Thiết kế trạm biến áp 110/22kv và đường dây phân phối

ng 3 CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM 15 3.1 Giới thiệu về sơ đồ cấu trúc 15 3.2 Các phương án chọn sơ đồ cấu trúc 15 3.3 Phân tích ưu khuyết điểm của từng phương án 15 3.3.1 Phương án 1 15 3.3.2 Phương án 2 16 3.3.3 phương án 3 16 3.4 Lựa chọn phương án 17 Chương 4 CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 18 4.1 Chọn máy biến áp 18 4.1.1 Khái niệm chung 18 4.1.2 Tính toán chọn máy biến áp cho trạm 19 4.2 Sơ đồ nối điện cho các phương án 22 4.2.1 Khái niệm 22 4.2.2 Một số sơ đồ nối điện cơ bản 23 4.2.3 Chọn sơ đồ nối điện cho các phương án 25 Chương 5 TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN MÁY CẮT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 27 5.1 Tính toán dòng điện ngắn mạch 27 5.1.1 Khái niệm 27 5.1.2 Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch 27 5.1.3 Phương pháp tính ngắn mạch 27 5.1.4 Tính toán ngắn mạch cho trạm 29 5.2 Chọn máy cắt cho các phương án 34 5.2.1 Yêu cầu và điều kiện chọn máy cắt 34 5.2.2 Chọn máy cắt cho các phương án 35 Chương 6 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN KINH TẾ 41 6.1 Tổn thất điện năng trong máy biến áp 41 6.1.1 Khái niệm 41 6.1.2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây 41 6.1.3 Tính tổn thất điện năng cho các phương án 42 6.2 Tính toán kinh tế- kỹ thuật 43 6.2.1 Khái niệm 43 6.2.2 Tính toán kinh tế-kỹ thuật, so sánh các phương án 43 6.2.3 Tính toán chi phí kinh tế cho từng phương án 45 6.2.4 Đánh giá và lựa chọn phương án 46 Chương 7 CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN 48 7.1 Khái niệm chung 48 7.2 Lựa chọn các khí cụ điện và các phần dẫn điện 48 7.2.1 Chọn máy cắt 48 7.2.2 Chọn dao cách ly 49 7.2.3 Chọn thanh dẫn-thanh góp 50 7.2.3.1 Điều kiện chọn và kiểm tra thanh dẫn-thanh góp 51 7.2.3.2 Chọn thanh dẫn-thanh góp cho trạm 53 7.2.4 Chọn sứ cách điện 57 7.2.5 Chọn cáp điện lực 58 7.2.6 Chọn máy biến dòng điện 61 7.2.7 Chọn máy biến điện áp 65 7.3 Chọn máy biến áp tự dùng cho trạm 69 Chương 8 TỔNG KẾT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 71 8.1 Sơ đồ cấu trúc 71 8.2 Máy biến áp chính của trạm 71 8.3 Sơ đồ nối điện 71 8.4 Dòng điện ngắn mạch 72 8.5 Máy cắt 72 8.6 Tổn hao, chi phí tính toán 73 8.7 Các khí cụ và phần dẫn điện 73 8.7.1 Dao cách ly 110 kV 73 8.7.2 Thanh góp – thanh dẫn 73 8.7.3 Sứ cách điện 74 8.7.4 Cáp điện lực 74 8.7.5 Máy biến dòng điện 75 8.7.6 Máy biến điện áp 76 8.8 Máy biến áp tự dùng 76 Chương 9 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT 77 9.1 Khái niệm chung 77 9.2 Một số yêu cầu kinh tế - kỹ thuật 77 9.3 Cột thu sét và phạm vi bảo vệ 77 9.3.1 Cột chống sét sử dụng kim thu sét 77 9.3.2 Phạm vi bảo vệ của cột thu sét 78 9.4 Tính toán bảo vệ cột chống sét 79 Chương 10 THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 87 10.1 Các vấn đề cơ bản khi thiết kế hệ thống nối đất 87 10.1.1 Nối đất tự nhiên 87 10.1.2 Hệ thống nối đất nhân tạo (Rnt) 88 10.2 Tính toán và thiết kế hệ thống nối đất 90 10.2.1 Tính toán nối đất tự nhiên 90 10.2.2 Tính toán nối đất nhân tạo 91 10.2.3 Kết luận 93 10.3 Tính tổng trở xung của hệ thống nối đất có bổ sung 93 10.4 Kiểm tra hệ thống nối đất theo điều kiện chống sét 96 10.5 Thiết kế hệ thống thanh cân bằng điện thế 97 Phần II THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 98 Chương 11 THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 101 11.1 Khái niệm 101 11.2 Tính toán thiết kế 101 11.2.1 Tính toán sụt áp và chọn dây cho 101 đường dây phân phối 101 11.2.1.1 Tính sụt áp cho một đoạn của phát tuyến 101 11.2.1.2 Trình tự chọn dây cho phát tuyến 103 11.2.2 Tính toán tổn thất công suất trên đường dây phân phối 106 11.2.3 Tính toán tổn thất điện năng 108 11.3 Tính toán chi phí hàng năm 108 11.4 Tính toán thiết kế 110 11.4.1 Chọn dây cho phát tuyến và tính tổn thất điện áp 110 11.4.2 Tính toán tổn thất công suất trên đường dây 111 11.4.3 Tính tổn thất điện năng 111 11.4.4 Tính tổng chi phí hàng năm của phát tuyến 112 Chương 12 TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ BÙ ỨNG ĐỘNG 113 12.1 Khái niệm 113 12.2 Tính toán bù công suất kháng 113 12.3 Tính toán mẫu cho phương án 4 vị trí bù 114 12.4 Phương án 5 vị trí tụ bù 119 12.5 Phương án 6 vị trí tụ bù 120 12.6 Phương án 7 vị trí tụ bù 121 12.7 So sánh lựa chọn phương án bù 122 12.8 Tính toán tổn thất lúc phụ tải cực đại có bù công suất kháng 124 12.9 Tính toán bù ứng động 127 12.10 Tính toán lúc phụ tải cực tiểu và có bù ứng động 130 Chương 13 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO TRẠM 136 13.1 Kết quả bù công suất kháng 136 13.2 Kết quả tổng tiết kiệm theo bù tổng Ct 137 13.3 Sơ đồ tuyến đường dây lúc phụ tải max và lúc phụ tải min = 40% phụ tải max 140 13.4 Phân bố công suất và phân bố trạm cho tuyến đường dây sau khi có bù công suất kháng 140 13.5 Tính phân bố công suất lúc phụ tải cực đại 142 13.6 Tính phân bố công suất lúc phụ tải cực tiểu 149 Chương 14 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ PHỐI HỢP BẢO VỆ 157 14.1 Tính toán ngắn mạch 157 14.1.1 Các công thức tính tổng trở trong đường dây phân phối hình tia 157 14.1.2 Các dạng ngắn mạch 158 14.1.3 Tính dòng ngắn mạch 159 14.1.3.1 Tính dòng ngắn mạch ứng với Zf = 0 161 14.1.3.2 Tính dòng ngắn mạch ứng với Zf = 10 163 14.1.3.3 Tính dòng ngắn mạch cho đường dây nhánh đến trạm biến áp 164 14.2 Phối hợp bảo vệ 166 14.2.1 Phối hợp Recloser và cầu chì (ACR - FCO) 166 14.2.2 Tính toán bảo vệ 167 Chương 15 KẾT LUẬN 170 Tài liệu tham khảo 171 Lời nói đầu Ngày nay điện năng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, giao thông vận tải, thông tin liên lạc… Ở nước ta cùng với quá trình công nghiệp hoá- hiện đại hoá nền kinh tế, điện năng càng giữ vai trò chủ đạo đóng góp giá trị không nhỏ cho ngân sách nhà nước. Trong những năm qua ngành điện Việt Nam đã đạt những thành tựu to lớn, cơ bản đáp ứng được nhu cầu điện năng của nền kinh tế quốc dân với tốc độ tăng trưởng bình quân 15%/năm.Dự báo đến năm 2010 sản lượng điện sẽ đạt tới 80 tỉ KWh và bình quân đầu người là 900KWh/người/năm. Qua đó chúng ta thấy rằng việc việc sản xuất điện năng là vấn đề quan trọng, cần được quan tâm và chú trọng nhiều hơn. Dù đã rất cố gắng, nhưng bài luận văn này sẽ không tránh khỏi những thiêu sót. Vì vậy mong thầy cô và các bạn tận tình góp ý để bài luận văn của em được hoàn thiện hơn PHẦN I THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22KV Chương 1 TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1 Giới thiệu hệ thống điện - Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng, bao gồm các nhà máy điện, mạng điện và các hộ tiêu thụ điện - Điện năng được sản xuất ở nhà máy được truyền tải và phân phối đến nhà tiêu thụ bằng dây dẫn. Trong quá trình truyền tải điện có phát sinh tổn thất trên đường dây nên trước khi truyền đi xa phải đưa lên điện cao áp để truyền tải và hạ xuống thấp ở điện áp tương ứng để đưa đến phụ tải. Do đó trạm biến áp là một phần không thể thiếu trong hệ thống điện 1.2 Trạm biến áp Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp này sang cấp khác tuỳ thep yêu cầu, trạm biến áp còn là nơi phân phối điện năng đến các phụ tải Người ta phân loại trạm theo: 1.2.1 Theo điện áp - Trạm biến áp tăng: đặt ở các nhà máy điện làm nhiệm vụ tăng từ cấp điện áp máy phát lên cấp điện áp truyền tải - Trạm biến áp hạ áp: đặt gần ở các phụ tải làm nhiệm vụ biến đổi từ cấp điện áp truyền tải đến cấp điện áp phân phối theo yêu cầu của phụ tải - Trạm biến áp trung gian: làm nhiệm vụ liên lạc giữa hai lưới điện khác nhau 1.2.2 Theo địa dư Trạm biến áp khu vực: được cấp điện từ mạng chính cung cấp cho các khu vực lớn: thành phố, khu công nghiệp… Trạm biến áp địa phương: được cấp điện từ mạng phân phối cấp điện cho các địa phương, nhà máy xí nghiệp nhỏ… 1.3 Cấu trúc của trạm biến áp 1.3.1 Các thành phần chính của trạm biến áp - Máy biến áp(MBA) trung tâm - Hệ thống thanh cái, dao cách ly - Hệ thống bảo vệ rơle - Hệ thống chống sét nối đất - Hệ thống điện tự dùng - Khu vực phòng điều hành - Khu vực phòng phân phối 1.3.2 Những vấn đề chính khi chọn vị trí đặt trạm - Gần các phụ tải - Thuận tiện trong giao thông - Đặt ở những nơi khô ráo - Tránh các vùng đất dễ bị sạt lỡ - Tránh xa các khu vực dễ gây cháy nổ 1.4 Yêu cầu khi thiết kế - Đảm bảo chất lượng điện năng - Độ tin cậy cao( tuỳ theo tính chất loại phụ tải) - Vốn đầu tư thấp - An toàn cho người và thiết bị - Thuận tiện sữa chữa vận hành Chương 2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI 2.1 Khái niệm: - Mức tiêu thụ điện năng luôn thay đổi theo thời gian.Quy luật biến thiên của phụ tải theo thời gian được biểu diễn trên hình vẽ gọi là đồ thị phụ tải.Trục tung của đồ thị phụ tảicó thể là: công suất tác dụng,công suất phản kháng, công suất biểu kiến. Còn trục hoành biểu diễn theo thời gian. - Đồ thị phụ tải cần thiết cho thiết kế và vận hành hệ thống điện khi biết đồ thị phụ tải toàn hệ thống có thể phân bố tối ưu công suất cho các nhà máy điện trong hệ thống, xác định mức tiêu hao nhiên liệu…Đồ thị phụ tải ngày của nhà máy hay trạm biến áp dùng để chọn dung lượng máy biến áp, tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp, chọn sơ đồ nối dây… 2.2 Các đại lượng đặc trưng của đồ thị phụ tải: * Công suất trung bình: A: điện năng sản suất ra trong thời gian * Hệ số điền kín đồ thị phụ tải: Pmax: công suất cực đại trong thời gian t * Hệ số sử dụng công suất đặc: Pdat :công suất đặt bằng tổng công suất cực đại của thiết bị * Thời gian sử dụng công suất cực đại: * Thời gian tổn thất công suất cực đại: * Thời gian sử dụng công suất đặt: 2.3 Xây dựng đồ thị phụ tải Bảng tổng hợp phân bố công suất giờ của phụ tải: giờ %Pmax P(Mw) Q(Mvar) S(MVA) Std (MVA) S∑(MVA) 0-3 30 6 4.5 7.8 0.3 8.1 3-4 40 8 6 10.3 0.3 10.6 4-5 50 10 7.5 12.8 0.3 13.1 5-6 60 12 9 15.3 0.3 15.6 6-8 70 14 10.5 17.8 0.3 18.1 8-11 80 16 12 20.3 0.3 20.6 11-14 50 10 7.5 12.8 0.3 13.1 14-16 70 14 10.5 17.8 0.3 18.1 16-17 50 10 7.5 12.8 0.3 13.1 17-20 70 20 15 25.3 0.3 25.6 20-21 80 16 12 20.3 0.3 20.6 21-23 50 10 7.5 12.8 0.3 13.1 23-24 40 8 6 10.3 0.3 10.6 * Đồ thị phụ tải công suất P(MW) Thông số của phụ tải: Pmax =20MW cos= 0.8 Công suất tự dùng STD = 0,3MVA Từ bảng tổng hợp trên xây dựng được đồ thị phụ tải của toàn trạm: 2.4 Xác định , Từ đồ thị phụ tải suy ra các thời gian đặc trưng: - Thời gian sử dụng công suất cực đại - Thời gian tổn thất công suất cực đại * Tính theo công thức: (giờ/ngày) Suy ra (giờ/năm) * Tính theo công thức: (giờ/ngày) Suy ra (giờ/năm) * Xác định thời gian sử dụng công suất cực đại: =5480.7(giờ/năm) * Xác định thời gian tổn thất công suất cực đại: = 3809.6(giờ/năm) Chương 3 CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM 3.1 Giới thiệu về sơ đồ cấu trúc - Sơ đồ cấu trúc của nhà máy điện và trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn,tải và hệ thống điện - Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc: + Có tính khả thi + Linh hoạt + Hiện đại + Đảm bảo kỹ thuật + Phát triển về sau + Kinh tế + Khi thiết kế trạm biến áp người ta đưa ra rất nhiều phương án khả thi trên cơ sở phân tích ưu khuyết điểm của từng phương án, so sánh điều kiện kỹ thuật- kinh tế rồi chọn phương án tối ưu nhất 3.2 Các phương án chọn sơ đồ cấu trúc Phương án 1: chỉ láp đặt một máy biến áp Phương án 2: hai máy biến áp vận hành song song Phương án 3:chọn 3 máy biến áp vận hành song song 3.3 Phân tích ưu khuyết điểm của từng phương án: 3.3.1 Phương án 1: Ưu điểm: - Việc thiết kế và lắp đặt rất đơn giản - Chi phí xây dựng ít, diện tích mặt bàng nhỏ - Thích hợp cung cấp điện cho các vùng phụ tải không quan trọng(phụ tải loạ 3) và có nguồn dự trữ từ trạm khác đến cho phụ tải khi gặp sự cố Khuyết điểm: - Độ tin cậy cung cấp điện không cao - Khi bảo trì trạm và máy biến áp bị sự cố thì khu vực phụ tải hoàn toàn bị mất điện 3.3.2 Phương án 2: Ưu điểm: - Sơ đồ vận hành rõ ràng, linh hoạt - Giải quyết được vấn đề máy biến áp khi gặp sự cố - Đảm bảo cung cấp điện liên tục - Thích hợp cho việc cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng Khuyết điểm: - Máy biến áp thường làm việc non tải - Chi phí xây dựng ban đầu tương đối cao 3.3.3 Phương án 3: Ưu điểm: - Vận hành rõ ràng, linh hoạt - Giải quyết được vấn đề máy biến áp khi gặp sự cố - Đảm bảo cung cấp điện liên tục trong mọi trường hợp - Thích hợp cho việc cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng Khuyết điểm: - Máy biến áp thường làm việc non tải - Chi phí xây dựng ban đầu tương đối cao - Chiếm nhiều diện tích mặt bằng 3.4 Lựa chọn phương án Sau khi phân tích ưu điểm của từng phương án nhận thấy rằng phương án 1 đảm bảo về mặt kinh tế nhưng không đảm bảo về độ liên tục cung cấp điện. Phương án 2 và 3 tuy chi phí xây dựng tương đối cao nhưng có nhiều ưu điểm hơn phương án 1, do đó ta chọn phương án 2 và 3 để khảo sát và so sánh để tìm ra phương án tối ưu nhất để thi công và thiết kế Ta gọi: phương án 2 = phương án I Phương án 3 = phương án II Chương 4 CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 4.1 Chọn máy biến áp 4.1.1 Khái niệm chung: - Máy biến áp là thiết bị truyền tải điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Điện năng được sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến nơi tiêu thụ ở xa qua đường dây cao thế 110, 220,500Kv… Ở cuối đường dây cao áp lại cần máy biến áp giảm về điện áp thích hợp với mạng phân phối(22,15,0.4Kv) - Khi sử dụng máy biến áp cần lưu ý những đặc điểm sau: - Máy biến áp là thiết bị không tự phát ra điện năng mà chỉ truyền tải điện năng từ cấp này sang cấp khác - Công suất của máy biến áp được chế tạo theo tiêu chuẩn của mỗi nước tuổi thọ và khả năng quá tải của máy biến áp tuỳ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh và phương pháp làm lạnh - Khi chọn máy biến áp phải chú ý đến khả năng phát triển phụ tải, tránh trường hợp vừa xây dựng xong trạm biến áp lại phải thay đổi hay đặt thêm máy khi phụ tải tăng - MBA hiện nay có nhiều loại: + MBA một pha,ba pha + MBA hai cuộn dây, ba cuộn dây + MBA có cuộn dây phân chia + MBA tự ngẫu một pha, ba pha + MBA tăng, máy biến áp hạ + MBA có và không có điều chỉnh dưới tải - Hệ thống làm mát máy biến áp + Có nhiều phương pháp làm lạnh, mỗi phương pháp yêu cầu diều kiện vận hành nhất định + Làm lạnh máy biến áp theo quy luật tự nhiên + Làm mát biến áp bằng dầu có thêm quạt để tăng cường khả năng trao đổi nhiệt và tản nhiệt + Làm mát bằng phương pháp tuần hoàn dầu cưỡng bức và có tăng thêm quạt + Làm mát dầu bằng nước + Làm lạnh kiểu khô - Các yêu cầu khi chọn máy bến áp + Đảm bảo tính liên tục khi cấp điện + An toàn, vốn đầu thấp + Dung lượng và lượng máy trong trạm nên đồng nhất tính đến khả năng quá tải của máy biến áp 4.1.2 Tính toán chọn máy biến áp cho trạm Phương án I: Đồ thị phụ tải của trạm: Chọn công suất máy biến áp: - Trong phương án này công suất máy biến áp được chọn theo điều kiện một máy nghỉ máy còn lại với khả năng quá tải sự cố cho phép phải tải hơn công suất cực đại của phụ tải tức là: - Máy biến áp đặt ngoài trời nên Nên : Do đó ta chọn máy biến áp có công suất định mức là 20MVA + Kiểm tra điều kiện quá tải: Từ đồ thị phụ tải với SdmB=20MVA thì tổng thời gian quá tải là 7h lớn hơn 6h + Kiểm tra điều kiện K1<0.93 + Kiểm tra điều kiện K2<1.3 Các bước tính toán với SdnB=20MVA và kết quả thu được ghi trong bảng sau: Si(MVA) 8.1 10.6 13.8 15.6 18.1 20.6 25.6 Ki=Si/SdmB 0.405 0.53 0.655 0.78 0.905 1.03 1.28 Ki2 0.164 0.28 0.43 0.6 0.82 1.06 1.64 Ti 3 2 7 1 4 4 3 K2i.Ti 0.492 0.56 3.01 0.6 3.28 4.24 4.92 Xác định K2 bằng cách đẳng trị vùng có Ki > 1 Nên K2 = 0,9.Kmax = 1.15< 1.3 Kết luận: ta thấy mặt dù thời gian quá tải lớn hơn 6h nhưng K1,K2 thoã điều kiện nên máy biến áp này chấp nhận được *Các thông số của máy biến áp: Máy biến áp do SIEMENS chế tạo Số lượng: 2 máy Công suất định mức: SdnB = 20MVA Tổn hao không tải: 20Kw Tổn hao ngắn mạch: 56Kw Điện áp ngắn mạch: 9,6% Trọng lượng(có dầu): 54 tấn Đơn giá: 320000USD Phương án 2: Đồ thị phụ tải của trạm: 3 máy biến áp vận hành song song: - Trong phương án này công suất máy biến áp dược chọn theo công thức - Kiểm tra điều kiện khi một máy nghỉ 2 máy còn lại với khả năng quá tải sự cố có thể tải được công suất cực đại của phụ tải. Do đó ta chọn máy biến áp có công suất định mức là 10MVA - Với máy biến áp có SdmB = 10MVA khi sự cố một máy thì 2 máy còn lại có nhiệm vụ duy trì cung cấp cho phụ tải. Tổng công suất máy biến áp lúc này là 20MVA Từ đồ thị phụ tải với SdmB = 20MVA luôn lớn hơn công suất max của phụ tải, điều này cho ta thấy rằng 2 máy biến áp còn lại luôn đảm bảo vận hành lâu dài và liên tục trong khi một máy bị sự cố thật vậy ta luôn có: - Vì thế cho nên ta không cần xét đến khả năng quá tải của máy biến áp Vậy máy biến áp có SdmB = 10MVA thoã mãn các điều kiện sự cố *Các thông số của máy biến áp: Máy biến áp do SIEMENS chế tạo Số lượng: 3 máy Công suất định mức: SdmB = 10MVA Tổn hao không tải: 13Kw Tổn hao ngán mạch: 42Kw Điện áp ngắn mạch: 9,6% Trọng lượng (có dầu): 39 tấn Đơn giá: 240000USD 4.2 Sơ đồ nối điện cho các phương án 4.2.1 Khái niệm - Sơ đồ nối điện là một hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị, khí cụ điện có nhiệm vụ nhận điện từ các nguồn để cung cấp phân phối cho các phụ tải cùng cấp điện áp - Sơ đồ nối điện thoã mãn các yêu cầu sau: + Tính đảm bảo liên tục cung cấp điện + Tính linh hoạt + Tính phát triển + Tính kinh tế 4.2.2 Một số sơ đồ nối điện cơ bản Sơ đồ hệ thống một thanh góp: - Đặc điểm của sơ đồ này là: tất cả các phần tử được nối vào thanh góp chung, mỗi phần tử có một máy cắt liên lạc, hai bên máy cắt nói chung có dao cách ly - Ưu điểm: đơn giản, rõ ràng, mỗi phần tử được thiết kế riêng cho mạch đó.Khi sữa chữa mạch này không ảnh hưởng trực tiếp đến mạch khác - Khuyết điểm: khi có sự cố trên thanh góp tất cả các phần tử nối vào thanh góp bị mất điện Do những ưu khuyết điểm trên, sơ đồ hệ thống một thanh góp chỉ được sử dụng kh yêu cầu về cung cấp cấp điện không cao, các hộ tiêu thụ loại 3 Để tăng cường tính đảm bảo cung cấp điện thì sơ đồ này có thể thực hiện bằng cách phân đoạn thanh góp dùng máy cắt và dao cách ly - Đặc điểm: thanh góp được chia thành nhiều phân đoạn bằng máy cắt và dao cách ly - Khi sữa chữa chỉ tiến hành cho từng phân đoạn, việc cung cấp điện được chuyển cho phân đoạn kia - Khi bị sự cố trên phân đoạn nào, máy cắt phân đoạn đó sẽ cắt cùng với máy cắt của các mạch trên phân đoạn đó, phân đoạn còn lại vẫn đảm bảo cung cấp điện - Với những ưu điểm trên thì sơ đồ này được sử dụng rất rộng rãi trong các trạm biến áp cũng như nhà máy điện Sơ đồ hệ thống 2 thanh góp - Đặc điểm của sơ đồ này là có hai hệ thống thanh góp đồng thời. Hai hệ thống thanh góp có giá trị như nhau - Một hệ thống thanh góp làm việc, một hệ thống thanh góp dự phòng, các phần tử nối vào thanh góp làm việc qua máy cắt và dao cách ly thuộc thanh góp đó đóng, còn dao cách ly kia mở.Với chế độ làm việc này, sơ đồ trở thành sơ đồ tương đương một hệ thống thanh góp không phân đoạn, do đó có các ưu khuyết điểm nêu trên - Ưu điểm của sơ đồ này là khi một thanh góp bị sự cố, hay sữa chữa thì toàn bộ được chuyển sang thanh góp thứ 2, chỉ mất điện trong thời gian ngắn - Ưu điểm nổi bật của sơ đồ này là kh sữa chữa một máy cắt của phần tử nào đó, dùng máy cắt lên lạc thay cho máy cắt này bằng cách chuyển đường đi qua thanh góp thứ hai - Đồng thời làm việc cả hai thanh góp, các mạch tải được phân bố đều trên hai thanh góp - Khuyết điểm của sơ đồ này là phức tạp khi xây dựng cũng như vận hành, đặc biệt khi đóng nhầm dao cách ly có thể gây hậu quả nghiêm trọng và chỉ dược ứng dụng khi điện áp cao từ 110KV trở lên, số đường dây nhiều. Sơ đồ là nơi tập trung của nhiều nguồn lớn 4.2.3 Chọn sơ đồ nối điện cho các phương án Dựa vào các sơ đồ nối điện cơ bản kết hợp với yêu cầu của sơ đồ nối điện, ta chọn được sơ đồ nối điện cho các phương án sau: Phương án I: Phương án II: Chương 5 TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN MÁY CẮT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 5.1 Tính toán dòng điện ngắn mạch 5.1.1 Khái niệm - Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau hay các pha chạm với đất, nói cách khác ngắn mạch là hiện tượng các mạch bị nối tắt - Ngắn mạch là hiện tượng nghiêm trọng thường xảy ra trong hệ thống điện - Mục đích tính toán dòng ngắn mạch để phục vụ cho việc chọn các khí cụ điện và các phần dẫn điện. Vì vậy phải dự đoán các tình trạng ngắn mạch. Có nhiều phương pháp tính dòng ngắn mạch nhưng vơí yêu cầu trên chỉ dùng phương pháp cơ bản - Trong thực tế thường gặp các dạng ngắn mạch + Ngắn mạch 3 pha + Ngắn mạch 2 pha + Ngán mạch 1 pha ( thường xảy ra trong hệ thống điện) + Ngắn mạch 2 pha chạm đất 5.1.2 Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch Nguyên nhân: - Do các thiết bị vận hành lâu ngày có cách điện không tốt, chập điện giữa 2 vật dẫn điện khác - Do sét đánh vào đường dây, thiết bị phân phối ngoài trời Hậu quả: - Sự xuất hiện hồ quang làm hỏng cách điện, kết dính vật dẫn gây cháy nổ và nguy hiểm đến tính mạng con người và thiết bị - Quá nhiệt gây hư hỏng và đốt nóng thiết bị - Làm biến dạng thanh góp, đứt dây dẫn, phá nổ thiết bị - Làm mất ổn định hệ thống điện nếu sự cố lớn có thể làm tan rã hệ thống điện 5.1.3 Phương pháp tính ngắn mạch - Việc tính toán trị số dòng điện một cách chính xác là rất khó khăn. Vì vậy để tính dòng điện ngắn mạch trong thực tế thường chấp nhận một số giả thiết - Ta tính dòng ngắn mạch 3 pha, vì thường dòng ngắn mạch 3 pha lớn hơn dòng ngắn mạch 2 pha và một pha - Khi tính toán ngắn mạch trong hệ thống có U > 1000V có thể bỏ qua thành phần điện trở R, chỉ xét kháng điện X. Vì X thường rất lớn so với R - Khi mạng điện có U < 1000V mới xét dến R - Thời gian tồn tại ngắn mạch bằng thời gian bảo vệ rơle (tbv) và thời gian máy cắt làm việc (tmc) tN = tbv + tmc - Có thể xem dòng ngắn mạch không đổi trong thời gian tồn tại ngắn mạch đó I” = It = Iod Trong đó: I”: dòng điện quá độ It: dòng ngắn mạch tại thời điểm t Iod: dòng ngắn mạch ổn định - Tính ngắn mạch trong hệ tương đối vớ công suất cơ bản (Scb) và điện áp cơ bản (Ucb) và suy ra dòng điện cơ bản (khi chỉ có 1 hoặc 2 cấp điện áp mới tính trong hệ có tên): - Xác định điện kháng của các phần tử trong sơ đồ thay thế trong hệ đơn vị tương đối cơ bản: Hệ thống: Kháng điện: Đường dây: Máy biến áp 2 cuộn dây: 5.1.4 Tính toán ngắn mạch cho trạm - Khi tính toán ngắn mạch cho mạng điện có U > 1000V ta cần giả thiết: - Bỏ qua điện trở R mà chỉ xét kháng điện X - Tất cả các sức điện động đều cùng pha - Sức điện động các nguồn ở xa điểm ngắn mạch xem như không đổi - Không xét đến phụ tải - Bỏ qua dòng từ hoá trong máy biến áp - Dòng ngắn mạch không đổi trong thời gian ngắn mạch Chọn: Ucb1 = 115KV Ucb2 = 23KV Scb = 100MVA - Điện kháng trên 1Km đường dây - Điện kháng đường dây - Điện kháng hệ thống - Hệ số xung kích Phương án I: Sơ đồ hệ thống: Sơ đồ biến đồ tương đương: Ngắn mạch tại N1: Điện kháng tổng tại vị trí ngắn mạch N1 Dòng ngắn mạch 3 pha tại N1 Dòng ngắn mạch xung kích Ngắn mạch tại N2: Điện kháng tương đương của máy biến áp Điện kháng tổng tại vị trí ngắn mạch N2 Dòng ngắn mạch 3 pha tại N2 Dòng ngắn mạch xung kích Phương án II: Sơ đồ hệ thống: Sơ đồ biến đổi tương đương Ngắn mạch tại N1: Điện kháng tổng tại vị trí ngắn mạch N1 Dòng ngắn mạch 3 pha tại N1 Dòng ngắn mạch xung kích Ngắn mạch tại N2: Điện kháng tương đương của máy biến áp Điện kháng tổng tại vị trí ngắn mạch N2 Dòng ngắn mạch 3 pha tại N2 Dòng ngắn mạch xung kích Tổng hợp kết quả tính toán các phương án: Vị trí Điện áp (KV) Phương án I Phương án II IN(kA) Ixk(kA) IN(kA) Ixk(kA) N1 110 7.13 18.15 7.13 18.15 N2 22 8.08 20.36 6.043 16.37 5.2 Chọn máy cắt cho các phương án 5.2.1 Yêu cầu và điều kiện chọn máy cắt - Máy cắt điện là khí cụ điện dùng để đóng cắt một phần tử của hệ thống điện như máy phát, máy biến áp, đường dây…Trong lúc làm việc bình thường cũng như sự cố - Các điều kiện chọn máy cắt Để vận hành và bảo dưỡng dễ dàng thường chọn một loại máy cắt ở một cấp điện áp + Chọn tương ứng với điện áp của lưới điện + Dòng điện định mức + Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch Inh,tnh: dòng điện ổn dịnh nhiệt, thời gian ổn định nhiệt : dòng ngắn mạch ổn định, thời gian tác dụng nhệt tương đương Ttd: phụ thuộc vào thời gian ngắn mạch và tỉ số giữa dòng siêu quá độvà dòng ngắn mạch ổn định () Tức là: Vì trạm biến áp ở xa nguồn nên: Thời gian ngắn mạch phụ thuộc vào thời gian tác động của bảo vệ rơle và máy cắt Tra đồ thị , ta dược Vậy ta được Đối với máy có dòng điện định mức trên 1000A thì không cần kiểm tra ổn định nhiệt + Ổn định động khi ngắn mạch : dòng ngắn mạch xung kích cho phép + Dòng điện cắt 5.2.2 Chọn máy cắt cho các phương án Phương án I Cấp điện áp 110KV Dòng điện cưỡng bức trên đường dây nối với hệ thống : công suất cực đại của trạm : Tổng công suất của 2 đường dây nối với trạm khác Dòng điện cưỡng bức trên đường dây nối đến trạm khác Dòng điện cưỡng bức qua máy biến áp Trên quan điểm thiết kế trong luận văn này, việc lựa chọn máy cắt ở cấp điện áp 110KV là cùng các thông số định mức và cùng loại. Nên việc tính toán được thực hiện dựa trên thông số thiết bị nào lớn nhất để lựa chọn chung Vậy nên: Dòng điện cưỡng bức Dòng điện ngắn mạch Dòng ngắn mạch xung kích Từ kết quả trên ta chọn được máy cắt SF6 có các thông số sau: Kiểu máy cắt Яэ 110-23 Hãng sản xuất AEG Điện áp định mức 110KV Dòng điện định mức 1250A Dòng điện cắt định mức 40KA Dòng ổn định động 50KA Đơn giá 21420USD Số lượng 7 Kiểm tra máy cắt đã chọn theo các điều kiện: Do nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt Vậy máy cắt đã chọn đạt yêu cầu Cấp điện áp 22KV: - Phía 22KV ta dùng máy cắt hợp bộ cho lộ tổng máy biến áp, phân đoạn và các lộ xuất tuyến, đây là loại máy cắt được chế tạo theo nhiều modun ghép lại với nhau đặt trong nhà - Chọn máy cắt cho lộ tổng và phân đoạn 22KV:( 2 máy cho lộ tổng và 1 máy cho phân đoạn) - Dòng điện cưỡng bức lớn nhất qua máy cắt(được xác định khi 1 máy biến áp bị sự cố máy còn lại phải tải hết công suất của phụ tải) Dòng điện ngắn mạch Dòng ngắn mạch xung kích Từ các kết quả trên ta chọn máy cắt SF6 đặt trong nhà có các thông số sau: Kiểu máy cắt 8DA10 Hãng sản xuất SEMENS Điện áp định mức 24KV Dòng điện định mức 2500A Dòng điện cắt định mức 40KA Dòng ổn định động 110KA Đơn giá 36000USD Số lượng 3 Kiểm tra máy cắt đã chọn theo các điều kiện: Do nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt Vậy máy cắt đã chọn đạt yêu cầu Chọn máy cắt cho phát tuyến 22KV(8 phát tuyến) Dòng điện cưỡng bức qua máy cắt phát tuyến được tính: Dòng điện ngắn mạch Dòng ngắn mạch xung kích Từ các kết quả trên ta chọn máy cắt SF6 đặt trong nhà có các thông số sau: Kiểu máy cắt 8DC11 Hãng sản xuất SEMENS Điện áp định mức 24KV Dòng điện định mức 1250A Dòng điện cắt định mức 25KA Dòng ổn định động 63KA Đơn giá 24500USD Số lượng 8 Kiểm tra máy cắt đã chọn theo các điều kiện: Do nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt Vậy máy cắt đã chọn đạt yêu cầu Phương án II: Cấp điện áp 110 KV Tương tự như ở phương án I ta chọn máy cắt SF6 có các thông số kỹ thuật sau: Kiểu máy cắt Яэ 110-23 Hãng sản xuất AEG Điện áp định mức 110KV Dòng điện định mức 1250A Dòng điện cắt định mức 40KA Dòng ổn định động 50KA Đơn giá 21420USD Số lượng 8 Cấp điện áp 22KV Chọn máy cắt cho lộ tổng máy biến áp và phân đoạn 22 KV( 3 máy cho lộ tổng, 3 máy cho phân đoạn) Dòng điện cưỡng bức lớn nhất qua máy cắt(được xác định khi 1 MBA bị sự cố 2 máy còn lạ phải tải hết công suất cực đại của phụ tải) Dòng điện ngán mạch Dòng ngắn mạch xung kích Từ các kết quả trên ta chọn máy cắt SF6 đặt trong nhà có các thông số sau: Kiểu máy cắt 8DA10 Hãng sản xuất SEMENS Điện áp định mức 24KV Dòng điện định mức 2500A Dòng điện cắt định mức 40KA Dòng ổn định động 110KA Đơn giá 36000USD Số lượng 6 Chọn máy cắt cho phát tuyến 22KV(8 phát tuyến) Dòng điện cưỡng bức qua máy cắt phát tuyến được tính: Dòng điện ngán mạch Dòng ngắn mạch xung kích Từ các kết trên ta chọn máy cắt SF6 đặt trong nhà có các thông số sau: Kiểu máy cắt 8DC11 Hãng sản xuất SEMENS Điện áp định mức 24KV Dòng điện định mức 1250A Dòng điện cắt định mức 25KA Dòng ổn định động 63KA Đơn giá 24500USD Số lượng 8 Chương 6 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA TÍNH TOÁN KINH TẾ-KỸ THUẬT QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 6.1 Tổn thất điện năng trong MBA 6.1.1 Khái niệm - Khi MBA vận hành, bản thân nó tiêu thụ một lượng công suất gọi là tổn thất qua MBA và được xác định theo biểu thức: Trong đó: : tổn thất ngắn mạch : tổn thất không tải : công suất định mức của MBA : công suất truyền qua đồ thị phụ tải qua các cuộn dây MBA 6.1.2 Tổn thất điện năng trong MBA 3 pha 2 cuộn dây - Khi không có đồ thị phụ tải: - Khi có đồ thị phụ tải xác định theo biểu thức Trong đó: n: số MBA làm việc song song t : thời gian làm việc của máy biến áp(giờ) Si:công suất của n MBA tương ứng với thờ gian ti :thời gian tổn thất công suất cực đại phụ thuộc vào thời gian sử dụng công suất cực đại và 6.1.3 Tính tổn thất điện năng cho các phương án Phương án I: Các thông số MBA Máy biến áp do SIEMENS chế tạo Số lượng: 2 máy Công suất định mức: SdnB = 20MVA Tổn hao không tải: 20Kw Tổn hao ngắn mạch: 56Kw Điện áp ngắn mạch: 9,6% Trọng lượng(có dầu): 54 tấn Đơn giá: 320000USD Áp dụng công thức tính tổn thất cho MBA 3 pha 2 cuộn dây, ta có tổn thất điện năng trong một năm của phương án I là: = 525165.6Kwh/năm Phương án II: Các thông số của máy biến áp Máy biến áp do SIEMENS chế tạo Số lượng: 3 máy Công suất định mức: SdmB = 10MVA Tổn hao không tải: 13Kw Tổn hao ngán mạch: 42Kw Điện áp ngắn mạch: 9,6% Trọng lượng (có dầu): 39 tấn Đơn giá: 240000USD = 691171.2Kwh/năm Tổn thất đện năng các phương án: Phương án Tổn thất (kWh/năm) I 525165.6 II 691171.2 6.2 Tính toán kinh tế kỹ thuật 6.2.1 Khái niệm - Trong thiết kế trạm biến áp, khi tiến hành so sánh lựa chọn một phương án hợp lý để thiết kế chúng ta dựa trên cơ sở phân tích toàn diện về kinh tế-kỹ thuật - Về kinh tế: vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm thấp - Về kỹ thuật: Độ tin cậy c._.ung cấp điện cao, thuận tiện trong vận hành, mức độ tự động hoá cao, đủ khả năng đáp ứng nhu cầu phụ tải đi cho hiện tại và có dự trữ cho tương lai - So sánh và phân tích các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đặc trưng cho các phương án cho phép ta chọn được phương án hợp lý nhất để thiết kế 6.2.2 Tính toán kinh tế kỹ thuật, so sánh các phương án Về kinh tế Vốn đầu tư V Tổng vốn đầu tư của phương án V=kB.VB+VTBPP Trong đó: VB: giá tiền MBA kB: hệ số tính đến chi phí chuyên chở và xây lắp VTBPP: giá tiền chi phí để xây dựng thiết bị phân phối điện Phí tổn vận hành hàng năm P P=PB+a.V+Y Do tổn thất điện năng qua MBA : giá thành điện năng tiêu thụ Chi phí bảo quản thiết bị khấu hao vốn đầu tư a%: hệ số khấu hao (a%=0.094) Chi phí bồi thường thệt hại do mất điện: Y Khi sơ bộ phân tích ta không xét đến Y Về kỹ thuật: Đánh giá về kỹ thuật một phương án là vấn đề phức tạp phụ thuộc vào quan điểm, kinh nghiệm, thời điểm và thực tế của từng nước… So sánh kinh tế-kỹ thuật Phương án được đánh giá về mặt kỹ thuật tốt hơn nhưng về mặt kinh tế lại không tốt.Trong thực tế thì ngược lại.Trong trường hợp này quyết định chọn phương án nào phải căn cứ vào hàm chi phí C Xét trường hợp xây dựng trong một năm Tổng chi phí tính toán của phương án được tính theo công thức C=PV.V+P Trong đó: P: phí tổn vận hành hàng năm V: vốn đầu tư của phương án PV:hệ số hiệu quả sử dụng vốn đầu tư (Pv=0.12) Vậy tổng vốn đầu tư của phương án là: C=PV.V+P Phương án tối ưu nhất là phương án có hàm chi phí C nhỏ nhất Bảng hệ số KB phụ thuộc vào điện áp, công suất MBA Thông số MBA Điện áp cuộn cao(KV) 35 110 220 Công suất định mức(MVA) 16 >16 32 >32 160 >160 Hệ số KB 2 1.6 1.7 1.5 1.4 1.3 6.2.3 Tính toán chi phí kinh tế cho từng phương án Phương án I: Loại thiết bị Tên thiết bị Giá thành (USD) (8USD/KVA) Số lượng Phương án I II MBA SdmB=20MVA 320000 2 0 SdmB=10MVA 240000 0 3 M áy cắt Яэ 110-23 21420 7 8 8DA10 36000 3 6 8DC11 24500 8 8 Hàm chi phí khi sử dụng phương án I: C1=PV.V1+P1 Vốn đầu tư của phương án: V1=VB1+VTBPP VB=320000USD Ucaodm=110KV; SdmB=20MVA<32MVA kB=1.7 VB1= VB. kB=320000.1,7=544000USD Giá tiền chi phí dể xây dựng thiết bị phân phối (chỉ tính máy cắt) VTBPP = 7.21420 + 3.36000 + 8.24500 = 453940 USD V1=VB1+VTBPP = 544000 + 453940 = 997940 USD Tổn thất vận hành hàng năm: P1= P1 + a.V1 Do tổn thất điện năng qua MBA Chi phí bảo quản thiết bị khấu hao vốn đầu tư P1 = 26258.3+93806.4 = 120065 USD Tổng chi phí tính toán: C1= PV.V1+P1= 0.12x997940 + 120065 = 239817.8 USD Phương án II: Hàm chi phí khi sử dụng phương án II: C2=PV.V2+P2 Vốn đầu tư của phương án: V2=VB2+VTBPP VB=240000USD Ucaodm=110KV; SdmB=20MVA<32MVA kB=1.7 VB2= VB. kB=240000.1,7=408000 USD Giá tiền chi phí dể xây dựng thiết bị phân phối (chỉ tính máy cắt) VTBPP = 8.21420 + 6.36000 + 8.24500 = 583600 USD V2=VB2+VTBPP = 408000 + 583600 = 991600 USD Tổn thất vận hành hàng năm: P2= PB2 + a.V2 Do tổn thất điện năng qua MBA Chi phí bảo quản thiết bị khấu hao vốn đầu tư P2 = 34558.6 + 93210.5 = 127769USD Tổng chi phí tính toán: C2=PV.V2+P2=0.12x991600 + 127769 = 247301USD 6.2.4 Đánh giá và lựa chọn phương án Về kinh tế Ta có bảng so sánh về chi phí tính toán của 2 phương án Các chi phí Phương án I Phương án II Vốn đầu tư (USD) 997940 996100 Chi phí vận hành hàng năm (USD) 120065 127769 Tổng chi phí tính toán (USD) 239817.8 247301 Từ bảng so sánh trên,ta thấy ở phương án có vốn đầu tư, chi phí vận hành hàng năm thấp hơn phương án II.Dẫn đến tổng chi phí tính toán của phương án I nhỏ hơn phương án II. Do đó ta chọn phương án I Về kỹ thuật Cả hai phương án đều đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật như: - Linh hoạt trong vận hành - Có khả năng phát triển phụ tải trong tương lai - Đảm bảo tính liên tục cung cấp điện khi làm việc bình thường cũng như khi sự cố. Tuy nhiên phương án I có nhiều ưu điểm hơn phương án II: - Chiếm ít diện tích mặt bằng dể xây dựng - Sơ đồ nối điện chính đơn giản, dễ hiểu - Thao tác vận hành đơn giản, dễ dàng - Tổn thất điện năng thấp Từ những phân tích và đánh giá ở trên ta thấy phương án I là tối ưu nhất nên được chọn làm phương án thiết kế Chương 7 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN 7.1 Khái niệm chung - Trong các thiết bị phân phối ngoài trời, người ta dùng các khí cụ điện khác nhau đóng mở mạch, đo lường…Tuỳ theo chức năng đảm nhận, khí cụ điện được phân thành các nhóm sau + Khí cụ chuyển mạch như máy cắt, dao cách ly + Khí cụ bảo vệ khi có quá dòng hay quá áp như cầu chì, thiết bị chống sét + Khí cụ hạn chế dòng ngắn mạch như điện trở phụ, kháng điện + Khí cụ đo lường như máy biến dòng điện,biến điện áp - Các khí cụ điện và dây dẫn, thanh góp tuy có khác nhau về chức năng nhưng có yêu cầu chung là phải được ổn định nhiệt, ổn định động khi có dòng ngắn mạch đi qua 7.2 Lựa chọn khí cụ điện và các phần dẫn điện 7.2.1 Chọn máy cắt - Ở phần truớc ta đã tính toán lựa chọn máy cắt cho các cấp điện áp 110,22KV và được kiểm tra thoã mãn điều kiện.Nên trong phần này ta chỉ giới thiệu lại các thiết bị đã được chọn * Máy cắt 110KV Kiểu máy cắt Яэ 110-23 Hãng sản xuất AEG Điện áp định mức 110KV Dòng điện định mức 1250A Dòng điện cắt định mức 40KA Dòng ổn định động 50KA Đơn giá 21420USD Số lượng 7 * Máy cắt 22KV(loại máy cắt hợp bộ, dùng cho 2 lộ tổng và phân đoạn) Kiểu máy cắt 8DA10 Hãng sản xuất SEMENS Điện áp định mức 24KV Dòng điện định mức 2500A Dòng điện cắt định mức 40KA Dòng ổn định động 110KA Đơn giá 36000USD Số lượng 3 * Máy cắt 22KV(loại máy cắt hợp bộ, dùng cho các xuất tuyến 22KV) Kiểu máy cắt 8DC11 Hãng sản xuất SEMENS Điện áp định mức 24KV Dòng điện định mức 1250A Dòng điện cắt định mức 25KA Dòng ổn định động 63KA Đơn giá 24500USD Số lượng 8 7.2.2 Chọn dao cách ly - Dao cách ly là một khí cụ dùng để cô lập thiết bị ra khỏi nguồn điện, tạo ra khoảng hở trông thấy được, để cách ly phần có điện và không có điện - Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau: + Điện áp định mức + Dòng điện định mức + Kiểm tra ổn định động + Kiểm tra ổn định nhiệt Đối với dao cách ly có dòng định mức trên 1000A thì không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt * Chọn dao cách ly 110KV Số liệu đã được tính toán ở cấp 110KV - Dòng điện cưỡng bức: - Dòng ngắn mạch: - Dòng xung kích: Dựa vào số liệu trên ta chọn dao cách ly có các thông số kỹ thuệt sau: Loại dao cách ly D-123 Điện áp định mức 123KV Dòng điện định mức 1250A Dòng ổn định nhiệt 40/1 KA/s Dòng ổn định động 31.5 KA Số lượng 12 + Kiểm tra dao cách ly đã chọn theo các điều kiện: Do nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt Vậy dao cách ly đã chọn đạt yêu cầu * Chọn dao cách ly 22KV: Ở cấp điện áp 22KV vì ta chọn tủ máy cắt hợp bộ nên ta không phải chọn dao cách ly cho cấp điện áp này. Về điều kiện an toàn để tạo khoảng hở trông thấy được, tủ máy cắt hợp bộ được chế tạo thay thế bằng phương pháp báo hiệu vị trí tại bảng điều khiển và máy cắt được rút ra khỏi mạch nhờ bộ truyền động cơ khí 7.2.3 Chọn thanh dẫn – thanh góp - Thanh dẫn, thanh góp là một bộ phận không thể thiếu trong trạm biến áp. Chúng để liên kết các phần tử mang điện trong trạm lại với nhau, tuỳ theo yêu cầu kết cấu của trạm mà ta lựa chọn thanh dẫn, thanh góp phù hợp - Thanh dẫn, thanh góp được chia thành 2 loại: thanh dẫn cứng và thanh dẫn mềm - Thanh dẫn cứng được làm bằng đồng hay nhôm, thường được dùng làm thanh góp cho các tủ điện cao,hạ áp và trạm phân phối trong nhà - Thanh dẫn mềm dùng làm thanh góp, thanh dẫn cho thiết bị ngoài trời điện áp 35KV trở lên 7.2.3.1 Điều kiện chọn và kiểm tra thanh dẫn, thanh góp * Thanh dẫn, thanh góp cứng Theo dòng cho phép Trong đó: K1: hệ số hiệu chỉnh theo môi trường xung quanh K1 = 0.82 (nhiệt độ môi trường xung quanh 400C) K2: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc số dây song song K2 = 1( một thanh dẫn) K3: hệ số phụ thuộc cách đặt thanh dẫn K3 = 1(một thanh) + Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Trong đó: C- hệ số phụ thuộc vào vật liệu thanh dẫn CCU = 171 , CAl = 88 + Kiểm tra điều kiện ổn định lực điện động Điều kiện: : ứng suất cho phép của vật liệu thanh dẫn : ứng suất tính toán khi ngắn mạch, được xác định như sau: Lực điện động: Trong đó: : dòng ngắn mạch 3 pha (A) l: khoảng cách giữa 2 sứ thanh đỡ (cm) a: khoảng cách giữa các pha (cm) Moment uốn tác dụng lên thanh dẫn Ứng suất vật liệu + Kiểm tra dao động khi cộng hưởng: Điều kiện kiểm tra với tần số là 50Hz thì tần số riêng của thanh dẫn phải nằm ngoài giới hạn từ 45-50Hz Trong đó: mô men quán tính ( cm4) E: mođun đàn hồi của vật liệu thanh dẫn EAl = 0,65.106 kg/cm2 ; ECu = 1,1.106 kg/cm2 : khối lượng riêng của vật liệu ; * Thanh dẫn- thanh góp mềm Theo dòng cho phép lúc làm việc cưỡng bức + Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Trong đó: C- hệ số phụ thuộc vào vật liệu thanh dẫn CCU = 171 , CAl = 88 + Kiểm tra điều kiện vầng quang Uvq: điện áp giới hạn phát sinh vầng quang, được tính như sau: m: hệ số xét đến độ xù xì của bề mặt dây dẫn m = 0.93-0.98 với dây dẫn chỉ có một sợi m = 0.83-0.87 với dây dẫn gồm nhiều sợi bện lại r: bán kính ngoài dây dẫn ( cm ) a: khoảng cách giữa các trục dây dẫn (cm ) 7.2.3.2 Chọn thanh dẫn –thanh góp cho trạm * Chọn thanh dẫn- thanh góp 110KV: Trạm biến áp được thiết kế các thiết bị 110KV đặt ngoài trời nên ta chọn dây dẫn nhôm lõi thép làm thanh góp cho cấp điện áp này Các thông số định mức - Dòng điện cưỡng bức: Icb = 232.7 A - Dòng điện ngắn mạch: IN = 7,13 KA Chọn thanh góp mềm theo điều kiện: Với Icp 283,7A ta chọn được dây dẫn có các thông số sau: Loại dây dẫn AC-95/15 Đường kính dây 13,5mm Tiết diện dây 91,7mm2 Dòng điện cho phép 330A + Kiểm tra ổn định nhiệt: Vì trạm biến áp ở xa nguồn nên Thời gian ngắn mạch phụ thuộc vào thời gian tác động của bảo vệ rơle và máy cắt t = tbv + tMC = 0.02 + 0.12 = 0.14 s Tra đồ thị ta được Schọn = 91.7mm2 Vậy dây dẫn đã chọn thoã điều kiện ổn định nhiệt + Kiểm tra điều kiện vầng quang r = 0.675cm a = 500cm m = 0.87 Vậy dây dẫn đã chọn thoã điều kiện vầng quang * Chọn thanh dẫn- thanh góp 22KV Ở cấp điện áp phân phối 22KV được thiết kế đặt trong nhà, các thanh dẫn thanh góp của cấp điện áp này được đặt trong tủ hợp bộ. Nên ta chọn thanh dẫn-thanh góp cứng để thiết kế Các thông số định mức - Dòng điện cưỡng bức: Icb = 672 A - Dòng điện ngắn mạch: IN = 8.08KA Chọn thanh góp cứng theo điều kiện: Với Icp 820A ta chọn được dây dẫn có các thông số sau: Thanh dẫn đồng hình chữ nhật 50 x 5 mm Chiều dài 0.5 cm Chiều rộng 5 cm Dòng điện cho phép 860A Khoảng cách giữa các pha 40 cm Khoảng cách giữa 2 sứ đỡ 120 cm + Kiểm tra ổn định nhiệt: Vì trạm biến áp ở xa nguồn nên Thời gian ngắn mạch phụ thuộc vào thời gian tác động của bảo vệ rơle và máy cắt t = tbv + tMC = 0.02 + 0.12 = 0.14 s Tra đồ thị ta được Schọn = 250mm2 Vậy dây dẫn đã chọn thoã điều kiện ổn định nhiệt + Kiểm tra điều kiện lực điện động Điều kiện: : ứng suất cho phép của vật liệu thanh dẫn : ứng suất tính toán khi ngắn mạch, được xác định như sau: Lực điện động: Trong đó: : dòng ngắn mạch 3 pha (A) l: khoảng cách giữa 2 sứ thanh đỡ (cm) a: khoảng cách giữa các pha (cm) Moment uốn tác dụng lên thanh dẫn Ứng suất vật liệu + Kiểm tra dao động khi cộng hưởng: Điều kiện kiểm tra với tần số là 50Hz thì tần số riêng của thanh dẫn phải nằm ngoài giới hạn từ 45-50Hz Trong đó: ECu = 1,1.106 kg/cm2 Thanh dẫn đã chọn đạt yêu cầu 7.2.4 Chọn sứ cách điện - Sứ cách điện dùng để cách điện giữa các phần dẫn điện với cấu trúc của thiết bị phân phối. Có thể phân loại theo vị trí đặt: sứ trong nhà hay sứ ngoài trời theo công dụng: sứ đỡ, sứ treo,sứ xuyên - Chọn sứ cách điện theo các điều kiện sau: + Theo vị trí đặt: trong nhà hay ngoài trời + Theo điện áp định mức: Udmsu UHT + Đối với sứ treo trong nhà sản xuất chế tạo thống nhất tuỳ điện áp có thể ghép nối tiếp như 35KV ghép từ 3-4 bát sứ, 110KV ghép 7- 8 bát sứ, 220KV ghép từ 11-14 bát sứ + Theo lực cho phép: :Lực tác dụng lên sứ :Lực cho phép trên đỉnh sứ Fcp = 0,6Fph :Lực tác động cho phép lớn nhất lên đỉnh sứ H: chiều cao của lực tác động ; H’: chiều cao của sứ a: khoảng cách giữa các pha l: khoảng cách giữa 2 sứ liên tiếp ixk: trị số xung kích biên độ dòng ngắn mạch 3 pha + Đối với sứ xuyên có thêm điều kiện Icbmax< Idmsu * Chọn sứ cách điện cho cấp 110KV Ta chọn sứ cho cấp điện áp 110KV là dạng sứ treo, mỗi chuỗi sứ gồm 8 bát sứ có các thông số sau Loại C-550 I YXA-T1 Điện áp định mức 110 KV Lực phá hoại: 20 KN/kG Chiều cao 1220 mm * Chọn sứ cách điện cho cấp 22KV Điều kiện độ bền của sứ Ta phải chọn sứ có: ( với Ftt = 22 kg) Chọn sứ cho thanh dẫn 22KV là dạng sứ đỡ đặt trong nhà có các thông số sau Loại ИOP-24-3,75YXΛ Điện áp định mức 35 KV Lực phá hoại: 30 KN/kG Chiều cao 372 mm Phụ tải phá hoại 375 kG Khối lượng 10,78 kg 7.2.5 Chọn cáp điện lực - Cáp điện lực được lựa chọn và kiểm tra theo điều kiện sau + Điện áp định mức: Udmc UHT + Theo mật độ dòng kinh tế + Theo dòng điện làm việc bình thường Kiểm tra phát nóng theo điều kiện cưỡng bức Kiểm tra ổn định nhiệt * Chọn cáp cho lộ tổng 22KV - Cáp được dùng nối từ hạ áp MBA đến máy cắt lộ tổng, có chiều dài không lớn lắm. Nên ta không chọn theo mật độ dòng kinh tế mà chọn theo dòng cho phép làm việc lâu dài + Dòng điện làm việc bình thường của lộ tổng + Dòng điện cưỡng bức: Icb = 672A + Dòng điện ngắn mạch: IN = 8,08KA Chọn cáp có các thông số sau Hãng chế tạo: ALCATEL Tiết diện: 150mm2 Điện áp định mức: 24KV Dòng điện cho phép: 349A Loại cáp ngầm bằng đồng bọc XLPE 1 lõi, được bố trí đi trong mương cáp, mỗi pha 3 sợi, pha trung tính 2 sợi:3(3x150XPLE) + (2x120XPLE) Kiểm tra điều kiện phát nóng bình thường K1 = 0,94 ứng với nhiệt độ môi trường là 300C K1 = 0,9 h ệ số điều chỉnh phụ thu ộc số dây đi song song K1 = 1 cáp đặt nằm ngang A Kiểm tra phát nóng theo điều kiện cưỡng bức Kiểm tra ổn định nhiệt Vì trạm biến áp ở xa nguồn nên Thời gian ngắn mạch phụ thuộc vào thời gian tác động của bảo vệ rơle và máy cắt t = tbv + tMC = 0.02 + 0.12 = 0.14 s Tra đồ thị ta được Schọn = 3x150mm2 Vậy cáp đã chọn thoã điều kiện ổn định nhiệt Cáp đã chọn đạt yêu cầu * Chọn cáp cho các lộ xuất tuyến 22KV Cáp dùng để nối từ các máy cắt lộ ra đến đầu các đường dây phân phối - Dòng làm việc bình thường của lộ xuất tuyến - Dòng điện làm việc cưỡng bức của lộ xuất tuyến Icb = 166A - Dòng điện ngắn mạch: IN = 8,08KA Tiết diện cáp được chọn theo mật độ dòng kinh tế, chọn cáp đồng, Tmax > 5000h nên tra được jkt = 2A/mm2 Chọn cáp đồng 3 lõi có các thông số sau: Hãng chế tạo: ALCATEL Tiết diện: 150mm2 Điện áp định mức: 24KV Dòng điện cho phép: 322A Kiểm tra điều kiện phát nóng bình thường K1 = 0,94 ứng với nhiệt độ môi trường là 300C K1 = 0,9 h ệ số điều chỉnh phụ thu ộc số dây đi song song K1 = 1 cáp đặt nằm ngang Kiểm tra phát nóng theo điều kiện cưỡng bức Kiểm tra ổn định nhiệt Vì trạm biến áp ở xa nguồn nên Thời gian ngắn mạch phụ thuộc vào thời gian tác động của bảo vệ rơle và máy cắt t = tbv + tMC = 0.02 + 0.12 = 0.14 s Tra đồ thị ta được Schọn = 150mm2 Vậy cáp đã chọn thoã điều kiện ổn định nhiệt Cáp đã chọn đạt yêu cầu 7.2.6 Chọn máy biến dòng điện - Chức năng của máy biến dòng điện là biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số bất kỳ xuống 5A hay 1A, nhằm cấp nguồn dòng cho các mạch đo lường, bảo vệ, tín hiệu, điều khiển… - Máy biến dòng được chọn theo các điều kiện sau + Điện áp định mức: + Dòng điện định mức: - Cấp chính xác: cấp chính xác của biến dòng phải phù hợp với cấp chính xác của các dụng cụ nối vào phía thứ cấp Phụ tải thứ cấp: Trong đó: Zdc: tổng phụ tải các dụng cụ đo Zdd: tổng trở của dây dẫn từ BI đến các dụng cụ đo Trường hợp giới hạn Trong đó: : Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn ltt: chiều dài tính toán của dây dẫn, phụ thuộc vào sơ đồ nối dây của biến dòng và chiều dài thực từ BI đến dụng cụ đo Để đảm bảo độ bền cơ và độ chính xác, tiết diện dây dẫn không nhỏ hơn 1,5mm2 với dây đồng, 2,5mm2 với dây nhôm Ổn định động Kd: bội số ổn định động của BI Ổn định nhiệt Knhdm: bội số ổn định nhiệt của BI tnh: thời gian ổn định nhiệt của BI Với BI có dòng sơ cấp từ 1000A trở lên không cần kiểm tra ổn định nhiệt * Chọn máy biến dòng cho cấp 110KV Các giá trị tính toán được ở cấp 110KV - Dòng điện cưỡng bức - Dòng điện ngắn mạch - Dòng ngắn mạch xung kích Các thiết bị đo lường được nối vào mạch thứ cấp của BI Tên dụng cụ đo Phụ tải(VA) A B C Ampe kế 1 1 1 Watt kế tác dụng 5 5 Watt kế phản kháng 5 5 Điện năng kế tác dụng 2.5 2.5 Điện năng kế phản kháng 2.5 5 2.5 Tổng 16 6 16 Trong đó pha A, C mang tải nhiều nhất S = 16VA. Nên ta dựa vào phụ tải của pha A, C để lựa chọn BI và tiết diện dây dẫn nối BI với thiết bị khác Kết hợp các giá trị tính toán và điều kiện ta chọn được biến dòng có các thông số sau Loại biến dòng TMIIB-III Điện áp định mức 110KV Tần số 50Hz Cấp chính xác 0,5 Phụ tải định mức 20 Dòng điện định mức sơ cấp 1500A Dòng điện định mức thứ cấp 1A Dòng ổn định động 158kA Kiểm tra ổn định động Kd: bội số ổn định động của BI Do Idm BI >1000A nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Kiểm tra phụ tải thứ cấp chọn dây dẫn Trong đó: Zdc: tổng phụ tải các dụng cụ đo Zdd: tổng trở của dây dẫn từ BI đến các dụng cụ đo Trường hợp giới hạn ( giả sử khoảng cách từ BI đến dụng cụ đo 80m, đặt BI trên cả 3 pha) Để đảm bảo độ bền cơ ta chọn dây dẫn bằng đồng có tiết diện Sdd = 2,5mm2 * Chọn biến dòng cho cấp 22KV Các giá trị tính toán được ở cấp 22KV - Dòng điện cưỡng bức - Dòng điện ngắn mạch - Dòng ngắn mạch xung kích Các thiết bị đo lường được nối vào mạch thứ cấp của BI Tên dụng cụ đo Phụ tải(VA) A B C Ampe kế 1 1 1 Watt kế tác dụng 5 5 Watt kế phản kháng 5 5 Điện năng kế tác dụng 2.5 2.5 Điện năng kế phản kháng 2.5 5 2.5 Tổng 16 6 16 Trong đó pha A, C mang tải nhiều nhất S = 16VA. Nên ta dựa vào phụ tải của pha A, C để lựa chọn BI và tiết diện dây dẫn nối BI với thiết bị khác Kết hợp các giá trị tính toán và điều kiện ta chọn được biến dòng có các thông số sau Loại biến dòng TΠ0г-20 Điện áp định mức 24KV Tần số 50Hz Cấp chính xác 0,5 Phụ tải định mức 1,2 Dòng điện định mức sơ cấp 6000A Dòng điện định mức thứ cấp 5A Dòng ổn định động 120kA Để đảm bảo độ bền cơ ta chọn dây dẫn bằng đồng có tiết diện Sdd = 2,5mm2 7.2.7 Chọn máy biến điện áp - Máy biến điện áp còn gọi là máy biến áp đo lường, ký hiệu BU hay TU, có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp bất kỳ xuống 100V hay 100/V, cấp nguồn áp cho các mạch đo lường, điều khiển, tín hiệu, bảo vệ… - Máy biến áp đo lường được chế tạo với điện áp từ 3KV trở lên, có loại khô loại dầu. Loại khô chỉ đặt cho trạm phân phối trong nhà, loại dầu có thể đặt mọi chỗ. Cả hai đều được chế tạo loại 1 pha, 3 pha Máy biến áp đo lường được chế tạo theo các điều kiện sau Điện áp: - Cấp chính xác: Xác định theo dụng cụ có yêu cầu cao nhất - Công suất định mức: - Chọn dây dẫn nối BU với dụng cụ đo lường: Tổn thất điện áp trên dây dẫn không được lớn hơn 0,5% điện áp định mức thứ cấp và phải thoã mãn điều kiện độ bền cơ * Chọn máy biến điện áp cho cấp 110KV Các thiết bị đo lường nối vào mạch thứ cấp Tên đồng hồ Phụ tải AB Phụ tải BC W Var W Var Vôn kế 7.2 Watt kế 1.8 1.8 Var kế 1.8 1.8 Tần số kế 6.5 Điện năng kế tác dụng 0.66 1.6 0.66 1.6 Điện năng kế phản kháng 0.66 1.6 0.66 1.6 Tổng cộng 12.12 3.24 11.42 3.24 Phụ tải điện áp pha A,B Phụ tải điện áp pha B, C Tổng phụ tải St = 12,546 + 11,7 = 24,416 VA Chọn được máy biến điện áp Máy biến điện áp loại VCU-123 Điện áp định mức sơ cấp 100/kV Điện áp định mức thứ cấp 100/V Cấp chính xác 0,5 Công suất 150VA Chọn dây dẫn nối từ biến điện áp đến thiết bị đo lường Tổn thất trên dây ( bỏ qua điện kháng dây dẫn, các dụng cụ đo có ) Mặt khác Vậy nên Chọn dây dẫn bằng đồng cách điện có l = 80 m p = 24,416 W Vậy ta chọn dây dẫn có tiết diện Sdd = 2,5mm2 * Chọn máy biến điện áp cho cấp 22KV Các thiết bị đo lường nối vào mạch thứ cấp Tên đồng hồ Phụ tải AB Phụ tải BC W Var W Var Vôn kế 5x7.2 Watt kế 15x1.8 5x1.8 Var kế 5x1.8 5x1.8 Tần số kế 5x6.5 Điện năng kế tác dụng 5x0.66 5x1.6 5x0.66 5x1.6 Điện năng kế phản kháng 5x0.66 5x1.6 5x0.66 5x1.6 Tổng cộng 31.8 16.2 31.1 16.2 Phụ tải điện áp pha A,B Phụ tải điện áp pha B, C Tổng phụ tải St = 35.69 + 35.07 = 70.76VA Chọn được máy biến điện áp Máy biến điện áp loại 3H0II-06-24T3 Điện áp định mức sơ cấp 22/kV Điện áp định mức thứ cấp 100/V Cấp chính xác 0,5 Công suất 75VA Chọn dây dẫn nối từ biến điện áp đến thiết bị đo lường Tổn thất trên dây ( bỏ qua điện kháng dây dẫn, các dụng cụ đo có ) Mặt khác Vậy nên Chọn dây dẫn bằng đồng cách điện có l = 30 m p = 70,76 W Vậy ta chọn dây dẫn có tiết diện Sdd = 2,5mm2 7.3 Chọn máy biến áp tự dùng cho trạm - Để truyền tải điện năng ngoài phần cung cấp cho các hộ tiêu thụ, bản thân trạm biến áp cũng tiêu thụ một lượng điện năng.Phần này gọi là điện tự dùng của trạm - Phụ tải tự dùng của trạm bao gồm - Các thiết bị làm mát máy biến áp - Chiếu sáng khu vực ngoài trời - Các thiết bị điều khiển - Thiết bị thông tin liên lạc - Bộ nạp acquy - Chiếu sáng nhà điều khiển và phân phối - Hệ thống thông thoáng nhà điều khiển và phân phối - Hệ thống bơm nước hầm cáp - Điều hoà nhiệt độ nhà điều khiển Một số yêu cầu khi chọn máy biến áp tự dùng + Tổng công suất phụ tải tự dùng Std = 0,3MVA + Điện áp 22/0,4KV + Số lượng máy biến áp: 2 máy (dự phòng lẫn nhau) Chọn máy biến áp tự dùng Số lượng MBA: 2 máy Công suất định mức: 315KVA Điện áp định mức cuộn cao: 222x2,5%KV Điện áp định mức cuộn trung áp: 0,4 KV Tổn hao không tải: 720KW Tổn hao ngắn mạch: 4850W Điện áp ngắn mạch: 4% Trọng lượng: 1275kg Chương 8 TỔNG KẾT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 8.1 Sơ đồ cấu trúc 8.2 Máy biến áp chính của trạm Máy biến áp do SIEMENS chế tạo Số lượng: 2 máy Công suất định mức: SdnB = 20MVA Tổn hao không tải: 20Kw Tổn hao ngắn mạch: 56Kw Điện áp ngắn mạch: 9,6% Trọng lượng(có dầu): 54 tấn Đơn giá: 320000USD 8.3 Sơ đồ nối điện 8.4 Dòng điện ngắn mạch Vị trí Điện áp (KV) Dòng điện IN(kA) Ixk(kA) N1 110 7.13 18.15 N2 22 8.08 20.36 8.5 Máy cắt Máy cắt 110KV Kiểu máy cắt Яэ 110-23 Hãng sản xuất AEG Điện áp định mức 110KV Dòng điện định mức 1250A Dòng điện cắt định mức 40KA Dòng ổn định động 50KA Đơn giá 21420USD Số lượng 8 Máy cắt 22KV(cho lộ tổng và phân đoạn) Kiểu máy cắt 8DA10 Hãng sản xuất SEMENS Điện áp định mức 24KV Dòng điện định mức 2500A Dòng điện cắt định mức 40KA Dòng ổn định động 110KA Đơn giá 36000USD Số lượng 3 Máy cắt 22KV( cho 8 xuất tuyến) Kiểu máy cắt 8DC11 Hãng sản xuất SEMENS Điện áp định mức 24KV Dòng điện định mức 1250A Dòng điện cắt định mức 25KA Dòng ổn định động 63KA Đơn giá 24500USD Số lượng 8 8.6 Tổn hao, chi phí tính toán * Tổn thất điện năng = 525165.6Kwh/năm * Chi phí tính toán Các chi phí Vốn đầu tư (USD) 997940 Chi phí vận hành hàng năm (USD) 120065 Tổng chi phí tính toán (USD) 239817.8 8.7 Các khí cụ và phần dẫn điện 8.7.1 Dao cách ly 110KV Loại dao cách ly D-123 Điện áp định mức 123KV Dòng điện định mức 1250A Dòng ổn định nhiệt 40/1 KA/s Dòng ổn định động 31.5 KA Số lượng 12 8.7.2 Thanh góp- thanh dẫn * Thanh góp-thanh dẫn 110KV( thanh góp-thanh dẫn mềm) Loại dây dẫn AC-95/15 Đường kính dây 13,5mm Tiết diện dây 91,7mm2 Dòng điện cho phép 330A * Thanh góp-thanh dẫn 22KV( thanh góp-thanh dẫn cứng) Thanh dẫn đồng hình chữ nhật 50 x 5 mm Chiều dài 0.5 cm Chiều rộng 5 cm Dòng điện cho phép 860A Khoảng cách giữa các pha 40 cm Khoảng cách giữa 2 sứ đỡ 120 cm 8.7.3 Sứ cách điện * Sứ cách điện phía 110KV Loại C-550 I YXA-T1 Điện áp định mức 110 KV Lực phá hoại: 20 KN/kG Chiều cao 1220 mm * Sứ cách điện phía 22KV Loại ИOP-24-3,75YXΛ Điện áp định mức 35 KV Lực phá hoại: 30 KN/kG Chiều cao 372 mm Phụ tải phá hoại 375 kG Khối lượng 10,78 kg 8.7.4 Cáp điện lực * Cáp cho lộ tổng 22KV Hãng chế tạo: ALCATEL Tiết diện: 150mm2 Điện áp định mức: 24KV Dòng điện cho phép: 349A Loại cáp ngầm bằng đồng bọc XLPE 1 lõi, được bố trí đi trong mương cáp, mỗi pha 3 sợi, pha trung tính 2 sợi:3(3x150XPLE) + (2x120XPLE) * Cáp cho các lộ xuất tuyến 22KV Chọn cáp đồng 3 lõi có các thông số sau: Hãng chế tạo: ALCATEL Tiết diện: 150mm2 Điện áp định mức: 24KV Dòng điện cho phép: 322A 8.7.5 Máy biến dòng điện * Biến dòng cấp 110KV Loại biến dòng TMIIB-III Điện áp định mức 110KV Tần số 50Hz Cấp chính xác 0,5 Phụ tải định mức 20 Dòng điện định mức sơ cấp 1500A Dòng điện định mức thứ cấp 1A Dòng ổn định động 158kA * Biến dòng cấp 22KV Loại biến dòng TΠ0г-20 Điện áp định mức 24KV Tần số 50Hz Cấp chính xác 0,5 Phụ tải định mức 1,2 Dòng điện định mức sơ cấp 6000A Dòng điện định mức thứ cấp 5A Dòng ổn định động 120kA 8.7.6 Máy biến điện áp * Biến điện áp cấp 110KV Máy biến điện áp loại VCU-123 Điện áp định mức sơ cấp 100/kV Điện áp định mức thứ cấp 100/V Cấp chính xác 0,5 Công suất 150VA * Biến điện áp cấp 22KV Máy biến điện áp loại 3H0II-06-24T3 Điện áp định mức sơ cấp 22/kV Điện áp định mức thứ cấp 100/V Cấp chính xác 0,5 Công suất 75VA 8.8 Máy biến áp tự dùng Máy biến áp do ABB chế tạo có các thông số sau Số lượng MBA: 2 máy Công suất định mức: 315KVA Điện áp định mức cuộn cao: 222x2,5%KV Điện áp định mức cuộn trung áp: 0,4 KV Tổn hao không tải: 720KW Tổn hao ngắn mạch: 4850W Điện áp ngắn mạch: 4% Trọng lượng: 1275kg Chương 9 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CHO TRẠM BIẾN ÁP 110/22KV 9.1 Khái niệm chung - Sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển giữa đám mây giông mang điện tích trái dấu và với đất. Điện áp giữa mây giông và đất có thể lên đến hàng chục, thậm chí hàng triệu volt - Sét đánh làm hư hỏng các thiết bị cách điện, gây gián đoạn sự cung cấp điện, làm thiệt hại nền kinh tế, gây nguy hiểm đến tính mạng con người…Vì vậy khi thiết kế hệ thống điện, trạm biến áp phải được bảo vệ chống sét đánh trực tiếp một cách có hiệu quả và tin cậy 9.2 Một số yêu cầu kinh tế-kỹ thuật Về mặt kỹ thuật - Phạm vi bảo vệ phải phủ kín toàn bộ các trang thiết bị điện, bộ phận mang điện và các công trình phụ trợ quan trọng của trạm - Chân của các kết cấu có đặt cột thu sét phải được nối theo đường ngắn nhất vào hệ thống nối đất của trạm tại giao điểm của các thanh cân bằng đế Về mặt kinh tế - Chi phí đầu tư xây dựng hệ thống thu sét bé nhất - Các mặt khác + Không gây cản trở cho sự vận hành của trạm + Không gây cản trở giao thông + Chú ý đến tính mỹ quan của công trình 9.3 Cột thu sét và phạm vi bảo vệ 9.3.1 Cột chống sét sử dụng kim thu sét - Kim thu sét làm bằng thép ống hoặc thép thanh đặt thẳng đứng - Bộ phận dẫn dòng điện sét: được tạo thành bởi bản thân kết cấu thép hoặc bê tông cốt thép của công trình hay bằng dây thép có tiết diện không nhỏ hơn 50mm2 - Bộ phận nối đất: hệ thống cột, thanh bằng đồng, thép được nối liền với nhau được chôn trong đất có điện trở tản bé để dòng điện sét tản một cách dễ dàng trong đất 9.3.2:Phạm vi bảo vệ của cột thu sét Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét Kim thu sét có độ cao h, độ cao cần bảo vệ hx, khi đó bán kính bảo vệ h- chiều cao của cột thu sét p- hệ số phụ thuộc Nếu h30m thì p=1 Nếu 30m < h < 60m thì Phạm vi bảo vệ của hai kim thu sét có độ cao bằng nhau Hai cột thu sét có cùng độ cao, đặt cách nhau một khoảng a, tại trung tâm giữa hai cột hình thành một cột giả h0, khi đó phạm vi bảo vệ ở độ cao hx Phạm vi bảo vệ của hai kim thu sét có độ cao khác nhau Hai kim thu sét có độ cao h1, h2 đặt cách nhau một khoảng a, cột thu sét giả h3 có dộ cao bằng h2 được tạo ra cách h1 một khoảng Khi đó cột giả ho được tạo ra từ hai cột có độ cao bằng nhau là h2,h3 với khoảng cách giữa h2 và h3 là a’ = a – r1. Độ cao hx nằm giữa h2 và h3 được bảo vệ nếu thoả a’ 7(h2 - ho). Với Phạm vi bảo vệ của hai cột h1 và h2 có độ cao không bằng nhau cho độ cao hx Phạm vi bảo vệ của 3 cột thu sét có độ cao bằng nhau Vùng bảo vệ 3 cột thu sét tạo nên một tam giác D: đường kính đường tròn ngoại tiếp tam giác Vùng bảo vệ ở độ cao hx được xác định như sau Trong đó: h: chiều cao của cột thu sétp: hệ số hiệu chỉnh Nếu P là nửa chu vi của tam giác a: khoảng cách từ cột thu sét 1 đến 2 b: khoảng cách từ cột thu sét 2 đến 3 c: khoảng cách từ cột thu sét 3 đến 1 9.4 Tính toán bảo vệ cột chống sét Các số liệu cần thiết của trạm - Diện tích trạm 80 x 70m2 - Hàng rào cao 5m - Sứ treo trụ cổng cao 11m - Độ cao trụ đỡ thanh góp 8m - Độ cao trụ đỡ thanh góp 110KV 7,5m - Máy biến áp, nhà điều hành và phân phối cao 6m - Cấp 22KV thiết kế theo kiểu hợp bộ nằm trong nhà có độ cao 6m - Cột ăngten cao 30m đặt tại phía sân ngắt nằm giữa 2 máy biến áp của trạm - 4 cột đèn chiếu sáng đặt ở 2 góc trạm và ở giữa cao 12m - Để bảo vệ chống sét cho trạm dự kiến sử dụng 9 cột: 1-2-3-4-5-6-7-8-9 - Tận dụng 4 trụ cổng 110KV cao 11m làm 4 cột thu sét ( cột 1-2-3-4) - Sử dụng cột ăngten cao 30m làm cột thu sét( cột 9) - Dùng 4 cột đèn chiếu sáng cao 10m làm cột thu sét(cột 5-6-7-8) - Ta chia phạm vi bảo vệ của trạm thành 8 vùng, mỗi vùng 3 cột thu sét phối hợp bảo vệ + Vùng I gồm các cột 1-8-9 + Vùng II gồm các cột 1-2-9 + Vùng III gồm các 2-3-9 + Vùng IV gồm các cột 3-4-9 + Vùng V gồm các cột 4-5-9 + Vùng VI gồm các cột 5-6-9 + Vùng VII gồm các cột 6-7-9 + Vùng VIII gồm các cột 7-8-9 Vùng bảo vệ I( cột 1-8-9) Độ cao lớn nhất các phần tử cần bảo vệ hx= 8m Điều kiện để vùng phía trong tam giác được bảo vệ an toàn là ; p = 1 khi h1 < 30m ; Độ cao cần thiết của cột thu sét Chọn h1 = 15m Vùng bảo vệ II( cột 1-2-9) Độ cao lớn nhất các phần tử cần bảo vệ hx= 11m Điều kiện để vùng phía trong tam giác được bảo vệ an toàn là ; p = 1 khi h2 < 30m ; Độ cao cần thiết của cột thu sét Chọn h2 = 17m Vùng bảo vệ III( cột 2-3-9) Độ ca._. 0 0 1 22 2 tải 22 _2 04 0 0 1 22 2 tải 22 _3 05 0 0 1 22 2 tải 22 _4 06 0 0 1 22 2 tải 22 _5 07 0 0 1 22 2 tải 22 _6 08 0 0 1 22 2 tải 22 _7 09 0 +0.00432 1 22 2 tụ bù _1 10 0 0 1 22 2 tải 22 _8 11 0 0 1 22 2 tải 22 _9 12 0 +0.00432 1 22 2 tụ bù _2 13 0 0 1 22 2 tải 22 _10 14 0 0 1 22 2 tải 22 _11 15 0 +0.00432 1 22 2 tụ bù _3 16 0 0 1 22 2 tải 22 _12 17 0 0 1 22 2 tải 22 _13 18 0 0 1 22 2 tải 22 _14 19 0 +0.00432 1 22 2 tụ bù _4 20 0 0 1 22 2 tải 22 _15 21 0 0 1 22 2 tải 22 _16 22 0 +0.00432 1 22 2 tụ bù _5 23 0 0 1 22 2 tải 22 _17 24 0 0 1 22 2 tải 22 _18 25 0 +0.00432 1 22 2 tụ bù _6 26 0 0 1 22 2 tải 22 _19 27 -0.00800 -0.00168 1 22 2 tải 22 _tụ bù _20_7 28 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _1 29 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _2 30 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _3 31 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _4 32 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _5 33 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _6 34 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _7 35 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _8 36 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _9 37 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _10 38 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _11 39 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _12 40 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _13 41 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _14 42 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _15 43 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _16 44 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _17 45 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _18 46 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _19 47 -0.00320 -0.00240 1 0.4 2 tải 0.4 _20 Số liệu nhánh: STT Đầu Cuối R() X() R đvtđ X đvtđ Icp A U (kV) Loại Tên 01 1 2 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 1-2 02 2 3 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 2-3 03 3 4 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 3-4 04 4 5 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 4-5 05 5 6 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 5-6 06 6 7 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 6-7 07 7 8 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 7-8 08 8 9 0.016 0.025 0.003 0.005 445 22 1 8-9 09 9 10 0.110 0.176 0.022 0.036 445 22 1 9-10 10 10 11 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 10-11 11 11 12 0.062 0.098 0.012 0.020 445 22 1 11-12 12 12 13 0.064 0.103 0.013 0.021 445 22 1 12-13 13 13 14 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 13-14 14 14 15 0.108 0.172 0.022 0.035 445 22 1 14-15 15 15 16 0.018 0.029 0.003 0.006 445 22 1 15-16 16 16 17 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 16-17 17 17 18 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 17-18 18 18 19 0.028 0.044 0.005 0.009 445 22 1 18-19 19 19 20 0.098 0.157 0.02 0.032 445 22 1 19-20 20 20 21 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 20-21 21 21 22 0.074 0.118 0.015 0.024 445 22 1 21-22 22 22 23 0.052 0.083 0.01 0.017 445 22 1 22-23 23 23 24 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 23-24 24 24 25 0.12 0.191 0.024 0.039 445 22 1 24-25 25 25 26 0.006 0.010 0.001 0.002 445 22 1 25-26 26 26 27 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 26-27 27 2 28 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 2-28 28 3 29 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 3-29 29 4 30 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 4-30 30 5 31 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 5-31 31 6 32 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 6-32 32 7 33 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 7-33 33 8 34 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 8-34 34 10 45 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 10-35 35 11 36 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 11-36 36 13 37 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 13-37 37 14 38 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 14-38 38 16 39 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 16-39 39 17 40 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 17-40 40 18 41 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 18-41 41 20 42 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 20-42 42 21 43 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 21-43 43 23 44 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 23-44 44 24 45 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 24-45 45 26 46 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 26-46 46 27 47 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 27-47 Kết quả điện áp nút (phân bố công suất bằng phương pháp Newton- Raphson) STT P Q U(đvtđ) U(kV) Tên 01 +0.0742 +0.0285 1 22 nguồn 02 0 0 0.9969 21.9314 tải 22 _1 03 0 0 0.9940 21.8671 tải 22 _2 04 0 0 0.9912 21.8070 tải 22 _3 05 0 0 0.9887 21.7512 tải 22 _4 06 0 0 0.9864 21.6997 tải 22 _5 07 0 0 0.9842 21.6526 tải 22 _6 08 0 0 0.98233 21.6097 tải 22 _7 09 0 +0.00432 0.9820 21.6049 tụ bù _1 10 0 0 0.9803 21.5676 tải 22 _8 11 0 0 0.9786 21.5294 tải 22 _9 12 0 +0.00432 0.9779 21.5128 tụ bù _2 13 0 0 0.9770 21.4934 tải 22 _10 14 0 0 0.9754 21.4598 tải 22 _11 15 0 +0.00432 0.9743 21.4347 tụ bù _3 16 0 0 0.9741 21.4299 tải 22 _12 17 0 0 0.9728 21.4009 tải 22 _13 18 0 0 0.9716 21.3763 tải 22 _14 19 0 +0.00432 0.9714 21.3763 tụ bù _4 20 0 0 0.9706 21.3528 tải 22 _15 21 0 0 0.9697 21.3328 tải 22 _16 22 0 +0.00432 0.9693 21.3236 tụ bù _5 23 0 0 0.9689 21.3155 tải 22 _17 24 0 0 0.9682 21.3001 tải 22 _18 25 0 +0.00432 0.9677 21.2896 tụ bù _6 26 0 0 0.9677 21.2889 tải 22 _19 27 -0.00800 -0.00168 0.9672 21.2782 tải 22 _tụ bù _20_7 28 -0.00320 -0.00240 0.9614 0.3846 tải 0.4 _1 29 -0.00320 -0.00240 0.9583 0.3833 tải 0.4 _2 30 -0.00320 -0.00240 0.9555 0.3822 tải 0.4 _3 31 -0.00320 -0.00240 0.9529 0.3811 tải 0.4 _4 32 -0.00320 -0.00240 0.9504 0.3802 tải 0.4 _5 33 -0.00320 -0.00240 0.9482 0.3793 tải 0.4 _6 34 -0.00320 -0.00240 0.9462 0.3785 tải 0.4 _7 35 -0.00320 -0.00240 0.9442 0.3777 tải 0.4 _8 36 -0.00320 -0.00240 0.9424 0.3770 tải 0.4 _9 37 -0.00320 -0.00240 0.9407 0.3763 tải 0.4 _10 38 -0.00320 -0.00240 0.9391 0.3756 tải 0.4 _11 39 -0.00320 -0.00240 0.9377 0.3751 tải 0.4 _12 40 -0.00320 -0.00240 0.9363 0.3745 tải 0.4 _13 41 -0.00320 -0.00240 0.9351 0.3741 tải 0.4 _14 42 -0.00320 -0.00240 0.9340 0.3736 tải 0.4 _15 43 -0.00320 -0.00240 0.9331 0.3732 tải 0.4 _16 44 -0.00320 -0.00240 0.9323 0.3729 tải 0.4 _17 45 -0.00320 -0.00240 0.9315 0.3726 tải 0.4 _18 46 -0.00320 -0.00240 0.9310 0.3724 tải 0.4 _19 47 -0.00320 -0.00240 0.9305 0.3722 tải 0.4 _20 Kết quả dòng công suất nhánh (phân bố công suất bằng phương pháp Newton-Raphson) STT Đầu Cuối R X Y G óc Dòng Dòng A % Dòng 01 1 2 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.07 183.382 41.21 02 2 3 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.006 172.842 38.84 03 3 4 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.062 162.289 36.47 04 4 5 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.058 151.723 34.09 05 5 6 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.054 141.156 31.72 06 6 7 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.050 130.595 29.35 07 7 8 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.046 120.057 26.98 08 8 9 0.032 0.005 164.766 -57.920 0.042 110.969 24.94 09 9 10 0.0228 0.036 23.2837 -57.920 0.045 118.065 26.53 10 10 11 0.0260 0.042 20.4008 -57.920 0.041 107.508 24.16 11 11 12 0.0127 0.02 41.6867 -57.920 0.037 97.187 21.84 12 12 13 0.0133 0.021 39.9532 -57.920 0.039 103.484 23.25 13 13 14 0.0260 0.042 20.4008 -57.920 0.035 92.956 20.89 14 14 15 0.0233 0.036 23.8620 -57.920 0.031 82.335 18.50 15 15 16 0.0038 0.006 140.646 -57.920 0.034 89.613 20.14 16 16 17 0.0260 0.042 20.4008 -57.920 0.030 79.843 17.94 17 17 18 0.0057 0.042 20.4008 -57.920 0.026 69.153 15.54 18 18 19 0.0203 0.009 92.5136 -57.920 0.023 59.269 13.32 19 19 20 0.0260 0.032 26.1722 -57.920 0.025 65.898 14.81 20 20 21 0.0153 0.042 20.4008 -57.920 0.021 55.156 12.39 21 21 22 0.0108 0.024 34.8087 -57.920 0.017 44.596 10.02 22 22 23 0.0260 0.017 49.2872 -57.920 0.020 51.463 11.56 23 23 24 0.0248 0.042 20.4008 -57.920 0.016 40.702 9.15 24 24 25 0.0013 0.040 21.4373 -57.920 0.011 29.800 6.7 25 25 26 0.0260 0.002 421.963 -57.920 0.015 39.611 8.9 26 26 27 3.5938 0.042 20.4008 -57.920 0.012 32.441 7.29 27 2 28 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 10.918 104.01 28 3 29 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 10.953 104.34 29 4 30 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 10.985 104.65 30 5 31 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.016 104.94 31 6 32 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.044 105.21 32 7 33 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.070 105.46 33 8 34 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.094 105.68 34 10 45 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.117 105.90 35 11 36 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.138 106.11 36 13 37 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.159 106.30 37 14 38 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.178 106.48 38 16 39 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.194 106.64 39 17 40 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.211 106.80 40 18 41 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.225 106.93 41 20 42 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.238 107.06 42 21 43 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.250 107.17 43 23 44 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.259 107.26 44 24 45 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.268 107.34 45 26 46 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.275 107.41 46 27 47 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.004 11.281 107.46 13.6 Tính phân bố công suất lúc phụ tải cực tiểu - Tổng số nút trong mạng điện: 47 - Tổng số nhánh trong mạng điện: 46 - Sai số yêu cầu: 0,001 - Công suất cơ bản: 100MVA - Nút cân bằng: 1 Số liệu nút: STT P Q U(đvtđ) U(kV) Loại Tên 01 0.0742 0.02857 1 22 1 nguồn 02 0 0 0.9969 22 2 tải 22 _1 03 0 0 0.9940 22 2 tải 22 _2 04 0 0 0.9940 22 2 tải 22 _3 05 0 0 0.9912 22 2 tải 22 _4 06 0 0 0.9864 22 2 tải 22 _5 07 0 0 0.9842 22 2 tải 22 _6 08 0 0 0.9823 22 2 tải 22 _7 09 0 +0.001273 0.9820 22 2 tụ bù _1 10 0 0 0.9803 22 2 tải 22 _8 11 0 0 0.9786 22 2 tải 22 _9 12 0 +0.001273 0.9779 22 2 tụ bù _2 13 0 0 0.9770 22 2 tải 22 _10 14 0 0 0.9754 22 2 tải 22 _11 15 0 +0.001273 0.9743 22 2 tụ bù _3 16 0 0 0.9741 22 2 tải 22 _12 17 0 0 0.9728 22 2 tải 22 _13 18 0 0 0.9716 22 2 tải 22 _14 19 0 +0.001273 0.9714 22 2 tụ bù _4 20 0 0 0.9706 22 2 tải 22 _15 21 0 0 0.9697 22 2 tải 22 _16 22 0 +0.001273 0.9693 22 2 tụ bù _5 23 0 0 0.9689 22 2 tải 22 _17 24 0 0 0.9682 22 2 tải 22 _18 25 0 +0.000565 0.9677 22 2 tụ bù _6 26 0 0 0.9677 22 2 tải 22 _19 27 -0.00800 -0.001052 0.9672 22 2 tải 22 _tụ bù _20_7 28 -0.00128 -0.00960 0.9614 0.4 2 tải 0.4 _1 29 -0.00128 -0.00960 0.9583 0.4 2 tải 0.4 _2 30 -0.00128 -0.00960 0.9555 0.4 2 tải 0.4 _3 31 -0.00128 -0.00960 0.9529 0.4 2 tải 0.4 _4 32 -0.00128 -0.00960 0.9504 0.4 2 tải 0.4 _5 33 -0.00128 -0.00960 0.9482 0.4 2 tải 0.4 _6 34 -0.00128 -0.00960 0.9462 0.4 2 tải 0.4 _7 35 -0.00128 -0.00960 0.9442 0.4 2 tải 0.4 _8 36 -0.00128 -0.00960 0.9424 0.4 2 tải 0.4 _9 37 -0.00128 -0.00960 0.9407 0.4 2 tải 0.4 _10 38 -0.00128 -0.00960 0.9391 0.4 2 tải 0.4 _11 39 -0.00128 -0.00960 0.9377 0.4 2 tải 0.4 _12 40 -0.00128 -0.00960 0.9363 0.4 2 tải 0.4 _13 41 -0.00128 -0.00960 0.9351 0.4 2 tải 0.4 _14 42 -0.00128 -0.00960 0.9340 0.4 2 tải 0.4 _15 43 -0.00128 -0.00960 0.9331 0.4 2 tải 0.4 _16 44 -0.00128 -0.00960 0.9323 0.4 2 tải 0.4 _17 45 -0.00128 -0.00960 0.9315 0.4 2 tải 0.4 _18 46 -0.00128 -0.00960 0.9310 0.4 2 tải 0.4 _19 47 -0.00128 -0.00960 0.9305 0.4 2 tải 0.4 _20 Số liệu nhánh: STT Đầu Cuối R() X() R đvtđ X đvtđ Icp A U (kV) Loại Tên 01 1 2 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 1-2 02 2 3 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 2-3 03 3 4 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 3-4 04 4 5 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 4-5 05 5 6 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 5-6 06 6 7 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 6-7 07 7 8 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 7-8 08 8 9 0.016 0.025 0.003 0.005 445 22 1 8-9 09 9 10 0.110 0.176 0.022 0.036 445 22 1 9-10 10 10 11 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 10-11 11 11 12 0.062 0.098 0.012 0.020 445 22 1 11-12 12 12 13 0.064 0.103 0.013 0.021 445 22 1 12-13 13 13 14 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 13-14 14 14 15 0.108 0.172 0.022 0.035 445 22 1 14-15 15 15 16 0.018 0.029 0.003 0.006 445 22 1 15-16 16 16 17 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 16-17 17 17 18 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 17-18 18 18 19 0.028 0.044 0.005 0.009 445 22 1 18-19 19 19 20 0.098 0.157 0.02 0.032 445 22 1 19-20 20 20 21 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 20-21 21 21 22 0.074 0.118 0.015 0.024 445 22 1 21-22 22 22 23 0.052 0.083 0.01 0.017 445 22 1 22-23 23 23 24 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 23-24 24 24 25 0.12 0.191 0.024 0.039 445 22 1 24-25 25 25 26 0.006 0.010 0.001 0.002 445 22 1 25-26 26 26 27 0.126 0.201 0.026 0.041 445 22 1 26-27 27 2 28 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 2-28 28 3 29 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 3-29 29 4 30 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 4-30 30 5 31 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 5-31 31 6 32 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 6-32 32 7 33 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 7-33 33 8 34 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 8-34 34 10 45 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 10-35 35 11 36 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 11-36 36 13 37 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 13-37 37 14 38 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 14-38 38 16 39 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 16-39 39 17 40 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 17-40 40 18 41 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 18-41 41 20 42 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 20-42 42 21 43 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 21-43 43 23 44 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 23-44 44 24 45 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 24-45 45 26 46 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 26-46 46 27 47 17.394 0.167 3.593 9.331 10.5 22 1 27-47 Kết quả điện áp nút (phân bố công suất bằng phương pháp Newton- Raphson) STT P Q U(đvtđ) U(kV) Tên 01 +0.02914 +0.014042 1 22 nguồn 02 0 0 0.9987 21.9705 tải 22 _1 03 0 0 0.9974 21.9746 tải 22 _2 04 0 0 0.9962 21.9163 tải 22 _3 05 0 0 0.9951 21.8917 tải 22 _4 06 0 0 0.9940 21.8688 tải 22 _5 07 0 0 0.9931 21.8475 tải 22 _6 08 0 0 0.9922 21.8278 tải 22 _7 09 0 +0.001275 0.9921 21.8256 tụ bù _1 10 0 0 0.9913 21.8088 tải 22 _8 11 0 0 0.9905 21.7913 tải 22 _9 12 0 +0.001275 0.9902 21.7835 tụ bù _2 13 0 0 0.9898 21.7748 tải 22 _10 14 0 0 0.9891 21.7594 tải 22 _11 15 0 +0.001275 0.9885 21.7477 tụ bù _3 16 0 0 0.9884 21.7455 tải 22 _12 17 0 0 0.9878 21.7322 tải 22 _13 18 0 0 0.9873 21.7207 tải 22 _14 19 0 +0.001275 0.9872 21.7185 tụ bù _4 20 0 0 0.9868 21.7098 tải 22 _15 21 0 0 0.9864 21.7003 tải 22 _16 22 0 +0.001275 0.9862 21.6958 tụ bù _5 23 0 0 0.9860 21.6921 tải 22 _17 24 0 0 0.9857 21.6848 tải 22 _18 25 0 +0.000565 0.9854 21.6794 tụ bù _6 26 0 0 0.9854 21.6791 tải 22 _19 27 -0.00320 -0.001051 0.9852 21.6746 tải 22 _tụ bù _20_7 28 -0.00128 -0.000960 0.9849 0.3939 tải 0.4 _1 29 -0.00128 -0.000960 0.9836 0.3934 tải 0.4 _2 30 -0.00128 -0.000960 0.9824 0.3929 tải 0.4 _3 31 -0.00128 -0.000960 0.9812 0.3925 tải 0.4 _4 32 -0.00128 -0.000960 0.9802 0.3921 tải 0.4 _5 33 -0.00128 -0.000960 0.9792 0.3917 tải 0.4 _6 34 -0.00128 -0.000960 0.9783 0.3913 tải 0.4 _7 35 -0.00128 -0.000960 0.9774 0.3910 tải 0.4 _8 36 -0.00128 -0.000960 0.9766 0.3906 tải 0.4 _9 37 -0.00128 -0.000960 0.9758 0.3903 tải 0.4 _10 38 -0.00128 -0.000960 0.9751 0.3900 tải 0.4 _11 39 -0.00128 -0.000960 0.9745 0.3898 tải 0.4 _12 40 -0.00128 -0.000960 0.9739 0.3895 tải 0.4 _13 41 -0.00128 -0.000960 0.9733 0.3893 tải 0.4 _14 42 -0.00128 -0.000960 0.9728 0.3891 tải 0.4 _15 43 -0.00128 -0.000960 0.9724 0.3890 tải 0.4 _16 44 -0.00128 -0.000960 0.9720 0.3888 tải 0.4 _17 45 -0.00128 -0.000960 0.9717 0.3887 tải 0.4 _18 46 -0.00128 -0.000960 0.9714 0.3886 tải 0.4 _19 47 -0.00128 -0.000960 0.9712 0.3885 tải 0.4 _20 Kết quả dòng công suất nhánh (phân bố công suất bằng phương pháp Newton-Raphson) STT Đầu Cuối R X Y G óc Dòng Dòng A % Dòng 01 1 2 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.027 72.075 16.2 02 2 3 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.026 68.161 15.32 03 3 4 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.024 64.259 14.44 04 4 5 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.023 60.370 13.57 05 5 6 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.022 56.504 12.7 06 6 7 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.020 52.654 11.83 07 7 8 0.026 0.042 20.4008 -57.920 0.019 48.849 10.98 08 8 9 0.032 0.005 164.766 -57.920 0.017 44.522 10 09 9 10 0.0228 0.036 23.2837 -57.920 0.018 47.076 10.58 10 10 11 0.0260 0.042 20.4008 -57.920 0.016 43.189 9.71 11 11 12 0.0127 0.02 41.6867 -57.920 0.015 39.269 8.82 12 12 13 0.0133 0.021 39.9532 -57.920 0.013 42.133 9.47 13 13 14 0.0260 0.042 20.4008 -57.920 0.014 38.243 8.59 14 14 15 0.0233 0.036 23.8620 -57.920 0.012 34.462 7.74 15 15 16 0.0038 0.006 140.646 -57.920 0.011 36.980 8.31 16 16 17 0.0260 0.042 20.4008 -57.920 0.009 32.729 7.35 17 17 18 0.0057 0.042 20.4008 -57.920 0.01 28.914 6.5 18 18 19 0.0203 0.009 92.5136 -57.920 0.009 24.842 5.58 19 19 20 0.0260 0.032 26.1722 -57.920 0.008 27.550 6.19 20 20 21 0.0153 0.042 20.4008 -57.920 0.009 23.737 5.33 21 21 22 0.0108 0.024 34.8087 -57.920 0.007 19.988 4.49 22 22 23 0.0260 0.017 49.2872 -57.920 0.006 22.793 5.12 23 23 24 0.0248 0.042 20.4008 -57.920 0.005 19.022 4.27 24 24 25 0.0013 0.040 21.4373 -57.920 0.002 15.628 3.51 25 25 26 0.0260 0.002 421.963 -57.920 0.002 15.015 3.37 26 26 27 3.5938 0.042 20.4008 -57.920 0.002 12.917 2.9 27 2 28 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.263 40.61 28 3 29 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.268 40.66 29 4 30 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.273 40.71 30 5 31 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.278 40.76 31 6 32 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.283 40.80 32 7 33 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.287 40.84 33 8 34 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.291 40.88 34 10 45 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.295 40.92 35 11 36 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.299 40.95 36 13 37 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.302 40.98 37 14 38 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.305 41.01 38 16 39 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.308 41.04 39 17 40 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.311 41.06 40 18 41 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.313 41.09 41 20 42 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.315 41.11 42 21 43 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.317 41.13 43 23 44 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.319 41.14 44 24 45 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.320 41.16 45 26 46 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.322 41.17 46 27 47 3.5938 9.322 0.1 -68.938 0.002 4.323 41.18 Chương 14 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ PHỐI HỢP BẢO VỆ Mục đích của việc tính dòng ngắn mạch là phục vụ cho việc lựa chọn Recloser và FCO 14.1 Tính toán ngắn mạch 14.1.1 Các công thức tính tổng trở trong đường dây phân phối hình tia Khoảng cách tương đương giữa các pha Khoảng cách tương đương giữa dây pha và dây trung tính Bán kính tự thân của dây dẫn pha hoặc dây trung tính Ds,pha (hoặc trung tính) = r’pha (hoặc trung tính) phụ thuộc số sợi cáư tạo dây Cảm kháng phân cách Cảm kháng dây dẫn Cảm kháng thứ tự thuận và nghịch Tổng trở thứ tự thuận và nghịch Tổng trở thứ tự không của bản thân dây pha Với: r1,pha là điện trở đơn vị của dây dẫn re là điện trở của đất (chọn re = 0,18/km) xe là cảm kháng của đất (chọn xe = 1,53/km) Tổng trở thứ tự không của bản thân dây trung tính Tổng trở thứ tự không tương hổ Tổng trở thứ tự không 14.1.2 Các dạng ngắn mạch - Các đường dây phân phối thường là dạng đường dây 3 pha hình tia. Như vậy các dòng sự cố dọc theo đường dây có thể là một trong bốn dạng ngắn mạch sau: Ngắn mạch 3 pha (N3), ngắn mạch 2 pha chạm nhau (NL-L), ngắn mạch 2 pha chạm đất (NL-L-N), ngắn mạch một pha chạm đất (NL-N) Ngắn mạch 3 pha Ngắn mạch 2 pha chạm nhau Ngắn mạch 1 pha chạm đất Ngắn mạch 2 pha chạm đất: + Dòng ngắn mạch 2 pha chạm đất (dòng trên pha ngắn mạch ): Với a = + Dòng trên pha kia (dòng trên pha không chạm đất ): Với a = Tính toán trong hai trường hợp ứng với tổng trở tại chỗ ngắn mạch Zf = 0 (ứng với dòng max) và Zf =10 (ứng với dòng min) 14.1.3 Tính dòng ngắn mạch Chọn Scb = 100MVA + Hệ thống: + Chọn trụ đở thẳng dùng đà 2,4m + Khoảng cách tương đương giữa các pha = 1,37m + Khoảng cách tương đương giữa dây pha và dây trung tính = 1,34m + Bán kính tự thân của dây pha Dây pha AC-150 có d = 17mm, ro = 0,21 + Bán kính tự thân của dây trung tính Dây trung tính AC-120 có d = 15,2mm, ro = 0,27 + Cảm kháng phân cách + Cảm kháng dây dẫn + Cảm kháng thứ tự thuận và nghịch của dây pha + Tổng trở thứ tự và nghịch của dây pha + Tổng trở thứ không của bản thân dây trung tính + Tổng trở thứ tự tương hổ + Tổng trở thứ tự không + Tổng hợp trở kháng cho từng 1km đường dây tính từ hệ thốgn đổ về Z1(i) = Z1HT + Z1x Z2(i) = Z2HT + Z2x Z0(i) = Z2HT + Z0x STT Vị trí km 1 0 0 + j 1.016 0 + j1.21 0 + j2.662 2 1 0.21 + j 1.3519 0.21 + j1.545 0.4999 + j3.655 3 2 0.42 + j 1.6865 0.42 + j1.88 0.9998 + j4.647 4 3 0.63 +2.0215 0.63 + j2.215 1.4997 + j5.64 5 4 0.84 + j 2.3565 0.84 + j2.55 1.9996 + j6.633 6 5 1.05 + j 2.6916 1.05 + j2.885 2.4995 + j7.2626 7 6 1.26 + j 3.0266 1.26 + j3.22 2.9994 + j8.619 8 7 1.47 + j 3.3616 1.47 + j3.555 3.4993 + j9.6117 9 8 1.68 + j 3.6967 1.68 + j3.89 3.9992 + j10.6045 10 9 1.89 + j 4.0317 1.89 + j4.225 4.499 + j11.5973 11 10 2.1 +j 4. 3667 2.1 + j4.56 4.9989 + j12.5901 12 11 2.31 + j 4.7018 2.31 + j4.895 5.4988 + j13.5829 13 12 2.52 + j5.0368 2.52 + j5.23 5.9987 + j14.5757 14.1.3.1 Tính dòng ngắn mạch ứng với Zf = 0: Tính dòng ngắn mạch tại đầu đường dây (0 km) + Dòng ngắn mạch 3 pha + Dòng ngắn mạch 2 pha chạm nhau + Dòng ngắn mạch 1 pha chạm đất + Dòng ngắn mạch 2 pha chạm đất (dòng trên pha ngắn mạch ): + Dòng trên pha kia (dòng trên pha không chạm đất ): Tính tương tự cho các điểm còn lại ta có bảng tổng hợp sau: Vị trí Km IN (3 pha ) A IN (L - G) A IN (L -L) A IN (L-L-G_ab) A IN (L-L-G_c) A 0 12501.68 7796.65 9883.2 10546.8 10546.8 1 9287.22 5759.93 7516.61 7944.54 7941.48 2 7308.30 4526.79 6003.98 6297.96 6320.25 3 5998.72 3715.64 4977.22 5192.34 5231.92 4 5077.07 3145.97 4241.8 4407.19 4456.36 5 4396.37 2725.48 3691.76 3823.82 3877.74 6 3874.35 2403.01 3265.95 3374.57 3430.41 7 3461.90 2148.14 2927.09 3018.53 3074.65 8 3128.09 1941.80 2651.26 2729.71 2785.19 9 2852.56 1771.40 2422.53 2490.88 2545.18 10 2621.36 1628.35 2229.87 2290.20 2343.03 11 2424.64 1506.58 2065.41 2119.24 2170.48 12 2255.25 1401.69 1923.43 1971.90 2021.49 14.1.3.2 Tính dòng ngắn mạch ứng với Zf = 10: Tính dòng ngắn mạch tại đầu đường dây (0 km) + Dòng ngắn mạch 3 pha + Dòng ngắn mạch 2 pha chạm nhau + Dòng ngắn mạch 1 pha chạm đất + Dòng ngắn mạch 2 pha chạm đất (dòng trên pha ngắn mạch ): + Dòng trên pha kia (dòng trên pha không chạm đất ): Tính tương tự cho các điểm còn lại ta có bảng tổng hợp sau: Vị trí Km IN (3 pha ) A IN (L - G) A IN (L -L) A IN (L-L-G_ab) A IN (L-L-G_c) A 0 1263.66 1253.64 2147.36 10224.2 9541.9 1 1233.29 1205.62 2034.14 7834.43 7203.23 2 1203.32 1158.83 1929.8 6298.17 5715.95 3 1173.85 1113.65 1828.61 5250.6 4710.94 4 1145 1070.32 1736.5 4496.85 3995.4 5 1116.82 1028.95 1651.19 3930.48 3463.24 6 1089.37 989.62 1572.29 3489.99 3053.65 7 1062.68 952.33 1499.34 3137.8 2729.56 8 1036.79 917.03 1431.88 2849.83 2467.27 9 1011.69 883.66 1369.44 2609.95 2250.98 10 987.4 852.15 1311.59 2407.03 2069.78 11 963.9 822.4 1257.93 2233.1 1915.89 12 941.2 794.31 1208.07 2082.35 1783.67 14.1.3.3 Tính dòng ngắn mạch cho đường dây nhánh đến trạm biến áp Tại nút 6 giả sử trạm biến áp hạ áp được nối vào trục đường dây chính thông qua đường nhánh dài 2 km và sụt áp cho phép trên nhánh là 1% ro,tính toán = Chọn dây pha trên nhánh là dây AC – 90 có ro = 0,33 /km, d = 13,5 mm Icp = 335A .Dây trung tính AC – 70 có ro = 0,46 /km, d = 11,4mm , Icp = 275A Trình tự tính toán tương tự như trên ta xác định được các thông số sau: + Tổng trở thứ tự thuận và nghịch của dây pha nhánh + Tổng trở thứ tự không + Tổng trở thứ tự nhìn từ điểm 32 về hệ thống * Dòng ngắn mạch ứng với Zf = 0 + Dòng ngắn mạch 3 pha + Dòng ngắn mạch 1 pha chạm đất * Dòng ngắn mạch ứng với Zf = 10 + Dòng ngắn mạch 3 pha + Dòng ngắn mạch 1 pha chạm đất 14.2 Phối hợp bảo vệ 14.2.1 Phối hợp Recloser và cầu chì (ACR - FCO) - ACR đặt trên phát tuyến chính, cầu chì đặt ở đầu đường nhánh để bảo vệ cho đường nhánh - Dòng điện lâu dài liên tục của cầu chì (fuse link) chọn khoảng 150% dòng định mức đối với chì thiếc (tin link) và bằng 100% dòng định mức đối với chì bạc (silver link). Ví dụ chì 20K bằng thiếc (định mức 20A) tải dòng điện liên tục bình thường là 1,5x20 = 30A - Căn cứ vào dòng điện ở đầu nhánh lúc phụ tải cực đại để chọn dây chì có định mức thích hợp và đường đặc tính A-s tương ứng (TCC). Đường đặc tính A-s của dây chì có tính tản mạn và gồm 2 đường. Đường dưới là đường ứng với thời gian chảy tối thiểu, đường trên ứng với thời gian chảy giải lớn nhất Đường đặc tính của dây chì phải nằm giữa 2 đường A-ACR và B-ACR của Recloser - Khi có ngán mạch trên đường nhánh thì chì không cho đứt ngay vì sự cố có thể thoáng qua hy vọng có thể tái lập mà không gây mất điện. Khi đó ACR làm việc theo đặc tính nhanh A-ACR.Sau 2 lần tác động nhanh mà sự cố vẫn tồn tại thì ACR chuyển sang làm việc theo đặc tính chậm B-ACR và khi đó chì sẽ chảy và chỉ làm mất điện đường dây nhánh - Do có hiện tượng mỏi do nhiệt của dây chì khi dòng ngắn mạch qua nó trong những lần tác động nhanh của ACR(lúc này chì chưa kịp chảy). Tác dụng nhiệt chồng chất gây ra bởi ACR lên dây chì mà dây chì phải chịu đựng phải nhỏ hơn đặc tính phá huỷ dây chì và điều mong muốn là dây chì không được phép chảy trong giai đoạn mà ACR làm việc theo đặc tuyến nhanh. Điều này được thể hiện bù trừ qua phối hợp bằng cách dùng hệ số nhân k để nhân thời gian của A-ACR với hệ số này và đường mới A’-ACR vẫn còn nằm dưới đường đặc tính thời gian chảy tối thiểu của dây chì Bảng hệ số nhân k Thời gian mở giữa 2 lần tự đóng lại Recloser tính theo chu kỳ (giây) Hệ số nhân k 1 lần tác động nhanh 2 lần tác động nhanh 25-30(0,4-0,5s) 1,25 1,8 60(1s) 1,25 1,35 90(1,5s) 1,25 1,35 120(2s) 1,25 1,35 14.2.2 Tính toán bảo vệ Chọn FCO cho các nhánh Dòng max qua FCO: Tra đặc tuyến FCO chọn được FCO loại 40K, có khả năng tải được liên tục dòng điện: 40 x 1,5 = 60A Chọn và phối hợp ACR với FCO Dòng max qua ACR : Chọn Recloser loại PWVE ba pha điều khiển bằng điện tử Min trip = 2,5 x 210 = 525 A Chọn dòng Min trip : 560A Chọn đường A-ACR là đường 121. Đường đặc tuyến này có A-ACR nằm dưới đường đặc tuyến chảy của chì 40K. Do đó đường đặc tuyến này phối hợp tốt với cầu chì phía sau. Chọn đường B-ACR là đường đặc tuyến 115 Từ đó ta vẽ được đường đặc tuyến phối hợp bảo vệ giữa ACR và FCO như sau Chương 15 KẾT LUẬN Thiết kế trạm biến áp và đường dây phân phối là một bộ phận quan trọng cấu thành nên hệ thống điện, có vai trò chủ đạo trong hệ thống điện nói riêng và nền kinh tế nói chung. Nhưng cho đến nay hệ thống điện chúng ta không theo đuổi kịp sự phát triển của nền kinh tế đất nước, chưa hoà nhập với hệ thống điện của các nước trên thế giới Vì vậy, yêu cầu cấp thiết của hệ thống điện là đòi hỏi phải cải cách toàn diện hệ thống điện Việt Nam để có thể thích nghi với đặc điểm, yêu cầu của nước ta hiện nay và trong tương lai. Em xin chân thành cảm ơn Tài liệu tham khảo Huỳnh Nhơn, Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TPHCM, 2003 Hồ Văn Hiến, Hướng dẫn thiết kế mạng, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TPHCM Dương Vũ Văn - Trần Hoàng Lĩnh – Lê Thanh Thoả, Hướng dẫn thiết kế phần điện - Thiết kế chống sét cho Nhà máy nhiệt điện, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TPHCM Bộ môn hệ thống điện Trường Đại học Bách Khoa TPHCM, Nhà máy điện và trạm biến áp, 2003 Bùi Ngọc Thư, Mạng Cung Cấp Và Phân Phối Điện, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TPHCM,2000 ._.