Luận văn Thiết kế đường dây phân phối cung cấp từ hai nguồn và mạng điện cung cấp

Phần II THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CUNG CẤP CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP TRÊN KHÔNG VÀ CÁP NGẦM 1.1-Thiết kế đường dây trên không : …………... 8 Km 6 trạm Tổng phụ tải của trạm : 600(KVA/trạm) Phụ tải tính toán (cực đại của một trạm) Stttrạm = Spttrạm Knc = = 600 0,7 = 420 (KVA) Phụ tải tính toán của đường dây : S= Kđt Stttrạm số trạm biến áp = = 0,8 420 6 = 2016 (KVA) 1.1.1-Chọn tiết diện dây : Để tính sụt áp và chọn tiết diện dây của đường dây có phụ tải phân bố đều ,ta quy đổi phụ tải tập trung tại trung điểm của đường dây : A M l/2 = 4Km S= 2016(KVA) cos =0,8 Dòng điện trên đường dây : I= = 52,97 (A) Sụt áp cho phép : Giả thiết x0 = 0,37 () rtínhtoán = = = 1,973 () Vậy ta chọn dây AC_35 có : + r0 = 0,85 () + d = 8,4 (mm) + Icp =170 (A) > I= 52,97 (A) Cảm kháng trên 1 Km đương dây : + Đường dây 22KV có khoảng cách trung bình giữa các pha la D=1,37(m) + Bán kính dây dẫn r = d/2 = 4,2 (mm) x0 = 0,144lg(D/r) + 0,016 = = 0,144lg(1,37/4,2.10-3) + 0,016 = 0,378() Điện trở : RAM = r0 (l/2) =0,85 (8/2) = 3,4 () Cảm kháng : XAM = x0 (l/2)= 0,378 (8/2) = 1,512 () Phần trăm sựt áp thực tế trên đường dây khi phụ tải cực đại : P = S cos = 2016 0,8 =1612,8(KW) Q = S sin = 2016 0,6 =1209,6(kVAr) = 1,511% < = 3% (đạt yêu cầu) 1.1.2-Bố trí cột đường dây trên không : 1.1.3-Tổn thất công suất : 1.1.4-Tổn thất điện năng : Tính thời gian tổn thất lớn nhất từ đồ thị phụ tải : ngày = =12,93(giờ) năm = ngày 365 = 4719,45(giờ) Vậy tổn thất điện năng là : =năm = 89,811(MWh/năm) Điện năng cung cấp của đường dây : Tmax,ngày = =17,1(giờ/ngày) Tmax,năm = Tmax,ngày 365= 6241,5(giờ/năm) A = P Tmax = 10066,291(MWh) Phần trăm tổn thất điện năng của đường dây % = = 0,89% 1.2-Thiết kế đường cáp ngầm : …………... 8 Km 10 trạm Tổng phụ tải của trạm : 600(KVA/trạm) Phụ tải tính toán (cực đại của một trạm) Stttrạm = Spttrạm Knc == 600 0,7 = 420 (KVA) Phụ tải tính toán của đường dây : S= Kđt Stttrạm số trạm biến áp = = 0,8 420 10 = 3360 (KVA) 1.2.1-Chọn tiết diện cáp : Sụt áp cho phép : Giả thiết x0 = 0,1 () rtínhtoán = = = 1,275 () Vậy ta chọn cáp đồng 3 lõi 24(KV) ,cách điện XLPE.đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật Bản)chế tạo, có tiết diện 35 (mm2) + r0 = 0,668 () + Icp =170 (A) + x0 = 0,13 () Điện trở : RAM = r0 (l/2) =0,668 (8/2) = 2,672 () Cảm kháng : XAM = x0 (l/2) =0,13 (8/2) = 0,52 () Phần trăm sựt áp thực tế trên đường dây : P = S cos = 3360 0,8 =2688(KW) Q = S sin = 3360 0,6 =2016(kVAr) = 1,7% < = 3% (đạt yêu cầu) 1.2.2-Bố trí cáp ngầm trung áp : CÁP ĐẶT TRONG ỐNG – MẠCH ĐƠN Các lớp a,b,c của kết cấu nền và mặt đường : kích thước và vật liệu cụ thể theo thiết kết của phần tái lặp mặt đường phù hợp với quy định của ngành giao thông công chánh . d là đường kính của cáp . D là đường của ống chịu lực ,chọn theo cỡ thích hợp chọn theo điều kiện D (1,5 ÷ 1,6)d α độ mở miệng mương thích hợp ( tùy theo loại đất và độ rộng mương) Phạm vi áp dụng : cáp đi dưới lòng đường , bắt buộc áp dụng đối với các trường hợp : cáp băng ngang đường ,băng qua giao lộ . MẶT CẮT MƯƠNG ĐÀO DƯỚI LÒNG ĐƯỜNG – MẠCH ĐƠN Các lớp a,b,c của kết cấu nền và mặt đường : kích thước và vật liệu cụ thể theo thiết kết của phần tái lặp mặt đường phù hợp với quy định của ngành giao thông công chánh α độ mở miệng mương thích hợp ( tùy theo loại đất và độ rộng mương) Phạm vi áp dụng : + Cáp đi dưới lòng đường trong các khu vực mật độ xe cộ giao thông nhỏ hoặc bố trí theo mặt cắt quy hoặch cùng với các công trình khác . + Không được dùng để bố trí cáp băng đường ,băng giao lộ . CÁP BỐ TRÍ TRỰC TIẾP TRONG ĐẤT – MẠCH ĐƠN Các lớp a,b,c của kết cấu nền và mặt đường : kích thước và vật liệu cụ thể theo thiết kết của phần tái lặp mặt đường phù hợp với quy định của ngành giao thông công chánh . d là đường kính của cáp . α độ mở miệng mương thích hợp ( tùy theo loại đất và độ rộng mương) Phạm vi áp dụng :dùng bố trí cáp trong lề đường . 1.2.3-Tổn thất công suất trên đường dây cáp ngầm : 1.2.4-Tổn thất điện năng trên đường dây cáp ngầm : Tính thời gian tổn thất lớn nhất từ đồ thị phụ tải : ngày = =12,93(giờ) năm = ngày 365 = 4719,45(giờ) Vậy tổn thất điện năng là : =năm = 196,093(MWh/năm) Điện năng cung cấp của đường dây : Tmax,ngày = =17,1(giờ/ngày) Tmax,năm = Tmax,ngày 365= 6241,5(giờ/năm) A = P Tmax = 16777,152(MWh) Phần trăm tổn thất điện năng của đường dây % = = 1,17% 1.2.5-Tính ngắn mạch và kiểm tra ổn định nhiệt cho cáp ngầm : Đường dây cáp ngầm 22(KV) 22(KV) HT Cho hệ thống tương đương nhìn về hệ thống tại thanh cái là 0,29 (đvtđ) trên cơ bản 100(MVA) + Tổng trở cơ bản : Zcb = = =4,84() + Điện kháng tương đương của hệ thống: XHT = XHT(đvtđ) Zcb =0,29 4,84 = 1,404() + Dòng điện ngắn mạch tại đầu đường cáp ngầm: IN = = = 9,058(KA) + Điều kiện để cáp ổn định nhiệt : Fcáp BN =I2N t = 90582 0,2 = 16,41.106(A2.s) C = 171 (đối với đồng) Fcáp = 23,69 (mm2) Vậy ta chọn cáp có tiết diện 35(mm2) thoả điều kiện ổn định nhiệt 1.3-Giảm tổn thất cho đường dây trên không : 1.3.1-Bù công suất kháng trên đường dây phân phối phụ tải phân bố đều : QC L Mục đích :giảm tổn thất điện năng Vị trí đặt tụ bù x = 2/3L = 2/38 = 5,33(Km) Trong đơn vị tương đối x =2/3 Hệ số phụ tải : Kpt = = = 0,713 Công suất tụ bù : QC = 2/3Kpt . Q= 2/30,71320160,6 = 574,963(kVAr) 1.3.2-Giảm tổn thất công suất do đặt tụ bù.: Giảm Mà : c : hệ số bù c = = 0,477 Qmax = S sin =20160,6 =1209,6(kVAr) R = r0 l = 0,6688 = 5,344() x = 2/3 =0,67 Giảm=4,404(KW) 1.3.3-Giảm tổn thất điện năng do đặt tụ bù trong 1 năm : Giảm Trong đó : Kpt = 0,713: hệ số phụ tải T= 8760(giờ/năm) Giảm = 21315,24(KWh) 1..4-Tiết kiệm chi phí do đặt tụ bù : Tiết kiệm chi phí do đặt tụ bù X1 = K1Giảm=0,0521315,24=1065,76($/năm) Tiết kiệm do giảm đầu tư nguồn phát để bù vào tổn thất công suất: X2 =K2 Giảm=20 4,404 = 88,08($/năm) Chi phí hằng năm của tụ bù: X3 = K3 QC =0,5 574,963=287,48($/năm) Tổng chi phí hằng năm: X =X1+X2 – X3 = 1065,76+88,08– 287,48=866,36($/năm) 1.5-Bố trí tụ bù trung thế : THƯỢNG DIỆN HỮU DIỆNLA LA LA Tụ bù 3x100kVA Hoặc 6x100kVA A B C N FCO 24kV – 200A FCO 24kV – 200A FCO 24kV – 200A SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ THIẾT TRÍ TRỤ CỐ ĐỊNH THẾ TRÊN LƯỚI TRUNG THẾ  THIẾT TRÍ TỤ BÙ CỐ ĐỊNH TRÊN LƯỚI TRUNG THẾ BẢNG LIỆT KÊ VẬT LIỆU Mục Chỉ Danh Số lượng Đơn Vị Ghi Chú 1 Đà L.75758 – 24 m 2 Đà TC :TTK – 02 2 Thanh chống 606 – 0,92m 4 Cây TC :TTK – 02 3 Sứ đứng 24 kv 3 Bộ 4 FCO 24kv – 200A 3 Cái 5 LA 12kv 3 Cái 6 Kẹp quai – cỡ thích hợp 3 Cái 7 Kẹp hotline – cỡ thích hợp 3 Cái 8 Dây đồng bọc 25 mm2 – 24kV m 9 Tụ bù 100kVA 3 – 6 Cái 10 Giàn đặt tụ bù 1 Cái TC :TBU – 04 11 U Levis và sứ ống chỉ 1 Bộ 12 Bulông 16 – chiều dài thích hợp 7 Cái Long đền vuông 18 14 Cái 13 Bulông 1240 4 Cái Lông đền vuông 14 8 Cái 14 Kẹp và cọc tiếp địa 2 Bộ 15 Dây đồng trần 25 mm2 – 24 kV Kg CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CUNG CẤP TỪ ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG VÀ CÁP NGẦM 2.1-Trạm cho đường dây trên không : 2.1.1-Đồ thị phụ tải : Ta có : Stttrạm = Knc Spttrạm =0,7 600 = 420 (KVA) Từ đó ta có bảng số liệu về đồ thị ngày của trạm như sau : Giờ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 S(KVA) 168 168 210 210 252 252 294 294 336 336 378 252 Giờ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 S(KVA) 252 336 336 378 378 420 420 420 294 294 252 252 Bảng Trên Ta Có Đồ Thị Phụ Tải 2 4 6 8 10 11 13 15 17 20 22 24 168 210 252 294 336 378 420 SđmB = 400(kVA) t(h) 2.1.2-Chọn máy biến áp : Trong hệ thống cung cấp điện công suất của máy biến áp trong điều kiện làm việc bình thường phải đảm bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ. Trong đầu đề này yêu cầu chọn máy biến áp theo điều kiện quá tải một cách hệ thống hay còn gọi là quá tải bình thường của máy biến áp .Quy tắc này được áp dụng khi chế độ bình thường hằng ngày có những lúc máy biến áp vận hành non tải (K11). Để có được sự chỉ dẫn về chế độ tải của máy biến áp ,đồ thị phụ tải thực tế được quy đổi về đồ thị nhiệt tương đương bao gồm đồ thị bậc thanh được tính toán như sau : Thử chọn máy biến áp có công suất SđmB =400(kVA) do công ty Đông Anh chế tạo . Kiểm tra máy biến áp chọn theo điều kiện quá tải bình thường . + Phụ tải đẳng trị 12 giờ trước quá tải : Kđt1 == = = =315,54 (kVA) + Tính phụ tải đẳngtrị trong thời gian quá tải . Kđt2 == =420 (kVA) + Tỷ số giữa phụ tải ban đầu và phụ tải đỉnh là : K1 = 0,75 =75% Đồ thị phụ tải hai bậc được vẽ như sau : SđmB = 400(kVA) 2 4 5 6 8 10 11 13 15 17 20 22 24 315.3 420 t(h) 12 (h) Tra đồ thị với tải ban đầu bằng 75% phụ tải đỉnh và thời gian quá tải là 3 giờ ,tra bảng ta được hệ số ổn định của máy biến áp ở 300C là K2 =0,86 . Từ K2 =0,86 và nhiệtđộ môi trường 350C thì ta tra bảng được Kt =1,07 Vậy hệ số định mức của máy biến áp ở 350C là : = = 0,861,07 =0,92 Suy ra công suất định mức tính toán của máy biến áp là : SđmttB =Sđt2 =0,92 420 =386,4(kVA)<SđmB =400(kVA) Cho nên máy biến áp có. Sđm=400(kVA) là có thể chấp nhận được . Thông số của máy biến áp phân phối hai cấp điện áp do công ty ĐôngAnh chế tạo có các thông số sau : Sđm =400(kVA) Điện áp 22/0,4(KV) UN% =4% PN =4,5(KW) P0 =0,85(KW) Phạm vi điều áp 22,5%;5% Điện trở máy biến áp quy về cấp 22(kV): RB = = 13,61() ZB = = 48,4() XB = = 46,86() Điện kháng biến áp quy về cấp 22(kV): 2.1.3-Tính toán tổn thất điện năng trong trạm : Ta có : =600(kVA) Hệ số nhu cầu : Knc =0,7 Suy ra : Stt=Smax = Knc =0,7600 =420 (kVA) Smin =0,4 Smax =420 0,4 =168 (kVA) Ptt =Pmax = Sttcos =420 0,8 = 336 (KW) Qtt =Qmax= Sttsin =420 0,6 = 252 (kVAr) Tương tự : Pmin = 134,4 (kW) Qmin =100,8(kVAr) Điện năng cung cấp cho phụ tải trong năm : Tmax =6241,5 (chương 1) A = PmaxTmax =336 6241,5 = 2097144(kWh/năm) Tổn thất công suất trong máy biến áp lúc phụ tải cực đại : Pmax = P0 + PN = 0,85 + 4,5 = 5,81(kW) Tổn thất điện năng trong trạm : A = P08760 + PN = 0,858760 +4,5 4719,45 = 30860,37(kWh/năm) Phần trăm tổn thất điện năng trong năm : A% = =1,47% 2.1.4-Tính sụt áp qua máy biến áp lúc phụ tải cực đại và cực tiểu : Sụt áp qua máy biến áp lúc phụ tải cực đại : UB1 = = = = 0,745(kV) Sụt áp qua máy biến áp lúc phụ tải cực tiểu : UB2 = = = = 0,298(kV) 2.1.5-Chọn đầu phân áp cố định : Ta có : U% = 1,51% (chương 1) Suy ra : Umax =U%Uđm = =0,332(kV) Điện áp cuối đường dây lúc phụ tải cực đại là : U1A =Uđm – Umax = 22 – 0,332 = 21,668 (kV) Điện phía hạ áp qui về phía cao áp lúc phụ tải cực đại là : U1A – UB1 = 21,668 – 0,745 =20,923(kV) Tính toán tương tự khi phụ tải cực tiểu : +Phần trăm sựt áp thực tế trên đường dây khi phụ tải cực tiểu : min =KđtminSmintrạmsốtrạm =1,24200,46=1209,6 (kVA) P = S cos = 1209,60,8 =967,68(KW) Q = S sin = 1209,60,6 =725,76 (kVAr) = 0,91% Umin =U%Uđm = =0,2(kV) Điện áp cuối đường dây lúc phụ tải cực tiểu là : U2A =Uđm – Umin = 22 – 0,2 = 21,8 (kV) Điện phía hạ áp qui về phía cao áp lúc phụ tải cực tiểu là : U2A – UB2 = 21,8 – 0,298 =21,502(kV) Điện áp yêu cầu phía thứ cấp lúc phụ tải cực đại và cực tiểu là : U1byc = 1,05380 =400(V) =0,4(kV) Đẫu phân áp lúc phụ tải cực đại : Upa1 =UktHẠ =0,4 =20,923(kV) Đầu phân áp lúc phụ tải cực tiểu là : Upa2 =UktHẠ =0,4 =21,502(kV) Đầu phan áp trung bình : Upatb = = 21,21(KV) Chọn đầu phân áp chuẩn -2,5%ứng với 21,45(kV) Tính toán kiểm tra điện áp thực tế phía hạ áp với đầu phân áp được chọn : U1b = =20,923=0,39(KV) Tương tự cho phụ tải cực tiểu : U2b = =21,502=0,401(KV) Kết quả trên có thể chấp nhận được : 2.1.6-Sơ đồ nguyên lý : TRẠM GIÀN – CÔNG SUẤT ≤400KVA ĐO ĐIẾM TRUNG THẾ BẢNG KÊ VẬT LIỆU Mục Chỉ Danh Số Lượng Đơn Vị Ghi Chú 1 Đà L75x75x8 – 2,4m 3 Đà TC:TTK – 02 2 Thanh Chống 60x6 – 0,92m 6 Cây TC:TTK – 02 3 Đà L75x75x8 – 3,2m 7 Đà TC:TTK – 02 4 Đà U60x68x5 – 3,4m 2 Đà TC:TTK – 02 5 Đà U100x46x4,5 – 0,5m 4 Đà TC:TTK – 02 6 Đà U100x46x4,5 – 1,1m 2 Đà TC:TTK – 02 7 Sứ đứng 24 KV 9 Bộ 8 U Clevis và sứ ống chỉ 1 Bộ 9 Sứ treo 24 KV polymer 3 Cái 10 Khoen neo 6 Cái 11 Kẹp căng dây 3 Cái 12 LA 12 KV 3 Bộ 13 FCO 24 KV – cỡ thích hợp 3 Bộ 14 CT 24KV …5A 3 Cái 15 VT 8400/120V 3 Cái 16 Máy biến thế 22-15/0,4 KV 1 Máy 17 ỐNG PVC þ114 4 Mét 18 Co ống PVC þ114 2 Cái 19 Kẹp ống PVC þ114 3 Cái TC:TBT – 18 20 Thùng điện kế và thiết bị hạ thế đôi 1 Bộ 21 Kẹp và cọc tiếp địa 2,4 m 4 Bộ 22 Đai thép và khóa đai 5 Bộ 23 Chằng Trụ 1 Bộ 24 Kẹp SPLITBOLT - cỡ thích hợp 16 Cái 25 Kẹp quai - cỡ thích hợp 3 Cái 26 Kẹp HOTLINE – cỡ thích hợp 3 Cái 27 Bulông þ16x250 7 Cái 28 Bulông þ16x300 4 Cái 29 Bulông þ16x350 10 Cái 30 Bulông þ16x400 4 Cái 31 Bulông þ16x300 VRS 4 Cái Long đền vuông þ18 60 Cái Các mục 27+31 32 Bulông þ20x800 ven răng hai đầu 6 Cái Long đền vuông þ22 12 Cái Các mục 33+34 33 Bulông þ12x40 6 Cái 34 Bulông þ12x120 9 Cái Long đền vuông þ14 30 Cái 35 Dây đồng trần 25mm2 kg 36 Cáp xuất hạ thế – cỡ thích hợp m 37 Cáp muller – cỡ thích hợp m 2.1.7-Tính toán ngắn mạch : Sơ đồ nguyên lý của trạm giàn đo đếm trung thế là : 2 9 10 11 12 13 8 1 3 7 4 5 6 BẢNG THỐNG KÊ CÁC THIẾT BỊ TRONG TRẠM Số thứ tự Thiết bị Qui cách 1 Dây dây dẫn 2 Chống sét 3 Cầu chì tự rơi (FCO) 4 Máy biến điện áp 5 Máy biến dòng 6 Máy biến áp 7 Hệ thống nối đất 8 Cáp tổng (cáp xuất hạ thế) 9 Tủ điện áp 10 Aùptomat tổng 11 Thanh cái 12 Aùptomat nhánh 13 Cáp ra Sơ đồ thay thế của máy biến áp và hện thống N2 N1 HT Xht =0,00116đvtđ Thanh góp 22kV Thanh góp 0,4kV RB =0,011(đvtđ) jXB =0,039(đvtđ) Chọn công suất cơ bản : Scb = Sđm B =400(kVA) Điện kháng tương đương của hệ thống trong đơn vị tương đối : XHT = 0,29 = 0,00116(đvtđ) Chọn điện áp cơ bản phía cao áp là : Ucbcaọ =22(kV) Điện áp cơ bản phía hạ áp là : Ucbhạ =0,4(kV) Suy ra dòng điện cơ bản phía cao và hạ là : Icbcao = =10,51 (A) Icbhạ = = 578(A) Tổng trở cơ bản phía cao áp : Zcbcao = = 1210() Tổng trở của máy biến áp trong đơn vị tương đối : (RB +jXB)đvtđ = = 0,011 + j0,039 (đvtđ) Dòng ngắn mạch ba pha trên thanh góp 22(kV) (điểm N1) : đvtđ= = INđvtđ Icbcao = 862 10,51 = 9,06(KA) Ixk =1,89,06 = 22,99(KA) Ngắn mạch ba pha trên thanh góp 0,4(KV)(điểm N2) : Tổng trở tương đương nhìn từ thanh góp hạ áp Ztđ = = = = 0,042(đvtđ) Dòng điện ngắn mạch : đvtđ= Dòng điện phía cao áp (phía sơ cấp máy biến áp ) = INđvtđ Icbcao = 23,81 10,51 = 250,24(A) Ixk =1,8250,24= 635,11(A) Dòng điện phía hạ áp (phía thứ cấp máy biến áp ) = INđvtđ Icbhạ = 23,81 578= 13,76(KA) Ixk =1,81,38 = 34,92(KA) 2.1.8-Chọn khí cụ điện : Để vận hành được trong nhà máy điện ,trạm biến áp ,thì ngoài các thiết bị chính như máy phát máy biến áp và các phần dẫn điện còn cần phải có các khí cụ điện . Khi vận hành ,các khí cụ điện đều phải chịu được điện áp của mạng điện, dòng điện làm việc lớn nhất chạy qua lâu dài ,dòng điện ngắn mạch chạy qua trong thời gian ngắn mạch (ngắn hạn) cho nên khi tính toán để chọn khí cụ điện phải phải xét và kiểm tra các chế độ trên . Việc lựa chọn khí cụ điện phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo quy định của nghành điện . Chọn cầu chì tự rơi (FCO) : Dòng định mức phía trung áp của máy biến áp : Inm = = 10,51(A) Dòng ngắn mạch ba pha : =9,06(KA) Từ số liệu trên tra bảng ta chọn FCO mã hiệu C710 – 211PB do hãng CHANGE chế tạo có các thông số sau : Thông số Trị số tính toán Trị số chọn Uđm (KV) 22 27 Iđm (A) 10,51 100 IN (KA) 9,06 12 Chọn dây chì dùng cho FCO theo dòng điện : 2,4 10,51 =25,22(A) Tra bảng chọn dây chì loại 20N hay 12K,12T dòng định mức đối với Coutout là 50(A) hay 100(A) Chọn máy biến dòng BI : BI đặt phía trung áp trung áp . Số lượng 3 BI 22(kV) đặt trên ba pha đấu hình sao. Chọn máy biến dòng có các số liệu như sau : Thông số Trị số tính toán Trị số chọn I1đm (KA) 9,06 10 I2đm(A) 5 Tải định mức(VA) Trọng lượng(kg) Chọn máy biến điện áp BU : Chọn máy biến điện áp đo lường mã hiệu 4MR14 do hãng Siemens chế tạo có các thông số sau : Thông số Trị số tính toán Trị số chọn Uđm (KV) 22 24 U1đm(KV) 22 / U2đm(V) 120/ Tải định mức(VA) 500 Trọng lượng(kg) 28 Chọn Aùptomát tổng hạ thế : Dòng định mức phía hạ áp của máy biến áp . Icbhạ = = 578(A) Chọn Aùptomát mã hiệu NS600E do hãng Merlin Gerin chế tạo có các thông số sau : Thông số Trị số tính toán Trị số chọn Số cực 3 Iđm(A) 578 600 Uđm (V) 400 500 IN(KA) 13,76 15 Chọn sứ cách điện : Chọn sứ đứng đặt ngoài trời có Uđm = 22(KV) hay 35 (KV) Chọn dây dẫn nối trong trạn : Ta có : SđmB =400(kVA) Nên theo tiêu chuẩn lưới phân phối chọn dây đồng trần có tiết diện 25mm2 Đối với trạm biến áp có công suất nhỏ hơn 500(kVA) Chọn cáp xuất hạ thế (cáp tổng) từ máy biến áp đến Aùptomát hạ thế : Dòng phụ tải được lấy bằng dòng định mức phía hạ áp của máy biến áp . Iđm = 578(A) Chọn cáp theo điều kiện dòng phát nóng Chọn cáp đồng hạ thế 3 lõi và 1 cáp trung tính 1 lõi ,cách điện XLPE ,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo :3300+185(cáp 3 lõi tiết diện 300mm2 và cáp 1 lõi tiết diện 95mm2 có dòng cho phép đối với dây pha là 590(A) > Iđm = 578(A) Kiểm tra ổn định nhiệt : +Dòng ngắn mạch phía hạ áp : IN =13,76(KA) =13760 (A) +Điều kiện để ổn định nhiệt : Fcáp BN = = 137602 0,2 = 37,87 106(A2.s) C =171 đối với đồng . Fcáp = = 35,99 (mm2) Vậy Fcáp = 300(mm2) thỏa điều kiện ổn định nhiệt Chọn cáp hạ áp cung cấp cho khách hàng : Giả thiết trạm cung cấp phía hạ áp bằng 4 đường dây .Giả sử phụ tải phân bố điều cho mỗi đường dây lúc bình thường .Trong 4 đường dây đó có hai đường dây vận hành song song cung cấp cho phụ tải ở cuối đường dây .Khi có sự cố một đường ,thì đường còn lại phải gánh tòan bộ công suất của hai đường. Dòng điện trên mỗi đường dây lúc bình thường là : =144,5(A) Dòng điện cưỡng bức trên đường dây song song lúc sự cố một đường là : 2144,5 = 289 (A) Chọn dây thỏa điều kiện phát nóng : Đối với 2 đường dây vận hành riêng lẽ :Chọn cáp đồng 3 lõi và một dây trung tính :370+35 có Icp =46 (A) Đối với 2 đường dây vận hành song song chọn dây phát nóng theo dòng cưỡng bức : Chọn cáp đồng 3100+80 có Icp=312(A) Kiểm tra ổn định nhiệt cho đường cáp nhánh : Theo mục (h) tiết diện tối thiểu để có ổn định nhiệt khi ngắn mạch 3 pha tại đầu cáp là 35,99(mm2)(Tương đương với dòng ngắn mạch tại thanh cái hạ áp của mát biến áp ).Như vậy chọn cáp tiết diện 70(mm2) và 100(mm2) cho dây pha là thỏa mãn ổn định nhiệt cho cáp . Chọn Aùptomát cho khách hàng : Theo mục(d) ,trường hợp hai đường dây vận hành song song ,dòng cưỡng bức qua một đường dây là 289(A) .Chọn Aùptomát nhánh mã hiệu NS250N do hãng Merlin Gerin chế tạo có các thông số sau : Thông số Trị số tính toán Trị số chọn Số cực 3 Iđm(A) 289 400 Uđm (V) 400 690 IN(KA) 8 2.1.9-Nối đất cho trạm : Hệ thống nối đất trạm bao gồm các thanh thép góc L60x60x6 (mm) dài 2,5(m) được nối với nhau bằng thanh thép dẹt 40x4 (mm) tạo thành mạch vòng nối đất bao quanh trạm bíên áp ,Các cọc được đóng sâu dưới mặt đất o,8(m), thép dẹp được hàn chặt ở độ sâu 0,8 (m) .Chu vi trạm 2x(6+9) =39(m) Trình tự tính toán : Thiết kế phần cọc : Xác định điện trở nối đất một thanh thép góc(1 cọc) Điện trở nối đất của một cọc nối đất cho bởi công thức : R1cọc = Trong đó : l =250(m) chiều dài cọc . d : đường kính cọc tròn ,nếu là thanh thép thì lấy d = 0,95b.Với b là bề rộng cạnh thép góc . t :độ chôn sâu cọc tính từ mặt đất đến giữa cọc (cm) :điện trở suất của đất () k :hệ số nâng cao điện trở suất đo được của đất ,Đối với cọc ,chọn k=2 khi đo lúc trời mưa to, k=1,5 khi độ ẩm trung bình,k=1,4 khi trời khô . t d l Đối với cọc bằng thép góc nói trên : l = 250 (cm) d =0,95x6 = 5,7(cm) t = 80+125 = 205 (cm) =0,4x104 () đối với đất vườn ruộng . Chọn k =1,5 . Suy ra : R1cọc = =18,27() Sơ bộ xác định số cột : Chọn sơ bộ 10 cọc ,đặt cách nhau một khoảng a = 3 (m) ,mỗi cọcdài2,5m tỷ số a/l = 1,2 ,tra bảng ta có hệ số sử dụng cọc ksdcọc = cọc =0,55.Từ đó ta tính được điện trở tương đương của toàn bộ số cọc . Rtươngđươngcọc = 3,32 () . Thiết kế phần mạch vòng thanh nối : BỐ TRÍ CỌC NỐI ĐẤT VÀ THANH NỐI MẠCH VÒNG KÍN Mạch vòng nối đất sẽ chôn bên trong tường trạm có chu vi (9+6)x2 =30(m) Thép dẹp 40x4 chôn ở độ sâu 0,8 (m) hàn nối các cọc lại với nhau .Điện trở nối đất của thanh nối cho bởi công thức : Rt = Trong đó : Đối với thanh nằm ngang : k=3 nếu mưa rất lớn trước khi đo ,k=2 mưa vừa ,k=1,6 khô mưa ít .Ở đây chọn k =1,6 :điện trở suất của đất ở độ chôn sâu thanh (0,8m)chọn =0,4x104 () đối với đất vườn ruộng . lthanh =3000(cm) chiều dài (chu vi) mạch vòng . b =4(cm): bề rộng thanh nối , t = 80(cm) chiều chôn sâu thanh nối . Suy ra : Rt = =3,71 () . Tra bảng tìm được hệ số sử dụng thanh khi nối vòng ksdthanh =thanh =0,34 . Suy ra : Rtươngđươngthanh = . Điện trở cần thiết của toàn bộ số cọc và thanh : Rnối đất = = = = 2,77() < 4() (đạt yêu cầu) 2.1.10-Chống sét cho trạm và đường dây : Bảo vệ đường dây trên không : Mức phóng điện xung tới hạn (Critical impulse flasgover) của sứ đứng là 150 KV (BIL) (theo tiêu chuẩn ANSI đối với sứ lọai 55 – 5 . Đối với sứ tráng men (porcelain) nhân mức cách điện cho 0,9 . Cách điện được tính theo hai đường : Đường thứ nhất :bản thân cách điện của sứ :0,9x150 = 135 (KV) Đường thứ hai :cách điện ngoàitheo đường không khí : 6,56(kV/cm) hay 200 kV/foot . Chiều dài đường không khí từ đầu sứ đến chổ mắc dây trung tính được nối đất là : 23 + 90 =113(cm) . Suy ra sứ cách điện = 6,56x113 = 741,28(kV) Mức cách điện được chọn là trị số nhỏ nhất giữa hai đường là : 135 (kV) Chọn chống sét đối với hệ thống 22 (kV) có nối đất lập lại :dùng chống sét có điện áp định mức là 18 (kV) ,loại MOV (Metal – Oxitde – Varistor) có các thông số sau : +Điện áp định mức của chống sét :18(KV) +Điện áp vận hành liên tục lớn nhất :15,3 (kV) +Mức điện áp bảo đầu sóng :66kV(max) +Mức bảo vệ xung đóng cắt (đối với xung dòng điện 500A với thời gian tăng của xung từ 40s đến 60 s ) là 44,1kV(max) +Điện áp phóng điện lớn nhất đối với sóng cắt (xung dòng điện xả 8x20s ở 10kV)là 60kV. Tất cả các đặt tính của chống sét 18kV đều ở mức thấp hơn mức cách điện xung của sứ cách điện nên chống sét chọn nói trên bảo vệ thỏa mãn cho đường dây . Bảo vệ chống sé