Đồ án Hệ thống điện nguyen manh tuan

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá thì ngành năng lượng là một ngành
công nghiệp quan trọng, nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng một cao do vậy luôn
được ưu tiên phát triển hàng đầu. Năng lượng, theo cách nhìn tổng quát là rất rộng
lớn, là vô tận.
Tuy nhiên, nguồn năng lượng mà con người có thể khai thác phổ biến hiện nay đang
càng trở nên khan hiếm và trở thành một vấn đề lớn trên thế giới và nhà máy điện là
một phần không thể thiếu được của ngành năng lượng. Cùng với sự phát triển của
ngành năng lượng việc xây dựng các nhà máy điện và hoà vào hệ thống điện sẽ nâng
cao tính bảo đảm cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ điện vì chúng hỗ trợ cho
nhau khi có sự cố một nhà máy nào đó, nâng cao chất lượng điện năng, công suất
truyền tải, giảm tổn thất điện năng, ổn định cao trong hệ thống và đáp ứng các yêu
cầu về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đề ra của ngành năng lượng.
Sau khi kết thúc bốn năm học của ngành hệ thống điện, em được giao nhiệm vụ thiết
kế đồ án tốt nghiệp gồm 2 phần:
Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy Nhiệt Điện
Phần 2: Thiết kế trạm treo lý thuyết
Về sơ lược em cũng hiểu biết được sâu hơn kiến thức về phần điện trong nhà máy
nhiệt điện hiện nay và sự hiểu biết về phần mềm power world tính toán ổn định cho
nhà máy nhiệt điện. Và đó cũng là sự trang bị kiến thức rất hữu ích cho công việc của
em sau khi ra trường.
Hà nội, ngày tháng năm 2014
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Mạnh Tuấn

SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn

Lớp: D5-H1

1


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa hệ thống điện đặc biệt là thầy
TS.Nguyễn Nhất Tùng đã hướng dẫn em rất nhiệt tình và trang bị cho em một lượng
kiến thức sâu rộng về bộ môn nhà máy điện và ổn định trong hệ thống điện để em
hoàn thành tốt bản đồ án tốt nghiệp này. Thiết kế nhà máy điện là một mảng đề tài rất
lớn và đặc trưng của nghành điện nói chung và khoa hệ thống điện nói riêng đòi hỏi
nhiều về trình độ chuyên môn, do vậy trong quá trình thiết kế em cũng có sự giúp đỡ
và phối hợp rất tốt với bạn bè trong nhóm đồ án.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn và bầy tỏ lòng biết ơn các thầy cô đã tận tình
giảng dạy và giúp đỡ em trong những năm học vừa qua.

SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

2


Luận văn tốt nghiệp

PHẦN 1:

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

THIẾT KẾ
PHẦN ĐIỆN
TRONG NHÀ MÁY
ĐIỆN

SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

3


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

Mục Lục
PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN .................. 3
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT
PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY .................................................................................. 8
1. Chọn máy phát điện ........................................................................................ 8
2. Tính toán cân bằng công suất.......................................................................... 8
2.1. Công suất phát toàn nhà máy ....................................................................... 8
2.2. Công suất phát cho phụ tải cấp điện áp máy phátError! Bookmark not defined.
2.3. Công suất phát cho phụ tải cấp điện áp trung áp ......................................... 9
2.4. Công suất phát cho phụ tải cấp điện áp cao ápError! Bookmark not defined.
2.5. Công suất tự dùng ...................................... Error! Bookmark not defined.
2.6. Công suất phát về hệ thống ........................ Error! Bookmark not defined.

2.7. Tổng hợp đồ thị phụ tải các cấp ................. Error! Bookmark not defined.
3. Đề xuất các phương án nối dây cho nhà máy nhiệt điệnError! Bookmark not defined.
3.1. Đề xuất các phương án nối dây .................. Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG II: CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN ÁP ............................. 20
2.1. Chọn máy biến áp ...................................................................................... 20
2.1.1. Phương án 1 ............................................................................................ 20
2.1.2. Phương án 2 ............................................................................................ 21
2.2. Phân bố công suất cho các máy biến áp ..................................................... 22
2.2.1. Phương án 1 ............................................................................................ 22
2.2.2. Phương án 2 ........................................................................................... 23
2.3. Kiểm tra chế độ làm việc của MBA .......................................................... 24
2.3.1. Phương án 1 ............................................................................................ 24
2.3.2. Phương án 2. ........................................... Error! Bookmark not defined.
2.4. Tính tổn thất điện năng trong các MBA . .................................................. 30
2.4.1. Phương án 1 ............................................................................................ 30
2.4.2 Phương án 2 ............................................................................................. 31
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG
ÁN TỐI ƯU ......................................................... Error! Bookmark not defined.
3.1. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối và tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương
án tối ưu ............................................................ Error! Bookmark not defined.
SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

4


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

3.1.1. Phương án 1 ............................................ Error! Bookmark not defined.
3.1.2. Phương án 2 ............................................ Error! Bookmark not defined.
3.2. Bảng tính toán kết quả kinh tế của 2 phương ánError! Bookmark not defined.
CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH ................................. 40
4.1. Tính điện kháng các phần tử trong sơ đồ thay thế ..................................... 40
4.2. Chọn các điểm để tính toán ngắn mạch ..... Error! Bookmark not defined.
4.3. Tính toán ngắn mạch theo điểm ................. Error! Bookmark not defined.
4.3.1. Điểm ngắn mạch N1 ............................... Error! Bookmark not defined.
4.3.2. Điểm ngắn mạch N2 ............................... Error! Bookmark not defined.
4.3.3. Điểm ngắn mạch N3 ............................... Error! Bookmark not defined.
4.3.4. Điểm ngắn mạch N3’ .............................................................................. 48
4.3.5. Điểm ngắn mạch N4 ............................................................................... 48
CHƯƠNG V: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪNError! Bookmark not defined.
5.1. Tính toán dòng cưỡng bức các cấp điện áp Error! Bookmark not defined.
5.1.1. Cấp điện áp cao áp 220 kV. ...................... Error! Bookmark not defined.
5.1.2. Cấp điện áp trung áp 110 kV. .................. Error! Bookmark not defined.
5.1.3. Cấp điện áp máy phát 10,5 kV. ................ Error! Bookmark not defined.
5.2. Chọn máy cắt và Dao cách ly .................... Error! Bookmark not defined.
5.2.1. Chọn máy cắt .......................................................................................... 52
5.2.2. Chọn dao cách ly ..................................... Error! Bookmark not defined.
5.3. Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát .... Error! Bookmark not defined.
5.3.1. Chọn loại và tiết diện .............................. Error! Bookmark not defined.
5.3.2. Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch .... Error! Bookmark not defined.
5.3.3. Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng.Error! Bookmark not defined.
5.4. Chọn thanh dẫn mềm ................................................................................. 57
5.4.1. Chọn thanh dẫn mềm cấp điện áp 220kV........................................... 59
5.4.2.Chọn thanh dẫn mềm cấp điện áp 110kV.Error! Bookmark not defined.
5.5. Chọn cáp và kháng điện đường dây ........................................................... 63
5.5.1. Chọn cáp cho phụ tải điện áp máy phát .. Error! Bookmark not defined.
5.5.2. Chọn kháng điện đường dây ................... Error! Bookmark not defined.

5.6. Chọn máy biến áp đo lường ....................... Error! Bookmark not defined.
SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

5


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

5.6.1. Chọn máy biến dòng điện. ..................... Error! Bookmark not defined.
5.6.2. Chọn máy biến điện áp .......................... Error! Bookmark not defined.
5.6.3. Hình vẽ sơ đồ nối các dụng cụ đo. ......... Error! Bookmark not defined.
5.7 Chọn chống sét van (CSV) ............................. Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN ĐIỆN TỰ DÙNG.Error! Bookmark not defined.
6.1. SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN TỰ DÙNG. .... Error! Bookmark not defined.
6.2.1. CHỌN MÁY BIẾN ÁP. ......................................................................... 79
6.2.2. CHỌN MÁY CẮT VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN. . Error! Bookmark not defined.
PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO HẠ ÁP ............................ 84
CHƯƠNG I:XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN
ÁP ..................................................................................................................... 85
1.1. Xác định phụ tải tính toán .......................................................................... 85
1.2. Chọn máy biến áp ...................................................................................... 85
CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ ĐIỆN VÀ CHỌN CÁC LOẠI THIẾT BỊ,KHÍ CỤ
ĐIỆN ................................................................................................................ 86
2.1. Sơ đồ đấu điện trạm biến áp....................................................................... 86
2.2. Chọn các thiết bị điện và khí cụ điện ......................................................... 87
2.2.1. Chọn các thiết bị điện cao áp .................................................................. 87
2.2.1.1. Chọn cầu dao phụ tải............................................................................ 87

2.2.1.2. Chọn cầu chì tự rơi............................................................................... 87
2.2.1.3. Chọn chống sét van .............................................................................. 88
2.2.1.4. Chọn sứ cao thế .................................................................................... 88
2.2.1.5. Chọn thanh dẫn đồng ........................................................................... 88
2.2.2. Chọn các thiết bị điện hạ áp .................................................................... 89
2.2.2.1. Chọn cáp hạ thế lộ tổng từ MBA đến tủ phân phối ............................. 89
2.2.2.2. Chọn Aptomat tổng .............................................................................. 90
2.2.2.3. Chọn Aptomat nhánh ........................................................................... 90
2.2.2.4. Chọn thanh cái hạ áp ............................................................................ 90
2.2.2.5. Chọn máy biến dòng ............................................................................ 91
2.2.2.6. Chọn sứ đỡ thanh cái ........................................................................... 91
2.2.2.7. Chọn chống sét van hạ áp .................................................................... 91
2.2.2.8. Chọn các thiết bị đo đếm điện năng ..................................................... 92
SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

6


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

2.2.2.9. Chọn cáp đầu ra của các nhánh ............................................................ 92
2.2.3. Chọn cáp đầu ra của các nhánh ............................................................... 93
2.3. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các khí cụ đã chọn ................................ 94
2.3.1. Tính toán ngắn mạch ............................................................................... 94
2.3.1.1. Tính toán ngắn mạch phí cao áp 22kV ................................................ 96
2.3.1.2. Tính toán ngắn mạch phía hạ áp 0,4kV ............................................... 96
2.3.2.Kiểm tra các khí cụ đã chọn ..................................................................... 97

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP ............ 100
3.1. Điện trở nối đất của thanh ........................................................................ 100
3.2. Điện trở nối đất của cọc ........................................................................... 100
3.3. Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc .................................................. 101

SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

7


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

Chương 1
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CỒNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN
NỐI DÂY
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất là một phần quan trọng khi thiết kế
nhà máy điện và là cơ sở để thành lập các phương án nối dây sao cho đảm bảo độ tin
cậy cung cấp điện và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Nội dung của chương 1 tập trung
vào việc giải quyết các yêu cầu kể trên
1. Chọn máy phát điện
Với yêu cầu của nhà máy cần thiết kế gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 63MW.
Tra bảng 1.1 phụ lục tài liệu tham khảo số 1(thiết kế phần điện trong nhà máy điện
PGS-Ts Phạm Văn Hòa) ta chọn máy phát có thông số và chủng loại như sau:
Loại MF

Sđm
MVA

TBФ-63-2T

78,75

Thông số định mức
Pđm
Uđm
Iđm
cosφ
MW
kV
kA
63

10,5

4,33

0,8

nđm
v/ph
3000

Điện kháng tương đối
Xd
X "d
X 'd
0,153

0,224

2,199

Bảng 1.1: Thông số máy phát

2. Tính toán cân bằng công suất
Do nhu cầu tiêu thụ điện năng là khác nhau ở mỗi khoảng thời gian trong ngày do đó
công suất tại mỗi thời điểm đó được xác định như sau:
2.1. Công suất phát của toàn nhà máy
Pđặt = 4×63 = 252 (MW); cosφNM = 0,84
STNM(t) =

PTNM (%) PNM
.
100
cos NM

(MVA)

Trong đó: PTNM(%) – là phần trăm công suất phát toàn nhà máy
cosφNM – là hệ số công suất phát
PNM – công suất toàn nhà máy
Khoảng thời gian từ (0-5)giờ (với P %=80%)ta có:
STNM(t) =

80 252
.
 240 (MVA)

100 0,84

Tính toán tương tự đối với các khoảng thời gian còn lại ta có:
Giờ(h)
PTNM (%)
STNM(MVgắn mạch để kiểm tra các khí cụ điện đã chọn nên ta chọn các
SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

95


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

điểm ngắn mạch như hình vẽ:

Hình 3-3: Sơ đồ vị trí các điểm ngắn mạch

Chọn điểm ngắn mạch:
-Để kiểm tra các thiết bị phía cao áp ta chọn điểm ngắn mạch N1.
-Để kiểm tra các thiết bị điện phía hạ áp 0,4kV ta chọn điểm ngắn mạch:
N2-Kiểm tra cáp hạ thế lộ tổng và aptomat tổng
N3-Kiểm tra các aptomat nhánh và cáp của lộ phụ tải
Giả thiết ngắn mạch xảy ra là dạng ngắn mạch 3 pha đối xứng và coi nguồn có công
suất vô cùng lớn. Vì trạm biến áp được coi là ở xa nguồn, nên khi tính toán ngắn
SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

96


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

mạch ta có thế xem: I N  I ”  I  .
Điện kháng của hệ thống có thể được tính gần đúng qua công suất ngắn mạch của máy
cắt đầu nguồn: SN = 300 MVA
Đường dây 22kV trên không cấp điện cho trạm biến áp sử dụng dây dẫn loại AC-120
có chiều dài 10km .
Dây AC-120 có r0 = 0,25 (/km) ; x0 = 0,377 (/km)
Điện trở đường dây :
Điện kháng đường dây :

RD = ro.l = 0,25.10 = 2,5 (Ω)
XD = xo.l = 0,377.10 = 3,77 (Ω)

2.3.1.1 Tính toán ngắn mạch phía cao áp 22kV:
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch tại điểm N1:

Hình 3-4: Sơ đồ thay thế ngắn mạch điểm N1
Ta có: Utb = 1,05Uđm = 23kV
X HT 

U tb2 232

 1, 76()
S N 300

Tổng trở của đường dây 22kV cấp cho TBA
Z D  2,5  3, 77 j

Vậy tổng trở từ hệ thống đên điểm ngắn mạch là:
Z 1  R2 1  X 2 1  2,52  1, 76  3, 77   6, 07()
2

Dòng điện ngắn mạch tại N1 là:
I N1 

U tb
3.Z 1



23
 2,19(kA)
3.6, 07

Dòng điện xung kích là:
ixk  1,8. 2.I N 1  1,8. 2..2,19  5,57(kA)

2.3.1.2 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp 0,4kV
Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp, ta có thể coi MBA hạ áp là nguồn (vì được nối
với hệ thống có công suất vô cùng lớn), vì vậy điện áp phía hạ áp không thay đổi khi
xảy ra ngắn mạch, do vậy ta có: I N  I ”  I 
Sơ đồ thay thế như sau :
SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

97


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

Hình 3-5: Sơ đồ thay thế ngắn mạch điểm N2, N3

+Tính dòng ngắn mạch tại điểm N2:
Tổng trở của Máy Biến Áp:
2
P .U 2 .106
U %.U dm
.10
4,85.0, 42.106
4.0, 42.104
Z B  n 2dm
j n


j
.
 7,82  j.20,32(m)
Sdm
Sdm
3152
315
4

Với  Pn: là công suất ngắn mạch của máy biến áp.
Un%: là điện áp ngắn mạch của máy biến áp.
U dm , Sdm lần lượt là điện áp và công suất máy biến áp.

Tổng trở của cáp nối từ máy biến áp ra tủ hạ áp: Zc  Rc  jX c
Cáp nối từ máy biến áp ra tủ hạ áp có: r0  0, 07(m / m), x0  0, 06(m / m)
Giả sử cáp có chiều dài là 3m ta được:
ZC  0, 07.3  j 0, 6.3  0, 21  0,18. j (m)

Tổng trở của áp tô mát là:
Z AT  0,12  j 0, 094  (m)

Do đó ta có tổng trở tính tới điểm N2:
Z  2  Z B  ZC  Z AT  8,15  20,59. j (m)

Do đó dòng điện ngắn mạch tại điểm N2:
IN 2 

U dm
3.Z  2



315
3.  8,152  20,592 

 8, 21(kA)

Dòng điện xung kích tính toán điểm ngắn mạch N2:

ixk 2  2.k xk .I N 2  2.1,3.8, 21  15, 09( kA)

Ta có tổng trở thanh cái hạ thế kích thước 80x6 (mm)
LTC  0, 6m; r0  0, 08(m / m); x0  0,18(m / m)
ZTC  (0, 08  j.0,18).0, 6  0, 048  j.0,108(m)

Tổng trở của áp tô mát nhánh là:
Z AN  0,36  j.0, 28(m)

Do đó ta có tổng trở tính tới điểm N3:
Z  3  Z  2  ZTc  Z AN  6, 49  j.16, 66(m)

Do đó dòng điện ngắn mạch tại điểm N3:
SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

98


Luận văn tốt nghiệp

IN3 

U dm
Z 2 . 3

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

315


3

 6, 49

2

 16, 662 

 12,916(kA)

Dòng điện xung kích tính toán điểm ngắn mạch N3:
ixk 2  2.k xk .I N 3  2.1,3.12,916  23, 746(kA)

2.3.2 Kiểm tra các khí cụ đã chọn
3.3.2.1 Kiểm tra cầu dao phụ tải NPS 24 B1-K4J2 - 24kV
Điều kiện kiểm tra:
U dmCD  24(kV )  U dmmang  22(kV )
I dmCD  400( A)  I Cb  20, 667( A)
I dmN 3s  10(kA)  I N  4, 035(kA)
I dmcat  40(kA)  I N 1  4, 035(kA)

=> Đạt yêu cầu
3.3.2.2 Kiểm tra cầu chì tự rơi C710-211PB
Điều kiện kiểm tra:
U dmCC  27(kV )  U dmmang  22(kV )
I dmCC  100( A)  I Cb  20, 667( A)
I dmcat  8(kA)  I N 1  4, 035(kA)

=> Đạt yêu cầu

3.3.2.3. Kiểm tra sứ đỡ cao áp 0WH-35-2000
Điều kiện kiểm tra:
U dmSu  35(kV )  U dmmang  22(kV )
Ftt  FCP

Trong đó:
FCP  0, 6.FPh  (kG )
1
Ftt  1, 76.108. .i 2 xk1
a

Vậy với cấp điện áp 6÷ 35kV thì: l=80÷200 cm; a=30 ÷ 100 cm
Ta chọn: l=120mm; a=60mm
Ftt  1, 76.108.

120
(4, 035.103 ) 2  0,573( kG )
60

Ta thấy FCP  1200(kG)  Ftt  0,573(kG)
=> Đạt yêu cầu
3.3.2.4 Kiểm tra thanh cái hạ áp
Kiểm tra thanh cái 0,4kV theo điều kiện ổn định động:
SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

99


Luận văn tốt nghiệp



GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

M
  cp
W

Trong đó: + M Là mô men uốn tính toán
+ W Là mô men chống uốn của thanh dẫn.
Ta có: M 

Ftt l
1 2
1
 1, 76.108. .ixkN
(kG / cm)
2.
10
a
10

Với l=50 cm là khoảng cách giữa 2 sứ đỡ
a=15 cm là khoảng cách giữa 2 pha.
ixkN 2  15090( A).

=> M  1, 76.108.
W

=>  

50
50
.150902xkN 2.  67( kG / cm)
15
10

b.h 2 0,5.52

 2, 08(cm3 )
6
6
M
67

 32, 21(kG / cm 2 )
W 2, 08

Mà thanh cái hạ áp của đồng 80 x 6mm, có  cp  1400(kG / cm2 )


M
 32, 21(kG / cm 2 )   cp  1400( kG / cm 2 ) => Đạt yêu cầu
W

3.3.2.5 Kiểm tra Aptomat tổng AE1000-SW
Điều kiện kiểm tra:
U dmA  500(V )  U dmmang
I dmA  1000( A)  I tt  909,327( A)

I CdmA  65(kA)  I N 2  20, 667(kA)

=> Đạt yêu cầu
3.3.2.6 Kiểm tra Aptomat nhánh NS250N
Điều kiện kiểm tra:
U dmA  690(V )  U dmmang
I dmA  250( A)  I tt  151,55( A)
I CdmA  8(kA)  I N 3  12,916(kA)

=>Không đạt yêu cầu=>Chọn lại Aptomat nhánh có thông số như bảng sau
Loại
NV250-RW

I dm (A)

U dm (A)

I CdmA (kA)

200

110-400

15

 Ta thấy Aptomat đã chọn thỏa mãn các đk trên

SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

100


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

CHƯƠNG 3:
TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP
Hệ thống nối đất được kết cấu bởi các thanh thép góc L60x60x6mm dài l = 2,5m và
chúng được nối với nhau bằng thép dẹt 40x4mm tạo thành mạch vòng nối đất xung
quanh trạm biến áp.
Các cọc đóng sâu được chôn sâu h = 0,8m.
Mặt bằng trạm là: l1xl2 = (6x4)m2
Điện trở suất của đất là do  0, 4.104 (cm)
Hệ số hiệu chỉnh theo mùa của cọc và thanh nối đất là:
Hệ số mùa an toàn Kmt = 1,6; Kmc = 1,4
Yêu cầu của điện trở nối đất đối với trạm có Uđm = 22kV Rnd  4 .
3.1 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA THANH
Điện trở nối đất của thanh được tính theo công thức sau : Rt 


2 .L

Trong đó:   do .Kmt  0, 4.104.102.1,6  64(m)
L là chu vi mạch vòng : L = (6+4).2 = 20 (m)
d là đường kính thanh, vì thanh là thép dẹt nên : d 

b 40.103


 0, 02( m)
2
2

K là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K = f (l1/l2)=f(6/4)=f(1,5)=5,81
 Rt 

64
5,81.20 2
.ln
 6, 053()
2. .20 0, 02.0,8

3.2 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA CỌC
Điện trở nối đất của cọc tính theo công thức:
Rc 

  21 1 4t  2 
. ln  ln
2. l  d 2 4t  1 

Trong đó:   do .Kmc  0, 4.104.102.1, 4  56(m)
l là chiều dài cọc : l = 2,5m
d là đường kính cọc, vì cọc là thép góc L60x60x6 nên d =
0,95b.
d = 0,95.60.10-3 = 0,057 (m)
SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

101

Luận văn tốt nghiệp
t

 Rc 

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

1
2,5
h
 0,8  2, 05(m)
2
2

56  2.2,5 1 4.2, 05  2 
. ln
 ln
 17, 073()
2. .2,5  0, 057 2 4.2, 05  1 

3.3 ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA HỆ THỐNG THANH CỌC
Mặt bằng bố trí tiếp địa:

Hình 4.1 Sơ đồ mặt bằng bố trí tiếp địa
Tra tài liệu kỹ thuật điện cao áp ta có hệ số sử dụng của thanh và cọc là:
t  0,36;c  0,56

Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc:

Rc .Rt
17, 073.6, 053

 3,107()
Rc .t  n.c .Rt 17, 073.0,36  8.0,56.6, 053
Ta có: Rht  3,107()  Rd  4()
Rht 

Vậy hệ thống nối đất cho trạm đã đạt yêu cầu kỹ thuật.

SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

102


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Thông số máy phát điện .......................................................................... 8
Bảng 1.2: Bảng biến thiên công suất phát toàn nhà máy ......................................... 8
Bảng 1.3: Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp máy phát ........................ 9
Bảng 1.4: Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp trung 110kV ................. 10
Bảng 1.5: Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp cao 220kV .................... 10
Bảng 1.6: Bảng biến thiên công suất phụ tải tự dùng.Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.7: Bảng cân bằng công suất phụ tải toàn nhà máy ... Error! Bookmark not
defined.

Bảng 2.1: Thông số máy biến áp 2 cuộn dây phương án 1 .................................... 20
Bảng 2.2: Thông số máy biến áp tự ngẫu phương án 1 ......................................... 21
Bảng 2.3: Thông số máy biến áp 2 cuộn dây phương án 2 .................................... 22
Bảng 2.4: Thông số máy biến áp tự ngẫu phương án 2 ......................................... 22
Bảng 2.5: Phân bố công suất phía MBA tự ngẫu phương án 1.............................. 23
Bảng 2.6: Phân bố công suất phía MBA tự ngẫu phương án 2.............................. 23
Bảng 2.7: Tổn thất MBA của 2 phương án ............................................................ 33
Bảng 3.3: Bảng tính toán kết quả kinh tế của 2 phương án .. Error! Bookmark not
defined.
Bảng 4.1: Kết quả tính toán các dòng ngắn mạch của phương án 1 ...................... 49
Bảng 5.1: Dòng cưỡng bức các cấp điện áp............Error! Bookmark not defined.
Bảng 5.2: Thông số tính toán và thông số kỹ thuật của máy cắtError! Bookmark not
defined.
Bảng 5.3: Thông số tính toán và thông số kỹ thuật của dao cách lyError! Bookmark
not defined.
Bảng 5.4: Các thông số kỹ thuật của thanh dẫn hình máng ................................... 54
Bảng 5.5: Các thông số kỹ thuật của sứ đỡ ............................................................ 57
SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

103


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

Bảng 5.6: Thông số kỹ thuật của thanh góp mền cấp điện áp 220kV ................... 59
Bảng 5.7: Kết quả tính toán dòng ngắn mạch tại các mốc thời gian t ............ Error!
Bookmark not defined.

Bảng 5.8: Tính toán xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ.... Error! Bookmark not
defined.
Bảng 5.9: Thông số kỹ thuật của thanh góp mềm cấp điện áp 110kV ........... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 5.10: Kết quả tính toán các dòng ngắn mạch tại các mốc thời gian t ........... 63
Bảng 5.11: Thông số kỹ thuật cho đường cáp kép................................................. 65
Bảng 5.12: Thông số kỹ thuật cho đường cáp đơn ................................................ 66
Bảng 5.13: Thông số máy cắt cáp 1 ........................Error! Bookmark not defined.
Bảng 5.14: Thông số BI phía 10,5kV .....................Error! Bookmark not defined.
Bảng 5.15: Công suất các cuộn dây dụng cụ đo lườngError! Bookmark not defined.
Bảng 5.16: Thông số kỹ thuật của máy biến dòng cấp 110kV .............................. 72
Bảng 5.17: Thông số kỹ thuật của máy biến dòng cấp 220kV .............................. 73
Bảng 5.18: Thông số các dụng cụ phụ tải của máy biến dòngError! Bookmark not
defined.
Bảng 5.19: Thông số kỹ thuật của máy biến điện áp cấp 110kV .......................... 75
Bảng 5.20: Thông số kỹ thuật của máy biến điện áp cấp 200kV Error! Bookmark
not defined.
Bảng 5.21: Thông số kỹ thuật của chống sét van ...Error! Bookmark not defined.
Bảng 6.1: Thông số máy biến áp tự dùng riêng 10,5/6,3kV . Error! Bookmark not
defined.
Bảng 6.2: Thông số máy biến áp tự dùng chung 10,5/6,3kV ................................ 79
Bảng 6.3: Thông số máy cắt tự dùng 10,5kV ........................................................ 80
Bảng 6.4: Thống số dao cách ly tự dùng 10,5kV................................................... 80
Bảng 6.5: Thống số máy biến áp 6,3/04kV ........................................................... 80
Bảng 6.6: Thống số máy cắt tự dùng 6,3kV .......................................................... 81
SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

104

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

Bảng 6.7: Thống số Aptomat 0,4kV .......................Error! Bookmark not defined.
Bảng 6.7: Thống số cầu dao phía hạ áp 0,4kV ...................................................... 83

SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

105


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Đồ thị công suất toàn nhà máy................................................................. 9
Hình 1.2: Đồ thị công suất phụ tải cấp điện áp máy phát ...................................... 10
Hình 1.3: Đồ thị công suất phụ tải cấp trung áp 110kV ........................................ 11
Hình 1.4: Đồ thị công suất phụ tải cấp cao áp 220kV ........................................... 12
Hình 1.5: Đồ thị công suất phụ tải tự dùng ............................................................ 12
Hình 1.6: Đồ thị công suất phát về hệ thống...........Error! Bookmark not defined.
Hình 1.7: Đồ thị tổng hợp công suất toàn nhà máy Error! Bookmark not defined.
Hình 1.8: Sơ đồ nối dây phương án 1 ....................Error! Bookmark not defined.
Hình 1.9:Sơ đồ nối dây phương án 2 ......................Error! Bookmark not defined.
Hình 1.10: Sơ đồ nối dây phương án 3 ...................Error! Bookmark not defined.

Hình 1.11: Sơ đồ nối dây phương án 4 .................................................................. 18
Hình 2.1: Hỏng 1 bộ bên trung thời điểm phụ tải trung cực đạiError! Bookmark not
defined.
Hình 2.2: Hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu thời điểm phụ tải trung cực đại ............... 26
Hình 2.3: Hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu thời điểm phụ tải trung cực tiểu .............. 27
Hình 2.4: Hỏng 1 bộ bên trung thời điểm phụ tải trung cực đại ............................ 28
Hình 2.5: Hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu thời điểm phụ tải trung cực đại ............... 29
Hình 3.1: Thiết bị phân phối phương án 1 ..............Error! Bookmark not defined.
Hình 3.2: Thiết bị phân phối phương án 2 ..............Error! Bookmark not defined.
Hình 4.1: Thay thế các điểm ngắn mạch của phương án 1 .................................... 42
Hình 5.1: Mặt cắt thanh dẫn hình máng ................................................................. 54
Hình 5.2: Hình vẽ chọn sứ ..................................................................................... 57
Hình 5.3: Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương ......................................... 66
Hình 5.4: Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào biến điện áp và biến dòng điện MF ....... 76
SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

106


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Ts. Nguyễn Nhất Tùng

Hình 6.1: Sơ đồ nối điện tự dùng toàn nhà máy .................................................... 78

SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn
Lớp: D5-H1

107