Thiết kế trạm biến áp 110/22kv Tăng Nhơn Phú
Tài liệu Thiết kế trạm biến áp 110/22kv Tăng Nhơn Phú: ... Ebook Thiết kế trạm biến áp 110/22kv Tăng Nhơn Phú
Tóm tắt tài liệu Thiết kế trạm biến áp 110/22kv Tăng Nhơn Phú, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
KHAÙI QUAÙT SÔ LÖÔÏC VÒ TRÍ ÑÒA LYÙ ÑAËT TRAÏM
BIEÁN AÙP TAÊNG NHÔN PHUÙ
I.SÔ LÖÔÏC VEÀ NGUOÀN ÑIEÄN CUNG CAÁP CHO TP .HOÀ CHÍ MINH
Thaønh phoá Hoà Chí Minh ñöôïc nhaän ñieän töø heä thoáng ñieän mieàn nam thoâng qua caùc nguoàn chuû yeáu nhö nhaø maùy Thuyû Ñieän Ña Nhim, nhaø maùy Thuyû Ñieän Trò An, nhaø maùy Nhieät Ñieän Phuù Myõ, nhaø maùy Nhieät Ñieän Thuû Ñöùc, nhaø maùy Ñieän Hieäp Phöôùc, Gasturbin Baø Ròa. Ngoaøi ra, treân ñòa baøn Thaønh Phoá coøn coù nhaø maùy ñieän diezel Chôï Quaùn .
Heä thoáng ñieän thaønh phoá HCM hieän nay nhaän nguoàn ñieän thoâng qua caùc nguoàn Thuyû Ñieän, Nhieät Ñieän, Gasturbin, Traïm 500 KV .
1. Löôùi truyeàn taûi:
Phuï taûi ñieän treân ñòa baøn Thaønh Phoá HCM nhaän ñieän thoâng qua 28 traïm 110 /66/15 KV Toång chieàu daøi löôùi laø 268,64 Km vôùi löôùi 66 KV laø 78,36 Km .
Vöøa qua, ñaõ thöïc hieän hoaøn taát chöông trình giaûm quaù taûi vaø naâng caáp caûi taïo löôùi truyeàn taûi khu vöïc TP. HCM. Trong ñoù, ñaõ hoaøn taát naâng caáp naâng caáp löôùi truyeàn taûi 66KV leân 110 KV ( Phuù Laâm - Chôï Lôùn , Phuù Ñònh - Chaùnh Höng , Phuù Höng - Huøng Vöông - Beán Thaønh ). Naâng coâng suaát caùc traïm trung gian Chôï Lôùn, An Nghóa, Bình Trieäu, Phuù Laâm, Hoùc Moân, Beán Thaønh, Baø Queïo, Tröôøng Ñua, Hoûa Xa, Xa Loä .
2. Löôí ñieän phaân phoái:
Löôùi ñieän phaân phoái Thaønh Phoá toàn taïi hai caáp ñieän aùp laø 15KV vaø 6,6 KV. Trong nhöõng naêm qua ñaõ cho tieán haønh xaây döïng môùi, caûi taïo, naâng caáp löôùi vaø traïm ñeàu ôû chuaån hoùa caáp 22 KV ( vaän haønh ôû caáp 15 KV ).
a. Traïm Ngaét:
Hieän taïi Thaønh Phoá coù 16 Traïm Ngaét caáp ñieän aùp caáp 15 KV trong ñoù coù 3 traïm ( Chôï Quaùn, Traàn Quyù Caùp, Hai Baø Tröng ) laø caùc maùy bieán aùp vôùi ñieän aùp 15 / 6,6 KV.
b. Löôùi Trung Theá:
Thaønh phoá ñaõ xaây döïng vaø caûi taïo laïi treân ñòa baøn TP.HCM ôû caáp 22 KV ( vaän haønh caáp 15 KV ).
c. Löôùi Haï Theá Phaân Phoái:
Ñoái vôùi maïng ñieän haï aùp thì Thaønh Phoá hieän nay chæ coøn toàn taïi moät caáp ñieän aùp laø 380 / 220 V. Caùc truï ñieän hieän nay haàu heát laø truï beâ toâng ly taâm vaø beâ toâng coát theùp, vaän haønh chuû yeáu theo sô ñoà hình tia.
BAÛNG THOÁNG KEÂ TRAÏM BIEÁN AÙP TRUNG GIAN TRONG TP.HCM
STT
TEÂN TRAÏM BIEÁN AÙP
CAÁP ÑIEÄN AÙP
COÂNG SUAÁT MBA (MVA)
1
CHÔÏ LÔÙN
110/15KV
2×63
2
TRÖÔØNG ÑUA
2×63
3
HOÛA XA
2×40 + 63
4
BAØ QUEÏO
2×40 + 63
5
PHUÙ LAÂM
40 + 63
6
CHAÙNH HÖNH
2×40
7
HUØNG VÖÔNG
2×63
8
PHUÙ ÑÒNH
2×40
9
CUÛ CHI
25
10
NHAØ BEØ
2×40
11
THUÛ ÑÖÙC BAÉC
63 + 40
12
PHUÙ HOØA ÑOÂNG
25
13
AN NGHÓA
11,5
14
HOÙC MOÂN
63 + 40
15
BÌNH TRIEÄU
63
16
LÖU ÑOÄNG 1
25
17
LÖU ÑOÄNG 2
25
18
BEÁN THAØNH
63
19
TAÂN BÌNH 2
2×63
20
CAÀN GIÔØ
40
1
THUÛ ÑÖÙC
66 /15 KV
63
2
XA LOÄ
3 ×30 +40
3
BEÁN THAØNH
63
4
AN KHAÙNH
40
5
VIEÄT THAØNH 1
27
6
CIMENT SAO MAI
9,6
7
VIKIMCO
12,5
8
HOÛA XA
33
II . VÒ TRÍ XAÂY DÖÏNG VAØ PHUÏ TAÛI ÑIEÄN CUÛA TRAÏM BIEÁN AÙP.
1 .Vò trí xaây döïng traïm bieán aùp :
Traïm bieán aùp 110 /22KV TAÊNG NHÔN PHUÙ ñöôïc xaây döïng taïi phöôøng Taêng Nhôn Phuù thuoäc quaän 9 . Muïc ñích cuûa xaây döïng traïm nhaèm ñaùp öùng nhu caàu tieâu thuï ñieän ngaøy caøng cao cuûa quaän 9 vaø quaän 2 , do coù nhieàu khu coâng nghieäp ñöôïc xaây döïng , caùc khu ñoâ thò môùi , caùc nhaø maùy xí nghieäp , khu vui chôi giaûi trí ñöôïc hình thaønh , goùp phaàn choáng quaù taûi cho caùc traïm ñang vaän haønh .
Traïm bieán aùp TAÊNG NHÔN PHUÙ ñöôïc cung caáp nguoàn töø nhaø maùy ñieän Phuù Myõ trong heä thoáng ñieän quoác gia ( thoâng qua traïm Ñoàng Nai 220 / 110 KV )
2. Vuøng nhaän ñieän cuûa TBA Taêng Nhôn Phuù :
Nhö chuùng ta ñaõ bieát heä thoáng ñieän cuûa quaän 2 vaø quaän 9 ñöôïc cung caáp töø heä thoáng ñieän mieàn nam qua 3 traïm trung gian laø :
+ Traïm Thuû Ñöùc Baéc
Cung Caáp ñieän cho Long Bình , Suoái Caùi , nhaø maùy deät Vieät Thaéng ...
+ Traïm Thuû Ñöùc
Cung caáp cho Taân Phuù ,Phöôùc Bình ,Phöôùc Long B , cuïm khu coâng nghieäp Phöôùc Long B ,Taêng Nhôn Phuù ..
+ Traïm An Khaùnh
Cung caáp ñieän cho An Lôïi Ñoâng, Caùt Laùi, Thaûo Ñieàn, Raïch Chieác, Thuû Thieâm, moät phaàn Phöôøng An Phuù, Moät Phaàn Phöôøng Bình An, Bình Tröng Ñoâng, An Khaùnh, Bình Khaùnh …
+ Traïm bieán aùp Taêng Nhôn Phuù ñöôïc xaây döïng xong seõ cung caáp moät phaàn cho khu coâng nghieäp Phuù Höõa vaø khu coâng nghieäp Caùt Laùi , khu coâng ngheä cao naèm ôû phöôøng Taêng Nhôn Phuù B cuûa quaän 9 , toång coâng suaát theo döï kieán laø 45 MVA bao goàm cung caáp cho khu coâng nghieäp laân caän .
Khoâng chæ ñaùp öùng saûn löôïng ñieän cho khu coâng nghieäp maø coøn cung caáp cho khu ñoâ thò môùi caùc Phöôøng Thaïnh Myõ Lôïi, Hieäp Phuù, Bình An, An Phuù, vaø moät phaàn khu bieät thöï naèm ven soâng Saøi Goøn toång coâng suaát laø 30MVA.
KEÁT LUAÄN :
Do nhu caàu phaùt trieån kinh teá cuûa quaän 2 vaø quaän 9 ngaøy caøng taêng maïnh neân nhu caàu saûn löôïng ñieän cung taêng theo maø heä thoáng ñieän hieän taïi khoâng cung caáp ñuû , daãn ñeán quaù taûi . Do ñoù phaûi xaây döïng traïm bieán aùp Taêng Nhôn Phuù nhaèm giaûm quaù taûi cho traïm bieán aùp , taïo thuaän lôïi phaùt trieån kinh teá cho 2 quaän .
PHAÀN I
THIEÁT KEÁ PHAÀN ÑIEÄN
CHÖÔNG 1
KHAÙI QUAÙT CHUNG VEÀ TRAÏM BIEÁN AÙP
PHAÂN TÍCH PHUÏ TAÛI VAØ ÑOÀ THÒ PHUÏ TAÛI
I.KHAÙI NIEÄM VEÀ TRAÏM BIEÁN AÙP:
Traïm bieán aùp (TBA) laø moät coâng trình thu nhaän ñieän naêng coù caáp ñieän aùp U1 (ñieän aùp sô caáp) ñeå bieán ñoåi thaønh caùc caáp ñieän aùp khaùc (ñieän aùp thöù caáp).Trong ñoù traïm bieán ñieän noùi rieâng laø phaàn töû quan troïng toaøn heä thoáng ñieän bôûi traïm bieán aùp coù nhieäm vuï keát noái caùc ñöôøng daây ôû caùc caáp ñieän aùp khaùc nhau taïo thaønh moät löôùi ñieän nhaèm cung caáp ñieän vaøo vieäc sinh hoaït , saûn xuaát cho con ngöôøi.
Ñi cuøng vôùi böôùc phaùt trieån veà moïi maët cuûa xaõ hoäi thì coù nhieàu nhaø maùy ñieän moïc leân ñieàu ñoàng nghóa vieäc coù nhieàu traïm bieán aùp ñöôïc xaây döïng , nhö chuùng bieát nôi saûn xuaát ñieän thöôøng xa nôi tieâu thuï , vieäc truyeàn taûi ñieän naêng ñi xa ñoøi hoûi voán ñaàu tö lôùn ,laïi coøn toån thaát ñieän naêng , chaát löôïng ñieän khoâng ñaûm baûo do ñoù phöông phaùp toái öu laø naâng möùc leân cao roài truyeàn taûi ñieän naêng ñi xa luùc ñoù giaûm chí phí , giaûm toån thaát ñieän naêng toái ña ( ngaønh ñieän löïc ñang phaán ñaáu giaûm toån thaát ñieän naêng coøn 10%). Neân nhieäm vuï cuûa traïm bieán aùp laø naâng ñieän aùp leân cao truyeàn taûi roài ñeán nôi tieâu thuï cuõng caàn traïm bieán aùp , ñeå haï ñieän aùp cho phuø hôïp möùc ñieän aùp tieâu thuï.
Phuï thuoäc vaøo muïc ñích coù theå phaân loaïi TBA theo caùc caùch khaùc nhau:
Theo ñieän aùp chia thaønh TBA taêng aùp vaø TBA giaûm aùp:
- TBA taêng aùp laø TBA coù ñieän aùp thöù caáp lôùn hôn ñieän aùp sô caáp. Ñaây thöôøng laø TBA cuûa caùc nhaø maùy ñieän taäp trung ñieän naêng cuûa caùc maùy phaùt ñeå phaùt veà heä thoáng ñieän vaø phuï taûi ôû xa.
- TBA haï aùp laø caùc TBA coù ñieän aùp thöù caáp thaáp hôn ñieän aùp sô caáp. Ñaây thöôøng laø caùc TBA coù nhieäm vuï nhaän ñieän naêng töø HTÑ ñeå phaân phoái cho phuï taûi.
Theo chöùc naêng chia thaønh TBA trung gian vaø TBA phaân phoái:
- TBA trung gian hay coøn goïi laø TBA khu vöïc thöôøng coù ñieän aùp sô caáp lôùn (500; 220; 110 KV) ñeå lieân laïc vôùi caùc phuï taûi coù ñieän aùp khaùc nhau (220; 110; 22; 15 KV) cuûa caùc TBA phaân phoái.
-TBA phaân phoái hay coøn goïi laø TBA ñòa phöông coù nhieäm vuï phaân phoái tröïc tieáp cho caùc hoä söû duïng ñieän cuûa xí nghieäp, khu daân cö, tröôøng hoïc, … , thöôøng coù ñieän aùp thöù caáp nhoû (10; 6,6 ; 0,4 KV).
-Trong heä thoáng ñieän coøn coù caùc traïm chæ laøm nhieäm vuï phaán phoái ñieän naêng khoâng coù bieán ñoåi ñieän aùp goïi laø traïm phaân phoái
Theo caáu truùc , ñöôïc chia laøm 2 loaïi - TBA ñaët ngoaøi trôøi , coøn phaán phoái ñieän aùp thaáp thöôøng ñaët trong nhaø vôùi traïm naøy caàn dieän tích roäng , thoaùng
- TBA trong nhaø : laø traïm coù thieát bò ñaët trong nhaø, loaïi naøy khoâng caàn dieän tích lôùn laém nhöng voán ñaàu tö cao Ngoaøi ra traïm bieân aùp coù caùc traïm hoä trôï khaùc khoâng keùm phaàn quan troïng nhö
traïm ñoùng caét ñieän , traïm noái , traïm chænh löu (chuyeån ñoåi doøng AC thaønh DC) traïm nghòch löu , ñeå phuïc vuï cho vieäc truyeàn taûi ñieän naêng ñi xa.
II. NHU CAÀU PHUÏ TAÛI VAØ CAÂN BAÈNG COÂNG SUAÁT
+ Phuï taûi ñieän laø thieát bò ñieän hay taäp hôïp caùc khu vöïc goàm nhieàu thieát bò söû duïng ñieän naêng ñeå bieán ñoåi thaønh caùc daïng naêng löôïng khaùc nhö quang naêng , nhieät naêng , cô naêng , hoùa naêng. Trong thieát keá traïm bieán aùp vieäc ñaùnh giaù ñuùng nhu caàu phuï taûi laø heát söùc quan troïng nhaèm löïa choïn , kieåm tra caùc phaàn töû mang ñieän vaø maùy bieán aùp theo caùc chæ tieâu kinh teá.
* Phuï taûi loaïi 1:
Neáu maát ñieän xaûy ra luùc ñoù aûnh höôûng ñeán tính maïng con ngöôøi, veà kinh teá bò thieät haïi naëng neà vì phaûi ngöng saûn xuaát ,hao phí söùc lao ñoäng hoaëc aûnh höôûng lôùn ñeán traät töï xaõ hoäi ,chính trò
Ñoù laø caùc khu coâng nghieäp quan troïng, caùc thaønh phoá lôùn, caùc khu vöïc ngoaïi giao, coâng sôû quan troïng, caùc haàm moû, beänh vieän, haàm giao thoâng daøi, … , caàn phaûi ñaûm baûo ñieän lieân tuïc (24/24 giôø trong ngaøy), do ñoù phaûi coù ít nhaát hai nguoàn ñoäc laäp hoaëc phaûi coù nguoàn döï phoøng thöôøng tröïc. Noùi caùch khaùc laø naëng veà kyõ thuaät, tính ñaûm baûo, yeáu toá kinh teá (voán ñaàu tö) coù theå cao.
* Phuï taûi loaïi 2:
Khi maát ñieän cuõng aûnh höôûng ñeán neàn kinh teá, saûn xuaát nhöng keùm nghieâm troïng nhö phuï taûi loaïi 1
Ñoù laø caùc khu coâng nghieäp nhoû, ñòa phöông, khu vöïc sinh hoaït ñoâng daân phöùc taïp,v v…, noùi chung cuõng quan troïng nhöng khoâng baèng loaïi 1. Khi thieát keá coù theå caân nhaéc giöõa hai yeáu toá kyõ thuaät vaø voán ñaàu tö. Neáu khoâng laøm taêng voán ñaàu tö nhieàu hoaëc khoâng phöùc taïp khoù khaên laém neân thieát keá hai nguoàn cung caáp coù theå chuyeån ñoåi khi coù söï coá moät nguoàn.
* Phuï taûi loaïi 3:
Veà nguyeân taéc coù theå maát ñieän thôøi gian ngaén khoâng aûnh höôøng nhieàu ñeán caùc hoä tieâu thuï.
Phuï taûi loaïi 3 bao goàm chuû yeáu laø caùc khu daân cö. Tuy nhieân nhu caàu ñoøi hoûi cung caáp ñieän lieân tuïc trong nhöõng naêm gaàn ñaây luoân cao , ngaønh ñieän luoân coá gaéng ñaùp öùng vì chaát löôïng cuoäc soáng ngaøy caøng cao.
+ Caân baèng coâng suaát
Khi ta thieát traïm bieán aùp thì yeâu caàu kieåm ra xem khaû naêng cung caáp ñieän vaø tieâu thuï ñieän coù caân baèng hay khoâng laø moät vaán ñeà quan troïng trong thieát keá traïm bieán aùp .Caân baèng coâng suaát laø caân baèng coâng suaát taùc duïng vaø coâng suaát phaûn khaùng Söï maát caân ñoái giöõa coâng suaát phaûn khaùng vaù coâng suaát taùc duïng ñeàu aûnh höôûng xaáu ñeán chaát löôïng ñieän naêng .Do ñoù ñeå ñaûm baûo heä thoáng ñieän vaän haønh bình thöôøng thì coâng suaát cuûa heä thoáng ñöa ñeán phaûi ñaûm baûo cung caáp cho taûi luùc cöïc ñaïi phaûi lôùn hôn coù nhö vaäy môùi ñaûm baûo chaát löôïng ñieän , ñoàng thôøi tuoåi thoï cuûa traïm ñöôïc naâng leân.Döïa vaøo ñoà thò phuï taûi cuûa toaøn boä heä thoáng , töø ñoù ta phaân boá coâng suaát cho caùc traïm bieán aùp moät caùch hôïp lí
III. NOÄI DUNG THIEÁT KEÁ TRAÏM BIEÁN AÙP
Luaän vaên toát nghieäp yeâu caàu thieát keá traïm bieán aùp Taêng Nhôn Phuù 110/ 22kV vôùi caùc soá lieäu ban ñaàu nhö sau:
Nguoàn cung caáp 110 kV töø nhaø maùy ñieän Phuù Myõ :
Coâng suaát heä thoáng: SHT = 5000 (MVA).
Doøng ñieän ngaén maïch 3 pha ôû ñaàu ra cuûa heä thoáng I =25kA
Chieàu daøi ñöôøng daây ñeán heä thoáng 30km
Heä soá coâng suaát cosj =0,8
Soá ñöôøng daây daãn ñeán traïm laø 2
- Phuï taûi caáp 22 kV goàm coù:
Coâng suaát phuï taûi khu daân cö ñoâ thò môùi vaø moät phaàn cung caáp cho caùc phöôøng ôû quaän 2 vaø quaän 9 vôùi toång coâng suaát Smax = 30 (MVA).
Heä soá coâng suaát: cos j= 0,9
Soá ñöôøng daây: 6
Coâng suaát phuï taûi khu coâng nghieäp Phuù Höõa vaø khu coâng nghieäp Caùt Laùi , khu coâng ngheä cao naèm ôû phöôøng Taêng Nhôn Phuù B cuûa quaän 9 vôùi toång coâng suaát Smax = 45 (MW).
Heä soá coâng suaát: cos j= 0,85
Soá ñöôøng daây: 8
STT
Phuï taûi
Uñm
(kV)
Smax
(MVA)
cosφ
Soáñöôøng
daây
1
Khu daân cö
22
30
0,9
6*6 km
2
Khu coâng nghieäp
22
45
0,85
8*3 km
3
Nguoàn cung caáp
110
0,8
2*30 km
Noäi dung thieát keá tram bieán aùp
_ Ñeå thieát keá traïm bieán aùp ñaït toái öu caàn ñöa ra caùc tieâu chí sau:
Ñoä tin caäy cung caáp ñieän cao.
Voán ñaàu tö khaû thi.
Chi phí vaän haønh traïm haøng naêm thaáp.
Chaát löôïng ñieän cung caáp ñaït tieâu chuaån cho pheùp.
Cheá ñoä vaän haønh an toaøn .
Tuy nhieân cuøng moät luùc ñaùp öùng ñuû caùc tieâu chí treân ñoøi hoûi voán ñaàu tö töông xöùng vôùi chaát löông coâng trình thieát keá traïm bieán aùp .
_ Ñeå thieát keá traïm bieán aùp ta xaùc ñònh noäi dung trình töï thieát keá nhö sau:
* Toång quan veà TBA vaø xaùc ñòng caùc thoâng soá ban ñaàu.
* Choïn sô ñoà caáu truùc vaø sô ñoà noái ñieän
* Tính toaùn choïn maùy bieán aùp.
* Tính toån thaát coâng suaát (P), toån thaát ñieän naêng (A) cuûa maùy bieán aùp.
* Tính toaùn ngaén maïch.
* Tính toaùn kinh teá – kyõ thuaät vaø choïn phöông aùn toái öu.
* Choïn caùc khí cuï ñieän chính (maùy caét, dao caùch ly, BI, BU) .
* Tính toaùn choïn daây daãn caùp nguoàn ñeán vaø maïch phuï taûi.
* Töï duøng.
* Tính toaùn choáng seùt ñaùnh tröïc tieáp cho traïm
* Thieát keá heä thoáng tieáp ñòa cho traïm
Baûn veõ:
* Sô ñoà nguyeân lyù.
* Sô ñoà maët baèng toaøn traïm.
* Caùc maët caét.
* Sô ñoà ñaët kim thu seùt.
IV.PHAÂN TÍCH VAØ TOÅNG HÔÏP ÑOÀ THÒ PHUÏ TAÛI CUÛA TRAÏM
1. Phaân tích khaùi quaùt veà ñoà thò phuï taûi
+ Ñoà thò phuï taûi laø hình veõ bieåu dieãn quan heä giöõa coâng suaát phuï taûi (S, P,Q) theo thôøi gian t
Phuï thuoäc vaøo thôøi gian (T) caàn quan taâm , quan saùt söï thay ñoåi cuûa phuï taûi coù caùc loaïi ñoà thò phuï taûi sau:
Ñoà thò phuï taûi haøng ngaøy :Thôøi löôïng T goàm 24 giôø .Coù theå baét ñaàu vaøo giôø baát kyø nhöng thöôøng veõ töø 0 ñeán 24 giôø
Ñoà thò phuï taûi haèng naêm : goàm coù.Ñoà thò phuï taûi haèng naêm veõ töø caùc ñtpt haèng ngaøy ñieån hình vaø Ñoà thò phuï taûi veõ theo trò cöïc ñaïi haèng thaùng
+ Ñoà thò ñieän laø moät ñaïi löôïng luoân luoân thay ñoåi vaø phaùt trieån , maø ñoà thò phuï taûi ñoùng vai troø quan troïng nhaát trong vieäc thieát keá traïm bieán aùp Neáu vieäc tính toaùn phuï taûi quaù lôùn seõ gaây laõng phí, voán ñaàu tö bò öù ñoäng. Ngöôïc laïi, neáu öôùc löôïng phuï taûi quaù nhoû thì seõ khoâng ñaùp öùng nhu caàu tieâu thuï ñieän. Do ñoù vieäc phaân tích ñoà thò phuï taûi moät caùch chính xaùc vôùi thöïc teá laø nhieäm vuï quan troïng goùp phaàn vaøo chaát löôïng coù toát hay khoâng.
Hieän nay do söï phaùt trieån nhanh veà khoa hoïc kyõ thuaät ñaëc bieät veà coâng cuï tính toaùn trong lónh vöïc döï baùo phuï taûi
Moät soá phöông phaùp döï baùo phuï taûi ñaõ ñöïoc aùp duïng :
Phöông phaùp suy dieãn hay coøn goïi laø ngoaïi suy . Phöông phaùp naøy döïa vaøo thoáng keâ trong quaù khöù coù ñieàu chænh theo tình hình cuï theå ñeå tìm ra qui luaät phaùt trieån vaø tính toaùn cho töông lai.
Phöông phaùp thoáng keâ .Phöông phaùp naøy döïa treân cô sôû toång hôïp caùc soá lieäu döï baùo cuûa ngaønh , caùc khu vöïc vaø theo suaát tieâu hao ñieän cuûa caùc saûn phaåm coâng nghieäp maø suy ra ñieän naêng, coâng suaát öùng vôùi töøng thôøi ñieåm caàn xaùc ñònh.
Phöông phaùp töông ñöông : Phöông phaùp naøy döïa treân moät nöôùc , moät ñòa phöông coù caùc thoâng soá hieän taïi töông töï cuûa nöôùc , ñòa phöông trong töông lai ñang caàn döï baùo maø suy ra caùc soá lieäu caàn xaùc ñònh
Phöông phaùp chuyeân gia . Phöông phaùp naøy döïa treân cô sôû hieåu bieát saâu saéc cuûa caùc chuyeân gia gioûi
Toùm laïi vieäc caäp nhaät soá lieäu ñeå phaân tích ñoà thò phuï taûi laø raát caàn thieát vaø cuõng raát khoù khaên vì thôøi gian laøm luaän aùn coù haïn neân chæ döïa treân soá lieäu coù saün
2. Toång hôïp ñoà thò phuï taûi cho traïm
* Caáp ñieän aùp 22 kv: _ Khu daân cö coù Smax =30 MVA , cosj = 0,9 tgj = 0,48 P = S.cosj , Q = P .tgj
Ñoà thò phuï taûi cuûa khu daân cö
Baûng 1.1 Soá lieäu coâng suaát phuï taûi khu daân cö
STT
Thôøi gian ( giôø)
P (MW)
Q(MVAR)
S%
S(MVA)
1
0 ÷ 2
16,2
7,84
60
18
2
2 ÷ 4
16,2
7,84
60
18
3
4 ÷ 6
21,6
10,5
80
24
4
6 ÷ 8
21,6
10,5
80
24
5
8 ÷10
21,6
10,5
80
24
6
10 ÷12
21,6
10,5
80
24
7
12 ÷14
21,6
10,5
80
24
8
14 ÷16
21,6
10,5
80
24
9
16 ÷18
27
13,2
100
30
10
18 ÷20
27
13,2
100
30
11
20 ÷22
21,6
10,5
80
24
12
22 ÷24
21,6
10,5
80
24
_ Khu coâng nghieäp coù Smax = 45 MVA , cos j = 0,85 tgj = 0,619 P = S. cosj , Q = P . tgj
Ñoà thò phuï taûi cuûa khu coâng nghieäp
Baûng 1.2 Soá lieäu coâng suaát phuï taûi khu coâng nghieäp
T
Thôøi gian ( giôø)
P (MW)
Q (MVAR)
S%
S (MVA)
1
0 ÷ 2
22,95
14,2
60
27
2
2 ÷ 4
22,95
14,2
60
27
3
4 ÷ 6
30,6
18,94
80
36
4
6 ÷ 8
30,6
18,94
80
36
5
8 ÷10
38,25
23,67
100
45
6
10 ÷12
38,25
23,67
100
45
7
12 ÷14
30,6
18,94
80
36
8
14 ÷16
30,6
18,94
80
36
9
16 ÷18
38,25
23,67
100
45
10
18 ÷20
38,25
23,67
100
45
11
20 ÷22
22,95
14,2
60
27
12
22 ÷24
22,95
14,2
60
27
Baûng 1.3 Soá lieäu toång hôïp coâng suaát phuï taûi toaøn traïm
STT
Töø… ñeán (giôø)
Coâng suaát cuûa caùc phuï taûi phaân boá theo thôøi gian (MVA)
Sdaân cö
Scoâng nghieäp
Töï duøng
Toång
% S
1
0 ÷ 2
18
27
0,5
45,5
60,3
2
2 ÷ 4
18
27
0,5
45,5
60,3
3
4 ÷ 6
24
36
0,5
60,5
80,1
4
6 ÷ 8
24
36
0,5
60,5
80,1
5
8 ÷10
24
45
0,5
69,5
92
6
10 ÷12
24
45
0,5
69,5
92
7
12 ÷14
24
36
0,5
60,5
80,1
8
14 ÷16
24
36
0,5
60,5
80,1
9
16 ÷18
30
45
0,5
75,5
100
10
18 ÷20
30
45
0,5
75,5
100
11
20 ÷22
24
27
0,5
51,5
68,2
12
22 ÷24
24
27
0,5
51,5
68,2
Ñoà thò phuï taûi toång hôïp cuûa traïm
CHÖÔNG 2
CHOÏN SÔ ÑOÀ NOÁI ÑIEÄN CHÍNH CUÛA TRAÏM
I .ÑEÀ XUAÁT PHÖÔNG AÙN CUNG CAÁP ÑIEÄN
+ Ñeå ñeà ra phöông aùn trong thieát keá traïm bieán aùp phaûi döïa treân sô ñoà caáu truùc Trong ñoù sô ñoà caáu truùc traïm bieán aùp hay nhaø maùy ñieän laø sô ñoà dieãn taû söï lieân quan giöõa nguoàn, taûi vaø heä thoáng ñieän.
+ Ñoái vôùi caùc TBA nguoàn thöôøng laø caùc ñöôøng daây cung caáp töø heä thoáng ñeán TBA, coù nhieäm vuï ñaûm baûo cung caáp cho caùc phuï taûi maø TBA ñaûm nhaän. Vôùi caùc TBA tieâu thuï cuõng coù theå coù maùy phaùt döï phoøng ñeå cung caáp ñieän cho caùc phuï taûi khi coù söï coá trong heä thoáng, trong tröôøng hôïp naøy caùc maùy phaùt döï phoøng ñöôïc xem laø nguoàn. Do ñoù heä thoáng luoân ñöôïc xem laø thaønh phaàn quan troïng, caáu truùc cuûa NMÑ hay TBA phaûi luoân luoân ñöôïc giöõ lieân laïc chaët cheõ.
Khi thieát keá NMÑ hay TBA, choïn sô ñoà caáu truùc laø phaàn quan troïng coù aûnh höôûng quyeát ñònh ñeán toaøn boä quaù trình thieát keá.
Caùc yeâu caàu chính khi choïn sô ñoà caáu truùc :
1 Coù tính khaû thi töùc laø coù theå choïn ñöôïc caùc thieát bò chính nhö : maùy bieán aùp , maùy caét ñieän … cuõng nhö coù khaû naêng thi coâng, xaây laép vaø vaän haønh .
2 Ñaûm baûo lieân heä chaët cheõ giöõa caùc caáp ñieän aùp ñaëc bieät vôùi heä thoáng khi bình thöôøng cuõng nhö cöôõng böùc (coù moät phaàn töû khoâng laøm vieäc ñöôïc) .
3 Toån hao qua maùy bieán aùp beù, traùnh tröôøng hôïp cung caáp cho phuï taûi qua hai laàn bieán aùp khoâng caàn thieát.
4 Voán ñaàu tö hôïp lyù, chieám dieän tích caøng beù caøng toát. 5 Coù khaû naêng phaùt trieån trong töông lai gaàn , khoâng caàn thay theá caáu truùc ñaõ choïn. Thöôøng moät traïm bieán aùp coù theå coù nhieàu phöông aùn caáu truùc khaùc nhau, ñeå choïn phöông aùn naøo caàn caân nhaéc caùc khía caïnh sau ñaây:
- Soá löôïng MBA.
-Toång coâng suaát caùc MBA S Sñm.B.
-Toång voán ñaàu tö mua MBA SVB.
-Toån hao ñieän naêng toång qua caùc MBA SDAB.
PHÖÔNG AÙN 1
* Phaân tích phöông aùn 1
Goàm coù 1 MBA caáp 110 / 22 kv vaø 1 MBA caáp 22 /0,4 kv phaàn töï duøng + Traïm ñaët moät maùy bieán aùp ,thöôøng duøng cho phuï taûi loaïi khoâng quan troïng Traïm thöôøng ñöôïc cung caáp baèng moät ñöôøng daây töø heä thoáng maø heä thoáng ta thieát keá goàm coù 2 ñöôøng daây , ta thaáy coù ñieàu baát hôïp lyù, neân khoâng khaû thi
+ Neáu ta tính traïm bieán aùp xaây trong 2 giai ñoaïn , giai ñoaïn ñaàu ñaët moät maùy khi phuï taûi phaùt trieån ( trong 2,3 naêm sau) seõ ñaët theâm maùy bieán aùp thöù 2 Thieát keá nhö vaäy coù öu ñieåm khoâng phaûi ñaët 2 maùy bieán aùp ngay töø ñaàu neáu choïn coâng suaát maùy bieán aùp theo phuï taûi sau khi phaùt trieån , giai ñoaïn ñaàu maùy bieán aùp laøm vieäc non taûi , toån hao khoâng taûi lôùn , neáu choïn coâng suaát theo phuï taûi hieän taïi khi phaùt trieån phaûi thay maùy bieán aùp lôùn hôn . Tröôøng hôïp naøy cho pheùp giai ñoaïn ñaàu vaän haønh moät maùy bieán aùp thöôøng ít coù khaû naêng xaûy ra söï coá maùy bieán aùp ,do maùy bieán aùp coøn môùi , tuoåi thoï coøn cao. Hôn nöõa thieát keá nhö vaäy voán ñaàu tö ban ñaàu nhoû , taän duïng voán ñaàu tö toát hôn .
PHÖÔNG AÙN 2
* Phaân tích phöông aùn 2:
Goàm coù 2 MBA caáp 110 / 22 kv vaø 2 MBA caáp 22 /0,4 kv phaàn töï duøng chuùng ñöôïc ñaët song song vôùi nhau Traïm bieán aùp ñaët 2 maùy bieán aùp laø phöông aùn thöôøng ñöôïc söû duïng nhaát vì tính ñaûm baûo cao veà khaû naêng cung caáp ñieän , tuy nhieân phöông aùn naøy ñöôïc thieát keá khi: - Coù hai ñöôøng daây cung caáp töø heä thoáng
- Khi khoâng coù maùy bieán aùp lôùn phuø hôïp vôùi phuï taûi
- Khoâng coù khaû naêng chuyeân chôû vaø xaây laép maùy bieán aùp lôùn
PHÖÔNG AÙN 3
* Phaân tích phöông aùn 3:
Goàm coù 3 MBA caáp 110 / 22 kv vaø 2 MBA caáp 22 /0,4 kv phaàn töï duøng chuùng ñöôïc ñaët song song vôùi nhau
+ Vieäc thieát keá traïm ñaët 3 maùy bieán aùp chæ söû duïng trong tröôøng hôïp ñaëc bieät :
Khi khoâng coù 2 maùy bieán aùp phuø hôïp .
-Traïm bieán aùp ñaõ xaây döïng , khi phaùt trieån phuï taûi khoâng coù khaû naêng thay 2 maùy môùi phaûi ñaët theâm maùy thöù 3
Ñaët 3 maùy bieán aùp thöôøng ñöa ñeán taêng voán ñaàu tö , taêng voán ñaàu tö , taêng dieän tích xaây döïng , phöùc taïp xaây laép . Toùm laïi vieäc ñöa ra moät phöông aùn toái öu khoâng döïa khaû naêng caûm tính , phaùn ñoaùn maø döïa vaøo cô sôû khoa hoïc nghieân cöùu töø tieàn kha thi ñeán khaû thi treân caùc maët so saùnh kinh teá , phaûi ñaûm baûo kyõ thuaät chuyeân ngaønh , ñoàng thôøi xem xeùt ñeán vaán ñeà thieát bò coù treân thò tröôøng khoâng .
II. Choïn sô ñoà noái ñieän:
1. Khaùi nieäm chung veà sô ñoà noái ñieän:
Sô ñoà noái ñieän laø moät hình veõ bieåu dieãn quan heä giöõa caùc thieát bò, caùc khí cuï ñieän vaø coù nhieäm vuï nhaän ñieän töø caùc nguoàn ñieän ñeå cung caáp, phaân phoái cho caùc phuï taûi cuøng moät caáp ñieän aùp.
+ Nguoàn ñieän laø caùc maïch cung caáp ñieän vaøo, coù theå laø MBA, MPÑ, ñöôøng daây cung caáp.
+ Phuï taûi laø caùc maïch ñöa coâng suaát ñieän naêng ra, coù theå laø MBA, ñöôøng daây…
+ Moãi nguoàn hay taûi goïi laø moät phaàn töû cuûa sô ñoà noái ñieän.
Thanh goùp laø nôi taäp trung caùc nguoàn ñieän vaø phaân phoái cho caùc phuï taûi.
Caùc yeâu caàu khi choïn sô ñoà noái ñieän :
+ Tính ñaûm baûo cung caáp ñieän: theo yeâu caàu hay söï quan troïng cuûa phuï taûi maø möùc ñaûm baûo caàn ñaùp öùng. Tính ñaûm baûo cuûa sô ñoà noái ñieän coù theå ñaùnh giaù qua ñoä tin caäy cung caáp ñieän, thôøi gian ngöøng cung caáp ñieän, ñieän naêng khoâng cung caáp ñuû cho caùc hoä tieâu thuï hay laø söï thieät haïi cuûa phuï taûi do khoâng ñaûm baûo cung caáp ñieän.
+ Tính linh hoaït: theå hieän söï thích öùng vôùi caùc cheá ñoä laøm vieäc khaùc nhau.
Ví duï : Khi phaûi ngöøng moät phaàn töû nguoàn hay taûi (cheá ñoä laøm vieäc cöôõng böùc) sô ñoà vaãn vaän haønh bình thöôøng khoâng laøm aûnh höôûng ñeán caùc phuï taûi khaùc.
+ Tính phaùt trieån: sô ñoà noái ñieän caàn thoûa maõn khoâng nhöõng hieän taïi maø caû trong töông lai gaàn khi taêng theâm nguoàn hay taûi, khi phaùt trieån khoâng bò khoù khaên hay phaûi phaù boû, thay ñoåi caáu truùc sô ñoà.
+ Tính kinh teá: theå hieän ôû voán ñaàu tö ban ñaàu vaø caùc chi phí haøng naêm.
Ví duï :Toån thaát ñieän naêng qua MBA.
+ Cuõng caàn quan taâm ñeán tính hieän ñaïi cuûa sô ñoà cuõng nhö xu theá chung, ñaëc bieät söï tieán boä trong cheá taïo, caáu truùc cuûa caùc khí cuï ñieän nhö maùy caét.
Trong luaän vaên naøy yeâu caàu thieát keá moät TBA trung gian laø nôi nhaän ñieän töø nguoàn cuûa heä thoáng cung caáp cho caùc phuï taûi qua caùc MBA loaïi giaûm aùp. Vì vaäy, ta phaûi ñaûm baûo ñaày ñuû caùc yeâu caàu treân khi choïn sô ñoà noái ñieän.
Tuy nhieân, treân thöïc teá ñeå ñaûm baûo caùc yeâu caàu caû veà kinh teá laãn veà kyõ thuaät laø raát khoù. Vì yeâu caàu kyõ thuaät caøng cao thì ñoøi hoûi tính kinh teá caøng lôùn. Neân töø nhöõng maâu thuaån naøy, ta caàn coù söï so saùnh toaøn dieän treân quan ñieåm lôïi ích laâu daøi vaø lôïi ích chung cuûa neàn kinh teá nöôùc ta.
2.Caùc daïng sô ñoà noái ñieän cô baûn
Nhoùm 1:
Sô ñoà nhoùm thöù nhaát coù ñaëc ñieåm chung laø moãi phaàn töû ( nguoàn ,taûi) chæ ñi qua moät maùy caét ñieän .Khi maùy caét ñieän naøy ñoùng thì phaàn töû ñoù môùi laøm vieäc , khi maùy caét caét phaàn töû naøy bò ngöng cung caáp ñieän .
Phuï thuoäc vaøo soá löôïng thanh goùp , nhoùm thöù nhaát coù caùc daïng sô ñoà
a. Sô ñoà moät heä thoáng thanh goùp khoâng phaân ñoaïn:
Hình 2.1: Sô ñoà moät heä thoáng thanh goùp khoâng phaân ñoaïn
Öu ñieåm:
+ Ñôn giaûn, roõ raøng, moãi phaàn töû ñöôïc thieát keá rieâng cho maïch ñoù. Khi vaän haønh söûa chöõa khoâng aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán caùc maïch khaùc.
Khuyeát ñieåm:
+ Khi söûa chöõa maùy caét ñieän treân maïch naøo thì caùc phuï taûi noái vaùo maïch naøy cuõng bò maát ñieän. Thôøi gian ngöøng cung caáp ñieän phuï thuoäc vaøo thôøi gian söûa chöõa maùy caét ñieän ñoù.
Ngaén maïch treân thanh goùp ñöa ñeán caét ñieän toaøn boä caùc phaàn töû. Ngay caû khi caàn söûa chöõa thanh goùp hay caùc dao caùch ly veà phía thanh goùp (goïi laø dao caùch ly thanh goùp) cuõng seõ maát ñieän toaøn boä trong thôøi gian söûa chöõa.
Do caùc öu vaø khuyeát ñieåm treân maø sô ñoà naøy chæ ñöôïc söû duïng khi yeâu caàu veà tính ñaûm baûo khoâng cao, caùc hoä tieâu thuï thuoäc loaïi 3, tröôøng hôïp naøy thöôøng chæ coù moät nguoàn cung caáp.
b. Sô ñoà moät heä thoáng thanh goùp coù phaân ñoaïn:
Hình 2.2: Sô ñoà moät heä thoáng thanh goùp coù phaân ñoaïn
Öu ñieåm:
+ Khi phaân ñoaïn baèng maùy caét thì phuï taûi loaïi 1 seõ ñöôïc cung caáp ñieän töø hai ñöôøng daây noái vaøo hai phaân ñoaïn khaùc nhau, do ñoù khoâng coøn maát ñieän do baát kyø nguyeân nhaân naøo caàn caét, nghæ moät ñöôøng daây hay moät phaân ñoaïn.
+ Khi caàn söûa chöõa chæ tieán haønh cho töøng phaân ñoaïn, vieäc cung caáp ñieän ñöôïc chuyeån cho phaân ñoaïn kia.
+ Khi söï coá treân moät phaân ñoaïn naøo, maùy caét phaân ñoaïn seõ caét cuøng vôùi maùy caét cuûa caùc maïch treân phaân ñoaïn ñoù, phaân ñoaïn coøn laïi vaãn ñaûm baûo cung caáp ñieän bình thöôøng.Taát nhieân trong thôøi gian naøy tính ñaûm baûo coù giaûm nhöng xaùc xuaát xuaát hieän söï coá trong thôøi gian naøy laø thaáp .
+ Neáu bình thöôøng laøm vieäc trong cheá ñoä maùy caét phaân ñoaïn caét neân ñaët theâm boä phaân töï ñoäng ñoùng nguoàn döï phoøng. Nhôø boä phaän naøy khi maát nguoàn cung caáp ñieän treân phaân ñoaïn naøo ñoù, maùy caét phaân ñoaïn seõ töï ñoùng laïi vaø phaân ñoaïn ñöôïc cung caáp töø phaân ñoaïn kia.
Vôùi nhöõng öu ñieåm treân, sô ñoà moät heä thoáng thanh goùp coù phaân ñoaïn baèng maùy caét ñöôïc söû duïng roäng raûi trong caùc TBA khi ñieän aùp khoâng cao laém (10; 22; 35; 110 KV) vaø soá maïch khoâng nhieàu. Ñaëc bieät, hieän nay maùy caét ñieän SF6 coù ñoä tin caäy cao, thôøi gian caàn söûa chöõa baûo quaûn ngaén, thôøi gian ngöøng cung caáp ñieän cho maùy caét cuõng raát beù, neân sô ñoà naøy caøng ñöôïc söû duïng hôn vaø laø sô ñoà chuû yeáu trong caùc TBA cung caáp ñieän hieän nay cuûa nöôùc ta.
c. Sô ñoà moät heä thoáng thanh goùp ñaët theâm thanh goùp voøng:
+ Nhieäm vuï cuûa maùy caét voøng ñeå thay laàn löôït cho baát kyø phaàn töû naøo khi caàn söûa chöõa maø khoâng caàn phaûi ngöøng cung caáp ñieän phaàn töû ñoù baèng caùch ñi voøng qua maùy caét voøng (MCv), thanh caùt voøng (CLv).
+ Nhôø MCv ñoä tin caäy cung caáp ñieän cuûa sô ñoà taêng leân, tuy nhieân sô ñoà theâm phöùc taïp vaø taêng voán ñaàu tö.
+ Maët khaùc, sô ñoà naøy chæ ñöôïc thöïc hieän chuû yeáu vôùi ñieän aùp cao thöôøng töø 110 KV trôû leân vaø soá ñöôøng daây nhieàu.
Hình 2.3: Sô ñoà moät heä thoáng thanh goùp coù thanh goùp voøng
d. Sô ñoà hai heä thoáng thanh goùp:
Hình 2.4 :Sô ñoà hai heä thoáng thanh goùp
Öu ñieåm:
+ Moät heä thoáng thanh goùp laøm vieäc , moät thanh goùp döï phoøng Khi moät thanh goùp bò söï coá, hay söûa chöõa toaøn boä ñöôïc chuyeån sang laøm vieäc vôùi thanh goùp thöù hai, chæ phaûi maát ñieän trong thôøi gian ngaén (thôøi gian thao taùc).
+ Sô ñoà naøy coøn coù öu ñieåm noåi baät laø khi caàn söûa chöõa moät maùy caét cuûa phaàn töû naøo ñoù, duøng maùy caét lieân laïc MCN thay cho maùy caét naøy baèng caùch chuyeån ñöôøng daây ñi qua thanh goùp thöù hai, qua MCN ñi taét qua maùy caét caàn söûa chöõa. Taát nhieân, phaûi ngöøng thôøi gian ngaén ñeå caùch ly vaø noái taét maùy caét caàn söûa chöõa, caùc phaàn töû coøn laïi laøm vieäc treân thanh goùp 1.
Khuyeát ñieåm:
+ Khuyeát ñieåm cuûa sô ñoà 2 thanh goùp laø phöùc taïp khi xaây döïng cuõng nhö vaän haønh. Ñaëc bieät ñoùng caét dao caùch ly neáu nhaèm coù theå gaây haäu quaû nghieâm troïng.
Maëc duø coù öu ñieåm hôn vaø khaéc phuïc ñöôïc moät soá khuyeát ñieåm cuûa sô ñoà moät thanh goùp nhöng ñeå naâng cao hôn tính ñaûm baûo cuõng coù theå :
_ Phaân ñoaïn moät thanh goùp : thanh goùp naøy trôû thaønh thanh goùp chính , thanh goùp kia trôû thaønh thanh goùp phuï , thanh goùp phuï chæ thay moät phaân ñoaïn khi caàn söûa chöõa , do ñoù tính baûo ñaûm cao hôn
Hình 2.5: Sô ñoà hai heä thoáng thanh goùp coù phaân ñoaïn moät thanh goùp
_ Ñaët theâm thanh goùp voøng ( sô ñoà 2 heä thoáng thanh goùp coù thanh goùp voøng) ÔÛ ñaây maùy caét voøng vaø maùy caét lieân laïc khoâng baét buoät ñoàng thôøi , khi soá ñöôøng daây khoâng nhieàu laém coù ._.theå boû bôùt maùy caét lieân lac.
Hình 2.6: Sô ñoà hai heä thoáng coù thanh goùp voøng
** Hai sô ñoà naøy thöôøng chæ öùng duïng khi ñieän aùp cao töø 110 KV trôû leân vaø soá ñöôøng daây nhieàu. Sô ñoà laø nôi taäp trung cuûa nhieàu nguoàn lôùn, ví duï nhö TBA trung taâm.
Nhoùm 2:
a. Sô ñoà hai heä thoáng thanh goùp coù hai maùy caét treân moät maïch:
Sô ñoà coù ñoä tin caäy cao, khi söûa chöõa hay söï coá treân moät thanh goùp thì taát caû caùc phaàn töû ñeàu khoâng bò caét vaø laøm vieäc treân thanh goùp coøn laïi töông töï sô ñoà moät heä thoáng thanh goùp. Söûa chöõa baát kyø maùy caét naøo chæ caàn maùy caét ñoù vaø hai dao caùch ly hai beân. Tuy nhieân, sô ñoà caàn söû duïng nhieàu maùy caét. Noù chæ ñöôïc söû duïng ôû nhöõng nôi quan troïng trong heä thoáng ñieän vaø vôùi ñieän aùp töø 220 KV trôû leân.
Hình 2.7: Sô ñoà hai heä thoáng coù 2 maùy caét treân moät maïch
b. Sô ñoà hai heä thoáng thanh goùp vôùi ba maùy caét treân hai maïch:
Khi laøm vieäc bình thöôøng taát caû caùc maùy caét ñeàu ñoùng. Ñaëc ñieåm cuûa sô ñoà naøy laø coù moät maùy caét chung cho hai maïch, tuy vaän haønh ñaûm baûo toát nhöng tính linh hoaït keùm hôn sô ñoà hai heä thoáng thanh goùp coù hai maùy caét treân moät maïch. Khi phaûi caét baát kyø maùy caét naøo, doøng ñieän chaïy qua caùc maùy caét seõ khaùc nhau vaø khaùc vôùi tình traïng bình thöôøng. Ñieàu naøy laøm khoù khaên cho chænh ñònh baûo veä rôle, cho neân khi thay ñoåi cheá ñoä laøm vieäc phaûi chænh ñònh laïi baûo veä rôle.
Hình 2.8: Sô ñoà hai heä thoáng coù 3 maùy caét treân hai maïch
c. Sô ñoà ña giaùc:
Sô ñoà naøy coù khuyeát ñieåm laø khi söûa chöõa moät maùy caét baát kyø thì ña giaùc khoâng coøn kín ñöa ñeán phaân phoái doøng ñieän qua n maùy caét khoâng ñoái xöùng, doøng ñieän qua maùy caét coù theå taêng hai, ba laàn so vôùi bình thöôøng. Do ñoù phaûi chænh ñònh laïi doøng ñieän cho caùc baûo veä rôle…. Ñaëc bieät khi soá caïnh taêng nhieàu daãn ñeán khi söï coá treân moät phaàn töû naøo ñoù coù theå laøm ngöng cung caáp ñieän moät soá maïch khaùc.
Maët khaùc, sô ñoà naøy thöôøng söû duïng ôû ñieän aùp cao cuûa caùc nhaø maùy thuyû ñieän vì ôû ñaây ít khaû naêng phaùt trieån ñöôøng daây vaø nguoàn…
Hình 2.9: Sô ñoà ña giaùc
a) Sô ñoà tam giaùc; b) Sô ñoà luïc giaùc
Nhoùm 3:
Caùc sô ñoà thuoäc nhoùm 1, 2 caùc phaàn töû ñeàu ñi qua moät hoaëc hai maùy caét, khoâng coù maïch naøo khoâng ñöôïc baûo veä baèng maùy caét. Coøn trong sô ñoà thuoäc nhoùm 3, coù moät hay hai maïch khoâng coù ñaët maùy caét maø chæ ñaët dao caùch ly; do ñoù tyû soá maùy caét treân soá maïch nhoû hôn moät, tröôøng hôïp ñaëc bieät khoâng caàn ñaët maùy caét naøo.
Taát nhieân, sô ñoà nhoùm naøy ñôn giaûn hôn, voán ñaàu tö beù nhöng ñoä tin caäy cung caáp cuõng beù hôn, chæ ñöôïc söû duïng trong moät soá tröôøng hôïp nhaát ñònh.
3.Choïn sô ñoà noái ñieän
Traïm bieán aùp cuûa ta thieát keá theo 3 phöông aùn , nhöng chæ coù phöông aùn 2 vaø 3 laø khaû thi , ban ñaàu ta ñöa ra 2 sô ñoà noái ñieän goàm sô ñoà 2 (MBA) vaø sô ñoà 3 (MBA) sau ñoù ta so saùnh veà moïi maët kyõ thuaät , kinh teá roài thoáng nhaát moät sô ñoà noái ñieän cho traïm .Ta phaân boá caùc thieát bò vaø khí cuï trong sô ñoà noái ñieän ôû caùc caáp ñieän aùp nhö sau:
a.Phía caáp ñieän aùp 110 (kV) .
Heä thoáng moät thanh caùi coù phaân ñoaïn .
+ 2 maùy caét ñöôøng daây cung caáp nguoàn.
+ 2 maùy caét ñöôøng daây töø thanh goùp ñeán maùy bieán aùp 110 /22KV
+ 1 maùy caét phaân ñoaïn .
+ 8 dao caùch ly.
b.Phía caáp ñieän aùp 22 (kV).
Heä thoáng moät thanh goùp coù phaân ñoaïn.
+ 14 maùy caét hôïp boä ñeán caùc phuï taûi
tieâu thuï.
+ 1 maùy caét phaân ñoaïn.
+ 2 maùy caét cho maïch töï duøng.
+ 2 maùy caét töø ñaàu haï maùy bieán aùp ñeán thanh goùp haï aùp .
Sô ñoà noái ñieän duøng 2 maùy bieán aùp
CHÖÔNG 3
CHOÏN MAÙY BIEÁN AÙP
I.KHAÙI NIEÄM
_ Maùy bieán aùp (MBA) laø thieát bò bieán ñoåi ñieän naêng töø ñieän aùp cao sang ñieän aùp thaáp hoaëc ngöôïc laïi. Ñieän naêng ñöôïc saûn xuaát töø nhaø maùy ñieän (NMÑ) ñöôïc truyeàn taûi ñeán caùc thieát bò tieâu thuï ñieän thöôøng ôû xa, phaûi qua ñöôøng daây truyeàn taûi cao theá 500; 220; 110 KV… thöôøng qua moät soá MBA taêng töø ñieän aùp maùy phaùt (UMP) leân ñieän aùp töông öùng, ôû cuoái ñöôøng daây cao aùp laïi caàn MBA giaûm veà ñieän aùp thích hôïp vôùi maïng phaân phoái. Ví duï 66 ; 22;15; 0.4 KV…
_ Trong thieát keá laép ñaët moät traïm bieán aùp thì vieäc löïa choïn maùy laø moät khaâu quan troïng , maëc khaùc toång coâng suaát caùc maùy bieán aùp raát lôùn baèng khoaûng 4 ñeán 5 laàn toång coâng suaát maùy phaùt ñieän ,chieám moät phaàn lôùn trong toång soá voán ñaàu tö, do ñoù ngöôøi ta mong muoán choïn soá löôïng maùy bieán aùp ít vaø coâng suaát nhoû maø vaãn ñaûm baûo an toaøn cung caáp ñieän cho caùc hoä tieâu thuï Vì vaäy caàn phaûi nghieân cöùu kyõ caùc phöông aùn thieát keá. Caùc phöông aùn vaïch ra phaûi ñaûm baûo cung caáp ñieän lieân tuïc cho caùc hoä tieâu thuï vaø phaûi khaùc nhau veà caùch gheùp noái maùy bieán aùp vôùi caùc caáp ñieän aùp, veà soá löôïng vaø dung löôïng cuûa maùy bieán aùp.
_ Khi tính toaùn ñeå choïn maùy bieán aùp , ngöôøi ta cuõng quan ñeán vaán ñeà tuoåi thoï cuûa maùy , maø nguyeân nhaân ñöôïc xaùc ñònh bôûi quaù trình giaø hoaù caùch ñieän cuoän daây , noùi caùch khaùc ñi noù phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä cuoän daây ,thoâng thöôøng tuoåi thoï cuûa maùy chöøng 15 naêm , döïa vaøo ñoù tính toaùn caùc khaû naêng sau naøy laø môû roäng traïm vôùi coâng suaát lôùn hôn , hay thay maùy bieán aùp môùi khi toác ñoä veà nhu caàu ñieän phaùt trieån.
_ Maëc duø hieäu suaát cuûa MBA töông ñoái cao ,maùy bieán aùp coâng suaát raát lôùn ñaït khoaûng 99,5%, nhöng toån thaát ñieän naêng haøng naêm trong MBA raát lôùn. Bôûi vaäy ngöôøi ta mong muoán giaûm soá baäc bieán aùp, giaûm coâng suaát ñaët cuûa bieán aùp vaø söû duïng chuùng coù hieäu quaû hôn. Ñieàu ñoù coù theå ñaït ñöôïc baèng caùch thieát keá heä thoáng ñieän moät caùch hôïp lyù, duøng MBA töï ngaãu trong tröôøng hôïp coù theå (110(kV) trôû leân, coù trung tính tröïc tieáp noái ñaát ) taän duïng khaû naêng quaù taûi cuûa MBA, khoâng ngöøng caûi tieán caáu taïo cuûa MBA , goùp phaàn naâng cao ñoä tin caäy vaø tieát kieäm nguyeân vaät lieäu
_ Neáu traïm chæ ñaët moät maùy bieán aùp thì choïn coâng suaát ñònh möùc cuûa noù treân cô sôû coù xeùt ñeán khaû naêng quaù taûi thöôøng xuyeân cuûa maùy bieán aùp ñoù.
_ Neáu traïm ñaët hai maùy bieán aùp thì choïn coâng suaát ñònh möùc cuûa noù phaûi xeùt ñeán khaû naêng quaù taûi söï coá khi hoûng moät trong hai maùy bieán aùp ñoù . MBA hai cuoän daây chæ neân ñaët ôû traïm maø trong töông lai traïm ñoù coù theå caáp ñieän aùp haï khaùc hoaëc phuï taûi cuûa caáp naøy nhoû hôn ( 10 ¸ 15%) coâng suaát .Trong ñieàu kieän laøm vieäc bình thöôøng caû hai maùy bieán aùp ñeàu non taûi .
_ Neáu traïm coù ba caáp ñieän aùp thì neân ñaët maùy bieán aùp ba daây quaán hay maùy bieán aùp töï ngaãu . MBA ba cuoän daây duøng khi caàn coù hai caáp ñieän aùp ra Trong ña soá tröôøng hôïp cho thaáy raèng , duøng loaïi maùy bieán aùp naøy coù lôïi veà maët kinh teá hôn so vôùi maùy bieán aùp hai cuoän daây .Maùy bieán aùp töï ngaãu giaûm aùp thì luoân luoân coù lôïi veà maët kinh teá so vôùi maùy bieán aùp ba cuoän daây. Giaù thaønh MBA ba pha nhoû hôn khoaûng (10 ¸ 25%) , coøn toån hao naêng löôïng vaän haønh nhoû hôn ( 12 ¸ 15%) . So vôùi nhoùm ba MBA moät pha cuøng moät coâng suaát. Toå MBA moät pha chæ duøng khi khoâng coù khaû naêng cheá taïo MBA ba pha vôùi coâng suaát lôùn caàn thieát hoaëc ñieàu kieän chuyeân chôû khoâng cho pheùp. ; nhöng vieäc duøng maùy bieán aùp töï ngaãu chæ trong tröôøng hôïp löôùi ñieän cao aùp va øtrung ñeàu coù trung tính tröïc tieáp noái ñaát .
_ Neáu traïm bieán aùp coù lieân quan ñeán phía ñieän aùp thaáp (ñieän aùp trung) cuûa nhaø maùy thì luùc löïa choïn maùy bieán aùp cho traïm caàn phaûi tính ñeán nhöõng luoàng coâng suaát phuï trao ñoåi giöõa nhaø maùy ñieän vôùi heä thoáng.
Thoáng keá caùc loaïi maùy bieán aùp thöôøng duøng:
+ Maùy bieán aùp 3 pha, 2 cuoän daây , coù cuoän caân baèng.
+ Maùy bieán aùp goàm 1 pha , 3 ha.
+ Maùy bieán aùp coù cuoän daây phaân chia .
+ Maùy bieán aùp töï ngaãu goàm 1 pha , 3 pha.
+ Maùy bieán aùp coù vaø khoâng ñieàu chænh döôùi taûi.
II. CAÙC LOAÏI QUAÙ TAÛI CUÛA MBA VAØ PHAÏM VI SÖÛ DUÏNG
1.Caùc loaïi quaù taûi cuûa maùy bieán aùp
Khi moät traïm bieán aùp hoaït ñoäng vôùi moät coâng suaát ñònh möùc, ñeå ñaûm baûo ñöôïc tính hoaït ñoäng laâu daøi vaø oån ñònh cuûa maùy bieán aùp , ta neân tính ñeán khaû naêng quaù taûi cuûa chuùng.
a.Quaù taûi bình thöôøng :
Quy taéc naøy ñöôïc aùp duïng khi cheá ñoä bình thöôøng haèng ngaøy coù nhöõng luùc maùy bieán aùp vaän haønh non taûi vaø coù nhöõng luùc vaän haønh quaù taûi
Trình töï tính toaùn nhö sau:
_ Döïa vaøo ñoà thò phuï taûi MBA choïn coù coâng suaát beù hôn Smax vaø lôùn hôn Smin ( Smin <SB < Smax)
_ Ñaúng trò ñoà thò phuï taûi maùy bieán aùp thaønh ñoà thò chæ coù baäc K1,K2 öùng vôùi thôøi gian T2
_ Töø ñöôøng cong khaû naêng taûi cuûa maùy bieán aùp coù coâng suaát vaø nhieät ñoä ñaúng trò moâi tröôøng xung quanh töông öùng (hình 3.1) xaùc ñònh khaû naêng quaù taûi cho pheùp K2cp töông öùng vôùi K1,K2
Hình 3.1.Ñöôøng cong ñeå xaùc ñònh khaû naêng taûi cuûa maùy bieán aùp
_ So saùnh heä soá quaù taûi cho pheùp K2cp vôùi K2 ñeå keát luaän cheá ñoä quaù taûi cuûMBA Neáu K2cp ³ K2 nghóa laø maùy bieán aùp ñaõ choïn coù khaû naêng vaän haønh vôùi ñoà thò phuï taûi ñaõ cho maø khoâng luùc vöôït quaù 140oC, vaø tuoåi thoï cuûa maùy bieán aùp vaãn ñaûm baûo.
Neáu K2cp < K2 töùc maùy bieán aùp ñaõ choïn khoâng coù khaû naêng ñaûm baûo hai ñieàu kieän treân .Do ñoù phaûi choïn maùy bieán aùp coù coâng suaát lôùn hôn. Khi ñaõ choïn coâng suaát maùy bieán aùp lôùn hôn Smax cuûa ñoà thò phuï taûi khoâng caàn phaûi kieåm tra khaû naêng naøy. Caùch ñaúng trò ñoà thò phuï taûi veà ñoà thò phuï taûi 2 baäc _ Caên cöù vaøo SB cuûa MBA tính heä soá taïi Ki cuûa caùc baäc ñoà thò phuï taûi
Ki =
Neáu Ki > 1 thì quaù taûi
Neáu Ki 1 theo coâng thöùc
Kñt2 =
Neáu Kñt2 >0,9 Kmax thì K2 =Kñt vaø T2 =STi
Neáu <0,9 thì K2 =0,9 Kmax vaø T2 =
Trong tröôøng hôïp coù nhieàu vuøng khoâng lieân tuïc coù K>1 chæ laáy vuøng naøo coù S lôùn nhaát ñeå tính K2 ,caùc vuøng coøn laïi seõ xeùt khi xaùc ñònh K1
Trong tröôøng hôïp ñaëc bieät chæ coù moät baäc K >1 , luùc ñoù K2 =Kmax vaø T2 =Ti
_ Xaùc ñònh K1 : chæ caàn ñaúng trò ñoà thò phuï taûi trong khoaûng thôøi gian 10 giôø tröùôc vuøng tính K2 , theo bieåu thöùc sau:
Kñt1 =
Neáu vuøng tröôùc K2 khoâng ñuû 10 giôø coù theå laáy 10 giôø sau vuøng K2 .Neáu caû tröôùc vaø sau vuøng K2 ñeàu beù hôn 10 giôø thì goäp phaàn phía sau ra phía tröôùc cho ñuû 10 giôø vì ñaây laø ñoà thò phuï taûi haøng ngaøy phaàn naøy seõ laø phaàn ñaàu cuûa ngaøy tröôùc .
Neáu caû hai phaàn tröôùc vaø sau khoâng ñuû 10 giôø vaäy phaàn quaù taûi ñaõ cho coù T2 lôùn hôn 14 giôø neân maùy bieán aùp khoâng coù khaû naêng taûi vôùi ñoà thò phuï taûi ñaõ cho , khoâng caàn tieáp tuïc tính maø phaûi naâng coâng suaát maùy bieán aùp leân vaø tính toaùn laïi.
b. Quaù taûi söï coá :
Ñoù laø quaù taûi cho pheùp maùy bieán aùp laøm vieäc vôùi ñieàu kieän söï coá ( ví duï nhö bò hö hoûng moät maùy bieán aùp khi hai maùy laøm vieäc song song) maø khoâng gaây hoûng chuùng. Nhö vaäy trò soá quaù taûi cho pheùp ñöôïc quyeát ñònh sao cho nhieät ñoä cuûa cuoän daây vaø daàu cuûa maùy bieán aùp trò soá cho pheùp ñeå khoûi aûnh höôûng ñeán söï laøm vieäc bình thöôøng tieáp theo cuûa maùy. Nhieät ñoä cho pheùp cöïc ñaïi ñoái vôùi daàu laø 115oC vaø ñoái vôùi ñieåm noùng nhaát cuûa caùch ñieän cuoän daây laø 140oC .
Trong ñieàu kieän laøm vieäc ñoù, maùy bieán aùp ñöôïc pheùp quaù taûi 40% neáu thôøi gian quaù taûi cuûa maùy khoâng vöôït quaù 6 giôø trong 5 ngaøy ñeâm vaø heä soá phuï taûi baäc moät K1 khoâng vöôït quaù 0,93 ; K2 <1,4 ; T2 < 6 giôø.
Quaù taûi söï coá cho pheùp k2cp = 1,4 neân xem nhö moät heä soá tính toaùn naøo ñoù, söû duïng khi löïa choïn maùy bieán aùp theo ñieàu kieän quaù taûi söï coá. Trò soá quaù taûi cho pheùp trong vaän haønh ñöôïc quyeát ñònh phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän cuï theå nhö ñoà thò phuï thaûi vaø nhieät ñoä moâi tröôøng laøm maùt.
c. Quaù taûi ngaén haïn cuûa maùy bieán aùp
Trong tröôøng hôïp ñaëc bieät , ñeå haïn cheá caét phuï taûi , coù theå vaän haønh theo khaû naêng quaù taûi ngaén haïn cuûa maùy bieán aùp, luùc ñoù ta söû duïng baûng sau:
Khaû naêng non taûi
1,3
1,45
1,6
1,75
2
3
Thôøi gian quaù taûi (phuùt)
120
80
45
20
10
1,5
Khi söû duïng khaû naêng naøy söï hao moøn veà chaát caùch ñieän coù theå baèng söï hao moøn khi vaän haønh vôùi Sñm trong 10 giôø vôùi nhieät ñoä moâi tröôøng xung quanh baèng ñònh möùc 20o C nhöng caàn kieåm tra nhieät ñoä lôùp daàu treän maët khoâng vöôït quaù 140o C .Qui taéc quaù taûi naøy chæ daønh cho nhaân vieân vaän haønh khoâng xeùt khi thieát keá vaø tính toaùn choïn maùy bieán aùp .
2. Phaïm vi söû duïng cuûa maùy bieán aùp .
Giaû söû trong maùy bieán aùp söû duïng caùch ñieän loaïi A thì nhieät ñoä giôùi haïn naøy töø 80oC ñeán 140oC , nhö vaäy khi vaän haønh vôùi nhieät ñoä beù hôn 80oC thì khoâng aûnh höôûng ñeán tuoåi thoï cuûa maùy bieán aùp , neáu quaù 140oC caùch ñieän seõ bò phaù hoûng, maùy bieán aùp hö , seõ chaùy do caùch ñieän khoâng baûo ñaûm gaây ngaén maïch beân trong maùy bieán aùp , trong tröôøng hôïp vaän haønh trong giôùi haïn töø 80oC ñeán 140oC thì lôùp caùch ñieän aûnh höôûng vaø maùy bieán aùp seõ bò giaø coåi .
Caùch xaùc ñònh tuoåi thoï V cuûa maùy bieán aùp ñöôïc tính theo bieåu thöùc :
V =A .
trong ñoù : A ,a laø haèng soá phuï thuoäc vaøo vaät lieäu caùch ñieän
: nhieät ñoä ñieåm noùng nhaát töùc laø cd cuûa maùy bieán aùp .
III. TÍNH TOAÙN CHOÏN MAÙY BIEÁN AÙP
Nhö ñaõ phaân tích ôû treân vieäc choïn maùy bieán aùp phuø hôïp vôùi coâng suaát traïm laø voâ cuøng quan troïng , goùp phaàn ñaùnh giaù chaát löôïng traïm , vì theá khi löïa choïn ta tieán haønh theo nhieàu phöông aùn khaùc nhau .
Ta coù ñoà thò phuï taûi toång hôïp traïm
Nhìn vaøo ñoà thò phuï taûi toång hôïp traïm ta thaáy Smax = 75,5 MVA, Smin = 45,5 MVA
a. Phöông aùn 1
+ Trong phöông aùn 1 naøy ta ñaët moät maùy bieán aùp giöõa caáp ñieän aùp 110/22 kV
+ Döïa vaøo ñoà thò phuï taûi toång hôïp toaøn traïm ta tính coâng suaát trung bình cuûa traïm , sau ñoù löïa choïn maùy bieán aùp.
Stb =
+ Ñoái vôùi traïm ñaët moät maùy bieán aùp ta kieåm tra maùy bieán aùp theo ñieàu kieän quaù taûi thöôøng xuyeân .
+ Döïa vaøo coâng suaát trung bình vaø ñoà thò phuï taûi maø ta choïn maùy bieán aùp coù coâng suaát ñònh möùc SñmBA = 63 MVA
+ Ñoà thò phuï taûi bieåu dieãn moái quan heä coâng suaát traïm vaø coâng suaát ñònh möùc maùy bieán aùp
+ Kieåm tra khaû naêng quaù taûi thöôøng xuyeân cuûa maùy bieán aùp .
Theo ñoà thò phuï taûi thì thôøi gian quaù taûi cuûa maùy bieán aùp laø 8 giôø.
Ta laäp baûng thoáng keâ caùc thoâng soá xeùt xem maùy bieán aùp S ñmBA =63MVA coù cho pheùp laøm vieäc vôùi ñoà thò phuï taûi ñaõ cho khoâng.
i
1
2
3
4
5
6
Si (MVA)
45,5
60,5
69,5
60,5
75,5
51,5
Ki=Si/63
0,72
0,96
1,103
0,96
1,198
0,82
(Ki)2
0,52
0,92
1,216
0,92
1,436
0,67
Ti (giôø)
4
4
4
4
4
4
Ki2.Ti
2,08
3,68
4,84
3,68
5,04
2,68
Xaùc ñònh K 2 , T2 baèng caùch ñaúng trò vuøng coù K>1 :
K2ñt ===1,151
® do ñoù K2 = K2ñt =1,151 vaø T2 =STi = 8 giôø
K1 ñöôïc xaùc ñònh 10 giôø sau vuøng K2 , ta thaáy caû tröôùc vaø sau vuøng K2 ñeàu beù hôn 10 giôø ta hoäp phaàn phía sau ra phía tröôùc cho ñuû 10 giôø.
K1 ===0,84
Vôùi K1 = 0,84 vaø T2 = 8 giôø , ta tra baûng ñöôøng cong quaù taûi cuûa maùy bieán aùp ta tìm ñöôïc Kcp =1,08 < K2 =1,151 neân maùy bieán aùp khoâng coù khaû naêng taûi vôùi ñoà thò phuï taûi treân.
Do ñoù ta taêng coâng suaát maùy bieán aùp leân, töùc laø choïn MBA coù coâng suaát 80 MVA. Nhö vaäy ta deã daøng thaáy raèng vôùi MBA coù coâng suaát laø 80 MVA thì ñieàu kieän quaù taûi bình thöông luoân thoûa maõn vì ñaùp öùng coâng suaát cöïc ñaïi
Smax = 75,5 MVA.
b. Phöông aùn 2
Trong phöông aùn 2 naøy ta tieán haønh ñaët 2 maùy bieán aùp song song , coù coâng suaát ñònh möùc SñmBA = 40 MVA
Khi laøm vieäc bình thöôøng 2 maùy khoâng theå bò quaù taûi vì coâng suaát ñònh möùc toång cuûa hai maùy lôùn hôn so vôùi coâng suaát cöïc ñaïi cuûa phuï taûi.
Xeùt moät maùy bieán aùp xaûy ra söï coá thì maùy coøn laïi ñöôïc pheùp vaän haønh trong tình traïng quaù taûi 40% vôùi thôøi gian 6 giôø trong 5 ngaøy ñeâm .Luùc ñoù coâng suaát taûi toái ña cuûa maùy bieán aùp 1,4x SñmBA =1,4 x 40=56 MVA < Smax = 75,5
Nhö vaäy khi 1 maùy bò söï coá thì maùy bieán aùp coøn laïi khoâng theå laøm vieäc vôùi ñoà thò phuï taûi ñaõ cho , maùy bieán aùp ôõ raïng thaùi quaù taûi ,do ñoù traïm phaûi caét caùc phuï taûi khoâng quan troïng
c. Phöông aùn 3
Trong phöông aùn 3 naøy ta ñaët 2 maùy bieán aùp cuøng loaïi song song cho traïm.
Toång coâng suaát cöïc ñaïi Smax =75,.5 MVA + Ta choïn maùy bieán aùp theo ñieàu kieän sau:
SBA ³ , do ñoù SBA ³ = = 53,92 MVA
( Kqtsc laø heä soá phuï taûi söï coá thoâng thöôøng Kqtsc = 1,4) + Ta choïn 2 maùy bieán aùp moãi maùy coù coâng suaát SñmBA = 63 MVA
Khi 1 maùy bò söï coá thì MBA coøn laïi phaûi cung caáp ñuû coâng suaát phuï taûi
1,4 SñmBA =1,4.63 = 88,2 MVA > Smax =75,5 MVA
Tuy nhieân nhìn vaøo ñoà thò phuï taûi traïm ta thaáy thôøi gian quaù taûi laø 8 giôø vöôït qua giôùi haïn cho pheùp chæ xaûy ra 6 giôø trong 5 ngaøy ñeâm .Do ñoù ta seõ caét caùc phuï taûi khoâng quan troïng trong voøng 2 giôø ( töø 18 giôø ñeán 20 giôø toái)
Coâng suaát bò caét sau 2 giôø :S18®20 – SñmBA = 75,5 – 63 = 12,5 MVA
Sô ñoà phuï taûi sau khi caét töø 18 giôø ñeán 20 giôø
K1 ñöôïc xaùc ñònh 10 giôø sau vuøng K2 , ta thaáy caû tröôùc vaø sau vuøng K2 ñeàu beù hôn 10 giôø ta hoäp phaàn phía sau ra phía tröôùc cho ñuû 10 giôø.
K1 ===0,84 <0,93
Xaùc ñònh K 2 , baèng caùch ñaúng trò vuøng coù K>1 :
K2ñt ===1,135
® do ñoù K2 = K2ñt =1,135
Keát luaän : Vaäy laø khi caét phuï taûi töø 18 giôø ñeán 20 giôø toái thì maùy bieán aùp coù theå vaän haønh vôùi ñoà thò phuï taûi sau khi caét thoaû maõn ñieàu kieän khoâng quaù 6 giôø trong 5 ngaøy ñeâm .
Sau khi tính toaùn chi tieát thì thoaû maõn caùc ñieàu kieän veà quaù taûi söï coá sau:
K1=0,84 <0,93 ;K2 =1,135 < 1,4 ;T2 = 6 giôø
Tuy nhieân vieäc caét ñieän laø khoâng mong muoán , tuy thuoäc vaøo ñieàu kieän vaän haønh cuï theå maø caét phuï taûi hôïp lí, giaûm thieät haïi toái thieåu.
Vôùi nhöõng ñieàu kieän treân ta choïn MBA cho phöông aùn 3 do haõng AEG cheá taïo coù caùc thoâng soá sau .
Coâng suaát ñònh möùc
SñmB = 63 MVA.
Ñieän aùp ñònh möùc
UñmB = 115 / 23 ( 15,75)kV
Toån hao ngaén maïch
D PN = 245 kW
Toån hao khoâng taûi
D Po = 59kW
Ñieän aùp ngaén maïch
UN% = 14%.
Doøng ñieän khoâng taûi
Io = 0,6 A.
Kích thöôùc MBA
Chieàu daøi : a = 6700 mm
Chieàu roäng : b = 5200 mm
Chieàu cao : h = 6200 mm
Soá löôïng maùy
2
Giaù tieàn
550000 USD
d. Phöông aùn 4 Trong phöông aùn 4 naøy ta tieán haønh ñaët 3 maùy bieán aùp song song , coù coâng suaát ñònh möùc SñmBA = 40 MVA do haõng AEG cheá taïo coù caùc thoâng soá sau :
Coâng suaát ñònh möùc
SñmB = 40 MVA.
Ñieän aùp ñònh möùc
UñmB = 115 / 23 (kV)
Toån hao ngaén maïch
D PN = 175 kW
Toån hao khoâng taûi
D Po = 42kW
Ñieän aùp ngaén maïch
UN% = 12,5%.
Doøng ñieän khoâng taûi
Io = 0,6 A.
Kích thöôùc MBA
Chieàu daøi : a = 6000 mm
Chieàu roäng : b = 5700 mm
Chieàu cao : h = 6000 mm
Soá löôïng maùy
3
Giaù tieàn
380000 USD
Xeùt ñieàu kieän maùy bieán aùp laøm vieäc bình thöôøng , 3 maùy laøm vieäc song song neân coâng suaát truyeàn taûi qua maùy bieán aùp laø Sñm3BA = 3.40 =120 MVA
Kpt =
Doù ñoù moãi maùy bieán aùp ñeàu laøm vieäc non taûi. Xeùt ñieàu kieän 1 maùy bò söï coá thì coâng suaát truyeàn taûi qua 2 maùy coøn vaãn lôùn hôn coâng suaât Phöông aùn naøy coù nhöïôc ñieåm laø maùy luoân vaän haønh non taûi neân khoâng kinh teá do phaûi ñaët 3 maùy bieán aùp , toån thaát ñieän naêng cuõng lôùn hôn caùc phöông aùn khaùc , ñoøi hoûi dieän tích xaây döïng lôùn , ñoàng thôøi do 3 maùy neân coù theâm thanh goùp ,laøm soá löôïng khí cuï ñieän cuõng taêng theo,daãn ñeán taêng voán ñaàu tö .Tuy nhieân ôû phöông aùn naøy coù keá hoaïch laâu daøi ta coù theå phaùt trieån hay môû roäng ñöôïc phuï taûi cho sau naøy.
BAÛNG TOÙM TAÉT CAÙC PHÖÔNG AÙN
Phöông aùn
Soámaùy bieán aùp
Coâng suaát moãi maùy (MVA)
Öu ñieåm
Khuyeát ñieåm
1
1
63
+Phöông aùn ñôn giaûn, ít voán ñaàu tö do coù 1 maùy , toån hao ñieän naêng thaáp .
+ Ñoä tin caäy cung caáp ñieän keùm khi maùy bò söï coá thì taát caû phuï taûi bò caét .
2
2
40
+Phöông aùn 2 khaû thi hôn phöông aùn 1,do coâng suaát nhoû neân toån thaát ít, khi laøm vieäc bình thöôøng khoâng bò quaù taûi
+ Khi 1 maùy bi söï coá , khoâng coù khaû naêng taûi daãn ñeán caét phuï taûi , ñoä tin caäy khoâng cao laém.
3
2
63
+Ñoä tin caäy cung caáp ñieän cao, khi 1 maùy bò söï coá vaãn ñaûm baûo vaän haønh
+ Khi 1 maùy bò coá thôøi gian quaù taûi 8 giôø neân phaûi caét phuï taûi
4
3
40
+ Phöông aùn 4 cho keá hoaïch phaùt trieån laâu daøi hay môû roäng phuï taûi sau naøy.
+ Voán ñaàu tö lôùn , chieám dieän tích xaây döïng lôùn , thöôøng vaän haønh non taûi neân toån thaát ñieän naêng cao.
TOÙM LAÏI : Khi phaân tích 4 phöông aùn ta thaáy phöông aùn 3 vaø 4 ñoä tin caäy cung caáp ñieän cao hôn phöông aùn 1 vaø 2, do ñoù ta choïn phöông aùn 3 vaø 4 ñeå tính toaùn , so saùnh nhaèm ñöa ra phöông aùn toái öu ñeå thi coâng.
CHÖÔNG 4
TÍNH TOÅN THAÁT ÑIEÄN NAÊNG MAÙY BIEÁN AÙP
I.KHAÙI NIEÄM
+ Khi truyeàn taûi ñieän naêng töø thanh caùi nhaø maùy ñieän ñeán caùc hoä duøng ñieän ta phaûi duøng daây daãn , neân moät phaàn ñieän naêng taát nhieân bò tieâu hao do ñoát noùng daây daãn. Phaàn tieâu hao ñoù goïi laø toån thaát ñieän naêng. Maùy bieán aùp cuõng vaäy , khi coù doøng ñieän chaïy qua daây daãn hay cuoän daây , loõi theùp cuûa maùy bieán aùp , vì chuùng coù ñieän trôû vaø ñieän khaùng neân bao giôø cuõng coù moät toån thaát nhaát ñònh veà coâng suaát taùc duïng ΔP vaø coâng suaát phaûn khaùng ΔQ.
_ Toån thaát saét khoâng phuï thuoäc vaøo phuï taûi vaø baèng toån thaát khoâng taûi cuûa maùy bieán aùp
_ Toån thaát ñoàng phuï thuoäc vaøo phuï taûi , khi phuï taûi baèng coâng suaát ñònh möùc cuûa maùy bieán aùp thì toån thaát ñoàng baèng toån thaát ngaén maïch.
+ Soá ñieän naêng ΔA maát maùt do bieán thaønh nhieät laøm noùng daây daãn vaø maùy bieán aùp , cuoái cuøng toûa ra ngoaøi khoâng khí, khoâng mang laïi moät hieäu qua kinh teá naøo.
Trong caùc maïng ñieän nhoû, toån thaát Δ P vaø ΔA khoâng thaønh vaán ñeà lôùn, vì toån thaát khoâng lôùn. Nhöng ôû caùc heä thoáng ñieän lôùn, soá toån thaát naøy raát lôùn vaøo khoaûng 10 - 15% so vôùi toång coâng suaát truyeàn taûi.
+ Löôïng ñieän bò toån thaát ñoù, taát nhieân cuõng phaûi do NMÑ cung caáp. Keát quaû laø voán ñaàu tö nguoàn phaùt cao vì thieát bò phaùt ñieän phaûi taêng. Ngoaøi ra, toån thaát caøng lôùn thì phaûi chi phí theâm nhieân lieäu: than, daàu, nöôùc, … do ñoù giaù thaønh saûn xuaát ñieän cao, daãn ñeán giaù baùn ñieän cao, khoâng coù lôïi cho vieäc phaùt trieån kinh teá vaø phuïc vuï daân sinh.
+ Toån thaát coâng suaát phaûn khaùng Δ Q tuy khoâng aûnh höôûng tröïc tieáp tôùi möùc phí toån veà nhieân lieäu, nhöng gaây ra tình traïng khoâng ñuû coâng suaát phaûn khaùng cung caáp cho caùc hoä duøng ñieän, nhö vaäy laïi phaûi trang bò theâm moät soá thieát bò ñeå phaùt theâm coâng suaát phaûn khaùng nhö tuï ñieän, maùy buø ñoàng boä. Keát quaû laø chi phí ñaàu tö veà thieát bò taêng cao, laøm giaù thaønh taûi ñieän cuõng cao leân.
+ Ñoái vôùi moät traïm bieán aùp thì chi phí veà toån thaát ñieän naêng vaø toån thaát coâng suaát coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán chi phí chung cuûa traïm. Toån thaát ñieän naêng sinh ra trong maùy bieán aùp cuõng nhö trong thôøi gian vaän haønh maùy bieán aùp.
Vì vaäy, vieäc tính toaùn toån thaát trong maùy bieán aùp laø khoâng theå thieáu trong quaù trình thieát keá moät traïm bieán aùp.
* Caùch xaùc ñònh toån thaát ñieän naêng trong maùy bieán aùp ba pha hai cuoän daây.
Neáu coù n maùy bieán aùp vaän haønh song song ( khoâng bi caét khi phuï taûi giaûm ) thì toån thaát khoâng taûi haøng naêm ñöôïc xaùc ñònh theo soá giôø laøm vieäc t cuûa chuùng trong naêm ; coøn toån thaát phuï thuoäc vaøo phuï taûi ñöôïc xaùc ñònh theo thôøi gian toån thaát lôùn nhaát t , , noù laø haøm soá cuûa thôøi gian söû duïng phuï taûi lôùn nhaát Tmax vaø cosφ theo ñoà thò phuï taûi haøng naêm.
- Coâng thöùc tính toån thaát coâng suaát:
P = nP0 + PN trong ñoù : n laø soá MBA laøm vieäc song song . PN laø toån hao ngaén maïch cuûa maùy bieán aùp . P0 laø toån hao coâng suaát khoâng taûi cuûa maùy bieán aùp. Smax laø coâng suaát phuï taûi cöïc ñaïi
- Coâng thöùc tính toån thaát ñieän naêng :
A = nP0 t+ PN .t
t = ( 0,124 + (t = 8760 giôø , thôøi gian trong 1 naêm)
Tmax =
II. TÍNH TOÅN THAÁT ÑIEÄN NAÊNG CHO PHÖÔNG AÙN 3 VAØ 4
a.Tính toån thaát ñieän naêng cho phöông aùn 3
Trong phöông aùn 3 naøy duøng 2 maùy bieán aùp vaän haønh song song coù caùc thoâng soá sau: Sñm = 63 MVA coù ΔPN =245 kW , ΔP0 =59kW
Toån thaát ñieän naêng trong maùy bieán aùp :
A = nP0 t+ PN .t A = 2.59.8760 + 245 .t
Ta xaùc ñònh t = ( 0.124 + =( 0,124 + = 5962 giôø
Tmax =
Tmax =giôø
Do ñoù : A = 2.59.8760 + 245 .t
A = 2.59.8760 + 245 .5962 = 2083 MWh / naêm
b.Tính toån thaát ñieän naêng cho phöông aùn 4
Trong phöông aùn 4 naøy duøng 3 maùy bieán aùp vaän haønh song song coù caùc thoâng soá sau: Sñm = 40 MVA coù ΔPN =175 kW , ΔP0 =42kW
Toån thaát ñieän naêng trong maùy bieán aùp :
A = n.P0 .t+ .PN .t A = 3.42.8760 + .175. .t
Ta xaùc ñònh t = ( 0.124 + =( 0,124 + = 5962 giôø
Tmax =
Tmax =giôø
Do ñoù : A = 3.42.8760 + .175. .t
A = 3.42.8760 + .175. .5962 = 2343 MWh / naêm
NHAÄN XEÙT : Qua tính toaùn toån thaát cuûa töøng phöông aùn ta thaáy toån thaát cuûa phöông aùn 3 nhoû hôn toån thaát cuûa phöông aùn 4 , do phöông aùn 4 ñaët 3 maùy bieán aùp neân toån thaát cao hôn , do ñoù phöông aùn 3 khaû thi hôn nhöng ta phaûi so saùnh veà kinh teá môùi ñi ñeán löïa choïn phöông aùn cuoái cuøng .
CHÖÔNG 5
TÍNH TOAÙN DOØNG ÑIEÄN NGAÉN MAÏCH
I.KHAÙI QUAÙT CHUNG VEÀ NGAÉN MAÏCH TRONG HEÄ THOÁNG .
1. Khaùi nieäm
+ Ngaén maïch laø hieän töôïng laøm maát ñi moät phaàn hay toaøn boä toång trôû cuûa phuï taûi, cuûa ñöôøng daây,…, cuûa moät, hai hay caû ba pha. Nguyeân nhaân gaây ra ngaén maïch coù theå do caùch ñieän bò hoûng, hoaëc vì lyù do naøo ñoù laøm cho caùc pha chaäp vaøo nhau hoaëc chaïm ñaát,… Coù theå phaân bieät 4 loaïi ngaén maïch sau ñaây:
* Ngaén maïch ba pha: kí hieäu N(3
* Ngaén maïch hai pha: kí hieäu N(2)
* Ngaén maïch moät pha: kí hieäu N(1)
* Ngaén maïch hai pha chaïm ñaát: kí hieäu N(1,1)
+ Chæ coù ngaén maïch ba pha laø ngaén maïch ñoái xöùng, coøn laïi laø khoâng ñoái xöùng. Trò soá, quaù trình bieán thieân cuûa doøng ngaén maïch phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá nhö: nguoàn cung caáp, toång trôû ngaén maïch, thôøi gian ngaén maïch vaø thôøi ñieåm ngaén maïch.
Nguyeân nhaân
* Do caùch ñieän bò hoûng.
* Quaù ñieän aùp khí quyeån.
* Vaät daãn laï caét ngang ñöôøng daây ñang vaän haønh.
Haäu quaû
* Nhieät ñoä taïi ñieåm ngaén maïch taêng cao, gaây noå
* Quaù trình ngaén maïch toàn taïi laâu seõ laøm hö hoûng thieát bò
* Taïo ra löïc ñieän ñoäng phaù huûy daây daãn, söù ñôõ, ….
* Khi ngaén maïch khoâng ñoái xöùng, doøng ñieän thöù töï gaây nhieãu thoâng tin
* Aûnh höôûng ñeán söï oån ñònh cuûa heä thoáng.
YÙ nghóa vieäc tính toaùn ngaén maïch
* Phuïc vuï cho choïn caùc khí cuï ñieän vaø caùc phaàn töû coù doøng chaûy qua.
+ Vieäc tính toaùn ngaén maïch döïa treân caùc giaû thuyeát sau:
* Taát caû caùc suaát ñieän ñoäng ñeàu truøng pha nhau.
* Suaát ñieän ñoäng cuûa caùc nguoàn ôû khaù xa ñieåm ngaén maïch ñöôïc coi laø khoâng ñoåi.
* Khoâng xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa phuï taûi vaø aûnh höôûng cuûa caùc ñoäng cô ñoàng boä vaø khoâng ñoàng boä coù coâng suaát nhoû .
* Boû qua ñieän khaùng vaø doøng ñieän töø hoùa cuûa maùy bieán aùp, boû qua ñieän dung ngang
Coù nhieàu phöông phaùp tính toaùn ngaén maïch khaùc nhau phuï thuoäc vaøo yeâu caàu ñoä chính xaùc , vaøo muïc ñích nghieân cöùu , vaøo thieát bò phöông tieän coù ñöôïc …, thoâng thöôøng daïng ngaén maïch tính toaùn laø daïng ngaén maïch 3 pha .
Thöôøng duøng caùc phöông phaùp sau ñaây:
* Ñöôøng cong tính toaùn.
* Gaàn ñuùng boû qua caùc yeáu toá khoâng aûnh höôûng nhieàu ñeán keát quaû
* Phöông phaùp phaân tích thaønh caùc thaønh phaàn ñoái xöùng.
* Söû duïng moâ hình töông töï (maùy tính moät chieàu, xoay chieàu).
* Söû duïng maùy tính soá.
2. Caùc ñaïi löôïng tính toaùn trong heä töông ñoái cô baûn
a.Ñieän khaùng cuûa ñöôøng daây :
xd *cb = x0 . l.
Vôùi xo : Ñieän khaùng cuûa 1 km chieàu daøi ñöôøng daây, W/ km
l : Chieàu daøi ñöôøng daây, km.
b. Ñieän khaùng cuûa khaùng ñieän :
xK * cb =
Vôùi
Icb : doøng ñieän cô baûn ôû caáp ñieän aùp ñaët khaùng ñieän, (kA)
Iñm : doøng ñieän ñònh möùc cuûa khaùng ñieän, (kA).
c. Ñieän khaùng cuûa heä thoáng : Neáu bieát ñieän khaùng töông ñoái ñònh möùc cuûa heä thoáng thì ñieän khaùng heä thoáng khi quy ñoåi veà heä töông ñoái cô baûn seõ laø :
xht *cb = xht * ñm .
Vôùi
Sht : toång coâng suaát heä thoáng, khoâng keå nhaø maùy thieát keá, (MVA).
d. Ñieän khaùng cuûa maùy bieán aùp ba pha hai cuoän daây
xB* cb =
UN%
.
Scb
100
SñmB
Vôùi
SñmB - Coâng suaát ñònh möùc cuûa (MBA), (MVA).
e. Ñieän khaùng cuûa (MBA) ba pha ba cuoän daây.
Khi coâng suaát caùc cuoän daây baèng nhau, ñieän khaùng cuûa cuoän cao, trung vaø haï aùp xaùc ñònh theo bieåu thöùc sau :
xC * cb =
1
(UN.C –H% + UN.C-T% -UN.T-H%)
Scb
200
SñmB
xT * cb =
1
(UN.C –T% + UN.T-H% -UN.C- H%)
Scb
200
SñmB
xH * cb =._.ùt. Caùc keát caáu ñoù laø :
+ Ñoä cao cuûa coät coång traïm 110KV : 16m.
+ Ñoä cao cuûa nhòp xaø ñôõ thanh goùp 110KV : 11,5 m.
+ Ñoä cao coät anten laø: 35 m.
Döïa vaøo baûn veõ maët baèng vaø maët caét cuûa traïm bieán aùp ta ñaët 9 kim thu seùt ñöôïc boá trí nhö sau :
+ Ta ñaët 4 kim thu seùt A ,D ,E, F treân ñænh xaø ñôõ coät coång traïm, cao 16m.
+ Ta ñaët 4 kim thu seùt B ,C ,G ,H treân ñænh xaø ñôõ thanh goùp, cao 11,5 m.
+ Ta ñaët 1 kim thu seùt I treân ñænh coät anten , cao 35m.
Töø ñoù ta deã daøng xaùc ñònh khoaûng caùch giöõa caùc coät vôùi nhau :
+ Khoaûng caùch coät A vaø C baèng khoaûng caùch coät F vaø H :aAC = aFH =22 m.
+ Khoaûng caùch coät A vaø F baèng khoaûng caùch coät C vaø H :aAF = aCH =32 m.
+ Khoaûng caùch coät A vaø E : aAE = 21 m.
+ Khoaûng caùch aAD = aEF = aAB = aBC = aFG = aGH =11 m.
+ Khoaûng caùch coät H vaø I : aHI = 23 m.
+ Khoaûng caùch coät C vaø I .Xeùt tam giaùc IHC vuoâng taïi H .
AÙp dung ñònh lyù Pitago ,ta xaùc ñònh CI = ==39,4 m
* Caùc coät A,C ,H ,F taïo thaønh hình chöõ nhaät neân ta tính D ñöôøng troøn ngoaïi tieáp
D = ==38,84 m
Ta xaùc ñònh ñoä cao hieäu duïng töông öùng vôùi caùc ñoä cao caàn baûo veä , ñoàng thôøi ñaûm baûo yeâu caàu
+ Chieàu cao caàn baûo veä hX = 13 m :
Ñieàu kieän: h ≤ 30 m => p = 1
Vaäy ta choïn ñoä cao coät A , F , E , D laø hA = hF = h E= hD =19,5 m
Do ñoù ñoä cao moãi kim thu seùt cuûa 4 coät A , F ,E ,D : ha =19,5 -16 = 3,5 m
+ Chieàu cao caàn baûo veä hX = 8,5 m :
Ñieàu kieän: h ≤ 30 m => p = 1
Vaäy ta choïn ñoä cao coät B ,C laø hB = hC =15,5 m
Do ñoù ñoä cao moãi kim thu seùt cuûa 2 coät B , C : ha =15,5 -11,5 = 4 m
* Caùc coät C, H, I taïo thaønh hình tam giaùc neân ta tính D ñöôøng troøn ngoaïi tieáp .
Trong ñoù :
+ Chieàu cao caàn baûo veä hX = 6 m :
Ñieàu kieän: h ≤ 30 m => p = 1
Ñoä cao coät B ,C laø hB = hC =15,5 m > 10,97 m
Ta choïn ñoä cao kim thu seùt truï anten coät G : ha = 3,5m , do ñoù hG = 38,5 m
4.Tính toaùn phaïm vi baûo veä cuûa coät thu seùt.
a. Phaïm vi baûo veä cuûa coät A ,D ,E , F :
Vuøng caàn baûo veä coù ñoä cao hX = 13m
Phaïm vi baûo veä cuûa töøng coät laø :
+ Coät A, D ,E ,F coù cuøng ñoä cao vôùi h = hA= hD = hE = hF =19,5m .
Ta coù hx = 13 h
+ Baùn kính baûo veä moãi coät :
rA = rE = rF = rD =1,5.h.p. (1 - ) =1,5 .19,5 ( 1 -) = 5,58 m
Phaïm vi baûo veä nhoû nhaát cuûa 2 coät A vaø D
+ Khoaûng caùch giöõa 2 coät laø : aAD = 11 m < 7 .19,5 =136,5 m.
+ Ñoä cao toái ña cuûa vaät ñöôïc baûo veä giöõa 2 kim thu seùt A vaø D
+ Baùn kính baûo veä vaät coù ñoä cao h0 :
Ta coù hx =13 > h0
r0x = 0,75.h0.(1 - ) =0,75 .17,94 (1-) =3,7 m
Vieäc ñaët 4 kim thu seùt taïi ñænh coät coång traïm cao 16m ñaõ phuû kín toaøn boä xaø ñôõ daây coät coång traïm 110KV cao 13 m.
Vuøng caàn baûo veä coù ñoä cao hX = 6 m .
Phaïm vi baûo veä cuûa töøng coät laø :
+ Coät A, D, E , F coù cuøng ñoä cao vôùi h = hA = hD = hE = hF =19,5m .
Ta coù hx = 6 <h
rA = rD = rE= rF =1,5.h.p. (1 - ) Ñieàu kieän: h ≤ 30 m => p = 1
= 1,5 .19,5 ( 1 -) = 18 m
Phaïm vi baûo veä nhoû nhaát cuûa 2 coät A vaø D
+ Khoaûng caùch giöõa 2 coät laø : aAD = 11 m < 7 .19,5 =136,5 m.
+ Ñoä cao toái ña cuûa vaät ñöôïc baûo veä giöõa 2 kim thu seùt A vaø D
+ Baùn kính baûo veä vaät coù ñoä cao h0 :
Ta coù hx = 6 < h0
r0x = 1,5.h0.(1 - ) = 1,5 . 17,94 .( 1 - ) =15,6 m
Vaäy 2 coät A vaø D cuõng nhö coät E vaø F seõ phoái hôïp baûo veä hoaøn toaøn caùc thieát bò coù ñoä cao 6m , naèm trong khu vöïc baùn kính baûo veä cuûa moãi coät laø 18 m vaø caû nhöõng thieát bò naèm trong baùn kính baûo veä ôû giöõa hai coät laø 15,6 m.
b. Phaïm vi baûo veä cuûa coät B, C, H ,G :
Vuøng caàn baûo veä coù ñoä cao hX = 8,5 m .
Phaïm vi baûo veä cuûa töøng coät laø :
+ Coät B ,C , H , G coù cuøng ñoä cao vôùi h = hB = hC = hH = hG =15,5 m .
Ta coù hx = 8,5 <h
rB = rC = rH = rG = 1,5.h.p. (1 - )
= 1,5 .15,5 ( 1 -) = 7,3 m
Phaïm vi baûo veä nhoû nhaát cuûa 2 coät C vaø H
+ Khoaûng caùch giöõa 2 coät laø : aBC = 32 m < 7 .15,5 =108,5 m.
+ Ñoä cao toái ña cuûa vaät ñöôïc baûo veä giöõa 2 kim thu seùt C vaø H
+ Baùn kính baûo veä vaät coù ñoä cao h0 :
Ta coù hx = 8,5 > h0
r0x = 0,75h0(1 - ) = 0,75.11.(1 - ) = 4,95 m
Vaäy 2 coät C vaø H cuõng nhö coät B vaø G seõ phoái hôïp baûo veä hoaøn toaøn caùc thieát bò coù ñoä cao 8 ,5m , naèm trong khu vöïc baùn kính baûo veä cuûa moãi coät laø 7,3 m vaø caû nhöõng thieát bò naèm trong baùn kính baûo veä ôû giöõa hai coät laø 4,95 m.
Vuøng caàn baûo veä coù ñoä cao hX = 6 m .
Phaïm vi baûo veä cuûa töøng coät laø :
+ Coät B , C, H ,G coù cuøng ñoä cao vôùi h = hB= hC =hH= hG = 15,5m .
Ta coù hx = 6 <h
rA = rE = rF = rD =1,5.h.p. (1 - )
= 1,5 .15,5 ( 1 -) = 12 m
Phaïm vi baûo veä nhoû nhaát cuûa 2 coät C vaø H .
+ Khoaûng caùch giöõa 2 coät laø : aAD = 32 m < 7 .15,5 =108,5 m.
+ Ñoä cao toái ña cuûa vaät ñöôïc baûo veä giöõa 2 kim thu seùt B vaø C
+ Baùn kính baûo veä vaät coù ñoä cao h0 :
Ta coù hx = 6 < h0
r0x = 1,5.h0.(1 - ) = 1,5 . 11 .( 1 - ) = 5,25 m
Vaäy 2 coät C vaø H cuõng nhö coät B vaø G seõ phoái hôïp baûo veä hoaøn toaøn caùc thieát bò coù ñoä cao 6m , naèm trong khu vöïc baùn kính baûo veä cuûa moãi coät laø 12 m vaø caû nhöõng thieát bò naèm trong baùn kính baûo veä ôû giöõa hai coät laø 5,25 m.
c. Phaïm vi baûo veä cuûa coät A vaø B nhö coät F vaø G :
+ Ñoä cao cuûa 2 coät khoâng baèng nhau vôùi hA =19,5m, hB =15,5m
+ Khoaûng caùch giöõa 2 coät laø : a AB = 22m.
Töø ñænh coät thu seùt C ta keû ñöôøng thaúng ngang caét ñöôøng sinh giôùi haïn phaïm vi baûo veä cuûa coät thu seùt I taïi ñieåm N . Ñieåm naøy ñöôïc xem nhö laø ñænh cuûa moät coät thu seùt giaû töôûng , khoaûng caùch giöõa chuùng laø 0’’0’ .
Do ñoù ta phaûi xaùc ñònh khoaûng caùch 0’’0’ .
- Xeùt 2 tam giaùc ñoàng daïng 0MK 0’’NK .
Ta coù:
( 0K = 1,5. hA = 1,5. 19.5 =29,25 m)
00’’ = 0K – 0’’K = 29,25 – 28,3 =0,95 m
- Khoaûng caùch giöõa 2 coät giaû töôûng :
a’ = 0’’0’ = 00’ - 00’’ = 22 – 0,95 = 21,05 m .
Vuøng caàn baûo veä coù ñoä cao hX = 8,5 m .
Phaïm vi baûo veä cuûa töøng coät laø :
+ Cuõng gioáng nhö phaïm vi baûo coät B , C
rB = rN =1,5.h.p. (1 - )
= 1,5 .15,5 ( 1 -) = 7,3 m
Phaïm vi baûo veä nhoû nhaát cuûa 2 coät giaû töôûng :
+ Khoaûng caùch giöõa 2 coät laø : a’ = 21 ,05 m < 7 .15,5 =108,5 m.
+ Ñoä cao toái ña cuûa vaät ñöôïc baûo veä giöõa 2 kim thu seùt giaû töôûng :
+ Baùn kính baûo veä vaät coù ñoä cao h0 :
Ta coù hx = 8,5 > h0
r0x = 0,75h0(1 - ) = 0,75.12,5.(1 - ) = 3 m
Vuøng caàn baûo veä coù ñoä cao hX = 6 m .
Phaïm vi baûo veä cuûa töøng coät laø :
+ Cuõng gioáng nhö phaïm vi baûo coät B , C
Ta coù hx = 6 <h
rB = rN =1,5.h.p. (1 - )
= 1,5 .15,5 ( 1 -) = 12 m
Phaïm vi baûo veä nhoû nhaát cuûa 2 coät giaû töôûng :
+ Khoaûng caùch giöõa 2 coät laø : a’ = 21 ,05 m < 7 .15,5 =108,5 m.
+ Ñoä cao toái ña cuûa vaät ñöôïc baûo veä giöõa 2 kim thu seùt giaû töôûng :
+ Baùn kính baûo veä vaät coù ñoä cao h0 :
Ta coù hx = 6 < h0
r0x = 1,5.h0(1 - ) =1,5.12,5.(1 - ) = 9,75 m
d.Phaïm vi baûo veä cuûa caùc 2 coät H ,I .
+ Ñoä cao cuûa 2 coät H vaø I khoâng gioáng nhau hH =15,5 m , coøn coät anten coù ñoä cao laø hI = 38,5 m
+ Ta thaáy ñoä cao coät I töông ñoái lôùn so vôùi H . , khoaûng caùch giöõa 2 coät
aHI = 23 m , neân phaïm vi baûo veä bao truøm leân coät H
+ Do ñoù ta chæ xeùt phaïm vi baûo veä cuûa coät I so vôùi ñoä cao maùy bieán aùp , toøa nhaø ñieàu khieån ,vaø moät phaàn ñoä cao caùc khí cuï ñieän . vaø phaàn xaø ñôõ daây bieán aùp.
Vuøng caàn baûo veä coù ñoä cao hX = 8,5 m .
Phaïm vi baûo veä cuûa coät anten laø :
Ta coù hx = 8,5 <h
trong ñoù p = = khi 30 < h ≤ 60 m.
rG =1,5.h.p. (1 - )
= 1,5 .38,5.0,88 ( 1 -) = 36,8 m
Vuøng caàn baûo veä coù ñoä cao hX = 6 m .
Phaïm vi baûo veä cuûa coät anten laø :
Ta coù hx = 6 <h
trong ñoù p = = khi 30 < h ≤ 60 m.
rG =1,5.h.p. (1 - )
= 1,5 .38,5.0,88 ( 1 -) = 40 ,92 m
e. Phaïm vi baûo veä cuûa coät C vaø I
+ Ñoä cao cuûa 2 coät khoâng baèng nhau vôùi hC =15,5m, hI = 38,5m
+ Khoaûng caùch giöõa 2 coät laø : a CI = 39,4 m.
Töø ñænh coät thu seùt C ta keû ñöôøng thaúng ngang caét ñöôøng sinh giôùi haïn phaïm vi baûo veä cuûa coät thu seùt I taïi ñieåm N . Ñieåm naøy ñöôïc xem nhö laø ñænh cuûa moät coät thu seùt giaû töôûng , khoaûng caùch giöõa chuùng laø 0’’0’ .
Do ñoù ta phaûi xaùc ñònh khoaûng caùch 0’’0’ .
- Xeùt 2 tam giaùc ñoàng daïng 0IK 0’’NK .
Ta coù:
( 0K = 0,75. hI = 0,75. 38,5 =28,875 m)
00’’ = 0K – 0’’K = 28,875 – 11,625 = 17,25 m
- Khoaûng caùch giöõa 2 coät giaû töôûng :
a’ = 0’’0’ = 00’ - 00’’ = 39,4 – 17,25 = 22,15 m .
Vuøng caàn baûo veä coù ñoä cao hX = 8,5 m .
Phaïm vi baûo veä cuûa töøng coät laø :
+ Cuõng gioáng nhö phaïm vi baûo coät B , C
rB = rN =1,5.h.p. (1 - )
= 1,5 .15,5 ( 1 -) = 7,3 m
Phaïm vi baûo veä nhoû nhaát cuûa 2 coät giaû töôûng :
+ Khoaûng caùch giöõa 2 coät laø : a’ = 22,15 m < 7 .15,5 =108,5 m.
+ Ñoä cao toái ña cuûa vaät ñöôïc baûo veä giöõa 2 kim thu seùt giaû töôûng :
+ Baùn kính baûo veä vaät coù ñoä cao h0 :
Ta coù hx = 8,5 > h0
r0x = 0,75h0(1 - ) = 0,75.12,33.(1 - ) = 2,875 m
Vuøng caàn baûo veä coù ñoä cao hX = 6 m .
Phaïm vi baûo veä cuûa töøng coät laø :
+ Cuõng gioáng nhö phaïm vi baûo coät B , C
Ta coù hx = 6 <h
rB = rN =1,5.h.p. (1 - )
= 1,5 .15,5 ( 1 -) = 12 m
Phaïm vi baûo veä nhoû nhaát cuûa 2 coät giaû töôûng :
+ Khoaûng caùch giöõa 2 coät laø : a’ = 22 ,15 m < 7 .15,5 =108,5 m.
+ Ñoä cao toái ña cuûa vaät ñöôïc baûo veä giöõa 2 kim thu seùt giaû töôûng :
+ Baùn kính baûo veä vaät coù ñoä cao h0 :
Ta coù hx = 6 < h0
r0x = 1,5.h0(1 - ) =1,5.12,33.(1 - ) = 9,495 m
5. Tính toaùn phaïm vi baûo veä cuûa daây choáng seùt .
+ Ñeå ñaûm baûo an toaøn tuyeät ñoái choáng seùt ñaùnh vaøo traïm , ngoaøi boá trí kim thu seùt treân caùc ñænh coät ñôõ ta coøn boá trí caùc daây choáng seùt bao quanh .
+ Vieäc tính toaùn phaïm vi baûo veä cuûa daây choáng seùt cuõng töông töï ñoái vôùi coät thu seùt. Ta coù caùc coâng thöùc tính toaùn:
- Phaïm vi baûo veä cuûa moät daây choáâng seùt: bx = 1,2h..p
- Phaïm vi baûo veä cuûa 2 daây choáng seùt: khi hai daây choáng seùt caùch nhau:
S = 2B = 4h thì moïi ñieåm treân maët ñaát naèm giöõa hai daây choáng seùt seõ ñöôïc baûo veä an toaøn.
Neáu S < 4h thì giöõa hai daây choáng seùt coù theå baûo veä ñöôïc ñoä cao:
ho = h -
+ Tính toaùn phaïm vi baûo veä cuûa 2 daây choáng seùt :
Ñoä cao cuûa daây choáng seùt laø :11,5m.
Khoaûng caùch giöõa 2 daây laø: S = 11 m.
ho = h - = 14 - = 11,25 m
bx = 1,2h.().p = 1,2.11,5.()= 2,07 m
Ngoaøi ñeå ñaûm baûo choáng seùt tröïc tieáp vaøo traïm ta duøng theâm 2 daây choáng seùt , noái töø ñænh cuûa truï coät anten ñeán 2 ñieåm A vaø F treân ñænh xaø ñôõ coät coång traïm, cao 16m. Nhö vaäy phaïm vi baûo veä choáng seùt ñaùnh tröïc tieáp cho traïm an toaøn tuyeät ñoái .
Keát luaän:
Vôùi vieäc thieát keá vaø xaây döïng heä thoáng thu seùt baèng coät thu seùt coù keát hôïp vôùi daây choáng seùt döïa vaøo keát caáu cuûa coâng trình nhö ñaõ tính toaùn ôû treân, thì vieäc vaän haønh cuûa traïm khi coù seùt seõ ñöôïc ñaûm baûo an toaøn tuyeät ñoái .
CHÖÔNG 2
TÍNH TOAÙN HEÄ THOÁNG NOÁI ÑAÁT CHO TRAÏM
I .KHAÙI QUAÙT CHUNG .
Nhieäm vuï cuûa noái ñaát laø ñeå taûn vaøo ñaát doøng ñieän söï coá (roø caùch ñieän, ngaén maïch chaïm ñaát hoaëc doøng ñieän seùt) vaø giöõ cho ñieän theá treân caùc phaàn töû ñöôïc noái ñaát thaáp. Theo chöùc naêng cuûa noù, noái ñaát trong heä thoáng ñieän chia laøm ba loaïi:
+ Noái ñaát laøm vieäc: Coù nhieäm vuï baûo ñaûm cho söï laøm vieäc bình thöôøng cuûa trang thieát bò ñieän trong ñieàu kieän bình thöôøng vaø söï coá theo cac cheá ñoä qui ñònh. Ñoù laø noái ñaát ñieåm trung tính caùc cuoän daây maùy phaùt, maùy bieán aùp coâng suaát vaø maùy buø, noái ñaát maùy bieán aùp ño löôøng, noái ñaát trong heä thoáng pha – ñaát (ñaát ñöôïc duøng nhö moät daây daãn).
+ Noái ñaát an toaøn hay noái ñaát baûo veä: Coù nhieäm vuï ñaûm baûo an toaøn cho ngöôøi phuïc vuï khi caùch ñieän cuûa traïm, thieát bò ñieän bò hö hoûng gaây roø ñieän. Ñoù laø noái ñaát voû maùy phaùt, maùy bieán aùp, voû thieát bò ñieän, voû caùp, noái ñaát caùc keát caáu kim loaïi cuûa trang thieát bò phaân phoái ñieän…
Noùi chung, ñoù laø noái ñaát caùc boä phaän kim loaïi, bình thöôøng coù ñieän theá baèng khoâng, nhöng khi caùch ñieän bò hö hoûng do phoùng ñieän xuyeân thuûng hay phoùng ñieän maët seõ coù ñieän theá khaùc khoâng.
+ Noái ñaát choáng seùt: Nhaèm taûn doøng ñieän seùt vaøo trong ñaát vaø giöõ cho ñieän theá cuûa caùc phaàn töû ñöôïc noái ñaát khoâng quaù cao ñeå haïn cheá phoùng ñieän ngöôïc töø caùc phaàn töû ñoù ñeán caùc boä phaän mang ñieän vaø caùc trang thieát bò ñieän khaùc.
Ñoù laø noái ñaát coät thu seùt, daây choáng seùt, caùc thieát bò choáng seùt, noái ñaát caùc keát caáu kim loaïi coù theå bò seùt ñaùnh…
II.Nhöõng yeâu caàu kinh teá kyõ thuaät trong noái ñaát an toaøn:
Heä thoáng noái ñaát cuûa traïm bieán aùp ñoùng vai troø raát quan troïng trong vieäc baûo veä caùc trang thieát bò cuûa traïm. Neáu heä thoáng noái ñaát khoâng ñaït yeâu caàu seõ gaây ra caùc haäu quaû raát nghieâm troïng (hö hoûng caùc trang thieát bò…), bôùi vì heä thoáng thu seùt ñöôïc thieát keá vôùi ñoä cao vöôït haún so vôùi ñoä cao cuûa coâng trình coù taùc duïng caâu seùt ñaùnh vaøo ñaây laø raát lôùn.
Do ñoù toång trôû xung cuûa heä thoáng thu seùt khi taûn doøng seùt laø raát lôùn, ñieän aùp giaùng treân heä thoáng noái ñaát cao ñuû ñeå gaây phoùng ñieän leân caùc boä phaän mang ñieän taïo neân daïng soùng caét coù bieân ñoä lôùn gaây hoûng caùch ñieän cuûa caùc thieát bò vaø ñaëc bieät laø MBA.
Ñoái vôùi löôùi ñieän aùp 110 KV trôû leân thuoäc heä thoáng coù trung tính tröïc tieáp noái ñaát (coù doøng ngaén maïch chaïm ñaát tôùi treân 500A). Theo quy phaïm veà noái ñaát caùc trang thieát bò ñieän hieän haønh, thì ñieän trôû noái ñaát an toaøn cuûa traïm naøy phaûi thoaû yeâu caàu:
R £ 0,5W .
Yeâu caàu treân raát khoù thoaû maõn do ñoù ñeå coù theå phaàn naøo thoûa maõn yeâu caàu treân vaø giaûm chi phí xaây döïng heä thoáng noái ñaát, trong thieát keá ta caàn taän duïng caùc keát caáu kim loaïi choân trong ñaát nhö: moùng, coïc,… xem nhö laø loaïi noái ñaát saün coù hay laø noái ñaát töï nhieân, coù ñieän trôû taûn laø Rtn.
Phaàn noái ñaát thieát keá laø noái ñaát nhaân taïo coù ñieän trôû taûn laø Rnt thì theo quy phaïm treân ñieän trôû taûn cuûa toaøn boä heä thoáng noái ñaát phaûi thoûa maõn yeâu caàu sau:
R = ≤ 0,.5 Ω
Vôùi Rnt ≤ 1 Ω
Quy ñònh Rnt ≤ 1 Ω nhaèm taêng cöôøng an toaøn vaø döï phoøng cho caùc tröôøng hôïp khi noái ñaát töï nhieân thay ñoåi.
III. TÍNH TOAÙN NOÁI ÑAÁT TÖÏ NHIEÂN :
Ñieän trôû noái ñaát töï nhieân laø ñieän trôû taûn, do taän duïng caùc boä phaän baèng theùp saün coù trong khu vöïc traïm, moùng beâ toâng cuûa coät vaø xaø trong traïm vaø noái ñaát cuûa heä (daây choáng seùt – coät ñieän).
Do caùch thieát keá mang tính chaát giaû ñònh, khoâng coù ñaày ñuû caùc soá lieäu veà caùc loaïi noái ñaát töï nhieân khaùc, neân thöôøng chæ coù theå xeùt ñeán söï tham gia cuûa ñieän trôû noái ñaát cuûa heä (daây choáng seùt – coät) cuûa caùc ñöôøng daây truyeàn taûi noái vaøo traïm, kyù hieäu RCS-C, ñoù laø ñieän trôû ñaàu vaøo cuûa maïch ñieän thoâng soá taäp trung taïo neân bôûi ñieän trôû noái ñaát cuûa caùc coät ñieän, ñieän trôû taùc duïng cuûa ñoaïn daây choáng seùt giöõa hai coät.
Ñieän trôû noái ñaát töï nhieân cuûa heä ( daây choáng seùt – coät ) :
RCS-C =
Trong ñoù:
RC: ñieän trôû noái ñaát cuûa coät ñieän ôû ñoaïn noái tôùi traïm.
Ñieän trôû suaát cuûa ñaát: ρñk =100 Ωm do ñaát khoâ.
Do rñaát , neân choïn R C = 10.
RSC = k.r0.l : ñieän trôû taùc duïng ñoaïn daây choáng seùt trong moät khoaûng vöôït (giaû söû caùc khoaûng vöôït ñeàu baèng nhau).
Vôùi: r0: ñieän trôû moät ñôn vò daøi cuûa daây choáng seùt.
Ñoái vôùi ñöôøng daây 110 KV duøng loaïi daây TK50 laøm daây choáng seùt coù r0 = 0,003 / m
l: chieàu daøi trung bình cuûa khoaûng vöôït , ñoái vôùi ñöôøng daây 110KV , l =200m
k: heä soá phuï thuoäc soá daây choáng seùt treân ñöôøng daây, do loä keùp neân k = 0,5
RSC = k.r0.l = 0,5 .0,003 .200 = 0,3
Ta thay caùc giaù trò vaøo coâng thöùc treân xaùc ñònh ñöôïc RCS-C :
RCS-C = = 1,59
Traïm coù 2 ñöôøng daây vaøo , neân ta coù ñieän trôû noái ñaát töï nhieân :
Rtn =
Nhaän xeùt do Rtn = 0,795 > Rmax = 0,5 W neân ta phaûi thieát keá theâm phaàn noái ñaát nhaân taïo cho traïm .
IV. TÍNH TOAÙN NOÁI ÑAÁT NHAÂN TAÏO .
Noái ñaát nhaân taïo goàm moät maïch voøng noái ñaát chaïy ven chu vi traïm (Rmv), baûn thaân laø moät maïch voøng thanh thuaàn tuùy (Rt) (do ñieän trôû suaát cuûa ñaát beù vaø chu vi cuûa traïm lôùn) hay ñoâi khi laø maïch voøng thanh keát hôïp nhieàu coïc laïi ñeàu ven chu vi traïm. Trong phaïm vi traïm coù moät heä thoáng caùc thanh ñaët ngang vaø doïc taïo thaønh moät löôùi noáùi ñaát coù nhieäm vuï caân baèng theá trong khu vöïc traïm vaø ñeå caùc thieát bò ñieän tieáp ñaát thuaän lôïi hôn.
Ngoaøi ra, theo yeâu caàu cuûa qui phaïm choáng seùt cho traïm phaân phoái ñieän, döôùi chaân caùc coät thu seùt vaø döôùi chaân caùc xaø ñôõ caùc daây choáng seùt coøn phaûi coù noái ñaát boå sung (Rbs) ñeå taûn nhanh doøng ñieän seùt vaø nhaèm giaûm nhoû toång trôû taûn xung cuûa heä thoáng noái ñaát. Toaøn boä caùc noái ñaát boå sung naøy (RbsS) cuõng tham gia taûn doøng ñieän ngaén maïch chaïm ñaát taàn soá coâng nghieäp.
Ta coù : Rñ = Rtn ⁄ ⁄ Rnt Rnt =
Do ñoù ñieän trôû cuûa heä thoáng noái ñaát nhaân taïo :
Rnt =
Ta thaáy Rnt = 1,35 >1 khoâng thoaû maõn theo tieâu chuaån cho pheùp , neân ta phaûi thieát keá sao cho Rnt = 1 , baèng 2 bieän phaùp laø noái ñaát boå sung () vaø maïch voøng noái ñaát ( Rmv) , giaû söû boû qua ñieän trôû taûn cuûa löôùi caân baèng theá , luùc ñoù ñieän trôû noái ñaát nhaân taïo laø Rnt = ⁄ ⁄ Rmv . 1.Ñieän trôû noái ñaát boå sung.
Yeâu caàu cuûa qui phaïm choáng seùt cho traïm phaân phoái ñieän: moïi tröôøng hôïp khi noái ñaát choáng seùt noái chung vôùi noái ñaát an toaøn, thì döôùi chaân caùc coät thu seùt vaø xa ñôõ caùc daây choáng seùt phaûi coù noái ñaát boå sung (Rbs). Noái ñaát boå sung coù taùc duïng chính laø ñeå taûn doøng ñieän seùt moät caùch thuaän lôïi, neân ñöôïc thöïc hieän theo hình thöùc noái ñaát taäp trung (döôùi chaân caùc coät thu seùt vaø chaân caùc xaø ñôõ daây choáng seùt), toaøn boä noái ñaát boå sung nhaèm taûi doøng ñieän chaïm ñaát .
Ta thöïc hieän noái ñaát boå sung goàm 5 coïc , moãi coïc daøi 3 m, ñöôøng kính 30 mm , ñöôïc haøn vôùi thanh ngang daïng troøn ñöôøng kính 20 mm daøi 12 m .
+ Ñieän trôû moät coïc noái ñaát :
R C =
Trong ñoù :
= = 100 .1,4 = 140 Ωm
= 100 Ωm ñieän trôû suaát ño luùc ñaát khoâ
Km =1,4 heä soá muøa ( Tra trong baûng phuï luïc PL03 trong saùch baøi taäp “ Kyõ Thuaät Cao AÙp “ cuûa taùc giaû Hoà Vaên Nhaät Chöông )
t : ñoä choân saâu trung bình t = t 0 + = 0,8 +
d = 0,03 m ñöôøng kính coïc
R C == 41,8Ω
+ Ñieän trôû moät thanh noái ñaát :
Rt =
Trong ñoù :
= = 100 .1,6 = 160 Ωm
= 100 Ωm ñieän trôû suaát ño luùc ñaát khoâ
Km =1,6 heä soá muøa ( Tra trong baûng phuï luïc PL03 trong saùch baøi taäp “ Kyõ Thuaät Cao AÙp “ cuûa taùc giaû Hoà Vaên Nhaät Chöông )
d =0,02 m, ñöôøng kính thanh ngang .
t0 = 0,8 m , ñoä choân saâu .
lt = 12 m chieàu daøi thanh ngang .
Rt = =19,3 Ω
+ Nhö vaäy ñieän trôû noái ñaát boå sung cuûa toå hôïp :
Rbs =
Trong ñoù :
vôùi vaø soá coïc n = 5 Tra baûng phuïc luïc PL05 vaø PL07 trong saùch baøi taäp “ Kyõ Thuaät Cao AÙp “ cuûa Hoà vaên Nhaät Chöông ta coù :
vaø
a : khoaûng caùch giöõa caùc coïc
l : chieàu daøi coïc
Rbs =
+ Ñieän trôû noái ñaát boå sung toaøn traïm :
Vôùi m = 9 laø soá coät ñaët kim thu seùt .
2. Ñieän trôû maïch voøng noái ñaát .
Ta thöïc hieän noái ñaát maïch voøng baèng thanh daïng troøn coù ñöôøng kính d= 20mm
keát hôïp noái ñaát coïc daøi 3 m , coù ñöôøng kính d =30 mm , caùch nhau moät khoaûng 6m ven theo chu vi cuûa traïm , ñoàng thôøi caùch töôøng raøo traïm 1 m, thanh coïc ñöôïc choân saâu 0,8 m so vôùi maët ñaát .
+ Xaùc ñònh soá coïc thaúng ñöùng : Chieàu daøi traïm laø 68 m , chieàu roäng laø 44 m
Do ñoù chu vi traïm L = ( 68+44) = 224m , ta choïn chieàu daøi böôùc löôùi laø 6 m
Vaäy soá coïc phaûi ñoùng xung quanh maïch voøng : 37,3 Ta laáy 40 coïc ñoùng xung quanh maïch voøng cuûa traïm .
+ Ñieän trôû cuûa coïc :
R C == 41,8Ω
= 1,73 Ω
+ Ñieän trôû cuûa ñieän cöïc naèm ngang .
R t =
Trong ñoù :
= = 100 .1,6 = 160 Ωm
= 100 Ωm ñieän trôû suaát ño luùc ñaát khoâ
Km =1,6 heä soá muøa ( Tra trong baûng phuï luïc PL03 trong saùch baøi taäp “ Kyõ Thuaät Cao AÙp “ cuûa taùc giaû Hoà Vaên Nhaät Chöông )
L = ( 68+44) = 224m
lt = 68+44 = 112 m vaø
( Ta tra baûng phuï luïc PL19 trong saùch baøi taäp “ Kyõ Thuaät Cao AÙp “ cuûa taùc giaû Hoà Vaên Nhaät Chöông ) cho K = 5,81
Rt = = = 3,8 Ω
Vôùi vaø n = 40 tra baûng phuï luïc PL05 vaø PL07 trong saùch baøi taäp “ Kyõ Thuaät Cao AÙp “ cuûa taùc giaû Hoà Vaên Nhaät Chöông )
vaø
+ Ñieän trôû taûn cuûa maïch voøng :
Rmv =1,5 Ω
NHAÄN XEÙT : Tuy nhieân thöïc teá ngöôøi ta ít laøm ñieän trôû taûn maïch voøng chæ coù ôû mieàn Baéc vì möa nhieàu coøn ôû mieàn Nam coù 6 thaùng muøa khoâ neân ngöôøi ta thöôøng 1 coïc khoan saâu 15 m vaø tieán haønh ño ñieän trôû ñaát gaàn baèng 10 Ω , muoán ñieän trôû ñaát ñaït 0,5 Ω ta khoan chöøng 15 coïc nhö vaäy xung quanh chu vi traïm .
- Ñieän trôû noái ñaát nhaân taïo
Rnt = = 0,56 < 1 Ω
Do ñoù ñaûm baûo an toaøn kyõ thuaät .
- Ñieän trôû taûn xoay chieàu cuûa heä thoáng
< 0,5 Ω
Do ñoù ñaûm baûo yeâu caàu kyõ thuaät cho toaøn traïan8
Keát luaän: Heä thoáng noái ñaát cuûa traïm :
+ Maïch voøng hình chöõ nhaät ven chu vi coù daïng thanh troøn vôùi d = 0,02 m vaø ñoä choân saâu h0 = 0,8 m so vôùi maët ñaát traïm .
+ Noái ñaát boå sung döôùi chaân caùc coät thu seùt söû duïng daïng thanh toå hôïp goàm thanh vaø coïc , thanh ngang daïng troøn coù d = 0,02 m daøi 12 m vaø coïc daïng troøn coù d = 0,03 m , goàm coù 5 coïc , ñöôïc haøn vôùi thanh ngang , chieàu daøi moãi coïc laø 3 m . Vaø ñöôïc choân saâu h0 = 0,8 m so vôùi maët ñaát traïm .
+ Vôùi heä thoáng noái ñaát nhö treân seõ ñaûm baûo ñöôïc ñieàu kieän noái ñaát an toaøn.
V. KIEÅM TRA NOÁI ÑAÁT THEO YEÂU CAÀU CHOÁNG SEÙT
1. Nguyeân taéc kieåm tra:
+ Do heä thoáng noái ñaát an toaøn ñöôïc duøng chung laøm heä thoáng noái ñaát choáng seùt.
+ Vôùi heä thoáng noái ñaát an toaøn vöøa tính ôû phaàn treân, maëc duø thoûa ñieàu kieän an toaøn nhöng ta phaûi kieåm tra ñieàu kieän choáng seùt.
+ Khi seùt ñaùnh vaøo heä thoáng thu seùt, doøng ñieän seùt seõ gaây ra moät ñieän aùp giaùng treân heä thoáng noái ñaát. Neáu ñieän aùp naøy vöôït quaù möùc giôùi haïn caùch ñieän xung cuûa traïm seõ gaây ra phoùng ñieän ngöôïc töø heä thoáng thu seùt ñeán caùc thieát bò traïm gaây hö hoûng thieát bò.
+ Doøng seùt taûn qua heä thoáng noái ñaát cuûa traïm seõ taïo neân moät ñieän aùp giaùng treân toång trôû xung cuûa noù, coù trò soá cöïc ñaïi baèng I SZå(0,tds). Ñeå khoâng xaûy ra phoùng ñieän ngöôïc ñeán caùc boä phaän mang ñieän cuûa traïm thì ñieän aùp giaùng phaûi thoaû maõn ñieàu kieän:
U(x,t) = ISmax.Z(0, t) < U0,5
Trong ñoù: I S: bieân ñoä cuûa doøng seùt.
Z(0,t): toång trôû xung ñaàu vaøo cuûa heä thoáng noái ñaát seõ coù giaù trò lôùn nhaát taïi ñaàu vaøo x ≈ 0 vaø taïi thôøi ñieåm t = t.
Khoaûng caùch töø noái ñaát cuûa coät thu seùt vaø daây choáng seùt ñeán noái ñaát trung tính maùy bieán aùp lôùn hôn 15 m, do ñoù chæ kieåm tra vôùi U0.,5 cuûa caùch ñieän ngoaøi chuoãi söù cuûa traïm (U0,5: ñieän aùp phoùng ñieän xung kích beù nhaát cuûa coâng trình)
Vôùi caáp ñieän aùp 110 KV thì U0,5 = 660 KV
2. Xaùc ñònh toång trôû xung cuûa heä thoáng noái ñaát :
+ Toång trôû xung cuûa heä thoáng noái ñaát ñöôïc tính gaàn ñuùng theo caùc giaû thieát sau:
- Coi nhö chæ coù noái ñaát boå sung döôùi chaân coät thu seùt tröïc tieáp bò seùt ñaùnh vaø maïch voøng noái ñaát ven chu vi tham gia vaøo vieäc taûn doøng ñieän seùt (boû qua taùc duïng cuûa noái ñaát boå sung ôû caùc coät khaùc khoâng bò seùt ñaùnh, boû qua taùc duïng cuûa löôùi noái ñaát caân baèng, boû qua taùc duïng cuûa noái ñaát töï nhieân).
- Boû qua aûnh höôûng cuûa hieäu öùng maøn che giöõa noái ñaát boå sung vaø heä thoáng noái ñaát maïch voøng.
- Boû qua hieän töôïng phoùng tia löûa ñieän trong ñaát. Chæ keå ñeán aûnh höôûng cuûa ñieän caûm maïch voøng noái ñaát.
+ Vôùi caùc giaû thieát treân, thì vieäc tính toaùn toång trôû xung cuûa heä thoáng noái ñaát seõ ñôn giaûn hôn, coù theå thöïc hieän baèng phöông phaùp giaûi tích .
Maïch voøng noái ñaát trong quaù trình taûi doønd ñieän seùt bieåu hieän nhö moät daïng phaân boá daøi vaø ñöôïc thay theá baèng ñieän caûm L’ vaø ñieän daãn G’ phaân boá theo toaøn boä chu vi maïch voøng .
Coâng thöùc xaùc ñònh ñieän caûm L’ vaø ñieän daãn G’
L’ = 0,2(ln- 0,31) ()
L’ : ñieän caûm treân moät ñôn vò chieàu daøi gheùp song song hai nhaùnh cuûa maïch voøng.
G’ = ()
G’: ñieän daãn treân moät ñôn vò chieàu daøi gheùp song song hai nhaùnh cuûa maïch voøng.
Trong ñoù :
l’ = l1 + l2 = 68+44 = 112 m
r = ( baùn kính thanh ngang )
laø ñieän trôû taûn cuûa maïch voøng noái ñaát quy ñoåi veà muøa möa .
Qui ñoåi caùc ñieän trôû noái ñaát an toaøn theo heä soá muøa sang noái ñaát choáng seùt, trong muøa möa:
( Tra trong baûng phuï luïc PL03 trong saùch baøi taäp “ Kyõ Thuaät Cao AÙp “ cuûa taùc giaû Hoà Vaên Nhaät Chöông , ta coù heä soá muøa cuûa noái ñaát choáng seùt trong muøa möa)
* Ñieän trôû noái ñaát maïch voøng quy veà muøa möa :
=1,73. =1,6
=3,3. =2,99
Do ñoù : ==1,04
* Ñieän trôû noái ñaát boå sung quy veà muøa möa :
=11,94. =11,08
=19,3. =17,4
Do ñoù : == 7,08
Thay caùc giaù trò vaøo bieåu thöùc L’ vaø G’ :
L’= 0,2(ln- 0,31) =0,2(ln = 1,8 ()
G’ = = ()
Khi ñoù ñieän caûm vaø ñieän daãn toång seõ laø:
L = L’ .l’ = 1,8 .112 = 201,6 (μH)
G = G’.l’ = 0,961 ()
Khi coù doøng ñieän seùt truyeàn vaøo thanh, phaân boá aùp vaø doøng trong thanh theo heä phöông trình truyeàn soùng:
- = L’.
- = G’.u
Laáy ñaïo haøm cuûa u vaø i theo x vaø t, ta seõ coù heä phöông trình vi phaân baäc hai töông ñöông:
- = L’.G’.
- = L’.G’.
Ñeå giaûi heä phöông trình treân ta duøng phöông phaùp toaùn töû Laplace, heä phöông trình treân ñöôïc vieát döôùi daïng toaùn töû:
= L’.G’.p.Ů(p)
= L’.G’.İ(p)
Nghieäm cuûa heä treân coù daïng:
Ů(p) = .
İ(p) =
Töø ñoù ta tính ñöôïc toång trôû xung cuûa maïch voøng noái ñaát theo coâng thöùc:
Z(x,p) = = .
Neáu chæ xeùt toång trôû xung ñaàu vaøo (x = 0) thì:
Z(0,p) = .
Toång trôû xung ñaàu vaøo cuûa maïch voøng noái ñaát coù daïng:
Z(0,p) = . = .= R’mv.
Toång trôû xung cuûa toaøn boä heä thoáng noái ñaát döôùi daïng toaùn töû:
Z(0,p) = =
Ñeå bieán ñoåi veà daïng goác caàn vieát nghieäm döôùi daïng khai trieån Heaviside:
ZS(0,p) = =
=> ZS(0,t) = +
Laàn löôït xaùc ñònh caùc thaønh phaàn cuûa ZS(0,t)
= = = R’bs // R’mv : laø thaønh phaàn oån ñònh cuûa toång trôû xung (t → ∞)
pk laø nghieäm thöù k cuûa phöông trình:
F(0,p) = Th + = 0
Ñeå giaûi phöông trình naøy ta ñaët aån soá phuï:
pLG = -x2 => = jx
=> Th = Th(jx) = j.tg(x)
Phöông trình F(0,p) = 0 seõ töông ñöông vôùi:
j.tg(x) + j..x = 0
tg(x) + .x = 0
tgx + .x = 0
tgx + 0,14689 x = 0
Caùc nghieäm xk cuûa phöông trình treân coù theå ñöôïc giaûi baèng phöông phaùp ñoà thò hoaëc giaûi tích vôùi sai soá chaáp nhaän ñöôïc.
pk = -
T1 = = = 19,63 (μs)
F’(pk) = .+ .
pk.F(pk) = ( + ) = ( + )
Cuoái cuøng toång trôû xung ñaàu vaøo cuûa toaøn heä thoáng noái ñaát coù daïng:
Zk(0,t) = +
Zk(0,t) = + 2.R'mv
Toång trôû xung ñaàu vaøo ñaït giaù trò cöïc ñaïi gaàn ñuùng vaøo luùc doøng seùt qua bieân ñoä töùc laø luùc t = t.
ZS(0,t) = + 2.R'mv
ZS(0,t) = + 2.R'mv
Chuoãi trong bieåu thöùc treân chæ caàn tính ñeán soá haïng thöù i sao cho: ()2.= 3
=> xk = π= = 10,8
Vôùi: Thoâng soá doøng seùt tính toaùn theo qui phaïm
tñs = 5 μs
IS = 150 kA.
T1 =19,63 μs: haèng soá thôøi gian.
Baûng keát quaû tính toaùn
k
xk
A=()2.
B = e-A
C = cosxk
D =
F =
1
2,76
0,1968
0,8213
0,9988
1,0024
0,7146
2
5,6
0,8092
0,4452
0,9952
1,0096
0,3849
3
8,53
1,8777
0,1529
0,9889
1,0225
0,1331
=1,2326
=> Toång trôû xung ñaàu vaøo luùc doøng seùt qua bieân ñoä:
ZS(0,t) = + 2.R'mv = 3,4638(Ω).
3. Kieåm tra heä thoáng noái ñaát theo ñieàu kieän choáng seùt:
Doøng seùt taûn qua heä thoáng noái ñaát cuûa traïm seõ taïo neân moät ñieän aùp giaùng treân toång trôû xung cuûa noù, maø trò soá cöïc ñaïi baèng Is.ZS(0, tñs).
Is laø bieân ñoä cuûa doøng seùt ôû ñaàu cuûa heä thoáng noái ñaát ñeå khoâng xaûy ra hö hoûng trang thieát bò hoaëc gaây phoùng ñieän ngöôïc ñeán boä phaän mang ñieän thì Is.ZS(0,tñs) < U0,5. Vôùi U0,5 laø ñieän aùp phoùng ñieän xung caùch ñieän beù nhaát cuûa traïm Caáp ñieän aùp 110KV, ta chæ caàn kieåm tra vôùi U0,5 cuûa caùch ñieän chuoãi söù.
Ñieàu kieän: ISmax.ZS(0,t) < U0,5 söù = 660 KV
Ta coù: ISmax = 150 (KA)
=> ISmax.ZS(0,t) = 150.3,4638= 519,5 KV
Thoûa maõn ñieàu kieän choáng seùt: ISmax.ZS(0,t) = 519,5 KV < U0,5 söù = 660 KV
Keát luaän:
+ Sau khi tính toaùn, thieát keá heä thoáng noái ñaát an toaøn cho traïm döïa treân cô sôû laø taän duïng heä thoáng noái ñaát töï nhieân vaø thieát keá theâm phaàn noái ñaát nhaân taïo, ta coù trò soá ñieän trôû taûn cuûa noái ñaát an toaøn thoûa ñieàu kieän cho pheùp.
+ Vôùi heä thoáng noái ñaát an toaøn ta kieåm tra theo ñieàu kieän choáng seùt thì keát quaû vaãn thoûa maõn ñöôïc ñieàu kieän choáng seùt naøy.
Vaäy heä thoáng noái ñaát cuûa traïm thoûa yeâu caàu veà maët an toaøn vaø choáng seùt.
._.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
LUAN_A~1.DOC
