Đang tải... (xem toàn văn)
Mạng điện được thiết kế bao gồm 1 Nhà máy nhiệt điện và nút Hệ thống cung cấp cho 9 phụ tải. 1. Nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất định mức là 55 MW, công suất đặt: PĐNĐ = 4.55 = 220 MW. Hệ số công suất: Cosfi = 0,85. 2. Phụ tải gồm 9 phụ tải, đều là 9 hộ loại 1. Với Tmax = 5000 h, Đây là khu công nghiệp và có dân cư nên ta dùng đường dây trên không để tải điện
Thiết kế mạng lưới điện MỤC LỤC PHẦN I .4 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN .4 CHƯƠNG I CÁC LỰA CHỌN KỸ THUẬT CƠ BẢN 1.1 Phân tích nguồn điện cung cấp phụ tải: 1.1.1 Phụ tải: 1.1.2 Nguồn điện: .5 1.2 Định hướng bản: .6 CHƯƠNG II .7 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN .7 2.1 Cân công suất tác dụng : .7 2.2 Cân công suất phản kháng : CHƯƠNG III 10 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN LƯỚI ĐIỆN VÀ TÍNH TỐN KỸ THUẬT CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN 10 3.1 Dự kiến phương thức vận hành nhà máy điện: .10 3.1.1 Chế độ phụ tải cực đại: 10 3.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: .10 3.1.3 Trường hợp cố: 11 3.1.4 Tổng kết : 12 3.2 Các phương án nối dây mạng lưới điện: .12 3.3 Tính tốn kỹ thuật cho phương án: .15 3.3.1 Phương án I: 19 3.3.3 Phương án II 26 3.3.2 Phương án III .28 3.3.3 Phương án IV .31 3.3.5 Phương án V : .34 3.4 Bảng tổng kết cho phương án: .38 CHƯƠNG IV .39 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐÃ CHỌN VỀ MẶT KINH TẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 39 4.1 Phương pháp tính kinh tế: 39 4.2 Tính tiêu kinh tế cho phương án: 40 4.2.1 Phương án I : 40 4.2.2 Phương án II: 42 4.2.3 Phương án III: 43 4.3 Tổng kết lựa chọn phương án tối ưu: 45 CHƯƠNG V .46 CHỌN SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP VÀ CÁC SƠ ĐỒ NỐI DÂY 46 Lê Văn Lâm -1Lớp TC-ĐL eBook for You Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện 5.1 Chọn số lượng công suất máy biến áp: 46 5.1.1 Nguyên tắc chọn số lượng công suất máy biến áp: 46 5.1.2 Chọn số lượng máy biến áp : 47 5.1.3 Chọn công suất máy biến áp phụ tải: 47 5.1.4 Chọn công suất biến áp cho MBA trạm tăng áp: 48 5.2.Chọn sơ đồ nối điện: .48 5.2.1 Sơ đồ nối điện trạm giảm áp: .48 5.2.2 Sơ đồ nối dây trạm biến áp tăng áp: 50 5.3 Sơ đồ nối dây toàn mạng điện: 51 CHƯƠNG VI .52 TÍNH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH MẠNG ĐIỆN 52 6.1 Chế độ phụ tải cực đại: 52 6.1.1 Nhánh đến phụ tải 1: .53 6.1.2 Nhánh NĐ-4-3-HT : 57 6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: .62 6.2.1 Nhánh đến phụ tải 1: .64 6.2.2 Nhánh NĐ-4-3-HT : 67 6.3 Chế độ sau cố: 71 6.3.1 Xét cố đứt mạch đường dây kép lúc phụ tải cực đại: 71 6.3.2 Xét cố hỏng tổ máy phát lúc phụ tải cực đại 79 CHƯƠNG VII 83 TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 83 7.1 Xác định điện áp nút: .83 7.1.1 Chế độ phụ tải cực đại (Ucs=121 kV): 84 7.1.2 Chế độ phụ tải min: 85 7.1.3 Chế độ sau cố: .87 7.2 Lựa chọn phương án điều chỉnh điện áp: 91 7.2.1 Phụ tải 1: 93 7.2.2 Bảng tổng kết thông số đường dây mạng điện: .95 CHƯƠNG VIII 96 TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 96 8.1 Tính tốn tổn thất mạng điện: 96 8.1.1 Tính tổn thất cơng suất tác dụng: 96 8.1.2 Tính tổn thất điện năng: .96 8.2 Vốn đầu tư cho mạng điện: 97 8.2.1 Vốn đầu tư cho đường dây: 97 8.2.2 Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp: 97 8.2.3 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện: 97 8.3 Tính giá thành tải điện: 97 8.4 Bảng tổng kết tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện: 98 PHẦN II .99 Lê Văn Lâm -2- Lớp TC-ĐL eBook for You Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện eBook for You THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO 99 CÔNG SUẤT 250 KVA – 22/0,4 kV 99 I Phần mở đầu: 99 II Chọn máy biến áp sơ đồ nối dây: .99 III Chọn thiết bị điện áp cao: 100 IV Chọn thiết bị điện hạ áp: 102 V Tính ngắn mạch: 105 VI Tính tốn nối đất cho trạm biến áp: 109 VII Kết cấu trạm : 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO: .112 Lê Văn Lâm -3- Lớp TC-ĐL Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện Lê Văn Lâm -4- eBook for You PHẦN I THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN Lớp TC-ĐL Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện CHƯƠNG I CÁC LỰA CHỌN KỸ THUẬT CƠ BẢN 1.1 Phân tích nguồn điện cung cấp phụ tải: Phân tích nguồn phụ tải mạng điện phần quan trọng tính tốn thiết kế Tính tốn thiết kế có xác hay khơng hồn tồn phụ thuộc vào mức độ xác cơng tác thu thập phụ tải phân tích Phân tích nguồn việc làm cần thiết nhằm định hướng phương thức vận hành nhà máy điện, phân bố công suất tổ máy, hiệu suất, cosϕ khả điều chỉnh Các thông số phụ tải nguồn điện: Phụ tải Pmax(MW) 30 36 42 38 24 30 30 30 26 Cosϕ 0,90 0,90 0,92 0,92 0,88 0,88 0,90 0,88 0,88 Qmax(MVAr) 14,53 17,44 17,89 16,19 12,95 16,19 14,53 16,19 14,03 Mức chỉnh I I I I I I I III I Y/c đ/c U KT KT KT KT KT KT KT T KT Udm (kV) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 điều Tmax = 5000h Phụ tải cực tiểu 50% phụ tải cực đại 1.1.2 Nguồn điện: Mạng điện thiết kế bao gồm nhà máy nhiệt điện nút hệ thống cung cấp cho phụ tải Nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, tổ máy có cơng suất định mức 55 MW, công suất đặt: PĐNĐ = 4.55 = 220 MW Hệ số công suất Cosϕ = 0,85 Nút hệ thống có hệ số cơng suất Cosϕ = 0,85 Điện áp cao áp nhà máy điện phụ tải cực đại 110%, phụ tải cực tiểu 105%, cố nặng nề 110% điện áp danh định Lê Văn Lâm -5- Lớp TC-ĐL eBook for You 1.1.1 Phụ tải: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện 1.2 Định hướng bản: Với Tmax = 5000 h, Đây khu cơng nghiệp có dân cư nên ta dùng đường dây không để tải điện, Phụ tải cung cấp từ nguồn nên ta phải sử dụng dây kép , mạch vòng , nguồn mang đến Sử dụng dây nhôm lõi thép để đảm bảo khả dẫn điện độ bền cơ, tính kinh tế, sử dụng cột bê tơng li tâm cho vị trí cột đỡ, cột sắt cho cột néo, góc Bố trí dây dẫn: theo hình tam giác với khoảng cách trung bình hình học 5m Lê Văn Lâm -6- Lớp TC-ĐL eBook for You Đặc điểm nhà máy nhiệt điện hiệu suất thấp (Khoảng 30%) thời gian khởi động lâu (nhanh từ đến 10 ), điều kiện làm việc nhà máy nhiệt điện ổn định, cơng suất phát thay đổi tuỳ ý, điều phù hợp với thay đổi phụ tải mạng điện, Thời gian xuất phụ tải cực tiểu thường vài ngày, nên muốn đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải nằm rải rác xung quanh nhà máy nhiệt điện ta dùng nguồn điện dự phịng nóng, Chế độ làm việc nhà máy nhiệt điện đảm bảo tính kinh tế vận hành với (80 – 90%Pđm), phụ tải mạng điện hộ loại 1, hộ nằm rải rác xung quanh nhà máy nên tạo điều kiện thuận lợi cho việc vạch phương án nối dây, kết hợp với việc cung cấp điện cho phụ tải nối liền hai nhà máy Để đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ta phải quan tâm đến tính chất phụ tải, tạo phương thức cung cấp điện đáp ứng yêu cầu hộ phụ tải Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện CHƯƠNG II CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN Để đảm bảo cho mạng điện làm việc ổn định, đảm bảo cung cấp điện cho hộ phụ tải nguồn điện phải cung cấp đầy đủ công suất tác dụng công suất phản kháng cho phụ tải, tức thời điểm luôn tồn cân nguồn công suất phát nguồn công suất tiêu thụ cộng với công suất tiêu tán đường dây máy biến áp Mục đích phần ta tính tốn xem nguồn điện có đáp ứng đủ công suất tác dụng công suất phản kháng không, Từ sinh phương thức vận hành cụ thể cho nhà máy điện, nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải chất lượng điện Khi tính tốn sơ ta coi tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp khơng đổi Nó tính theo % công suất phụ tải cực đại Cân công suất tác dụng mạng điện biểu diễn công th?c sau: ΣPF = ΣPYC = m ΣPPT + Σ∆PMĐ + ΣPTD+ ΣPDt Trong : - m hệ số đồng thời xuất phụ tải cực đại lúc, lấy m =1 - ΣPF tổng công suất đặt nhà máy phát chế độ xét ( Sự cố, cực đại, cực tiểu ) ΣPF = 220 (MW) - ΣPPT : tổng công suất tác dụng phụ tải ΣPPT = ΣPPti = 286 (MW) - Σ∆PMĐ : tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp, ta lấy 5%.ΣPPT Σ∆PMĐ = 5%.286 = 14,30 (MW) - ΣPTD: Tổng công suất tác dụng tự dùng nhà máy điện ( Đối với nhiệt điện ta lấy 10%.ΣPF ) Lê Văn Lâm -7- Lớp TC-ĐL eBook for You 2.1 Cân công suất tác dụng : Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện ΣPTD=10%.220 = 22 (MW) - ΣPDT : Tổng cơng suất tác dụng dự trữ tồn hệ thống, hệ thống có cơng suất vơ lớn nên công suất dự trữ lấy hệ thống, nghĩa ΣPDT =0 Do ta có tổng cơng suất tác dụng yêu cầu mạng điện chế độ phụ tải cực đại : ΣPYC =286 + 14,30 + 22 = 322,30 MW 2.2 Cân công suất phản kháng : Cân công suất phản kháng định đến điện áp mạng điện Nếu thiếu công suất phản kháng điện áp bị giảm thấp ngược lại Phương trình cân CSPK viết sau: ΣQF = mΣQPT + Σ∆QL - Σ∆QC + Σ∆QBA + ΣQTD + ΣQDT Trong : - Tổng CSPK NMNĐ phát QNĐ = PF tg ϕF = 187 x 0,6197 = 115,88 (MVAr) Công suất phản kháng từ hệ thống: QHT = PHT tg ϕHT = 135,30 x 0,6197 = 83,84 (MVAr) Như tổng công suất phản kháng phát từ nguồn điện là: ΣQF = QNĐ + QHT = 115,88 +83,84 = 199,72 (MVAr) - m: Là hệ số đồng thơì, lấy m = 1, - ΣQPT : Là tổng CSPK phụ tải, - Σ∆QL: Là tổng tổn thất CSPK cảm kháng đường dây - ∆QC : Là tổng CSPK dung dẫn đường dây sinh Trong tính sơ ta lấy : Σ∆QL = Σ∆QC Vì Vậy : Σ∆QL - Σ∆QC = Lê Văn Lâm -8- Lớp TC-ĐL eBook for You Giả sử nhà máy phát 85% cơng suất, ta có : PF1= 85% 220 = 187 (MW) Trong chế độ phụ tải cực đại hệ thống cần cung cấp cho phụ tải lượng công suất là: PHT = PYC – PF = 322,30 - 187 = 135,3 MW Vậy với hệ thống điện có cơng suất PHTL 107,9 MW + Pdt đảm bảo cân công suất tác dụng cho mạng điện Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện - Σ∆QBA: Là tổng tổn thất CSPK MBA - ΣQTD : Là tổng CSPK tự dùng NMĐ - Qdt : Tổng công suất phản kháng dự trữ tồn hệ thống Vì HT có cơng suất vô lớn nên ta lấy công suất dự trữ từ hệ thống Do ta khơng xét đến Qdt phương trình cân Ta có: ΣQPT = Σ(PPT tg ϕPT ) = 139,6 (MVAR) Σ∆QBA = 15%.ΣQPT = 0,15 139,6 = 20,94 (MVAR) ΣQTD = ΣPTD tg ϕTD = 22 0,6197 = 13,63(MVAR) ( Vì cosϕTD = 0,85 tgϕTD = 0,6197 ) Do ta có tổng cơng suất phản kháng u cầu mạng điện chế độ phụ tải cực đại : ∑Qyc = 139,6 + 19,36 + 13,63 = 172,89 (MVAr) Ta thấy ∑Qyc < ΣQF = 199,72 (MVAr) eBook for You Do ta khơng cần bù sơ công suất phản kháng cho mạng điện Lê Văn Lâm -9- Lớp TC-ĐL Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện CHƯƠNG III ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN LƯỚI ĐIỆN VÀ TÍNH TỐN KỸ THUẬT CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN 3.1 Dự kiến phương thức vận hành nhà máy điện: 3.1.1 Chế độ phụ tải cực đại: Thay số vào ta có : ΣPYC = 286 + 14,30 + 22 = 322,30 (MW) Nhà máy phát công suất kinh tế 85% cơng suất, ta có : PF1= 85% 220 = 187 (MW) Lượng tự dùng nhà máy : Ptd1= 10%.220= 22 (MW) Nhà máy phát lên lưới : 187 - 22 = 165 (MW) Nút Hệ thống phải đảm nhận lượng công suất phát : PF2 = ΣPyc- PF1 = 322,30 - 187 = 135,30 (MW) 3.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: Theo đồ án chế độ phụ tải cực tiểu phụ tải 50% phụ tải cực đại, cơng suất u cầu: ∑PYCmin = 50%.∑PYCmax = 0,5 x 322,30 = 161,15 (MW) Ở chế độ cho phép phát đến 50% công suất đặt nhà máy nên cắt bớt vài tổ máy Để đảm bảo độ tin cậy tức lượng công suất dự trữ lớn công suất tổ máy lớn 55 MW Để tổ máy vận hành không non tải ta vận hành tổ máy nhà máy tổ máy nghỉ Lê Văn Lâm - 10 - Lớp TC-ĐL eBook for You Ta thấy công suất vận hành kinh tế nhà máy điện từ 80-90% so với công suất đặt Việc lựa chọn cơng suất vận hành chế độ cịn ảnh hưởng đến tính kinh tế cơng tác thiết kế cho đoạn đường dây Vì trường hợp chế độ cực đại ta cho Nhà máy điện cho vận hành tổ máy phát với cơng suất 85% cơng suất đặt Ta có cơng suất yêu cầu phụ tải Pyc không kể công suất dự trữ Pdt : ΣPyc = ΣPpt + Σ∆Pmđ + Ptd Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện Giá thành tải điện mạng điện cho 1kWh điện đến phụ tải : = Y 64,902.106 = = 45,386 đồng/kWh AΣ 1430000 Giá xây dựng mạng điện cho MW công suất phụ tải chế độ max : K= KΣ 510,403.109 = = 1, 753.109 đồng/MW 286 ∑ Ppt max 8.4 Bảng tổng kết tiêu kinh tế kỹ thuật mạng điện: Các tiêu Đơn vị Giá trị Tổng công suất phụ tải max MW 286 Tổng chiều dài đường dây Km 628,98 Điện tải hàng năm MWh 1430000 ΔUmaxbt% % 6,59 ΔUmaxsc% % 13,19 Tổng dung lượng TBA hạ áp MVA Đường dây Vốn đầu tư : TBA hạ áp 10 đ 177,403 324 Tổng vốn đầu tư 10 đ 109 đ 501,403 Tổng tổn thất công suất ΣΔP MW 12,169 Tổng tổn thất công suất ΣΔP% % 4,255 10 Tổng tổn thất điện ΣΔA MWh 50810 11 Tổng tổn thất điện ΣΔA% % 3,55 12 Phí tổn vận hành hàng năm 10 đ 64,9 13 Giá thành tải điện đ/kWh 45,386 14 Giá thành xây dựng 1MWcông suất phụ tải max 109đ/kWh 1,753 Lê Văn Lâm - 98 - Lớp TC-ĐL eBook for You 558 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện PHẦN II THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO CÔNG SUẤT 250 KVA – 22/0,4 kV I Phần mở đầu: Trong ngành điện lực việc thiết kế trạm biến áp cơng việc quan tâm, tính toán cung cấp điện cho cụm dân cư, khu phố hay khu cơng nghiệp trạm biến áp thiết bị quan trọng hệ thống cung cấp điện Trong phần thiết kế trạm biến áp ta tiến hành công việc sau: Chọn máy biến áp sơ đồ nối dây trạm Chọn thiết bị điện cao áp Chọn thiết bị điện hạ áp eBook for You Tính tốn ngắn mạch để kiểm tra thiết bị chọn Tính tốn nối đất Các số liệu ban đầu: Trạm biến áp có cơng suất 250 kVA Điện trở suất đất =0,4.104 Ω.cm Công suất cắt ngắn mạch SN = 300 kVA II Chọn máy biến áp sơ đồ nối dây: Chọn máy biến áp chế tạo Việt Nam Ta chọn máy biến áp có hệ thống làm mát tự nhiên dầu loại 250 kVA – 22/0,4 kV ABB chế tạo có thơng số sau: Công Điện suất áp (kVA) (kV) 250 22/0,4 Lê Văn Lâm ΔP0 ΔPN UN Kích thước:Dài-rộng- Trọng cao lượng (mm) (kG) 1370-820-1485 1130 (W) (W) (%) 640 4100 - 99 - Lớp TC-ĐL Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện III Chọn thiết bị điện áp cao: Đối với thiết bị cao áp ta chọn theo điều kiện sau: Udmtb ≥ Udmmạng = 22 kV Dòng điện làm việc cực đại MBA: S 250 = = 7,72A 3.U dm 3.22 Idmtb ≥ Ilvmax = Udm ≥ Udmmạng Idmtb ≥ Ilvmax Chọn cầu chì tự rơi: Căn vào điều kiện ta chọn cầu chì tự rơi có thơng số sau: Udmmax Idm (A) INmin (kV) 3GD1401-5B (A) 24 10 25 IcắtN Trọng lượng (kA) (kg) 40 4,8 Chọn sứ cao : ( Phụ lục 2.28 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện tr 347) Sứ đặt trời Liên Xơ chế tạo có thơng số sau: Kiểu Udm F Upđ khô Upđ ướt Trọng lượng (kV) (kg) (kV) (kV) (kg) 35 2000 120 80 44,6 0WH-352000 Chống sét van: Dùng loại chống sét van SIEMENS chế tạo có thơng số sau: ( Theo Sổ tay lựa chọn & tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV- Ngô Hồng Quang) Loại Lê Văn Lâm Vật liệu Udm Dịng điện phóng ĐM - 100 - Vật liệu Lớp TC-ĐL eBook for You Kiểu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện (kV) 3EG6 vỏ 24 Oxyt kim loại (A) 10 Nhựa (MO) Về phía hạ từ tủ phân phối lộ cáp đường dây không cần đặt chống sét van hạ áp tủ phân phối Dùng chống set van hạ ap hãng SIEMENS chế tạo có thông số kỹ thuật sau: Loại Udm (kV) Số cực Dòng tháo sét ( kA) Khối lượng (kg) 5SD7003 0,28 100 0,825 Chọn dẫn xuống máy biến áp: Ilvmax = S 250 = = 6,56A 3.U dm 22 Ta chọn đồng trịn có sơn để phân biệt pha Bảng thông số tra bảng Phụ lục- 10 Giáo trình thiết kế nhà máy điện: Chủng loại Thanh đồng trịn Lê Văn Lâm Đường kính (mm) Icp (A) - 101 - 235 Lớp TC-ĐL eBook for You Ta chọn dẫn theo độ bền học theo Ilvmax : Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện IV Chọn thiết bị điện hạ áp: Khi chọn thiết bị điện hạ áp ta dựa vào điều kiện sau: Ilvmax = Sdm 3.U dm = 250 = 360,84A 0,4 Udm ≥ Udmmạng Idmtb ≥ Ilvmax Yêu cầu bố trí thiết bị điện tủ hạ áp cho gọn thoáng, dễ kiểm tra thao tác Chọn cáp từ máy sang tủ phân phối Cáp chọn theo điều kiện phát nóng k Icp ≥ Ilvmax Tra bảng 4.3 Mạng lưới điện lấy k=1 (vì có đường cáp làm việc); Icp = 360,84 A Dựa vào điều kiện ta chọn cáp tiết diện cáp PVC (3x 150 + 1x 150)mm2 Tra bảng PL U.29 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện tr376 ta có thơng số sau: F (mm2) d (mm) Lõi Vỏ m (kg/km) 14 44,5 52,5 Icp (A) (Ω/km) 200 6850 Trong Ngoài C Min Max 4G150 R0 nhà trời 0,124 387 395 Chọn tủ phân phối : Tra giáo trình Hệ thống cung cấp điện trang 358 ta có: Tủ tự tạo có : cao 1,2m - rộng 0,8m – dày 0,3m chứa AT; A nhánh a) Thanh hạ áp: Chọn theo PL-10 giáo trình thiết kế nhà máy điện trạm biến áp ta có bảng sau: Kích thước Tiết diện dẫn Trọng lượng Dòng điện cho phép Lê Văn Lâm - 102 - Lớp TC-ĐL eBook for You Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện dẫn (mm2) (kg/m) (A) 30x4 120 1,066 475 b) Chọn Áptomát tổng: Căn vào Ilvmax = 360,84 A Tra mục 3.10 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện tr.355 ta chọn Aptomát Liên Xô chế tạo có thơng số sau: Loại Udm (V) Idm (A) Itđ tức thời (kA) R (mΩ) X(mΩ) AB-4 400 400 42 0,15 0,1 c) Chọn Áptomát nhánh: Từ hạ áp có lộ có IN = 360,84 = 120,28A Tra mục 3.10 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện tr.355 ta chọn Aptomát Loại A3130 Udm (V) Idm (A) Icắt 400 200 tức thời eBook for You Liên Xơ chế tạo có thơng số sau: (kA) R (mΩ) X(mΩ) 11 0,36 0,28 d) Chọn máy biến dòng: Chọn máy biến dòng theo điều kiện sau: IdmBI ≥ I tt 1,2 Udm ≥ Udmmạng Theo Sổ tay lựa chọn & tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV- Ngô Hồng Quang ta có thơng số sau: Mã sản Dịng Dịng Số Dung Cấp Đường Trọng phẩm sơ cấp thứ cấp vòng lượng kính lượng (A) (A) dây sơ (VA) xác (mm) (kg) 2,5 0,5 28 1,3 cấp DR36 100 e) Chọn chống sét van hạ thế: Lê Văn Lâm - 103 - Lớp TC-ĐL Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện Loại Udm (kV) Uchọc thủng (kV) Uxk (kV) PBH 0,5 0,66 >105 3-4,5 f) Chọn công tơ đo đếm: Công tơ P+Q Đồng hồ Vôn Đồng hồ Ampe ∃ 378 ∃ 378 x (A) 220/380 (V) g) Chọn sứ hạ : Liên Xơ chế tạo có thơng số sau: Loại Udm (kV) Uphá hoại (kV) F phá hoại (kg) Khối lượng (kg) -1-375 Lê Văn Lâm 11 375 - 104 - 0,7 Lớp TC-ĐL eBook for You Tra PL 2.27 Giáo trình Hệ thống cung cấp điện ta chọn sứ -1-375 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện V Tính ngắn mạch: - Giả thiết ngắn mạch sảy ngắn mạch pha đối xứng ta coi : I” = I∞ - Thời gian tồn ngắn mạch thời gian bảo vệ Rơle Máy cắt I”: Dòng điện siêu độ I ∞ : Giá trị tức thời dòng điện ngắn mạch chế độ xác lập Ixk : Trị số tức thời dòng điện xung kích Ixb : Giá trị hiệu dụng lớn dịng ngắn mạch Các bước tiến hành tính ngắn mạch: eBook for You Tính ngắn mạch hai điểm theo sơ đồ sau: Tính ngắn mạch điểm N1: Ta tính ngắn mạch pha đối xứng nguồn coi có cơng suất vơ lớn trạm biến áp xa nguồn tính tốn ngắn mạch ta xem: IN = I” = I ∞ Sơ đồ thay : Lê Văn Lâm - 105 - Lớp TC-ĐL Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện Điện kháng hệ thống : Utb = 1,05.Udm = 1,05.22 = 23 kV U dm 232 XHT = = = 1,763.10−3 (Ω) SN 300 Điện trở điện kháng dây dẫn dây AC-150 Ta có: r0 = 0,21 (Ω/km) & x0 = 0,416 (Ω/km) & L = (km) RD1 = r0.L = 0,21.4 = 0,84 (Ω) Tổng trở từ hệ thống đến đầu điểm N1: ZΣ1 = RD1 +j(XHT + XD1) = 0,84+j(1,664+1,763.10−3 ) = 0,84+ j1,665 (Ω) Dòng điện ngắn mạch pha: U dm 22 IN = = = 6,81 (kA) ZΣ1 3 (0,842 + 1,6652 ) Tính tốn ngắn mạch điểm N2: Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp , ta coi MBA nguồn , điện áp phía hạ áp khơng thay đổi sảy ngắn mạch Do ta có: IN = I” = I∞ Sơ đồ thay thế: Tổng trở Máy Biến Áp: 2 ∆Pn U dm 106 U n %.U dm 104 ZB = +j Sdm Sdm 4,1.0,4 10 4.0,4 104 = +j = 10,496 + j25,6(mΩ) 2502 250 Cáp nối từ máy biến áp đến tủ phân phối dài 60 m , ta có: ZD2 = RD2 = 0,124.60.10-3 = 0,0074 (mΩ) Tổng trở Aptomát tổng: ZAT = RAT +j XAT = 0,15+j0,1 (mΩ) Lê Văn Lâm - 106 - Lớp TC-ĐL eBook for You XD1 = x0.L = 0,416.4 = 1,664 (Ω) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện Do ta có tổng trở: ZΣ2 = ZB + ZD2 + ZAT = 0,15+j0,1 +10,496 + j25,6 + 0,0074 = 10,653+j 25,7 (Ω) Do dịng điện ngắn mạch pha: U dm 400 IN2 = = = 8,3(kA) ZΣ 3 (10,6532 + 25,7 ) Dòng điện xung kích tính tốn: Ixk2 = 2.k xk I N = 2.1,3.8,3 = 15,26(kA) Kiểm tra khí cụ điện cao áp (Cầu chì tự rơi): Idm cắt ≥ IN1 Theo tính tốn ta có : Idmcắt = 25 kA Do cầu chì tự rơi chọn thoã mãn ( đạt yêu cầu) Kiểm tra khí cụ điện cao áp: Thanh hạ áp: - Kiểm tra ổn định lực điện động: Khi có ngắn mạch sảy , dòng điện ngắn mạch chạy qua làm cho chịu lực lớn, rung động làm cho bị uốn cong sinh phá hoại sứ đỡ Do ta phải kiểm tra theo điều kiện sau: Scp ≥ Stt Ta có Scp = 1400 kg/cm2 Ứng suất tính tốn tính theo biểu thức sau : 1,76.102.L2 i xk Stt = 10.a. Trong : L = 60 cm : Khoảng cách sứ đỡ Lê Văn Lâm - 107 - Lớp TC-ĐL eBook for You IN1 = 6,81 kA Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện a = 14 cm : Khoảng cách pha Ixk = 15,26 kA: Dịng xung kích điểm ngắn mạch N2 = 0,17.b.h : Mômen chống uốn Với b=4 mm; h= 30 mm Thay vào ta có: 1,76.102.602.15,26 Stt = =338,5 (kg/cm2) 10.14.0,17.0,4.3 Vậy ta có : Scp ≥ Stt Do đảm bảo ổn định lực điện động - Kiểm tra ổn định nhiệt: Kiểm tra ổn định nhiệt dựa vào điều kiện sau: Fcp ≥ Ftt eBook for You Ứng lực cho phép đầu sứ: Fcp = 0,6.Fphá hoại = 0,6.375 = 225 (kg) Ứng lực tính tốn tính theo biểu thức: i L Ftt = 1,76.10 xk a -2 Với a=14 cm & L =60 cm ta có : -2 15,26 60 = 17,56(kg) Ftt = 1,76.10 14 Do ta có : Fcp ≥ Ftt nên sứ chọn đạt yêu cầu - Kiểm tra Aptomát tổng: Điều kiện kiểm tra: Ixkkt ≥ I xkN2 Trong đó: Ixkkt : Dịng điện xung kích tra bảng phụ lục IV.10 ta có: Ixkkt = 42 (kA) I xkN2 : Dịng xung kích tính tốn điểm ngắn mạch Lê Văn Lâm - 108 - Lớp TC-ĐL Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện I xkN2 =15,26 (kA) Vậy Aptomát tổng chọn thỗ mãn u cầu VI Tính toán nối đất cho trạm biến áp: Trong trạm biến áp nối đất an tồn nối đất làm việc thường nối chung với Điện trở nối đất toàn trạm biến áp hạ áp với cơng suất khơng q 320 kVA thường có Rd ≤ Ω Căn vào điện trở xuất đất đất =0,4.104 Ω.cm & mặt trạm có đủ điều kiện đóng cọc tiếp đất ta chọn phương án nối đất trạm, sau tính toán điện trở nối đất phương án chọn Nếu trường hợp Rtt = Ω phương án nối đất đạt yêu cầu Rtt ≥ Ω , ta phải sử lý cách đóng cọc điện trở nối đát đạt yêu cầu eBook for You Mặt bố trí tiếp địa: Dự kiến phương án nối đất: - Ta sử dụng mạch vòng gồm cọc nối với - Cọc sử dụng loại cọc sắt góc L60x60x6 - Thanh ta dùng sắt rẹt 40x4 Dự kiến phương án nối đất hình vẽ Xét độ ẩm đất , độ ẩm đất thường có dao động phụ thuộc vào mùa mưa mùa khô , ta xác định điện trở nối đất theo mùa Lê Văn Lâm - 109 - Lớp TC-ĐL Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện d = dtmùa Tra bảng phụ lục ta có kmùa khơ = 0,4 kmùa lạnh = 1,6 Điện trở nối đất Hệ thống tính theo cơng thức sau: R HT = R c R t R c t + n.R t c Trong đó: Rc : Điện trở cọc Rt : Điện trở n : Số cọc t; c: Hệ số sử dụng cọc Tính điện trở nối đất cọc: Cọc nối đất có điện trở tính theo cơng thức sau: 2.L 4.t + L (ln + ln ) 2. L d 4.t − L eBook for You Rc = Trong : L: Chiều dài cọc L = 250 cm t = h+ L/2 = 250/2+80 = 205 cm d: Đường kính cọc d= 0,95.b = 0,95.6 =5,7 (cm) Thay số vào ta có : 0,4.104.1,4 2.250 4.205 + 250 Rc = (ln + ln ) = 17,08(Ω) 2.3,14.250 5,7 4.205 − 250 Tính tốn điện trở nối đất : Điện trở nối đất tính theo biểu thức sau : k.L2 Rt = ln 2. L h.d Trong : L : Chiều dài (L =250cm) Lê Văn Lâm - 110 - Lớp TC-ĐL Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện h: Độ sâu (h=80 cm) d: Đường kính d=b/2=4/2=2 (cm) k = 5,81 Tra bảng ta có : t = 0,45 c = 0,8 Do Điện trở nối đất tính : 0,4.104 2502.5,81 Rt = ln = 31,5(Ω) 2.3,14.250 80.2 R HT = R c R t 17,08.31,5 = = 3,38(Ω) R c t + n.R t c 17,08.0,45 + 6.31,5.0,8 Vậy ta có RHT =3,38(Ω) < Rd = 4(Ω) Do phương án nối đất vạch đạt yêu cầu kỹ thuật VII Kết cấu trạm : Do điều kiện phố phường chật hẹp dân cư đông Nen ta thiết kế trạm ta phải thiết kế trạm treo Các thông số trạm treo : - Diện tích mặt : 3m x 5m =15 m2 - Dựng cột ly tâm cao 11m , khoảng cách cột 3m - Dàn trạm cao 2,5m , tủ hạ áp có : Chiều cao 1,2m Chiều rộng 1m Bề dày Lê Văn Lâm - 111 - 0,5m Lớp TC-ĐL eBook for You Điện trở nối đất toàn trạm : Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện TÀI LIỆU THAM KHẢO: • Bộ mơn Hệ thống điện Thiết kế Mạng Hệ thống điện Tủ sách ĐH Tại chức Bách Khoa Hà Nội • Nguyễn Văn Đạm Mạng lưới điện NXB Khoa học Kỹ thuật • Trần Bách ổn định Hệ thống điện NXB Khoa Đại học Tại chức - Đại học Bách Khoa Hà Nội Ngắn mạch Hệ thống điện NXB Khoa Đại học Tại chức - Đại học Bách Khoa Hà Nội • Ngơ Hồng Quang Sổ tay Lựa chọn tra cứu Tiết bị điện từ 0,4 ÷ 500 kV NXB Khoa học Kỹ thuật Lê Văn Lâm - 112 - Lớp TC-ĐL eBook for You • Lã Văn út ... Lê Văn Lâm -3- Lớp TC-ĐL Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện Lê Văn Lâm -4- eBook for You PHẦN I THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN Lớp TC-ĐL Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện CHƯƠNG I CÁC LỰA CHỌN... 7,51 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện 3.4 Bảng tổng kết cho phương án: Sau tính tốn phương án kể ta có bảng kết tổng kết sau: Tổn thất điện Phương án Phương án II Phương áp I III án Phương... Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện CHƯƠNG IV SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐÃ CHỌN VỀ MẶT KINH TẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 4.1 Phương pháp tính kinh tế: Khi so sánh phương án nối dây mạng điện