BÁO cáo đồ án môn học THIẾT kế hệ THỐNG điện TRẠM BIẾN áp 22011022 kv
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.41 MB, 119 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
VIỆN KỸ THUẬT
BÁO CÁO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN
TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22 kV
Chuyên ngành:
Điện công nghiệp
Giảng viên hướng dẫn : Đoàn Thị Bằng
Sinh viên thực hiện
: Lê Thảo Uyên
Lớp
: 14DDC03
MSSV
: 1411020180
TP. Hồ Chí Minh, 11/2017
ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP
GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG
KHOA CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ
THỰC HIỆN ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
(Do giảng viên hướng dẫn ghi và giao cho sinh viên nộp về văn phòng Viện
trong 02 tuần đầu thực hiện đồ án/khóa luận tốt nghiệp)
1. Sinh viên thực hiện đề tài
Họ tên
: Lê Thảo Uyên ; MSSV : 1411020180; Lớp :14DDC03
Ngành
: Kỹ Thuật Điện- Điện Tử
Chuyên ngành : Điện Công Nghiệp
2. Tên đề tài: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV
3. Nhiệm vụ thực hiện đề tài:
1. Cân bằng công suất phụ tải
2. Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp
3. Chọn máy biến áp điện lực
4. Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp
5. Sơ đồ nối điện
6. Tính toán ngắn mạch
7. Chọn khí cụ điện và các phần dẫn điện
8. Thiết kế phần tự dùng của máy biến áp
9. Tính toán kinh tế-kĩ thuật quyết định phương án thiết kế
10. Thiết kế chống sét nối đất cho trạm
Ghi chú: Mỗi sinh viên một phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài và nhiệm vụ của từng sinh
viên
TP. HCM, ngày … tháng … năm 20…
Giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)
ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP
GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP
Họ và tên SV: Lê Thảo Uyên
MSSV:1411020180 ; Lớp: 14DDC03
Tuần
1
Từ:02/10
Đến:8/10/17
Nội dung hướng dẫn
- Giao đề tài: Thiết kế trạm
220/110/22kV.Chương 1: Cân
bằng công suất phụ tải. Chương
2: Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp.
2
- Chương 3: Chọn MBA điện
Từ:09/10.
lực.
Đến:15/10/17
3
Từ:16/10.
Đến:22/10/17
4
Từ:23/10.
Đến:29/10/17
-Chương 4: Tính toán tổn thất
điện năng trong MBA.
- Chương 5: Sơ đồ nối điện.
- Chương 6: Tính toán ngắn
mạch.
5
Từ:30/10…....
Đến:5/11/17
6
Từ:6/11….....
Đến:12/11/17
- Chương 7: Chọn khí cụ điện và
7
Từ:13/11…....
Đến:19/11/17
8
Từ:20/11…....
Đến:26/11/17
9
Từ:….....
Đến:…...
10
Từ:….....
Đến:…...
- Chương 9: Tính toán kinh tế-kỹ
thuật, quyết địnhq phương án
thiết kê.
- chương 10: Tính toán chống sét
và nối đất cho trạm
phần dẫn điện
- Chương 8: Thiết kế phần tự
dùng của MBA
Tình hình sinh viên thực hiện
Ghi chú
ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP
GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ
THỰC HIỆN ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
(Phiếu này được dán ở trang đầu tiên của quyển báo cáo ĐA/KLTN)
4.
Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong
nhóm……):
MSSV: ……1411020180…………… Lớp: ..……14DDC03…………………………
MSSV: ……1411020180…………… Lớp: ..……14DDC03…………………………
MSSV: ……1411020180…………… Lớp: ......…14DDC03…………………………
Chuyên ngành : Cơ-Điện-Điện tử ..................................................................................
5.
Tên đề tài : ................................................................................................................
..........................................................................................................................................
6.
Các dữ liệu ban đầu : ...............................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
7.
Các yêu cầu chủ yếu : ..............................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
8.
Kết quả tối thiểu phải có:
1) .....................................................................................................................................
2) .....................................................................................................................................
3) .....................................................................................................................................
Ngày giao đề tài: ……./……../……… Ngày nộp báo cáo: ……./……../………
TP. HCM, ngày … tháng … năm ……….
Giảng viên hướng dẫn chính
LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Ngày nay, trong xu thế hội nhập quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa được
phát triển rất mạnh mẽ. Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt được rất nhiều các
thành tựu to lớn, tiền đề cơ bản để đưa đất nước bước vào thời kì mới thời kì công
nghiệp hóa, hiện đại hóa. Trong quá trình đó thì ngành điện đã đóng một vai trò hết
sức quan trọng, là then chốt, là điều kiện không thể thiếu của ngành sản xuất công
nghiệp. Ngoài sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã hội của người dân
càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện của các ngành công nông nghiệp và dịch
vụ tăng lên không ngừng theo từng năm, nhu cầu đó không chỉ đòi hỏi về số lượng
mà còn phải đảm bảo chất lượng điện năng. Để đảm bảo cho nhu cầu đó chúng ta
cần phải thiết kế một hệ thống cung cấp điện đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật, an toàn,
tin cậy và phù hợp với mức độ sử dụng. Do đó đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện
là yêu cầu bắt buộc với sinh viên ngành điện công nghiệp.
Đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu biệt thự” là một bước làm
quen của sinh viên ngành điện công nghiệp về lĩnh vực thiết kế cung cấp điện. Vì nó
là một đề tài mới và còn khá nhiều vấn đề phức tạp trong quá trình thiết kế. Sau một
thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy, đến nay, về cơ bản em đã hoàn
thành nội dung đồ án môn học này. Do thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi
những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy cô để đồ án này
được hoàn thiện hơn. Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng
nhiệm vụ công tác sau này.
2. Tình hình nghiên cứu:
Trong tình hình kinh tế thị trường nước ta, cùng với xu thế hội nhập quốc tế hiện
nay là mở rộng quan hệ quốc tế, có nhiều nhà đầu tư nước ngoài đến với chúng ta.
Ngay tại Thành phố Hồ Chí Minh đã và đang xây dựng rất nhiều các tòa nhà chung
cư cao tầng, trung tâm thương mại, khu biệt thự cao cấp… Chính vì vậy, vấn đề đặt
ra là chúng ta phải có năng lực thiết kế các hệ thống cung cấp điện một cách bài bản
và đúng quy cách, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
5
3. Mục đích nghiên cứu:
Ngày nay, trong vấn đề truyền tải điện tới các hộ tiêu thụ việc thiết kế cung cấp
điện là một khâu rất quang trọng. Nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ theo
sự hội nhập của thế giới, đời sống xã hội của nhân dân được nâng cao nên cần những
tiện nghi trong cuộc sống. Vì vậy, đòi hỏi không gian sinh hoạt và mức tiêu thụ về
điện cũng tăng cao. Do đó việc thiết kế cung cấp điện không thể thiếu được trong xu
thế hiện nay.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu:
Tìm hiểu, thu thập kiến thức các môn học: hệ thống cung cấp điện, thiết bị điện,
kỹ thuật chiếu sang, an toàn điện. Thiết kế hệ thống truyền tải điện, đảm bảo hoạt
động truyền tải điện ổn định trên toàn hệ thống. Phân tích hoạt động các hoạt
động phân phối và tiêu thụ điện, hệ thống chiếu sang, hệ thống chống sét, hệ thống an
toàn điện. Tính toán, thiết kế phát huy hết năng suất và đảm bảo tính năng tối ưu của
thiết bị trong hệ thống và tiết kiệm năng lượng.
5. Phương pháp nghiên cứu:
Vận dụng những kiến thức đã học được và tự tìm tòi, học hỏi thêm kiến thức từ
các nguồn kiến thức khác như: tài liệu, giáo trình có liên quan, internet… Quan trọng
nhất là sự chỉ dẫn và góp ý của giáo viên hướng dẫn. Giúp em thu thập và hệ thống
kiến thức để em hoàn thành đề tài.
Ngoài ra, còn được hỗ trợ từ phần mềm chuyên ngành như: AutoCAD,
DIALux…
6. Các kết quả đạt được của đề tài:
- Độ tin cậy cấp điện: đảm bảo được cung cấp điện liên tục nhờ sử dụng máy phát
điện.
- Chất lượng điện năng: tần số ổn định và điện áp có độ lệch điện áp nằm trong
phạm vi ±5% Uđm.
- An toàn điện: có tính an toàn cao cho người vận hành, người sử dụng thiết bị và
cho
toàn
bộ
công
trình.
6
7. Kết cấu đồ án:
Đồ án này gồm 5 chương:
- Chương 1: Tính toán nhu cầu phụ tải
- Chương 2: Thiết kế trạm biến áp
- Chương 3: Thiết kế chiếu sang
- Chương 4: Lựa chọn dây đẫn và CB
- Chương 5: Thiết kế nối đất – Chọn hệ thống nguồn
7
PHẦN A: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRẠM
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP
1.1. Giới thiệu về trạm biến áp:
- Hệ thống điện là một bộ phận hệ thống năng lượng bao gồm các máy phát điện, thiết bị
phân phối điện, mạng điện và các hộ tiêu thụ điện.
- Điện năng được sản xuất ở các nhà máy được truyền tải và phân phối đến hộ tiêu thụ
bằng dây dẫn. Trong quá trình truyền tải điện, có phát sinh ra tổn hao trên đường dây nên
trước khi truyền đi xa phải đưa lên điện áp cao để truyền tải và hạ xuống thấp ở điện áp
tương ứng để đưa đến phụ tải. Do đó, trạm biến áp là một phần không thể thiếu trong hệ
thống điện.
- Trạm biến áp có nhiệm vụ chính là truyền công suất và biến đổi điện áp từ cấp này sang
cấp khác tùy theo yêu cầu. Trạm biến áp còn là nơi phân phối điện năng đến các phụ tải.
1.2. Phân loại trạm biến áp:
1.2.1. Theo điện áp:
- Trạm tăng áp: được đặt ở các nhà máy điện để tăng điện áp từ cấp máy phát lên
cấp truyền tải.
- Trạm giảm áp: được đặt ở gần các phụ tải làm nhiệm vụ biến đổi điện áp từ cấp
truyền tải đến cấp điện áp phân phối theo yêu cầu của phụ tải.
1.2.2. Theo chức năng:
- Trạm trung gian: hay còn gọi là trạm biến áp khu vực, thường có điện áp sơ cấp
lớn, cung cấp cho một khu vực phụ tải lớn ở các vùng miền, tỉnh thành, khu công
nghiệp lớn... Điện áp phía sơ cấp thường là 500; 220; 110kV, phía thứ cấp
thường là 110; 66; 35; 22; 15kV.
- Trạm phân phối: hay còn gọi là trạm biến áp địa phương, nhận điện từ các trạm
biến áp trung gian để cung cấp trực tiếp đến các phụ tải như xí nghiệp, khu dân
cư... qua các đường dây phân phối.
1.2.3. Theo cấu trúc:
- Trạm ngoài trời: phù hợp với các trạm khu vự và trạm địa phương có công suất
lớn.
- Trạm trong nhà: phù hợp với các trạm địa phương và các nhà máy có công suất
nhỏ.
1.3.
Các thiết bị chính trong trạm biến áp:
- Máy biến áp trung tâm (MBA): là thiết bị dùng để truyền tải điện năng từ cấp
điện áp này đến cấp điện áp khác.
8
- Máy biến dòng: dùng để biến đổi dòng điện ở phía sơ cấp về một giá trị dòng điện
thích hợp ở đầu ra phía thứ cấp. Các loại biến dòng: máy biến dòng kiểu một
vòng quấn, máy biến dòng kiểu bậc cấp, máy biến dòng thứ tự không, máy biến
dòng kiểu bù, máy biến dòng kiểu lắp sẵn.
- Máy biến áp đo lường (BU): dùng biến đổi điện áp về cấp điện áp tương ứng với
thiết bị đo lường tự động.
- Dao cách ly (CL): nhiệm vụ chủ yếu của dao cách ly là tạo ra khoảng hở cách
điện trông thấy được giữa bộ phận đang mang điện và bộ phận cắt điện. Dao
cách ly chỉ để đóng cắt khi không có dòng điện. Dao cách ly được chế tạo với
nhiều cấp điện áp khác nhau: 1 pha hay 3 pha, lắp đặt trong nhà và ngoài trời.
- Máy cắt (MC): là thiết bị đóng cắt mạch điện cao áp (trên 1kV). Ngoài nhiệm vụ
đóng cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành, máy cắt còn có chức
năng cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện. Các loại máy
cắt: máy cắt ít dầu, máy cắt nhiều dầu, máy cắt không khí, máy cắt chân không,
máy cắt tự sinh khí, máy cắt điện từ.
- Hệ thống chống sét: bảo vệ trạm chống sóng quá điện áp khí quyển truyền từ
đường dây vào. Dùng các thiết bị chống sét van hoặc thiết bị hạn chế quá điện áp
đấu vào thanh góp của trạm hoặc đấu vào trực tiếp ngay đầu vào của máy biến
áp.
- Sứ đỡ: có tác dụng nâng đỡ, cách điện cho đường dây điện trên không.
1.4.
Những vấn đề chính khi thiết kế trạm biến áp:
1.4.1. Vị trí đặt trạm biến áp được xác định dựa trên các điều kiện sau:
- An toàn và liên tục cung cấp điện.
- Gần tâm phụ tải, thuận tiện cho dây dẫn vào/ra.
Thao tác, lắp đặt, vận hành, quản lý dễ dàng.
Phòng chống cháy nổ, bụi bặm, khí ăn mòn tốt.
Tiết kiệm vốn đầu tư, chi phí vận hành/sửa chữa.
Làm tăng tính an toàn cung cấp điện đối với con người.
Tránh được các yếu tố bất lợi của thời tiết gây ra.
Vì lý do về kiến trúc, thẩm mỹ, thuận tiện thi công, mỹ quan đô thị, an toàn khi
vận hành, xa nơi đông người và điều kiện môi trường nên việc lắp đặt trạm thường
không ở đúng vị trí tâm phụ tải mà ta phải tính toán trên bản vẽ.
-
9
1.4.2. Yêu cầu khi thiết kế trạm biến áp:
- Trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ phải đảm bảo đủ điện năng với chất
lượng nằm trong phạm vi cho phép. Ngoài ra, còn phải đảm bảo về mặt kinh tế,
an toàn... một phương án được xem là hợp lý khi thỏa mãn các yếu cầu sau:
o Đảm bảo chất lượng điện năng.
o Đảm bảo độ tin cậy cao (tùy theo tính chất phụ tải).
o Vốn đầu tư thấp.
o An toàn cho người và thiết bị.
o Thận tiện sữa chữa, vận hành.
o Có tính khả thi.
- Tuy nhiên những yêu cầu trên thường mâu thuẫn với nhau. Do đó, khi thiết kế cần
kết hợp hài hòa từng yêu cầu để tạo ra phương án tối ưu.
Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV với các thông số sau:
1, Điện áp hệ thống:
UHT = 220kV, số đường dây là 2.
SHT= 8000 ( MVA); xht = 0,4 ()
2, Các phụ tải ở cấp điện áp:
2.1: Phụ tải ở 220kV:
- Có 2 đường dây, hệ số công suất cos = 0,85
- Công suất: Smax = 80 x 1,1 = 88 ( MVA )
- Đồ thị phụ tải ở cấp 220kV như hình 1.1
10
2.2: Phụ tải ở 110kV:
- Có 4 đường dây, hệ số công suất cos = 0,8
- Công suất: Smax = 60 x 1,35 = 81 ( MVA )
- Đồ thị phụ tải ở cấp 110kV như hình 1.2
2.3: Phụ tải ở 22kV:
- Có 6 đường dây, hệ số công suất cos = 0,85
- Công suất: Smax = 40 x 1,25 = 50 ( MVA )
- Đồ thị phụ tải ở cấp 22kV như hình 1.3
Trong đó các hệ số a,b,c được xác định theo bảng dưới đây tương ứng như sau:
a = số ứng với ký tự đầu trong họ;
b = số ứng với ký tự thứ 2 trong họ;
c = số ứng với ký tự đầu trong tên;
11
Chữ
A
tương I
ứng
R
Hệ số 1,2
B
C
D
Đ
E
G
H
K
S
1,15
L
T
1,1
M
U
1,25
N
V
1,3
O
X
1,35
P
Y
1,4
Q
1,45
Ví dụ bạn Lê Thảo Uyên sẽ có thông số
a=1,1 ( Vì tương ứng với hệ số của chữ đầu trong họ là L) ;
b=1,35 ( Vì tương ứng với hệ số của chữ thứ 2 trong họ là E);
c=1,25 ( Vì tương ứng với hệ số của chữ chữ đầu trong tên là U)
Thay hệ số a, b, c vào thông số ở trên các bạn sẽ có đề bài đầy đủ cho mỗi sinh viên.
12
CHƯƠNG 2:
2.1.
2.2.
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHỤ TẢI
Chọn vị trí đặt trạm biến áp và tính toán lựa chọn máy biến áp
Đồ thị phụ tải của từng cấp điện áp:
2.2.1. Đồ thị phụ tải của cấp 220kV:
Hình 2.1: Đồ thị phụ tải của cấp 220kV
Sau khi tính ta được bảng thông số sau cho cấp 220kV:
Thời gian (h)
Công suất phụ tải
Từ..................đến
S (MVA)
P (MW)
Q (MVAr)
%
0..................2
44
37,4
23,17
50
2..................4
52,8
44,88
27,81
60
4..................6
70,4
59,84
37,08
80
6..................8
70,4
59,84
37,08
80
8..................10
79,2
67,32
41,72
90
10..................12
88
74,8
46,35
100
12..................14
88
74,8
46,35
100
14..................16
88
74,8
46,35
100
16..................18
70,4
59,84
37,08
80
18..................20
79,2
67,32
41,72
90
20..................22
61,6
52,36
32,45
70
22..................24
44
37,4
23,17
50
13
2.2.2. Đồ thị phụ tải của cấp 110kV:
Hình 2.2: Đồ thị phụ tải của cấp 110kV
Sau khi tính ta được bảng thông số sau cho cấp 110kV:
Thời gian (h)
Công suất phụ tải
Từ..................đến
S (MVA)
P (MW)
Q (MVAr)
%
0..................2
37,5
30
22,5
50
2..................4
52,5
42
31,5
70
4..................6
52,5
42
31,5
70
6..................8
60
48
36
80
8..................10
75
60
45
100
10..................12
75
60
45
100
12..................14
67,5
54
40,5
90
14..................16
75
60
45
100
16..................18
75
60
45
100
18..................20
60
48
36
80
20..................22
52,5
42
31,5
70
22..................24
37,5
30
22,5
50
14
2.2.3. Đồ thị phụ tải của cấp 22kV:
Hình 2.3: Đồ thị phụ tải của cấp 22kV
Sau khi tính ta được bảng thông số sau cho cấp 22kV:
Thời gian (h)
Công suất phụ tải
Từ..................đến
S (MVA)
P (MW)
Q (MVAr)
%
0..................2
23
19,55
12,11
50
2..................4
27,6
23,46
14,54
60
4..................6
27,6
23,46
14,54
60
6..................8
36,8
31,28
19,38
80
8..................10
41,4
35,19
21,81
90
10..................12
41,4
35,19
21,81
90
12..................14
46
39,1
24,23
100
14..................16
46
39,1
24,23
100
16..................18
41,4
35,19
21,81
90
18..................20
41,4
35,19
21,81
90
20..................22
32,2
27,37
16,96
70
22..................24
23
19,55
12,11
50
15
2.3.
Thiết bị ATS dùng cho máy phát:
2.3.1. Sơ lượt về ATS:
ATS ( Automactic Transfer Switch) là thiết bị dùng để chuyển tải nguồn tự động
từ nguồn chính sang nguồn dự phòng khi nguồn chính có sự cố như mất pha, ngược
pha, mất nguồn,… ATS sẽ tự động chuyển sang nguồn dự phòng và khi nguồn chính
phục hồi bộ ATS sẽ tự động chuyển nguồn trở lại.
Tự động gửi tín hiệu đi khởi động máy phát khi : điện lưới mất hoàn toàn, mất
pha, điện lưới có điện áp thấp hơn hoặc cao hơn giá trị cho phép ( giá trị này có thể
điều chỉnh ), thời gian chuyển nguồn là 5-10s.
Khi điện lưới phục hồi, bộ ATS chờ một khoản thời gian (10-30s) để xác minh
nguồn lưới đã ổn định và sẽ chuyển phụ tải sang nguồn lưới. Máy phát tự động tắt
sau khi chạy làm mát 1 -2 phút.
2.3.2. Sơ đồ nguyên lý có dùng ATS:
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý dùng ATS
16
CHƯƠNG 3 : SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP
I.
Giớ thiệu sơ đồ cấu trúc.
Sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải và hệ
thống điện.
Đối với trạm biến áp nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống đến trạm
biến áp, có nhiệm vụ đảm bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đảm nhận.
Khi thiết kế trạm biến áp, sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng quyết
định đến toàn thiết kế.
Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc:
❖ Có tính khả thi: tức là có thể chọn được tất cả các thiết bi chính như:
máy biến áp, máy cắt... cũng có khả năng thi công, xây lắp và vận
hành trạm.
❖ Đảm bảo tính liên tục chặt chẽ giữa các cấp điện áp, đặc biệt với . hệ
thống khi bình thường cũng như cưỡng bức (có một phần tử
không làm việc).
❖ Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải
qua hai máy biến áp không cần thiết.
❖ Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt.
❖ Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không cần thay cấu trúc
đã chọn.
Khi thiết kế trạm biến áp ta đưa ra nhiều phương án khả thi trên cơ sở phân tích
ưu khuyết điểm của từng phương án; so sánh điều kiện kỹ thuật - kinh tế rồi chọn
phương án tối ưu, để chọn phương án ta cần cân nhắc các khía cạnh sau:
+ Số lượng máy biến áp.
+ Tổng công suất máy biến áp.
+ Tổng vốn đầu tư mua máy biến áp.
+ Tổn hao điện năng tổng qua máy biến áp.
17
II.
Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp.
Trạm biến áp là một công trình nhận điện năng bằng một hay nhiều nguồn cung cấp
với điện áp cảo để phân phối cho các phụ tải ở các cấp điện áp bằng hoặc bé hơn điện áp hệ
thống. Phần công suất được phân phối ở điện áp bằng điện áp hệ thống thông qua máy biến
áp hạ, phần còn lại qua máy biến áp có điện áp phù hợp với phụ tải.
1.
Phương án 1: Sử dụng 2 máy biến áp tự ngẫu 3 cuộn dây. Phụ tải cấp 22 kV được lấy
từ cuộn hả của máy biến áp.
Các cấp điện áp cao, trung đều có trung tính nối đất trực tiếp nên dùng máy biến áp tự
ngẫu sẽ có nhiều ưu điểm hơn so với máy biến áp ba cuộn dây.
Ưu điểm:
Độ tin cậy cao.
Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Sơ đồ cấu trúc rõ ràng,
Số lượng máy biến áp ít.
Tổn thất điện năng bé.
Trọng lượng, kích thước bé hơn dùng máy biến áp ba cuộn dây.
18
Uc=220 kV
Uh=22 kV
Ut=110 kV
Utd=0.4 kV
Hình 3.1
Khuyết điểm:
Khó chọn máy biến áp có công suất phù họp.
Công suất lớn kéo theo kích thước và trọng lượng máy biến áp lớn có thể gặp khó
khăn khi vận chuyển và lắp đặt.
Do mạng cao áp và trung áp trực tiếp nối đất và có sự liên hệ về điện giữa cuộn cao
và cuộn trung trong máy biến áp nên phải có chống sét van bố trí ở đầu vào ra máy
biến áp.
2.
Phương án 2: Dùng hai máy biến áp 2 cuộn dây 220/110 kV và hai máy biến áp 2 cuộn dây
110/22kV.
- Ưu điểm:
Độ tin cậy cao.
Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
19
Cấu trúc rõ ràng.
Phù hợp với những nơi vận chuyển khó khan.
- Khuyết điểm
Số lượng máy biến áp nhiều giá thành cao.
Tổn thất điện năng lớn vì cấp 22 kV phải qua 2 lần biến áp.
20
Uh=22 kV
Utd=0.4 kV
Utd=0.4 kV
21
Uc=220 kV
Ut=110 kV
Uh=22 kV
Utd=0.4 kV
Hình 3.2
3.
Phương án 3: Dùng hai máy biến áp hai cuộn dây 220/110 kVvà hai máy biến áp hai cuộn
dây 220/22 kV
-
-
ưu điểm:
Độ tin cậy cao. o Đảm bảo cung cấp điện liên tục. o Cấu trúc rõ ràng.
Phụ tải mỗi cấp chỉ qua một lần máy biến áp.
Khuyết điểm:
Số lượng máy biến áp nhiều
Vốn đầu tư lớn.
22
Tổn thất điện năng lớn.
Khó chọn được máy biến áp 220/22 kv.
Uc=220 kV
Uh=22 kV
Ut=110 kV
Utd=0.4 kV
Hình 3.3
4.
Phương án 4: Sử dụng hai máy biến áp tự ngẫu 3 cuộn dây để tải công suất từ điện áp cao
sang trung và sử dụng máy biến áp 2 cuộn dây để tải điện áp trung sang hạ.
-
ưu điểm:
Độ tin cậy cao.
Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Sơ đồ cấu trúc rõ ràng,
Tách máy biến áp thành hai phần riêng biệt.
-
Khuyết điểm:
Số lượng máy biến áp nhiều.
Vốn đầu tư lớn.
Tổn thất điện.
23
Uc=220 kV
Ut=110 kV
Uh=22 kV
Utd=0.4 kV
Hình 3.4
III. Nhận xét.
-
Phương án 3 ngoài việc phải sử dụng bốn máy biến áp nó còn có nhược điểm lớn nhất là độ
chênh lệch điện áp giữa sơ cấp và thứ cấp lớn (220/22 kV) làm tính toán khả thi của phương án
giảm vì hầu như không chọn được máy biến áp thích hợp. Nếu đặt hàng sẽ làm tăng chi phí và khó
thay thế về sau.
-
Do đó ta chọn phương án 1,2 và 4 để tính toán về sau.
24
CHƯƠNG 4:
CHỌN MÁY BIỂN ÁP ĐIỆN
4.1. Khái niệm chung:
- Máy biến áp là thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp khác. Điện
năng sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa phải qua
đường dây cao thế 110, 220, 500 kv, ... thường qua máy biến áp tăng áp lên điện
áp tương ứng.
- Trong hệ thống lớn thường phải qua nhiều lần tăng, giảm mới đưa điện năng từ
các máy phát điện đến hộ tiêu thụ. Vì vậy tổng công suất máy biến áp trong hệ
thống điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của máy phát điện.
- Mặc dù hiệu suất của các máy biến áp tương đối cao nhưng tổn thất qua máy biến
áp hằng năm vẫn rất lớn.
4.1.1. Khi sử dụng máy biến áp cần lưu ý các đặc điểm sau:
- Máy biến áp là thiết bị không phát ra điện năng mà chỉ truyền tải điện năng.
Trong hệ thống điện chỉ có máy phát điện mới phát ra công suất tác dụng p và
công suất phản kháng Q.
-
-
Máy biến áp thường chế tạo thành một khối tại nhà máy, phần có thể tháo rời ra
trong khi chuyên chở chiếm tỉ lệ rất nhỏ (khoảng 10%) cho nên trọng lượng kích
thước chuyên chở rất lớn. Vì vậy khi sử dụng cần chú ý phương tiện và khả năng
chuyên chở khi xây lắp.
Tiến bộ khoa học về chế tạo (chủ yếu về vật liệu cách điện, thép từ) tiến bộ rất
nhanh, cho nên các máy biến áp chế tạo càng về sau kích thước, trọng lượng, tốn
hao và cả giá thành đều bé hơn. Cho nên khi chọn công suất máy biến áp cần tính
đến khả năng tận dụng tối đa (xét khả năng quá tải cho phép) tránh sự vận hành
-
-
non tải máy biến áp đưa đến tổn hao không tải lớn, kéo dài thời gian sử dụng
không cần thiết.
Tuổi thọ và khả năng tải của máy biến áp chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ khi vận
hành. Nhiệt độ các phần của máy biến áp không chỉ phụ thuộc vào công suất qua
máy biến áp mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh và phương
pháp làm lạnh.
Công suất định mức của máy biến áp được chế tạo theo thang tiêu chuẩn của mồi
nước, thường cách nhau quá lớn, nhất là khi công suất càng lớn. Điều này đưa đến
tính toán không chính xác, có thể chọn máy biến áp lớn không cần thiết.
25
