Đang tải... (xem toàn văn)
Điện năng là nguồn năng lượng chính trong đời sống sinh hoạt cũng như trong quá trình sản xuất. Sự phát triển của kinh tế - xã hội đi đôi với việc phát triển mạng lưới điện và thậm chí là phải đi trước một bước. Quá trình xây dựng, phát triển và hoàn thiện hệ thống điện chiếm một vị trí quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Thiết kế mạng điện và trạm biến áp là vấn đề rất quan trọng trong hệ thống điện, đòi hỏi người thiết kế không những phải nắm vững các kiến thức cơ bản về điện đã học mà còn phải nổ lực nghiên cứu các vấn đề có liên quan như: sự phát triển kinh tế, phát triển dân cư, vị trí địa lý, đặc điểm xã hội và phương thức vận hành sao cho hiệu quả nhất… Nhận thấy tầm quang trọng của việc thiết kế và vận hành hệ thống điện nên em đã chọn đề tài “ THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22 kV VÀ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI ” . Đề tài “THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22 kV VÀ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI” nhằm mục đích tìm hiểu về cách thức xây dựng, lắp đặt một trạm biến áp đồng thời tìm hiểu thêm về một số thiết bị hiện nay đang sử dụng rộng rãi trong hệ thống cung cấp điện. Nội dung đề tài gồm có 2 phần : Phần I: Thiết kế trạm biến áp 110/22 kV Xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp-Chọn phương án sơ đồ trạm-Tính toán ngắn mạch-Chọn khí cụ điện và các phần tử dẫn điện-Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt, tính toán vận hành đường dây và trạm. Phần II: Thiết kế đường dây phân phối Chọn dây dẫn-Các chỉ tiêu kinh tế-Bù công suất kháng-Tính ngắn mạch và phối hợp bảo vệ-Thiết kế trạm phân phối 22/0,4 kV.
GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN SVTH: VI VĂN PHÚC MSSV: 40902021 Trang iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Điện năng là nguồn năng lượng chính trong đời sống sinh hoạt cũng như trong quá trình sản xuất. Sự phát triển của kinh tế - xã hội đi đôi với việc phát triển mạng lưới điện và thậm chí là phải đi trước một bước. Quá trình xây dựng, phát triển và hoàn thiện hệ thống điện chiếm một vị trí quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Thiết kế mạng điện và trạm biến áp là vấn đề rất quan trọng trong hệ thống điện, đòi hỏi người thiết kế không những phải nắm vững các kiến thức cơ bản về điện đã học mà còn phải nổ lực nghiên cứu các vấn đề có liên quan như: sự phát triển kinh tế, phát triển dân cư, vị trí địa lý, đặc điểm xã hội và phương thức vận hành sao cho hiệu quả nhất… Nhận thấy tầm quang trọng của việc thiết kế và vận hành hệ thống điện nên em đã chọn đề tài “ THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22 kV VÀ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI ” . Đề tài “THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22 kV VÀ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI” nhằm mục đích tìm hiểu về cách thức xây dựng, lắp đặt một trạm biến áp đồng thời tìm hiểu thêm về một số thiết bị hiện nay đang sử dụng rộng rãi trong hệ thống cung cấp điện. Nội dung đề tài gồm có 2 phần : Phần I: Thiết kế trạm biến áp 110/22 kV Xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp-Chọn phương án sơ đồ trạm-Tính toán ngắn mạch- Chọn khí cụ điện và các phần tử dẫn điện-Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt, tính toán vận hành đường dây và trạm. Phần II: Thiết kế đường dây phân phối Chọn dây dẫn-Các chỉ tiêu kinh tế-Bù công suất kháng-Tính ngắn mạch và phối hợp bảo vệ- Thiết kế trạm phân phối 22/0,4 kV. GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN SVTH: VI VĂN PHÚC MSSV: 40902021 Trang iii DANH SÁCH HÌNH VẼ H.1.1: Sơ đồ phương án hai máy biến áp 7 H.1.2: Sơ đồ phương án ba máy biến áp 8 H.1.3: Sơ đồ trạm biến áp sử dụng hai MBA 25 MVA 9 H.1.4: Đồ thị phụ tải phía 22 kV 10 H.1.5: Đồ thị phụ tải phía 22 kV 12 H.1.6: Sơ đồ trạm biến áp sử dụng 3 MBA 12,5 MVA 17 H.1.7: Đồ thị phụ tải phía 22 kV 18 H.1.8: Đồ thị phụ tải phía 22 kV 19 H.3.1: Sơ đồ điện kháng của phương án 1 29 H.4.1: Sơ đồ đấu nối các dụng cụ đo lường 57 H.4.2: Sơ đồ nguyên lý các dụng cụ đo lường 57 H.5.1: Sơ đồ thay thế đường dây và trạm biến áp 63 H.5.2: Sơ đồ thay thế hình π với đầu phân áp đã chọn 70 H.5.3: Sơ đồ thay thề đường dây và trạm biến áp lúc sự cố đường dây 80 H.5.4: Sơ đồ thay thế đường dây và trạm khi sự cố một MBA 86 H.5.5: Sơ đồ thay thế hình π với đầu phân áp đã chọn 92 H.6.1: Sơ đồ đường dây chính và trạm phân phối 108 H.7.1: Sơ đồ đường dây chính và trạm phân phối 112 H.7.2: Sơ đồ đường dây chính và trạm phân phối 117 H.8.1: Sơ đồ đường dây và trạm phân phối lúc phụ tải max có bù công suất phản kháng 137 H.8.2: Sơ đồ đường dây và trạm phân phối lúc phụ tải max có bù công suất phản kháng 142 H.9.1: Sơ đồ đường dây chính và trạm phân phối 165 GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN SVTH: VI VĂN PHÚC MSSV: 40902021 Trang iv H.9.2: Sơ đồ đường dây và trạm phân phối lúc phụ tải min có bù công suất phản kháng 168 H.9.3: Sơ đồ đường dây và trạm phân phối lúc phụ tải min có bù công suất phản kháng 173 H.10.1: Sơ đồ tính ngắn mạch tại các nút 194 H.10.2: Sơ đồ tổng kết kết quả tính ngắn mạch tại các nút 209 H.10.3: Đặc tính cầu chì 211 H.11.1: Sơ đồ ngắn mạch tại các nút 213 H.12.1: Đồ thị phụ tải phía hạ áp 236 H.12.2: Sơ đồ nguyên lý biến áp > 300 kVA, đo đếm trung thế 240 H.12.3: Sơ đồ thay thế để tính toán ngắn mạch 241 H.12.4: Hình vẽ mặt trước và mặt bên trạm giàn, công suất ≤ 400 kVA đo đếm trung thế 247 H.13.1: Sơ đồ đường dây và trạm khi chưa đặt FCO và dao cách ly phân đoạn 251 H.13.2: Sơ đồ đường dây và trạm khi đặt FCO tại các mạch nhánh MBA 253 H.13.2: Sơ đồ đường dây và trạm khi đặt FCO tại các mạch nhánh MBA và dao cách ly phân đoạn 261 GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN SVTH: VI VĂN PHÚC MSSV: 40902021 Trang vi MỤC LỤC Đề mục Trang Trang bìa Nhiệm vụ luận văn i Lời cảm ơn ! ii Tóm tắt luận văn iii Danh sách hình vẽ iv Mục lục vi PHẦN 1: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 1 SỐ LIỆU BAN ĐẦU: 3 CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM CHỌN MÁY BIẾN ÁP 4 I. TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 4 II. CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỀ NGHỊ: 5 III. CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHƯƠNG ÁN 1: 8 IV. CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHƯƠNG ÁN 2 16 CHƯƠNG 2: TÍNH KINH TẾ CHỌN PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM 24 I. MỞ ĐẦU 24 II. PHÍ TỔN VẬN HÀNH HÀNG NĂM CỦA PHƯƠNG ÁN 1: 24 III. PHÍ TỔN VẬN HÀNH HÀNG NĂM CỦA PHƯƠNG ÁN 2: 25 IV. KẾT LUẬN 26 CHƯƠNG 3: TÍNH NGẮN MẠCH 27 I. MỞ ĐẦU 27 1. KHAI NIỆM 27 II. THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỆN KHÁNG 28 GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN SVTH: VI VĂN PHÚC MSSV: 40902021 Trang vii III. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 30 IV. DÒNG ĐIỆN BÌNH THƯỜNG VÀ DÒNG ĐIỆN CƯỠNG BỨC 30 CHƯƠNG 4: CHỌN KHÍ CỤ VÀ CÁC PHẦN TỬ DẪN ĐIỆN 33 I. GIỚI THIỆU 33 II. CHỌN KHÍ CỤ VÀ CÁC PHẦN TỬ DẪN DIỆN PHÍA 110 KV 37 III. CHỌN KHÍ CỤ VÀ CÁC PHẦN TỬ DẪN ĐIỆN PHÍA 22 KV 45 IV. TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG 57 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ VẬN HÀNH ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM 60 I. MỞ ĐẦU 60 II. TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI MAX BẰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH 63 III. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM LÚC PHỤ TẢI MAX BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY 65 IV. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP LÚC BÌNH THƯỜNG MAX 68 V. TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI MAX, SỰ CỐ ĐƯỜNG DÂY BẰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH 78 VI. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM LÚC PHỤ TẢI MAX, SỰ CỐ ĐƯỜNG DÂY BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY, CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP 79 VII. TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI MAX, SỰ CỐ MỘT MÁY BIẾN ÁP BẰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH 85 VIII. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM LÚC PHỤ TẢI MAX, SỰ CỐ MỘT MBA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY 86 IX. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP LÚC SỰ CỐ MÁY BIẾN ÁP 90 PHẦN 2: THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 105 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY CHÍNH VÀ CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP PHÂN PHỐI 106 I. MỞ ĐẦU 106 II. CHỌN TIẾT DIỆN CHO ĐƯỜNG DÂY CHÍNH 108 III. CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP PHÂN PHỐI HẠ ÁP 110 GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN SVTH: VI VĂN PHÚC MSSV: 40902021 Trang viii CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA ĐƯỜNG DÂY LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI 112 I. MỞ ĐẦU 112 II. TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI MAX TRƯỚC KHI BÙ CÔNG SUẤT KHÁNG BẰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH. 112 III. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC ĐẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY TRƯỚC KHI BÙ CÔNG SUẤT KHÁNG 116 CHƯƠNG 8: BÙ CÔNG SUẤT KHÁNG LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI 137 I. MỞ ĐẦU 137 II. TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI MAX CÓ BÙ CÔNG SUẤT KHÁNG BẰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH 137 III. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC ĐẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY SAU KHI BÙ CÔNG SUẤT KHÁNG 142 IV. GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG DO BÙ CÔNG SUẤT KHÁNG 162 V. CÁC TIÊU CHUẨN KINH TẾ CỦA ĐƯỜNG DÂY 162 CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU 165 I. MỞ ĐẦU 165 II. PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI MIN, KHÔNG BÙ CÔNG SUẤT KHÁNG DÙNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH. 165 III. TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI MIN CÓ BÙ CÔNG SUẤT KHÁNG BẰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH 168 IV. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ PHỤ TẢI CỰC TIỂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY SAU KHI BÙ CÔNG SUẤT KHÁNG 173 CHƯƠNG 10: TÍNH NGẮN MẠCH BẰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH 193 I. MỞ ĐẦU 194 II. TÍNH NGẮN MẠCH VỚI Z F = 0 194 III. TÍNH NGẮN MẠCH VỚI ZF = 10 Ω = 2,066 PU 202 IV. TỔNG KẾT KẾT QUẢ TÍNH NGẮN MẠCH 209 V. CHỌN CHÌ FCO BẢO VỆ ĐƯỜNG NHÁNH RẼ VÀ MÁY BIẾN ÁP 209 GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN SVTH: VI VĂN PHÚC MSSV: 40902021 Trang ix CHƯƠNG 11: TÍNH NGẮN MẠCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY 212 I. SỐ LIỆU BAN ĐẦU 212 II. TÍNH NGẮN MẠCH NÚT 1 ĐẦU ĐƯỜNG DÂY 213 III. TÍNH NGẮN MẠCH NÚT CUỐI ĐƯỜNG DÂY 220 IV. TÍNH NGẮN MẠCH NÚT HẠ ÁP MÁY BIẾN ÁP CUỐI ĐƯỜNG DÂY (NÚT 19) 226 CHƯƠNG 12: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI HẠ ÁP 22/0,4 KV . 233 I. SỐ LIỆU BAN ĐẦU 233 II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI VÀ CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP 234 III. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ TÌNH TRẠNG ĐIỆN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP 237 IV. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM 239 V. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 241 VI. CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁP 243 VII. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT TRẠM 245 VIII. BẢNG THỐNG KÊ VẬT LIỆU 248 CHƯƠNG 13: TÍNH ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN 250 I. SỐ LIỆU BAN ĐẦU 250 II. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 251 III. TỔNG KẾT ĐỘ TIN CẬY CỦA 3 DẠNG SƠ ĐỒ 271 GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN SVTH: VI VĂN PHÚC MSSV: 40902021 Trang 1 PHẦN 1: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 1. Đường dây nối từ hệ thống đến trạm biến áp - 2 đường dây dài 40 km. - Công suất ngắn mạch tại thanh cái hệ thống: 2. Số đường dây cao áp từ thanh cái cao áp của trạm đến các trạm khác - 0 đường. 3. Phụ tải của trạmPhía hạ áp 22 kV: - Công suất: 28 MW, - Số đường dây: 6 - Thông số phụ tải: Giờ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 % 30 30 30 30 40 50 60 60 60 60 70 70 Giờ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 % 60 60 60 70 80 80 100 100 60 40 40 30 4. Nhiệm vụ - Giới thiệu trạm thiết kế. - Xây đựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp. - Chọn cấp điện áp tải điện từ hệ thống về trạm. - Các phương án sơ đồ trạm – Chọn số lượng và công suất máy biến áp. - Chọn phương án trạm. - Sơ đồ nguyên lý. - Tính toán ngắn mạch chọn thiết bị và khí cụ. - Chọn thiết bị đo lường. GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN SVTH: VI VĂN PHÚC MSSV: 40902021 Trang 2 - Chọn dây cho các đường cao áp, trung áp, lộ ra hạ áp, các dây dẫn trong trạm. - Sơ đồ mặt bằng, mặt cắt. - Tính toán vận hành đường dây và trạm. GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN SVTH: VI VĂN PHÚC MSSV: 40902021 Trang 3 SỐ LIỆU BAN ĐẦU: - Điện áp phía cao áp: - Điện áp phía hạ áp: - Công suất ngắn mạch phía hệ thống: 10000 MVA - Số đường dây cao áp nối với hệ thống: 2 đường - Chiều dài đường dây: - Số đường dây xuất phát từ thanh cái hạ áp: 6 đường - Tổng công suất các đường dây hạ áp: 28 MW với hệ số công suất 0,8 - Thông số phụ tải phía điện hạ áp: Giờ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 % 30 30 30 30 40 50 60 60 60 60 70 70 Giờ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 % 60 60 60 70 80 80 100 100 60 40 40 30 - Công suất tự dùng: 0,4 MVA - Công suất cơ bản: 100 MVA - Điện áp trung bình phía cao: 110 kV - Điện áp trung bình phía hạ: 22 kV [...]... những yêu cầu trên lại có mâu thuẫn với nhau nên khi thiết kế cần kết hợp hài hòa từng yêu cầu để tạo ra phương án tối ưu II CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỀ NGHỊ: 1 Chọn cấp điện áp cho đường dây tải điện từ hệ thống về trạm biến áp Chọn cấp điện áp cho đường dây tải điện từ hệ thống về trạm biến áp, tổng công suất cực đại đường dây cung cấp cho phụ tải của trạm biến áp: 𝑃 𝑡𝑜𝑛𝑔 = 28 𝑀𝑊 SVTH: VI VĂN PHÚC MSSV: 40902021... lần biến áp Do vậy, công suất tổng của các trạm biến áp cũng lớn hơn công suất tổng của các máy phát trong nhà máy điện của HTĐ khoảng 3 đến 4 lần Điện áp U1 được gọi là điện áp sơ cấp, U2 là điện áp thứ cấp Nếu U1>U2 ta có trạm biến áp hạ áp và ngược lại U1 . Sơ đồ đường dây chính và trạm phân phối 117 H.8.1: Sơ đồ đường dây và trạm phân phối lúc phụ tải max có bù công suất phản kháng 137 H.8.2: Sơ đồ đường dây và trạm phân phối lúc phụ tải max. TOÁN ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM LÚC PHỤ TẢI MAX, SỰ CỐ MỘT MBA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY 86 IX. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP LÚC SỰ CỐ MÁY BIẾN ÁP 90 PHẦN 2: THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 105 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ ĐƯỜNG. điện áp cho đường dây tải điện từ hệ thống về trạm biến áp Chọn cấp điện áp cho đường dây tải điện từ hệ thống về trạm biến áp, tổng công suất cực đại đường dây cung cấp cho phụ tải của trạm biến