HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22KV AN PHÚ ĐÔNG Sinh Viên Thực Hiện : NGÔ QUỐC ĐẠT Mã Sinh Viên : 605523 Lớp : K60HTDB Chuyên Nghành : Hệ Thống Điện Khoa : Cơ – Điện Giáo Viên Hướng Dẫn : ThS Phạm Thị Lan Hương Địa Điểm Thực Tập : Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Đông Hải Hà Nội – 2021 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực tập đề tài, hướng dẫn bảo tận tình thầy cô môn Hệ thống điên – Khoa Cơ Điện – Trường học viện Nông nghiệp Việt Nam anh chị Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Đông Hải đến đề tài tơi hồn thành thời hạn u cầu Tôi xin chân thành cảm ơn cô giáo Phạm Thị Lan Hương, người trực tiếp hướng dẫn, đạo thực đề tài Cảm ơn anh chị cán nhân viên Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Đông Hải giúp đỡ đề tài Cảm ơn thầy cô môn Hệ thống điện - Khoa Cơ Điện Trường Học viện Nơng nghiệp Việt Nam tận tình bảo tạo điều kiện giúp tơi hồn thành đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn tồn thể bạn bè giúp đỡ góp ý giúp tơi hồn thành đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Sinh viên thực i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH viii PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu ứng dụngcủa đề tài Nội dung dự kiến đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH 1.1 Đặc điểm tự nhiên, tình hình kinh tế khu vực 1.1.1 Đặc điểm tự nhiên 1.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội a Về kinh tế: 1.2 Hiện trạng nguồn lưới điện 1.2.1 Nguồn điện 1.2.2 Lưới 110kV 1.2.3 Tình hình phụ tải khu vực 10 1.3 Kế hoạch phát triển lưới điện khu vực 11 1.4 Sự cần thiết đầu tư cơng trình 13 1.5 Quy mơ cơng trình 22 1.6 Tính tốn phân tích lựa chọn phương án đặt trạm 22 1.6.1 Phương án 22 1.6.2 Phương án 23 1.6.3 Kết luận 24 1.7 Địa điểm mặt trạm biến áp 24 ii CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN TRẠM BIẾN ÁP VÀ THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY 26 2.1 Chọn số lượng công suất máy biến áp 26 2.2 Phương án chọn cấp điện 26 2.3 Kiểu trạm 27 2.4 Tính chọn dây dẫn 110kV cung cấp cho trạm 28 2.4.1 Các phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn cáp 28 2.4.2.Chọn tiết diện dây dẫn 28 2.4.3 Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài cho phép 29 2.5.Tính chọn cáp phía 22kV 30 2.5.1 Chọn cáp lộ tổng phía 22kV 30 2.5.2 Kiểm tra điều kiện phát nóng 31 2.6 Hào cáp 31 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG TRẠM BIẾN ÁP 36 3.1 Tính toán ngắn mạch cho trạm biến áp 36 3.2 Đối tượng bảo vệ 37 3.3 Phương pháp tính ngắn mạch 37 3.3.1 Tính điện kháng phần tử mạng điện hệ đơn vị tương đối gần 38 3.3.2 Chế độ phụ tải cực đại máy biến áp làm việc 40 3.4 Điều kiện để chọn thiết bị điện 47 3.4.1 Chọn theo điện áp định mức 47 3.4.2 Chọn theo dòng điện định mức 48 3.5 Kiểm tra khí cụ điện phận dẫn điện theo dòng ngắn mạch 48 3.5.1 Kiểm tra ổn định động 48 3.5.2 Kiểm tra ổn định nhiệt 49 3.5.3 Xung lượng nhiệt dòng điện ngắn mạch (BN) 50 3.6 Lựa chọn khí cụ điện 51 iii 3.6.1 Lựa chọn máy cắt 51 3.6.2 Lựa chọn dao cách ly 53 3.6.3.Lựa chọn biến dòng điện 55 3.6.4.Lựa chọn máy biến điện áp 59 3.6.5 Lựa chọn chống sét van 62 3.6.6.Lựa chọn sứ cách đện 64 3.6.7.Chọn dẫn 65 CHƯƠNG THIẾT KẾ BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 68 4.1.Giải pháp bù 68 4.2.Các giải pháp điều khiển bảo vệ 69 4.2.1.Các yêu cầu chung 69 4.2.2.Thiết bị điều khiển 70 4.2.3.Thiết bị bảo vệ 70 4.3 Giải pháp chọn hệ thống điều khiển 71 4.4 Giải pháp chọn hệ thống bảo vệ 71 4.4.1 Bảo vệ ngăn máy biến áp 71 4.4.2 Bảo vệ ngăn cầu 73 4.4.3.Bảo vệ ngăn đường dây 110kV 73 4.4.4.Bảo vệ ngăn xuất tuyến liên lạc 22kV 75 4.4.5.Giải pháp bảo vệ truyền cắt đầu đối diện 75 4.5.Các giải pháp đo đếm, đo lường 76 4.6.Hệ thống điều hịa thơng gió 77 4.7.Giải pháp kỹ thuật hệ thống camera quan sát cảnh báo đột nhập 77 4.8.Phương án phòng cháy chữa cháy 78 4.8.1.Yêu cầu chung hệ thống phòng cháy chữa cháy 78 4.8.2.Hệ thống báo cháy tự động 79 4.8.3.Phương án chữa cháy nhà điều khiển thiết bị phân phối trời 80 4.8.4.Phương án chữa cháy dầu 80 iv 4.8.5.Phương án chữa cháy MBA 80 CHƯƠNG HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ DÙNG, NỐI ĐẤT, CHỐNG SÉT VÀ CHIẾU SÁNG 82 5.1.Tính tốn lựa chọn máy biến áp tự dùng 82 5.2.Thống kê phụ tải lựa chọn máy biến áp tự dùng 82 5.2.1.Giải pháp tự dùng AC 83 5.2.2.Giải pháp tự dùng DC 83 5.3.Hệ thống chiếu sáng 84 5.3.1.Chiếu sáng làm việc 84 5.3.2.Chiếu sáng trời 87 CHƯƠNG 6: CHỐNG SÉT BẢO VỆ CHO TOÀN BỘ TRẠM BIẾN ÁP 89 6.1.Hệ thống nối đất 89 6.2.Các yêu cầu kỹ thuật nối đất trạm biến áp 89 6.2.1.Phương pháp nối đất 90 6.2.2.Tính tốn nối đất 90 6.3.Hệ thống bảo vệ chống sét cho trạm 92 6.3.1.Cơ sở tính tốn 92 6.3.2.Số liệu đầu vào 92 6.3.3.Phạm vi bảo vệ của cột thu sét độc lập 93 PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 97 Kết luận 97 Đề nghị 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Dự báo số tiêu phát triển kinh tế Quận 12 đến 2030 Bảng 1.2 Danh mục khu đô thị An Phú Đông đến năm 2030 Bảng 1.3: Các trạm 110/22kV cấp cho khu vực An Phú Đông .9 Bảng 1.4 Các tuyến đường dây cấp cho phụ tải thuộc An Phú Đông Bảng 1.5 Các lộ hỗ trợ cấp điện cho Quận 12 13 Bảng 1.6 Dự báo nhu cầu phụ tải cân phụ tải đến năm 2035 15 Bảng 1.7 Chế độ vận hành bình thường xây dựng trạm biến áp 110kV 1x63MVA An Phú Đông .17 Bảng 1.8 Chế độ vận hành bình thường xây dựng trạm biến áp 110kV 2x63MVA An Phú Đông .18 Bảng 1.9 Chế độ cố N-1 máy biến áp 110kV 19 Bảng 1.10 Chế độ vận hành bình thường xây dựng trạm biến áp 110kV 3x63MVA An Phú Đông .20 Bảng 1.11 Chế độ cố N-1 máy biến áp 110kV 21 Bảng 3.1 Bảng kết tính ngắn mạch 47 Bảng 3.2 Thông số máy cắt điện 52 Bảng 3.3 Điều kiện kiểm tra lựa chọn máy cắt điện 53 Bảng 3.4 Thông số dao cách ly 54 Bảng 3.5 Điều kiện kiểm tra lựa chọn dao cách ly .54 Bảng 3.6 Thơng số biến dịng điện 56 Bảng 3.8 Cơng suất tiêu thụ biến dịng điện phía 110kV 57 Bảng 3.9 Cơng suất tiêu thụ biến dịng điện phía 22kV .57 Bảng 3.10 Kiểm tra khả đáp ứng công suất 58 Bảng 3.11 Tiết diện cáp nhị thứ chủng loại Cu/PVC/PVC/0,6/1kV 58 Bảng 3.12 Bảng tính tốn tiết diện cáp nhị thứ 59 Bảng 3.13 Thông số máy biến điện áp 60 vi Bảng 3.14 Công suất tiêu thụ biến điện áp phía 110kV .60 Bảng 3.15 Công suất tiêu thụ biến điện áp phía 22kV 61 Bảng 3.16 Kiểm tra khả đáp ứng công suất .61 Bảng 3.17 Tiết diện cáp nhị thứ chủng loại Cu/PVC/PVC/0,6/1kV 61 Bảng 3.18 Bảng tổng hợp tiết diện cáp nhị thứ 62 Bảng 3.19 Điều kiện lựa chọn chống sét van 63 Bảng 3.20 Thông số chống sét van .63 Bảng 3.21 Thông số sứ treo 65 Bảng 4.1 Hệ số công suất đường dây khu vực .68 Bảng 5.1 Thống kê phụ tải 82 Bảng 5.9 Số liệu đầu vào chiếu sáng đầu vào 87 Bảng 6.1 Đường kính đường tròn ngoại tiếp tạo cột A, B, C 92 Bảng 6.2 Đường kính đường trịn ngoại tiếp tạo cột A, C, D 93 Bảng 6.3 Phạm vi bảo vệ cho cột chống sét rx 94 Bảng 6.4 Khoảng cách cặp cột .94 Bảng 6.5 Phạm vi bảo vệ cột giả tưởng rox 95 Bảng 6.6 Độ cao cột giả tưởng 95 Bảng 6.7 Tính bán kính bảo vệ cột giả tưởng ho 95 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ Quận 12 Hình 1.2 Sơ đồ mặt trạm biến áp An Phú Đơng 24 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý lưới điện khu vực xây dựng trạm 110kV An Phú Đông 33 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 110kV An Phú Đông 34 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý cấp điện chung 35 Hình 3.1 Sơ đồ máy biến áp làm viêc 40 Hình 3.2 Sơ đồ thay thứ tự thuận thứ tự nghịch 40 Hình 3.3 Sơ đồ thay thứ tự không 40 Hình 3.4 Sơ đồ thay 43 Hình 3.5 Sơ đồ thay thứ tự thuận thứ tự nghịch 44 Hình 3.6 Sơ đồ thay thứ tự không 44 Hình 5.1 Sơ đồ chiếu sáng nhà 88 Hình 6.1 Sơ đồ phạm vi bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 96 viii PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước nay, điện đóng vai trị vơ quan trọng, nguồn lượng sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân Do việc đảm bảo cung cấp điện đầy đủ, chất lượng, độ tin cậy cao an toàn phải đảm bảo tính kinh tế mục tiêu hàng đầu mà ngành điện đặt Để thực mục tiêu năm gần ngành điện nói chung ngành điện Thành Phố Hồ Chí Minh cải tạo xây dựng đường dây trạm biến áp đặc biệt trạm biến áp 110kV để đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải khu vực tương lai Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, đồng ý môn Hệ thống điện - Khoa Cơ Điện - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam, hướng dẫn cô giáo Phạm Thị Lan Hương thầy cô môn giúp đỡ Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Đông Hải giúp thực đề tài: “Thiết kế trạm biến áp 110/22kV An Phú Đông” Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu sơ đồ nối điện, thiết kế đường dây cấp điện, lựa chọn thiết bị thiết bị bảo vệ cho trạm Chọn giải pháp kỹ thuật trạm biến áp 110kV An Phú Đơng vào hoạt động Dự tốn tổng mức đầu tư cơng trình Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, giảm tổn thất điện năng, tổn thất điện áp Theo cạnh b chọn: m= Từ kích thước phịng kích thước vừa chọn xác định khoảng cách từ đèn biên tới tường bên: + Khoảng cách từ đèn biên tới tường bên theo cạnh a là: q= 1,09 + Khoảng cách từ đèn biên tới tường bên theo cạnh b là: p= 1,52 + Khoảng cách từ đèn biên tới tường bên phải thỏa mãn điều kiện: 𝒏 𝒒 𝟑 𝒏 (thỏa mãn ) 𝟐 (5.15) + Khoảng cách từ đèn biên tới tường bên phải thỏa mãn điều kiện: 𝒎 𝒑 𝟑 Hệ số dự trữ δ: 1,25 Hiệu suất ŋ 0,85 : 𝒎 𝟐 ( thỏa mãn) (5.16) Hệ số lợi dụng quang thông U: 1,02 Tổng quang thông đèn : 𝑭∑ Số lượng đèn thực tế: N= Để đảm bảo N≥Nmin chọn: 𝑬.𝑺.𝜹 𝜼.𝑼 𝑭∑ 𝑭𝒃𝒅 = 19926,37 (lm) (5.17) = 5,86 (Chọn đôi) (5.18) N= (bộ đôi) Độ rọi trung bình đạt mặt phẳng làm việc: 𝐄𝐭𝐛 𝐍.𝐅𝐛𝐝 𝛈.𝐔 𝐒.𝛅 = 307,13 ≥ Eyc = 300 (5.19) Kết luận: Lựa chọn bóng đèn cơng suất 2x18W số lượng đèn đôi đảm bảo độ rọi thỏa mãn theo TCVN 7114 : 2002 5.3.1.2.Phòng phân phối a Chọn độ rọi cấp quan sát theo: TCVN 7114 : 2002 + Độ rọi yêu cầu : 300 (lux) + Chất lượng quan sát : B + Chọn bóng đèn LED, cơng suất 2x18W : 36 (W) + Chọn loại đèn có chất lượng hồn màu : CRI≥80 + Quang thông đèn : 3400 (lm) + Hiệu suất đèn : 0,85 (𝜂) 85 + Vị trí : Được bố trí sát trần (lắp âm trần) b Tính tốn chiếu sáng phịng làm việc + Chiều dài phòng a 20,5 (m) + Chiều rộng phòng b 8,18 (m) + Chiều cao phòng h 3,9 (m) + Hệ số sử dụng diện tích α 0,8 + Diện tích phòng S=a.b.α 134,15 (m²) + Khoảng cách từ đèn đến mặt phẳng làm việc H=h-0,5 3,4 (m) + Độ rọi yêu cầu E 300 (lux) + Chỉ số không gian k=a.b/[H(a+b)] 1,72 (m²) Để đảm bảo độ đồng độ rọi mặt phẳng làm việc, khoảng cách đèn phải thỏa mãn điều kiện: ( 𝒏𝒎𝒂𝒙 = 3,4 (m) Số đèn tối thiểu bố trí theo cạnh a: 𝒏𝒂 𝒂 𝒏𝒎𝒂𝒙 = 6,03 → Chọn số đèn : Số đèn tối thiểu bố trí theo cạnh b: 𝒏𝒃 𝒃 𝒏𝒎𝒂𝒙 = 2,41 → Chọn số đèn : Số lượng đèn tối thiểu: 𝒏𝒎𝒊𝒏 = 18 Theo cạnh a chọn: n = 3,5 Theo cạnh b chọn: m= Từ kích thước phịng kích thước vừa chọn xác định khoảng cách từ đèn biên tới tường bên: Khoảng cách từ đèn biên tới tường bên theo cạnh a là: q= 1,5 Khoảng cách từ đèn biên tới tường bên theo cạnh b là: p= 1,09 Khoảng cách từ đèn biên tới tường bên phải thỏa mãn điều kiện: 𝒏 𝟑 𝒒 𝒏 𝟐 (thỏa mãn ) 86 Khoảng cách từ đèn biên tới tường bên phải thỏa mãn điều kiện: 𝒎 𝟑 𝒎 𝒑 ( thỏa mãn) 𝟐 + Hệ số dự trữ δ : 1,25 + Hiệu suất ŋ : 0,85 + Hệ số lợi dụng quang thông U : 1,02 𝑭∑ + Tổng quang thông đèn : + Số lượng đèn thực tế : N= + Để đảm bảo N≥Nmin chọn : 𝑬.𝑺.𝜹 𝜼.𝑼 𝑭∑ 𝑭𝒃𝒅 = 58024,22 (lm) = 17,07 (Chọn 18 đôi) N= 18 (bộ đôi) + Độ rọi trung bình đạt mặt phẳng làm việc: 𝐍.𝐅𝐛𝐝 𝛈.𝐔 𝑬𝒕𝒃 𝐒.𝛅 = 316,42 ≥ Eyc = 300 Kết luận: Lựa chọn bóng đèn cơng suất 2x18W số lượng Đèn 18 đôi đảm bảo độ rọi thỏa mãn theo TCVN 7114 : 2002 5.3.2.Chiếu sáng trời Bảng 5.9 Số liệu đầu vào chiếu sáng đầu vào Giá trị Đơn vị 2143 m²(S) Độ rọi trung bình 10 lux (E) Chọn bóng đèn LED thấu kính cơng suất 100 W Quang thơng đèn 8000 lm (F) Hệ số dự trữ đèn 0,9 k Hệ số tính tốn 1,4 Z Hệ số sử dụng 0,42 ksd Diện tích cần chiếu sáng trạm S Số đèn cần dùng: n= 𝑬.𝑺.𝒌.𝒁 𝑭.𝒌𝒔𝒅 = (cái) (5.20) Kết luận: Lựa chọn bóng đèn Led thấu kính công suất 100W số lượng đèn 09 đảm bảo độ rọi sơ đồ chiếu sang nhà trình bầy hình 5.1 87 Hình 5.1 Sơ đồ chiếu sáng nhà 88 CHƯƠNG 6: CHỐNG SÉT BẢO VỆ CHO TOÀN BỘ TRẠM BIẾN ÁP 6.1.Hệ thống nối đất 6.2.Các yêu cầu kỹ thuật nối đất trạm biến áp Nối đất đem phận kim loại có nguy tiếp xúc với dòng điện (hư hỏng cách điện) nối với hệ thống nối đất Nhiệm vụ nối đất tản dòng điện xuống đất để đảm bảo cho điện vật nối đất có trị số bé Hệ thống nối đất phần quan trọng việc bảo vệ điện áp Tùy theo nhiệm vụ hiệu mà hệ thống nối đất chia làm loại: - Nối đất làm việc: Nhiệm vụ đảm bảo làm việc bình thường thiết bị điện điều kiện làm việc bình thường cố theo chế độ quy định (nối đất trung tính máy biến áp, nối đất máy biến áp đo lường…) - Nối đất an toàn: Đảm bảo an toàn cho người vận hành cách điện thiết bị điện bị hư hỏng (nối đất vỏ máy biến áp, tủ điện, thiết bị kim loại…) - Nối đất chống sét: Có tác dụng tản dịng sét vào đất, giữ cho điện phần tử nối đất khơng q cao để hạn chế phóng điện ngược từ phần tử đến phần tử mang điện thiết bị khác Nối đất an toàn, nối đất làm việc thường nối thành hệ thống chung trị số điện trở tản cho phép bé để đảm bảo an tồn làm việc bình thường trường hợp Điện trở nối đất dây chống sét hay cột thu sét liền với nối đất an tồn trạm khơng vượt q 4Ω phạm vi bán kính 20m đất có điện trở suất ρ < 100Ω.m phạm vi 30m đất có điện trở suất ρ > 500Ω.m Ngồi để tản dịng sét thuận lợi phải thực nối đất bổ sung (bằng số cọc hay tổ hợp cọc thanh) nối vào hệ thống nối đất trạm đồng thời đảm bảo chỗ nối đất cột thu sét đến chỗ nối máy biến áp từ 15m trở nên Khi thiết kế hệ thống nối đất trạm đường dây cần ý tận dụng hình thức nối đất sẵn có (ống kim loại, ống nước…) trừ chất dễ gây cháy nổ 89 Nối đất đường dây tải điện, nối đất cột điện thực chất nối đất chống sét chỗ thu sét dây chống sét Về nguyên tắc phải tách rời hệ thống nối đất nói thực tế ta dùng hệ thống nối đất chung cho nhiệm vụ Song hệ thống nối đất chung phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 6.2.1.Phương pháp nối đất Hệ thống nối đất sử dụng cọc L63x63x6 mạch vòng nối đất: Được triển khai san nền, suốt thời gian san + Thép dẹt L63x6 + Râu chờ tiếp địa thép mạ kẽm có L40x4, L=4m + Cọc nối đất đóng sâu 0,8m sau san + Sử dụng mối hàn điện dây cọc, chiều cao hàn H=6mm + Tất trụ đỡ thiết bị nối với hệ thống nối đất trạm biến áp + Điểm hàn sơn với lớp bitum nóng sau làm + Khoảng cách cọc 4m - 6m để đảm bảo an toàn điện áp cho người giới hạn 6.2.2.Tính tốn nối đất Cơng trình sử dụng hệ thống nối đất dạng lưới, với nối đất sử dụng thép dẹp L40x4, cọc nối đất sử dụng thép góc L63x63x6 dài 2,5m D60/55 dài 15m Suất điện trở đất tính tốn 𝝆𝒕𝒕 𝑲𝒎ù𝒂 𝝆𝟎 Trong đó: ρ0 : Điện trở suất đất 𝝆𝟎 = 112(Ω𝑚 Kmùa : Hệ số tăng phụ thuộc điều kiện khí hậu điều kiện đất Đối với cọc chiều sâu 0.8m với 𝑲𝒎ù𝒂 =1, (đất khô ) ρttc  1,4x112  156,8Ωm 90 (6.1) Đối với ngang độ sâu 0, 8m với 𝑲𝒎ù𝒂 =1,6 (đất khô) ρttt  1,6x112  179,2m Ta bố trí nối đất mạch vịng xung quanh trạm biến áp với chiều: l1=113,6m, l2=86,6m Bố trí lưới nối đất thép dẹt L60x6, chơn sâu 0,8 Điện trở mạch vòng là: 𝝆𝒕𝒕𝒕 𝑹𝒎𝒗 𝟐𝝅𝑳 𝒌𝑳𝟐 𝐥𝐧 (6.2) 𝒕.𝒅 k: hệ số hình dáng, k=f(l1/l2)=f(113,6/86,6), k=5,7 L: chu vi mạch vòng t: độ chơn sâu mạch vịng L=2.(l1+l2)=2.(113,6+86,6)=400,4(m) 𝟏𝟕𝟗,𝟐 𝑹𝒎𝒗 𝟐𝝅.𝟒𝟎𝟎,𝟒 𝐥𝐧 𝟓,𝟕.𝟒𝟎𝟎,𝟒𝟐 𝟎,𝟖.𝟎,𝟎𝟑 (6.3) 1,31(Ω) - Thông số cọc tiếp đất: Khoảng cách từ đỉnh cọc tới đất : h =0,8m Chiều dài cọc : l = 2,5m Đường kính cọc : d=0,022m : th+ Độ chơn sâu cọc l 2,5  0,8   2,05m 2 (6.4) Điện trở cọc là: 𝑹𝒄 𝝆𝒕𝒕𝒕 𝟐𝝅.𝒍 𝐥𝐧 𝟐𝒍 𝟏 𝒅 𝟐 𝐥𝐧 𝟒𝒕 𝒍 𝟒𝒕 𝒍 = 𝟏𝟓𝟔,𝟖 𝟐𝝅.𝟐,𝟓 (𝐥𝐧 𝟐.𝟐,𝟓 𝟏 𝟒.𝟐,𝟎𝟓 𝟐,𝟓 𝟎,𝟎𝟐𝟐 𝟐 𝟒.𝟐,𝟎𝟓 𝟐,𝟓 + 𝐥𝐧 = 47,3 (Ω) (6.5) Điện trở nối đất hệ thống cọc, mạch vòng là: 𝑹𝒉𝒕 𝑹𝒄 𝑹𝒎𝒗 𝑹𝒗 𝜼𝒎𝒗 𝒏.𝜼𝒗 𝑹𝒎𝒗 (𝛀) (6.6) Trong đó: n : số cọc chơn dọc mạch vịng c , mv : hệ số sử dụng cọc, mạch vòng, phụ thuộc vào số cọc n, tỷ số a/l Với a khoảng cách chôn cọc Chọn a/l=2 tức trung bình 5m ta chơn cọc 91 Với n = 105 cọc ( tra bảng bảng 6,[7]) ta  c  0, ;  t  0, 301 𝑹𝒉𝒕 𝟒𝟕,𝟑.𝟏,𝟑𝟏 𝟒𝟕,𝟑.𝟎,𝟑𝟎𝟏 𝟏𝟎𝟓.𝟏,𝟑𝟏.𝟎,𝟔 = 0,497< 0,5 (Ω) Kết luận: Thỏa mãn yêu cầu nối đất hệ thống 6.3.Hệ thống bảo vệ chống sét cho trạm 6.3.1.Cơ sở tính tốn - Phạm vi bảo vệ phủ kín tồn trang thiết bị điện phận mang điện trạm nhằm loại trừ giảm nhỏ xác suất sét đánh trực tiếp vào thiết bị - Trạm bảo vệ chống sét đánh trực tiếp dây thu sét kim thu sét lắp đặt cột cổng cột chiếu sáng - Khoảng cách từ dây chống sét đến dây dẫn khoảng cột tính tốn đảm bảo quy phạm hành 6.3.2.Số liệu đầu vào 6.3.2.1.Các thơng số tính tốn Độ cao kim thu sét : h (m) Độ cao tối thiểu kim thu sét : hmin (m) Độ cao vật cần bảo vệ : hx (m) Độ cao vật cần bảo vệ lớn : hxmax (m) Đường kính đường trịn ngoại tiếp tam giác tạo vị trí đặt kim thu sét: D(m) 6.3.2.2.Chọn độ cao cho kim thu sét Bố trí sơ vị trí kim thu sét Để tồn diện tích giới hạn bới đa giác tạo vị trí kim thu sét bảo vệ độ cao h phải lựa chọn cho : D≤8(h-hx) (6.7) Tính độ cao tối thiểu hmin kim thu sét Bảng 6.1 Đường kính đường trịn ngoại tiếp tạo cột A, B, C AB (m) BC(m) CA(m) Nửa chu vi p(m) 92 D1(m) 24,4 16,7 37,4 39,25 48,87 Bảng 6.2 Đường kính đường trịn ngoại tiếp tạo cột A, C, D CD (m) AD(m) CA(m) Nửa chu vi (m) D2(m) 35,4 12,6 37,4 42,691 37,39 Tính độ cao tối thiểu hmin kim thu sét : Dmax = 48,87 (m) hxmax = 11 (m) hmin =17,1 (m) Với h ≥ hmin, tồn diện tích giới hạn CCS bảo vệ Chọn độ cao kim thu sét (A,B) h = 21(m) Chọn độ cao kim thu sét cao (C,D) h = 30(m) 6.3.3.Phạm vi bảo vệ của cột thu sét độc lập Tính phạm vi bảo vệ cho cột chống sét rx Khi Khi 𝒉𝒙 𝒉𝒙 𝟐 𝟑 𝟐 𝟑 𝒉 → 𝒓𝒙 𝒉 → 𝒓𝒙 𝟏, 𝟓 𝒉 𝟏 𝟎, 𝟕𝟓 𝒉 𝟏 P= 𝒉𝒙 𝟎,𝟖.𝒉 𝒉𝒙 𝒉 𝒑 𝒑 𝟓,𝟓 (6.8) (6.9) (6.10) √𝒉 Trong p hệ số hiệu chỉnh với cột có độ cao 30m 93 Bảng 6.3 Phạm vi bảo vệ cho cột chống sét rx h(m) hx(m) 2/3h p rx 11 A,B C,D 21,00 10,88 30,00 14,00 16,50 24,00 11 24,38 20,00 30,00 37,50 Phạm vi bảo vệ hai cột có độ cao Tính độ cao cột giả tưởng h0 : 𝒉𝟎 𝒉 𝒂 (6.11) 𝟕 Tính phạm vi bảo vệ cột giả tưởng: rox Khi 𝒉𝒙 𝟐 Khi 𝒉𝒙 𝟐 𝟑 𝟑 𝒉𝟎 → 𝒓𝟎𝒙 𝟏, 𝟓 𝒉𝟎 𝟏 𝒉𝟎 → 𝒓𝟎𝒙 𝟎, 𝟕𝟓 𝒉𝟎 𝟏 𝒉𝒙 𝒑 𝟎,𝟖𝒉𝟎 𝒉𝒙 𝒉𝟎 (6.12) 𝒑 (6.13) Trong p hệ số hiệu chỉnh với cột có độ cao 30m ht cột giả tưởng có độ cao độ cao h1 a khoảng cách 02 cột h1 h2, x khoảng cách từ cột h2 đến cột ht Bảng 6.4 Khoảng cách cặp cột Cặp cột h2(m) h1(m) ht(m) 2/3h2 p2 x B-C 30 21 21 20,00 6,75 D-A 30 21 21 20,00 6,75 94 Bảng 6.5 Phạm vi bảo vệ cột giả tưởng rox Cặp h(m) cột hx(m) a(m) ho(m) 2/3ho p rox 11 A-B 21 C-D 30 5,65 24,4 17,51 11,68 11,27 18,77 11 16,79 35,4 24,94 16,63 22,41 29,91 Bảng 6.6 Độ cao cột giả tưởng a p1 ho 16,7 19,578571 12,6 20,164286 Bảng 6.7 Tính bán kính bảo vệ cột giả tưởng ho h0 hx 2/3h0 p 11 19,58 20,16 rox 8,74 13,05 14,37 21,87 11 9,62 13,44 15,25 22,75 95 Hình 6.1 Sơ đồ phạm vi bảo vệ chống sét cho trạm biến áp Toàn thiết bị nằm phạm vi bảo vệ hệ thống cột thu sét nên thiết bị bảo vệ chống sét đánh trực tiếp, phạm vi bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 96 PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận Trong suốt thời gian thực tập thực đề tài gặp nhiều khó khăn dịch bệnh chưa trang bị đầy đủ kiến thức chưa rèn luyện kĩ thực tập thực tế cộng với khoảng thời gian thực tập hạn chế đề tài có nội dung nghiên cứu rộng Nhưng hướng dẫn bảo tận tình giáo Phạm Thị Lan Hương thầy cô môn Hệ thống điện, giúp đỡ tạo điều kiện anh chị Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Đông Hải với cố gắng thân thực đề tài “Thiết kế trạm biến áp 110/22kV An Phú Đông” tới hoàn thành Căn vào trạng phụ tải điện Quận 12 tiến hành phân nhóm phụ tải, tổng hợp phụ tải, dự báo phụ tải làm sở để chọn dung lượng máy biến áp, vị trí đặt trạm biến áp, quy mơ cơng trình, lựa chọn sơ đồ nối điện cho trạm Lựa chọn máy biến áp thiết kế đường dây cho phù hợp tính tốn ngắn mạch lựa chọn máy cắt, dao cách ly, máy biến dòng điện, máy biến điện áp, lựa chọn chống sét van, sứ cách điện dẫn đưa phương án phòng cahys chữa cháy Tính tốn hệ thống điện tự dung, tính tốn phạm vi bảo vệ cột thu sét, hệ thống nối đất cho trạm Dự toán sơ dự án Đề nghị Quá trình thực tập thực đề tài tơi thấy cịn nhiều kiến thức, kỹ cần thiết chưa tiếp xúc thực hành tơi có số đề nghị sau: 97 + Để tạo điều kiện học tập tốt cho sinh viên nhà trường cần đầu tư thêm trang thiết bị, giảng cần thiết, tạo điều kiện nhiều để sinh viên tiếp cận với kiến thức thực tế + Tạo điều kiện thời gian để sinh viên có điều kiện tìm hiểu thực tế, thu thập liệu cần thiết sát với đề tài Do thời gian thực tập hạn chế kinh nghiệm tính tốn thiết kế nên q trình tính tốn lựa chọn thiết bị trạm biến áp nhiều hạn chế, nhiều thiết bị chưa tối ưu nhất: + Cần sâu vào nghiên cứu tìm hiểu loại rơ le số để đưa phương án bảo vệ tốt Mặc dù cố gắng chun mơn cịn hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót tơi mong đóng góp ý kiến quý thầy cô bạn để đề tài tơi hồn thiện 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TS Trần Đình Long- Bảo vệ hệ thống điện (1990) – Nhà xuất giáo dục [2] Ngô Hồng Quang - Sổ tay lựa chọn thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV (2007) – Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [3] Phạm Văn Hòa - Ngắn mạch hệ thống điện (2009) – Nhà xuất Giáo dục [4] Nguyễn Văn Sắc – Nguyễn Ngọc Kính - Mạng điện nông nghiệp (2010) – Nhà xuất Nông nghiệp [5] Đào Quang Thạch – Phạm Văn Hòa - Phần điện nhà máy điện trạm biến áp – Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [6] Vũ Hải Thuận - An toàn điện (2007) – Nhà xuất Nông Nghệp [7] Nguyễn Minh Chước, Hướng dẫn thiết kế đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp [8] Vũ Hải Thuận - Cung cấp điện cho khu công nghiệp khu dân cư (2008) – Nhà xuất Nông Nghiệp Hà Nội 99