Bài giảng Cung cấp điện: Chương 5 - ThS. Phùng Đức Bảo Châu

Chia sẻ: Liêm Phan | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:51

Thêm vào BST

Báo xấu

160
lượt xem 36
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Cung cấp điện: Chương 5 - Trạm biến áp do ThS. Phùng Đức Bảo Châu giảng dạy. Bài giảng được trình bày với các nội dung: Khái quát và phân loại; chọn vị trí, số lượng và công suất cho trạm; sơ đồ nối dây của trạm biến áp; cấu trúc trạm; vận hành trạm biến áp; nối đất trạm và đường dây tải điện; ví dụ - Chọn công suất của máy biến áp. Cùng tham khảo nội dung chi tiết tài liệu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cung cấp điện: Chương 5 - ThS. Phùng Đức Bảo Châu

KHOA ĐiỆN-ĐIỆN TỬ ViỄN THÔNG BM. ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Chương 5: TRẠM BIẾN ÁP Giảng viên: ThS. Phùng Đức Bảo Châu
Nội dung 1. Khái quát và phân loại 2. Chọn vị trí, số lượng và công suất cho trạm 3. Sơ đồ nối dây của trạm biến áp 4. Cấu trúc trạm 5. Vận hành trạm biến áp 6. Nối đất trạm và đường dây tải điện 7. Ví dụ: Chọn công suất của máy biến áp
1. Khái quát & phân loại  Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác.  Theo nhiệm vụ, có thể phân trạm thành hai loại: - Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính: trạm này nhận điện 35÷220kV từ hệ thống biến đổi thành cấp điện áp 10, 6 hay 0,4kV. - Trạm biến áp phân xưởng: nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải phân xưởng. Phía sơ cấp thường là 35, 22, 15, 10, 6kV; còn phía hạ áp có thể là 660, 380/220 hay 220/127V.
 Theo cấu trúc, cũng có thể chia thành hai loại: - Trạm biến áp ngoài trời: ở trạm này, các thiết bị cao áp đều được đặt ngoài trời, còn phần phân phối điện áp thấp được đặt trong nhà hoặc trong các tủ chuyên dùng chế tạo sẵn. - Trạm biến áp trong nhà: ở trạm này tất cả các thiết bị đều được đặt trong nhà. Chi phí xây dựng trạm trong nhà thường cao hơn trạm ngoài trời nhiều.
2. Chọn vị trí số lượng và công suất cho trạm : a. Vị trí trạm:  Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến  An toàn, liên tục cung cấp điện  Thao tác vận hành và quản lý dễ dàng  Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm bé nhất  Ngoài ra cũng lưu ý sự ăn mòn, bụi bặm nhiều, môi trường dễ cháy
b. Số lượng máy biến áp: Kinh nghiÖm thiÕt kÕ vËn hµnh cho thÊy m çi tr¹m chØ nªn ®Æ t 1 m ¸y BA lµ tè t nhÊt. Khi cÇn thiÕt cã thÓ ®Æ t 2 m ¸y, kh«ng nªn ®Æ t nhiÒu h¬n 2 m ¸y.  Tr¹m 1 m ¸y: TiÕt kiªm ®Êt, vËn hµnh ®¬n gi¶n, C tt nhá nhÊt. Nhng kh«ng ®¶m b¶o ®îc ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn nh tr¹m 2 m ¸y.  Tr¹m 2 m ¸y: Thê ng cã lîi vÒ kinh tÕ h¬n tr¹m 3 m ¸y.  Tr¹m 3 m ¸y: chØ ®îc dïng vµo trê ng hîp ®Æ c biÖt.
ViÖc q uy Õt ®Þnh c hän s è lîng m ¸y BA, thê ng ®îc d ùa v µo y ª u c Çu c ña p hô t¶i:  Hé Lo¹i I: ®îc cÊp tõ 2 nguån ®é c lËp (cã thÓ lÊy nguån tõ 2 tr¹m gÇn nhÊt m çi tr¹m ®ã chØ cÇn 1 m ¸y). NÕu hé lo¹i 1 nhËn ®iÖn tõ 1 tr¹m BA, th× tr¹m ®ã cÇn ph¶i cã 2 m ¸y vµ m çi m ¸y ®Êu vµo 1 ph©n ®o¹n riªng, gi÷a c¸c ph©n ®o¹n ph¶i cã TB ®ãng tù ®é ng.  Hé loai II: còng cÇn cã nguån dù phß ng cã thÓ ®ãng tù ®é ng hoÆ c b»ng tay. Hé lo¹i II nhËn ®iÖn tõ 1 tr¹m th× tr¹m ®ã còng cÇn ph¶i cã 2 m ¸y BA hoÆ c tr¹m ®ã chØ cã m é t m ¸y ®ang vËn hµnh vµ m é t m ¸y kh¸c ®Ó dù phong ngué i.  Hé lo¹i III: tr¹m chØ cÇn 1 m ¸y BA. Tuy nhiÖn còng cã thÓ ®Æ t 2 m ¸y BA víi c¸c lý do kh¸c nhau nh: C«ng s uÊt m ¸y bÞ h¹n chÕ, ®iÒu kiÖn vËn chuyÓn vµ l¾p ®Æ t khã (kh«ng ®ñ kh«ng gian ®Ó ®Æ t m ¸y lín). HoÆ c ®å thÞ phô t¶i qu¸ chªnh lÖch (K®k 0,45 lý do vËn hµnh), hoÆ c ®Ó h¹n chÕ dß ng ng¾n m ¹ch. Tr¹m 3 m ¸y chØ ®îc dïng vµo nh÷ng trê ng hîp ®Æ c biÖt.
c . Chọn dung lượng máy biến áp:  VÒ lý thuyÕt nªn chän the o chi phÝ vËn hµnh nhá nhÊt lµ hîp lý nhÊt. tuy nhiªn cß n kh¸ nhiÒu yÕu tè kh¸c ¶nh hë ng ®Õn chän dung lîng m ¸y BA nh: trÞ s è phô t¶i, cos ; m ø c b»ng ph¼ng cña ®å thÞ phô t¶i. Mé t s è ®iÓm cÇn lu ý khi chän dung lîng m ¸y BA. + DÊy c«ng s uÊt BA. + HiÖu chØnh nhiÖt ®é . + Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i BA. + Phô t¶i tÝ nh to¸n. + Tham kh¶o s è liÖu dung lîng BA the o §K tæ n thÊt kim lo¹i m Çu Ý t nhÊt
c .1. DÉy c «ng s uÊt BA:  BA chØ ®îc s ¶n xuÊt the o nh÷ng cì tiªu chuÈn. ViÖc chän ®óng c«ng s uÊt BA kh«ng chi ®¶m b¶o an toµn CC§, ®¶m b¶o tuæ i thä m µ cß n ¶nh hë ng ®Õn chØ tiªu kinh tÕ ký thuËt cña s ¬ ®å CC§ : 50; 100; 180; 320; 560; 750; 1000; 1800; 3200; 5600 kVA …  Chó ý: Trong cïng m é t xÝ nghiÖp nªn chän cïng m é t cì c«ng s uÊt v× P tt kh¸c nhau (cè g¾ng kh«ng nªn vît qu¸ 23 chñng lo¹i) ®iÒu nµy thuËn tiÖn cho thay thÕ, s öa ch÷a, dù tr÷ trong kho.  M¸y BA ph©n xë ng nªn chän cã c«ng s uÊt tõ 1000 kVA ®æ l¹i (lµm chiªu dµi m ¹ng h¹ ¸p ng¾n l¹i gi¶m tæ n thÊt… )
c .2. HiÖu chØnh nhiÖt ®é :  S dm cña BA lµ c«ng s uÊt m µ nã cã thÓ t¶i liªn tôc trong s uè t thê i gian phôc vô (kho¶ng 20 n¨m ) víi ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é m «i trê ng lµ ®Þnh m ø c. C¸c m ¸y BA níc ngoµi (ch©u ©u) ®îc chÕ t¹o víi t0 kh¸c m «i trê ng ë ta. VÝ dô m ¸y BA Liªn X« cò qui ®Þnh: + NhiÖt ®é trung b×nh hµng n¨m lµ tb = + 5 0C + NhiÖt ®é cùc ®¹i trong n¨m lµ cd = +35 0 C d ung lîng m ¸y b iÕn ¸p c Çn ®îc hiÖu c hØnh the o m «i trê ng l¾p ®Æt thùc tÕ: ' θtb 5 S dm S dm (1 ) + tb – nhiÖt ®é trung b×nh n¬i l¾p ®Æ t. 100 + S dm Dung lîng ®Þnh m ø c BA the o thiÕt kÕ. + S Dung lîng ®Þnh m ø c ®∙ hiÖu chØnh.  Ngoµi ra cß n ph¶i hiÖu chØnh the o nhiÖt dé cùc ®¹i cña m «i trê ng xung quanh. Khi cd > 35 0 C c«ng s uÊt cña BA ph¶i gi¶m ®i cø m çi ®é t¨ng thªm , dung lîng ph¶i gi¶m ®i 1% cho ®Õn khi cd = 45 0 C. NÕu cd > 45 C ph¶i ®îc lµm m ¸t nh©t t¹o. 0
c.3. Quá tải máy biến áp:  Trong vËn hµnh thùc tÕ v× phô t¶i lu«n thay ®æ i nªn phô t¶i cña BA thê ng kh«ng b»ng phô t¶i ®Þnh m ø c cña nã, Mµ m ø c ®é giµ ho¸ c¸ch ®iÖn ®îc bï trõ nhau ë m ¸y BA the o phô t¶i. V× vËy trong vËn hµnh cã thÓ xÐt tíi kh¶ n¨ng cho phÐp m ¸y BA lµm viÖc lín h¬n phô t¶i ®Þnh m ø c cña nã (m é t lîng nµo ®ã). NghÜa lµ cho phÐp nã lµm vviÖc qu¸ t¶i nhng s ao cho thê i h¹n phôc vô cña nã kh«ng nhá h¬n 20 25 n¨m x©y dùng qui t¾c tÝ nh qu¸ t¶i: + Qu¸ t¶i b×nh thê ng cña BA (dµi h¹n). + Qu¸ t¶i s ù cè cña BA (ng¾n h¹n).
+Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i BA lóc b×nh thêng:  Qui t¾c ®ê ng cong: “ Mø c ®é qu¸ t¶i b×nh thê ng cho phÐp tuú thué c vµo hÖ s è ®iÒn kÝ n cña phô t¶i hµng ngµy” Kqt = f(k dk , t) S tb Itb Kdk S cd Ic d §ê ng cong qu¸ t¶i BA the o ph¬ng ph¸p nµy ®îc x©y dùng the o quan hÖ gi÷a hÖ s è qu¸ t¶i Kqt vµ thê i gian qu¸ t¶i hµng K ngµy (xe m HV) qt HÖ sè qu¸ t¶i I 0,5 Kqt cd Kdk Idm 0,7 0,6 Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc phô t¶i cùc 0,8 ®¹i cho phÐp. Icd =Kqt.Idm S cd =Kqt.S dm 0 1 2 24 t (g iê )
 Qui t¾c 1 %: “ NÕu so s¸nh phô t¶i b×nh th êng mét ngµy ®ªm cña m¸y BA víi dung lîng ®Þnh møc cña nã. Th× øng víi mçi phÇn tr¨m non t¶i trong nh÷ng th¸ng mïa h¹, th× m¸y BA ® îc phÐp qu¸ t¶i 1% trong những th¸ng mïa ®«ng, nhng tæng céng kh«ng ®îc qu¸ 15 %”.  Qui t¾c 3 %: “Trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é kh«ng khÝ xung quanh kh«ng vît qu¸ +350C. Cø hÖ sè phô t¶i cña m¸y BA gi¶m ®i 10 % so víi 100% th× m¸y BA ®îc phÐp qu¸ t¶i 3 %”  Cã thÓ ¸p dông ®ång thêi c¶ 2 qui t¾c ®Ó tÝnh qu¸ t¶i nhng cÇn ph¶i ®¶m b¶o giíi h¹n sau:
 Qui t¾c 1 %: “ NÕu so s¸nh phô t¶i b×nh thêng mét ngµy ®ªm cña m¸y BA víi dung lîng ®Þnh møc cña nã. Th× øng víi mçi phÇn tr¨m non t¶i trong nh÷ng th¸ng mïa h¹, th×m¸y BA ®îc phÐp qu¸ t¶i 1% trong những th¸ng mïa ®«ng, nhng tæng céng kh«ng ®îc qu¸ 15 %”.  Qui t¾c 3 %: “Trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é kh«ng khÝ xung quanh kh«ng vît qu¸ +350C. Cø hÖ sè phô t¶i cña m¸y BA gi¶m ®i 10 % so víi 100% th× m¸y BA ® îc phÐp qu¸ t¶i 3 %”  Cã thÓ ¸p dông ®ång thêi c¶ 2 qui t¾c ®Ó tÝnh qu¸ t¶i nhng cÇn ph¶i ®¶m b¶o giíi h¹n sau: + Víi m ay BA ngoµi trê i kh«ng vît qu¸ 30 %. + Víi m ¸y BA ®Æ t trong nhµ kh«ng vît qu¸ 20 %.
+Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i sù cè:  Qu¸ t¶i sù cè m¸y biÕn ¸p kh«ng phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é xung quanh vµ trÞ sè phô t¶i tríc khi qu¸ t¶i. Th«ng sè nµy ®îc nhµ m¸y chÕ t¹o qui ®Þnh, cã thÓ tra trong c¸ch b¶ng.  Khi kh«ng cã sè liÖu tra, cã thÓ ¸p dông nguyªn t¾c sau ®Ó tÝnh qu¸ t¶i sù cè cho bÊt kú m¸y BA nµo.  “ Trong trêng hîp tríc lóc sù cè m¸y BA t¶i kh«ng qu¸ 93 % c«ng suÊt ®Þnh møc cña nã, th× cã thÓ cho phÐp qu¸ t¶i 40 % trong vßng 5 ngµy ®ªm víi ®iÒu kiÖn thêi gian qu¸ t¶i trong mçi ngµy kh«ng qu¸ 6 giê”
c.4. Chän dung lîng m¸y BA theo phô t¶i tÝnh to¸n :  V× phô t¶i tÝ nh to¸n lµ phô t¶i lín nhÊt m µ thùc tÕ kh«ng ph¶i lóc nµo còng nh vËy Cho nªn dung lîng chän the o S tt kh«ng nªn chän qu¸ d. Ngoµi ra cß n ph¶i chó ý ®Õn c«ng s uÊt dù tr÷ khi xÈy ra s ù cè 1 m ¸y (dµnh cho tr¹m cã 2 m ¸y). Nh÷ng m ¸y cß n l¹i ph¶i ®¶m b¶o CC ®îc 1 lîng c«ng s uÊt cÇn thiÕt the o yªu cÇu cña phô t¶i.  Trong ®iÒu kiÖn b×nh thê ng: Tr¹m 1 m ¸y S dm S tt Tr¹m n m ¸y n.S dm S tt S dm – dung lîng ®Þnh m ø c ®∙ hiÖu chØnh nhiÖt ®é cña BA. S tt C«ng s uÊt tÝ nh to¸n cña tr¹m . Trê ng hîp cÇn thiÕt cã thÓ xÐt thªm qu¸ t¶i lóc b×nh th ê ng, nh vËy cã thÓ cho phÐp chän ®îc m ¸y BA cã dung l îng gi¶m ®i tiÕt kiªm vè n ®Çu t.
 Trêng hîp sù cè 1 m¸y BA: (xÐt cho tr¹m tõ 2 m¸y trë lªn), hoÆc ®øt mét ®êng d©y: - Víi tr¹m 2 m¸y kqt.S dm S sc - Tram n m¸y (n-1).kqt.S dm S sc S dm – dung lîng ®Þnh møc cña m¸y BA ®· hiÖu chØnh nhiÖt ®é. S sc - Phô t¶i mµ tr¹m vÉn cÇn ph¶i ®îc cung cÊp khi cã sù cè. kqt - hÖ sè qu¸ t¶i sù cè cña m¸y BA. Khi kh«ng cã sè liÖu tra cã thÓ lÊy kqt =1,4 víi ®iÒu kiÖn hÖ sè taie tríc lóc sù cè kh«ng qu¸ 93 % vµ kh«ng t¶i qu¸ 3 ngµy, mçi ngµy kh«ng qu¸ 6 giê.
d. Chi phí vận hành hàng năm bé nhất:  C«ng viÖc vËn hµnh tr¹m BA nh»m ph¸t huy ®îc c¸c u ®iÓm cña PA thiÕt kÕ vµ tËn dông hÕt kh¶ n¨ng cña TB v× vËy tríc hÕt ph¶i n¾m ®îc tinh thÇn cña b¶n thiÕt kÕ vµ c¸c chØ dÉn cÇn thiÕt. + C¨n c vµo qui tr×nh qui ph¹m ®Ó ®Ò ra nh÷ng qui ®Þnh thÝch hîp nh: Thao t¸c thêng xuyªn vµ ®Þnh kú. Söa ch÷a kÞp thêi, ng¨n ngõa sù cè ph¸t triÓn. + Ngoµi ra cßn vÊn ®Ò na ®¸ng quan t©m trong vËn hµnh ®ã lµ cho m¸y BA t¶i bao nhiªu? th× ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ cao nhÊt “VÊn ®Ò vËn hµnh kinh tÕ tr¹m BA” chØ thùc hiÖn víi c¸c tr¹m cã tõ 2 m¸y BA trë lªn. XuÊt ph¸t tõ ph¬ng tr×nh tæn thÊt trong tram vµ phÇn m¹ng sau nã.
+Tổn thất công suất trong máy biến áp sẽ là: 2 ' ' ' S pt ΔP T ΔP 0 ΔP K Trong ®ã: S đm P 0 ’ = P 0 + k kt . Q 0 Tæ n thÊt kh«ng t¶i q ui d Én c ña tr¹m P 0 – Tæ n thÊt kh«ng t¶i cña m ay BA trong tr¹m k kt . Q 0 Tæ n thÊt kh«ng t¶i cña c¸c phÇn tö kh¸c cña hÖ thè ng (phu thué c vµo lîng c«ng s uÊt ph¶n kh¸ng). k kt – đương lượng kinh tế của công suất phản kháng (hÖ s è tæ n thÊt c«ng s uÊt t¸c dông do ph¶i truyÒn t¶i c«ng s uÊt ph¶n kh¸ng g©y ra), biết k kt từ 0,02  0,15 P k ’ = P k + k kt . Q K Tæ n thÊt ng¾n m ¹ch qui dÉn cña tr¹m . P k Tæ n thÊt ng¾n m ¹ch hay tæ n thÊt trong d©y cuè n cña m ¸y biÕn ¸p. Q k – Tæ n thÊt ng¾n m ¹ch cña c¸c phÇn tö kh¸c trong hÖ thè ng. S pt C«ng s uÊt cña phô t¶i (c«ng s uÊt truyÒn t¶i thùc tÕ cña tr¹m ). S đm – Dung lîng ®Þnh m ø c cña m ¸y biÕn ¸p.
 Tr¹m cã n m ¸y: 2 ' ' 1 S pt ΔP T nΔ P 0 Δ PK' n S đm  Tram cã n+1 m ¸y: 2 ' ' 1 ' S pt ΔP ( n 1)Δ P T ΔP 0 K n 1 S đm  Ta thÊy quan hÖ P ’ vµ S cã d¹ng P ’ = a + b.S 2 T T pt P’T * S