có ngắn mạch ngồi qua cuộn dây hay máy biến áp bị q tải, tạo nên tình trạng khơng bình thường nhiệt Dầu máy biến áp hạ xuống thấp q mức cho phép tượng làm việc khơng bình thường 94 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Khi có cố máy biến áp, bảo vệ phải cắt tất máy cắt nối vào máy biến áp Trong trường hợp máy biến áp làm việc song song cắt máy biến áp bị cố BẢO VỆ SO LỆCH DỌC MBA: Sơ đồ bảo vệ: - Bảo vệ so lệch dọc máy biến áp làm việc dựa so sánh vector dòng điện hai đầu vùng bảo vệ - Chọn biến dòng điện chế độ làm việc chúng: biến dòng điện phía cuộn dây máy biến áp chọn theo điều kiện dòng điện định mức cuộn dây tương ứng Thang dòng điện định mức máy biến áp biến dòng điện khơng tương ứng với ngun nhân làm dòng điện mạch vòng khơng cân nhau, có dòng khơng cân mạch bảo vệ - Dùng Relay loại 7UT513 hãng Siemens Sơ dồ dấu nối 7UT513 cho máy biến áp: 95 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cấu tạo ngun lý rơle 7UT513 Sơ đồ cấu tạo ngun lý relay 7UT513 - Các hệ thống bảo vệ so lệch làm việc theo ngun lý so sánh dòng hiểu hệ thống cân dòng Chúng sử dụng ngun tắc thực tế dòng I rời khỏi đối tượng bảo vệ điều kiện bình thường phải dòng đưa vào Bất sụ sai lệch thị có cố bên vùng bảo vệ - Khi ngắn mạch bên vùng bảo vệ dòng điện I P tổng dòng điện phía thứ cấp biến dòng điện nên rơle tác động I P = I1 + I - Tuy nhiên biến dòng điện chế độ làm việc bình thường hay có ngắn mạch ngồi xuất dòng điện khơng cân Do để bảo vệ khơng làm việc sai từ dòng điện khơng cân này, việc dùng biến dòng điện bão hòa trung gian thực bão hòa nhanh rơle 7UT513 96 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Nếu lõi thép biến dòng điện bão hòa làm thép có đường đặc tính từ trễ rộng giá trị cảm ứng từ làm việc chọn gần trị số cảm ứng bão hòa, thành phần khơng chu kỳ dòng điện ngắn mạch I KCK = f(t) cuộn sơ cấp tạo nên biến thiên từ thơng ∆Φ khơng lớn, khơng biến đổi sang cuộn thứ cấp Rơle 7UT513 bao gồm phận để cân dòng điện thứ cấp biến dòng biến dòng điện bão hòa có cuộn dây thứ cấp, cấp nguồn cho rơle thừa hành Cuộn dây WP nối theo sơ đồ so lệch, cuộn dây Wbm cung cấp nguồn cho rơle thừa hành Cuộn dây cân Wyp1 mắc vào nhánh bảo vệ để cân dòng điện thứ cấp Số vòng dây cuộn cân Wyp1 điều chỉnh cách thay đổi nối cho ngắn mạch ngồi, dòng điện vào rơle dòng điện cuộn dây Wbm khơng có Khi dòng so lệch gây khơng từ cố bên máy biến áp mà dòng từ hóa MBA đóng MBA nối song song MBA bị q diện áp, chúng sinh thành phần sóng hài Dòng từ hóa lớn gấp nhiều lần dòng định mức, thành phần chủ yếu song hài bực 2( lớn gấp lần dòng định mức).trên thực tế khơng có mặt trường hợp có ngắn mạch Nếu thành phần bực vượt q ngưỡng, lệnh cắt bị khóa Vì hãm dòng từ hóa làm việc độc lập cho pha, bảo vệ vẩn làm việc hồn tồn dóng MBA vào cố pha Khi dòng từ hóa xuất pha khơng có cố vậy, đặt bảo vệ để khơng pha có từ hóa chứa sóng hài vượt q ngưỡng cho phép hãm mà pha khác cấp bảo vệ so lệch bị khóa Các cố có dòng lớn máy biến áp dược bảo vệ giải trừ mà khơng cần xét đén dộ lớn dòng hãm Khi dó độ lớn dòng so lệch loại trừ cố bên ngồi Bảo vệ so lệch máy biến áp 7UT513 cung cấp bảo vệ dòng lớn khơng hãm Nó làm việc dòng so lệch chúa phần đáng kể song hài bực gây việc biến dòng bị bão hòa thành phần chiều dòng ngắn mạch bị chức hảm dòng từ hóa coi nhu dòng từ hóa MBA Cấp dòng điện lớn đánh giá song dòng điện giá trị tức thời sử lý giá trị tức thời bảo đảm cắt nhanh song bị gảm mạch biến dòng bị bảo hòa - Từ thơng xoay chiều ΦPCK khép mạch qua khung từ (1) tạo cuộn dây W bm dòng điện I2 Từ thơng khơng chu kỳ ΦPKCK thay đổi với tốc độ chậm theo thời gian nên khơng tạo dòng điện cuộn dây W bm mà tồn tiêu tán cho việc từ hóa mạch từ - Khi có cuộn dây ngắn mạch, thành phần từ thơng xoay chiều ΦPCK làm sinh vòng WK sức điện động EKvà dòng điện IK Dòng điện IK lại tạo nên sức từ động FK = IK.WK F’K = I’K.W’K Sức từ động FK tác động ngược chiều với sức từ động FCK tồn triệt tiêu Kết sức từ động F = FCK – FK tạo từ thơng Φn Dòng đầy tải thứ cấp: ITC = I lv max 436 = = 0.73( A) nBI 600 b./ Phía 22 kv: Dựa theo tính tốn cấp điện áp 110KV ta có: I lv max = 2180.8 A Chọn biến dòng tỷ số: nBI = 3000/1 A => Dòng đầy tải thứ cấp: ITC = I lv max 2180.8 = = 0.726( A) nBI 3000 2.2/ Bảo vệ so lệch cuộn dây máy biến áp ( 87T): Chọn thời gian tác động t=o(S) - Bảo vệ so lệch 87T làm bảo vệ so lệch chống ngắn mạch nhiều pha cuộn dây máy biến áp Bảo vệ sử dụng đặt tính hảm loại rơ le so lệch tác động hảm có dòng điện khởi động thay đổi dòng điện nhánh mạch bảo vệ thay đổi Bộ phận so sánh rơle so sánh trò số tuyệt đối dòng nhánh máy biến áp: + Đại lượng làm việc tỷ lệ với dòng điện so lệch: I LV = I LV = I SL = I T + I T + I T 98 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Đại lượng hàm tỷ lệ với hiệu hai véc tơ dòng điện hay tổng số học dòng điện: I h = I n = k ( IT − I T − I T ) K = 0.8 số tỷ lệ - Khi có ngắn mạch bên giới hạn máy biến áp, bảo vệ tác động tức thời đưa tính hiệu mở tất máy cắt nhánh nối vào máy biến áp Tính tốn so lệch cuộn cao hạ: Ngắn mạch pha cuộn cao: IN1(2) = 8.34 KA Ngắn mạch pha cuộn hạ: IN2(1) = 13.63 KA - Quy đổi thứ cấp: 8.34*103 = 13.9 A + Cao áp: ITC1 = 600 /1 13.63*103 = 4.54 A + Hạ áp: ITC2 = 3000 /1 - Dòng điện làm việc: I LV = I LV = I SL = I T + I T + I T =13.9 + 4.54 = 18.44 A - Dòng điện hảm: I h = I n = K ( I T − I T − I T ) =0,8.( 13.9 − 4.54 )= 7.48 A I lv 18.44 = 18.44 I đmBI Ih 7.84 = = 7.84 I đmBI = => Ikdđ = Ikđđmin + kh.Ih , chọn Ikđđmin = 0.35* IdmRL = 0.35* = 0.35 A => Ikd = 0.35 + 0.8* 7.48 = 6.334 A Độ nhạy relay: K nhay = I N 8.34*103 = = 1316.7 > ( thỏa đk) I kd 6.334 99 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3/ Bảo vệ so lệch có chạm đất (87N): Bảo vệ so lệch 87N chống chạm đất máy phát, bảo vệ dự trữ cho 87T, để so sánh dòng thứ không đưa vào bảo vệ, sử dụng đặt tính hảm loại rơle so lệch tác động hảm có dòng điện khởi động thay đổi dòng điện nhánh mạch bảo vệ thay đổi Bộ phận so sánh role so sánh trò số tuyệt đối hai đại lượng: + Đại lượng làm việc tỷ lệ với dòng điện so lệch: I LV = I LV = I SL = I TI + I T  + Đại lượng hãm: Ih = In = k( I N − I0 − I N + I0 ) - Tính toán bảo vệ: ( 1) Khi ngắn mạch pha chạm đất: dòng ngắn mạch pha nhỏ nhất: I N = 10.06 (KA) - Quy đổi thứ cấp: 10.06*103 = 3.35 A IT1 = 3000 /1 Khi ngắn mạch bên MBA: I0 = IN Dòng làm việc : ILV = |IN| = |IT1| = 3.35 A Dòng hãm: I h = I n = k ( I N − I − I N + I ) = -2*K*|IN| < 0; (K = 0.8 số tỷ lệ ) => Ih = -2* 0.8 * 3.35 = -5.36 A - Khi ngắn mạch chạm đất bên trong, thành phần hảm không xuất lúc I h ≤ - Vậy cần dòng chạm đất nhỏ vùng bảo vệ rơ le cho tính hiệu tác động mở máy cắt tất nhánh 2.4 / Rơle dòng chống chạm đất 51N: Bảo vệ 51N dùng để chống chạm đất cuộn dây MBA Bảo vệ bảo vệ dự trữ cho 87 N Dòng điện trung tính qua MBA: ngắn mạch pha nhỏ từ 22 KV đổ về: IN(1) = 13.63 KA Trong điều kiện vận hành bình thường, dòng thứ tự khơng chạy qua trung tính MBA thường có giá trị nhỏ 20A, nên dòng khởi động bảo vệ chọn: Ikd = 50A - Độ nhạy bảo vệ: K nhay = 0.4* I 1N 0.4*13.63*103 = = 109.04 > 1.5 (thỏa đk ) I kd 50 IN(1) = 13.63 KA, dòng qua trung tính MBA có ngắn mạch pha chạm đất Thời gian tác động bảo vệ t = 1s 2.5/ bảo vệ chống ngắn mạch ngồi: Làm dự chữ cho bảo vệ so lệch phần tử nằm phía xa, bảo vệ tác động có cố mà bảo vệ phần tử khơng tác động, sử dụng relay 7SJ60 hang Siemens a./ Bảo vệ phía 110KV: Q dòng có thời gian trì hỗn 51: 100 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ta có chế độ làm việc lớn phía 110KV MBA chế độ có máy bị cố: Sdm 83.1*1.4 = = 610.6 A *U dm *110 Ilvcs max = _ Dòng khởi động: I kd = K at * K sd * I lvsc max K tv * nBI Trong đó: Kat = 1,2 : hệ số an toàn Ksd =1 : hệ số sử dụng Ktv =0.9 : hệ số trở NBI = 600/1 A ⇒ I kd = 1, 2*1 × 610.6 = 1.36 ( A ) 0.9*600  Kiểm tra độ nhạy: Dòng ngắn mạch nhỏ vùng bảo vệ relay tương đương với dòng ngắn mạch hai pha góp 110 KV I N( 2) =8.34 KA Dòng thứ cấp: ITC = 8.34*103 = 13.9( A) 600 Độ nhạy bảo vệ: I N 13.9 Knh = I = 1.36 = 10.2 > 1.5 (thỏa đk ) kđ + Thời gian tác động: thời gian tác động chọn phối hợp với bảo vệ q dòng cực đại lộ 22 KV theo ngun tắc bậc thang, với bậc thời gian ∆t = 0,3s Thời gian tác động: t = 0.2 + 0.3 = 0.5s + Bảo vệ q dòng chống chạm đất 51N: Dòng khởi động: I kd = K at × K dn × f i × I N( 3) n BI Trong đó: Kat = 1,2 : hệ số an toàn Kđn =0,5 : hệ số đồng BI fi = 0,1 : sai số cho phép BI tình trạng ổn đònh nBI = 600/1 A Dòng ngắn mạch chạm đất nhỏ vùng bảo vệ rơle dòng cố ngắn mạch pha góp 110 KV chế độ cố I N( ) = 9,63 ⇒ I kd = 1, 2*0,5*0,1 *9.63*103 = 0.963 ( A ) 600 + Kiểm tra độ nhạy:dòng ngắn mạch chạm đất nhỏ vùng bảo vệ relay dòng cố ngắn mạch pha góp 110KV chế độ cố 101 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Dòng ngắn mạch pha góp: IN(1) = 10.06 KA 10.06 = 5.03( KA) Dòng phân bố sơ cấp qua MBA: ISC = Dòng thứ cấp: ITC = Độ nhạy bảo vệ: ITC 5.03*103 = 8.38( A) 600 8.38 Knh = I = 0,963 = 8.7 > 1,5 (thoả đk ) kđ Thời gian tác động: tương tự bảo vệ q dòng cực đại Chọn t = 0.5s b./ Bảo vệ phía 22KV: dựa theo tính tốn cấp điện áp 110KV ta có: Q dòng có thời gian trì hỗn 51: Ilvcs max = 2180A _ Dòng khởi động: ⇒ I kd = 0.97 ( A )  Kiểm tra độ nhạy: ( 2) Dòng ngắn mạch pha góp: I N =18.22 KA Dòng thứ cấp: ITC = 6.07( A) Độ nhạy bảo vệ: I 6.07 N Knh = I = 0.97 = 6.26 > 1.5 (thỏa đk ) kđ + Thời gian tác động: thời gian tác động chọn phối hợp với bảo vệ q dòng cực đại lộ 110 KV theo ngun tắc bậc thang, với bậc thời gian ∆t = 0,3s Thời gian tác động: t = 0.2 + 0.3 = 0.5s + Bảo vệ q dòng chống chạm đất 51N: Dòng khởi động: Dòng ngắn mạch chạm đất nhỏ vùng bảo vệ rơle dòng cố ngắn mạch pha góp 22 KV chế độ bình thường ⇒ I kd = 0, 42 ( A ) I N( ) = 21.04 KA; + Kiểm tra độ nhạy: Dòng ngắn mạch pha góp: IN(1) = 13.63 KA Dòng phân bố sơ cấp qua MBA: ISC = 6.82( KA) Dòng thứ cấp: ITC = 2.27( A) ITC 2.27 Knh = I = 0, 42 = 5, > 1,5 (thoả đk ) kđ Thời gian tác động: tương tự bảo vệ q dòng cực đại Chọn t = 0.5s 2.6./ bảo vệ q nhiệt 49: Đònh mức máy biến áp phụ thuộc vào độ tăng nhiêt độ so với nhiệt độ môi trường xung quanh ‘cực đại’ nhiệt độ môi trường thấp nhiệt độ cho phép máy biến áp Theo yêu cầu nhiệt độ cuộn dây không qúa nhiệt, nhiệt độ cuộn dây 950 xem bình thường Bảo vệ tải đánh giá qua Độ nhạy bảo vệ: 102 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP nhiệt độ cuộn dây, nhiệt độ đo phần tử cảm ứng nhiệt Phần tử cảm ứng nhiệt bỏ hộp nhỏ đặt đỉnh thùng dầu máy biến áp, phần tử sinh nhiệt nhận điện từ máy biến dòng pha từ đầu cực phía hạ áp máy biến áp bỏ hợp nhỏ Nhiệt độ phần tử sinh nhiệt giống nhiệt độ cuộn dây máy biến áp, phần tử cảm ứng nhiệt phản ảnh nhiệt độ cuộn dây máy biến áp tát trường hợp ( nhiệt độ môi rường tải ) 103 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN BẢO VỆ HỆ THỐNG Sơ đồ bảo vệ cái: Bảo vệ so lệch 87B: - Bảo vệ so lệch 87BB đóng vai trò bảo vệ chống ngắn mạch nhiều pha hệ thống góp 110kv Khi bảo vệ tác động tức thời đưa tín hiệu mở tất máy cắt nhánh nối với máy biến áp riêng rẽ tuyến phụ tải gặp cố - Dòng điện ngắn mạch lớn qua nơi đặt bảo vệ có ngắn mạch pha góp 110KV theo tính tốn ngắn mạch: - Ở tính tốn dùng relay so lệch tác động hảm, relay có dòng điện khởi động thay đổi, dòng điện nhánh mạch bảo vệ thay đổi Bộ phận so sánh relay so sánh trị tuyệt đối hai đại lượng: + Đại lượng làm việc tỷ lệ với dòng điện so lệch: I LV = I LV = ITI + ITII + Đại lượng hảm tỷ lệ với hiệu hai vecto dòng điện: I h = I n = ITI − ITII K Với K số tỷ lệ chọn K=80%=0.8 (Hãng Siemens) Tính tốn bảo vệ so lệch ( 87BB ) : (Bảo vệ 110 KV) Khi có cố bên vùng bảo vệ, relay so lệch 87BB tác động tức thời tính tốn sau: Dòng định mức 110 KV: S dm = 83.1( MVA) - U dm = 110( KV ) I dm110 = - S dm 83.1*103 = = 436.16( A) *U dm *110 Chọn biến dòng có tỷ số nBI= 600/1 (sơ dồ BI dấu hồn tồn giống nhau) 104 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Các thơng số tính tốn ngắn mạch đơn vị tương đối : - Khi ngắn mạch hai pha điểm ngắn mạch đầu cực: X 1∑ = 0.054; X ∑ = 0.1245 I N( 21) = - * I cb110 KV *0.52 = = 5.05( KA) X 1∑ + X ∑ 0.054 + 0.1245 Và dòng ngắn mạch cực đối diện (nhánh song song), thới điểm ngắn mạch: *9.63 = 8.34 [ KA] = 9.63 ( KA ) (ngắn mạch pha 110 KV) I N( 22) = - ( 3) Với I N Quy đổi thứ cấp: ITI = ITII = I N( 21) nBI = 5.05*103 = 8.42 ( A ) 600 /1 I N2 8.34*103 = = 14.05 ( A ) nBI 600 /1 I LV = I SL = ITI + ITII = 8.42 + 14.05 = 22.47( A) - Dòng làm việc: - Dòng điện hãm: I h = K ITI − ITII = 0.8* 8.42 − 14.05 = 4.5( A) I LV 22.47 = = 22.47 I dm I h 4.5 = = 4.5 I dm - Bảo vệ so lệch 87BB bảo vệ cho 110 KV tác động tức thời có cố bên vùng bảo vệ 105 [...]... chất của trạm thiết kế Sơ đồ lựa chọn khi thiết kế phải kinh tế, an tồn, dể vận hành và đảm bảo cung cấp điện liên tục cho khu cơng nghiệp 2 Chọn sơ đồ nối điện cho trạm sóng thần (110/ 22 kV ): Trạm biến áp khu cơng nghiệp sóng thần (110/ 22 kv) có các điểm sau: 34 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phía cao áp được cung cấp từ lưới 110 kv bằng 2 đường dây từ Tân Định và trạm Gò Đậu Phía hạ áp có cấp điện áp 22 KV cấp... với máy biến áp đặt ngoài trời và K 2 < 1,3 với máy biến áp đặt trong nhà , T2 < 6 giờ chú ý theo dõi nhiệt độ của cuộn dây không vượt quá 1400C và tốt nhất là tăng cường tối đa các biện pháp làm lạnh máy biến áp a Lựa chọn máy biến áp cho Phương án 1:  Ta chọn MBA 2 T1 và T2 là MBA có cơng suất là: S dmB = 80 MVA b Tính tốn q tải cho máy biến áp phương án 2: Tính tốn q tải cho máy biến áp T1 và... phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện Căn cứ vào hiện trạng của trạm biến áp sóng thần đang thiết kế với 2 MBA vận hành song song, được lấy điện từ 2 phát tuyến đó là trạm Tân Định (500/ 220 /110 kV) và trạm Gò Đậu (110 kV Phía 22 kV của trạm có 8 lộ ra đảm bảo cung cấp điện cho khu cơng nghiệp sóng thần Ta có 2 phương án thiết kế: 1 Phương án 1: MBA T1 và T2 là MBA 3 pha 2 cuộn có các thơng số... thuộc vào điện áp đònh mức của cuộn cao áp và công suất đònh mức của MBA Bảng tra hệ số KB Thơng số máy biến áp Điện áp cuộn cao của máy biến áp 35 110 220 (kV) Cơng suất định mức máy biến áp 16 32 160 (MVA) Hệ số KB 2 1,6 1,7 1,5 1,4 1,3 Vốn đầu tư xây dựng thiết bò phân phối được xác đònh : VTBPP = n1 * VTBPP1 + n2 * VTBPP2 + n3 * VTBPP3 Trong đó: n1 ; n2 ; n3 ……Số mạch thiết bò phân... phân tích về các hệ thống sơ đồ thiết kế trạm, ta thấy hệ thống sơ đồ 1 thanh góp có phân đoạn bằng máy cắt vừa mang tính kinh tế ( ít máy cắt và dao cách ly), phù hợp với quy mơ cho những trạm biến áp vừa và nhỏ nhu trạm sóng thần, và hệ thống sơ đồ 1 thanh góp phân đoạn bằng máy cắt co thể đảm bảo cung cấp điện tốt, liên tục cho khu cơng nghiệp Như vậy ta chọn thiết kế trạm sóng thần theo sơ đồ hệ thống... nhiệt và ổn định động Đối với các thiết bị cắt điện như:Máy cắt, dao cách ly, cầu trì phải xét đến khả năng cắt của chúng Ngồi ra còn phải xét đến vị trí đặt thiết bị đo, nhiệt độ mơi trường xung quanh, độ âm, độ nhiễm bẩn và độ cao lắp đặt thiết bị so với mặt biển II LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN: 1 Chọn dây dẫn cho trạm biến áp: a./ Chọn dây dẫn cho phía 110 KV: Do phía 110 KV có hai đường dây vào và ra cung... khơng nên xây dựng MBA sử dụng trong thời gian q dài Đối với trạm biến áp khu cơng nghiệp sóng thần: phụ tải của nó chủ yếu cung cấp điện cho khu cơng nghiệp, nên phụ tải mang tính ổn định rất cao trong tương lai khoảng từ 5 đến 10 năm 6 Chọn sơ đồ cấu trúc cho trạm và lựa chọn thiết bị : Sơ đồ cấu trúc của trạm là chỉ tiêu quan trọng trong thiết kế, việc lựa chọn sơ đồ cấu trúc phải thỏa mãn các điều kiện... thuật Mức tiêu thụ điện năng ln thay đổi theo thời gian Quy luật biến thiên của phụ tải theo thời gian được biểu diển trên hình vẽ gọi là đồ thị phụ tải Đồ thị phụ tải theo thời gian gồm có: đồ thị phụ tải năm, đồ thị phụ tải tháng, đồ thị phụ tải ngày… Đối với thiết kế trạm biến áp ta cần biết đồ phụ tải ngày để lựa chọn cơng suất máy biến áp b) Đồ thị phụ tải ngày của khu cơng nghiệp sóng thần: Theo... hạn, trung hạn hoặc xa hạn nhằm tránh tình trạng trạm vừa mới thiết kế, xây dựng xong đã q tải cho phép - Có 3 loại dự báo: + Dự báo ngắn hạn khoảng từ 1 → 2 năm Loại này cho phép sai số từ 5 → 10% + Dự báo trung hạn khoảng từ 3 → 10 năm Loại này cho phép sai số từ 10 → 20% + Dự báo dài hạn khoảng từ 15 → 20 năm hoặc lâu hơn Đối với thiết kế trạm biến áp ta cần dự báo phụ tải từ 5 → 10 năm Nếu sử dụng... chống song hài bực cao cấp trung 35 kV khơng sử dụng có 1 đầu nối đất 2 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH QUÁ TẢI CHO PHƯƠNG ÁN 2: a Lựa chọn máy biến áp cho Phương án 2: 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Ta chọn MBA 2 T3 và T4 là MBA có cơng suất là: S dmB = 75 MVA b Tính tốn q tải cho máy biến áp phương án 2: Tính tốn q tải cho máy biến áp T3 và T4: Q tải bình thường: Ta có: SdmB > 0,5* Smax  75 MVA > 0.5* 83.1 = 41.55 ... PHẦN I: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP Khái qt hệ thống trạm: Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện trạm biến áp dùng để biến đổi điện từ cấp điện áp sang cấp... trạm biến áp: a Phân loại theo điện áp: Trạm biến áp tăng áp, giảm áp trạm trung gian Trạm tăng áp thường đặt gần nhà máy, nhằm tăng điện áp cao để truyền tải xa nhằm làm giảm tổn thất điện Trạm. .. mạch, phân bố dòng trạm biến áp .86 CHƯƠNG II:THIẾT KẾ BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP III/Bảo vệ máy biến áp …………………………………………………………93 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN !  Trạm biến áp thiết bị quan trọng