Thiết kế trạm biến áp 22/0,4 KV

PHAÀN I CAÙC VAÁN ÑEÀ LIEÂN QUAN ÑEÁN TRAÏM BIEÁN AÙP Chöông I GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ TRAÏM BIEÁN AÙP KHAÙI QUAÙT VEÀ TRAÏM BIEÁN AÙP Traïm bieán aùp laø moät coâng trình ñeå chuyeån ñoåi ñieän aùp töø caáp naøy sang caáp khaùc. TBA ñöôïc phaân loaïi theo ñieän aùp, theo ñòa dö. Theo ñieän aùp, TBA coù theå laø traïm taêng aùp, cuõng coù theå laø traïm haï aùp hay traïm trung gian. Traïm taêng aùp thöôøng ñöôïc ñaët ôû caùc nhaø maùy ñieän, laøm nhieäm vuï taêng ñieän aùp töø ñieän aùp maùy phaùt leân ñieän aùp cao hôn ñeå taûi ñieän naêng ñi xa. Traïm haï aùp thöôøng ñöôïc ñaët ôû caùc hoä tieâu thuï, ñeå bieán ñoåi ñieän aùp cao xuoáng ñieän aùp thaáp nhaèm thích hôïp vôùi caùc hoä tieâu thuï. Traïm bieán aùp trung gian chæ laøm nhieäm vuï lieân laïc giöõa hai löôùi ñieän coù caáp ñieän aùp khaùc nhau. Theo ñòa dö, TBA ñöôïc phaân loaïi thaønh TBA khu vöïc vaø TBA ñòa phöông. TBA khu vöïc ñöôïc cung caáp ñieän töø maïng ñieän khu vöïc (maïng ñieän chính) cuûa heä thoáng ñieän (HTÑ) ñeå cung caáp ñieän cho moät khu vöïc lôùn bao goàm thaønh phoá, caùc khu coâng nghieäp … TBA ñòa phöông laø caùc TBA ñöôïc cung caáp ñieän töø maïng phaân phoái, maïng ñòa phöông cuûa HTÑ caáp cho töøng xí nghieäp, hay tröïc tieáp caáp cho caùc hoä tieâu thuï vôùi ñieän aùp thöù caáp thaáp hôn. CAÙC CAÁP ÑIEÄN AÙP CUÛA CAÙC TRAÏM BIEÁN AÙP + Caáp cao aùp: laø maïng ñieän 3 pha, trung tính noái ñaát tröïc tieáp 500 kV: duøng cho heä thoáng ñieän quoác gia, noái lieàn 3 mieàn ñaát nöôùc. 220 kV: duøng cho löôùi truyeàn taûi, maïng ñieän khu vöïc. 110 kV: duøng cho löôùi phaân phoái, cung caáp cho phuï taûi lôùn. + Caáp trung aùp: laø maïng ñieän 3 pha, trung tính noái ñaát tröïc tieáp 22 kV: duøng cho maïng ñòa phöông, cung caáp ñieän cho caùc phuï taûi vöøa vaø nhoû hoaëc caùc khu daân cö. Do lòch söû ñeå laïi, hieän nay nöôùc ta caáp trung aùp coøn duøng: 66kV, 35kV, 15kV, 10kV, 6kV … nhöng trong töông lai caùc caáp ñieän naøy seõ ñöôïc caûi taïo, ñeå duøng thoáng nhaát moät caáp 22kV. + Caáp haï aùp: 380/220V goàm: Maïng ñieän 3 pha, trung tính noái ñaát tröïc tieáp. Maïng ñieän 1 pha hai daây vaø 1 pha 3 daây. PHAÂN LOAÏI TRAÏM BIEÁN AÙP Veà hình thöùc vaø caáu truùc cuûa traïm bieán aùp, TBA ñöôïc chia thaønh traïm ngoaøi trôøi, traïm trong nhaø. Traïm bieán aùp ngoaøi trôøi Ôû loaïi TBA naøy, caùc thieát bò ñieän nhö: maùy caét, dao caùch ly, maùy bieán aùp, thanh goùp …ñeàu ñaët ngoaøi trôøi. Phaàn phaân phoái phía trung aùp coù theå ñaët ngoaøi trôøi, trong nhaø hoaëc caùc tuû chuyeân duøng. Phaàn phaân phoái haï aùp thöôøng ñaët trong nhaø hoaëc ñaët trong caùc tuû chuyeân duøng cheá taïo saün. TBA ngoaøi trôøi thích hôïp cho caùc traïm taêng aùp, traïm giaûm aùp vaø caùc TBA trung gian coù coâng suaát lôùn, coù ñuû ñieàu kieän veà ñaát ñai ñeå ñaët caùc trang thieát bò. Caùc TBA ngoaøi trôøi tieát kieäm ñöôïc raát nhieàu veà kinh phí xaây döïng, neân ñöôïc khuyeán khích duøng neáu coù ñieàu kieän. Traïm bieán aùp trong nhaø Ôû loaïi TBA naøy, caùc thieát bò ñieän nhö: maùy caét, dao caùch ly, maùy bieán aùp, thanh goùp … ñeå ñaët trong nhaø. Ngoaøi ra vì ñieàu kieän chieán tranh, baûo ñaûm myõ quan thaønh phoá, ngöôøi ta coøn xaây döïng nhöõng TBA ngaàm. Loaïi traïm naøy khaù toán keùm trong xaây döïng, vaän haønh, baûo quaûn. Trong thöïc teá caàn caên cöù vaøi ñòa hình, moâi tröôøng laøm vieäc, coâng suaát traïm, tính chaát quan troïng cuûa phuï taûi, moâi tröôøng myõ quan vaø kinh phí ñaàu tö maø choïn loaïi traïm cho phuø hôïp. CAÙC TRAÏM BIEÁN AÙP THÖÔØNG GAËP * Traïm treo Traïm treo (hình 1.1) laø kieåu traïm toaøn boä caùc thieát bò cao aùp, haï aùp, maùy bieán aùp ñöôïc ñaët treân coät. Maùy bieán aùp thöôøng laø loaïi moät pha hoaëc toå 3 maùy bieán aùp 1 pha. Tuû haï aùp coù theå ñaët treân coät caïnh maùy bieán aùp hay trong nguoàn phaân phoái xaây döïng döôùi ñaát. Traïm treo coù öu ñieåm laø tieát kieäm ñaát, thích hôïp cho traïm coâng coäng ñoâ thò, traïm bieán aùp cô quan. Traïm treo, maùy bieán aùp thöôøng laø 1 pha hoaëc 3 pha. Ñeå ñaûm baûo an toaøn chæ cho pheùp duøng traïm treo cho côû maùy coù coâng suaát 250 kVA , 3 x 75 kVA … vôùi caáp ñieän aùp (15 - 22) / 0,4 kV, phaàn ño ñeám ñöôïc trang thieát bò haï aùp. Tuy nhieân loaïi traïm naøy laøm maát myõ quan thaønh phoá neân veà laâu daøi loaïi traïm naøy khoâng ñöôïc khuyeán khích duøng ôû ñoâ thò. Hình 1.1 Traïm bieán aùp treo * Traïm neàn Traïm neàn thöôøng ñöôïc duøng ôû nhöõng nôi coù ñieàu kieän ñaát ñai nhö ôû vuøng noâng thoân, cô quan, xí nghieäp vöøa vaø nhoû. Ñoái vôùi traïm neàn, thieát bò cao aùp ñaët treân coät, maùy bieán aùp thöôøng laø toå 3 maùy bieán aùp 1 pha hay 1 maùy bieán aùp 3 pha ñaët treân beä xi maêng döôùi ñaát, tuû phaân phoái haï aùp ñaët trong nhaø. Xung quanh traïm coù xaây töôøng raøo baûo veä (hình 12) Ñöôøng daây ñeán coù theå laø caùp ngaàm hay ñöôøng daây treân khoâng, phaàn ño ñeám coù theå thöïc hieän phía trung aùp hay phía haï aùp. Hình 1.2 Traïm bieán aùp neàn * Traïm giaøn Traïm giaøn laø loaïi traïm maø toaøn boä caùc trang thieát bò vaø maùy bieán aùp ñeàu ñöôïc ñaët treân caùc giaù ñôõ baét giöõa hai coät (hình 1.3). Traïm ñöôïc trang bò 3 maùy bieán aùp 1 pha (3 x 75 kVA) hay 1 bieán aùp 3 pha ( nhoû hôn hoaëc baèng 400 kVA), caáp ñieän aùp ( 15 - 22) kV / 0,4 kV. Phaàn ño ñeám coù theå thöïc hieän phía trung aùp hay phía haï aùp. Tuû phaân phoái haï aùp ñaët treân giaøn giöõa hai coät, ñöôøng daây ñeán coù theå laø ñöôøng daây treân khoâng hay ñöôøng daây caùp ngaàm Traïm giaøn thöôøng cung caáp ñieän cho khu daân cö hay caùc phaân xöôûng. a. Bieán aùp 3 pha b. Bieán aùp 3 pha (Goàm 3 toå maùy bieán aùp 1 pha) Hình 1.3 Traïm bieán aùp giaøn * Traïm kín Traïm kín laø loaïi traïm maø caùc thieát bò ñieän vaø maùy bieán aùp ñöôïc ñaët trong nhaø (hình 1.4). Traïm kín thöôøng ñöôïc phaân laøm traïm coâng coäng vaø traïm khaùch haøng: Traïm coâng coäng thöôøng ñaët ôû khu ñoâ thò hoùa, khu daân cö môùi ñaûm baûo myõ quan vaø an toaøn cho ngöôøi söû duïng. Traïm khaùch haøng thöôøng ñöôïc ñaët trong khuoân vieân cuûa khaùch haøng, khuynh höôùng hieän nay laø söû duïng boä maïch voøng chính (Ring Main Unit) thay cho keát caáu thanh caùi, caàu dao, coù bôï chì vaø caàu chì oáng ñeå baûo veä maùy bieán aùp coù coâng suaát nhoû 1000 kVA. Traïm kín caàn duøng 3 phoøng: phoøng ñaët thieát bò cao aùp, phoøng ñaët maùy bieán aùp, phoøng ñaët thieát bò phaân phoái haï aùp vaø ñöôïc duøng ôû nhöõng nôi caàn an toaøn, nôi nhieàu khí buïi vaø nôi coù hoùa chaát aên moøn. Ñoái vôùi traïm kín caùp vaøo vaø ra thöôøng laø caùp ngaàm, caùc cöûa thoâng gioù ñeàu phaûi coù löôùi ñeå choáng chim, raén, chuoät vaø coù hoá daàu söï coá. Hình 1.4 Traïm bieán aùp kín Theo ñeà baøi yeâu caàu, ta thieát keá traïm kín Chöông II VEÕ ÑOÀ THÒ PHUÏ TAÛI-TÍNH TOAÙN CAÙC HEÄ SOÁ Tmax, tmax 33 I. ÑOÀ THÒ PHUÏ TAÛI Ñònh nghóa Möùc tieâu thuï ñieän naêng luoân luoân thay ñoåi theo thôøi gian. Qui luaät bieán thieân cuûa phuï taûi theo thôøi gian ñöôïc bieåu dieãn treân hình veõ goïi laø ñoà thò phuï taûi. Truïc tung cuûa ñoà thò coù theå bieåu dieãn: coâng suaát taùc duïng, coâng suaát phaûn khaûng, coâng suaát bieåu kieán ôû daïng ñôn vò coù teân hay töông ñoái. Coøn truïc hoaønh bieåu dieãn thôøi gian. Ñoà thò phuï taûi coù theå phaân loaïi theo coâng suaát, theo thôøi gian, theo ñòa dö + Theo coâng suaát coù ñoà thò phuï taûi coâng suaát taùc duïng, ñoà thò phuï taûi coâng suaát phaûn khaùng vaø ñoà thò phuï taûi coâng suaát bieåu kieán. + Theo thôøi gian coù ñoà thò phuï naêm, ñoà thò phuï taûi ngaøy … + Theo ñòa dö coù ñoà thò phuï taûi toaøn heä thoáng, ñoà thò phuï taûi cuûa nhaø maùy ñieän hay TBA, ñoà thò phuï taûi cuûa hoä tieâu thuï. Ñoà thò phuï taûi raát caàn cho thieát keá vaø vaän haønh HTÑ. Khi bieát ñoà thò cuûa toaøn heä thoáng coù theå phaân boá toái öu coâng suaát cho nhaø maùy ñieän trong heä thoáng, xaùc ñònh möùc tieâu hao nhieân lieäu … Ñoà thò phuï taûi naøy cuûa nhaø maùy hay TBA duøng ñeå choïn dung löôïng maùy bieán aùp (MBA), tính toaùn toån thaát ñieän naêng trong MBA, choïn sô ñoà noái daây … Caùch xaùc ñònh ñoà thò phuï taûi haèng ngaøy theo %Smax Ñoà thò phuï taûi ngaøy veõ Watt keá töï ghi laø chính xaùc nhaát, nhöng cuõng coù theå veõ theo phöông phaùp töøng ñieåm, nghóa laø cöù sau moät khoaûng thôøi gian ghi laïi chæ soá phuï taûi roài noái laïi thaønh ñöôøng gaáp khuùc (hình 2.1). Phöông veõ theo töøng ñieåm tuy khoâng chính xaùc nhöng trong thöïc teá vaãn duøng phoå bieån. Ñeå tính toaùn thuaän tieän thöôøng bieán ñöôøng gaáp khuùc thaønh daïng baäc thang nhöng phaûi ñaûm baûo hai ñieàu kieän: Dieän tích giôùi haïn bôûi ñöôøng bieåu dieãn hình baäc thang vôùi truïc toïa ñoä phaûi baèng ñuùng dieän tích giôùi haïn bôûi ñöôøng bieåu dieãn gaáp khuùc vôùi truïc toïa ñoä. Ñieåm cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu treân caû hai ñöôøng bieåu dieãn vaãn khoâng thay ñoåi. P T (giôø) 24 20 16 8 12 4 3. Veõ ñoà thò phuï taûi theo soá lieäu ban ñaàu ñeà cho SOÁ LIEÄU BAN ÑAÀU: Giôø 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 %Smax 40 50 60 70 70 80 80 100 100 60 80 40 Giôø 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 %Smax 40 40 50 60 70 90 90 80 80 60 50 40 ÑOÀ THÒ PHUÏ TAÛI NGAØY DAÏNG BAÄC THANG Hình 2.2 : Ñoà thò phuï taûi ngaøy daïng baäc thang II. TÍNH CAÙC HEÄ SOÁ THÔØI GIAN Tmax, tmax Xaùc ñònh thôøi gian söû duïng coâng suaát lôùn nhaát (Tmax) Ñieän naêng tieâu thuï phuï thuoäc vaøo phuï taûi vaø thôøi gian vaän haønh. Song trong quaù trình vaän haønh, phuï taûi luoân luoân bieán ñoåi, vì vaäy ñeå thuaän tieän trong quaù trình tính toaùn ngöôøi ta giaû thieát phuï taûi luoân luoân khoâng thay ñoåi vaø baèng phuï taûi lôùn nhaát. Do vaäy thôøi gian duøng ñieän luùc naøy laø thôøi gian töông ñöông veà phöông dieän tieâu thuï ñieän naêng. Vôùi giaû thieát nhö treân thì thôøi gian duøng ñieän ôû phuï taûi lôùn nhaát naøy (thöôøng laáy baèng phuï taûi tính toaùn) ñöôïc goïi laø thôøi gian söû duïng coâng suaát lôùn nhaát. Tính Tmax trong moät ngaøy: Tmax (ngaøy) = Tmax (ngaøy) = Tmax (ngaøy) = Tmax (ngaøy) = 16,3 (giôø) Tính Tmax trong moät naêm: Döïa vaøo Tmax trong moät ngaøy ta tính ñöôïc Tmax (naêm) nhö sau: Tmax (naêm) = Tmax (ngaøy).365 Tmax (naêm) = 16,3. 365 Tmax (naêm) = 5949,5 (giôø) Vaäy: Neáu giaû thieát raèng ta luoân söû duïng phuï taûi lôùn nhaát (vaø khoâng ñoåi) thì thôøi gian caàn thieát Tmax ñeå cho phuï taûi ñoù tieâu thuï moät löôïng ñieän naêng baèng löôïng ñieän naêng do phuï taûi thöïc teá (bieán thieân) tieâu thuï trong moät naêm laøm vieäc ñöôïc goïi laø thôøi gian söû duïng coâng suaát lôùn nhaát. Veà phöông dieän kinh teá thì Tmax caøng lôùn ñaït giaù trò t caøng toát. 2. Xaùc ñònh thôøi gian chòu toån thaát coâng suaát lôùn nhaát (t (max) ) Thôøi gian chòu toån thaát coâng suaát lôùn nhaát t laø thôøi gian trong ñoù neáu trong ñoù maïng ñieän luoân luoân mang taûi lôùn nhaát seõ gaây ra moät toån thaát ñieän naêng ñuùng baèng toån thaát ñieän naêng thöïc teá treân maïng ñieän trong moät naêm. Tính t trong moät naêm: t = 6298 (giôø) KEÁT LUAÄN Tmax (ngaøy) = 16,3 (giôø) Tmax (naêm) = 5949,5 (giôø) t(naêm) = 6298 (giôø) Chöông III TÍNH TOAÙN PHUÏ TAÛI CHO TRAÏM BIEÁN AÙP ÑAËT VAÁN ÑEÀ Phuï taûi phuï thuoäc vaøo raát nhieàu yeáu toá, do vaäy xaùc ñònh chính xaùc phuï taûi tính toaùn laø moät vieäc raát khoù khaên vaø cuõng raát quan troïng. Vì neáu phuï taûi tính toaùn ñöôïc xaùc ñònh nhoû hôn phuï taûi thöïc teá thì seõ giaûm tuoåi thoï cuûa caùc thieát bò, coù khi ñöa ñeán noå chaùy vaø nguy hieåm. Neáu phuï taûi tính toaùn lôùn hôn phuï taûi thöïc teá nhieàu thì caùc thieát bò ñöôïc choïn seõ quaù lôùn vaø gaây laõng phí. Phuï taûi tính toaùn theo ñieàu kieän phaùt noùng cho pheùp ñöôïc goïi laø phuï taûi tính toaùn khoâng ñoåi töông ñöông vôùi phuï taûi thöïc teá thay ñoåi theo thôøi gian vaø cuõng gaây neân moät hieäu öùng nhieät. Do ñoù veà phöông dieän kyõ thuaät, neáu ta choïn caùc thieát bò ñieän theo phuï taûi tính toaùn thì coù theå ñaûm baûo an toaøn cho thieát bò trong caùc ñieàu kieän vaän haønh. Caùc phöông phaùp xaùc ñònh phuï taûi tính toaùn: ñöôïc chia laøm hai nhoùm chính. Nhoùm thöù nhaát: Laø nhoùm döïa vaøo kinh nghieäm thieát keá vaø vaän haønh ñeå toång keát vaø ñöa ra caùc heä soá tính toaùn. Ñaëc ñieåm cuûa phöông phaùp laø thuaän tieän nhöng chæ cho keát quaû gaàn ñuùng. Nhoùm thöù hai: Laø nhoùm caùc phöông phaùp döïa treân cô sôû cuûa lyù thuyeát xaùc suaát vaø thoáng keâ. Ñaëc ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø coù keå ñeán aûnh höôûng cuûa nhieàu yeáu toá. Do vaäy neân keát quaû tính toaùn coù chính xaùc hôn song vieäc tính toaùn khaù phöùc taïp. II. MUÏC ÑÍCH CUÛA VIEÄC XAÙC ÑÒNH PHUÏ TAÛI Vieäc tính toaùn phuï taûi ñieän nhaèm: Choïn tieát dieän daây daãn cuûa löôùi cung caáp vaø phaân phoái ñieän aùp töø löôùi 1000 V trôû leân. Choïn soá löôïng vaø coâng suaát maùy bieán aùp cuûa traïm bieán aùp. Choïn tieát dieän daây daãn cuûa löôùi cung caáp vaø phaân phoái. Choïn caùc thieát bò chuyeån maïch vaø baûo veä. III. TÍNH TOAÙN PHUÏ TAÛI CUÛA TRAÏM Coù nhieàu phöông phaùp xaùc ñònh phuï taûi tính toaùn, tuøy theo phöông phaùp maø ta löïa choïn caùch tính cho phuø hôïp: SOÁ LIEÄU BAN ÑAÀU Phuï taûi toång cuûa traïm: S= 2400 kVA Heä soá phaân taùn: Kpt=1,5 Heä soá coâng suaát: cosj=0,8 Döïa vaøo heä soá phaân taùn (Kpt=1,5) vaø phuï taûi toång (S=2400kVA) cuûa traïm ta tính ñöôïc coâng suaát bieåu kieán, coâng suaát taùc duïng vaø coâng suaát phaûn khaùng. Coâng suaát bieåu kieán tính toaùn cuûa phuï taûi Stt=1600 (kVA) Coâng suaát taùc duïng tính toaùn cuûa phuï taûi Ptt = Stt . cosj Ptt = 1600.0,8 Ptt = 1280 (kVA) Coâng suaát phaûn khaùng tính toaùn Qtt = Stt . sinj Qtt = 1600.0,6 Qtt = 960 (kVA) Do cosj = 0,8 neân KEÁT LUAÄN Stt = 1600 (kVA) Qtt =960 (kVAR) Ptt =1280 (kW) Chöông IV CHOÏN SOÁ LÖÔÏNG – COÂNG SUAÁT VAØ TÍNH CAÙC THOÂNG SOÁ CUÛA MAÙY BIEÁN AÙP I. GIÔÙI THIEÄU VEÀ MAÙY BIEÁN AÙP (MBA) MBA laø moät thieát bò raát quan troïng trong heä thoáng ñieän (HTÑ), toång coâng suaát caùc MBA raát lôùn vaø baèng 4 ñeán 5 laàn toång coâng suaát caùc maùy phaùt ñieän. Vì vaäy voán ñaàu tö cho MBA cuõng raát nhieàu. Neân ngöôøi ta mong muoán choïn soá löôïng MBA ít vaø coâng suaát nhoû nhöng vaãn ñaûm baûo an toaøn cung caáp ñieän cho caùc hoä tieâu thuï. Choïn MBA trong nhaø maùy phaùt ñieän vaø TBA laø choïn loaïi, soá löôïng, coâng suaát ñònh möùc vaø heä soá bieán aùp. Maëc duø hieäu suaát cuûa MBA töông ñoái cao ( maùy bieán aùp coâng suaát lôùn ñaït khoaûng 99,5%) nhöng toån thaát ñieän naêng haøng naêm trong maùy bieán aùp raát lôùn. Vì theá ngöôøi ta mong muoán giaûm soá baäc bieán aùp, giaûm coâng suaát ñaët cuûa MBA vaø söû duïng chuùng coù hieäu quaû hôn. Ñieàu ñoù coù theå ñaït ñöôïc baèng caùch thieát keá caùc heä thoáng ñieän moät caùch hôïp lyù, duøng maùy bieán aùp töï ngaãu vaø taän duïng khaû naêng quaù taûi cuûa maùy bieán aùp trong tröôøng hôïp coù theå ( 110 kV trôû leân, coù trung tính tröïc tieáp noái ñaát), khoâng ngöøng caûi tieán caáu taïo cuûa MBA, goùp phaàn naâng cao ñoä tin caäy vaø tieát kieäm nguyeân lieäu. Trong heä thoáng ñieän ngöôøi ta duøng caùc MBA 3 pha 2 cuoän vaø 3 pha 3 cuoän daây, hoaëc duøng toå MBA moät pha nhaèm ñeå taêng hoaëc giaûm ñieän aùp sao cho phuø hôïp vôùi nhu caàu phuï taûi. Caùc MBA 3 pha 2 cuoän vaø 3 cuoän daây ñöôïc söû duïng roäng raõi trong HTÑ. Maùy bieán aùp 3 cuoän daây duøng khi caàn coù hai caáp ñieän aùp ra. Vieäc ñaët maùy bieán aùp 3 cuoän daây thay cho 2 maùy bieán aùp 2 cuoän daây seõ tieát kieäm ñöôïc dieän tích, vaät lieäu, voán ñaàu tö ñoàng thôøi giaûm ñöôïc toån hao naêng löôïng khi vaän haønh. Maùy bieán aùp 2 cuoän daây chæ neân ñaët ôû traïm maø trong töông lai traïm ñoù khoâng coù phuï taûi ôû caáp ñieän aùp haï aùp khaùc hoaëc phuï taûi caáp naøy nhoû hôn (10¸15)% coâng suaát cuûa MBA. Cuõng chính vì lyù do kinh teá neân maùy bieán aùp 3 pha ñöôïc duøng roäng raõi trong HTÑ. Giaù haønh cuûa maùy bieán aùp 3 pha nhoû hôn khoaûng (12¸25)%, coøn toån hao naêng löôïng vaän haønh nhoû hôn (12¸15)% so vôùi nhoùm 3 maùy bieán aùp 1 pha cuøng 1 coâng suaát. Toå maùy bieán aùp 1 pha chæ duøng khi khoâng coù khaû naêng cheá taïo maùy bieán aùp 3 pha vôùi coâng suaát lôùn caàn thieát hoaëc ñieàu kieän chuyeân chôû khoâng cho pheùp (ví duï ôû vuøng ñoài nuùi). Trong HTÑ coù ñieän aùp cao vaø trung tính tröïc tieáp noái ñaát (110¸500 kV) thì thöôøng duøng MBA töï ngaãu. Loaïi maùy bieán aùp naøy öu vieät so vôùi MBA thöôøng. Giaù thaønh, chi phí vaät lieäu vaø toån hao naêng löôïng khi vaän haønh cuûa noù nhoû so vôùi MBA thöôøng coù cuøng coâng suaát. Coâng suaát ñònh möùc cuûa maùy bieán aùp laø coâng suaát lieân tuïc ñi qua maùy bieán aùp trong suoát thôøi gian phuïc vuï cuûa noù öùng vôùi caùc ñieàu kieän tieâu chuaån nhö: ñieän aùp ñònh möùc, taàn soá ñònh möùc vaø nhieät ñoä moâi tröôøng laøm ñònh möùc . II. NGUYEÂN TAÉC CHOÏN COÂNG SUAÁT CUÛA MAÙY BIEÁN AÙP Khi choïn coâng suaát ñònh möùc cho maùy bieán aùp luoân tính ñeán khaû naêng quaù taûi cuûa chuùng, thoâng thöôøng xeùt ñeán quaù taûi thöôøng xuyeân vaø quaù taûi luùc söï coá. Choïn theo ñieàu kieän quaù taûi thöôøng xuyeân Quaù taûi thöôøng xuyeân cuûa maùy bieán aùp laø cheá ñoä quaù taûi maø moät phaàn thôøi gian phuï taûi cuûa maùy bieán aùp vöôït quaù coâng suaát ñònh möùc cuûa noù, phaàn thôøi gian coøn laïi cuûa chu kì khaûo saùt, phuï taûi maùy bieán aùp thaáp hôn coâng suaát ñònh möùc cuûa noù. Vôùi phuï taûi nhö vaäy thì hao moøn caùch ñieän sau moät chu kì khaûo saùt khoâng vöôït quaù hao moøn ñònh möùc, töông öùng vôùi nhieät ñoä cuoän daây baèng 980C, nhöng khoâng vöôït quaù 1400C. Choïn theo ñieàu kieän quaù taûi söï coá Quaù taûi söï coá laø quaù taûi cho pheùp MBA laøm vieäc trong ñieàu kieän söï coá khi hö hoûng moät trong caùc maùy bieán aùp laøm vieäc song song maø khoâng gaây hö hoûng chuùng. Nhö vaäy, trò soá quaù taûi cho pheùp ñöôïc quyeát ñònh sao cho nhieät ñoä cuûa cuoän daây vaø daàu MBA khoâng vöôït quaù giaù trò cho pheùp ñeå khoâng aûnh höôûng ñeán söï laøm vieäc bình thöôøng tieáp theo MBA. Nhieät ñoä cho pheùp cöïc ñaïi ñoái vôùi daàu laø 1150C vaø ñoái vôùi ñieåm noùng nhaát cuûa caùch ñieän cuoän daây laø 1400C. Trong ñieàu kieän söï coá, MBA 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 khoâng vöôït quaù 0,93 Quaù taûi söï coá cho pheùp Kcp=1,4 neân xem nhö moät heä soá tính toaùn naøo ñoù, söû duïng khi löïa choïn MBA theo ñieàu kieän quaù taûi söï coá. Ngoaøi ra ñeå choïn coâng suaát maùy bieán aùp cho traïm bieán aùp thì caên cöù vaøo caùc yeâu caàu nhö: Neáu traïm chæ coù 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 MBA ñoù. Neáu traïm ñaët hai MBA thì choïn coâng suaát ñònh möùc cuûa noù phaûi xeùt ñeán khaû naêng quaù taûi söï coá khi hoûng moät trong hai MBA ñoù. Trong ñieàu kieän laøm vieäc bình thöôøng caû hai MBA ñieàu laøm vieäc non taûi. Vaäy: Döïa vaøo caùc nguyeân taéc choïn coâng suaát MBA vaø theo yeâu caàu cuûa ñeà baøi laø: cung caáp ñieän lieân tuïc, neân ta choïn maùy bieán aùp laøm vieäc theo ñieàu kieän quaù taûi söï coá. III. CHOÏN SOÁ LÖÔÏNG MAÙY Voán ñaàu tö ban ñaàu cuûa maùy bieán aùp chieám moät phaàn raát quan troïng trong toång soá voán ñaàu tö cuûa heä thoáng ñieän, vì vaäy choïn soá löôïng maùy bieán aùp vaø coâng suaát ñònh möùc cuûa chuùng raát quan troïng. Caùc tieâu chuaån kinh teá kyõ thuaät khi choïn maùy bieán aùp: An toaøn, lieân tuïc cung caáp ñieän Voán ñaàu tö ít nhaát Chi phí vaän haønh haèng naêm beù nhaát Tieâu toán kim loaïi maøu beù nhaát Soá löôïng MBA khoâng neân choïn quaù 2 ñeå ñôn giaûn trong vaän haønh Neân choïn cuøng moät chuûng loaïi vaø dung löôïng MBA ñeå ñôn giaûn trong laép ñaët vaø döï phoøng Ñoái vôùi hoä loaïi 1 neáu laáy ñieän töø thanh goùp haï aùp cuûa cuøng moät traïm thì soá löôïng MBA trong traïm ñoù ñöôïc choïn laø 2. Vaäy: Ñeå choïn soá löôïng maùy bieáp aùp ta phaûi döïa vaøo yeâu caàu cung caáp ñieän cuûa phuï taûi. Vôùi yeâu caàu phuï taûi cung caáp lieân tuïc neân ta choïn hai maùy bieán aùp coù cuøng coâng suaát vaø vaän haønh song song, ñeå phoøng khi moät trong hai maùy bieán aùp vaän haønh song song naøy bò hö hoûng thì moät maùy coøn laïi vaãn hoaït ñoäng ñöôïc. Do ñoù hai maùy bieáp aùp vaän haønh song song ñöôïc ñaët theo sô ñoà sau: 0.4kV 22kV IV. CHOÏN COÂNG SUAÁT MAÙY BIEÁN AÙP Trong ñieàu kieän söï coá cho pheùp Kcp=1.4, neân ta xem nhö moät soá tính toaùn naøo ñoù khi söû duïng löïa choïn maùy bieán aùp theo ñieàu kieän quaù taûi söï coá. Vôùi traïm cung caáp ñieän lieân tuïc ta choïn hai maùy coù cuøng coâng suaát: SdmBA Döïa vaøo ñieàu kieän quaù taûi ta choïn: SdmBA = 1142,86 (kVA) Töø keát quaû tính ñöôïc choïn coâng suaát cuûa maùy bieán aùp: SdmBA = 1250 (kVA) Tra soá lieäu cuûa maùy bieán aùp, choïn: SdmBA = 1250 (kVA) Choïn 2 maùy bieán aùp phaân phoái ba pha kieåu ONAN – 1250 cuûa coâng ty thieát bò ñieän vôùi: Caùc thoâng soá: Coâng suaát: 1250 kVA Ñieän aùp: 22 ± 2x2.5%/0,4 kV Doøng ñieän: 32,8/1804,3 A Taàn soá: 50 Hz Toå ñaáu daây: Dyn – 11 Ñaëc ñieåm kyõ thuaät chuû yeáu: Cheá taïo theo tieâu chuaån IEC 76 vaø TCVN 1984 – 1994, TCVN 1985 – 1994. Söû duïng trong nhaø vaø ngoaøi trôøi Ñieàu chænh ñieän aùp: 22± 2x2.5% kV Laøm nguoäi baèng khoâng khí vaø daàu tuaàn hoaøn töï nhieân Cheá ñoä laøm vieäc: lieân tuïc Kích thöôùc chuû yeáu: W L H A 1335 1885 2265 820 Troïng löôïng toång :3478 kg * Troïng löôïng ruoät daàu : 635 kg * Troïng löôïng ruoät maùy : 2123 kg Thoâng soá kyõ thuaät: * Ñieän aùp ngaén maïch :Un % = 6% * Toån hao ngaén maïch: DPn =14000(w) * Toån hao khoâng taûi : DPo = 1800(w) * Doøng ñieän khoâng taûi : Io% = 1.5% V. TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CUÛA MAÙY BIEÁN AÙP 1. Sô ñoà thay theá: (caùc thoâng soá thöù caáp ta qui veà sô caáp) 2. Döïa vaøo soá lieäu cuûa maùy bieán aùp nhö : DPn , Un % , DPo , Io% ta tính ñöôïc : a. Ñieän trôû cuûa maùy bieán aùp RB = 4,33 (W) Ñieän khaùng cuûa maùy bieán aùp ,23 (W) Trong ñoù: * DPn : Toån thaát ngaén maïch cuûa maùy bieán aùp * Un % : Trò soá töông ñoái cuûa ñieän aùp * XB : Ñieän khaùng cuûa maùy bieán aùp * Sñm : Coâng suaát ñònh möùc cuûa maùy bieán aùp * Uñm : Ñieän aùp ñònh möùc cuûa maùy bieán aùp Keát luaän : Theo yeâu caàu vaø soá lieäu ban ñaàu ñeà baøi cho, choïn hai maùy bieán aùp phaân phoái ba pha kieåu ONAN-1250 cuûa coâng ty thieát bò ñieän coù : * Coâng suaát : Sñm = 1250 kVA * Ñieän trôû cuûa MBA : RB = 4.33 (W) * Ñieän khaùng cuûa MBA : XB = 23,23 (W) * Ñieän aùp ngaén maïch : Un % = 6% * Toån hao ngaén maïch : DPn = 14.000 W * Toån hao khoâng taûi : DPo =1800 W * Doøng ñieän khoâng taûi: Io % = 1,5% ChöôngV TOÅN THAÁT ÑIEÄN NAÊNG HAÈNG NAÊM TRONG TRAÏM I. XAÙC ÑÒNH TOÅN THAÁT ÑIEÄN NAÊNG HAÈNG NAÊM TRONG TRAÏM BIEÁN AÙP Toån thaát ñieän naêng trong maùy bieán aùp goàm hai phaàn : toån thaát saét vaø toån thaát ñoàng * 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. * Toån thaát saét bao goàm toån hao töø treã cuûa theùp laøm maïch töø vaø toån hao doøng ñieän xoaùy trong loõi theùp. Toån thaát saét phuï thuoäc vaøo maät ñoä thoâng vaø taàn soá thay ñoåi töø thoâng trong maïch, khoâng phuï thuoäc vaøo doøng ñieän, khoâng thay ñoåi theo phuï taûi vaø lôùn baèng nhau duø chaïy khoâng taûi hay ñuû taûi. Neáu traïm bieán aùp coù hai maùy vaän haønh song song thì: * Toån thaát khoâng taûi haèng naêm ñöôïc xaùc ñònh theo soá giôø laøm vieäc t cuûa chuùng trong naêm. * Toån thaát phuï coù taûi ñöôïc xaùc ñònh theo thôøi gian chòu toån thaát coâng suaát lôùn nhaát t, noù laø haøm soá cuûa thôøi gian söû duïng phuï taûi lôùn nhaát Tmax vaø cosj theo ñoà thò phuï taûi haèng naêm. Toån thaát ñieän naêng trong maùy bieán aùp ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: t Vôùi: DP0, DPn laø toån thaát coâng suaát taùc duïng khoâng taûi vaø ngaén maïch cuûa maùy bieán aùp, cho trong lí lòch maùy {kW} Spt , Sñm laø phuï taûi toaøn phaàn (thöôøng laáy baèng phuï taûi tính toaùn, Stt ) vaø dung löôïng ñònh möùc cuûa maùy bieán aùp kVA. t laø thôøi gian vaän haønh thöïc teá cuûa maùy bieán aùp, giôø (h). Bình thöôøng maùy bieán aùp ñöôïc ñoùng suoát moät naêm neân laáy t = 8760 h. t laø thôøi gian toån thaát coâng suaát lôùn nhaát, giôø : ñöôïc cho bôûi baûng Neáu coù n maùy bieán aùp laøm vieäc song song thì : Vaäy: Toån thaát ñieän naêng trong traïm ñöôïc xaùc ñònh nhö sau : DA = 31536 + 72230,5 (kWh) DA = 103766,5(kWh) II. ÑIEÄN NAÊNG CUNG CAÁP HAÈNG NAÊM (A) VAØ PHAÀN TRAÊM TOÅN THAÁT ÑIEÄN NAÊNG (A%) Ñieän naêng cung caáp haèng naêm Ñieän naêng cung caáp haèng naêm phuï thuoäc vaøo coâng suaát taùc duïng tính toaùn vaø thôøi gian tieâu thuï coâng suaát lôùn nhaát. Coù theå tính ñieän naêng cung caáp haèng naêm theo coâng thöùc sau : A = Ptt . Tmax [kW] Ôû ñaây: Ptt : Laø phuï taûi tính toaùn [kW] Tmax : Thôøi gian söû duïng coâng suaát lôùn nhaát [giôø] Vôùi: Ptt = 1280 kW Tmax = 5949,5(kWh) Phaàn traêm toån thaát ñieän naêng haèng naêm cuûa traïm Phaàn traêm toån thaát ñieän naêng phuï thuoäc vaøo ñieän naêng cung caáp haøng naêm vaø toån thaát ñieän naêng trong traïm . KEÁT LUAÄN Ñieän naêng cung caáp haèng naêm cuûa traïm : A = 7615360 (kWh) Phaàn traêm toån thaát ñieän naêng haèng naêm cuûa traïm: DA% = 1,36% Chöông VI SUÏT AÙP QUA MAÙY BIEÁN AÙP VAØ TÍNH CHOÏN ÑAÀU PHAÂN AÙP I. SUÏT AÙP QUA MAÙY BIEÁN AÙP LUÙC PHUÏ TAÛI MIN, MAX VAØ SÖÏ COÁ Toån thaát ñieän aùp (suït aùp) cuûa maùy bieán aùp ñöôïc tính theo coâng thöùc : Trong ñoù: * P: Coâng suaát taùc duïng, [kW] * Q: Coâng suaát phaûn khaùng, [kVAR] * RB : Ñieän trôû cuûa maùy bieán aùp, [W] * XB : Ñieän khaùng cuûa maùy bieán aùp, [W] * Udm: Ñieän aùp ñònh möùc, [kV] SUÏT AÙP QUA MAÙY BIEÁN AÙP LUÙC PHUÏ TAÛI BÌNH THÖÔØNG Luùc phuï taûi cöïc ñaïi * Coâng suaát bieåu kieán khi phuï taûi cöïc ñaïi: SMAX = Stt Goïi: * P1: Laø coâng suaát taùc duïng cuûa MBA luùc taûi lôùn nhaát: [kW] * Q1: Laø coâng suaát phaûn khaùng cuûa moät maùy bieán aùp luùc taûi lôùn nhaát [kVAR] [kVAR] Suït aùp qua moät MBA khi taûi lôùn nhaát ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: [V] [V] Suït aùp qua maùy bieán aùp luùc phuï taûi cöïc tieåu * Coâng suaát bieåu kieán khi phuï taûi nhoû nhaát: Smin = % Smin . Stt [kVA] Goïi: * P2 : Laø coâng suaát taùc duïng qua moät MBA khi taûi cöïc tieåu: [kW] [kW] * Q2: Laø coâng suaát phaûn khaùng qua moät MBA khi taûi cöïc tieåu: [kVAR] [kVAR] Suït aùp qua moät MBA khi taûi nhoû nhaát ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: [V] [V] SUÏT AÙP QUA MAÙY BIEÁN AÙP LUÙC GAËP SÖÏ COÁ Toån thaát ñieän aùp qua maùy bieán aùp luùc söï coá khi taûi cöïc ñaïi Goïi: P1(sc) : Laø coâng suaát taùc duïng cöïc ñaïi khi gaëp söï coá P1(sc) = Stt . cos j =Ptt [kW] P19sc) = 1280 [kW] Q1(sc) : Laø coâng suaát phaûn khaùng cöïc ñaïi luùc gaëp söï coá Q1(sc) = Stt . sinj [kVAR] Qtr = 1600 . 0,6 = 960 [ kVAR ] Suït aùp qua moät MBA khi taûi lôùn nhaát luùc gaëp söï coá: [V] [V] [V] Toån thaát ñieän aùp qua maùy bieán aùp khi taûi cöïc tieåu luùc gaëp söï coá Goïi: * P2(sc) : Laø coâng suaát taùc duïng cöïc tieåu khi gaëp söï coá P2(sc) = Smin . cosj [kW] P2(sc) = 640 . 0,8 = 512 [kW] * Q2(sc) : Laø coâng suaát phaûn khaùng cöïc tieåu khi gaëp döï coá Q2(sc) = Smin . sinj ][kVAR] Q2(sc) = 640 . 0,6 = 384 [kVAR] Suït aùp qua moät MBA khi taûi nhoû nhaát luùc gaëp söï coá [V] [V] [V] II. CHOÏN ÑAÀU PHAÂN AÙP CUÛA MAÙY BIEÁN AÙP U1min U1max U2max U2max U1yc U2min * Coâng thöùc tính ñieän aùp ñaàu phaân aùp: [kV] Luùc taûi laøm vieäc bình thöôøng Ñeå giöõ ñieän aùp treân taûi luoân oån ñònh vaø ñaàu ra traïm cho chaát löôïng ñieän cao, caàn choïn ñaàu phaân aùp hôïp lyù Maùy bieán aùp coù ñaàu phaân aùp , vaø ñaàu ñònh möùc ôû giöõa. Tæ soá bieán aùp seõ thay ñoåi nhôø vaøo vieäc choïn ñuùng ñaàu phaân aùp treân cuoän sô caáp. Theo thoâng soá cuûa MBA caùc ñaàu phaân aùp laø : +5% » 23,1 (kV) +2,5% » 22,5 (kV) 0% = 22 (kV) -2,5% » 21,45 (kV) -5% » 20,09 (kV) Caùc soá lieäu ban ñaàu * Ñieän aùp khoâng taûi phía thöù caáp luùc phuï taûi cöïc ñaïi U0 = 0,95 Uñm 0,95 . 0.4 = 0,38 [kV] * U1(max) : Ñieän aùp cao aùp luùc phuï taûi cöïc ñaïi U1 (max) = 0,95 . U1ñm = 0,95 . 22 = 20,9 (kV) * U1(min) : Ñieän aùp cao aùp luùc phuï taûi cöïc tieåu U1 (min) = U 1ñm = 22 (kV) * U1(yc) : Ñieän aùp yeâu caàu phía thöù caáp luùc phuï taûi cöïc ñaïi U1b(yc) = 0,95 . U2ñm = 0,38 (kV) * U2(yc) : Ñieän aùp yeâu caàu phía thöù caáp luùc phuï taûi cöïc tieåu U2b(yc) = U2ñm = 0,4 (kV) * Suït aùp qua maùy bieán aùp luùc phuï taûi cöïc ñaïi: DU B1 = 623,8 [V] = 0,6328 [kV] * Suït aùp qua maùy bieán aùp luùc phuï taûi cöïc tieåu: DU B2 = 235,12 [V] = 0,25312 [kV] Tính choïn ñaàu phaân aùp * Luùc phuï taûi cöïc ñaïi: [kV] * Luùc phuï taûi cöïc tieåu: [kV] Vaäy ñaàu phaân aùp trung bình laø: [KV] Y Giaû söû choïn ñaàu phaân aùp: 0% = 22 [kV] Kieåm tra laïi ñieän aùp phía thöù caáp theo coâng thöùc: [kV] [kV] Ñaàu phaân aùp 0% khoâng ñaït yeâu caàu neân ta phaûi choïn laïi ñaàu phaân aùp Y Giaû söû choïn laïi ñaàu phaân aùp : -2,5% = 21,45 [kV] Kieåm tra laïi ñieän aùp phía thöù caáp theo coâng thöùc sau: [kV] [kV] Töø keát quûa treân thì ñaàu phaân aùp -2,5% laø ñaït yeâu caàu Vaäy choïn ñaàu phaân aùp -2,5% = 21,45 kV Luùc taûi laøm vieäc bò söï coá: töông töï nhö luùc taûi laøm vieäc bình thöôøng: Ñeå giöõ ñieän aùp treân taûi luoân oån ñònh vaø ñaàu ra traïm cho chaát löôïng ñieän cao, caàn choïn ñaàu phaân aùp hôïp lyù Maùy bieán aùp coù ñaàu phaân aùp , vaø ñaàu ñònh möùc ôû giöõa. Tæ soá bieán aùp seõ thay ñoåi nhôø vaøo vieäc choïn ñuùng ñaàu phaân aùp treân cuoän sô caáp Theo thoâng soá cuûa MBA ta coù caùc ñaàu phaân aùp laø: +5% » 23,1 (kV) +2,5% » 22,5 (kV) 0% = 22 (kV) -2,5% » 21,45 (kV) -5% » 20,09 (kV) Caùc soá lieäu ban ñaàu: * Ñieän aùp khoâng taûi phía thöù caáp luùc phuï taûi cöïc ñaïi U0 = 0,95 Uñm = 0,95 . 0,4 = 0,38 [kV] * U1(max) : Ñieän aùp cao aùp luùc phuï taûi cöïc ñaïi U1(max) 0,95 . U1ñm =0,95 . 22 = 20,9 (kV) * U1(min) : Ñieän aùp cao aùp luùc phuï taûi ._.