Nội dung

TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 LỜI CẢM ƠN Em chân thành cảm ơn Thầy Lê Đình Lương đã trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đồ án môn học này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Thầy- Trần Thanh Sơn cùng các thầy cô trong khoa Điện-Điện tử đã giảng dạy, truyền đạt và trang bị kiến thức cho em trong suốt thời gian em học ở Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh để hoàn thành đồ án môn học này. Trong quá trình làm đồ án môn học, do thời gian hạn chế nên đề tài em hoàn thành sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, mong các Thầy-Cô thông cảm bỏ qua và chỉ dẫn thêm cho em. Em xin lắng nghe và tiếp thu những ý kiến đóng góp từ ThầyCô. Người thực hiện Trần Anh Trung SVTH: TRẦN ANH TRUNG 4 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN trang 01 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN trang 04 CHƯƠNG 2: TỔNG HỢP ĐỒ THỊ PHỤ TẢI trang 09 CHƯƠNG 3: CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN trang 15 CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG trang 24 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ TỰ DÙNG trang 36 CHƯƠNG 6: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN trang 43 PHẦN PHỤ LỤC trang 67 - SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA TRẠM BIẾN ÁP - SƠ ĐỒ MẶT BẰNG TRẠM Tài liệu tham khảo: - Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Tác giả: HÙYNH NHƠN - Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Tác giả: NGUYỄN HỮU KHẢI - Hướng dẫn thiết kế đồ án Cung cấp điện Tác giả: PHAN THỊ THU VÂN SVTH: TRẦN ANH TRUNG 5 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… SVTH: TRẦN ANH TRUNG 6 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 TOÅNG QUAN 1.1 GIÔÙI THIEÄU TOÅNG QUAN VEÀ TRAÏM BIEÁN AÙP 1.1.1 Khaùi nieäm: Traïm bieán aùp laø moät trong nhöõng phaàn töû quan troïng nhaát trong heä thoáng ñieän. Noù coù nhieäm vuï chính laø bieán ñieän aùp ñeán moät caáp thích hôïp nhaèm phuïc vuï cho vieäc truyeàn taûi vaø cung caáp ñieän ñeán phuï taûi tieâu thuï. Traïm bieán aùp taêng aùp naâng ñieän aùp leân cao ñeå truyeàn taûi ñi xa, ngöôïc laïi traïm bieán aùp haï aùp giaûm ñieän aùp xuoáng thaáp thích hôïp ñeå caáp cho caùc phuï taûi tieâu thuï. 1.1.2 Phaân loaïi: Traïm bieán aùp ñöôïc phaân loaïi theo ñieän aùp, quy moâ vaø caáu truùc xaây döïng cuûa traïm. a. Theo ñieän aùp thì coù hai loaïi: - Traïm taêng aùp: thöôøng ñaët ôû nhöõng nhaø maùy ñieän coù nhieäm vuï naâng ñieän aùp ñaàu cöïc maùy phaùt leân cao ñeå truyeàn taûi ñi xa. - Traïm haï aùp: thöôøng ñaët ôû nhöõng traïm phaân phoái, noù nhaän ñieän töø heä thoáng truyeàn taûi roài giaûm ñieän aùp xuoáng caáp thích hôïp ñeå cung caáp ñieän cho caùc phuï taûi tieâu thuï. b. Theo möùc ñoä quy moâ cuûa traïm bieán aùp, ngöôøi ta chia thaønh hai loaïi: - Traïm bieán aùp trung gian hay coøn goïi laø traïm bieán aùp khu vöïc: thöôøng coù ñieän aùp sô caáp lôùn, cung caáp ñieän cho moät khu vöïc phuï taûi lôùn ôû caùc vuøng mieàn, tænh thaønh, khu coâng nghieäp lôùn, … Ñieän aùp ôû phía sô caáp thöôøng laø 500; 220; 110 kV, ñieän aùp phía thöù caáp thöôøng laø 110; 66; 35; 22; 15 kV. - Traïm bieán aùp phaân phoái hay coøn goïi laø traïm bieán aùp ñòa phöông: nhaän ñieän töø caùc traïm bieán aùp trung gian (traïm bieán aùp khu vöïc) ñeå cung caáp tröïc tieáp cho caùc phuï taûi nhö xí nghieäp, khu daân cö, … qua caùc ñöôøng daây phaân phoái. c. Theo caáu truùc xaây döïng thì coù hai loaïi sau: - Traïm bieán aùp ngoaøi trôøi: Phuø hôïp vôùi caùc traïm khu vöïc vaø traïm ñòa phöông coù coâng suaát lôùn. SVTH: TRẦN ANH TRUNG 7 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 - Traïm bieán aùp trong nhaø: Phuø hôïp vôùi caùc traïm ñòa phöông vaø caùc nhaø maùy coù coâng suaát nhoû. 1.1.3 Caùc thaønh phaàn chính cuûa traïm bieán aùp: - Maùy bieán aùp trung taâm. - Heä thoáng thanh caùi, dao caùch ly. - Heä thoáng relay baûo veä. - Heä thoáng noái ñaát, heä thoáng choáng seùt. - Heä thoáng ñieän töï duøng. - Khu vöïc phoøng ñieàu haønh. - Khu vöïc phoøng phaân phoái. 1.2 NHÖÕNG VAÁN ÑEÀ CHÍNH KHI THIEÁT KEÁ TRAÏM BIEÁN AÙP 1.2.1 Nhöõng vaán ñeà caàn löu yù khi thieát keá traïm bieán aùp: - Traïm bieán aùp neân ñaët gaàn caùc phuï taûi. - Thuaän tieän giao thoâng ñeå deã daøng chuyeân chôû caùc thieát bò xaây döïng traïm. - Khoâng neân ñaët ôû caùc trung taâm thaønh phoá vì seõ laøm taêng chi phí ñaàu tö cuõng nhö laøm maát myõ quan ñoâ thò. - Neân ñaët traïm ôû nhöõng nôi khoâ raùo, traùnh nhöõng khu vöïc aåm öôùt hoaëc möïc nöôùc ngaàm cao hôn ñaùy moùng. - Traùnh ñaët traïm ôû caùc vuøng ñaát deã saït lôû. - Traùnh xa caùc khu vöïc deã chaùy noå. Toùm laïi: Vieäc choïn vò trí coá ñònh ñaët traïm bieán aùp laø khaù quan troïng vì noù seõ quyeát ñònh veà chi phí, tính an toaøn vaø thuaän tieän khi vaän haønh. 1.2.2 Yeâu caàu khi thieát keá traïm bieán aùp: - Traïm bieán aùp cung caáp ñieän cho hoä tieâu thuï laø phaûi ñaûm baûo ñuû ñieän naêng vôùi chaát löôïng naèm trong phaïm vi cho pheùp. Ngoaøi ra phaûi ñaûm baûo veà maët kinh teá, an toaøn, … moät phöông aùn ñöôïc xem laø hôïp lyù khi thoûa maõn caùc yeâu caàu sau: o Ñaûm baûo chaát löôïng ñieän naêng. o Ñaûm baûo ñoä tin caäy cao (tuøy theo tính chaát loaïi phuï taûi). o Voán ñaàu tö thaáp. o An toaøn cho ngöôøi vaø thieát bò. SVTH: TRẦN ANH TRUNG 8 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 o Thuaän tieän söûa chöõa, vaän haønh. o Coù tính khaû thi. - Tuy nhieân nhöõng yeâu caàu treân thöôøng maâu thuaãn vôùi nhau do ñoù khi thieát keá caàn keát hôïp haøi hoøa töøng yeâu caàu ñeå taïo ra phöông aùn toái öu. 1.3 GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ TRAÏM BIEÁN AÙP SEÕ THIEÁT KEÁ Thieát keá traïm bieán aùp 220/110/22 kV coù caùc thoâng soá nhö sau: a. Heä thoáng: Traïm bieán aùp ñöôïc noái vôùi heä thoáng coù caùc thoâng soá nhö sau: - Coâng suaát heä thoáng: SHT = 2000 MVA. - Ñieän khaùng heä thoáng: xHT = 0,35 - Cung caáp ñieän cho traïm baèng hai ñöôøng daây daøi = 35 km b. Phuï taûi khu dân cư 220 kV: Phuï taûi khu dân cư 220 kV coù caùc thoâng soá nhö sau: - Coâng suaát: Smax = 80 MVA - Heä soá coâng suaát: cos ϕ = 0,85 - Soá ñöôøng daây: 4 - Ñoà thò phuï taûi ôû caáp 220 kV nhö sau: S% 100 14 80 60 40 20 h 0 4 8 16 12 20 24 c. Phuï taûi khu nhà máy 110 kV: SVTH: TRẦN ANH TRUNG 9 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 Phuï taûi khu nhà máy 110 kV coù caùc thoâng soá nhö sau: - Coâng suaát: Smax = 50 MW - Heä soá coâng suaát: cos ϕ = 0,80 - Soá ñöôøng daây: 2 - Ñoà thò phuï taûi ôû caáp 110 kV nhö sau: S% 14 100 80 60 40 20 h 0 4 8 12 16 20 24 d. Phuï taûi khu nông nghiệp 22 kV: Phuï taûi khu nông nghiệp 22 kV coù caùc thoâng soá nhö sau: - Coâng suaát: Smax = 30 MW - Heä soá coâng suaát: cos ϕ = 0,80 - Soá ñöôøng daây: 4 - Ñoà thò phuï taûi ôû caáp 22 kV nhö sau: SVTH: TRẦN ANH TRUNG 10 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 S% 14 100 80 60 40 20 h 0 4 8 12 16 20 24 e. Töï duøng cuûa traïm bieán aùp: Töï duøng cuûa traïm coù caùc thoâng soá nhö sau: - Coâng suaát: Smax = 0,5 MVA - Heä soá coâng suaát: cos ϕ = 0,80 SVTH: TRẦN ANH TRUNG 11 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 CHÖÔNG 2 TOÅNG HÔÏP ÑOÀ THÒ PHUÏ TAÛI Toång hôïp ñoà thò phuï taûi laø coäng hai hay nhieàu ñoà thò phuï taûi ôû caùc caáp ñieän aùp do traïm bieán aùp cung caáp ñieän. Phuï taûi naøy bao goàm caû phaàn toån hao trong truyeàn taûi (qua maùy bieán aùp) vaø phaàn töï duøng phuïc vuï cho vieäc saûn xuaát vaø truyeàn taûi ñieän naêng. Töï duøng cuûa traïm bieán aùp khoâng phuï thuoäc hoaøn toaøn vaøo coâng suaát cuûa traïm bieán aùp maø chuû yeáu phuï thuoäc vaøo traïm bieán aùp coù hay khoâng coù ngöôøi tröïc thöôøng xuyeân vaø vaøo heä thoáng laøm maùt cuûa maùy bieán aùp (laøm maùt töï nhieân, quaït gioù, heä thoáng bôm daàu, nöôùc tuaàn hoaøn cöôõng böùc, …). Ñeå toång hôïp ñoà thò phuï taûi coù theå duøng phöông phaùp veõ toång hôïp caùc ñoà thò phuï taûi ñaõ cho hay thaønh laäp baûng toång hôïp ñoà thò phuï taûi theo phöông phaùp laäp baûng cho P vaø Q tính S neáu cosϕ khaùc nhau. 2.1 ÑOÀ THÒ PHUÏ TAÛI CUÛA CAÁP 220 kV S% 100 14 80 60 40 20 h 0 4 8 16 12 Thôntg số cấp 220 kV: Smax = 80 (MVA) cos ϕ = 0.85
tg ϕ = 0.62 Soá ñöôøng daây: 4 x 10 km SVTH: TRẦN ANH TRUNG 12 20 24 Uñm = 220 KV GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG TOÅNG QUAN CHÖÔNG 1 P = S x cos ϕ = 80 x 0.85 = 68 (MW) - Q = P x tg ϕ = 68 x 0.62 = 42.16 (MVar) Töø thoâng soá cuûa caáp 220 kV ta tính ñöôïc caùc giaù trò sau: STT 1 2 3 4 5 6 7 Với S = Thời gian (h) 0 (h) -> 4 (h) 4 (h) -> 8 (h) 8(h) ->12(h) 12(h) ->14(h) 14(h) ->16(h) 16(h) ->20(h) 20(h) ->24(h) S% 60 80 80 80 80 100 80 S (MVA ) 48 64 64 64 64 80 64 P (MW) 40.80 54.4 54.4 54.4 54.4 68 54.4 Q (MVAR) 25.30 33.73 33.73 33.73 33.73 42.16 33.73 S max × S i % ; P = Si x cos ϕ ; Q = Pi x tg ϕ 100 2.2 ÑOÀ THÒ PHUÏ TAÛI CUÛA CAÁP 110 kV S% 14 100 80 60 40 20 h 0 4 8 12 16 20 Thôntg số cấp 110 kV: Smax = 50 (MVA) cos ϕ = 0.80
tg ϕ = 0.75 Soá ñöôøng daây: 2 x 15 km P = S x cos ϕ = 50 x 0.80 = 40 (MW) - 24 Uñm = 110 KV Q = P x tg ϕ = 40 x 0.75 = 30 (MVar) Töø thoâng soá cuûa caáp 110 kV ta tính ñöôïc caùc giaù trò sau: STT 1 Thời gian (h) 0 (h) -> 4 (h) SVTH: TRẦN ANH TRUNG S% 60 S (MVA ) 30 13 P (MW) 24 Q (MVAR) 18 GVHD: LÊ ĐÌNH LƯƠNG