THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220,10,22 KV BẰNG POWERPOINT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN
BỘ MÔN CUNG CẤP ĐIỆN
------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22 KV


Lý do chọn đề tài
Điện năng ngày càng được sử dụng rộng rãi với tốc độ tăng trưởng trung bình hằng
năm khoảng 12 %. Để đáp ứng yêu cầu phụ tải hệ thống điện ln địi hỏi sự đầu tư
lớn. Do đó việc tìm hiểu tính tốn, thiết kế trạm biến áp là điều cần thiết.

Biểu đồ tốc độ tăng trưởng phụ tải qua các năm


Giới thiệu về trạm thiết kế
- Hệ thống:
Công suất hệ thống: SHT = 1000 MVA.
Điện kháng hệ thống: xHT = 0,3
Cung cấp điện cho trạm bằng hai đường dây dài = 100 km
- Phụ tải 110 kV:
Công suất:

Smax = 100 MVA

Hệ số công suất:
Số đường dây:

cosφ = 0,88
1 kép, 3 đơn.


Giới thiệu về trạm thiết kế
- Phụ tải 22 kV:
Công suất:

Smax = 70 MVA

Hệ số công suất:
Số đường dây:

cosφ = 0,85
2 kép, 6 đơn.

- Tự dùng của trạm
Công suất:

Smax = 0,8 MVA

Hệ số công suất:

cosφ = 0,80


Nội dung thực hiện
- Tổng hợp đồ thị phụ tải
- Chọn sơ đồ cấu trúc
- Lựa chọn máy biến áp tự ngẫu

- Tính ngắn mạch
- Chọn khí cụ điện và phần dẫn điện
- Thiết kế tự dùng trạm biến áp
- Tính tốn chống sét đánh trực tiếp cho trạm
- Tính toán nối đất


Tổng hợp đồ thị phụ tải
Bảng tổng hợp phụ tải toàn trạm

Sơ đồ phụ tải


Chọn sơ đồ cấu trúc
Phương án lựa chọn
Ưu điểm:


Độ tin cậy cao.



Đảm bảo cung cấp điện liên tục.



Sơ đồ cấu trúc rõ ràng.



Tổn thất điện năng bé.



Vốn đầu tư thấp.
Khuyết điểm:



Khó chọn máy biến áp có cơng suất
phù hợp.



Khó khăn khi vận chuyển máy biến áp.


Chọn máy biến áp tự ngẫu
Chọn theo điều kiện quá tải:

Kqtsc.SđmB > Smax

Máy biến áp đặt ngoài trời Kqtsc = 1,4.
SđmB 

Smax 170,8

 122MVA
K qtsc
1, 4

SHB 

Smax H 70,8

 50, 6MVA
K qtsc
1, 4

Máy biến áp tự ngẫu 3 pha, 250/250/63MVA - 225/115/23kVMVA
Kiểm tra khả năng quá tải sự cố ở cuộn hạ:
Ta có: SmaxH = 70,8 (MVA). Mà SđmH = 63 (MVA)
Khi MBA hoạt động quá tải, khả năng quá tải cuộn hạ là:
SqtmaxH = 1,4 .63= 88,2MVA > 70,8 MVA
Vậy máy biến áp đã chọn thỏa mãn các điều kiện quá tải sự cố.


Tính tốn ngắn mạch

Sơ đồ thay thế tính tốn ngắn mạch


Chọn máy cắt
Điều kiện chọn máy cắt:
- Điện áp định mức: UđmMC ≥ UHT.
- Dòng điện định mức của máy cắt: IđmMC ≥ Icbmax.
- Dòng điện cắt định mức: Icắt.đmMC ≥ I” (I” là dòng ngắn mạch).
- Kiểm tra ổn định lực điện động: Ilđđ.đmMC ≥ ixk. (Ilđđ là dòng khả
năng chịu đựng về lực điện động theo biên độ).
- Kiểm tra ổn định nhiệt: I2nh.tnh ≥ BN

Inh là dòng ổn định nhiệt với thời gian cho phép tnh.
BN là xung nhiệt của dòng điện ngắn mạch.


Chọn dao cách ly
Điều kiện chọn dao cách ly:
- Điện áp định mức: UđmDCL  UHT
- Dòng điện định mức: IđmDCL  Icbmax
- Kiểm tra ổn định lực điện động: Ilđđ.đmDCL  ixk
- Kiểm tra ổn định nhiệt: I2nh .tnh  BN
Thông số dao cách ly đã chọn


Chọn máy biến dòng điện BI
- Điện áp định mức của biến dòng : UđmBI ≥ UđmHT
- Dòng điện định mức của biến dòng : IđmBI ≥ Icbmax
- Kiểm tra ổn định động :

2.k lđđ .Ilđđ �i xk

- Kiểm tra ổn định nhiệt :  K nh .Ilđm 
- Phụ tải :

Z2đmBI �Z2

Thông số BI đã chọn

2

.t nh �BN

Chọn máy biến điện áp BU

Thông số BU đã chọn


Chọn thanh góp
-

Thanh dẫn mềm được chọn theo tiêu chuẩn:
Theo dòng cho phép lúc làm việc cưỡng bức: Icp.K1.K2  Icbmax
Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:

Fchän �Fmin 

BN
C

Kiểm tra điều kiện vầng quang: Uvq  Uđm
-

Thanh dẫn cứng được chọn theo tiêu chuẩn:
Theo dòng cho phép làm việc cưỡng bức: tương tự như thanh dẫn mềm.
Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt: tương tự như thanh dẫn mềm.
Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực động điện : cp  tt


Chọn dây dẫn
Điều kiện chọn dây dẫn:

- Theo mật độ kinh tế của dòng điện :

Fkt 

I bt max
jkt

- Theo dòng điện cho phép lâu dài: Icp.k  Icbmax
- Theo điều kiện vầng quang : Uvq  UHT
- Kiểm tra ổn định nhiệt theo biểu thức: Fchọn  Fmin =

B
C

N


Tự dùng trạm biến áp
Thông số máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây do MEE sản xuất:

Cáp từ thanh góp 22 kV đến máy biến áp tự dùng:

Chọn CB loại: ∋016C Iđm = 1600 A, Icắt = 30 kA


Tính tốn chống sét
Trạm được bảo vệ an tồn bởi 26 cột thu sét. Trong đó:
- 1 cột anten có gắn kim thu sét cao 40 m.
- 13 kim thu sét đặt trên trụ đỡ xà 220 kV
- 12 kim thu sét đặt trên trụ đỡ xà 110 kV và trên một cột độc lập

Sơ đồ bố trí cột thu sét khu vực 220 kV

Sơ đồ bố trí cột thu sét khu vực 110 kV


Tính tốn nối đất
1. Nối đất tự nhiên tồn trạm
R tn  R tn 220 / /R tn 110  1,17.0,59  0,39  1
1,17  0,59

2. Nối đất nhân tạo
- Điện trở mạch vòng thanh thuần túy
R MV  R t 

tt K.l2
240
6,25.7042
ln

ln
 1,04
2l t 0.d 2.3,14.704 0,8.0,02

- Điện trở nối đất bổ sung
R bs � 

R bs 16,7

 0,64

m
26

- Điện trở nối đất nhân tạo
R nt  R mv / /R bs � 

1,04.0,64
 0,4  1
1,04  0,64

3. Tổng điện trở nối đất toàn trạm
R nd  R tn / /R nt  0,39.0,4  0,2  0,5
0,39  0,4


Kết quả đạt được
- Chọn sơ đồ cấu trúc tối ưu cho trạm biến áp
- Chọn máy biến áp tự ngẫu
- Tính ngắn mạch
- Chọn khí cụ điện và phần dẫn điện
- Thiết kế tự dùng trạm biến áp
- Tính tốn chống sét đánh trực tiếp cho trạm
- Tính tốn nối đất


Sơ đồ nguyên lý toàn trạm


Hạn chế
Số liệu tính tốn cịn có sự chênh lệch giữa thực tế và tính tốn. Do

trong q tình tính tốn có sự làm trịn số liệu như tính tốn các giá trị
dịng ngắn mạch, tính tổn thất,...
Tra cứu các thiết bị hầu như theo catalog của giáo trình, sách giáo
khoa nên sẽ có khác biệt với các hãng sản xuất thực tế và điện lực Việt
Nam.
Chưa tính các thiết bị bảo vệ role, kháng điện đường dây.


Định hướng phát triển
Lấy các số liệu thực tế của điện lực để tính tốn chuẩn xác hơn, phù
hợp hơn với lưới điện Việt Nam. Ví dụ số liệu của các máy biến áp thực tế,
các thiết bị đóng cắt, thiết bị đo lường,....
Sử dụng phần mềm ETAP hoặc POWER STATION 4.0 để tính tốn
thiết kế trạm, tính tốn ngắn mạch.
Sử dụng phần mềm BENJI để tính chống sét cho trạm
Lựa chọn thêm thiết bị bảo vệ role, chọn kháng điện đường dây,...


XIN CHÂN THÀNH CÁM ƠN
QUÝ THẦY CÔ
VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE