Thiết kế trạm biến áp 220 /110/22KV :Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Công nghệ Điện

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến BGH Trường Đại học Công

nghiệp TP.HCM, các giảng viên khoa Điện đã giảng dạy tận tình, truyền đạt cho em

những kiến thức rất bổ ích để cho em có được những vốn kiến thức rất quan trọng cho

chuyên ngành của em sau này và tạo điều kiện cho em được thực hiện Khóa luận tốt

nghiệp này.

Tiếp theo, em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Anh Vũ - giáo viên phụ trách hướng

dẫn Khóa luận tốt nghiệp của em đã tận tình theo dõi, hướng dẫn và chỉnh sửa trong suốt

quá trình hoàn thiện Khóa luận tốt nghiệp này. Không có sự thành công nào mà không

có những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác.

Em xin chân thành cảm ơn BGH nhà trường, quý thầy cô đã tận tâm giảng dạy cho em

để giúp em hoàn thành tốt khóa học.

Với điều kiện thời gian cũng như kiến thức còn nhiều hạn chế của một sinh viên nên

bài báo cáo này không thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ

bảo, đóng góp ý kiến của các quý thầy cô để em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến

thức của mình, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hoài Nam

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

Giảng viên hướng dẫn

(Kí và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ..................................................................8

DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................9

LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................10

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN. GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP ..................12

1.1. Tổng quan ....................................................................................................12

1.1.1. Khái niệm..............................................................................................12

1.1.2. Phân loại Trạm biến áp .........................................................................12

1.1.3. Các thành phần chính của Trạm biến áp...............................................13

1.2. Những vấn đề khi thiết kế Trạm biến áp .....................................................13

1.2.1. Các vấn đề cần lưu ý khi thiết kế Trạm biến áp ...................................13

1.2.2. Yêu cầu khi thiết kế Trạm biến áp........................................................13

1.3. Giới thiệu về Trạm biến áp sẽ thiết kế.........................................................14

CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN .............................................................................15

2.1. Tổng quát .....................................................................................................15

2.1.1. Khái niệm..............................................................................................15

2.1.2. Phân loại ...............................................................................................15

2.2. Đồ thị phụ tải ...............................................................................................16

2.2.1. Khái niệm..............................................................................................16

2.2.2. Phân loại ...............................................................................................16

2.3. Đồ thị phụ tải các cấp điện áp của Trạm biến áp sẽ thiết kế........................17

CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP........................................18

3.1. Tổng quát .....................................................................................................19

3.1.1. Khái niệm..............................................................................................19

3.1.2. Các yêu cầu khi chọn sơ đồ cấu trúc Trạm biến áp ..............................19

3.2. Chọn sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp..........................................................20

3.2.1. Phương án 1 ..........................................................................................20

3.2.2. Phương án 2 ..........................................................................................21

3.2.3. Kết luận.................................................................................................22

CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC ............................................23

4.1. Tổng quát .....................................................................................................23

4.1.1. Khái niệm..............................................................................................23

4.1.2. Các lưu ý khi chọn Máy biến áp ...........................................................23

4.2. Quá tải của Máy biến áp ..............................................................................23

4.2.1. Quá tải bình thường ..............................................................................23

4.2.2. Quá tải sự cố .........................................................................................27

4.3. Kết luận........................................................................................................29

CHƯƠNG 5: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN.........................................................................31

5.1 Tổng quát ......................................................................................................31

5.1.1. Khái niệm..............................................................................................31

5.1.2. Phân loại sơ đồ nối điện........................................................................31

5.2. Lựa chọn sơ đồ nối điện cho Trạm biến áp .................................................32

5.2.1. Phương án 1 ..........................................................................................33

5.2.2. Phương án 2 ..........................................................................................34

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH ...............................35

6.1. Tổng quát .....................................................................................................35

6.1.1. Khái niệm..............................................................................................35

6.1.2. Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch..............................................35

6.2. Tính toán dòng điện ngắn mạch...................................................................35

6.2.1. Phương pháp tính ngắn mạch ...............................................................35

6.2.2. Tính toán dòng điện ngắn mạch 3 pha..................................................37

6.2.3. Tính toán dòng làm việc bình thường và dòng cưỡng bức...................42

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN

ÁP..................................................................................................................................45

7.1. Tổng quát .....................................................................................................45

7.2. Công thức tính toán......................................................................................45

7.3. Tính toán tổn thất điện năng ........................................................................45

7.3.1. Phương án 1 ..........................................................................................45

7.3.2. Phương án 2 ..........................................................................................47

7.3.3. Nhận xét................................................................................................47

CHƯƠNG 8: TÍNH TOÁN KINH TẾ - KĨ THUẬT. QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG

ÁN THIẾT KẾ.............................................................................................................48

8.1. Tổng quát .....................................................................................................48

8.2. Tính toán kĩ thuật.........................................................................................48

8.3. Tính toán kinh tế ..........................................................................................48

8.3.1. Tính toán vốn đầu tư thiết bị (V)..........................................................48

8.3.2. Tính toán phí tổn vận hành hằng năm (P).............................................49

8.3.3. Tính toán chi tiết...................................................................................49

8.4. Kết luận........................................................................................................51

CHƯƠNG 9: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN.................52

9.1. Tổng quát .....................................................................................................52

9.1.1. Các chế độ làm việc ..............................................................................52

9.1.2. Các khí cụ điện .....................................................................................52

9.1.3. Phần dẫn điện........................................................................................53

9.2. Điều kiện chung để chọn khí cụ điện và phần dẫn điện ..............................53

9.2.1. Chọn theo điều kiện làm việc lâu dài....................................................53

9.2.2. Kiểm tra khí cụ điện và bộ dẫn điện theo dòng điện ngắn mạch..........54

9.3. Chọn khí cụ điện và phần dẫn điện cho Trạm biến áp.................................54

9.3.1. Máy cắt (MC)........................................................................................54

9.3.2. Dao cách ly (DCL)................................................................................57

9.3.3. Máy biến điện áp (BU) .........................................................................59

9.3.4. Máy biến điện áp (BI)...........................................................................62

9.3.5. Thanh góp và dây dẫn...........................................................................65

9.3.6. Sứ cách điện..........................................................................................71

9.3.7. Chống sét van (CSV)............................................................................73

9.3.8. Tụ bù .....................................................................................................75

CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ TỰ DÙNG CHO TRẠM BIẾN ÁP .......................77

10.1. Tổng quát ...................................................................................................77

10.2. Tính toán chọn MBA tự dùng....................................................................77

10.2.1. Chọn công suất cho MBA tự dùng .....................................................77

10.2.2. Tính toán ngắn mạch...........................................................................79

10.2.3. Chọn dây dẫn và tủ tự dùng ................................................................80

CHƯƠNG 11: THIẾT KẾ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO TRẠM

BIẾN ÁP. ......................................................................................................................82

11.1. Các yêu cầu về kinh tế - kỹ thuật khi thiết kế hệ thống thu sét (HTTS) ...82

11.1.1. Về yêu cầu kỹ thuật ............................................................................82

11.1.2. Về yêu cầu kinh tế ..............................................................................82

11.1.3. Các yêu cầu khác ................................................................................82

11.2. Chọn phương án bố trí HTTS ....................................................................83

11.3. Tính toán bảo vệ chống sét cho Trạm biến áp ...........................................86

11.3.1. Thông số các phần tử trong Trạm biến áp ..........................................86

11.3.2. Chọn Cột thu sét (CTS) ......................................................................86

11.3.3. Kiểm tra sự phối hợp bảo vệ của từng cặp cột ...................................88

CHƯƠNG 12: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT...........................................92

12.1. Khái quát....................................................................................................92

12.2. Thiết kế hệ thống nối đất ...........................................................................92

12.2.1. Nối đất tự nhiên (NĐTN)....................................................................93

12.2.2. Nối đất nhân tạo (NĐNT)...................................................................95

TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................98

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN ANH VŨ

SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM 8

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

Hình 2.1: Đồ thị phụ tải hằng ngày cấp 22kV....................................................17

Hình 2.2: Đồ thị phụ tải hằng ngày cấp 110KV.................................................17

Hình 2.3: Đồ thị phụ tải hằng ngày của TBA (MVA)........................................18

Hình 2.4: Đồ thị phụ tải hằng ngày của TBA (%).............................................18

Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc TBA theo phương án 1 ..............................................20

Hình 3.2: Sơ đồ cấu trúc TBA theo phương án 2 ..............................................21

Hình 4.1: Đường cong quá tải của MBA ............................................................25

Hình 5.1: Sơ đồ một hệ thống thanh góp không phân đoạn .............................31

Hình 5.2: Sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn ....................................31

Hình 5.3: Sơ đồ một hệ thống thanh góp sử dụng thanh góp vòng..................32

Hình 5.4: Sơ đồ hai hệ thống thanh góp .............................................................32

Hình 5.5: Sơ đồ nối điện cho TBA phương án 1 ................................................33

Hình 5.6: Sơ đồ nối điện cho TBA phương án 2 ................................................34

Hình 6.1: Vị trí các điểm ngắn mạch và sơ đồ thay thế phương án 1..............37

Hình 6.2: Vị trí các điểm ngắn mạch và sơ đồ tahy thế phương án 2..............41

Hình 10.1: Sơ đồ hệ thống MBA tự dùng cấp 22/0.4 KV..................................77

Hình 10.2: Sơ đồ vị trí điểm ngắn mạch cấp 0.4 KV .........................................79

Hình 11.1: Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét..................................................83

Hình 11.2: Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét cùng chiều cao .........................84

Hình 11.3: Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét không cùng độ cao ..................84

Hình 11.4: Phạm vi bảo vệ của ba cột thu sét ....................................................85

Hình 11.5: Phạm vi bảo vệ của bốn cột thu sét ..................................................85

Hình 12.1: Sơ đồ thay thế tính Rcs.......................................................................93

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN ANH VŨ

SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM 9

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Bảng tổng hợp đồ thị phụ tải ngày của TBA.....................................17

Bảng 4.1 Bảng tính toán phụ tải MBATN với SđmB = 40 MVA ........................25

Bảng 4.2 Bảng tính toán phụ tải MBATN với SđmB = 60 MVA ........................26

Bảng 6.1: Bảng tổng hợp kết quả tính toán ngắn mạch ở phương án 1 ..........40

Bảng 6.2: Bảng tổng hợp kết quả tính toán ngắn mạch ở phương án 2 ..........41

Bảng 6.3: Bảng tổng kết dòng điện bình thường và dòng điện cưỡng bức .....44

Bảng 8.1: Bảng tra hệ số KB.................................................................................49

Bảng 8.2: Bảng tổng kết tính toán kinh tế của 2 phương án ............................50

Bảng 9.1: Bảng phụ tải các dụng cụ đo BU cấp 220kV.....................................60

Bảng 9.2: Bảng phụ tải các dụng cụ đo BI cấp 220kV ......................................63

Bảng 9.3: Bảng tra mật độ dòng kinh tế (Jkt).....................................................66

Bảng 11.1: Bảng kết quả tính toán khoảng cách, chiều cao cần bảo vệ của TBA

.......................................................................................................................................87